JPH01104486A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炎丘且１ 本発明はレーザ加工装置に関し、特にトリミング時のレ
ーザ光強度の制御に関する。

従来技術 従来、レーザトリミング装置においては、通常一定のＱ
スイッチパルスレートでトリミング加工が行われるが、
レーザ光の照射位置の調整を行うビームポジショナの加
速など速度が変化するときには加工のバイトサイズも変
化するので、均一なトリミング加工が困難であった。

そのため、加工条件の厳しいものに対してはＱスイッチ
パルスをビームポジショナのエンコーダから得られる位
置パルスに同期させて加工のバイトサイズを一定にする
ことが行われている。

このような従来のレーザトリミング装置では、Ｑスイッ
チパルスをビームポジショナのエンコーダから得られる
位置パルスに同期させた場合、ビームポジショナの加速
時などの速度の変化に応じてＱスイッチパルスレートが
変化し、一般的にビームポジショナの加速初期の速度が
小さいときにはレーザ光のピーク値が大きくなり、定速
に近づくに従ってピーク値が小さくなっていく。そのた
め、レーザ光による加工幅が変化したり、ｆｆｉ悪の場
合には被加工物上に大きな損傷を与えることがあるとい
う欠点がある。

また、これを避けるために、ビームポジショナの速度が
定速に達するまでのＱスイッチパルスレートの変化に対
してレーザ光のピーク値が変化しない程度の速度でビー
ムポジショナを走らせる場合には、必然的にトリミング
加工の加工速度が遅くなるという欠点がある。

１匪立旦ｊ 本発明は上記めような従来のものの欠点を除去ずべくな
されたもので、ビームポジショナの加速時などにおける
速度の変化によるレーザ光のピーク値の変化を補償し、
均一な加工を行うことができるレーザ加工装置の提供を
目的とする。

発明の構成 本発明によるレーザ加工装置は、レーデ出力を加工位置
に移動させるビームポジショナの速度に応じて前記レー
ザ出力を可変する可変手段を有することを特徴とする。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。図において、本発明の一実施例によるレーザ加工装
置は、オア回路１と、Ｆ−Ｖ（ｆｒｅｑｕｃｎｃｙ−ｖ
ｏｌｔａｇｅ　）変換器２と、関数器３と、増幅器４と
、遅延回路５と、Ｑスイッチドライバ６と、レーザ発振
器７と、光減衰器８とにより構成されている。

第２図は本発明の一実施例の動作を示すタイムチャート
である。これら第１図と第２図とを用いて本発明の一実
施例の動作について説明する。

図示せぬビームポジショナのエンコーダからのアップパ
ルス１０１およびダウンパルス１０２（以下エンコーダ
パルスとする）はオア回路１で論理和演算され、その演
算結果はＦ−Ｖ変換器２と、遅延回路５とに入力される
。

Ｆ−Ｖ変換器２ではオア回路１からの論理和出力のパル
スレートが電圧に変換されて関数器３に送られる。Ｆ−
Ｖ変換器２で変換された電圧は関数器３で所定の関数に
変換され、この関数変換された値は増幅器４で増幅され
て光減衰器８に印加される。

光減衰器８ではレーザ発振器７からのレーザ光を関数器
３からの関数に応じて減衰し、この減衰されたレーザ光
はビームポジショナを通じて図示せぬ被加工物上に照射
される。

一方、遅延回路５にオア回路１を介して入力されたビー
ムポジショナのエンコーダからのエンコーダパルスは適
当な遅れが与えられてＱスイッチドライバ６に出力され
、このＱスイッチドライバ６ではエンコーダパルスに同
期したＱスイッチパルスが生成される。

遅延回路５でエンコーダパルスに与えられる遅れは、エ
ンコーダパルスがＦ−Ｖ変換器２に入った直後の出力電
圧■と光減衰器８との整定時間を考慮したものであり、
Ｆ−Ｖ変換器２の出力電圧■が安定し、光減衰器８の透
過率が正しく設定された後にＱスイッチパルスが出力さ
れるように、この遅れ時間がその整定時間よりも大きく
選ばれている。

エンコーダパルスのパルスレートはビームポジショナの
速度に比例しているので、Ｆ−Ｖ変換器２で得られる電
圧はビームポジショナの速度に比例している（第２図参
照）。

またＱスイッチドライバ６の駆動によるＱスイッチパル
スはビームポジショナのエンコーダからのエンコーダパ
ルスに同期しているので、Ｆ−Ｖ変換器２で得られる電
圧はＱスイッチパルスレートにも比例していることとな
る。

