JPH09248685A - Laser beam machining device - Google Patents

Laser beam machining device

Info

Publication number
JPH09248685A
JPH09248685A JP8056399A JP5639996A JPH09248685A JP H09248685 A JPH09248685 A JP H09248685A JP 8056399 A JP8056399 A JP 8056399A JP 5639996 A JP5639996 A JP 5639996A JP H09248685 A JPH09248685 A JP H09248685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
laser
laser processing
diameter
optical path
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
JP8056399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Irie
真 入江
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.)
Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co 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 Amada Co Ltd filed Critical Amada Co Ltd
Priority to JP8056399A priority Critical patent/JPH09248685A/en
Publication of JPH09248685A publication Critical patent/JPH09248685A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the diameter of a laser beam corresponding to the change in passage length of the laser beam of being outputted from a laser beam oscillator to being converged with a condensing lens of a laser beam machining head. SOLUTION: This device 1 is composed so that a work W is irradiated and machined with a laser beam after the laser beam LB emitted from a laser beam oscillator is converged with a condensing lens 13 provided inside a laser beam machining head 9 of being moved freely at least to one axial direction. In this case, a diameter controlling means 23 which controls the diameter of beam corresponding to the change in laser beam passage length from a laser beam oscillator 3 to a laser beam machining head 9 following to moving of the laser beam machining head 9 is installed in the laser beam passage of the laser beam LB between the laser beam oscillator 3 and the laser beam machining head 9. The diameter controlling means 23 is composed of, for example, a rotary plate of freely rotating or a moving plate of freely moving, etc., having a diaphragm 23 or plural numbers of apertures of different diameters.

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、ワークにレーザ
加工を行う際、レーザ発振器から出力されたレーザビー
ムの径を、レーザ発振器からレーザ加工ヘッドまでのレ
ーザビームの光路長変化に応じてコントロールせしめる
レーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls the diameter of a laser beam output from a laser oscillator according to a change in the optical path length of the laser beam from the laser oscillator to the laser processing head when performing laser processing on a workpiece. The present invention relates to a laser processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ加工機において、光軸が移動する
タイプすなわちレーザー加工ヘッドが移動するタイプで
は加工する場所によってレーザ発振器の出口からの距離
であるレーザビームの光路長が異なる。また、レーザ発
振器から出力されたレーザビームは平行光ではなく、発
散角をもって伝搬される。
2. Description of the Related Art In a laser processing machine, in a type in which an optical axis moves, that is, a type in which a laser processing head moves, an optical path length of a laser beam, which is a distance from an exit of a laser oscillator, varies depending on a processing place. Further, the laser beam output from the laser oscillator is not parallel light but propagates with a divergence angle.

【0003】そのため、加工する場所によってレーザビ
ーム径が異なり、加工においてはその集光スポットサイ
ズの違いや焦点位置の変化等が発生し、加工状態に変化
を及ぼすこともある。特に、光軸が移動する距離(レー
ザ光路長)の長いレーザ加工機では、その状態が顕著に
現われ、時として加工不良を起すこともあった。
For this reason, the diameter of the laser beam varies depending on the processing location, and during processing, a difference in the focused spot size, a change in the focal position, etc. occur, which may change the processing state. In particular, in a laser processing machine in which the distance (laser optical path length) along which the optical axis moves is long, that state is prominent, and sometimes processing defects occur.

【0004】この問題を解決するために、レーザ発振器
から出力されたレーザビームをレーザ発振器とレーザ加
工ヘッドとの間によるレーザビームの光路中にミラーや
レンズ等の光学部品を設けてどの位置でも同じビーム径
になるようにコリメーションを行っている。
In order to solve this problem, the laser beam output from the laser oscillator is provided with optical parts such as mirrors and lenses in the optical path of the laser beam between the laser oscillator and the laser processing head, and the same at any position. Collimation is performed so that the beam diameter is made.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のビーム径のコリメーションではレーザ発振器から出
力されたレーザビームを外部の光学部品でもってコリメ
ーションしているため、出力の減衰媒体が増える。ま
た、外部の光学部品が増えると、メンテナンス対象が増
えると共に、光アライメントの調整が複雑になってしま
う。さらに、コリメーションの光学部品の汚れ等で、コ
リメーション装置自体が不具合いの発生源となることが
ある。
By the way, in the above-mentioned conventional collimation of the beam diameter, since the laser beam output from the laser oscillator is collimated by the external optical component, the output attenuation medium increases. Further, if the number of external optical components increases, the number of maintenance targets increases and the optical alignment adjustment becomes complicated. Further, the collimation device itself may be a source of defects due to dirt on the collimation optical components.

