JPH06344170A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
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- JPH06344170A JPH06344170A JP5139688A JP13968893A JPH06344170A JP H06344170 A JPH06344170 A JP H06344170A JP 5139688 A JP5139688 A JP 5139688A JP 13968893 A JP13968893 A JP 13968893A JP H06344170 A JPH06344170 A JP H06344170A
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振器から出射
したレーザ光を時分割により複数本の光ファイバへ時系
列的に伝送して多点加工を行うレーザ加工装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for performing multi-point processing by transmitting laser light emitted from a laser oscillator to a plurality of optical fibers in a time-sequential manner in a time division manner.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばYAGレーザを用いて切断,溶
接,半田付けなどを行うレーザ加工方式として、レーザ
発振器から出射したレーザ光を集光レンズを通じて直接
ワークの加工地点に照射する方式、あるいはレーザ光を
光ファイバを通じてワークの加工地点まで伝送した後、
さらに光ファイバから出射したレーザ光を集光レンズに
より集光して加工を行う方式がある。2. Description of the Related Art As a laser processing method for cutting, welding, soldering, etc. using a YAG laser, for example, a method of directly irradiating a processing point of a workpiece with a laser beam emitted from a laser oscillator through a condenser lens, or a laser beam After transmitting to the processing point of the work through the optical fiber,
Further, there is a method in which laser light emitted from an optical fiber is condensed by a condenser lens to perform processing.
【0003】特に後者の光ファイバを使用したレーザ光
の伝送方式では、レーザ光を複数本の光ファイバに分配
して伝送させることにより、多点加工の行えるフレシキ
ブルなレーザ加工システムを構築することができる。ま
た、複数本の光ファイバを用いる多点加工方式として
は、レーザ発振器から出射したレーザ光をエネルギー分
割して同時に複数本の光ファイバに分配する方式、ある
いはレーザ光を時分割により複数本の光ファイバに分配
して時系列的に伝送する方式があり、本発明は、前記し
た各種伝送方式のうち、特にレーザ光を時分割して複数
本の光ファイバへ時系列的に伝送する多点加工方式のレ
ーザ加工装置に関する。Particularly in the latter method of transmitting laser light using an optical fiber, it is possible to construct a flexible laser processing system capable of multi-point processing by distributing laser light to a plurality of optical fibers for transmission. it can. Further, as a multi-point processing method using a plurality of optical fibers, a laser beam emitted from a laser oscillator is energy-divided and simultaneously distributed to a plurality of optical fibers, or a laser beam is time-divided into a plurality of optical fibers. There is a method of distributing to a fiber and transmitting in time series. Among the various transmission methods described above, the present invention is particularly a multi-point processing in which laser light is time-divided and time-sequentially transmitted to a plurality of optical fibers. System laser processing apparatus.
【0004】次に、前記した時分割伝送方式によるレー
ザ加工装置の従来例を図4,および図5に示す。まず、
図4において、YAGレーザ発振器1の出力側には光軸
Oに沿って矢印P方向に移動する走査用のベンドミラー
2を備えており、かつベンドミラー2の移動経路に沿っ
てレーザ光の反射側には集光レンズ3と1対1に組合わ
せた複数本の光ファイバ4が配列している。なお、各光
ファイバ4の他端側には集光レンズ5が組合わせてあ
り、光ファイバ4を経由して伝送されて来たレーザ光は
集光レンズ5を通過して集光され、その集光スポットが
ワーク(被加工物)6の加工地点を照射して加工に供さ
れる。Next, FIGS. 4 and 5 show a conventional example of a laser processing apparatus using the above-mentioned time division transmission system. First,
In FIG. 4, a YAG laser oscillator 1 has an output side provided with a bend mirror 2 for scanning that moves in the direction of arrow P along the optical axis O, and reflects the laser light along the movement path of the bend mirror 2. A plurality of optical fibers 4 combined in a one-to-one relationship with the condenser lens 3 are arranged on the side. A condenser lens 5 is combined with the other end of each optical fiber 4, and the laser light transmitted through the optical fiber 4 passes through the condenser lens 5 and is condensed. The focused spot irradiates the processing point of the work (workpiece) 6 and is used for processing.
