JPS601912Y2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS601912Y2 JPS601912Y2 JP1982037841U JP3784182U JPS601912Y2 JP S601912 Y2 JPS601912 Y2 JP S601912Y2 JP 1982037841 U JP1982037841 U JP 1982037841U JP 3784182 U JP3784182 U JP 3784182U JP S601912 Y2 JPS601912 Y2 JP S601912Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulsed laser
- laser
- pulsed
- laser beams
- oscillator
- 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
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
この考案はパルスレーザビームによる加工装置の改良に
関する。
関する。
従来固体レーザ(例えばNd1YAGレーザ)の発振器
において連続(CW)発振出力で平均出力が200W以
上のレーザ出力を得るためには、1発のレーザロッドで
CW光発振行なわせ、その出力を増幅用のレーザロッド
に入力して増幅した出力を得る方法や、レーザロッドを
2本以上直列配置して両側に共振器ミラーを設けて大き
なCW光発振得る試みがされている。
において連続(CW)発振出力で平均出力が200W以
上のレーザ出力を得るためには、1発のレーザロッドで
CW光発振行なわせ、その出力を増幅用のレーザロッド
に入力して増幅した出力を得る方法や、レーザロッドを
2本以上直列配置して両側に共振器ミラーを設けて大き
なCW光発振得る試みがされている。
しかし、前者の方法はレーザ発振ビームを増幅ロッドを
通過させると増幅ロッドのレンズ効果のためにビームの
広がり角が大きくなったり、増幅段のロッドから十分な
レーザ出力を取り出せないなどの欠点がある。
通過させると増幅ロッドのレンズ効果のためにビームの
広がり角が大きくなったり、増幅段のロッドから十分な
レーザ出力を取り出せないなどの欠点がある。
後者の場合は複数ロッドを直列配置するので、レーザロ
ッドの熱歪み作用が各ロッドで別々に生じるので安定な
発振条件を安定に保つことが困難であるとともに、ビー
ム広がり角も大きく、発振効率も組み合せのため低下す
る。
ッドの熱歪み作用が各ロッドで別々に生じるので安定な
発振条件を安定に保つことが困難であるとともに、ビー
ム広がり角も大きく、発振効率も組み合せのため低下す
る。
一方CWレーザ発振器のロッドを光励起するための励起
ランプは、励起効率を高めるため、高圧ガス封入ランプ
が適用されるがその取扱いが容易でないなどの欠点があ
る。
ランプは、励起効率を高めるため、高圧ガス封入ランプ
が適用されるがその取扱いが容易でないなどの欠点があ
る。
また、固体レーザロッドの大きさには結晶性のものは、
その結晶成長技術の上で制約があり、1本のロッドから
得られるレーザ出力には限度がある。
その結晶成長技術の上で制約があり、1本のロッドから
得られるレーザ出力には限度がある。
熱処理、切断、溶接などのレーザ加工応用には出力の大
きな連続発振や高速繰返しパルスが加工速度の向上やよ
り大形加工物を処理するめには必要である。
きな連続発振や高速繰返しパルスが加工速度の向上やよ
り大形加工物を処理するめには必要である。
しかし現在固体レーザでCW光発振しくは高速繰り返し
パルスで高出力の得られる装置を実現するには技術的に
障害がある。
パルスで高出力の得られる装置を実現するには技術的に
障害がある。
この考案は複数のパルスレーザ光を重畳させないで連続
レーザビーム的に加工物を照射し単位時間当りの出力の
向上、加工速度の向上等を図ったものである。
レーザビーム的に加工物を照射し単位時間当りの出力の
向上、加工速度の向上等を図ったものである。
たとえば二つのパルスレーザ光の場合では、それらの放
出時間をずらして一つの光軸上に位置させて互いのレー
ザビームが空間的に重ならないようにして照射できるよ
うに構成したものである。
出時間をずらして一つの光軸上に位置させて互いのレー
ザビームが空間的に重ならないようにして照射できるよ
うに構成したものである。
