JPS63317270A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

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、レーザ光により、被加工物を切断するレーザ
加工機に関するものである。

（従来の技術） 従来、レーザ光による切断能力は、レーザ光の偏光特性
及び切断方向に影響されている。すなわち、直線偏光化
させたレーザビームを用いてレーザ加工（切断）した場
合、直接偏光方向に対して切断の移動方向を一致させる
ことにより切断の効果は非常に差異があることがわかっ
ている。

第５図は切断の移動方向によって切断の状況がどの様に
異なるかを模式的に示した図である。レーザビーム１は
ＯＸ方向に直接偏光している。２は集光レンズで、被加
工物１２の表面にレーザビーム１を集束させて切断に供
する。偏光方向は集光レンズ２を通過した後もＯＸ方向
に保たれており、被加工物１２をＯＸ方向に移動して切
断する場合はレーザビームの吸収は高く、従ってレーザ
のエネルギーは効率良く切断のエネルギーに変換され、
切断速度も早く、切断［１１も狭い。一方、被加工物１
２をＯＹ方向に移動して切断する場合はレーザビームの
吸収は低く、且つレーザビームの吸収は切断方向ＯＹと
直角な切断面で主として起こるので被加工物１２のカー
フ巾ＷＣは広く、切断速度は遅い。

そこで、等方的な切断ができるように、偏光方向を切断
方向に一致させるレーザ加工機として、特開昭５８−１
６７８６に示されるような装置が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭５８−１６７８６に示される従来の装置にあって
は、第６図に示ずような急なコーナ部を有する加工部を
加工する場合、１／４波長板を回転させるモータが追従
出来ないため、第６図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）に示すよ
うな、カーフ巾の広いしかも、切り口の均一でない切断
となっていた。

又、加工部が二次元的形状である場合は、傘歯車部がリ
ニアに動かないため、切り口が均一でなくなるという問
題点もあった。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明はかか
る従来の問題点を解決するためになされたものであり、
レーザビーム軸上に、直線偏光レーザビームを円偏光レ
ーザビームに切り換える装置を設け、二次元的形状部で
は、かかる装置を作動させ、レーザビームの偏光の方向
を加工の方向に合わせることにより、偏光による加工の
方向性をなくし、切断中が狭く、切り口の均一な切断が
でき、さらには、加工ｊｌ力を向上したレーザ加工機を
提供することを目的とする。

（実施例） 以下、本発明にがかる一実施例を、第１図を参照しなが
ら説明する。

（１１）は直線偏光レーザビームを発生する発振器、（
１２）はこの発振器（１１）から発生された直線偏光レ
ーザビーム、（１３）は上記発振器（１１）に配設され
た波長板ホルダーで、内部に１／４波長板（１４）を保
持している。なお、この１／４波長板（１４）は複屈折
性結晶からできており、上記直線偏光レーザビーム（１
２）がこの結晶のＸ２面に垂直に、かつ結晶のＸ軸とＺ
軸に対して互いに４５°となるように入射するように配
設されている。そして、この直線偏光レーザビーム（１
２）はこの１／４波長板（１６）を通過するとその作用
によって円偏光レーザビーム（１２ａ）に変えられる。

（１５）は上記波長板ホルダー（１３）と回転可能に嵌
合された波長板ホルダーで、内部に１／４波長板（１６
）を保持している。（１７）はモーターで、このモータ
ー（１７）はＸＹテーブル（９）のＸ軸上−ター（９ｂ
）やＹ軸上−ター（９ｃ）などを制御する数値制御装置
によって制御される。（１８）は上記モーター（１７）
の軸に固定された傘歯車で、波長板ホルダー（１５）の
外周部に設けられた傘歯車部（１５ａ）と嵌合し、この
波長板ホルダー（１５）と共に１／４波長板（１６）を
回転させる。なお、この１／４波長板（１６）も上記１
／４波長板（１４）と同様複屈折性結晶からできている
。

そして上記円偏光レーザビーム（１２ａ）はこの１７４
波長板（１６）を通過するとその作用によって直線偏光
レーザビーム（１２ｂ）に偏光される。（１９）は、モ
ータ制御回路、（２０）は、折返しミラー切換回路、（
２１）は、折返しミラーを切換える駆動装置、（２２）
は、全反射ミラー、（２３）は、円偏光ミラーで前記、
ミラー（２２）、（２３）は、レーザビームを被加工物
（１０）に照射するための折返しミラーの役割をする。

