JP6420550B2 - Laser cutting device - Google Patents

Laser cutting device Download PDF

Info

Publication number
JP6420550B2
JP6420550B2 JP2014024244A JP2014024244A JP6420550B2 JP 6420550 B2 JP6420550 B2 JP 6420550B2 JP 2014024244 A JP2014024244 A JP 2014024244A JP 2014024244 A JP2014024244 A JP 2014024244A JP 6420550 B2 JP6420550 B2 JP 6420550B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
laser
head
laser light
focal position
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
JP2014024244A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015150567A (en
Inventor
呉屋 真之
真之 呉屋
雅人 木ノ内
雅人 木ノ内
渡辺 俊哉
俊哉 渡辺
石出 孝
孝 石出
赤羽 崇
崇 赤羽
真 大平
真 大平
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries 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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2014024244A priority Critical patent/JP6420550B2/en
Publication of JP2015150567A publication Critical patent/JP2015150567A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6420550B2 publication Critical patent/JP6420550B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、レーザ切断装置に関するもので、レーザ光を用いて構造物や建造物を切断するレーザ切断装置に関する。   The present invention relates to a laser cutting device, and more particularly to a laser cutting device that cuts a structure or a building using laser light.

原子炉や橋梁等の構造物や建造物は、鋼材やコンクリート等を取り扱い易い長さや大きさに切断し、解体することが検討されている。切断に際しては取り扱いが容易なレーザ切断装置等が用いられるが、従来のレーザ切断装置はレーザ光を出射するヘッドから遠く離れた鋼材やコンクリート等を切断することができない(例えば、特許文献1参照)。このため、従来のレーザ切断装置を用いて構造物や建造物を解体する場合には、レーザ切断装置をクレーンで吊り下げて構造物や建造物に近づけたり、レーザ切断装置を自走式の走行装置に取り付けて構造物や建造物に近づけたり、することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
一方、従来のレーザ切断装置よりも出力を大きくできれば、ヘッドから焦点位置までの距離を長くしても切断エネルギーが得られるので、ヘッドから数メートル離れた鋼材やコンクリート等を取り扱い易い長さや大きさに切断することができる。
Structures and structures such as nuclear reactors and bridges are being considered to be dismantled by cutting steel or concrete into lengths and sizes that are easy to handle. For cutting, a laser cutting device that is easy to handle is used. However, the conventional laser cutting device cannot cut steel, concrete, or the like far away from the head that emits laser light (see, for example, Patent Document 1). . For this reason, when disassembling a structure or building using a conventional laser cutting device, the laser cutting device is suspended by a crane and brought close to the structure or building, or the laser cutting device is driven by a self-propelled vehicle. It has been proposed to be attached to a device to be close to a structure or a building (for example, see Patent Document 2).
On the other hand, if the output can be made larger than that of conventional laser cutting devices, cutting energy can be obtained even if the distance from the head to the focal position is increased. Therefore, it is easy to handle steel or concrete several meters away from the head. Can be cut into pieces.

特許第2846297号公報Japanese Patent No. 2846297 特開平8−262190号公報JP-A-8-262190

しかしながら、従来のレーザ切断装置よりも出力を大きくしただけでは、ヘッドから焦点位置までの距離が変わらないので、鋼材やコンクリート等を切断するたびにヘッドを移動させ、ヘッドから切断する鋼材やコンクリート等までの距離を一定に保つ必要がある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ヘッドから出射されるレーザ光の焦点位置を任意に変更できるレーザ切断装置を提供することを目的とする。
However, since the distance from the head to the focal position does not change just by increasing the output compared to the conventional laser cutting device, the head is moved each time steel or concrete is cut, and the steel or concrete that is cut from the head. It is necessary to keep the distance up to constant.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser cutting device that can arbitrarily change the focal position of laser light emitted from a head.

本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光が伝播する光ファイバと、前記光ファイバから入射したレーザ光を切断対象物に出射するヘッドと、を備えたレーザ切断装置であって、前記ヘッドは、出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系を有することを特徴とする。
本発明は、出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系を有するので、ヘッドから出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更できる。これにより、本発明に係るレーザ切断装置を用いて構造物や建造物を解体する場合にも、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置を移動させる必要がない。
The present invention includes a laser oscillator that oscillates a laser beam, an optical fiber through which the laser beam oscillated from the laser oscillator propagates, and a head that emits the laser beam incident from the optical fiber to an object to be cut. In the laser cutting device, the head includes a focal position changing optical system capable of arbitrarily changing a focal position of emitted laser light.
Since the present invention has the focal position changing optical system capable of arbitrarily changing the focal position of the emitted laser light, the focal position of the laser light emitted from the head can be arbitrarily changed. Thereby, even when a structure or a building is dismantled using the laser cutting device according to the present invention, it is not necessary to move the laser cutting device every time steel material or concrete is cut.

本発明の一態様では、前記焦点位置変更光学系は、前記ヘッドの出射側に固定され、前記ヘッドから出射されるレーザ光を集光する集光レンズと、前記ヘッドの入射側に設けられ、前記光ファイバから出射されたレーザ光を受け入れる第1のレンズと、前記集光レンズと前記第1のレンズとの間に移動可能に設けられ、前記第1のレンズととともに前記集光レンズの焦点位置を変更する第2のレンズと、を含むことが好ましい。
このようにすれば、第1のレンズとともに第2のレンズが集光レンズの焦点位置を任意に変更できる。これにより、鋼材や建造物を解体する場合にも、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置を移動させる必要がない。
In one aspect of the present invention, the focal position changing optical system is fixed to the emission side of the head, and is provided on the incident side of the head, and a condenser lens that collects laser light emitted from the head. A first lens that receives the laser light emitted from the optical fiber; and a movable lens provided between the condensing lens and the first lens; and the focal point of the condensing lens together with the first lens. And a second lens that changes the position.
If it does in this way, the 2nd lens can change the focal position of a condensing lens arbitrarily with the 1st lens. This eliminates the need to move the laser cutting device each time steel material, concrete, or the like is cut even when the steel material or building is dismantled.

本発明の一態様では、前記第1のレンズは、前記ヘッドの入射側に固定されることが好ましい。
このようにすれば、第2のレンズを移動させるだけで、集光レンズの焦点位置を任意に変更できる。
In one aspect of the present invention, it is preferable that the first lens is fixed to the incident side of the head.
If it does in this way, the focal position of a condensing lens can be arbitrarily changed only by moving the 2nd lens.

本発明の一態様では、前記第1のレンズは、前記ヘッドの入射側において移動可能であって、前記第2のレンズは、前記第1のレンズと所定の関係を有し、移動することがこのましい。
このようにすれば、第1のレンズと第2のレンズとが所定の関係を有して移動し、第1のレンズとともに第2のレンズが集光レンズの焦点位置を任意に変更できる。
In one aspect of the present invention, the first lens is movable on the incident side of the head, and the second lens has a predetermined relationship with the first lens and can move. This is true.
In this way, the first lens and the second lens move with a predetermined relationship, and the second lens can arbitrarily change the focal position of the condenser lens together with the first lens.

また、本発明の一態様では、前記レーザ発振器は、マルチモードのレーザ光を発振することが好ましい。
このようにすれば、レーザ発振器は、マルチモードのレーザ光を発振するので、必要なレーザ光強度を容易に得ることができる。これにより、任意の位置で必要なレーザ光強度を得ることができる。
In one embodiment of the present invention, the laser oscillator preferably oscillates multimode laser light.
In this way, the laser oscillator oscillates multimode laser light, so that the required laser light intensity can be easily obtained. Thereby, the required laser beam intensity can be obtained at an arbitrary position.

また、本発明の一態様では、前記第2のレンズを保持するホルダを備え、前記ホルダは、前記第2のレンズのまわりを冷媒が流れる流路を有することが好ましい。
このようにすれば、集光レンズと第1のレンズとの間に設けられた第2のレンズを冷却することができる。
In one embodiment of the present invention, it is preferable that a holder for holding the second lens is provided, and the holder has a flow path through which a coolant flows around the second lens.
If it does in this way, the 2nd lens provided between the condensing lens and the 1st lens can be cooled.

以上説明したように、本発明によれば、ヘッドから出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更できる。これにより、本発明に係るレーザ切断装置を用いて構造物や建造物を解体する場合には、鋼材やコンクリートを切断するたびにヘッドを移動させる必要がない。   As described above, according to the present invention, the focal position of the laser light emitted from the head can be arbitrarily changed. Thereby, when disassembling a structure or a building using the laser cutting device according to the present invention, it is not necessary to move the head every time steel or concrete is cut.

本発明の実施の形態であるレーザ加工装置の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the laser processing apparatus which is embodiment of this invention. 本発明の実施の形態1に係るヘッドの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the head which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図2に示した焦点位置変更光学系を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the focus position change optical system shown in FIG. 図3に示したレンズホルダの構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the lens holder shown in FIG. 図3に示したレンズホルダのV−V横断面図である。FIG. 5 is a VV transverse sectional view of the lens holder shown in FIG. 3. 本発明の実施の形態2に係るヘッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the head which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図6に示した焦点位置変更光学系を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the focus position change optical system shown in FIG.

以下に添付図面を参照して、本発明に係るレーザ切断装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Exemplary embodiments of a laser cutting device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

図1は、本発明の実施の形態であるレーザ切断装置の概要を示す模式図である。
図1に示すように、本発明の実施の形態であるレーザ切断装置2は、レーザ光を出射するヘッド3から数メートル離れた対象物を切断するためのもので、ヘッド3から出射されるレーザ光Lの焦点位置を任意に変更可能である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a laser cutting apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a laser cutting device 2 according to an embodiment of the present invention is for cutting an object several meters away from a head 3 that emits laser light. The focal position of the light L can be arbitrarily changed.

