JPH1158059A - 光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方法および同方法を使用したレーザー加工装置 - Google Patents
光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方法および同方法を使用したレーザー加工装置Info
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- JPH1158059A JPH1158059A JP9213452A JP21345297A JPH1158059A JP H1158059 A JPH1158059 A JP H1158059A JP 9213452 A JP9213452 A JP 9213452A JP 21345297 A JP21345297 A JP 21345297A JP H1158059 A JPH1158059 A JP H1158059A
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- optical path
- path length
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- collimation lens
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝送ビームの径を大きくすることなく、広範
囲に渡る良好なコリメーションが得られる光路長可変レ
ーザー加工装置のビームコリメーション方法および同方
法を使用したレーザー加工装置の提供。 【解決手段】 レーザー加工装置１のビームコリメーシ
ョン方法において、レーザー発振器３の出力ミラー１１
の近傍に光軸上を移動位置決め可能なコリメーションレ
ンズ１３を設け、レーザー加工ヘッド７を光軸上の任意
の位置に移動させたときのコリメーションレンズの最適
な位置を算出する関係式に基づいて該コリメーションレ
ンズをシフトさせることを特徴とする光路長可変レーザ
ー加工装置のビームコリメーション方法。
囲に渡る良好なコリメーションが得られる光路長可変レ
ーザー加工装置のビームコリメーション方法および同方
法を使用したレーザー加工装置の提供。 【解決手段】 レーザー加工装置１のビームコリメーシ
ョン方法において、レーザー発振器３の出力ミラー１１
の近傍に光軸上を移動位置決め可能なコリメーションレ
ンズ１３を設け、レーザー加工ヘッド７を光軸上の任意
の位置に移動させたときのコリメーションレンズの最適
な位置を算出する関係式に基づいて該コリメーションレ
ンズをシフトさせることを特徴とする光路長可変レーザ
ー加工装置のビームコリメーション方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光路長可変レーザー
加工装置のビームコリメーション方法および同方法を使
用したレーザー加工装置に関する。
加工装置のビームコリメーション方法および同方法を使
用したレーザー加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光路長可変タイプの大型レーザー加工装
置においては、レーザー発振器からレーザー加工ヘッド
までの光路長が大きいので、レーザービームのコリメー
ションが必要かつ重要である。図１０は、加工テーブル
の大きさが３ｍ（Ｙ軸方向）×１２ｍ（Ｘ軸方向）の光
２軸移動形式の光路長可変レーザー加工装置１０１にお
ける光学系の概要を示したものである。
置においては、レーザー発振器からレーザー加工ヘッド
までの光路長が大きいので、レーザービームのコリメー
ションが必要かつ重要である。図１０は、加工テーブル
の大きさが３ｍ（Ｙ軸方向）×１２ｍ（Ｘ軸方向）の光
２軸移動形式の光路長可変レーザー加工装置１０１にお
ける光学系の概要を示したものである。
【０００３】前記レーザー加工装置１０１のレーザー発
振器１０３において発振したレーザービームＬＢは、出
力ミラー１０５、第１ベンドミラー（位相遅延）１０
７、第２ベンドミラー（全反射）１０９、第３ベンドミ
ラー（全反射）１１１、第４ベンドミラー（全反射）１
１３を介して加工テーブル１１７上を移動する加工ヘッ
ドに設けた集光レンズ１１９に導かれるようになってい
る。
振器１０３において発振したレーザービームＬＢは、出
力ミラー１０５、第１ベンドミラー（位相遅延）１０
７、第２ベンドミラー（全反射）１０９、第３ベンドミ
ラー（全反射）１１１、第４ベンドミラー（全反射）１
１３を介して加工テーブル１１７上を移動する加工ヘッ
ドに設けた集光レンズ１１９に導かれるようになってい
る。
【０００４】前記第３ベンドミラー１１１と第４ベンド
ミラー１１３は、それぞれＸ軸上とＹ軸上を移動するよ
うになっており、加工テーブル１１７上に載置されるワ
ーク上の任意の位置にレーザービームを集光照射するこ
とが可能である。このとき、各加工位置でのレーザービ
ームの品質の差を小さくするために、発振器１０３から
出たレーザービームをコリメーターレンズ１２１を用い
て平行光に近い状態に補正するのが一般的である。
ミラー１１３は、それぞれＸ軸上とＹ軸上を移動するよ
うになっており、加工テーブル１１７上に載置されるワ
ーク上の任意の位置にレーザービームを集光照射するこ
とが可能である。このとき、各加工位置でのレーザービ
ームの品質の差を小さくするために、発振器１０３から
出たレーザービームをコリメーターレンズ１２１を用い
て平行光に近い状態に補正するのが一般的である。
【０００５】図１１に示す如く、前記レーザー発振器１
０３から出たガウス分布を持つレーザービームの広がり
は、レーザー発振器外部のビームウェストＷ0 と、その
位置でのＺｍｉｎが規定できれば、ガウスビームの伝搬
は次の伝搬式は次式で表わすことができる。
０３から出たガウス分布を持つレーザービームの広がり
は、レーザー発振器外部のビームウェストＷ0 と、その
位置でのＺｍｉｎが規定できれば、ガウスビームの伝搬
は次の伝搬式は次式で表わすことができる。
【０００６】
【数１】 Ｗ（ｚ）＝Ｗ0 ｛１＋［（Ｚ−Ｚｍｉｎ）／Ｚｒ］2 ｝0.5 ……（１） ただし、Ｚｒ＝［π（Ｗ0 ）2 ］／λである。なお、λ
は光の波長である。また、レーザービームの発散角θ
（半角）は、
は光の波長である。また、レーザービームの発散角θ
（半角）は、
【数２】 したがって、
【数３】 θＷ0 ＝λ／π＝一定…………………………………………………（３） 上記（３）式から、発散角が小さな平行光線を得るに
は、大きなビームウェストＷ0 が必要であることが分か
る。
は、大きなビームウェストＷ0 が必要であることが分か
る。
【０００７】次に、前記大型レーザー加工装置１０１に
おいて、コリメーターレンズ１２１を用いてコリメーシ
ョンした時の出力ミラー１０５からの距離に対するビー
ム径の変化の状況を図１２に示してある。曲線ａは、出
力ミラー１０５から２ｍの位置に焦点距離５．５ｍの単
