JPS61193794A - 多頭ヘツドを有するレ−ザ加工機 - Google Patents
多頭ヘツドを有するレ−ザ加工機Info
- Publication number
- JPS61193794A JPS61193794A JP60031999A JP3199985A JPS61193794A JP S61193794 A JPS61193794 A JP S61193794A JP 60031999 A JP60031999 A JP 60031999A JP 3199985 A JP3199985 A JP 3199985A JP S61193794 A JPS61193794 A JP S61193794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- optical fibers
- laser
- bundle
- heads
- 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.)
- Pending
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- 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】
産業上の利用分野
本発明はレーザ発振により励起されたレーザ光を加工装
置に設けた複数の加工ヘッドまで光ファイバーにより伝
達して加工を行う多頭ヘッドを有するレーザ加工機に関
する。
置に設けた複数の加工ヘッドまで光ファイバーにより伝
達して加工を行う多頭ヘッドを有するレーザ加工機に関
する。
従来の技術
レーザ光を使用して被加工物（金属・セラミック等）を
加工する場合、従来の方法は振動を発生する環境・・・
・例えばプレス機に並設するに際してはレーザ光の光軸
が容易に変位するため、レーザ発振器を被加工物の加工
装置（振動発生源を伴う）より離して設置し、レーザ光
を光ファイバーで導光する方法が既存のレーザ加工装置
に用いられる。またそのレーザ光が光ファイバーにより
加工ヘッドまで伝達されて加工する装置においては、光
フアイバー先端を固定する加工ヘッドが固定されて移動
せず、被加工物が固定された移動テ−プルを制御装置で
χ方向及びｙ方向に制御して加工を行うものであった。
加工する場合、従来の方法は振動を発生する環境・・・
・例えばプレス機に並設するに際してはレーザ光の光軸
が容易に変位するため、レーザ発振器を被加工物の加工
装置（振動発生源を伴う）より離して設置し、レーザ光
を光ファイバーで導光する方法が既存のレーザ加工装置
に用いられる。またそのレーザ光が光ファイバーにより
加工ヘッドまで伝達されて加工する装置においては、光
フアイバー先端を固定する加工ヘッドが固定されて移動
せず、被加工物が固定された移動テ−プルを制御装置で
χ方向及びｙ方向に制御して加工を行うものであった。
発明が解決しようとする問題点
ここにおいて、使用する光ファイバーの断面積により１
本当たりの伝達エネルギーは限定され、例えばＹＡＧレ
ーザ光線の波長１．０６μｍを石英ガラスをコアとする
光ファイバーを用いれば、径５０μｍで１００Ｗ程度が
エネルギーの伝達可能の範囲である。そのため伝達する
エネルギーを大きくするには光フアイバー径を大きくす
る必要がある。しかし、一般に石英ガラスファイバーに
おける可撓性はｄ／Ｄ″’＝ ０．２５％（ｄ；光ファ
イバーのコア径、Ｄ：光ファイバーの曲げ径）といわれ
、光フアイバー径を大きくすればするほど可撓性は劣化
する。またＣ Ｏｔガスレーザに使用されるＫＨ２−５
（７４１Ｂ、！＝多結晶タリウム）ファイバーにおいて
も最小曲げ半径は２０ｃＩｍ程度と柔軟性が不充分であ
る。このように可撓性を持たせた光ファイバーでは伝達
エネルギーは限られてしまうため、多大のエネルギーが
必要な場合は径の太い光ファイバーを動かないよう固定
して使用し、被加工物の固定された移動テーブルを移動
させることにより各種加工が行われている。この従来方
法においては加工装置の加工ヘッド数は一度設定して据
え付けたらその数は一定とされてしまう。つまり従来の
レーザ加工機においては、レーザ発光源のエネルギーか
ら被加工物に加工するに必要なエネルギーで割算をした
数が最もエネルギー効率の良い加工ヘッドの数であるが
、被加工物の材質・形状等が変更されるに従い加工ヘッ
ド数を変更させることは不可能であった。
本当たりの伝達エネルギーは限定され、例えばＹＡＧレ
ーザ光線の波長１．０６μｍを石英ガラスをコアとする
光ファイバーを用いれば、径５０μｍで１００Ｗ程度が
エネルギーの伝達可能の範囲である。そのため伝達する
エネルギーを大きくするには光フアイバー径を大きくす
る必要がある。しかし、一般に石英ガラスファイバーに
おける可撓性はｄ／Ｄ″’＝ ０．２５％（ｄ；光ファ
イバーのコア径、Ｄ：光ファイバーの曲げ径）といわれ
、光フアイバー径を大きくすればするほど可撓性は劣化
する。またＣ Ｏｔガスレーザに使用されるＫＨ２−５
（７４１Ｂ、！＝多結晶タリウム）ファイバーにおいて
も最小曲げ半径は２０ｃＩｍ程度と柔軟性が不充分であ
る。このように可撓性を持たせた光ファイバーでは伝達
エネルギーは限られてしまうため、多大のエネルギーが
必要な場合は径の太い光ファイバーを動かないよう固定
して使用し、被加工物の固定された移動テーブルを移動
