JP6021493B2 - Laser processing system and laser processing method - Google Patents

Laser processing system and laser processing method Download PDF

Info

Publication number
JP6021493B2
JP6021493B2 JP2012167979A JP2012167979A JP6021493B2 JP 6021493 B2 JP6021493 B2 JP 6021493B2 JP 2012167979 A JP2012167979 A JP 2012167979A JP 2012167979 A JP2012167979 A JP 2012167979A JP 6021493 B2 JP6021493 B2 JP 6021493B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
laser beam
laser
condensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012167979A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014024105A (en
Inventor
崇弘 長嶋
崇弘 長嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Miyachi Co Ltd
Original Assignee
Amada Miyachi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amada Miyachi Co Ltd filed Critical Amada Miyachi Co Ltd
Priority to JP2012167979A priority Critical patent/JP6021493B2/en
Publication of JP2014024105A publication Critical patent/JP2014024105A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6021493B2 publication Critical patent/JP6021493B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、波長の異なる第1レーザ光と第2レーザ光とを重畳させてワークに対して走査するレーザ加工システム及びレーザ加工方法に関する。   The present invention relates to a laser processing system and a laser processing method for scanning a workpiece by superimposing a first laser beam and a second laser beam having different wavelengths.

従来、赤外領域の波長を有する第1レーザ光と紫外領域の波長を有する第2レーザ光とを重畳させてワークに対して走査するレーザ加工システムが広汎に知られている。   Conventionally, a laser processing system that scans a workpiece by superimposing a first laser beam having a wavelength in the infrared region and a second laser beam having a wavelength in the ultraviolet region is widely known.

例えば、特許文献1には、第1レーザ光と第2レーザ光とをダイクロイックミラーにて重畳させてガルバノスキャナーにて走査した後、波長補正(色消し処理)がなされたf−θレンズを用いてワークに集光する技術的思想が開示されている。   For example, Patent Document 1 uses an f-θ lens in which a first laser beam and a second laser beam are superimposed by a dichroic mirror and scanned by a galvano scanner, and then wavelength correction (achromatic processing) is performed. The technical idea of focusing on the workpiece is disclosed.

また、例えば、特許文献2には、第1のガルバノスキャナーにて走査された第1レーザ光をf−θレンズ及びダイクロイックミラーにこの順序で透過させた後ワークに照射すると共に、第2のガルバノスキャナーにて走査された第2レーザ光を前記ダイクロイックミラーで反射させて前記ワークに照射する技術的思想が開示されている。   Further, for example, in Patent Document 2, the first laser beam scanned by the first galvano scanner is transmitted through the f-θ lens and the dichroic mirror in this order, and then irradiated to the work, and the second galvano A technical idea is disclosed in which a second laser beam scanned by a scanner is reflected by the dichroic mirror and applied to the workpiece.

特開平11−277272号公報JP-A-11-277272 特許第4346254号公報Japanese Patent No. 4346254

ところで、近年、炭素繊維強化樹脂(CFRP:carbon fiber reinforced plastics)が航空機等の輸送機器の軽量化構造材料として利用されている。しかしながら、CFRPは難加工性複合材料であることから、このような複合材料(ワーク)を高速且つ高品位に加工可能なレーザ加工技術の開発が希求されている。   By the way, in recent years, carbon fiber reinforced resin (CFRP: carbon fiber reinforced plastics) has been used as a lightweight structural material for transportation equipment such as aircraft. However, since CFRP is a difficult-to-process composite material, development of a laser processing technique capable of processing such a composite material (workpiece) at high speed and high quality is desired.

前記ワークを高速且つ高品位に加工可能なレーザ加工方法の1つとして、波長の異なる複数のレーザ光を同軸に重畳させてワークに対し併せて走査する方法が考えられる。   As one of laser processing methods capable of processing the workpiece at high speed and high quality, there can be considered a method in which a plurality of laser beams having different wavelengths are superimposed on the same axis and scanned together with the workpiece.

上述した特許文献1に係る従来技術では、波長補正がなされた特殊なf−θレンズを用いる必要があるため、波長補正がなされていないf−θレンズに比べて構成レンズの種類及び枚数が増加してレーザ加工システムの大型化及び高コスト化が懸念される。特に、紫外領域の波長を有するレーザ光(第2レーザ光)が含まれている場合には、前記レンズに使用することができるガラス材料が少ないため、f−θレンズの設計及び製造が困難である。   In the conventional technique according to Patent Document 1 described above, since it is necessary to use a special f-θ lens with wavelength correction, the number and the number of constituent lenses are increased as compared with an f-θ lens without wavelength correction. As a result, there is a concern about an increase in size and cost of the laser processing system. In particular, when laser light having a wavelength in the ultraviolet region (second laser light) is included, it is difficult to design and manufacture an f-θ lens because there are few glass materials that can be used for the lens. is there.

一方、特許文献2に係る従来技術では、ガルバノスキャナーにて走査された第1レーザ光と第2レーザ光をダイクロイックミラーにて重畳させるため、該第1レーザ光と該第2レーザ光とをワークに対して同軸に重畳させて併せて走査することが容易でない。そのため、ワークを高速且つ高品位にレーザ加工することができないおそれがある。   On the other hand, in the prior art according to Patent Document 2, the first laser beam and the second laser beam scanned by the galvano scanner are superimposed on each other by a dichroic mirror. However, it is not easy to superimpose and scan together. For this reason, there is a possibility that the workpiece cannot be laser processed at high speed and with high quality.

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ワークを高速且つ高品位にレーザ加工することができると共に、コストの低廉化及び小型化を図ることができるレーザ加工システム及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems. A laser processing system and a laser capable of laser processing a workpiece at high speed and high quality, and reducing the cost and size of the workpiece. An object is to provide a processing method.

