JPH0780674A

JPH0780674A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置

Info

Publication number: JPH0780674A
Application number: JP5231364A
Authority: JP
Inventors: Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Nobuhiko Tada; 信彦多田; Yoshiaki Shimomura; 義昭下村; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井; Yoshiya Nagano; 義也長野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】いかなる方向に加工を行う場合にも高速な加工
が行なえ、滑らかな切断面を得ることができるレーザ加
工方法及びレーザ加工装置を提供する。【構成】レーザ発振器１から出力されたレーザビーム８
は、ビームフォーマ２の円筒面レンズ２ａ及び２ｂで楕
円形の断面形状に変えられ、ビームローテータ３によっ
て光軸まわりに回転し、ベンディングミラー４で方向が
変えられ、集光レンズ５で集光されて、ＸＹテーブル７
に載置された被加工物６上に楕円形のスポット９として
照射される。また、ＮＣコントローラ１０のサーボユニ
ット１１により、被加工物６上の予め設定された加工軌
跡に沿ってスポット９が移動するようにＸＹテーブル７
が制御され、かつスポット９の長手方向がその移動方向
に一致するようにビームローテータ３の回転が制御され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細長い断面形状を有す
るレーザビームを利用したレーザ加工方法及びレーザ加
工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームを用いた加工において、細
長い断面形状を有するレーザビーム、特に楕円形の断面
形状を有するレーザビームを用いて加工を行う従来の技
術として、特開平１−３０６０８８号公報、特開平２−
２０６８１号公報に記載のものがある。これらは、レー
ザビームの断面形状を断面内の相直交する軸方向に任意
に変化（伸縮）させ、楕円形のスポット形状を得るため
の光学系を有する。

【０００３】特開平１−３０６０８８号公報に記載の従
来技術は、図７（ａ）のようにスポット形状を相直交す
るＸ軸またはＹ軸方向に伸縮させて所望の幅或いは所望
の長さの加工を行うと共に、図７（ｂ）のように楕円形
に変化させたスポットをその長軸方向にスキャンして加
工される部分を少しずつ重ね合わせながら加工を行うも
のである。これにより、高速に加工が行え、切片の輪郭
の凹凸が少なくなり切断面が滑らかになる。但し、スポ
ット形状が丸型である場合は図７（ｃ）のように重ね合
せ割合を大きくしなければ、切断面の凹凸が大きくなり
すぎて実用に供しえず、そのためスキャン速度、即ち切
断速度を速くすることができない。

【０００４】また、特開平２−２０６８１号公報に記載
の従来技術は、断面形状を楕円形に変化させたレーザビ
ームをプリント基板状のパターン配線に照射して、上記
パターン配線を切断するものである。ここで、楕円形の
スポットの長軸の長さはパターン配線の幅よりも少し大
きくしておき、また楕円形のスポットの長軸方向がパタ
ーン配線の張架方向に直交するように上記スポットを回
転させる。この技術によれば、断面形状が楕円形である
レーザビームを利用することで、矩形のアパーチャを使
用した場合のように干渉等が起こらず、エネルギが減衰
することがない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平１−
３０６０８８号公報に記載の加工方式により加工を行う
場合、もし被加工物上の楕円形のスポットをその長軸と
は異なる方向にスキャンさせた時には、図８（ａ）及び
（ｂ）に示すようになり、長軸方向の移動とはならない
ため高速な加工が行なえず、加工能率が低下する。ま
た、切断幅が大きくなってしまい、さらに切片の輪郭の
凹凸が多くなり滑らかな切断面が得られないという問題
点がある。

