JP2000202671A - レ―ザ加工装置 - Google Patents
レ―ザ加工装置Info
- Publication number
- JP2000202671A JP2000202671A JP11007377A JP737799A JP2000202671A JP 2000202671 A JP2000202671 A JP 2000202671A JP 11007377 A JP11007377 A JP 11007377A JP 737799 A JP737799 A JP 737799A JP 2000202671 A JP2000202671 A JP 2000202671A
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- Japan
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- laser beams
- laser beam
- laser
- cutting
- cylindrical lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低いエネルギ密度のレーザ光でも簡単な構造
で操作性良く溶接や切断を可能としたレーザ加工装置を
得る。 【解決手段】 複数のレーザ光１１ａ，１１ｂの光路上
にシリンドリカルレンズ１２，１２ａ，１２ｂを備えた
ものである。
で操作性良く溶接や切断を可能としたレーザ加工装置を
得る。 【解決手段】 複数のレーザ光１１ａ，１１ｂの光路上
にシリンドリカルレンズ１２，１２ａ，１２ｂを備えた
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンドリカルレ
ンズを備えたレーザ加工装置に関する。
ンズを備えたレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワークの溶接や切断をレーザ光によって
行なうレーザ加工装置においては、集光光学系にてレー
ザ光を集光してワークに照射する。この場合の簡略図を
図３（ａ）に示す。この図３（ａ）に示すように例えば
ＹＡＧレーザ光につき、光ファイバ１を出射したレーザ
光２を集光レンズ３にて集光してワーク（図示省略）を
溶接又は切断する。この場合、レーザ光２は、集光レン
ズ３からワーク（焦点位置）まで円錐形の光束となる。
行なうレーザ加工装置においては、集光光学系にてレー
ザ光を集光してワークに照射する。この場合の簡略図を
図３（ａ）に示す。この図３（ａ）に示すように例えば
ＹＡＧレーザ光につき、光ファイバ１を出射したレーザ
光２を集光レンズ３にて集光してワーク（図示省略）を
溶接又は切断する。この場合、レーザ光２は、集光レン
ズ３からワーク（焦点位置）まで円錐形の光束となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような円錐形状の
光束を形成する集光レンズ３にあって、例えば切断能力
を向上させるために複数のレーザ光を切断方向に配置
し、照射しようとすることが考えられる。ところが、こ
の場合この円錐状レーザを形成する集光レンズ３からな
る加工光学系は、各レーザ光ごとに備える必要があり、
つまりレーザ光の数だけ集光光学系が必要となり、多く
の部品点数が必要で装置も大きくなり、複雑な構造とな
って操作性も劣るという問題がある。
光束を形成する集光レンズ３にあって、例えば切断能力
を向上させるために複数のレーザ光を切断方向に配置
し、照射しようとすることが考えられる。ところが、こ
の場合この円錐状レーザを形成する集光レンズ３からな
る加工光学系は、各レーザ光ごとに備える必要があり、
つまりレーザ光の数だけ集光光学系が必要となり、多く
の部品点数が必要で装置も大きくなり、複雑な構造とな
って操作性も劣るという問題がある。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、先端集光光
学系を少しでも少なくしようとし、しかも操作性の良い
レーザ加工装置の提供を目的とする。
学系を少しでも少なくしようとし、しかも操作性の良い
レーザ加工装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。第１の発明は、レ
ーザ光をワークに照射してこのワークを加工する装置に
おいて、複数のレーザ光の光路上にシリンドリカルレン
ズを置いたことを特徴とする。
発明は、次の発明特定事項を有する。第１の発明は、レ
ーザ光をワークに照射してこのワークを加工する装置に
おいて、複数のレーザ光の光路上にシリンドリカルレン
ズを置いたことを特徴とする。
【０００６】第２の発明は、第１の発明において、複数
のレーザ光の光路上にはそれぞれ焦点距離の異なる加工
光学系を置いたことを特徴とする。
のレーザ光の光路上にはそれぞれ焦点距離の異なる加工
