JPH06126477A - Laser beam machine - Google Patents
Laser beam machineInfo
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- JPH06126477A JPH06126477A JP4281549A JP28154992A JPH06126477A JP H06126477 A JPH06126477 A JP H06126477A JP 4281549 A JP4281549 A JP 4281549A JP 28154992 A JP28154992 A JP 28154992A JP H06126477 A JPH06126477 A JP H06126477A
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- laser
- reflecting mirror
- head
- laser light
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- 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
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0673—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into independently operating sub-beams, e.g. beam multiplexing to provide laser beams for several stations
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振器からのレ
ーザ光を被加工物の表面に照射して加工を行なうレーザ
加工装置に関し、さらに詳細には単一の加工装置によっ
て、異なる種類や異なる条件の加工を、最適かつ効率よ
く行なうことのできるレーザ加工装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for irradiating a surface of a workpiece with a laser beam from a laser oscillator to perform processing, and more specifically to a single processing apparatus of different types and different types. The present invention relates to a laser processing apparatus capable of optimally and efficiently performing processing under conditions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のレーザ加工装置として
は、実開昭６３−４１３８３号公報に示された装置が提
案されている。この装置においては、図６及び図７に示
すように、複数の加工ヘッド５１ａ〜５１ｃが、回転式
の交換装置５２に保持される構成となっている。以上の
ような構成のレーザ加工装置によれば、加工ヘッドが交
換可能であり、所望の加工に最適な加工ヘッドを選択す
ることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser processing apparatus of this type, an apparatus disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-41383 has been proposed. In this device, as shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of processing heads 51a to 51c are held by a rotary exchange device 52. According to the laser processing apparatus configured as described above, the processing head can be exchanged, and the optimum processing head for desired processing can be selected.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
のレーザ加工装置においては、下記のような問題点があ
る。However, the conventional laser processing apparatus described above has the following problems.
【０００４】即ち、複数の加工ヘッドを保持する場合、
回転式の交換装置５２は加工ヘッドの重量等に応じた回
転能力を必要とする。このため、加工ヘッドの個数や重
量の増加に伴って回転機構部は大型化し、さらに回転交
換時の慣性が大きくなるため、高速での回転が不適当で
ある。このように、加工ヘッドの搭載個数や重量には限
界があるのに加え、交換時に要する時間の短縮も困難で
あった。また、加工ヘッドが回転移動する構成であるた
め、各加工ヘッドに供給する加工ガスの配管等も困難で
あった。That is, when holding a plurality of processing heads,
The rotary exchanging device 52 requires a rotating ability according to the weight of the processing head and the like. For this reason, the rotation mechanism section becomes large in size as the number and weight of the processing heads increase, and the inertia at the time of rotation exchange becomes large, so that high-speed rotation is inappropriate. As described above, the number of processing heads to be mounted and the weight thereof are limited, and it is difficult to shorten the time required for replacement. Further, since the processing heads are configured to rotate and move, it is difficult to provide piping for processing gas to be supplied to each processing head.
【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、単一のレーザ加工装置におい
て、異なる種類や条件の熱加工に応じた加工ヘッドを容
易にかつ自動的に切換ることができ、さらに加工ヘッド
の個数や重量の増加にも対応可能であり、加工ヘッドの
切換えに要する時間を短縮することができる、生産効率
の良いレーザ加工装置を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in a single laser processing apparatus, the processing heads can be easily and automatically switched according to different types and conditions of thermal processing. In addition, the present invention aims to provide a laser processing apparatus with high production efficiency, capable of dealing with an increase in the number and weight of processing heads, and shortening the time required to switch the processing heads. .
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ加工装置は、少なくとも２つの加工ヘ
ッドと、前記加工ヘッドを保持する筒体と、レーザ光の
光軸上に配置された反射鏡と、前記反射鏡を前記レーザ
光の光軸を変向するために前記反射鏡の鏡面の位置を変
化させる駆動手段と、前記駆動手段を制御して所望の加
工ヘッドに前記レーザ光が入射する位置まで前記反射鏡
を選択的に駆動する制御手段とを設けている。In order to achieve this object, a laser processing apparatus of the present invention has at least two processing heads, a cylindrical body holding the processing heads, and a laser beam disposed on the optical axis. A reflecting mirror, driving means for changing the position of the mirror surface of the reflecting mirror in order to change the optical axis of the laser light, and controlling the driving means to direct the laser light to a desired processing head. And a control means for selectively driving the reflecting mirror to a position where is incident.