【0005】そして、前記の走査用ベンドミラー2を光
軸Oに沿って矢印P方向に往復移動操作することによ
り、各光ファイバ4に対するレーザ発振器1からの出射
レーザ光7の入射が順次切り替わり、これによりレーザ
光7が各光ファイバ4を通じてワーク加工地点へ時系列
的に伝送,照射されて多点加工が行われる。一方、図5
の装置においては、レーザ発振器1の出力側に集光レン
ズ3とその後段に並ぶ回転走査用のベンドミラー2(紙
面と垂直方向の回転軸を中心に、ガルバノメータの駆動
によりミラーが矢印Q方向に回転する)とを組合わせた
光学系が配備されており、光ファイバ4は集光レンズ3
の焦点に端面を合わせてベンドミラー2の回転に伴う集
光スポットの移動軌跡上に分散して配列している。By operating the scanning bend mirror 2 to reciprocate along the optical axis O in the direction of arrow P, the incidence of the laser light 7 emitted from the laser oscillator 1 on each optical fiber 4 is sequentially switched, As a result, the laser light 7 is time-sequentially transmitted and irradiated to the work processing point through each optical fiber 4 to perform multipoint processing. On the other hand, FIG.
In this device, the condenser lens 3 is provided on the output side of the laser oscillator 1 and the bend mirror 2 for rotational scanning arranged in the subsequent stage (the mirror is moved in the direction of the arrow Q by driving a galvanometer around a rotation axis perpendicular to the plane of the drawing). The optical fiber 4 is a condensing lens 3
The end faces are aligned with the focal point of the and are dispersed and arranged on the movement locus of the focused spots accompanying the rotation of the bend mirror 2.
【0006】かかる構成で、ベンドミラー2を矢印Q方
向に回転操作すると、レーザ発振器1から出射したレー
ザ光7は集光レンズ3,ベンドミラー2を経て各光ファ
イバ4の端面に時分割式に入射し、光ファイバ4を通じ
て時系列的にワークの加工地点まで伝送される。With such a structure, when the bend mirror 2 is rotated in the direction of the arrow Q, the laser light 7 emitted from the laser oscillator 1 passes through the condenser lens 3 and the bend mirror 2 and is time-divided on the end face of each optical fiber 4. The light enters and is transmitted through the optical fiber 4 in time series to the processing point of the work.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の時分割伝送方式では次記のような欠点がある。ま
ず、図4の方式では、光ファイバ4の本数が多くなると
ベンドミラー2の移動距離が長くなって、各光ファイバ
4の相互間でのレーザ光7の切替え時間が長くなり、レ
ーザ光を高速で時分割させることが困難である。また、
横一列に並ぶ光ファイバ4のピッチ間隔は集光レンズ3
の配列から制約を受けるために小さくすることができ
ず、結果として光学系全体が大形化する。The conventional time division transmission system described above has the following drawbacks. First, in the method of FIG. 4, as the number of the optical fibers 4 increases, the moving distance of the bend mirror 2 becomes longer, the switching time of the laser light 7 between the optical fibers 4 becomes longer, and the laser light is transmitted at high speed. It is difficult to divide by time. Also,
The pitch intervals of the optical fibers 4 arranged in a horizontal row are equal to those of the condenser lens 3.
The size of the entire optical system is increased as a result because the size of the optical system cannot be reduced because it is restricted by the arrangement.
【0008】また、図5の方式では、集光レンズ3で集
光したレーザ光7の集光スポットを光ファイバ4の端面
に入射させるためは、光学系で回転走査用のベンドミラ
ー2を集光レンズ3の焦点距離fの領域内に設置する必
要条件に加えて、この範囲で集光レーザ2,光ファイバ
4と干渉し合わないようにベンドミラー2を回転させる
必要があため、ベンドミラー2のサイズ,回転角が大き
く制約を受ける。Further, in the method of FIG. 5, in order to make the focused spot of the laser beam 7 focused by the focusing lens 3 incident on the end face of the optical fiber 4, the bend mirror 2 for rotary scanning is collected by the optical system. In addition to the requirement that the bend mirror 2 be installed within the region of the focal length f of the optical lens 3, it is necessary to rotate the bend mirror 2 so as not to interfere with the focusing laser 2 and the optical fiber 4 in this range. The size and rotation angle of 2 are greatly restricted.