図1に示すように、本発明の実施の形態であるレーザ切断装置2は、自走式の走行装置11に搭載され、レーザ光Lの出射に適した位置に移動可能である。レーザ切断装置2は、レーザ発振器21、制御装置22、光ファイバ23、ヘッド3を備えている。   As shown in FIG. 1, a laser cutting device 2 according to an embodiment of the present invention is mounted on a self-propelled traveling device 11 and can be moved to a position suitable for emission of laser light L. The laser cutting device 2 includes a laser oscillator 21, a control device 22, an optical fiber 23, and a head 3.

レーザ発振器21は、レーザ光Lを発振するためのものである。レーザ光Lには、強度分布が中心で大きく周辺で確率分布的に小さくなるシングルモードと、これ以外のマルチモードとがある。本実施の形態に係るレーザ発振器21は、コストに優れたマルチモードのレーザ光Lを発振するものを用いるが、マルチモードのレーザ光Lを発振するものに限られるものではなく、シングルモードのレーザ光を発振するものであってもよい。また、レーザ発振器21は、切断対象物、ヘッド3から切断対象物(焦点位置)までの距離により任意のものが選択される。具体的には、切断対象物T1,T2の種別、ヘッド3から切断対象物T1,T2までの距離により、発振するレーザ光Lの波長、最大出力、パルス幅、発振モード(連続波、パルス波の別)等、好適なものが選択される。例えば、近時では、最大出力が100kwのレーザ発振器も選択可能である。   The laser oscillator 21 is for oscillating the laser light L. The laser light L includes a single mode in which the intensity distribution is large at the center and a probability distribution around the periphery, and other multi modes. The laser oscillator 21 according to the present embodiment uses an oscillator that oscillates a multimode laser beam L that is excellent in cost, but is not limited to an oscillator that oscillates a multimode laser beam L, and is a single mode laser. It may oscillate light. The laser oscillator 21 is selected arbitrarily depending on the object to be cut and the distance from the head 3 to the object to be cut (focal position). Specifically, the wavelength, maximum output, pulse width, and oscillation mode (continuous wave, pulse wave) of the laser beam L to be oscillated according to the type of the cutting objects T1 and T2 and the distance from the head 3 to the cutting objects T1 and T2. A suitable one is selected. For example, recently, a laser oscillator having a maximum output of 100 kw can be selected.

制御装置22は、レーザ発振器21を統括的に制御するためのもので、選択されたレーザ発振器21において、波長、出力、パルス幅、発振モード等を調整可能な範囲で制御する。
光ファイバ23は、レーザ発振器21から発振されたレーザ光Lを伝播するためのもので、本実施の形態では、レーザ発振器21から発振されたレーザ光Lをヘッド3に伝播する。
ヘッド3は、光ファイバ23を通り伝播されたレーザ光Lを鋼材やコンクリート等の切断対象物T1,T2に集光するためのものである。
The control device 22 controls the laser oscillator 21 in an integrated manner, and controls the wavelength, output, pulse width, oscillation mode, and the like of the selected laser oscillator 21 within an adjustable range.
The optical fiber 23 is for propagating the laser beam L oscillated from the laser oscillator 21. In this embodiment, the optical fiber 23 propagates the laser beam L oscillated from the laser oscillator 21 to the head 3.
The head 3 is for condensing the laser light L propagated through the optical fiber 23 onto cutting objects T1 and T2 such as steel and concrete.

[実施の形態1]
図2は、本発明の実施の形態1に係るヘッドの構成を示す模式図であり、図3は、図2に示した焦点位置変更光学系を説明するための模式図である。また、図4及び図5は、図3に示したレンズホルダの構造を示す断面図である。
図2及び図3に示すように、本発明の実施の形態1に係るヘッド3は、円筒状に形成され、その内部に焦点位置変更光学系4を有している。焦点位置変更光学系4は、ヘッド3から出射されたレーザ光の焦点位置を任意に変更するためのもので、図3に示すように、集光レンズ(群)41、第1のレンズ(群)42、第2のレンズ(群)43で構成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the head according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the focal position changing optical system shown in FIG. 4 and 5 are cross-sectional views showing the structure of the lens holder shown in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the head 3 according to Embodiment 1 of the present invention is formed in a cylindrical shape, and has a focal position changing optical system 4 therein. The focal position changing optical system 4 is for arbitrarily changing the focal position of the laser light emitted from the head 3, and as shown in FIG. 3, a condensing lens (group) 41, a first lens (group) ) 42 and a second lens (group) 43.

図2及び図3に示すように、集光レンズ41は、ヘッド3の出射側に固定されるレンズであって、ヘッド3から出射されるレーザ光Lを集光するためのものである。集光レンズ41は、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上に位置するように固定されている。図3に示すように、本発明の実施の形態1に係る集光レンズ41は、メニスカスレンズ411と両凸レンズ412とが組み合わせて構成されている。メニスカスレンズ411と両凸レンズ412とでは、メニスカスレンズ411がレーザ光Lの入射側に配置され、両凸レンズ412がレーザ光Lの出射側に配置されている。メニスカスレンズ411は、凸側が両凸レンズ412に対向し、メニスカスレンズ411には凹側からレーザ光Lが入射する。両凸レンズ412は、曲率半径が大きい側がメニスカスレンズ411に対向し、両凸レンズ412には曲率半径が大きい側からレーザ光Lが入射する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the condensing lens 41 is a lens that is fixed to the emission side of the head 3 and condenses the laser light L emitted from the head 3. The condenser lens 41 is fixed so that its optical axis is located on an axis passing through the center of the head 3. As shown in FIG. 3, the condensing lens 41 according to Embodiment 1 of the present invention is configured by combining a meniscus lens 411 and a biconvex lens 412. In the meniscus lens 411 and the biconvex lens 412, the meniscus lens 411 is disposed on the incident side of the laser light L, and the biconvex lens 412 is disposed on the emission side of the laser light L. The meniscus lens 411 has a convex side facing the biconvex lens 412, and the laser light L is incident on the meniscus lens 411 from the concave side. In the biconvex lens 412, the side with the larger curvature radius faces the meniscus lens 411, and the laser light L enters the biconvex lens 412 from the side with the larger curvature radius.

図2及び図3に示すように、第1のレンズ42は、ヘッド3の入射側に固定されるレンズであって、光ファイバ23から出射されたレーザ光Lを受け入れるためのものである。第1のレンズ42は、集光レンズ41と同様に、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上に位置するように固定されている。図3に示すように、本発明の実施の形態1に係る第1のレンズ42は、収差の低減を目的として、二枚の平凸レンズ421,422を組み合わせて構成されている。ここで、レーザ光Lの入射側となる平凸レンズ421は、凸側が出射側となる平凸レンズ422に対向する。これにより、レーザ光Lの入射側となる平凸レンズ421には平側からレーザ光Lが入射する。また、レーザ光Lの出射側となる平凸レンズ422は、凸側が入射側となる平凸レンズ421に対向する。これにより、レーザ光Lの出射側となる平凸レンズ422には凸側からレーザ光Lが入射する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the first lens 42 is a lens that is fixed to the incident side of the head 3 and receives the laser light L emitted from the optical fiber 23. Similar to the condensing lens 41, the first lens 42 is fixed so that its optical axis is located on an axis passing through the center of the head 3. As shown in FIG. 3, the first lens 42 according to Embodiment 1 of the present invention is configured by combining two plano-convex lenses 421 and 422 for the purpose of reducing aberrations. Here, the plano-convex lens 421 that is the incident side of the laser beam L faces the plano-convex lens 422 whose convex side is the exit side. As a result, the laser light L enters the plano-convex lens 421 on the incident side of the laser light L from the flat side. Further, the plano-convex lens 422 on the laser light emission side faces the plano-convex lens 421 whose convex side is the incident side. As a result, the laser light L is incident on the plano-convex lens 422 on the emission side of the laser light L from the convex side.

第2のレンズ43は、集光レンズ41と第1のレンズ42との間を移動可能なレンズであって、上述した第1のレンズ42とともに、集光レンズ41の焦点位置を変更するものである。第2のレンズ43は、後述する移動モジュール5により、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上を移動する。本発明の実施の形態1に係る第2のレンズ43は、メニスカスレンズ431と両凹レンズ432を組み合わせて構成されている。メニスカスレンズ431と両凹レンズ432とでは、メニスカスレンズ431がレーザ光Lの入射側に配置され、両凹レンズ432がレーザ光Lの出射側に配置されている。メニスカスレンズ431は、凸側が両凹レンズ432に対向し、メニスカスレンズ431には凹側からレーザ光Lが入射する。両凹レンズ432は、曲率半径が小さい側がメニスカスレンズ431に対向し、両凹レンズ432には曲率半径が小さい側からレーザ光Lが入射する。   The second lens 43 is a lens that can move between the condenser lens 41 and the first lens 42, and changes the focal position of the condenser lens 41 together with the first lens 42 described above. is there. The optical axis of the second lens 43 moves on an axis passing through the center of the head 3 by the moving module 5 described later. The second lens 43 according to Embodiment 1 of the present invention is configured by combining a meniscus lens 431 and a biconcave lens 432. In the meniscus lens 431 and the biconcave lens 432, the meniscus lens 431 is disposed on the incident side of the laser beam L, and the biconcave lens 432 is disposed on the exit side of the laser beam L. The meniscus lens 431 has a convex side facing the biconcave lens 432, and the laser light L is incident on the meniscus lens 431 from the concave side. In the biconcave lens 432, the side with the smaller radius of curvature faces the meniscus lens 431, and the laser light L enters the biconcave lens 432 from the side with the smaller radius of curvature.