させることにより各種加工が行われている。この従来方
法においては加工装置の加工ヘッド数は一度設定して据
え付けたらその数は一定とされてしまう。つまり従来の
レーザ加工機においては、レーザ発光源のエネルギーか
ら被加工物に加工するに必要なエネルギーで割算をした
数が最もエネルギー効率の良い加工ヘッドの数であるが
、被加工物の材質・形状等が変更されるに従い加工ヘッ
ド数を変更させることは不可能であった。
問題点を解決するための手段
金属・セラミック等の除去作業である切断、孔明は等を
レーザ加工で行うには多大のエネルギーが必要とされ、
本発明はその必要エネルギーに充分対応できるレーザ加
工装置を提案するもので、可撓性のある細径の光フアイ
バー多数本を束として使用して光エネルギーを伝達する
ことでその作業を可能にしたものである。さらに具体的
にはレーザ発振器からのレーザ光をミキシングロッドを
介して光ファイバーの束（バンドルファイバー）で可撓
性を持たせて導光し、そのバンドルファイバーを多数の
小束（小バンドルファイバー）に分割して対応する加工
ヘッドに送るものである。この小バンドルファイバーを
通って導かれたレーザ光を焦点レンズあるいは凹面反射
鏡により集光して被加工物に照射するもので、この時複
数の加工ヘッドを保持する制御テーブルを移動制御装置
により動かして帯材などの被加工材に同時に多数個を加
工するもので、加工機に振動があっても影響を受けず、
各種の加工作業も加工ヘッドを保持する制御テーブルを
動かすだけで容易であり、加工ヘッドの数の変更も容易
に行うことができる加工装置を提供するものである。
レーザ加工で行うには多大のエネルギーが必要とされ、
本発明はその必要エネルギーに充分対応できるレーザ加
工装置を提案するもので、可撓性のある細径の光フアイ
バー多数本を束として使用して光エネルギーを伝達する
ことでその作業を可能にしたものである。さらに具体的
にはレーザ発振器からのレーザ光をミキシングロッドを
介して光ファイバーの束（バンドルファイバー）で可撓
性を持たせて導光し、そのバンドルファイバーを多数の
小束（小バンドルファイバー）に分割して対応する加工
ヘッドに送るものである。この小バンドルファイバーを
通って導かれたレーザ光を焦点レンズあるいは凹面反射
鏡により集光して被加工物に照射するもので、この時複
数の加工ヘッドを保持する制御テーブルを移動制御装置
により動かして帯材などの被加工材に同時に多数個を加
工するもので、加工機に振動があっても影響を受けず、
各種の加工作業も加工ヘッドを保持する制御テーブルを
動かすだけで容易であり、加工ヘッドの数の変更も容易
に行うことができる加工装置を提供するものである。
実施例
以下実施例の図面を参照しながら本発明を説明する。第
１図は本発明の構造を示す構造説明図、第３図は外観図
、第４図は平面図である。図において、１０は例えばＮ
ｄ−ＹＡＧ発振器などのレーザ発振器である。１２はレ
ーザ発振器１０からのレーザ光を集光する集光レンズで
ミキシングロッド１４の先端面に向けて集光する。ミキ
シングロッド１４は多数本の光ファイバー１６の束より
成るバンドルファイバー１８の先端部を１体となるよう
に固めたもので、レーザ発振器１０．集光レンズ１２と
中心軸を同一として設置され、その端面ば平面となり集
光レンズ１２と向き合う。またミキシングロッド１４の
他端は多数本の光ファイバー１６の束（バンドルファイ
バー１８）となり、そこから加工装置の各加工ヘッド２
０まで連絡されるものである。この実施例においては４
頭の加工ヘッドの例を示すもので、各加工ヘッドには多
数本の光ファイバー１６の束（バンドルファイバー１８
）のうちの１／４の本数の小束（小バンドルファイバー
２２）を連結する。このため、ミキシングロッド１４の
先端面に集光されたレーザ光は各加工ヘッドに１／４の
エネルギーが導光される。つまり、バンドルファイバー
１８へ導光されたレーザ光を小バンドルファイバー２２
に分けることで加工ヘッド数に応じたエネルギーに分岐
されることになり、この小バンドルファイバー２２を構
成する光ファイバー１６の本数により加工ヘッド２０に
該本数分のエネルギーが導光されることになる。そして
、加工ヘッド２０に小バンドルファイバー２２の先端を
固定し、その先端すぐの位置に焦点レンズ２４を設置し
て小バンドルファイバー２２を導光されたレーザ光は焦
点レンズ２４で集光され、位置決めテーブル２６上に載
置された被加工材２８に各種の加工を加える。この位置
決めテーブル２６は上下動可能な構造として焦点レンズ
２４により集光されるレーザ光の焦点上に材料を位置決
めするよう微調整され得る。
１図は本発明の構造を示す構造説明図、第３図は外観図
、第４図は平面図である。図において、１０は例えばＮ
ｄ−ＹＡＧ発振器などのレーザ発振器である。１２はレ
ーザ発振器１０からのレーザ光を集光する集光レンズで
ミキシングロッド１４の先端面に向けて集光する。ミキ
シングロッド１４は多数本の光ファイバー１６の束より
成るバンドルファイバー１８の先端部を１体となるよう
に固めたもので、レーザ発振器１０．集光レンズ１２と
中心軸を同一として設置され、その端面ば平面となり集
光レンズ１２と向き合う。またミキシングロッド１４の
他端は多数本の光ファイバー１６の束（バンドルファイ
バー１８）となり、そこから加工装置の各加工ヘッド２
０まで連絡されるものである。この実施例においては４
