JPH06269972A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

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JPH06269972A
JPH06269972A JP4316003A JP31600392A JPH06269972A JP H06269972 A JPH06269972 A JP H06269972A JP 4316003 A JP4316003 A JP 4316003A JP 31600392 A JP31600392 A JP 31600392A JP H06269972 A JPH06269972 A JP H06269972A
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JP
Japan
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optical system
laser
optical
laser light
mirror
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Pending
Application number
JP4316003A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Sawada
善信 沢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippei Toyama Corp
Original Assignee
Nippei Toyama Corp
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Publication date
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Publication of JPH06269972A publication Critical patent/JPH06269972A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一のレーザ発振器からのレーザ光を利用
し、異なる光学系を選択的に切り替えてレーザ加工を行
う。 【構成】 レーザ発振器10から出射したレーザ光の光
路上に円偏光ミラー20を有した第一の光学系26と、
同じく上記レーザ光の光路上に全反射ミラー30を有し
た第二の光学系36とを設ける。レーザ発振器10の出
力を相対的に小さい出力にして使用する場合は第一の光
学系26を選択し、レーザ発振器10の出力を相対的に
大きい出力にして使用する場合は第二の光学系36を選
択する学系選択手段42を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光による切断
や溶接等のようにレーザ光のパワーの異なる加工を行う
レーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、金属の切断のレ−ザ加工に際して
は、相対的に小パワーのレーザ光を円偏光させ、さら
に、加工範囲が長く光路長が大きく変動する場合の加工
性能の均一化を図る場合、或は加工ヘッド付近の光路の
ビーム径を小さくする必要のある場合は、長焦点凸レン
ズにより平行光に形成し、加工ヘッドの集光レンズで集
光させて切断加工を行っていた。また、レーザ溶接の場
合、相対的に大パワーのレーザ光で、そのパワーに耐え
得る凹面鏡を用いて平行光を形成し、同様に加工ヘッド
の集光レンズ又はパラボリックミラー等で集光して溶接
していた。
【0003】これは、切断加工の場合、レーザ光の偏光
方向と平行な方向に加工し易く、直交する方向では切断
しにくいという特性があることから、この偏光方向にか
かわりなく任意の加工方向に加工行うことができる様に
するため、レザー光を円偏光させているものである。ま
た、溶接の場合は、必要なパワーが得られれば偏光方向
の影響は微小なので、円偏光させる必要がないものであ
る。さらに、切断加工に必要なレーザは相対的に小パワ
ーで良く、精度の良い長焦点凸レンズにより平行光を形
成することができるが、溶接の場合、大きなパワーであ
り、レンズの損傷等が問題となるので、凹面鏡を用いる
ものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術の場合、溶接と切断の両方を、同じレーザ発振器で出
力を変えて行う場合、上述の異なる光学系を有したレー
ザ光導入部材及び加工ヘッドに付け替えて加工を行わな
ければならず、その付け替え作業が面倒であった。さら
に、付け替えによる光学系の調整等も必要となり、簡単
に両者を選択的に付け替えて使用することができるとい
うものではなかった。
【0005】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたもので、簡単な構成で異なる光学系を容易に
切り替えて使用することができるレ−ザ加工装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、レーザ発振
器から出射したレーザ光の光路上に円偏光ミラーを有し
た第一の光学系と、同じく上記レーザ光の光路上に全反
射ミラーを有した第二の光学系とを設け、上記レーザ発
振器の出力を相対的に小さい出力にして使用する場合は
上記第一の光学系を選択し、上記レーザ発振器の出力を
相対的に大きい出力にして使用する場合は上記第二の光
学系を選択して切り替える光学系選択手段を設けたレー
ザ加工装置である。
【0007】さらにこの発明は、上記第一の光学系には
円偏光ミラーと全反射ミラーとその間に設けられた長焦
点凸レンズとを設け、上記第二の光学系に全反射ミラー
