JPH11320161A

JPH11320161A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH11320161A
Application number: JP10130276A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yamane; 茂樹山根; Tetsuji Nishimura; 哲二西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリート等に穴加工を行う上で作業性の
向上を図ることのできるレーザ加工装置を実現する。【解決手段】レーザ発振器２１，全反射鏡２３，ガイ
ドチューブ２４およびトーチ部２６から構成され、トー
チ部２６は、入光部２６ａと可動出光部２６ｂとからな
り、可動出光部２６ｂには集光レンズ２，ノズル３およ
びシールドガス導入口２９を備えている。そして、入光
部２６ａに球面軸受４ａを設けるとともに、可動出光部
２６ｂの集光レンズ２の周囲部分に軸部４ｂを設けてあ
り、入光部２６ａに対して可動出光部２６ｂ全体が揺動
自在である。トーチ部２６の位置を固定した状態で、可
動出光部２６ｂを動かすことにより、集光レンズ２で集
光したレーザビームをコンクリート２５等の被加工物上
に自在に照射できるため、トーチ部２６を移動させるこ
となく可動出光部２６ｂを動かすだけで複数のピアス穴
を容易に開けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
コンクリート等の加工を行うレーザ加工装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ加工装置をコンクリート加工に用
いる例としては文献等（例えば１９９７年日本建築学会
／１１９８：コンクリートの低騒音低振動穿孔方法の検
討／ＷＩＧＮＡＲＡＪＡＨＳＩＶＡＫＵＭＡＲＡＮ
ｅｔａｌ）に提案され、無騒音、無振動等の多くのメリ
ットが期待できることから、実用化に向けて数多くの試
みがなされているが、現在のところ一般産業用として採
用されていない。

【０００３】上記文献等を参考に、我々がコンクリート
加工を行うにおいて検討した従来のレーザ加工装置の概
略構成図を図８に示す。図８において、２１はレーザ光
１を出射するレーザ発振器、２２はレーザ光１の光軸、
２３はレーザ光１を反射する全反射鏡、２４はレーザ光
１の経路をカバーするガイドチューブ、２５はワーク
（被加工物）のコンクリート、２６はトーチ部、２７は
伝送されたレーザ光１を集光する集光レンズ、２８は集
光レンズ２７を保持するレンズホルダ、２９はシールド
ガス導入口、３０は集光レンズ２７で集光したレーザ光
１とシールドガス導入口２９から導入されたシールドガ
スとが出射されるノズルである。

【０００４】この従来のレーザ加工装置は、レーザ発振
器２１，全反射鏡２３，ガイドチューブ２４およびトー
チ部２６から構成されている。トーチ部２６には、集光
レンズ２７，レンズホルダ２８，シールドガス導入口２
９およびノズル３０が設けられており、トーチ部２６は
２次元的（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能となっている。以上
のように構成されたレーザ加工装置の動作について説明
する。

【０００５】レーザ発振器２１から出力されたレーザ光
１は、ガイドチューブ２４内を通りながら全反射鏡２３
で反射された後、トーチ部２６の集光レンズ２７に伝送
される。そして、集光レンズ２７で集光された後、ノズ
ル３０からコンクリート２５に照射される。また、加工
時にコンクリート２５から粉末が飛散するため、シール
ドガス導入口２９からシールドガスを流して、集光レン
ズ２７の保護を行っている。

【０００６】コンクリートの加工には各種の加工が要望
されているが、その中でもアンカー棒の挿入などに用い
る直径２０ｍｍ程度の穴ぐりが強く要望されている。そ
こで、我々は従来のレーザ加工装置により、厚さ３５ｍ
ｍのコンクリート材に直径２０ｍｍの穴の切断加工を実
施するとともに、厚さ３５ｍｍのコンクリート材に直径
２０ｍｍの範囲内のピアス穴開け加工を実施した。図９
（ａ）は直径２０ｍｍの穴の切断加工を実施した場合の
コンクリート材の斜視図であり、図９（ｂ）はピアス穴
開け加工を実施した場合のコンクリート材の斜視図、図
９（ｃ）は図９（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図９にお
いて、３１はコンクリート材であり、ｔはその厚さ（＝
３５ｍｍ）、Ｒ₁は直径２０ｍｍの寸法、Ｒ₂は直径１
ｍｍの寸法を示す。

