JPH09248684A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

Info

Publication number
JPH09248684A
JPH09248684A JP8057275A JP5727596A JPH09248684A JP H09248684 A JPH09248684 A JP H09248684A JP 8057275 A JP8057275 A JP 8057275A JP 5727596 A JP5727596 A JP 5727596A JP H09248684 A JPH09248684 A JP H09248684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
actuator
laser
machining
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8057275A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Ishihara
弘一 石原
Ryuichiro Takada
龍一郎 高田
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.)
Sanyo Machine Works Ltd
Original Assignee
Sanyo Machine Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Machine Works Ltd filed Critical Sanyo Machine Works Ltd
Priority to JP8057275A priority Critical patent/JPH09248684A/en
Publication of JPH09248684A publication Critical patent/JPH09248684A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a highly reliable oscillating mechanism by oscillating the optical system with an actuator using a piezoelectric element and thereby enabling high frequency oscillation. SOLUTION: In machining by the irradiation of a laser beam 10 on the surface of an object 13 to be worked, the optical system is oscillated with an actuator 20 using a piezoelectric element. Accordingly, the fluctuating direction of the converging position of the laser beam varies depending on the oscillating direction of the optical system; therefore, for example, with the converging position varied in the direction crossing the machining line 14, the converging position traces a zigzag moving locus as the machining head moves along the machining line 14. As a result, in the case of butt welding, a gap or misalignment tolerance is expanded, relaxing machining accuracy required for the abutting end face. In addition, with the piezoelectric element used for the actuator 20, high frequency oscillation is made possible. Further, looseness or wear is less compared with a conventional mechanical mechanism; hence, there is high reliability for durability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ発振器か
ら出たレーザ光を伝送光学系により集光光学系まで導
き、集光光学系により所定のスポット径に集光して被加
工物に照射することによって溶接、切断その他の各種加
工を行なうレーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention guides a laser beam emitted from a laser oscillator to a condensing optical system by a transmission optical system, condenses the laser beam to a predetermined spot diameter by the condensing optical system, and irradiates the workpiece. The present invention relates to a laser processing device for performing welding, cutting, and other various processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ光を用いて行なう加工のうち、レ
ーザの照射面積を広くしてその効果を上げる用途があ
る。たとえば、板厚や化学組成の同じ又は異なる2枚以
上の板を突合せ溶接する際には、その接合線(加工ライ
ン)を中心としてレーザの集光位置をある振幅をもって
往復移動させることにより、溶融量が増大することで接
合が確実となるばかりか、接合線と集光位置との微小な
位置ずれを吸収する効果がある。また、同様の方法は広
い面積を簡便に加工したい表面処理の場合にも効果的で
あることが多い。
2. Description of the Related Art Among the processes performed by using laser light, there is a use in which a laser irradiation area is widened to enhance its effect. For example, when butt-welding two or more plates having the same or different plate thickness or chemical composition, melting is performed by reciprocally moving the laser focusing position with a certain amplitude around the joining line (processing line). The increase in the amount not only ensures the bonding, but also has the effect of absorbing a minute positional deviation between the bonding line and the light collecting position. Further, the same method is often effective also in the case of surface treatment for which a large area is desired to be easily processed.

【0003】レーザ光の集光位置を加工ラインを横切る
方向に往復移動させるようにした機械式の機構が知られ
ている(特開平2−142693号公報、特開平5−5
7466号公報、特開平7−9176号公報等)。
A mechanical mechanism is known in which the condensing position of laser light is reciprocally moved in a direction crossing a processing line (Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-142693 and 5-5).
7466, JP 7-9176, etc.).