レンズを配置した場合、曲線ｂは、出力ミラー１０５か
ら８．６ｍの位置に焦点距離１１．８ｍの単レンズを配
置した場合のビーム伝搬特性を示したものである。
おいて、コリメーターレンズ１２１を用いてコリメーシ
ョンした時の出力ミラー１０５からの距離に対するビー
ム径の変化の状況を図１２に示してある。曲線ａは、出
力ミラー１０５から２ｍの位置に焦点距離５．５ｍの単
レンズを配置した場合、曲線ｂは、出力ミラー１０５か
ら８．６ｍの位置に焦点距離１１．８ｍの単レンズを配
置した場合のビーム伝搬特性を示したものである。
【０００８】前記図１２のグラフから、２ｍの位置に単
レンズを１２１ａを配置した場合には十分なコリメーシ
ョンが得られず、５．５ｍの位置に単レンズを１２１ｂ
を配置した場合には、かなり良好なコリメーションが得
られていることが分かる。
レンズを１２１ａを配置した場合には十分なコリメーシ
ョンが得られず、５．５ｍの位置に単レンズを１２１ｂ
を配置した場合には、かなり良好なコリメーションが得
られていることが分かる。
【０００９】しかし、上述のコリメーションにおいて
は、広い範囲に渡る良好なコリメーションが得ることが
困難であり、また良好なコリメーションを得るには伝送
部のビーム径を４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に大きくしなけ
ればならないことが分かる。したがって、伝送部のビー
ム径をさらに大きいものにする必要があり、ミラーおよ
び集光レンズ等のビーム伝送用光学系のサイズをも大き
くしなければならないという問題がある。
は、広い範囲に渡る良好なコリメーションが得ることが
困難であり、また良好なコリメーションを得るには伝送
部のビーム径を４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に大きくしなけ
ればならないことが分かる。したがって、伝送部のビー
ム径をさらに大きいものにする必要があり、ミラーおよ
び集光レンズ等のビーム伝送用光学系のサイズをも大き
くしなければならないという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き問
題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、伝送
ビームの径を大きくすることなく、広範囲に渡る良好な
コリメーションが得られる光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法および同方法を使用したレ
ーザー加工装置を提供することである。
題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、伝送
ビームの径を大きくすることなく、広範囲に渡る良好な
コリメーションが得られる光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法および同方法を使用したレ
ーザー加工装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項１に記載の光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法は、レーザー加工装置のビ
ームコリメーション方法において、レーザー発振器の出
力ミラーの近傍に光軸上を移動位置決め可能なコリメー
ションレンズを設け、レーザー加工ヘッドを光軸上の任
意の位置に移動させたときのコリメーションレンズの最
適な位置を算出する関係式に基づいて該コリメーション
レンズをシフトさせることを要旨とするものである。
として、請求項１に記載の光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法は、レーザー加工装置のビ
ームコリメーション方法において、レーザー発振器の出
力ミラーの近傍に光軸上を移動位置決め可能なコリメー
ションレンズを設け、レーザー加工ヘッドを光軸上の任
意の位置に移動させたときのコリメーションレンズの最
適な位置を算出する関係式に基づいて該コリメーション
レンズをシフトさせることを要旨とするものである。
【００１２】したがって、加工領域に応じてコリメーシ
ョンレンズを最適な位置にシフトさせることができる。
すなわち、コリメーションレンズを最適な位置にシフト
することにより、加工領域に応じた適宜なビーム径を有
する最適なレーザービームの伝搬特性を選択することが
できるので広範囲に渡って安定した加工を行うことがで
きる。
ョンレンズを最適な位置にシフトさせることができる。
すなわち、コリメーションレンズを最適な位置にシフト
することにより、加工領域に応じた適宜なビーム径を有
する最適なレーザービームの伝搬特性を選択することが
できるので広範囲に渡って安定した加工を行うことがで
きる。
【００１３】請求項２に記載の光路長可変レーザー加工
装置のビームコリメーション方法は、請求項１に記載の
光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方
法において、前記関係式に基づいて位置決めされたコリ
メーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係式
を補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを要
旨とするものである。
装置のビームコリメーション方法は、請求項１に記載の
光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方
法において、前記関係式に基づいて位置決めされたコリ
メーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係式
を補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを要
旨とするものである。
【００１４】請求項３に記載の光路長可変レーザー加工
装置のビームコリメーション方法は、請求項２に記載の
光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方
法において、前記コリメーション補正手段は、ワークの
数箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して該カ
ーフ幅の増減傾向を検出し、前記コリメーションレンズ
の位置を補正すると共に関係式を補正することを要旨と
するものである。
装置のビームコリメーション方法は、請求項２に記載の
光路長可変レーザー加工装置のビームコリメーション方
法において、前記コリメーション補正手段は、ワークの
数箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して該カ
ーフ幅の増減傾向を検出し、前記コリメーションレンズ
の位置を補正すると共に関係式を補正することを要旨と
