JPH0339796B2 - - Google Patents
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- JPH0339796B2 JPH0339796B2 JP58145175A JP14517583A JPH0339796B2 JP H0339796 B2 JPH0339796 B2 JP H0339796B2 JP 58145175 A JP58145175 A JP 58145175A JP 14517583 A JP14517583 A JP 14517583A JP H0339796 B2 JPH0339796 B2 JP H0339796B2
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- laser beam
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、レーザ加工性能の安定化を計つた
ビーム移動型レーザ加工装置に関するものであ
る。
ビーム移動型レーザ加工装置に関するものであ
る。
従来この種のビーム移動型レーザ加工装置とし
ては、第１図に示すものがあつた。第１図は従来
のビーム移動型レーザ加工装置を示す概略構成図
である。図において、１はレーザ発振器、Ｌはレ
ーザ発振器１より出力されたレーザビーム、２は
レーザビームＬの進行を直角方向に変える反射
鏡、３はレーザビームＬを集光し、固定する被加
工物４に照射する集光レンズ、５は集光レンズ３
及び反射鏡２を保持する保持筒、６は保持筒５を
レーザ発振器１より出力されたレーザビームＬに
平行に移動させるためのガイドレール、７はサー
ボモータ８より継手９を介して軸受１０により回
転自在に支持され、かつ保持筒５を駆動するため
の送りネジ、１１はサーボモータ８、ガイドレー
ル６及び軸受１０を支持する支持体、１２はNC
（数値制御）装置である。第２図は、第１図のビ
ーム移動型レーザ加工装置におけるレーザビーム
の伝送図である。
ては、第１図に示すものがあつた。第１図は従来
のビーム移動型レーザ加工装置を示す概略構成図
である。図において、１はレーザ発振器、Ｌはレ
ーザ発振器１より出力されたレーザビーム、２は
レーザビームＬの進行を直角方向に変える反射
鏡、３はレーザビームＬを集光し、固定する被加
工物４に照射する集光レンズ、５は集光レンズ３
及び反射鏡２を保持する保持筒、６は保持筒５を
レーザ発振器１より出力されたレーザビームＬに
平行に移動させるためのガイドレール、７はサー
ボモータ８より継手９を介して軸受１０により回
転自在に支持され、かつ保持筒５を駆動するため
の送りネジ、１１はサーボモータ８、ガイドレー
ル６及び軸受１０を支持する支持体、１２はNC
（数値制御）装置である。第２図は、第１図のビ
ーム移動型レーザ加工装置におけるレーザビーム
の伝送図である。
次に、上記第１図の動作について説明する。
NC装置１２によりレーザ発振器１の出力の
ON・OFF等を制御し、同時にサーボモータ８を
駆動制御することにより、送りネジ７を介して、
保持筒５、反射鏡２及び集光レンズ３等を駆動す
る。次いで、被加工物４を固定したままで、集光
レンズ３による集光レーザビームの集光スポツト
を、被加工物４の表面近傍で、第１図に示す移動
量ｘの範囲を移動させることによつて、集光レー
ザビームの熱エネルギーにより、被加工物４に対
し、切断、孔開け、溶接、表面処理等の加工を行
うことができる。
NC装置１２によりレーザ発振器１の出力の
ON・OFF等を制御し、同時にサーボモータ８を
駆動制御することにより、送りネジ７を介して、
保持筒５、反射鏡２及び集光レンズ３等を駆動す
る。次いで、被加工物４を固定したままで、集光
レンズ３による集光レーザビームの集光スポツト
を、被加工物４の表面近傍で、第１図に示す移動
量ｘの範囲を移動させることによつて、集光レー
ザビームの熱エネルギーにより、被加工物４に対
し、切断、孔開け、溶接、表面処理等の加工を行
うことができる。
従来のビーム移動型レーザ加工装置は以上の様
に構成されているので、第２図に示すレーザビー
ムの伝送図に明らかな様に、レーザ発振器１より
出力されたレーザビームＬは、通常良く知られて
いる様に平行光線ではなく、ある発散角θをもつ
て広がつて行く。そこで、レーザビームＬの伝送
経路中にある集光レンズ３は、移動量ｘの距離範
囲で移動するため、集光レンズ３に入射するレー
ザビーム径ＤはD0〜Dxと変化する。したがつて、
レーザ加工に重要である集光レーザビームのスポ
ツト径をｄ、集光レンズ３の焦点距離をｆ、レー
ザ波長（収差を含まない）をλとすれば、次の様
な関係が存在する。
に構成されているので、第２図に示すレーザビー
ムの伝送図に明らかな様に、レーザ発振器１より
出力されたレーザビームＬは、通常良く知られて
いる様に平行光線ではなく、ある発散角θをもつ
て広がつて行く。そこで、レーザビームＬの伝送
経路中にある集光レンズ３は、移動量ｘの距離範
囲で移動するため、集光レンズ３に入射するレー
ザビーム径ＤはD0〜Dxと変化する。したがつて、
レーザ加工に重要である集光レーザビームのスポ
ツト径をｄ、集光レンズ３の焦点距離をｆ、レー
ザ波長（収差を含まない）をλとすれば、次の様
な関係が存在する。
ｄ∞λf／Ｄ
上記の様な関係において、レーザ波長λ、焦点
