JPS5987992A - レ−ザ加工用光学ヘツド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ加工機の一部を構成するレーザ加工用
光学ヘッドの改良に関するものである。

従来のこの種の装置としては第１図に示すものが知られ
ている。第１図において、（１）はレーザ発振器を示し
、該レーザ発振器（１）にはレーザの取出偶ぺ し側に部分反射釧（３）が設（づられ、この部分反射幅
（３）に対向して全反射鏡（４）が配設されている。−
）＝記し−ザ発振器（１）のレーザ取出口（５）には、
レーザ加工用光学ヘッド（Ｈ□）を構成する動体（６）
か連投さハ、レーザビーム（７）の通過経路を形成して
いる。核筒体（６）はそのほぼ中央で直角方向に屈曲し
て形成され、この屈曲部には反射鏡（８）を設けて上記
発振器（１）から取出されたレーザビーム（７）を９０
０折曲さぜ、上記筒体（６）の屈曲方向に沿って進行さ
ぜるようにしている。ぞして上記筒体（６）の先端部近
傍には集光レンズ（９）が筒体（６）の軸心に直焚して
配設され、さらに該筒体（６）の先端部にノズル（１０
）が取付けられている。この筒体（６）を通過するレー
ザビーム（７）　ｉｄ：上記集光レンズ（９）で集束さ
れて、ノズル（１０）から外部に出て被加工物（１１１
に照射される。

なお、上記筒体（６）の先端部で集光レンズ（９）のノ
ズルαＱ側に補助口（旧が欠設されており、この補助口
（増からは補助ガスが上記筒体（６）およびノズル＋１
（＋１を経て被加工物（１１）に吹き付けられるように
なっている。

以上の４１４成ケ有するレーザ加工用光学ヘッド（Ｈ□
）では、上記レーザ発振器（１）に発生した光（２）の
一部は部分反射鏡（８）を透過してレーザビーム（γ）
として光学ヘッド（Ｈ工）を構成する筒体（６）内に入
射し、筒体（６）の屈曲部に配設した反射鏡（８）によ
りその進行方向を９０°折曲されてそのまま直進し、集
光レンズ（９）に達する。集光レンズ（９）に達したレ
ーザビーム（７）は、ここで集束されつつノズルαｏ）
ヲ通過シ、被加工物（１１）上に高密度エネルギとして
供給され、被加工物（１１）の溶融、切断、溶接等の熱
処理に供される。このとき、レーザビーム（７）の照射
と同時に補助ガスが補助口（１２）から供給され、被加
工物（＋、１．）表面に吹き付けられるが、この補助ガ
スは被加工物０１）と酸化反応を起こし、この反応熱に
より被加工物（１１）をますます高温にし、その切断等
の処理を有効に遂行させることになる。またこの補助ガ
スは、上記生成酸化物に吹き付けられてこれを除去し、
あるいＣよ溶融金属を外部雰囲気中の不純物から保護す
るほか、上記ノズル００）とともに熱処理部から飛散さ
れるスパッタなどから集光レンズ（９）を有効に保跨り
する機能をも有している。

さて上述のごとく、被加工物（ＩＩ）が切断等される際
、レーザビーム（６）の被照射部は高温に祥し、この部
分からレーザビーム（γ）が乱反射されることとなり、
この乱反射光はノズル（１０）を介して光学ヘッド（Ｊ
＋□）内に入射し、集光レンズ（９）を経て反射鏡（８
）で折曲され、上記レーザ発振器（１）内に進入する。

すると、該発振器（１）内の光はこの入射光でさらに増
幅され、その光エネルギは所期の基準値より高くなって
部分反射鏡（３）および全反射鏡（４）に過度の負荷を
かりることとなり、これら反１ｉ鏡ＩＳ）、（４）の寿
命が短縮されるという欠点を有していた。

本発明は蒸上の点に鮨みなされたもので、上記取出口と
集光レンズとの間に、上記取出口から取出されたレーザ
ビームを集光する第１のレンズと、この第ルンズの焦点
位置に配置ｄされ上記第ルンズで集光されたレーザビー
ムを通過さぜる細孔を設けた遮蔽板と、該遮蔽板を通過
したレーザビームを平行光線束に戻す第２のレンズとを
介在きせることにより、被加工物からレーザ発振器に入
射する乱反射ノしを１ｕｌｌ　＋Ｉ−てきるようにした
ものである。