するものである。
【００１５】請求項４に記載の光路長可変レーザー加工
装置のビームコリメーション方法は、請求項１、請求項
２または請求項３に記載の光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法において、前記関係式がΔ
Ｘ＝（８０Ｌ−４００）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：
コリメーションレンズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路
長、Ｙ：Ｙ軸上の光路長、であることを要旨とするもの
である。
装置のビームコリメーション方法は、請求項１、請求項
２または請求項３に記載の光路長可変レーザー加工装置
のビームコリメーション方法において、前記関係式がΔ
Ｘ＝（８０Ｌ−４００）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：
コリメーションレンズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路
長、Ｙ：Ｙ軸上の光路長、であることを要旨とするもの
である。
【００１６】したがって、請求項２、請求項３または請
求項４に記載の光路長可変レーザー加工装置のビームコ
リメーション方法によれば、レーザー加工装置のビーム
伝送光学系の経時変化でコリメーションが狂った場合、
カーフ幅の変化を画像計測装置によって測定してコリメ
ーションレンズの位置を補正すると共に関係式を補正す
ることができるので常に最適なコリメーションに維持す
ることができる。
求項４に記載の光路長可変レーザー加工装置のビームコ
リメーション方法によれば、レーザー加工装置のビーム
伝送光学系の経時変化でコリメーションが狂った場合、
カーフ幅の変化を画像計測装置によって測定してコリメ
ーションレンズの位置を補正すると共に関係式を補正す
ることができるので常に最適なコリメーションに維持す
ることができる。
【００１７】請求項５に記載の光路長可変レーザー加工
装置は、レーザー発振器の出力ミラーの近傍に光軸上を
移動位置決め可能なコリメーションレンズを設け、レー
ザー加工ヘッドを光軸上の任意の位置に移動させたとき
のコリメーションレンズの最適な位置を算出する関係式
に基づいて該コリメーションレンズをシフトすることを
要旨とするものである。
装置は、レーザー発振器の出力ミラーの近傍に光軸上を
移動位置決め可能なコリメーションレンズを設け、レー
ザー加工ヘッドを光軸上の任意の位置に移動させたとき
のコリメーションレンズの最適な位置を算出する関係式
に基づいて該コリメーションレンズをシフトすることを
要旨とするものである。
【００１８】したがって、加工領域に応じてコリメーシ
ョンレンズを最適な位置にシフトさせることができる。
すなわち、コリメーションレンズを最適な位置にシフト
することにより、加工領域に応じた最適なレーザービー
ムの伝搬特性を選択することができるので、広範囲に渡
って安定した加工を行うことができる。
ョンレンズを最適な位置にシフトさせることができる。
すなわち、コリメーションレンズを最適な位置にシフト
することにより、加工領域に応じた最適なレーザービー
ムの伝搬特性を選択することができるので、広範囲に渡
って安定した加工を行うことができる。
【００１９】請求項６に記載の光路長可変レーザー加工
装置は、請求項５に記載の光路長可変レーザー加工装置
において、前記関係式に基づいて位置決めされたコリメ
ーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係式を
補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを要旨
とするものである。
装置は、請求項５に記載の光路長可変レーザー加工装置
において、前記関係式に基づいて位置決めされたコリメ
ーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係式を
補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを要旨
とするものである。
【００２０】請求項７に記載の光路長可変レーザー加工
装置は、請求項６に記載の光路長可変レーザー加工装置
において、前記コリメーション補正手段は、ワークの数
箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して前記コ
リメーションレンズの位置を補正すると共に関係式を補
正することを要旨とするものである。
装置は、請求項６に記載の光路長可変レーザー加工装置
において、前記コリメーション補正手段は、ワークの数
箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して前記コ
リメーションレンズの位置を補正すると共に関係式を補
正することを要旨とするものである。
【００２１】請求項８に記載の光路長可変レーザー加工
装置は、請求項５、請求項６または請求項７に記載の光
路長可変レーザー加工装置において、前記関係式が、Δ
Ｘ＝（８０Ｌ−４００）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：
コリメーションレンズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路
長、Ｙ：Ｙ軸上の光路長、であることを要旨とするもの
である。
装置は、請求項５、請求項６または請求項７に記載の光
路長可変レーザー加工装置において、前記関係式が、Δ
Ｘ＝（８０Ｌ−４００）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：
コリメーションレンズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路
長、Ｙ：Ｙ軸上の光路長、であることを要旨とするもの
である。
【００２２】したがって、請求項６、請求項７または請
求項８に記載の光路長可変レーザー加工装置は、レーザ
ー加工装置のビーム伝送光学系の経時変化でコリメーシ
ョン狂った場合、カーフ幅の変化を画像計測装置によっ
て測定してコリメーションレンズの位置を補正すると共
に関係式を補正することができるので常に最適なコリメ
ーションを維持することができる。
求項８に記載の光路長可変レーザー加工装置は、レーザ
ー加工装置のビーム伝送光学系の経時変化でコリメーシ
ョン狂った場合、カーフ幅の変化を画像計測装置によっ
て測定してコリメーションレンズの位置を補正すると共
に関係式を補正することができるので常に最適なコリメ
ーションを維持することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本発明に係わるビームコリメ
ーション方法を用いた光路長可変レーザー加工装置のシ
ステム構成図である。
によって説明する。図１は本発明に係わるビームコリメ