【０００６】また、特開平２−２０６８１号公報に記載
の加工方式には、被加工物上の楕円形のスポットを回転
させる構成があるが、この楕円形のスポットを被加工物
上でスキャンさせる構成を有しておらず、長い寸法の切
断に適したものではない。また、たとえこの加工方式に
楕円形のスポットをスキャンさせる構成を付加したとし
ても、スポットの回転とスポットのスキャンとの関係が
明確にならなければ、スポット移動方向とスポットの長
軸方向とが異なる時に上記特開平１−３０６０８８号公
報に記載の加工方式と同様の問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、いかなる方向に加工を行
う場合にも高速な加工が行なえ、滑らかな切断面を得る
ことができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、細長い断面形状のレーザビームを
被加工物に集光して照射すると共に、前記被加工物上に
集光された前記レーザビームのスポットを前記被加工物
上で相対的に移動させることにより加工を行うレーザ加
工方法において、前記被加工物上における前記スポット
の移動方向と前記スポットの長手方向とが一致するよう
に前記スポットを回転させることにより、前記被加工物
を加工することを特徴とするレーザ加工方法が提供され
る。

【０００９】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、細長い断面形状のレーザビームを発生させるレ
ーザビーム発生手段と、前記レーザビームを被加工物上
に集光させる集光手段と、前記被加工物上に集光された
前記レーザビームのスポットを前記被加工物上で相対的
に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置におい
て、前記レーザビームをその光軸のまわりに回転させる
回転手段と、前記被加工物上における前記スポットの移
動方向と前記スポットの長手方向とが一致するように前
記回転手段を制御する回転制御手段とを備えることを特
徴とするレーザ加工装置が提供される。

【００１０】上記レーザ加工装置において、好ましく
は、前記回転制御手段が、前記移動手段の移動速度ベク
トルを演算する速度ベクトル演算部と、前記移動速度ベ
クトルの方向に基づいて前記回転手段の回転角度を制御
する回転角度制御部を有する。

【００１１】また、上記レーザ加工装置において好まし
くは、前記レーザビーム発生手段が、レーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力されたレーザビームの断面形
状を少なくとも一方向に伸縮させるビーム形状伸縮手段
とを有する。

【００１２】また、好ましくは、前記レーザビーム発生
手段が、スラブ形状のレーザ媒体から矩形断面のレーザ
ビームを出力するレーザ発振器を有する。

【００１３】

【作用】上記のように構成した本発明のレーザ加工方法
においては、細長い断面形状のレーザビームを被加工物
に集光して照射すると共に、被加工物上に集光されたレ
ーザビームのスポットを被加工物上で相対的に移動、即
ちスキャンさせて加工が進められる。この時、被加工物
上におけるスポットの移動方向とこのスポットの長手方
向とが一致するように上記楕円形のスポットを回転させ
ることにより、いかなる方向に加工を行う場合にもその
方向にスポットの長手方向を向けることが可能となる。
これにより、スポットの移動方向がどんな方向であって
も高速に加工が行え、切片の輪郭の凹凸が少なくなり切
断面が滑らかになる。

【００１４】また、本発明のレーザ加工装置において
は、レーザビーム発生手段から発生した細長い断面形状
のレーザビームが回転手段によってその光軸のまわりに
回転し、回転制御手段によって少なくとも回転手段が制
御される。この回転制御手段による回転手段の制御は、
被加工物上における上記スポットの移動方向に対応し
て、スポットの移動方向とスポットの長手方向とが一致
するように行われる。これにより、上記レーザ加工方法
を実施することができる。

【００１５】また、上記回転制御手段では、速度ベクト
ル演算部によって移動手段の移動速度ベクトルが演算さ
れ、回転角度制御部によって上記移動速度ベクトルの方
向に基づいて回転手段の回転角度が制御される。これに
より、回転手段をスポットの移動方向に対応させること
ができる。

【００１６】また、上記レーザビーム発生手段において
は、レーザ発振器から出力されたレーザビームの断面形
状が、ビーム形状伸縮手段により少なくとも一方向に伸
縮させられ、これによって被加工物上のスポットは楕円
形、即ち細長い断面形状となる。