発明に係るレーザ加工システムは、第1レーザ光を発振する第1レーザ発振器と、前記第1レーザ光の波長とは異なる波長を有する第2レーザ光を発振する第2レーザ発振器と、前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを同軸に重畳させるための重畳光学系と、前記重畳光学系から導かれた重畳された前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とをワークに対し併せて走査する走査光学系と、前記第1レーザ発振器と前記重畳光学系との間の光路上に設けられ、且つ前記第1レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系と、前記第2レーザ発振器と前記重畳光学系との間の光路上に設けられ、且つ前記第2レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系と、前記走査光学系の走査角度を取得する走査角度取得手段と、前記第1集光光学系及び前記第2集光光学系を制御する制御部と、を備え、前記第1集光光学系は、前記第1レーザ光を拡径する第1拡径レンズと、前記第1拡径レンズにて拡径された前記第1レーザ光を集光する第1集光レンズと、前記第1拡径レンズを前記第1集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第1レンズホルダと、を有し、前記第2集光光学系は、前記第2レーザ光を拡径する第2拡径レンズと、前記第2拡径レンズにて拡径された前記第2レーザ光を集光する第2集光レンズと、前記第2拡径レンズを前記第2集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第2レンズホルダと、を有し、前記制御部は、加工データと補正曲線又はパラメータテーブルとが記憶された記憶部と、前記走査角度取得手段にて取得された前記走査角度と前記記憶部に記憶された前記補正曲線又は前記パラメータテーブルとに基づいて前記第1拡径レンズの第1変位量と前記第2拡径レンズの第2変位量とを算出する変位量算出部と、前記変位量算出部にて算出された前記第1変位量に基づいて前記第1レンズホルダを駆動制御することにより前記第1集光光学系の焦点距離を調整し、前記変位量算出部にて算出された前記第2変位量に基づいて前記第2レンズホルダを駆動制御することにより前記第2集光光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整部と、前記記憶部に記憶されている前記加工データに基づいて前記走査光学系を制御する走査制御部とを有することを特徴とする。 A laser processing system according to the present invention includes a first laser oscillator that oscillates a first laser beam, a second laser oscillator that oscillates a second laser beam having a wavelength different from the wavelength of the first laser beam, together and superimposing system for superposing a first laser beam and the second laser beam coaxially with the superimposing optical system superimposed derived from the said first laser beam and said second laser beam relative to the workpiece A first scanning optical system that is arranged on an optical path between the first laser oscillator and the superimposing optical system and that condenses the first laser light and can change a focal length. A second condensing unit provided on an optical path between the condensing optical system, the second laser oscillator, and the superimposing optical system and configured to condense the second laser light and change a focal length. an optical system, the scanning angle of said scanning optical system A scanning angle obtaining means for obtaining, said a first condensing optical system and a control unit for controlling the second condensing optical system, wherein the first condensing optical system is expanded to the first laser beam A first condensing lens, a first condensing lens that condenses the first laser light expanded by the first condensing lens, and the first condensing lens of the first condensing lens. A first lens holder that is displaceably supported along the optical axis, wherein the second condensing optical system includes a second diameter-expanding lens that expands the diameter of the second laser light, and the second diameter-expanding lens. A second condenser lens for condensing the second laser light whose diameter has been enlarged by the lens, and a second lens for supporting the second enlarged lens so as to be displaceable along the optical axis of the second condenser lens. A holder, and the control unit stores the processing data and a correction curve or a parameter table, and the scan Based on the scanning angle acquired by the degree acquisition means and the correction curve or the parameter table stored in the storage unit, the first displacement amount of the first enlarged lens and the second displacement lens A displacement amount calculating unit that calculates two displacement amounts, and driving and controlling the first lens holder based on the first displacement amount calculated by the displacement amount calculating unit. A focal length for adjusting a focal length of the second condensing optical system by adjusting a focal length and drivingly controlling the second lens holder based on the second displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit. an adjustment unit, and wherein Rukoto that having a scanning control section which controls the scanning optical system based on the processing data stored in the storage unit.

本発明に係るレーザ加工システムによれば、第1レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系を第1レーザ発振器と重畳光学系との間の光路上に設け、第2レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系を第2レーザ発振器と重畳光学系との間の光路上に設けているので、特殊なf−θレンズを設ける必要がない。これにより、レーザ加工システムの小型化及びコストの低廉化を図ることができる。また、重畳光学系にて同軸に重畳された第1レーザ光と第2レーザ光とを走査光学系にてワークに対し併せて走査可能であるので、該ワークを高速且つ高品位にレーザ加工することが可能である。   According to the laser processing system of the present invention, the first condensing optical system formed so as to condense the first laser light and change the focal length is disposed on the optical path between the first laser oscillator and the superimposing optical system. Provided with a second condensing optical system that condenses the second laser light and is capable of changing the focal length on the optical path between the second laser oscillator and the superimposing optical system. There is no need to provide an f-θ lens. Thereby, size reduction and cost reduction of a laser processing system can be achieved. Further, since the first laser beam and the second laser beam superimposed coaxially by the superimposing optical system can be scanned together with the workpiece by the scanning optical system, the workpiece is laser processed at high speed and with high quality. It is possible.

また、第1集光光学系を構成する複数のレンズの間隔を変更することにより該第1集光光学系の焦点距離(合成焦点距離)を変更し、第2集光光学系を構成する複数のレンズの間隔を変更することにより該第2集光光学系の焦点距離(合成焦点距離)を変更するので、前記第1集光光学系と前記第2集光光学系の各々における焦点距離の調整を確実に行うことができる。 Further , the focal length (combined focal length) of the first condensing optical system is changed by changing the interval between the plurality of lenses constituting the first condensing optical system, and the plurality of constituents constituting the second condensing optical system. Since the focal length (synthetic focal length) of the second condensing optical system is changed by changing the distance between the lenses, the focal length of each of the first condensing optical system and the second condensing optical system is changed. Adjustment can be made reliably.

さらに、第1レンズホルダを第1拡径レンズの光軸に沿って変位させることにより第1拡径レンズと第1集光レンズとの間隔を変更することができるので、第1集光光学系の焦点距離を簡単に調整することができる。また、第2レンズホルダを第2拡径レンズの光軸に沿って変位させることにより第2拡径レンズと第2集光レンズとの間隔を変更することができるので、第2集光光学系の焦点距離を簡単に調整することができる。 Further , since the distance between the first enlarged lens and the first condenser lens can be changed by displacing the first lens holder along the optical axis of the first enlarged lens, the first condenser optical system can be changed. The focal length of can be easily adjusted. In addition, since the distance between the second enlarged lens and the second condenser lens can be changed by displacing the second lens holder along the optical axis of the second enlarged lens, the second condenser optical system can be changed. The focal length of can be easily adjusted.

さらにまた、走査角度取得手段にて取得された走査角度に基づいて第1集光光学系の焦点距離と第2集光光学系の焦点距離とを調整する焦点距離調整手段を備えているので、第1レーザ光の集光位置と第2レーザ光の集光位置とをワーク上に動的に一致させることができる。これにより、ワークを一層高速且つ高品位にレーザ加工することができる。 Furthermore , since it includes a focal length adjustment unit that adjusts the focal length of the first condensing optical system and the focal length of the second condensing optical system based on the scanning angle acquired by the scanning angle acquisition unit, The condensing position of the first laser light and the condensing position of the second laser light can be dynamically matched on the workpiece. Thereby, the workpiece can be laser-processed at higher speed and higher quality.

記のレーザ加工システムにおいて、前記ワークがCFRPで構成されており、前記第1レーザ光が赤外領域の波長を有すると共に、前記第2レーザ光が紫外領域の波長を有していてもよい。 In the above SL laser processing system, the workpiece is constituted by CFRP, wherein the first laser beam which has a wavelength in the infrared region, the second laser beam may have a wavelength in the ultraviolet region .

このようなシステムによれば、赤外領域の波長を有する第1レーザ光と紫外領域の波長を有する第2レーザ光とを同軸に重畳してCFRPに走査することができるので、CFRPを高速且つ高品位にレーザ加工することができる。   According to such a system, the first laser beam having the wavelength in the infrared region and the second laser beam having the wavelength in the ultraviolet region can be coaxially superimposed and scanned on the CFRP. High-quality laser processing is possible.