頭の加工ヘッドの例を示すもので、各加工ヘッドには多
数本の光ファイバー１６の束（バンドルファイバー１８
）のうちの１／４の本数の小束（小バンドルファイバー
２２）を連結する。このため、ミキシングロッド１４の
先端面に集光されたレーザ光は各加工ヘッドに１／４の
エネルギーが導光される。つまり、バンドルファイバー
１８へ導光されたレーザ光を小バンドルファイバー２２
に分けることで加工ヘッド数に応じたエネルギーに分岐
されることになり、この小バンドルファイバー２２を構
成する光ファイバー１６の本数により加工ヘッド２０に
該本数分のエネルギーが導光されることになる。そして
、加工ヘッド２０に小バンドルファイバー２２の先端を
固定し、その先端すぐの位置に焦点レンズ２４を設置し
て小バンドルファイバー２２を導光されたレーザ光は焦
点レンズ２４で集光され、位置決めテーブル２６上に載
置された被加工材２８に各種の加工を加える。この位置
決めテーブル２６は上下動可能な構造として焦点レンズ
２４により集光されるレーザ光の焦点上に材料を位置決
めするよう微調整され得る。
また各加工ヘッド２０は制御テーブル３０の任意の位置
に予め保持され、この制御テーブル３０はＮＣ制御装置
により輪郭制御される移動制御装置３２に固定され任意
の方向に移動される。また被加工材２８（帯材若しくは
プレス機などで一次加工を施された多数個の部品を備え
たもの）は材料送り装置３４により一定ピンチで移送さ
れる。材料送り装置３４により一定ピッチで移送される
被加工材２８に対し移動制御装置３２は制御テーブル３
０を介して各加工ヘッド２０に輪郭制御を行い・レーザ
発振器１０と協働作業で被加工材２日に所望の形状にレ
ーザ加工を加えるものである。
に予め保持され、この制御テーブル３０はＮＣ制御装置
により輪郭制御される移動制御装置３２に固定され任意
の方向に移動される。また被加工材２８（帯材若しくは
プレス機などで一次加工を施された多数個の部品を備え
たもの）は材料送り装置３４により一定ピンチで移送さ
れる。材料送り装置３４により一定ピッチで移送される
被加工材２８に対し移動制御装置３２は制御テーブル３
０を介して各加工ヘッド２０に輪郭制御を行い・レーザ
発振器１０と協働作業で被加工材２日に所望の形状にレ
ーザ加工を加えるものである。
なお、材料送り装置３４も同−ＮＣ制御装置で位置決め
制御される。
制御される。
第２図に示すのはその他の実施例の加工ヘッド２０°の
部分拡大説明図で、この場合はレーザ光の集光に焦点レ
ンズを使用せず、凹面反射鏡２５を使用して小バンドル
ファイバー２２゛から入光するレーザ光を被加工材２８
゛に焦点を当てるように集光し、レーザ加工を行う実施
例である。
部分拡大説明図で、この場合はレーザ光の集光に焦点レ
ンズを使用せず、凹面反射鏡２５を使用して小バンドル
ファイバー２２゛から入光するレーザ光を被加工材２８
゛に焦点を当てるように集光し、レーザ加工を行う実施
例である。
発明の効果
以上の説明から判るように、本発明においてはレーザ発
振器１０からのエネルギーを多数本の光ファイバー１６
の束（バンドルファイバー１８）で伝達し、それを必要
に応じた数の小束（小バンドルファイバー２２）に分け
、任意のピッチに調整可能な各加工ヘッド毎に分配再集
合させてレーザ発振器１０からのエネルギーで材料に加
工を加えるようにしたもので、これにより光ファイバー
の可撓性を保ったうえでレーザ発振器１０より発生した
光エネルギーを被加工物に加工を加えるのに充分であり
かつ必要なだけのエネルギー量（多大のエネルギー伝達
を必要とする場合を含む）を各加工ヘッドに分割して導
光可能となる。また、被加工材に単一のレーザ発振器で
ヘッド数だけ連続的に同時加工することができ経済性が
向上される。しかも多数の細径の光ファイバーを通して
光エネルギーの伝達を行うため、加工ヘッド２０の数の
変更やピッチを任意に変更することにも容易に対応でき
るものである。
振器１０からのエネルギーを多数本の光ファイバー１６
の束（バンドルファイバー１８）で伝達し、それを必要
に応じた数の小束（小バンドルファイバー２２）に分け
、任意のピッチに調整可能な各加工ヘッド毎に分配再集
合させてレーザ発振器１０からのエネルギーで材料に加
工を加えるようにしたもので、これにより光ファイバー
の可撓性を保ったうえでレーザ発振器１０より発生した
光エネルギーを被加工物に加工を加えるのに充分であり
かつ必要なだけのエネルギー量（多大のエネルギー伝達
を必要とする場合を含む）を各加工ヘッドに分割して導
光可能となる。また、被加工材に単一のレーザ発振器で
ヘッド数だけ連続的に同時加工することができ経済性が
向上される。しかも多数の細径の光ファイバーを通して
光エネルギーの伝達を行うため、加工ヘッド２０の数の
変更やピッチを任意に変更することにも容易に対応でき
るものである。
第１図は本発明の実施例の構造を示す構造説明図、第２
図はその他の実施例の加工ヘッドの拡大説明図、第３図
は実施例外観図、第４図は実施例平面図である。 １０−−−−レーザ発振器 １４−−−−ミキシングロッド １６−−−−光ファイバー １Ｂ−−一一光フアイバーの束（バンドルファイバー） ２０−−−一加エヘッド ２２−−一−光ファイバーの小束（小バンドルファイバ
ー） ２６−−−−位置決めテーブル ２８−−−一被加工材 ３４−−−一材料送り装置
図はその他の実施例の加工ヘッドの拡大説明図、第３図
