JPS5935891A - レ−ザ光溶接方法 - Google Patents
レ−ザ光溶接方法Info
- Publication number
- JPS5935891A JPS5935891A JP57145568A JP14556882A JPS5935891A JP S5935891 A JPS5935891 A JP S5935891A JP 57145568 A JP57145568 A JP 57145568A JP 14556882 A JP14556882 A JP 14556882A JP S5935891 A JPS5935891 A JP S5935891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- laser beam
- laser light
- detection
- mirror
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明はレーザ光を使用した溶接方法(二関する。
通常、金網パイプを溶接する場合(二は、アーク浴接(
二よってパイプの外周側から溶接する例が多い。しかし
ながらパイプ内周面まで完全に溶接するためには、溶接
条件の管理と滴液技術C:間し、非常な熟練な必緘とす
る。tfcパイプ内周面まで完全(二婢接した場合にF
′i、裏皮の出ることが多いが、これを均一番−するこ
とは極めて難しく、パイプの使用条件によっては溶接後
(二内周面を機械仕上げする必要がある。
二よってパイプの外周側から溶接する例が多い。しかし
ながらパイプ内周面まで完全に溶接するためには、溶接
条件の管理と滴液技術C:間し、非常な熟練な必緘とす
る。tfcパイプ内周面まで完全(二婢接した場合にF
′i、裏皮の出ることが多いが、これを均一番−するこ
とは極めて難しく、パイプの使用条件によっては溶接後
(二内周面を機械仕上げする必要がある。
さらに真皮浴接が難しいことから、溶接部の内向側にあ
らかじめ内Vj:、りをしてから溶接する場合にも、溶
接後(二この内ばりを削除する必要がある。
らかじめ内Vj:、りをしてから溶接する場合にも、溶
接後(二この内ばりを削除する必要がある。
一方、アーク溶接によりパイプの内周面側から溶接する
場合にも、溶接部に開先な設け、この中を溶融金属によ
りうめるため、溶接部のとけこみ巾が広くなり、かつ内
周面側の凹凸も犬きくなるという欠点がある。
場合にも、溶接部に開先な設け、この中を溶融金属によ
りうめるため、溶接部のとけこみ巾が広くなり、かつ内
周面側の凹凸も犬きくなるという欠点がある。
本発明の目的は、浴接部を確実(二検出し、この溶接部
にそうてレーザ光により自動溶接を可能ならしめ、浴接
品質が高くかつ効率の向上と加工費の低減を期待できる
レーザ光溶接方法を提供する1:おる。
にそうてレーザ光により自動溶接を可能ならしめ、浴接
品質が高くかつ効率の向上と加工費の低減を期待できる
レーザ光溶接方法を提供する1:おる。
本発明は浴接部に小切欠部を有する被浴接部材と、この
被溶接部材に溶接用レーザ光および検出用レーザ光を照
射する発振器とを具備し、被溶接部材1−検出用レーザ
光を照射し、て前!![シ切欠都を介L7て溶接部を検
出し、かつ浴接前に検出用レーザ光により溶接部線を走
査認識し、しかるのち横出用レーザ光の照射を止めて溶
接用レーザ光を前記走査認識した信号口よって照射によ
る溶接するレーザ光溶接方法に関するものである。
被溶接部材に溶接用レーザ光および検出用レーザ光を照
射する発振器とを具備し、被溶接部材1−検出用レーザ
光を照射し、て前!![シ切欠都を介L7て溶接部を検
出し、かつ浴接前に検出用レーザ光により溶接部線を走
査認識し、しかるのち横出用レーザ光の照射を止めて溶
接用レーザ光を前記走査認識した信号口よって照射によ
る溶接するレーザ光溶接方法に関するものである。
以下本発明を図面に示す実施例(二ついて脱明する0不
発ψ」の溶接方法を施行する溶接装置を示す第1図にお
いて、択#接伺1ねパイプ1αとパイプ1bとの円周備
合純の溶接部2にそい、その内周面から#接8れる。こ
の溶接にはレーザ溶接を使用する。レーザ病接餠←1、
大別して溶接用レーザ発振器3.積出用レーザ発振器4
.集光ミラー5゜駆動機構6およびその制御装置7とか
ら構成されている。浴接用レール“発振器3から発振さ
れた溶接用レーザ光8は、来光ミラー5で集光されたの
ち破階接4第1のM接部2に照射されてレーザ浴接が川
流される。