発明に係るレーザ加工方法は、加工データと補正曲線又はパラメータテーブルとを記憶部に記憶させる記憶工程と、焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系に第1レーザ光を入射する第1入射工程と、焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系に前記第1レーザ光の波長とは異なる波長を有する第2レーザ光を入射する第2入射工程と、前記第1集光光学系から導かれた前記第1レーザ光と前記第2集光光学系から導かれた前記第2レーザ光とを重畳光学系にて同軸に重畳させる重畳工程と、前記記憶部に記憶されている前記加工データに基づいて前記重畳工程にて重畳された前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを走査光学系によりワークに対し併せて走査する走査工程と、を行い、前記第1集光光学系は、前記第1レーザ光を拡径する第1拡径レンズと、前記第1拡径レンズにて拡径された前記第1レーザ光を集光する第1集光レンズと、前記第1拡径レンズを前記第1集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第1レンズホルダと、を有し、前記第2集光光学系は、前記第2レーザ光を拡径する第2拡径レンズと、前記第2拡径レンズにて拡径された前記第2レーザ光を集光する第2集光レンズと、前記第2拡径レンズを前記第2集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第2レンズホルダと、を有し、前記走査工程では、前記走査光学系の走査角度を取得する取得工程と、前記取得工程で取得された前記走査角度と前記記憶部に記憶されている前記補正曲線又は前記パラメータテーブルとに基づいて前記第1拡径レンズの第1変位量と前記第2拡径レンズの第2変位量とを算出する算出工程と、前記算出工程にて算出された前記第1変位量に基づいて前記第1レンズホルダを駆動制御することにより前記第1集光光学系の焦点距離を調整し、前記算出工程にて算出された前記第2変位量に基づいて前記第2レンズホルダを駆動制御することにより前記第2集光光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整工程と、を行うことを特徴とする。
In the laser processing method according to the present invention, the first laser beam is incident on the storage step of storing the processing data and the correction curve or the parameter table in the storage unit, and the first condensing optical system formed so that the focal length can be changed. A first incident step, a second incident step in which a second laser beam having a wavelength different from the wavelength of the first laser beam is incident on a second condensing optical system formed so that a focal length can be changed, A superimposing step of coaxially superimposing the first laser light guided from the first condensing optical system and the second laser light guided from the second condensing optical system by a superimposing optical system; and the storage unit A scanning step of scanning the workpiece together with the first laser beam and the second laser beam superimposed in the superimposing step based on the processing data stored in the scanning optical system , The first condensing optical system includes the first recording optical system. A first expanding lens for expanding the light, a first condensing lens for condensing the first laser light expanded by the first expanding lens, and the first expanding lens. A first lens holder that is displaceably supported along the optical axis of the first condensing lens, and the second condensing optical system includes a second diameter-expanding lens that expands the diameter of the second laser light, A second condensing lens that condenses the second laser light expanded by the second diameter expanding lens, and the second diameter expanding lens can be displaced along the optical axis of the second condensing lens. A second lens holder to be supported, and in the scanning step, an acquisition step of acquiring a scanning angle of the scanning optical system, the scanning angle acquired in the acquisition step, and the storage unit are stored. Based on the correction curve or the parameter table, the first displacement amount of the first enlarged lens and the second A calculation step of calculating a second displacement amount of the diameter lens, and driving control of the first lens holder based on the first displacement amount calculated in the calculation step. A focal length adjustment step of adjusting a focal length of the second condensing optical system by adjusting a focal length and drivingly controlling the second lens holder based on the second displacement amount calculated in the calculation step. And performing.

本発明に係るレーザ加工方法によれば、焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系に第1レーザ光を入射し、焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系に前記第1レーザ光の波長とは異なる波長を有する第2レーザ光を入射するので、特殊なf−θレンズを設ける必要がない。これにより、レーザ加工システムの小型化及びコストの低廉化を図ることができる。また、重畳工程にて同軸に重畳された第1レーザ光と第2レーザ光とをワークに対し併せて走査するので、該ワークを高速且つ高品位にレーザ加工することが可能である。   According to the laser processing method of the present invention, the first laser light is incident on the first condensing optical system formed so that the focal length can be changed, and the second condensing optical system formed so that the focal length can be changed. Since the second laser beam having a wavelength different from the wavelength of the first laser beam is incident on the first laser beam, it is not necessary to provide a special f-θ lens. Thereby, size reduction and cost reduction of a laser processing system can be achieved. In addition, since the first laser beam and the second laser beam superimposed on the same axis in the superimposing step are scanned with respect to the workpiece, the workpiece can be laser processed at high speed and with high quality.

以上説明したように、本発明によれば、ワークを高速且つ高品位にレーザ加工することができると共に、コストの低廉化及び小型化を図ることができる。   As described above, according to the present invention, the workpiece can be laser-processed at high speed and with high quality, and the cost can be reduced and the size can be reduced.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工システムの模式図である。It is a mimetic diagram of a laser processing system concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part shown in FIG. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the laser processing method which concerns on one Embodiment of this invention. 図3に示す走査工程の内容を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the content of the scanning process shown in FIG.

以下、本発明に係るレーザ加工システム及びレーザ加工方法について、好適な実施形態を例示して添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a laser processing system and a laser processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by illustrating preferred embodiments.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工システム10は、波長の異なる第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とを同軸に重畳してワークWに対し併せて走査することにより、該ワークWを高速且つ高品位にレーザ加工するためのシステムである。   The laser processing system 10 according to the embodiment of the present invention scans the workpiece W by coaxially superimposing the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 having different wavelengths and scanning the workpiece W together. This is a system for laser processing at high speed and high quality.

図1に示すように、ワークWは、任意の材料で構成可能であるが、例えば、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の難加工性複合材料の板材として構成されている。   As shown in FIG. 1, the workpiece W can be composed of an arbitrary material, but is configured as a plate material of a difficult-to-process composite material such as carbon fiber reinforced resin (CFRP), for example.

レーザ加工システム10は、第1レーザ光LB1を発振する第1レーザ発振器12と、第2レーザ光LB2を発振する第2レーザ発振器14と、第1レーザ光LB1を集光するための第1集光光学系16と、第2レーザ光LB2を集光するための第2集光光学系18と、第1集光光学系16から出射された第1レーザ光LB1と第2集光光学系18から出射された第2レーザ光LB2とを同軸に重畳させるためのダイクロイックミラー(重畳光学系)20と、ダイクロイックミラー20にて重畳された第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とを支持台100に載置されたワークWに対し併せて操作するガルバノスキャナー(走査光学系)22と、制御部26とを備える。   The laser processing system 10 includes a first laser oscillator 12 that oscillates the first laser light LB1, a second laser oscillator 14 that oscillates the second laser light LB2, and a first collection for condensing the first laser light LB1. The optical optical system 16, the second condensing optical system 18 for condensing the second laser light LB2, the first laser light LB1 emitted from the first condensing optical system 16, and the second condensing optical system 18 A dichroic mirror (superimposing optical system) 20 for coaxially superimposing the second laser beam LB2 emitted from the laser beam, and a support base for the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 superimposed by the dichroic mirror 20 A galvano scanner (scanning optical system) 22 that operates together with the workpiece W placed on 100 and a control unit 26 are provided.

第1レーザ発振器12は、例えば、赤外領域(近赤外領域)の波長を有する第1レーザ光LB1を発振可能に構成されている。このような第1レーザ発振器12としては、例えば、ファイバーレーザ発振器等が挙げられる。   The first laser oscillator 12 is configured to be able to oscillate, for example, the first laser light LB1 having a wavelength in the infrared region (near infrared region). As such a 1st laser oscillator 12, a fiber laser oscillator etc. are mentioned, for example.

