JPS6037287A - ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 - Google Patents
ビ−ム移動型レ−ザ加工装置Info
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- JPS6037287A JPS6037287A JP58145175A JP14517583A JPS6037287A JP S6037287 A JPS6037287 A JP S6037287A JP 58145175 A JP58145175 A JP 58145175A JP 14517583 A JP14517583 A JP 14517583A JP S6037287 A JPS6037287 A JP S6037287A
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- Japan
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- laser
- laser beam
- moving
- lens
- optical element
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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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
-
- 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
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
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- 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〕
この発明は、レーザ加工性能の安定化を計ったビーム移
動型レーザ加工装置に関するものである。
動型レーザ加工装置に関するものである。
従来この種のビーム移動型レーザ加工装置としては、第
１図に示すものがあった。第１図は従来のビーム移動型
レーザ加工装置を示す概略構成図である。図において、
１１１−ｔレーザ発振器、Ｌはレーザ発振器１よｐ出力
さｎたレーザビーム、２はレーザビームＬの進行を直町
方向に変える反射鏡、３はレーザビームＬを集光し、固
定する被加工物４に照射する集光レンズ、５は集光レン
ズ３及び反射鏡２を保持する保持筒、６は保持筒５をレ
ーザ発橡器１より出力されたレーザビームＬに平行に移
動させるためのガイドレール、７はサーボモータ８より
継手９を介して軸受１０により回転自在に支持され、か
つ保持筒５を駆動するための送りネジ、１１はサーボモ
ータ８．ガイドレール６及び軸受１０全支持する支持体
、１２はＮＣ（数値制御）装置である。第２図は、第１
図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレーザビーム
の伝送図である。
１図に示すものがあった。第１図は従来のビーム移動型
レーザ加工装置を示す概略構成図である。図において、
１１１−ｔレーザ発振器、Ｌはレーザ発振器１よｐ出力
さｎたレーザビーム、２はレーザビームＬの進行を直町
方向に変える反射鏡、３はレーザビームＬを集光し、固
定する被加工物４に照射する集光レンズ、５は集光レン
ズ３及び反射鏡２を保持する保持筒、６は保持筒５をレ
ーザ発橡器１より出力されたレーザビームＬに平行に移
動させるためのガイドレール、７はサーボモータ８より
継手９を介して軸受１０により回転自在に支持され、か
つ保持筒５を駆動するための送りネジ、１１はサーボモ
ータ８．ガイドレール６及び軸受１０全支持する支持体
、１２はＮＣ（数値制御）装置である。第２図は、第１
図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレーザビーム
の伝送図である。
次に、上記第１図の動作について説明する。ＮＣ装苛１
２によりレーザ発振器１の出力のＯＮ・ＯＦＦ’等を制
御し、同時にサーボモータ８を駆動制御することにより
、送りネジ７全介して、保持筒５゜反射鏡２及び集光レ
ンズ３等を駆動する。次いで、被加工物４を固定したま
まで、集光レンズ３による集光レーザビームの集光スポ
ットを、被加工物４の表面近傍で、第１図に示す移動量
Ｘの範囲を移動させることによって、集光レーザビーム
の熱エネルギーにより、被加工物４に対し、切断、孔開
け、溶接１表面処理等の加工を行うことができる。
２によりレーザ発振器１の出力のＯＮ・ＯＦＦ’等を制
御し、同時にサーボモータ８を駆動制御することにより
、送りネジ７全介して、保持筒５゜反射鏡２及び集光レ
