JPS6252981A - Multiple laser application head - Google Patents
Multiple laser application headInfo
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- JPS6252981A JPS6252981A JP60192295A JP19229585A JPS6252981A JP S6252981 A JPS6252981 A JP S6252981A JP 60192295 A JP60192295 A JP 60192295A JP 19229585 A JP19229585 A JP 19229585A JP S6252981 A JPS6252981 A JP S6252981A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
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- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、レーザビームを利用する照射ヘッドに関し、
特に複数のレーザビームを交差させることにより、被加
工物から大きな切断片を所定の形状で取り除くためのレ
ーザ照射ヘッドに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an irradiation head that utilizes a laser beam,
In particular, the present invention relates to a laser irradiation head for removing large cut pieces in a predetermined shape from a workpiece by intersecting a plurality of laser beams.
従来技術
被加工物にV字状の切り溝を形成し、その部分を所定の
形状の切断片として取り除く加工が存在する。2. Description of the Related Art There is a process in which a V-shaped cut groove is formed in a workpiece and that portion is removed as a cut piece of a predetermined shape.
従来、このような加工では、1つのレーザビームを用い
て被加工物を所定の深さで切断線を入れ、次にレーザビ
ームと被加工物の相対的な角度を変えて、先に切断した
底部を目がけて別の角度で切断線を入れ、切断片を取り
除くか、または互いに直角で交わる2つのレーザビーム
を固定的に設定して、それぞれの焦点を傾斜、回転、あ
るいは移動可能な取り付は手段で支えられた被加工物に
当てることによって切断片を取り除(ようにしている。Conventionally, in this type of processing, a single laser beam is used to make a cutting line in the workpiece at a predetermined depth, and then the relative angle between the laser beam and the workpiece is changed to cut the workpiece first. Either make a cut line at a different angle to the bottom and remove the cut piece, or set up two fixed laser beams at right angles to each other and tilt, rotate, or move their respective focal points. The cut piece is removed by applying it to a workpiece supported by means.
ところが、前者の加工方式では、段取り替えの手間に加
えて、2度の切断加工が必要とされるため作業能率が悪
い。また後者の手段では、溝切り加工や穴加工などがで
きないため、実用上の汎用性に限界があった。However, in the former processing method, in addition to the hassle of setup change, two cutting operations are required, resulting in poor work efficiency. In addition, the latter method does not allow grooving or hole machining, so there is a limit to its practical versatility.
発明の目的
したがって、本発明の目的は、被加工物から所定の形状
の切断片を1度の加工によって連続的に取り除くことの
できるレーザ加工へ、トを提供することである。OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for laser machining that allows cutting pieces of a predetermined shape to be continuously removed from a workpiece in a single process.
発明の解決手段
そこで、本発明は、互いに交わる2つの軸のうち、一方
の第1軸にレーザビームの集光手段を取り付け、また他
方の第2軸に対し第2の集光手段を所定の交角で、しか
も上記第1軸と第2軸との交点に向けて回動可能な状態
で取り付けるとともに、それらの集光手段にレーザビー
ムを上記第1軸と第2軸の交点に向けて、誘導するよう
にしている。Solution to the Invention Therefore, the present invention provides a laser beam condensing means attached to one first axis of two axes that intersect with each other, and a second condensing means attached to the other second axis. Attached in a rotatable manner toward the intersection of the first axis and the second axis at an intersecting angle, and directing the laser beam to the focusing means toward the intersection of the first axis and the second axis, I'm trying to guide you.
加工時に、上記第2の集光手段を第1軸を中心として回
動させ、また第2軸を中心として独立的に回転させるこ
とによって、2つのレーザビームは、被加工物に対し、
7字状の切断線を形成し、その部分から所定の形状の切
断片を分離させる。During processing, by rotating the second focusing means about the first axis and independently about the second axis, the two laser beams are directed toward the workpiece.
A 7-shaped cutting line is formed, and a cut piece of a predetermined shape is separated from that part.
このようにして、所定の形状の切断片が被加工物から連
続的に形成される。In this way, cut pieces of a predetermined shape are continuously formed from the workpiece.