したがって、レーザ発振器７の励起レベルなどの条件が
一定であるとすると、レーザ発振器７からのレーザ光の
ピーク値はＦ−Ｖ変換器２の出力電圧の関数となり、レ
ーザ光のピーク値をＰｉとし、Ｆ−Ｖ変換器２の出力電
圧を■とすると次式％式％ また、Ｆ−Ｖ変換器２の出力電圧■が関数器３でｌ：２
　　（Ｖ）に変換され、さらに増幅器４でＡ・Ｆ２　　
（Ｖ）（Ａは定数）に増幅されるとすると、光減衰器８
の透過率ＴはＦ−Ｖ変換器２の出力電圧■に対して次式
で表される。

ＴｍＦ３　　（Ｆ２　　（Ｖ））　　　　　　・・・・
・・（２）したがって、光減衰器８を通ったレーザ発振
器７からのレーザ光のピーク値は、このピーク値をＰｔ
とすると次式で表される。

Ｐｔ＝Ｔ−Ｐｉ ＝Ｆ３　　（Ｆ２　　（Ｖ））　　・Ｐｉ＝Ｆ３　　（
Ｆ２　　（Ｖ））　　・　Ｆｌ　　（Ｖ）・　　　・・
・・・・　（３） （１）式〜（３）式により関数器３で変換される関数Ｆ
２　　（Ｖ）は次式で表される。

Ｆ２　　（Ｖ） ＝Ｆ３−１（Ｐｔ　／Ｆ１　　（Ｖ））・・−・・・（
４）上述の（１）弐〜（４）式により明らかなように、
Ｆ−Ｖ変換器２の出力電圧Ｖを関数器３においてＦ２　
　（Ｖ）なる関数に変換し、これを増幅器４で増幅した
後に光減衰器８に印加することにより、ビームポジショ
ナの加速時においてもレーザ光のピーク値を一定に保つ
ことができる（第２図参照）。

第３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。図において、本発明の他の実施例によるレーザ加
工装置では、第１図に示した本発明の一実施例によるレ
ーザ加工装置と同一の構成部品には同一符号が付しであ
る。また、その同一の構成部品の動作も本発明の一実施
例と同様である。

本発明の他の実施例では、Ｆ−Ｖ変換回路２の出力電圧
■を関数器３でＦ２　　（Ｖ）なる関数に変換し、これ
を増幅器４で増幅した後にレーザ電源９に印加するよう
にしている。すなわち、エンコーダパルスのパルスレー
トに応じてレーザ電源９の出力値を可吻し、レーザ発振
器７におけるレーザの励起レベルを変調することによっ
てレニザ光出力を減衰させ、レーザ光のピーク値をビー
ムポジショナの加速時においても一定に保つようにして
いる。

本発明の他の実施例では、本発明の一実施例のようにレ
ーザ発振器７の外部に光減衰器８を必要としないので、
安価に装置を構成することができるという利点があるが
、一般にレーザの励起レベルを変化させるとレーザ出力
が不安定になるので、大幅にレーザ出力を変化させるこ
とはできない。

このように、ビームポジショナのエンコーダからのエン
コーダパルスに応じて出力されるＦ−Ｖ変換器２の出力
電圧Ｖを関数器３においてＦ２（Ｖ）なる関数に変換し
、これを増幅器４で増幅した後に光減衰器８あるいはレ
ーザＴｉ源９に印加してレーザ発振器７からのレーザ出
力を変化させるようにすることによって、Ｑスイッチパ
ルスをビームポジショナのエンコーダパルスに同期させ
てトリミングを行う場合に、ビームポジショナの加速時
などにおける速度の変化によるレーザ光のピーク値の変
化を補償し、均一なＩ・リミング加工を行うことができ
る。

尚、本発明の一実施例および他の実施例においてはレー
ザトリミング装置について述べたが、これは他の加工装
置でもよく、これらに限定されない。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、レーザ出力を加工位
置に移動させるビームポジショナの速度に応じてこのレ
ーザ出力を可変するようにすることによって、ビームポ
ジショナの加速時などにおける速度の変化によるレーザ
光の゛ビーク値の変化を補償し、均一な加工を行うこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の一実施例の動作を示すタイムチャート、
第３図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・オア回路 ２・・・・・・Ｆ−Ｖ変換器 ３・・・・・・関数器 ４・・・・・・増幅器 ７・・・・・・レーザ発＠器 ８・・・・・・光減衰器 ９・・・・・・レーザ電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ出力を加工位置に移動させるビームポジショナの
   速度に応じて前記レーザ出力を可変する可変手段を有す
   ることを特徴とするレーザ加工装置。