【0004】特開平2−142693号公報には、被加
工物の加工ラインに対し照射されるレーザ光を加工ライ
ンに対し交差方向に揺動させる機構が開示されており、
その第3図には、レーザ光の揺動を、レーザ光の焦点を
結ぶためのレンズを往復運動させることによって生じる
レンズスキャン型ビームスキャンニング装置が記載され
ている。この既知の装置は、図5に示すように、レーザ
光(1)を集光する集光レンズ(2)をレンズマウント
(4)に保持させ、このレンズマウント(4)にロッド
(5)の一端を連結し、ロッド(5)の他端を、モータ
(7)の出力軸に取り付けた偏心カム(6)と回転可能
に嵌合させてある。そして、偏心カム(6)の回転に伴
い、ロッド(5)の往復運動を介してレンズマウント
(4)が被溶接物(3)の加工ライン(8)を横切る方
向に往復移動する。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-142693 discloses a mechanism for oscillating a laser beam applied to a machining line of a workpiece in a direction intersecting the machining line.
FIG. 3 shows a lens scanning type beam scanning device which is generated by reciprocating a lens for focusing the laser light so that the oscillation of the laser light is reciprocated. In this known device, as shown in FIG. 5, a condenser lens (2) for condensing a laser beam (1) is held on a lens mount (4), and a rod (5) of a lens (4) is attached to the lens mount (4). One end is connected and the other end of the rod (5) is rotatably fitted to an eccentric cam (6) attached to the output shaft of the motor (7). Then, with the rotation of the eccentric cam (6), the lens mount (4) reciprocates in a direction traversing the processing line (8) of the workpiece (3) through the reciprocating motion of the rod (5).

【0005】集光レンズ(2)とレンズマウント(4)
は、図示されないトーチ内に収納されており、トーチは
加工ライン(8)に沿って移動するようになっている。
したがって、レーザ溶接時には、集光レンズ(2)を保
持するレンズマウント(4)が上述のようにして往復移
動することから、レーザ光(1)は、単に加工ラインに
沿って直線的に走査を行なうのでなくジグザグに揺動す
ることとなる。
Condensing lens (2) and lens mount (4)
Is housed in a torch (not shown), and the torch moves along the processing line (8).
Therefore, during laser welding, the lens mount (4) holding the condenser lens (2) reciprocates as described above, so that the laser light (1) simply scans linearly along the processing line. Instead of doing it, it will swing zigzag.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の機械式揺動
機構には、応答性が悪い、音の発生、高周波での振動や
びびりの発生、振幅の変更が電気信号を用いて行えな
い、使用による経時摩耗、機構が複雑、といった問題点
がある。たとえば、ロッド(3)と偏心カム(5)との
間での摩耗が避けられず、ガタの発生により安定したレ
ーザ光の走査が困難となる。加えて、揺動振幅がカムの
偏心量によって一義的に定まるため、変位の小さい偏心
カムを使用するときは、得られる揺動振幅に限界があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above-mentioned conventional mechanical rocking mechanism, poor responsiveness, generation of sound, generation of vibration and chatter at high frequency, and change of amplitude cannot be performed by using an electric signal. There are problems such as wear over time due to use and a complicated mechanism. For example, wear between the rod (3) and the eccentric cam (5) is unavoidable, and it becomes difficult to perform stable laser light scanning due to backlash. In addition, since the swing amplitude is uniquely determined by the amount of eccentricity of the cam, there is a limit to the swing amplitude that can be obtained when using an eccentric cam with a small displacement.

【0007】そこで、この発明の目的とするところは、
従来の機械式揺動機構の上記問題点を解消して、高周波
数の揺動が可能で、ガタや摩耗が少なくて耐久信頼性の
高い揺動機構を備えたレーザ加工装置を提供することに
ある。
Therefore, the object of the present invention is to:
To solve the above problems of the conventional mechanical rocking mechanism, and to provide a laser processing apparatus equipped with a rocking mechanism capable of rocking at a high frequency, having less rattling and wear, and having high durability and reliability. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、被加工物の表面にレーザ光を照射して加
工を行なうレーザ加工装置において、圧電素子を用いた
アクチュエータで光学系を揺動させるようにしたもので
ある(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention provides a laser processing apparatus for irradiating a surface of a workpiece with a laser beam for processing, wherein an optical system is formed by an actuator using a piezoelectric element. It is designed to be rocked (Claim 1).