距離ｆを一定にしても、集光レンズ３に入射する
レーザビーム径Ｄが変化するため、スポツト径ｄ
がレーザビームＬの照射位置の移動に伴つて変化
し、レーザ光の出力を一定に保つても、レーザビ
ームＬの照射エネルギー密度が変化するためにレ
ーザ加工性能が一定になることはなく、これによ
り、均一なレーザ加工を行うことができないとい
う重大な欠点があつた。
距離ｆを一定にしても、集光レンズ３に入射する
レーザビーム径Ｄが変化するため、スポツト径ｄ
がレーザビームＬの照射位置の移動に伴つて変化
し、レーザ光の出力を一定に保つても、レーザビ
ームＬの照射エネルギー密度が変化するためにレ
ーザ加工性能が一定になることはなく、これによ
り、均一なレーザ加工を行うことができないとい
う重大な欠点があつた。
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改
善する目的でなされたもので、ビーム移動型レー
ザ加工装置において、集光光学素子とレーザ発振
器間に、伝送されるレーザビーム径を変化させる
ビーム変換器と、移動する前記集光光学素子の移
動量を演算する制御装置とを備え、この制御装置
の信号により前記ビーム変換器を駆動制御して、
移動する前記集光光学素子に入射するレーザビー
ム径が一定になる様に制御する構成を有し、集光
レーザビームのスポツト径を常に一定に保つ様に
することにより、安定なレーザ加工ができるビー
ム移動型レーザ加工装置を提供するものである。
善する目的でなされたもので、ビーム移動型レー
ザ加工装置において、集光光学素子とレーザ発振
器間に、伝送されるレーザビーム径を変化させる
ビーム変換器と、移動する前記集光光学素子の移
動量を演算する制御装置とを備え、この制御装置
の信号により前記ビーム変換器を駆動制御して、
移動する前記集光光学素子に入射するレーザビー
ム径が一定になる様に制御する構成を有し、集光
レーザビームのスポツト径を常に一定に保つ様に
することにより、安定なレーザ加工ができるビー
ム移動型レーザ加工装置を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第３図はこの発明の一実施例であるビーム移
動型レーザ加工装置を示す概略構成図で、第１図
と同一部分は同一符号を用いて表示してあり、そ
の詳細な説明は省略する。図において、１３はレ
ーザビームＬの伝送経路中で、レーザ発振器１と
反射鏡２及び集光レンズ３等から成る移動する集
光光学素子との間に設けられたビーム変換器、１
４は上記した移動する集光光学素子の移動量ｘを
演算する制御装置である。その他の構成は、上記
第１図に示すものと同様に構成されている。第４
図は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置にお
けるビーム変換器の構成を示す断面図である。図
に示す様なビーム変換器１３において、１５ａ，
１５ｂはそれぞれケーシング１６ａ，１６ｂに保
持されたレンズであり、ケーシング１６ｂはケー
シング１６ａの内部でで同心的に摺動できる様に
される。１７は、ケーシング１６ａに固定された
サーボモータ１８より継手１９を介して軸受２０
により回転自在に支持され、かつケーシング１６
ｂを駆動するための送りネジである。レンズ１５
ａはレーザ発振器１より出力されたレーザビーム
Ｌに対して直角になる様にケーシング１６ａに固
定され、レンズ１５ａによりいつたん集光したビ
ームが広がる途中に、レーザビームＬに直角にレ
ンズ１５ｂを設け、これを光軸方向に移動するこ
とにより、レンズ１５ｂより出るレーザビームＬ
の広がりを調節できる様になつている。第５図
は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけ
るレーザビームの伝送図である。図に示す様に、
レーザ発振器１より出力されたレーザビームＬの
入射する集光レンズ３が、移動量ｘの範囲を移動
するに伴つて、レンズ１５ａに対してレンズ１５
ｂを移動してやれば、集光レンズ３に入射するレ
ーザビーム径D0を一定になる様に制御でき、す
なわち集光レーザビームのスポツト径d0を一定に
することができる。
る。第３図はこの発明の一実施例であるビーム移
動型レーザ加工装置を示す概略構成図で、第１図
と同一部分は同一符号を用いて表示してあり、そ
の詳細な説明は省略する。図において、１３はレ
ーザビームＬの伝送経路中で、レーザ発振器１と
反射鏡２及び集光レンズ３等から成る移動する集
光光学素子との間に設けられたビーム変換器、１
４は上記した移動する集光光学素子の移動量ｘを
演算する制御装置である。その他の構成は、上記
第１図に示すものと同様に構成されている。第４
図は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置にお
けるビーム変換器の構成を示す断面図である。図
に示す様なビーム変換器１３において、１５ａ，
１５ｂはそれぞれケーシング１６ａ，１６ｂに保
持されたレンズであり、ケーシング１６ｂはケー
シング１６ａの内部でで同心的に摺動できる様に
される。１７は、ケーシング１６ａに固定された
サーボモータ１８より継手１９を介して軸受２０
により回転自在に支持され、かつケーシング１６
ｂを駆動するための送りネジである。レンズ１５
ａはレーザ発振器１より出力されたレーザビーム
Ｌに対して直角になる様にケーシング１６ａに固
