JPH039905Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、加工用レーザ光の照射集光位置と
被加工物との相対位置を測定する手段を具備した
レーザ加工装置の改良に関するものである。

従来この種の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
加工用レーザ光を発振するレーザ発振機、２はこ
のレーザ発振機１により発振された加工用レーザ
光を反射して加工用集光レンズ３へ導く反射鏡、
４は被加工物である。５は被加工物４を載置し、
それを水平方向に移動させるXYデーブル、６は
XYテーブル５の駆動を制御するNC（数値制御）
装置である。７は半導体レーザ発振機あるいは
He−Neレーザ発振機等を用いた距離センサであ
り、この距離センサ７により発振された微弱な出
力の測定用レーザ光は、反射鏡８ａによつて反射
されて加工用集光レンズ３に導かれ、被加工物４
上で反射され、再び加工用集光レンズ３を通過さ
せられて反射鏡８ｂで反射され、距離センサ７に
戻されるという手段によつて、被加工物４と加工
用集光レンズ３を保持する加工ヘツド９との距離
を測定する様にされる。１０は距離センサ７から
の信号により加工ヘツド９を垂直方向に駆動する
モータ１１を制御する制御器、１２はレーザ発振
機１により発振された加工用レーザ光と、距離セ
ンサ７により発振された測定用レーザ光との、加
工用集光レンズ３における屈折率の違いを補正す
るための焦点調整レンズである。

次に、上記第１図の動作について説明する。レ
ーザ発振機１により発振された加工用レーザ光
は、反射鏡２により反射されて加工用集光レンズ
３へ導かれる。この加工用集光レンズ３により加
工用レーザ光は集光され、その集光された加工用
レーザ光によつて被加工物４が加工される。被加
工物４はXYテーブル５の上に載置させられ、水
平方向の移動をXYテーブル５によつて行われる
が、この移動はNC装置６によつて制御される。
距離センサ７により発振された微弱な測定用レー
ザ光は、反射鏡８ａによつて反射されて加工用集
光レンズ３に導かれ、レーザ発振機１から発振さ
れた加工用レーザ光が集光される被加工物４上の
スポツトと同じスポツトに集光される。そして、
この集光されたスポツトである測定用レーザ光
は、被加工物４上で反射され、加工用集光レンズ
３によつて反射されて反射鏡８ｂに導かれ、この
反射鏡８ｂにより反射されて再び距離センサ７に
戻される。この様な手段により、加工ヘツド９と
被加工物４との距離を測定し、その信号を制御器
１０に送るが、制御器１０は上記の信号により、
最初の加工ヘツド９の垂直方向の高さ情報をプレ
イバツクし、加工用集光レンズ３を保持する加工
ヘツド９を垂直方向に駆動するモータ１１を制御
する。この様なフイードバツク機構によつて、被
加工物４の形状による起伏に追従して、加工ヘツ
ド９を垂直方向に動作させることができる。

従来のレーザ加工装置は以上の様に構成されて
いるが、各反射鏡２，８ａ，８ｂは普通の反射鏡
を使用しているためにその数が多くなり、コスト
的にも高価になるばかりでなく、距離センサ７か
ら発振される測定用レーザ光の光路調整装置が複
雑であるため、その調整が面倒であり、また、加
工用集光レンズ３を大きくしなければならないと
いうこと、ならびに加工用レーザ光及び測定用レ
ーザ光の、各レーザ光を取り出す加工ヘツド９の
ノズルも大きくしなければならないなどの欠点が
あつた。

この考案は上記の様な従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、加工用レーザ光を出
力するレーザ発振機と、上記加工用レーザ光を集
光して被加工物に照射する集光手段と、上記加工
用レーザ光と比べて波長が異なり、かつ出力も弱
い測定用レーザ光を出力し、上記集光手段を介し
て上記被加工物に照射され上記被加工物の表面か
ら反射された上記測定用レーザ光を用いて上記集
光手段と被加工物との相対距離を測定する手段
と、上記レーザ発振機と集光手段との間の上記加
工用レーザ光の伝送経路中に配設され、一面に上
記加工用レーザ光が照射され他面に上記測定用レ
ーザ光が照射され、上記加工用レーザ光を反射し
上記測定用レーザ光を透過する反射鏡とからな
り、これにより、反射鏡の数を減らして装置全体
を簡素化し、また、光路調整を容易となし、かつ
安価に構成できるレーザ加工装置を提供すること
を目的としている。