【0009】光学系を揺動させることによりレーザ光の
集光位置が変動する。そして、レーザ光の集光位置の変
動の向きも光学系の揺動の向きに依存して変化する。例
えば、加工ラインを横切る方向にレーザ光の集光位置を
変動させると、加工ヘッドが加工ラインに沿って移動す
るに伴い、レーザ光の集光位置はジグザグな移動軌跡を
描くことになる。これにより、例えば突合せ溶接の場
合、ギャップ裕度及び目はずれ裕度が大きくなり被加工
物の突合せ端面に要求される加工精度が緩和される。ま
た、加工ラインと平行に、つまり加工ヘッドの移動方向
に、レーザ光の集光位置を変動させることもでき、これ
は例えば溶湯を攪拌して溶込みを増す上で有用である。
さらに、レーザ光の集光位置が円を描くように光学系を
揺動させることにより、加工ヘッドの走行に伴ってレー
ザ光のスポット位置が螺旋状の移動軌跡を描くようにす
ることも可能である。
By swinging the optical system, the focus position of the laser light changes. Then, the direction of fluctuation of the focus position of the laser light also changes depending on the direction of oscillation of the optical system. For example, when the condensing position of the laser light is changed in the direction crossing the machining line, the condensing position of the laser light draws a zigzag movement trajectory as the machining head moves along the machining line. As a result, for example, in the case of butt welding, the gap tolerance and the misalignment tolerance are increased, and the machining accuracy required for the butt end face of the workpiece is relaxed. Further, it is also possible to change the focus position of the laser light in parallel with the processing line, that is, in the moving direction of the processing head, which is useful, for example, in stirring the molten metal to increase the penetration.
Furthermore, by swinging the optical system so that the focus position of the laser light draws a circle, it is possible to make the spot position of the laser light draw a spiral movement locus as the machining head runs. is there.

【0010】アクチュエータとしては、圧電素子を用い
たアクチュエータを採用することができる。そのような
アクチュエータの一例としてピエゾアクチュエータが挙
げられる。ピエゾアクチュエータは、圧電セラミックス
等の結晶に電圧を印加するとその電圧に応じた変位を発
生するという、いわゆる逆圧電効果を利用したもので、
応答性にすぐれ、100μs以下の高速で追従する。し
かも、0.1μm以下の高分解能を有するため、高精度
の駆動が可能である。
As the actuator, an actuator using a piezoelectric element can be adopted. An example of such an actuator is a piezo actuator. A piezo actuator utilizes a so-called inverse piezoelectric effect, in which when a voltage is applied to a crystal such as piezoelectric ceramics, a displacement is generated according to the voltage,
It has excellent responsiveness and follows at a high speed of 100 μs or less. Moreover, since it has a high resolution of 0.1 μm or less, it can be driven with high accuracy.

【0011】ピエゾアクチュエータの変位は50μm程
度とあまり大きくないため、1mm程度の振幅を要する
ような場合には、図5に関連して既述した従来技術のア
クチュエータには採用できないが、放物面鏡よりなる集
光光学系との組合せにおいてピエゾアクチュエータを採
用することによって、アクチュエータ自体は比較的小さ
な変位であっても加工面において所望の揺動振幅が得ら
れる。すなわち、支点を中心として放物面鏡を動かせ
ば、光学的に焦点面での変位は大きくなる。例えばブラ
ンク材の突合せ溶接用途であれば、焦点で1mm以下の
振幅が得られれば十分に有効であり、そのために必要な
放物面鏡の傾き角は、焦点距離が10インチの場合、
0.11°程度である。
Since the displacement of the piezo actuator is not so large as about 50 μm, when the amplitude of about 1 mm is required, it cannot be adopted in the actuator of the prior art described with reference to FIG. By adopting the piezo actuator in combination with the condensing optical system including a mirror, a desired swing amplitude can be obtained on the machined surface even if the actuator itself has a relatively small displacement. That is, when the parabolic mirror is moved around the fulcrum, the displacement on the focal plane becomes large optically. For example, for butt welding of blank materials, it is sufficiently effective to obtain an amplitude of 1 mm or less at the focal point, and the tilt angle of the parabolic mirror required for that is, when the focal length is 10 inches,
It is about 0.11 °.

