JPS5839038B2 - レ−ザ加工用観察装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は被加工物の加工状態を常に観察することがで
きるレーザ加工用観察装置に関する。

レーザ光を照射して被加工物を加工しながらその加工状
態を観察することができるレーザ加工用観察装置は従来
第１図で示すように構成されている。

すなわち、レーザ発振器１から発振されたレーザ光りは
ダイクロイックミラー２により曲げられ、集光レンズ３
により被加工物４に集光される。

また、この被加工物４の加工部を観察するために光源５
からの光はレンズ６によりぼぼ平行な照明光７になり、
ハーフミラ−８、ダイクロインクミラー２、集光レンズ
３を通り、その焦点位置近くの加工部を照明するように
なっている。

したがって、この反射光は上記照明光７と逆方向に向い
中間レンズ９により規準板１０上に結像され、この像を
レンズを通してテレビあるいは人間の眼により観察する
ようにしている。

そして、集光レンズ３の焦点位置に加工部がある場合は
容易に観察できるが、焦点位置から加工部をずらす焦点
はずしによる加工を行う場合は上記中間レンズ９を光軸
方向に移動させることにより規準板１０上に結像するよ
うにして加工部を観察するか、あるいは焦点位置で加工
部の位置あわせを行ってから焦点はずしを行っている。

したがって、上記のようにいったん集光レンズの焦点位
置で加工部の照射位置を決めてから加工部をずらすため
正確に照射を行うためには、レーザ光の光軸、集光レン
ズの光軸および加工部の移動方向のそれぞれを正確に調
整する必要があり、移動機構に高精度が要求され高価に
なるという事情がある。

また、焦点はずしの位置で観察するために、中間レンズ
を移動させて規準板上に結像する方法は、レーザ溶接な
どの場合は特に焦点はずしを大きくするためにそれに伴
って中間レンズを移動する距離を大きくしなければなら
ず、観察光学系の長さが長くなって装置が大形化すると
いう事情がある。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、焦点位置から加工部を大きくはずし
て加工を行う場合においてもその加工部を鮮明に観察す
ることができ正確な照射の位置決めができるレーザ加工
用観察装置を提供しようとするものである。

以下、この発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。

第２図中１１はレーザ発振器で、これから発振されるレ
ーザ光りの光路上にはダイクロイックミラー１２が設け
られている。

このダイクロイックミラー１２の反射レーザ光路上には
集光レンズ１３および上下動可能な載置台１４に載置さ
れた被加工物１５が設けられている。

また、この被加工物１５の加工部１６を観察するために
光源１７が設置され、この光源１７の前部には平行な照
明光１８を得るためのレンズ１９が設置されている。

さらに、このレンズ１９と対向する前方にはハ：フミラ
ー２０が設けられ、上記照明光１８は上記ダイクロイッ
クミラー１２および集光レンズ１３を介して上記加工部
１６を照明するようになっている。

また、この加工部１６を照明した反射光２１は上記照明
光１８と逆方向に向ってハーフミラ−２０を透過し、後
述する観察光学系２２に入光されるようになっている。

つぎに、この観察光学系２２について説明すると、第３
図および第４図で示すように構成されている。

すなわち、２３は支軸で、これには軸方向にスライド可
能なカラー２４が嵌合されている。

このカラー２４には回転円板２５が水平状態に嵌合され
ていて、この回転円板２５には複数枚のレンズ２６ａ〜
２６ｄが装着されている。

これらレンズ２６ａ〜２６ｄはそれぞれ焦点距離が異な
っており、回転円板２５の回転に伴って観察光学系２２
の光軸２７に対向するようになっている。

また、この光軸２７には十字線を有した規準板２８が設
置されている。

しかして、レーザ発振器１１から発振されたレーザ光り
はダイクロイックミラー１２によって反射され、集光レ
ンズ１３を介して被加工物１５の加工部１６に集光され
る。

このとき、光源１７からの照明光１８はレンズ１９によ
ってほぼ平行な光線となり、ハーフミラ−２０によって
反射され、上記ダイクロイックミラー１２、集光レンズ
１３を介して上記加工部１６を照明する。