第2のレンズ43は、移動モジュール5に内蔵され、上述したように、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上を移動する。移動モジュール5は、溝付固定内筒51、レンズホルダ52、溝付外筒53により構成される。   The second lens 43 is built in the moving module 5 and moves on an axis line whose optical axis passes through the center of the head 3 as described above. The moving module 5 includes a grooved fixed inner cylinder 51, a lens holder 52, and a grooved outer cylinder 53.

溝付固定内筒51は、ヘッド3に内蔵された円筒状のガイド部材であって、その中心を通る軸線はヘッド3の中心を通る軸線と一致する。溝付固定内筒51には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対の案内溝511が設けられている。そして、案内溝511は、溝付固定内筒51の中心を通る軸線と平行をなす。   The grooved fixed inner cylinder 51 is a cylindrical guide member built in the head 3, and an axis passing through the center thereof coincides with an axis passing through the center of the head 3. The grooved fixed inner cylinder 51 is provided with a pair of guide grooves 511 having an axis passing through the center as an axis of symmetry. The guide groove 511 is parallel to an axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 51.

レンズホルダ52は、第2のレンズ43を保持するためのもので、円筒状に形成されている。レンズホルダ52は、溝付固定内筒51に摺動可能に嵌め込まれ、その中心を通る軸線は溝付固定内筒51の中心を通る軸線と一致する。これにより、レンズホルダ52の中心を通る軸線はヘッド3の中心を通る軸線とも一致する。また、レンズホルダ52の外周には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対のガイドピン521が設けられている。ガイドピン521は、上述した溝付固定内筒51に設けられた案内溝511に挿通され、レンズホルダ52は溝付固定内筒51の中心を通る軸線方向に沿ってガイドされる。   The lens holder 52 is for holding the second lens 43 and is formed in a cylindrical shape. The lens holder 52 is slidably fitted into the grooved fixed inner cylinder 51, and the axis passing through the center thereof coincides with the axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 51. Thereby, the axis passing through the center of the lens holder 52 coincides with the axis passing through the center of the head 3. A pair of guide pins 521 having an axis passing through the center of the lens holder 52 as an axis of symmetry is provided on the outer periphery of the lens holder 52. The guide pin 521 is inserted into the guide groove 511 provided in the grooved fixed inner cylinder 51 described above, and the lens holder 52 is guided along the axial direction passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 51.

図4及び図5に示すように、レンズホルダ52には第2のレンズ43が嵌め込まれ、Oリング522,523によりシールされている。そして、第2のレンズ43の中心を通る光軸はレンズホルダ52の中心を通る軸線と一致する。これにより、第2のレンズ43の中心を通る光軸は、溝付固定内筒51の中心を通る軸線及びヘッド3の中心を通る軸線と一致し、集光レンズ41の光軸及び第1のレンズ42の光軸とも一致する。   As shown in FIGS. 4 and 5, the second lens 43 is fitted into the lens holder 52 and sealed by O-rings 522 and 523. The optical axis passing through the center of the second lens 43 coincides with the axis passing through the center of the lens holder 52. As a result, the optical axis passing through the center of the second lens 43 coincides with the axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 51 and the axis passing through the center of the head 3, and the optical axis of the condenser lens 41 and the first axis. It also coincides with the optical axis of the lens 42.

具体的には、第2のレンズ43を構成するメニスカスレンズ431と両凹レンズ432とが嵌め込まれ、Oリング522,523によりシールされている。メニスカスレンズ431、両凹レンズ432のそれぞれの中心を通る光軸はレンズホルダ52の中心を通る軸線と一致する。これにより、メニスカスレンズ431と両凹レンズ432の中心を通る光軸は、集光レンズ41の光軸及び第1のレンズ42の光軸とも一致する。   Specifically, a meniscus lens 431 and a biconcave lens 432 constituting the second lens 43 are fitted and sealed by O-rings 522 and 523. The optical axes passing through the centers of the meniscus lens 431 and the biconcave lens 432 coincide with the axis passing through the center of the lens holder 52. As a result, the optical axis passing through the centers of the meniscus lens 431 and the biconcave lens 432 coincides with the optical axis of the condenser lens 41 and the optical axis of the first lens 42.

また、図4及び図5に示すように、第2のレンズ43を構成するメニスカスレンズ431と両凹レンズ432のまわりには流路525が設けられている。流路525は、第2のレンズ43を冷却するためのもので、図5に示すように、一対のガイドピン521の一方に流路525に連通する供給口526が設けられ、他方に流路525に連通する排出口527が設けられている。これにより、溝付固定内筒51の外からガイドピン521に設けられた供給口526を通り、流路525に冷媒(例えば、冷却水)が供給され、流路525からガイドピン521に設けられた排出口527を通り、溝付固定内筒51の外に冷媒が排出される。このようにして、レーザ光Lの集光により加熱された第2のレンズ43は冷却される。   As shown in FIGS. 4 and 5, a flow path 525 is provided around the meniscus lens 431 and the biconcave lens 432 constituting the second lens 43. The flow path 525 is for cooling the second lens 43, and as shown in FIG. 5, a supply port 526 communicating with the flow path 525 is provided on one of the pair of guide pins 521, and the flow path is provided on the other side. A discharge port 527 that communicates with 525 is provided. As a result, a refrigerant (for example, cooling water) is supplied from the outside of the grooved fixed inner cylinder 51 to the flow path 525 through the supply port 526 provided in the guide pin 521, and provided from the flow path 525 to the guide pin 521. The refrigerant is discharged out of the fixed inner cylinder 51 with the groove through the discharge port 527. In this way, the second lens 43 heated by condensing the laser beam L is cooled.

溝付外筒53は、第2のレンズ43をレーザ光Lの光軸方向に沿って移動させるためのもので、図2に示すように、溝付固定内筒51が嵌る円筒状に形成されている。溝付外筒53は、溝付固定内筒51の外周に対して回転可能、かつ、レーザ光Lの光軸方向に移動不能に取り付けられている。   The grooved outer cylinder 53 is for moving the second lens 43 along the optical axis direction of the laser beam L, and is formed in a cylindrical shape into which the grooved fixed inner cylinder 51 is fitted as shown in FIG. ing. The grooved outer cylinder 53 is attached so as to be rotatable with respect to the outer periphery of the grooved fixed inner cylinder 51 and immovable in the optical axis direction of the laser beam L.

溝付外筒53には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対の作動溝531が設けられている。作動溝531は、螺旋状に形成され、それぞれには上述した一対のガイドピン521がそれぞれ挿通されている。これにより、レンズホルダ52に設けられた一対のガイドピン521は、溝付固定内筒51に設けられた案内溝511、溝付外筒53に設けられた作動溝531に拘束され、溝付外筒53を回転させると、一対のガイドピン521が拘束されたレンズホルダ52がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。これにより、第2のレンズ43がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。   The grooved outer cylinder 53 is provided with a pair of operating grooves 531 having an axis passing through the center as an axis of symmetry. The operation groove 531 is formed in a spiral shape, and the pair of guide pins 521 described above are inserted into each of the operation grooves 531. As a result, the pair of guide pins 521 provided on the lens holder 52 are restrained by the guide grooves 511 provided on the grooved fixed inner cylinder 51 and the operating grooves 531 provided on the grooved outer cylinder 53, so When the tube 53 is rotated, the lens holder 52 in which the pair of guide pins 521 is restrained moves along the optical axis direction of the laser light L. As a result, the second lens 43 moves along the optical axis direction of the laser light L.

例えば、図2に示す例において、溝付外筒53を時計まわりに回転させると、第2のレンズ43が集光レンズ41に近づき、集光レンズ41から出射されるレーザ光Lの焦点位置が奥側に遠ざかる。一方、溝付外筒53を反時計まわりに回転させると、第2のレンズ43が第1のレンズ42に近づき、集光レンズ41から出射されるレーザ光Lの焦点位置が手前側に近づく。   For example, in the example shown in FIG. 2, when the grooved outer cylinder 53 is rotated clockwise, the second lens 43 approaches the condenser lens 41, and the focal position of the laser light L emitted from the condenser lens 41 is Move away from the back. On the other hand, when the grooved outer cylinder 53 is rotated counterclockwise, the second lens 43 approaches the first lens 42, and the focal position of the laser light L emitted from the condenser lens 41 approaches the near side.

溝付外筒53は、手動操作することにより、時計まわりあるいは反時計まわりに回転させるものとしてもよいが、溝付外筒を回転させるモータ等の駆動源を設け、上述した制御装置22からの指令により回転させるものとしてもよい。   The grooved outer cylinder 53 may be rotated clockwise or counterclockwise by manual operation. However, a drive source such as a motor for rotating the grooved outer cylinder is provided, and the grooved outer cylinder 53 is controlled by the control device 22 described above. It is good also as what rotates by instruction | command.

上述した本発明の実施の形態1であるレーザ切断装置2は、光ファイバ23の出射端から出射されたレーザ光Lが広がりながら第1のレンズ42に入射する。そして、第1のレンズ42を通過したレーザ光Lは狭まりながら第2のレンズ43に入射する。そして、集光レンズ41を通過したレーザ光Lは狭まりながら焦点位置(例えば、図1においてT1)で集光される。   In the laser cutting device 2 according to the first embodiment of the present invention described above, the laser light L emitted from the emission end of the optical fiber 23 is incident on the first lens 42 while spreading. Then, the laser beam L that has passed through the first lens 42 enters the second lens 43 while being narrowed. The laser light L that has passed through the condenser lens 41 is condensed at a focal position (for example, T1 in FIG. 1) while narrowing.