以下、図示実７／ｌｉｉ例に基づき、第１し１と同一部
分または相当部分には同一符号を付して示す第２図につ
いて不発ツｊを説明すると、同図中、（１９）はレーザ
ビーム取出Ｄ　（５）から導びかれて筒体（６）の軸線
と、１９進ｆるレ−ザビーム（γ）を集束させるように
シタ２１Ｔ　１のレンズであり、この第ルンズ（１Ｂ）
を透過したレーザビーム（７）は、第ルンズ（１Ｂ）の
焦点距離位ｌＫｉに設けた遮蔽板０→のピンホール（１
４ａ）を通過する。このピンホール（１４ａ）は第ルン
ズ（ｍ　（７）　焦点に位置するよう上記遮蔽板（１→
に穿設されている。

上記遮蔽板（１４）を通過したレーザビーム（７）は、
該遮蔽板０→の位置から上記焦点距離だけ隔てて位置す
る第２のレンズ（１５）を透過し、第ルンズ（１匂を透
過する前のレーザビーム（７）と同一方向に並進するレ
ーザビームとなる。このレーザビーム（７）の進行方向
を示したものが第２図である。このように第２レンズ（
Ｖ５）を透過したレーザビーム（γ）は、従来と同様反
射鏡（８）、集光レンズ（９）を経て被加工物に照射さ
れ、浴ｆ、ｉ：ｉ’、、ｔノ月’、＋（’り一〇〇１１
工作、、１こ（こ医さ？＋　、４）。

本実施例に係るレーザ加工用）し学ヘッド（Ｈ２／ｌｉ
、、ｌ、以上の構成を有するため、発振器（１）を出グ
こシー１ノビーム（７）が第２レンズ０５）で集束きれ
て迦〆＋に板（１４）のピンホール（１４ａ）を通過し
、その後第２レンズ（１５）の作用で集束され、そのレ
ーザビーム（７）は１与ひ３１／行なレーザビーム（７
）に戻υ、反射鏡（８）に入射する。

このレーザビーム（７）はこの反射鏡（８）で９０°ｉ
斤曲され集光レンズ（９）を透過して、高密１反エネル
ギをもったレーザビーム（γ）として被加工物（１］）
表面に照射され、該被加工物α１）を切断等することに
なる。

然して、被加工物（１１）の溶融時に、レーザビーム（
７）の一部は乱反射して、ノズル（１０）を介して光学
ヘッド（Ｈ２）内に逆進するが、この乱反射光は、第２
レンズ０５）を透過して遮蔽板（１句に到達すると、こ
の遮蔽板Ｏａのピンホール（１４ａ）をほとんど通過で
きず、またアルミニウム、あるいは銅などで製作された
光吸収度の低い遮蔽板０４）に反射されることとなる。

そのＡめレーザ発振器（１）に逆進するレーザビーム（
７）の乱反射光はほとんどなく、該発振器（１）内のエ
ネルギの基準値を安定的に保持することができ、部分反
射鏡（８）および全反射鏡（４）に過負荷をかけること
も々く、これらの寿命を長期化させることができる。

なお、本実施例では第１．２レンズＩ＋９）、　（１５
）および遮蔽板（１４，）をレーザビーム取出口（５）
と反射鏡（８）との間に配設したものについて説明した
が、反射鏡（８）と集光レンズ（９）との間に配設して
も同効を奏することはいうまでもない。また筒体（６）
についても、本実施例のごとく屈曲したものである必要
はなく、該装置の使用目的に応じて、真直なものにし７
ても同効を萎するのは勿論である。

本発明によれば、被加工物からの乱反射光のレーザ発振
器への入射を防止することができ、発振器のエネルギ値
を安定化できる・、とともに、発振器自体の寿命を長期
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ加工用光学ベッドの要部を示す断
面図、第２図は本発明の一実施例に係るレーザ加工用光
学ヘッドの要部を示す断面図である０ （６）・・筒体　　　（７）・・レーザビーム（８ｒ＠
、反射鏡　　　（９）ｅ壷集光レンズ（ＩＩ）φ・被加
工物　　（ＩＢ）・１１第ルンズ（１イ）・φ連齢板　
　　　仰）φ・第２レンズ代理人　　葛　　野　　イａ
　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビームの取出口と、該レーザビームを集光し高密
   度エネルギを付与して照射させる集光レンズとを備えた
   レーザ加工用光学ヘッドにおいて、上記取出口と集光レ
   ンズとの間に、上記取出口から取出されたレーザビーム
   を集光する第１のレンズと、この第ルンズの焦点位置に
   配置され第ルンズで集光されたレーザビームを通過させ
   る細孔を設けた遮蔽板と、該遮蔽板を通過したレーザビ
   ームを平行光線束に戻す第２のレンズとを−ｊｒ在させ
   たことを特徴とするレーザ加工用光学ヘッド。