【0012】レーザ光の集光位置の変動はレーザ光の集
光光学系を揺動させることによって達成することができ
る(請求項2)。集光光学系は反射型の放物面鏡でも
(請求項3)、あるいは透過型の集光レンズ(請求項
4)であってもよいが、集光レンズを往復運動させるこ
とによってレーザ光の集光位置を揺動させる場合、光軸
がレンズの中心にあるとき以外はレンズが本質的に有す
る収差の影響を受け、ビームの品質が低下することにな
る。この点を考慮して、折返しミラーと集光レンズをユ
ニット化して集光光学系を構成させた集光ユニットを全
体として揺動させるようにすることもできる(請求項
5)。
The fluctuation of the condensing position of the laser light can be achieved by oscillating the condensing optical system of the laser light (claim 2). The condensing optical system may be a reflective parabolic mirror (Claim 3) or a transmissive condensing lens (Claim 4). When the focusing position is swung, the quality of the beam is deteriorated due to the influence of the aberration inherent in the lens except when the optical axis is at the center of the lens. Considering this point, the folding mirror and the condenser lens may be unitized to swing the condenser unit that constitutes the condenser optical system as a whole (Claim 5).

【0013】また、集光光学系以外の光学系を揺動させ
ることによってレーザ光の集光位置を変動させることも
可能である。たとえば、集光光学系よりもレーザ発振器
に近い側の折返しミラーをアクチュエータで揺動させる
ようにしてもよい(請求項6)。通常、ミラーの駆動に
は電動モータを用いるが、圧電素子を用いたアクチュエ
ータで駆動することで機構が小型化できる。この場合、
揺動させる折返しミラーは一つでも(請求項7)、ある
いは二つ以上の折返しミラーを互いに同期させて揺動さ
せるようにしてもよい(請求項8)。後者の場合、例え
ば、一つの折返しミラーを水平方向に揺動させ、もう一
つの折返しミラーを垂直方向に同期して揺動させること
により、レーザ光の集光位置が円や楕円等を描いて変動
する。
It is also possible to change the focus position of the laser light by swinging an optical system other than the focus optical system. For example, the folding mirror on the side closer to the laser oscillator than the focusing optical system may be swung by the actuator (claim 6). Usually, an electric motor is used to drive the mirror, but the mechanism can be miniaturized by being driven by an actuator using a piezoelectric element. in this case,
Only one folding mirror may be swung (claim 7), or two or more folding mirrors may be swung in synchronization with each other (claim 8). In the latter case, for example, by swinging one folding mirror in the horizontal direction and swinging the other folding mirror in the vertical direction, the focus position of the laser light draws a circle or an ellipse. fluctuate.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るレーザ加工
装置の実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a laser processing apparatus according to the present invention will be described below.

【0015】図1に、端縁同士を突き合わせた2枚の鋼
板製ブランク材(被加工物)を突合せ溶接する場合に適
用したこの発明の実施の形態を例示する。レーザ加工装
置は、放物面鏡(11)を使用した反射型集光系を有
し、折返しミラー(12)を含む伝送光学系で導かれて
きたレーザ光(10)を放物面鏡(11)で集光して被
加工物(13)の表面に照射するようになっている。加
工ライン(14)すなわちこの場合溶接線は図1の紙面
に垂直に延在する。
FIG. 1 exemplifies an embodiment of the present invention applied to butt welding two blank steel plates (workpieces) whose ends are abutted against each other. The laser processing apparatus has a reflection-type condensing system using a parabolic mirror (11), and transmits a laser beam (10) guided by a transmission optical system including a folding mirror (12) to a parabolic mirror ( The light is focused at 11) and is applied to the surface of the work (13). The processing line (14), in this case the welding line, extends perpendicular to the plane of the drawing in FIG.