この状態からレーザ光Lの焦点位置を奥側に遠ざける場合には、図2において、溝付外筒53を時計まわりに回転させる。このように溝付外筒53を時計まわりに回転させると、第2のレンズ43が集光レンズ41に近づき、集光レンズ41を通過したレーザ光Lは、上述した焦点位置(例えば、図1においてT1)よりも奥側(例えば、図1においてT2)で集光される。これにより、焦点位置は、奥側に遠ざかる。   When the focal position of the laser beam L is moved away from this state, the grooved outer cylinder 53 is rotated clockwise in FIG. Thus, when the grooved outer cylinder 53 is rotated clockwise, the second lens 43 approaches the condenser lens 41, and the laser light L that has passed through the condenser lens 41 has the above-described focal position (for example, FIG. 1). In FIG. 1 (for example, T2 in FIG. 1). Thereby, the focal position moves away from the back side.

一方、この状態からレーザ光Lの焦点位置を手前側に近づける場合には、図2において、溝付外筒53を反時計まわりに回転させる。このように溝付外筒53を反時計まわりに回転させると、第2のレンズ43が第1のレンズ42に近づき、集光レンズ41を通過したレーザ光Lは、上述した焦点位置(例えば、図1においてT2)よりも手前側(例えば、図2においてT1)で集光される。これにより、焦点位置は、手前側に近づく。   On the other hand, when the focal position of the laser beam L is brought closer to the near side from this state, the grooved outer cylinder 53 is rotated counterclockwise in FIG. When the grooved outer cylinder 53 is rotated counterclockwise in this way, the second lens 43 approaches the first lens 42, and the laser light L that has passed through the condenser lens 41 has the above-described focal position (for example, The light is condensed on the near side (for example, T1 in FIG. 2) from T2 in FIG. Thereby, the focal position approaches the near side.

上述した本発明の実施の形態1であるレーザ切断装置2は、出射するレーザ光Lの焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系4を有するので、ヘッド3から出射するレーザ光Lの焦点位置を任意に変更できる。これにより、本発明の実施の形態1であるレーザ切断装置2を用いて構造物や建造物を解体する場合にも、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置2を移動させる必要がない。   Since the laser cutting device 2 according to the first embodiment of the present invention described above has the focal position changing optical system 4 that can arbitrarily change the focal position of the emitted laser light L, the laser cutting apparatus 2 The focal position can be changed arbitrarily. Thereby, even when a structure or a building is dismantled using the laser cutting device 2 according to the first embodiment of the present invention, it is not necessary to move the laser cutting device 2 every time steel material or concrete is cut. .

また、本発明の実施の形態1に係る焦点位置変更光学系4は、第1のレンズ42とともに第2のレンズ43が集光レンズ41の焦点位置を任意に変更できる。これにより、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置2を移動させる必要がない。   In addition, in the focal position changing optical system 4 according to Embodiment 1 of the present invention, the second lens 43 can arbitrarily change the focal position of the condenser lens 41 together with the first lens 42. Thereby, it is not necessary to move the laser cutting device 2 every time steel material or concrete is cut.

また、本発明の実施の形態1に係るレーザ発振器21は、マルチモードのレーザ光Lを発振するので、必要なレーザ光強度を容易に得ることができる。これにより、任意の位置で必要なレーザ光強度を得ることができる。   Further, since the laser oscillator 21 according to the first embodiment of the present invention oscillates the multimode laser light L, the necessary laser light intensity can be easily obtained. Thereby, the required laser beam intensity can be obtained at an arbitrary position.

また、本発明の実施の形態1に係るレンズホルダ52は、第2のレンズ43のまわりに冷媒が流れる流路525を有するので、集光レンズ41と第1のレンズ42との間に設けられ、レーザ光Lの集光により加熱された第2のレンズ43は効率的に冷却される。   In addition, since the lens holder 52 according to Embodiment 1 of the present invention has the flow path 525 through which the coolant flows around the second lens 43, the lens holder 52 is provided between the condenser lens 41 and the first lens 42. The second lens 43 heated by condensing the laser beam L is efficiently cooled.

尚、上述した本発明の実施の形態1に係る焦点位置変更光学系4は、集光レンズ41、第1のレンズ42、第2のレンズ43をそれぞれ二枚のレンズで構成したが、これに限られるものはなく、それぞれのレンズをさらに多数枚化し、それぞれの機能を持たせることも可能である。   In the focus position changing optical system 4 according to Embodiment 1 of the present invention described above, the condensing lens 41, the first lens 42, and the second lens 43 are each composed of two lenses. There is no limitation, and it is possible to increase the number of each lens to have each function.

また、上述した焦点位置変更光学系4において、第2のレンズ43を保持するレンズホルダ52に冷媒が流れる流路525を設け、第2のレンズ43を冷却するものとしたが、集光レンズ41、第1のレンズ42のまわりにも冷媒が流れる流路を設け、集光レンズ41、第1のレンズ42をも冷却するものとしてもよい。   In the above-described focal position changing optical system 4, the flow path 525 through which the coolant flows is provided in the lens holder 52 that holds the second lens 43 to cool the second lens 43. Also, a flow path through which the refrigerant flows can be provided around the first lens 42 to cool both the condenser lens 41 and the first lens 42.

また、上述した移動モジュール5は、溝付固定内筒51、レンズホルダ52、溝付外筒53で構成したが、これに限られるものではなく、例えば、レンズホルダ52に、リニアガイド、ボールねじを組み合わせたもので構成してもよい。この構成において、レンズホルダ52は、リニアガイドにガイドされ、レーザ光Lの光軸方向に移動可能となり、さらに、ボールねじに送られて、レーザ光Lの光軸方向に移動する。また、ボールねじを時計まわりあるいは反時計まわりに回転させるモータ等の駆動源を設け、上述した制御装置22からの指令により回転させるものとしてもよい。   Further, the moving module 5 described above includes the grooved fixed inner cylinder 51, the lens holder 52, and the grooved outer cylinder 53, but is not limited thereto. For example, the lens holder 52 includes a linear guide, a ball screw, and the like. You may comprise by combining. In this configuration, the lens holder 52 is guided by a linear guide and can move in the optical axis direction of the laser light L, and further sent to a ball screw to move in the optical axis direction of the laser light L. Further, a drive source such as a motor for rotating the ball screw clockwise or counterclockwise may be provided and rotated by a command from the control device 22 described above.

また、切断対象物T1,T2までの距離を計測する距離計等の距離計測手段を設け、切断対象物T1,T2までの距離を計測し、計測結果に基づいてレーザ光Lの焦点位置を変更するものとしてもよい。   In addition, a distance measuring means such as a distance meter for measuring the distance to the cutting objects T1 and T2 is provided, the distance to the cutting objects T1 and T2 is measured, and the focal position of the laser beam L is changed based on the measurement result. It is good to do.

さらに、レーザ光Lが集光した切断対象物T1,T2にアシストガスを噴射するアシストガス噴射手段を設け、レーザ光Lで切断対象物T1,T2を切断する際にアシストガスを噴射し、切断をアシストするものとしてもよい。   Further, assist gas injection means for injecting assist gas to the cutting objects T1 and T2 on which the laser beam L is condensed is provided, and when the cutting objects T1 and T2 are cut with the laser beam L, the assist gas is injected and cut. It is good also as what assists.

[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の形態2に係るヘッドの構成を示す図であり、図7は、図6に示した焦点位置変更光学系を説明するための模式図である。
図6及び図7に示すように、本発明の実施の形態2に係るヘッド3は、円筒状に形成され、その内部に焦点位置変更光学系6を有している。焦点位置変更光学系6は、ヘッド3から出射されたレーザ光Lの焦点位置を任意に変更するためのもので、図7に示すように、集光レンズ(群)61、第1のレンズ(群)62、第2のレンズ63で構成されている。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the head according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the focal position changing optical system shown in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the head 3 according to the second embodiment of the present invention is formed in a cylindrical shape and has a focal position changing optical system 6 therein. The focal position changing optical system 6 is for arbitrarily changing the focal position of the laser light L emitted from the head 3, and as shown in FIG. 7, a condensing lens (group) 61, a first lens ( Group) 62 and a second lens 63.

図6及び図7に示すように、集光レンズ61は、ヘッド3の出射側に固定されるレンズであって、ヘッド3から出射されるレーザ光Lを集光するためのものである。集光レンズ61は、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上に位置するように固定されている。図7に示すように、本発明の実施の形態2に係る集光レンズ61は、焦点距離の長い二枚の平凸レンズ611,612を組み合わせて構成されている。ここで、レーザ光Lの入射側となる平凸レンズ611は、凸側が出射側となる平凸レンズ612に対向する。これにより、レーザ光Lの入射側となる平凸レンズ611には平側からレーザ光Lが入射する。また、レーザ光Lの出射側となる平凸レンズ612は、平側が入射側となる平凸レンズ611に対向する。これにより、レーザ光Lの出射側となる平凸レンズ611には平側からレーザ光Lが入射する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the condensing lens 61 is a lens fixed on the emission side of the head 3 and is for condensing the laser light L emitted from the head 3. The condenser lens 61 is fixed so that its optical axis is located on an axis passing through the center of the head 3. As shown in FIG. 7, the condensing lens 61 according to Embodiment 2 of the present invention is configured by combining two plano-convex lenses 611 and 612 having a long focal length. Here, the plano-convex lens 611 on the incident side of the laser beam L faces the plano-convex lens 612 on the convex side on the exit side. Thereby, the laser beam L is incident on the plano-convex lens 611 on the incident side of the laser beam L from the plane side. Further, the plano-convex lens 612 on the laser beam L emission side faces the plano-convex lens 611 on which the plane side is the incident side. As a result, the laser light L is incident on the plano-convex lens 611 on the emission side of the laser light L from the flat side.

