JPH0970680A - Laser working device - Google Patents

Laser working device

Info

Publication number
JPH0970680A
JPH0970680A JP7251849A JP25184995A JPH0970680A JP H0970680 A JPH0970680 A JP H0970680A JP 7251849 A JP7251849 A JP 7251849A JP 25184995 A JP25184995 A JP 25184995A JP H0970680 A JPH0970680 A JP H0970680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
condenser lens
main body
holding means
laser
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.)
Withdrawn
Application number
JP7251849A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Yamahana
義博 山▲華▼
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.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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 Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP7251849A priority Critical patent/JPH0970680A/en
Publication of JPH0970680A publication Critical patent/JPH0970680A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely focus a laser beam on a face to be worked by providing with a head part holding means which presses a condenser lens side of a working head part main body to members to be worked without necessitating the precise position and attitude control. SOLUTION: The head part holding means 5 is still continued to lower after a flat contacting face 11 of a condenser lens 9 is brought into contact with the face 19 to be worked, and the working head part main body 3 is inserted into the inside of the head part holding means 5. An elastic force is produced by providing a pressing mechanism 13 between the head part main body 3 and the holding means 5. Members 21a and 21b to be worked are pressed by the condenser lens 9 owing to the elastic force. When the head part holding means 5 is further lowered, a shutter switch 17 arranged to the holding means 5 is pushed by the upper face part of the working head part main body 3, a shutter 16 arranged between an optical fiber 7 and the condenser lens 9 is released. The face 19 to be worked is irradiated with the laser beam L through the condenser lens 9.

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】本発明は、レーザ加工装置に
係り、特に、加工部材にレーザ光を照射し、そのレーザ
光のエネルギーによって部材を加工するレーザ加工装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus for irradiating a processing member with laser light and processing the member by the energy of the laser light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、レーザ加工装置としては、図
8に示すものが用いられている。即ち、レーザ加工装置
51は、レーザ光源(図示略)からレーザ光Lを案内す
る光ファイバ57と、この光ファイバ57からのレーザ
光Lを加工面69に対して焦点合わせするための凸状レ
ンズ59と、光ファイバ57及び凸状レンズ59を保持
する加工ヘッド部本体53とを備えている。そして更
に、レーザ加工装置51の加工ヘッド部本体53には、
加工部材71aの加工面69との距離を所定の量に維持
するためのガイドローラ機構61を備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser processing apparatus shown in FIG. 8 has been used. That is, the laser processing device 51 includes an optical fiber 57 for guiding the laser light L from a laser light source (not shown) and a convex lens for focusing the laser light L from the optical fiber 57 on the processing surface 69. 59 and a processing head portion main body 53 that holds the optical fiber 57 and the convex lens 59. Further, further, in the processing head main body 53 of the laser processing device 51,
A guide roller mechanism 61 for maintaining a distance between the processing member 71a and the processing surface 69 at a predetermined amount is provided.

【0003】これらをより詳細に説明すると、レーザ加
工装置51の加工ヘッド部本体53は、円筒形状の中空
管からなり、加工部材71aに対向する側が開口されて
いる。そして、この加工ヘッド部本体53の内部の中央
には、図8に示すように、レーザ光源において発生した
レーザ光Lを放射するための光ファイバ57が導入され
ている。即ち、加工ヘッド部本体53の中心軸領域に光
ファイバ57が設置されている。
Explaining these in more detail, the processing head portion main body 53 of the laser processing apparatus 51 is composed of a hollow cylindrical tube, and the side facing the processing member 71a is opened. Then, as shown in FIG. 8, an optical fiber 57 for emitting the laser light L generated in the laser light source is introduced in the center of the inside of the processing head main body 53. That is, the optical fiber 57 is installed in the central axis region of the processing head main body 53.

【0004】また、加工ヘッド部本体53の内部で、光
ファイバ57のレーザ光照射側前方には、図8に示すよ
うな、凸状レンズ59が配設されている。即ち、光ファ
イバ57から照射されたレーザ光Lを、この凸状レンズ
59で集光し、そして加工ヘッド部本体53の開口部を
経て、加工部材71aの表面に照射するようになってい
る。この凸状レンズ59は、焦点距離が約数十[mm]
程度のものである。
A convex lens 59 as shown in FIG. 8 is arranged inside the processing head main body 53 and in front of the laser light irradiation side of the optical fiber 57. That is, the laser light L emitted from the optical fiber 57 is condensed by the convex lens 59, and is then emitted to the surface of the processing member 71a through the opening of the processing head main body 53. This convex lens 59 has a focal length of about several tens [mm].
It is of a degree.

