JPH01317693A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は加工材（以下ワークという）からの反射光に
より発振器や周辺機器が損傷されるのを防止したレーザ
加工装置に関する。

〔従来の技術〕

従来アルミニウムのような反射率の高いワークをレーザ
ビームにより加工する場合、ワークより反射された反射
光が光路を逆に進んで発振器が損傷されたり、加工ヘッ
ド周辺の機器が反射光により損傷される不具合がある。

このため従来では第６図に示すようにレーザ発振器ａよ
り発振されたレーザビームｅを加工ヘッド内に設けられ
た集光レンズｂへ導く複数の反射鏡Ｃの一部に反射形の
ビームスプリッタｄを設けて、ワークより反射された反
射光ｅ′を分割し、これを受光体ｆで検出して、その検
出値に応じてレーザ発振器ａの出力を制御したり、ワー
クの送り速度を制御することにより発振器ａや周辺機器
が損傷されるのを防止していた。

例えば特開昭６１−２０５１７１号、特開昭６２−２８
９３８７号、特開昭８３−１００９２号公報など。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしレーザ発振器ａより発振されたレーザビームｅは
通常直線偏光しているため、このままでワークの切断に
供すると切断精度の低下や切断面の傾斜、切断面の表面
が荒れるなどの不具合が発生する。

このため従来では光路中に１／４波長板やｌ／４波長位
相シフト反射鏡ｇを挿入して円偏光に変換することによ
りレーザビームの方向性をなくしているが、円偏光のレ
ーザビームｅを反射形のビームスプリッタｄへ入光する
と、反射形のビームスプリッタｄは第７図に示すように
レーザビームｅのＸ方向の成分とＺ方向の成分の反射率
が異なるため円偏光が楕円偏光になってしまい、特に多
数層例えば１０層のコーティング層により構成された反
射形のビームスプリッタｄの場合、多数のコーティング
層で反射されているためビームの位相がずれて偏光状態
が変化する不具合があった。

また各コーティング層でビームが吸収されるため、コー
ティング層が増加するのに従いレーザ発振’１４　ａの
出力を上げなければならず、その結果ビームスプリッタ
ｄの温度が上昇するため冷却能力を上げて熱暴走による
破損を防止したり、鹿埃などが付着しないような構造に
する必要があり、装置自体が複雑かつ高価となる不具合
もあった。

この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもので
、熱暴走などの虞れがなく、かつ信頼性の高いレーザ加
工装置を安価に提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕この発明は上記
目的を達成するために、レーザ発振器より発進されたレ
ーザビームを複数の全反射鏡により加工ヘッドへ導いて
加工ヘッド内に設けられた集光レンズによりワーク上へ
集光してワークを加工するレーザ加工装置において、上
記レーザビームの光路上に、ワークからの反射光を分割
して検出手段へ入射する透過形ビームスプリッタを設け
ると共に、上記検出手段が検出した信号によりレーザビ
ーム出力、加工ヘッドの送り速度及びワークの送り速度
の少なくとも１つを制御することにより、ワークの溶融
速度より送り速度が早くなるのを防止して精度のよい加
工を可能にする共に、ワークからの反射光によいレーザ
発振器や周辺機器が損傷されるのを防止したレーザ加工
装置を提供するものである。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面を参照して詳述する。

図において１はレーザ発振器で、このレーザ発振器１よ
り発振されたレーザビーム２はリターダ３により円偏光
に変換された後腹数枚、例えば３枚の第１、第２、第３
全反射鏡４．。

４２．４３により加工ヘッド５内へ導かれ、加工ヘッド
５内に設けられた集光レンズ６によりワーク７上に集光
されてワーク７の加工に供せられると共に、集光レンズ
６とその上方に設けられた第３全反射鏡４３間の光路８
には透過形ビームスプリッタ９が挿入されていて、ワー
ク７より反射された反射光を分解し、ビームデティクタ
１０へ入光させるようになっている。

上記透過形ビームスプリッタ９は、従来の反射形ビーム
スプリッタが第４図に示すように基板１１上に設けられ
たコーティングｗＪ１１ａで入射光を反射しているため
、コーティング層１１ａが多層になるのに伴い多重反射
が多くなるためビーム吸収も多くなって発熱するが、反
射形ビームスプリッタ９の場合コーティング層は最小限
でよいため、ビーム吸収も少なく、発熱も少ないので冷
却する必要がない。