【0009】かかる点、集光レンズ3として焦点距離f
の長いレンズを採用すれば、集光レンズ3,光ファイバ
4とベンドミラー2との相互間隔が大きく採れるので前
記問題が解消されるように思われるが、加工に用いるY
AGレーザ発振器のように、レーザ出力(平均パワー,
出力エネルギー)が大きいものでは、レーザ発振器1か
ら出射するレーザ光のビーム広がり角θが大きくなる。
また、集光レンズを通過した集光ビーム径はレンズの焦
点距離に比例する。これに対して、集光レンズで集光し
たレーザ光7を余すことなく全て光ファイバに入射させ
るためには、集光スポット径dを光ファイバのコア径D
よりも小さくする、つまりd≦Dとすることが必要条件
となる。一方、集光レンズを通過した集光スポット径d
は、前記したレーザ光の広がり角θと集光レンズの焦点
距離fによって決り、d=f・θで表される。したがっ
て、集光スポットを全て光ファイバのコアに入射させる
ためには、前記の各式よりf・θ≦Dが成立するように
光学系を構成する必要がある。ここで、レーザ光の広が
り角θはレーザ発振器の性能によって決まるため、集光
レンズの焦点距離fは前式の制約から必要以上に大きく
できず、この結果として図5の構成では集光レンズ3,
光ファイバ4と回転走査用ベンドミラー2との相互間距
離が制限されるため、ベンドミラー2のサイズ,回転角
が制限を受けるようになる。At this point, the focal length f of the condenser lens 3 is
If a long lens is used, the above-mentioned problem seems to be solved because the mutual distance between the condenser lens 3, the optical fiber 4 and the bend mirror 2 can be made large, but the Y used for processing
The laser output (average power,
When the output energy is large, the beam divergence angle θ of the laser light emitted from the laser oscillator 1 becomes large.
Further, the diameter of the focused beam that has passed through the focusing lens is proportional to the focal length of the lens. On the other hand, in order to make all the laser light 7 condensed by the condenser lens incident on the optical fiber, the condensed spot diameter d is set to the core diameter D of the optical fiber.
It is a necessary condition to make it smaller than that, that is, d ≦ D. On the other hand, the focused spot diameter d that has passed through the focusing lens
Is determined by the divergence angle θ of the laser beam and the focal length f of the condenser lens, and is represented by d = f · θ. Therefore, in order to make all the focused spots enter the core of the optical fiber, it is necessary to configure the optical system so that f.theta..ltoreq.D is established from the above equations. Here, since the divergence angle θ of the laser beam is determined by the performance of the laser oscillator, the focal length f of the condenser lens cannot be made larger than necessary due to the constraint of the above equation, and as a result, in the configuration of FIG. ,
Since the mutual distance between the optical fiber 4 and the rotary scanning bend mirror 2 is limited, the size and rotation angle of the bend mirror 2 are limited.
【0010】また、光ファイバ4を通じて加工地点まで
伝送したレーザ光を集光レンズで集光してワークに照射
する際の条件を考えると、光ファイバのコア径が小さい
ほどレーザ光の集光スポット径が小さくなり、ワークに
照射するレーザ光のパワー密度が高くなる。このことか
ら、レーザ加工装置に用いる光ファイバはコア径の小さ
なものを採用するのが有利であるが、コア径の小さな光
ファイバを採用した場合には、入射側の集光レンズとし
て、焦点距離がより一層小さなレンズが必要となり、こ
のために図5の従来方式のままでは走査用ベンドミラー
の回転操作がますます困難となる。Considering the conditions for condensing the laser light transmitted through the optical fiber 4 to the processing point by the condensing lens and irradiating the work, the smaller the core diameter of the optical fiber, the condensing spot of the laser light. The diameter is reduced, and the power density of the laser light with which the work is irradiated is increased. For this reason, it is advantageous to use an optical fiber with a small core diameter for the laser processing device.However, when an optical fiber with a small core diameter is used, it is necessary to use a focal length lens as the focusing lens on the incident side. However, it becomes more difficult to rotate the scanning bend mirror with the conventional method of FIG.
