JPS5913588A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS5913588A JPS5913588A JP57122934A JP12293482A JPS5913588A JP S5913588 A JPS5913588 A JP S5913588A JP 57122934 A JP57122934 A JP 57122934A JP 12293482 A JP12293482 A JP 12293482A JP S5913588 A JPS5913588 A JP S5913588A
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- JP
- Japan
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- laser
- workpiece
- laser light
- beams
- working
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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
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
-
- 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
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野］
本発明はレーザ光を被加工物の回転体の任意の位相に照
射し、なおかつ、このレーザ光を軸方向に送りながら照
射して加工する回転体のレーザ加工装置に関する。
射し、なおかつ、このレーザ光を軸方向に送りながら照
射して加工する回転体のレーザ加工装置に関する。
［従来技術とその問題へ］
従来の回転体のレーザ加工装置を第１図に示す。
両端を軸受２に支持された被回転体加工物１に印したマ
ーク１２を回転数検出器７で検出し、参照信号を作る。
ーク１２を回転数検出器７で検出し、参照信号を作る。
ＰＬＬＭ路およびマイクロコン゛ピユータを内蔵するコ
ノ）ｏ−ラ１０は、前記参照信号により、レーザトリガ
ー信号を作る。レーザ心源９ばこのトリガー信号により
パルスノー１発振器８よシパルス状レーザ光１１を回転
体ｌの任意の（ｉ′１相に照射させる。なお、発振され
たレーザ光１１は、全反射ミラー５および集光レンズ４
から成る光学系を経て、回転体１に照射される。！ｆ、
た、コントローラ］Ｏの制御によって、全反射ミラー５
と集光レンズ４を具備する可動台３をモータ６で駆動す
るこ吉により、軸方向の任意の位置にレーザ照射し、か
つ軸方向に微小送りができるものである。
ノ）ｏ−ラ１０は、前記参照信号により、レーザトリガ
ー信号を作る。レーザ心源９ばこのトリガー信号により
パルスノー１発振器８よシパルス状レーザ光１１を回転
体ｌの任意の（ｉ′１相に照射させる。なお、発振され
たレーザ光１１は、全反射ミラー５および集光レンズ４
から成る光学系を経て、回転体１に照射される。！ｆ、
た、コントローラ］Ｏの制御によって、全反射ミラー５
と集光レンズ４を具備する可動台３をモータ６で駆動す
るこ吉により、軸方向の任意の位置にレーザ照射し、か
つ軸方向に微小送りができるものである。
との方法による回転体のレーザ加り法は、たとえば回転
体のバランス作業として用いられる。回転体の振動から
アンバランス量および位相を算出し、自動的にアンバラ
ンス量に応じたレーリ′パルス数をアンバランス位相に
照射して、除去するものである。この時１パルスのレー
ザ照射による除去量は微量（数ｍｇ）であるため、多址
のバランス修正量を得るだめには多数回繰り返してレー
ザ照射を行なう必要がある。しかし、回転体が薄肉円筒
の場合、回転強度北加工深さが限定される。しだがって
、所定の修正量を得るためにレーザ光を第２図のように
軸方向および周方向に送ってレーリ′加工している。こ
のＷ［容される加工深さを、レーザ最人出力の半分以下
の出力で満たしている場合があり、従来の方法によると
レーザ加工装置の有する能力が充分に生かされでいない
。
体のバランス作業として用いられる。回転体の振動から
アンバランス量および位相を算出し、自動的にアンバラ
ンス量に応じたレーリ′パルス数をアンバランス位相に
照射して、除去するものである。この時１パルスのレー
ザ照射による除去量は微量（数ｍｇ）であるため、多址
のバランス修正量を得るだめには多数回繰り返してレー
ザ照射を行なう必要がある。しかし、回転体が薄肉円筒
の場合、回転強度北加工深さが限定される。しだがって
、所定の修正量を得るためにレーザ光を第２図のように
軸方向および周方向に送ってレーリ′加工している。こ
のＷ［容される加工深さを、レーザ最人出力の半分以下
の出力で満たしている場合があり、従来の方法によると
レーザ加工装置の有する能力が充分に生かされでいない
。
また次に前記従来例において、軸方向にレーザ光を送り
ながら加工する場合の加工伏況について説明する。第３
図はレーザ“光を集光レンズで被加工物に集光した場合
の焦改におけるエネルギ密度分布であり、一般にガウス
分布となる。これを被加工物に照射すると、蒸発とその
圧力による噴出などの複数なプロセスによって除去加工