【０００７】[0007]
【作用】上記の構成を有する本発明のレーザ加工装置に
よれば、レーザ発振器からのレーザ光は反射鏡によって
反射され、複数の加工ヘッドのいずれか１つへ導かれ
る。加工ヘッドは、各々筒体によって保持されている。According to the laser processing apparatus of the present invention having the above structure, the laser beam from the laser oscillator is reflected by the reflecting mirror and guided to any one of the plurality of processing heads. The processing heads are each held by a cylindrical body.
【０００８】前記反射鏡はレーザ光の光軸上に配置され
ており、駆動手段によって前記レーザ光の光軸を中心に
回転することが可能である。The reflecting mirror is arranged on the optical axis of the laser light, and can be rotated about the optical axis of the laser light by the driving means.
【０００９】さらに制御装置は、前記駆動手段を制御し
て、レーザ光が所望の加工ヘッドに入射する位置まで前
記反射鏡を選択的に駆動させるものである。Further, the control device controls the driving means to selectively drive the reflecting mirror to a position where the laser beam is incident on a desired processing head.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】最初に図１ないし図２を参照して、本発明
のレーザ加工装置の概略を説明する。First, the outline of the laser processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１２】レーザ発振器１は炭酸ガスレーザ発振器で
あり、波長１０．６μｍ（マイクロ・メートル）のレー
ザ光２を出射する。前記レーザ光２は、その光路上に配
置された固定反射鏡３によって反射し、方向転換した
後、筒体４内に入射する。前記筒体４には、レーザ光２
の入射側の反対側に駆動手段であるステッピングモータ
５が配置されており、その出力端６の回転中心と前記レ
ーザ光２の光軸は一致するような構成となっている。さ
らに前記ステッピングモータ５の出力端６には、反射鏡
７が接続されている。The laser oscillator 1 is a carbon dioxide laser oscillator and emits a laser beam 2 having a wavelength of 10.6 μm (micrometer). The laser light 2 is reflected by a fixed reflecting mirror 3 arranged on the optical path thereof, changes its direction, and then enters the cylindrical body 4. A laser beam 2 is applied to the cylindrical body 4.
A stepping motor 5, which is a driving means, is arranged on the side opposite to the incident side, and the rotation center of the output end 6 of the stepping motor 5 and the optical axis of the laser beam 2 are aligned. Further, a reflecting mirror 7 is connected to the output end 6 of the stepping motor 5.
【００１３】前記ステッピングモータ５には制御手段た
るモータ制御装置８が接続されており、その回転駆動を
制御している。A motor control device 8 as a control means is connected to the stepping motor 5 to control its rotational drive.
【００１４】前記筒体４の側面には、複数の加工ヘッド
として切断加工ヘッド９、溶接加工ヘッド１０、焼入れ
加工ヘッド１１を備えている。更に前記筒体４と各加工
ヘッド９、１０、１１とは筒体４の貫通孔４ａと各加工
ヘッド９、１０、１１の貫通孔９ａ、１０ａ、１１ａを
介して連通している。On the side surface of the cylindrical body 4, a cutting head 9, a welding head 10 and a hardening head 11 are provided as a plurality of processing heads. Further, the cylindrical body 4 and the processing heads 9, 10 and 11 communicate with each other through the through hole 4a of the cylindrical body 4 and the through holes 9a, 10a and 11a of the processing heads 9, 10 and 11, respectively.
【００１５】前記切断加工ヘッド９は、その内部に固定
反射鏡１２と集光レンズ１３を備えており、前記集光レ
ンズ１３の直下には加工ガス供給口１４を備えた加工ノ
ズル１５が配置されている。The cutting processing head 9 has a fixed reflecting mirror 12 and a condenser lens 13 inside thereof, and a processing nozzle 15 having a processing gas supply port 14 is arranged immediately below the condenser lens 13. ing.
【００１６】前記溶接加工ヘッド１０は、その内部に放
物面鏡１６を備えており、前記放物面鏡１６の直下には
加工ガス供給口１７を備えた加工ノズル１８が配置され
ている。The welding head 10 is provided with a parabolic mirror 16 therein, and a processing nozzle 18 having a processing gas supply port 17 is arranged immediately below the parabolic mirror 16.