この考案の第1の実施例を示す第1図において、第1の
パルスレーザ発振器1および第2のパルスレーザ発振器
2を有し、これらは放出される主パルスレーザ光3およ
び4が上下関係になりそれぞれ水平方向に進行するよう
に設置されている。
パルスレーザ発振器1および第2のパルスレーザ発振器
2を有し、これらは放出される主パルスレーザ光3およ
び4が上下関係になりそれぞれ水平方向に進行するよう
に設置されている。
上側になる主パルスレーザ光3は固定反射鏡5で下方に
置かれている加工物6に向けて直角に偏向される。
置かれている加工物6に向けて直角に偏向される。
一方、下側になるパルスレーザ光4は上記固定反射鏡5
による偏向光路3を横切る回転板7の後述する高反射面
により上記偏向光路3と同軸に偏向される。
による偏向光路3を横切る回転板7の後述する高反射面
により上記偏向光路3と同軸に偏向される。
すなわち、回転板7は第2図に示すように、面積の約1
72を高反射面8、残りをガラス等からなる透過面9に
した円盤体で、電動機10に軸支されている。
72を高反射面8、残りをガラス等からなる透過面9に
した円盤体で、電動機10に軸支されている。
また、回転板7を経た偏向光路には集光レンズ11が設
けられている。
けられている。
さらに、回転板7を間にして発光素子12と受光素子1
3が対向して設けられている。
3が対向して設けられている。
受光素子13は上記第1・第2のパルスレーザ発振器1
および2を制御する発振制御器14.15に接続してい
る信号処理部16に受光信号を送るようになっている。
および2を制御する発振制御器14.15に接続してい
る信号処理部16に受光信号を送るようになっている。
上記の構成における二つのパルスレーザ光3゜4の加工
物への照射状態を第3図a乃至gで説明する。
物への照射状態を第3図a乃至gで説明する。
すなわち、タイミング時間を同図aに示すtl乃至(に
とると、受光素子13による出力は同図すに示すように
1回転毎に発生し、この出力信号により信号処理16か
ら同図Cとdに示すように位相のずれたパルスを1回転
に1パルスずつ発振制御器14.15に発生させ、上記
2台の発振器を始動させる。
とると、受光素子13による出力は同図すに示すように
1回転毎に発生し、この出力信号により信号処理16か
ら同図Cとdに示すように位相のずれたパルスを1回転
に1パルスずつ発振制御器14.15に発生させ、上記
2台の発振器を始動させる。
この始動信号によって、同図e、 fに示すように第
1のレーザ発振器1はパルス幅が回転板7のIn回転周
期より長いT1のレーザ出力を、第2のレーザ発振器2
は同じ< T2のパルス幅のレーザ出力を交互に発生し
、これらは同図gに示すように集光レンズ11を連続的
に透過し加工物6に集光される。
1のレーザ発振器1はパルス幅が回転板7のIn回転周
期より長いT1のレーザ出力を、第2のレーザ発振器2
は同じ< T2のパルス幅のレーザ出力を交互に発生し
、これらは同図gに示すように集光レンズ11を連続的
に透過し加工物6に集光される。
なお、上記の説明で、第3図e、 fにおけるパルス
幅T□とT2は回転板7の172回転周期より長くとっ
たが、In以下でもよい。
幅T□とT2は回転板7の172回転周期より長くとっ
たが、In以下でもよい。
また、上記実施例で二つのパルスレーザ光3,4が発振
器により差があって均一な加工が得られない場合は第4
図に示すように集光レンズ11で−たん集束した後、光
ファイバー20に導入し、この光フアイバー内で均一な
モードに置換腰その出力光21を別な集光レンズ22を
透過して加工するようにすればよい。
器により差があって均一な加工が得られない場合は第4
図に示すように集光レンズ11で−たん集束した後、光
ファイバー20に導入し、この光フアイバー内で均一な
モードに置換腰その出力光21を別な集光レンズ22を
透過して加工するようにすればよい。
第5図は遠方にレーザ光を導くためのこの考案の第2の
実施例で、第1の実施例と共通する部分には同一符号を
付し詳細な説明は省略する。
実施例で、第1の実施例と共通する部分には同一符号を
付し詳細な説明は省略する。
すなわち、パルスレーザ光3,4をそれぞれ集光レンズ
23.24で二本の光ファイバー25゜26に別々に伝
送し、それらの出力側にコリメートレンズ27.28を
設けて平行光とした後、一方の平行光29を回転板7に
より他方の平行光30と同軸に偏向する。