したがって、この加工部１６を照明した反射光２１は上
記照明光１８と逆方向に向ってハーフミラ−２０を透過
し、さらに回転円板２５のいずれか１つのレンズたとえ
ば２６ａを介して規準板２８上に結像される。

このため、規準板２８上に結像された像をたとえば目視
することにより加工部１６の加工状態を観察できる。

このような状態において、載置台１４を下方へずらし被
加工物１５の加工部１６を焦点位置からはずして焦点は
ずし加工を行った場合にはそのはずし量に応じて回転円
板２５を回動偏位し、レンズ２６ｂ 、２６ｃ 、２６
ｄのうちから１つを選択して光軸２７に対向させ、さら
に必要に応じて回転円板２５を支軸２３の軸方向にスラ
イドさせることにより加工部１６の加工状態を規準板２
８上に鮮明に結像することができる。

たとえば、第５図で示すように集光レンズ１３の焦点距
離ｆ、＝３０ｍｍ、集光レンズ１３と観察光学系２２の
レンズ２６ａ〜２６ｄとのレンズ間距離４ ＝ １５０
ｍｍ、レンズ２６ａ〜２６ｄと規準板２８との距離ｔ２
＝ １００ｍｍとするとき、レンズ２６ａ 、２６ｂ
、２６ｃ 、２６ｄの焦点距離をそれぞれ１００ｍｍ、
１１５ｍｍ、１４５ｍｍ。

２２５關を用いれば焦点はずし量ａがそれぞれ０゜１ｔ
２，３ｍｍのときにはそれぞれレンズ２６ａ〜２６ｄを
変えることにより、回転円板２５の移動距離すはほとん
どＯｍｍでよいことになり、焦点はずし量ａをさらに大
きくした場合には回転円板２５を光軸方向に移動させれ
ばよい。

なお、上記一実施例においては、回転円板にそれぞれ焦
点距離の異なる複数個のレンズを装着し、回転円板を回
転させることにより個々のレンズを光軸に対向させるよ
うにしたが、第６図で示すように長方形状のスライド板
２９にそれぞれ焦点距離の異なる複数個のレンズ３０ａ
〜３０ｄを装着し、このスライド板２９をスライドさせ
ることによりレンズ３０ａ〜３０ｄを選択的に光軸に対
向するようにしてもよい。

この発明は以上説明したように、焦点位置から加工部を
ずらして加工を行う場合においても焦点距離の異なるレ
ンズを切換えることにより加工部の加工状態を鮮明に観
察することができる。

したがって、従来のように焦点はずしに伴って観察光学
系のレンズの移動距離を大きくとる必要はなく、移動機
構に高い精度が要求されないとともに装置の小形化が図
れる。

また、操作が簡単で能率が向上し、量産を行う場合にも
好都合であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ加工用観察装置の概略的構成図、
第２図はこの発明の一実施例を示す概略的構成図、第３
図は同じく観察光学系の側面図、第４図は第３図の平面
図、第５図は同じく作用の説明図、第６図はこの発明の
他の実施例を示す平面図である。 １１・・・・・・レーザ発振器、１３・・・・・・集光
レンズ、１５・・・・・・被加工物、１６・・・・・・
加工部、２２・・・・・・観察光学系、２６３〜２６ｄ
・・・・・・レンズ、Ｌ・・・・・・レーザ光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザ発振器と、このレーザ発振器から発振された
   レーザ光を集光し被加工物に照射する集光レンズと、こ
   の集光レンズを介して上記被加工物の加工部を照射する
   観察光学系とを備えたものにおいて、上記観察光学系に
   それぞれ焦点距離の異なる複数個のレンズを設け、これ
   らレンズを上記観察光学系の光軸上に選択的に対向でき
   るようにしたことを特徴とするレーザ加工用観察装置。