【００１７】前記焼入れ加工ヘッド１１は、その内部に
固定反射鏡１９、カライドスコープ２０を備えている。The quenching head 11 has a fixed reflecting mirror 19 and a kaleidoscope 20 therein.
【００１８】なお、被加工物２１はＸＹテーブル２２上
に配置され、所望の加工ヘッド通過後のレーザ光２の照
射を受けつつ、前記ＸＹテーブル２２によって移動する
ことで、所定の加工が完了するものである。The workpiece 21 is placed on the XY table 22 and is moved by the XY table 22 while being irradiated with the laser beam 2 after passing through the desired processing head, whereby the predetermined processing is completed. It is a thing.
【００１９】次に図３を参照して、本発明のレーザ加工
装置を用いた切断加工の状態を説明する。Next, with reference to FIG. 3, a state of cutting using the laser processing apparatus of the present invention will be described.
【００２０】切断加工を施工する場合は、切断加工ヘッ
ド９にレーザ光２が入射するように反射鏡７を回転させ
る。反射鏡７の回転駆動は、モータ制御装置８によって
ステッピングモータ５を駆動することによって行なう。When the cutting process is performed, the reflecting mirror 7 is rotated so that the laser beam 2 is incident on the cutting head 9. The rotation driving of the reflecting mirror 7 is performed by driving the stepping motor 5 by the motor control device 8.
【００２１】切断加工ヘッド９に入射したレーザ光２
は、固定反射鏡１２によって反射し、方向転換した後、
集光レンズ１３に入射する。レーザ光２は、集光レンズ
１３によって集光し、その焦点２３近傍において被加工
物２１を溶融させる。加工ガス供給口１４から供給され
た、主として酸素ガスなどの活性ガスからなる加工ガス
２４は、強力なガス流となって、レーザ光２と同軸に加
工ノズル１５から噴出する。これにより、レーザ光２の
照射によって溶融した金属が加工ガス２４によって吹き
飛ばされることにより、切断溝２５が形成される。そし
て、被加工物２１がＸＹテーブル２２によって移動する
ことで、所定の切断加工が完了するものである。Laser light 2 incident on the cutting head 9
Is reflected by the fixed reflecting mirror 12, and after turning,
It enters the condenser lens 13. The laser light 2 is condensed by the condenser lens 13 and melts the workpiece 21 in the vicinity of the focal point 23 thereof. The processing gas 24, which is supplied from the processing gas supply port 14 and is mainly composed of an active gas such as oxygen gas, becomes a strong gas flow and is ejected from the processing nozzle 15 coaxially with the laser beam 2. As a result, the metal melted by the irradiation of the laser beam 2 is blown off by the processing gas 24, so that the cutting groove 25 is formed. Then, the workpiece 21 is moved by the XY table 22, and the predetermined cutting process is completed.
【００２２】次に図４を参照して、本発明のレーザ加工
装置を用いた溶接加工の状態を説明する。Next, with reference to FIG. 4, a state of welding processing using the laser processing apparatus of the present invention will be described.
【００２３】溶接加工を施工する場合は、溶接加工ヘッ
ド１０にレーザ光２が入射するように反射鏡７を回転さ
せる。反射鏡７の回転駆動は、モータ制御装置８によっ
てステッピングモータ５を駆動することによって行な
う。When performing welding, the reflecting mirror 7 is rotated so that the laser beam 2 is incident on the welding head 10. The rotation driving of the reflecting mirror 7 is performed by driving the stepping motor 5 by the motor control device 8.
【００２４】溶接加工ヘッド１０に入射したレーザ光２
は、放物面鏡１６に入射し、方向転換すると共に集光
し、その焦点２６近傍において被加工物２１を溶融させ
る。加工ガス供給口１７から供給された、主としてアル
ゴンなどの不活性ガスからなる加工ガス２７は、弱いガ
ス流でレーザ光２と同軸に加工ノズル１８から噴出す
る。これにより、レーザ光２の照射によって溶融した金
属が再凝固することにより、溶接部２８が形成される。
そして、被加工物２１がＸＹテーブル２２によって移動
することで、所定の溶接加工が完了するものである。Laser light 2 incident on the welding head 10
Enters the parabolic mirror 16, changes its direction and collects light, and melts the workpiece 21 in the vicinity of its focal point 26. The processing gas 27, which is supplied from the processing gas supply port 17 and is mainly composed of an inert gas such as argon, is ejected from the processing nozzle 18 coaxially with the laser beam 2 by a weak gas flow. As a result, the metal melted by the irradiation of the laser beam 2 is solidified again to form the welded portion 28.