発ψ」の溶接方法を施行する溶接装置を示す第1図にお
いて、択#接伺1ねパイプ1αとパイプ1bとの円周備
合純の溶接部2にそい、その内周面から#接8れる。こ
の溶接にはレーザ溶接を使用する。レーザ病接餠←1、
大別して溶接用レーザ発振器3.積出用レーザ発振器4
.集光ミラー5゜駆動機構6およびその制御装置7とか
ら構成されている。浴接用レール“発振器3から発振さ
れた溶接用レーザ光8は、来光ミラー5で集光されたの
ち破階接4第1のM接部2に照射されてレーザ浴接が川
流される。
姑接用し−−U″発振鼎3と併設した検出用レーザ発振
器4ti、Hθ−Nθレー−v5を使用し、これから発
(7たレーザ光9け、溶接用レーザ発振器3からのレー
ヤ″光8の光軸に合接て同定されたダイクロイックミラ
ー川により方向を変えられ、集光ミラー5によりパイプ
1α、1bの内周面C二集光される。この集光されたレ
ーザ光け、パイプla、lbの内周面で反射して照射さ
れた方向(−戻り、ダイクロイックミラー10において
一部が透過して反射ミラー11と集光レンズ12によっ
て受光部13に入る。ダイクロイックミラー10および
反射ミラー■1は装着体14に設けられ、駆動用モータ
15で上下動させて溶接用レーザ光8の光路内lニ一致
させる。
器4ti、Hθ−Nθレー−v5を使用し、これから発
(7たレーザ光9け、溶接用レーザ発振器3からのレー
ヤ″光8の光軸に合接て同定されたダイクロイックミラ
ー川により方向を変えられ、集光ミラー5によりパイプ
1α、1bの内周面C二集光される。この集光されたレ
ーザ光け、パイプla、lbの内周面で反射して照射さ
れた方向(−戻り、ダイクロイックミラー10において
一部が透過して反射ミラー11と集光レンズ12によっ
て受光部13に入る。ダイクロイックミラー10および
反射ミラー■1は装着体14に設けられ、駆動用モータ
15で上下動させて溶接用レーザ光8の光路内lニ一致
させる。
また集光ミラー5は、駆動機構6のサーボモータ171
ユより矢示Ylのようにパイプ1α、lbO軸方向に#
動ぜら才L1 サーボモータ18により矢示Y8のよう
1ニバイプla、 lb内5二おいて回転せられる。こ
れらの溶接用レーザ発振器3.検出用レーザ発振器4お
よび駆動機@ 6を二おけるサーボモータ17.18な
どの制#は、マイクロコンピュータを使用1.て制御装
置71−よるプログラムコントロール方式i二よって行
なわれる。
ユより矢示Ylのようにパイプ1α、lbO軸方向に#
動ぜら才L1 サーボモータ18により矢示Y8のよう
1ニバイプla、 lb内5二おいて回転せられる。こ
れらの溶接用レーザ発振器3.検出用レーザ発振器4お
よび駆動機@ 6を二おけるサーボモータ17.18な
どの制#は、マイクロコンピュータを使用1.て制御装
置71−よるプログラムコントロール方式i二よって行
なわれる。
しかして本発明においては、溶接用レーザ光8をパイプ
1α、Ibの溶接部2I−確実C二照射させるために検
出用レーザ発振器4を設けたもので、%にバイブla、
lbの溶接部2に設けた微小切欠部191:よる検出精
度を向上させたことにある0すなわち、検出用レーザ光
9itダイクロイツクミラー10および集光ミラー51
−よってパイプ1allbの内周面にスポットしている
と為は、その反射光により受光Bi目3(−検出される
。しかし、パイプlα、1′bの溶接部2の敵手な切欠
部1’+1ニスボットしている場合には、受光部13
に41に出用V−ザ光90反射光が検出されない。いわ
ゆる受光部+3を二出力但号がおる場合に、集光ミラー
50位置が溶接用レーザ光8をパイプ1G、 lりの溶
接部2にスポットら象・位していることを知り、また受
光部13に出力信号が無い場合をま、寒光ミラー5の位
置が溶接部2ど一致していることを知し7めることにな
る。
1α、Ibの溶接部2I−確実C二照射させるために検
出用レーザ発振器4を設けたもので、%にバイブla、
lbの溶接部2に設けた微小切欠部191:よる検出精
度を向上させたことにある0すなわち、検出用レーザ光
9itダイクロイツクミラー10および集光ミラー51
−よってパイプ1allbの内周面にスポットしている
と為は、その反射光により受光Bi目3(−検出される
。しかし、パイプlα、1′bの溶接部2の敵手な切欠
部1’+1ニスボットしている場合には、受光部13
に41に出用V−ザ光90反射光が検出されない。いわ
ゆる受光部+3を二出力但号がおる場合に、集光ミラー