【0006】この発明の目的は、レーザ発振器から出力
されたレーザビームがレーザ加工ヘッドの集光レンズで
集光されるまでにビーム径をレーザビームの光路長変化
に応じてコントロールできるようにしたレーザ加工装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to enable a laser beam output from a laser oscillator to be controlled in accordance with a change in optical path length of the laser beam until the laser beam is focused by a focusing lens of a laser processing head. To provide a processing device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1のレーザ加工装置は、レーザ発振器で出力さ
れたレーザビームを少なくとも一軸方向へ移動可能なレ
ーザ加工ヘッド内に備えられた集光レンズで集光せしめ
た後、加工すべきワークへ照射せしめてワークにレーザ
加工を行うレーザ加工装置であって、前記レーザ発振器
とレーザ加工ヘッドとの間におけるレーザビームの光路
中に、前記レーザ加工ヘッドの移動に伴うレーザ発振器
からレーザ加工ヘッドまでのレーザビームの光路長変化
に応じてビーム径をコントロールせしめる径コントロー
ル手段を設けてなることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a laser processing head provided in a laser processing head capable of moving a laser beam output from a laser oscillator in at least one axial direction. A laser processing apparatus for performing laser processing on a work by irradiating the work to be processed after converging with a light lens, wherein the laser is provided in an optical path of a laser beam between the laser oscillator and a laser processing head. It is characterized in that a diameter control means is provided for controlling the beam diameter according to the change in the optical path length of the laser beam from the laser oscillator to the laser processing head accompanying the movement of the processing head.

【0008】したがって、ワークにレーザ加工を行う際
にはレーザ発振器から出力されたレーザビームがレーザ
加工ヘッド内に備えられた集光レンズで集光された後、
ワークへ向けてレーザビームが照射されてワークにレー
ザ加工が行われる。
Therefore, when performing laser processing on the workpiece, after the laser beam output from the laser oscillator is focused by the focusing lens provided in the laser processing head,
A laser beam is irradiated toward the work, and the work is laser-processed.

【0009】レーザ加工ヘッドを一軸方向へ移動せしめ
るとレーザ発振器からレーザ加工ヘッドまでのレーザビ
ームの光路長が変化する。このレーザビームの光路長変
化に応じて、レーザ発振器とレーザ加工ヘッドとの間に
おけるレーザ光路中に設けられた径コントロール手段を
コントロールせしめてビーム径がコントロールされる。
而して、レーザビームの光路長変化に応じてレーザ加工
ヘッドのどの位置でも同じビーム径でワークにレーザ加
工が行われる。
When the laser processing head is moved in the uniaxial direction, the optical path length of the laser beam from the laser oscillator to the laser processing head changes. According to the change in the optical path length of the laser beam, the beam diameter is controlled by controlling the diameter control means provided in the laser optical path between the laser oscillator and the laser processing head.
Thus, the laser processing is performed on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0010】請求項2によるレーザ加工装置は、請求項
1のレーザ加工装置において、前記径コントロール手段
が、絞り機構からなっていることを特徴とするものであ
る。
A laser processing apparatus according to a second aspect of the present invention is the laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the diameter control means comprises a diaphragm mechanism.

【0011】したがって、レーザビームの光路長変化に
応じて絞り機構の絞りがコントロールされてビーム径が
コントロールされる。而して、レーザビームの光路長変
化に応じてレーザ加工ヘッドのどの位置でも同じビーム
径でワークにレーザ加工が行われる。
Therefore, the aperture of the aperture mechanism is controlled in accordance with the change in the optical path length of the laser beam to control the beam diameter. Thus, the laser processing is performed on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0012】請求項3によるこの発明のレーザ加工装置
は、請求項1のレーザ加工装置において、前記径コント
ロール手段が、複数の径の異なるアパーチャを有する回
転自在な回転板又は移動自在な移動板であることを特徴
とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the diameter control means is a rotatable rotary plate or a movable movable plate having a plurality of apertures having different diameters. It is characterized by being.

【0013】したがって、レーザビームの光路長変化に
応じて、回転板又は移動板が回転又は移動されて複数の
径の異なるアパーチャから最適な径の1つのアパーチャ
がレーザ光路中に選択されてビーム径がコントロールさ
れる。而して、レーザビームの光路長変化に応じてレー
ザ加工ヘッドのどの位置でも同じビーム径でワークにレ
ーザ加工が行われる。
Therefore, the rotating plate or the moving plate is rotated or moved according to the change in the optical path length of the laser beam, and one aperture having the optimum diameter is selected from the plurality of apertures having different diameters in the laser optical path. Is controlled. Thus, the laser processing is performed on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0014】請求項4によるこの発明のレーザ加工装置
は、請求項1のレーザ加工装置において、前記径コント
ロール手段が、複数の径の異なるパイプを有する回転自
在な回転式パイプホルダ又は移動自在な移動式パイプホ
ルダであることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the diameter control means is a rotatable rotary pipe holder having a plurality of pipes having different diameters or is movable. It is a type pipe holder.