図6及び図7に示すように、第1のレンズ62は、ヘッド3の入射側で移動可能なレンズであって、光ファイバ23から出射されたレーザ光Lを受け入れるためのものである。第1のレンズ62は、後述する移動モジュール7により、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上を移動する。図7に示すように、本発明の実施の形態2に係る第1のレンズ62は、収差の低減を目的として、平凸レンズ621と両凸レンズ622の二つを組み合わせて構成されている。平凸レンズ621と両凸レンズ622とでは、平凸レンズ621がレーザ光Lの入射側に配置され、両凸レンズ622がレーザ光Lの出射側に配置されている。平凸レンズ621は、凸側が両凸レンズ622に対向し、平凸レンズ621には平側からレーザ光Lが入射する。一方、両凸レンズ622は、入射側と出射側とが略同一形状を有し、入射側から入射された光は出射側で集光される。   As shown in FIGS. 6 and 7, the first lens 62 is a lens that is movable on the incident side of the head 3, and is for receiving the laser light L emitted from the optical fiber 23. The first lens 62 is moved on an axis whose optical axis passes through the center of the head 3 by the moving module 7 described later. As shown in FIG. 7, the first lens 62 according to Embodiment 2 of the present invention is configured by combining two of a plano-convex lens 621 and a biconvex lens 622 for the purpose of reducing aberrations. In the plano-convex lens 621 and the biconvex lens 622, the plano-convex lens 621 is disposed on the incident side of the laser beam L, and the biconvex lens 622 is disposed on the exit side of the laser beam L. The plano-convex lens 621 has a convex side facing the biconvex lens 622, and the laser light L is incident on the plano-convex lens 621 from the flat side. On the other hand, in the biconvex lens 622, the incident side and the emission side have substantially the same shape, and the light incident from the incident side is condensed on the emission side.

第2のレンズ63は、集光レンズ61と第1のレンズ62との間を移動可能なレンズであって、上述した第1のレンズ62とともに、集光レンズ61の焦点位置を変更するものである。第2のレンズ63は、上述した第1のレンズ62と同様、後述する移動モジュール7により、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上を移動する。本発明の実施の形態2に係る第2のレンズ63は、平凹レンズ631で構成される。平凹レンズ631は、凹側がレーザ光Lの入射側を向く。これにより、平凹レンズ631には凹側からレーザ光Lが入射する。   The second lens 63 is a lens that can move between the condenser lens 61 and the first lens 62, and changes the focal position of the condenser lens 61 together with the first lens 62 described above. is there. Similarly to the first lens 62 described above, the second lens 63 is moved on an axis whose optical axis passes through the center of the head 3 by the moving module 7 described later. The second lens 63 according to Embodiment 2 of the present invention is composed of a plano-concave lens 631. In the plano-concave lens 631, the concave side faces the incident side of the laser beam L. Thereby, the laser light L enters the plano-concave lens 631 from the concave side.

第1のレンズ62と第2のレンズ63は、移動モジュール7に内蔵され、上述したように、その光軸がヘッド3の中心を通る軸線上を移動する。移動モジュール7は、溝付固定内筒71、第1のレンズホルダ72、第2のレンズホルダ73、溝付外筒74により構成される。   The first lens 62 and the second lens 63 are built in the moving module 7, and the optical axis thereof moves on the axis passing through the center of the head 3 as described above. The moving module 7 includes a grooved fixed inner cylinder 71, a first lens holder 72, a second lens holder 73, and a grooved outer cylinder 74.

溝付固定内筒71は、ヘッド3に内蔵された円筒状のガイド部材であって、その中心を通る軸線は、ヘッド3の中心を通る軸線と一致する。溝付固定内筒71には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対の案内溝711が設けられている。そして、案内溝711は、溝付固定内筒71の中心を通る軸線と平行をなす。   The grooved fixed inner cylinder 71 is a cylindrical guide member built in the head 3, and an axis passing through the center thereof coincides with an axis passing through the center of the head 3. The grooved fixed inner cylinder 71 is provided with a pair of guide grooves 711 having an axis passing through the center as an axis of symmetry. The guide groove 711 is parallel to an axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 71.

第1のレンズホルダ72は、第1のレンズ62を保持するためのもので、円筒状に形成されている。第1のレンズホルダ72は、溝付固定内筒71に摺動可能に嵌め込まれ、その中心を通る軸線は溝付固定内筒71の軸線と一致する。これにより、第1のレンズホルダ72の中心を通る軸線は、ヘッド3の中心を通る軸線とも一致する。また、第1のレンズホルダ72の外周には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対のガイドピン721が設けられている。ガイドピン721は、上述した溝付固定内筒に設けられた案内溝711に挿通され、第1のレンズホルダ72は溝付固定内筒71の中心を通る軸線に沿ってガイドされる。   The first lens holder 72 is for holding the first lens 62 and is formed in a cylindrical shape. The first lens holder 72 is slidably fitted into the grooved fixed inner cylinder 71, and the axis passing through the center thereof coincides with the axis of the grooved fixed inner cylinder 71. Thereby, the axis passing through the center of the first lens holder 72 coincides with the axis passing through the center of the head 3. A pair of guide pins 721 having an axis passing through the center of the first lens holder 72 as an axis of symmetry is provided on the outer periphery of the first lens holder 72. The guide pin 721 is inserted through the guide groove 711 provided in the above-described grooved fixed inner cylinder, and the first lens holder 72 is guided along an axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 71.

上述した本発明の実施の形態1に係るレンズホルダ52と同様、第1のレンズホルダ72には、第1のレンズ62が嵌め込まれ、その中心を通る光軸は第1のレンズホルダ72の中心を通る軸線と一致する。これにより、第1のレンズ62の中心を通る光軸は、溝付固定内筒71の中心を通る軸線と位置し、集光レンズ61の光軸とも一致する。   Similar to the lens holder 52 according to the first embodiment of the present invention described above, the first lens 62 is fitted into the first lens holder 72, and the optical axis passing through the center thereof is the center of the first lens holder 72. Coincides with the axis passing through. Thereby, the optical axis passing through the center of the first lens 62 is positioned as an axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 71 and coincides with the optical axis of the condenser lens 61.

具体的には、第1のレンズ62を構成する平凸レンズ621と両凸レンズ622とが嵌め込まれ、それぞれの中心を通る光軸は第1のレンズホルダ72の中心を通る軸線と一致する。これにより、平凸レンズ621と両凸レンズ622の中心を通る光軸は、集光レンズ61の光軸とも一致する。   Specifically, the plano-convex lens 621 and the biconvex lens 622 constituting the first lens 62 are fitted, and the optical axis passing through each center coincides with the axis passing through the center of the first lens holder 72. As a result, the optical axis passing through the centers of the plano-convex lens 621 and the biconvex lens 622 also coincides with the optical axis of the condenser lens 61.

第2のレンズホルダ73は、第1のレンズホルダ72と同様、第2のレンズ63を保持するためのもので、円筒状に形成されている。第2のレンズホルダ73は、溝付固定内筒71において第1のレンズホルダ72の反対側に摺動可能に嵌め込まれ、その中心を通る軸線は溝付固定内筒71の軸線とも一致する。これにより、第2のレンズホルダ73の中心を通る軸線は、第1のレンズホルダ72の中心を通る軸線と一致し、ヘッド3の中心を通る軸線とも一致する。また、第2のレンズホルダ73の外周には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対のガイドピン731が設けられている。ガイドピン731は、上述した溝付固定内筒71に設けられた案内溝711に挿通され、第2のレンズホルダ73は、第2のレンズホルダ73は、第1のレンズホルダ72と同様、溝付固定内筒71の中心を通る軸線に沿ってガイドされる。   Similar to the first lens holder 72, the second lens holder 73 is for holding the second lens 63 and is formed in a cylindrical shape. The second lens holder 73 is slidably fitted to the opposite side of the first lens holder 72 in the grooved fixed inner cylinder 71, and the axis passing through the center thereof also coincides with the axis of the grooved fixed inner cylinder 71. As a result, the axis passing through the center of the second lens holder 73 coincides with the axis passing through the center of the first lens holder 72 and also coincides with the axis passing through the center of the head 3. A pair of guide pins 731 having an axis passing through the center of the second lens holder 73 as an axis of symmetry are provided on the outer periphery of the second lens holder 73. The guide pin 731 is inserted into the guide groove 711 provided in the grooved fixed inner cylinder 71 described above, and the second lens holder 73 is grooved similarly to the first lens holder 72. Guided along an axis passing through the center of the fixed inner cylinder 71.

上述した第1のレンズホルダ72と同様、第2のレンズホルダ73には、第2のレンズ63が嵌め込まれ、その中心を通る光軸は第2のレンズホルダ73の中心を通る軸線と一致する。これにより、第2のレンズ63の中心を通る光軸は、溝付固定内筒71の中心を通る軸線と一致し、集光レンズ61の光軸、第1のレンズ62の光軸とも一致する。   Similar to the first lens holder 72 described above, the second lens 63 is fitted into the second lens holder 73, and the optical axis passing through the center thereof coincides with the axis passing through the center of the second lens holder 73. . Thereby, the optical axis passing through the center of the second lens 63 coincides with the axis passing through the center of the grooved fixed inner cylinder 71, and also coincides with the optical axis of the condenser lens 61 and the optical axis of the first lens 62. .

