KR101747579B1 - 가공 장치 및 가공 방법 - Google Patents
가공 장치 및 가공 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101747579B1 KR101747579B1 KR1020157022930A KR20157022930A KR101747579B1 KR 101747579 B1 KR101747579 B1 KR 101747579B1 KR 1020157022930 A KR1020157022930 A KR 1020157022930A KR 20157022930 A KR20157022930 A KR 20157022930A KR 101747579 B1 KR101747579 B1 KR 101747579B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser
- prism
- processed
- heat
- affected layer
- Prior art date
Links
Images
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
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0652—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising prisms
-
- 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
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- 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
- B23K26/20—Bonding
-
- 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
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
-
- 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
- B23K26/36—Removing material
-
- 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
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
간단한 구성으로, 보다 높은 정밀도의 가공을 실시하는 것이 가능한 가공 장치 및 가공 방법을 제공한다. 가공 장치는, 조사 헤드(16)와 제어 장치를 포함하고, 조사 헤드(16)는 레이저 선회부(35)와 집광 광학계(37)을 구비하며, 레이저 선회부(35)는 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)과 제 1 회전 기구(53)와 제 2 회전 기구(54)를 구비한다. 제어 장치는, 적어도 피가공 부재의 열 영향층과 레이저의 선회수의 관계에 기초해서 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수와 위상각의 차이를 조정한다.
Description
본 발명은, 가공 대상의 부재에 레이저를 조사하여 가공을 행하는 가공 장치 및 가공 방법에 관한 것이다.
피가공 부재에 대해서 절단이나 천공 등의 가공을 실시하는 가공 장치로서, 레이저를 이용하는 가공 장치가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조). 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 기재된 가공 장치는, 피가공 부재에 레이저를 조사하는 것에 의해, 피가공 부재에 대해서 절단이나 천공을 행한다. 또한, 특허 문헌 1에는, 피가공 부재에 적어도 2 종류의 파장의 레이저광을 조사하여 구멍 가공을 실시하는 레이저 가공 방법에 있어서, 구멍의 직경보다 작은 스폿 직경의 제 1의 레이저광을 구멍의 내주를 따라서 조사해서 가공하는 단계와, 구멍의 직경보다 작은 스폿 직경이고 또 제 1의 레이저광보다 파장이 긴 제 2의 레이저광을 구멍의 내주보다 내측에 조사하는 단계를 가지며, 후의 단계에 의해서, 전의 단계에서 가공되지 않고 남은 부분을 가공하는 레이저 가공 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에는, 갈바노미러를 조합해서, 제 1의 레이저광의 조사 위치를 옮기는 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 2에는, 렌즈를 보지하는 구조체에 코일을 마련하고, 베이스에 영구자석을 마련한 구성으로 해서, 코일을 구동하는 것에 의해 렌즈를 회전운동시켜서, 집광점을 선회시키는 것이 기재되어 있다.
또, 본 출원인이 먼저 출원한 특허 문헌 3에는, CO2 레이저 발진기 및 엑시머 레이저 발진기를 구비하고, 2개의 레이저로서 CO2 레이저 빔과 엑시머 레이저 빔을 사용하며, CO2 레이저 빔을 조사하는 것에 의해, 플라스틱 부재 혹은 FRP 부재의 절단 또는 천공을 실시한 후, 계속해서 엑시머 레이저 빔을 그 절단면 및 근방에 조사해서 해당 절단면에 발생한 탄화층 혹은 열 영향층을 제거하는 가공 장치가 기재되어 있다. 특허 문헌 3에 기재된 가공 장치는, 엑시머 레이저 빔을 그 횡단면이 링 형상인 레이저 빔으로 하고, 당해 레이저 빔의 중공부에 CO2 레이저 빔을 관통시키고, 양 레이저 빔의 광축을 동일하게 한 후, 양 레이저 빔을 동일한 전송 경로로 전송해서, 플라스틱 부재 혹은 FRP 부재의 절단 또는 천공 가공부의 근방까지 인도하고, 그 근방에서 다시 양 레이저 빔을 분리하는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 기재된 가공 장치와 같이, 레이저의 조사 위치를 선회시키는 것에 의해, 피가공 부재를 적절히 가공할 수 있다. 또한, 특허 문헌 3에 기재된 가공 장치와 같이, 2개의 레이저를 이용하는 것에 의해 피가공 부재를 적절히 가공할 수 있다. 그렇지만, 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3에 기재된 가공 장치는, 가공 정밀도를 높게 하기 위해서는 장치 구성을 복잡하게 할 필요가 있다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 상기에 감안해서 이루어진 것으로서, 간단한 구성으로, 보다 높은 정밀도의 가공을 실시하는 것이 가능한 가공 장치 및 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 가공 장치는, 피가공 부재에 레이저를 조사해서 가공 처리를 실시하는 가공 장치로서, 상기 레이저를 상기 피가공 부재에 대해서 선회시키는 레이저 선회부와, 상기 레이저 선회부에 의해 선회된 상기 레이저를 집광시키는 집광 광학계를 갖는, 상기 피가공 부재에 상기 레이저를 조사하는 조사 헤드와, 상기 조사 헤드의 동작을 제어하는 제어 장치를 가지며, 상기 레이저 선회부는, 상기 레이저를 굴절시키는 제 1 프리즘과, 상기 제 1 프리즘과 대면하는 위치에 배치되어 당해 제 1 프리즘으로부터 출력된 상기 레이저를 굴절시키는 제 2 프리즘과, 상기 제 1 프리즘을 회전시키는 제 1 회전 기구와, 상기 제 2 프리즘을 회전시키는 제 2 회전 기구를 가지며, 상기 제어 장치는, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수의 관계에 기초해서, 상기 제 1 회전 기구 및 상기 제 2 회전 기구를 제어하고, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 조정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 제 1 회전 기구는, 상기 제 1 프리즘을 보지하고 또 상기 레이저의 광로의 부분이 중공인 제 1 스핀들과, 상기 제 1 스핀들이 회전 가능하게 내부 삽입되어 당해 제 1 스핀들을 회전 구동하는 제 1 중공 모터를 갖고, 상기 제 2 회전 기구는, 상기 제 2 프리즘을 보지하고 또 상기 레이저의 광로의 부분이 중공인 제 2 스핀들과, 상기 제 2 스핀들이 회전 가능하게 내부 삽입되어 당해 제 2 스핀들을 회전 구동하는 제 2 중공 모터를 갖고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 제 1 중공 모터와 상기 제 2 중공 모터의 위상각의 차이의 오차가 0.1° 이내인 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 가공 처리는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수를 제어하는 것에 의해 상기 열 영향층의 허용 두께를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 열 영향층은, 재용해층, 산화층, 크랙, 드로스 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 피가공 부재는, 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표), 스테인레스, 세라믹, 강, 탄소강, 내열강, 세라믹스, 실리콘, 티탄, 텅스텐, 수지, 플라스틱, 섬유강화 플라스틱, 복합재, Ni기 내열 합금 중 어느 하나의 재료로 제조되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 가공 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수와, 상기 레이저의 선회 직경의 관계에 기초해서, 상기 제 1 회전 기구 및 상기 제 2 회전 기구를 제어하여, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 조정하는 것이 바람직하다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 가공 방법은, 피가공 부재에 레이저를 조사해서 가공 처리를 실시하는 가공 방법으로서, 레이저를 출력하는 출력 단계와, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사되는 상기 레이저의 선회수의 관계에 기초해서, 제 1 프리즘 및 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 결정하는 결정 단계와, 제 1 회전 기구 및 제 2 회전 기구를, 결정한 회전수와 위상각의 차이로 회전시키는 회전 단계와, 상기 피가공 부재에 대해서 상기 레이저를 선회시키면서 조사하는 조사 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가공 방법에 있어서, 상기 가공 처리는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공 방법에 있어서, 상기 열 영향층은, 재용해층, 산화층, 크랙, 드로스 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 가공 방법에 있어서, 상기 결정 단계는, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수와, 상기 레이저의 선회 직경의 관계에 기초해서, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가공 장치 및 가공 방법에 의하면, 제 1 프리즘과 제 2 프리즘과의 위상각의 차이를 바꾸는 것만에 의해 피가공 부재에 조사되는 레이저의 선회 직경이 가변이 되므로, 간단한 구성으로 할 수 있다고 하는 효과를 낸다. 또한, 제 1 프리즘과 제 2 프리즘과의 위상각의 차이를 제어해서 피가공 부재에 조사시키는 레이저의 선회 직경을 가변으로 하는 것에 의해, 가공 조건에 의해 적합한 선회 직경으로 가공 처리를 실시할 수 있게 된다. 이것에 의해, 요구되는 가공 품질을 충족시킬 수 있어 보다 높은 정밀도의 가공을 실시하는 것이 고속으로 가능하다고 하는 효과를 낸다.
도 1은, 제 1 실시 형태와 관련되는 가공 장치의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 2는, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 3은, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 레이저 선회부로부터 노즐까지를 확대해 도시하는 확대 모식도이다.
도 4는, 피가공 부재에 조사되는 레이저의 조사 위치의 설명도이다.
도 5는, 천공 가공된 피가공 부재의 단면의 설명도이다.
도 6은, 가공 장치의 제어 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트(flow chart)이다.
도 7은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 조사 동작의 설명도이다.
도 8은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 9는, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 10은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 11은, 복수회로 나누어 천공 가공할 때의 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 12는, 가공 장치에 의한 절단 가공의 동작의 설명도이다.
도 13은, 절단 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 14는, 가공 장치에 의한 용접 가공의 동작의 설명도이다.
도 15는, 용접 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 16은, 가공 장치에 의한 클래딩 가공의 동작의 설명도이다.
도 17은, 클래딩 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 18은, 가공 장치에 의한 표면 개질 가공의 동작의 설명도이다.