【0015】したがって、レーザビームの光路長変化に
応じて、回転式パイプホルダ又は移動式パイプホルダが
回転又は移動されて複数の径が異なるパイプから最適な
径のパイプがレーザビームの光路中に選択されてビーム
径がコントロールされる。而して、レーザビームの光路
長変化に応じてレーザ加工ヘッドのどの位置でも同じビ
ーム径でワークにレーザ加工が行われる。
Therefore, the rotary pipe holder or the movable pipe holder is rotated or moved according to the change in the optical path length of the laser beam, and the pipe having the optimum diameter is selected from the plurality of pipes having different diameters in the optical path of the laser beam. And the beam diameter is controlled. Thus, the laser processing is performed on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0016】請求項5によるレーザ加工装置は、請求項
1のレーザ加工装置において、前記径コントロール手段
が、前記レーザビームの光路中に設けられた光軸パイプ
と、この光軸パイプに設けられたパージ流体入口と、こ
のパージ流体入口から光軸パイプ中に供給される流体の
流量をコントロールせしめる流体流量コントロール装置
と、で構成されていることを特徴とするものである。
A laser processing apparatus according to a fifth aspect is the laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the diameter control means is provided in an optical axis pipe provided in the optical path of the laser beam and the optical axis pipe. It is characterized by comprising a purge fluid inlet and a fluid flow rate control device for controlling the flow rate of the fluid supplied from the purge fluid inlet into the optical axis pipe.

【0017】したがって、レーザビームの光路長変化に
応じてガス流量コントロール装置を作動せしめると、パ
ージ流体入口から光軸パイプに供給される流体の流量が
コントロールされてビーム径がコントロールされる。而
して、レーザビームの光路長変化に応じてレーザ加工ヘ
ッドのどの位置でも同じビーム径でワークにレーザ加工
が行われる。
Therefore, when the gas flow rate control device is operated in accordance with the change in the optical path length of the laser beam, the flow rate of the fluid supplied from the purge fluid inlet to the optical axis pipe is controlled to control the beam diameter. Thus, the laser processing is performed on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】まず、この発明の実施の形態の例
を説明する前に、レーザ加工機におけるレーザビームの
原理について説明する。すなわち、レーザ加工機にはレ
ーザビームが伝搬する経路にパイプやジャバラを使用し
たビームガードが設けられている。通常これらのビーム
ガードは干渉しないようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of a laser beam in a laser beam machine will be described before describing an example of an embodiment of the present invention. That is, the laser processing machine is provided with a beam guard using a pipe or bellows in the path along which the laser beam propagates. Usually, these beam guards do not interfere with each other.

【0019】レーザビームは通常アクリル板等に照射し
て形状を確認しているが、アクリル板の焼失した部分は
レーザビーム中の出力分布の高い所である。レーザビー
ムの出力分布は、例えば図10(A)に示されているよ
うにビーム中心が高く、裾の部分は出力が低く、アクリ
ル板への照射では確認することができない。
The shape of the laser beam is normally confirmed by irradiating the acrylic plate with a laser beam, but the burned part of the acrylic plate is where the output distribution in the laser beam is high. The output distribution of the laser beam is high at the beam center and low at the hem portion, as shown in FIG. 10A, for example, and cannot be confirmed by irradiation on the acrylic plate.

【0020】上記したビームガードの設計は、このアク
リル板で確認できる寸法で行われている。レーザビーム
のアクリル板で確認できる部分が、図10(B)に示し
た状態から、図10(C)に示したように何らかの障害
物に干渉した場合、レーザビームには干渉縞が発生し、
加工特性に大きな影響を与えるが裾野部(アクリル板で
は見えない部分)は目視では確認できず、加工上も大き
な影響はない。
The above-mentioned design of the beam guard is performed in such a size that the acrylic plate can be confirmed. When the portion of the laser beam that can be confirmed by the acrylic plate interferes with some obstacle as shown in FIG. 10C from the state shown in FIG. 10B, interference fringes are generated in the laser beam,
Although it has a great influence on the processing characteristics, the skirt (the part that cannot be seen on the acrylic plate) cannot be visually confirmed, and there is no great influence on the processing.

【0021】干渉したレーザビームは、干渉しない場合
に比較して大きな発散角をもって伝搬するため、この裾
野部を干渉させることでレーザビームをコリメーション
する。
Since the interfering laser beam propagates with a larger divergence angle as compared with the case of not interfering, the laser beam is collimated by interfering the skirt.

【0022】以下、上述した原理を基に達成したこの発
明の実施の形態の例を図面に基いて詳細に説明する。
An example of an embodiment of the present invention achieved based on the above principle will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】図1を参照するに、レーザ加工装置1はレ
ーザ発振器3を備えており、このレーザ発振器3から出
力されたレーザビームLBは複数のベンドミラー5,7
を経てY軸方向へ移動自在に設けられたレーザ加工ヘッ
ド9に取り込まれる。このレーザ加工ヘッド9内ではベ
ンドミラー11を経て集光レンズ13で集光される。
Referring to FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a laser oscillator 3, and the laser beam LB output from the laser oscillator 3 has a plurality of bend mirrors 5, 7.
The laser processing head 9 is movably provided in the Y-axis direction. In the laser processing head 9, the light is focused by the condenser lens 13 via the bend mirror 11.

