JPS63281790A - レ−ザ加工用光学ヘッドの駆動機構 - Google Patents
レ−ザ加工用光学ヘッドの駆動機構Info
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- JPS63281790A JPS63281790A JP62119825A JP11982587A JPS63281790A JP S63281790 A JPS63281790 A JP S63281790A JP 62119825 A JP62119825 A JP 62119825A JP 11982587 A JP11982587 A JP 11982587A JP S63281790 A JPS63281790 A JP S63281790A
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Classifications
-
- 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
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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】
〔概要〕
高反射率の金属板を被加工体とするレーザ加工では、垂
下する光軸に対して傾斜するレーザビームを用いる。こ
の場合、光学ヘッド本体は内蔵する一対の偏向プリズム
と集束レンズによって斜方向ビームを形成しているが、
本発明は、連結するＮＣ装置により、偏向プリズムを光
軸の回りに駆動させることによって、各種の曲線部分を
含む複雑形状のパターンを切り出す成形品の切断加工面
が、常に直角となるようにしたことである。
下する光軸に対して傾斜するレーザビームを用いる。こ
の場合、光学ヘッド本体は内蔵する一対の偏向プリズム
と集束レンズによって斜方向ビームを形成しているが、
本発明は、連結するＮＣ装置により、偏向プリズムを光
軸の回りに駆動させることによって、各種の曲線部分を
含む複雑形状のパターンを切り出す成形品の切断加工面
が、常に直角となるようにしたことである。
本発明は、例えば金属板、樹脂成形板など板状材料の切
断加工に係るレーザ加工用光学ヘッドの駆動機構に関す
る。
断加工に係るレーザ加工用光学ヘッドの駆動機構に関す
る。
近時、産業界ではレーザ加工機とＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃ
ａｌＣｏｎｔｒｏｌ）装置を組み合わせて、板状材料か
ら各種パターンの成形品を切断することが広く行われて
いる。本発明は、ヘッド本体の垂下する光軸に対してレ
ーザビームを斜照射せしめる偏向プリズムに対し、これ
を光軸回りに回動せしめて切断の加工品質を向上するこ
とである。
ａｌＣｏｎｔｒｏｌ）装置を組み合わせて、板状材料か
ら各種パターンの成形品を切断することが広く行われて
いる。本発明は、ヘッド本体の垂下する光軸に対してレ
ーザビームを斜照射せしめる偏向プリズムに対し、これ
を光軸回りに回動せしめて切断の加工品質を向上するこ
とである。
第４図（イ）は従来のレーザ加工用光学ヘッドの縦断面
図である。図によってヘッド本体の構成を説明する。
図である。図によってヘッド本体の構成を説明する。
レーザ光射出のヘッド本体２２は、光発振器より入力さ
れる入射レーザ光２と、入射レーザ光２を偏向かつ集束
して被加工体１の表面に切断加工用のビームスポット１
１を形成する光学系を内蔵す゛る。
れる入射レーザ光２と、入射レーザ光２を偏向かつ集束
して被加工体１の表面に切断加工用のビームスポット１
１を形成する光学系を内蔵す゛る。
更に具体的には、入射レーザ光２の中心Ｖと集束レンズ
５で集束されたビームスポット１１の位置○を結ぶヘッ
ド本体２２の光軸Ｏｖに対して、レーザ光２をバイアス
する一対の偏向プリズム３，４と、プリズム３，４によ
り偏向されたレーザ光を集束する集束レンズ５から構成
される。
５で集束されたビームスポット１１の位置○を結ぶヘッ
ド本体２２の光軸Ｏｖに対して、レーザ光２をバイアス
する一対の偏向プリズム３，４と、プリズム３，４によ
り偏向されたレーザ光を集束する集束レンズ５から構成
される。
前記光学系で成形された斜方向ビーム７は、特に反射率
の高い金属製の被加工体１、例えば銅とかアルミニウム
