JPH06315786A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH06315786A JPH06315786A JP5107798A JP10779893A JPH06315786A JP H06315786 A JPH06315786 A JP H06315786A JP 5107798 A JP5107798 A JP 5107798A JP 10779893 A JP10779893 A JP 10779893A JP H06315786 A JPH06315786 A JP H06315786A
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- Japan
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- pulsed light
- shield
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルス光でレーザ加工を行うレーザ加工装置
に関し、加工時に飛散する溶融金属から集光光学部品を
効果的に防御できるようにする。 【構成】 集光レンズ１２とワーク１３の間に設けられ
た遮蔽装置２０は、制御装置１０からの指令信号に応じ
て遮蔽板２０ｃを矢印３０方向に往復動させる。すなわ
ち、遮蔽板２０ｃは、レーザ発振器１１からパルス光１
４が照射されたときはそのパルス光１４を通過させるよ
うに、また、パルス光１４が通過した後次のパルス光１
４が照射されるまでの間は、集光レンズ１２とワーク１
３の間を遮蔽するように往復動を行う。パルス光１４が
ワーク１３に到達してワーク１３の表面が高温に熱せら
れるとその表面から溶融金属１５が飛散し始めるが、そ
のときは既に遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２とワーク１
３の間を遮蔽するように動作しているので、その飛散し
てきた溶融金属１５は遮蔽板２０ｃに捉えられ、集光レ
ンズ１２までは至らない。したがって、溶融金属１５が
集光レンズ１２を汚染することを根本的に防止すること
ができる。
に関し、加工時に飛散する溶融金属から集光光学部品を
効果的に防御できるようにする。 【構成】 集光レンズ１２とワーク１３の間に設けられ
た遮蔽装置２０は、制御装置１０からの指令信号に応じ
て遮蔽板２０ｃを矢印３０方向に往復動させる。すなわ
ち、遮蔽板２０ｃは、レーザ発振器１１からパルス光１
４が照射されたときはそのパルス光１４を通過させるよ
うに、また、パルス光１４が通過した後次のパルス光１
４が照射されるまでの間は、集光レンズ１２とワーク１
３の間を遮蔽するように往復動を行う。パルス光１４が
ワーク１３に到達してワーク１３の表面が高温に熱せら
れるとその表面から溶融金属１５が飛散し始めるが、そ
のときは既に遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２とワーク１
３の間を遮蔽するように動作しているので、その飛散し
てきた溶融金属１５は遮蔽板２０ｃに捉えられ、集光レ
ンズ１２までは至らない。したがって、溶融金属１５が
集光レンズ１２を汚染することを根本的に防止すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームを導いて集
光し各種のレーザ加工を行うレーザ加工装置に関し、特
にパルス光でレーザ加工を行うレーザ加工装置に関す
る。
光し各種のレーザ加工を行うレーザ加工装置に関し、特
にパルス光でレーザ加工を行うレーザ加工装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＹＡＧレーザでは、出力ピークの高いパ
ルスレーザ光を用いて厚い金属材料の穴明けが可能であ
る。例えば平均出力５００ＷのＹＡＧレーザ発振器をも
ちいれば、厚さ２５ｍｍのステンレス鋼板を５秒で貫通
させることができる。
ルスレーザ光を用いて厚い金属材料の穴明けが可能であ
る。例えば平均出力５００ＷのＹＡＧレーザ発振器をも
ちいれば、厚さ２５ｍｍのステンレス鋼板を５秒で貫通
させることができる。
【０００３】その穴明け加工を行う場合、レーザビーム
を集光してワーク表面近くに焦点を置き、パルス光を照
射すると、激しく熱せられた金属が溶融蒸発する。溶融
した金属は膨張する蒸気の圧力により、周囲に高速度で
飛散していく。飛散した溶融金属の内あるものは、集光
