JPS63115688A - レ−ザ−加工装置 - Google Patents
レ−ザ−加工装置Info
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- JPS63115688A JPS63115688A JP61260430A JP26043086A JPS63115688A JP S63115688 A JPS63115688 A JP S63115688A JP 61260430 A JP61260430 A JP 61260430A JP 26043086 A JP26043086 A JP 26043086A JP S63115688 A JPS63115688 A JP S63115688A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 title 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- 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〕
この発明は、圧延ロール等の被加工物表面にレーザービ
ームを照射して無数の凹凸を精確なパターンとして形成
するためのレーザー加工装置に関する。
ームを照射して無数の凹凸を精確なパターンとして形成
するためのレーザー加工装置に関する。
近年、調質圧延用ワークロール等の表面にレーザービー
ムをパルス状に照射してロール表面上に無数の凹凸を形
成し、冷延鋼板の調質圧延工程に際して上記ロールを使
用することにより鋼板表面にロール表面の凹凸パターン
を転写する方法が採られている。
ムをパルス状に照射してロール表面上に無数の凹凸を形
成し、冷延鋼板の調質圧延工程に際して上記ロールを使
用することにより鋼板表面にロール表面の凹凸パターン
を転写する方法が採られている。
このレーザービームを加工に利用する方法は、従来の鋼
製グリッドをロール表面に投射するショツトブラスト法
で形成される凹凸パターンとは異なり、それぞれの凹凸
の大きさがロール全面にわたって均一であり且つ互いに
隣接する凹凸のピッチが一定であることから、このロー
ルで圧延された鋼板表面の塗装後の鮮映性が向上すると
いう特徴を有している。
製グリッドをロール表面に投射するショツトブラスト法
で形成される凹凸パターンとは異なり、それぞれの凹凸
の大きさがロール全面にわたって均一であり且つ互いに
隣接する凹凸のピッチが一定であることから、このロー
ルで圧延された鋼板表面の塗装後の鮮映性が向上すると
いう特徴を有している。
このような、従来のレーザービームを使用した加工装置
の例を第2,3図について説明する。
の例を第2,3図について説明する。
図において、1は被加工物である調質圧延用ワークロー
ル(以下、ロールと称す)であって、支持台2,3によ
って回転可能に支持されている。
ル(以下、ロールと称す)であって、支持台2,3によ
って回転可能に支持されている。
4は駆動部であって、動力伝達部5を介して支持台3に
回転力を与え、ロール1を回転させる。6は上記諸部品
2〜5を設置した基台である。
回転力を与え、ロール1を回転させる。6は上記諸部品
2〜5を設置した基台である。
7はレーザー発振器であって、基台8に設けられたレー
ル9上を移動可能な台車10に取付けられている。レー
ル9はロール1の軸に平行に設けてあり、台車10がこ
のロール表面に対して平行移動できるようになっている
。1)は伝送ダクトであって、レーザー発振器7から発
射されたレーザーシームを集光レンズ12へ導く通路を
なしており、該ダクトの屈曲部には内部に平面ミラー1
3を設けてレーザービームを反射させ、集光レンズ12
を通してロール1表面を照射するようになっている。
ル9上を移動可能な台車10に取付けられている。レー
ル9はロール1の軸に平行に設けてあり、台車10がこ
のロール表面に対して平行移動できるようになっている
。1)は伝送ダクトであって、レーザー発振器7から発
射されたレーザーシームを集光レンズ12へ導く通路を
なしており、該ダクトの屈曲部には内部に平面ミラー1
3を設けてレーザービームを反射させ、集光レンズ12
を通してロール1表面を照射するようになっている。
集光レンズ12によって収束したレーザービームは、集
光レンズ12を取付けたトーチ16の先端に設けた通孔
16aからビームチョッパリング手段であるメカニカル
チョッパ14を介してロール1上に焦点を結ぶようにな
っている。また、円板状のメカニカルチョッパ14には
レーザービームが通過できる複数のスリットが円周状に
配設されていて、この円板を別途手段で回転軸14aを
中心として高速回転させることによりレーザービームを
寸断してパルス化し、ロール1に照射して該ロール表面
に無数の微小凹部が一定ピッチで形成されるようになっ
ている。15はアシストガス吹付は手段であるガスノズ
ルであって、その先端はメカニカルチョッパ14の外周
端部の直近に開口するごとく設けられ、ここからアシス
トガス(例えば02)をロール1上のレーザービーム照
射位置へ向けて吹付けることにより、穿設される微小凹
部、すなわち微小穴の形状が均一に且つ必要な深さに形
成されるよう補助する。
