JPH0317881B2 - - Google Patents

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JPH0317881B2
JPH0317881B2 JP62169768A JP16976887A JPH0317881B2 JP H0317881 B2 JPH0317881 B2 JP H0317881B2 JP 62169768 A JP62169768 A JP 62169768A JP 16976887 A JP16976887 A JP 16976887A JP H0317881 B2 JPH0317881 B2 JP H0317881B2
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JP
Japan
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laser beam
mirror
workpiece
laser
integration
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JP62169768A
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Koichi Tanno
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Amada Machinics Co Ltd
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Amada Sonoike Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、レーザビームを利用してワークの表
面の特性を改善するためのレーザ表面処理装置に
係り、さらに詳細には、その光学装置に関する。
(従来の技術) ワークの表面の特性を改善するためのレーザ表
面処理装置の1つとして、レーザ焼入れ装置があ
る。従来、ワークの表面にレーザ焼入れを行なう
場合、焦点はずし等を行なつて、スポツト径が所
望の径となるようにしていた。しかしレーザビー
ムを単に所望の径に集束したのみでは、そのスポ
ツト面におけるレーザビームの強度分布が均一で
ないために、ワークの表面処理を均質的に行なう
上において問題があつた。そこで従来において
は、セグメントミラーを用いて、焦点面における
レーザビームの強度分布を均一化する技術が提案
されている。
(発明が解決しようとする問題点) 上述のように、セグメントミラーを用いること
により、焦点面におけるレーザビームの強度分布
を均一化することができたが、従来においては、
ワークの表面処理すべき部位をセグメントミラー
の焦点面に一致するように位置決めしていた。し
たがつて、ワークが平板のごとき場合にはさ程の
問題がないが、例えばワークの上面にうねりを有
したり、或は段差部を有するような場合には、セ
グメントミラーの焦点面とワークの上面とを一致
せしめることが困難であるという問題点があつ
た。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題点を解決するために、
本発明は、レーザ発振器から発振されたレーザビ
ームを、焦点においての断面形状が1部に平行状
部分を含む断面形状となるように形成し、かつ上
記焦点におけるビームの強度分布がほぼ均一であ
るようにレーザビームを整形するインテグレーシ
ヨンミラーと、このインテグレーシヨンミラーに
よつて整形されたレーザビームを平行光線化して
ワークに照射するための集光レンズとを備えてな
るものである。
(作用) 前述の構成により、レーザ発振器から発振され
たレーザビームは、インテグレーシヨンミラーの
作用によつて、焦点面の断面形状が、1部に平行
状部を含む形状に形成され、かつ焦点面における
レーザの強度分布が均一化される。そして、イン
テグレーシヨンミラーによつて整形されたレーザ
ビームは集光レンズによつて平行光線化されてワ
ークに照射されるので、ワーク表面にうねりや段
差部が存在するような場合であつても均質的な表
面処理を行なうことができるものである。
(実施例) 第1図、第2図を参照するに、本発明の実施例
に係るレーザ表面処理装置1は、表面処理すべき
ワークWを支承するワークテーブル3を備え、か
つワークテーブル3の側方位置には、ワークWへ
照射すべきレーザビームLBを発振するレーザ発
振器5を備えている。このレーザ発振器5は、一
般的なものでよいので、その詳細については説明
も省略する。
上記ワークテーブル3は、X軸方向(第1図、
第2図において左右方向)に移動自在な移動テー
ブル7および移動テーブル7に支承されて水平に
回転自在な回転テーブル9を備えてなるもので、
この回転テーブル9上にワークWが適宜の取付
具、例えばマグネツトチヤツク等(図示省略)を
介して水平に取付けられる。本実施例において、