ーション方法を用いた光路長可変レーザー加工装置のシ
ステム構成図である。
【００２４】図１を参照するに、レーザー加工装置１
は、レーザー発振器３と、レーザー発振器３からのレー
ザービームＬＢ0 のコリメーションを行うコリメーショ
ン手段５と、コリメーションされたレーザービームＬＢ
c をワークＷに集光照射するレーザー加工ヘッド７と、
ワークＷの数箇所のカーフ幅を測定してコリメーション
を補正するコリメーション補正手段９などから構成して
ある。なお、図１においては、レーザー発振器３からレ
ーザー加工ヘッド７までのＸ軸上の光路とＹ軸上の光路
とを直線に展開して示してある。
は、レーザー発振器３と、レーザー発振器３からのレー
ザービームＬＢ0 のコリメーションを行うコリメーショ
ン手段５と、コリメーションされたレーザービームＬＢ
c をワークＷに集光照射するレーザー加工ヘッド７と、
ワークＷの数箇所のカーフ幅を測定してコリメーション
を補正するコリメーション補正手段９などから構成して
ある。なお、図１においては、レーザー発振器３からレ
ーザー加工ヘッド７までのＸ軸上の光路とＹ軸上の光路
とを直線に展開して示してある。
【００２５】前記コリメーション手段５は、発振器内部
側を部分透過凹面鏡に外部側を凹レンズに形成したレー
ザー発振器３の出力ミラー１１と、この出力ミラー１１
から光軸上に距離Ｐ１離れた位置に設けた凸レンズから
なるコリメーションレンズ１３とで、逆ガリレオ型のビ
ームエキスパンダーになるように構成してある。なお、
コリメーションレンズ１３は光軸上を駆動モーター１５
でΔＸだけシフトすることが可能に設けてある。
側を部分透過凹面鏡に外部側を凹レンズに形成したレー
ザー発振器３の出力ミラー１１と、この出力ミラー１１
から光軸上に距離Ｐ１離れた位置に設けた凸レンズから
なるコリメーションレンズ１３とで、逆ガリレオ型のビ
ームエキスパンダーになるように構成してある。なお、
コリメーションレンズ１３は光軸上を駆動モーター１５
でΔＸだけシフトすることが可能に設けてある。
【００２６】前記コリメーション手段５によって補正さ
れ光束が拡大したレーザービームＬＢc は、出力ミラー
１１から光軸上に距離Ｌ１（３．５ｍ）離れたＡ位置の
近場（Near Field,N/F）に位置するレーザー加工ヘッド
７の集光レンズ１７にベンドミラー１９を介して入射さ
れる。また、図示しない移動手段によってＡ位置から距
離Ｌ２（１５ｍ）だけ離れたＢ位置の遠場（Far Field,
F/F ）に移動したレーザー加工ヘッド７にも同様に補正
した光束を入射することができる。
れ光束が拡大したレーザービームＬＢc は、出力ミラー
１１から光軸上に距離Ｌ１（３．５ｍ）離れたＡ位置の
近場（Near Field,N/F）に位置するレーザー加工ヘッド
７の集光レンズ１７にベンドミラー１９を介して入射さ
れる。また、図示しない移動手段によってＡ位置から距
離Ｌ２（１５ｍ）だけ離れたＢ位置の遠場（Far Field,
F/F ）に移動したレーザー加工ヘッド７にも同様に補正
した光束を入射することができる。
【００２７】前記コリメーション補正手段９は、ワーク
Ｗのカーフ幅Ｇを測定する画像計測装置２１と、この画
像計測装置２１による測定データとＮＣ装置３１からの
レーザー加工ヘッド７の位置データ（Ｘ，Ｙ）とを演算
処理する演算処理装置（personal computer,P/C ）２３
とから構成してある。
Ｗのカーフ幅Ｇを測定する画像計測装置２１と、この画
像計測装置２１による測定データとＮＣ装置３１からの
レーザー加工ヘッド７の位置データ（Ｘ，Ｙ）とを演算
処理する演算処理装置（personal computer,P/C ）２３
とから構成してある。
【００２８】前記レーザー加工ヘッド７はＸ軸キャリッ
ジ（図示省略）に設けたＹ軸キャリッジ（図示省略）に
設けてあり、このＸ、Ｙキャリッジは前記ＮＣ装置３１
によってＸ軸モーター２５とＹ軸モーター２７を適宜に
回転駆動することにより適宜な位置に移動位置決めされ
るものである。また、レーザー加工ヘッド７は図示しな
いＺ軸モーターによってＺ軸方向に位置決め可能に設け
てある。なお、Ｘ軸モーター２５、Ｙ軸モーター２７お
よびＺ軸モーターには位置信号を生成するＸ軸エンコー
ダー２９およびＹ軸エンコーダー３０がそれぞれに設け
てある。
ジ（図示省略）に設けたＹ軸キャリッジ（図示省略）に
設けてあり、このＸ、Ｙキャリッジは前記ＮＣ装置３１
によってＸ軸モーター２５とＹ軸モーター２７を適宜に
回転駆動することにより適宜な位置に移動位置決めされ
るものである。また、レーザー加工ヘッド７は図示しな
いＺ軸モーターによってＺ軸方向に位置決め可能に設け
てある。なお、Ｘ軸モーター２５、Ｙ軸モーター２７お
よびＺ軸モーターには位置信号を生成するＸ軸エンコー
ダー２９およびＹ軸エンコーダー３０がそれぞれに設け
てある。
【００２９】前記画像計測装置２１は、ＣＣＤカメラな
どによりワークＷの切断部を撮影し、その画像を画像計
測装置２１により処理して切断部のカーフ幅Ｇを測定す
るものであり、例えば、本願出願人の出願である特開平
１−９５８８９号公報の６頁第２図に開示される如き画
像計測装置システムを利用することができる。
どによりワークＷの切断部を撮影し、その画像を画像計
測装置２１により処理して切断部のカーフ幅Ｇを測定す
るものであり、例えば、本願出願人の出願である特開平
１−９５８８９号公報の６頁第２図に開示される如き画
像計測装置システムを利用することができる。
【００３０】前記演算処理装置２３は、前記ＮＣ装置３
１からのレーザー加工ヘッド７の位置データ（Ｘ，Ｙ）
と前記画像計測装置２１からの測定データを用いて、光
路長Ｌとシフト距離ΔＸ（ｍｍ）との関係式、 ΔＸ＝（８０Ｌ−４００）……（４） Ｌ＝Ｘ＋Ｙ………（５）、ここに、ＸはＸ軸上の光路長
（ｍ）、ＹはＹ軸上の光路長（ｍ）。
１からのレーザー加工ヘッド７の位置データ（Ｘ，Ｙ）
と前記画像計測装置２１からの測定データを用いて、光
路長Ｌとシフト距離ΔＸ（ｍｍ）との関係式、 ΔＸ＝（８０Ｌ−４００）……（４） Ｌ＝Ｘ＋Ｙ………（５）、ここに、ＸはＸ軸上の光路長
（ｍ）、ＹはＹ軸上の光路長（ｍ）。
【００３１】に基づきΔＸを演算により求め、前記駆動
モーター１５を適宜に回転駆動してコリメーションレン
ズ１３を最適な位置にシフトさせることができる。
モーター１５を適宜に回転駆動してコリメーションレン
ズ１３を最適な位置にシフトさせることができる。
【００３２】上記構成において、コリメーションレンズ
１３を出力ミラー１１の位置からＰ１＝３．４ｍの位置
に配置し、そこからＰ１＝４．２ｍまで２００ｍｍピッ
チで光軸上をシフトさせた場合のビーム伝搬特性の変化
を図２に示してある。
１３を出力ミラー１１の位置からＰ１＝３．４ｍの位置
に配置し、そこからＰ１＝４．２ｍまで２００ｍｍピッ
チで光軸上をシフトさせた場合のビーム伝搬特性の変化
を図２に示してある。
【００３３】図２によれば、コリメーションレンズ１３
の位置をシフトすることにより、ビームの伝搬特性が少