【0005】また、加工ヘッド部本体53の側面には、
加工ヘッド部本体53の先端部と加工面69との間隔を
一定に保つためのガイドローラ機構61が装備されてい
る。より詳しくは、ガイドローラ機構61は、棒状部材
が加工ヘッド部本体53の側面に配設され、その先端部
は、加工ヘッド部本体53の先端部の開口部から突出し
ている。そして、この棒状部材の先端部には、回転可能
なローラが装着されている。
On the side surface of the processing head main body 53,
A guide roller mechanism 61 is provided to keep the distance between the tip of the processing head main body 53 and the processing surface 69 constant. More specifically, in the guide roller mechanism 61, a rod-shaped member is disposed on the side surface of the processing head portion main body 53, and the tip end portion thereof projects from the opening of the tip end portion of the processing head portion main body 53. A rotatable roller is attached to the tip of this rod-shaped member.

【0006】以上のように構成された従来例のレーザ加
工装置51の動作を説明すると、図8に示すように、2
枚の加工部材71a,71bが重ねて配設され、両者の
密着を高めるために、各部材どうしが治具55によって
固定されている。
The operation of the laser processing apparatus 51 of the conventional example configured as described above will be described. As shown in FIG.
The processed members 71a and 71b are arranged in a stacked manner, and each member is fixed by a jig 55 in order to enhance the close contact between them.

【0007】そして、産業用ロボット(図示略)に設置
された加工ヘッド部本体53が、加工部材71aの加工
面69に接近し、上記したガイドローラが加工面に当接
する。そして、加工ヘッド部本体53が、加工面69の
加工位置に正確に位置決めされ、レーザ光Lが照射され
る。このとき、レーザ光Lは、凸状レンズ59によって
集光され、加工面69上で焦点を結ぶ。これにより、加
工部の部材が溶解し、両者が一体として結合される。
Then, the machining head main body 53 installed in the industrial robot (not shown) approaches the machining surface 69 of the machining member 71a, and the above-mentioned guide roller contacts the machining surface. Then, the processing head main body 53 is accurately positioned at the processing position on the processing surface 69, and the laser light L is emitted. At this time, the laser light L is condensed by the convex lens 59 and focused on the processed surface 69. As a result, the members of the processed portion are melted and the two are integrally joined.

【0008】また、レーザ光Lの照射時には、凸状レン
ズ59及び加工ヘッド部本体53の開口部を保護すべ
く、加工ヘッド部本体53の内側からアルゴンや窒素等
の不活性ガスからなるシールドガスが噴射される。
Further, at the time of irradiation with the laser beam L, in order to protect the convex lens 59 and the opening of the processing head main body 53, a shield gas made of an inert gas such as argon or nitrogen is introduced from the inside of the processing head main body 53. Is jetted.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、以下のような不都合を生じていた。即
ち、従来例に係るレーザ加工装置によれば、レーザ光が
加工面において適切に焦点を結ぶように、位置制御や姿
勢制御を精密に行う必要がある、という不都合を生じて
いた。具体的には、レンズと加工面が離隔しているの
で、加工ヘッド部本体が傾いたりした場合には、ガイド
ローラが装着されていても、加工面までの距離が微妙に
変化してしまう。
However, in the above conventional example, the following inconveniences have occurred. That is, the laser processing apparatus according to the conventional example has a disadvantage that it is necessary to precisely perform the position control and the attitude control so that the laser beam is properly focused on the processing surface. Specifically, since the lens and the processing surface are separated from each other, when the processing head body is tilted, the distance to the processing surface is slightly changed even if the guide roller is mounted.

【0010】また、加工部領域において、加工する部材
どうしが離間すること、いわゆる部材の浮き状態を抑制
するために、特別な治具が必要となる、という不都合を
生じていた。
Further, in the processing portion area, the members to be processed are separated from each other, and a special jig is required to suppress the so-called floating state of the members, which is a disadvantage.

【0011】更に、凸状レンズや加工ヘッド部本体の先
端部領域を保護するために、加工部領域に向けて、所定
のシールドガスを噴射する必要がある。しかし、このシ
ールドガスを噴射することは、加工部を急冷してしまう
結果となるので、これにより、いわゆる凝固割れ現象が
発生し易い、という不都合を生じていた。
Furthermore, in order to protect the convex lens and the front end region of the processing head main body, it is necessary to spray a predetermined shield gas toward the processing region. However, injecting this shield gas results in rapid cooling of the processed portion, which causes a problem that a so-called solidification crack phenomenon easily occurs.