は実施例外観図、第４図は実施例平面図である。 １０−−−−レーザ発振器 １４−−−−ミキシングロッド １６−−−−光ファイバー １Ｂ−−一一光フアイバーの束（バンドルファイバー） ２０−−−一加エヘッド ２２−−一−光ファイバーの小束（小バンドルファイバ
ー） ２６−−−−位置決めテーブル ２８−−−一被加工材 ３４−−−一材料送り装置
Claims (1)
- レーザ発振により励起された可視光線より近赤外線の
波長域のレーザ光線を加工装置まで導光して加工する装
置において、レーザ発振器と、レーザ発振器からのレー
ザ発振光を受け入れるミキシングロッドと、ミキシング
ロッドより分岐する多数本の光ファイバーの束と、光フ
ァイバーの束の他端を取着する複数の加工ヘッドと、各
加工ヘッドを保持する制御テーブルと、制御テーブルを
作動させる移動制御装置と、材料を供給する材料送り装
置とから構成し、ミキシングロッドから加工ヘッドまで
連結する多数本の光ファイバーの束を制御テーブルに設
けた加工ヘッド数に対応した数の光ファイバーの小束に
分け、光ファイバーの束からのレーザ発振光を光ファイ
バーの小束により各加工ヘッドに導くことにより、単一
のレーザ発振器で同時に多数個の加工物を連続して加工
することを特徴とする多頭ヘッドを有するレーザ加工機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031999A JPS61193794A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 多頭ヘツドを有するレ−ザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031999A JPS61193794A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 多頭ヘツドを有するレ−ザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193794A true JPS61193794A (ja) | 1986-08-28 |
Family
ID=12346604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031999A Pending JPS61193794A (ja) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | 多頭ヘツドを有するレ−ザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61193794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430816A (en) * | 1992-10-27 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multiple split-beam laser processing apparatus generating an array of focused beams |
| JPH07185859A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JP2005070664A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Fujikura Ltd | レーザ分岐装置及びレーザ加工装置 |
| JP2007148288A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Research Foundation For Opto-Science & Technology | 出射集光ユニット |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP60031999A patent/JPS61193794A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5430816A (en) * | 1992-10-27 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multiple split-beam laser processing apparatus generating an array of focused beams |
| JPH07185859A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JP2005070664A (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Fujikura Ltd | レーザ分岐装置及びレーザ加工装置 |
| JP2007148288A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Research Foundation For Opto-Science & Technology | 出射集光ユニット |
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