され、第４図のような断面形状となる。１３は一度溶融
後冷却によって固化した溶融層であり、一部は溶融状態
の時に蒸発の圧力によって被加工物の表面に盛り上がっ
ている。
ながら加工する場合の加工伏況について説明する。第３
図はレーザ“光を集光レンズで被加工物に集光した場合
の焦改におけるエネルギ密度分布であり、一般にガウス
分布となる。これを被加工物に照射すると、蒸発とその
圧力による噴出などの複数なプロセスによって除去加工
され、第４図のような断面形状となる。１３は一度溶融
後冷却によって固化した溶融層であり、一部は溶融状態
の時に蒸発の圧力によって被加工物の表面に盛り上がっ
ている。
次に第５図のように軸方向にピッチ幅Ｐだけレーザ光を
送り、レーザ照射を行なうとその時の断面形状は、第６
図のようになる。このピンチ幅Ｐは大きすぎると体積効
率が悪くなり、寸た小さすぎる吉加工深さが深＜ｉ；６
ため最適薇？選ぶ必要がある。２度目のレーザ照射によ
り、溶融部分は蒸発のＩＥ力により押し上せられ、前の
加工部を埋めてしまい溶融層１３はさらに厚くなる。こ
の溶融層１３は機械的にもろく、また前記薄肉の回転体
のバランス作業の様に、許容加工深さ内でより多くの除
去量を得るためには少ない方が望ましい。
送り、レーザ照射を行なうとその時の断面形状は、第６
図のようになる。このピンチ幅Ｐは大きすぎると体積効
率が悪くなり、寸た小さすぎる吉加工深さが深＜ｉ；６
ため最適薇？選ぶ必要がある。２度目のレーザ照射によ
り、溶融部分は蒸発のＩＥ力により押し上せられ、前の
加工部を埋めてしまい溶融層１３はさらに厚くなる。こ
の溶融層１３は機械的にもろく、また前記薄肉の回転体
のバランス作業の様に、許容加工深さ内でより多くの除
去量を得るためには少ない方が望ましい。
［発明の目的］
本発明は前記従来例の欠点を解消すべくなされたもので
、従来の倍以上の加工速度を得るとともＳＫ、え、ワ、
Ｄゆヶいヵ。エユオヤイ□６．−９．ヵ。エア法および
装置を提供することを目的とする。
、従来の倍以上の加工速度を得るとともＳＫ、え、ワ、
Ｄゆヶいヵ。エユオヤイ□６．−９．ヵ。エア法および
装置を提供することを目的とする。
［発明の概要］
均等のエネルギを有する複数のレーザ光を、被回転体加
工物に集光する位置を、軸方向にわずかにずらし同時加
工し、まだ複数のレーザ光のエネルギ密度の重ね合せ作
用により加工する。
工物に集光する位置を、軸方向にわずかにずらし同時加
工し、まだ複数のレーザ光のエネルギ密度の重ね合せ作
用により加工する。
［］発明の効果」
従来例の倍以上の加工速度が得られると♂もに溶融層の
少ない加工断面が得られる。
少ない加工断面が得られる。
［発明の実施例］
以−Ｆ本発明の実施例を図面を参照しで説明する。
第７図は本発明に係る回転体のレーザ加工装置の一実施
例を示す説明図である。この実施例において前記従来例
と異なる点は、レーザ発振源８から発振された加工に用
するエネルギの倍のエネルギを有するレーザ光１１ａば
、レーザ光分割装置１４によって２本の均等のエネルギ
のレーザ光１１ｂ、１１ｃに分割され、さらに被回転体
加工物１の表面に２屯の焦曳を結ぶ。このレーザ光分割
装置は、ハーフミラ−１５、全反射ミラー５とプリズム
１６および同じ焦点距離の集光レンズ４が２個により構
成される。ハーフミラ−１５と全反射ミラー５により２
本のレーザ光１１ｂ、］、ＩＣに分割し、さらにプリズ
ム１６によってそれぞれ屈折させ、集光レンズ４によっ
て回転体の軸方向にわずかのズレをもたせて、同時に集
光するものである。この操作によって集光点においでは
、第８図に示すように２本のレーザ光の焦改におけるエ
ネルギ密度は同一の分布を示し軸方向にズレ叶ｌがある
だめ重ね合せ作用によって、台形に近い密度分布となる
。軸方向のズレ量ｌは第７図のハーフミラ−１５と全反
射ミラー５のレーザ光軸上の位置関係あるいはプリズム
１６の屈折率によって調整するこ吉ができ、これによっ
てエネルギ密度分布を変えることもｉＵ］能である。こ
のズレ量ｌは従来例で説明した最適軸方向の送りピッチ
Ｐと同一にすることにより、台形に近いエネルギ密度分
布が得られる。このエネルギ密度分布を有するレーザ光
の照射により得られる被加工物の断面形状は第９図の様
になる。２パルスを軸方向に送ってのレーザ照射より、
溶融層１３’は少なくなり、さらにレーザ発振源８の１
パルスに対する除去量は倍以上となる。
例を示す説明図である。この実施例において前記従来例
と異なる点は、レーザ発振源８から発振された加工に用
するエネルギの倍のエネルギを有するレーザ光１１ａば
、レーザ光分割装置１４によって２本の均等のエネルギ
のレーザ光１１ｂ、１１ｃに分割され、さらに被回転体
加工物１の表面に２屯の焦曳を結ぶ。このレーザ光分割
装置は、ハーフミラ−１５、全反射ミラー５とプリズム
１６および同じ焦点距離の集光レンズ４が２個により構
成される。ハーフミラ−１５と全反射ミラー５により２
本のレーザ光１１ｂ、］、ＩＣに分割し、さらにプリズ
ム１６によってそれぞれ屈折させ、集光レンズ４によっ
て回転体の軸方向にわずかのズレをもたせて、同時に集
光するものである。この操作によって集光点においでは
、第８図に示すように２本のレーザ光の焦改におけるエ
ネルギ密度は同一の分布を示し軸方向にズレ叶ｌがある
だめ重ね合せ作用によって、台形に近い密度分布となる
。軸方向のズレ量ｌは第７図のハーフミラ−１５と全反