50位置が溶接用レーザ光8をパイプ1G、 lりの溶
接部2にスポットら象・位していることを知り、また受
光部13に出力信号が無い場合をま、寒光ミラー5の位
置が溶接部2ど一致していることを知し7めることにな
る。
(、たがって受光部13からの信号が制御装置71−人
力され、これにより駆M機槍6を介して集光ミラー5け
駆動され、受光部13からの信号がなくなって駆動機構
6に停止する。実用上からは切部19の大きさにより、
受光部13への信号が無くなってからさらに切欠部の与
柵度だけ移動して停止するように集光ミラー5の駆動4
1414=6の動きを調整する□バイブ14,↓弛のs
*szt二設ける微小な切欠部19の大きさは、検出用
レーザ光の検出精度と溶接後のビード表面の凹凸によっ
て適正な飴を選ぶが、一般的111.け05〜3.0
ga程度で十分である。
力され、これにより駆M機槍6を介して集光ミラー5け
駆動され、受光部13からの信号がなくなって駆動機構
6に停止する。実用上からは切部19の大きさにより、
受光部13への信号が無くなってからさらに切欠部の与
柵度だけ移動して停止するように集光ミラー5の駆動4
1414=6の動きを調整する□バイブ14,↓弛のs
*szt二設ける微小な切欠部19の大きさは、検出用
レーザ光の検出精度と溶接後のビード表面の凹凸によっ
て適正な飴を選ぶが、一般的111.け05〜3.0
ga程度で十分である。
次E本発明の溶接方法を第1図および第2図を参照しな
がら説明する。集光ミラー5けパイプ1a、 lbO軸
方向(X軸)およびパイプ断面円周方1’N(Yikh
)ともにパルスエンコーダ付Doザーボモータ17.1
8を使用したデジタルサーボ駆動方式となっており、マ
イクロコンピュータを使用し、て制御装置7によるプロ
グラムコントロール方式ヲ採用している。各軸のパルス
エンコータI: J、 ルDOモータ回転角信号C二よ
り、常時被溶接パイプ1i2.11+ に対する集光ミ
ラー5の位置、す々わち浴接用レーザ光8の焦点位置を
パルスカウントしており、その絶対座標を常に掌握して
いる。
がら説明する。集光ミラー5けパイプ1a、 lbO軸
方向(X軸)およびパイプ断面円周方1’N(Yikh
)ともにパルスエンコーダ付Doザーボモータ17.1
8を使用したデジタルサーボ駆動方式となっており、マ
イクロコンピュータを使用し、て制御装置7によるプロ
グラムコントロール方式ヲ採用している。各軸のパルス
エンコータI: J、 ルDOモータ回転角信号C二よ
り、常時被溶接パイプ1i2.11+ に対する集光ミ
ラー5の位置、す々わち浴接用レーザ光8の焦点位置を
パルスカウントしており、その絶対座標を常に掌握して
いる。
被溶接パイプ1α、1bの溶接部線2の検知・記憶は次
のよう(1行なわれる。先ず集光ミラー5の駆動機構6
け、原点復起動作を行い、X−Y座標原点に位置決めさ
れる。X軸の原点はミラー5がパイプの入口に最も近い
位w、Y軸の原点は垂直方向の最下点となっている。次
1:果光ミラー5をサーボモータ17によりX軸方向(
二移動させ%溶接部線2よりも絽2図に示すX軸の負方
向の任意の点pH二て手動設定する。
のよう(1行なわれる。先ず集光ミラー5の駆動機構6
け、原点復起動作を行い、X−Y座標原点に位置決めさ
れる。X軸の原点はミラー5がパイプの入口に最も近い
位w、Y軸の原点は垂直方向の最下点となっている。次
1:果光ミラー5をサーボモータ17によりX軸方向(
二移動させ%溶接部線2よりも絽2図に示すX軸の負方
向の任意の点pH二て手動設定する。
こ\でf?4接部糾2の横111月ル−ず光用ミラー装
着体14が、その上下駆動用モータ15(二よって溶接
用レーザ光8の光路内1−挿入され、溶接線検出用レー
ザ光9が発射さflる。この状態から業光ミラー駆動機
構6は、X軸止方向に集光ミラー5を移動し、溶w:線
横出レーザ光9の帰還しない点pgすなわち溶接線2″
!で進んで停止する。これは検出用レーザ光9が溶接部
2の切欠部19によって反射光が受光部13で検出され
ないことで位置決めする。
着体14が、その上下駆動用モータ15(二よって溶接
用レーザ光8の光路内1−挿入され、溶接線検出用レー
ザ光9が発射さflる。この状態から業光ミラー駆動機
構6は、X軸止方向に集光ミラー5を移動し、溶w:線
横出レーザ光9の帰還しない点pgすなわち溶接線2″
!で進んで停止する。これは検出用レーザ光9が溶接部
2の切欠部19によって反射光が受光部13で検出され
ないことで位置決めする。