定され、レンズ１５ａによりいつたん集光したビ
ームが広がる途中に、レーザビームＬに直角にレ
ンズ１５ｂを設け、これを光軸方向に移動するこ
とにより、レンズ１５ｂより出るレーザビームＬ
の広がりを調節できる様になつている。第５図
は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけ
るレーザビームの伝送図である。図に示す様に、
レーザ発振器１より出力されたレーザビームＬの
入射する集光レンズ３が、移動量ｘの範囲を移動
するに伴つて、レンズ１５ａに対してレンズ１５
ｂを移動してやれば、集光レンズ３に入射するレ
ーザビーム径D0を一定になる様に制御でき、す
なわち集光レーザビームのスポツト径d0を一定に
することができる。
上述した様に、この発明の一実施例であるビー
ム移動型レーザ加工装置の特長とするところは、
反射鏡２及び集光レンズ３等から成る集光光学素
子の移動量ｘを演算する制御装置１４の信号によ
り、ビーム変換器１３のサーボモータ１８を制御
し、これにより、ビーム変換器１３内のレンズ１
５ｂを駆動して、自動的に常に一定のレーザビー
ム径D0が集光レンズ３に入射する様に構成され、
かつ動作することである。
ム移動型レーザ加工装置の特長とするところは、
反射鏡２及び集光レンズ３等から成る集光光学素
子の移動量ｘを演算する制御装置１４の信号によ
り、ビーム変換器１３のサーボモータ１８を制御
し、これにより、ビーム変換器１３内のレンズ１
５ｂを駆動して、自動的に常に一定のレーザビー
ム径D0が集光レンズ３に入射する様に構成され、
かつ動作することである。
なお、上記実施例では、移動する系はＸ軸方向
の１軸のみの場合について説明したが、第６図に
示す様に、２個の反射鏡２ａ，２ｂを設け、ま
た、レーザ発振器１より出力されたレーザビーム
Ｌに対して、集光レンズ３及びビーム変換器１３
を図に示す様に配設した構成となし、Ｘ，Ｙ，Ｚ
の３軸で動作するレーザ加工装置であつても良
く、この場合にも、各移動量ｘ，ｙ，ｚを加減算
してやることにより、上記実施例と同様の効果を
奏する。
の１軸のみの場合について説明したが、第６図に
示す様に、２個の反射鏡２ａ，２ｂを設け、ま
た、レーザ発振器１より出力されたレーザビーム
Ｌに対して、集光レンズ３及びビーム変換器１３
を図に示す様に配設した構成となし、Ｘ，Ｙ，Ｚ
の３軸で動作するレーザ加工装置であつても良
く、この場合にも、各移動量ｘ，ｙ，ｚを加減算
してやることにより、上記実施例と同様の効果を
奏する。
この発明は以上説明した様に、ビーム移動型レ
ーザ加工装置において、集光光学素子とレーザ発
振器間に、伝送されるレーザビーム径を変化させ
るビーム変換器と、移動する前記集光光学素子の
移動量を演算する制御装置とを備えることによ
り、レーザビーム径が一定になる様に制御する構
成としたので、集光レーザビームのスポツト径を
常に一定に保つ様にすることができ、これによ
り、常時安定した、かつ均質なレーザ加工が可能
となるビーム移動型レーザ加工装置が得られると
いう優れた効果を奏するものである。
ーザ加工装置において、集光光学素子とレーザ発
振器間に、伝送されるレーザビーム径を変化させ
るビーム変換器と、移動する前記集光光学素子の
移動量を演算する制御装置とを備えることによ
り、レーザビーム径が一定になる様に制御する構
成としたので、集光レーザビームのスポツト径を
常に一定に保つ様にすることができ、これによ
り、常時安定した、かつ均質なレーザ加工が可能
となるビーム移動型レーザ加工装置が得られると
いう優れた効果を奏するものである。
第１図は従来のビーム移動型レーザ加工装置を
示す概略構成図、第２図は、第１図のビーム移動
型レーザ加工装置におけるレーザビームの伝送
図、第３図はこの発明の一実施例であるビーム移
動型レーザ加工装置を示す概略構成図、第４図
は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけ
るビーム変換器の構成を示す断面図、第５図は、
第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレ
ーザビームの伝送図、第６図はこの発明の他の実
施例であるビーム移動型レーザ加工装置を示す概
略構成図である。 図において、１……レーザ発振器、２，２ａ，
２ｂ……反射鏡、３……集光レンズ、４……被加
工物、５……保持筒、６……ガイドレール、７，
１７……送りネジ、８，１８……サーボモータ、
９，１９……継手、１０，２０……軸受、１１…
…支持体、１２……NC装置、１３……ビーム変
換器、１４……制御装置、１５ａ，１５ｂ……レ
ンズ、１６ａ，１６ｂ……ケーシングである。な
お、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。
示す概略構成図、第２図は、第１図のビーム移動
型レーザ加工装置におけるレーザビームの伝送
図、第３図はこの発明の一実施例であるビーム移
動型レーザ加工装置を示す概略構成図、第４図
は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけ
るビーム変換器の構成を示す断面図、第５図は、
第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレ
ーザビームの伝送図、第６図はこの発明の他の実
施例であるビーム移動型レーザ加工装置を示す概
略構成図である。 図において、１……レーザ発振器、２，２ａ，
２ｂ……反射鏡、３……集光レンズ、４……被加
工物、５……保持筒、６……ガイドレール、７，
１７……送りネジ、８，１８……サーボモータ、
９，１９……継手、１０，２０……軸受、１１…
…支持体、１２……NC装置、１３……ビーム変
換器、１４……制御装置、１５ａ，１５ｂ……レ
ンズ、１６ａ，１６ｂ……ケーシングである。な
お、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- １ レーザ発振器より出力されるレーザビームを
反射鏡、レンズ等の集光光学素子を用いて伝送及
び集光して集光レーザビームを形成し、この集光
レーザビームを、前記集光光学素子の駆動によつ
て移動させながら、固定された被加工物に照射す
ることにより加工するビーム移動型レーザ加工装
置において、前記集光光学素子と前記レーザ発振
器間のレーザビームの固定側に、伝送されるレー
ザビーム径を変化させるビーム変換器を設け、移
動される前記集光光学素子の移動量を演算する制
御装置を備え、この制御装置の信号により前記移
動量に応じて前記ビーム変換器を駆動制御して、
移動する前記集光光学素子に入射するレーザビー
ム径が一定になる様に制御することを特徴とする
ビーム移動型レーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145175A JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145175A JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037287A JPS6037287A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0339796B2 true JPH0339796B2 (ja) | 1991-06-14 |
Family
ID=15379164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145175A Granted JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037287A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487094A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser beam machine |
| US5016971A (en) * | 1989-10-20 | 1991-05-21 | Hughes Aircraft Company | Automated laser fusion system for high strength optical fiber splicing |
| JPH03161188A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH04200990A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-21 | Fanuc Ltd | 光路移動型レーザ切断機 |
| WO2011055785A1 (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 日本オートマチックマシン株式会社 | 電線の絶縁被覆をレーザー光で切断する方法および装置 |
| DE102010004084B4 (de) * | 2010-01-06 | 2023-08-03 | Gunnar Held | Laserbearbeitungsvorrichtung für groß dimensionierte Bauteile |
| JP2016147293A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社アマダミヤチ | レーザ加工装置および出射ユニット |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118881A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Nec Corp | Laser scanning device |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58145175A patent/JPS6037287A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118881A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Nec Corp | Laser scanning device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037287A (ja) | 1985-02-26 |
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