第2レーザ発振器14は、例えば、紫外領域の波長を有する第2レーザ光LB2を発振可能に構成されている。このような第2レーザ発振器14としては、例えば、第3高調波レーザ発振器(Qスイッチ方式の固体レーザ発振器)等が挙げられる。   For example, the second laser oscillator 14 is configured to be able to oscillate the second laser light LB2 having a wavelength in the ultraviolet region. Examples of the second laser oscillator 14 include a third harmonic laser oscillator (Q switch type solid-state laser oscillator).

第1集光光学系16は、第1レーザ発振器12とダイクロイックミラー20との間の光路上に配設されている。具体的には、第1集光光学系16は、第1レーザ光LB1を拡径する第1拡径レンズ28と、第1拡径レンズ28にて拡径された第1レーザ光LB1を集光する一対の第1集光レンズ30、32と、第1拡径レンズ28をその光軸に沿って変位可能に支持する第1レンズホルダ34とを有している。   The first condensing optical system 16 is disposed on the optical path between the first laser oscillator 12 and the dichroic mirror 20. Specifically, the first condensing optical system 16 collects the first diameter-expanding lens 28 that expands the first laser light LB1 and the first laser light LB1 that has been expanded by the first diameter-expanding lens 28. A pair of first condensing lenses 30 and 32 that emit light, and a first lens holder 34 that supports the first diameter-expanding lens 28 so as to be displaceable along its optical axis.

本実施形態では、第1拡径レンズ28として凹レンズが用いられ、各第1集光レンズ30、32として凸レンズが用いられている。なお、各第1集光レンズ30、32の焦点距離は異なっている。   In the present embodiment, a concave lens is used as the first enlarged lens 28, and convex lenses are used as the first condenser lenses 30 and 32. The focal lengths of the first condenser lenses 30 and 32 are different.

このように構成される第1集光光学系16は、第1拡径レンズ28と第1集光レンズ30との間隔を変更することにより、該第1集光光学系16の焦点距離(合成焦点距離)を容易に調整することが可能となっている。   The first condensing optical system 16 configured as described above changes the focal length (composite) of the first condensing optical system 16 by changing the interval between the first diameter-expanding lens 28 and the first condensing lens 30. (Focal distance) can be easily adjusted.

第2集光光学系18は、上述した第1集光光学系16と同様の構成を有しており、第2レーザ発振器14とダイクロイックミラー20との間の光路上に配設されている。すなわち、第2集光光学系18は、第2レーザ光LB2を拡径する第2拡径レンズ36と、第2拡径レンズ36にて拡径された第2レーザ光LB2を集光する一対の第2集光レンズ38、40と、第2拡径レンズ36をその光軸に沿って変位可能に支持する第2レンズホルダ42とを有している。   The second condensing optical system 18 has the same configuration as the first condensing optical system 16 described above, and is disposed on the optical path between the second laser oscillator 14 and the dichroic mirror 20. In other words, the second condensing optical system 18 condenses the second diameter expanding lens 36 that expands the second laser light LB2 and the second laser light LB2 expanded by the second diameter expanding lens 36. Second condensing lenses 38 and 40 and a second lens holder 42 that supports the second enlarged lens 36 so as to be displaceable along its optical axis.

本実施形態では、第2拡径レンズ36として凹レンズが用いられ、各第2集光レンズ38、40として凸レンズが用いられている。なお、各第2集光レンズ38、40の焦点距離は異なっている。   In the present embodiment, a concave lens is used as the second enlarged lens 36, and convex lenses are used as the second condenser lenses 38 and 40. The focal lengths of the second condenser lenses 38 and 40 are different.

このように構成される第2集光光学系18は、第2拡径レンズ36と第2集光レンズ38との間隔を変更することにより、該第2集光光学系18の焦点距離(合成焦点距離)を容易に調整することが可能となっている。   The second condensing optical system 18 configured in this way changes the focal length (composite) of the second condensing optical system 18 by changing the distance between the second expanding lens 36 and the second condensing lens 38. (Focal distance) can be easily adjusted.

ダイクロイックミラー20は、第1レーザ光LB1を背面側から透過すると共に第2レーザ光LB2を反射する。これにより、ダイクロイックミラー20は、第1集光光学系16から出射された第1レーザ光LB1と第2集光光学系18から出射された第2レーザ光LB2とを同軸に重畳させることができる。   The dichroic mirror 20 transmits the first laser beam LB1 from the back side and reflects the second laser beam LB2. Thereby, the dichroic mirror 20 can superimpose the first laser beam LB1 emitted from the first condensing optical system 16 and the second laser beam LB2 emitted from the second condensing optical system 18 on the same axis. .

ガルバノスキャナー22は、ダイクロイックミラー20にて重畳された第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とをX軸方向(ワークWの長さ方向)に沿って走査するためのガルバノミラー44と、ガルバノミラー44を回動させるためのモータ46と、ガルバノミラー44の走査角度を取得するためのエンコーダ(走査角度取得手段)48と、ガルバノミラー44から導かれた第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とをY軸方向(ワークWの幅方向)に沿って走査するためのガルバノミラー50と、ガルバノミラー50を回動させるためのモータ52と、ガルバノミラー50の走査角度を取得するためのエンコーダ(走査角度取得手段)54とを含んでいる。   The galvano scanner 22 includes a galvanometer mirror 44 for scanning the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 superimposed by the dichroic mirror 20 along the X-axis direction (the length direction of the workpiece W), and a galvanometer. A motor 46 for rotating the mirror 44, an encoder (scanning angle acquisition means) 48 for acquiring the scanning angle of the galvanometer mirror 44, and the first laser beam LB1 and the second laser beam guided from the galvanometer mirror 44 A galvanometer mirror 50 for scanning the LB 2 along the Y-axis direction (the width direction of the workpiece W), a motor 52 for rotating the galvanometer mirror 50, and an encoder for acquiring the scanning angle of the galvanometer mirror 50 (Scanning angle acquisition means) 54.

このように構成されるガルバノスキャナー22は、第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とをワークWのXY平面内で容易に走査することができる。   The galvano scanner 22 configured in this way can easily scan the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 within the XY plane of the workpiece W.

図2に示すように、制御部26は、記憶部56、レーザ制御部58、走査制御部60、変位量算出部62、及び焦点距離調整部(焦点距離調整手段)64を有している。   As shown in FIG. 2, the control unit 26 includes a storage unit 56, a laser control unit 58, a scanning control unit 60, a displacement amount calculation unit 62, and a focal length adjustment unit (focal length adjustment unit) 64.

記憶部56は、図示しない入力装置によって入力された加工データを記憶する。また、記憶部56には、補正曲線又はパラメータテーブルが記憶されている。補正曲線又はパラメータテーブルは、例えば、各エンコーダ48、54にて取得された各ガルバノミラー44、50の走査角度と第1拡径レンズ28の位置との関係と、該走査角度と第2拡径レンズ36の位置との関係とを示したものが用いられる。   The storage unit 56 stores machining data input by an input device (not shown). The storage unit 56 stores a correction curve or a parameter table. The correction curve or the parameter table includes, for example, the relationship between the scanning angle of each galvanometer mirror 44, 50 acquired by each encoder 48, 54 and the position of the first enlarged lens 28, and the scanned angle and the second enlarged diameter. What shows the relationship with the position of the lens 36 is used.

