JPS6137391A - レ−ザ加工方法 - Google Patents

レ−ザ加工方法

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JPS6137391A
JPS6137391A JP15896384A JP15896384A JPS6137391A JP S6137391 A JPS6137391 A JP S6137391A JP 15896384 A JP15896384 A JP 15896384A JP 15896384 A JP15896384 A JP 15896384A JP S6137391 A JPS6137391 A JP S6137391A
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JP
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laser
workpiece
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magnetic field
worked
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JP15896384A
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Kiyoshi Inoue
潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
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Inoue Japax Research Inc
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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
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane

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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。

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方法に関する。
〔従来の技術〕
レーザ発振器から発振されたレーザ光を集束レンズによ
って集束し、被加工体に上記レーザ光を照射しつつ切断
、溝、凹部、表面削り又は溶接等の加工を行うレーザ加
工は公知であり現在様々な分野で利用されている。
然しなから、従来のレーザ加工は、例えば、被加工体に
切断又は溶接等の加工を施した場合に、上記被加工体の
加工部分が滑らかに仕上らず、加工の目的によっては上
記加工部分を研摩仕上げしなければならない場合があっ
た。
而して、レーザ加工は被加工体の切断、溶接又は精密な
加工等を容易且つ短時間に行なうことができるのである
が、上述の如く加工終了後に研摩等を行なって加工面荒
さを整えなければならないが、通常レーザ加工の対象と
なる微細加工に於ては、このような仕上を行なうことは
困難であると云う問題点があった。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、被加工体にレーザ光を照射して
被加工体を切断又は溶接した場合に上記被加工体の加工
部分が滑らかに仕上り、加工終了時にも上記加工部分に
研摩等を施す必要が無いレーザ加工方法を提供しようと
するものである。
〔問題点う解決するための手段〕
而して、上記の目的は、上記被加工体のレーザ光照射部
分に磁界をかけつつ加工を行なうことによって達成され
る。
〔作  用〕
叙上の如く、レーザ加工を一定の強さの磁界内で加工を
行なうことにより、上記被加工体の加工面部分を滑らか
に仕上げることができ、加工終了時に上記被加工体のレ
ーザ加工部分に研摩等を施す必要がなくなるので、加工
の応用範囲が拡大され、また、加工時間を短縮できるも
のである。
以下、図面により本発明方法を実施するための装置を参
照しつつ具体的に説明する。
第1図は、本発明方法を実施するための装置の一実施例
を示す説明図、第2図は、第1図中A−A断面図、第3
図は、他の実施例を示す説明図である。
先ず、第1図及び第2図について説明する。
第1図中、lはレーザ発振器、2はハウジング、2aは
上記ハウジング2に形成された孔、3a、3b。
3c及び3dは相互に焦点を異にする集束レンズ、4は
上記集束レンズ3a、3b、3C及び3dを固定する集
束レンズ固定部材、5はハウジング2の外周壁面に取り
付けられたモータ、6は仕切板、7及び8は加工用ガス