【００１７】また、上記レーザビーム発生手段が、スラ
ブ形状のレーザ媒体から矩形断面のレーザビームを出力
するレーザ発振器を有することにより、被加工物上のス
ポットは矩形、即ち細長い断面形状となる。

【００１８】

【実施例】本発明によるレーザ加工方法及びレーザ加工
装置の一実施例について、図１から図４を参照しながら
説明する。

【００１９】まず、本実施例のレーザ加工装置の構成を
説明する。図１において、本実施例のレーザ加工装置１
００は、レーザ発振器１、ビームフォーマ２、ビームロ
ーテータ３、ベンディングミラー４、集光レンズ５、Ｘ
Ｙテーブル７、ＮＣコントローラ１０、レーザコントロ
ーラ１５、及びレーザ電源１６を備える。また、ビーム
フォーマ２はレーザビームの断面形状を楕円形にするビ
ーム形状伸縮手段であって、Ｙ軸方向にのみ曲率を有す
る凸型円筒面レンズ２ａ、及びＹ軸方向にのみ曲率を有
する凹型円筒面レンズ２ｂを備えている。但し、Ｘ軸及
びＹ軸を図のように定める。また、上記レーザ発振器１
及びビームフォーマ２によりレーザビーム発生手段が構
成される。

【００２０】また、ビームローテータ３は、入射したレ
ーザビームをその光軸まわりに回転させるものであっ
て、ビームローテータ光学部３ａ及び回転用モータ３ｂ
を備え、さらにビームローテータ光学部３ａにはドーブ
プリズム３ｃが取り付けられている。そして、回転用モ
ータ３ｂによってビームローテータ光学部３ａ、従って
ドーブプリズム３ｃが光軸を中心にして回転する。

【００２１】また、ＮＣコントローラ１０は回転制御手
段であって、ビームローテータ３の回転用モータ３ｂや
ＸＹテーブル７を制御するサーボユニット１１、レーザ
コントローラ１５を制御するレーザ制御部１２、オペレ
ータによって外部から種々の入力が行われる入力部１
３、サーボユニット１１やレーザコントローラ１５の制
御及びその他の図示しない箇所を制御する主制御部１４
を備えている。主制御部１４はメモリを内蔵しており、
このメモリに加工手順及び加工軌跡を登録したプログラ
ムが入力部１３を介して予め格納される。

【００２２】ここで、ビームフォーマ２の働きで、集光
レンズ５で集光されるスポット９の形状がもとの円形か
ら一方向に伸縮され楕円形となる原理を説明する。但
し、ここでは簡単のため、ビームローテータ３によるレ
ーザビームの回転は考えないものとする。レーザ発振器
１から出力されたレーザビームのビーム径をｗ₀、拡が
り角をθ₀とすると、ビームフォーマ２を通過後のＸ軸
方向のビーム径及び拡がり角はビームフォーマ２のレン
ズ作用がないので、それぞれｗ₀及びθ₀のままである。
これに対し、Ｙ軸方向はビームフォーマ２のレンズ作用
によってビーム径及び拡がり角は共に変化し、これらを
それぞれｗ₁及びθ₁とすると、ｗ₀・θ₀＝ｗ₁・θ₁ … （１）の関係がある。

【００２３】一方、拡がり角がθであるレーザビームが
集光レンズ５で集光されたときのスポット径ｄは、集光
レンズ５の焦点距離をｆとすると、ｄ＝２ｆ・θ … （２）と表される。従って、Ｙ軸方向のスポット径ｄ_Yは、ｄ_Y＝２ｆ・θ₁ … （３）であり、Ｘ軸方向のスポット径ｄ_Xは、ｄ_X＝２ｆ・θ₀ … （４）である。ここで、（３）式に（１）式の関係を代入する
と、ｄ_Y＝２ｆ・θ₀（ｗ₀／ｗ₁）＝ｄ_X（ｗ₀／ｗ₁） … （５）となり、ｄ_Yはｄ_Xのｗ₀／ｗ₁倍となってスポット９の形
状は楕円形となる。本実施例の場合は凹型円筒面レンズ
２ｂから出射したレーザビームの断面形状がＹ軸方向に
縮小されており、ｗ₁がｗ₀より小さくｗ₀／ｗ₁＞１であ
るので、ビームローテータ３によるレーザビームの回転
がないものとすると、被加工物６上のスポット９の形状
はＹ軸方向に長軸（長手方向）をもつ楕円形となる。