しずつ変化する。すなわち、シフト距離ΔＸの増加にし
たがってビーム径の最小径の位置が右方に移動する。し
たがって、レーザー加工ヘッド７の移動位置におけるビ
ーム径を３５ｍｍ程度に規定するならば、出力ミラー１
１からレーザー加工ヘッド７の移動位置までの距離Ｌが
１０ｍ以内の範囲では、図示の如く、コリメーションレ
ンズ１３をＰ１＝３．４ｍの位置に固定したときの曲線
ａが適用可能であり、１０ｍ以上〜１１．５ｍ未満は曲
線ｂ、１１．５ｍ以上〜１４．２ｍ未満は曲線ｃ、１
４．２ｍ以上〜１７．３ｍ未満は曲線ｄ、１７．３ｍ以
上〜２０ｍ未満は曲線ｅが適用できることが分かる。す
なわち、約５ｍの近場（Near Field,N/F）から、２０ｍ
の遠場（Far Field ,F/F）までは、コリメーションレン
ズ１３を最大で８００ｍｍシフトさせるだけで所定のビ
ーム径を３５ｍｍの範囲に収めることができる。
の位置をシフトすることにより、ビームの伝搬特性が少
しずつ変化する。すなわち、シフト距離ΔＸの増加にし
たがってビーム径の最小径の位置が右方に移動する。し
たがって、レーザー加工ヘッド７の移動位置におけるビ
ーム径を３５ｍｍ程度に規定するならば、出力ミラー１
１からレーザー加工ヘッド７の移動位置までの距離Ｌが
１０ｍ以内の範囲では、図示の如く、コリメーションレ
ンズ１３をＰ１＝３．４ｍの位置に固定したときの曲線
ａが適用可能であり、１０ｍ以上〜１１．５ｍ未満は曲
線ｂ、１１．５ｍ以上〜１４．２ｍ未満は曲線ｃ、１
４．２ｍ以上〜１７．３ｍ未満は曲線ｄ、１７．３ｍ以
上〜２０ｍ未満は曲線ｅが適用できることが分かる。す
なわち、約５ｍの近場（Near Field,N/F）から、２０ｍ
の遠場（Far Field ,F/F）までは、コリメーションレン
ズ１３を最大で８００ｍｍシフトさせるだけで所定のビ
ーム径を３５ｍｍの範囲に収めることができる。
【００３４】なお、点Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは前記曲線ａ
〜曲線ｅとビーム径３５ｍｍを示す横軸との交点を示
す。
〜曲線ｅとビーム径３５ｍｍを示す横軸との交点を示
す。
【００３５】図３は、図１のレーザー加工装置１に示す
ビームコリメーションシステムの集光レンズ１７に、焦
点距離が５インチのレンズと、７．５インチのレンズを
使用したときの出力ミラー１１からの光軸上の距離Ｌ
（ｍ）に対する集光スポット径φ（μｍ）との関係とを
示したものである。図中「φav」は集光スポット径φの
平均値、ΔＦは、遠場（Far Field ,F/F）における焦点
距離Ｆｆと近場（Near Field,N/F）における焦点距離Ｆ
ｎとの差を示す。
ビームコリメーションシステムの集光レンズ１７に、焦
点距離が５インチのレンズと、７．５インチのレンズを
使用したときの出力ミラー１１からの光軸上の距離Ｌ
（ｍ）に対する集光スポット径φ（μｍ）との関係とを
示したものである。図中「φav」は集光スポット径φの
平均値、ΔＦは、遠場（Far Field ,F/F）における焦点
距離Ｆｆと近場（Near Field,N/F）における焦点距離Ｆ
ｎとの差を示す。
【００３６】図３によれば、５インチのレンズおよび
７．５インチのレンズとも、各位置における集光スポッ
ト径φの差が小さく、また、焦点距離の差も小さいこと
が分かる。したがって、このビームコリメーションシス
テムによれば、５ｍから２０ｍまで安定した加工特性が
得られることが理解できる。なお、図中に記載のσは標
準偏差である。
７．５インチのレンズとも、各位置における集光スポッ
ト径φの差が小さく、また、焦点距離の差も小さいこと
が分かる。したがって、このビームコリメーションシス
テムによれば、５ｍから２０ｍまで安定した加工特性が
得られることが理解できる。なお、図中に記載のσは標
準偏差である。
【００３７】図４はコリメーションレンズの固定領域と
変動領域を加工テーブル上に示したものである。なお、
出力ミラー１３から光路長で５ｍの位置をレーザー加工
機の原点位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）としてある。
変動領域を加工テーブル上に示したものである。なお、
出力ミラー１３から光路長で５ｍの位置をレーザー加工
機の原点位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）としてある。
【００３８】図５は切断場（CUTTING FIELD)におけるレ
ーザー加工ヘッドの位置とコリメーションレンズ１３の
シフト距離ΔＸとの関係をグラフによって示したもので
あり、５ｍの近場（N/F ）、すなわち前記レーザー加工
機の原点位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）から５ｍ未満の範囲に
あっては、コリメーションレンズ１３は固定でしたまま
でよく、５ｍから１５ｍまでの範囲のシフト距離ΔＸ
は、前記関係式（４）によって求めることができる。な
お、関係式（４）はガウシアンビームの伝搬理論に基づ
いて求めたものである。
ーザー加工ヘッドの位置とコリメーションレンズ１３の
シフト距離ΔＸとの関係をグラフによって示したもので
あり、５ｍの近場（N/F ）、すなわち前記レーザー加工
機の原点位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）から５ｍ未満の範囲に
あっては、コリメーションレンズ１３は固定でしたまま
でよく、５ｍから１５ｍまでの範囲のシフト距離ΔＸ
は、前記関係式（４）によって求めることができる。な
お、関係式（４）はガウシアンビームの伝搬理論に基づ
いて求めたものである。
【００３９】次に、前記コリメーション補正手段９の補
正手順について、図６のフローチャートと図７および図
８のグラフを参照しながら説明する。
正手順について、図６のフローチャートと図７および図
８のグラフを参照しながら説明する。
【００４０】ステップＳ１において、光路長Ｌに対する
コリメーションシフト距離ΔＸを表わす基本的な次の関
係式（６）を選択する。
コリメーションシフト距離ΔＸを表わす基本的な次の関
係式（６）を選択する。
【００４１】ΔＸ＝ｍ（Ｌ−５）…（６）、ここにＬ＝
Ｘ＋Ｙ，ｍの初期値は８０とする。
Ｘ＋Ｙ，ｍの初期値は８０とする。
【００４２】ステップＳ２において、前記画像計測装置
２１により、ワークＷの近接する少なくとも３点におい
てスリット切断を実施して、そのスリットのカーフ幅Ｇ
を測定する。ステップＳ３では、ステップＳ２で測定し
たデータを解析して、最小カーフ幅Ｇと、最小カーフ幅
Ｇが得られ位置ＬGMin距離Ｌに対するカーフ幅Ｇの増
減、焦点位置Ｆなどを求める。
２１により、ワークＷの近接する少なくとも３点におい
てスリット切断を実施して、そのスリットのカーフ幅Ｇ
を測定する。ステップＳ３では、ステップＳ２で測定し
たデータを解析して、最小カーフ幅Ｇと、最小カーフ幅
Ｇが得られ位置ＬGMin距離Ｌに対するカーフ幅Ｇの増