と長焦点凹面鏡を設け、上記第一,第二の光学系を光路
が等しい光学系に形成し、上記光学系選択手段に、上記
第一の光学系と第二の光学系とを移動可能に保持した保
持部材と、上記第一の光学系と第二の光学系とを上記保
持部材に沿って移動させる駆動装置とを設けたレーザ加
工装置である。さらに、上記光学系選択手段の保持部材
にガイド部材を設け、上記第一,第二の光学系がこのガ
イド部材に沿って摺動し、上記保持部材の上下端部で位
置決めされるようにしたレーザ加工装置である。
【0008】
【作用】この発明のレーザ加工装置は、上記第一の光学
系と第二の光学系とを切替自在に設け、レーザ光のパワ
ーの切替とともに光学系も切り替えて、大パワーのレー
ザ光による光学系の損傷を防止し、最適な光学系で、良
好なレーザ加工を行うことができる様にしたものであ
る。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面に基
づいて説明する。この実施例のレ−ザ加工装置は、図
1,図3に示すように、レーザ発振器10に、レーザ光
導入管12が接続され、レーザ光導入管12の先端部に
レーザ光の光学系を切り替え可能に設けられた光学系切
替装置14が取り付けられている。光学系切替装置14
のレーザ光出射側には、さらにレーザ光を図示しない加
工ヘッド側に導くレーザ光導入管16が取り付けられて
いる。
【0010】光学系切替装置14には、図1に示す様
に、レーザ光導入管12により導入されたレーザ光を9
0度の角度で反射し円偏光させる円偏光ミラー20が設
けられ、さらに、円偏光ミラー20で反射されたレーザ
光を90度の角度で全反射する全反射ミラー22が設け
られている。そして、円偏光ミラー20と全反射ミラー
22との間には、長焦点凸レンズ24が取り付けられて
いる。この円偏光ミラー20、長焦点凸レンズ24及び
全反射ミラー22が第一の光学系26を構成している。
そしてこの第一の光学系26は、取付部材28に固定さ
れ、この取付部材28がシール部材29を介して、所定
位置に固定された保持部材31に対して摺動自在に設け
られている。
【0011】さらに、取付部材28には、上記第一の光
学系26の下方に、図2に示すように、全反射ミラー3
0と長焦点凹面鏡32とからなる第二の光学系36が設
けられている。取付部材28は、この第一,第二の光学
系26,36が設けられた上下の方向に挿通孔38を有
し、この挿通孔38に保持部材31に固定されたガイド
部材40が挿通している。そして、保持部材31には、
エアーシリンダ等の光学系選択手段である駆動装置42
が取り付けられ、この駆動装置42の可動部が取付部材
28に固定され、取付部材28は、保持部材31の上下
端部31a,31bの間で上下方向に摺動可能に保持さ
れている。
【0012】第一の光学系26は、取付部材28の上方
に位置し、取付部材28が保持部材31に対して相対的
に下方に位置した状態で、レーザ光導入管12と第一の
光学系26のレーザ光入射部分の光軸が一致し、これと
ともに、レーザ光導入管16と第一の光学系26のレー
ザ光出射側の光軸も一致するものである。又、第二の光
学系36は、取付部材28の下方に位置し、取付部材2
8が保持部材31に対して相対的に上方に位置した状態
でレーザ光導入管12と第二の光学系36のレーザ光入
射部分の光軸が一致し、これとともに、レーザ光導入管
16と第二の光学系36のレーザ光出射側の光軸も一致
するものである。また、レーザ光導入管12には、加圧
され乾燥したクリーンエアをレーザ光の光学系に送るエ
ア導入光44が設けれている。これによって、レーザ光
の光路及び光学系の各部の接続箇所からほこり等が侵入
しない様にし、且つ光学部品の結露を防止している。
【0013】この実施例のレーザ加工装置の動作作用
は、先ず、レーザ光により切断加工を行う場合、駆動装
置42により取付部材28を、保持部材31の下端部3
1bに当接させて位置決めし、レーザ光導入管12,1
6に第一の光学系26を接続させる。そして、レーザ発
振器10を切断加工に必要な相対的に小さなパワーでか
つ低次モードで作動させ、レーザ光を発振させる。レー
ザ光は、レーザ光導入管12を経て、第一の光学系26
の円偏光ミラー20により円偏光されて反射され、長焦
点凸レンズ24によりほぼ平行光にされて全反射ミラー
22で反射され、図示しない加工ヘッドへ向かい切断を
行う。
【0014】また、レーザ光により溶接を行う場合、駆
動装置42により取付部材28を、保持部材31の上端
部31a側に移動させて位置決めし、レーザ光導入管1
2,16に第二の光学系36を接続させる。そして、レ
ーザ発振器10を溶接に必要な相対的に大きなパワーで
作動させ、レーザ光を発振させる。レーザ光は、レーザ
光導入管12を経て、第二の光学系36の全反射ミラー
30により反射され、長焦点凹面鏡32でほぼ平行光に
されて反射し、上記と同様に図示しない加工ヘッドへ向
かい溶接を行う。
【0015】この実施例のレーザ加工装置によれば、相
対的に大きなパワーが必要な溶接の場合、切断加工で用
いる光学系を使用することがなく、円偏光ミラー20や
長焦点凸レンズ24のコーティングを損傷したり、長焦
点凸レンズ24を破損したりすることがない。また、切
断加工の場合は、相対的に小パワーで加工可能なので、
長焦点凸レンズを用いて正確に平行光を形成することが
できる。しかも、第一の光学系26と第二の光学系36
の切替は、駆動装置42により簡単に行うことができ、
さらにガイド部材40にガイドされ保持部材31の上下
端で位置決めされるので、各光学系の位置決めも正確に
なされるものである。
【0016】なお、この発明の第一の光学系は円偏光ミ
ラーとし、第二の光学系を全反射ミラーとして、この各
ミラーのみを切り替えるようにしたものでも良く、この
場合、長焦点凸レンズは設けず長焦点凹面鏡を共用する
ものである。又、選択手段は、保持部材に沿って第一,
第二の光学系が移動するものの他、第一,第二の光学系