【0024】この集光レンズ13で集光されたレーザビ
ームLBは加工テーブル15上に載置固定されたワーク
Wへ向けて照射されてワークWにレーザ加工が行われる
ことになる。
The laser beam LB condensed by the condenser lens 13 is irradiated toward the work W mounted and fixed on the processing table 15, and the work W is laser-processed.

【0025】前記レーザ加工ヘッド9はY軸方向へ延伸
されたボールねじ17に螺合されており、このボールね
じ17の図1において左端には駆動モータ19が連結さ
れている。この駆動モータ19には位置検出装置として
の例えばエンコーダ21が備えられている。
The laser processing head 9 is screwed into a ball screw 17 extending in the Y-axis direction, and a drive motor 19 is connected to the left end of the ball screw 17 in FIG. The drive motor 19 is provided with, for example, an encoder 21 as a position detecting device.

【0026】上記構成により、駆動モータ19を駆動せ
しめると、ボールねじ17が回転されることにより、レ
ーザ加工ヘッド9がY軸方向へ移動されることになる。
With the above structure, when the drive motor 19 is driven, the ball screw 17 is rotated to move the laser processing head 9 in the Y-axis direction.

【0027】前記レーザ発振器3からベンドミラー5へ
出力されるレーザビームLBのレーザビーム光路の途中
には、図2も併せて参照するに、径コントロール手段2
3としての例えばカメラなどに用いられている絞り機構
25が設けられている。この絞り機構25には絞りを調
整するための駆動モータ27が連結されている。この駆
動モータ27,前記駆動モータ19およびエンコーダ2
1が制御装置29に接続されている。
In the middle of the laser beam optical path of the laser beam LB output from the laser oscillator 3 to the bend mirror 5, referring also to FIG.
A diaphragm mechanism 25, which is used in a camera or the like, is provided. A drive motor 27 for adjusting the diaphragm is connected to the diaphragm mechanism 25. The drive motor 27, the drive motor 19 and the encoder 2
1 is connected to the control device 29.

【0028】上記構成により、駆動モータ27を駆動せ
しめると、絞り機構25が作動して絞りが調整されるこ
とになる。例えば図3(A)に示されているように絞り
機構25の絞り込みが小さいと遠方ではレーザビームL
Bのビーム径が大きくなるし、図3(B)に示されてい
るように絞り機構25の絞り込みが大きいと、遠方では
レーザビームLBのビーム径が大きくならない。この性
質を利用してレーザ加工ヘッド9がY軸方向へ移動する
と、レーザ発振器3からレーザ加工ヘッド9内の集光レ
ンズ13までのレーザビームLBの光路長が変化するの
で、このレーザビームLBの光路長変化をエンコーダ2
1で検出し、この検出された信号が制御装置29へ送ら
れる。この制御装置29ではレーザビームLBの光路長
変化に応じた駆動モータ27へ指令が与えられて駆動
し、絞り機構25の絞りが調整される。
With the above structure, when the drive motor 27 is driven, the diaphragm mechanism 25 operates and the diaphragm is adjusted. For example, as shown in FIG. 3 (A), if the aperture of the aperture mechanism 25 is small, the laser beam L can be seen at a distance.
If the beam diameter of B becomes large, and if the aperture mechanism 25 has a large aperture as shown in FIG. 3B, the beam diameter of the laser beam LB does not become large at a distance. When the laser processing head 9 moves in the Y-axis direction by utilizing this property, the optical path length of the laser beam LB from the laser oscillator 3 to the condenser lens 13 in the laser processing head 9 changes, so that the laser beam LB Encoder 2 for optical path length change
The detected signal is sent to the control device 29. In this control device 29, a command is given to the drive motor 27 according to the change in the optical path length of the laser beam LB to drive it, and the diaphragm of the diaphragm mechanism 25 is adjusted.

【0029】而して、レーザ加工ヘッド9がY軸方向へ
どの位置に移動しても、絞り機構25の絞りを調整する
ことにより、集光レンズ13に集光されるレーザビーム
LBの径を同じにすることができるので、均一なレーザ
加工を行うことができる。したがって、ビーム径をコン
トロールするための従来用いている光学部品が不要とな
り、メンテナンスが容易になると共に、メンテナンスの
コスト面でも有利となる。
Therefore, no matter which position the laser processing head 9 moves in the Y-axis direction, the diameter of the laser beam LB focused on the condenser lens 13 is adjusted by adjusting the aperture of the aperture mechanism 25. Since they can be the same, uniform laser processing can be performed. Therefore, the conventionally used optical component for controlling the beam diameter is not required, which facilitates maintenance and is advantageous in terms of maintenance cost.