【００２４】次に、ビームローテータ３によるレーザビ
ームの回転について説明する。図２は、矢印３０の像が
ビームローテータ３のドーブプリズム３ｃを通過するこ
とによりどのように変化するかを示す図である。ドーブ
プリズム３ｃは四角柱の両端をその断面が等脚台形にな
るように斜めに切断したものであり、このドーブプリズ
ム３ｃを透過する光は一度反転してから出射する。例え
ば、図２（ａ）の方向で矢印３０の像がドーブプリズム
３ｃに入射した場合、矢印３０の像は一度反転して倒立
した像となる。また、ドーブプリズム３ｃが図２（ｂ）
のように４５°回転した場合、矢印３０の像は９０°回
転して紙面の表面から裏面に向かう向きの像となる。ま
た、ドーブプリズム３ｃが図２（ｃ）のようにさらに４
５°回転した場合、矢印３０の像はさらに９０°回転し
て正立した像となる。つまり、入射する光の光軸を中心
にある角度回転させると、出射する光はその光軸のまわ
り上記角度の２倍回転することになる。これにより、レ
ーザビームはドーブプリズム３ｃの回転角度の２倍自転
し同軸で出力されることになる。

【００２５】次に、以上のような構成を有するレーザ加
工装置の動作について説明する。まず、レーザ電源１６
はレーザコントローラ１５から指令された電圧をレーザ
発振器１に印加することにより、レーザ発振器１よりレ
ーザビーム８が出力される。このレーザビーム８は一般
に円形の断面形状を有しているが、ビームフォーマ２の
凸型円筒面レンズ２ａ及び凹型円筒面レンズ２ｂに入射
し、その断面形状の一方向（Ｙ軸方向）が縮小されて楕
円形となる。そして、ビームフォーマ２からのレーザビ
ーム８ａはビームローテータ３によって光軸まわりに回
転し、ビームローテータ３からのレーザビーム８ｂはベ
ンディングミラー４で方向が変えられ、集光レンズ５で
集光されて、ＸＹテーブル７に載置された被加工物６上
に楕円形のスポット９として照射される。

【００２６】また、主制御部１４は内蔵のメモリに格納
されたプログラムに従ってサーボユニット１１及びレー
ザ制御部１２を制御する。このプログラムには加工手順
の他に、所定の加工軌跡に関する諸情報、即ち加工軌跡
上の各点のＸＹ座標や加工軌跡上の各点におけるスポッ
ト９の長手方向の向きが登録されており、これらをもと
にサーボユニット１１はＸＹテーブル７及びビームロー
テータ３を制御する。つまり、サーボユニット１１は、
加工軌跡上をスポット９が移動するように各点のＸＹ座
標及び速度指令値に応じてＸＹテーブル７を移動させ、
スポット９の長手方向とその移動方向とが一致するよう
にビームローテータ３を回転させる。これにより、いか
なる方向に加工を行う場合にも、スポット９の長手方向
がその移動方向に向く。また、レーザ制御部１２は、サ
ーボユニット１１によるＸＹテーブル７及びビームロー
テータ３の動きに合わせて、適宜レーザビームを発振し
たり停止したりするようにレーザコントローラ１５に指
令を送る。

【００２７】ここで上記動作の一例として、図３に示す
ような扇状に配置された多数のスリット５１〜５７の加
工を行う動作を図４のフローチャートに沿って説明す
る。但し、この動作は主制御部１１に格納されたプログ
ラムに登録されるものである。また、図４は図３のスリ
ット５１及び５２のみを加工するフローチャートであ
り、スリット５３以降も上記と同様の方式で順次加工す
るものとする。

