JPS605394B2 - レ−ザ照射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はしーザ照射装置に関する。

レーザ光の加工への応用としては、溶接、切断、穴あげ
、スクラィビング等種々知られている。

また、このうち溶接を例にとっても‘１｝ レーザ光を
集光レンズで集光して一点を溶接したのち、被加工物を
動かして次の溶接点を溶接する方法。

■ 集光レンズとプリズムを組合せ、被加工物を動かす
かわりにレーザ光を動かす方法。

ｔ３｝ 第１図に示すようにレーザ光Ｌをミラーｌａ，
ｌｂ・・・・・・・・・・・・・・・を用いて複数本の
レーザ光凶，Ｌｂ・・・・・・・…・…・に分割し、そ
れぞれのレーザ光Ｌａ，Ｌｂ・…・・・・・・・・・・
・を集光レンズ２ａ，２ｂ……………で集光して複数の
集光点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを同時に加工する方法。

種々ある。

このうち、‘１｝と｛２）の方法は、レーザ′の照射と
溶接点の移動を同時におこなうことができないため、加
工に時間がかかる。また、（３’の法は、ビームスプリ
ッタでのレーザ光の損失がきいため（約４０％損失する
）、レーザ発振器の出力を増加させる必要があり、発振
器の寿命をいちじるしく短か〈し、ランニングコストを
増大させる欠点がある。さらに、この方法は、複数個の
ミラーとしンズとを組合せる関係上、集光点間隔の近接
に限度があり、レーザ加工に期待される微小間隔の加工
を困難にする欠点がある。この発明は上記欠点を解決す
るため、それぞれ独立のレンズ軸を有する複数のレンズ
片を相対移動可能に組合せ、これらレンズ片に相対的な
移動と、必要に応じて一体的な回転を与えるとともに複
数のレンズ片に入射するレーザ光の光路上にェネルギ調
整手段を設け複数の加工部をェネルギ制御して同時加工
するようにしたものである。

以下、図面を参照して、この発明を実施例により説明す
る。第２図に示すように、レーザ発振器１０から放出さ
れたレーザ光Ｌは、その光路上に設定されたマルチレン
ズ光学系（以下、光学系と略す）１１により集光されて
被加工部Ｗに照射される。

レーザ発振器１０と光学系１１との間における上記光路
上にはしーザ光ェネルギも調整する手段として透孔部材
１２が設けらている。レンズ光学系１１は、後述するよ
うに、それぞれ独立のレンズ軸を有する複数のレンズ片
を相対移動可能に組合せた光学系になっている。各レン
ズ片は、図示しない移動機構により、相対的に動かすこ
とができ、また、図示しない回転機構により、その相対
位置を変化することなく一体的に回転することができる
。第３図および第４図は上記マルチレンズ光学系１１の
図であって、特に同一面上に隣接して配置された３枚の
レンズ片１１ａ，１１ｂ，１１ｃからなるものが示され
ている。

中央レンズ片１１ａはしンズ軸１３ａに対して回転対称
のほぼ矩形状に形成され、その長側面は平面である。ま
た、この中央レンズ片１１ａの両側に位置する一対の両
側レンズ片１１ｂ，１１ｃは同形状の半円状に形成され
、直径を通る平面を側面とし、この側面上にレンズ軸１
３ｂ，１３ｃがある。これはしンズ片１１ａ〜１１ｃは
各側面が密接する如く組合せられ、第３図のようにほぼ
だ円形をなす形状に三つのレンズ片が位置したときには
三つのレンズ軸１３ａ〜１３ｃは同一平面上（レンズ軸
平面と称する）にあって、中央レンズ１１ａのレンズ藤
１３ａと両側レンズ片１１ｂ，１１ｃのレンズ軸１３ｂ
，１３ｃとの間隔は最４・値ａをとる。この光学系１１
の各レンズ片１１ａ〜１１ｃに入射したレーザ光Ｌは分
割されてそれぞれのレンズ軸１３ａ〜１３ｃ上に集光さ
れ、同じ焦点距離のレンズ片１１ａ〜１１ｃについては
、第４図に示すように同一平面上に集光点Ｐａ〜Ｐｃが
形成される。各レンズ軸１３ａ〜１３ｃが上託しンズ藤
平面上で平行であると、その集光間隔は前記レンズ軸間
隔に等しい。各レンズ片１１ａ〜１１ｃは前記移動機構
により、第３図中矢印Ａで示すように隣接側面に沿って
相対的に動かすことができる。

その一例として、一対の両側レンズ片１１ｂ，１１ｃを
同一平面上を反対方向に等距離動かした例を第５図に示
した。このように動かす移動機構は格別なものではなく
、通常の移動機構でおこなうことができる。また、この
マルチレンズ光学系１１は前記回転機構により、中央レ
ンズ片１１ａのレンズ軸１３ａを中心軸として各レンズ
片１１ａ〜１１ｃの相対的位置を変化することなく一体
的に回転することができる。

このような回転機構もまた通常の機構で構成することが
できる。上記透孔部材１２は第６図のように中央に透孔
１４をもつ環状体になり、この透孔１４の直径を光学系
１１の各レンズ片を通過する部分レーザ光１５ａ，１５
ｂ，１５ｃの各面積が同一となる寸法に選ぶことにより
加工物Ｗ上の集光点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに対する各レーザ
スポットを等価ヱネルギにでき、複数箇所を均一に加工
できる。

したがって、透孔１４の直径を任意に可変できるように
透孔部村１２を絞り都材にすれば上記スポットのェネル
ギを調整できる。なお、透孔部村１２に限らずェネルギ
を調整する手段としてコリメータ、分割あるいは濃度分
布をもつ減光フィル夕に代えることも可能である。

以上のように本発明マルチレンズ光学系にレーザ光ェネ
ルギ調整手段を付加したので各集光点のェネルギ分配比
を容易に調整することができ、レーザ照射装置を各種加
工に利用することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ照射装置の図、第２図はこの発明
のレーザ照射装置の図、第３図はこの発明におけるマル
チレンズ光学系の平面図、第４図はその断面図、第５図
は上言己マルチレンズ光学系を構成するレンズ片の相対
移動を示す図、第６図は透孔部材の詳細を示す拡大斜視
図である。 １０：レーザ発振器、１１：マルチレンズ光学系、１２
：透孔部材、Ｗ：加工物。 繁１図 繁２図 第３図 ・嫌 ４ 図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザ光を放出するレーザ発振器とレンズ軸を有し
   て切断されたレンズ片を複数個互いの切断面で摺動自在
   に組合せられた形状になり上記レーザ光の光路上に設置
   されたマルチレンズ光学系と上記レンズ片を相対的に移
   動させる移動機構と上記マルチレンズ光学系を回転させ
   る回転機構とを具備するレーザ照射装置において、上記
   レーザ発振器と上記マルチレンズ光学系との間の上記レ
   ーザ光の光路上にレーザ光エネルギの調整手段を設けた
   ことを特徴とするレーザ照射装置。