具体的には、第2のレンズ63を構成する平凹レンズ631が嵌め込まれ、その中心を通る光軸は第2のレンズホルダ73の中心を通る軸線と一致する。これにより、平凹レンズ631の中心を通る光軸は、集光レンズ61の光軸、第1のレンズ62の光軸とも一致する。   Specifically, a plano-concave lens 631 constituting the second lens 63 is fitted, and an optical axis passing through the center thereof coincides with an axis passing through the center of the second lens holder 73. Thereby, the optical axis passing through the center of the plano-concave lens 631 coincides with the optical axis of the condenser lens 61 and the optical axis of the first lens 62.

特に図示しないが、上述した本発明の実施の形態1に係るレンズホルダ52と同様に、第2のレンズホルダ73は、第2のレンズ63を構成する平凹レンズ631のまわりに流路が設けられている。流路は、第2のレンズ63を冷却するためのもので、一対のガイドピン731の一方に流路に連通する供給口が設けられ、他方に流路に連通する排出口が設けられている。これにより、溝付固定内筒71の外からガイドピン731に設けられた供給口を通り、流路に冷媒(例えば、冷却水)が供給され、流路からガイドピン731に設けられた排出口を通り、溝付固定内筒71の外に冷媒が排出される。このようにして、レーザ光Lの集光により加熱された第2のレンズ63は冷却される。   Although not particularly illustrated, like the lens holder 52 according to Embodiment 1 of the present invention described above, the second lens holder 73 is provided with a flow path around the plano-concave lens 631 constituting the second lens 63. ing. The flow path is for cooling the second lens 63, one of the pair of guide pins 731 is provided with a supply port communicating with the flow path, and the other is provided with a discharge port communicating with the flow path. . As a result, refrigerant (for example, cooling water) is supplied to the flow path from the outside of the grooved fixed inner cylinder 71 through the supply port provided in the guide pin 731, and the discharge port provided in the guide pin 731 from the flow path. The refrigerant is discharged out of the fixed inner cylinder 71 with grooves. In this way, the second lens 63 heated by condensing the laser light L is cooled.

溝付外筒74は、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有する状態で、第1のレンズ62と第2のレンズ63とがレーザ光Lの光軸方向に沿って移動させるためのもので、図6に示すように、溝付固定内筒71が嵌る円筒状に形成されている。溝付外筒74は、溝付固定内筒71の外周に対して回転可能、かつ、レーザ光Lの光軸方向に移動不能に取り付けられている。   The grooved outer cylinder 74 is such that the first lens 62 and the second lens 63 are along the optical axis direction of the laser light L in a state where the first lens 62 and the second lens 63 have a predetermined relationship. As shown in FIG. 6, the grooved fixed inner cylinder 71 is formed in a cylindrical shape. The grooved outer cylinder 74 is attached so as to be rotatable with respect to the outer periphery of the grooved fixed inner cylinder 71 and immovable in the optical axis direction of the laser beam L.

溝付外筒74には、その中心を通る軸線を対称軸とする一対の作動溝741,742が二つ設けられている。一方の作動溝741(以下、「第1の作動溝741」という)は、レーザ光Lの入射側に設けられ、他方の作動溝742(以下、「第2の作動溝742」という)は、レーザ光Lの出射側に設けられている。第1の作動溝741と第2の作動溝742は、所定の関係を有するように形成されている。第1の作動溝741は、第1のレンズ62を移動させるためのもので、勾配が急な螺旋状に形成されている。第1の作動溝741の対をなすそれぞれには、上述した第1のレンズホルダ72に設けられたガイドピン721が挿通されている。これにより、第1のレンズホルダ72に設けられた一対のガイドピン721は、溝付固定内筒71に設けられた案内溝711、溝付外筒74に設けられた第1の作動溝741に拘束され、溝付外筒74を回転させると、一対のガイドピン721が拘束された第1のレンズホルダ72がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。これにより、第1のレンズ62がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。第2の作動溝742は、第2のレンズ63を移動させるためのもので、第1の作動溝741よりも勾配が緩やかな螺旋状に形成されている。第2の作動溝742の対をなすそれぞれには、上述した第2のレンズホルダ73に設けられたガイドピン731が嵌め込まれている。これにより、第2のレンズホルダ73に設けられた一対のガイドピン731は、溝付固定内筒71に設けられた案内溝711、溝付外筒74に設けられた第2の作動溝742に拘束され、溝付外筒74を回転させると、一対のガイドピン731が拘束された第2のレンズホルダ73がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。これにより、第2のレンズ63がレーザ光Lの光軸方向に沿って移動する。   The grooved outer cylinder 74 is provided with two pairs of operating grooves 741 and 742 having an axis passing through the center as an axis of symmetry. One working groove 741 (hereinafter referred to as “first working groove 741”) is provided on the incident side of the laser beam L, and the other working groove 742 (hereinafter referred to as “second working groove 742”) It is provided on the emission side of the laser beam L. The first working groove 741 and the second working groove 742 are formed to have a predetermined relationship. The first operating groove 741 is for moving the first lens 62, and is formed in a spiral shape having a steep slope. The guide pin 721 provided in the first lens holder 72 described above is inserted through each pair of the first operation grooves 741. As a result, the pair of guide pins 721 provided in the first lens holder 72 is formed in the guide groove 711 provided in the grooved fixed inner cylinder 71 and the first operation groove 741 provided in the grooved outer cylinder 74. When the outer cylinder 74 with the groove is restrained and rotated, the first lens holder 72 with the pair of guide pins 721 restrained moves along the optical axis direction of the laser light L. As a result, the first lens 62 moves along the optical axis direction of the laser light L. The second operating groove 742 is for moving the second lens 63, and is formed in a spiral shape with a gentler gradient than the first operating groove 741. The guide pins 731 provided on the second lens holder 73 described above are fitted into each pair of the second operation grooves 742. As a result, the pair of guide pins 731 provided in the second lens holder 73 are guided into the guide groove 711 provided in the grooved fixed inner cylinder 71 and the second operation groove 742 provided in the grooved outer cylinder 74. When the outer cylinder 74 with the groove is restrained and rotated, the second lens holder 73 with the pair of guide pins 731 restrained moves along the optical axis direction of the laser light L. As a result, the second lens 63 moves along the optical axis direction of the laser light L.

したがって、溝付外筒74を回転させると、第1のレンズホルダ72と第2のレンズホルダ73とが所定の関係を有して移動する。これにより、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有して移動する。   Therefore, when the grooved outer cylinder 74 is rotated, the first lens holder 72 and the second lens holder 73 move with a predetermined relationship. As a result, the first lens 62 and the second lens 63 move with a predetermined relationship.

例えば、図6に示す例において、溝付外筒74を時計まわりに回転させると、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有して集光レンズ61に近づき、集光レンズ61から出射されるレーザ光Lの焦点位置が奥側に遠ざかる。一方、溝付外筒74を反時計まわりに回転させると、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有して集光レンズ61から遠ざかり、集光レンズ61から出射されるレーザ光Lの焦点位置が手前側に近づく。   For example, in the example shown in FIG. 6, when the grooved outer cylinder 74 is rotated clockwise, the first lens 62 and the second lens 63 approach the condenser lens 61 with a predetermined relationship, and collect the light. The focal position of the laser light L emitted from the optical lens 61 is moved away from the back side. On the other hand, when the grooved outer cylinder 74 is rotated counterclockwise, the first lens 62 and the second lens 63 are separated from the condenser lens 61 with a predetermined relationship and emitted from the condenser lens 61. The focal position of the laser beam L approaches the near side.

溝付外筒74は、手動操作することにより、時計まわりあるいは反時計まわりに回転させるものとしてもよいが、溝付外筒74を回転させるモータ等の駆動源を設け、上述した制御装置22からの指令により回転させるものとしてもよい。   The grooved outer cylinder 74 may be rotated clockwise or counterclockwise by manual operation. However, a drive source such as a motor for rotating the grooved outer cylinder 74 is provided, and the above-described control device 22 It is good also as what rotates by the instruction | command of.

上述した本発明の実施の形態2であるレーザ切断装置2は、光ファイバ23の出射端から出射されたレーザ光Lが広がりながら第1のレンズ62に入射する。そして、第1のレンズ62を通過したレーザ光Lは、狭まりながら第2のレンズ63に入射する。そして、第2のレンズ63を通過したレーザ光Lは略平行なレーザ光Lとなり、集光レンズ61に入射する。そして、集光レンズ61を通過したレーザ光Lは、狭まりながら焦点位置(例えば、図1においてT1)で集光される。   In the laser cutting device 2 according to the second embodiment of the present invention described above, the laser light L emitted from the emission end of the optical fiber 23 enters the first lens 62 while spreading. The laser light L that has passed through the first lens 62 enters the second lens 63 while narrowing. Then, the laser light L that has passed through the second lens 63 becomes substantially parallel laser light L and enters the condenser lens 61. The laser light L that has passed through the condenser lens 61 is condensed at a focal position (for example, T1 in FIG. 1) while narrowing.