【0012】[0012]

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、加工ヘッド部本体の精密な位置制御や姿
勢制御が不要であり且つ加工部材を確実に加工できるレ
ーザ加工装置を提供することを、その目的とする。
It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of improving the disadvantages of the conventional example, and in particular, requiring no precise position control or attitude control of the processing head main body and capable of reliably processing a processing member. The purpose is to do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1記載の発明では、レーザ加工装置が、
加工部材の加工面に対向して装備された集光レンズと、
この集光レンズの中心線上に沿って装備され、レーザ光
を案内し且つ集光レンズの中央部に向けて放射出力する
光ファイバと、この光ファイバ及び集光レンズを保持す
る加工ヘッド部本体とを備えている。また、集光レンズ
には、加工部材の加工面に油膜を介して当接する平坦当
接面を設けると共に、加工ヘッド部本体を保持し且つ当
該加工ヘッド部本体の集光レンズ側を加工部材に向けて
押圧するヘッド部保持手段を装備する、という構成を採
っている。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention described in claim 1, the laser processing apparatus is
A condenser lens installed facing the processing surface of the processing member,
An optical fiber that is provided along the center line of the condenser lens, guides laser light, and radiates and outputs the laser beam toward the central portion of the condenser lens; and a processing head portion main body that holds the optical fiber and the condenser lens. Is equipped with. In addition, the condensing lens is provided with a flat abutting surface that abuts the machined surface of the machined member through an oil film, holds the machining head body, and uses the condensing lens side of the machining head body as a machining member The head portion holding means for pushing toward is equipped.

【0014】また、請求項2記載の発明では、ヘッド部
保持手段が、加工ヘッド部本体の集光レンズ側を加工部
材に対して適度に押圧する押圧機構を装備するという構
成を採り、その他の構成は請求項1記載の発明と同様で
ある。
In the invention according to claim 2, the head holding means is equipped with a pressing mechanism for appropriately pressing the condensing lens side of the processing head main body against the processing member. The configuration is the same as that of the invention described in claim 1.

【0015】また、請求項3記載の発明では、請求項1
記載のレーザ加工装置において、ヘッド部保持手段に、
集光レンズと加工部材との間に向けて油膜形成用の油を
噴射する油噴射機構を装備する、という構成を採ってい
る。
According to the invention of claim 3, the invention according to claim 1
In the laser processing apparatus described above, the head holding means,
The configuration is such that an oil injection mechanism for injecting oil for forming an oil film is provided between the condenser lens and the processing member.

【0016】更に、請求項4記載の発明では、集光レン
ズとして、半球状のレンズを使用するという構成を採
り、その他の構成は請求項1,2又は3記載の発明と同
様である。
Further, in the invention described in claim 4, a hemispherical lens is used as the condenser lens, and the other structures are the same as those in the invention described in claim 1, 2, or 3.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面に基
づいて説明すると、先ず、図1において、レーザ加工装
置1は、加工部材21aの加工面19に対向して装備さ
れた集光レンズ9と、この集光レンズ9の中心線上に沿
って装備されレーザ光Lを案内し且つ集光レンズ9の中
央部に向けて放射出力する光ファイバ7と、この光ファ
イバ7及び集光レンズ9を保持する加工ヘッド部本体3
とを備えている。また、集光レンズ9には、加工部材2
1a,21bの加工面19に油膜23を介して当接する
平坦当接面11を設けると共に、加工ヘッド部本体3を
保持し且つ当該加工ヘッド部本体3の集光レンズ9側を
加工部材21a,21bに向けて押圧するヘッド部保持
手段5を装備している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, in FIG. 1, a laser processing apparatus 1 is provided with a light condensing device provided facing a processing surface 19 of a processing member 21a. A lens 9, an optical fiber 7 provided along the center line of the condenser lens 9 for guiding the laser light L and radiating and outputting the laser light L toward the central portion of the condenser lens 9, the optical fiber 7 and the condenser lens. Processing head body 3 for holding 9
And Further, the processing member 2 is attached to the condenser lens 9.
A flat contact surface 11 that contacts the processing surface 19 of 1a, 21b via an oil film 23 is provided, and the processing head main body 3 is held and the condenser lens 9 side of the processing head main body 3 is connected to the processing member 21a, It is equipped with a head portion holding means 5 which is pressed toward 21b.

【0018】以上の構成をより詳細に説明すると、加工
ヘッド部本体3は、円筒状の中空部材から構成され、加
工部材21a,21bに対向する側の一端が開口されて
いる。そして、加工ヘッド部本体3の開口部には、図1
及び図2に示すような、半球状の集光レンズ9が配設さ
れている。より具体的には、球面を加工ヘッド部本体3
の内部側に向け、逆に平面当接部11を加工ヘッド部本
体3の外側、即ち加工部材21a,21b側に向けて配
設されている。
Explaining the above configuration in more detail, the processing head portion main body 3 is composed of a cylindrical hollow member, and one end on the side facing the processing members 21a and 21b is opened. Then, in the opening of the processing head body 3, FIG.
Also, a hemispherical condenser lens 9 as shown in FIG. 2 is provided. More specifically, the spherical surface is processed into the head body 3
The flat contact portion 11 is arranged so as to face the outer side of the processing head portion main body 3, that is, the processing members 21a and 21b side.