【０００７】図９（ａ）の切断加工の場合、コンクリー
トはレーザエネルギ密度が１０⁴Ｊ／ｃｍ²程度以上で
あれば溶融できることが確認でき、切断速度は出力によ
り異なるが３ｋｗ出力では１００ｍｍ／分の速度で切断
加工できた。図９（ｂ），（ｃ）のピアス穴開け加工の
場合、トーチ部２６を固定したまま集光レンズ２７で集
光したレーザ光を照射し、コンクリートを溶融させ、微
少な穴開けを行う。通常得られるピアス穴３２は直径１
ｍｍ程度であり、３５ｍｍを貫通する程度であれば１ｋ
ｗ以上の出力があれば１秒以下の速度で貫通できた。そ
して、次の穴開け位置にトーチ部２６を移動させて同様
にして穴開けを行うことを繰り返して多数のピアス穴３
２を開ける。

【０００８】以上のように切断加工とピアス穴開け加工
とを実施した結果、切断加工に比べピアス穴開け加工の
方が容易かつ高速に加工できることが確認できた。また
このようなレーザで加工されたコンリート穴は、レーザ
照射時の熱影響で周辺のコンクリートが脆くなり、ドリ
ル等のメカニカルな加工を施しても騒音が低いことが報
告されていることから、上記のように直径２０ｍｍの穴
ぐりの場合、直径２０ｍｍの範囲内に多数のピアス穴を
あけ、後にドリルで残材を削除する加工工法を採用して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレーザ加工
装置では、水平あるいは垂直なコンクリート面に直径２
０ｍｍ程度の穴加工を実施するために、切断加工あるい
はピアス穴開け加工のいずれの方法によっても、トーチ
部２６をコンクリート面と水平に移動させねばならず、
作業性が悪いという問題があった。

【００１０】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、コンクリート等に穴加工を行う上で作業
性の向上を図ることのできるレーザ加工装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザ加
工装置は、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射
されたレーザ光を集光レンズにより集光して被加工物に
照射するトーチ部とを備えたレーザ加工装置であって、
トーチ部の集光レンズの略中心がレーザ光の光軸上に位
置する状態を維持しながら集光レンズを揺動自在にした
ことを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、トーチ部の位置を固定
した状態で集光レンズのみを動かすことにより、集光レ
ンズで集光したレーザビームをコンクリート等の被加工
物上に自在に照射できるため、トーチ部を移動させるこ
となく集光レンズを動かすだけで被加工物に複数のピア
ス穴を容易に開けることができ、作業性の向上を図るこ
とができる。

【００１３】請求項２記載のレーザ加工装置は、レーザ
発振器と、このレーザ発振器から出射されたレーザ光を
集光手段により集光して被加工物に照射するトーチ部と
を備えたレーザ加工装置であって、トーチ部の集光手段
として複数の焦点を結ぶ多焦点集光レンズを用いたこと
を特徴とする。この構成によれば、複数の焦点を結ぶ多
焦点集光レンズを用いているため、トーチ部の位置を固
定した状態で複数の集光したレーザビームをコンクリー
ト等の被加工物上に照射でき、トーチ部を移動させるこ
となく被加工物に複数のピアス穴を容易に開けることが
でき、作業性の向上を図ることができる。

【００１４】請求項３記載のレーザ加工装置は、請求項
２記載のレーザ加工装置において、多焦点集光レンズを
レーザ光の光軸を中心に回動可能にしたことを特徴とす
る。この構成によれば、多焦点集光レンズを回動するこ
とにより、トーチ部を移動させることなく、より多数の
ピアス穴を被加工物に開けることができ、より作業性の
向上を図ることができる。

【００１５】請求項４記載のレーザ加工装置は、請求項
２記載のレーザ加工装置において、多焦点集光レンズの
略中心がレーザ光の光軸上に位置する状態を維持しなが
ら多焦点集光レンズを揺動自在にしたことを特徴とす
る。この構成によれば、多焦点集光レンズをレーザ光の
光軸を中心に回動することにより、トーチ部を移動させ
ることなく、より多数のピアス穴を被加工物に開けるこ
とができる。さらに、被加工物に対するレーザ照射位置
の微調整を、トーチ部を固定した状態で多焦点集光レン
ズを動かすことにより行うことができる。したがって作
業性をより大幅に向上することができる。

