JP3722897B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工性能を向上させるためのレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザ加工装置に使用される3軸直交型レーザ発振器101は、図6および図7に示されているように、リアミラー103,出力ミラー105を有する光共振器111を備えている。しかもこの光共振器111には相対向した金属電極113,115が設けられており、この金属電極113,115の内側には誘電体電極117,119が設けられている。前記金属電極113,115の回路には電源121が設けられている。
【0003】
上記構成により、電源121で金属電極113,115に電圧を与えると、各誘電体電極117と119との間の放電部123に放電が生じると共に図6に矢印で示したごとくガス流が生じ、レーザビームLBはリアミラー103を経て出力ミラー105より出力されることになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器101では、出力ミラー105から出たレーザビームLBは、上下の誘電体電極117,119で回折のため生じた回折光を含んでいる。図6において誘電体電極117と光取り出し部125との間のA寸法は通常1〜2mmくらいの公差で設計されているが、この状態でも上述の回折光は図7に点線で示したごとく生じる。
【0005】
この回折光によるレーザ出力は、主ビーム(LB)に比較すると非常に小さいが、このレーザビームLBを集光レンズで集光してレーザ加工装置のワーク表面では加工に無視できなくなる。レーザビームLBを集光したスポット径は主ビームと回折光の2つのビームが存在すると加工状態が切断方向により異なるような結果が生じて加工品質の劣化を生むという問題がある。
【0006】
この発明の目的は、レーザ発振器から出てきた回折光によるレーザ加工品質の劣化をなくするようにしたレーザ加工装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、相対向した金属電極と、この金属電極の内側にそれぞれ誘電体電極を設けた3軸直交型レーザ発振器で発信されたレーザビームを集光レンズで集光せしめた後、加工テーブル上にあるワークへ向けて照射せしめてワークにレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、前記各金属電極よりガス下流側において前記レーザ発振器内にある前記誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみが全面にわたり凹形状に削り出されていることを特徴とするものである。
【0008】
したがって、レーザ発振器内にある誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみを全面にわたり凹形状に削ることにより、レーザビームの回折による回折光がなくなり、加工性能の劣化を防ぎ、特にレーザ発振器からの距離が近いときでも、加工品質の方向による違いがなくなり、安定加工が可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図2を参照するに、レーザ加工装置1は、従来同様に3軸直交型レーザ発振器3、複数のベンドミラー5,7,9および集光レンズ11を備えている。前記レーザ発振器3はリアミラー13,出力ミラー15を有する光共振器21を備えている。しかも、この光共振器21には相対向した金属電極23,25が設けられており、この金属電極23,25の内側には誘電体電極27,29が設けられている。前記金属電極23,25の回路には電源31が設けられている。
【0017】
上記構成により、電源31で金属電極23,25に電圧を与えると、各誘電体電極27,29との間の放電部33に放電が生じると共に、図1に矢印で示したごとくガス流が生じ、レーザビームLBはリアミラー13を経て出力ミラー15より出力される。
【0018】
出力ミラー15より出力されたレーザビームLBはベンドミラー5,7,9を経て集光レンズ11に集光される。この集光レンズ11に集光されたレーザビームLBは加工テーブル35上に載置されているワークWへ向けて照射されてワークWにレーザ加工が行われることになる。
【0019】
図1に示されているように、前記誘電体電極27,29におけるビーム通過部である光取り出し部37に対向した部分39のみを、図1に示すように、全面にわたり凹形状に削ることによって、誘電体電極27,29での反射による回折光を少なくすることができる。また、通常光取り出し部37は金属電極23,25よりガス下流側にあるために光取り出し部37に対向した部分39を削ることによる放電の劣化は無視できるものである。
【0020】
したがつて、レーザ発振器3内部の誘電体電極27,29の光取り出し部37に対向した部分39を削ることにより、誘電体電極27,29による回折光から引き起る加工性能の悪化を防ぐことができる。延いては、加工の方向性による品質の違いを防ぐことができ、安定加工を行うことができる。
【0021】
特に、この回折光はレーザ発振器3から近ければ発散することなく、集光レンズ11で集光されるために、加工に対する影響は出やすくなる。なお、実験では集光したレーザビームLBでの回折光の程度は減少し安定加工ができる。
【0022】
図3には本実施の形態の他の例が示されている。図3において図2において部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0023】
前記光共振器21とベンドミラー5との間にはビーム整形装置41が設けられている。このビーム整形装置41は図4に示されているように、2枚の凸レンズ43,45と、この凸レンズ43と45との間にピンホール47Hを有した冷却構造のスリット47とで構成されている。この構成はいわゆるガリレオ式コリメータと同様の構成である。