【0019】また、加工ヘッド部本体3の中心軸部に
は、図示しないレーザ光出力部からのレーザ光Lを、集
光レンズ9に導入するための光ファイバ7が配設されて
いる。この光ファイバ7は、ガラス製材からなり、その
内部でレーザ光Lを全反射させて先端部から外部へ照射
する。また、光ファイバ7から照射されたレーザ光L
は、加工ヘッド部本体3の先端に配設された集光レンズ
9の球面側に入射し、平坦当接面11側から出射するよ
うになっている。また、光ファイバ7と集光レンズ9と
の間には、所定のタイミングでレーザ光Lを遮断しまた
透過させるシャッタ16が配設されている。このシャッ
タ16は、後述するシャッタスイッチ17の動作に従
い、開閉動作を行う。また、このシャッタ16は、電磁
式シャッタとなっている。但し、シャッタは電磁式に限
定されず、機械式のものであってもよい。
An optical fiber 7 for introducing the laser light L from a laser light output unit (not shown) into the condenser lens 9 is arranged on the central axis portion of the processing head main body 3. The optical fiber 7 is made of a glass material, and internally reflects the laser light L and irradiates the laser light L from the tip to the outside. Further, the laser light L emitted from the optical fiber 7
Is incident on the spherical surface side of the condensing lens 9 arranged at the tip of the processing head body 3, and is emitted from the flat contact surface 11 side. Further, between the optical fiber 7 and the condenser lens 9, a shutter 16 that blocks and transmits the laser light L at a predetermined timing is provided. The shutter 16 opens and closes according to the operation of a shutter switch 17 described later. The shutter 16 is an electromagnetic shutter. However, the shutter is not limited to the electromagnetic type and may be a mechanical type.

【0020】加工ヘッド部本体3の外周面には、加工部
材21a,21bの加工面19に油を噴射するための油
噴射機構15が配設されている。この油噴射機構15
は、パイプ状の部材からなり、その先端部が上述した集
光レンズ9に向けて屈曲している。また、油噴射機構1
5は、図示しない油収納部に連結されており、レーザ加
工の際に、適宜集光レンズ9と加工面19との間に油を
噴射するようになっている。
An oil injection mechanism 15 for injecting oil onto the processing surfaces 19 of the processing members 21a and 21b is provided on the outer peripheral surface of the processing head main body 3. This oil injection mechanism 15
Is made of a pipe-shaped member, and its tip is bent toward the above-described condenser lens 9. In addition, the oil injection mechanism 1
Reference numeral 5 is connected to an oil storage portion (not shown), and at the time of laser processing, oil is appropriately sprayed between the condenser lens 9 and the processing surface 19.

【0021】次に、加工ヘッド部本体3を保持するヘッ
ド部保持手段5について説明する。ヘッド部保持手段5
は、加工ヘッド部本体3と同様に、中空の円筒形状から
なっている。但し、その内径は、加工ヘッド部本体3の
外径よりも僅かに大きく形成されている。そして、ヘッ
ド部保持手段5の内部に、加工ヘッド部本体が摺動可能
に嵌合されている。
Next, the head holding means 5 for holding the processing head body 3 will be described. Head part holding means 5
Like the processing head main body 3, has a hollow cylindrical shape. However, the inner diameter thereof is formed to be slightly larger than the outer diameter of the processing head body 3. The processing head body is slidably fitted inside the head holding means 5.

【0022】加工ヘッド部本体3とヘッド部保持手段5
との相互間には、図1および図3に示すように、所定の
シャフト部材とバネ部材からなる押圧手段13及びシャ
ッタスイッチ17が配設されている。押圧手段13のシ
ャフト部材の一端は、加工ヘッド部本体3に固定されお
り、一方、他端はヘッド部保持手段5側に設けられたシ
ャフト孔に挿入されている。そして、加工ヘッド部本体
3とヘッド部保持手段5の相互間距離が変化すると、シ
ャフト部材の他端がシャフト孔に進入するようになって
いる。また、シャフト部材には、所定のバネ定数を有す
るバネ部材が装着されている。
Processing head body 3 and head holding means 5
As shown in FIGS. 1 and 3, a pressing means 13 and a shutter switch 17 each of which is composed of a predetermined shaft member and a spring member are disposed between and. One end of the shaft member of the pressing means 13 is fixed to the processing head main body 3, while the other end is inserted into a shaft hole provided on the head holding means 5 side. Then, when the mutual distance between the processing head main body 3 and the head holding means 5 changes, the other end of the shaft member enters the shaft hole. A spring member having a predetermined spring constant is attached to the shaft member.

