KR0181352B1

KR0181352B1 - 레이저 가공장치

Info

Publication number: KR0181352B1
Application number: KR1019950003129A
Authority: KR
Inventors: 코오지 후나미
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쓰시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1995-02-18
Publication date: 1999-05-15
Also published as: CN1110640A; KR950025453A

Abstract

본 발명은, 레이저광으로 스포트용접, 절단, 구멍뚫기, 납땜등을 행하는 레이저 가공장치에 관하여, 특히 레이저광의 전송에 광파이버를 사용한 레이져가공장치에 관한 것으로서, 복수점을 동시가공할 수 있는 동시에, 콤펙트하게 또한 염가로 구성할 수 있고, 또 가공점의 간격이 협소해도 고품질의 가공을 가능하게 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서, 레이저광원(10)과, 레이저광원(10)으로부터 출력된 레이저광(11)을 전송하는 복수의 광파이버(6), (7)와, 복수의 광파이버(6), (7)의 선단부(6a), (7a)를 고정시키는 리셉터클(5)과 리셉터클(5)이 고정되는 동시에 복수의 광파이버(6), (7)의 선단부(6a), (7a)로부터 나오는 복수의 레이저광(16), (17)을 각각 다른 초점위치(14), (15)에 집광하는 1조의 집광수단(1)을 구비한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

레이저가공장치

제1도는 본 발명의 레이저가공장치의 일실시예의 구성도.

제2도는 종래예의 레이저가공장치의 요부의 구성도.

제3도는 종래에 다정(多点)동시가공용 레이저가공장치의 요부의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 집광수단 5 : 리셉티클(receptacle)

6 : 제1광파이버 7 : 제2광파이비

9 : 광파이비 집광광학계 10 : 레이저 광원

11 : 레이저광 14 : 제1초점

15 : 제2초점 16 : 제1광파이버(6)로부터 방출된 레이저광

17 : 제2광파이버(7)로부터 방출된 레이저광

본 발명은, 레이저광으로 스포트용접, 절단, 구멍뚫기, 납땜등을 행하는 레이저 가공장치에 관하여, 특히 레이저광의 전송에 광파이버를 사용한 레이저가공장치에 관한 것이다.

종래의 상기 방식의 레이져 가공장치에 있어서는, 제2도에 표시한 바와 같이, 레이저광원(도시생략)으로부터 출력된 레이저광을 광파이버(21)의 기단부에 입사시키고, 이 광파이버(21)의 선단부를 유지하는 리셉터클(22)을 집광수단(23)에 고정해서 구성되고 있다. 집광수단(23)에는 통상적으로 제1렌즈(24)와 제2렌즈(25)가 배설되어 있다.

이상의 구성에 의해 광파이버(21)를 전송하여온 레이저광은, 광파이버(21)의 선단부(21a)로부터 어떤 일정한 퍼짐각을 가지고 방출된다. 방출된 레이저광(26)은 집광수단(23)내의 제1렌즈(24)로 대략 평행범으로 수정되고, 또 제2렌즈(25)에 의해 초점(27)에 집광된다.

이와 같은 레이저가공장치에 있어서, 복수개소를 동시에 가공하는 경우에는, 종래는 제3도에 표시한 바와 같이 각각 광파이버(21)와 리셉터클(22)과 집광수단(23)을 구비한 복수의 광파이버집광광학계(30)를 사용해서 가공을 행하도록 구성되어 있었다. 제3도에 있어서는, 베이스(31)상의 워크(32)를 2점동시에 스포트용접하기 때문에, 2조의 광파이버집광광하게(30), (30)을 병용하고 있는 상태를 표시하고 있다.

상기와 같이, 종래의 복수개소를 동시에 가공하는 레이저가공장치에 있어서는, 복수조의 광파이버집광광학계(30), (30)이 배설되어 있기 때문에, 광학계가 점유하는 점유공간이 커지고, 코스트도 높아진다고 하는 문제가 있었다. 특히, 통시에 가공하는 개소가 3점, 4점으로 증가하면, 그에 따라서 점유공간이 극단적으로 커지기 때문에, 다점동시가공은 공간적인 재치구성이라는 점에서 사실상 극히 곤란해지는 동시에 매우 고가한 구성으로 된다고 하는 문제가 있다.

또 위크(32)가 광파이버집광광학게(30)에 비해서 작을때에는, 레이저광(26), (26)을 서로 평행으로 조사할 수 없고, 가공점에 수직방향으로 어떤 일정각도 경사진 상태로 조사하지 않으면 안되며, 그 때문에 용융깊이가 얕게 되고, 레이저용접등의 가공품질이 열약화되어 버린다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점에 비추어, 복수점을 동시가공할 수 있는 동시에, 콤펙트하게 또한 염가로 구성할 수 있고, 또 가공점의 간격이 협소해도 고품질의 가공이 가능한 레이져가공장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 레이저가공장치는, 레이저광원과, 레이저광원으로부터 출력된 레이저광을 전송하는 복수의광파이비와, 복수의 광파이버의 선단부를 유지하는 리셉터클과, 리셉터클이 고정되는 동시에 복수의 광파이버의 선단부로부터 나오는 복수의 레이저광을 각각 다른 초점위치에 집광하는 1조의 집광수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 1조의 집광수단에 대해서 복수의 광파이버를 장착하고, 복수의 광파이버를 전송돼와서 각각의 선단부로부터 방출된 레이저광을 다른 초점위치에 집광하도록 하고 있으므로, 복수의 가공점을 동시에 할 수 없는 동시에 집광수단을 1조 설치하고 있을뿐이므로 콤펙트하게 또한 염가로 구성할 수 있고, 또 복수의 레이저빔을 서로의 간격이 협소한 상태로 또한 평행에 가까운 상태로 조사할 수 있기 때문에, 이소부품의 가공에 있어서도 가공점에 대해서 수직에 가까운 방향으로부터 조사할 수 있고, 고품질의 가공이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 대해서 제1도를 참조하면서 설명한다.