レーザ制御部58は、第1レーザ発振器12に駆動電流を供給して該第1レーザ発振器12から第1レーザ光LB1を発振し、第2レーザ発振器14に駆動電流を供給して該第2レーザ発振器14から第2レーザ光LB2を発振する。   The laser controller 58 supplies a drive current to the first laser oscillator 12 to oscillate the first laser beam LB1 from the first laser oscillator 12, and supplies a drive current to the second laser oscillator 14 to supply the second laser. The second laser beam LB2 is oscillated from the oscillator.

走査制御部60は、記憶部56に記憶されている加工データに基づいて各モータ46、52を駆動制御する。変位量算出部62は、各エンコーダ48、54が取得した各ガルバノミラー44、50の走査角度に基づいて第1拡径レンズ28の変位量と第2拡径レンズ36の変位量とを算出する。   The scanning control unit 60 controls driving of the motors 46 and 52 based on the processing data stored in the storage unit 56. The displacement amount calculation unit 62 calculates the displacement amount of the first diameter-expanding lens 28 and the displacement amount of the second diameter-expansion lens 36 based on the scanning angle of each galvanometer mirror 44, 50 acquired by each encoder 48, 54. .

焦点距離調整部64は、変位量算出部62にて算出された第1拡径レンズ28の変位量に基づいて第1レンズホルダ34を駆動制御し、前記変位量算出部62にて算出された第2拡径レンズ36の変位量に基づいて第2レンズホルダ42を駆動制御する。   The focal length adjustment unit 64 drives and controls the first lens holder 34 based on the displacement amount of the first enlarged lens 28 calculated by the displacement amount calculation unit 62, and is calculated by the displacement amount calculation unit 62. The second lens holder 42 is driven and controlled based on the displacement amount of the second enlarged lens 36.

次に、以上のように構成されたレーザ加工システム10を用いたレーザ加工方法について図3及び図4を参照しながら説明する。   Next, a laser processing method using the laser processing system 10 configured as described above will be described with reference to FIGS.

先ず、作業者は図示しない入力装置を用いて加工データを入力する(図3のステップS1)。これにより、記憶部56には加工データが記憶される。続いて、レーザ制御部58は、第1レーザ発振器12と第2レーザ発振器14を駆動制御して、第1レーザ発振器12から赤外領域の波長を有する第1レーザ光LB1を発振し、第2レーザ発振器14から紫外領域の波長を有する第2レーザ光LB2を発振する(ステップS2)。   First, the operator inputs machining data using an input device (not shown) (step S1 in FIG. 3). Thereby, the processing data is stored in the storage unit 56. Subsequently, the laser control unit 58 drives and controls the first laser oscillator 12 and the second laser oscillator 14 to oscillate the first laser light LB1 having a wavelength in the infrared region from the first laser oscillator 12, The second laser beam LB2 having a wavelength in the ultraviolet region is oscillated from the laser oscillator 14 (step S2).

そうすると、第1レーザ発振器12から発振された第1レーザ光LB1は第1集光光学系16に入射する(ステップS3:第1入射工程)。このとき、第1レーザ光LB1は、第1拡径レンズ28にてそのビーム径が拡径された後、一対の第1集光レンズ30、32にて集光される。   Then, the first laser beam LB1 oscillated from the first laser oscillator 12 enters the first condensing optical system 16 (step S3: first incident step). At this time, the first laser beam LB1 is condensed by the pair of first condenser lenses 30 and 32 after its beam diameter is enlarged by the first enlarged lens 28.

一方、第2レーザ発振器14から発振された第2レーザ光LB2は第2集光光学系18に入射する(ステップS4:第2入射工程)。このとき、第2レーザ光LB2は、第2拡径レンズ36にてそのビーム径が拡径された後、一対の第2集光レンズ38、40にて集光される。   On the other hand, the second laser beam LB2 oscillated from the second laser oscillator 14 is incident on the second condensing optical system 18 (step S4: second incident step). At this time, the second laser beam LB2 is condensed by the pair of second condenser lenses 38 and 40 after its beam diameter is enlarged by the second enlarged lens 36.

第1集光光学系16から出射した第1レーザ光LB1は背面側からダイクロイックミラー20を透過し、第2集光光学系18から出射した第2レーザ光LB2はダイクロイックミラー20にて反射される。その結果、第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とが同軸に重畳されることになる(ステップS5:重畳工程)。   The first laser light LB1 emitted from the first condensing optical system 16 is transmitted through the dichroic mirror 20 from the back side, and the second laser light LB2 emitted from the second condensing optical system 18 is reflected by the dichroic mirror 20. . As a result, the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 are superimposed on the same axis (step S5: superposition step).

その後、重畳された第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とは、一対のガルバノミラー44、50に反射してワークWに照射される。そして、このとき、走査制御部60は、記憶部56に記憶されている加工データに基づいて第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とをワークWに対し併せて走査する(ステップS6:走査工程)。これにより、ワークWのうち第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2が併せて照射された部位が加工されることになる。   Thereafter, the superimposed first laser beam LB1 and second laser beam LB2 are reflected by the pair of galvanometer mirrors 44 and 50 and applied to the workpiece W. At this time, the scanning control unit 60 scans the workpiece W together with the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 based on the processing data stored in the storage unit 56 (step S6: scanning). Process). Thereby, the site | part irradiated with 1st laser beam LB1 and 2nd laser beam LB2 among the workpiece | work W is processed.

本実施形態では、このステップS6において、変位量算出部62が、各エンコーダ48、54にて取得された各ガルバノミラー44、50の走査角度と記憶部56に記憶されている補正曲線又はパラメータテーブルとに基づいて第1拡径レンズ28の変位量と第2拡径レンズ36の変位量を算出する(図4のステップS10)。   In this embodiment, in this step S6, the displacement amount calculation unit 62 uses the scanning angle of each galvanometer mirror 44, 50 acquired by each encoder 48, 54 and the correction curve or parameter table stored in the storage unit 56. Based on the above, the amount of displacement of the first enlarged lens 28 and the amount of displacement of the second enlarged lens 36 are calculated (step S10 in FIG. 4).

そして、焦点距離調整部64が、算出された第1拡径レンズ28の変位量に基づいて第1レンズホルダ34を変位し、算出された第2拡径レンズ36の変位量に基づいて第2レンズホルダ42を変位する(ステップS11)。これにより、第1レーザ光LB1の集光位置と第2レーザ光LB2の集光位置をワークW上に動的に一致させることができる。   Then, the focal length adjustment unit 64 displaces the first lens holder 34 based on the calculated displacement amount of the first enlarged lens 28, and the second distance based on the calculated displacement amount of the second enlarged lens 36. The lens holder 42 is displaced (step S11). Thereby, the condensing position of 1st laser beam LB1 and the condensing position of 2nd laser beam LB2 can be made to correspond dynamically on the workpiece | work W. FIG.

次に、制御部26は、ワークWの加工が終了したか否かを判断する(ステップS7)。ワークWの加工が終了していない場合には(ステップS7:NO)、ステップS6の処理を繰り返し行う。   Next, the control unit 26 determines whether or not the machining of the workpiece W has been completed (step S7). If machining of the workpiece W has not been completed (step S7: NO), the process of step S6 is repeated.