【0023】また、加工ヘッド部本体3とヘッド部保持
手段5との相互間には、シャッタスイッチ17が配設さ
れている。シャッタスイッチ17は、ヘッド部保持手段
5側に固定され、加工ヘッド部本体3に対向する側に、
スイッチを入れるためのボタンが設けられており、通常
はシャッタが閉じて、レーザ光を遮っている。特に、ス
イッチが入る位置は、バネ部材のバネ定数との関係で、
集光レンズ9が加工部材21a,21bを適切に押圧す
るのに必要な弾性力が発生する場所に設定されている。
そして、このシャッタスイッチ17は、上述したシャッ
タ16を開閉するタイミングを合わせるために用いられ
る。
A shutter switch 17 is arranged between the processing head main body 3 and the head holding means 5. The shutter switch 17 is fixed to the head unit holding means 5 side, and on the side facing the processing head unit body 3,
A button for turning on the switch is provided, and the shutter is normally closed to block the laser light. Especially, the position where the switch is turned on is related to the spring constant of the spring member,
The condenser lens 9 is set at a location where an elastic force required to appropriately press the processing members 21a and 21b is generated.
The shutter switch 17 is used to match the timing of opening and closing the shutter 16 described above.

【0024】次に、以上のように構成されたレーザ加工
装置1の作用及び機能を、図面に基づいて説明する。
Next, the operation and function of the laser processing apparatus 1 configured as above will be described with reference to the drawings.

【0025】先ず、レーザ加工装置1は、図4に示すよ
うな産業用ロボット等の自動機に据え付けられる。そし
て、図5に示すように、加工部材21aの加工すべき部
位の近傍に位置決めされる。特に、図5は、自動車用の
ドアを加工している場合を示す。しかし、用途としては
これらに限定されるものではなく、複数の部材を溶接等
する場合に広く使用することができる。
First, the laser processing apparatus 1 is installed in an automatic machine such as an industrial robot as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5, the processing member 21a is positioned near the portion to be processed. In particular, FIG. 5 shows a case where an automobile door is processed. However, the application is not limited to these, and can be widely used when welding a plurality of members.

【0026】次に、適切な位置に設定された加工ヘッド
部本体3は、加工面19に対して略垂直に接近する(S
1)。このとき、加工面19の表面には、油噴射機構1
5により、予め油が塗布されており、集光レンズ9と加
工面19との間に油膜を形成するようになっている(S
2)。そして、集光レンズ9の平坦当接面11は加工面
19に接触する(S3)。
Next, the machining head main body 3 set at an appropriate position approaches the machining surface 19 substantially vertically (S).
1). At this time, on the surface of the processed surface 19, the oil injection mechanism 1
5, oil is applied in advance so that an oil film is formed between the condenser lens 9 and the processed surface 19 (S).
2). Then, the flat contact surface 11 of the condenser lens 9 contacts the processing surface 19 (S3).

【0027】集光レンズ9の平坦当接面11が加工面1
9に当接した後も、ヘッド部保持手段5は降下を続け、
これにより、加工ヘッド部本体3がヘッド部保持手段5
の内側に進入する。即ち、加工ヘッド部本体3とヘッド
部保持手段5との相互間距離が短くなる。このとき、加
工ヘッド部本体3とヘッド部保持手段5の相互間には、
図3に示すように、上述した押圧機構13が装備されて
いるので、相互間距離の減少量に比例した弾性力が生じ
る。そして、この弾性力によって、集光レンズ9が加工
部材21a,21bを押圧する(S3)。これにより、
加工前に、加工部材21a及び21bの間に隙間が生じ
ていても、互いが適切に密着させられる。このため、両
者を密着させるための特別な治具等を別個に設ける必要
もない。
The flat contact surface 11 of the condenser lens 9 is the processed surface 1.
Even after contact with 9, the head holding means 5 continues to descend,
As a result, the processing head main body 3 causes the head holding means 5 to move.
Enter inside. That is, the distance between the processing head body 3 and the head holding means 5 becomes short. At this time, between the machining head body 3 and the head holding means 5,
As shown in FIG. 3, since the pressing mechanism 13 described above is provided, an elastic force proportional to the decrease amount of the mutual distance is generated. Then, due to this elastic force, the condenser lens 9 presses the processing members 21a and 21b (S3). This allows
Before processing, even if there is a gap between the processing members 21a and 21b, they can be brought into close contact with each other appropriately. Therefore, it is not necessary to separately provide a special jig or the like for bringing them into close contact with each other.