【0011】さらに、図4,図5の従来方式では、レー
ザ発振器1から複数本の光ファイバに分配して伝送され
るレーザ光の強度は各光ファイバごとに同一であり、例
えば異なる光強度で別々なワークを多点加工するなどの
加工条件にはこのままでは対応できない。本発明は上記
の点にかんがみなされたものであり、その目的は前記課
題を解決し、小形,コンパクトな構成で、しかも短焦点
距離の集光レンズの採用を可能にし、レーザ発振器から
の出射レーザ光を時分割して複数本の光ファイバへ高
速,かつ効率よく分配して伝送できるようにした多点加
工方式のレーザ加工装置を提供することにある。Further, in the conventional system shown in FIGS. 4 and 5, the intensity of the laser light distributed from the laser oscillator 1 to the plurality of optical fibers and transmitted is the same for each optical fiber. Machining conditions such as multi-point machining of separate workpieces cannot be handled as they are. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to solve the above-mentioned problems, to enable the use of a condenser lens having a small size and a compact structure and a short focal length, and an emission laser from a laser oscillator. It is an object of the present invention to provide a multi-point processing type laser processing apparatus capable of time-divisionally dividing and transmitting light to a plurality of optical fibers at high speed and efficiently.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、レー
ザ発振器の出力側に光軸を合わせて配備したベンドミラ
ーとその後段に並ぶ集光レンズとの一体的な組合わせか
らなる入射側の光学系と、ベンドミラーを中心に前記光
学系をレーザ発振器の光軸の回りに回転させる回転駆動
部と、前記集光レンズの焦点位置に端面を合わせて集光
スポットの回転走査軌跡上に分散配列した複数本の光フ
ァイバとから構成するものとする。In order to achieve the above-mentioned object, a laser processing apparatus of the present invention comprises a laser oscillator, a bend mirror provided with its optical axis aligned with the output side of the laser oscillator, and a collector arranged in the subsequent stage. An optical system on the incident side consisting of an integral combination with a light lens, a rotation drive section for rotating the optical system around the bend mirror around the optical axis of the laser oscillator, and a focus position of the condenser lens. It is composed of a plurality of optical fibers whose end faces are aligned and dispersedly arranged on the rotational scanning locus of the focused spot.
【0013】また、前記構成を基本として、レーザ光の
分割数を増加させるために、ベンドミラーと集光レンズ
を対とする光学系をレーザ発振器の光軸に沿って前後方
向に移動させる直線駆動部を備え、さらに光学系の直線
移動経路に沿って光ファイバを分散配列して構成するこ
とができる。さらに、異なる加工条件に対応させるため
の手段として、ベンドミラーと集光レンズを対とする複
数組の光学系を一体的に組み合わせてレーザ発振器の光
軸上に並置配備するとともに、レーザ発振器に近い光学
系のベンドミラーにビームスプリッタを採用し、さらに
各組の光学系ごとにその周域に光ファイバを分散配列し
た構成がある。Further, based on the above construction, in order to increase the number of divisions of the laser beam, a linear drive for moving an optical system having a bend mirror and a condenser lens in a front-back direction along the optical axis of the laser oscillator. The optical fiber can be configured by dispersively arranging the optical fibers along the linear movement path of the optical system. Further, as a means for adapting to different processing conditions, a plurality of sets of optical systems each including a bend mirror and a condenser lens are integrally combined and arranged side by side on the optical axis of the laser oscillator, and are close to the laser oscillator. There is a configuration in which a beam splitter is adopted as a bend mirror of an optical system, and optical fibers are dispersed and arrayed in the peripheral region of each set of optical systems.
【0014】[0014]
【作用】上記構成において、レーザ発振器から出射した
レーザ光はベンドミラー,集光レンズを経て集光された
後、その集光スポットが光ファイバの端面に入射され
る。ここで、ベンドミラーと集光レンズを一体的に組合
わせた光学系を光軸の回りに回転操作すると、集光点が
回転中心の回りで周回移動するように走査され、その走
査軌跡上に分散配列した各光ファイバに対し、時分割方
式により順に切り替わって入射される。この場合に、ベ
ンドミラーと集光レンズは一体的に組立てられて同時回
転するので両者の間には相対的な動きがなく、かつ集光
レンズをベンドミラーの反射側に配置して集光スポット
を直接光ファイバの端面に入射させるようにしたので、
何等の制約なしに集光レンズとして短焦点距離のレンズ
の採用が可能となる。これによりレーザ光の集光スポッ
トを十分に細めて光ファイバのコア端面に余すことなく
入射できる。しかも、集光レンズを回転して集光スポッ
トを回転走査させるようにしたので、複数本の光ファイ
バごとにその入射端側に1対1で集光レンズを装備する
必要がなく、多数本の光ファイバを短ピッチ間隔に並べ
た配列ても支障なくレーザ光を時分割して光ファイバに
入射,伝送させることができる。In the above structure, the laser light emitted from the laser oscillator is condensed through the bend mirror and the condenser lens, and the condensed spot is incident on the end face of the optical fiber. Here, when the optical system in which the bend mirror and the condenser lens are integrally combined is operated to rotate around the optical axis, the condensing point is scanned so as to move around the rotation center, and is scanned on the scanning locus. The light is sequentially switched to and incident on each of the dispersedly arranged optical fibers by a time division method. In this case, since the bend mirror and the condenser lens are integrally assembled and rotate at the same time, there is no relative movement between them, and the condenser lens is placed on the reflection side of the bend mirror to collect the spot. Since it was made to directly enter the end face of the optical fiber,
A lens with a short focal length can be adopted as a condenser lens without any restrictions. As a result, the focused spot of the laser light can be sufficiently narrowed to be incident on the end face of the core of the optical fiber. Moreover, since the condensing lens is rotated so that the condensing spot is rotated and scanned, it is not necessary to equip the plurality of optical fibers with a one-to-one condensing lens on the incident end side thereof. Even if the optical fibers are arranged at a short pitch, the laser light can be time-divided and incident on and transmitted to the optical fibers without any problem.
