JPH01271087A - レーザ加工のレーザビーム径調整方法およびその装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザ加工機のレーザ発１辰器から発振され
て集光レンズでレーザビームを集光するまでのレーザビ
ーム経路途中において、レーザビームの径を常に一定に
制御するレーザ加工のレーザビーム径調整方法およびそ
の装置に関する。

（従来の技術） 従来、レーザ加工機では、レーザ発Ｉｎ器からＲＩＭさ
れたレーザビームは各種の反射ミラーを介して集光レン
ズで集光される５その集光レンズで集光されたレーザビ
ームは加工すべきワークに照射されてレーザ加工が行な
われている。

レーザ発振器のオブテイク系の熱歪などにより、レーザ
ビームの径が変化することがあり、加工不良の原因とな
っている。そのため、加工不良となると、作業者がその
都度反射ミラーを部分透過ミラーに交換して対処してい
た。

−一 （発明が解決しようする課題） したがって、加工不良が生じる度毎に反射ミラーを交換
しているため、交換作業が大変面倒であるという問題が
あった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、レーザ
発ｊ辰装置から集光レンズまでのレーザビーム経路途中
におけるレーザビームを常に一定に制（！ｌＩするよう
にしたレーザ加工のレーザビーム径制御方法およびその
装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、レーザ加工機
におけるレーザ発振器とレーザビームを集光させる集光
レンズとのレーザビーム経路途中に設けたセンサにより
レーザビームの径を検知し、常にレーザビームの径を一
定にすべく制御するようにしたレーザ加工のレーザビー
ム径調整方法である。

また、この発明は、レーザビームを発振させるレーザ発
振器と、そのレーザ発振器により発振されたレーザビー
ムを集光させる集光レンズと、レーザ発振器と集光レン
ズとのレーザビーム経路途中に設けられかつレーザビー
ムの径を検知するセンサと、そのセンサとレーザ発（辰
器との間に設けられかつ駆動装置を備えた反射ミラーと
、前記センサで検知されたレーザビームの径に応じて反
射ミラーの駆動を制御するｔｉｌｌ　Ｉｌｌ装置と、か
らなるレーザ加工のレーザビーム径調整装置を構成した
。

（作用） この発明を採用することにより、レーザ発（辰器から発
振されたレーザビームは複数の反射ミラーを介して集光
レンズで集光され、さらに集光されたレーザビームはワ
ークに照射されて所定のレーザ加工が行なわれる。例え
ばレーザ発振器のオブテイク系の熱歪などにより、レー
ザビームの径が変化すると、レーザ発振器と集光レンズ
との間に設けたセンサによりレーザビームの径を検知す
る。その検知されたレーザビームの径と予め設定された
レーザビームの径とを制御装置で比較し、その制御装置
で比較し補正された補正値を指令し、レーザ発振器とセ
ンサとの間に設けた反射ミラーに備えられた駆動装置を
駆動してレーザビームの径が補正されて常に一定のレー
ザビームの径に制御される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図には、この発明を概念的に示したレーザ加工機の
構成図が示されている。第１図においてレーザ加工機１
にはレーザ発１辰器３が設けられている。また、レーザ
加工機１の図示省略した加工ヘッド内にはレーザビーム
ＬＢを集光する集光レンズ５が設けられている。

集光レンズ５の下方部には例えば第１図において左右方
向および紙面に対して直交する方向へ移動自在なワーク
テーブル７が設けられており、そのワークテーブル７上
に加工すべきワークＷが載置される。

前記レーザ発振器３と集光レンズ５との間におけるレー
ザビームＬＢの経路途中には、凹面形状をした反射ミラ
ー９，１１および平面形状の反射ミラー１３が配置され
ている。

而して、レーザ発振器３で発振されたレーザビームＬＢ
は反射ミラー９で反射され、さらに反射ミラー１１で反
射される。反射ミラー１１で反射されたレーザビームＬ
Ｂは反射ミラー１３を介して集光レンズ５に集光される
。集光レンズ５で集光されたレーザビームＬＢはワーク
テーブル７上に載置されたワークＷに照射されて所定の
レーザ加工が行なわれることとなる。

前記反射ミラー１３側寄りのレーザビームＬＢの経路途
中には、レーザビームＬ　Ｂの径を検知する例えば焦電
型赤外線センサのごときセンサ１５が配置されている。

そのセンサ１５の形状は例えば第２図に示されているよ
うに、９０度置きに配置されたセン勺片１５Ａ〜１５Ｄ
からなっている。

しかも、その各センサ片１５Ａ〜１５Ｄは径方向に位置
を調整できるようになっている。このセンサ片は４つの
みならず３個など複数であればよく、また、配置関係も
適正な位置を選択しても横わない。