の切断加工に際して切断ビームスポット１１よりの反射
光１０が光発振器へ復路することによる異常発振を防止
するに有効である。
の高い金属製の被加工体１、例えば銅とかアルミニウム
の切断加工に際して切断ビームスポット１１よりの反射
光１０が光発振器へ復路することによる異常発振を防止
するに有効である。
同図（ロ）は斜方向ビーム７の形状を示す該ビームの水
平断面図であり （イ）図中にある水平指標線Ａ−＾、
Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの各位置におけるビーム断面を示してい
る。
平断面図であり （イ）図中にある水平指標線Ａ−＾、
Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの各位置におけるビーム断面を示してい
る。
円断面Ａ−Ａは集束レンズ５の下面での光ビームである
が、被加工体１へ近接するに従って光ビームは小さい円
断面Ｂ−Ｂ、 Ｃ−Ｃとなり、被加工体表面では微細径
のビー、ムスポット１１となる。
が、被加工体１へ近接するに従って光ビームは小さい円
断面Ｂ−Ｂ、 Ｃ−Ｃとなり、被加工体表面では微細径
のビー、ムスポット１１となる。
図中９日新面＾−Ａ、 Ｂ−Ｂ、 Ｃ−Ｃ，及びスポッ
ト１１の中心を結ぶ直線ＯＬは、ヘッド本体２２の光軸
（ＯＶ）からバイアスされた照射ビームの偏向平面で、
垂下する光軸Ｏｖを含んだ偏向平面ＯＬは、斜方向ビー
ム平面である。
ト１１の中心を結ぶ直線ＯＬは、ヘッド本体２２の光軸
（ＯＶ）からバイアスされた照射ビームの偏向平面で、
垂下する光軸Ｏｖを含んだ偏向平面ＯＬは、斜方向ビー
ム平面である。
ところで、第４図に示される斜方向ビーム７によるビー
ムスポット１１を用いてこれを同図（ロ）の大矢印方向
に直線的に走査すれば、切断成形品の切断面は、第５図
のような斜めの切断面２４となる。他方、大矢印方向と
直交する直線ＯＬ力方向ビームスポット１１を走査すれ
ば、略直角の切断面が得られる。
ムスポット１１を用いてこれを同図（ロ）の大矢印方向
に直線的に走査すれば、切断成形品の切断面は、第５図
のような斜めの切断面２４となる。他方、大矢印方向と
直交する直線ＯＬ力方向ビームスポット１１を走査すれ
ば、略直角の切断面が得られる。
かかるビームスポット１１は、その走査位置決めパター
ン情報が登録されているＮＣ装置（図示されない）より
の制御手段により走査され、前記直線加工と限らず複雑
な切断加工が極めて容易に行われるようになっている。
ン情報が登録されているＮＣ装置（図示されない）より
の制御手段により走査され、前記直線加工と限らず複雑
な切断加工が極めて容易に行われるようになっている。
然しなから、ヘッド本体２２は、被加工体１に対する垂
下の光軸Ｏｖに対して、一対の偏向プリズム３．４なら
びに集束レンズ５によって斜方向ビーム７を形成してこ
れを照射するが、斜方向ビーム７の傾きが固定されてい
るため、複雑な曲線パターンを有する成形品の切断時に
おいては、パターン切断の位置によっては切断面が斜め
となり問題がある。これを解消するには、光軸Ｏｖ回り
にヘッド本体２２を回動するか、もしくは被加工体をｉ
ｔするテーブル自体を回動させるかして、常時、斜方向
ビーム７の照射ビーム平面ＯＬがビームスポット１１の
パターン走査の接線方向に一致させる必要がある。
下の光軸Ｏｖに対して、一対の偏向プリズム３．４なら
びに集束レンズ５によって斜方向ビーム７を形成してこ
れを照射するが、斜方向ビーム７の傾きが固定されてい
るため、複雑な曲線パターンを有する成形品の切断時に
おいては、パターン切断の位置によっては切断面が斜め
となり問題がある。これを解消するには、光軸Ｏｖ回り
にヘッド本体２２を回動するか、もしくは被加工体をｉ
ｔするテーブル自体を回動させるかして、常時、斜方向
ビーム７の照射ビーム平面ＯＬがビームスポット１１の
パターン走査の接線方向に一致させる必要がある。
第１図は本発明の切断加工用光学ヘッドの駆動機構原理
図である。本発明によれば、 入射レーザ光２を光軸Ｏｖより偏向させる一対の偏向プ
リズム３，４と偏向されたレーザ光を集束する集束レン
ズ５により、斜方向ビーム７を形成しこれを被加工体ｌ
に照射するヘッド本体１２を備え、かつ該ヘッド本体１
２を所定パターンに従って走査せしめるＮＣ装置１４に
よって所定パターンを切断するレーザ加工において、 斜方向ビーム７と光軸ＯＶのなす照射ビーム平面ＯＬが