この検出レーザ光9の受光hI目3の信号(二より、制
御装置7のマイクロコンピュータが判断し、その絶対座
標を認識し、たのも、集光ミラー5の駆動機構6へ停止
信号を出力すること(:よって行なわれる。この時の第
2図の点P2け、最初の溶接線検出位置とL7てメモリ
内の位置データテーブル1ニパルスカウントによるX−
Yi対座標値として記憶される。
御装置7のマイクロコンピュータが判断し、その絶対座
標を認識し、たのも、集光ミラー5の駆動機構6へ停止
信号を出力すること(:よって行なわれる。この時の第
2図の点P2け、最初の溶接線検出位置とL7てメモリ
内の位置データテーブル1ニパルスカウントによるX−
Yi対座標値として記憶される。
つぎC二乗光ミラー5の駆動機構6は、点P2よりX軸
方向に所定の値(例えば−αパルス)+yX軸方向所定
の値(例えば十善パルス)離れた点P8まで移動し、こ
の点から再びX軸止方向に次の溶接m2を認識すべく移
動し、再び検出レーザ光9の帰還しなくなる点P4ま−
で進んで停止する。この時のP4の位置は、第2図のよ
うに点P8からのパルスカウント数をCパルスとすると
、点P4の点P1iからのX軸方向パルス増分値=c−
a(パルス)で支えられる。このX方向パルス増分値は
、制御装置7のメモリ内(二次の第1表のようC二組憶
されている。
方向に所定の値(例えば−αパルス)+yX軸方向所定
の値(例えば十善パルス)離れた点P8まで移動し、こ
の点から再びX軸止方向に次の溶接m2を認識すべく移
動し、再び検出レーザ光9の帰還しなくなる点P4ま−
で進んで停止する。この時のP4の位置は、第2図のよ
うに点P8からのパルスカウント数をCパルスとすると
、点P4の点P1iからのX軸方向パルス増分値=c−
a(パルス)で支えられる。このX方向パルス増分値は
、制御装置7のメモリ内(二次の第1表のようC二組憶
されている。
同じ動作をパイプla、lbの一周分について繰り返す
と、制御装置7のメモリ内の位置座標データテーブル内
には、81↓2図のように浴接線のX軸方向増分値が配
憶される。
と、制御装置7のメモリ内の位置座標データテーブル内
には、81↓2図のように浴接線のX軸方向増分値が配
憶される。
以上の溶接線2の検知%記憶方式が終了すると、検世用
し−ザ光発生装前のミラー装着体14の上下方向移動用
モータ15が駆動され、検出用レーザ光妬(l!鋏装、
は浴接用レーザ光8の光路外(二移動されたのち、f#
接用レーザ発振器3から溶接用レーザ光8を発振させて
W4接動作に移る。この浴接の進イ1に際し、ては、先
の輌出順作時に制御装[7のメモリ内1ユ記憶されたX
軸方向の移動量パルス数を順次読み川して、サーボモー
タ17.18を駆動し、パルスエンローダ出力パルス数
と逐次比較しながら、位置決め動作が行われる。
し−ザ光発生装前のミラー装着体14の上下方向移動用
モータ15が駆動され、検出用レーザ光妬(l!鋏装、
は浴接用レーザ光8の光路外(二移動されたのち、f#
接用レーザ発振器3から溶接用レーザ光8を発振させて
W4接動作に移る。この浴接の進イ1に際し、ては、先
の輌出順作時に制御装[7のメモリ内1ユ記憶されたX
軸方向の移動量パルス数を順次読み川して、サーボモー
タ17.18を駆動し、パルスエンローダ出力パルス数
と逐次比較しながら、位置決め動作が行われる。
このようにf?!接用レーザ光8の焦点は、常に溶接線
の上に来るため、良好な溶接が可能となる。
の上に来るため、良好な溶接が可能となる。
なお第1図の制御装[7は集光ミラー駆動機#s6の制
御のみならず、検出用レーザ9の照射と停止。
御のみならず、検出用レーザ9の照射と停止。
溶接用レーザ8の11α射と停止、ミラー装着体14の
移動、集光ミラー駆動機構6の移動蓋と認識お、τび溶
接時における移動知のフィードバックなどを行なうよう
に構成さノ1.でいる。
移動、集光ミラー駆動機構6の移動蓋と認識お、τび溶
接時における移動知のフィードバックなどを行なうよう
に構成さノ1.でいる。
なお、図面(二示す実施例では、パイプla、lbの浴
接について説明したが、本発明り゛平板のつき合せや多
角形のパイプの溶接にも適用でき、また集光ミラーを1
01転させる代りに被溶接材を回転させるよう1:構成
(−2てもよい。
接について説明したが、本発明り゛平板のつき合せや多
角形のパイプの溶接にも適用でき、また集光ミラーを1
01転させる代りに被溶接材を回転させるよう1:構成
(−2てもよい。
以上のようC二本発明によれば、検出用レーザ光とその