一方、ワークWの加工が終了した場合には(ステップS7:YES)、レーザ制御部58は、第1レーザ発振器12を制御して第1レーザ光LB1の発振を停止し、第2レーザ発振器14を制御して第2レーザ光LB2の発振を停止する(ステップS8)。この段階で今回のフローチャートが終了する。   On the other hand, when the machining of the workpiece W is completed (step S7: YES), the laser control unit 58 controls the first laser oscillator 12 to stop the oscillation of the first laser beam LB1, and the second laser oscillator 14 Is controlled to stop the oscillation of the second laser beam LB2 (step S8). At this stage, the current flowchart ends.

本実施形態によれば、第1レーザ光LB1を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系16を第1レーザ発振器12とダイクロイックミラー20との間の光路上に設け、第2レーザ光LB2を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系18を第2レーザ発振器14とダイクロイックミラー20との間の光路上に設けているので、特殊なf−θレンズを設ける必要がない。   According to the present embodiment, the first condensing optical system 16 that condenses the first laser beam LB1 and can change the focal length is placed on the optical path between the first laser oscillator 12 and the dichroic mirror 20. Since the second condensing optical system 18 is provided on the optical path between the second laser oscillator 14 and the dichroic mirror 20 so that the second laser light LB2 is condensed and the focal length can be changed. There is no need to provide a special f-θ lens.

すなわち、第1集光光学系16と第2集光光学系18において、波長補正(色消し)処理を行う必要がないので、レンズ設計が容易である。言い換えれば、第1集光光学系16を構成する第1拡径レンズ28及び第1集光レンズ30、32と、第2集光光学系18を構成する第2拡径レンズ36及び第2集光レンズ38、40とを石英や硼珪酸ガラス(BK7)等といったレーザ用の一般的な光学ガラスで設計することができる。これにより、レーザ加工システム10の小型化及びコストの低廉化を図ることができる。   That is, in the first condensing optical system 16 and the second condensing optical system 18, it is not necessary to perform wavelength correction (achromatization) processing, so that lens design is easy. In other words, the first condensing lens 28 and the first condensing lenses 30 and 32 constituting the first condensing optical system 16, and the second condensing lens 36 and the second condensing constituting the second condensing optical system 18. The optical lenses 38 and 40 can be designed with general optical glass for laser such as quartz or borosilicate glass (BK7). Thereby, size reduction and cost reduction of the laser processing system 10 can be achieved.

また、ダイクロイックミラー20にて同軸に重畳された第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2とをガルバノスキャナー22にてワークWに対し併せて走査するので、該ワークWを高速且つ高品位にレーザ加工することできる。   Further, the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 that are coaxially superimposed by the dichroic mirror 20 are scanned together with the workpiece W by the galvano scanner 22, so that the workpiece W is lasered at high speed and high quality. Can be processed.

本実施形態では、第1集光光学系16を構成する第1拡径レンズ28と第1集光レンズ30の間隔を変更することにより該第1集光光学系16の焦点距離(合成焦点距離)を変更し、第2集光光学系18を構成する第2拡径レンズ36と第2集光レンズ38との間隔を変更することにより該第2集光光学系18の焦点距離(合成焦点距離)を変更するので、第1集光光学系16と第2集光光学系18の各々における焦点距離の調整を確実に行うことができる。   In the present embodiment, the focal length of the first condensing optical system 16 (synthetic focal length) is changed by changing the distance between the first condensing lens 28 and the first condensing lens 30 constituting the first condensing optical system 16. ) And the distance between the second expanding lens 36 and the second condensing lens 38 constituting the second condensing optical system 18 is changed to thereby change the focal length (synthetic focal point) of the second condensing optical system 18. Since the distance) is changed, the focal length in each of the first condensing optical system 16 and the second condensing optical system 18 can be reliably adjusted.

また、第1レンズホルダ34を第1拡径レンズ28の光軸に沿って変位させることにより第1拡径レンズ28と第1集光レンズ30との間隔を変更することができるので、第1集光光学系16の焦点距離を簡単に調整することができる。   Further, since the distance between the first enlarged lens 28 and the first condenser lens 30 can be changed by displacing the first lens holder 34 along the optical axis of the first enlarged lens 28, the first lens holder 34 can be changed. The focal length of the condensing optical system 16 can be easily adjusted.

さらに、第2レンズホルダ42を第2拡径レンズ36の光軸に沿って変位させることにより第2拡径レンズ36と第2集光レンズ38との間隔を変更することができるので、第2集光光学系18の焦点距離を簡単に調整することができる。   Furthermore, since the distance between the second enlarged lens 36 and the second condenser lens 38 can be changed by displacing the second lens holder 42 along the optical axis of the second enlarged lens 36, the second lens holder 42 can be changed. The focal length of the condensing optical system 18 can be easily adjusted.

本実施形態によれば、各エンコーダ48、54にて取得した各ガルバノミラー44、50の走査角度と補正曲線又はパラメータテーブルとに基づいて変位量算出部62が第1拡径レンズ28の変位量と第2拡径レンズ36の変位量を算出している。   According to this embodiment, based on the scanning angle of each galvanometer mirror 44, 50 acquired by each encoder 48, 54 and the correction curve or parameter table, the displacement amount calculation unit 62 displaces the displacement amount of the first enlarged lens 28. The amount of displacement of the second enlarged lens 36 is calculated.

そして、焦点距離調整部64が、算出された第1拡径レンズ28の変位量に基づいて第1レンズホルダ34を変位し、算出された第2拡径レンズ36の変位量に基づいて第2レンズホルダ42を変位しているので、第1レーザ光LB1の集光位置と第2レーザ光LB2の集光位置とをワークW上に動的に一致させることができる。これにより、ワークWを一層高速且つ高品位にレーザ加工することができる。   Then, the focal length adjustment unit 64 displaces the first lens holder 34 based on the calculated displacement amount of the first enlarged lens 28, and the second distance based on the calculated displacement amount of the second enlarged lens 36. Since the lens holder 42 is displaced, the condensing position of the first laser beam LB1 and the condensing position of the second laser beam LB2 can be dynamically matched on the workpiece W. Thereby, the workpiece W can be laser-processed at higher speed and higher quality.

本実施形態では、赤外領域の波長を有する第1レーザ光LB1と紫外領域の波長を有する第2レーザ光LB2とを同軸に重畳してワークWとしてのCFRPに対し併せて走査しているので、該CFRPを高速且つ高品位にレーザ加工することができる。   In the present embodiment, the first laser beam LB1 having the wavelength in the infrared region and the second laser beam LB2 having the wavelength in the ultraviolet region are coaxially overlapped and scanned together with the CFRP as the workpiece W. The CFRP can be laser processed at high speed and with high quality.

また、本実施形態に係るレーザ加工システム10は、第1拡径レンズ28と第2拡径レンズ36の位置を調整することにより、3次元形状のワークWの加工を行うことが可能である。   In addition, the laser processing system 10 according to the present embodiment can process the workpiece W having a three-dimensional shape by adjusting the positions of the first enlarged lens 28 and the second enlarged lens 36.

