JPH0436794B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0436794B2 JPH0436794B2 JP61104961A JP10496186A JPH0436794B2 JP H0436794 B2 JPH0436794 B2 JP H0436794B2 JP 61104961 A JP61104961 A JP 61104961A JP 10496186 A JP10496186 A JP 10496186A JP H0436794 B2 JPH0436794 B2 JP H0436794B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- workpiece
- movable range
- laser
- condenser lens
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
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- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
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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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、加工ヘツドが移動して被加工物の
加工を行なう光走査形のレーザ加工装置に関する
ものである。
加工を行なう光走査形のレーザ加工装置に関する
ものである。
一般に、この種のレーザ加工装置のレーザ発振
器から投射されたレーザビームは、振幅がガウス
分布となるガウスビーム波と呼ばれる。ガウスビ
ーム波は自然伝搬ではビーム発散角によつて進行
方向で発散するが、コリメーシヨンレンズ等の光
学系を用いると伝搬経路の途中にビーム半径（ス
ポツトサイズ）が最小となる所謂ゆるビームウエ
ストが形成される。
器から投射されたレーザビームは、振幅がガウス
分布となるガウスビーム波と呼ばれる。ガウスビ
ーム波は自然伝搬ではビーム発散角によつて進行
方向で発散するが、コリメーシヨンレンズ等の光
学系を用いると伝搬経路の途中にビーム半径（ス
ポツトサイズ）が最小となる所謂ゆるビームウエ
ストが形成される。
第３図は従来のレーザビーム伝送の状態を示す
説明図である。図において、１はレーザ光を出力
するレーザ発振器、２は全反射鏡、３は部分反射
鏡、４は伝送されるレーザビームの径をコントロ
ールするコリメーシヨンレンズ、５は加工ヘツド
に保持され、伝送されてきたレーザビームを集光
してワークの表面上に照射する集光レンズであ
る。
説明図である。図において、１はレーザ光を出力
するレーザ発振器、２は全反射鏡、３は部分反射
鏡、４は伝送されるレーザビームの径をコントロ
ールするコリメーシヨンレンズ、５は加工ヘツド
に保持され、伝送されてきたレーザビームを集光
してワークの表面上に照射する集光レンズであ
る。
次に動作について説明する。レーザ発振器１よ
り出力したレーザビームは、コリメーシヨンレン
ズ４へ入射する。このコリメーシヨンレンズ４
は、レーザ発振器１より出力したレーザビームが
発散して、伝送系路中で大きくなつてしまうのを
防ぐとともに、任意の焦点距離を与えることによ
り、伝送中のレーザビームの径をコントロールす
るものである。そして集光レンズ５によつて集光
されたレーザビームを被加工物の表面上に照射
し、被加工物の切断、溶接、熱処理等を行なう。
なお、この集光レンズ５は、加工ヘツドが移動し
て加工を行なう光走査形の場合であるため、ある
可動範囲をもつている。また、可動範囲の中点の
位置と、レーザビームのビームウエスト位置は一
致していない。
り出力したレーザビームは、コリメーシヨンレン
ズ４へ入射する。このコリメーシヨンレンズ４
は、レーザ発振器１より出力したレーザビームが
発散して、伝送系路中で大きくなつてしまうのを
防ぐとともに、任意の焦点距離を与えることによ
り、伝送中のレーザビームの径をコントロールす
るものである。そして集光レンズ５によつて集光
されたレーザビームを被加工物の表面上に照射
し、被加工物の切断、溶接、熱処理等を行なう。
なお、この集光レンズ５は、加工ヘツドが移動し
て加工を行なう光走査形の場合であるため、ある
可動範囲をもつている。また、可動範囲の中点の
位置と、レーザビームのビームウエスト位置は一
致していない。
従来のレーザビームの伝送は、集光レンズ５の
可動範囲の中点とレーザビームのビームウエスト
の位置が一致していないため、第４図に示すよう
な集光特性になる。従つて、可動範囲の中点にお
いて被加工物の表面上で最小の集光スポツト径が
Ａになるようにしても、集光レンズ５が近点にあ
るときは集光スポツト径がＢに、遠点にあるとき
はＣというように、被加工物の表面上における集
光スポツトの径が変化してしまい、安定した加工
及び精度のよい加工が行なえないなどの問題があ
つた。
可動範囲の中点とレーザビームのビームウエスト
の位置が一致していないため、第４図に示すよう
な集光特性になる。従つて、可動範囲の中点にお
いて被加工物の表面上で最小の集光スポツト径が
Ａになるようにしても、集光レンズ５が近点にあ
るときは集光スポツト径がＢに、遠点にあるとき
はＣというように、被加工物の表面上における集
光スポツトの径が変化してしまい、安定した加工
及び精度のよい加工が行なえないなどの問題があ
つた。
この発明は上記のような問題点を解消する為に
なされたもので、集光レンズの可動範囲中点にお