を固定にして、入出射光路中に進退ミラーを配置し、こ
のミラーにより光路を変更させ第一の光学系と第二の光
学系とに、レーザ光を選択的に振り向ける様にしたもの
でも良い。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、同じレーザ加工装置
で、円偏光ミラーを有した第一の光学系と、全反射ミラ
ーを有した第二の光学系と選択手段により選択的に使用
する様にしたので、相対的に大きな出力の場合に円偏光
ミラーを用いず全反射ミラーに切り替え、円偏光ミラー
のコーティングに損傷を与えない様にすることができ、
装置の寿命を長くすることができるものである。さら
に、上記第一の光学系に円偏光ミラーと長焦点凸レンズ
を設け、上記第二の光学系に全反射ミラーと長焦点凹面
鏡を設けたことにより、相対的に小パワーの場合には長
焦点凸レンズにより、精度の良い平行光を形成すること
ができる。また、上記第一,第二の光学系を等しい光路
の光学系にすることにより、第一,第二の光学系を移動
させて切り替えるだけで、簡単且つ正確に光学系の切替
を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のレ−ザ加工装置の一実施例の第一の
光学系を示す横断面図である。
【図2】この発明の実施例の第二の光学系を示す横断面
図である。
【図3】この発明の実施例の光学系切替装置の平面図で
ある。
【図4】この発明の実施例の光学系切替装置の正面図で
ある。
【符号の説明】
10 レーザ発振器 14 光学系切替装置 20 円偏光ミラー 22,30 全反射ミラー 24 長焦点凸レンズ 26 第一の光学系 31 保持部材 32 長焦点凹面鏡 36 第二の光学系 40 ガイド部材 42 駆動装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月31日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】 第一の光学系26は、取付部材28の上
方に位置し、取付部材28が保持部材31に対して相対
的に下方に位置した状態で、レーザ光導入管12と第一
の光学系26のレーザ光入射部分の光軸が一致し、これ
とともに、レーザ光導入管16と第一の光学系26のレ
ーザ光出射側の光軸も一致するものである。又、第二の
光学系36は、取付部材28の下方に位置し、取付部材
28が保持部材31に対して相対的に上方に位置した状
態でレーザ光導入管12と第二の光学系36のレーザ光
入射部分の光軸が一致し、これとともに、レーザ光導入
管16と第二の光学系36のレーザ光出射側の光軸も一
致するものである。また、レーザ光導入管12には、加
圧され乾燥したクリーンエアをレーザ光の光学系に送る
エア導入44が設けれている。これによって、レーザ
光の光路及び光学系の各部の接続箇所からほこり等が侵
入しない様にし、且つ光学部品の結露を防止している。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ発振器から出射したレーザ光の光
    路を転向する円偏光ミラーを有した第一の光学系と、同
    じく上記レーザ光の光路を転向する全反射ミラーを有し
    た第二の光学系とを設け、上記レーザ発振器の出力を相
    対的に小さい出力にして使用する場合は上記第一の光学
    系を選択し、上記レーザ発振器の出力を相対的に大きい
    出力にして使用する場合は上記第二の光学系を選択して
    上記レーザ光の光路を切り替える光学系選択手段を設け
    たことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 上記第一の光学系に円偏光ミラーと長焦
    点凸レンズを設け、上記第二の光学系に全反射ミラーと
    長焦点凹面鏡を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    レーザ加工装置。
  3. 【請求項3】 上記第一の光学系には円偏光ミラーと全
    反射ミラーとその間に設けられた長焦点凸レンズとを設
    け上記第一,第二の光学系を光路が等しい光学系に形成
    し、上記光学系選択手段に、上記第一の光学系と第二の
    光学系とを移動可能に保持した保持部材と、上記第一の
    光学系と第二の光学系とを上記保持部材に沿って移動さ
    せる駆動装置とを設けたことを特徴とする請求項2記載
    のレーザ加工装置。
  4. 【請求項4】 上記光学系選択手段の保持部材にガイド
    部材を設け、上記第一,第二の光学系がこのガイド部材
    に沿って摺動し、上記保持部材の上下端部で位置決めさ
    れることを特徴とする請求項3記載のレーザ加工装置。
JP4316003A 1992-10-31 1992-10-31 レ−ザ加工装置 Pending JPH06269972A (ja)

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JP4316003A JPH06269972A (ja) 1992-10-31 1992-10-31 レ−ザ加工装置

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JP4316003A Pending JPH06269972A (ja) 1992-10-31 1992-10-31 レ−ザ加工装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006043775A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh & Co Kg レーザ加工ヘッド

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