【0016】放物面鏡(11)で集光されたレーザ光
(10)は、被加工物(13)の突合せ部、すなわち溶
接線(14)に向けて照射されるようになっている。図
示するように方物面鏡(11)を図1の紙面と平行に揺
動させることにより、レーザ光(10)の集光位置が加
工ライン(14)を横切る方向に往復移動する。この場
合の揺動機構は、一例として、揺動運動の支点(O)を
通る図1の紙面に垂直な支持ピンで放物面鏡(11)を
回転自在に支持し、スプリング等の弾圧手段(21)で
一の回転方向に放物面鏡(11)を附勢し、その逆向き
にアクチュエータ(20)の駆動力を働かせるようにす
る。なお、ここでは加工ラインが図の紙面に垂直に延在
し、したがって加工ヘッドが図の紙面に垂直に移動する
場合について述べたが、加工ラインが図の紙面と平行に
延在し加工ヘッドが図の紙面と平行に移動するときは、
放物面鏡(11)が想像線で示すように揺動するとレー
ザ光の集光位置は加工ラインと平行に変動することとな
る。このことは図2及び図3のものについても同様であ
る。
The laser beam (10) focused by the parabolic mirror (11) is directed toward the abutting portion of the workpiece (13), that is, the welding line (14). By swinging the parabolic mirror (11) in parallel with the paper surface of FIG. 1 as shown in the figure, the converging position of the laser beam (10) reciprocates in the direction crossing the processing line (14). The swing mechanism in this case is, as an example, a parabolic mirror (11) rotatably supported by a support pin that passes through the fulcrum (O) of the swing motion and is perpendicular to the paper surface of FIG. At (21), the parabolic mirror (11) is biased in one rotation direction, and the driving force of the actuator (20) is exerted in the opposite direction. Note that here, the case where the processing line extends perpendicularly to the paper surface of the figure and therefore the processing head moves vertically to the paper surface of the figure has been described, but the processing line extends parallel to the paper surface of the figure and the processing head is When moving parallel to the paper surface of the figure,
When the parabolic mirror (11) swings as shown by the imaginary line, the focus position of the laser light will change parallel to the processing line. This also applies to those in FIGS. 2 and 3.

【0017】図2に示すように、放物面鏡(11)を入
射光軸のまわりに回転揺動させてもよい。すなわち、放
物面鏡(11)を入射光軸を中心として回転可能に支持
し、図2(C)に示すように、放物面鏡(11)を一の
回転方向に附勢するスプリング等の弾圧手段(21)を
設けるとともに、アクチュエータ(20)を静止部材と
放物面鏡(11)との間に介在させてアクチュエータ
(20)の変位方向を放物面鏡の接線方向と一致させ
る。これにより、アクチュエータ(20)が通電により
伸張すると弾圧手段(21)の弾性力に抗して放物面鏡
(11)が一の方向に回転し、アクチュエータ(20)
が縮小すると弾圧手段(21)の弾性力で放物面鏡(1
1)が反対方向に回転する。このようにしてアクチュエ
ータ(20)の変位により放物面鏡(11)が入射光軸
を中心として往復回動する結果、放物面鏡(11)で反
射したレーザ光(10)の集光位置が入射光軸を横切る
方向に往復移動する(図2(B))。
As shown in FIG. 2, the parabolic mirror (11) may be swung around the incident optical axis. That is, a paraboloidal mirror (11) is rotatably supported about the incident optical axis, and as shown in FIG. 2C, a spring or the like that biases the parabolic mirror (11) in one rotation direction. The elastic means (21) is provided and the actuator (20) is interposed between the stationary member and the parabolic mirror (11) so that the displacement direction of the actuator (20) coincides with the tangential direction of the parabolic mirror. . As a result, when the actuator (20) is extended by energization, the parabolic mirror (11) rotates in one direction against the elastic force of the elastic pressure means (21), and the actuator (20).
When is reduced, the parabolic mirror (1
1) rotates in the opposite direction. Thus, the displacement of the actuator (20) causes the parabolic mirror (11) to reciprocally rotate about the incident optical axis, and as a result, the focus position of the laser beam (10) reflected by the parabolic mirror (11). Moves reciprocally in the direction crossing the incident optical axis (FIG. 2 (B)).