도 19는, 표면 개질 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 20은, 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 21은, 가공 장치에 의한 피가공 부재의 가공예를 도시하는 도면이다.
도 22는, 도 21에 도시하는 피가공 부재를 반대측으로부터 본 도면이다.
도 2는, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 3은, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 레이저 선회부로부터 노즐까지를 확대해 도시하는 확대 모식도이다.
도 4는, 피가공 부재에 조사되는 레이저의 조사 위치의 설명도이다.
도 5는, 천공 가공된 피가공 부재의 단면의 설명도이다.
도 6은, 가공 장치의 제어 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트(flow chart)이다.
도 7은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 조사 동작의 설명도이다.
도 8은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 9는, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 10은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 11은, 복수회로 나누어 천공 가공할 때의 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 12는, 가공 장치에 의한 절단 가공의 동작의 설명도이다.
도 13은, 절단 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 14는, 가공 장치에 의한 용접 가공의 동작의 설명도이다.
도 15는, 용접 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 16은, 가공 장치에 의한 클래딩 가공의 동작의 설명도이다.
도 17은, 클래딩 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 18은, 가공 장치에 의한 표면 개질 가공의 동작의 설명도이다.
도 19는, 표면 개질 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
도 20은, 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 21은, 가공 장치에 의한 피가공 부재의 가공예를 도시하는 도면이다.
도 22는, 도 21에 도시하는 피가공 부재를 반대측으로부터 본 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 기재한 구성요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 게다가 이하에 기재한 구성은 적의 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
［제 1 실시 형태］
도 1은, 제 1 실시 형태와 관련되는 가공 장치의 구성예를 도시하는 모식도이다.
가공 장치(10)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 레이저 발진기(12)와 안내 광학계(14)와 조사 헤드(16)와 가공 스테이지(20)와 X축 이동 기구(22)와 C축 회전 기구(24)와 Y축 이동 기구(26)와 Z축 이동 기구(28)와 제어 장치(30)를 포함한다. 가공 장치(10)는, 가공 스테이지(20)를 둘러싸는 문형 브릿지(32)를 가진다. 가공 장치(10)는, 가공 스테이지(20) 상에 보지된 피가공 부재(W)에 레이저를 조사해서, 피가공 부재(W)를 가공한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 가공 스테이지(20)의 수평면을 XY 평면으로 하고, 가공 스테이지(20)의 수평면에 직교하는 방향을 Z축 방향으로 하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, Z축 둘레의 회전 방향을 C축 방향으로 하고 있다.
여기서, 피가공 부재(W)는, 예를 들면, 판 형상의 부재이다. 피가공 부재(W)로서는, 여러 가지의 재료, 예를 들면, 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표), 스테인레스, 세라믹, 강, 탄소강, 내열강, 세라믹스, 실리콘, 티탄, 텅스텐, 수지, 플라스틱, Ni기 내열합금 등으로 제조된 부재를 이용할 수 있다. 또, 피가공 부재(W)로서 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics), 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics), 유리장섬유 강화 플라스틱(GMT：Glass-mat Reinforced Thermoplastics) 등의 섬유강화 플라스틱, 강판 이외의 철합금, 알루미늄 합금 등의 각종 금속, 여러 가지의 복합재 등으로 제조된 부재도 이용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 가공 처리는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 어느 하나이고, 이들 가공을 조합할 수도 있다.
레이저 발진기(12)는, 레이저를 출력하는 장치이며, 가공 장치(10)의 문형 브릿지(32)에 병설된다. 레이저 발진기(12)는, 예를 들면, 광섬유를 매질로 해서 레이저를 출력하는 파이버 레이저 출력 장치, 또는, 단(短)펄스의 레이저를 출력하는 단펄스 레이저 출력 장치 등이 이용된다. 파이버 레이저 출력 장치로서는, 예를 들면, 파브리 페로형 파이버 레이저 출력 장치나 링형 파이버 레이저 출력 장치를 이용할 수 있고, 이러한 출력 장치가 여기되는 것에 의해 레이저가 발진된다. 파이버 레이저 출력 장치의 파이버는, 예를 들면,에르븀(Er), 네오디뮴(Nd), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 원소가 첨가된 실리카 유리를 이용할 수 있다. 단펄스 레이저 출력 장치로서는, 레이저의 발진원으로서 예를 들면, 티탄 사파이어 레이저를 이용할 수 있고, 펄스 폭이 100 피코초 이하의 펄스를 발진할 수 있다. 또, YAG 레이저나 YVO4 레이저 등의 나노초 오더 펄스 발진을 하는 레이저도 사용 가능하다.
안내 광학계(14)는, 레이저 발진기(12)로부터 출력된 레이저를 조사 헤드(16)에 안내하는 광학계이다. 안내 광학계(14)는, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 광섬유이다. 안내 광학계(14)는, 한쪽의 단부가 레이저 발진기(12)의 레이저 출사구와 접속되고, 다른쪽의 단부가 조사 헤드(16)의 레이저 입사단과 접속된다. 안내 광학계(14)는, 레이저 발진기(12)의 레이저 출사구로부터 조사 헤드(16)의 입사단에 레이저를 도광한다.
조사 헤드(16)는, 안내 광학계(14)에 의해 안내된 레이저를 선회시키면서 피가공 부재(W)에 조사한다. 또, 조사 헤드(16)는, 레이저를 프리즘으로 굴절시키는 것에 의해, 굴절전의 레이저의 광로와 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저의 광로를 오프셋한다. 게다가 조사 헤드(16)는, 레이저를 집광시키고, 피가공 부재(W)에 조사한다. 또, 조사 헤드(16)는, 조사 헤드 커버(16a)에 의해 덮인다. 조사 헤드(16)의 구조에 대해서는, 후술한다.
가공 스테이지(20)는, 표면에 탑재된 피가공 부재(W)를 보지하는 기구이다. 가공 스테이지(20)는, 피가공 부재(W)를 보지하는 표면이 기준면(예를 들면, 가공 장치(10)의 설치면)에 대해서 수평면(XY 평면)이다.
X축 이동 기구(22)는, 가공 스테이지(20)를 지지하는 X축 스테이지로서, 가공 스테이지(20)를 X축 방향으로 이동시키는 것에 의해, X축 방향의 소정의 위치로 피가공 부재(W)를 이동시킨다.
C축 회전 기구(24)는, X축 이동 기구(22)와 가공 스테이지(20)의 사이에 배치된다. 즉, C축 회전 기구(24)는, X축 이동 기구(22)에 지지되어 있고, 가공 스테이지(20)를 지지한다. C축 회전 기구(24)는, 가공 스테이지(20)를 C축 방향으로 회전 구동하는 것에 의해, C축 방향의 소정의 위치로 피가공 부재(W)를 회전시킨다.
Y축 이동 기구(26)는, Z축 이동 기구(28)를 지지하면서, 조사 헤드(16)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, Y축 이동 기구(26)는, Y축 방향의 소정의 위치로 조사 헤드(16)를 이동시킨다.
Z축 이동 기구(28)는, 조사 헤드(16)를 지지하면서, 조사 헤드(16)를 Z축 방향의 소정 위치로 이동시킨다.
가공 장치(10)는, X축 이동 기구(22)와 C축 회전 기구(24)와 Y축 이동 기구(26)와 Z축 이동 기구(28)를 이용해서, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, C축 방향의 4축 방향으로 가공 스테이지(20)와 조사 헤드(16)를 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 피가공 부재(W)와 레이저와의 상대 위치 관계를 4축 방향으로 이동시킨다.
제어 장치(30)는, 레이저 발진기(12)와 조사 헤드(16)와 X축 이동 기구(22)와 C축 회전 기구(24)와 Y축 이동 기구(26)와 Z축 이동 기구(28)에 각각 접속되어, 각 부분의 동작을 제어한다. 제어 장치(30)는, 예를 들면, 레이저 발진기(12)로부터 출력되는 레이저의 각종 조건을 조정하거나, X축 이동 기구(22)와 C축 회전 기구(24)와 Y축 이동 기구(26)와 Z축 이동 기구(28)에 의해 조사 헤드(16) 및 가공 스테이지(20)을 이동시켜서 피가공 부재(W)에 대한 조사 헤드(16)의 위치를 조정하거나, 피가공 부재(W)의 조건(재질, 두께 등)이나 가공 처리의 조건으로부터 열 영향층의 허용 두께를 검출해서 설정하거나, 조사 헤드(16)로부터 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저의 후술하는 선회수나 선회 직경(R)을 제어하거나 한다.
다음에, 도 2 내지 도 4를 이용해서 조사 헤드(16)에 대해 설명한다. 도 2는, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다. 도 3은, 제 1 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 레이저 선회부로부터 노즐까지를 확대해 도시하는 확대 모식도이다. 도 4는, 피가공 부재에 조사되는 레이저의 조사 위치의 설명도이다.
조사 헤드(16)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 콜리메이트 광학계(34)와 레이저 선회부(35)와 반사 광학계(36)과 집광 광학계(37)와 노즐(38)과 할출(割出) 기구(39)와 촬상 수단(40)과 갭 검출 수단(41)을 포함한다. 조사 헤드(16)는, 안내 광학계(14)로부터 출력되는 레이저(L)의 광로에 있어서, 상류측으로부터 하류측을 향해서, 콜리메이트 광학계(34), 레이저 선회부(35), 반사 광학계(36), 집광 광학계(37), 노즐(38)의 순서로 배치된다. 조사 헤드(16)는, 안내 광학계(14)로부터 출력된 레이저(L)를 노즐(38)에 대면하는 피가공 부재(W)를 향해서 조사한다.
콜리메이트 광학계(34)는, 안내 광학계(14)의 레이저(L)가 출사되는 단면에 대향해서 배치된다. 즉 콜리메이트 광학계(34)는, 안내 광학계(14)와 레이저 선회부(35)의 사이에 배치된다. 콜리메이트 광학계(34)는, 콜리메이터 렌즈 등을 갖추고 있고, 안내 광학계(14)로부터 출력된 레이저(L)를 콜리메이트 광으로 해서, 레이저 선회부(35)를 향해서 출사한다.