【００２８】まず、図４のステップＳ１において、ＸＹ
テーブル７によりスポット９の位置をＡ位置まで移動さ
せ、ステップＳ２においてビームローテータ３を回転さ
せることによりスポット９の長軸方向をＡ位置からＢ位
置に向かう方向に合わせる。但し、これはレーザ発振を
停止した状態で行う。続いて、ステップＳ３でレーザ発
振器によりレーザ発振を開始させ、同時にステップＳ４
でＸＹテーブル７によりスポット９をＢの方向へ移動さ
せる。これによりスリット５１の形成が進行する。スポ
ット９の移動によってスリット５１が形成されスポット
９がＢ位置に到達すると、そこでレーザ発振を停止する
（ステップＳ５）。

【００２９】次に、ステップＳ６において、レーザ発振
を停止したままＸＹテーブル７によりスポット９の位置
をＢ位置からＣ位置まで移動させ、ステップＳ７におい
てビームローテータ３によりスポット９の長軸方向をＣ
位置からＤ位置に向かう方向に合わせる。続いて、ステ
ップＳ８で再びレーザ発振器によりレーザ発振を開始さ
せ、同時にステップＳ９でＸＹテーブル７によりスポッ
ト９をＤの方向へ移動させる。これによりスリット５２
の形成が進行する。スポット９の移動によってスリット
５２が形成されスポット９がＤ位置に到達すると、そこ
でレーザ発振を停止する（ステップＳ１０）。このよう
にしてスリット５１及び５２が加工されるが、スリット
５３以降も同様の動作により加工される。

【００３０】以上のような本実施例においては、サーボ
ユニット１１の制御のもとに、ＸＹテーブル７により被
加工物６上の所定の加工軌跡に沿ってスポット９を移動
させ、かつビームローテータ３の回転によりスポット９
の長手方向をその移動方向に一致させるようにするの
で、いかなる方向に加工を行う場合にも高速に加工を行
うことができ、切片の輪郭の凹凸も少なくなって滑らか
な切断面が得られる。

【００３１】次に、本発明によるレーザ加工方法及びレ
ーザ加工装置の他の実施例について、図５を参照しなが
ら説明する。

【００３２】本実施例のレーザ加工装置１０１において
は、図１のビームフォーマ２及びビームローテータ３に
代え、両者の機能を合わせ持つものとして図５に示すよ
うな回転式ビームフォーマ２０を設ける。この回転式ビ
ームフォーマ２０は光学部２０ａ及び回転用モータ２０
ｂを備え、さらに光学部２０ａには図１のビームフォー
マ２と同様に凸型円筒面レンズ２０ｃ及び凹型円筒面レ
ンズ２０ｄを備えており、回転用モータ２０ｂによって
光学部２０ａが回転する。これにより、凸型円筒面レン
ズ２０ｃ及び凹型円筒面レンズ２０ｄがそれらの相対位
置を変えないように光軸まわりに回転することになる。
これ以外の構成及び動作は図１と同様である。但し、図
１と同様の構成及び機能を有する部材に関しては図１中
の番号と同一の番号を付した。

【００３３】以上のような構成によれば、回転式ビーム
フォーマ２０によってビーム径と拡がり角を変化させる
方向そのものが回転するので、図１のビームフォーマ２
によるレーザビーム８の断面の伸縮とビームローテータ
３によるレーザビームの光軸まわりの回転の両方が行わ
れたのと同様の結果となり、被加工物６上の楕円形のス
ポット９が図１と同様に回転することになる。このよう
に、本実施例によっても同様の効果が得られる。