【0030】前記径コントロール手段23としての別の
実施の形態の例が図4〜図7に示されている。例えば図
4には複数の径の異なるアパーチャ31を有する回転自
在な回転板33が設けられている。この回転板33は回
転中心33Cを中心にして矢印で示したごとく回転され
る。したがって、レーザ加工ヘッド9のY軸方向への移
動に伴うレーザビームLBの光路長変化に応じて適正な
アパーチャ31を選択することにより、レーザ加工ヘッ
ド9がどこの位置にあっても常に同じビーム径でもって
均一なレーザ加工を行うことができる。
An example of another embodiment as the diameter control means 23 is shown in FIGS. For example, in FIG. 4, a rotatable plate 33 having a plurality of apertures 31 having different diameters is provided. The rotary plate 33 is rotated about the rotation center 33C as indicated by an arrow. Therefore, by selecting an appropriate aperture 31 in accordance with the change in the optical path length of the laser beam LB accompanying the movement of the laser processing head 9 in the Y-axis direction, the same beam is always provided regardless of the position of the laser processing head 9. Uniform laser processing can be performed depending on the diameter.

【0031】図5には複数の径の異なるアパーチャ31
を有する移動自在な移動板35が設けられている。この
移動板35は矢印で示したごとく上下方向へ移動され
る。したがって、レーザ加工ヘッド9のY軸方向への移
動に伴うレーザビームLBの光路長変化に応じて適正な
アパーチャ31を選択することにより、レーザ加工ヘッ
ド9がどこの位置にあっても常に同じビーム径でもって
均一なレーザ加工を行うことができる。
FIG. 5 shows a plurality of apertures 31 having different diameters.
There is provided a movable plate 35 which is movable. This moving plate 35 is moved in the vertical direction as shown by the arrow. Therefore, by selecting an appropriate aperture 31 in accordance with the change in the optical path length of the laser beam LB accompanying the movement of the laser processing head 9 in the Y-axis direction, the same beam is always provided regardless of the position of the laser processing head 9. Uniform laser processing can be performed depending on the diameter.

【0032】図6には複数の径の異なるパイプ37A〜
37Dが回転中心37Cを中心にして矢印で示したごと
く回転される。また、図7には複数の径の異なるパイプ
37A〜37Dが矢印で示したごとく上下方向へ移動さ
れる。したがって、レーザ加工ヘッド9のY軸方向への
移動に伴うレーザビームLBの光路長変化に応じて適正
なパイプを複数のパイプ37A〜37Dから選択するこ
とにより、レーザ加工ヘッド9がどこの位置にあっても
常に同じビーム径でもって均一なレーザ加工を行うこと
ができる。
FIG. 6 shows a plurality of pipes 37A to 37A having different diameters.
37D is rotated about the rotation center 37C as indicated by the arrow. Further, in FIG. 7, a plurality of pipes 37A to 37D having different diameters are moved in the vertical direction as indicated by arrows. Therefore, by selecting an appropriate pipe from the plurality of pipes 37A to 37D according to the change in the optical path length of the laser beam LB accompanying the movement of the laser processing head 9 in the Y-axis direction, the position of the laser processing head 9 can be determined. Even if there is, a uniform laser beam can always be processed with the same beam diameter.

【0033】図8には図1において径コントロール手段
23として絞り機構25の代る他の実施の形態の例が示
されている。図8において図1における部品と同じ部品
には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
FIG. 8 shows an example of another embodiment in which the diaphragm mechanism 25 is used as the diameter control means 23 in FIG. In FIG. 8, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【0034】図8においてレーザ発振器3とベンドミラ
ー5との間におけるレーザビームLBの光路中には径コ
ントロール手段23としての光軸パイプ39が設けられ
ている。この光軸パイプ39における外周面の一部例え
ば光軸パイプ39の長手方向におけるほぼ中央部の外周
面には、パージ流体入口41が設けられている。このパ
ージ流体入口41には配管43を介して比例弁45が接
続されている。この比例弁45には制御装置29が接続
されている。
In FIG. 8, an optical axis pipe 39 as a diameter control means 23 is provided in the optical path of the laser beam LB between the laser oscillator 3 and the bend mirror 5. A purge fluid inlet 41 is provided on a part of the outer peripheral surface of the optical axis pipe 39, for example, on the outer peripheral surface of the optical axis pipe 39 substantially at the center in the longitudinal direction. A proportional valve 45 is connected to the purge fluid inlet 41 via a pipe 43. A control device 29 is connected to the proportional valve 45.

【0035】上記構成により、制御装置29により比例
弁45を制御して図示省略の流体源より流体としての例
えばエアが配管43を介してパージ流体入口41から光
軸パイプ39内に流されると、レーザビームLBの伝搬
特性が変化し、ビーム径が調整されることになる。
With the above structure, when the controller 29 controls the proportional valve 45 and air, for example, air as a fluid is flowed from the fluid source (not shown) through the pipe 43 from the purge fluid inlet 41 into the optical axis pipe 39, The propagation characteristics of the laser beam LB change, and the beam diameter is adjusted.