光学部品、例えば集光レンズに到達してその表面に付着
する。表面に溶融金属が付着すると、集光レンズの表面
に熱衝撃を与え、表面を損傷する。次のパルス光が照射
されると、付着した金属に熱が発生し、再び集光レンズ
の表面を損傷する。こうして、ついには集光レンズその
ものが破壊されるに到る。あるいは、集光レンズが破壊
されなくても、その前にワーク上での、パワーの低下、
集光性能の低下により、本来の加工性能を維持できなく
なる。そこで、飛散する溶融金属から集光レンズを守る
ため、例えば図３に示すような手法がとられている。
を集光してワーク表面近くに焦点を置き、パルス光を照
射すると、激しく熱せられた金属が溶融蒸発する。溶融
した金属は膨張する蒸気の圧力により、周囲に高速度で
飛散していく。飛散した溶融金属の内あるものは、集光
光学部品、例えば集光レンズに到達してその表面に付着
する。表面に溶融金属が付着すると、集光レンズの表面
に熱衝撃を与え、表面を損傷する。次のパルス光が照射
されると、付着した金属に熱が発生し、再び集光レンズ
の表面を損傷する。こうして、ついには集光レンズその
ものが破壊されるに到る。あるいは、集光レンズが破壊
されなくても、その前にワーク上での、パワーの低下、
集光性能の低下により、本来の加工性能を維持できなく
なる。そこで、飛散する溶融金属から集光レンズを守る
ため、例えば図３に示すような手法がとられている。
【０００４】図３は従来のレーザ加工装置を示す図であ
る。図において、レーザ発振器１１は制御装置１０から
の指令信号に従ってパルス光（レーザビーム）１４を出
射する。そのパルス光１４は集光レンズ１２で集光され
た後、集光レンズ１２とワーク１３の間に設けられたウ
インドウ２２を透過してワーク１３に照射される。パル
ス光１４がワーク１３に照射されると、上述したよう
に、ワーク１３の溶融した金属１５が飛散するが、その
飛散した溶融金属１５は、ウインドウ２２で遮蔽される
ので、集光レンズ１２には到達せず、集光レンズ１２の
汚染が防止される。したがって、高価な集光レンズ１２
の代わりに安価なウインドウ２２を犠牲にして、集光レ
ンズ１２の汚染を回避できる。
る。図において、レーザ発振器１１は制御装置１０から
の指令信号に従ってパルス光（レーザビーム）１４を出
射する。そのパルス光１４は集光レンズ１２で集光され
た後、集光レンズ１２とワーク１３の間に設けられたウ
インドウ２２を透過してワーク１３に照射される。パル
ス光１４がワーク１３に照射されると、上述したよう
に、ワーク１３の溶融した金属１５が飛散するが、その
飛散した溶融金属１５は、ウインドウ２２で遮蔽される
ので、集光レンズ１２には到達せず、集光レンズ１２の
汚染が防止される。したがって、高価な集光レンズ１２
の代わりに安価なウインドウ２２を犠牲にして、集光レ
ンズ１２の汚染を回避できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来手法
でも、ウインドウ２２は数十発のパルス光が照射される
うちに汚染されてしまうために、レーザ加工装置を連続
して動作させることはできなかった。また、ウインドウ
２２は汚染されてしまえば、清掃して再使用できないの
で、消耗品として扱われ、コストも高くついていた。
でも、ウインドウ２２は数十発のパルス光が照射される
うちに汚染されてしまうために、レーザ加工装置を連続
して動作させることはできなかった。また、ウインドウ
２２は汚染されてしまえば、清掃して再使用できないの
で、消耗品として扱われ、コストも高くついていた。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、加工時に飛散する溶融金属から集光光学部品
を効果的に防御できるレーザ加工装置を提供することを
目的とする。
のであり、加工時に飛散する溶融金属から集光光学部品
を効果的に防御できるレーザ加工装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、レーザビームを導いて集光し各種のレー
ザ加工を行うレーザ加工装置において、パルス光として
照射される前記レーザビームの通過後集光光学部品とワ
ークの間を遮蔽するように動作する遮蔽物を前記集光光
学部品と前記ワークの間に設けたことを特徴とするレー
ザ加工装置が、提供される。
決するために、レーザビームを導いて集光し各種のレー
ザ加工を行うレーザ加工装置において、パルス光として
照射される前記レーザビームの通過後集光光学部品とワ