【0028】次に、ヘッド部保持手段5が更に降下する
と、加工ヘッド部本体3の上面部が、ヘッド部保持手段
5に配設されたシャッタスイッチ17を押す(S4)。
このシャッタスイッチが押されると、ヘッド部保持手段
5の降下は停止し、これと同時に、光ファイバ7と集光
レンズ9の間に配設されたシャッタ16が開放される。
そして、光ファイバ7から放射されたレーザ光Lが、集
光レンズ9を透過して加工面19に照射される(S
5)。
When the head holding means 5 is further lowered, the upper surface of the processing head body 3 pushes the shutter switch 17 arranged on the head holding means 5 (S4).
When this shutter switch is pressed, the lowering of the head unit holding means 5 is stopped, and at the same time, the shutter 16 disposed between the optical fiber 7 and the condenser lens 9 is opened.
Then, the laser light L emitted from the optical fiber 7 passes through the condenser lens 9 and is applied to the processing surface 19 (S
5).

【0029】次に、具体的なレーザ加工の作用を、図2
に基づいて説明すると、レーザ光Lは、略平行光として
集光レンズ9に入射する。そして、半球状に形成された
集光レンズ9の球面側の表面部で屈折する。屈折したレ
ーザ光Lは、集光レンズ9の平坦当接面11近傍で、小
さなスポット状に収束する。そして更に、集光レンズ9
から油膜23に進入する際にも、一定の屈折現象を生
じ、加工面で焦点を結ぶようになっている。即ち、集光
レンズ9の曲率は、レーザ光Lの波長,集光レンズの屈
折率,油膜の屈折率および油膜の厚さ等によって決定さ
れる。換言すると、これらの値を予め正確に設定するこ
とにより、加工ヘッド部本体3の精密な位置制御や姿勢
制御をすることなく、確実にレーザ加工をすることがで
きる。
Next, referring to FIG.
The laser light L is incident on the condenser lens 9 as substantially parallel light. Then, the light is refracted at the spherical surface of the condensing lens 9 formed in a hemispherical shape. The refracted laser light L converges into a small spot near the flat contact surface 11 of the condenser lens 9. Further, the condenser lens 9
Even when entering the oil film 23 from the above, a certain refraction phenomenon occurs, and the focus is formed on the processed surface. That is, the curvature of the condenser lens 9 is determined by the wavelength of the laser light L, the refractive index of the condenser lens, the refractive index of the oil film, the thickness of the oil film, and the like. In other words, by setting these values accurately in advance, it is possible to reliably perform laser processing without performing precise position control or attitude control of the processing head main body 3.

【0030】加工面19でレーザ光Lが焦点を結ぶと、
レーザ光Lのエネルギにより発熱し、加工部材21aが
加熱される。そして、この熱により加工部材21aが融
解し、融解領域25が加工部材21bまで拡大する。こ
のとき、集光レンズ9は、油膜23により保護されてい
るので、融解した部材が付着することは防止される。
When the laser light L is focused on the processed surface 19,
Heat is generated by the energy of the laser light L, and the processing member 21a is heated. Then, due to this heat, the processing member 21a is melted, and the melting region 25 is expanded to the processing member 21b. At this time, since the condenser lens 9 is protected by the oil film 23, adhesion of the melted member is prevented.

【0031】続いて、加工ヘッド部本体3は、加工面1
9から上昇する。このためシャッタスイッチ17がオフ
となり(S6)、シャッタ16が閉じる。これにより、
融解領域25の温度は低下し、加工部材21aと加工部
材21bとが結合される(S7)。
Subsequently, the processing head portion main body 3 is processed by the processing surface 1
Rise from 9. Therefore, the shutter switch 17 is turned off (S6), and the shutter 16 is closed. This allows
The temperature of the melting region 25 decreases, and the processing members 21a and 21b are joined (S7).

【0032】また、レーザ加工装置は、上述した如く、
精密な位置制御や姿勢制御を必要としないので、図6に
示すように、作業者が直接レーザ加工装置1aを手に持
ち、油スプレ27を噴射するように構成してもよい。
Further, the laser processing apparatus is, as described above,
Since precise position control and attitude control are not required, an operator may directly hold the laser processing apparatus 1a in his hand and inject the oil spray 27 as shown in FIG.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、請求項1記載の発明によれば、加工ヘッド部本
体の加工部材に対する精密な位置制御や姿勢制御をする
ことなく、確実に加工面にレーザ光が焦点を結ぶように
構成することができる。この結果、簡易な構造及び制御
で、高品質なレーザ加工をすることができる、という優
れた効果を生じる。
Since the present invention is constructed and functions as described above, according to the invention of claim 1, it is possible to reliably perform precise position control and attitude control of the machining head main body with respect to the machining member. In addition, the laser light may be focused on the processed surface. As a result, there is an excellent effect that high quality laser processing can be performed with a simple structure and control.