反射光を受光する受光部および浴接部(二極出用切欠部
を設け、溶接部の検出を確実番ニし、かつ溶接線のずれ
を予め検出用レーザ光により検出g識(−1これを後の
溶接加工時fニフィードバックすることにより、浴接品
質の高い自動溶接ができるばかりでなく、平坦な溶接部
が得られて済接後のビート面の後加工を省略することが
できるなどの10点を有する。
反射光を受光する受光部および浴接部(二極出用切欠部
を設け、溶接部の検出を確実番ニし、かつ溶接線のずれ
を予め検出用レーザ光により検出g識(−1これを後の
溶接加工時fニフィードバックすることにより、浴接品
質の高い自動溶接ができるばかりでなく、平坦な溶接部
が得られて済接後のビート面の後加工を省略することが
できるなどの10点を有する。
第1図は本発明によるレーザ光溶接方法を実施するため
の装置を示す概略構成図、第2図は本発明の溶接方法を
ae、 1jI4するたイ)の特性図である。
の装置を示す概略構成図、第2図は本発明の溶接方法を
ae、 1jI4するたイ)の特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)溶接部(二手切欠部を有する被溶接部材と、この
被溶接部材の溶接部にそうて駆動機構によって動かされ
る集光ミラーと、巣光ミラーi二溶接用レーザ光および
検出用レーザ光を照射する溶接用レーザ発振器および検
出用レーザ発振器とを具備し、検出用レーザ光を被溶接
部材に照射して前記切欠部を介して溶接部を検出し、か
つ溶接前C二検出用レーザ光により溶接部線を走査認鐘
し、しかるのち検出用レーザ光の照射を止め、溶接用レ
ーザ光を前記走査認識した(1号≦二より前記集光ミラ
ーの位置を制御してレーザ光の照射による溶接を行なう
ことを特徴とするレーザ光溶接方法(2)被溶接部材は
パイプでかつその溶接方向がパイプ内面であることを特
徴とする特許請求の範囲第1頌記載のレーザ光溶接方法 (8)検出用レーザ光が溶接部の小切欠部(−照射した
とき、その反射光が無くなることで溶接部の検出を行な
う%Wr N#求の範囲第1項記載のレーザ光溶接方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57145568A JPS5935891A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | レ−ザ光溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57145568A JPS5935891A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | レ−ザ光溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5935891A true JPS5935891A (ja) | 1984-02-27 |
Family
ID=15388122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57145568A Pending JPS5935891A (ja) | 1982-08-24 | 1982-08-24 | レ−ザ光溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5935891A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06185415A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-07-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 気化器の加温装置 |
-
1982
- 1982-08-24 JP JP57145568A patent/JPS5935891A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06185415A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-07-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 気化器の加温装置 |
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