JPS5952037B2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

Info

Publication number
JPS5952037B2
JPS5952037B2 JP55185837A JP18583780A JPS5952037B2 JP S5952037 B2 JPS5952037 B2 JP S5952037B2 JP 55185837 A JP55185837 A JP 55185837A JP 18583780 A JP18583780 A JP 18583780A JP S5952037 B2 JPS5952037 B2 JP S5952037B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflecting mirror
laser
laser beam
laser processing
vibrating
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.)
Expired
Application number
JP55185837A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57109589A (en
Inventor
繁 須藤
正明 矢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP55185837A priority Critical patent/JPS5952037B2/ja
Priority to US06/332,829 priority patent/US4429210A/en
Priority to EP81110698A priority patent/EP0055463B1/en
Priority to DE8181110698T priority patent/DE3174157D1/de
Publication of JPS57109589A publication Critical patent/JPS57109589A/ja
Publication of JPS5952037B2 publication Critical patent/JPS5952037B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823Devices involving rotation of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ加工装置に係り、特に、加工領域を所
望の温度分布に加熱加工できるようにしたレーザ加工装
置に関する。
金属の熱処理やガラス、石英等の軟化加工を行なう場合
、加熱源としてレーザ光線を使用すれば何かと便利であ
る。
この場合、レーザ光線のスポット径は、通常、比較的小
さいので、被加熱領域が広いときには、被加熱領域をレ
ーザ光線で往復走査して加熱する必要がある。ところで
、上記のように被加熱領域をレーザ光線で往復走査して
加熱する手段としては、一般に、レーザ装置から送出さ
れたレーザ光線を反射鏡を介して被加工物に照射すると
ともに上記反射鏡を振動させることによつてレーザ光線
を往復させる方式が採用されている。
しかしながら、通常、単に反射鏡を振動させるだけでは
、被加熱領域を均一に加熱することはできない。
そこで、被加熱領域を均一に加熱する必要のあるときに
は、特開昭54−101576号に示されているように
反射鏡の変位に対応させてレーザ光線のパワーを変化さ
せることが考えられる。しかし、このようにレーザ光線
のパワーを変化させることは必ずしも容易ではなく、装
置に多額の費用を要するなどの問題があつた。本発明は
、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、全体の高価格化を招くことなしに広い被
加熱領域を所望の温度分布に加熱することができるレー
ザ加工装置を提供することにある。
本発明によれば、レーザ装置から送出されたレーザ光線
を被加工物に向けて反射させる反射鏡を備え、かつこの
反射鏡を休止期間をもつて極性が交互に切換わる矩形波
状モードに振動させる第1の手段と、上記休止期間に上
記反射鏡を正弦波自由振動モードに振動させる第2の手
段とを備えている。
上記反射鏡を振動させる形態としては、平行振動、回動
振動の何れでも採用できる。たとえば反射鏡を回動振動
できるように設けた場合には、この反射鏡は第1の手段
によつて回動支点を中心にして基準線から一方側の停止
位置まで回動制御され、上記停止位置で設定された期間
停止した後、基準線に向けて戻される。そして、設定さ
れた休止期間の後、こんどは他方側の停止位置まで回動
制御され、この位置で設定された期間停止した後、再び
基準線に向けて戻され、これが繰り返えされる。また、
反射鏡は、基準線に戻された時点から第1の手段によつ
て次の回動制御が行なわれるまでの休止期間の間、第2
の手段によつて回動支点を中心にして正弦波自由振動モ
ードで回動制御される。したがつて、このような動きを
する反射鏡を介してレーザ光線が照射される被加熱領域
は、その両端部が停止したレーザ光線によつて加熱され
、中間部が往復移動するレーザ光線によつて加熱される
ことになり、停止期間および往復移動回数等の選択によ
つて所望の温度分布に加熱されることになる。そして、
