JPS6043237B2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ発振器とファイバーを組合せたレーザ
加工装置に関する。

１ケの被加工物のなかで加工点が複数個所ありその位
置が最高３次元的に存在する被加工物をレーザにより穴
あけ溶接などの加工を行う場合、従来はレージ発振器と
これから出るレーザ光を集光するための加工光学系を構
成し被加工物を三次元的に移動し位置決めすることが可
能なＸ−Ｙ−Ｚ軸移動テーブルにのせ、被加工点をレー
ザ集光点下に移動しレーザ加工を行つたのち、次の加工
点に前記移動テーブルにより再移動、位置決めし、順次
複数個所の加工を行つていた。

このような装置を用いるレーザ加工では複数個の加工点
ごとに被加工物を移動するための時間が必要となり、こ
れが１ケの被加工物に要する全加工時間を長くする。又
、このような装置ではレーザ加工の場合、高精度のＸ−
Ｙ−Ｚ軸の位置決め、移動テーブルが必要となり、加工
装置のコストアップの原因となる。又３次元的に形状複
雑な個所に加工点がある場合Ｘ−Ｙ−Ｚ軸の直線運動の
みならずこれらの軸のまわりの回転運動も必要となり更
にコストアップの原因となり、場合によつてはレーザ加
工の適用が不可能になることもある。又被加工物を自動
的に加工装置にロードし加工後アンロードする場合、Ｘ
−Ｙ−Ｚ軸に移動可能なテーブルヘ被加工物を精度よく
ロードするのは機構的な複雑さをともなう。 本発明の
目的はそのような欠点を除去することが出来る新規なレ
ーザ加工装置を提供することである。

本発明は、１台のレーザ発振器からのレーザ光を被加
工物の加工個所の数に相当する複数ケのファイバー光学
系に順次切換、導入するようにし、このファイバー光学
系の先端にとりつけた対物レンズをあらかじめ加工点ご
とに最適な加工が行えるように調整しておき被加工物を
この調整関係がくずれない向きと位置にロードするのみ
で加工点ごとに被加工物を移動せしめる装置なしに加工
することにある。

この目的を達成するため本発明のレーザ加工装置は同
一円周上に複数ケのファイバーを設けたファイバーホル
ダー、この円周の中心と同一中心軸を持つ回転体をパル
スモータのような精度よく回転角を定めうるモータのモ
ータ軸にとりつけ、この回転体においてモータ軸と平行
な回転中心軸にレーザ光を導入出来るようにし、このレ
ーザ光をミラー，プリズム又はファイバーにより前記複
数ケのファイバーにこれらがとりつけられている角度間
隔の回転ごとに順次導入するレーザ切換装置これら複数
ケのファイバーの他端にとりつけられた対物レンズ群、
各加工点ごとに最適に位置調整されたこの対物レンズ群
を、この位置で固定するための対物レンズホルダーとを
具備することを特徴とするものであり、以下実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図は本発明の１実施例を示すもので、１はレーザ発
振器、２はこのレーザ発振器から出射されるレーザ光、
３はパルスモータ、４はパルスモータ駆動用電源と制御
電源、５はパルスモータの回転軸にとりつけられ、レー
ザ光を複数ケのファイバーに順次導入するためのレーザ
光切換装置、１４はこの装置内に設けられた光路変更用
のミラー、６はこの回転体の回転軸と同一中心軸を持つ
ファイバーホルダー、７はこのホルダー上においてモー
タ回転軸と同一中心をもつ円周上にパルスモータの最小
ステップ角の整数倍の角度間隔でとりつけられた複数ケ
のファイバー、８はこれらファイバー光学系の先端にと
りつけられ加工のためにレーザ光を集光するための対物
レンズ、９はこの対物レンズを各々の加工点で最適加工
条件位置に固定するための対物レンズホルダー、１０は
実施例の場合の被加工物で、カラーブラウン管のガン部
とホルダー、１１は実施例の場合の加工点でこの場合、
上部，下部の２ケの円周で３等分された３次元的に位置
する６ケの加工点を示し１２は被加工物を前記対物レン
ズホルダーで定められた最適加工位置にロードしレーザ
加工後アンロードするためのターンテーブルを示し、１
３はターンテーブルにより、次に加工位置に運ばれる被
加工物を示す。