【0018】図3は、折返しミラー(15)と集光レン
ズ(16)を二点鎖線で示すようにユニット化した透過
型集光系を例示している。この集光ユニット(17)を
ピエゾアクチュエータで図2の紙面と平行に揺動させる
ことにより、被加工物(13)の加工ライン(14)を
横切る方向にレーザ光(10)の集光位置が往復移動す
ることとなる。
FIG. 3 illustrates a transmissive condensing system in which the folding mirror (15) and the condensing lens (16) are unitized as shown by the chain double-dashed line. By swinging this condensing unit (17) in parallel with the paper surface of FIG. 2 by the piezo actuator, the condensing position of the laser beam (10) is set in the direction crossing the processing line (14) of the workpiece (13). It will move back and forth.

【0019】さらに、集光光学系よりレーザ発振器に近
い側にある一又は二以上の折返しミラーを揺動させるこ
とによってレーザ光の集光位置を変化させる場合の揺動
機構は図4に例示するような形態を取り得る。
Further, a swinging mechanism in the case of changing the focus position of the laser light by swinging one or more folding mirrors on the side closer to the laser oscillator than the focusing optical system is illustrated in FIG. It can take such a form.

【0020】すなわち、折返しミラー(12)は二点鎖
線で示される支持台又はベンドブロック(18)に取り
付けられ、レーザ光(10)の進路を折返しミラー(1
2)によって変更するようになっている。折返しミラー
(12)はミラーホルダー(12a)に固定されてお
り、ミラーホルダー(12a)はベンドブロック(1
8)との間に設けられた一の支点(19)で支持され、
かつ、この支点(19)からそれぞれ90°離れた二つ
の位置でアクチュエータ(20)と当接している。ま
た、ミラーホルダー(12a)は、上記支点(19)並
びにアクチュエータ(20)のそれぞれに隣接する位置
で、スプリング(21)によりベンドブロック(18)
に向けて弾圧されている。
That is, the folding mirror (12) is attached to a support or a bend block (18) shown by a chain double-dashed line, and the path of the laser beam (10) is reflected by the folding mirror (1).
It will be changed according to 2). The folding mirror (12) is fixed to a mirror holder (12a), and the mirror holder (12a) is a bend block (1).
8) supported by one fulcrum (19) provided between
Moreover, the actuator (20) is in contact with the fulcrum (19) at two positions separated by 90 °. Further, the mirror holder (12a) is adjacent to the fulcrum (19) and the actuator (20), and the bend block (18) is formed by the spring (21).
Being oppressed towards.

【0021】各アクチュエータ(20)の変位を調節す
ることにより、ミラーホルダー(12a)の、したがっ
てまた折返しミラー(12)の角度を任意に、しかも自
動的に調整することができる。アクチュエータ(20)
はベンドブロック(18)内に埋め込まれており、外部
とりわけミラーホルダー(12a)の背後に突出してい
ないため、ロボット等の各種レーザ装置のレーザ伝送系
に搭載する場合に、周囲の装置や部品等と干渉する心配
がなく、その動きの自由度が制約を受けないという利点
がある。
By adjusting the displacement of each actuator (20), the angle of the mirror holder (12a) and thus also of the folding mirror (12) can be adjusted arbitrarily and automatically. Actuator (20)
Is embedded in the bend block (18) and does not project to the outside, especially behind the mirror holder (12a), so when mounted in the laser transmission system of various laser devices such as robots, peripheral devices and parts, etc. It has the advantage that it does not interfere with the movement, and the freedom of movement is not restricted.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、圧電素子を用いたア
クチュエータの高速応答性により、高周波数の揺動が可
能となり、外部からの電気信号によってアクチュエータ
の変位すなわち振幅を簡単に変更できる。しかも従来の
機械式の機構に比べてガタや摩耗が少ないため耐久信頼
性が高く、長期にわたって安定性が維持される。したが
って、また、加工速度をあまり犠牲にすることなく、加
工品質を高めることができる。
According to the present invention, the high-speed response of the actuator using the piezoelectric element enables high-frequency oscillation, and the displacement, that is, the amplitude of the actuator can be easily changed by an electric signal from the outside. Moreover, since it has less backlash and wear than the conventional mechanical mechanism, it has high durability and reliability, and maintains stability for a long period of time. Therefore, the processing quality can be improved without sacrificing the processing speed too much.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態を例示するレーザ加工装
置の主要部の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a laser processing apparatus illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】(A)はレーザ加工装置の別の実施の形態を示
す集光光学系の模式図、(B)は加工ラインに垂直な被
加工物の断面図、(C)は揺動機構の略図である。
2A is a schematic view of a converging optical system showing another embodiment of a laser processing apparatus, FIG. 2B is a sectional view of a workpiece perpendicular to a processing line, and FIG. 2C is a swing mechanism. Is a schematic diagram of.