레이저 선회부(35)는, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 광로의 중심(P) 둘레로 레이저(L)를 회전시키고, 피가공 부재(W)로 조사 레이저, 즉 레이저(L)의 조사 위치(IP)를 선회시킨다. 레이저 선회부(35)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)과 제 1 회전 기구(53)와 제 2 회전 기구(54)를 가진다.
제 1 프리즘(51)은, 레이저(L)를 굴절시키고, 광축(OA)에 대해서 경사진다. 제 2 프리즘(52)은, 제 1 프리즘(51)에 의해 굴절된 레이저(L)를 재차 굴절시켜서, 집광하는 위치를 제어한다. 이것에 의해, 레이저 선회부(35)를 통과한 레이저(L)는, 통과 전의 레이저(L)의 광로에 대해서 어긋난 광로에서 출력된다.
제 1 회전 기구(53)는, 제 1 프리즘(51)을 보지하는 제 1 스핀들(55)과, 제 1 스핀들(55)이 내부에 삽입되어 당해 제 1 스핀들(55)을 회전시키는 제 1 중공 모터(56)를 가진다. 제 2 회전 기구(54)는, 제 2 프리즘(52)을 보지하는 제 2 스핀들(57)과, 제 2 스핀들(57)이 내부에 삽입되어 당해 제 2 스핀들(57)을 회전시키는 제 2 중공 모터(58)를 가진다. 제 1 스핀들(55)과 제 2 스핀들(57)은, 레이저(L)의 광로의 부분이 중공인 통 형상 부재이며, 베어링(59) 및 베어링(60)을 거쳐서 지지된다. 베어링(59) 및 베어링(60)은, 예를 들면, 구름 볼 베어링 등의 구름 베어링이다. 제 1 회전 기구(53) 및 제 2 회전 기구(54)는, 서로 동기 회전 및 상대 회전 가능하다.
제 1 중공 모터(56)는, 제 1 스핀들(55)의 외주면에 고정된 중공 로터(61)와, 중공 로터(61)에 대향 배치된 스테이터(62)를 가진다. 제 1 중공 모터(56)는, 제 1 스핀들(55)과 함께 제 1 프리즘(51)을 회전시킨다. 제 2 중공 모터(58)는, 제 2 스핀들(57)의 외주면에 고정된 중공 로터(63)와, 중공 로터(63)에 대향 배치된 스테이터(64)를 가진다. 제 2 중공 모터(58)는, 제 2 스핀들(57)과 함께 제 2 프리즘(52)을 회전시킨다.
또한, 제 1 회전 기구(53) 및 제 2 회전 기구(54)는, 각각, 회전부(제 1 스핀들(55) 및 중공 로터(61), 제 2 스핀들(57) 및 중공 로터(63))와 고정부(스테이터(62), 스테이터(64))의 상대적인 위치, 회전수를 검출하는 엔코더(65)를 구비한다. 엔코더(65)는, 상기 회전부 측에 고정되는 식별자(66)와, 상기 고정부 측에 고정되어 식별자(66)을 검출하는 검출부(67)를 가진다. 엔코더(65)는, 검출부(67)와 식별자(66)를 검출하는 것에 의해, 상기 회전부의 상대적인 위치를 검출할 수 있다. 엔코더(65)는, 검출한 상기 회전부의 회전수 및 회전 위치(위상각)의 정보를 제어 장치(30)에 출력한다. 또한, 엔코더(65)로서는, 예를 들면, 회전 위치(위상각)를 수천분의 1도(0.001도 이하)의 분해능으로 검출하는 검출 기기를 이용하는 것이 바람직하다.
제 1 회전 기구(53)와 제 2 회전 기구(54)는, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 바꿀 수 있다. 이것에 의해, 도 4에 도시하는 바와 같이, 레이저 조사점을 회전축의 광로의 중심(P)으로부터 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이에 대응하는 거리(선회 직경(R))만큼 이격된 조사 위치(IP)까지 편심시킬 수 있다. 이 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 유지하면서, 제 1 회전 기구(53)와 제 2 회전 기구(54)를 동 회전 주기로 동기 회전시키는 경우, 레이저 조사점은 선회 직경(R)의 원궤도를 그린다. 또한, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)을 비동기 회전(다른 회전 주기로 회전)시키는 경우에는, 레이저 조사점의 선회 직경을 증감시키면서 레이저 조사점을 선회시킬 수 있어, 임의의 곡선 궤도를 그리는 것도 가능하다.
덧붙여, 본 실시 형태에 있어서, 제 1 중공 모터(56)와 제 2 중공 모터(58)의 위상각의 차이란, 제 1 중공 모터(56)와 제 2 중공 모터(58)의 회전 위치(위상각)의 상대적인 어긋남의 각도를 말한다. 또, 제 1 중공 모터(56)와 제 2 중공 모터(58)의 위상각의 차이의 오차란, 제 1 중공 모터(56)와 제 2 중공 모터(58)의 위상의 어긋남의 각도의 오차를 말한다.
또, 선회 직경(R)이란, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 광로의 중심(P)으로부터 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 조사 위치(IP)까지의 거리를 말하고, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)가 중심(P) 둘레로 선회하는 반경을 말한다. 선회 직경(R)은, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 바꾸는 것에 의해 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R)이 바뀌므로, 가변이다. 선회수란, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 조사 위치(IP)가 중심(P) 둘레로 선회하는 단위 시간 당의 회수를 말한다.
반사 광학계(36)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 레이저 선회부(35)를 통과한 레이저(L)를 반사하는 제 1 반사 미러(71)와, 제 1 반사 미러(71)에서 반사한 레이저(L)를 다시 반사하는 제 2 반사 미러(72)와, 통부(73)와, 노즐 장착부(74)를 가진다. 반사 광학계(36)는, 제 1 반사 미러(71)와 제 2 반사 미러(72)에 의해, 레이저 선회부(35)로부터 출력된 레이저(L)를 집광 광학계(37)를 향해서 반사한다. 제 2 반사 미러(72)는, 하프 미러이며, 피가공 부재(W)의 가공 부위를 촬상 수단(40)으로 촬상 가능하게 한다. 통부(73)와 노즐 장착부(74)는, 이음부(75)에 의해 연결된다.
집광 광학계(37)는, 복수의 렌즈를 갖고 있고, 이 복수의 렌즈에 의해, 제 2 반사 미러(72)에서 반사된 레이저(L)를 집광하고, 소정의 촛점거리, 초점 심도가 되는 레이저(L)를 형성한다. 집광 광학계(37)는, 피가공 부재(W)에 소정의 스폿 직경의 레이저(L)를 조사한다.
노즐(38)은, 레이저(L)의 진행 방향의 앞쪽으로 향함에 따라 점차 직경이 축소하는 중공의 원추형상이다. 노즐(38)은, 집광 광학계(37)를 거쳐서 노즐 장착부(74)에 장착된다. 노즐(38)은, 피가공 부재(W)의 가공점에서 생기는 스퍼터 등에 의해 집광 광학계(37)가 오손하는 것을 막기 위한 투광 부재(77)를 가진다. 또한, 노즐(38)은, 어시스트 가스 공급원(78)으로부터 어시스트 가스가 공급되고, 이 어시스트 가스를 피가공 부재(W)를 향해서 분사 가능하다.
할출 기구(39)는, 할출 축(81)과 중공 모터(82)와 할출 각도 검출 수단(83)을 가진다. 할출 축(81)은, 노즐 장착부(74)에 연결되어, 노즐 장착부(74)와 일체로 회전한다. 할출 축(81)은, 베어링(84)에 의해 Y축 둘레로 회전 가능하게 지지된다. 베어링(84)은, 예를 들면, 정압 베어링(유체 베어링)이다. 중공 모터(82)는, 할출 축(81)의 외주면에 고정된 중공 로터(85)와, 중공 로터(85)에 대향해서 배치된 스테이터(86)를 가진다. 중공 모터(82)는, 할출 축(81)을 회전 중심으로 해서, 노즐 장착부(74)에 장착된 노즐(38)을 할출 축(81) 둘레(화살표(d) 방향)로 좌우회전(목을 돌리는 방식으로 회전하는 것) 가능하게 구동한다. 즉, 중공 모터(82)는, 노즐(38)을 Y축 둘레로 좌우회전 방식으로의 회전 가능하게 구동한다. 이것에 의해, 할출 기구(39)는, 할출 축(81)을 회전 중심으로 해서 반사 광학계(36)의 노즐 장착부(74)를 회전시키고,이 회전에 맞춰, 할출 축(81)의 동축 상에 배치된 제 2 반사 미러(72)를 회전시킬 수 있으므로, 할출 각도를 변경하여도 제 2 반사 미러(72)에서 반사한 레이저(L)를 노즐(38)로부터 조사할 수 있다. 또한, 할출 기구(39)는, 노즐 장착부(74)를 거쳐서 노즐(38)을 좌우회전시키므로, 대형화를 억제할 수 있다. 또, 할출 각도 검출 수단(83)은, 회전부(할출 축(81) 및 중공 로터(85))와 고정부(스테이터(86))의 상대적인 위치(할출 각도)를 검출하는 엔코더를 구비한다. 엔코더는, 검출한 상기 회전부의 할출 각도의 정보를 제어 장치(30)에 출력한다.
촬상 수단(40)은, 예를 들면, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서 등을 가지는 카메라이다. 촬상 수단(40)은, 레이저(L)의 조사 위치(IP)나 선회 직경(R) 등을 촬상하고, 이 촬상한 화상으로부터 화상 데이터를 생성해서, 제어 장치(30)에 화상 데이터를 출력한다. 촬상 수단(40)은, 노즐 장착부(74)를 사이에 두고 노즐(38)과 대향하는 위치에서, 노즐 장착부(74)에 장착된다. 촬상 수단(40)은, 광로의 중심(P)와 동축 상에 배치된다.