この場合にはレーザ装置には全く手を加える必要がない
ので結局、装置全体の高価格化を抑えることができる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る装置を用いて石英チ
ユーブの所定部分を軟化加工している状態を示す図であ
る。
すなわち、図中]は垂直状態に支持され、図示しない回
転駆動機構によつて実線矢印2で示すように回転制御さ
れた石英チユーブであり、この石英チユーブ]の図中斜
線で示す部分3にレーザ加工装置4からレーザ光線Pが
照射される。
レーザ加工装置4は、大きく分けて、レーザ光線Pを送
出するレーザ装置5と、この装置5から送出されたレー
ザ光線Pを前記部分3、つまり被加熱領域へ向けて照射
する反射鏡6,7と、反射鏡7を図中実線矢印8で示す
ように回動させる回動駆動機構9と、反射鏡7に自由回
動振動力を付与する自由振動力付与機構10と、前記レ
ーザ装置5のレーザ光線送出期間および回動駆動機構9
を制御するコントローラ11とで構成されている。
しかして、回動駆動機構9は、次のように構成されてい
る。
すなわち、静止部21に支持部材22を固定し、この支
持部材22に紙面と直交する方向にピン23を固定し、
このピン23で前記反射鏡7を支持した反射鏡支持板2
4を回動自在に支持させている。そして、上記反射鏡支
持板24の前記ピン23を中心とした対称的位置には鉄
片25a,25bが側方へ突出する関係に取り付けてあ
り、これら鉄片25a,25bに対向する位置には鉄心
の外周にコイルを巻装してなる電磁石26a,26bが
前記支持部材22に固定された状態で配置されている。
一方、前記自由振動力付与機構10は、前記反射鏡支持
板24の背面中央部に棒状体27を垂直に突設するとと
もにこの棒状体27を中心とした前記支持部材22の両
側位置に折り曲げ部28a,28bを形成し、これら折
り曲げ部28a,28bに調整ネジ29a,29bを装
着し、この調整ネジ29a,29bの先端と前記棒状体
27との間にそれぞれコイルスプリング30a,30b
を対称関係に装着したものとなつている。
なお、調整ネジ29a,29bの調整によつて前記鉄片
25a,25bと電磁石26a,26bとの間のギヤツ
プ長が等しい値になるように設定されている。しかして
、前記コントローラ11は、始動スイツチ4]と、この
始動スイツチ41が操作された時点から前記レーザ装置
5に発振動作を開始させ、設定された時限後に発振動作
を停止させるタイマスイツチ42と、始動スイツチ41
が操作された時点からレーザ装置5の発振動作が停止す
るまでの間電磁石26aを間欠的に付勢し、かつ付勢期
間がタイマスイツチ43によつて任意に設定される回路
と、始動スイツチ4]が操作された時点からレーザ装置
5の発振動作が停止するまでの間電磁石26bを間欠的
に付勢し、かつ付勢期間がタイマスイツチ44によつて
任意に設定される回路と、電磁石26aの付勢が解除さ
れた時点から電磁石26bの付勢が開始されるまでの期
間および電磁石26bの付勢が解除された時点から電磁
石26aの付勢が開始されるまでの期間を設定するタイ
マスイツチ45とで構成されている。
なお、図中51は軟化した部分3を最終的にピンチする
ピンチヤを示している。このような構成であると、今、
石英チューブ1の部分3を軟化加工するときには、まず
、部分3の中心を反射鏡7が回動していないときの光軸
に一致させるとともに部分3と反射鏡7の反射点との間
の距離を設定する。
この距離の設定は、部分3の長さおよび希望する温度分
布によつて決定される。たとえば、長さLの部分3を均
一な温度に加熱する場合には、反射鏡7によつて反射さ
れたレーザ光線Pが照射される範囲をLとし、レーザ光
線Pのハッチ幅Dとの間にL≦2Dの条件が満足される
ように設定する。しかして、このように石英チユーブ1
をセツトした後、タイマスイツチ42を操作して所定時
限にセツトし、またタイマスイツチ43,44,45を
操作して電磁石26a,26bの付勢期間と、付勢期間
と付勢期間との間の休止期間とをセツトする。
この場合、部分3を均一に加熱するものとすると、第2
図に示すように付勢期間T,,T2と休止期間T。とを
それぞれ1:l:lの関係にセツトする。上述したセツ
トが終了した時点で、石英チユーブ1を回転駆動させる
とともに始動スイツチ41を押圧操作する。
この結果、レーザ装置5が発振動作を開始し、レーザ光
線Pが反射鏡6,7を介して石英チユーブ1の部分3に
照射される。この場合、始動スイツチ41が操作される
と、第2図に示すように、まず、電磁石26aが期間T
,だ.け付勢され、続いて期間T。を経て電磁石26b
が期間T。だけ付勢され、これが繰り返えされる。した
がつて、鉄片25a,25bが交互に電磁石26a,2
6bに吸引されるので、これに伴なつて反射鏡7が回動
振動することになる。そし.て、このときの反射鏡7の
動きは、第3図に示すように鉄片25a,25bが吸引
されたときにはたとえば1/10秒程度の期間静止し
(図中破線が実際の動きを示している。)、吸引が解除
されたときには吸引時にコイルスプリンダ30a,30
bに.蓄えられたエネルギによつて正弦波自由減衰振動
することになる。つまり、反射鏡7は、休止期間をもつ
て極性が交互に切換わる矩形波状モードに振動するとと
もに上記休止期間に正弦波自由減衰振動モードに振動す
ることになる。このため、部・分3は、その両端部が静
止したレーザ光線Pの照射を受け、中間部が往復動する