【0034】また、請求項2記載の発明によれば、集光
レンズが油膜を介して直接加工部材を押圧する。このた
め、特別な治具等を使用することなく、加工部材どうし
を確実に密着させることができ、高品質なレーザ加工を
することができる、という優れた効果を生じる。また、
加工部材と集光レンズの間に油膜が介在しているので、
レーザ加工によって融解した加工部材が集光レンズに付
着することが適切に防止される。加えて、集光レンズに
加工部材が付着した場合でも、容易にこれを取り除くこ
とができる、という優れた効果を生じる。
According to the second aspect of the invention, the condenser lens directly presses the processed member via the oil film. Therefore, it is possible to surely bring the processed members into close contact with each other without using a special jig or the like, and it is possible to perform a high quality laser processing, which is an excellent effect. Also,
Since the oil film is interposed between the processing member and the condenser lens,
Adhesion of the processing member melted by the laser processing to the condenser lens is appropriately prevented. In addition, even if the processing member adheres to the condenser lens, it is possible to easily remove the processing member, which is an excellent effect.

【0035】また、請求項3記載の発明では、加工ヘッ
ド部本体の先端部近傍に、油噴射機構を装備しているの
で、連続的に広い範囲をレーザ加工する場合でも、常に
適切な油膜が加工部材上に形成される。この結果、自動
機等に搭載してレーザ加工装置を使用する場合に、作業
効率が向上する、という優れた効果を生じる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the oil jetting mechanism is provided near the tip of the processing head main body, an appropriate oil film is always provided even when continuously laser processing a wide range. It is formed on the processed member. As a result, when the laser processing apparatus is mounted on an automatic machine or the like, the working efficiency is improved, which is an excellent effect.

【0036】更に、請求項4記載の発明によれば、半球
状のレンズを集光レンズとして用いているので、焦点距
離が非常に短く、具体的には集光レンズの近傍で焦点を
結ぶ。従って、集光レンズの平坦当接面を加工部材に当
接させても、加工部材表面で焦点を結び、レーザ加工を
することができる、という優れた効果を生じる。
Further, according to the invention of claim 4, since the hemispherical lens is used as the condenser lens, the focal length is very short, and more specifically, the focal point is formed in the vicinity of the condenser lens. Therefore, even if the flat contact surface of the condenser lens is brought into contact with the processing member, there is an excellent effect that the processing member surface is focused and laser processing can be performed.

【0037】また、集光レンズの平坦当接面が油膜を介
して加工部材に当接するので、集光レンズと加工部材と
の間の油膜が均一に保たれる、という優れた効果を生じ
る。
Further, since the flat contact surface of the condenser lens contacts the processed member via the oil film, the oil film between the condenser lens and the processed member is kept uniform, which is an excellent effect.

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

【図1】本発明の一実施の形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に開示したレーザ加工装置の集光レンズ及
び加工部を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a condenser lens and a processing portion of the laser processing device disclosed in FIG.

【図3】図1に開示したレーザ加工装置の押圧機構を示
す断面図である。
3 is a cross-sectional view showing a pressing mechanism of the laser processing apparatus disclosed in FIG.

【図4】図1に開示したレーザ加工装置を装備した産業
用ロボットを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an industrial robot equipped with the laser processing apparatus disclosed in FIG. 1;

【図5】加工ヘッド部本体と加工部材を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a processing head body and a processing member.

【図6】携帯タイプのレーザ加工装置で加工している状
態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which processing is performed by a portable laser processing device.

【図7】レーザ加工の各行程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart showing each step of laser processing.