減、焦点位置Ｆなどを求める。
【００４３】次のステップＳ４において、測定されたカ
ーフ幅Ｇの距離Ｌに対する勾配Ｇ／Ｌがあらかじめ設定
しておいた期待値以内であるか否かの判断を行い、この
増減が期待値以内であれば、ステップＳ５に進んで、こ
の勾配Ｇ／Ｌが正または増加傾向であるときは、前記関
係式（６）の勾配ｍをｍ’に変更する。なおｍ＞ｍ’＞
０であり、ｍ’の大きさは適宜に選択する。また、勾配
Ｇ／Ｌが負または減少傾向であるときは、勾配ｍをｍ”
に変更する。なおｍ”＞ｍであり、ｍ”の大きさも適宜
に選択する。
ーフ幅Ｇの距離Ｌに対する勾配Ｇ／Ｌがあらかじめ設定
しておいた期待値以内であるか否かの判断を行い、この
増減が期待値以内であれば、ステップＳ５に進んで、こ
の勾配Ｇ／Ｌが正または増加傾向であるときは、前記関
係式（６）の勾配ｍをｍ’に変更する。なおｍ＞ｍ’＞
０であり、ｍ’の大きさは適宜に選択する。また、勾配
Ｇ／Ｌが負または減少傾向であるときは、勾配ｍをｍ”
に変更する。なおｍ”＞ｍであり、ｍ”の大きさも適宜
に選択する。
【００４４】ステップＳ６において、測定領域内の前記
関係式（６）を次の関係式（７）または関係式（８）に
更新登録して補正ルーチンを終了する。
関係式（６）を次の関係式（７）または関係式（８）に
更新登録して補正ルーチンを終了する。
【００４５】ΔＸ＝ｍ’（Ｌ−５）…（７）；ここにＬ
＝Ｘ＋Ｙ。
＝Ｘ＋Ｙ。
【００４６】ΔＸ＝ｍ”（Ｌ−５）…（８）；ここにＬ
＝Ｘ＋Ｙ。
＝Ｘ＋Ｙ。
【００４７】前記ステップＳ４において、カーフ幅Ｇの
距離Ｌに対する勾配Ｇ／Ｌがあらかじめ設定しておいた
期待値以上であるときは、ステップＳ７に行き、勾配Ｇ
／Ｌが正（増加傾向）か否かの判断を行いＹＥＳである
場合には、ステップＳ８において、コリメーションレン
ズ１３の距離Ｐ１を短く設定し、ＮＯの場合にはステッ
プＳ９においてコリメーションレンズ１３の配置距離Ｐ
１を長く設定し前記ステップＳ２に戻る。
距離Ｌに対する勾配Ｇ／Ｌがあらかじめ設定しておいた
期待値以上であるときは、ステップＳ７に行き、勾配Ｇ
／Ｌが正（増加傾向）か否かの判断を行いＹＥＳである
場合には、ステップＳ８において、コリメーションレン
ズ１３の距離Ｐ１を短く設定し、ＮＯの場合にはステッ
プＳ９においてコリメーションレンズ１３の配置距離Ｐ
１を長く設定し前記ステップＳ２に戻る。
【００４８】ステップＳ２以後は、前述のステップＳ４
の条件判断を満足するまでＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ
８またはＳ９のルーチンを繰り返す。
の条件判断を満足するまでＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ
８またはＳ９のルーチンを繰り返す。
【００４９】上述のコリメーション補正手順は常時実行
する必要はなく、レーザー加工装置１の出力ミラー１
１、コリメーションレンズ１３などの光学系の特性の変
化が生じた時に実行しても構わない。したがって、数か
月に１回の補正ですむ場合もある。
する必要はなく、レーザー加工装置１の出力ミラー１
１、コリメーションレンズ１３などの光学系の特性の変
化が生じた時に実行しても構わない。したがって、数か
月に１回の補正ですむ場合もある。
【００５０】前記ステップＳ４またはステップＳ７にお
ける、勾配Ｇ／Ｌの正負または増減傾向の判断は、画像
計測装置２１による測定結果に基づいて行われるもので
ある。この測定結果を図７に示してある。図７は近場
（Near Field,N/F）からの距離Ｌの増加に対するカーフ
幅Ｇの変化を示したグラフである。このグラフにおい
て、距離Ｌの増加に対してカーフ幅Ｇが変化しない点を
基準（０）としてこれを期待値としている。
ける、勾配Ｇ／Ｌの正負または増減傾向の判断は、画像
計測装置２１による測定結果に基づいて行われるもので
ある。この測定結果を図７に示してある。図７は近場
（Near Field,N/F）からの距離Ｌの増加に対するカーフ
幅Ｇの変化を示したグラフである。このグラフにおい
て、距離Ｌの増加に対してカーフ幅Ｇが変化しない点を
基準（０）としてこれを期待値としている。
【００５１】また、前記ステップＳ８またはステップＳ
９におけるコリメーションレンズの補正の方向性は次の
理論に基づいている。集光レンズで集光されるレーザー
ビームのスポット径ｄ0 と入射ビームの径Ｄとの関係は
レンズの球面収差を無視すれば次式で表わされる。
９におけるコリメーションレンズの補正の方向性は次の
理論に基づいている。集光レンズで集光されるレーザー
ビームのスポット径ｄ0 と入射ビームの径Ｄとの関係は
レンズの球面収差を無視すれば次式で表わされる。
【００５２】 ｄ0 ＝１．２７Ｍ2 λ（ｆ／Ｄ）……（９） ここに、Ｍ2 ：ビーム品質を表す定数、λ：波長、ｆ：
焦点距離、Ｄ：入射ビームの径。
焦点距離、Ｄ：入射ビームの径。
【００５３】例えば、図７において勾配Ｇ／Ｌが正の場
合、カーフ幅Ｇを小さくするためにスポット径ｄ0 を小
さくする必要がある。そのためには、前記（９）式から
入射ビーム径Ｄを大きくすれ良いことが判る。したがっ
て、コリメーションレンズの配置距離Ｐ１を小さくする
ことになる。勾配Ｇ／Ｌが負の場合には、逆に、カーフ
幅Ｇを大きくするためにスポット径ｄ0 を大きくする必
要がある。したがって、コリメーションレンズの配置距
離Ｐ１を大きくすることになる。
合、カーフ幅Ｇを小さくするためにスポット径ｄ0 を小
さくする必要がある。そのためには、前記（９）式から
入射ビーム径Ｄを大きくすれ良いことが判る。したがっ
て、コリメーションレンズの配置距離Ｐ１を小さくする
ことになる。勾配Ｇ／Ｌが負の場合には、逆に、カーフ
幅Ｇを大きくするためにスポット径ｄ0 を大きくする必
要がある。したがって、コリメーションレンズの配置距
離Ｐ１を大きくすることになる。
【００５４】図８は前記ステップＳ５において、光路長
Ｌとコリメーションレンズのシフト距離ΔＸとの関係式
（６）に補正を加える方向性を示したものである。測定
した勾配Ｇ／Ｌが正または増加傾向の場合には式（６）
の勾配ｍをｍ’（ｍ＞ｍ’＞０）に補正する。勾配ｍを
小さくすることは、光路長Ｌの増加に対するシフト距離
ΔＸが小さくなる方向であり、前記スポット径ｄ0 を小
さくする方向である。また、勾配Ｇ／Ｌが負または減少
傾向の場合には、勾配ｍをｍ”（ｍ”＞ｍ）に補正す
る。この場合はΔＸが大きくなる方向であり、前記スポ
ット径ｄ0 を大きくする方向である。
Ｌとコリメーションレンズのシフト距離ΔＸとの関係式
（６）に補正を加える方向性を示したものである。測定
した勾配Ｇ／Ｌが正または増加傾向の場合には式（６）
の勾配ｍをｍ’（ｍ＞ｍ’＞０）に補正する。勾配ｍを
小さくすることは、光路長Ｌの増加に対するシフト距離
ΔＸが小さくなる方向であり、前記スポット径ｄ0 を小
さくする方向である。また、勾配Ｇ／Ｌが負または減少
傾向の場合には、勾配ｍをｍ”（ｍ”＞ｍ）に補正す