本実施形態は、上記の構成に限定されず、例えば、第1レーザ発振器12が紫外領域の波長を有する第1レーザ光LB1を発振し、第2レーザ発振器14が赤外領域の波長を有する第2レーザ光LB2を発振するように構成してもよい。この場合、赤外領域の波長の光を透過し且つ紫外領域の波長の光を反射するダイクロイックミラー20を用いればよい。   The present embodiment is not limited to the above configuration. For example, the first laser oscillator 12 oscillates the first laser beam LB1 having a wavelength in the ultraviolet region, and the second laser oscillator 14 has a wavelength in the infrared region. You may comprise so that 2 laser beam LB2 may be oscillated. In this case, a dichroic mirror 20 that transmits light having a wavelength in the infrared region and reflects light having a wavelength in the ultraviolet region may be used.

また、第1レーザ光LB1と第2レーザ光LB2は、可視領域の波長を有するレーザ光であっても構わない。さらに、第1集光光学系16は、焦点距離を変更可能に形成されて第1レーザ光LB1を集光する液晶レンズであってもよい。第2集光光学系18についても同様である。   Further, the first laser light LB1 and the second laser light LB2 may be laser light having a wavelength in the visible region. Further, the first condensing optical system 16 may be a liquid crystal lens that is formed so that the focal length can be changed and condenses the first laser light LB1. The same applies to the second condensing optical system 18.

本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。例えば、本発明に係るレーザ加工システム及びレーザ加工方法では、波長の異なる3以上のレーザ光を同軸に重畳させてワークに対し併せて走査するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is naturally possible to adopt various configurations without departing from the gist of the present invention. For example, in the laser processing system and the laser processing method according to the present invention, three or more laser beams having different wavelengths may be superimposed on the same axis and scanned together with the workpiece.

10…レーザ加工システム 12…第1レーザ発振器
14…第2レーザ発振器 16…第1集光光学系
18…第2集光光学系
20…ダイクロイックミラー(重畳光学系)
22…ガルバノスキャナー(走査光学系)
28…第1拡径レンズ 30、32…第1集光レンズ
34…第1レンズホルダ 36…第2拡径レンズ
38、40…第2集光レンズ 42…第2レンズホルダ
48、54…エンコーダ(走査角度取得手段)
64…焦点距離調整部(焦点距離調整手段)
LB1…第1レーザ光 LB2…第2レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser processing system 12 ... 1st laser oscillator 14 ... 2nd laser oscillator 16 ... 1st condensing optical system 18 ... 2nd condensing optical system 20 ... Dichroic mirror (superimposition optical system)
22 ... Galvano scanner (scanning optical system)
28 ... 1st expansion lens 30, 32 ... 1st condensing lens 34 ... 1st lens holder 36 ... 2nd expansion lens 38, 40 ... 2nd condensing lens 42 ... 2nd lens holder 48, 54 ... encoder ( Scanning angle acquisition means)
64: Focal length adjustment section (focal length adjustment means)
LB1 ... 1st laser beam LB2 ... 2nd laser beam

Claims (3)