及び加工屑、蒸気等排除用のガス供給管、9及び10は
上記加工用ガス供給管7及び8を介してハロゲンガス等
の加工用ガス及び加工蒸気、ガス及び加工屑除去用の空
気や不活性ガス等を供給する加工用等ガス供給装置、1
1は上記ハウジング2の先端部分に被加工体12に相対
向して取り付けられた電磁石、13及び14はクロスス
ライドテーブル、15は上記クロススライドテーブル1
3及び14が搭載される基台、16及び17は上記クロ
ススライドテーブル13及び14をX軸方向及びY軸方
向に移動させるモータ、18は必要に応じて設けられる
電磁石で被加工体12を介して上記電磁石11と相対向
して設けられ、この場合上記電磁石11と共に上記被加
工体12の加工部分に磁界を作用させる。
19は上記電磁石11を固定する電磁石固定部材、20
は予め定められたプログラムに従ってレーザ発振器1、
集束レンズ固定部材を駆動するモータ5、ガス供給装置
9.10、クロススライドテーブル13及び14を駆動
するモータ】6及び17、電磁石11及び18へ電圧を
供給する図示されていない電源装置等を一括して制御す
る数値制御装置を含む制御装置である。
而して、レーザ発振器1はハウジング2内にそのレーザ
光発振出力方向に被加工体12と相対向するように納め
られており、上記レーザ発振器1から発振されたレーザ
光が、反射鏡等によって光路変更せしめられることなく
、レーザ発振器1がら出力光が直接集束レンズ3a、3
b、3c又は3dで集束せしめられ、被加工体12の加
工部分に照射されるように構成されている。
上記レーザ発振器1にはCO2レーザや1le−Neレ
ーザ等の気体レーザ、ルビーレーザやYAGレーザ等の
固体レーザその他を用い、また必要に応じてはQスイッ
チ法等によってより出力を高めることができるように構
成されている。なお、上記レーザ発振器1は制御装置2
0によってその出力及び焦点が適宜に制御せしめられる
と共に、上記レーザ発振器1のレーザ光出力を連続又は
強弱若しくはパルス状とすることができる。
4枚の集束レンズ3a、 3b、 3c及び3dはそれ
ぞれ集束率が異なり、円板状の集束レンズ固定部材4に
取り付けられると共に、上記集束レンズ固定部材4の中
心にはモータ5のシャフトが固定されている。
而して、被加工体12の材質、加工形状又は加工状態等
に応じて上記モータ5を駆動して集束レンズ固定部材4
を回転せしめることにより、上記集束レンズ3a、3b
、3C及び3dのうちから所望の集束率を有する集束レ
ンズを選択し、上記レーザ発振器1から発振されたレー
ザ光を上記集束レンズで所望の大きさのビームスポット
となるよう集束して加工を行なうことができる。即ち、
精密な切断加工等を行なう場合には、レーザ発振器lか
ら発振されたレーザ光を充分に集束する必要があるので
集束率の高い集束レンズを選択して行ない、熔接作業等
の場合には集束率の低い集束レンズを選択して行なう。
また、加工によっては同種のレンズを多数用意しておき
、輪番的に使用することによりレンズがレーザ光吸収に
より高温となることを防止しつつ加工を行なうこともあ
る。
ハウジング2の先端部分には被加工体12と相対向して
電磁石11が取り付けられており、また、上記被加工体
12を介して上記電磁石11と相対向する位置には電磁
石18が電磁石固定部月19によって支承されている。
被加工体12が取り付けられるクロススライドテーブル
13.14及び上記クロススライドテーブル13及び1
4が取り付けられる基台15の中央部は削り貫かれて棒
状に形成されており、上記両型磁石11.18からの磁
界が被加工体12の加工部分に、例えば被加工体12の
板面を貫通する方向の磁束として、更に所定の磁束密度
に集束した状態で作用するのを妨げることがないように
なっている。
而して、被加工体12と相対向したレーデ発振器■から
発振されたレーザ光は、制御装置20によって選択され
た集束レンズ3aによって被加工体12の加工すべき部
分に、加工に最適なビームスポットにされて照射される
と共に、上記部分に加工用及び加工屑、蒸気等排除用の
ガス供給管7及び8を介してガス供給装置9及び10か
らハロゲンガス等の加工用ガス及びその他のガスが供給
されて加工が施され、更に電磁石11及び12に図示さ
れていない電源装置から電圧が供給されて上記被加工体
12のレーザ光照射部分に被加工体12の厚さ方向に磁
界が加えられて加工が行なわれる。
なお、被加工体の加工部分に加えられる磁界の強さ、磁
束密度、磁束印加のオン・オフ及びそのオン・オフの周
期等の条件等は、加工の進行等に伴い適宜調整される。
また、加工用ガスとしてはハロゲンガスに限定されず、
被加工体12の材質及び加工形状等に応じて各種のフロ
ン系ガス、水蒸気、酸素ガス等又はこれらを適宜に混合
した混合ガス等が利用される。
被加工体12の加工送りは、上記制御装置20中の数値
制御装置が予め定められたプログラムに従って、クロス
スライドテーブル13及び14をそれぞれ移動させるモ
ータ16及び17に信号を送り、加工送り速度が制御さ
れつつ加工が行われるので、上記被加工体12には短時
間に極めて精度の高い加工が施される。
而して、上述の如く、被加工体12のレーザ光照射部分
に磁界を加えつつ加工を行なうことにより、上記被加工
体12の加工部分は滑らかに仕上り、加工終了時に上記
加工部分を研摩する必要も無いのである。
次に、第3図について説明する。
第3図中、第1図及び第2図中に付した番号と同一の番
号を付したものは同一の構成要素を示しており、21は
レーザ発振器、22はハウジング、23a、23b、2
3c及び23d(但し、図では23b及び28dは省略
されている。)は集束レンズ、24は上記集束レンズ2
3a、23b、23C及び23dを固定する集束レンズ
固定部材、25モータ、26は仕切板、27及び28は
加工用及び加工屑、蒸気等排除用のガス供給管、29及
び30はハロゲンガス等の加工用ガスその他を供給する
ガス供給装置、31は前記電磁石18と同様に必要に応
じて設けられるもので、上記ハウジング21の先端部分
に被加工体12を介して電磁石11と相対向して設けら
れ、上記電磁石11と共に上記被加工体12のレーザ光
照射部分に磁界を作用させる電磁石、32は予め定めら
れたプログラムに従ってレーザ発振器1及び21、集束
レンズ固定部材4.24を駆動するモータ5及び25、
ガス供給装置9.10.29及び30、クロススライド
テーブル13及び14を駆動するモータ16及び17、
電磁石11及び31へ電圧を供給する図示されていない
電源装置等を一括して制御する数値制御装置を含む制御
装置である。
而して、本実施例に於ては、レーザ発振器1及び21を
相対向して設け、その間に被加工体12を取り付けて上
記被加工体の両面からレーザ光を照射すると共に、上記
被加工体12のレーザ光照射部分に磁界を作用させつつ
加工を行うものである。
レーザ加工を行う場合には、第1図の装置と同様に、被
加工体12の材質及び加工形状等に応じて制御装置32
が予め定められプログラムに従って、モータ5及び25
に信号を送り、集束レンズ固定部材4及び24を回動し
、レーザ発振器1及び21からのレー砂光を集束するた
めの集束レンズを集束レンズ固定部材4及び24に取り
付けられた集束レンズ3a、3b、3c、3d及び23
a、23b、23c、23dのうちからプログラムによ
って定められた所定のものが選択された後に加工が行わ
れる。
而して、レーザ発振器1及び21から発振されたレーザ
光は、選択された集束レンズ3a及び23aによって充
分に集束され被加工体12の加工すべき部分に照射され
る。そして、制御装置32が予め定められたプログラム
に従って、上記レーザ発振器1及び21の発振周波数を
制御すると共に、電磁石11及び12に電圧を供給する
図示されていない電源回路、ガス供給装置9.10.2
9及び30、クロススライドテーブル13及び14をそ
れぞれ移動させるモータ】6及び17に信号を送り制御
し、上記被加工体12のレーザ光照射部分には被加工体
12の厚さ方向に磁界が加えられつつ加工が行なわれる
ので、磁界の作用によって上記被加工体12には精度が
高くしかも仕上面が滑らかな加工が短時間に施される。
特に、本実施例に於てはレーザ発振器1及び21が相対
向して設けられているので、一方のレーザ発振器1から
のレーザ光が被加工体12の加工すべき部分に供給され
ると、他方のレーザ発振器21からは上記被加工体12
の裏面から上記レーザ発振器1によって照射された照射
点に対応する位置若しくはその加工進行方向に多少先行
する位置に照射がなされて加工が行われるので、上記被
加工体12に短時間でより精度の高い加工を施すことが
できる。
〔実 施 例〕
1)厚さ50μのステンレススチールに、YGAレーザ
の出力を50Wととし、そのビームスポットを8μφに
集束すると共に、4にガウスの磁界内で切断加工を行な
った。
切断中の切断面の荒さは32μRmaxであり、切断後
の切断面の荒さは11μRmaxであった。
これに対して磁界をかけないで上記と同様なステンレス
スチールを切断加工した場合には、切断中の切断面の荒
さは82μRmaxであり、切断後の切断面の荒さは1
8μRmaxであった。
2)厚さ50μのステンレススチールに、CO2レーザ
の出力を650Wととし、そのビームスポットを35μ
φに集束すると共に、8にガウスの磁界内で溶接加工を
行なった。
溶接後の面の荒さは16μRmaxであった。
これに対して磁界をかけないで上記と同様なステンレス
スチールを溶接加工した場合には、溶接後の面の荒さは
35μRmaにであった。
〔発明の効果〕
本発明は紙上の如く構成されるので、本発明によるとき
には、磁界内でレーザ加工を行なうことにより、磁界と
レーザ加工時発生ずるプラズマの相互作用により上記被