【００１６】請求項５記載のレーザ加工装置は、レーザ
発振器と、このレーザ発振器から出射されたレーザ光を
集光手段により集光して被加工物に照射するトーチ部と
を備えたレーザ加工装置であって、トーチ部の集光手段
は無反射透光板上に複数の集光レンズを配置したことを
特徴とする。この構成によれば、無反射透光板上に複数
の集光レンズを配置した集光手段を用いているため、ト
ーチ部の位置を固定した状態で複数の集光したレーザビ
ームをコンクリート等の被加工物上に照射でき、トーチ
部を移動させることなく被加工物に複数のピアス穴を容
易に開けることができ、作業性の向上を図ることができ
る。また、無反射透光板上に集光レンズを配置している
ため、被加工物から発生する粉塵等が多くなっても、集
光レンズに付着したり集光レンズを損傷することがな
く、無反射透光板に付着したり無反射透光板を損傷する
ことになり、安価な無反射透光板を交換することで対処
できる。

【００１７】請求項６記載のレーザ加工装置は、請求項
５記載のレーザ加工装置において、無反射透光板をレー
ザ光の光軸を中心に回動可能にしたことを特徴とする。
この構成によれば、無反射透光板を回動することによ
り、無反射透光板上に配置した複数の集光レンズが移動
し、トーチ部を移動させることなく、より多数のピアス
穴を被加工物に開けることができ、より作業性の向上を
図ることができる。

【００１８】請求項７記載のレーザ加工装置は、請求項
５記載のレーザ加工装置において、無反射透光板の略中
心がレーザ光の光軸上に位置する状態を維持しながら無
反射透光板を揺動自在にしたことを特徴とする。この構
成によれば、無反射透光板をレーザ光の光軸を中心に回
動することにより、無反射透光板上に配置した複数の集
光レンズが移動し、トーチ部を移動させることなく、よ
り多数のピアス穴を被加工物に開けることができる。さ
らに、被加工物に対するレーザ照射位置の微調整を、ト
ーチ部を固定した状態で無反射透光板を動かすことによ
り行うことができる。したがって作業性をより大幅に向
上することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１の実施の形態
のレーザ加工装置の概略構成図である。図１において、
１はレーザ光、２は伝送されたレーザ光１を集光する集
光レンズ、３は集光レンズ２で集光したレーザ光１とシ
ールドガス導入口２９から導入されたシールドガスとが
出射されるノズル、２１はレーザ光１を出射するレーザ
発振器、２３はレーザ光１を反射する全反射鏡、２４は
レーザ光１の経路をカバーするガイドチューブ、２５は
ワーク（被加工物）のコンクリート、２６は入光部２６
ａと可動出光部２６ｂとからなるトーチ部である。

【００２０】本実施の形態のレーザ加工装置は、レーザ
発振器２１，全反射鏡２３，ガイドチューブ２４および
トーチ部２６から構成されている。本実施の形態は、図
８の従来例とトーチ部２６の構成が異なり、他の構成は
同様である。本実施の形態におけるトーチ部２６は、入
光部２６ａと可動出光部２６ｂとからなり、可動出光部
２６ｂには集光レンズ２，ノズル３およびシールドガス
導入口２９を備えている。そして、入光部２６ａに球面
軸受４ａを設けるとともに、可動出光部２６ｂの集光レ
ンズ２の周囲部分に軸部４ｂを設けて、入光部２６ａに
対して可動出光部２６ｂ全体が揺動自在となるようにし
ている。ここで、集光レンズ２の周囲部分に軸部４ｂを
設けているため、入光部２６ａへ導入されたレーザ光１
の光軸２２は、可動出光部２６ｂの揺動位置にかかわら
ず、集光レンズ２のほぼ中心を通るようになっている。
以降、図１に示される状態のとき、すなわち入光部２６
ａへ導入され集光レンズ２に入射するレーザ光１の光軸
２２と、集光レンズ２を通過したレーザ光１の光軸２２
とが直線上にある状態のとき、可動出光部２６ｂが初期
位置の状態という。可動出光部２６ｂは、軸部４ｂが球
面軸受４ａに保持されて揺動自在であり、初期位置の状
態からその周囲どの方向へも角度φまで傾けることがで
きるとともに、θ方向にも回動可能である。