なお、上記第1軸の回転は、加工軌跡に沿って、第2集
光手段のレーザビームを常に法線方向に設定するための
ものであり、第2軸を中心とする第2集光手段の回転は
、■溝状切断線の切断角度を設定するためのものである
。Note that the rotation of the first axis is to always set the laser beam of the second focusing means in the normal direction along the processing trajectory, and the rotation of the second focusing means about the second axis The rotation is for setting the cutting angle of the groove-shaped cutting line.
実施例の構成
第1図は、本発明の複数レーザ照射ヘッド1を示してい
る。この複数レーザ照射ヘッド1は、全体として、第1
回転ブラケット2、および第2回転ブラケット3によっ
て構成されている。Structure of the Embodiment FIG. 1 shows a multi-laser irradiation head 1 of the present invention. This multiple laser irradiation head 1 as a whole has a first
It is composed of a rotating bracket 2 and a second rotating bracket 3.
上記第1回転ブラケット2は、所定の形状で、中空状に
形成されており、その上端部分で第1中空軸4の下端部
分に固定され、上下の玉軸受け5によって、支持枠6に
対し、第1軸Aを中心として回転自在に支持されている
。なおこの第1中空軸4は、支持枠6の内部のウオーム
7、およびウオームホイール8を介し、外部の第1サー
ボモータ9によって駆動されるようになっている。The first rotating bracket 2 has a predetermined shape and is hollow, and its upper end portion is fixed to the lower end portion of the first hollow shaft 4, and the upper and lower ball bearings 5 support the support frame 6. It is rotatably supported around a first axis A. Note that this first hollow shaft 4 is driven by an external first servo motor 9 via a worm 7 and a worm wheel 8 inside the support frame 6.
また上記第1回転ブラケット2は、上記第1軸への軸線
上の下端部分で、スリーブ10を同心的に固定しており
、その下端部分で集光レンズなどを含む第1集光手段1
1を保持している。なおこのスリーブ10は、その上部
で第1軸Aに対し例えば45°の傾斜角で、半透過型の
反射鏡12を固定している。Further, the first rotating bracket 2 concentrically fixes the sleeve 10 at its lower end portion on the axis line to the first axis, and at its lower end portion the first light condensing means 1 including a condensing lens etc.
It holds 1. Note that this sleeve 10 has a transflective mirror 12 fixed thereon at an inclined angle of, for example, 45 degrees with respect to the first axis A.
また、前記第2回転ブラケット3は、その一部で第2中
空軸13の下端部分に取り付けられており、前記第1中
空軸4と同様に、両端部の玉軸受け14によって、第1
回転ブラケット2の軸受筒2aに対し、第2軸Bを中心
として回転自在に支持されており、ウオーム15、ウオ
ームホイール16および第2サーボモータ17によって
駆動されるようになっている。そして、この第2回転ブ
ラケット3は、その下方部分で第2集光手段18を第3
軸Cと同一軸線上で支持している。この第3軸Cは、上
記第1軸Aと第2軸Bとの交点Pに向けて設定されてい
る。この第1軸Aと第2軸Bとの交角αは、この実施例
では30°に設定されており、また第2軸Bと第3軸C
との交角βは、上記と同様に30°に形成されている。Further, the second rotation bracket 3 is partially attached to the lower end portion of the second hollow shaft 13, and similarly to the first hollow shaft 4, the second rotation bracket 3 is attached to the first
It is rotatably supported by the bearing tube 2a of the rotating bracket 2 about a second axis B, and is driven by a worm 15, a worm wheel 16, and a second servo motor 17. The second rotating bracket 3 connects the second condensing means 18 to the third condensing means 18 at its lower part.
It is supported on the same axis as axis C. This third axis C is set toward the intersection P of the first axis A and the second axis B. The intersection angle α between the first axis A and the second axis B is set to 30° in this embodiment, and the second axis B and the third axis C
The intersecting angle β is 30° as in the above case.
したがって、上記第2軸Bは、第1軸Aと第3軸Cと交
角の2等分線となっている。Therefore, the second axis B is a bisector of the intersecting angle of the first axis A and the third axis C.