【００３４】次に、本発明によるレーザ加工方法及びレ
ーザ加工装置のさらに他の実施例について、図６を参照
しながら説明する。

【００３５】本実施例のレーザ加工装置１０２において
は、サーボユニット１１とビームローテータ３の回転用
モータ３ｂとの間にビームローテータコントローラ１７
を設ける。但し、このビームローテータコントローラ１
７は回転制御手段に含まれる。これ以外の構成は図１と
同様である。また、図１と同様の構成及び機能を有する
部材に関しては図１中の番号と同一の番号を付した。

【００３６】次に、本実施例のレーザ加工装置の動作に
ついて説明する。まず、レーザ発振器１からのレーザビ
ーム８の出力、ビームフォーマ２でのレーザビーム８の
断面形状の伸縮、ビームローテータ３によるレーザビー
ム８ａの光軸まわりの回転、集光レンズ５による集光、
及び被加工物６上への楕円形のスポット９の照射が図１
の実施例と同様に行われる。

【００３７】また、図１と同様に、主制御部１４は内蔵
のメモリに格納されたプログラムに従ってサーボユニッ
ト１１及びレーザ制御部１２を制御する。このプログラ
ムには加工手順と加工軌跡上のＸＹ座標が登録される
が、図１の場合と異なり、加工軌跡上の各点におけるス
ポット９の長手方向の向きは登録する必要はない。そし
て、サーボユニット１１は、加工軌跡上をスポット９が
移動するように上記プログラム、従って各点のＸＹ座標
及び速度指令値に応じてＸＹテーブル７を移動させる。
この時のスポット９のＸ座標及びＹ座標がサーボユニッ
ト１１に取り込まれ、ここで、それらの時間変化、即ち
スポット９の移動速度ベクトルＶ_X，Ｖ_Yが演算される。
さらに、移動速度ベクトルＶ_X，Ｖ_Yはビームローテータ
コントローラ１７に入力され、ここで移動ベクトル
Ｖ_X，Ｖ_Yの方向とスポット９の長手方向とが一致するよ
うにビームローテータ３の回転角度が演算され、この回
転角度に従って回転用モータ３ｂが制御される。これに
より、スポット９の長手方向の向きをプログラムで登録
することを要せずに、いかなる方向に加工を行う場合に
も、ＸＹテーブル７の移動と共に自動的にスポット９の
長手方向がその移動方向に向く。また、このような制御
を行うことにより、ＸＹテーブル７をオペレータが直接
手動で操作して移動させる場合においても、ＸＹテーブ
ル７の移動に追随してスポット９の長手方向をその移動
方向に向かせることができる。

【００３８】また、上記のように実際の移動速度ベクト
ルＶ_X，Ｖ_Yに基づいて制御を行う場合にはＰＩＤ制御等
で動作の遅れ時間を短縮しておくことが望ましい。ま
た、実際の移動速度ベクトルＶ_X，Ｖ_Yをサーボユニット
１１に入力する代わりに、ＸＹテーブル７を移動させる
速度指令値をサーボユニット１１に入力し、これに基づ
いてビームローテータ３の回転角度を演算してもよい
が、実際の移動速度ベクトルを利用した方がより正確に
スポット９の長手方向をその移動方向に向かせることが
できる。

【００３９】以上のように本実施例によれば、前述の２
つの実施例と同様の効果が得られると共に、スポット９
の長手方向の向きをプログラムで登録することを要せず
に、ＸＹテーブル７の移動と共に自動的にスポット９の
長手方向をその移動方向に向かせることができる。ま
た、本実施例はＸＹテーブル７をオペレータが直接手動
で操作して移動させる場合にも適用できる。

【００４０】尚、以上３つの実施例では円形断面のレー
ザビームを用い、これをビームフォーマで楕円形の断面
に変換したが、スラブレーザ発振器より発振される短形
状の断面形状を有するレーザビームを用いてもよい。但
し、この場合には図５で説明した実施例のようなビーム
フォーマを回転させる構成よりも、図１や図６で説明し
た実施例のようなビームローテータを有する構成の方
が、より滑らかな切断面が得られる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、被加工物上における楕
円形のスポットの移動方向とスポットの長手方向とが一
致するように上記スポットを回転させるので、いかなる
方向に加工を行う場合にもその方向にスポットの長手方
向を向けることができる。従って、高速な加工が行え、
滑らかな切断面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるレーザ加工装置の構成
を示す図である。