【0024】
レーザ発振器3から発振されたレーザビームLBは、主ビーム(A−A′)と、回折光によるビーム(B−B′)とを含んでおり、主ビーム(A−A′)とビーム(B−B′)とは前記光共振器21内の共振の仕方で発振角に比較してかなり大きな角度θで入射してくる。このために凸レンズ43で集光した主ビーム(A−A′)と回折光によるビーム(B−B′)の集光点でのスポット位置は、AS ,BS 点のように異なる位置をもつ。実験の結果では、例えばスポット径0.3mm程度のとき、AS −BS は1〜2mm程度の値をもつ。
【0025】
これを例えば0.5mm程度のピンホール47Hを有した冷却構造のあるスリット47を置くことにより、主ビームは通過し、回折光によるビームはスリット47で吸収されることになり、これを凸レンズ45でコリメートすると回折光のない主ビームだけの光となり、ベンドミラー5,7,9を経て集光レンズ11に集光されることになる。したがって、加工点の短いところでも安定加工を行うことができる。
【0026】
図5にはビーム整形装置41の別の例が示されている。図5において、凸レンズ43,45の代りに2枚の凹面ミラー49,51を用い、この凹面ミラー49と51との間にピンホール47Hを有した冷却構造のスリット47を設けたものである。
【0027】
上記構成の場合においても上述した例と同じ理屈が成立し、凹面ミラー51でコリメートすると回折光のない主ビームだけの光となり、ベンドミラー5,7,9を経て集光レンズ11に集光されることになる。なお、このビーム整形装置41はコリメータとしても働くことが可能であり、フライングオプテクスで近い所と遠い所の切断を安定させることができる。
【0028】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【0029】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、本発明によれば、レーザ発振器内にある誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみを全面にわたり凹形状に削ることにより、レーザビームの回折による回折光がなくなり、加工性能の劣化を防ぎ、特にレーザ発振器からの距離が近いときでも、加工品質の方向による違いがなくなり、安定加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の主要部を示し、図2におけるI矢視拡大図である。
【図2】この発明を実施する一実施の形態の例のレーザ加工装置の概略図である。
【図3】この発明を実施する他の実施の形態の例のレーザ加工装置の概略図である。
【図4】図3におけるビーム整形装置の詳細図である。
【図5】他のビーム整形装置の詳細図である。
【図6】従来のレーザ発振器の正面図である。
【図7】図6におけるVII矢視図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置
3 レーザ発振器
5,7,9 ベンドミラー
11 集光レンズ
13 リアミラー
15 出力ミラー
23,25 金属電極
27,29 誘電体電極
33 放電部
37 光取り出し部
39 部分
41 ビーム整形装置
43,45 凸レンズ
47 スリット
47H ピンホール
49,51 凹面ミラー
Claims (1)
- 相対向した金属電極(23,25)と、この金属電極(23,25)の内側にそれぞれ誘電体電極(27,29)を設けた3軸直交型レーザ発振器(3)で発信されたレーザビーム(LB)を集光レンズ(11)で集光せしめた後、加工テーブル(35)上にあるワーク(W)へ向けて照射せしめてワーク(W)にレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、前記各金属電極(23,25)よりガス下流側において前記レーザ発振器(3)内にある前記誘電体電極(27,29)のビーム通過部(37)に対向した部分のみが全面にわたり凹形状に削り出されていることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
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JP02942196A JP3722897B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP02942196A JP3722897B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | レーザ加工装置 |
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JPH09223834A JPH09223834A (ja) | 1997-08-26 |
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Family
ID=12275674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02942196A Expired - Fee Related JP3722897B2 (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3722897B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP02942196A patent/JP3722897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH09223834A (ja) | 1997-08-26 |
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