ンズ３等を駆動する。次いで、被加工物４を固定したま
まで、集光レンズ３による集光レーザビームの集光スポ
ットを、被加工物４の表面近傍で、第１図に示す移動量
Ｘの範囲を移動させることによって、集光レーザビーム
の熱エネルギーにより、被加工物４に対し、切断、孔開
け、溶接１表面処理等の加工を行うことができる。
従来のビーム移動型レーザ加工装置は以上の様に構成さ
れているので、第２図に示すレーザビームの伝送図に明
らかな様に、レーザ発振器１より出力さｎ、たレーザビ
ームＬＩ′ｉ、通常良く知られている様に平行光線では
なく、ある発散角θをもって広がって行く。そこで、レ
ーザビームＬの伝送経路中にある集光レンズ３は、移動
量Ｘの距離範囲で移動するため、集光レンズ３に入射す
るレーザビーム径りはり。−Ｄｘと変化する。したがっ
て、レーザ加工に重要である集光レーザビームのスポッ
ト径をｄ、集光レンズ３の焦点距離をｆ、レーザ波長（
収差を含まない）全λとすれば、次の様な関係が存在す
る。
れているので、第２図に示すレーザビームの伝送図に明
らかな様に、レーザ発振器１より出力さｎ、たレーザビ
ームＬＩ′ｉ、通常良く知られている様に平行光線では
なく、ある発散角θをもって広がって行く。そこで、レ
ーザビームＬの伝送経路中にある集光レンズ３は、移動
量Ｘの距離範囲で移動するため、集光レンズ３に入射す
るレーザビーム径りはり。−Ｄｘと変化する。したがっ
て、レーザ加工に重要である集光レーザビームのスポッ
ト径をｄ、集光レンズ３の焦点距離をｆ、レーザ波長（
収差を含まない）全λとすれば、次の様な関係が存在す
る。
λｆ
ｄ （Ｘ） −
上記の様な関係において、レーザ波長λ、焦点距離ｆを
一定にしても、集光レンズ３に入射するレーザビーム径
りが変化するため、スポット径ｄがレーザビームＬの照
射位置の移動に伴って変化し、レーザ光の出力を一定に
保っても、レーザビームＬの照射エネルギー密度が変化
するためにレーザ加工性能が一定になることはなく、こ
れにより、均一なレーザ加工を行うことができ表いとい
う重大な欠点があった。
一定にしても、集光レンズ３に入射するレーザビーム径
りが変化するため、スポット径ｄがレーザビームＬの照
射位置の移動に伴って変化し、レーザ光の出力を一定に
保っても、レーザビームＬの照射エネルギー密度が変化
するためにレーザ加工性能が一定になることはなく、こ
れにより、均一なレーザ加工を行うことができ表いとい
う重大な欠点があった。
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改善する目
的でなされたもので、ビーム移動型レーザ加工装置にお
いて、集光光学素子とレーザ発振器間に、伝送されるレ
ーザビーム径を変化、させるビーム変換器と、移動する
前記集光光学素子の移動ｌ辻を演算する制御装置とを備
え、この制御装置の信号により前記ビーム変換器を駆動
制御して、移動する前記集光光学素子に入射するレーザ
ビーム径が一定になる様に制御する構成を有し、集光レ
ーザビームのスポット径を常に一定に保つ様にすること
により、安定なレーザ加工ができるビーム移動型レーザ
加工装置を提供するものである。
的でなされたもので、ビーム移動型レーザ加工装置にお
いて、集光光学素子とレーザ発振器間に、伝送されるレ
ーザビーム径を変化、させるビーム変換器と、移動する
前記集光光学素子の移動ｌ辻を演算する制御装置とを備
え、この制御装置の信号により前記ビーム変換器を駆動
制御して、移動する前記集光光学素子に入射するレーザ
ビーム径が一定になる様に制御する構成を有し、集光レ
ーザビームのスポット径を常に一定に保つ様にすること
により、安定なレーザ加工ができるビーム移動型レーザ
加工装置を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第３図はこの発明の一実施例であるビーム移動型レーザ
加工装置を示す概略構成図で、第１図と同一部分は同一
符号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する
。図において、１３けレーザビームＬの伝送経路中で、
レーザ発振器１と反射鏡２及び集光レンズ３等から成る
移動する集光光学素子との間に設けらルたビーム変換器
、１４は上記した移動する集光光学素子の移動量Ｘを演
算する制御装置である。その他の構成は、上記第１図に
示すものと同様に構成されている。第４図は、第３図の
ビーム移動型レーザ加工装置におけるビーム変換器の構
成を示す断面図である。図に示す様なビーム変換器１３
において、１５ａ 、 １５ｂはそれぞれケーシング１
６ａ 、 １６ｂに保持されたレンズであり、ケーシン
グ１６ｂはケーシング１６ａの内部で同心的に摺動でき
る様にされる。１７は、ケーシング１６ａに固定された
サーボモータ１８より継手１９を介して軸受２０により
回転自在に支持され、かつケーシング１６ｂを駆動する