光レンズ12を取付けたトーチ16の先端に設けた通孔
16aからビームチョッパリング手段であるメカニカル
チョッパ14を介してロール1上に焦点を結ぶようにな
っている。また、円板状のメカニカルチョッパ14には
レーザービームが通過できる複数のスリットが円周状に
配設されていて、この円板を別途手段で回転軸14aを
中心として高速回転させることによりレーザービームを
寸断してパルス化し、ロール1に照射して該ロール表面
に無数の微小凹部が一定ピッチで形成されるようになっ
ている。15はアシストガス吹付は手段であるガスノズ
ルであって、その先端はメカニカルチョッパ14の外周
端部の直近に開口するごとく設けられ、ここからアシス
トガス(例えば02)をロール1上のレーザービーム照
射位置へ向けて吹付けることにより、穿設される微小凹
部、すなわち微小穴の形状が均一に且つ必要な深さに形
成されるよう補助する。
しかしながら、このような従来の加工装置にあっては、
アシストガスを被加工物表面に対して垂直方向に吹付け
ることができず、且つガスノズル先端がチョッパ円板に
近接した構成となっているため、(1)アシストガスが
斜め方向に吹付けられて、レーザーによって形成された
穴形状が歪む、(2)チョッパ円板の高速回転により生
じる風圧によってアシストガスの流れが乱され、被加工
物表面に有効に作用しない、(3)チョッパとガスノズ
ルとの相互位置関係がレーザーで形成される穴形状に大
きく影響するが、その調整は微妙であり時間がかかる、
(4)レーザービームの集光にはレンズを用いているの
で、レーザービームのエネルギの一部がレンズに吸収さ
れ、レンズの温度が上昇してレンズの熱膨張による変形
でビームの焦点がボケで穴形状が不精確となり且つレン
ズの寿命が短くなる、といった多くの問題点があった。
アシストガスを被加工物表面に対して垂直方向に吹付け
ることができず、且つガスノズル先端がチョッパ円板に
近接した構成となっているため、(1)アシストガスが
斜め方向に吹付けられて、レーザーによって形成された
穴形状が歪む、(2)チョッパ円板の高速回転により生
じる風圧によってアシストガスの流れが乱され、被加工
物表面に有効に作用しない、(3)チョッパとガスノズ
ルとの相互位置関係がレーザーで形成される穴形状に大
きく影響するが、その調整は微妙であり時間がかかる、
(4)レーザービームの集光にはレンズを用いているの
で、レーザービームのエネルギの一部がレンズに吸収さ
れ、レンズの温度が上昇してレンズの熱膨張による変形
でビームの焦点がボケで穴形状が不精確となり且つレン
ズの寿命が短くなる、といった多くの問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点にがんがみてなさ
れたものであって、ビームの集光手段として集光ミラー
を使用し、かつビームチョッパリング手段を前記集光ミ
ラーに関して被加工物と反対の側に設ける等により、上
記問題点を解決することを目的としている。
れたものであって、ビームの集光手段として集光ミラー
を使用し、かつビームチョッパリング手段を前記集光ミ
ラーに関して被加工物と反対の側に設ける等により、上
記問題点を解決することを目的としている。
この発明は、レーザービームを被加工物にパルス状に照
射して加工するために、トーチに設けた集光手段とビー
ムチョッパリング手段とアシストガス吹付は手段を備え
たレーザー加工装置において、前記集光手段を集光ミラ
ーとするとともに前記ビームチョッパリング手段を前記
集光ミラーに関して被加工物と反対の側に設けたことを
特定発明とし、さらにアシストガス吹付は手段を前記集
光ミラーの光軸に沿って被加工物に吹付けるように設け
たことを併合発明とするレーザー加工装置としたもので
ある。
射して加工するために、トーチに設けた集光手段とビー
ムチョッパリング手段とアシストガス吹付は手段を備え
たレーザー加工装置において、前記集光手段を集光ミラ
ーとするとともに前記ビームチョッパリング手段を前記
集光ミラーに関して被加工物と反対の側に設けたことを
特定発明とし、さらにアシストガス吹付は手段を前記集
光ミラーの光軸に沿って被加工物に吹付けるように設け
たことを併合発明とするレーザー加工装置としたもので
ある。
ビームチョッパリング手段は、トーチに設けた集光ミラ
ーに関して被加工物と反対の側に設けられているため、
レーザー発振器から発射されるレーザービームはトーチ
に設けた集光ミラーに入射する前にパルス化され、その
パルスビームが集光ミラーで反射集光されて被加工物に
照射される。
ーに関して被加工物と反対の側に設けられているため、
レーザー発振器から発射されるレーザービームはトーチ
に設けた集光ミラーに入射する前にパルス化され、その
パルスビームが集光ミラーで反射集光されて被加工物に
照射される。
また、アシストガスは前記集光ミラーの光軸に沿って被
加工物表面に吹付けられ、従ってアシストガスの吹付は
方向とレーザービームの照射方向が同方向になるためと
、前記チョッパリング手段がアシストガス吹付は部と、
集光ミラーを間に介在させて、互いに離れているので、
チョッパ円板の高速回転で生じる風圧もガス吹付けに影
響しないため、被加工物表面に形成され穴形状は歪むこ
となく、精確な凹凸パターンとなる。