【0036】エアの流量と変化するビーム径との間に
は、例えば図9に示されているように、光軸パイプ39
の形状にもよるが、ある流量を臨界点としてほぼ比例
したビーム径が変化することが実験により確認された。
また、臨界点を越えると、ビーム径はサチュライトす
る。この臨界点と臨界点の間を、レーザ加工ヘッド
9の移動に伴うレーザビームLBの光路長変化に応じて
比例弁45を制御することによりビーム径が調整され
て、レーザ加工ヘッド9がどこの位置にあっても常に同
じビーム径でもって均一なレーザ加工を行うことができ
る。
Between the flow rate of air and the changing beam diameter, for example, as shown in FIG.
It was confirmed by experiments that the beam diameter changes almost proportionally with a certain flow rate as the critical point, although it depends on the shape.
Further, when the critical point is exceeded, the beam diameter saturates. Between this critical point and the critical point, the beam diameter is adjusted by controlling the proportional valve 45 according to the change in the optical path length of the laser beam LB accompanying the movement of the laser processing head 9, so that the laser processing head 9 can be detected. Even at the position, uniform laser processing can always be performed with the same beam diameter.

【0037】上記図8に示した実施の形態の例におい
て、エアに限る必要がなく、レーザビームLBを制御で
きる気体、液体又は固体などの流体であってもよい。ま
た、流体の流量をコントロールせしめる手段としては、
比例弁の代りに段階式切換弁やオリフィス等であっても
構わない。さらにレーザ加工ヘッド9の位置検出は、エ
ンコーダの他に、ポジションスイッチ、リミットスイッ
チ又はレーザによる測長器などで位置を検出するように
してもよい。
In the example of the embodiment shown in FIG. 8 described above, the fluid is not limited to air and may be a fluid such as gas, liquid or solid that can control the laser beam LB. Also, as a means for controlling the flow rate of the fluid,
A step-type switching valve, an orifice, or the like may be used instead of the proportional valve. Further, the position of the laser processing head 9 may be detected by a position switch, a limit switch, a laser length measuring device, or the like, in addition to the encoder.

【0038】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。
The present invention is not limited to the examples of the embodiment described above, but can be implemented in other modes by making appropriate changes.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項1の発明によれば、ワークにレーザ
加工を行う際にはレーザ発振器から出力されたレーザビ
ームがレーザ加工ヘッド内に備えられた集光レンズで集
光された後、ワークへ向けてレーザビームが照射されて
ワークにレーザ加工が行われる。
As can be understood from the above-described examples of the embodiment, according to the invention of claim 1, the laser beam output from the laser oscillator is used as the laser processing head when performing laser processing on the workpiece. After being condensed by a condenser lens provided inside, a laser beam is irradiated toward the work to perform laser processing on the work.

【0040】レーザ加工ヘッドを一軸方向へ移動せしめ
るとレーザ発振器からレーザ加工ヘッドまでのレーザビ
ームの光路長が変化する。この光路長変化に応じて、レ
ーザ発振器とレーザ加工ヘッドとの間におけるレーザビ
ームの光路中に設けられた径コントロール手段をコント
ロールせしめてビーム径をコントロールせしめることが
できる。而して、レーザビームの光路長変化に応じてレ
ーザ加工ヘッドのどの位置でも同じビーム径でワークに
均一なレーザ加工を行うことができる。
When the laser processing head is moved in the uniaxial direction, the optical path length of the laser beam from the laser oscillator to the laser processing head changes. According to the change in the optical path length, the beam diameter can be controlled by controlling the diameter control means provided in the optical path of the laser beam between the laser oscillator and the laser processing head. Thus, it is possible to perform uniform laser processing on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0041】請求項2の発明によれば、レーザビームの
光路長変化に応じて絞り機構の絞りがコントロールされ
てビーム径をコントロールせしめることができる。而し
て、レーザビームの光路長変化に応じてレーザ加工ヘッ
ドのどの位置でも同じビーム径でワークに均一なレーザ
加工を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the aperture of the aperture mechanism can be controlled according to the change in the optical path length of the laser beam to control the beam diameter. Thus, it is possible to perform uniform laser processing on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0042】請求項3の発明によれば、レーザビームの
光路長変化に応じて、回転板又は移動板が回転又は移動
されて複数の径の異なるアパーチャから最適な径の1つ
のアパーチャがレーザ光路中に選択されてビーム径をコ
ントロールせしめることができる。而して、レーザビー
ムの光路長変化に応じてレーザ加工ヘッドのどの位置で
も同じビーム径でワークに均一なレーザ加工を行うこと
ができる。
According to the third aspect of the present invention, the rotating plate or the moving plate is rotated or moved in accordance with the change in the optical path length of the laser beam, and one aperture having the optimum diameter is selected from the plurality of apertures having different diameters. It can be selected inside to control the beam diameter. Thus, it is possible to perform uniform laser processing on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0043】請求項4の発明によれば、レーザビームの
光路長変化に応じて、回転式パイプホルダ又は刃移動式
パイプホルダが回転又は移動されて複数の径が異なるパ
イプから最適な径のパイプがレーザ光路中に選択されて
ビーム径をコントロールせしめることができる。而し
て、レーザビームの光路長変化に応じてレーザ加工ヘッ
ドのどの位置でも同じビーム径でワークに均一なレーザ
加工を行うことができる。
According to the invention of claim 4, the rotary pipe holder or the blade moving pipe holder is rotated or moved in accordance with the change in the optical path length of the laser beam, and the pipe having the optimum diameter is selected from a plurality of pipes having different diameters. Can be selected in the laser optical path to control the beam diameter. Thus, it is possible to perform uniform laser processing on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