また反射形ビームスプリッタ１１は第５図に示すように
各コーティング層１１ａで反射するため、コーティング
層１１ａの層厚を１／４波長に正確に形成しないとビー
ムの位相がずれてしまうが、透過形ビームスプリッタ９
の場合層厚には余り影響されない利点がある。

一方、透過形ビームスプリッタ９により分割された反射
光の一部（約反射光の３％で、残りの９７％は光路８上
を逆に進んでレーザ発振器１へ帰還する）はビームディ
テクタ１０の受光されて反射光に応じた出力信号が形成
され、この出力信号はパワメータ１２により反射光の出
力に換算された後ＮＣ装置１３へ送られ、ＮＣ装置１３
によりワークの送り速度が次のように制御される。

次に作用を説明すると、レーザ発振器１より発振された
レーザビーム２は光路８上を導かれて加工ヘッドへ達し
、加工ヘッド５内に設けられた集光レンズ６によりワー
ク７上に集光されてワーク７の切断に洪せられると共に
、ＮＣ装置１３により加工ヘッド５はＸ軸方向へ、そし
てワーク７はＹ軸方向へ移動されて、予め入光された加
工線に沿って加工が行なわれる。

またレーザビーム２によりワーク７が溶融されてるいと
きにはワーク７からの反射光は少ないが、ワーク７の送
り速度が溶融速度を上まわるとワーク７からの反射光が
増大する。

これを透過形ビームスプリッタ９を介してビームディテ
クタ１０が検出し、検出信号をＮＣ装置］３へ送るため
、ＮＣ装置１３はワーク７からの反射光が予め設定され
た値以下となるようにワーク７の送り速度を減速すると
共に、反射光が予め設定された上限値を超えた場合はワ
ーク７の移動を停止して切断不良が発生するのを防止す
るようワーク７及び加工ヘッド５の送り速度を制御する
ものである。

なお上記実施例では、透過形ビームスプリッタ９を集光
レンズ６とその上方の第３全反射鏡４３の間に挿入した
が、第２図に示すように第２、第３全反射鏡４２．４３
の間もしくは第３図に示すように第１、第２全反射鏡４
．，４２の間に挿入しても同様な効果が得られるもので
ある。

〔発明の効果〕

この発明は以上詳述したように、加工時ワークより反射
される反射光を透過形ビームスプリッタで分割して検出
するようにしたことから、従来の反射形ビームスプリッ
タを用いたものに比べて発熱が少ないため冷却装置を設
ける必要がない。

これによって装置全体が簡素化され、かつ信頼性も向上
すると共に、反射形ビームスプリッタのように多重のコ
ーティング層により偏光に乱れが生じることもないため
精度の高い加工が可能になるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第２図、第
３図は他の実施例を示す説明図、第４図及び第５図は反
射形ビームスプリッタの説明図、第６図及び第７図は従
来の説明図である。 １はレーザ発振器、２はレーザビーム、４．。 ４２．４３は第１、第２、第３全反射鏡、５は加工ヘッ
ド、６は集光レンズ、７はワーク、９は透過形ビームス
プリッタ。 出願人　　株式会社　小　松　製　作　所代理人　　弁
理士　　米　原　正　章

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ発振器１より発振されたレーザビーム２を
   複数の全反射鏡４＿１、４＿２、４＿３により加工ヘッ
   ド５へ導いて加工ヘッド５内に設けられた集光レンズ６
   によりワーク７上へ集光してワーク７を加工するレーザ
   加工装置において、上記レーザビーム２の光路８上に、
   ワーク７からの反射光を分割して検出手段へ入射する透
   過形ビームスプリッタ９を設けると共に、上記検出手段
   が検出した信号によりレーザビーム出力、加工ヘッド５
   の送り速度及びワーク７の送り速度の少なくとも１つを
   制御することを特徴とするレーザ加工装置。
2. （２）上記透過形ビームスプリッタ９を集光レンズ６と
   第３全反射鏡４＿３の間に設けてなる請求項１記載のレ
   ーザ加工装置。
3. （３）上記透過形ビームスプリッタ９を第２、第３全反
   射鏡４＿２、４＿３の間に設けてなる請求項１記載のレ
   ーザ加工装置。
4. （４）上記透過形ビームスプリッタ９を第１、第２全反
   射鏡４＿１、４＿２の間に設けてなる請求項１記載のレ
   ーザ加工装置。