る。この場合はΔＸが大きくなる方向であり、前記スポ
ット径ｄ0 を大きくする方向である。
【００５５】なお、前記図５には上述の如くして５ｍの
近場（Near Field,N/F）から１５ｍの遠場（Far Field
,F/F）の範囲において適宜に補正した曲線の一例を示
してある。
近場（Near Field,N/F）から１５ｍの遠場（Far Field
,F/F）の範囲において適宜に補正した曲線の一例を示
してある。
【００５６】図９は、本発明に係わるビームコリメーシ
ョン方法を用いた光路長可変レーザー加工装置の第２の
実施形態を示したものである。この第２の実施形態で
は、図１に示した前記第１の実施形態におけるコリメー
ション手段５の構成を変更した以外は第１の実施形態と
同一であるので変更部分以外の説明は省略する。
ョン方法を用いた光路長可変レーザー加工装置の第２の
実施形態を示したものである。この第２の実施形態で
は、図１に示した前記第１の実施形態におけるコリメー
ション手段５の構成を変更した以外は第１の実施形態と
同一であるので変更部分以外の説明は省略する。
【００５７】図９に示す光路長可変レーザー加工装置１
００のコリメーション手段５０は、レーザー発振器から
の出力ビームを曲率可変凹面鏡１２０とベンドミラー１
３０とで構成してある。この曲率可変凹面鏡１２０は、
図示省略のコリメーション補正手段からの制御信号によ
って、凹面鏡１２０の曲率を任意に変更することができ
るようになている。
００のコリメーション手段５０は、レーザー発振器から
の出力ビームを曲率可変凹面鏡１２０とベンドミラー１
３０とで構成してある。この曲率可変凹面鏡１２０は、
図示省略のコリメーション補正手段からの制御信号によ
って、凹面鏡１２０の曲率を任意に変更することができ
るようになている。
【００５８】したがって、凹面鏡１２０の曲率を適宜に
変更することにより、レーザー加工ヘッドを光軸上の任
意の位置に移動させたときに、最適なコリメーションが
えられるようにしたものである。これにより、第１の実
施形態におけるコリメーションと同様な作用効果を得る
ことができる。
変更することにより、レーザー加工ヘッドを光軸上の任
意の位置に移動させたときに、最適なコリメーションが
えられるようにしたものである。これにより、第１の実
施形態におけるコリメーションと同様な作用効果を得る
ことができる。
【００５９】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、加工領
域に応じてコリメーションレンズを最適な位置にシフト
させることができる。すなわち、コリメーションレンズ
を最適な位置にシフトすることにより、加工領域に応じ
た適宜なビーム径を有する最適なレーザービームの伝搬
特性を選択することができるので広範囲に渡って安定し
た加工を行うことができる。したがって、ビームの伝送
用のミラーおよび集光レンズなど光学系を大型のものに
変更する必要がない。
域に応じてコリメーションレンズを最適な位置にシフト
させることができる。すなわち、コリメーションレンズ
を最適な位置にシフトすることにより、加工領域に応じ
た適宜なビーム径を有する最適なレーザービームの伝搬
特性を選択することができるので広範囲に渡って安定し
た加工を行うことができる。したがって、ビームの伝送
用のミラーおよび集光レンズなど光学系を大型のものに
変更する必要がない。
【００６０】請求項２、請求項３または請求項４に記載
の発明によれば、レーザー加工装置のビーム伝送光学系
の経時変化でコリメーションが狂った場合、カーフ幅Ｇ
の変化を画像計測装置によって測定してコリメーション
レンズの位置を補正すると共に関係式を補正することが
できるので常に最適なコリメーションに維持することが
できる。
の発明によれば、レーザー加工装置のビーム伝送光学系
の経時変化でコリメーションが狂った場合、カーフ幅Ｇ
の変化を画像計測装置によって測定してコリメーション
レンズの位置を補正すると共に関係式を補正することが
できるので常に最適なコリメーションに維持することが
できる。
【００６１】請求項５に記載の発明によれば、加工領域
に応じてコリメーションレンズを最適な位置にシフトさ
せることができる。すなわち、コリメーションレンズを
最適な位置にシフトすることにより、加工領域に応じた
適宜なビーム径を有する最適なレーザービームの伝搬特
性を選択することができるので広範囲に渡って安定した
加工を行うことができる。したがって、ビームの伝送用
のミラーおよび集光レンズなど光学系を大型のものに変
更する必要がない。
に応じてコリメーションレンズを最適な位置にシフトさ
せることができる。すなわち、コリメーションレンズを
最適な位置にシフトすることにより、加工領域に応じた
適宜なビーム径を有する最適なレーザービームの伝搬特
性を選択することができるので広範囲に渡って安定した
加工を行うことができる。したがって、ビームの伝送用
のミラーおよび集光レンズなど光学系を大型のものに変
更する必要がない。
【００６２】請求項６、請求項７または請求項８に記載
の発明によれば、レーザー加工装置のビーム伝送光学系
の経時変化でコリメーションが狂った場合、カーフ幅Ｇ
の変化を画像計測装置によって測定してコリメーション
レンズの位置を補正すると共に関係式を補正することが
できるので常に最適なコリメーションに維持することが
できる。
の発明によれば、レーザー加工装置のビーム伝送光学系
の経時変化でコリメーションが狂った場合、カーフ幅Ｇ
の変化を画像計測装置によって測定してコリメーション
レンズの位置を補正すると共に関係式を補正することが
できるので常に最適なコリメーションに維持することが
できる。
【図１】本発明に係わるビームコリメーション方法を用
いた光路長可変レーザー加工装置のシステム構成図。
いた光路長可変レーザー加工装置のシステム構成図。
【図２】コリメーションレンズの位置を変化させたとき
の、ビーム伝搬特性の変化を示した図。
の、ビーム伝搬特性の変化を示した図。
【図３】本発明に係わるコリメーションシステムの光学
的特性の評価図。
的特性の評価図。
【図４】コリメーションレンズの固定領域と変動領域を
加工テーブル上に示した図。
加工テーブル上に示した図。
【図５】切断場に対におけるレーザー加工ヘッドの位置
とコリメーションレンズのシフト距離との関係のグラ
フ。
とコリメーションレンズのシフト距離との関係のグラ
フ。
【図６】コリメーション補正手順のフローチャート。
【図７】近場からの距離の増加に対するカーフ幅の変化
傾向を示したグラフ。
傾向を示したグラフ。
【図８】光路長とコリメーションレンズのシフト距離と
の関係式に補正を加える方向性の説明図。
の関係式に補正を加える方向性の説明図。
【図９】本発明に係わるビームコリメーション方法を用
いた光路長可変レーザー加工装置の第２の実施形態。
いた光路長可変レーザー加工装置の第２の実施形態。
【図１０】従来の光２軸移動形式の光路長可変レーザー
加工装置。
加工装置。
【図１１】ガウスビームの伝搬の説明図。