加工物表面に吹付けられ、従ってアシストガスの吹付は
方向とレーザービームの照射方向が同方向になるためと
、前記チョッパリング手段がアシストガス吹付は部と、
集光ミラーを間に介在させて、互いに離れているので、
チョッパ円板の高速回転で生じる風圧もガス吹付けに影
響しないため、被加工物表面に形成され穴形状は歪むこ
となく、精確な凹凸パターンとなる。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。第1図はこ
の発明の一実施例を示す図である。なお、第2図はレー
ザー加工装置の従来例の全体図であるが、第1図に示し
た部分以外については本実施例と同様であるため、実施
例による加工装置全体図は省略する。
の発明の一実施例を示す図である。なお、第2図はレー
ザー加工装置の従来例の全体図であるが、第1図に示し
た部分以外については本実施例と同様であるため、実施
例による加工装置全体図は省略する。
先ず、第1図について実施例の構成を説明する。
31は放物面ミラーで、レーザー発振器7がら発射され
平面ミラーI3で反射されたレーザービームを再び90
度その方向を曲げて次の放物面ミラー32へ投射させる
。また、前記放物面ミラー31は集光作用を有すること
から、このミラーのほぼ焦点位置にビームを切るごとく
設けられたチョッパ円板24のスリットを、集光されて
細くなったビームの光束が通過できるようになっている
。
平面ミラーI3で反射されたレーザービームを再び90
度その方向を曲げて次の放物面ミラー32へ投射させる
。また、前記放物面ミラー31は集光作用を有すること
から、このミラーのほぼ焦点位置にビームを切るごとく
設けられたチョッパ円板24のスリットを、集光されて
細くなったビームの光束が通過できるようになっている
。
そして従来例と同様なスリットを有するチョッパ円板2
4は、モータMによって高速回転しているので、スリッ
トを通過したビームは次の瞬間に遮光され、その次の瞬
間にはスリットを通過するといった極めて短いサイクル
が高速で繰り返されることにより、ビームはパルス化さ
れて放物面ミラー32に投射される。パルス化されたビ
ームは放物面ミラー32によって平行光線として90°
曲げて反射され、平面ミラー33に投射される。次いで
平面ミラー33は投射された平行ビームをさらに90’
曲げて反射し集光ミラー34に投射する。集光ミラー3
4は放物面反射鏡であって集光作用を有し、平面ミラー
33から投射された平行ビームを90°方向変換すると
ともに集光し、トーチノズル26の通孔26aを通って
被加工物であるロール1表面にほぼ焦点を結ぶごとく投
射する。ここで25はトーチボンクスであって、前記放
物面ミラー31.32、平面ミラー33、集光ミラー3
4等をそれぞれ所定位置関係に配設して収納している。
4は、モータMによって高速回転しているので、スリッ
トを通過したビームは次の瞬間に遮光され、その次の瞬
間にはスリットを通過するといった極めて短いサイクル
が高速で繰り返されることにより、ビームはパルス化さ
れて放物面ミラー32に投射される。パルス化されたビ
ームは放物面ミラー32によって平行光線として90°
曲げて反射され、平面ミラー33に投射される。次いで
平面ミラー33は投射された平行ビームをさらに90’
曲げて反射し集光ミラー34に投射する。集光ミラー3
4は放物面反射鏡であって集光作用を有し、平面ミラー
33から投射された平行ビームを90°方向変換すると
ともに集光し、トーチノズル26の通孔26aを通って
被加工物であるロール1表面にほぼ焦点を結ぶごとく投
射する。ここで25はトーチボンクスであって、前記放
物面ミラー31.32、平面ミラー33、集光ミラー3
4等をそれぞれ所定位置関係に配設して収納している。
27はトーチノズル26に設けられた02等のアシスト
ガス供給口であって、トーチノズル26内へ入ったガス
は、前記通孔26aからロール1表面へ噴射する。
ガス供給口であって、トーチノズル26内へ入ったガス
は、前記通孔26aからロール1表面へ噴射する。
次に作用を説明する。
被加工物であるロール1は従来例と同様に支持台2.3
に装着され、かつ回転される。
に装着され、かつ回転される。
次に、レーザー発振器7から発射されたレーザービーム
は伝送ダクト1)を通り、平面ミラーエ3によって90
°屈曲されて放物面ミラー31に投射される。放物面ミ
ラー31に投射されたビームはここで90°方向を屈曲
して反射されるとともに集光され、集光されたビームは
回転するチョッパ円板24によってパルス状となって次
の放物面ミラー32へ投射される。パルス状ビームはこ
の放物面ミラー32でその方向を90°屈曲した平行光
線として反射され、次いで平面ミラー33でまたその方
向を90°変換されて集光ミラー34へ投射される。集
光ミラー34へ投射された平行ビームはここで屈曲反射
されるとともに集光されてトーチノズル26の通孔26
aを通り、ロール1表面上にほぼ焦点を結ぶごとく投射
される。
は伝送ダクト1)を通り、平面ミラーエ3によって90
°屈曲されて放物面ミラー31に投射される。放物面ミ
ラー31に投射されたビームはここで90°方向を屈曲
して反射されるとともに集光され、集光されたビームは