レーザ光線Pの照射を受けることになり、この結果、両
端部の温度低下が防止され、第4図に示すように部分3
が全体に亘つてほぼ均一の温度に加熱される。したがつ
て、ここに初期の月的が達成されることになる。そして
この場合には、レーザ装置5の出力を一定に保つた状態
で、単に反射鏡7の振動モードを制御するだけで上述し
た加熱特性を発揮させることができるので装置全体の高
価格を抑えることができる。
なお、上述した実施例では期間T,,T2,T3をl:
l:1に設定しているがこの期間の比を調整することに
よつて所望の温度分布に設定することができる。
また正弦波自由減衰振動の周波数、減衰定数によつても
温度分布が変化するので、これらを可変できるようにス
プリングの支持点を可変できるようにしたりあるいはダ
ンパを付加できるようにしてもよい。また、この明細書
では矩形波として説明しているが、この矩形波には台形
波も含まれるものとする。また、数100W以上のレー
ザ装置と組合せる場合には当然反射鏡の冷却が必要であ
るが、反射鏡支持板にたとえば水冷ジヤケツトを設ける
ことによつて簡単に実現できる。また、上述した実施例
では石英チユーブの軟化加工に適用しているが、金属の
熱処理等にも適用できることは勿論である。また、反射
鏡7を回動振動させるようにしているがこれは平行振動
でもよい。さらに、上述した実施例では被加工物を回転
させているが、被加工物を静止させておき、反射鏡側を
被加工物の回りに回転させるようにしてもよい。そして
、このような場合には、第5図に示すように構成すれば
よい。すなわち同図において、51はケースであり、こ
のケース51内には、被加工物である石英チユーブ1を
その軸心線が重力方向と平行するように支持するチヤツ
ク機構52が固定されている。
そして、上記チヤツク機構52に支持された石英チユー
ブ1の外周面にはレーザ照射系53からレーザ光線Pが
照射される。上記レーザ照射系53は、レーザ装置54
から送出されたレーザ光線Pを反射鏡55によつて一旦
、前記石英チユーブ1の方側でかつ石英チユーブ1の軸
心線延長上に導き、これを反射鏡56で上記軸心線と直
交する方向へ導き、続いて反射鏡57で上記軸心線と平
行する方向へ導いた後、第1図に示した回動駆動機構9
および自由振動力は付与機構10を内蔵した反射機構5
8を介して石英チユーブ1の周面に導くようにしている
。反射鏡56と反射鏡57との間および反射鏡57と反
射機構58との間はそれぞれ筒体59,60によつて連
結されており、また、反射鏡56には石英チユーブ1の
軸心線と同軸的でかつ反射鏡55側へ向かう筒体61が
連結されている。そして、上記筒体61は軸受62を介
してケース51に回転自在に支持されている。
また筒体61の上端部外周には、歯車63が固定してあ
り、この歯車63は歯車64を介してケース51に固定
されたモータ65の回転軸に連結されている。一方、前
記チヤツク機構52の近傍には上記チヤツク機構52に
支持された石英チユーブ1を選択的に変形加工を施す加
工機構、この場合にはピンチヤ66が設けてある。この
ピンチヤ66は、上記石英チユーブ1を選択的に強い力
で挟持する挟持部を有し、常時は上記挟持部が前記レー
ザ光線Pで照射される位置より下方に位置し、油圧ピス
トン67によつて押し上げられたとき、レーザ光線照射
位置まで上昇し、この状態で上記照射部を挟持し、油圧
ピストン67が元の位置へ向けて降下を開始したとき挟
持動作を解除するように構成されている。そして、上記
油圧ピストン67は油圧制御器68によつて制御される
。しかして、前記レーザ装置54、モータ65、油圧制
御器68、反射機構58に内蔵された回動駆動機構9は
コントローラ69によつて制御される。
すなわち、コントローラ69に図示しないスイツチを介
して始動指令を与えると、このコントローラ69はレー
ザ装置54、モータ65および回動駆動機構9を予め設
定された時間だけ動作させる。そして、上記動作期間が
終了した時点から予め設定された時限後に油圧制御器6
8に油圧ピストン67を上昇させ、続いて降下させる制
御信号を与えるようにしている。このような構成であつ
ても前記実施例と同様な効果が得られる。
以上詳述したように本発明によれば、装置を大幅に改造
せず、しかも装置全体の高価格化を抑えた状態で被加工
物の広い範囲に亘つて所望の温度分布に加熱加工できる
レーザ加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係るレーザ加工装置の構成
説明図、第2図から第4図は同装置の作用を説明するた
めの図、第5図は本発明の別の実施例の構成説明図であ
る。 1・・・・・・被加工物としての石英チユーブ、4・・
・・・・レーザ加工装置、5・・・・・ルーザ装置、6
,7・・・・・・反射鏡、9・・・・・・回動駆動機構
、10・・・・・伯由振動力付与機構、11,69・・
・・・・コントローラ、P・・・・・ルーザ光線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザ装置から送出されたレーザ光線を反射鏡を介
    して被加工物に照射するとともに上記反射鏡を振動させ
    ることによつて加工領域を拡大化させるようにしたレー
    ザ加工装置において、前記反射鏡を休止期間をもつて極
    性が交互に切換わる矩形波状モードに振動させる手段と
    、上記休止期間に上記反射鏡を自由振動モードに振動さ