射ミラー５のレーザ光軸上の位置関係あるいはプリズム
１６の屈折率によって調整するこ吉ができ、これによっ
てエネルギ密度分布を変えることもｉＵ］能である。こ
のズレ量ｌは従来例で説明した最適軸方向の送りピッチ
Ｐと同一にすることにより、台形に近いエネルギ密度分
布が得られる。このエネルギ密度分布を有するレーザ光
の照射により得られる被加工物の断面形状は第９図の様
になる。２パルスを軸方向に送ってのレーザ照射より、
溶融層１３’は少なくなり、さらにレーザ発振源８の１
パルスに対する除去量は倍以上となる。
前記従来例によってＩｌＮｌＮ刃軸方向−ザ光を送りな
がら加工した場合の断面形状を第＋０１ｆｌに１本実施
例釦よって同様な加工をした場合の断面形状を第１１図
に示すように、従来例に比べて溶融層１３゜１３′が半
分程度と少なくなる。しだがって従来例と比較して、同
−加工部で軸方向の加工幅を同じとした場合、レーザパ
ルス数は半分で済み、なおかつ除去量も溶融層が減少し
た分だけ多くなる。
がら加工した場合の断面形状を第＋０１ｆｌに１本実施
例釦よって同様な加工をした場合の断面形状を第１１図
に示すように、従来例に比べて溶融層１３゜１３′が半
分程度と少なくなる。しだがって従来例と比較して、同
−加工部で軸方向の加工幅を同じとした場合、レーザパ
ルス数は半分で済み、なおかつ除去量も溶融層が減少し
た分だけ多くなる。
し発明の他の実施例］
次に、本発明におけるレーザ光分割装置の変形例として
第１２図および第１３図に示す０第１２図において、レ
ーザ光１１ａばかさ形の反射架う−１７によって２本の
レーザ光に分割し、それぞれを凹面鏡１８によって被加
工物に集光させると古により、同一の効果がイ（すられ
る。
第１２図および第１３図に示す０第１２図において、レ
ーザ光１１ａばかさ形の反射架う−１７によって２本の
レーザ光に分割し、それぞれを凹面鏡１８によって被加
工物に集光させると古により、同一の効果がイ（すられ
る。
また、第１３図は・・−フミラー１５と全反射ミラー５
によって２本のレーザ光１１ｂ、ＩＩＣに分割し、２本
のレーザ光とも１個の集光レンズ１９で被加工物に集光
する。このとき被加工物の加工面を焦改位置よりわずか
にずらすことによ−、でも、同一の効果が得られる。（
図中加工面Ｉあるいは加工＋＃１ｌｌ）以上のように、
本発明は回転体のレーザ加工装置において、レーリ゛光
を複数のレーザ光に分割し、複数屯同時加工を行なうこ
とにより、従来の加工方法の倍以上の加工速度を得ると
吉もに、複数のレーザ光のエネルギ密度の重ね合せ作用
により、溶融層の少ない加工断面を得るという効果を有
する。
によって２本のレーザ光１１ｂ、ＩＩＣに分割し、２本
のレーザ光とも１個の集光レンズ１９で被加工物に集光
する。このとき被加工物の加工面を焦改位置よりわずか
にずらすことによ−、でも、同一の効果が得られる。（
図中加工面Ｉあるいは加工＋＃１ｌｌ）以上のように、
本発明は回転体のレーザ加工装置において、レーリ゛光
を複数のレーザ光に分割し、複数屯同時加工を行なうこ
とにより、従来の加工方法の倍以上の加工速度を得ると
吉もに、複数のレーザ光のエネルギ密度の重ね合せ作用
により、溶融層の少ない加工断面を得るという効果を有
する。
第１図は従来例の回転体のレーザ加工装置の配置を示す
図、第２図は従来例におけるパルスレーリ′により加工
した被加工物の加工部・ト面Ｍ、第：３図と第５図は従
来例におけるレーザ光を集光した場合の焦改てのエネル
ギ密度分布を示す図、第４図と第６図はそれぞれ第３図
と第５図のレーザを照射した場合の被加工物の加工部断
面図、第７図は本発明に係る回転レーザ加工装置の一実
施例の配置を示す図、第８図は本発明による焦へてのエ
ネルギ密度分布を示す図、第９図は第８図のレーザ光を
照射した場合の被加工物の加工部断面図、第１０図は従
来例によってレーザ光を軸方向に送りながら加工した場
合の被加工物の加工部断面図、第１１図は本発明によっ
てレーザ光を軸方向に送りながら加工した場合の被加工
物の加工部断面図、第１２図および第１３図は本発明に
係るレーザ光分割装置の他の実施例の四部を示す図であ
る。 ■・回転体（ｔル加工物）、４・・集光レンズ、５・−
全反射ミラー、８ ・レーザ発振源、１．１１．１１）
１ 、ｌ１ｃ−ｖ−ザ光、１４ ・レーザ光分割装置
、１５・・・・−フミラー、１６・・プリズム。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
図、第２図は従来例におけるパルスレーリ′により加工
した被加工物の加工部・ト面Ｍ、第：３図と第５図は従
来例におけるレーザ光を集光した場合の焦改てのエネル
ギ密度分布を示す図、第４図と第６図はそれぞれ第３図
と第５図のレーザを照射した場合の被加工物の加工部断
面図、第７図は本発明に係る回転レーザ加工装置の一実
施例の配置を示す図、第８図は本発明による焦へてのエ
ネルギ密度分布を示す図、第９図は第８図のレーザ光を
照射した場合の被加工物の加工部断面図、第１０図は従
来例によってレーザ光を軸方向に送りながら加工した場
合の被加工物の加工部断面図、第１１図は本発明によっ
てレーザ光を軸方向に送りながら加工した場合の被加工
物の加工部断面図、第１２図および第１３図は本発明に
係るレーザ光分割装置の他の実施例の四部を示す図であ
る。 ■・回転体（ｔル加工物）、４・・集光レンズ、５・−
全反射ミラー、８ ・レーザ発振源、１．１１．１１）