【0015】また、ベンドミラーと集光レンズを組合わ
せた光学系を、前記の回転操作と同時に光軸に沿ってス
ライド移動させることにより、レーザ光の集光スポット
が回転方向のほか光軸方向にも移動するようになるの
で、この集光スポットの移動領域に合わせて光ファイバ
を3次元的に配列することで光ファイバの敷設本数の増
大化が図れる。Further, by sliding the optical system in which the bend mirror and the condenser lens are combined together along the optical axis at the same time as the above-mentioned rotation operation, the condensed spot of the laser light is changed in the optical axis direction in addition to the rotational direction. Since the optical fibers are also moved, the number of optical fibers to be laid can be increased by arranging the optical fibers three-dimensionally according to the moving area of the focused spot.
【0016】さらに、ベンドミラーと集光レンズを対と
する複数組の光学系を光軸上に直列に並べ、かつレーザ
発振器に近い光学系のベンドミラーにビームスプリッタ
を採用することにより、レーザ発振器のレーザ出力を各
光学系に対しエネルギー分割した上で、各光学系ごとに
複数本の光ファイバへ時分割して伝送することができ、
これにより異なる加工条件での多点加工への対応が可能
となる。Further, a plurality of sets of optical systems each including a bend mirror and a condenser lens are arranged in series on the optical axis, and a beam splitter is adopted as a bend mirror of an optical system close to the laser oscillator, whereby a laser oscillator is provided. After the laser output of is energy-divided to each optical system, it can be time-divisionally transmitted to multiple optical fibers for each optical system.
This makes it possible to handle multi-point machining under different machining conditions.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、各実施例の図において、図4,5と対応す
る同一部品には同じ符号が付してある。 実施例1:図1(a),(b)は本発明の請求項1に対応
する実施例を示すものである。この実施例においては、
YAGレーザ発振器1の出力側に、ベンドミラー2とそ
の反射側に配した集光レンズ3を一体的に筐体8に組み
込み、かつ駆動モータ9によりベンドミラー2を回転中
心として筐体8を光軸Oの回りに回転操作するように構
成した回転式の光学系10が配備されており、さらに光
学系10の周域には集光レンズ3を通過したレーザ光7
の集光点の移動軌跡Xに端面を合わせて複数本の光ファ
イバ4が分散配列している。なお、各光ファイバ4は図
4で示したようにワークの加工点に向けて引出し配線さ
れている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings of each embodiment, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals. Embodiment 1 FIGS. 1A and 1B show an embodiment corresponding to claim 1 of the present invention. In this example,
On the output side of the YAG laser oscillator 1, the bend mirror 2 and the condenser lens 3 arranged on the reflection side thereof are integrally incorporated in the housing 8, and the drive motor 9 rotates the housing 8 around the bend mirror 2 as a rotation center. A rotary optical system 10 configured to rotate about an axis O is provided, and the laser beam 7 that has passed through the condenser lens 3 is provided in the peripheral region of the optical system 10.
A plurality of optical fibers 4 are dispersed and arrayed with their end faces aligned with the movement locus X of the focal point. Each optical fiber 4 is drawn out and wired toward the processing point of the work as shown in FIG.
【0018】かかる構成で、レーザ発振器1から出射し
たレーザ光7は光学系10のベンドミラー2で直角方向
に反射した後に集光レンズ3を通過して集光し、その集
光スポットが光ファイバ4のコア端面に入射する。ここ
で駆動モータ9により光学系10を光軸Oの回りで回転
すると、この回転に伴ってレーザ光7の集光スポットが
(b)図に示す移動軌跡X上を周回移動して各光ファイ
バ4の端面を走査するとともに、この走査過程でレーザ
光が時分割されて各光ファイバ4へ順に入射し、光ファ
イバ4を通じて時系列的にワークの加工点に伝送され
る。With such a configuration, the laser light 7 emitted from the laser oscillator 1 is reflected by the bend mirror 2 of the optical system 10 in a right angle direction and then passes through the condenser lens 3 to be condensed. 4 is incident on the end face of the core. Here, when the optical system 10 is rotated around the optical axis O by the drive motor 9, the focused spot of the laser light 7 orbits on the movement locus X shown in FIG. While scanning the end face 4 of the laser beam, the laser light is time-divided in this scanning process and sequentially enters each optical fiber 4, and is transmitted through the optical fiber 4 to the processing point of the workpiece in time series.