【図3】レーザ加工装置のさらに別の実施の形態を示す
集光ユニット部分の模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of a condensing unit portion showing still another embodiment of the laser processing apparatus.

【図4】(A)はレーザ加工装置のさらに別の実施の形
態を示す折返しミラーの断面図 、(B)はB矢視図である。
4A is a cross-sectional view of a folding mirror showing still another embodiment of a laser processing apparatus, and FIG. 4B is a view on arrow B.

【図5】従来の技術を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ光 11 放物面鏡 12 折返しミラー 12a ミラーホルダー 13 被加工物 14 加工ライン 15 折返しミラー 16 集光レンズ 17 集光ユニット 20 アクチュエータ 10 Laser Light 11 Parabolic Mirror 12 Folding Mirror 12a Mirror Holder 13 Workpiece 14 Processing Line 15 Folding Mirror 16 Condensing Lens 17 Condensing Unit 20 Actuator

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被加工物の表面にレーザ光を照射して加
工を行なうレーザ加工装置において、圧電素子を用いた
アクチュエータで光学系を揺動させることを特徴とする
レーザ加工装置。
1. A laser processing apparatus for irradiating a surface of a workpiece with laser light for processing, wherein an optical system is swung by an actuator using a piezoelectric element.
【請求項2】 前記光学系がレーザ光の集光光学系であ
ることを特徴とする請求項1のレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the optical system is a focusing optical system for laser light.
【請求項3】 前記集光光学系が放物面鏡であることを
特徴とする請求項2のレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the condensing optical system is a parabolic mirror.
【請求項4】 前記集光光学系が集光レンズであること
を特徴とする請求項2のレーザ加工装置。
4. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the condensing optical system is a condensing lens.
【請求項5】 前記集光光学系が折返しミラーと集光レ
ンズとよりなる集光ユニットであることを特徴とする請
求項2のレーザ加工装置。
5. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the condensing optical system is a condensing unit including a folding mirror and a condensing lens.
【請求項6】 前記光学系がレーザ光の集光光学系より
レーザ発振器に近い側の折返しミラーであることを特徴
とする請求項1のレーザ加工装置。
6. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the optical system is a folding mirror on a side closer to a laser oscillator than a focusing optical system for laser light.
【請求項7】 単一の折返しミラーを揺動させることを
特徴とする請求項6のレーザ加工装置。
7. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein a single folding mirror is swung.
【請求項8】 複数の折返しミラーを互いに同期させて
揺動させることを特徴とする請求項6のレーザ加工装
置。
8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the plurality of folding mirrors are rocked in synchronization with each other.
JP8057275A 1996-03-14 1996-03-14 Laser beam machine Pending JPH09248684A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8057275A JPH09248684A (en) 1996-03-14 1996-03-14 Laser beam machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8057275A JPH09248684A (en) 1996-03-14 1996-03-14 Laser beam machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09248684A true JPH09248684A (en) 1997-09-22