１ 、ｌ１ｃ−ｖ−ザ光、１４ ・レーザ光分割装置
、１５・・・・−フミラー、１６・・プリズム。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）
Claims (1)
- 複数個のレーザ光により被加工物の複数点を同時加工す
るレーザ加工装置において、均等のエネルギを有する複
数のレーザ光が被回転体加工物に集光する位置を軸方向
にわずかにずらし、同時に集光することにより、複数の
レーザ光のエネルギ密度の重ね合せ作用で加工するとＬ
を特徴吉するレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122934A JPS5913588A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57122934A JPS5913588A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5913588A true JPS5913588A (ja) | 1984-01-24 |
Family
ID=14848221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57122934A Pending JPS5913588A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5913588A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192284A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レ−ザ加工装置 |
| JPH01192167A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | センサー |
| JPH11138896A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザを用いたマーキング方法、マーキング装置、及びマークの観察方法、観察装置 |
| US6392683B1 (en) | 1997-09-26 | 2002-05-21 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| WO2002094497A3 (en) * | 2001-05-18 | 2003-01-16 | Welding Inst | Surface modification |
| KR100913793B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2009-08-26 | 조흥기 | 레이저빔 용접시스템 및 용접방법 |
| CN107378248A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-11-24 | 西安交通大学 | 基于波形调制的钼及钼合金对接接头的脉冲激光焊接方法 |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57122934A patent/JPS5913588A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192284A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レ−ザ加工装置 |
| JPH01192167A (ja) * | 1988-01-27 | 1989-08-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | センサー |
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| US6501499B2 (en) | 1997-09-26 | 2002-12-31 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| US6587136B2 (en) | 1997-09-26 | 2003-07-01 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| JPH11138896A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザを用いたマーキング方法、マーキング装置、及びマークの観察方法、観察装置 |
| WO2002094497A3 (en) * | 2001-05-18 | 2003-01-16 | Welding Inst | Surface modification |
| KR100913793B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2009-08-26 | 조흥기 | 레이저빔 용접시스템 및 용접방법 |
| CN107378248A (zh) * | 2017-09-11 | 2017-11-24 | 西安交通大学 | 基于波形调制的钼及钼合金对接接头的脉冲激光焊接方法 |
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