前記反射ミラー９．１１には、反射ミラー９゜１１を矢
印で示したごとく前後方向へ駆動せしめるサーボモータ
のごとき駆動装置１７．１９が備えられている。前記セ
ンサ１５および反射ミラー９．１１に備えられた駆動装
置１７．１９には制御装置２１が接続されている。

上記構成により、前記センサ１５におけるレーザビーム
１Ｂの通常の投光状態は、第２図に示されたレーザビー
ム径ｎｏでセンサ１５Ａ〜１５Ｄの軸心部にあるが、例
えばレーザ発振器３のオブテイク系の熱歪により変化し
た場合、レーザビー。

ム径が広がりＲＮの状態となり、各センサ１５Ａ〜１５
Ｄで検知される。（ＲＮ　＞Ｒｏ　）レーザビーム径Ｒ
Ｎがセンサ１５で検知されると、検知信号が制御装置２
１に取込まれてレーザビーム径ＲＮが検出される。

制御装置２１では予め設定されている通常のレーザビー
ム径Ｒｏと検出されたレーザビーム径ＲＮとが比較され
て適正な補正値が演算処理される。

その補正値に基づき制御装置２１から駆動装置１７．１
９へ補正値が指令されて反射ミラー９，１１が前後方向
へ移動して反射ミラー９．１１の曲率を変化せしめるこ
とによって、レーザビーム径ＲＮが元のレーザビーム径
ＲＯに復元されることとなる。

而して、レーザビームＬＢの径を常に一定に制御するこ
とができるから、レーザビームＬ　Ｂにおける径の変化
による加工不良の要因を除去することができる。また、
従来レーザビームＩＦ３ｆ７′）径が変化した場合には
、反射ミラー９．１１をその都疾交換していたが、反射
ミラー９，１１を交換することもなく、反射ミラー９．
１１の寿命が延びる。さらに、センサ１５の径を調整す
ることにより、任意のレーザビーム径を設定し制御する
ことが可能なため、各種の加工方法にも最適なレーザビ
ーム径を作ることができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し得るものである。例えばレーザ発振″ｆＡ３の内部に
口径可変なアパーチャを設け、このアパーヂ１１を制御
装置２１に接続し、センサ１５でレーザビームＬＢの径
を検知し、その検知されたレープビーム１Ｂの径に応じ
てアパーチャの口径を可変に制御することも対応可能で
ある。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、レーザビームの径が例えばシー１１発（
辰円のオブテイク系の熱歪などにより変化した場合には
、センサでレーザビームの径を検知し、その検知された
レーザビームの径に応じて反射ミラーを移動させてレー
ザビームの径を常に一定に制御することができる。而し
て、レーザビームの径の変化による加工不良をなくすこ
とができると共に、従来交換していた反射ミラーも交換
しなくて済むので反射ミラーの寿命を延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施したレーザ加工機のレーザビー
ム経路を主体に概念的に示した構成図である。第２図は
センサの拡大断面図である。 １・・・レーザ加工機 ３・・・レーザ発振器 ５・・・集光レンズ ９．１１・・・反射ミラー １５・・・センサ １７．１９・・・駆動装置 ２１・・・制ｔｉｌ＋装置 代理人　　弁理士　三　好　　保　男 手続補正音（蛙） 昭和６３年　６月べ０日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ加工機におけるレーザ発振器とレーザビー
   ムを集光させる集光レンズとのレーザビーム経路途中に
   設けたセンサによりレーザビームの径を検知し、常にレ
   ーザビームの径を一定にすべく制御することを特徴とす
   るレーザ加工のレーザビーム径調整方法。
2. （２）レーザビームを発振させるレーザ発振器と、その
   レーザ発振器により発振されたレーザビームを集光させ
   る集光レンズと、レーザ発振器と集光レンズとのレーザ
   ビーム経路途中に設けられかつレーザビームの径を検知
   するセンサと、そのセンサとレーザ発振器との間に設け
   られかつ駆動装置を備えた反射ミラーと、前記センサで
   検知されたレーザビームの径に応じて反射ミラーの駆動
   を制御する制御装置と、からなることを特徴とするレー
   ザ加工のレーザビーム径調整装置。