【００２１】このレーザ加工装置も、従来例同様、レー
ザ発振器２１から出力されたレーザ光１は、ガイドチュ
ーブ２４内を通りながら全反射鏡２３で反射された後、
トーチ部２６の集光レンズ２に伝送される。そして、集
光レンズ２で集光された後、ノズル３からコンクリート
２５に照射される。また、加工時にコンクリート２５か
ら粉末が飛散するため、シールドガス導入口２９からシ
ールドガスを流して、集光レンズ２の保護を行ってい
る。なお、可動出光部２６ｂでは、集光レンズ２とノズ
ル３を一体的に保持しているため、可動出光部２６ｂを
動かしても、集光レンズ２で集光されたレーザ光１はシ
ールドガスと共にノズル３から出射される。

【００２２】つぎに、コンクリート２５に例えば直径２
０ｍｍの穴を開けるときに、複数のピアス穴を開けた
後、ドリル等で残材を削除して直径２０ｍｍの穴（以下
「開けるべき穴」という）を開ける場合の一例を、さら
に図２を参照しながら説明する。図２（ａ）はこのレー
ザ加工装置を用いて加工したコンクリート２５の平面
図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。

【００２３】まず、可動出光部２６ｂが初期位置の状態
でトーチ部２６を移動して、コンクリート２５に開ける
べき穴の中心Ｆに、レーザ照射位置が一致するように、
トーチ部２６を目標とする位置に設定する。そして、レ
ーザを照射して１つのピアス穴３２を開け、レーザ照射
を停止し、可動出光部２６ｂを動かすことにより次のピ
アス穴開け位置にレーザ照射位置を合わせて次のピアス
穴３２を開けるというように、可動出光部２６ｂを動か
すことにより次々にレーザ照射位置を合わせて順次ピア
ス穴３２を開けることができる。なお、可動出光部２６
ｂの可動範囲を制限するためのガイド（図示せず）を設
け、可動出光部２６ｂが初期位置の状態で、トーチ部２
６を目標とする位置に設定した後は、加工したい範囲Ｓ
内のみにレーザ照射が可能となるようにすれば、誤った
位置にピアス穴を開けることがなく、作業が容易にな
る。

【００２４】そして、全てのピアス穴３２を開けた後、
ドリル等で残材を削除することにより、直径２０ｍｍの
開けるべき穴が開けられる。以上のように本実施の形態
によれば、トーチ部２６を設定した位置に固定した状態
で、集光レンズ２とノズル３を一体的に保持している可
動出光部２６ｂを動かすことにより、集光レンズ２で集
光したレーザビームをコンクリート２５等の被加工物上
に自在に照射できるため、トーチ部２６を移動させるこ
となく可動出光部２６ｂを動かすだけで被加工物に複数
のピアス穴を容易に開けることができ、作業性の向上を
図ることができる。

【００２５】〔第２の実施の形態〕図３は本発明の第２
の実施の形態のレーザ加工装置の概略構成図である。図
３において、５は多焦点集光レンズ、６は多焦点ノズル
であり、その他図８と対応する部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。また、図４（ａ）は多焦点集
光レンズ５の斜視図、図４（ｂ）はその機能を示す図で
ある。

【００２６】本実施の形態のレーザ加工装置は、図８の
従来例とトーチ部２６の構成が異なり、他の構成は同様
である。本実施の形態におけるトーチ部２６は、従来例
における集光レンズ２７およびノズル３０（図８）に代
えて、多焦点集光レンズ５および多焦点ノズル６を用い
たものである。多焦点集光レンズ５は、図４（ａ）に示
すように、複数の焦点を結ぶように複数の小さな集光レ
ンズが合体したような構成であり、図４（ｂ）に示すよ
うに、多焦点集光レンズ５にレーザ光１を照射すれば、
コンクリート２５上に複数の焦点を結ぶこととなり、目
標とする位置にトーチ部２６を定めれば、その位置に同
時に複数のピアス穴を開けることができる。なお、多焦
点集光レンズ５を用いることに伴い、複数のノズル穴を
有する多焦点ノズル６を用いている。