加工体の加工部分は滑らかな仕上面となり、加工終了後
に上記被加工体の加工部分に研摩等を施す必要がなくな
るので、加工の応用範囲が拡大され、又加工時間を短縮
することができると共に、加工コストを大幅に下げるこ
とができる。
なお、本発明は紙上の実施例に限定されるものではない
。即ち、例えば、本実施例に於てはレーザ発振器及び電
磁石を固定しておき被加工体をクロススライドテーブル
によってX軸及びY軸方向に移動させるようにしたが、
被加工体を固定しておきレーザ発振器及び電磁石を移動
させるように構成してもよい。また、電磁石の取り付は
位置も実施例に限定されるものではなく、被加工体のレ
ーザ光照射部分に磁界を与えることができるのであれば
他の位置であってもよい。更に、集束レンズ固定部材を
モータによって駆動するようにしたが、これは他の公知
の駆動装置を利用することができるものであって、使用
中の集束レンズ、又は使用後か使用中の所定の加工中断
期間中に、上記集束レンズを冷却ガスや冷却液によって
冷却する冷却装置を付設するようにしたり、集束レンズ
とレーザ発振器又は被加工体間の距離の一方又は両方を
レーザ光の集束度や集束位置の調整設定のために相対的
に変更調整可能に構成するようにしてもよい。その他、
電磁石へ交流、直流又はパルス状の励磁電流を供給する
図示されていない電源装置の制御の仕方、加工用等のガ
ス供給装置からのガス供給方法等は本発明の目的の範囲
内で自由に設計変更できるものであって、本発明はそれ
らの総てを包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法を実施するための装置の一実施例
を示す説明図、第2図は、第1図中へ−A断面図、第3
図は、他の実施例を示す説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 レーザ発振器から発振出力されたレーザ光を集束レンズ
    によって集束せしめ被加工体に上記レーザ光を照射しつ
    つ加工を行うレーザ加工方法に於て、 上記被加工体のレーザ光照射部分に磁界をかけつつ加工
    を行なうことを特徴とする上記のレーザ加工方法。
JP15896384A 1984-07-31 1984-07-31 レ−ザ加工方法 Granted JPS6137391A (ja)

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JP15896384A JPS6137391A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 レ−ザ加工方法

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JP15896384A JPS6137391A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 レ−ザ加工方法

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Publication Number Publication Date
JPS6137391A true JPS6137391A (ja) 1986-02-22
JPH0124598B2 JPH0124598B2 (ja) 1989-05-12

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100848174B1 (ko) 2006-11-13 2008-07-23 주식회사 세원정공 레이저 용접시 발생하는 플라즈마 제어를 위한 레이저 용접지그
TWI406732B (zh) * 2011-06-09 2013-09-01 Univ Nat Yunlin Sci & Tech Magnetic field assisted laser plasma device
CN107214416A (zh) * 2017-06-30 2017-09-29 安徽悦众车身装备有限公司 汽车离合分泵壳体焊接电磁固定机座
CN111702353A (zh) * 2020-06-30 2020-09-25 松山湖材料实验室 激光剥离晶圆装置及激光剥离晶圆方法

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CN111702353B (zh) * 2020-06-30 2022-04-05 松山湖材料实验室 激光剥离晶圆装置及激光剥离晶圆方法

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JPH0124598B2 (ja) 1989-05-12

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