ークの間を遮蔽するように動作する遮蔽物を前記集光光
学部品と前記ワークの間に設けたことを特徴とするレー
ザ加工装置が、提供される。
【０００８】
【作用】集光光学部品とワークの間に遮蔽物を設ける。
その遮蔽物はパルス光が照射されたときはそのパルス光
を通過させるように、また、パルス光が通過した後次の
パルス光が照射されるまでの間は集光光学部品とワーク
の間を遮蔽するように動作する。
その遮蔽物はパルス光が照射されたときはそのパルス光
を通過させるように、また、パルス光が通過した後次の
パルス光が照射されるまでの間は集光光学部品とワーク
の間を遮蔽するように動作する。
【０００９】このため、パルス光がワークに到達してワ
ーク表面が高温に熱せられるとワーク表面から溶融金属
が飛散し始めるが、その飛散する溶融金属が遮蔽物の位
置に到達するときには、その遮蔽物は既に動作して集光
光学部品とワークの間を遮蔽している。したがって、溶
融金属は遮蔽物に捉えられ、集光光学部品までは至らな
い。
ーク表面が高温に熱せられるとワーク表面から溶融金属
が飛散し始めるが、その飛散する溶融金属が遮蔽物の位
置に到達するときには、その遮蔽物は既に動作して集光
光学部品とワークの間を遮蔽している。したがって、溶
融金属は遮蔽物に捉えられ、集光光学部品までは至らな
い。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のレーザ加工装置の全体構成を示
す図である。図において、レーザ発振器１１は例えばＹ
ＡＧレーザ発振器であり、制御装置１０からの指令信号
に従ってパルス光（レーザビーム）１４を出射する。そ
のパルス光１４は集光レンズ１２で集光された後、ワー
ク１３に照射される。
明する。図１は本発明のレーザ加工装置の全体構成を示
す図である。図において、レーザ発振器１１は例えばＹ
ＡＧレーザ発振器であり、制御装置１０からの指令信号
に従ってパルス光（レーザビーム）１４を出射する。そ
のパルス光１４は集光レンズ１２で集光された後、ワー
ク１３に照射される。
【００１１】遮蔽装置２０が、この集光レンズ１２とワ
ーク１３の間に設けられる。遮蔽装置２０は、その本体
部２０ａがソレノイドで構成され、制御装置１０からの
指令信号に応じてそのシャフト２０ｂに設けられた遮蔽
板２０ｃを矢印３０方向に往復動させる。すなわち、遮
蔽板２０ｃは、パルス光１４が照射されたときはそのパ
ルス光１４を通過させるように、また、パルス光１４が
通過した後次のパルス光１４が照射されるまでの間は、
集光レンズ１２とワーク１３の間を遮蔽するように往復
動を行う。この往復動はパルス光の周期に合わせて、例
えばパルス光が２００ｍｓ毎に２ｍｓだけ照射されると
きは、その照射時の２ｍｓの間はパルス光１４を通過さ
せるように、それ以外の非照射時の１９８ｍｓの間はパ
ルス光１４を遮蔽するように行われる。実際は、遮蔽装
置２０の動作には応答遅れが生じるので遮蔽時間は１９
５ｍｓ程度になるが、溶融金属１５がワーク１３から遮
蔽板２０ｃに到達するには数ｍｓを要するので、その数
ｍｓの経過前には確実に遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２
とワーク１３の間を遮蔽している。
ーク１３の間に設けられる。遮蔽装置２０は、その本体
部２０ａがソレノイドで構成され、制御装置１０からの
指令信号に応じてそのシャフト２０ｂに設けられた遮蔽
板２０ｃを矢印３０方向に往復動させる。すなわち、遮
蔽板２０ｃは、パルス光１４が照射されたときはそのパ
ルス光１４を通過させるように、また、パルス光１４が
通過した後次のパルス光１４が照射されるまでの間は、
集光レンズ１２とワーク１３の間を遮蔽するように往復
動を行う。この往復動はパルス光の周期に合わせて、例
えばパルス光が２００ｍｓ毎に２ｍｓだけ照射されると
きは、その照射時の２ｍｓの間はパルス光１４を通過さ
せるように、それ以外の非照射時の１９８ｍｓの間はパ
ルス光１４を遮蔽するように行われる。実際は、遮蔽装
置２０の動作には応答遅れが生じるので遮蔽時間は１９
５ｍｓ程度になるが、溶融金属１５がワーク１３から遮
蔽板２０ｃに到達するには数ｍｓを要するので、その数
ｍｓの経過前には確実に遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２
とワーク１３の間を遮蔽している。
【００１２】このように、パルス光１４がワーク１３に
到達してワーク１３の表面が高温に熱せられるとその表
面から溶融金属１５が飛散し始めるが、そのときは既に
遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２とワーク１３の間を遮蔽
するように動作しているので、その飛散してきた溶融金
属１５は遮蔽板２０ｃに捉えられ、集光レンズ１２まで
は至らない。したがって、溶融金属１５が集光レンズ１
２を汚染することを根本的に防止することができる。そ
の結果、集光レンズ１２をメンテナンスするまでの時間
間隔を長くとることができ、連続長時間の自動運転も可
能になる。
到達してワーク１３の表面が高温に熱せられるとその表
面から溶融金属１５が飛散し始めるが、そのときは既に
遮蔽板２０ｃは集光レンズ１２とワーク１３の間を遮蔽
するように動作しているので、その飛散してきた溶融金
属１５は遮蔽板２０ｃに捉えられ、集光レンズ１２まで
は至らない。したがって、溶融金属１５が集光レンズ１
２を汚染することを根本的に防止することができる。そ
の結果、集光レンズ１２をメンテナンスするまでの時間
間隔を長くとることができ、連続長時間の自動運転も可
能になる。
【００１３】図２は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、（Ａ）はその全体構成を、（Ｂ）は（Ａ）のＤ矢視
をそれぞれ示す。上記第１の実施例との相違点は、遮蔽
装置２１による遮蔽を回転板２１ｃで行うように構成し
た点である。
り、（Ａ）はその全体構成を、（Ｂ）は（Ａ）のＤ矢視
をそれぞれ示す。上記第１の実施例との相違点は、遮蔽
装置２１による遮蔽を回転板２１ｃで行うように構成し
た点である。
【００１４】遮蔽装置２１の駆動部２１ａはモータであ
り、そのシャフト２０ｂに回転板２１ｃが取り付けら
れ、その回転板２１ｃには、２つのレーザビーム通過口
２１ｃ 1 及び２１ｃ2 が設けられる。また、回転板２１
に近接して、レーザビーム通過口２１ｃ1 及び２１ｃ2
を検出するための非接触センサ１８が設けられる。
り、そのシャフト２０ｂに回転板２１ｃが取り付けら
れ、その回転板２１ｃには、２つのレーザビーム通過口
２１ｃ 1 及び２１ｃ2 が設けられる。また、回転板２１
に近接して、レーザビーム通過口２１ｃ1 及び２１ｃ2
を検出するための非接触センサ１８が設けられる。
【００１５】回転板２１ｃが駆動部２１ａによって回転
すると、非接触センサ１８はレーザビーム通過口２１ｃ
1 、２１ｃ2 を検出し、その検出信号を制御装置１０に
送る。制御装置１０は、その検出信号を受けてレーザ発
振器１１にパルス光１４を出射させる。レーザ発振器１
１を出射したパルス光１４はレーザビーム通過口２１ｃ
1 または２１ｃ2 のうち、検出されたレーザビーム通過
口ではない方のレーザビーム通過口２１ｃ1 または２１
ｃ2 を通過する。回転板２１ｃは回転しているが、その
レーザビーム通過口２１ｃ1 または２１ｃ2 の外周にパ
ルス光１４が当たる前に、パルス光１４の照射時間２ｍ
ｓが経過するようにレーザビーム通過口２１ｃ1 または
２１ｃ2 の径が設計されている。
すると、非接触センサ１８はレーザビーム通過口２１ｃ
1 、２１ｃ2 を検出し、その検出信号を制御装置１０に
送る。制御装置１０は、その検出信号を受けてレーザ発
振器１１にパルス光１４を出射させる。レーザ発振器１
１を出射したパルス光１４はレーザビーム通過口２１ｃ
1 または２１ｃ2 のうち、検出されたレーザビーム通過
口ではない方のレーザビーム通過口２１ｃ1 または２１
ｃ2 を通過する。回転板２１ｃは回転しているが、その
レーザビーム通過口２１ｃ1 または２１ｃ2 の外周にパ
ルス光１４が当たる前に、パルス光１４の照射時間２ｍ
ｓが経過するようにレーザビーム通過口２１ｃ1 または
２１ｃ2 の径が設計されている。
【００１６】したがって、パルス光１４の照射時間２ｍ
ｓ経過後は高速に遮蔽動作を行わせることができ、溶融
金属１５をより確実に遮蔽し捉えることができる。上記
の説明では、本発明をＹＡＧレーザ発振器を持つレーザ
加工装置に適用するようにしたが、本発明はパルス光を
出射する発振器を持つ各種の他のレーザ加工装置、例え
ば炭酸ガスレーザ装置に対しても同様に適用することが
できる。
ｓ経過後は高速に遮蔽動作を行わせることができ、溶融
金属１５をより確実に遮蔽し捉えることができる。上記
の説明では、本発明をＹＡＧレーザ発振器を持つレーザ
加工装置に適用するようにしたが、本発明はパルス光を
出射する発振器を持つ各種の他のレーザ加工装置、例え
ば炭酸ガスレーザ装置に対しても同様に適用することが