【0019】この場合に、光ファイバ4はその端面を集
光スポットの移動軌跡Xに位置するように配列すれば敷
設本数には制限がなく、隣り合う光ファイバが殆ど接触
し合うように近接させた状態での配列も可能である。 実施例2:図2は本発明の請求項2に対応する実施例を
示すものである。この実施例においては、実施例1の構
成に追加して、光学系10を光軸Oに沿い実線位置と点
線位置との間で矢印P方向に直線移動させるスライド機
構11を備えており、さらに、光学系10の直線移動経
路に沿ってその周域には図1と同様に光ファイバ4が分
散配列している。In this case, if the end faces of the optical fibers 4 are arranged so as to be located on the movement locus X of the focused spot, the number of laying lines is not limited, and adjacent optical fibers are brought close to each other so that they are almost in contact with each other. Arrangement in the open state is also possible. Embodiment 2: FIG. 2 shows an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention. In addition to the configuration of the first embodiment, this embodiment includes a slide mechanism 11 that linearly moves the optical system 10 along the optical axis O in the arrow P direction between the solid line position and the dotted line position. The optical fibers 4 are distributed and arrayed in the peripheral region along the linear movement path of the optical system 10 as in FIG.
【0020】かかる構成で、光学系10を駆動モータ9
により回転しつつ、さらにスライド機構11の操作で光
学系10を直線移動させると、集光レンズ3を通過して
集光したレーザ光7の集光点は光軸Oに対して回転方向
と直線方向に走査され、この走査過程で光学系10の周
域に分散配列した各光ファイバ4に対して時分割方式で
レーザ光が入射する。With this structure, the optical system 10 is connected to the drive motor 9
When the optical system 10 is linearly moved by the operation of the slide mechanism 11 while rotating by, the condensing point of the laser light 7 that has passed through the condensing lens 3 and is condensed is linear with the optical axis O in the rotational direction. The laser beam is incident on each optical fiber 4 distributed in the peripheral region of the optical system 10 in a time division manner during the scanning process.
【0021】この実施例によれば、先記の実施例1と比
べて光ファイバ4の本数を飛躍的に増やすことができ
る。しかも、ベンドミラー2と集光レンズ3は一体的に
直線方向Pにスライド移動するので、直線方向に配列し
た光ファイバ4のピッチ間隔は制約を受けることなく光
ファイバ同士を殆ど近接して敷設することができるほ
か、光ファイバ相互間の配列ピッチを小さくすることで
光学系10の移動距離も小さくて済み、それだけレーザ
光を高速で時分割できるなどの利点が得られる。According to this embodiment, it is possible to dramatically increase the number of optical fibers 4 as compared with the first embodiment. In addition, since the bend mirror 2 and the condenser lens 3 slide integrally in the linear direction P, the optical fibers 4 arranged in the linear direction are laid so as to be close to each other without any restriction on the pitch interval. In addition, by reducing the arrangement pitch between the optical fibers, the moving distance of the optical system 10 can be reduced, and the advantage that the laser light can be time-divided at high speed can be obtained.
【0022】なお、図示実施例における回転駆動モータ
9を省略して光学系10を直線移動のみとし、これに対
応して光ファイバ4を集光レンズ3の集光点に向け一列
に分散配列して実施することも可能である。 実施例3:図3は本発明の請求項3に対応する実施例を
示すものである。この実施例は、先記実施例で述べたレ
ーザ光の時分割方式とエネルギー分割方式を併用して異
なる加工条件での多点加工にも対応できるようにしたも
のであり、レーザ発振器1と光ファイバ4との間に介装
した光学系10の筐体8には、光軸Oに沿って前後に並
置した二組の光学系が組み込まれており、ここで、各組
の光学系はそれぞれ先記実施例と同様にベンドミラー2
と集光レンズ3との組合わせからなり、特にレーザ発振
器1に近い側に並ぶ光学系のベンドミラーにはビームス
プリッタ2aが採用されている。The rotary drive motor 9 in the illustrated embodiment is omitted, and the optical system 10 is moved only linearly. In response to this, the optical fibers 4 are dispersed and arranged in a line toward the focusing point of the focusing lens 3. It is also possible to carry out. Embodiment 3: FIG. 3 shows an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention. In this embodiment, the time division method and the energy division method of the laser light described in the above-mentioned embodiments are used together so that multi-point processing under different processing conditions can be supported. Two sets of optical systems arranged side by side along the optical axis O are incorporated in the housing 8 of the optical system 10 interposed between the optical system 10 and the fiber 4. Bend mirror 2 as in the previous embodiment
The beam splitter 2a is used as a bend mirror of an optical system that is arranged on the side closer to the laser oscillator 1 in particular.