（２４）は前記、折返しミラー（２２）、（２３）を保
持するためのミラーホルダである。

又、（５）はレンズ、（６）はこのレンズ（５）を保持
するレンズホルダーであり、（７）は上記ビームダクト
　（２）の先端部に設けられたノズルで、このノズル（
７）は別に設けられたアシストガス供給装置に接続され
、アシストガスを噴出するようになっている。

そして、レンズ（５）によって集光され集光されたレー
ザビーム（８ａ）となってノズル（７）部から照射され
る。（９）はＸＹテーブルでこのＸＹテーブル（９）に
は上記集光レーザビーム（８ａ）と直交する面を自在に
移動する加工台（９ａ）が配設され、この加工台（９ａ
）はＸ軸上−ター（９ｂ）によってＸ軸方向に、Ｙ軸上
−ター（９ｃ）によってＸ軸と直交するＹ軸方向にそれ
ぞれ移動される。なお、上記Ｘ軸上−ター（９ｂ）及び
Ｙ軸上−ター（９ｃ）は数値制御装置によって制御され
る。（１０）は被加工物で、上記加工台（９ａ）上に載
置され、この加工台（９ａ）と共にＸＹ平面内を移動す
る。。

次に動作について説明する。

発振器（１２）から出力されたレーザビーム（１２ｂ）
は折返しミラー（２２）で９０度に折り曲げられ、被加
工物（１０）に照射される。

今、第４図に示す加工例を■から■に至るまでの切断に
ついて説明すると、まず、■から■までの区間について
は、数値制御装置（５０）からの数値制御信号は「直線
切断」の信号が発せられており、折返しミラー（２２）
で９０°に折曲げられたレーザビームは、偏光方向と切
断方向が一致している。

次に■の地点では、数値制御装置（５０）からの数値制
御信号は「非直線切断」の信号が発せられる。

その時、モータ制御回路（１９）より、第３図に示ず如
くモータ制御信号ｒＡＪが発生し、レーザビーム（１２
ｂ）がＺ軸とＸ軸に互いに４５°になるようモータ（１
７）を駆動する。また同時に折返しミラー制御回路（２
０）により折返しミラー制御信号「Ｃ」が発生し、折返
しミラー駆動装置（２１）に与えミラーホルダ（２４）
を１８０度に切り換える。つまり、折返しミラーは、円
偏光ミラー　（２３）に切り換わ　、る、そして■から
０間は、円偏光で切断する。

次に、■地点では、再び数値制御装置（５０）からの数
値制御信号は「直線切断」の信号が発せられ、モータ制
御回路（１９）よりモータ制御回路「Ｂ１」が発生し、
レーザビーム（１２１＋）は切断方向と偏光方向が一致
するようモータ（１７）を駆動する。また、その時、折
返しミラー切換信号ｒＤＪが発せられ折返しミラー駆動
装置（２１）に与え、ミラーホルダ（２４）を１８０度
回転する。つまり、直線偏光で偏光方向と切断方向が一
致したレーザビームが被加工物（１０）に照射される。

かかる状態で◎から■までの切１１Ｊｉが行われる。

また、折返しミラーを切換える速度は数値制御信号の「
直線切断」から「非直線切断」に移る時間（Ｔ）と同等
以上の速度である。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、どんな形状の加工物
であっても、切断１１１が最小限で、切断切口の均一な
加工ができるという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ずレーザ加工機の一部断
面側面図、第２図は、第１図におけるミラ一部の部分拡
大図、第３図は、数値制御装置からの出力信号を示した
タイムチャート図、第４図は切断方向を示した切断例示
図、第５図はレーザの偏光方向とカーフ中との関係を説
明した説明図、第６図は、従来装置により切断した場合
の切断状態の説明図、第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
各断面における切り口の状態説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直線偏光ビームを用いたレーザ加工装置において、切断
   形状指示信号に基づき、全反射ミラーと円偏光ミラーと
   を切換える切換手段をレーザビーム軸上に設けたことを
   特徴とするレーザ加工装置。