23.24で二本の光ファイバー25゜26に別々に伝
送し、それらの出力側にコリメートレンズ27.28を
設けて平行光とした後、一方の平行光29を回転板7に
より他方の平行光30と同軸に偏向する。
そして、これら同一光路にされた光束を、上記第4図に
示した手段で伝送、集光して加工物11を照射するよう
にしたものである。
示した手段で伝送、集光して加工物11を照射するよう
にしたものである。
なお受光素子等の信号処理機構については省略しである
。
。
第6図はこの考案の第3の実施例で第1.第2のパルス
レーザ発振器1,2の他に第3のパルスレーザ発振器3
1を設けた例を示す。
レーザ発振器1,2の他に第3のパルスレーザ発振器3
1を設けた例を示す。
この実施例では、偏向する回転板は第7図に示すように
、面積の113(弧度角120°)を高反射面33とし
、残りを透過面34とした第1の大径の回転板35と、
この回転板35と相似形になる小径の回転板36からな
り、これらは電動機10の回転軸に小径の回転板35を
前方にし、かつ回転時に小径の回転板36の高反射面3
7が第3のパルスレーザ発振器31より放出されたパル
スレーザ光38を偏向し、その透過面39がパルスレー
ザ光3および大径の回転板35の高反射面33で反射さ
れた4を透過させるように軸支されている。
、面積の113(弧度角120°)を高反射面33とし
、残りを透過面34とした第1の大径の回転板35と、
この回転板35と相似形になる小径の回転板36からな
り、これらは電動機10の回転軸に小径の回転板35を
前方にし、かつ回転時に小径の回転板36の高反射面3
7が第3のパルスレーザ発振器31より放出されたパル
スレーザ光38を偏向し、その透過面39がパルスレー
ザ光3および大径の回転板35の高反射面33で反射さ
れた4を透過させるように軸支されている。
また、大径の回転板35の周縁部には高反射面33と透
過面34との境界点およびそれらと等間隔に位置する点
の3点に同期タイミング信号発生用のマーク40.41
,42が付設され、また小径の回転板36にも対応する
位置R□、R2,R3に同様のマークが設けられている
。
過面34との境界点およびそれらと等間隔に位置する点
の3点に同期タイミング信号発生用のマーク40.41
,42が付設され、また小径の回転板36にも対応する
位置R□、R2,R3に同様のマークが設けられている
。
この実施例では三つのパルスレーザ光を順次加工物6に
集束照射することができる。
集束照射することができる。
なお、回転板の数を増やしてパルスレーザ発振器の台数
とこの台数の数で分割した反射面を形成した発振器毎に
つけた回転板の組合せでも三台以上の発振器に対応でき
る。
とこの台数の数で分割した反射面を形成した発振器毎に
つけた回転板の組合せでも三台以上の発振器に対応でき
る。
またパルスレーザ発振器はYAGレーザ発振器に限定さ
れない。
れない。
以上詳述したように、複数のパルスレーザ光をパルス的
に時間をずらして発振させ、これらを反射面と透過部と
を間欠的に設けた回転板で同一光軸上に導いたので、集
光レンズで加工物に集束照射射した場合は、十分焦点深
度の大きな集光スポットを形成てき、切断、溶接加工の
能率を著しく向上させる。
に時間をずらして発振させ、これらを反射面と透過部と
を間欠的に設けた回転板で同一光軸上に導いたので、集
光レンズで加工物に集束照射射した場合は、十分焦点深
度の大きな集光スポットを形成てき、切断、溶接加工の
能率を著しく向上させる。
特にパルスレーザ1台の出力で加工を行うより2台を同
軸に合皮できるので連続レーザとしたり、パルス繰り返
し率を1台の場合より2倍にてきるので、1台のレーザ
出力では入熱量が不足で溶接では溶接クラックの発生が
生ずる用途などには適切である。
軸に合皮できるので連続レーザとしたり、パルス繰り返
し率を1台の場合より2倍にてきるので、1台のレーザ
出力では入熱量が不足で溶接では溶接クラックの発生が
生ずる用途などには適切である。
切断においてはパルスレーザ1台ではパルス繰り返し率
が低い場合には加工物の温度が不十分で厚物の加工がで
きないが、2台合皮したほぼ倍のレーザ出力によって加
工能力の大幅向上がはかれる。
が低い場合には加工物の温度が不十分で厚物の加工がで
きないが、2台合皮したほぼ倍のレーザ出力によって加
工能力の大幅向上がはかれる。
第1図はこの考案の第1の実施例を示す構成国、第2図
は上記実施例における回転板の平面図、第3図a乃至g