갭 검출 수단(41)은, 레이저광을 이용한 갭 측정 장치이다. 갭 검출 수단(41)은, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 초점과 피가공 부재(W)의 갭을 검출한다. 갭 검출 수단(41)은, 검출한 갭을 제어 장치(30)에 출력한다. 갭 검출 수단(41)은, 촬상 수단(40)에 연결되어 있고, 광로의 중심(P)과 동축 상에 배치된다.
다음에, 도 4 내지 도 6을 이용해서, 가공 장치(10)에 의한 가공 처리에 대해 설명한다. 도 5는, 천공 가공된 피가공 부재의 단면의 설명도이다. 도 6은, 가공 장치의 제어 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
우선, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가공 모드를 결정한다(단계 ST1). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 오퍼레이터 등의 작업원에 의해서 입력된, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 어느 것을 실행할지를 도시하는 조작을 확인하고, 확인한 조작에 기초해서 가공 모드를 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 피가공 부재(W)의 재질이나 두께를 결정한다(단계 ST2). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 작업원에 의해서 입력된, 피가공 부재(W)의 재질이나 두께를 입력하는 조작을 확인하고, 확인한 조작에 기초해서, 피가공 부재(W)의 재질이나 두께를 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 가공 조건을 결정한다(단계 ST3). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 작업원에 의해서 입력된, 단계 ST1에서 결정한 가공 모드에 있어서 피가공 부재(W)에 실시하는 가공 처리의 위치나 형상, 깊이 등의 가공 조건을 입력하는 조작을 확인하고, 확인한 조작에 기초해서, 피가공 부재(W)에 실시하는 가공 처리의 위치나 형상, 깊이 등의 가공 조건을 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 열 영향층(Wa)(도 5 참조)의 허용 두께를 결정한다(단계 ST4). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 단계 ST1에서 결정한 가공 모드, 단계 ST2에서 결정한 피가공 부재(W)의 재질이나 두께, 단계 ST3에서 결정한 가공 조건을 각각 취득하고, 가공 모드와 피가공 부재(W)의 재질이나 두께와 가공 조건과 열 영향층(Wa)의 허용 두께 간의 상관관계를 정한 제어 맵(가공 조건 제어 맵)을 참조해서, 열 영향층(Wa)의 허용 두께를 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 레이저(L)의 허용 선회수, 허용 선회 직경을 결정한다(단계 ST5). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 단계 ST4에서 결정한 열 영향층(Wa)의 허용 두께에 기초해서, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)(도 5) 참조)와 레이저(L)의 선회수와 선회 직경(R) 간의 상관관계를 정한 제어 맵(선회 조건 제어 맵)을 참조해서, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)가 허용 두께를 초과하지 않는 레이저(L)의 허용 선회수 범위 및 허용 선회직경 범위를 결정한다. 또한 단계 ST5에 있어서는, 단계 ST1에서 결정한 가공 모드가 천공 가공인 경우, 선회 직경(R)은 필수는 아니기 때문에, 선회수 만을 결정해도 괜찮다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수, 위상각의 차이를 결정한다(단계 ST6). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 단계 ST5에서 결정한 레이저(L)의 허용 선회수 범위에 포함되는 선회수를 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수로 해서 결정하고, 레이저(L)의 선회 직경(R)과 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이 간의 상관관계를 정한 제어 맵(위상각 제어 맵)을 참조해서, 단계 ST5에서 결정한 레이저(L)의 허용 선회직경 범위에 포함되는 위상각의 차이를 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이로서 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 레이저 출력을 결정한다(단계 ST7). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 단계 ST4에서 결정한 열 영향층(Wa)의 허용 두께를 취득하고, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)와 레이저(L)의 출력 간의 상관관계를 정한 제어 맵(레이저 출력 제어 맵)을 참조해서, 레이저(L)의 피크 출력 및 펄스폭을 선택하고, 레이저 출력을 결정한다.
다음에, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 피가공 부재(W)에 대해서 가공을 실행한다(단계 ST8). 예를 들면, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 단계 ST7에서 결정한 레이저 출력에 기초해서 레이저 발진기(12)를 발진시켜 레이저(L)를 출사시키는 것과 동시에, 단계 ST6에서 결정한 회전수와 위상각의 차이에 기초해서 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58)의 회전을 조정하고, 피가공 부재(W)에 대해 레이저(L)를 조사해서, 가공을 실행한다. 상술한 단계 ST1 내지 단계 ST8에 의해, 가공 장치(10)(제어 장치(30))는, 피가공 부재(W)에 가공 처리를 실시한다.
여기서, 단계 ST1에서 결정한 가공 모드가 천공 가공인 경우, 단계 ST8에 있어서, 레이저 발진기(12)로부터 출사된 레이저(L)는, 안내 광학계(14)를 거쳐서 조사 헤드(16)의 입사단에 입사하고, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 단계 ST6에서 결정한 회전수와 위상각의 차이로 화살표(a) 방향으로 회전하는 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)에 의해 굴절해서, 굴절 전의 레이저(L)의 광축(OA)과 동축이 되는 광로의 중심(P)으로부터 편심한 위치에 조사된다. 이 상태에서 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)을 동일한 회전 주기로 회전시키면, 레이저 조사점이 굴절전의 레이저(L)의 광축(OA)과 동축이 되는 회전축의 광로의 중심(P) 둘레로 선회하고, 중심(P)을 선회의 중심으로 하는 가상원(IC) 상을 레이저(L)의 조사 위치(IP)가 이동해서, 피가공 부재(W)에 구멍(Wb)를 뚫을 수 있다. 덧붙여, 단계 ST1에서 결정한 가공 모드가 천공 가공인 경우, 구멍 직경은 설정치에 의해 거의 정해진다. 이것에 대해서 용접 가공, 클래딩 가공 등은, 열 영향층(Wa)이나 표면, 이면의 비산 물량의 제어를 선회수에 덧붙여, 선회 직경(R)도 이용하는 것이 가능하다.
다음에, 도 7 내지 도 11을 이용해서, 가공 장치(10)에 의한 레이저(L)의 조사 동작에 대해 설명한다. 도 7은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 조사 동작의 설명도이다. 도 8은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 9는, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 10은, 가공 장치가 조사하는 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다. 도 11은, 복수회로 나누어 천공 가공할 때의 레이저의 궤적의 일례를 도시하는 모식도이다.
일정 주기로 ON/OFF시켜 피가공 부재(W)에 레이저(L)를 조사하는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 ON/OFF의 주기를, 조사 위치(IP)의 선회 주기의 비정수배로 하는 것이 바람직하다. 즉, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 ON/OFF의 주기와, 조사 위치(IP)의 선회 주기를 어긋나게 하는 것에 의해, 1주째는 레이저(L)를 조사 위치(IPa)에 조사하고, 2주째는 레이저(L)를 조사 위치(IPb)에 조사할 수 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 3주째 이후에도 마찬가지로 레이저(L)의 ON/OFF를 반복하는 것에 의해, 조사 위치를 차례차례 어긋나게 할 수 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 조사 위치가 각 주회에서 어긋나서, 피가공 부재(W)의 가공 대상의 영역에 효율적으로 레이저(L)를 조사할 수 있다.
또, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 연속적으로 변화시키면서 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)을 회전시키는 경우, 도 8에 도시하는 바와 같이, 가공 장치(10)는, 중심(P)으로부터 서서히 멀어지는 소용돌이 형상의 궤적(TR)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사할 수 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 소용돌이 형상으로 레이저(L)를 조사하는 것에 의해, 레이저(L)가 들어가기 어려워지는 두께를 갖는 피가공 부재(W)에 대해서도 정밀도 좋게 가공할 수 있다.
마찬가지로 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 가공 장치(10)는, 타원 형상이나 하트 형상의 궤적(TR)으로 피가공 부재(W)에 레이저(L)를 조사할 수도 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)을 회전시키면서 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 연속적으로 바꾸는 것에 의해, 레이저(L)의 선회 직경(R)을 바꾸어 여러 가지의 궤적(TR)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사할 수 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 회전 및 위상각의 차이를 제어하는 것에 의해, 여러 가지 형상의 궤적(TR)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사할 수 있다.
