JPH04220188A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH04220188A JPH04220188A JP2404184A JP40418490A JPH04220188A JP H04220188 A JPH04220188 A JP H04220188A JP 2404184 A JP2404184 A JP 2404184A JP 40418490 A JP40418490 A JP 40418490A JP H04220188 A JPH04220188 A JP H04220188A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- laser beam
- laser
- condensing
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光により金属材
料，無機材料，有機材料等、各種広範囲な材料の溶接，
熱処理，切断等の高出力熱加工を行うレーザ加工装置に
関する。
料，無機材料，有機材料等、各種広範囲な材料の溶接，
熱処理，切断等の高出力熱加工を行うレーザ加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザ加工装置は各種材料加工に
広範囲に採用されるようになっている。
広範囲に採用されるようになっている。
【０００３】従来のレーザ加工装置の構成例を図５を参
照して説明する。図において、１はレーザ共振器、２は
出力鏡、３は終端鏡、４はレーザ光、５は光軸、６はレ
ーザ光ガイド、７は被加工物、８はビームベンダー、９
ａは集光ユニット、１０ａは集光レンズ、１２はノズル
である。
照して説明する。図において、１はレーザ共振器、２は
出力鏡、３は終端鏡、４はレーザ光、５は光軸、６はレ
ーザ光ガイド、７は被加工物、８はビームベンダー、９
ａは集光ユニット、１０ａは集光レンズ、１２はノズル
である。
【０００４】レーザ共振器１は、レーザ光４を取り出す
出力鏡２と終端鏡３との間で光の増幅を行う装置である
。従来のレーザ加工装置では、レーザ光４はその光軸５
に沿って進み、被加工物７を照射する集光ユニット９ａ
を含むレーザ光ガイド６によって導かれる構成となって
いた。一般的には光軸５上にビームベンダー８を配置す
ることが多く、また集光ユニット９ａは一般に１枚の集
光レンズ１０ａで構成されていた。
出力鏡２と終端鏡３との間で光の増幅を行う装置である
。従来のレーザ加工装置では、レーザ光４はその光軸５
に沿って進み、被加工物７を照射する集光ユニット９ａ
を含むレーザ光ガイド６によって導かれる構成となって
いた。一般的には光軸５上にビームベンダー８を配置す
ることが多く、また集光ユニット９ａは一般に１枚の集
光レンズ１０ａで構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】周知のように、被加工
物の板厚が大きくなると、集光ビームの焦点深度が大き
い長焦点距離のレンズを用いると良好な結果が得られる
。
物の板厚が大きくなると、集光ビームの焦点深度が大き
い長焦点距離のレンズを用いると良好な結果が得られる
。
【０００６】しかしながら、前記のような従来のレーザ
加工機の構成では、被加工物の板厚を大幅に変えて加工
する場合のように、集光レンズの焦点距離を変えて加工
したいときには、集光レンズを含むユニットを着脱して
交換する必要があった。この交換作業では光軸合わせや
、光軸とノズル中心の一致の確認を要するなど作業が煩
雑で多大な工数がかかる欠点があった。
加工機の構成では、被加工物の板厚を大幅に変えて加工
する場合のように、集光レンズの焦点距離を変えて加工
したいときには、集光レンズを含むユニットを着脱して
交換する必要があった。この交換作業では光軸合わせや
、光軸とノズル中心の一致の確認を要するなど作業が煩
雑で多大な工数がかかる欠点があった。
【０００７】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るものであり、広範囲の板厚変化に対しても迅速な対応
が可能で大幅な工数低減が図れる優れたレーザ加工装置
を提供することを目的とする。
るものであり、広範囲の板厚変化に対しても迅速な対応
が可能で大幅な工数低減が図れる優れたレーザ加工装置
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、レーザ共振器と、そのレーザ共振器から出
力されたレーザ光を被加工物まで導いて被加工物を照射
する集光ユニットを含むレーザ光ガイドと、集光ユニッ
ト内に相対距離が可変である１つ以上の予備集光レンズ
と最終集光レンズとを備えるようにしたものである。
するために、レーザ共振器と、そのレーザ共振器から出
力されたレーザ光を被加工物まで導いて被加工物を照射
する集光ユニットを含むレーザ光ガイドと、集光ユニッ
ト内に相対距離が可変である１つ以上の予備集光レンズ
と最終集光レンズとを備えるようにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明は、上記手段により最終集光レンズの焦
点距離，焦点深度などのレーザ光集光特性を調整し、集
光レンズユニットの着脱を行うことなく、薄板から厚板
まで広範囲の板厚変化に対しても迅速な対応が可能とな
り、大幅な作業性の向上が達成できる。
点距離，焦点深度などのレーザ光集光特性を調整し、集
光レンズユニットの着脱を行うことなく、薄板から厚板
まで広範囲の板厚変化に対しても迅速な対応が可能とな
り、大幅な作業性の向上が達成できる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のレーザ加工装置の一実施例を