【図２】ビームローテータに取り付けられたドーブプリ
ズムの機能を説明する図である。

【図３】図１のレーザ加工装置を用いて扇状に配置され
た多数のスリットの加工を行う状況を示す図である。

【図４】図３の加工を行う動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】本発明の他の実施例によるレーザ加工装置の構
成を示す図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例によるレーザ加工装
置の構成を示す図である。

【図７】（ａ）は被加工物上の楕円形のスポット形状を
相直交するＸ軸またはＹ軸方向に変化（伸縮）させる状
況を示す図、（ｂ）は楕円形のスポットを少しずつ重ね
合わせながらその長軸方向にスキャンさせて加工を行う
状況を示す図、（ｃ）は丸型のスポットを重ね合せなが
らスキャンさせて加工を行う状況を示す図である。

【図８】被加工物上の楕円形のスポットをその長軸とは
異なる方向にスキャンさせて加工を行う状況を示す図で
あって、（ａ）は長軸に対して斜め方向にスキャンさせ
た時、（ｂ）は短軸方向にスキャンさせた時の状況を示
す図である。

【符号の説明】

１レーザ発振器２ビームフォーマ２ａ凸型円筒面レンズ２ｂ凹型円筒面レンズ３ビームローテータ３ａビームローテータ光学部３ｂ回転用モータ３ｃドーブプリズム５集光レンズ６被加工物７ＸＹテーブル８，８ａ，８ｂレーザビーム９スポット１０ＮＣコントローラ１１サーボユニット１２レーザ制御部１４主制御部１５レーザコントローラ１７ビームローテータコントローラ２０回転式ビームフォーマ２０ａ光学部２０ｂ回転用モータ２０ｃ凸型円筒面レンズ２０ｄ凹型円筒面レンズ１００レーザ加工装置１０１レーザ加工装置１０２レーザ加工装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桜井茂行茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者長野義也茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細長い断面形状のレーザビームを被加工
物に集光して照射すると共に、前記被加工物上に集光さ
れた前記レーザビームのスポットを前記被加工物上で相
対的に移動させることにより加工を行うレーザ加工方法
において、前記被加工物上における前記スポットの移動方向と前記
スポットの長手方向とが一致するように前記スポットを
回転させることにより、前記被加工物を加工することを
特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】細長い断面形状のレーザビームを発生さ
せるレーザビーム発生手段と、前記レーザビームを被加
工物上に集光させる集光手段と、前記被加工物上に集光
された前記レーザビームのスポットを前記被加工物上で
相対的に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置
において、前記レーザビームをその光軸のまわりに回転させる回転
手段と、前記被加工物上における前記スポットの移動方
向と前記スポットの長手方向とが一致するように前記回
転手段を制御する回転制御手段とを備えることを特徴と
するレーザ加工装置。
【請求項３】請求項２記載のレーザ加工装置におい
て、前記回転制御手段は、前記移動手段の移動速度ベク
トルを演算する速度ベクトル演算部と、前記移動速度ベ
クトルの方向に基づいて前記回転手段の回転角度を制御
する回転角度制御部を有することを特徴とするレーザ加
工装置。
【請求項４】請求項２または３記載のレーザ加工装置
において、前記レーザビーム発生手段は、レーザ発振器
と、前記レーザ発振器から出力されたレーザビームの断
面形状を少なくとも一方向に伸縮させるビーム形状伸縮
手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】請求項２または３記載のレーザ加工装置
において、前記レーザビーム発生手段は、スラブ形状の
レーザ媒体から矩形断面のレーザビームを出力するレー
ザ発振器を有することを特徴とするレーザ加工装置。