    せる手段とを具備してなることを特徴とするレーザ加工
    装置。 2 前記矩形波状モードに振動させる手段は、各極性矩
    形波の時間幅および前記休止期間を任意に設定する設定
    部を設けてなるものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のレーザ加工装置。 3 前記自由振動モードに振動させる手段は、振動周波
    数を可変設定できるものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のレーザ加工装置。
JP55185837A 1980-12-26 1980-12-26 レ−ザ加工装置 Expired JPS5952037B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55185837A JPS5952037B2 (ja) 1980-12-26 1980-12-26 レ−ザ加工装置
US06/332,829 US4429210A (en) 1980-12-26 1981-12-21 Heating device
EP81110698A EP0055463B1 (en) 1980-12-26 1981-12-22 Heating device
DE8181110698T DE3174157D1 (en) 1980-12-26 1981-12-22 Heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55185837A JPS5952037B2 (ja) 1980-12-26 1980-12-26 レ−ザ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57109589A JPS57109589A (en) 1982-07-08
JPS5952037B2 true JPS5952037B2 (ja) 1984-12-17

Family

ID=16177739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55185837A Expired JPS5952037B2 (ja) 1980-12-26 1980-12-26 レ−ザ加工装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4429210A (ja)
EP (1) EP0055463B1 (ja)
JP (1) JPS5952037B2 (ja)
DE (1) DE3174157D1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2577052B1 (fr) * 1985-02-05 1988-09-09 Bertin & Cie Procede et dispositif de deplacement du point d'impact d'un faisceau laser sur une piece
FR2583325B1 (fr) * 1985-06-17 1989-01-20 Inst Mash Im Dispositif de balayage pour une installation a laser technologique
CA1284823C (en) * 1985-10-22 1991-06-11 Kenneth K. York Systems and methods for creating rounded work surfaces by photoablation
SU1430931A1 (ru) * 1985-11-04 1988-10-15 Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова Сканатор дл лазерных технологических установок
US4678422A (en) * 1985-11-12 1987-07-07 York Kenneth K Systems and methods for precise, accurate formation of products by photoablation
FR2622710A1 (fr) * 1987-10-30 1989-05-05 Sciaky Sa Dispositif de commande en pivotement d'un outil et, notamment d'un miroir de reflexion d'un faisceau laser
CA1325041C (en) * 1988-08-15 1993-12-07 Michael Peter Gaukroger Cutting using high energy radiation
EP0369057B1 (en) * 1988-11-18 1994-06-15 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Method and device for treating machined surface of workpiece
FR2691589B1 (fr) * 1992-05-20 1995-05-05 Seram Dispositif générateur d'oscillations pour faisceaux laser de forte puissance.