示す構成図であり、図５に示した従来例と同じ要素には
同じ符号を付して詳しい説明は省略し、図５と異なる点
について説明する。図１において、９はレーザ光の集光
ユニットであり、一般にレーザ加工ではエネルギー密度
を高めるために使用される。１０はレーザ光を最終的に
被加工物７の表面上に集光させる最終集光レンズであり
、１１は最終集光レンズ１０のビーム集光特性を可変に
するために付加した予備集光レンズである。１２は加工
用補助ガスを加工部に吹き付けるためのノズルである。
示す構成図であり、図５に示した従来例と同じ要素には
同じ符号を付して詳しい説明は省略し、図５と異なる点
について説明する。図１において、９はレーザ光の集光
ユニットであり、一般にレーザ加工ではエネルギー密度
を高めるために使用される。１０はレーザ光を最終的に
被加工物７の表面上に集光させる最終集光レンズであり
、１１は最終集光レンズ１０のビーム集光特性を可変に
するために付加した予備集光レンズである。１２は加工
用補助ガスを加工部に吹き付けるためのノズルである。
【００１１】次に上記実施例の動作について図２から図
４を参照して説明する。図２は軟鋼切断時の被加工物板
厚とビーム集光レンズ焦点距離との関係を示した例で、
板厚が厚いほど長焦点距離が必要なことを示している。
４を参照して説明する。図２は軟鋼切断時の被加工物板
厚とビーム集光レンズ焦点距離との関係を示した例で、
板厚が厚いほど長焦点距離が必要なことを示している。
【００１２】図３は組合せレンズの合成焦点距離の説明
図である。第１レンズ１３の焦点距離をｆ１、第２レン
ズ１４の焦点距離をｆ２、レンズ間隔をｄとした時、合
成焦点距離ｆＢは次の周知の公式で与えられる。ただし
、図に示すように全ての距離は光学素子の主平面から測
定したものを用いる。主平面は図３において破線で示さ
れている。
図である。第１レンズ１３の焦点距離をｆ１、第２レン
ズ１４の焦点距離をｆ２、レンズ間隔をｄとした時、合
成焦点距離ｆＢは次の周知の公式で与えられる。ただし
、図に示すように全ての距離は光学素子の主平面から測
定したものを用いる。主平面は図３において破線で示さ
れている。
【００１３】
【数１】
【００１４】このことから、予備集光レンズ１１と最終
集光レンズ１０との相対距離ｄを変化させることにより
、集光ユニット９全体の焦点距離ｆＢを可変にできるこ
とがわかる。この場合、最終集光レンズ１０の後に設け
たノズル１２にビームが当たらないように、場合によっ
てはノズルを連動させることも必要となる。
集光レンズ１０との相対距離ｄを変化させることにより
、集光ユニット９全体の焦点距離ｆＢを可変にできるこ
とがわかる。この場合、最終集光レンズ１０の後に設け
たノズル１２にビームが当たらないように、場合によっ
てはノズルを連動させることも必要となる。
【００１５】次に図４は、外部信号源１５の指令に応じ
た自動調整手段１６により、集光ユニット９内の予備集
光レンズ１１と最終集光レンズ１０との相対距離を自動
的に調整できるようにした例を示す。
た自動調整手段１６により、集光ユニット９内の予備集
光レンズ１１と最終集光レンズ１０との相対距離を自動
的に調整できるようにした例を示す。
【００１６】なお、集光ユニット９内の予備集光レンズ
１１は、単一レンズに限定する必要はなく、複数レンズ
系や組合わせ反射系であっても適用可能なことは勿論で
ある。
１１は、単一レンズに限定する必要はなく、複数レンズ
系や組合わせ反射系であっても適用可能なことは勿論で
ある。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、レーザ共振器と、そのレーザ共振器から出力さ
れたレーザ光を被加工物まで導いて被加工物を照射する
集光ユニットを含むレーザ光ガイドと、集光ユニット内
に相対距離が可変である１つ以上の予備集光レンズと最
終集光レンズとを備えているので、被加工物の板厚を大
幅に変えて加工する場合のように、集光レンズの焦点距
離を変えて加工したいときにも、集光レンズを含むユニ
ットを着脱して交換する必要がなくなる。このため、交
換作業に伴う光軸の合わせや光軸とノズル中心の一致の
確認などの多大な工数が省略でき、板厚変化に対しても
、迅速な対応が可能で大幅に工数を低減し、作業効率を
著しく高めるという優れた効果を実現できる。
よれば、レーザ共振器と、そのレーザ共振器から出力さ
れたレーザ光を被加工物まで導いて被加工物を照射する
集光ユニットを含むレーザ光ガイドと、集光ユニット内
に相対距離が可変である１つ以上の予備集光レンズと最
終集光レンズとを備えているので、被加工物の板厚を大
幅に変えて加工する場合のように、集光レンズの焦点距
離を変えて加工したいときにも、集光レンズを含むユニ
ットを着脱して交換する必要がなくなる。このため、交
換作業に伴う光軸の合わせや光軸とノズル中心の一致の
確認などの多大な工数が省略でき、板厚変化に対しても
、迅速な対応が可能で大幅に工数を低減し、作業効率を
著しく高めるという優れた効果を実現できる。
【図１】本発明のレーザ加工装置の一実施例を示す構成
図
図
【図２】軟鋼切断時の被加工物板厚とレンズ焦点距離と
の関係図
の関係図
【図３】組合わせレンズの焦点距離の説明図
【図４】予
備集光レンズと最終集光レンズとの相対距離を外部信号
により可変とする、自動調整手段を備えた集光ユニット
の構成図
備集光レンズと最終集光レンズとの相対距離を外部信号
により可変とする、自動調整手段を備えた集光ユニット
の構成図
【図５】従来のレーザ加工装置の構成図
１ レーザ共振器
４ レーザ光
６ レーザ光ガイド
７ 被加工物
９ 集光ユニット
１０ 最終集光レンズ
１１ 予備集光レンズ