【0044】請求項5の発明によれば、レーザビームの
光路長変化に応じてガス流量コントロール装置を作動せ
しめると、パージ流体入口から光軸パイプに供給される
流体の流量がコントロールされてビーム径をコントロー
ルせしめることができる。而して、レーザビームの光路
長変化に応じてレーザ加工ヘッドのどの位置でも同じビ
ーム径でワークに均一なレーザ加工を行うことができ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, when the gas flow rate control device is operated in accordance with the change in the optical path length of the laser beam, the flow rate of the fluid supplied from the purge fluid inlet to the optical axis pipe is controlled, and the beam diameter is controlled. Can be controlled. Thus, it is possible to perform uniform laser processing on the work with the same beam diameter at any position of the laser processing head according to the change in the optical path length of the laser beam.

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

【図1】この発明を実施する一実施の形態のレーザ加工
装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment for carrying out the present invention.

【図2】図1におけるII矢視部の拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion indicated by an arrow II in FIG.

【図3】図2における絞り機構の動作を説明する説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of a diaphragm mechanism in FIG.

【図4】径コントロール手段の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of the diameter control means.

【図5】径コントロール手段の他の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the diameter control means.

【図6】径コントロール手段の他の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another example of the diameter control means.

【図7】径コントロール手段の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the diameter control means.

【図8】図2に代る径コントロール手段の別の例を示す
斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of the diameter control means in place of FIG.

【図9】エア流量とビーム径との関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an air flow rate and a beam diameter.

【図10】(A)はレーザ光路長と出力との関係を示す
図、(B),(C)はレーザは発振器から発振されたレ
ーザビームの状態を説明する説明図である。
10A is a diagram showing a relationship between a laser optical path length and an output, and FIGS. 10B and 10C are explanatory diagrams for explaining a state of a laser beam emitted from an oscillator of a laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ加工装置 3 レーザ発振器 9 レーザ加工ヘッド 13 集光レンズ 19 駆動モータ 21 エンコーダ(位置検出装置) 23 径コントロール手段 25 絞り機構 27 駆動モータ 29 制御装置 31 アパーチャ 33 回転板 35 移動板 37A〜37D パイプ 39 光軸パイプ 41 パージ流体入口 45 比例弁 LB レーザビーム 1 Laser Processing Device 3 Laser Oscillator 9 Laser Processing Head 13 Condensing Lens 19 Drive Motor 21 Encoder (Position Detection Device) 23 Diameter Control Means 25 Aperture Mechanism 27 Drive Motor 29 Control Device 31 Aperture 33 Rotating Plate 35 Moving Plates 37A-37D Pipe 39 Optical axis pipe 41 Purge fluid inlet 45 Proportional valve LB Laser beam