いて、被加工物の表面上で最小スポツト径にした
場合、可動範囲のどの位置においても被加工物の
表面上のスポツト径が同一となり、安定した加工
及び精度のよい加工を行なうことのできる光走査
形のレーザ加工装置を得ることを目的とする。
なされたもので、集光レンズの可動範囲中点にお
いて、被加工物の表面上で最小スポツト径にした
場合、可動範囲のどの位置においても被加工物の
表面上のスポツト径が同一となり、安定した加工
及び精度のよい加工を行なうことのできる光走査
形のレーザ加工装置を得ることを目的とする。
この発明に係るレーザ加工装置は、加工ヘツド
の可動範囲、即ち集光レンズの可動範囲の中点に
レーザビームのビームウエストがくるように調節
したものである。
の可動範囲、即ち集光レンズの可動範囲の中点に
レーザビームのビームウエストがくるように調節
したものである。
この発明におけるレーザ加工装置は、集光レン
ズの可動範囲中点において、被加工物の表面上で
最小スポツト径となるような集光レンズと被加工
物間の距離を保てば、集光レンズを可動範囲のど
の位置においても被加工物上の集光スポツト径が
同一になる。
ズの可動範囲中点において、被加工物の表面上で
最小スポツト径となるような集光レンズと被加工
物間の距離を保てば、集光レンズを可動範囲のど
の位置においても被加工物上の集光スポツト径が
同一になる。
この発明においては、第１図に示すように、集
光レンズ５の可動範囲の中点の位置に、レーザビ
ームのビームウエストがくるように、コリメーシ
ヨンレンズ４の焦点距離を製造時に調節して選定
したものである。
光レンズ５の可動範囲の中点の位置に、レーザビ
ームのビームウエストがくるように、コリメーシ
ヨンレンズ４の焦点距離を製造時に調節して選定
したものである。
このように構成して第２図に示すように集光レ
ンズ５の可動範囲中点において、被加工物表面上
での集光スポツトの径が最小となるようにすれ
ば、集光レンズ５の可動範囲のどの位置に集光レ
ンズ５があつても、被加工物の表面上におけるレ
ーザビームのスポツト径はＤとなる。これは、集
光レンズ５の可動範囲中点にレーザビームのビー
ムウエストがあるため、可動範囲中点における最
小スポツト径までの距離が、集光レンズ５の焦点
距離と一致しているためである。
ンズ５の可動範囲中点において、被加工物表面上
での集光スポツトの径が最小となるようにすれ
ば、集光レンズ５の可動範囲のどの位置に集光レ
ンズ５があつても、被加工物の表面上におけるレ
ーザビームのスポツト径はＤとなる。これは、集
光レンズ５の可動範囲中点にレーザビームのビー
ムウエストがあるため、可動範囲中点における最
小スポツト径までの距離が、集光レンズ５の焦点
距離と一致しているためである。
尚、可動範囲の中点において、被加工物表面上
におけるスポツト径が最小となるよう集光レンズ
５の位置を調節する方法の一例としては、低出力
のレーザビームを集光レンズ５を用いて集光さ
せ、鉄・ステンレス等の金属材料上に照射し、こ
の時集光レンズ５を上下させながら一般的にブル
ーフレームと呼ばれる青白い光が発生する範囲を
探し、その範囲の中点の位置を最小スポツト径と
なる集光レンズ５と被加工物との距離とみなす方
法がある。
におけるスポツト径が最小となるよう集光レンズ
５の位置を調節する方法の一例としては、低出力
のレーザビームを集光レンズ５を用いて集光さ
せ、鉄・ステンレス等の金属材料上に照射し、こ
の時集光レンズ５を上下させながら一般的にブル
ーフレームと呼ばれる青白い光が発生する範囲を
探し、その範囲の中点の位置を最小スポツト径と
なる集光レンズ５と被加工物との距離とみなす方
法がある。
上記実施例ではコリメーシヨンレンズ４を使用
した場合を示したが、コリメーシヨンミラーを使
用しても全く同等の効果を奏する。またコリメー
シヨンレンズ４及びコリメーシヨンミラーを使用
せずに、部分反射鏡３にコリメーシヨンの機能を
付随させ、集光レンズ可動範囲の中央にビームウ
エストがくるようにしてもよい。
した場合を示したが、コリメーシヨンミラーを使
用しても全く同等の効果を奏する。またコリメー
シヨンレンズ４及びコリメーシヨンミラーを使用
せずに、部分反射鏡３にコリメーシヨンの機能を
付随させ、集光レンズ可動範囲の中央にビームウ
エストがくるようにしてもよい。
以上のようにこの発明によれば、集光レンズの
可動範囲中央位置にレーザビームのビームウエス
トがくるようにコリメーシヨンレンズの焦点距離
を選定したので、集光レンズの可動範囲中央にお
いて、被加工物表面上での集光スポツト径が最小
となるようにしたので、集光レンズが可動範囲の
どの位置にあつても被加工物表面上におけるレー
ザビームのスポツト径を同一にすることができ
る。このため安定した加工、精度の良い加工が得
られるという効果がある。
可動範囲中央位置にレーザビームのビームウエス
トがくるようにコリメーシヨンレンズの焦点距離
を選定したので、集光レンズの可動範囲中央にお
いて、被加工物表面上での集光スポツト径が最小
となるようにしたので、集光レンズが可動範囲の
どの位置にあつても被加工物表面上におけるレー
ザビームのスポツト径を同一にすることができ
る。このため安定した加工、精度の良い加工が得
られるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す説明図、第
２図はこの発明におけるレーザビームの集光特性
を示す線図、第３図は従来のレーザビームの伝搬
状態の一例を示す説明図、第４図は、従来のレー
ザビームの集光特性の一例を示す線図である。 １はレーザ発振器、２は全反射鏡、３は部分反
射鏡、４はコリメーシヨンレンズ、５は集光レン
ズである。なお、図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。