１５ 外部信号源
１６ 自動調整手段
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ共振器と、そのレーザ共振器か
ら出力されたレーザ光を被加工物まで導き前記被加工物
を照射する集光ユニットを含むレーザ光ガイドと、前記
集光ユニット内に相対距離が可変である１つ以上の予備
集光レンズと最終集光レンズとを備えたレーザ加工装置
。 - 【請求項２】 予備集光レンズと最終集光レンズとの
相対距離を外部信号により可変とする自動調整手段を備
えた請求項１記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404184A JPH04220188A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404184A JPH04220188A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220188A true JPH04220188A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=18513879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2404184A Pending JPH04220188A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04220188A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174173A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 膜の加工方法 |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404184A patent/JPH04220188A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174173A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 膜の加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0929376B2 (en) | A method of processing a material by means of a laser beam | |
| EP3551372B1 (en) | Laser processing apparatus and method of cutting a workpiece with a laser beam | |
| CN102348530B (zh) | 激光照射装置和激光加工方法 | |
| US6946620B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| GB2070490A (en) | Laser cutting apparatus | |
| ES8702203A1 (es) | Aparato para realizar una pluralidad de operaciones de meca-nizado por laser | |
| WO1994003302A1 (en) | Photo-scanning type laser machine | |
| CN1978120B (zh) | 激光加工系统 | |
| JPH04220188A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2670857B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH11245074A (ja) | レーザ加工機におけるレーザビームの焦点スポット径可変装置 | |
| JP2839741B2 (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
| JP4499248B2 (ja) | レーザ加工方法及びその装置 | |
| ES2073262T3 (es) | Procedimiento de soldadura por haz laser de dos planchas revestidas. | |
| Hack et al. | Cutting and welding applications of high power Nd: YAG lasers with high beam quality | |
| JPS6258832B2 (ja) | ||
| JPH03184687A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPS63299881A (ja) | レ−ザ光集光装置 | |
| CN219542023U (zh) | 一种新型可变光斑激光切割头 | |
| CN219113160U (zh) | 一种光斑可调的激光加工系统 | |
| JPS60154892A (ja) | レーザ切断方法 | |
| SU1738559A1 (ru) | Устройство дл лазерной обработки материалов | |
| JPH02255292A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH05138385A (ja) | レーザ加工方法及びその装置 | |
| JPH04344884A (ja) | レーザビーム合成光学装置 |