回転するチョッパ円板24によってパルス状となって次
の放物面ミラー32へ投射される。パルス状ビームはこ
の放物面ミラー32でその方向を90°屈曲した平行光
線として反射され、次いで平面ミラー33でまたその方
向を90°変換されて集光ミラー34へ投射される。集
光ミラー34へ投射された平行ビームはここで屈曲反射
されるとともに集光されてトーチノズル26の通孔26
aを通り、ロール1表面上にほぼ焦点を結ぶごとく投射
される。
そして、この投射されたパルス状ビームによって回転支
持されたロール1表面上には、一定形状の微小凹穴が連
続的に形成されるとともに、通孔26aから集光ミラー
34の光軸に沿って吹き出すアシストガスによって、上
記微小穴が適度な深さと均一な形状に仕上がるごと(補
助される。
持されたロール1表面上には、一定形状の微小凹穴が連
続的に形成されるとともに、通孔26aから集光ミラー
34の光軸に沿って吹き出すアシストガスによって、上
記微小穴が適度な深さと均一な形状に仕上がるごと(補
助される。
また、レーザー発振器7を載置した台車10は、ロール
1の軸線に対してレール9上を平行移動することにより
、レーザービームはロール1の表面に沿って平行移動し
、かつロール1は一定速度で回転されることによってそ
の表面には無数の微小穴が規則的に穿設され、ロール1
の全面にわたって精確なパターンを形成することができ
る。
1の軸線に対してレール9上を平行移動することにより
、レーザービームはロール1の表面に沿って平行移動し
、かつロール1は一定速度で回転されることによってそ
の表面には無数の微小穴が規則的に穿設され、ロール1
の全面にわたって精確なパターンを形成することができ
る。
なお、上記実施例において使用した放物面ミラーは球面
ミラーを用いてもよい。
ミラーを用いてもよい。
以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
得られる。すなわち、(1)アシストガスの流れがチョ
ッパ円板の回転による影響を受けないので微小穴の形状
が安定し、特に加工能率を上げるためにチョッパ円板を
高速回転することが可能。
得られる。すなわち、(1)アシストガスの流れがチョ
ッパ円板の回転による影響を受けないので微小穴の形状
が安定し、特に加工能率を上げるためにチョッパ円板を
高速回転することが可能。
(2)アシストガスが集光ミラーの光軸に沿って吹付け
られるので、被加工物表面に規則的に形成される無数の
微小穴の形状が歪むことなく均一に形成される。(3)
従来では、本発明の集光ミラーに相当する集光レンズの
焦点位置、チョッパ及びガスノズルの相互位置の調整が
容易でなく多大の時間を要したが、本実施例では集光ミ
ラーの焦点位置調整のみでよいため、作業性が大幅に向
上した。(4)従来ではレーザービームの集光、拡散に
レンズを使用していたが、本発明ではミラーを使用する
ようにしたので、光学系部品の寿命が延長するとともに
、穴加工精度が向上した。
られるので、被加工物表面に規則的に形成される無数の
微小穴の形状が歪むことなく均一に形成される。(3)
従来では、本発明の集光ミラーに相当する集光レンズの
焦点位置、チョッパ及びガスノズルの相互位置の調整が
容易でなく多大の時間を要したが、本実施例では集光ミ
ラーの焦点位置調整のみでよいため、作業性が大幅に向
上した。(4)従来ではレーザービームの集光、拡散に
レンズを使用していたが、本発明ではミラーを使用する
ようにしたので、光学系部品の寿命が延長するとともに
、穴加工精度が向上した。
第1図は本発明に係る実施例の要部説明図、第2図はレ
ーザー加工装置の全体図であって従来例を示したもので
あるが、第1図に示した部分に相当する部分を除いては
実施例と同様な構成である装置の上面図、第3図は従来
例における要部説明図である。 1・・・・・・被加工物(ロール)、24・・・・・・
チョッパ円板(ビームチョッパリング手段)、25・・
・・・・トーチボックス、26・・・・・・トーチノズ
ル、26a・・・・・・通孔、27・・・・・・アシス
トガス供給口、34・・・・・・集光ミラー。 26.26a、27・・・・・・アシストガス吹付は手
段。
ーザー加工装置の全体図であって従来例を示したもので
あるが、第1図に示した部分に相当する部分を除いては
実施例と同様な構成である装置の上面図、第3図は従来
例における要部説明図である。 1・・・・・・被加工物(ロール)、24・・・・・・
チョッパ円板(ビームチョッパリング手段)、25・・
・・・・トーチボックス、26・・・・・・トーチノズ
ル、26a・・・・・・通孔、27・・・・・・アシス
トガス供給口、34・・・・・・集光ミラー。 26.26a、27・・・・・・アシストガス吹付は手
段。
Claims (2)
- (1)レーザービームを被加工物にパルス状に照射して
加工するために、トーチに設けた集光手段とビームチョ
ッパリング手段とアシストガス吹付け手段を備えたレー
ザー加工装置において、前記集光手段を集光ミラーとす
るとともに前記ビームチョッパリング手段を前記集光ミ
ラーに関して被加工物と反対の側に設けたことを特徴と
するレーザー加工装置。 - (2)レーザービームを被加工物にパルス状に照射して