パターン走査の接線方向に一致するように一対のビーム
偏向プリズム３，４を光軸Ｏｖまわりに回動せしめるこ
とによって従来の問題点を解決したことである。
図である。本発明によれば、 入射レーザ光２を光軸Ｏｖより偏向させる一対の偏向プ
リズム３，４と偏向されたレーザ光を集束する集束レン
ズ５により、斜方向ビーム７を形成しこれを被加工体ｌ
に照射するヘッド本体１２を備え、かつ該ヘッド本体１
２を所定パターンに従って走査せしめるＮＣ装置１４に
よって所定パターンを切断するレーザ加工において、 斜方向ビーム７と光軸ＯＶのなす照射ビーム平面ＯＬが
パターン走査の接線方向に一致するように一対のビーム
偏向プリズム３，４を光軸Ｏｖまわりに回動せしめるこ
とによって従来の問題点を解決したことである。
〔作用〕
第２図に従って本発明のヘッド本体の動作方法を説明す
る。図は切断加エバターンの一例とされる閉曲線パター
ン１９が示される。
る。図は切断加エバターンの一例とされる閉曲線パター
ン１９が示される。
そしてパターン１９上の走査点、Ｓ、Ｓ２．Ｓ３点にお
いて、第４図（ロ）に示した斜方向ビーム平面ＯＬが、
パターン走査の接線Ｌ−Ｌ ’方向に一致するように回
動制御される。
いて、第４図（ロ）に示した斜方向ビーム平面ＯＬが、
パターン走査の接線Ｌ−Ｌ ’方向に一致するように回
動制御される。
従って如何なる複雑形状パターンの切断加工でも、得ら
れた成形品の切断面は直角になる。
れた成形品の切断面は直角になる。
但し、パターン走査の接線し−Ｌ″方向は、切断パター
ンのＮＣ装置への登録時において、パターン走査の方向
が時計方向か反時計方向かによる切断にかかる加工初期
条件が設定されれば、回動制御さるべき照射ビーム平面
ＯＬを規定する光軸回りのプリズム回動角が決定される
ようになっている。
ンのＮＣ装置への登録時において、パターン走査の方向
が時計方向か反時計方向かによる切断にかかる加工初期
条件が設定されれば、回動制御さるべき照射ビーム平面
ＯＬを規定する光軸回りのプリズム回動角が決定される
ようになっている。
〔実施例］
第３図は本発明の光学ヘッドの構造を示す実施例図（縦
断面図）である。
断面図）である。
実施例図中、ヘッド本体の従来と同じ構成要素には同じ
参照番号が付与されており、本発明の要部が明確となる
ようにしである。
参照番号が付与されており、本発明の要部が明確となる
ようにしである。
実施例図において、ヘッド本体１２は、垂下する同じ光
軸Ｏｖを軸にして複数の筒状筺体、即ち、ベアリング８
で連結されかつ相互に回動するようにした外部筐体２０
と内部筺体６より組立てられる。
軸Ｏｖを軸にして複数の筒状筺体、即ち、ベアリング８
で連結されかつ相互に回動するようにした外部筐体２０
と内部筺体６より組立てられる。
内部筺体６の筒状空間には上下方向に一対の偏向プリズ
ム３．４が装着される。偏向プリズム３は、光軸０ν上
に入射されるレーザ光２を、少なくとも光束（レーザ光
２）半径相当量偏向させるプリズムである。偏向プリズ
ム４は、偏向されたレーザ光を光軸Ｏｖの方向に偏向す
るためのプリズムである。
ム３．４が装着される。偏向プリズム３は、光軸０ν上
に入射されるレーザ光２を、少なくとも光束（レーザ光
２）半径相当量偏向させるプリズムである。偏向プリズ
ム４は、偏向されたレーザ光を光軸Ｏｖの方向に偏向す
るためのプリズムである。
尚該内部筺体６の筒状筐体中央には歯車１７が固着され
る。図中、９は被加工体１の表面で反射する光ビーム１
０のエネルギーｌＯを吸収する熱吸収体（カーボンと酸
化金属粉の焼結体）である。
る。図中、９は被加工体１の表面で反射する光ビーム１
０のエネルギーｌＯを吸収する熱吸収体（カーボンと酸
化金属粉の焼結体）である。
外部筺体２０の下端側の開口部にはその光軸が前記光軸
Ｏｖと一致する集束レンズ５が装着される。
Ｏｖと一致する集束レンズ５が装着される。
該筐体２０の一側面にはスリット１８、また筺体２０の
外部には内部筐体６の回動源となるモータ１５の取付は
支台が設けられる。
外部には内部筐体６の回動源となるモータ１５の取付は
支台が設けられる。
スリット１８の部所においては歯車１７と噛み合うモー
タ軸直結の歯車１６が連結される。
タ軸直結の歯車１６が連結される。
前述せるモータ１５、歯車１６と１７、ベアリング８は
、ヘッド本体１２内蔵の偏向プリズム３，４を光軸ＯＶ