ための送りネジである。レンズ１５ａはレーザ発振器１
より出力されたレーザビームＬに対して直角になる様に
ケーシング１６ａに固定され、レンズ１５ａによりいっ
たん集光したビームが広がる途中に、レーザビームＬに
直角にレンズ１５ｂを設け、これを光軸方向に移動する
ことにより、レンズ１５ｂより出るレーザビームＬの広
がりを調節できる様になっている。
加工装置を示す概略構成図で、第１図と同一部分は同一
符号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する
。図において、１３けレーザビームＬの伝送経路中で、
レーザ発振器１と反射鏡２及び集光レンズ３等から成る
移動する集光光学素子との間に設けらルたビーム変換器
、１４は上記した移動する集光光学素子の移動量Ｘを演
算する制御装置である。その他の構成は、上記第１図に
示すものと同様に構成されている。第４図は、第３図の
ビーム移動型レーザ加工装置におけるビーム変換器の構
成を示す断面図である。図に示す様なビーム変換器１３
において、１５ａ 、 １５ｂはそれぞれケーシング１
６ａ 、 １６ｂに保持されたレンズであり、ケーシン
グ１６ｂはケーシング１６ａの内部で同心的に摺動でき
る様にされる。１７は、ケーシング１６ａに固定された
サーボモータ１８より継手１９を介して軸受２０により
回転自在に支持され、かつケーシング１６ｂを駆動する
ための送りネジである。レンズ１５ａはレーザ発振器１
より出力されたレーザビームＬに対して直角になる様に
ケーシング１６ａに固定され、レンズ１５ａによりいっ
たん集光したビームが広がる途中に、レーザビームＬに
直角にレンズ１５ｂを設け、これを光軸方向に移動する
ことにより、レンズ１５ｂより出るレーザビームＬの広
がりを調節できる様になっている。
第５図は、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけ
るレーザビームの伝送図である。図に示す様に、レーザ
発振器１より出力されたレーザビームＬの入射する集光
レンズ３が、移動量Ｘ−の範囲を移動するに伴って、レ
ンズ１５ａＫ対してレンズ１５ｂを移動してやれば、集
光レンズ３に入射するレーザビーム径り。を一定になる
様に制御でき、すなわち集光レーザビームのスポット径
ｄ。を一定にすることができる。
るレーザビームの伝送図である。図に示す様に、レーザ
発振器１より出力されたレーザビームＬの入射する集光
レンズ３が、移動量Ｘ−の範囲を移動するに伴って、レ
ンズ１５ａＫ対してレンズ１５ｂを移動してやれば、集
光レンズ３に入射するレーザビーム径り。を一定になる
様に制御でき、すなわち集光レーザビームのスポット径
ｄ。を一定にすることができる。
上述した様に、この発明の一実施例でろるビーム移動型
レーザ加工装置の特長とするところは、反射鏡２及び集
光レンズ３等から成る集光光学素子の移動量Ｘを演算す
る制御装置１４の信号により、ビーム変換器１３のサー
ボモータ１８を制御し、これにより、ビーム変換器１３
内のレンズ１５ｂ ’ｔ−駆動して、自動的に常に一定
のレーザビーム径Ｉ）。が集光レンズ３に入射する様に
構成され、かつ動作することでろる。
レーザ加工装置の特長とするところは、反射鏡２及び集
光レンズ３等から成る集光光学素子の移動量Ｘを演算す
る制御装置１４の信号により、ビーム変換器１３のサー
ボモータ１８を制御し、これにより、ビーム変換器１３
内のレンズ１５ｂ ’ｔ−駆動して、自動的に常に一定
のレーザビーム径Ｉ）。が集光レンズ３に入射する様に
構成され、かつ動作することでろる。
なお、上記実施例では、移動する系はＸ軸方向の１軸の
みの場合について説明したが、第６図に示す様に、２個
の反射鏡２ａ、２ｂを設け、また、レーザ発振器１より
出力されたレーザビームＬに対して、集光レンズ３及び
ビーム変換器１３を図に示す様に配設した構成となし％
Ｘ ＩＹ、Ｚの３Ｉ１１］で動作するレーザ加工装置
であっても良く、この場合にも、各移動量Ｘ、ｙ、ｚを
加訣算してやることにょジ、上記実施例と同様の効果を
奏する。
みの場合について説明したが、第６図に示す様に、２個
の反射鏡２ａ、２ｂを設け、また、レーザ発振器１より
出力されたレーザビームＬに対して、集光レンズ３及び
ビーム変換器１３を図に示す様に配設した構成となし％
Ｘ ＩＹ、Ｚの３Ｉ１１］で動作するレーザ加工装置
であっても良く、この場合にも、各移動量Ｘ、ｙ、ｚを
加訣算してやることにょジ、上記実施例と同様の効果を
奏する。
この発明は以上説明した様に、ビーム移動型レーザ加工
装置において、集光光学素子とレーザ発掘器間に、伝送
されるレーザビーム径を変化させるビーム変換器と、移
動する前記集光光学素子の移動量を演算する制御装置と
を備えることにより、レーザビーム径が一定になる様Ｋ
’ｄｊＵ御する構成としたので、集光レーザビームの
スポット径を常に一定に保つ様にすることができ、こＡ