できる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、パルス
光の通過後集光光学部品とワークの間を遮蔽するように
動作する遮蔽物を設けたので、溶融金属がワーク表面か
ら飛散してきても、その遮蔽物に捉えられ、集光光学部
品までは至らない。このため、溶融金属が集光レンズを
汚染することを根本的に防止することができる。したが
って、集光レンズをメンテナンスするまでの時間間隔を
長くとることができ、連続長時間の自動運転も可能にな
る。
光の通過後集光光学部品とワークの間を遮蔽するように
動作する遮蔽物を設けたので、溶融金属がワーク表面か
ら飛散してきても、その遮蔽物に捉えられ、集光光学部
品までは至らない。このため、溶融金属が集光レンズを
汚染することを根本的に防止することができる。したが
って、集光レンズをメンテナンスするまでの時間間隔を
長くとることができ、連続長時間の自動運転も可能にな
る。
【図１】本発明のレーザ加工装置の全体構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図であり、（Ａ）
はその全体構成を、（Ｂ）は（Ａ）のＤ矢視をそれぞれ
示す。
はその全体構成を、（Ｂ）は（Ａ）のＤ矢視をそれぞれ
示す。
【図３】従来のレーザ加工装置を示す図である。
１０ 制御装置 １１ レーザ発振器 １２ 集光レンズ １３ ワーク １４ パルス光（レーザビーム） １５ 飛散する溶融金属 ２０，２１ 遮蔽装置 ２０ｃ 遮蔽板 ２１ｃ 回転板
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザビームを導いて集光し各種のレー
ザ加工を行うレーザ加工装置において、 パルス光として照射される前記レーザビームの通過後集
光光学部品とワークの間を遮蔽するように動作する遮蔽
物を前記集光光学部品と前記ワークの間に設けたことを
特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記遮蔽物は、前記レーザビームの照射
時に前記レーザビームを通過させ前記レーザビームの照
射停止時に前記集光光学部品と前記ワークの間を遮蔽す
るように前記レーザビームのパルスに同期して往復動す
る遮蔽板であることを特徴とする請求項１記載のレーザ
加工装置。 - 【請求項３】 前記遮蔽物はレーザビーム通過口を持つ
回転板であり、前記回転板は前記レーザビームの照射時
に前記レーザビームが前記レーザビーム通過口を通過す
るように前記レーザビームのパルスに同期して回転する
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5107798A JPH06315786A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5107798A JPH06315786A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06315786A true JPH06315786A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=14468306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5107798A Pending JPH06315786A (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06315786A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013031856A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Disco Corp | レーザ加工装置 |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP5107798A patent/JPH06315786A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013031856A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Disco Corp | レーザ加工装置 |
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