JP3060813B2 (ja) * 1993-12-28 2000-07-10 トヨタ自動車株式会社 レーザ加工装置
DE4430220C2 (de) * 1994-08-25 1998-01-22 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Steuerung der Laserstrahlintensitätsverteilung auf der Oberfläche zu bearbeitender Bauteile
US6034803A (en) * 1997-04-30 2000-03-07 K2 T, Inc. Method and apparatus for directing energy based range detection sensor
WO2009150210A2 (en) 2008-06-11 2009-12-17 Pantec Biosolutions Ag Apparatus and method for the deflection of electromagnetic radiation, in particular of a laser beam
EP2133715A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-16 Pantec Biosolutions AG Vorrichtung und Verfahren zum Ablenken einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere eines Laserstrahls
RU2487702C2 (ru) * 2009-05-12 2013-07-20 Республиканское Унитарное производственное предприятие "Белмедпрепараты" Лекарственное средство для лечения туберкулеза
AT513467B1 (de) * 2012-09-26 2014-07-15 Trumpf Maschinen Austria Gmbh Verfahren zum Biegen eines Werkstücks
RU2618287C2 (ru) * 2015-08-04 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" (КНИТУ-КАИ) Способ лазерной обработки изделия (варианты) и устройство для его осуществления (варианты)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH468083A (de) * 1968-02-09 1969-01-31 Siemens Ag Verfahren zum formändernden Bearbeiten eines kristallinen Körpers aus Halbleitermaterial, insbesondere eines Siliziumeinkristalls
US4107528A (en) * 1972-06-13 1978-08-15 Daniel Silverman Method and apparatus for transferring a pattern on an overlying web by laser burning onto an underlying web
US3848104A (en) * 1973-04-09 1974-11-12 Avco Everett Res Lab Inc Apparatus for heat treating a surface
US4063064A (en) * 1976-02-23 1977-12-13 Coherent Radiation Apparatus for tracking moving workpiece by a laser beam

Also Published As

Publication number Publication date
DE3174157D1 (en) 1986-04-24
EP0055463A2 (en) 1982-07-07
JPS57109589A (en) 1982-07-08
US4429210A (en) 1984-01-31
EP0055463A3 (en) 1982-10-20
EP0055463B1 (en) 1986-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5952037B2 (ja) レ−ザ加工装置
KR0165906B1 (ko) 레이저 빔 진동장치 및 그것을 구비한 레이저 가공장치
US5254833A (en) Brittle material cleavage-cutting apparatus
US3848104A (en) Apparatus for heat treating a surface
US5303081A (en) Laser beam scanner
CN111699069B (zh) 用于使电磁波束定形状的光学装置及其用途、束处理装置及其用途以及束处理方法
US4535218A (en) Laser scribing apparatus and process for using
JP4176968B2 (ja) レーザ曲げ加工方法及びレーザ曲げ加工装置
US5449879A (en) Laser beam delivery system for heat treating work surfaces
CN107922989B (zh) 利用能量束热处理含铁材料的方法和设备
JPH08192286A (ja) レーザビームスピンナ
JP2003288978A (ja) マイクロ波照射装置
KR100650922B1 (ko) 레이저 용접장치
KR101051746B1 (ko) 전기강판의 자구미세화방법 및 자구미세화 처리된 전기강판
JP2002129239A (ja) レーザ焼入れ方法及び装置
JPH06197497A (ja) 整流子バーから絶縁材料を除去する装置および方法
JPS5989476A (ja) レ−ザ光照射方法
JPH0318494A (ja) レーザ加工ヘッド
JPH0639575A (ja) レーザ加工装置
JP2000305037A (ja) レーザビームの揺動方法および装置
JPH0792256A (ja) 車両用レーダ装置
JP3226562B2 (ja) レーザ加工方法および装置
KR100746209B1 (ko) 레이저 패터닝 장치
SU1821313A1 (ru) Устройство для автоматического отклонения и фокусирования луча при лазерной обработке
JPH0681029A (ja) レーザ熱処理装置