제1도에 있어서, (1)은 집광수단이며, 그 통형상케이스(2)내에 제1렌즈(3)와 제2렌즈(4)가 그 광축이 중심축심과일치하도록 내장되어 있다. 통형상케이스(2)의 기단부(2a)에는 리셉터클(5)이 장착되어 있다. 이 리셉터클(5)은 제1광파이버(6)의 선단부(6a)와 제2광파이버(7)의 선단부(7a)를 소정의 위치관계에서 유지하고 있다. 광파이버(6) 및 (7)의 기단부 (6b), (7b)에는, 이들 광파이버(6), (7)에 레이저광을 입사시키기 위한 렌즈(8)가 대향해서 배치되어 있다. 이상의 2개의 광파이버(6), (7)와 단일의 집광수단(1)에 의해 광파이버 집광광학계(9)가 구성되어 있다.

(10)은 레이저광원이며, 이 레이저광원(10)으로부터 출력된 레이저광(11)의 일부가 하이프리리(12)로 반사해서 제1광파이버(6)의 기단부(6b)에 입사하고, 하아프미러(12)를 통과한 나머지의 레이저광(11)이 반사미러(13)로 반사해서 제2광파이버(7)의 기단부(7b)에 입사하도록 구성되어 있다.

다음에, 이상의 구성에 의한 작용을 설명한다. 제1과 제2광파이버(6),(7)를 통과해서 전송되어온 레이저공(11)은, 각광파이버(6), (7)의 선단부(6a), (7a)로부터 어떤 일정한 퍼짐각을 가지고 방출된다. 방출된 레이저광(16), (17)은, 각각 집광수단(1)의 제1렌즈(3)에 의해 대략 평행한 빔으로 수정되고, 또 제2렌즈(4)에 의해 각각 제1초점위치(14)와 제2초점위치(15)에 집광된다.

따라서, 이들 초점위치(14), (15)에 위크(18)의 가공점을 위치결정하므로서 스포트용접등의 가공을 행할 수 있다. 이 제1과 제2초점위치(14), (15)사이의 간격은, 리셉터클(5)에 있어서의 제1과 제2광파이버(6), (7) 선단부(6a), (7a)의 유지간격에 따라서 설정된다. 이 초점위치(14), (15)간의 간격의 구체적인 수치를 예시하면, 종래부터 널리 사용되고 있는 집광수단(1)을 사용해서 그 리셉터클(5)을 교환하는 것만으로 0.5 ~3mm정도의 범위에서 임의로 설정할 수있다.

이상과 같이, 본 실시예에서는 1조의 집광수단(1)에 대해서 2개의 광파이버(6), (7)를 장착하고 있고, 이들 광파이버(6), (7)를 통과해서 방출된 레이저광(16), (17)이 1조의 집광수단(1)으로 각각 다른 초점위치(14), (15)에 집광되기 때문에, 다점동시가공을 단일의 광파이버집광광학계(9)에 의해서 행할 수 있고, 소형이고 염가인 다점동시가공용의 레이저가공장치를 제공할 수 있다. 또, 복수의 레이저광(16), (17)을 서로의간격이 협소한 상태로 또한 평행에 가까운 상태로 조사할 수 있기 때문에, 미소한 워크(18)의 복수의 가공점에 대해서 수직에 가까운 방향으로부터 조사할 수 있고, 고품질의 스포트용접등의가공을 행할 수있다.

본 발명의 레이저가공장치에 의하면, 이상의 설명에서 명백한 바와같이, 1조의 집광수단에 대해서 복수의 광파이버를 장착하고, 복수의 광파이버를 전송돼와서 각각의 선단부로부터 방출된 레이져광을 다른 초점위치에 집광하도록 하고 있으므로, 복수의 가공점을 동시에 가공할 수 있는 동시에 집광수단을 1조 설치하고 있을 뿐이므로 콤팩트하게 또한 염가로 구성할 수 있고, 또 복수의 레이저빔을 서로의 간격이 협소한 상태로 또한 평행에 가까운 상태로 조사할 수있기 때문에, 미소한 부품의 가공에 있어서도 가공점에 대해서 수직에 가까운 방향으로부터 조사할 수 있고, 고품질의 가공을 행할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

Claims

레이저광원과, 상기 레이저광원으로부터 출력된 레이저광을 복수로 분기하는 분기광학계와, 상기 분기광학계에 의해 분기된 레이저광을 전송하기 위한 복수의 광파이버와, 상기 복수의 광파이버의 선단부를 유지하는 복수의 리셉터클과, 상기 광파이버의 선단부로부터 나오는 복수의 레이저광을 대략 평행광으로 되게하는 제1의 렌즈와, 상기 제1의 렌즈를 투과한 레이저광을 집광시키는 역할을 하는 제2의 렌즈를 구비한 것을 특징으로 하는 레이저가공장치.