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器で出力されたレーザビーム
を少なくとも一軸方向へ移動可能なレーザ加工ヘッド内
に備えられた集光レンズで集光せしめた後、加工すべき
ワークへ照射せしめてワークにレーザ加工を行うレーザ
加工装置であって、前記レーザ発振器とレーザ加工ヘッ
ドとの間におけるレーザビームの光路中に、前記レーザ
加工ヘッドの移動に伴うレーザ発振器からレーザ加工ヘ
ッドまでのレーザビームの光路長変化に応じてビーム径
をコントロールせしめる径コントロール手段を設けてな
ることを特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser beam output from a laser oscillator is converged by a condenser lens provided in a laser processing head that is movable in at least one axis direction, and is then irradiated onto a work to be processed so that the work is laser-irradiated. A laser processing apparatus for performing processing, wherein an optical path length change of a laser beam from a laser oscillator to a laser processing head is accompanied by movement of the laser processing head in an optical path of the laser beam between the laser oscillator and the laser processing head. A laser processing apparatus characterized in that a diameter control means for controlling the beam diameter according to the above is provided.
【請求項2】 前記径コントロール手段が、絞り機構か
らなっていることを特徴とする請求項1記載のレーザ加
工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the diameter control means comprises a diaphragm mechanism.
【請求項3】 前記径コントロール手段が、複数の径の
異なるアパーチャを有する回転自在な回転板又は移動自
在な移動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。
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the diameter control means is a rotatable rotating plate or a movable moving plate having a plurality of apertures having different diameters.
【請求項4】 前記径コントロール手段が、複数の径の
異なるパイプを有する回転自在な回転式パイプホルダ又
は移動自在な移動式パイプホルダ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。
4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the diameter control means is a rotatable rotary pipe holder having a plurality of pipes having different diameters or a movable movable pipe holder.
【請求項5】 前記径コントロール手段が、前記レーザ
ビームの光路中に設けられた光軸パイプと、この光軸パ
イプに設けられたパージ流体入口と、このパージ流体入
口から光軸パイプ中に供給される流体の流量をコントロ
ールせしめる流体流量コントロール装置と、で構成され
ていることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装
置。
5. The diameter control means supplies an optical axis pipe provided in the optical path of the laser beam, a purge fluid inlet provided in the optical axis pipe, and a supply from the purge fluid inlet into the optical axis pipe. 2. A laser processing apparatus according to claim 1, comprising a fluid flow rate control device for controlling the flow rate of the fluid to be generated.
JP8056399A 1996-03-13 1996-03-13 Laser beam machining device Pending JPH09248685A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8056399A JPH09248685A (en) 1996-03-13 1996-03-13 Laser beam machining device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8056399A JPH09248685A (en) 1996-03-13 1996-03-13 Laser beam machining device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09248685A true JPH09248685A (en) 1997-09-22

Family

ID=13026132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8056399A Pending JPH09248685A (en) 1996-03-13 1996-03-13 Laser beam machining device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09248685A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347768B1 (en) * 2000-02-17 2002-08-09 주식회사 이오테크닉스 Aperture Control Device of LASER Generator
CN108890143A (en) * 2018-09-13 2018-11-27 广州新可激光设备有限公司 A kind of laser beam energy control structure of laser marking device
CN109708783A (en) * 2019-02-22 2019-05-03 无锡昆仑富士仪表有限公司 A kind of corrosion resistant metal diaphragm component and its method for laser welding
CN112676707A (en) * 2020-12-31 2021-04-20 深圳盛方科技有限公司 Laser marking machine and light path adjusting method of laser

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347768B1 (en) * 2000-02-17 2002-08-09 주식회사 이오테크닉스 Aperture Control Device of LASER Generator
CN108890143A (en) * 2018-09-13 2018-11-27 广州新可激光设备有限公司 A kind of laser beam energy control structure of laser marking device
CN108890143B (en) * 2018-09-13 2023-12-12 广州新可激光设备有限公司 Laser beam energy control structure of laser marking equipment
CN109708783A (en) * 2019-02-22 2019-05-03 无锡昆仑富士仪表有限公司 A kind of corrosion resistant metal diaphragm component and its method for laser welding
CN109708783B (en) * 2019-02-22 2023-09-01 无锡昆仑富士仪表有限公司 Laser welding method of corrosion-resistant metal film sheet assembly
CN112676707A (en) * 2020-12-31 2021-04-20 深圳盛方科技有限公司 Laser marking machine and light path adjusting method of laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2591371B2 (en) Laser processing equipment
JP5266647B2 (en) Laser welding apparatus and adjustment method thereof
US8168918B2 (en) Laser welding system and laser welding control method
US20110290780A1 (en) Apparatus Having Scanner Lens for Material Processing by way of Laser
JP2003200286A (en) Laser microspot welding equipment
EP0823304A1 (en) Laser optical system including beam splitting mirror with separate members providing divisions of reflecting surface, and welding apparatus and method using the laser optical system
JPWO2015129249A1 (en) Laser processing system
JP2012503556A (en) Laser beam post-lens steering for micromachining applications
JP2006007304A (en) Laser cutting method and device and dismantling method using the method and device
WO1994003302A1 (en) Photo-scanning type laser machine
JPH09248685A (en) Laser beam machining device
JPH04327394A (en) Light moving type laser beam machine
JP2925835B2 (en) Wrist structure for laser processing equipment
US6667458B1 (en) Spot size and distance characterization for a laser tool
JPH05506104A (en) Device for delivering parallel beams such as laser beams
JP2008221254A (en) Laser beam machining apparatus
JP2680973B2 (en) Laser processing equipment
JP3198830B2 (en) Laser processing machine
JPS6037287A (en) Beam moving type laser working device
JP7509820B2 (en) Manufacturing method for metal parts
JPS6372493A (en) Laser beam machine
JPH01178393A (en) Laser beam machine
JP3479876B2 (en) Laser emission optical system
JPH05212570A (en) Additional shaft device for laser robot
JP2002001565A (en) Laser beam machining device