回りに回動角度３６０“にわたり回動させる回動機構１
３（第１図光学ヘッドの原理図参照）である。
、ヘッド本体１２内蔵の偏向プリズム３，４を光軸ＯＶ
回りに回動角度３６０“にわたり回動させる回動機構１
３（第１図光学ヘッドの原理図参照）である。
しかして、回動機構１３による偏向プリズム３．４の照
射ビーム平面を、ＮＣ装置に登録されている加エバター
ンに従って回動制御することによって、如何なる複雑形
状の切断加工でも常に、成形品の切断加工面が直角とな
る。
射ビーム平面を、ＮＣ装置に登録されている加エバター
ンに従って回動制御することによって、如何なる複雑形
状の切断加工でも常に、成形品の切断加工面が直角とな
る。
前述の実施例で説明した光軸回りに回動する偏向プリズ
ムの回動機構は、各種の変形が有り得ること云うまでも
ない。
ムの回動機構は、各種の変形が有り得ること云うまでも
ない。
以上、説明した本発明のレーザ加工用光学ヘッドによれ
ば、斜方向照射ビームを用いているため、高反射率の金
属板の切断はもちろん一般の金属板。
ば、斜方向照射ビームを用いているため、高反射率の金
属板の切断はもちろん一般の金属板。
樹脂成形板等の切断加工においても常に切断パターンの
接線方向にレーザ光を走査することから、直角な切断面
を持つ高品質の切断が可能となる。
接線方向にレーザ光を走査することから、直角な切断面
を持つ高品質の切断が可能となる。
第１図は本発明光学ヘッドの駆動機構原理図、第２図は
第１図光学ヘッドの動作説期図、第３図は本発明の光学
ヘッドの構造を示す実施例図（縦断面図） 第４図（イ）は従来のレーザ加工用ヘッド本体の縦断面
図、 同図（ロ）は斜方向ビームの水平断面図、第５図は成形
品切断面の形状、 図中、１は被加工体、 ２はレーザ光、３と４は偏向
プリズム、 ５は集束レンズ、 ７は斜方向ビーム、８はベアリン
グ、 ９は熱吸収体、 １１はビームスポット、 １２と２２はヘッド本体く光学ヘッド）、１３は回動機
構、 １４はＮＣ装置、１５はモータ、 １６と
１７は歯車、及びＯＬは照射ビーム平面（第４図（ロ）
）で牢′・−；−シ ＼−；＝＝ノ′ １Ｚ △・／上本体 穴／すヘッドの、８重７７ｉ才Ａぼ里図第１区 ！ｑ 本発明の光学へ・ソドの精遵乏示了アたヂ列Ｑ（１，Ｕ
許面図）第３図
第１図光学ヘッドの動作説期図、第３図は本発明の光学
ヘッドの構造を示す実施例図（縦断面図） 第４図（イ）は従来のレーザ加工用ヘッド本体の縦断面
図、 同図（ロ）は斜方向ビームの水平断面図、第５図は成形
品切断面の形状、 図中、１は被加工体、 ２はレーザ光、３と４は偏向
プリズム、 ５は集束レンズ、 ７は斜方向ビーム、８はベアリン
グ、 ９は熱吸収体、 １１はビームスポット、 １２と２２はヘッド本体く光学ヘッド）、１３は回動機
構、 １４はＮＣ装置、１５はモータ、 １６と
１７は歯車、及びＯＬは照射ビーム平面（第４図（ロ）
）で牢′・−；−シ ＼−；＝＝ノ′ １Ｚ △・／上本体 穴／すヘッドの、８重７７ｉ才Ａぼ里図第１区 ！ｑ 本発明の光学へ・ソドの精遵乏示了アたヂ列Ｑ（１，Ｕ
許面図）第３図
Claims (1)
- 光軸（ＯＶ）上の入射レーザ光（２）を偏向させる一
対の偏向プリズム（３）（４）、偏向されたレーザ光を
ビームスポット（１１）に集束する集束レンズ（５）に
よって、被加工体（１）に斜方向ビーム（７）を照射す
る光学ヘッド（１２）を備え、かつ該光学ヘッド（１２
）を所定パターンに従って走査せしめるＮＣ装置（１４
）が連結されたレーザ加工にあたり、光軸（ＯＶ）を含
む斜方向ビーム（７）の照射ビーム平面（ＯＬ）が、パ
ターン走査の接線方向に一致するように一対の偏向プリ
ズム（３）（４）を光軸（ＯＶ）まわりに回動制御する
ことを特徴とするレーザ加工用光学ヘッドの駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119825A JPS63281790A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | レ−ザ加工用光学ヘッドの駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62119825A JPS63281790A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | レ−ザ加工用光学ヘッドの駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281790A