そして、レーザビーム20は、第1中空軸4の上方部分
から、第1軸Aに沿って入射され、前記半透過型の反射
鏡12を透過して、第1集光手段11に導かれるほか、
その反射鏡12で分割され、第1回転ブラケット2に取
り付けられた、反射鏡19で第2軸Bに沿って進行し、
さらにこの第2軸B上で、第2回転ブラケット3に取り
付けられた反射鏡21および、第3軸C上で、第2回転
ブラケット3に取り付けられた反射鏡22によって第2
集光手段18に導かれ、第1軸A、第2軸B、および第
3軸Cの交点Pに向けて2方向から同時に照射される。The laser beam 20 is incident along the first axis A from the upper part of the first hollow shaft 4, passes through the semi-transmissive reflecting mirror 12, and is guided to the first condensing means 11. ,
It is divided by the reflecting mirror 12 and moves along the second axis B by the reflecting mirror 19 attached to the first rotating bracket 2,
Furthermore, on this second axis B, a second rotation bracket is formed by a reflecting mirror 21 attached to the second rotating bracket 3, and on the third axis C, a reflecting mirror 22 attached to the second rotating bracket 3.
The light is guided by the condensing means 18 and irradiated simultaneously from two directions toward the intersection P of the first axis A, second axis B, and third axis C.
これらの反射鏡12.19.21.22は、レーザビー
ム誘導手段を構成している。These reflecting mirrors 12.19.21.22 constitute laser beam guiding means.
次に、第2図は、複数レーザ照射ヘッド1をプレーナ式
直角座標型の加工装置Z24に組み込んだ例を示してい
る。Next, FIG. 2 shows an example in which the plurality of laser irradiation heads 1 are incorporated into a planar rectangular coordinate processing apparatus Z24.
本発明の複数レーザ照射ヘッド1は、支持枠6により、
上下スライド部25に取り付けられている。そして、こ
の上下スライド部25は、サドル26に対しZ方向に移
動可能な状態で支持され、サーボモータ27および図示
しない送りねしユニットなどによって高さ方向に位置決
めされる。なお、レーザ発振器23からのレーザビーム
20は、案内管28の内部を通り、ビームベンダ29な
どによって、第1軸A上に導かれている。The multiple laser irradiation head 1 of the present invention has a support frame 6 that allows for
It is attached to the vertical slide section 25. The vertical slide portion 25 is supported movably in the Z direction relative to the saddle 26, and is positioned in the height direction by a servo motor 27 and a feed screw unit (not shown). Note that the laser beam 20 from the laser oscillator 23 passes through the inside of the guide tube 28 and is guided onto the first axis A by a beam bender 29 or the like.
また上記サドル26は、クロスビーム30に対し、Y方
向に移動可能な状態で取り付けらでおり、サーボモータ
31、および図示しない送りねじユニットによってY方
向に駆動される。なお上記クロスビーム30は、テーブ
ル32をまたいだ状態で、機台33の上の左右のコラム
34によって支持されている。The saddle 26 is attached to the cross beam 30 so as to be movable in the Y direction, and is driven in the Y direction by a servo motor 31 and a feed screw unit (not shown). Note that the cross beam 30 is supported by left and right columns 34 on the machine base 33 while straddling the table 32.
また上記テーブル32は、ベッド35の上でX方向に移
動可能な状態で支持されており、サーボモータ36、お
よび図示しない送りねじユニットによってX方向に駆動
される。そして、被加工物37は、このテーブル32の
上に固定された状態で載せられている。なお、これらの
サーボモータ27.31.36は、制御装置38によっ
て駆動され、複数レーザ照射ヘッド1をY方向およびZ
方向に移動させ、また被加工物37をX方向に移動させ
る。The table 32 is supported on the bed 35 so as to be movable in the X direction, and is driven in the X direction by a servo motor 36 and a feed screw unit (not shown). The workpiece 37 is placed on the table 32 in a fixed state. Note that these servo motors 27, 31, and 36 are driven by the control device 38 to move the multiple laser irradiation head 1 in the Y direction and the Z direction.
direction, and the workpiece 37 is moved in the X direction.