【0023】かかる構成により、レーザ発振器1から出
射したレーザ光7はその一部がビームスプリッタ2aで
直角方向に反射した後に集光レンズ3を通過し、その集
光スポットが光ファイバ4の端面に入射する。また、ビ
ームスプリッタ2aを透過した残りのレーザ光は後段側
に並ぶ光学系のベンドミラー2で反射し、集光レンズ3
を通過して他方の光ファイバ4に入射する。この場合に
ビームスプリッタ2aの反射率と透過率との割合を、例
えば6対4,7対3などに選定すれば、この比率に対応
してレーザ光7が二つの光学系にエネルギー分割される
ので、異なる加工条件,つまり光強度を変えて同時に多
点加工が行えるフレシキブルなレーザ加工システムの実
現が可能となる。そして、前記の光学系10を駆動モー
タ9により光軸Oの回りに回転操作すれば、二組の光学
系ごとにその周域に分散配列した複数本の光ファイバに
対し、前記のエネルギー分割と併せてレーザ光を時分割
して時系列的に多点加工を行うことができる。With this structure, a part of the laser light 7 emitted from the laser oscillator 1 is reflected by the beam splitter 2a at a right angle and then passes through the condensing lens 3 so that the condensing spot is on the end face of the optical fiber 4. Incident. The remaining laser light that has passed through the beam splitter 2a is reflected by the bend mirror 2 of the optical system that is lined up on the rear stage side, and the condenser lens 3 is used.
And enters the other optical fiber 4. In this case, if the ratio between the reflectance and the transmittance of the beam splitter 2a is selected to be, for example, 6: 4, 7: 3, the laser beam 7 is energy-divided into two optical systems corresponding to this ratio. Therefore, it is possible to realize a flexible laser processing system capable of simultaneously performing multi-point processing under different processing conditions, that is, changing the light intensity. When the optical system 10 is rotated around the optical axis O by the drive motor 9, the energy splitting and the energy splitting are performed on a plurality of optical fibers dispersedly arranged in the peripheral region for each of the two optical systems. In addition, the laser light can be time-divided to perform time-series multi-point processing.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のレーザ加工
装置によれば次記の効果を奏する。すなわち、請求項
1,2の構成によれば、ベンドミラーと集光レンズを一
体的に組合わせてレーザ発振器と光ファイバとの間に介
装した光学系を、レーザ発振器から出射するレーザ光の
光軸上で回転,ないしスライド移動するよう構成したこ
とにより、この光学系に対向して敷設した複数本の光フ
ァイバに対し、レーザ光を高速に時分割してワークの加
工地点まで伝送して多点加工を行うことができる。ま
た、この場合に光ファイバの配列はベンドミラー,集光
レンズなどによって制約を受けることなく、光ファイバ
同士を近接敷設して光学系全体の小形化が図れるほか、
特に集光レンズをベンドミラーの反射側に配してレーザ
光の集光スポットを光ファイバのコア端面に直接入射さ
せるようにしたので、集光レンズに短焦点距離のレンズ
を採用してレーザ光を余すことなく光ファイバのコア端
面に効率よく入射させることができる。As described above, the laser processing apparatus of the present invention has the following effects. That is, according to the configurations of claims 1 and 2, the optical system in which the bend mirror and the condenser lens are integrally combined and interposed between the laser oscillator and the optical fiber is used for the laser light emitted from the laser oscillator. Since it is configured to rotate or slide on the optical axis, the laser light is time-divided at high speed and transmitted to the processing point of the workpiece for the multiple optical fibers laid facing the optical system. Multi-point processing can be performed. Further, in this case, the arrangement of the optical fibers is not restricted by the bend mirror, the condenser lens, etc., and the optical fibers can be laid close to each other to reduce the size of the entire optical system.
In particular, the condenser lens is arranged on the reflection side of the bend mirror so that the laser light condensed spot is directly incident on the end face of the optical fiber core. Can be efficiently incident on the core end surface of the optical fiber.