により、常時安定した、かつ均質なレーザ加工が可能と
なるビーム移動型レーザ加工装置が得られるという優れ
た効果を奏するものである。
装置において、集光光学素子とレーザ発掘器間に、伝送
されるレーザビーム径を変化させるビーム変換器と、移
動する前記集光光学素子の移動量を演算する制御装置と
を備えることにより、レーザビーム径が一定になる様Ｋ
’ｄｊＵ御する構成としたので、集光レーザビームの
スポット径を常に一定に保つ様にすることができ、こＡ
により、常時安定した、かつ均質なレーザ加工が可能と
なるビーム移動型レーザ加工装置が得られるという優れ
た効果を奏するものである。
第１図は従来のビーム移動型レーザ加工装置金示す概略
構成図、第２図け、第１図のビーム移動型レーザ加工装
置におけるレーザビームの伝送図、第３図はこの発明の
一実施例であるビーム移動型レーザ加工装置を示す概略
構成図、第４図は、第３図のビーム移動型レーザ加工装
置におけるビーム変換器の構成を示す断面図、第５図は
、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレーザ
ビームの云送図、第６図はこの発明の他の実施例である
ビーム移動型レーザ加工装置を示す概略構成図である。 図に寂いて、ｌ・・・レーザ発振器、２，２ａ、２ｂ・
・・反射鏡、；３・・・集光レンズ、４・・・被加工物
、５・・−保持筒、６・・・ガイドレール、７，１７・
・・送りネジ、８．１８・・・サーボモータ、９，１９
・・・継手、１０゜２０・−・軸受、１１・・・支持体
、１２・・・ＮＣ装置、１３・・・ビーム変換器、１４
・・・制御装置、１５ａ 、 １５ｂ・・・レンズ、１
６ａ、１６ｂ・・・ケーシングである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代 理 人 吠 岩 増 雄
構成図、第２図け、第１図のビーム移動型レーザ加工装
置におけるレーザビームの伝送図、第３図はこの発明の
一実施例であるビーム移動型レーザ加工装置を示す概略
構成図、第４図は、第３図のビーム移動型レーザ加工装
置におけるビーム変換器の構成を示す断面図、第５図は
、第３図のビーム移動型レーザ加工装置におけるレーザ
ビームの云送図、第６図はこの発明の他の実施例である
ビーム移動型レーザ加工装置を示す概略構成図である。 図に寂いて、ｌ・・・レーザ発振器、２，２ａ、２ｂ・
・・反射鏡、；３・・・集光レンズ、４・・・被加工物
、５・・−保持筒、６・・・ガイドレール、７，１７・
・・送りネジ、８．１８・・・サーボモータ、９，１９
・・・継手、１０゜２０・−・軸受、１１・・・支持体
、１２・・・ＮＣ装置、１３・・・ビーム変換器、１４
・・・制御装置、１５ａ 、 １５ｂ・・・レンズ、１
６ａ、１６ｂ・・・ケーシングである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代 理 人 吠 岩 増 雄
Claims (1)
- レーザ発振器より出力されるレーザビームを反射鏡、レ
ンズ等の集光光学素子を用いて伝送及び集光して集光レ
ーザビームを形成し、この集光レーザビームを、前記集
光光学素子の駆動によって移動させながら、固定する被
加工物に照射することにより加工するビーム移動型レー
ザ加工装置において、前記集光光学素子と前記レーザ発
振器間ニ、伝送さｎるレーザビーム径を変化させるビー
ム変換器と、移動する前記集光光学素子の移動量を演算
する制御装置とを備え、この制御装置の信号により前記
ビーム変換器を駆動制御して、移動する前記集光光学素
子に入射するレーザビーム径が一定になる様に制御する
ことを特徴とするビーム移動型レーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145175A JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145175A JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037287A true JPS6037287A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0339796B2 JPH0339796B2 (ja) | 1991-06-14 |
Family
ID=15379164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145175A Granted JPS6037287A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | ビ−ム移動型レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037287A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487094A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser beam machine |