true JPS63281790A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14771189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62119825A Pending JPS63281790A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | レ−ザ加工用光学ヘッドの駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63281790A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03180294A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ切断加工機 |
| WO1997048519A1 (en) * | 1996-06-17 | 1997-12-24 | The Regents Of The University Of California | Laser illuminator and optical system for disk patterning |
| JPH10328870A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Amada Eng Center:Kk | レーザー切断方法および同切断方法に使用するレーザー加工ヘッド |
| JPH11156579A (ja) * | 1996-11-15 | 1999-06-15 | Amada Co Ltd | レーザー切断方法、レーザーピアス方法、レーザー溶接方法、およびレーザー加飾方法並びに前記各方法に使用するレーザー加工ヘッド |
| JP2016105178A (ja) * | 2015-12-25 | 2016-06-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | レーザビームによるガラス基板加工装置 |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62119825A patent/JPS63281790A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03180294A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ切断加工機 |
| WO1997048519A1 (en) * | 1996-06-17 | 1997-12-24 | The Regents Of The University Of California | Laser illuminator and optical system for disk patterning |
| US6037565A (en) * | 1996-06-17 | 2000-03-14 | The Regents Of The University Of California | Laser illuminator and optical system for disk patterning |
| JPH11156579A (ja) * | 1996-11-15 | 1999-06-15 | Amada Co Ltd | レーザー切断方法、レーザーピアス方法、レーザー溶接方法、およびレーザー加飾方法並びに前記各方法に使用するレーザー加工ヘッド |
| JPH10328870A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Amada Eng Center:Kk | レーザー切断方法および同切断方法に使用するレーザー加工ヘッド |
| JP2016105178A (ja) * | 2015-12-25 | 2016-06-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | レーザビームによるガラス基板加工装置 |
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