Family

ID=13050993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8057275A Pending JPH09248684A (en) 1996-03-14 1996-03-14 Laser beam machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09248684A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001161084A (en) * 1999-09-21 2001-06-12 Seiko Instruments Inc Direct-acting mechanism using ultrasonic motor and electronic device therewith
DE102009041933A1 (en) * 2009-09-17 2011-04-07 Kuka Roboter Gmbh Method for laser welding of components by a robot, comprises pre-determining a weldseam-reference profile and moving a component to be welded and a laser beam relative to each other
JP2012006028A (en) * 2010-06-23 2012-01-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Welding method and welding system
KR101273462B1 (en) * 2011-05-12 2013-06-11 한국기계연구원 Hybrid Laser Machining System using Vibrating Element
JP2015205279A (en) * 2014-04-17 2015-11-19 株式会社Wel−Ken Machining head for laser beam machining apparatus
CN108500460A (en) * 2018-06-28 2018-09-07 苏州天弘激光股份有限公司 Limited power wide cut laser welding head and laser-beam welding machine
JP2022023852A (en) * 2018-01-29 2022-02-08 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト Optical device for shaping electromagnetic wave beam and use thereof, beam treatment device and use thereof, and beam treatment method
JP2023016817A (en) * 2019-06-07 2023-02-02 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト Machining apparatus for laser machining of workpiece, and method for laser machining of workpiece

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001161084A (en) * 1999-09-21 2001-06-12 Seiko Instruments Inc Direct-acting mechanism using ultrasonic motor and electronic device therewith
DE102009041933A1 (en) * 2009-09-17 2011-04-07 Kuka Roboter Gmbh Method for laser welding of components by a robot, comprises pre-determining a weldseam-reference profile and moving a component to be welded and a laser beam relative to each other
JP2012006028A (en) * 2010-06-23 2012-01-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Welding method and welding system
KR101273462B1 (en) * 2011-05-12 2013-06-11 한국기계연구원 Hybrid Laser Machining System using Vibrating Element
JP2015205279A (en) * 2014-04-17 2015-11-19 株式会社Wel−Ken Machining head for laser beam machining apparatus
JP2022023852A (en) * 2018-01-29 2022-02-08 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト Optical device for shaping electromagnetic wave beam and use thereof, beam treatment device and use thereof, and beam treatment method
CN108500460A (en) * 2018-06-28 2018-09-07 苏州天弘激光股份有限公司 Limited power wide cut laser welding head and laser-beam welding machine
JP2023016817A (en) * 2019-06-07 2023-02-02 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト Machining apparatus for laser machining of workpiece, and method for laser machining of workpiece

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0165906B1 (en) Laser beam oscillating apparatus and laser machining apparatus having the same
JP2690466B2 (en) Laser beam spinner
JP5207371B2 (en) Laser processing equipment
JP4786372B2 (en) Scanning laser beam vibration device and beam vibration laser processing device
JP2001030089A (en) Method of laser welding
JP2002066780A (en) Laser machining apparatus
JP2004136307A (en) Method and device of laser beam machining
JPH09248684A (en) Laser beam machine
JP2925835B2 (en) Wrist structure for laser processing equipment
CN113165110A (en) Laser processing machine with swinging scanner
JP3456424B2 (en) Laser welding method and laser welding apparatus
JPH04327394A (en) Light moving type laser beam machine
US10359624B2 (en) Galvanoscanner
JP2005319477A (en) Laser beam machine
JPH02142693A (en) Beam scanning device
JPH07124778A (en) Laser beam machine
CN112823075B (en) Laser processing machine and laser processing method
WO2020026701A1 (en) Laser machining device and laser machining method
JP2001038484A (en) Injection optical system for laser processing device
JP2008110348A (en) Laser beam machining apparatus
JPH06198480A (en) Laser beam machine
JP4044239B2 (en) Laser perforation processing method and apparatus
JPS63281790A (en) Driving mechanism for optical head for laser beam machining
JP2001058285A (en) Optical head for laser beam welding
JPH01130894A (en) Laser beam machine

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050203

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050531