【００２７】このレーザ加工装置で、複数のピアス穴を
開けた後、ドリル等で残材を削除することにより、例え
ば直径２０ｍｍの開けるべき穴が開けられる。以上のよ
うに本実施の形態によれば、複数の焦点を結ぶ多焦点集
光レンズ５を用いているため、トーチ部２６を設定した
位置に固定した状態で、複数の集光したレーザビームを
コンクリート２５等の被加工物上に照射でき、トーチ部
２６を移動させることなく被加工物に複数のピアス穴を
容易に開けることができ、作業性の向上を図ることがで
きる。

【００２８】なお、加工時はシールドガス導入口２９か
らシールドガスを流して粉塵の混入を防止しているが、
多焦点集光レンズ５を用いることに伴い、多焦点ノズル
６を用いているため、ノズル穴数も多く、何らかの理由
で粉塵が多焦点集光レンズ５に付着したりして、多焦点
集光レンズ５を損傷する恐れがある。そのため、多焦点
集光レンズ５の下でシールドガス導入口２９よりも上に
図示しない無反射透光板（ＡＲ板＝ＡＮＴＩＲＥＦＬ
ＥＣＴＩＯＮ板）を設けることにより、粉塵が無反射透
光板に付着しても、安価な無反射透光板を交換すること
で対処できる。

【００２９】〔第３の実施の形態〕図５は本発明の第３
の実施の形態のレーザ加工装置の概略構成図である。図
５において、図１および図３と対応する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。本実施の形態のレーザ
加工装置は、図３に示す第２の実施の形態と同様、トー
チ部２６に多焦点集光レンズ５および多焦点ノズル６を
用いるとともに、図１に示す第１の実施の形態のよう
に、トーチ部２６を入光部２６ａと可動出光部２６ｂと
に分けたものである。

【００３０】したがって本実施の形態によれば、第２の
実施の形態同様、多焦点集光レンズ５を用いているた
め、トーチ部２６を設定した位置に固定した状態で、複
数の集光したレーザビームをコンクリート２５等の被加
工物上に照射でき、トーチ部２６を移動させることなく
被加工物に複数のピアス穴を容易に開けることができ
る。そしてさらに、トーチ部２６を設定した位置に固定
した状態で、多焦点集光レンズ５と多焦点ノズル６を一
体的に保持している可動出光部２６ｂをθ方向に回動し
て、レーザ照射を繰り返すことにより、より多数のピア
ス穴を開けることができ、より作業性の向上を図ること
ができる。なお、この効果は、球面軸受４ａおよび軸部
４ｂを設ける代わりに、例えば一方に溝を形成し、他方
にその溝に嵌合する凸部を設けて、可動出光部２６ｂが
θ方向に回動可能な構成としても達成できる。

【００３１】本実施の形態では、球面軸受４ａおよび軸
部４ｂを設けているため、第１の実施の形態で説明した
ように可動出光部２６ｂは初期位置の状態からその周囲
どの方向へも角度φ（図１）まで傾けることができ、被
加工物に対するレーザ照射位置の微調整を、トーチ部２
６を固定した状態で可動出光部２６ｂを動かすことによ
り行うことができる。したがって作業性をより大幅に向
上することができる。

【００３２】なお、本実施の形態でも、加工時に、被加
工物から発生する粉塵が多焦点集光レンズ５に付着した
りして、多焦点集光レンズ５を損傷する恐れがあるが、
第２の実施の形態同様、多焦点集光レンズ５の下でシー
ルドガス導入口２９よりも上に図示しない無反射透光板
（ＡＲ板）を設けることにより、粉塵が無反射透光板に
付着しても、安価な無反射透光板を交換することで対処
できる。

【００３３】〔第４の実施の形態〕図６は本発明の第４
の実施の形態のレーザ加工装置の概略構成図である。図
６において、１０は無反射透光板（ＡＲ板）、１１は集
光レンズであり、その他の図３と対応する部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態のレー
ザ加工装置は、図３に示す第２の実施の形態における多
焦点集光レンズ５に代えて、無反射透光板１０および複
数の集光レンズ１１を用いたものであり、無反射透光板
１０上に複数の集光レンズ１１を配置することにより、
多焦点集光レンズ５と同様の機能を有するようにしたも
のである。