加工するために、トーチに設けた集光手段とビームチョ
ッパリング手段とアシストガス吹付け手段を備えたレー
ザー加工装置において、前記集光手段を集光ミラーとす
るとともに前記ビームチョッパリング手段を前記集光ミ
ラーに関して被加工物と反対の側に設け、さらにアシス
トガス吹付け手段を前記集光ミラーの光軸に沿って被加
工物に吹付けるようにしたことを特徴とするレーザー加
工装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61260430A JPS63115688A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | レ−ザ−加工装置 |
US07/084,283 US4806724A (en) | 1986-08-15 | 1987-08-11 | Laser beam machining device |
AU76843/87A AU607707B2 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-13 | Laser beam machining device |
EP87111775A EP0257477A1 (en) | 1986-08-15 | 1987-08-13 | Laser beam machining device |
CA000544606A CA1280470C (en) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Laser beam machining device |
BR8704229A BR8704229A (pt) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | Aparelho de usinagem a raio laser |
KR1019870008952A KR880002613A (ko) | 1986-08-15 | 1987-08-14 | 레이저 가공 장치 |
CN198787105626A CN87105626A (zh) | 1986-08-15 | 1987-08-15 | 激光束机械加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61260430A JPS63115688A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | レ−ザ−加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63115688A true JPS63115688A (ja) | 1988-05-20 |
JPH0454554B2 JPH0454554B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=17347822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61260430A Granted JPS63115688A (ja) | 1986-08-15 | 1986-10-31 | レ−ザ−加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63115688A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2695262A1 (fr) * | 1992-09-01 | 1994-03-04 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Laser pulsé de grande puissance. |
FR2696284A1 (fr) * | 1992-09-01 | 1994-04-01 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Système laser pulsé de grande puissance. |
WO2004046709A1 (de) * | 2002-11-20 | 2004-06-03 | Richard Fritz Sauter | Analyseverfahren für moleküle, zur sequenzierung von molekülen und spektrometer hierfür |
TWI579093B (zh) * | 2015-11-13 | 2017-04-21 | 財團法人工業技術研究院 | 拋光裝置及其拋光方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1986
- 1986-10-31 JP JP61260430A patent/JPS63115688A/ja active Granted
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JPH0454554B2 (ja) | 1992-08-31 |
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