実施例の作用
制御装置38は、あらかじめ入力された制御プログラム
に基づいて、複数レーザ照射ヘッド1を所定の高さに設
定した後、Y方向の運動を連続的に与えると同時に、被
加工物37にもX方向の運動を与える。これによって、
複数レーザ照射ヘッド1は、例えば第3図に示すような
加工軌跡に沿って、交点(加工点)Pを移動させていく
。The action control device 38 of the embodiment sets the plurality of laser irradiation heads 1 to a predetermined height based on a control program input in advance, and then continuously applies motion in the Y direction, and simultaneously moves the workpiece 37. also gives motion in the X direction. by this,
The multiple laser irradiation head 1 moves the intersection point (processing point) P along a processing trajectory as shown in FIG. 3, for example.
一方、このような移動中に、第1サーボモータ9は、第
1中空軸4を所定の方向に回転させることによって、第
3軸C上のレーザビーム20を常に、上記軌跡の各点で
の法線方向に設定していく。On the other hand, during such movement, the first servo motor 9 rotates the first hollow shaft 4 in a predetermined direction, thereby constantly directing the laser beam 20 on the third axis C to each point on the trajectory. Set it in the normal direction.
この間に、第1集光手段11、および第2集光手段18
は、2つのレーザビーム20を交点(加工点)Pに向け
て照射し、被加工物37をV字状の切断線に沿って、熱
的に溶断していく。このときの切断角度(α+β)は、
第2サーボモータ17を回転させることによって、最大
交角(60°)の範囲内で、任意に設定できる。すなわ
ち、第2集光手段18が第1図に示すような角度に設定
されているとき、切断角度は最大に設定される。しかし
、この第2集光手段18が第2軸Bを中心として、回転
すると、溶断角度は、この実施例で、60°から最小角
度の範囲で自由に設定できることになる。ここに、最小
角度は第1集光手段11と第2集光手段18とが互いに
干渉しないで、最も接近したときのそれらの光軸の相対
角度である。During this time, the first condensing means 11 and the second condensing means 18
The two laser beams 20 are irradiated toward the intersection (processing point) P, and the workpiece 37 is thermally fused along the V-shaped cutting line. The cutting angle (α+β) at this time is
By rotating the second servo motor 17, the angle can be set arbitrarily within the range of the maximum intersection angle (60°). That is, when the second condensing means 18 is set at an angle as shown in FIG. 1, the cutting angle is set to the maximum. However, when the second condensing means 18 rotates about the second axis B, the fusing angle can be freely set in the range from 60° to the minimum angle in this embodiment. Here, the minimum angle is the relative angle of the optical axes of the first condensing means 11 and the second condensing means 18 when they are closest to each other without interfering with each other.
この切断角度は、通常、1つの連続的な加工中に変更さ
れないが、変更することも可能である。This cutting angle is usually not changed during one continuous process, but it can also be changed.
なお、これらの第1サーボモータ9、および第2サーボ
モータ17は、専用の制御装置によって制御されるか、
または前記制御装置38によって、他のサーボモータ2
7.31.36と同様に制御されるようになっている。Note that these first servo motor 9 and second servo motor 17 are controlled by a dedicated control device, or
Alternatively, the control device 38 may control another servo motor 2.
It is controlled in the same way as 7.31.36.
発明の変形例
上記実施例は、最大交角を606に設定した例を示して
いるが、この最大加工角は、用途に応じて、適当に設定
される。また交角α、βは、実施例のように等しく設定
されるほか、加工内容に応じて、異なるように設定され
ることもある。Modifications of the Invention The above embodiments show an example in which the maximum intersection angle is set to 606, but this maximum machining angle can be set appropriately depending on the application. Further, the intersecting angles α and β may be set equally as in the embodiment, or may be set differently depending on the processing content.
発明の効果 本発明では次のような効果が得られる。Effect of the invention The present invention provides the following effects.
まず、一度の加工で、立体的な切断片が被加工物から能
率よく取り除かれる。また加工深さや、加工時の交角が
運転中にも任意に設定できるため、被加工物に対し、任
意の角度でV字状の溝加工や、切り立った穴の加工、さ
らに溝の加工が可能となる。また、難切削材料の1つの
ブロックから所定形状の部品が粗加工によって切り出す
ことができ、金型などの複雑な形状のものが高能率で粗
削りによって製作できる。First, three-dimensional cut pieces can be efficiently removed from the workpiece in a single process. Additionally, since the machining depth and the intersection angle during machining can be set arbitrarily during operation, it is possible to machine V-shaped grooves, steep holes, and even grooves on the workpiece at any angle. becomes. In addition, parts of a predetermined shape can be cut out from a single block of difficult-to-cut material by rough machining, and parts of complex shapes such as molds can be manufactured by rough machining with high efficiency.