２図はこの発明におけるレーザビームの集光特性
を示す線図、第３図は従来のレーザビームの伝搬
状態の一例を示す説明図、第４図は、従来のレー
ザビームの集光特性の一例を示す線図である。 １はレーザ発振器、２は全反射鏡、３は部分反
射鏡、４はコリメーシヨンレンズ、５は集光レン
ズである。なお、図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ発振器から投射されたレーザビームを
加工ヘツドに保持された集光レンズで集光して焦
点位置近傍で被加工物の溶接、切断等の加工を行
なうレーザ加工装置において、 前記集光レンズと被加工物との間の距離を調節
して集光レンズの可動範囲の中央位置で前記レー
ザビームがビームウエストを持つように調節した
ことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104961A JPS62263889A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104961A JPS62263889A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263889A JPS62263889A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH0436794B2 true JPH0436794B2 (ja) | 1992-06-17 |
Family
ID=14394695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61104961A Granted JPS62263889A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62263889A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1700665A1 (en) | 2005-03-09 | 2006-09-13 | Fanuc Ltd | Laser apparatus |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW245669B (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-21 | Mitsubishi Electric Machine | |
| JPH07185861A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH07246488A (ja) * | 1994-03-11 | 1995-09-26 | Fanuc Ltd | レーザ加工装置 |
| JP3366133B2 (ja) * | 1994-10-14 | 2003-01-14 | 株式会社アマダ | 光軸移動レーザ加工装置 |
| JP2007072134A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 波長変換レーザ装置 |
| JP5013699B2 (ja) | 2005-10-21 | 2012-08-29 | 株式会社キーエンス | ３次元加工データ設定装置、３次元加工データ設定方法、３次元加工データ設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器並びにレーザ加工装置 |
| JP5132900B2 (ja) | 2006-06-28 | 2013-01-30 | 株式会社キーエンス | レーザ加工条件設定装置、レーザ加工装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム |
| JP4958489B2 (ja) | 2006-06-30 | 2012-06-20 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム |
| JP4795886B2 (ja) | 2006-07-27 | 2011-10-19 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム |
| JP5248205B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2013-07-31 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ株式会社 | レーザマーキング装置 |
| DE102015224963B3 (de) | 2015-12-11 | 2017-04-13 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Bestimmung der Referenz-Fokuslage eines Laserstrahls |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61104961A patent/JPS62263889A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1700665A1 (en) | 2005-03-09 | 2006-09-13 | Fanuc Ltd | Laser apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62263889A (ja) | 1987-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |