JPS61145883A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

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JPS61145883A
JPS61145883A JP59267489A JP26748984A JPS61145883A JP S61145883 A JPS61145883 A JP S61145883A JP 59267489 A JP59267489 A JP 59267489A JP 26748984 A JP26748984 A JP 26748984A JP S61145883 A JPS61145883 A JP S61145883A
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JP
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mirror
laser
fabric
laser beam
workpiece
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JP59267489A
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Junichiro Inoue
井上 準一郎
Akira Ishii
明 石井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning 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)
  • Lasers (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ加工装置にかかるものであり。
特にレーザビームの走査を行うことEこよって対象物5
例えば生地、皮などを加工するレーザ加工装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
第5図には従来のレーザ加工装置の一例が示されている
。この図において、裁断コンベアa〔の左方には生地を
巻回した原反ロール(Lカのセットされた延反装置Iが
配置されている。また、裁断コンベヤ顛の右方には裁断
後のスクラップを収容処理するスクラップ処理装置(L
eが配置されている。加工の対象となる生地Qlは図の
矢印F1の如く延反装置側から裁断コンベヤcQ上ζこ
送り出され、スクラップは矢印・・F2の如くスクラッ
プ処理装置αeに収容される。裁断コンベヤa@の略中
央付近にはレーザヘッド(2Qを走査するための駆動機
構(ハ)が配置されて(する。この駆動機構(2匂は第
1の駆動体■と第2の駆動体(ホ)とによって構成され
ている。第1の駆動体(財)は裁断コンベヤαQの両側
部に一組設けられており、これEこ対して第2の駆動体
(ハ)が矢印F3の方向に駆動される。この矢印F3の
方向は生地αυの表面lこ想定される座標軸Xに一致す
る。
第2の駆動体QQにはキャリッジ(ハ)が装着されてお
り、このキャリッジ(2)は第2の駆動体(ハ)によっ
て図の矢印F4の方向に駆動される。この矢印F4の方
向は生地α槌の表面に想定される座標軸Yに一致する。
キャリッジ(至)にはレーザヘッド(至)カ固着されて
いる。すなわち、レーザヘッド(至)は第1のIK@体
(財)によって座標軸Xの方向lζ走査され。
第2の駆動体(ハ)によって座標軸Yの方向に走査され
る。
更に、裁断コンベヤα〔の近辺にはレーザ発振器(至)
が配置されており、前述した第2の駆動体02E9には
ミラーからなる光学手段0りが配置されている。
また、レーザ発振器(至)には導光手段(財)が設けら
れている。この導光手段(ロ)から出たレーザ光は光路
L1を通過して光学手段03#こ入射し、ここで光路が
変更された後、光路L2を通過してレーザヘッド翰に達
する。光路L1の方向は光学手段ツクの移動方向、すな
わち第2の駆動体(26)の矢印F3の移動方向に一致
する。また、光路L2の方向はレーザヘッド(イ)の移
動方向、すなわちキャリッジ(至)の矢印F4の移動方
向に一致する。従って、レーザヘッド翰がどのようlこ
移動しても、レーザ発振器(至)から出力されるレーザ
光は良好にレーザヘッド翰に達することができる。
次に、上記従来例の動作について説明すると。
生地(11は裁断コンベヤ翰の動作とともに移送され。
レーザヘッド(至)の部分を通過する。レーザヘッド(
至)は駆動機構(ハ)によって走査移動され、これに伴
ってレーザ光が生地(18上で一定バターンを描きなが
ら走査が行なわれることとなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来のレーザ加工装置では、駆動機構0り
の大きさが裁断するパターンの大きさに比例して大きく
なり、配置スペースも十分とる必要が生ずる。このため
、レーザ加工装置、特に裁断コンベヤ(1〔の長さが犬
となる。また、駆動機構04の動作に伴う騒音あるいは
振動も相当大とならざるを得ない。
また、レーザヘッド翰の移動範囲は裁断パターンと一致
するため、高速で裁断加工を行うことが困難であるとい
う不都合もある。高速で裁断加工を行うためlこレーザ
照射手段を複数設けることも考えられるが、レーザ照射
手段を複数設けるためEこはレーザ発振器を複数設けな
ければならず、装置が相当大がかりとなる。しかも、レ
ーザ照射手段を複数設けて裁断を行う場合は、レーザヘ
ッドのクロスは不可能であるとともにその接近にも限界
があるため、レーザヘッドの移動が重ならないように配
慮する必要がある。
更に、集光手段であるレンズを光軸方向に移動させて被
加工物上にレーザ光の焦点を結ばせながら、このレーザ
光を反射手段であるミラーで所定パターンに走査させて
被加工物を加工することが提案されている。しかし、レ
ンズは重量がかなりあるので、パターンの変化にあわせ
て高速で移動させることは困難であり、したがって、上
記の装置で高速加工を行なうことは困難である。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡単
な装置により、高速で生産性よく所定の加工を行うこと
ができるとともに、騒音あるいは振動を低減し得るレー
ザ加工装置を提供することをその目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るレーザ加工装置は、支持台に支持された
被加工物に対し、レーザ光を2次元的に走査しつつ照射
することによって被加工物を加工するレーザ加工装置に
おいて、該装置はレーザ光源から出力されるレーザ光を
被加工物に対して゛集中照射する光学手段を含み、該光
学手段はレーザ光の集光を行う集光手段と、該レーザ光
の反射を行う第1と第2の反射手段とを含み、該M1の
反射手段は該集光手段の光軸に沿って移動する移動手段
を備え、該第2の反射手段は第1及び第2の軸に対する
揺動手段を備えているものである。
〔作用〕
この発明においては、集光手段を通ったレーザ光を反射
して被加工物に対して照射する第1と第2の反射手段を
設けているので、この第1の反射手段を集光手段の光軸
iこ沿って移動させてレーザ光が被加工物上で焦点を結
ぶように制御し、かつ、この第2の反射手段を第1及び
lX2の軸を中心として揺動させると、2つに分割され
たレーザ光が被加工物上で所定のパターンを描く。
〔実施例〕
第1図には、本発明にかかるレーザ加工装置の一実施例
が示されており、この装置の正面から見た概略の構成が
第2図に示されている。これら第1図及びM2図1こお
いて、加工対象の生地■が支持される支持台であるスラ
ットコンベヤ(102)の左方lこは生地CICD)の
延反装置(io4)が配置されている。この延反装置(
1■)には生地CICD)が巻回された原反ロール(1
(j6)がセットされており、この原反ロール(1%)
lこ巻回された生地(1(D)は延反装置(104)に
よってスラットコンベヤ(102)上に送り出されるよ
うiこなっている。スラットコンベヤ(1[2)の右方
にはスクラップ処理装置(1@が配置されており、加工
終了後の残余のスクラップが収容されるようになってい
る。
スラットコンベヤ(1G2)の中央付近適宜位置には略
コ字状のフレーム(110)が配置されており、更にフ
レーム(110)の水平部の略中夫にはレーザヘッド(
112)が固定されている。レーザヘッド【11力は1
例えばジンバル状に構成された第1のミラー駆動部(1
14)、 jI 2 (7) ミ、r −[動11(L
 (116)、及ヒ集光手[118)を含んでいる。レ
ーザヘッド(112)の光学系の一例は第6図及び第4
図に示されている。レーザ光は。
第3図の一点鎖線に示すように、凸面鏡(120]、凹
面鏡(iZ2)から成るビーム拡大手段を介してビーム
径が拡大された後、集光手段(11aであるレン、q1
24)Eこ入射し、反射手段である第1のミラー(12
5) lこよって反射され、更には反射手段である第2
のミラー(126)によって反射され、生地(ico)
 sこ入射するようになっている。反射手段である第1
のミラー(125)と第2のミラー(126)は、第4
図に示すように、縦方向に配置することも可能である。
第1のミラー(1可は集光手段であるレンズ(124)
の光軸に沿って移動する移動手段を備え、反射角度を補
正しながら矢印Pの如く移動するものであり、Mlのミ
ラー(1δの移動により、生地(101)上でレーザ光
が焦点を結ぶようになっている、第1のミラー駆動部(
114)は第2のミラー(1節を軸PXを中心として第
2図の矢印FA又は第6図の矢印FBの如く揺動駆動す
るものであり、この軸PXは集光手段(118)のレン
ズ(124)の光軸と平行である。
また、第2のミラー駆動部(116)は第2のミラー(
124))を軸PYを中心として第2図の矢印FC又は
第3図の矢印FDの如く揺動するものである。
すなわち、レーザ光L(第1図参照)は、凸面鏡(12
13)と凹面鏡(122)とによってビーム径が拡大さ
れ、レンズ(124)によって集光させられ、第1のミ
ラー(125)によって反射され、第2のミラー(1%
)によって生地(iff))上に照射される。レーザ光
L1は第1のミラー(125)を矢印P方向に移動させ
ることによって生地(1(D)上fこ焦点を結ぶように
制御され。
Mlのミラー駆動部(114)によって生地(1■)上
に想定される座標X方向に走査され、第2のミラー駆動
部(116)によって生地(101)上に想定される座
標Y方向に走査されるようになっている。
なお、凸面鏡(121)及び凹面鏡(122)から成る
ビーム拡大手段は生地(103)上におけるレーザ光り
のスポット径を絞るためのもので7ある。すなわち、ス
ポット径dはレンズ(124)の焦点距離f、レンズ(
124)に入射するレーザ光のビーム径り、定数kに対
して、 d=に了 で表わされる。従って、焦点距離fを大きくとる場合で
あっても、スポット径dを一定にしようとするとビーム
径りも焦点距離fに比例しで大きくする必要がある。
本発明においては、レンズ(124)の焦点距離fを大
きくし、レーザヘッド(11りと生地(1([1)との
距離を大とする方がミラー(126)の揺動の程度を小
さくすることができるため、かかるビーム拡大手段を含
む方が好ましい。
次に、スラットコンベヤ(102)あるいは延反装置(
1■)の近辺にはレーザ発振器(123)が配置されて
おり、更に、フレーム(110の一方の肩(11(6)
にはミラーなどから成る光学手段(1面が配置固定され
ている。レーザ発振器(12B)と光学手段(畑)の間
には伝送体(132)、(134)及び光学手段(1!
0)によってレーザ発振器(123)によって出力され
るレーザ光をレーザヘッド(11りに導く伝送手段が構
成されている。
次に、スラットコンベヤαのは一部が円弧状にわん曲し
ており、これによって加工わん曲部(π〜が形成されて
いる。この加工わん曲部(1(2)はミラ−(12S)
の軸PXの回転中心を中心点とした半径−1の円周の一
部となるように構成されている(第2図参照)。このた
め、Mlのミラー駆動部(114)により第2のミラー
(12s)を軸PXfこ対して回転することによってレ
ーザ光、LAを座標軸X方向に走査、する場合にあって
は、第2のミラー(窃)と生地(1■との光学的距離が
変化しないため、焦点がずれるおそれがない。
次に、上記実施例における全体的動作について説明する
。まず、生地(1■は延反装置(1■)によって原反ロ
ール(1%)からスラット;ンペヤ(102)上に送り
出される。他方、レーザ光は、レーザ発振器(16から
前述した伝送手段を介してレーザヘッド(11りに達す
る。レーザ光は前述したビーム拡大手段(1肋及びレン
ズ(124)を通過し、第1のミラ()によって反射さ
れ、更に第2のミラー(12s)によって生地(1(I
l)上に焦点が合うように反射される。
このとき、第1及び第2のミラー駆動部(114) −
(116)Iこよって第2のミラー(1%)が軸PX、
PYを中心として揺動し、必要な裁断のパターンに従っ
てレーザ光りが生地(1■上で走査される。そして、第
1のミラー(1可が矢印Pの方向に移動し、レーザ光取
が生地(Iffl)上で焦点を結ぶように制御され4以
上の動作により、生地(1印)は対象パターンが形成さ
れて裁断され、生地(1@はスラットコンベヤ(1(2
)によってスクラップ処理装置(1@の方向に送られる
。裁断された生地(1閣まオペレータ憂こよってスラッ
トコンベヤ(1(2)上から収集され、スクラップはス
クラップ処理装置に収容される。
なお、上記実施例では第1及び第2のミラー駆動部(1
14)、(116)によってレーザ光りを直交する座標
軸XY方向に走査することとしたが、レーザ光りを平面
的ないしは2次元的に走査できれば十分である。また、
上記実施例では生地(100)を座標411Xの方向に
わん曲させたが、これをY方向にわん曲させてもよい。
更に、加工対象物としては生地、皮等の他、金属、プラ
スチックなどでもよいが、上記実施例では可とう性のあ
るものが好ましいことはいうまでもない。このような性
質を有しない場合には、スラットコンベヤ(IC2)を
第5図に示すように平担に構成することiこなる。更に
、加工対象物が比較的小面積のものであるときは、直接
スラットコンベヤ(1(2)上に載せるようEこする。
〔発明の効果〕
以上iIF!At、たように、本発明によるレーザ加工
装置によれば、集光手段を通ったレーザ光を被加工物に
対して照射する反射手段である第1とM2のミラーを設
けるとともに、この第1のミラーを集光手段の光軸に沿
って移動させてレーザ光が被加工物上で焦点を結ぶよう
に制御し、かつ、この第2のミラーを第1及び第2の軸
を中心として揺動させてレーザ光が所定のパターンを描
くようにしたので、Mlのミラーが軽量で移動させやす
いことと相まって、高速で生産性よくレーザ加工するこ
とができるとともに、騒音あるいは振動が低減されると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるレーザ加工装置の一夾施例を示
す斜視図、第2図は第1図に示す装置の簡略化した正面
図、第3図、R4図はレーザヘッドの構成例を示す説明
図、第5図は従来のレーザ加工装置の一例を示す斜視図
である。 図において、 (100)は生地、 (102)はスラ
ットコンベヤ、(11ゐはレーザヘッド、(114)、
(116)はミラー駆動部、(1aは集光手段%(12
1)は凸面鏡、 (122)は凹面鏡、(124)はレ
ンズ、(1δ、(1左)はミラー、(1田)はレーザ発
振器、(12QA)はわん曲部、PX、PYは軸。 シはレーザ光である。なお、各図中同一符号は同−又は
相当部分を示すものとする。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)支持台に支持された被加工物に対し、レーザ光を
    2次元的に走査しつつ照射することによつて被加工物を
    加工するレーザ加工装置において、該装置はレーザ光源
    から出力されるレーザ光を被加工物に対して集中照射す
    る光学手段を含み、該光学手段はレーザ光の集光を行う
    集光手段と、該レーザ光の反射を行う第1と第2の反射
    手段とを含み、該第1の反射手段は該集光手段の光軸に
    沿って移動する手段を備え、該第2の反射手段は第1及
    び第2の軸に対する揺動手段を備えたことを特徴とする
    レーザ加工装置。
  2. (2)前記第2の反射手段が前記集光手段の光軸と平行
    な揺動軸を含む第2の反射手段であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のレーザ加工装置。
  3. (3)前記集光手段はレーザ光の径を拡大するビーム拡
    大手段を含む集光手段である特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載のレーザ加工装置。
  4. (4)前記支持台は前記第1又は第2の軸の中心に対す
    る円弧を形成するわん曲部を含む支持台である特許請求
    の範囲第1項、第2項又は第3項記載のレーザ加工装置
JP59267489A 1984-12-20 1984-12-20 レ−ザ加工装置 Granted JPS61145883A (ja)

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JPH0314554B2 JPH0314554B2 (ja) 1991-02-27

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04185762A (ja) * 1990-11-19 1992-07-02 Juki Corp 裁断装置
CN103658995A (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 佛山市嘉峻制衣有限公司 一种生产反光带的激光切割机
JP2018094600A (ja) * 2016-12-14 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法

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