第1レーザ光を発振する第1レーザ発振器と、
前記第1レーザ光の波長とは異なる波長を有する第2レーザ光を発振する第2レーザ発振器と、
前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを同軸に重畳させるための重畳光学系と、
前記重畳光学系から導かれた重畳された前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とをワークに対し併せて走査する走査光学系と、
前記第1レーザ発振器と前記重畳光学系との間の光路上に設けられ、且つ前記第1レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系と、
前記第2レーザ発振器と前記重畳光学系との間の光路上に設けられ、且つ前記第2レーザ光を集光すると共に焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系と、
前記走査光学系の走査角度を取得する走査角度取得手段と、
前記第1集光光学系及び前記第2集光光学系を制御する制御部と、を備え
前記第1集光光学系は、
前記第1レーザ光を拡径する第1拡径レンズと、
前記第1拡径レンズにて拡径された前記第1レーザ光を集光する第1集光レンズと、
前記第1拡径レンズを前記第1集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第1レンズホルダと、を有し、
前記第2集光光学系は、
前記第2レーザ光を拡径する第2拡径レンズと、
前記第2拡径レンズにて拡径された前記第2レーザ光を集光する第2集光レンズと、
前記第2拡径レンズを前記第2集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第2レンズホルダと、を有し、
前記制御部は、
加工データと補正曲線又はパラメータテーブルとが記憶された記憶部と、
前記走査角度取得手段にて取得された前記走査角度と前記記憶部に記憶された前記補正曲線又は前記パラメータテーブルとに基づいて前記第1拡径レンズの第1変位量と前記第2拡径レンズの第2変位量とを算出する変位量算出部と、
前記変位量算出部にて算出された前記第1変位量に基づいて前記第1レンズホルダを駆動制御することにより前記第1集光光学系の焦点距離を調整し、前記変位量算出部にて算出された前記第2変位量に基づいて前記第2レンズホルダを駆動制御することにより前記第2集光光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整部と、
前記記憶部に記憶されている前記加工データに基づいて前記走査光学系を制御する走査制御部と、
を有することを特徴とするレーザ加工システム。
A first laser oscillator that oscillates a first laser beam;
A second laser oscillator that oscillates a second laser beam having a wavelength different from the wavelength of the first laser beam;
A superimposing optical system for superimposing the first laser beam and the second laser beam coaxially;
A scanning optical system that scans the first laser beam and the second laser beam superimposed from the superimposing optical system together with the workpiece;
A first condensing optical system provided on an optical path between the first laser oscillator and the superimposing optical system and configured to condense the first laser light and change a focal length;
A second condensing optical system provided on an optical path between the second laser oscillator and the superimposing optical system and configured to condense the second laser light and change a focal length;
Scanning angle acquisition means for acquiring a scanning angle of the scanning optical system;
A controller that controls the first condensing optical system and the second condensing optical system ,
The first condensing optical system includes:
A first diameter-expanding lens for expanding the diameter of the first laser beam;
A first condensing lens that condenses the first laser light whose diameter has been expanded by the first diameter-expanding lens;
A first lens holder that supports the first enlarged lens so as to be displaceable along an optical axis of the first condenser lens;
The second condensing optical system includes:
A second diameter expansion lens for expanding the diameter of the second laser beam;
A second condensing lens that condenses the second laser light that has been expanded by the second expanded lens;
A second lens holder that supports the second enlarged lens so as to be displaceable along the optical axis of the second condenser lens;
The controller is
A storage unit storing machining data and a correction curve or parameter table;
Based on the scanning angle acquired by the scanning angle acquisition means and the correction curve or the parameter table stored in the storage unit, the first displacement amount of the first enlarged lens and the second enlarged lens. A displacement amount calculation unit for calculating the second displacement amount of
A focal length of the first condensing optical system is adjusted by driving and controlling the first lens holder based on the first displacement amount calculated by the displacement amount calculation unit, and the displacement amount calculation unit A focal length adjusting unit that adjusts a focal length of the second condensing optical system by driving and controlling the second lens holder based on the calculated second displacement amount;
A scanning control unit that controls the scanning optical system based on the processing data stored in the storage unit;
Laser processing system characterized by having a.
請求項記載のレーザ加工システムにおいて、
前記ワークがCFRPで構成されており、
前記第1レーザ光が赤外領域の波長を有すると共に、前記第2レーザ光が紫外領域の波長を有していることを特徴とするレーザ加工システム。
The laser processing system according to claim 1 , wherein
The workpiece is made of CFRP,
The laser processing system characterized in that the first laser beam has a wavelength in the infrared region and the second laser beam has a wavelength in the ultraviolet region.
加工データと補正曲線又はパラメータテーブルとを記憶部に記憶させる記憶工程と、
焦点距離を変更可能に形成された第1集光光学系に第1レーザ光を入射する第1入射工程と、
焦点距離を変更可能に形成された第2集光光学系に前記第1レーザ光の波長とは異なる波長を有する第2レーザ光を入射する第2入射工程と、
前記第1集光光学系から導かれた前記第1レーザ光と前記第2集光光学系から導かれた前記第2レーザ光とを重畳光学系にて同軸に重畳させる重畳工程と、
前記記憶部に記憶されている前記加工データに基づいて前記重畳工程にて重畳された前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを走査光学系によりワークに対し併せて走査する走査工程と、を行い、
前記第1集光光学系は、
前記第1レーザ光を拡径する第1拡径レンズと、
前記第1拡径レンズにて拡径された前記第1レーザ光を集光する第1集光レンズと、
前記第1拡径レンズを前記第1集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第1レンズホルダと、を有し、
前記第2集光光学系は、
前記第2レーザ光を拡径する第2拡径レンズと、
前記第2拡径レンズにて拡径された前記第2レーザ光を集光する第2集光レンズと、
前記第2拡径レンズを前記第2集光レンズの光軸に沿って変位可能に支持する第2レンズホルダと、を有し、
前記走査工程では、
前記走査光学系の走査角度を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得された前記走査角度と前記記憶部に記憶されている前記補正曲線又は前記パラメータテーブルとに基づいて前記第1拡径レンズの第1変位量と前記第2拡径レンズの第2変位量とを算出する算出工程と、
前記算出工程にて算出された前記第1変位量に基づいて前記第1レンズホルダを駆動制御することにより前記第1集光光学系の焦点距離を調整し、前記算出工程にて算出された前記第2変位量に基づいて前記第2レンズホルダを駆動制御することにより前記第2集光光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整工程と、
を行うことを特徴とするレーザ加工方法。
A storage step of storing machining data and a correction curve or parameter table in a storage unit;
A first incident step of entering a first laser beam into a first condensing optical system formed so that the focal length can be changed;
A second incident step in which a second laser beam having a wavelength different from the wavelength of the first laser beam is incident on a second condensing optical system formed so that the focal length can be changed;
A superimposing step of coaxially superimposing the first laser light guided from the first condensing optical system and the second laser light guided from the second condensing optical system on a superimposing optical system;
A scanning step of scanning the workpiece together with the first laser beam and the second laser beam superimposed in the superimposing step based on the processing data stored in the storage unit by a scanning optical system ; And
The first condensing optical system includes:
A first diameter-expanding lens for expanding the diameter of the first laser beam;
A first condensing lens that condenses the first laser light whose diameter has been expanded by the first diameter-expanding lens;
A first lens holder that supports the first enlarged lens so as to be displaceable along an optical axis of the first condenser lens;
The second condensing optical system includes:
A second diameter expansion lens for expanding the diameter of the second laser beam;
A second condensing lens that condenses the second laser light that has been expanded by the second expanded lens;
A second lens holder that supports the second enlarged lens so as to be displaceable along the optical axis of the second condenser lens;
In the scanning step,
An acquisition step of acquiring a scanning angle of the scanning optical system;
Based on the scan angle acquired in the acquisition step and the correction curve or the parameter table stored in the storage unit, the first displacement amount of the first diameter expansion lens and the second displacement diameter of the second diameter expansion lens. A calculation step of calculating two displacement amounts;
The focal length of the first condensing optical system is adjusted by driving and controlling the first lens holder based on the first displacement amount calculated in the calculation step, and the calculation is performed in the calculation step. A focal length adjustment step of adjusting the focal length of the second condensing optical system by driving and controlling the second lens holder based on a second displacement amount;
The laser processing method characterized by performing.
JP2012167979A 2012-07-30 2012-07-30 Laser processing system and laser processing method Active JP6021493B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012167979A JP6021493B2 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Laser processing system and laser processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012167979A JP6021493B2 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Laser processing system and laser processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014024105A JP2014024105A (en) 2014-02-06
JP6021493B2 true JP6021493B2 (en) 2016-11-09

Family

ID=50198274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012167979A Active JP6021493B2 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Laser processing system and laser processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6021493B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017197903A (en) * 2016-04-25 2017-11-02 株式会社片岡製作所 Rubber removal machine, rubber removing method
CN106735938B (en) * 2017-02-16 2018-07-13 上海嘉强自动化技术有限公司 A kind of CO2Non-metallic laser cutting head
KR102596305B1 (en) * 2017-11-20 2023-10-30 아이피지 포토닉스 코포레이션 Laser systems and methods for processing materials
JP2023053778A (en) * 2021-10-01 2023-04-13 株式会社片岡製作所 Laser processor
WO2023135860A1 (en) * 2022-01-14 2023-07-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser welding device and laser welding method
WO2023188082A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 株式会社ニコン Processing device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI221102B (en) * 2002-08-30 2004-09-21 Sumitomo Heavy Industries Laser material processing method and processing device
JP2004154813A (en) * 2002-11-06 2004-06-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Laser beam machining method and device
JP2005179154A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Shibuya Kogyo Co Ltd Method and apparatus for fracturing brittle material
US20100078419A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Electro Scientific Industries, Inc Post-lens steering of a laser beam for micro-machining applications
JP4734437B2 (en) * 2009-04-17 2011-07-27 沓名 宗春 Laser processing method for fiber reinforced composite material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014024105A (en) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6021493B2 (en) Laser processing system and laser processing method
JP5580826B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2013086129A (en) Glass substrate processing apparatus using laser beam
KR100864863B1 (en) Multi laser system
JP2008194729A (en) Manufacturing method, laser beam machining method and laser beam machining apparatus for small device
JP2006315031A (en) Apparatus and method for laser beam machining
US10357848B2 (en) Laser machining systems and methods
JP5634765B2 (en) Pulse laser machining method and pulse laser machining data creation method
JP6662397B2 (en) Laser processing machine and laser processing method
JP6025798B2 (en) Laser processing equipment
JP5667347B2 (en) Glass substrate processing equipment using laser light
JP2009178720A (en) Laser beam machining apparatus
WO2015029466A1 (en) Laser machining device
JP6632203B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
KR102419487B1 (en) Laser machining apparatus and method for forming through hole
JP2008000801A (en) Laser beam machining apparatus
JP6030747B2 (en) Glass substrate processing equipment by laser beam
JP2005254618A (en) Resin welding apparatus
JP2013180298A (en) Laser beam machining apparatus
JP2011240403A (en) Laser beam machine loading self-propelled galvano scanner
WO2021095253A1 (en) Laser cutting method and laser cutting device
JP2009032780A (en) Optical axis changing device, beam irradiation device, and beam irradiation method
JP6385622B1 (en) Laser processing method and laser processing apparatus
US20190151988A1 (en) Laser machining apparatus
KR102050765B1 (en) Multi modal laser machining system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6021493

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350