또, 피가공 부재(W)에 대해서 실시하는 가공 처리에 적절한 레이저(L)의 선회 직경(R)을 광학상의 이론치로부터 산출한 후, 열 영향층(Wa)을 고려하여 그 선회 직경(R)을 보정하는 경우, 도 11에 도시하는 바와 같이, 가공 장치(10)는, 1주째는 천공 가공하는 목표 구멍의 구멍 직경보다 작은 원 형상의 궤적(TRa)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사하고, 2주째는 천공 가공하는 목표 구멍의 구멍 직경과 같은 크기의 원 형상의 궤적(TRb)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사한다. 이 경우, 1주째의 레이저(L)의 선회 직경(Ra)은 목표 구멍보다 작은 선회 직경으로 하고, 2주째의 레이저(L)의 선회 직경(Rb)은 목표 구멍을 뚫기 위한 선회직경을 광학상의 이론치로부터 산출한 후에 목표 구멍에 있어 열 영향층(Wa)의 두께(TH)가 허용 두께의 범위 내가 되도록 보정한 선회 직경으로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 레이저(L)가 피가공 부재(W)에 최초로 조사되는 1주째에서는 열의 확산이 커지지만, 가공 장치(10)는, 1주째에서는 목표 구멍보다 작은 구멍을 뚫는 것에 의해 열의 확산을 억제해서, 2주째에 목표 구멍을 뚫을 수 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 1주째에 거친 가공하고, 2주째에 마무리 가공할 수 있으므로, 고 정밀도로 가공할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 가공 모드가 천공 가공인 경우, 목표 구멍의 구멍 직경과 동일한 크기의 선회 직경(R)으로 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사하는 것에 의해 천공 가공하므로, X축 이동 기구(22), Y축 이동 기구(26), C축 회전 기구(24)를 구동시켜서 천공 가공하는 경우보다 가공 시간을 단축할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 제 1 중공 모터(56)와 제 2 중공 모터(58)의 위상각의 차이의 오차를 0.1° 이내로 하는 것이 바람직하다. 즉, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이의 오차를 0.1° 이내로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제어 장치(30)는, 엔코더(65)로부터 출력된 제 1 스핀들(55) 및 제 2 스핀들(57)의 회전수와 회전 위치(위상각)에 근거해서, 상술한 단계 ST6에서 결정한 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이의 오차를 0.1° 이내로 한다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 광학 특성에 따라 다르지만, 선회 직경(R)의 어긋남을 수십㎛ 이내로 할 수 있어, 피가공 부재(W)에 대해서 정밀도 좋게 레이저(L)를 조사해서 가공할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 출력 주파수가 1kHz 미만에서는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)을 20rpm 이상으로 회전시키는 것이 바람직하고, 레이저(L)의 출력 주파수가 1kHz 이상에서는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)을 200rpm 이상으로 회전시키는 것이 바람직하다. 즉, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 조사하는 레이저(L)의 선회수를, 레이저(L)의 출력 주파수가 1kHz 미만에서는 20rpm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 레이저(L)의 출력 주파수가 1kHz 이상에서는 200rpm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
가공 장치(10)는, 레이저(L)의 출력 주파수에 따라 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 조절하는 것에 의해, 가공을 보다 고속으로 실시할 수 있어, 가공 정밀도를 더욱 더 향상시킬 수 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 출력 주파수가 상대적으로 높은 경우는, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 에너지가 상대적으로 높아지기 때문에, 레이저(L)를 상대적으로 고속 선회시키고, 레이저(L)의 출력 주파수가 상대적으로 낮은 경우는, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 에너지가 상대적으로 낮아지기 때문에, 레이저(L)를 상대적으로 저속 선회시킨다. 또한, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)를 상대적으로 고속 선회시키는 것에 의해, 일정 범위에 대해 균일하게 레이저(L)를 조사할 수 있어서, 레이저(L)의 출력이 일부에 집중하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)의 제어를 행하기 쉬워져서, 가공 정밀도를 높게 할 수도 있다. 또한, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)를 상대적으로 고속 선회시키는 것에 의해, 레이저(L)를 상대적으로 고 출력으로 하여도 열 영향(열 데미지의 영향)을 억제해서, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)를 억제하고, 가공 품질을 유지하면서 가공 속도를 고속화할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)로서 강판 등의 금속 재료를 이용하는 것에 의해, 호적하게 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공 혹은 레이저 적층 조형하는 것이 가능하고, 또 절단면을 보다 호적한 형상으로 하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 가공 정밀도를 높게 할 수 있다. 또한, 가공 장치(10)는, 선회시키면서 레이저(L)를 조사하는 것에 의해, 레이저(L)의 출력이 일부에 집중하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 고 출력의 레이저(L)를 이용할 수 있게 되므로, 용접 가공이나 클래딩 가공에 호적하게 사용할 수 있어, 내열성이 높은 재료에도 매우 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 제 1 회전 기구(53)를 제 1 중공 모터(56)로 회전 구동하고, 제 2 회전 기구(54)를 제 2 중공 모터(58)로 회전 구동하기 때문에, 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58)의 직경 방향을 소형화할 수 있으므로, 조사 헤드(16)를 소형화할 수 있다. 즉, 가공 장치(10)의 대형화를 억제할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 제어 장치(30)가 제 1 회전 기구(53) 및 제 2 회전 기구(54)의 회전수를 결정하는 것에 의해, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)를 허용 두께 이하로 하면서 피가공 부재(W)를 가공할 수 있다.
다음에, 도 12 내지 도 19를 이용해서, 가공 장치(10)에 의한 다른 가공예에 대해 설명한다. 도 12는, 가공 장치에 의한 절단 가공의 동작의 설명도이다. 도 13은, 절단 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다. 도 14는, 가공 장치에 의한 용접 가공의 동작의 설명도이다. 도 15는, 용접 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다. 도 16은, 가공 장치에 의한 클래딩 가공의 동작의 설명도이다. 도 17은, 클래딩 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다. 도 18은, 가공 장치에 의한 표면 개질 가공의 동작의 설명도이다. 도 19는, 표면 개질 가공된 피가공 부재의 열 영향층의 설명도이다.
가공 장치(10)는, 가공 모드가 절단 가공인 경우, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, XY 평면(수평면) 중 임의의 방향인 화살표(b) 방향으로 조사 헤드(16)을 주사시키는 것에 의해, 궤적(TR)과 같이 레이저(L)를 선회시키면서 화살표(b) 방향으로 조사해서, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)를 허용 두께 이하로 억제할 수 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 레이저(L)를 조사폭(D)으로 피가공 부재(W)에 조사해서, 조사폭(D)으로 피가공 부재(W)를 절단할 수 있다. 또, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어하는 것에 의해서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회수를 제어하여, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)의 허용 두께를 제어할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 가공 모드가 용접 가공인 경우, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 화살표(b) 방향(XY 평면 중 임의의 방향)으로 조사 헤드(16)을 주사시키면서 레이저(L)의 조사 위치(IP)에 용접 와이어(91) 등을 공급하는 것에 의해, 궤적(TR)과 같이 레이저(L)를 선회시키면서 화살표(b) 방향으로 조사한다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 예를 들면, I형 등의 용접 그루브 형상(開先 形狀)인 한 쪽의 피가공 부재(W1)와 다른 쪽의 피가공 부재(W2)를 용접부(Wc)로 용접할 수 있다. 또한, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어하는 것에 의해, 한 쪽의 피가공 부재(W1)와 다른 쪽의 피가공 부재(W2)의 용접 그루브에 조사되는 레이저(L)의 선회수를 제어하여, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)의 허용 두께를 제어할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 가공 모드가 클래딩 가공의 경우, 도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 화살표(b) 방향(XY 평면 중 임의의 방향)으로 조사 헤드(16)을 주사시키면서 레이저(L)의 조사 위치(IP)에 육성재 와이어(92) 등을 공급하는 것에 의해서, 궤적(TR)와 같이 레이저(L)를 선회시키면서 화살표(b) 방향으로 조사한다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W) 상에 육성부(Wd)를 형성할 수 있다. 또한, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어하는 것에 의해서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회수를 제어하여, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)의 허용 두께를 제어할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 가공 모드가 표면 개질 가공인 경우, 도 18 및 도 19에 도시하는 바와 같이, 화살표(b) 방향(XY 평면 중 임의의 방향)으로 조사 헤드(16)을 주사시키는 것에 의해서, 궤적(TR)과 같이 레이저(L)를 선회시키면서 화살표(b) 방향으로 조사한다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 레이저(L)를 조사 폭(Da)으로 피가공 부재(W)에 조사하는 것에 의해, 예를 들면, 피가공 부재(W)의 표면을 평활화하거나 피가공 부재(W)의 표면의 재료 입자를 미세화하거나 하여, 피가공 부재(W)의 표면을 개질한 표면 개질부(We)를 형성할 수 있다. 또한, 가공 장치(10)는, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어하는 것에 의해서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회수를 제어하여, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)의 허용 두께를 제어할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 피가공 부재(W)의 열 영향층(Wa)은, 피가공 부재(W)에 조사된 레이저(L)에 의해 형성되는 재용해층, 산화층, 크랙, 드로스를 적어도 하나 포함한다. 재용해층은, 가공 시에, 레이저(L)의 조사에 의해 피가공 부재(W)의 고체가 액체화하고, 다시 고체화한 층이다. 재용해층은, 가공 모드에 따라 다르지만, 천공 가공, 절단 가공의 경우, 레이저(L)의 조사 방향(진행 방향)의 앞에 형성되는 층이 아니고, 레이저(L)의 조사 방향(진행 방향)에 직교하는 방향으로 형성되는 층이며, 레이저(L)를 조사하는 것에 의해 형성된 구멍(Wb)의 내주면이나, 절단된 피가공 부재(W)의 절단면에 형성되는 것이다. 또, 재용해층은, 가공 모드가 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형인 경우, 레이저(L)의 조사 방향(진행 방향)의 앞과 조사 방향에 직교하는 방향으로 형성되는 층이며, 레이저(L)를 조사하는 것에 의해 형성된 용접부(Wc)의 주위나 아래 쪽, 육성부(Wd)의 주위나 아래 쪽, 표면 개질부(We)의 주위나 아래 쪽에 형성되는 것이다.
산화층은, 피가공 부재(W)가 금속 등인 경우, 어시스트 가스로서 산소를 사용했을 때에, 피가공 부재(W)의 구멍(Wb)의 내주면이나 절단면에 형성되는 산화 피막이다. 크랙은, 레이저(L)의 조사에 의해 피가공 부재(W)가 급속 가열되고, 이 급속 가열 시에 피가공 부재(W)의 구멍(Wb)의 내주면이나 절단면에 생기는 미세한 균열(마이크로 크랙)이다. 드로스는, 피가공 부재(W)의 천공시나 절단시 등에 액체화한 재료가 용해물이 되고, 피가공 부재(W)의 구멍(Wb)의 내주면이나 절단면에 부착해서 고체화한 부착물이다. 피가공 부재(W)의 열 영향층(Wa)의 두께는, 재용해층의 두께, 산화 피막의 두께, 균열의 깊이, 부착물의 두께를 포함한다.
허용 두께는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 적어도 하나를 포함한 가공 처리를 피가공 부재(W)에 실시한 때에, 구멍(Wb)의 내주면, 절단 부분이나 용접부(Wc)의 열 영향층(Wa)의 두께(TH), 육성부(Wd)나 표면 개질부(We)의 열 영향층(Wa)의 두께(TH) 등이, 가공 처리가 실시된 제품으로서의 피가공 부재(W)에 대해 허용할 수 있는 범위 내의 두께이다.