第1図は本発明の複数レーザ照射ヘッドの垂直断面図、
第2図は本発明の複数レーザ照射ヘッドを有する加工装
置の斜面図、第3図は加工軌跡の平面図、第4図は加工
部分の拡大断面図である。
1・・複数レーザ照射ヘッド、2・・第1回転ブラケッ
ト、3・・第2回転ブラケット、4・・第1中空軸、6
・・支持枠、9・・第1サーボモータ、11・・第1集
光手段、12・・半透過型の反射鏡、13・・第2中空
軸、17・・第2サーボモータ、18・・第2集光手段
、19・・反射鏡、20・・レーザビーム、21.22
・・反射鏡、23・・レーザ発振器、24・・加工装置
、37・・被加工物。
特 許 出 願 人 株式会社日平トヤマ代 理
人 弁理士 中 川 國 男第2図FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a multiple laser irradiation head of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view of a processing apparatus having a plurality of laser irradiation heads according to the present invention, FIG. 3 is a plan view of a processing trajectory, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of a processing portion. 1... Multiple laser irradiation heads, 2... First rotating bracket, 3... Second rotating bracket, 4... First hollow shaft, 6
...Support frame, 9..First servo motor, 11..First condensing means, 12..Semi-transparent reflector, 13..Second hollow shaft, 17..Second servo motor, 18.・Second condensing means, 19...Reflector, 20...Laser beam, 21.22
...Reflector, 23.. Laser oscillator, 24.. Processing device, 37.. Workpiece. Patent applicant: Nippei Toyama Co., Ltd.
Person Patent Attorney Kunio Nakagawa Figure 2
Claims (1)
、上記第1軸上で上記第1回転ブラケットに取り付けら
れた第1集光手段と、上記第1軸に対して、所定の交角
で交差する第2軸上で上記第1回転ブラケットに回転自
在に支持された第2回転ブラケットと、この第2回転ブ
ラケットの第2軸に対して所定の交角でしかも上記の第
1軸と第2軸との交点に向けて取り付けられた第2集光
手段と、レーザ発振器から入射するレーザビームを上記
の第1集光手段および第2集光手段に導くレーザビーム
誘導手段とからなることを特徴とする複数レーザ照射ヘ
ッド。a first rotation bracket rotatably supported on a first axis; a first light condensing means attached to the first rotation bracket on the first axis; and a predetermined intersection angle with respect to the first axis. a second rotating bracket rotatably supported by the first rotating bracket on a second axis that intersects with the first axis; The second focusing means is attached toward the intersection with the two axes, and the laser beam guiding means guides the laser beam incident from the laser oscillator to the first focusing means and the second focusing means. Features multiple laser irradiation heads.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60192295A JPS6252981A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Multiple laser application head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60192295A JPS6252981A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Multiple laser application head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6252981A true JPS6252981A (en) | 1987-03-07 |
JPH0545358B2 JPH0545358B2 (en) | 1993-07-08 |
Family
ID=16288897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60192295A Granted JPS6252981A (en) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Multiple laser application head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6252981A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0361294A (en) * | 1989-07-28 | 1991-03-18 | Ishikawajima Yusoki Kk | Regulating method for working range |
JPH0642890U (en) * | 1992-11-13 | 1994-06-07 | 日本電設工業株式会社 | Tracked land-use work vehicle with crane |
EP0860230A1 (en) * | 1997-02-19 | 1998-08-26 | Lasag Ag | Laser machining device, in particular for machining tie rods |
NL1029171C2 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-05 | Fico Bv | Device and method for processing electronic components with a double cutting radius. |
WO2020099173A1 (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-22 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method and apparatus for irradiating a material with an energy beam |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192295A patent/JPS6252981A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0545358B2 (en) | 1993-07-08 |
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