【００３４】したがって本実施の形態によれば、第２の
実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第
２の実施の形態では多焦点集光レンズ５を粉塵から保護
するために、多焦点集光レンズ５の下に図示しない無反
射透光板を配置すればよいことについて述べたが、本実
施の形態では、無反射透光板１０上に複数の集光レンズ
１１を配置しているため、新たに無反射透光板を配置す
ることなく、粉塵が無反射透光板１０に付着しても、安
価な無反射透光板１０を交換することで対処できる。

【００３５】〔第５の実施の形態〕図７は本発明の第５
の実施の形態のレーザ加工装置の概略構成図である。図
７において、１０は無反射透光板（ＡＲ板）、１１は集
光レンズであり、その他の図５と対応する部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態のレー
ザ加工装置は、図５に示す第３の実施の形態における多
焦点集光レンズ５に代えて、無反射透光板１０および複
数の集光レンズ１１を用いたものであり、無反射透光板
１０上に複数の集光レンズ１１を配置することにより、
多焦点集光レンズ５と同様の機能を有するようにしたも
のである。

【００３６】したがって本実施の形態によれば、第３の
実施の形態と同様、トーチ部２６を設定した位置に固定
した状態で、複数の集光したレーザビームをコンクリー
ト２５等の被加工物上に照射でき、トーチ部２６を移動
させることなく被加工物に複数のピアス穴を容易に開け
ることができ、さらに、トーチ部２６を設定した位置に
固定した状態で、可動出光部２６ｂをθ方向（図５）に
回動して、レーザ照射を繰り返すことにより、より多数
のピアス穴を開けることができ、より作業性の向上を図
ることができる。なお、この効果は、第３の実施の形態
でも説明したように、球面軸受４ａおよび軸部４ｂを設
ける代わりに、例えば一方に溝を形成し、他方にその溝
に嵌合する凸部を設けて、可動出光部２６ｂがθ方向に
回動可能な構成としても達成できるが、球面軸受４ａお
よび軸部４ｂを設けることにより、第１の実施の形態で
説明したように可動出光部２６ｂは初期位置の状態から
その周囲どの方向へも角度φ（図１）まで傾けることが
でき、被加工物に対するレーザ照射位置の微調整を、ト
ーチ部２６を固定した状態で可動出光部２６ｂを動かす
ことにより行うことができる。したがって作業性をより
大幅に向上することができる。

【００３７】また、第３の実施の形態では多焦点集光レ
ンズ５を粉塵から保護するために、多焦点集光レンズ５
の下に図示しない無反射透光板を配置すればよいことに
ついて述べたが、本実施の形態では、無反射透光板１０
上に複数の集光レンズ１１を配置しているため、新たに
無反射透光板を配置することなく、粉塵が無反射透光板
１０に付着しても、安価な無反射透光板１０を交換する
ことで対処できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明のレーザ加工装置は、トーチ部の
集光レンズの略中心がレーザ光の光軸上に位置する状態
を維持しながら集光レンズを揺動自在にしたことによ
り、トーチ部の位置を固定した状態で集光レンズのみを
動かすことにより、集光レンズで集光したレーザビーム
をコンクリート等の被加工物上に自在に照射できるた
め、トーチ部を移動させることなく集光レンズを動かす
だけで被加工物に複数のピアス穴を容易に開けることが
でき、作業性の向上を図ることができる。

【００３９】また、本発明のレーザ加工装置は、トーチ
部の集光手段として複数の焦点を結ぶ多焦点集光レンズ
を用いたことにより、トーチ部の位置を固定した状態で
複数の集光したレーザビームをコンクリート等の被加工
物上に照射でき、トーチ部を移動させることなく被加工
物に複数のピアス穴を容易に開けることができ、作業性
の向上を図ることができる。

【００４０】さらに、多焦点集光レンズをレーザ光の光
軸を中心に回動可能にしたことにより、トーチ部を移動
させることなく多焦点集光レンズを回動することによ
り、より多数のピアス穴を被加工物に開けることがで
き、より作業性の向上を図ることができる。また、多焦
点集光レンズの略中心がレーザ光の光軸上に位置する状
態を維持しながら多焦点集光レンズを揺動自在にしたこ
とにより、トーチ部を移動させることなく多焦点集光レ
ンズをレーザ光の光軸を中心に回動することにより、よ
り多数のピアス穴を被加工物に開けることができる。さ
らに、被加工物に対するレーザ照射位置の微調整を、ト
ーチ部を固定した状態で多焦点集光レンズを動かすこと
により行うことができる。したがって作業性をより大幅
に向上することができる。