또한, 허용 두께는, 가공 모드에 따라 다르지만, 천공 가공, 절단 가공의 경우, 레이저(L)의 조사 방향(진행 방향)에 직교하는 방향의 길이이다. 또한, 허용 두께는, 가공 모드가 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형인 경우, 레이저(L)의 조사 방향(진행 방향)의 길이, 및, 레이저(L)의 조사 방향에 직교하는 방향의 길이이다.
［제 2 실시 형태］
다음에, 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드(16)에 대해 설명한다. 도 20은, 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드의 개략 구성을 도시하는 설명도이다. 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드(16)의 기본적 구성은, 제 1 실시 형태와 관련되는 가공 장치(10)의 조사 헤드(16)와 마찬가지이므로, 동일 부분의 구성의 설명은 생략한다. 제 2 실시 형태와 관련되는 조사 헤드(16)는, 콜리메이트 광학계(34), 레이저 선회부(35), 집광 광학계(37)의 각각의 레이저(L)의 광로가 직선 형상(동축상)으로 늘어서서 일체적으로 연결된다.
조사 헤드(16)는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 콜리메이트 광학계(34)와 레이저 선회부(35)와 집광 광학계(37)과 노즐(38)을 가진다. 조사 헤드(16)는, 안내 광학계(14)로부터 출력되는 레이저(L)의 광로에 있어서, 상류 측으로부터 하류 측을 향해서, 콜리메이트 광학계(34), 레이저 선회부(35), 집광 광학계(37), 노즐(38)의 순서로 배치된다. 조사 헤드(16)는, 안내 광학계(14)로부터 출력된 레이저(L)를 노즐(38)에 대면하는 위치에 배치된 피가공 부재(W)를 향해서 조사한다.
레이저 선회부(35)는, 제 1 회전 기구(53)에 의해 회전 구동되고, 제 1 프리즘(51)을 지지하는 중공 통 형상의 제 1 스핀들(55)과, 제 2 회전 기구(54)에 의해 회전 구동되고, 제 2 프리즘(52)을 지지하는 중공 통 형상의 제 2 스핀들(57)을 가진다. 이것에 의해, 조사 헤드(16)는, 광로의 중심(P) 둘레로 레이저(L)를 회전시켜서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 조사 위치(IP)를 선회시킨다.
또한, 조사 헤드(16)는, 제 1 회전 기구(53) 및 제 2 회전 기구(54)의 회전수, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 제어하는 것에 의해서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R), 선회수 및 궤적(TR) 등을 가공 모드 등에 맞추어 바꿀 수 있다.
［실험예］
여기서, 가공 장치(10)를 이용하여 피가공 부재(W)에 실시한 가공의 실험예에 대해 설명한다. 도 21은, 가공 장치에 의한 피가공 부재의 가공예를 도시하는 도면이다. 도 22는, 도 21에 도시하는 피가공 부재를 반대측으로부터 본 도면이다.
피가공 부재(W)에 조사하는 레이저(L)는, 레이저 피크 파워를 100W~20kW, 주파수를 5Hz~10kHz, 펄스 폭을 1㎲~100ms, 조사 시간을 10ms~10S, 촛점 거리를 40~400mm, 선회수를 20~5000rpm으로 했다. 어시스트 가스는, 압력이 0.1~1MPa의 산소를 이용했지만, 공기나 질소라도 좋고, 아르곤 가스(Ar)나 크세논 가스(Xe) 등의 희가스라도 좋다. 또, 피가공 부재(W)는, 두께가 0.5~10mm의 인코넬(등록상표)을 이용했다.
상기 조건으로 가공 장치(10)에 의해 가공을 실시한 결과를 도 21 및 도 22에 나타낸다. 여기서, 도 21은 피가공 부재(W)의 표면(레이저의 입사측)을 나타내고, 도 22는 피가공 부재(W)의 이면을 나타낸다. 본 실험예에서는, 도 21 및 도 22에 도시하는 바와 같이, 피가공 부재(W)에 구멍(Wb)을 형성했다. 가공 장치(10)는, 상기 조건으로 가공을 실시하는 것에 의해, 레이저의 조사 시간이 0.2S이어도, 구멍(Wb)의 주위에 왜곡이나 요철이 적고, 높은 정밀도로 가공할 수 있는 것을 알았다.
이상과 같이, 실시 형태와 관련되는 가공 장치(10)에 의하면, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 바꾸는 것만에 의해서, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R)을 바꿀 수 있으므로, 가공 장치(10), 즉 레이저 가공 장치를 간단하면서도 소형인 구성으로 할 수 있다고 하는 효과를 낼 수 있다. 또한, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 제어하여, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R)을 바꾸는 것에 의해서, 가공 모드나 가공 조건에 보다 적합한 선회 직경(R)으로 가공 처리를 실시할 수 있게 된다. 이것에 의해, 요구되는 가공 품질을 충족시킬 수 있어, 보다 높은 정밀도의 가공을 고속으로 실시하는 것이 가능하다고 하는 효과를 낼 수 있다.
또한, 실시 형태와 관련되는 가공 장치(10)에 의하면, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)을 따로 따로 제어하므로, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R)을 임의의 선회 직경(R)으로 설정할 수 있다. 즉, 가공 장치(10)는, 가공의 종류(가공 모드)에 적합한 레이저(L)를 피가공 부재(W)에 조사할 수 있다.
또한, 실시 형태와 관련되는 가공 장치(10)에 의하면, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어 장치(30)로 제어하는 것에 의해서, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)가 허용 두께가 되도록 제어할 수 있으므로, 피가공 부재(W)의 열 영향층(Wa)을 제어할 수 있다. 따라서, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 대해서 고 정밀도로 가공 처리를 행할 수 있다.
덧붙여 상기 실시 형태에 있어서, 가공 장치(10)는, 파이버 레이저 출력 장치나 단펄스 레이저 출력 장치를 이용하고 있지만, 이들에 한정되지는 않으며, 피가공 부재(W)에 대해서 가공 처리를 실시할 수 있는 레이저(L)를 출력하는 레이저 출력 장치이면 좋다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 여러 가지의 레이저 출력 장치를 이용할 수 있어, 가공 용도에 따라 적합한 레이저 출력 장치를 이용할 수 있다.
또한, 파이버 레이저 출력 장치는, 연속파 발진(Continuous Wave Operation) 혹은 펄스 발진(Pulsed Operation) 중 어느 하나의 방식을 이용하는 레이저 출력 장치여도 괜찮다. 파이버 레이저 출력 장치는, 연속파 발진의 경우, 고 출력을 얻기 쉽기 때문에, 절단 가공이나 용접 가공 등에 매우 적합하게 사용할 수 있고, 펄스 발진의 경우, 열적 영향을 억제하기 쉽기 때문에, 미세 가공 등에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
또, 파이버 레이저 출력 장치는, 피가공 부재(W)에 조사하는 레이저(L)의 단면의 광강도 분포가, 가우시안 모드(싱글 모드) 혹은 멀티 모드여도 괜찮다. 파이버 레이저 출력 장치는, 가우시안 모드의 경우, 조사 위치(IP)의 스폿 직경을 좁히기 쉽고, 고 출력을 얻기 쉽기 때문에, 용접 가공, 절단 가공 및 극히 미세한 구멍 뚫기 가공 등에 매우 적합하게 사용할 수 있고, 멀티 모드의 경우, 모재에의 열적 영향을 억제하기 쉽기 때문에, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공 및 브레이징 가공 등에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서, 가공 장치(10)는, 판 형상의 피가공 부재(W)를 가공하고 있지만, 피가공 부재(W)의 형상은 특히 한정되지 않으며, 여러 가지의 형상으로 할 수 있다. 또, 가공 장치(10)는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형을 조합해서 피가공 부재(W)에 대해서 가공 처리를 실시해도 괜찮다. 또한, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 조사 위치(IP)를 제어하는 것에 의해, 굴곡점을 가지는 궤적(TR)으로 조사하거나 만곡 형상을 가지는 궤적(TR)으로 조사하거나 할 수도 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 대해서, 레이저(L)를 선회하면서 조사하는 각종 가공 처리를 실시할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 가공 정밀도를 높게 할 수 있기 때문에, 피가공 부재(W)로서 강판 등의 금속 재료를 이용하는 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않으며, 피가공 부재(W)로서 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표), 스테인레스, 세라믹, 강, 탄소강, 세라믹스, 실리콘, 티탄, 텅스텐, 수지, 플라스틱, 섬유강화 플라스틱, 복합재, Ni기 내열 합금 중에서 적어도 어느 하나의 재료로 적어도 제조되면 좋다. 또, 가공 장치(10)는, 열 영향(열 데미지의 영향)을 저감이나 제거할 수 있기 때문에, 열 영향을 저감이나 제거하고 가공을 실시할 필요가 있는 각종 재료, 복합재에 이용할 수 있다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 여러 가지의 재료에 대해서 가공 처리를 실시할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 레이저(L)의 조사 위치(IP)와 피가공 부재(W)의 상대 위치를 이동시키기 위해서, 피가공 부재(W)를 이동시켜도 무방하고, 조사 헤드(16)를 이동시켜도 무방하며, 피가공 부재(W)와 조사 헤드(16)를 이동시켜도 무방하다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 대해서 보다 고속으로 가공 처리를 실시할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 피가공 부재(W) 상에서 레이저(L)를 선회시키면서 당해 레이저의 선회 직경(R)을 변경하는 가공 장치(10)에 대해 설명했지만, 가공 장치(10)는, 조사되는 레이저(L)의 선회 직경(R)을 바꾸었을 경우, 선회하는 레이저의 조사 위치(IP)의 이동 속도(예를 들면, 가상원(IC) 상의 선속도)가 일정해지도록, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수를 제어해도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 조사 위치(IP)에 있어서의 단위 시간 당의 에너지를 일정하게 할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)에 뚫린 파일럿 구멍을 촬상 수단(40)으로 촬상하고, 촬상한 파일럿 구멍의 화상 데이터로부터 구멍 직경을 측정하고, 측정한 구멍 직경과 조사한 레이저(L)의 조건(피크 출력이나 펄스 폭, 선회수, 선회 직경(R) 등)으로부터 열 영향층(Wa)의 두께(TH)를 추정하고, 추정한 열 영향층(Wa)의 두께(TH)로부터 당해 열 영향층(Wa)의 허용 두께의 범위가 되는 레이저(L)의 선회수와 선회 직경(R)을 결정하며, 결정한 레이저(L)의 선회수와 선회 직경(R)으로 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58)의 회전수와 위상각의 차이를 제어 장치(30)로 제어해서, 본 구멍을 뚫어도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 피가공 부재(W)의 열 영향층(Wa)의 두께(TH)가 허용 두께의 범위 내가 되도록, 보다 정확하게 제어할 수 있다.