【0025】さらに、請求項3の構成を採用することに
より、レーザ発振器からの出射レーザ光に対し、時分割
とエネルギー分割方式を併用して異なる加工条件での多
点加工にも対応が可能となるフレシキブルなレーザ加工
システムを実現できる。Further, by adopting the structure of claim 3, it is possible to cope with multi-point machining under different machining conditions by using both time division and energy division methods for the laser light emitted from the laser oscillator. A flexible laser processing system can be realized.
【図1】本発明の実施例1に対応するレーザ加工装置の
光学系の構成図であり、(a)は側面図、(b)は光軸
方向から見た正面図1A and 1B are configuration diagrams of an optical system of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a front view seen from an optical axis direction.
【図2】本発明の実施例2に対応するレーザ加工装置の
光学系の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例3に対応するレーザ加工装置の
光学系の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing apparatus corresponding to a third embodiment of the present invention.
【図4】従来の時分割方式によるレーザ加工装置の光学
系の構成図FIG. 4 is a block diagram of an optical system of a conventional laser processing apparatus using a time division method.
【図5】図4と異なる従来例のレーザ加工装置の光学系
の構成図5 is a configuration diagram of an optical system of a laser processing apparatus of a conventional example different from FIG.
1 レーザ発振器 2 ベンドミラー 2a ビームスプリッタ 3 集光レンズ 4 光ファイバ 7 レーザ光 9 駆動モータ(回転駆動部) 10 光学系 11 スライド機構(直線駆動部) O 光軸 1 Laser Oscillator 2 Bend Mirror 2a Beam Splitter 3 Condenser Lens 4 Optical Fiber 7 Laser Light 9 Drive Motor (Rotation Drive Unit) 10 Optical System 11 Slide Mechanism (Linear Drive Unit) O Optical Axis
Claims (3)
本の光ファイバを通じてワークの加工地点まで伝送する
多点加工方式のレーザ加工装置であって、レーザ発振器
と、レーザ発振器の出力側に光軸を合わせて配備したベ
ンドミラーとその後段に並ぶ集光レンズとの一体的な組
合わせからなる入射側の光学系と、ベンドミラーを中心
に前記光学系をレーザ発振器の光軸の回りに回転させる
回転駆動部と、前記集光レンズの焦点位置に端面を合わ
せて集光スポットの回転走査軌跡上に分散配列した複数
本の光ファイバとから構成したことを特徴とするレーザ
加工装置。1. A multi-point processing type laser processing apparatus for transmitting laser light emitted from a laser oscillator to a processing point of a work through a plurality of optical fibers, the laser oscillator and an optical axis on an output side of the laser oscillator. An optical system on the incident side, which is an integrated combination of a bend mirror and a condenser lens arranged in the subsequent stage, and the optical system is rotated around the optical axis of the laser oscillator around the bend mirror. A laser processing apparatus comprising: a rotation driving unit; and a plurality of optical fibers whose end faces are aligned with a focal position of the condenser lens and are dispersedly arranged on a rotation scanning locus of a condensed spot.
ベンドミラーと集光レンズを対とする光学系をレーザ発
振器の光軸に沿って前後方向にスライド移動させる直線
駆動部を備え、さらに光学系の直線移動経路に沿って光
ファイバを分散配列したことを特徴とするレーザ加工装
置。2. The laser processing apparatus according to claim 1,
A linear driving unit that slides the optical system consisting of a bend mirror and a condenser lens in the front-back direction along the optical axis of the laser oscillator is provided, and the optical fibers are distributed and arranged along the linear movement path of the optical system. Laser processing equipment characterized by.
ベンドミラーと集光レンズを対とする複数組の光学系を
一体的に組み合わせてレーザ発振器の光軸上に並置配備
するとともに、レーザ発振器に近い光学系のベンドミラ
ーにビームスプリッタを採用し、さらに各組の光学系ご
とにその周域に光ファイバを分散配列したことを特徴と
するレーザ加工装置。3. The laser processing apparatus according to claim 1,
A plurality of sets of optical systems consisting of a bend mirror and a condenser lens are integrally combined and arranged side by side on the optical axis of the laser oscillator, and a beam splitter is adopted for the bend mirror of the optical system close to the laser oscillator. A laser processing apparatus characterized in that optical fibers are distributed and arranged in the peripheral region of each set of optical systems.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5139688A JPH06344170A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5139688A JPH06344170A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Laser beam machining device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06344170A true JPH06344170A (en) | 1994-12-20 |
Family
ID=15251115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5139688A Pending JPH06344170A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06344170A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE102017218690A1 (en) | 2016-10-19 | 2018-04-19 | Fanuc Corporation | beam distributor |
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-
1993
- 1993-06-11 JP JP5139688A patent/JPH06344170A/en active Pending
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