Then, the workpiece 21 is moved by the XY table 22, and the predetermined welding process is completed.
【００２５】次に図５を参照して、本発明のレーザ加工
装置を用いた焼入れ加工の状態を説明する。Next, with reference to FIG. 5, a state of quenching processing using the laser processing apparatus of the present invention will be described.
【００２６】焼入れ加工を施工する場合は、焼入れ加工
ヘッド１１にレーザ光２が入射するように反射鏡７を回
転させる。反射鏡７の回転駆動は、モータ制御装置８に
よってステッピングモータ５を駆動することによって行
なう。When carrying out quenching, the reflecting mirror 7 is rotated so that the laser beam 2 is incident on the quenching head 11. The rotation driving of the reflecting mirror 7 is performed by driving the stepping motor 5 by the motor control device 8.
【００２７】焼入れ加工ヘッド１１に入射したレーザ光
２は、固定反射鏡１９に入射し、方向転換した後、カラ
イドスコープ２０に入射する。レーザ光２は、カライド
スコープ２０内において多重反射することで、そのエネ
ルギー分布が均一となり、被加工物２１に照射される。
なお、被加工物２１の表面には、レーザ光２の吸収率を
高めるための黒鉛系のレーザ光吸収剤２９が塗布されて
いる。レーザ光２の照射によって焼入れ温度まで急加熱
された被加工物２１は、その内部への熱伝導によって急
速に冷却され、焼入れ硬化層３０を形成する。そして、
被加工物２１がＸＹテーブル２２によって移動すること
で、所定の焼入れ加工が完了するものである。The laser beam 2 incident on the hardening head 11 is incident on the fixed reflecting mirror 19 and, after changing its direction, is incident on the kaleidoscope 20. The laser light 2 is reflected multiple times in the kaleidoscope 20, so that its energy distribution becomes uniform and is irradiated onto the workpiece 21.
The surface of the workpiece 21 is coated with a graphite-based laser light absorbent 29 for increasing the absorption rate of the laser light 2. The workpiece 21 that has been rapidly heated to the quenching temperature by the irradiation of the laser light 2 is rapidly cooled by the heat conduction to the inside, and the quench-hardened layer 30 is formed. And
The workpiece 21 is moved by the XY table 22, and the predetermined quenching process is completed.
【００２８】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を加えることができる。The present invention is not limited to the embodiments described in detail above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
【００２９】例えば、溶接ヘッド内の放物面鏡は、集光
レンズでも良い。また、焼入れ加工ヘッド内には、カラ
イドスコープ以外にエネルギー分布を均一化する手段と
してポリゴンミラー等を用いることもできる。For example, the parabolic mirror in the welding head may be a condenser lens. In addition to the kaleidoscope, a polygon mirror or the like may be used in the quenching head as a means for making the energy distribution uniform.
【００３０】加工ヘッドの種類も、２つ以上であれば、
その種類を問わない。If there are two or more types of processing heads,
It doesn't matter what kind.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のレーザ加工装置によれば、単一のレーザ加工装置
によって、切断、溶接、熱処理のように異なる熱加工を
各々に最適な加工ヘッドによって加工することができ
る。また、各加工ヘッドが固定されているため、加工ガ
スの配管等が容易である。As is apparent from the above description, according to the laser processing apparatus of the present invention, different thermal processing such as cutting, welding and heat treatment can be optimally performed by a single laser processing apparatus. It can be processed by the head. In addition, since each processing head is fixed, piping for processing gas is easy.
【００３２】さらに、本発明のレーザ加工装置によれ
ば、加工ヘッドの選択は反射鏡の位置を選択するのみで
完了する為、前記加工ヘッドの個数や重量の増加にも容
易に対応可能である上、加工ヘッドの選択に要する時間
を短縮することができるなどの、産業上著しい効果を奏
する。Further, according to the laser processing apparatus of the present invention, since the selection of the processing head is completed only by selecting the position of the reflecting mirror, it is possible to easily cope with the increase in the number and weight of the processing heads. In addition, it is possible to shorten the time required to select the processing head, and to achieve a significant industrial effect.
【図１】本発明のレーザ加工装置の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of a laser processing apparatus of the present invention.