또한, 가공 장치(10)는, X축 이동 기구(22), C축 회전 기구(24), Y축 이동 기구(26), Z축 이동 기구(28), 할출 기구(39)를 이용하고, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, C축 방향, 좌우회전 방향으로 이루어진 5축 방향으로 가공 스테이지(20)와 조사 헤드(16)를 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 피가공 부재(W)와 조사하는 레이저(L)의 상대 위치 관계를 5축 방향으로 이동시켜도 괜찮다.
또한, 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58) 중 적어도 한쪽은, 초음파 모터여도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58)의 위상각(회전 위치)의 위치 결정 정밀도를 용이하게 향상할 수 있다.
또한, 피가공 부재(W)에 조사되는 레이저(L)의 선회수를 올리거나 레이저(L)의 펄스 폭을 짧게 하거나 해도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)를 보다 얇게 할 수 있다.
또한, 피가공 부재(W) 상의 레이저(L)의 조사 위치(IP)로부터의 비산물의 양과 레이저(L)의 선회수의 상관 관계를 정한 제어 맵(비산물 제어 맵)을 참조해서, 제 1 프리즘(51) 및 제 2 프리즘(52)의 회전수, 제 1 프리즘(51)과 제 2 프리즘(52)의 위상각의 차이를 결정하고, 결정한 회전수와 위상각의 차이로 제 1 중공 모터(56) 및 제 2 중공 모터(58)를 회전시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 열 영향층(Wa)의 두께(TH)와 비산물의 양을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 안내 광학계(14)는, 광섬유이지만, 이것에 한정되지 않으며, 미러나 렌즈를 조합하고 레이저(L)를 반사나 집광 등을 해서 조사 헤드(16)에 안내해도 괜찮다. 이것에 의해, 조사 헤드(16)는, 여러 가지의 가공 장치로 이용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, X축 이동 기구(22)에 의해 상대 이동하는 가공 스테이지(20)에 대해 설명하고 있지만, 가공 스테이지(20)는, XY 스테이지 또는 XYZ 스테이지 등이어도 괜찮다. 또, 조사 헤드(16)를 XYZ의 세방향으로 상대 이동시켜도 무방하고, 조사 헤드(16)를 아암으로 지지해서, XYZ의 3축 방향에 부가해서, C 방향으로 이동시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 가공 장치(10)는, 예를 들면, 기존의 가공 장치를 이용할 수 있다.
10 가공 장치 12 레이저 발진기
14 안내 광학계 16 조사 헤드
16a 조사 헤드 커버 20 가공 스테이지
22 X축 이동 기구 24 C축 회전 기구
26 Y축 이동 기구 28 Z축 이동 기구
30 제어 장치 32 문형 브릿지
34 콜리메이트 광학계 35 레이저 선회부
36 반사 광학계 37 집광 광학계
38 노즐 39 할출 기구
40 촬상 수단 41 갭 검출 수단
51 제 1 프리즘 52 제 2 프리즘
53 제 1 회전 기구 54 제 2 회전 기구
55 제 1 스핀들 56 제 1 중공 모터
57 제 2 스핀들 58 제 2 중공 모터
59, 60 베어링 61, 63 중공 로터
62, 64 스테이터 65 엔코더
66 식별자 67 검출부
71 제 1 반사 미러 72 제 2 반사 미러
73 통부 74 노즐 장착부
75 이음부 77 투광 부재
78 어시스트 가스 공급원 81 할출 축
82 중공 모터 83 할출 각도 검출 수단
84 베어링 85 중공 로터
86 스테이터 91 용접 와이어
92 육성재 와이어 a, b, d 화살표
IC 가상 원 D, Da 조사 폭
IP, IPa, IPb 조사 위치 L 레이저
OA 광축 P 중심
R, Ra, Rb 선회 직경 TH 두께
TR, TRa, TRb 궤적 W 피가공 부재
W1 한 쪽의 피가공 부재 W2 다른 쪽의 피가공 부재
Wa 열 영향층 Wb 구멍
Wc 용접부 Wd 육성부
We 표면 개질부
14 안내 광학계 16 조사 헤드
16a 조사 헤드 커버 20 가공 스테이지
22 X축 이동 기구 24 C축 회전 기구
26 Y축 이동 기구 28 Z축 이동 기구
30 제어 장치 32 문형 브릿지
34 콜리메이트 광학계 35 레이저 선회부
36 반사 광학계 37 집광 광학계
38 노즐 39 할출 기구
40 촬상 수단 41 갭 검출 수단
51 제 1 프리즘 52 제 2 프리즘
53 제 1 회전 기구 54 제 2 회전 기구
55 제 1 스핀들 56 제 1 중공 모터
57 제 2 스핀들 58 제 2 중공 모터
59, 60 베어링 61, 63 중공 로터
62, 64 스테이터 65 엔코더
66 식별자 67 검출부
71 제 1 반사 미러 72 제 2 반사 미러
73 통부 74 노즐 장착부
75 이음부 77 투광 부재
78 어시스트 가스 공급원 81 할출 축
82 중공 모터 83 할출 각도 검출 수단
84 베어링 85 중공 로터
86 스테이터 91 용접 와이어
92 육성재 와이어 a, b, d 화살표
IC 가상 원 D, Da 조사 폭
IP, IPa, IPb 조사 위치 L 레이저
OA 광축 P 중심
R, Ra, Rb 선회 직경 TH 두께
TR, TRa, TRb 궤적 W 피가공 부재
W1 한 쪽의 피가공 부재 W2 다른 쪽의 피가공 부재
Wa 열 영향층 Wb 구멍
Wc 용접부 Wd 육성부
We 표면 개질부
Claims (12)
- 피가공 부재에 레이저를 조사해서 가공 처리를 실시하는 가공 장치에 있어서,
상기 레이저를 상기 피가공 부재에 대해서 선회시키는 레이저 선회부와, 상기 레이저 선회부에서 선회된 상기 레이저를 집광시키는 집광 광학계를 가진, 상기피가공 부재에 상기 레이저를 조사하는 조사 헤드와,
상기 조사 헤드의 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
상기 레이저 선회부는, 상기 레이저를 굴절시키는 제 1 프리즘과, 상기 제 1 프리즘과 대면하는 위치에 배치되어 당해 제 1 프리즘으로부터 출력된 상기 레이저를 굴절시키는 제 2 프리즘과, 상기 제 1 프리즘을 회전시키는 제 1 회전 기구와, 상기 제 2 프리즘을 회전시키는 제 2 회전 기구를 구비하며,
상기 제어 장치는, 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께를 결정하고, 적어도 상기 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수의 관계에 기초해서, 상기 제 1 회전 기구 및 상기 제 2 회전 기구를 제어하여, 상기 레이저에 의해 상기 피가공 부재에 형성되는 열 영향층의 두께가 상기 열 영향층의 허용 두께를 넘지 않도록 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 조정하는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회전 기구는, 상기 제 1 프리즘을 보지하고 또 상기 레이저의 광로의 부분이 중공인 제 1 스핀들과, 상기 제 1 스핀들이 회전 가능하게 내부 삽입되어 당해 제 1 스핀들을 회전 구동하는 제 1 중공 모터를 구비하며,
상기 제 2 회전 기구는, 상기 제 2 프리즘을 보지하고 또 상기 레이저의 광로의 부분이 중공인 제 2 스핀들과, 상기 제 2 스핀들이 회전 가능하게 내부 삽입되어 당해 제 2 스핀들을 회전 구동하는 제 2 중공 모터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 중공 모터와 상기 제 2 중공 모터와의 위상각의 차이의 오차가 0.1° 이내인 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가공 처리는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수를 제어하는 것에 의해 상기 피가공 부재에 형성되는 열 영향층의 두께를 제어하는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열 영향층은, 재용해층, 산화층, 크랙, 드로스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 피가공 부재는, 인코넬(등록상표), 하스텔로이(등록상표), 스테인레스, 세라믹, 강, 탄소강, 내열강, 세라믹스, 실리콘, 티탄, 텅스텐, 수지, 플라스틱, 섬유강화 플라스틱, 복합재, Ni기 내열 합금 중 어느 하나의 재료로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수와, 상기 레이저의 선회 직경의 관계에 기초해서, 상기 제 1 회전 기구 및 상기 제 2 회전 기구를 제어해서, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 조정하는 것을 특징으로 하는
가공 장치. - 피가공 부재에 레이저를 조사해서 가공 처리를 실시하는 가공 방법에 있어서,
레이저를 출력하는 출력 단계와,
상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께를 결정하고, 적어도 상기 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사되는 상기 레이저의 선회수의 관계에 기초해서, 상기 레이저에 의해 상기 피가공 부재에 형성되는 열 영향층의 두께가 상기 열 영향층의 허용 두께를 넘지 않도록 제 1 프리즘 및 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 결정하는 결정 단계와,
제 1 회전 기구 및 제 2 회전 기구를 결정한 회전수와 위상각의 차이로 회전시키는 회전 단계와,
상기 피가공 부재에 대해서 상기 레이저를 선회시키면서 조사하는 조사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
가공 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 가공 처리는, 절단 가공, 천공 가공, 용접 가공, 클래딩 가공, 표면 개질 가공, 표면 마무리 가공, 레이저 적층 조형 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
가공 방법. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 열 영향층은, 재용해층, 산화층, 크랙, 드로스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
가공 방법. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 결정 단계는, 적어도 상기 피가공 부재의 열 영향층의 허용 두께와, 상기 피가공 부재에 조사시키는 상기 레이저의 선회수와, 상기 레이저의 선회 직경의 관계에 기초해서, 상기 제 1 프리즘 및 상기 제 2 프리즘의 회전수와 위상각의 차이를 결정하는 것을 특징으로 하는
가공 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013038008A JP6071641B2 (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 加工装置、加工方法 |
| JPJP-P-2013-038008 | 2013-02-27 | ||
| PCT/JP2013/081563 WO2014132504A1 (ja) | 2013-02-27 | 2013-11-22 | 加工装置および加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150108922A KR20150108922A (ko) | 2015-09-30 |
| KR101747579B1 true KR101747579B1 (ko) | 2017-06-14 |
Family
ID=51427793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020157022930A KR101747579B1 (ko) | 2013-02-27 | 2013-11-22 | 가공 장치 및 가공 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9862055B2 (ko) |
| EP (1) | EP2962801B1 (ko) |
| JP (1) | JP6071641B2 (ko) |
| KR (1) | KR101747579B1 (ko) |
| CN (1) | CN105008086B (ko) |
| TW (1) | TWI551384B (ko) |
| WO (1) | WO2014132504A1 (ko) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2988904B1 (en) * | 2013-04-26 | 2023-08-23 | Raytheon Technologies Corporation | Selective laser melting system |
| JP5919356B2 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-05-18 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するレーザ加工装置 |