| JPH03161188A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH04200990A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-21 | Fanuc Ltd | 光路移動型レーザ切断機 |
| JPH0530810U (ja) * | 1989-10-20 | 1993-04-23 | ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー | 光フアイバスプライス装置 |
| DE102010004084A1 (de) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | Held Systems Ag | Laserbearbeitungsvorrichtung für groß dimensionierte Bauteile |
| JP5203506B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2013-06-05 | 日本オートマチックマシン株式会社 | 電線の絶縁被覆をレーザー光で切断する方法および装置 |
| JP2016147293A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社アマダミヤチ | レーザ加工装置および出射ユニット |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118881A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Nec Corp | Laser scanning device |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58145175A patent/JPS6037287A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118881A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Nec Corp | Laser scanning device |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487094A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laser beam machine |
| JPH0530810U (ja) * | 1989-10-20 | 1993-04-23 | ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー | 光フアイバスプライス装置 |
| JPH03161188A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH04200990A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-21 | Fanuc Ltd | 光路移動型レーザ切断機 |
| JP5203506B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2013-06-05 | 日本オートマチックマシン株式会社 | 電線の絶縁被覆をレーザー光で切断する方法および装置 |
| DE102010004084A1 (de) * | 2010-01-06 | 2011-07-07 | Held Systems Ag | Laserbearbeitungsvorrichtung für groß dimensionierte Bauteile |
| DE102010004084B4 (de) | 2010-01-06 | 2023-08-03 | Gunnar Held | Laserbearbeitungsvorrichtung für groß dimensionierte Bauteile |
| JP2016147293A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社アマダミヤチ | レーザ加工装置および出射ユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0339796B2 (ja) | 1991-06-14 |
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