この状態からレーザ光Lの焦点位置を奥側に遠ざける場合には、図6において、溝付外筒74を時計まわりに回転させる。このように溝付外筒74を時計まわりに回転させると、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有したまま、集光レンズ61に近づく。このように、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有したまま、集光レンズ61に近づくと、集光レンズ61を通過したレーザ光Lは、上述した焦点位置(例えば、図1においてT1)よりも奥側(例えば、図1においてT2)で集光される。これにより、レーザ光Lの焦点位置は奥側に遠ざかる。   When the focal position of the laser beam L is moved away from this state, the grooved outer cylinder 74 is rotated clockwise in FIG. Thus, when the grooved outer cylinder 74 is rotated clockwise, the first lens 62 and the second lens 63 approach the condenser lens 61 while maintaining a predetermined relationship. As described above, when the first lens 62 and the second lens 63 are in a predetermined relationship and approach the condenser lens 61, the laser light L that has passed through the condenser lens 61 has the above-described focal position ( For example, the light is condensed on the back side (for example, T2 in FIG. 1) from T1) in FIG. As a result, the focal position of the laser light L moves away from the back side.

一方、この状態からレーザ光Lの焦点位置を手前側に近づける場合には、図6において、溝付外筒74を反時計まわりに回転させる。このように溝付外筒74を反時計まわりに回転させると、第1のレンズ62と第2のレンズ63とが所定の関係を有したまま、集光レンズ61から遠ざかる。このように、第1のレンズ62と第2のレンズ63とを所定の関係を有したまま、集光レンズ61から遠ざかると、集光レンズ61を通過したレーザ光Lは、上述した焦点位置(例えば、図1においてT2)よりも手前側(例えば、図1においてT1)で集光される。これにより、レーザ光Lの焦点位置は手前側に近づく。   On the other hand, in order to bring the focal position of the laser beam L closer to the near side from this state, the grooved outer cylinder 74 is rotated counterclockwise in FIG. When the grooved outer cylinder 74 is thus rotated counterclockwise, the first lens 62 and the second lens 63 are moved away from the condenser lens 61 while maintaining a predetermined relationship. As described above, when the first lens 62 and the second lens 63 are moved away from the condenser lens 61 while maintaining a predetermined relationship, the laser light L that has passed through the condenser lens 61 has the above-described focal position ( For example, the light is condensed on the near side (for example, T1 in FIG. 1) with respect to T2) in FIG. Thereby, the focal position of the laser beam L approaches the near side.

上述した本発明の実施の形態2であるレーザ切断装置2は、出射するレーザ光Lの焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系6を有するので、ヘッド3から出射するレーザ光Lの焦点位置を任意に変更できる。これにより、本発明の実施の形態2であるレーザ切断装置2を用いて構造物や建造物を解体する場合にも、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置2を移動させる必要がない。   Since the laser cutting device 2 according to the second embodiment of the present invention described above has the focal position changing optical system 6 that can arbitrarily change the focal position of the emitted laser light L, the laser beam L emitted from the head 3 can be changed. The focal position can be changed arbitrarily. Thereby, even when a structure or a building is dismantled using the laser cutting device 2 according to the second embodiment of the present invention, it is not necessary to move the laser cutting device 2 every time steel material or concrete is cut. .

また、本発明の実施の形態2に係る焦点位置変更光学系は、第1のレンズとともに第2のレンズが集光レンズの焦点位置を任意に変更できる。これにより、鋼材やコンクリート等を切断するたびにレーザ切断装置2を移動させる必要がない。   In the focal position changing optical system according to the second embodiment of the present invention, the second lens can arbitrarily change the focal position of the condenser lens together with the first lens. Thereby, it is not necessary to move the laser cutting device 2 every time steel material or concrete is cut.

また、本発明の実施の形態2に係るレーザ発振器21は、マルチモードのレーザ光Lを発振するので、必要なレーザ光強度を容易に得ることができる。これにより、任意の位置で必要なレーザ光強度を得ることができる。   Further, since the laser oscillator 21 according to the second embodiment of the present invention oscillates the multi-mode laser light L, the necessary laser light intensity can be easily obtained. Thereby, the required laser beam intensity can be obtained at an arbitrary position.

また、本発明の実施の形態2に係る第2のレンズホルダ73は、第2のレンズ63のまわりに冷媒が流れる流路を有するので、集光レンズ61と第1のレンズ62との間に設けられた第2のレンズ63を効率的に冷却することができる。   In addition, since the second lens holder 73 according to the second embodiment of the present invention has a flow path through which the coolant flows around the second lens 63, the second lens holder 73 is interposed between the condenser lens 61 and the first lens 62. The provided second lens 63 can be efficiently cooled.

尚、上述した本発明の実施の形態2に係る焦点位置変更光学系6は、集光レンズ61及び第1のレンズ62をそれぞれ二枚のレンズで構成し、第2のレンズ63を一枚のレンズで構成したが、これに限られるものはなく、それぞれのレンズをさらに多数枚化し、それぞれの機能を持たせることも可能である。   In the focal position changing optical system 6 according to Embodiment 2 of the present invention described above, the condenser lens 61 and the first lens 62 are each composed of two lenses, and the second lens 63 is a single sheet. Although it is configured with lenses, there is no limitation to this, and it is also possible to increase the number of each lens to have each function.

また、焦点位置変更光学系6において、第2のレンズ63を保持する第2のレンズホルダ73に冷媒が流れる流路を設け、第2のレンズ63を冷却するものとしたが、集光レンズ61、第1のレンズ62のまわりにも冷媒が流れる流路を設け、集光レンズ61、第1のレンズ62をも冷却するものとしてもよい。   In the focus position changing optical system 6, the second lens holder 73 that holds the second lens 63 is provided with a flow path through which a coolant flows to cool the second lens 63. Also, a flow path through which the coolant flows can be provided around the first lens 62, and the condenser lens 61 and the first lens 62 may be cooled.

また、上述した移動モジュール7は、溝付固定内筒71、第1のレンズホルダ72、第2のレンズホルダ73、溝付外筒74で構成したが、これに限られるものではなく、第1のレンズ62と第2のレンズ63とを所定の関係を有して移動させるものであれば、任意のものを用いることができる。   Further, the moving module 7 described above is configured by the grooved fixed inner cylinder 71, the first lens holder 72, the second lens holder 73, and the grooved outer cylinder 74, but is not limited to this. Any lens can be used as long as it moves the lens 62 and the second lens 63 with a predetermined relationship.

また、切断対象物T1,T2までの距離を計測する距離計等の距離計測手段を設け、切断対象物T1,T2までの距離を計測し、計測結果に基づいてレーザ光Lの焦点位置を変更するものとしてもよい。   In addition, a distance measuring means such as a distance meter for measuring the distance to the cutting objects T1 and T2 is provided, the distance to the cutting objects T1 and T2 is measured, and the focal position of the laser beam L is changed based on the measurement result. It is good to do.

さらに、レーザ光Lが集光した切断対象物T1,T2にアシストガスを噴射するアシストガス噴射手段を設け、レーザ光Lで切断対象物T1,T2を切断する際にアシストガスを噴射し、切断をアシストするものとしてもよい。   Further, assist gas injection means for injecting assist gas to the cutting objects T1 and T2 on which the laser beam L is condensed is provided, and when the cutting objects T1 and T2 are cut with the laser beam L, the assist gas is injected and cut. It is good also as what assists.

以上説明したように、本発明は、レーザ光の焦点位置が変更可能であるから、特に、人間が近づくことが難しい原子炉や橋梁等の建造物や構造物の解体に好適である。   As described above, since the focal position of the laser beam can be changed, the present invention is particularly suitable for dismantling structures and structures such as nuclear reactors and bridges that are difficult for humans to approach.

2 レーザ切断装置
21 レーザ発振器
22 制御装置
23 光ファイバ
3 ヘッド
4 焦点位置変更光学系
41 集光レンズ
42 第1のレンズ
43 第2のレンズ
5 移動モジュール
51 溝付固定内筒
511 案内溝
52 レンズホルダ
521 ガイドピン
525 流路
526 供給口
527 排出口
53 溝付外筒
531 作動溝
6 焦点位置変更光学系
61 集光レンズ
62 第1のレンズ
63 第2のレンズ
7 移動モジュール
71 溝付固定内筒
711 案内溝
72 第1のレンズホルダ
721 ガイドピン
73 第2のレンズホルダ
731 ガイドピン
74 溝付外筒
741 第1の作動溝
742 第2の作動溝
L レーザ光
T1,T2 切断対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Laser cutting device 21 Laser oscillator 22 Control apparatus 23 Optical fiber 3 Head 4 Focus position change optical system 41 Condensing lens 42 1st lens 43 2nd lens 5 Moving module 51 Fixed inner cylinder 511 with a groove | channel 51 Guide holder 52 521 Guide pin 525 Flow path 526 Supply port 527 Discharge port 53 Grooved outer cylinder 531 Actuation groove 6 Focus position changing optical system 61 Condensing lens 62 First lens 63 Second lens 7 Moving module 71 Fixed inner cylinder 711 with groove Guide groove 72 First lens holder 721 Guide pin 73 Second lens holder 731 Guide pin 74 Grooved outer cylinder 741 First operation groove 742 Second operation groove L Laser light T1, T2 Cutting object

Claims (6)

レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されたレーザ光が伝播する光ファイバと、
前記光ファイバから入射したレーザ光を切断対象物に出射するヘッドと、
を備えたレーザ切断装置であって、
前記ヘッドは、出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系を有し、
前記焦点位置変更光学系は、
前記ヘッドの出射側に固定され、前記ヘッドから出射されるレーザ光を集光する集光レンズと、
前記ヘッドの入射側に設けられ、前記光ファイバから出射されたレーザ光を受け入れる第1のレンズと、
前記集光レンズと前記第1のレンズとの間に光軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第1のレンズとともに前記集光レンズの焦点位置を変更する第2のレンズと、
を含み、
前記レーザ切断装置は、
前記光軸方向に沿って延在する案内溝が設けられた円筒状の溝付固定内筒、
前記溝付固定内筒の内側に摺動可能に嵌め込まれた、前記第2のレンズを保持するための円筒状のレンズホルダであって、前記案内溝に挿通されるガイドピンが前記レンズホルダの外周に設けられたレンズホルダ(52)、及び
内側に前記溝付固定内筒が嵌め込まれる円筒状の溝付外筒であって、前記ガイドピンが挿通される螺旋状に延在する作動溝が設けられた円筒状の溝付外筒、を含み、
前記溝付外筒を回転させることで前記レンズホルダに保持された前記第2のレンズが前記光軸方向に沿って移動するように構成された移動モジュール、をさらに有する
ことを特徴とするレーザ切断装置。
A laser oscillator that oscillates laser light;
An optical fiber through which laser light oscillated from the laser oscillator propagates;
A head for emitting laser light incident from the optical fiber to a cutting object;
A laser cutting device comprising:
The head has a focal position changing optical system capable of arbitrarily changing the focal position of emitted laser light,
The focal position changing optical system is:
A condenser lens that is fixed to the emission side of the head and collects the laser light emitted from the head;
A first lens provided on an incident side of the head and receiving a laser beam emitted from the optical fiber;
A second lens provided between the condenser lens and the first lens so as to be movable along an optical axis direction, and changing a focal position of the condenser lens together with the first lens;
Including
The laser cutting device is
A cylindrical grooved fixed inner cylinder provided with a guide groove extending along the optical axis direction;
A cylindrical lens holder, which is slidably fitted inside the grooved fixed inner cylinder, for holding the second lens, and a guide pin inserted into the guide groove is provided on the lens holder. A lens holder (52) provided on the outer periphery, and a cylindrical grooved outer cylinder into which the grooved fixed inner cylinder is fitted, and a working groove extending in a spiral shape through which the guide pin is inserted. A cylindrical grooved outer cylinder provided,
The laser cutting further comprising: a moving module configured to move the second lens held by the lens holder along the optical axis direction by rotating the grooved outer cylinder. apparatus.
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されたレーザ光が伝播する光ファイバと、
前記光ファイバから入射したレーザ光を切断対象物に出射するヘッドと、
を備えたレーザ切断装置であって、
前記ヘッドは、出射するレーザ光の焦点位置を任意に変更可能な焦点位置変更光学系を有し、
前記焦点位置変更光学系は、
前記ヘッドの出射側に固定され、前記ヘッドから出射されるレーザ光を集光する集光レンズと、
前記ヘッドの入射側に設けられ、前記光ファイバから出射されたレーザ光を受け入れる第1のレンズと、
前記集光レンズと前記第1のレンズとの間に光軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第1のレンズとともに前記集光レンズの焦点位置を変更する第2のレンズと、
を含み、
前記レーザ切断装置は、
前記光軸方向に沿って延在する案内溝が設けられた円筒状の溝付固定内筒、
前記溝付固定内筒の内側に摺動可能に嵌め込まれた、前記第1のレンズを保持するための円筒状の第1のレンズホルダであって、前記案内溝に挿通される第1のガイドピンが前記第1のレンズホルダの外周に設けられた第1のレンズホルダ(72)、
前記溝付固定内筒の内側における前記第1のレンズホルダの反対側に摺動可能に嵌め込まれた、前記第2のレンズを保持するための円筒状の第2のレンズホルダであって、前記案内溝に挿通される第2のガイドピンが前記第2のレンズホルダの外周に設けられた第2のレンズホルダ(73)、
内側に前記溝付固定内筒が嵌め込まれる円筒状の溝付外筒であって、前記第1のガイドピンが挿通される螺旋状に延在する第1の作動溝、及び前記第2のガイドピンが挿通される螺旋状に延在する第2の作動溝、が設けられた円筒状の溝付外筒、を含み、
前記溝付外筒を回転させることで、前記第1のレンズホルダに保持された前記第1のレンズ、及び前記第2のレンズホルダに保持された前記第2のレンズが、前記光軸方向に沿って移動するように構成された移動モジュール、をさらに有する
ことを特徴とするレーザ切断装置。
A laser oscillator that oscillates laser light;
An optical fiber through which laser light oscillated from the laser oscillator propagates;
A head for emitting laser light incident from the optical fiber to a cutting object;
A laser cutting device comprising:
The head has a focal position changing optical system capable of arbitrarily changing the focal position of emitted laser light,
The focal position changing optical system is:
A condenser lens that is fixed to the emission side of the head and collects the laser light emitted from the head;
A first lens provided on an incident side of the head and receiving a laser beam emitted from the optical fiber;
A second lens provided between the condenser lens and the first lens so as to be movable along an optical axis direction, and changing a focal position of the condenser lens together with the first lens;
Including
The laser cutting device is
A cylindrical grooved fixed inner cylinder provided with a guide groove extending along the optical axis direction;
A cylindrical first lens holder, which is slidably fitted inside the grooved fixed inner cylinder, for holding the first lens, and is inserted into the guide groove. A first lens holder (72) provided with a pin on an outer periphery of the first lens holder;
A cylindrical second lens holder that is slidably fitted to the opposite side of the first lens holder inside the fixed inner cylinder with grooves, and that holds the second lens, A second lens holder (73) in which a second guide pin inserted into the guide groove is provided on the outer periphery of the second lens holder;
A cylindrical grooved outer tube into which the grooved fixed inner tube is fitted inside, a first working groove extending in a spiral shape through which the first guide pin is inserted, and the second guide A cylindrical grooved outer cylinder provided with a second working groove extending spirally through which the pin is inserted,
By rotating the grooved outer cylinder, the first lens held by the first lens holder and the second lens held by the second lens holder are moved in the optical axis direction. A laser cutting apparatus, further comprising: a moving module configured to move along.
前記第1のレンズは、前記ヘッドの入射側に固定されたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ切断装置。   The laser cutting apparatus according to claim 1, wherein the first lens is fixed to an incident side of the head. 前記第2の作動溝は、前記第1の作動溝よりも勾配が緩やかな螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断装置。   3. The laser cutting device according to claim 2, wherein the second operation groove is formed in a spiral shape having a gentler gradient than the first operation groove. 4. 前記レーザ発振器は、
マルチモードのレーザ光を発振することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザ切断装置。
The laser oscillator is
The laser cutting apparatus according to claim 1, wherein the laser cutting apparatus oscillates a multimode laser beam.
前記第2のレンズを保持するホルダ(52、73)を備え、
前記ホルダは、前記第2のレンズのまわりを冷媒が流れる流路を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ切断装置。
A holder (52, 73) for holding the second lens;
The laser cutting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the holder has a flow path through which a coolant flows around the second lens.
JP2014024244A 2014-02-12 2014-02-12 Laser cutting device Active JP6420550B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014024244A JP6420550B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Laser cutting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014024244A JP6420550B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Laser cutting device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018026478A Division JP6507278B2 (en) 2018-02-16 2018-02-16 Laser cutting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015150567A JP2015150567A (en) 2015-08-24
JP6420550B2 true JP6420550B2 (en) 2018-11-07

Family

ID=53893376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014024244A Active JP6420550B2 (en) 2014-02-12 2014-02-12 Laser cutting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6420550B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016005376A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Precitec Gmbh & Co. Kg Imaging optics for material processing by means of laser radiation and laser processing head with such

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3458668B2 (en) * 1996-08-28 2003-10-20 松下電器産業株式会社 Laser processing equipment
EP1643284B1 (en) * 2004-09-30 2006-10-18 TRUMPF Laser GmbH + Co. KG Laser beam focusing device
DE202010006047U1 (en) * 2010-04-22 2010-07-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Beam shaping unit for focusing a laser beam
JP5603691B2 (en) * 2010-07-20 2014-10-08 株式会社アマダ Laser processing head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015150567A (en) 2015-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105364301B (en) Laser processing device capable of switching fiber core
JP5241525B2 (en) Laser processing equipment
CN104386268B (en) Laser Driven Flyer Plates assay device for fiber optic conduction
JP2015223614A (en) Long distance laser cutting device
CN102914872A (en) Device for shaping and collimating elliptic laser spots of semiconductor lasers
JP2017138461A (en) Terahertz light generator
US20190262938A1 (en) Laser processing device and laser processing method
EP1700665B1 (en) Laser apparatus
JP6420550B2 (en) Laser cutting device
KR101278285B1 (en) Imaging system using lens-integrated type optical fiber array probe
TWM453290U (en) Illumination device of laser for fiber optics
JP6507278B2 (en) Laser cutting device
JP3932982B2 (en) Condensing optical circuit and light source device
EP3553575B1 (en) Fiber coupling device
JP4865329B2 (en) Laser hardening tool
CN104128332A (en) Laser cleaning machine with focus tracking function
JP6444053B2 (en) Laser receiving device and laser processing unit
JP2018521859A (en) Laser processing apparatus and workstation equipped with the apparatus
JP2006045598A (en) Device for improving residual stress in installed pipe
US20210316395A1 (en) Laser scanner and laser machining device
EP3796054A1 (en) Optical element assembly, optical imaging device, and optical processing device
Traub et al. Automatic design of multi-lens optical systems based on stock lenses for high power lasers
JP2019020731A (en) Apparatus for generating line-shaped intensity distribution of laser beam
JP2016078049A (en) Direct diode laser processing device and processing method for metal plate using the same
TWI569912B (en) Laser focusing optical module and laser focusing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171020

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20171214

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180615

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180726

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: 20181005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181012

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6420550

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150