【００４１】また、本発明のレーザ加工装置は、トーチ
部の集光手段を無反射透光板上に複数の集光レンズを配
置した構成とすることにより、トーチ部の位置を固定し
た状態で複数の集光したレーザビームをコンクリート等
の被加工物上に照射でき、トーチ部を移動させることな
く被加工物に複数のピアス穴を容易に開けることがで
き、作業性の向上を図ることができる。また、無反射透
光板上に集光レンズを配置しているため、被加工物から
発生する粉塵等が多くなっても、集光レンズに付着した
り集光レンズを損傷することがなく、無反射透光板に付
着したり無反射透光板を損傷することになり、安価な無
反射透光板を交換することで対処できる。

【００４２】さらに、無反射透光板をレーザ光の光軸を
中心に回動可能にしたことにより、無反射透光板を回動
することにより、無反射透光板上に配置した複数の集光
レンズが移動し、トーチ部を移動させることなく、より
多数のピアス穴を被加工物に開けることができ、より作
業性の向上を図ることができる。また、無反射透光板の
略中心がレーザ光の光軸上に位置する状態を維持しなが
ら無反射透光板を揺動自在にしたことにより、無反射透
光板をレーザ光の光軸を中心に回動することにより、無
反射透光板上に配置した複数の集光レンズが移動し、ト
ーチ部を移動させることなく、より多数のピアス穴を被
加工物に開けることができる。さらに、被加工物に対す
るレーザ照射位置の微調整を、トーチ部を固定した状態
で無反射透光板を動かすことにより行うことができる。
したがって作業性をより大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のレーザ加工装置の概
略構成図。

【図２】本発明の第１の実施形態におけるコンクリート
穴加工状態を示す図。

【図３】本発明の第２の実施形態のレーザ加工装置の概
略構成図。

【図４】本発明の第２の実施形態における多焦点集光レ
ンズの斜視図およびその機能を示す図。

【図５】本発明の第３の実施形態のレーザ加工装置の概
略構成図。

【図６】本発明の第４の実施形態のレーザ加工装置の概
略構成図。

【図７】本発明の第５の実施形態のレーザ加工装置の概
略構成図。

【図８】従来のレーザ加工装置の概略構成図。

【図９】従来のレーザ加工装置によるコンクリートの切
断加工およびピアス穴開け加工状態を示す図。

【符号の説明】

１レーザ光２集光レンズ３ノズル４ａ球面軸受４ｂ軸部５多焦点集光レンズ６多焦点ノズル１０無反射透光板１１集光レンズ２１レーザ発振器２２レーザ光の光軸２５コンクリート２６トーチ部２６ａ入光部２６ｂ可動出光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２８Ｄ 1/14 Ｂ２８Ｄ 1/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出射されたレーザ光を集光レンズにより集光して被加工
物に照射するトーチ部とを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記トーチ部の集光レンズの略中心がレーザ光の光軸上
に位置する状態を維持しながら前記集光レンズを揺動自
在にしたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出射されたレーザ光を集光手段により集光して被加工物
に照射するトーチ部とを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記トーチ部の集光手段として複数の焦点を結ぶ多焦点
集光レンズを用いたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】多焦点集光レンズをレーザ光の光軸を中
心に回動可能にしたことを特徴とする請求項２記載のレ
ーザ加工装置。
【請求項４】多焦点集光レンズの略中心がレーザ光の
光軸上に位置する状態を維持しながら前記多焦点集光レ
ンズを揺動自在にしたことを特徴とする請求項２記載の
レーザ加工装置。
【請求項５】レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出射されたレーザ光を集光手段により集光して被加工物
に照射するトーチ部とを備えたレーザ加工装置であっ
て、前記トーチ部の集光手段は無反射透光板上に複数の集光
レンズを配置したことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】無反射透光板をレーザ光の光軸を中心に
回動可能にしたことを特徴とする請求項５記載のレーザ
加工装置。
【請求項７】無反射透光板の略中心がレーザ光の光軸
上に位置する状態を維持しながら前記無反射透光板を揺
動自在にしたことを特徴とする請求項５記載のレーザ加
工装置。