以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第２図はこの考案の一実施例であるレーザ加
工装置を示す概略構成図で、第１図と同一部分に
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は特殊な反射
鏡、例えばZnSeから成る材料上に全反射コーテ
ングを施したZnSe反射鏡である。このZnSe反射
鏡１３は、レーザ発振機１により発振された加工
用レーザ光に対して、これを全反射して加工用集
光レンズ３に導き、また、距離センサ７により発
振され、加工用レーザ光と比べて波長が異なり、
かつ出力も弱い測定用レーザ光に対して、これを
反射することなくそのまま透過して加工用集光レ
ンズ３に導く様な特性を有している。その他の構
成部品については、上記第１図に示すものとほぼ
同様に構成されている。

次に、上記第２図の動作について説明する。レ
ーザ発振機１により発振された加工用レーザ光
は、ZnSe反射鏡１３により反射されて加工用集
光レンズ３へ導かれ、この集光された加工用レー
ザ光によつて被加工物４が加工される。被加工物
４はXYテーブル５上に載置されており、この
XYテーブル５はNC装置６によつて制御されて
水平方向の移動が行われる。一方、距離センサ７
により発振され、加工用レーザ光を比べて波長が
異なり、かつ出力も弱い測定用レーザ光は、
ZnSe反射鏡１３によつて反射されることなしに
そのまま透過し、直接加工用集光レンズ３に導か
れる。加工用集光レンズ３により集光された測定
用レーザ光は、レーザ発振機１により発振された
加工用レーザ光が集光される被加工物４上のスポ
ツトと同一のスポツトに集光されるが、この測定
用レーザ光は被加工物４の表面で反射され、上記
したと同じ経路を通過して再び距離センサ７に戻
される。この様な手段によつて、加工用ヘツド９
と被加工物４との距離を測定し、その信号を制御
器１０に送る。制御器１０は、この信号により加
工用集光レンズ３を保持する加工ヘツド９を垂直
方向に駆動するモータ１１を制御する。上記した
様なフイードバツク機構によつて、被加工物４の
形状による起伏に追従して加工ヘツド９を垂直方
向に動作させることができる。この結果、弯曲し
た形状をなす垂直方向に起伏のある被加工物４で
も、容易に加工することが可能である。

なお、上記実施例では、特殊な反射鏡として、
ZnSe反射鏡１３を使用した場合について説明し
たが、これ以外に、NaCl反射鏡又はKCl反射鏡
等を用いても良い。

また、上記実施例では、被加工物４を水平方向
に移動させるXYテーブル５を使用した場合につ
いて説明したが、加工ヘツド９を動作させる光走
査テーブルを用いても良く、この場合には、加工
ヘツド９は水平方向と垂直方向との両方向に動作
させることになる。

以上の様に、この考案のレーザ加工装置によれ
ば、加工用レーザ光は反射するも、測定用レーザ
光はそのまま透過する特殊な反射鏡を使用するこ
とにより、加工用レーザ光の照射集光位置と被加
工物との相対位置を測定する様に構成したので、
反射鏡の数を減らして装置全体を著しく簡素化で
き、また、光路調整を極めて容易となし、さら
に、加工用集光レンズと加工ヘツドのノズルを小
さくすることができてコンパクトに構成できると
共に、非常に安価な構成となし得るなどの優れた
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ加工装置を示す概略構成
図、第２図はこの考案の一実施例であるレーザ加
工装置を示す概略構成図である。 図において、１…レーザ発振機、２，８ａ，８
ｂ…反射鏡、３…加工用集光レンズ、４…被加工
物、５…XYテーブル、６…NC装置、７…距離
センサ、９…加工ヘツド、１０…制御器、１１…
モータ、１２…焦点調整レンズ、１３…ZnSe反
射鏡である。なお、図中、同一符号は同一、又は
相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加工用レーザ光を出力するレーザ発振機と、上
   記加工用レーザ光を集光して被加工物に照射する
   集光手段と、上記加工用レーザ光と比べて波長が
   異なり、かつ出力も弱い測定用レーザ光を出力
   し、上記集光手段を介して上記被加工物に照射さ
   れ上記被加工物の表面から反射された上記測定用
   レーザ光を用いて上記集光手段と被加工物との相
   対距離を測定する手段と、上記レーザ発振機と集
   光手段との間の上記加工用レーザ光の伝送経路中
   に配設され、一面に上記加工用レーザ光が照射さ
   れ他面に上記測定用レーザ光が照射され、上記加
   工用レーザ光を反射し上記測定用レーザ光を透過
   する反射鏡とを備えてなるレーザ加工装置。