上記ワークWは、適数箇所に孔Hを備えた円盤を
例示してある。
上記構成において、移動テーブル7の移動位置
決め及び回転テーブル9の回転および回転位置決
め等を自動的に行なうことにより、ワークWの所
望の孔Hを所定位置に位置決めできるものであ
る。
第1図、第2図より理解されるように、前記ワ
ークテーブル3の移動領域の側方位置にはコラム
11が立設してあり、このコラム11には、ワー
クテーブル3の移動領域の上方を横切つてY軸方
向に延伸したガイド部材12が片持式に支承され
ている。上記ガイド部材12には、前記レーザ発
振器5からのレーザビームLBを前記ワークWの
所望位置へ照射する加工ヘツド13がY軸方向へ
移動自在に支承されている。この加工ヘツド13
は、前記コラム11に装着したサーボモータ15
の駆動によつてY軸方向へ移動、位置決めされる
ものである。
上記構成により、加工ヘツド13をY軸方向に
移動位置決めしてワークWの所望位置と対応せし
め、レーザ発振器5からのレーザビームLBをワ
ークWに照射することにより、ワークWの所望位
置の焼入れが行なわれ得ることが理解されよう。
ところで、ワークWの表面にレーザ焼入れを行
なうに当り、ワーク表面の反射率が高い場合に
は、ワーク表面に適宜のコーテイング処理を行な
う必要がある。したがつて本実施例においては、
前記ワークテーブル3の移動領域の側方位置に、
表面コーテイング装置17が配置してある。この
表面コーテイング装置17は、例えばリン酸マン
ガン、カーボン粉末、炭化硅素等のごとき適宜の
コーテイング材料をワークWの所望表面に塗布す
る作用をなすもので、例えば一般的な塗装ロボツ
ト等よりなるものである。
ワークWの所望箇所にレーザ焼入れを行なうに
際し、レーザビームLBの断面形状を、1部に平
行状部分を含む断面形状、例えば四角形状とな
し、かつ断面形状内におけるビームの強度分布を
ほぼ均一化してレーザ焼入れを均一的に行なうた
めに、前記加工ヘツド13にはビーム変形手段が
設けられている。
より詳細には、第3図に示されるように、前記
加工ヘツド13内には垂直な支持板19が設けら
れており、この支持板19には、前記レーザ発振
器5から発振されたレーザビームLBを下方向に
反射する第1のベンドミラー21が装着してあ
る。また、支持板19の下部付近には、上記第1
のベンドミラー21に対応してインテグレーシヨ
ンミラー23が反射方向を微調節自在に装着して
ある。
上記インテグレーシヨンミラー23は、レーザ
発振器5からのレーザビームLBの断面形状を、
本実施例においては丸から四角形状に変形すると
共に、レーザビームLBの断面形状内におけるビ
ームの強度分布をほぼ均一化するためのもので、
凹面基板25上に矩形状の平面境27を多数取付
けて構成してある。すなわち、多数の平面鏡27
は、焦点面が四角形状になり、かつビーム強度が
均一化するように、それぞれ適宜に配置してあ
る。したがつて、換言すれば、インテグレーシヨ
ンミラー23の焦点面において、レーザビーム
LBの断面形状は四角形状となり、かつビーム強
度は断面の領域に亘つて均一的になる。なお、上
記インテグレーシヨンミラー23の焦点距離は大
きく設定してある。
上記インテグレーシヨンミラー23において、
凹面基板25を支持したサポートプレート29
は、それぞれ付勢方向の異なる複数のスプリング
31および複数のボルト33を介して、支持板1
9に取付けたブラケツト35に揺動可能に支持さ
れている。また、上記サポートプレート29は、
ブラケツト35に装着した複数のマイクロメータ
37によつて微調節自在に支承されている。した
がつて、マイクロメータ37を操作することによ
り、レーザビームLBの反射方向を微調節するこ
とができる。
さらに前記支持板19の上部付近には、第2の
ベンドミラー39が装着してある。この第2のベ
ンドミラー39は、前記インテグレーシヨンミラ
ー23からのレーザビームLBを垂直下方向に反
射するもので、インテグレーシヨンミラー23の
焦点距離内に配置してあり、反射方向を微調節自
在に設けられている。第2のベンドミラー39を
微調節するための構成は、前記インテグレーシヨ
ンミラー23の構成と同様の構成であるので詳細
については説明を省略する。
上記構成は、インテグレーシヨンミラー23を
下側に配置してレーザビームLBを一担上方向に
反射し、上記インテグレーシヨンミラー23の焦
点距離内に配置した第2のベンドミラー39によ
つてレーザビームLBを垂直下方向に反射する構
成であるので、インテグレーシヨンミラー23の
焦点距離が大きい場合であつても、長大な構成と
なることなしに、全体を比較的コンパクトにまと
めることができる。
上記第2のベンドミラー39の下方位置には、
レーザビームLBを平行光線化するために長焦点
の集光レンズ41が着脱交換可能に配置してあ
る。レーザビームLBを平行光線化する場合、上
記集光レンズ41として凹レンズを使用し、その
焦点位置は、前記インテグレーシヨンミラー23
の焦点に合わせてある。したがつて、この場合、
凹レンズを経たレーザビームLBは断面形状が四