以上の構成による加工順序は次の通りとなる。

まずターンテーブル１２で被加工物１０はあらかじめす
べての加工点が最適加工条件を得るように調整された加
工位置に運ばれて停止する。レーザ発振器１から出射さ
れるレーザ光２はレーザ光切換装置５により６ケのファ
イバー光学系のうちの７に入射するようにあらかじめ調
整されておリターンテーブル停止の信号を受けてレーザ
発振が行われるとまずファイバー光学系７をレーザ光が
通り被加工物の加工点のうちの１点を加工する。この加
工が終了するとこの終了信号を受けたパルスモータ電源
４はパルスエータ３を本実施例では６００回転させる。
ファイバーホルダー６にはモータの回転軸と中心を同じ
くする円周上に６ケのファイバー光学系をとりつけてい
るため、次のファイバー光学系にレーザ光坤換装置５に
よりレーザ光が導入される。パルスモータがこの位置で
停止した信号を受けたレーザ発振器は２回目の発振を行
い被加工物の第２加工点を加工する。このように順次６
回の加工を繰返し行えば１ケの被加工物の加工が終了す
る。この終了信号を受けたターンテーブル１２は図で矢
印の方向に回転し新しい被加工物１３が加工位置にロー
ドされ、加工終了の被加工物はアンロードされる。ここ
でレーザ光切換装置５はパルスモータの回転軸にレーザ
が入射されミラー１４により本実施例の場合９０がに曲
げられる。９００に光路変更されたレーザ光はレーザ光
切換装置の先端に設けられたレンズにより集光され複数
ケの１ケのファイバー７に入射される構造となつている
。

このように空間の３次元に６点の加工点をもつ被加工物
は加工点ごとの移動をすることなく、６回のレーザ発振
の時間だけターンテーブル上に停止するだけで全加工が
終了することになる。

なお本実施例では説明を容易にするために被加工物とし
てカラーブラウン管のガン部の溶接における６ケの加工
点について述べたが、加工対象はレーザ加工が行えるも
のてあれば限定はなく１ケの被加工物の加工点数は何点
でもよい。又ターンテーブルはリニアテーブルでもバッ
チ処理の場合の治具でも差しつかえない。又加工点の方
向は本実施例のようにレーザ光が水平に出射される方向
に限らない。又レーザ光切換装置は本実施例の場合ミラ
ーにより９００に光路変更されがいるが、プリズムファ
イバーによつても可能で角度は任意である。このように
本発明のレーザ加工装置を用いることにより、空間的に
最高３次元の加工点位置がある場合被加工物を加工点ご
とに移動することなく加工することが出来、加工時間が
短かくなり装置コストが低減され形状複雑な加工個所へ
も容易にレーザ加工を行う事が出来るようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例を示す構成図である。 図において、１・・・・・ルーザ発振器、２・・・・・
ルーザ光、３●●●●●●パルスモータ、４０Ｉ●●◆
●パルスモータ用駆動及び制御電源、５・・・・・ルニ
ザ光切換装置、６・・・・・・ファイバーホルダー、７
・・・・・・複数ケの１のうち１ケのファイバー、８・
・・・・・加工用対物レンズ、９・・・・・・対物レン
ズ用ホルダー、１０・・・・実施例の場合の被加工物、
１１・・・・・この被加工物の加工点、１２・・・・・
実施例の場合のターンテーブル、１３・・・・・・次に
加工される被加工物、１４・・・・実施例の場合のレー
ザ光切換装置のなかで使われる光路変更用ミラーである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一円周上に複数箇のファイバーを設け、この円周
   の中心と同一中心軸を持つ回転体をパルスモータのよう
   な精度よく回転角を定めうるモータのモータ軸にとりつ
   け、この回転体においてモータ軸と平行な回転中心軸に
   レーザ光を導入しこのレーザ光をミラー又はプリズム、
   或いはファイバーなどにより前記複数箇のファイバーに
   導くように光路変更し、モータの回転毎に順次複数箇の
   ファイバーの１ケに切換導入し被加工点が複数個所あり
   その位置が最高３次元にある被加工物を加工点ごとに移
   動することなく静止のまゝ順次加工することを特徴とす
   るレーザ加工装置。