【図２】本発明のレーザ加工装置の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of a laser processing apparatus of the present invention.
【図３】本発明のレーザ加工装置を用いた切断加工の状
態を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state of cutting processing using the laser processing apparatus of the present invention.
【図４】本発明のレーザ加工装置を用いた溶接加工の状
態を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a state of welding processing using the laser processing apparatus of the present invention.
【図５】本発明のレーザ加工装置を用いた焼入れ加工の
状態を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing a state of quenching processing using the laser processing apparatus of the present invention.
【図６】従来のレーザ加工装置の正面図である。FIG. 6 is a front view of a conventional laser processing apparatus.
【図７】従来のレーザ加工装置の側面図である。FIG. 7 is a side view of a conventional laser processing apparatus.
【符号の説明】 １ レーザ発振器 ２ レーザ光 ３ 固定反射鏡 ４ 筒体 ５ ステッピングモータ ７ 反射鏡 ８ モータ制御装置 ９ 切断加工ヘッド １０ 溶接加工ヘッド １１ 焼入れ加工ヘッド ２１ 被加工物 ２２ ＸＹテーブル[Explanation of Codes] 1 Laser oscillator 2 Laser light 3 Fixed reflecting mirror 4 Cylindrical body 5 Stepping motor 7 Reflecting mirror 8 Motor control device 9 Cutting processing head 10 Welding processing head 11 Quenching processing head 21 Workpiece 22 XY table
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 昭彦 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号ブラザー工 業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Oshima 15-1 Naeshiro-cho, Mizuho-ku, Nagoya City Brother Industries, Ltd.
Claims (2)
被加工物の表面に照射することにより、その被加工物に
対して加工を施すレーザ加工装置において、 前記被加工物に対して各種の加工を施すために少なくと
も二個以上設けられ、前記レーザ発振器から出力された
レーザ光を入射すると共にそのレーザ光を前記被加工物
に対して出射する加工ヘッドと、 その各加工ヘッドの前記入射口と連通する透孔を有する
と共に各加工ヘッドを保持する筒体と、 前記レーザ光の光軸上に配置された反射鏡と、 前記レーザ光の進行方向を変化させるために前記反射鏡
の鏡面の位置を変化させる駆動手段と、 前記二個以上の加工ヘッドのうち所望の加工ヘッドに前
記レーザ光が入射する位置まで、前記反射鏡の鏡面の位
置を変化させるように前記駆動手段の駆動を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。1. A laser processing apparatus for performing processing on a workpiece by irradiating the surface of the workpiece with laser light output from a laser oscillator, comprising: And at least two processing heads for entering the laser light output from the laser oscillator and emitting the laser light to the workpiece, and the entrances of the respective processing heads. A cylindrical body having a communicating through hole and holding each processing head, a reflecting mirror arranged on the optical axis of the laser light, and a position of the mirror surface of the reflecting mirror for changing the traveling direction of the laser light. And a driving means for changing the mirror surface position of the reflecting mirror to a position where the laser beam is incident on a desired processing head among the two or more processing heads. Laser processing apparatus is characterized in that a control means for controlling the drive.
被加工物の表面に照射して加工を行なうレーザ加工装置
において、 前記レーザ光の光軸上に配置された反射鏡とその反射鏡
を回転可能に支持する支持体とその支持体に固着された
複数個の加工ヘッドと、 前記レーザ光の光軸を変向するため前記反射鏡を駆動す
る駆動モータと、 前記駆動モータを制御し、所望の加工ヘッドに前記レー
ザ光が入射する位置まで前記反射鏡を選択的に駆動する
制御手段とを有するレーザ加工装置。2. A laser processing apparatus for irradiating a surface of an object to be processed with laser light output from a laser oscillator for processing, wherein a reflecting mirror arranged on the optical axis of the laser light and the reflecting mirror are rotated. A support body that supports the support body, a plurality of processing heads that are fixed to the support body, a drive motor that drives the reflecting mirror to change the optical axis of the laser beam, and a drive motor that controls And a control means for selectively driving the reflecting mirror to a position where the laser light is incident on the processing head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281549A JPH06126477A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281549A JPH06126477A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Laser beam machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126477A true JPH06126477A (en) | 1994-05-10 |
Family
ID=17640734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281549A Pending JPH06126477A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126477A (en) |
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1992
- 1992-10-20 JP JP4281549A patent/JPH06126477A/en active Pending
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