角形状の平行光線となつて垂直下方向に照射され
ることとなる。また、集光レンズ41として凸レ
ンズを着脱交換して使用する場合には、スポツト
径を任意に変更することができる。
集光レンズ41として種々の焦点距離の凹レン
ズあるいは凸レンズを着脱交換して使用するに当
り、集光レンズ41を支持したレンズホルダ43
を支持板19に上下位置調節自在に取付けること
が望ましい。このように構成することにより、例
えばレーザビームLBを平行光線化すべく、焦点
距離の異なる凹レンズを交換することにより、レ
ーザビームLBの径を種々変更することができる。
なお、集光レンズ41を着脱交換自在な構成や、
レンズホルダ43を上下位置調節する構成は、
種々の構成を採用し得るものであるので、その詳
細については説明を省略する。
レーザビームLBをワークWの周面あるいはワ
ークWの孔Hの内周面へ照射するために、前記集
光レンズ41の下方位置には、レーザビームLB
を水平に反射するベンドミラー45を下端部に備
えたミラー支持部材47が上下動自在かつ水平に
回転自在に支承されている。
より詳細には、第4図に示されるように、前記
支持板19の背面には、軸承ブロツク49を介し
てボールネジのごとき螺子杆51が垂直にかつ回
転自在に支承されている。この螺子杆51に螺合
したナツト部材53を備えた昇降ブラケツト55
が、支持板19の背面に垂直に設けられたガイド
部材57に上下動自在に案内支持されている。し
たがつて、前記螺子杆51と出力軸が連結され、
支持板19に装着されたサーボモータ59の駆動
により、昇降ブラケツト55が上下動されること
となる。
上記昇降ブラケツト55の下部に水平に取付け
た支持ブラケツト61に前記ミラー支持部材47
が支承されている。すなわち、上記支持ブラケツ
ト61は、垂直なレーザビームLBの光路を横切
る位置迄延伸しており、レーザビームLBに対応
する位置には透孔63が穿設してある。この支持
ブラケツト61の下面には、ボス部65を中央部
に備えたフランジ部材67が取付けてあり、フラ
ンジ部材67の下部には円筒形状の外筒部材69
が取付けてある。この外筒部材69の内部には環
状の内筒部材71が回転自在に支承されている。
上記内筒部材71の上部には、前記フランジ部
材67のボス部65に回転自在に支承された従動
プーリ73が一体的に取付けてある。この従動プ
ーリ73に掛回したベルト75は、前記支持ブラ
ケツト61に装着したモータ77に取付けた駆動
プーリ79に掛回してある。上記内筒部材71の
下部には、環状の水冷室81を備えた環状部材8
3が一体的に取付けてあり、この環状部材83の
下部にパイプ状の前記ミラー支持部材47が取付
けてある。
上記ミラー支持部材47の下部には、例えば銅
のごとく熱伝導性の良い材料よりなるミラー受台
85が取付けてあり、このミラー受台85に前記
ベンドミラー45が支持されている。上記ベンド
ミラー45は、本実施例においては45゜の傾斜を
もつて保持されており、ミラー支持部材47の1
部には、ベンドミラー45によつて反射されたレ
ーザビームLBの出口が形成してある。
上記ベンドミラー45を冷却するために、前記
ミラー支持部材47にはヒートパイプ87が支持
されている。このヒートパイプ87の一端部は、
前記ミラー受台85およびベンドミラー45に接
触してあり、このヒートパイプ87の他端部は前
記水冷室81内に臨ませてある。したがつて、ベ
ンドミラー45の冷却が効果的に行なわれること
となる。
以上のごとき構成において、ワークテーブル3
上に載置されたワークWの孔Hとミラー支持部材
47とを対向せしめた後、サーボモータ59の駆
動により昇降ブラケツト55を下降せしめると、
ミラー支持部材47の下部が前記孔Hに挿入され
る。ミラー支持部材47をワークWの孔H内に挿
入し、所望位置に位置決めした後に、レーザ発振
器5からレーザビームLBを発振すると、レーザ
ビームLBは断面形状が四角形状の平行光線に変
形された後に、ベンドミラー45に入射される。
したがつてベンドミラー45により反射され、孔
Hの内周面を照射する。
レーザビームLBが孔Hの内周面を照射時に、
モータ77を駆動すると、ミラー支持部材47が
回転されて、レーザビームLBが孔Hの内周面を
一周することとなる。したがつてワークWの孔H
の内周面に焼入れを行なうことができる。
また、前記ミラー支持部材47をワークWの外
周面に対向せしめ、ワークWを回転しつつレーザ
ビームLBを外周面に照射することにより、ワー
クWの外周面にレーザ焼入れを行なうことができ
る。
前述のごとくワークWの孔Hの内周面あるいは
ワークWの外周面のレーザ焼入れを行なうに際
し、集光レンズ41に凹レンズを使用してレーザ
ビームLBを平行光線化した場合には、ベンドミ
ラー45とワークWの照射位置との距離に変化が
あつても、照射幅の変化が極めて少なく、かつ照
射面は均一的に加熱されることとなり、均質的な
焼入れを容易に行なうことができる。
また、集光レンズ41として凸レンズを使用す