は上記実施例におけるそれぞれタイミング設定図、回転
板の高反射面位置検出図、第1の発振器によるパルスレ
ーザ発振制御信号図、第2の発振器によるパルスレーザ
制御信号図、第1のパルスレーザ出力図、第2のパルス
レーザ出力図および集光レンズ通過レーザ出力図、第4
図は光ファイバーに導入して均一なモードに変換した図
、第5図はこの考案の第2の実施例を示す構成国、第6
図はこの考案の第3の実施例を示す構成国、第7図a、
bは上記第3の実施例における回転板の平面図である
。 1・・・・・・第1のパルスレーザ発振器、2・・・・
・・第2のパルスレーザ発振器、3・・◆・・・主パル
スレーザ光、4・・・・・・パルスレーザ光、5・・・
・・・固定反射鏡、7・・・・・・回転板、11・・・
・・・集光レンズ、12・・・・・・発光素子、13・
・・・・・受光素子、14,15・・・・・・発振制御
器、16・・・・・・信号処理部。
は上記実施例における回転板の平面図、第3図a乃至g
は上記実施例におけるそれぞれタイミング設定図、回転
板の高反射面位置検出図、第1の発振器によるパルスレ
ーザ発振制御信号図、第2の発振器によるパルスレーザ
制御信号図、第1のパルスレーザ出力図、第2のパルス
レーザ出力図および集光レンズ通過レーザ出力図、第4
図は光ファイバーに導入して均一なモードに変換した図
、第5図はこの考案の第2の実施例を示す構成国、第6
図はこの考案の第3の実施例を示す構成国、第7図a、
bは上記第3の実施例における回転板の平面図である
。 1・・・・・・第1のパルスレーザ発振器、2・・・・
・・第2のパルスレーザ発振器、3・・◆・・・主パル
スレーザ光、4・・・・・・パルスレーザ光、5・・・
・・・固定反射鏡、7・・・・・・回転板、11・・・
・・・集光レンズ、12・・・・・・発光素子、13・
・・・・・受光素子、14,15・・・・・・発振制御
器、16・・・・・・信号処理部。
Claims (1)
- 複数のレーザ発振器と、回転軸に直交する分割反射面お
よび透過部分とを有し上記レーザ発振器から放出された
各パルスレーザ光のうち主照射パルスレーザ光の光路を
回転されて横切るよう設けられ上記分割反射面で上記主
パルスレーザ光以外のパルスレーザ光を上記主照射パル
スレーザ光の光路に偏向する回転板と、上記各パルスレ
ーザ光を順次カ日工物に照射させる上記□複数のパルス
レーザ光の放出時間制御装置と、上記各パルスレーザ光
が通る光路上に設けられこれらを集光する集光レンズと
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1982037841U JPS601912Y2 (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1982037841U JPS601912Y2 (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58143080U JPS58143080U (ja) | 1983-09-27 |
JPS601912Y2 true JPS601912Y2 (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=30049208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1982037841U Expired JPS601912Y2 (ja) | 1982-03-19 | 1982-03-19 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS601912Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6868766B2 (ja) * | 2017-03-15 | 2021-05-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | レーザ加工システム |
-
1982
- 1982-03-19 JP JP1982037841U patent/JPS601912Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58143080U (ja) | 1983-09-27 |
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