| DE102014117157B4 (de) * | 2014-11-24 | 2017-02-16 | Scansonic Mi Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstücken an einem Überlappungsstoß |
| JP6552948B2 (ja) * | 2015-11-27 | 2019-07-31 | 株式会社ディスコ | ウエーハの加工方法、及び加工装置 |
| JP2017109237A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | レーザ切断方法 |
| DE102016104180A1 (de) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts |
| CN106271118B (zh) * | 2016-09-29 | 2018-10-30 | 常州英诺激光科技有限公司 | 一种提高多孔径微孔激光加工质量的装置及方法 |
| JP6711228B2 (ja) | 2016-09-30 | 2020-06-17 | 日亜化学工業株式会社 | 基板の製造方法 |
| JP6870974B2 (ja) * | 2016-12-08 | 2021-05-12 | 株式会社ディスコ | 被加工物の分割方法 |
| US11285564B2 (en) * | 2017-01-25 | 2022-03-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser processing head and laser processing device using same |
| JP6938212B2 (ja) | 2017-05-11 | 2021-09-22 | 株式会社ディスコ | 加工方法 |
| CN107186338A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-22 | 华工法利莱切焊系统工程有限公司 | 激光切割头及三维激光切割装置 |
| JP7041543B2 (ja) * | 2018-02-16 | 2022-03-24 | 株式会社トヨコー | レーザ加工方法 |
| JP6740267B2 (ja) | 2018-02-19 | 2020-08-12 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
| EP3533557B1 (en) * | 2018-03-01 | 2021-05-26 | Synova S.A. | Apparatus for machining a workpiece with a laser beam coupled into a fluid jet, with automatic laser-nozzle alignment ; method of aligning such a beam |
| JP7063693B2 (ja) * | 2018-04-09 | 2022-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | 平角線のレーザ溶接方法 |
| KR102075731B1 (ko) * | 2018-09-27 | 2020-02-10 | 한국기계연구원 | 레이저 제염 시스템 |
| CN109226962A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-18 | 无锡源清瑞光激光科技有限公司 | 一种光纤激光to封帽系统 |
| JP6923570B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2021-08-18 | 株式会社アマダ | レーザ加工装置及びレーザ加工ヘッド |
| JP7089192B2 (ja) * | 2020-05-28 | 2022-06-22 | 日亜化学工業株式会社 | 基板の製造方法 |
| CN111682728B (zh) * | 2020-06-15 | 2021-03-26 | 武汉兴弘光电技术有限公司 | 一种光斑可调的激光电机 |
| KR20220011848A (ko) * | 2020-07-21 | 2022-02-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 장치 및 표시 장치의 제조 방법 |
| JP7290239B1 (ja) * | 2023-04-21 | 2023-06-13 | 株式会社EX-Fusion | レーザ切断加工方法及びレーザ切断加工装置 |
| KR102591599B1 (ko) * | 2023-07-05 | 2023-10-19 | 이성철 | 스핀들 모터를 활용한 레이저 드릴의 패턴 생성 속도제어 방법 및 레이저 드릴 장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017231A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | レーザ光によるガラス基板加工装置 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919798B2 (ja) * | 1974-11-01 | 1984-05-08 | 株式会社日立製作所 | レ−ザ加工装置 |
| AU651374B2 (en) * | 1990-08-22 | 1994-07-21 | Visx Incorporated | System for scanning a surgical laser beam |
| JP2831215B2 (ja) | 1992-11-13 | 1998-12-02 | 三菱重工業株式会社 | レーザによる切断、穴あけ加工方法 |
| JP2828871B2 (ja) | 1993-06-29 | 1998-11-25 | 住友重機械工業株式会社 | トレパニングヘッド |
| EP0855081A2 (en) * | 1996-07-03 | 1998-07-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for scanning information tracks on a record carrier |
| US6331692B1 (en) * | 1996-10-12 | 2001-12-18 | Volker Krause | Diode laser, laser optics, device for laser treatment of a workpiece, process for a laser treatment of workpiece |
| 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 |
| DE19741029A1 (de) | 1997-09-18 | 1999-04-08 | Bosch Gmbh Robert | Optische Vorrichtung zum Bohren mittels Laserstrahls |
| DE19745280A1 (de) | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Fein- und Mikrobearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US7385157B2 (en) * | 2001-04-27 | 2008-06-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Laser beam welding method and apparatus |
| DE102005047328B3 (de) | 2005-06-28 | 2006-12-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum Bohren und für den Materialabtrag mittels Laserstrahl |
| EP1779961B1 (en) | 2005-10-31 | 2011-06-15 | Advanced Laser Separation International (ALSI) B.V. | Method for forming one or more separated scores in a surface of a substrate |
| JP2008073718A (ja) | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Olympus Corp | レーザリペア装置 |
| JP2009050869A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Laser Net Kk | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| JP2009139692A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーザービーム走査装置および光アンテナ装置 |
| JP2011025279A (ja) | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 光学系及びレーザ加工装置 |
| JP2011110598A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Panasonic Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| JP5466528B2 (ja) | 2010-02-16 | 2014-04-09 | エイチアールディー株式会社 | ビームローテータ |
| JP5683121B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2015-03-11 | 株式会社ディスコ | レーザ加工装置 |
| JP5813959B2 (ja) | 2011-02-07 | 2015-11-17 | 株式会社ディスコ | レーザー光線照射機構およびレーザー加工装置 |
| CN102218605A (zh) | 2011-05-18 | 2011-10-19 | 苏州德龙激光有限公司 | 激光旋切钻孔装置 |
| JP5189684B1 (ja) | 2012-03-07 | 2013-04-24 | 三菱重工業株式会社 | 加工装置、加工ユニット及び加工方法 |
-
2013
- 2013-02-27 JP JP2013038008A patent/JP6071641B2/ja active Active
- 2013-11-22 KR KR1020157022930A patent/KR101747579B1/ko active IP Right Grant
- 2013-11-22 CN CN201380073713.4A patent/CN105008086B/zh active Active
- 2013-11-22 WO PCT/JP2013/081563 patent/WO2014132504A1/ja active Application Filing
- 2013-11-22 EP EP13876417.0A patent/EP2962801B1/en active Active
- 2013-11-22 US US14/770,015 patent/US9862055B2/en active Active
- 2013-11-28 TW TW102143583A patent/TWI551384B/zh active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012017231A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | レーザ光によるガラス基板加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150108922A (ko) | 2015-09-30 |
| US9862055B2 (en) | 2018-01-09 |
| EP2962801B1 (en) | 2020-09-09 |
| EP2962801A1 (en) | 2016-01-06 |
| TW201433394A (zh) | 2014-09-01 |
| JP2014161904A (ja) | 2014-09-08 |
| CN105008086A (zh) | 2015-10-28 |
| CN105008086B (zh) | 2017-07-14 |
| WO2014132504A1 (ja) | 2014-09-04 |
| JP6071641B2 (ja) | 2017-02-01 |
| TWI551384B (zh) | 2016-10-01 |
| EP2962801A4 (en) | 2016-04-27 |
| US20160008920A1 (en) | 2016-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101747579B1 (ko) | 가공 장치 및 가공 방법 | |
| KR101718265B1 (ko) | 가공장치 및 가공방법 | |
| JP6071640B2 (ja) | 加工装置、加工方法 | |
| US11548097B2 (en) | Machining device, machining unit, and machining method | |
| US10220469B2 (en) | Combined machining apparatus and combined machining method | |
| US10792759B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| JP5627760B1 (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
| US10549382B2 (en) | Laser-assisted micromachining systems and methods | |
| US11117221B2 (en) | Laser machining device and laser machining method | |
| KR20180100417A (ko) | 레이저 가공기 | |
| JP5496375B2 (ja) | 加工装置、加工ユニット及び加工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200218 Year of fee payment: 8 |