る場合には、ワークWの処理面に所望のスポツト
径でレーザビームLBを照射できることとなる。
[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、要するに本発明の要旨は特許請求の範囲に記
載のとおりでるから、その記載より明らかなよう
に、本発明において、レーザ発振器5から発振さ
れたレーザビームLBは、インテグレーシヨンミ
ラー23によつて焦点においての断面形状が例え
ば四角形状のごとく平行状部分を含む断面形状に
形成され、かつビームの強度分布を均一化されて
いるものである。そして、インテグレーシヨンミ
ラー23によつて整形されたレーザビームLBは
集光レンズ41によつて平行光線化されてワーク
Wに照射されるものである。
したがつて、ワークWの表面にレーザビーム
LBを照射して例えば焼入れを行なうとき、ワー
クWの表面にうねりや段差部が存在するような場
合であつても焦点位置の調節を行なうことなしに
均質的に焼入れを行なうことができるものであ
る。また、例えば円盤の外周面に焼入れを行なう
ごとく、焼入れ開始の位置と終点の位置とを接続
するとき、レーザビームの平行状部分が接触する
態様、例えば四角形を隣り合わせた態様とするこ
とができるので、レーザビームLBの断面形状が
円形の場合よりも均質な焼入れを行なうことがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した装置の正面図、第2
図は同平面図である。第3図は第1図における
−線に沿つた拡大断面図、第4図は第3図の左
側面図で1部省略してある。 5……レーザ発振器、13……加工ヘツド、2
3……インテグレーシヨンミラー、41……集光
レンズ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 レーザ発振器5から発振されたレーザビーム
    LBを、焦点においての断面形状が1部に平行状
    部分を含む断面形状となるように形成し、かつ上
    記焦点におけるビームの強度分布がほぼ均一であ
    るようにレーザビームLBを整形するインテグレ
    ーシヨンミラー23と、このインテグレーシヨン
    ミラー23によつて整形されたレーザビームLB
    を平行光線化してワークWに照射するための集光
    レンズ41とを備えてなることを特徴とするレー
    ザ表面処理装置における光学装置。
JP62169768A 1987-07-09 1987-07-09 Optical device in laser beam surface treating apparatus Granted JPS6415313A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62169768A JPS6415313A (en) 1987-07-09 1987-07-09 Optical device in laser beam surface treating apparatus

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JP62169768A JPS6415313A (en) 1987-07-09 1987-07-09 Optical device in laser beam surface treating apparatus

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JPS6415313A JPS6415313A (en) 1989-01-19
JPH0317881B2 true JPH0317881B2 (ja) 1991-03-11

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5740921B2 (ja) * 2010-11-05 2015-07-01 大日本印刷株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6146502B2 (ja) * 1985-12-05 1986-10-14 Showa Highpolymer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6146502U (ja) * 1984-05-08 1986-03-28 三菱電機株式会社 レ−ザ加工装置のインテグレ−シヨンミラ−

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6146502B2 (ja) * 1985-12-05 1986-10-14 Showa Highpolymer

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JPS6415313A (en) 1989-01-19

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