【図8】従来のレーザ加工装置を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ加工装置 3 加工ヘッド部本体 5 ヘッド部保持手段 7 光ファイバ 9 集光レンズ 11 平坦当接面 13 押圧機構 15 油噴射機構 19 加工面 21a,21b 加工部材 23 油膜 L レーザ光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 3 Processing head main body 5 Head holding means 7 Optical fiber 9 Condensing lens 11 Flat contact surface 13 Pressing mechanism 15 Oil injection mechanism 19 Processing surfaces 21a, 21b Processing member 23 Oil film L Laser light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 26/08 B23K 26/08 B 26/14 26/14 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display area B23K 26/08 B23K 26/08 B 26/14 26/14 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工部材の加工面に対向して装備された
集光レンズと、この集光レンズの中心線上に沿って装備
されレーザ光を案内し且つ前記集光レンズの中央部に向
けて放射出力する光ファイバと、この光ファイバ及び前
記集光レンズを保持する加工ヘッド部本体とを備えてな
るレーザ加工装置において、 前記集光レンズに、前記加工部材の加工面に油膜を介し
て当接する平坦当接面を設けると共に、 前記加工ヘッド部本体を保持し且つ当該加工ヘッド部本
体の前記集光レンズ側を前記加工部材に向けて押圧する
ヘッド部保持手段を装備したことを特徴とするレーザ加
工装置。
1. A condenser lens provided so as to face a processing surface of a processing member, and a laser lens provided along a center line of the condenser lens for guiding laser light and directed toward a central portion of the condenser lens. In a laser processing apparatus comprising an optical fiber for radiating and outputting, and a processing head portion main body for holding the optical fiber and the condenser lens, the condenser lens is applied to the processing surface of the processing member via an oil film. A flat contact surface is provided to be in contact with the processing head portion, and head portion holding means for holding the processing head portion main body and pressing the condensing lens side of the processing head portion main body toward the processing member is provided. Laser processing equipment.
【請求項2】 前記ヘッド部保持手段が、前記加工ヘッ
ド部本体の前記集光レンズ側を前記加工部材に対して適
度に押圧する押圧機構を装備した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 according to claim 1, wherein the head portion holding means is equipped with a pressing mechanism for appropriately pressing the condensing lens side of the processing head portion main body against the processing member. Processing equipment.
【請求項3】 前記請求項1記載のレーザ加工装置にお
いて、 前記ヘッド部保持手段に、前記集光レンズと前記加工部
材との間に向けて油膜形成用の油を噴射する油噴射機構
を装備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, wherein the head holding means is equipped with an oil injection mechanism for injecting oil for forming an oil film between the condenser lens and the processing member. A laser processing device characterized in that
【請求項4】 前記集光レンズとして、半球状のレンズ
を使用したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の
レーザ加工装置。
4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a hemispherical lens is used as the condenser lens.
JP7251849A 1995-09-05 1995-09-05 Laser working device Withdrawn JPH0970680A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7251849A JPH0970680A (en) 1995-09-05 1995-09-05 Laser working device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7251849A JPH0970680A (en) 1995-09-05 1995-09-05 Laser working device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0970680A true JPH0970680A (en) 1997-03-18

Family

ID=17228841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7251849A Withdrawn JPH0970680A (en) 1995-09-05 1995-09-05 Laser working device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0970680A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1254737A1 (en) * 2001-05-03 2002-11-06 VA TECH Transport- und Montagesysteme GmbH & Co Pressing device and method for welding sheet-like materials
JP2009012239A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Nippon Avionics Co Ltd Apparatus and method for laser resin welding
US20110108529A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Werner Wollmann System for Spot Welding with a Laser Beam

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1254737A1 (en) * 2001-05-03 2002-11-06 VA TECH Transport- und Montagesysteme GmbH & Co Pressing device and method for welding sheet-like materials
JP2009012239A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Nippon Avionics Co Ltd Apparatus and method for laser resin welding
US20110108529A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Werner Wollmann System for Spot Welding with a Laser Beam
US8759711B2 (en) * 2009-11-11 2014-06-24 JENOPTIK Automatisierung Stechnik GmbH System for spot welding with a laser beam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3026330C (en) Laser processing apparatus and method
US7211166B2 (en) Method and device for joining workpieces made from plastic in three-dimensional form by means of a laser beam
US4937421A (en) Laser peening system and method
US5938954A (en) Submerged laser beam irradiation equipment
US4843209A (en) Method and apparatus for laser staking
KR20160020406A (en) Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of a laser
GB2226266A (en) Laser joining apparatus
JPH02284783A (en) Holder
US20170100801A1 (en) Laser surface preparation of coated substrate
JP3515003B2 (en) Laser fusion method
WO2020230844A1 (en) Laser irradiation head
US20080047933A1 (en) Method For Machining A Material With High-Power Density Electromagnetic Radiation
US6476350B1 (en) Device and method for extended distance cutting by laser, in pulse mode
JPWO2018097018A1 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2021536420A (en) Methods and systems for separating hollow glass bodies from glass tubes and for manufacturing containers
CN110856886A (en) Soldering method for connecting a transparent first substrate and a non-transparent second substrate and use thereof
JPH0970680A (en) Laser working device
JP2664625B2 (en) Laser cutting method and apparatus
JP6525127B2 (en) Laser welding apparatus and laser welding method
US9791624B2 (en) Methods for stripping an optical fiber coating using blue or blue-violet radiation
JPH04143092A (en) Laser beam machine
JPH07116880A (en) Laser beam machine
EP4342619A1 (en) Laser machining device and laser machining method
JPH10202385A (en) Laser beam machine
KR100598521B1 (en) Apparatus for welding utilizing laser beam

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20021105