【図１２】図１０の光路長可変レーザー加工装置におけ
るコリメーション方法におけるビームの伝搬特性。
るコリメーション方法におけるビームの伝搬特性。
１ レーザー加工装置 ３ レーザー発振器 ５ コリメーション手段 ７ レーザー加工ヘッド ９ コリメーション補正手段 １１ 出力ミラー １３ コリメーションレンズ １５ 駆動モーター １７ 集光レンズ １９ ベンドミラー ２１ 画像計測装置 ２３ 演算処理装置 ２５ Ｘ軸モーター ２７ Ｙ軸モーター ２９ Ｘ軸エンコーダー ３０ Ｙ軸エンコーダー ３１ ＮＣ装置 Ｇ カーフ幅 Ｗ ワーク ΔＸ コリメーションレンズのシフト距離
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザー加工装置のビームコリメーショ
ン方法において、レーザー発振器の出力ミラーの近傍に
光軸上を移動位置決め可能なコリメーションレンズを設
け、レーザー加工ヘッドを光軸上の任意の位置に移動さ
せたときのコリメーションレンズの最適な位置を算出す
る関係式に基づいて該コリメーションレンズをシフトさ
せることを特徴とする光路長可変レーザー加工装置のビ
ームコリメーション方法。 - 【請求項２】 前記関係式に基づいて位置決めされたコ
リメーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係
式を補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを
特徴とする請求項１に記載の光路長可変レーザー加工装
置のビームコリメーション方法。 - 【請求項３】 前記コリメーション補正手段は、ワーク
の数箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して該
カーフ幅の増減傾向を検出し、前記コリメーションレン
ズの位置を補正すると共に関係式を補正することを特徴
とする請求項２に記載の光路長可変レーザー加工装置の
ビームコリメーション方法。 - 【請求項４】 前記関係式がΔＸ＝（８０Ｌ−４０
０）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：コリメーションレン
ズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路長、Ｙ：Ｙ軸上の光
路長、であることを特徴とする請求項１、請求項２また
は請求項３に記載の光路長可変レーザー加工装置のビー
ムコリメーション方法。 - 【請求項５】 光路長可変レーザー加工装置において、
レーザー発振器の出力ミラーの近傍に光軸上を移動位置
決め可能なコリメーションレンズを設け、レーザー加工
ヘッドを光軸上の任意の位置に移動させたときのコリメ
ーションレンズの最適な位置を算出する関係式に基づい
て該コリメーションレンズをシフトすることを特徴とす
る光路長可変レーザー加工装置。 - 【請求項６】 前記関係式に基づいて位置決めされたコ
リメーションレンズの位置を補正すると共に、前記関係
式を補正可能なコリメーション補正手段を設けたことを
特徴とする請求項５に記載の光路長可変レーザー加工装
置。 - 【請求項７】 前記コリメーション補正手段は、ワーク
の数箇所のカーフ幅を画像計測装置によって測定して前
記コリメーションレンズの位置を補正すると共に関係式
を補正することを特徴とする請求項６に記載の光路長可
変レーザー加工装置。 - 【請求項８】 前記関係式がΔＸ＝（８０Ｌ−４０
０）、Ｌ＝Ｘ＋Ｙ、ここに、ΔＸ：コリメーションレン
ズのシフト距離、Ｘ：Ｘ軸上の光路長、Ｙ：Ｙ軸上の光
路長、であることを特徴とする請求項５、請求項６また
は請求項７に記載の光路長可変レーザー加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21345297A JP3782212B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 光路長可変レーザー加工装置及び同装置のビームコリメーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21345297A JP3782212B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 光路長可変レーザー加工装置及び同装置のビームコリメーション方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1158059A true JPH1158059A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3782212B2 JP3782212B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=16639461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21345297A Expired - Fee Related JP3782212B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 光路長可変レーザー加工装置及び同装置のビームコリメーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3782212B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1716963A1 (de) * | 2005-04-26 | 2006-11-02 | Highyag Lasertechnologie GmbH | Optische Anordnung für die Remote-Laser-Materialbearbeitung zur Erzeugung eines dreidimensionalen Arbeitsraumes |
| EP1773534A1 (de) * | 2004-08-05 | 2007-04-18 | KUKA Schweissanlagen GmbH | Lasereinrichtung und betriebsverfahren |
| JP2011522769A (ja) * | 2008-05-27 | 2011-08-04 | コーニング インコーポレイテッド | 非平坦材料の罫書き |
| WO2013039161A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 株式会社 アマダ | レーザ切断加工方法及び装置 |
-
1997
- 1997-08-07 JP JP21345297A patent/JP3782212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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