光学系を置いたことを特徴とする。
【０００７】第３の発明は、第１の発明において、複数
のレーザ光ごとに異なる曲率のシリンドリカルレンズと
したことを特徴とする。
のレーザ光ごとに異なる曲率のシリンドリカルレンズと
したことを特徴とする。
【０００８】第４の発明は、第１の発明において、連続
した曲率のシリンドリカルレンズとしたことを特徴とす
る。
した曲率のシリンドリカルレンズとしたことを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここで、図１、図２、図３
（ｂ）、図４を参照して本発明の実施の形態の一例を述
べる。まず、図３（ｂ）について、この図は光ファイバ
１０からのレーザ光１１をかまぼこ形のシリンドリカル
レンズ１２を通して集光させたものである。このシリン
ドリカルレンズ１２にレーザ光１１を通過させることに
よって円形のレーザ光束が略くさび形状のレーザ光束に
変形され線状のレーザ光として集光される。
（ｂ）、図４を参照して本発明の実施の形態の一例を述
べる。まず、図３（ｂ）について、この図は光ファイバ
１０からのレーザ光１１をかまぼこ形のシリンドリカル
レンズ１２を通して集光させたものである。このシリン
ドリカルレンズ１２にレーザ光１１を通過させることに
よって円形のレーザ光束が略くさび形状のレーザ光束に
変形され線状のレーザ光として集光される。
【００１０】図１は、かかるシリンドリカルレンズ１２
を用いて複数のレーザ光により例えば切断能力を高めよ
うとするものである。図１において、光ファイバ１０
ａ，１０ｂより出射されたレーザ光はそれぞれレンズ群
１３ａ，１３ｂに入射する。この場合、レンズ群１３
ａ，１３ｂは焦点距離がそれぞれ異なるように設計され
ている。
を用いて複数のレーザ光により例えば切断能力を高めよ
うとするものである。図１において、光ファイバ１０
ａ，１０ｂより出射されたレーザ光はそれぞれレンズ群
１３ａ，１３ｂに入射する。この場合、レンズ群１３
ａ，１３ｂは焦点距離がそれぞれ異なるように設計され
ている。
【００１１】レンズ群１３ａ，１３ｂを透過したレーザ
光１１ａ，１１ｂは、シリンドリカルレンズ１２に入射
されくさび状の光束に変形されて線状に集光される。こ
のとき、レーザ光１１ａ，１１ｂの広がりの違いによ
り、シリンドリカルレンズ１２により集光される線状ビ
ームは、図１（ａ）に示すＬ1 ，Ｌ2 の位置に集光され
ることになる。このとき、例えばワークの切断にあって
は、最初に短い焦点距離Ｌ1 のレーザ光にて切断を行な
い、ついで長い焦点距離Ｌ2 のレーザ光にて切断を行な
えば、図１（ｂ）に示すように少ないエネルギ密度のレ
ーザ光を用いたとしても徐々に切断が行なわれる。こう
して、レーザ光１１ａにて板厚Ｔ1 を切断し、レーザ光
１１ｂにて板厚Ｔ2 を切断することができる。
光１１ａ，１１ｂは、シリンドリカルレンズ１２に入射
されくさび状の光束に変形されて線状に集光される。こ
のとき、レーザ光１１ａ，１１ｂの広がりの違いによ
り、シリンドリカルレンズ１２により集光される線状ビ
ームは、図１（ａ）に示すＬ1 ，Ｌ2 の位置に集光され
ることになる。このとき、例えばワークの切断にあって
は、最初に短い焦点距離Ｌ1 のレーザ光にて切断を行な
い、ついで長い焦点距離Ｌ2 のレーザ光にて切断を行な
えば、図１（ｂ）に示すように少ないエネルギ密度のレ
ーザ光を用いたとしても徐々に切断が行なわれる。こう
して、レーザ光１１ａにて板厚Ｔ1 を切断し、レーザ光
１１ｂにて板厚Ｔ2 を切断することができる。
【００１２】図２は、本発明の実施の形態の第２の例で
あり、シリンドリカルレンズの曲率が位置によって変え
られている。すなわち、図２において光ファイバ１０
ａ，１０ｂから出射したレーザ光１１ａ，１１ｂは、直
接シリンドリカルレンズに入射する。ここで、それぞれ
のレーザ光１１ａ，１１ｂに対応するシリンドリカルレ
ンズ１２ａ，１２ｂはその曲率が異なっており、シリン
ドリカルレンズ１２ａはＡ−Ａ断面でも示される如く大
きな曲率を有し、シリンドリカルレンズ１２ｂはＢ−Ｂ
断面にて示される如くシリンドリカルレンズ１２ａに比
べて小さな曲率を有している。これらの曲率は、それぞ
れのシリンドリカルレンズ１２ａ，１２ｂの焦点距離が
適正焦点距離になる如く設定されており、図１に示す焦
点距離Ｌ1，Ｌ2 と同様の焦点距離Ｌ1 ，Ｌ2 となる如
く設定されている。
あり、シリンドリカルレンズの曲率が位置によって変え
られている。すなわち、図２において光ファイバ１０
ａ，１０ｂから出射したレーザ光１１ａ，１１ｂは、直
接シリンドリカルレンズに入射する。ここで、それぞれ
のレーザ光１１ａ，１１ｂに対応するシリンドリカルレ
ンズ１２ａ，１２ｂはその曲率が異なっており、シリン
ドリカルレンズ１２ａはＡ−Ａ断面でも示される如く大
きな曲率を有し、シリンドリカルレンズ１２ｂはＢ−Ｂ
断面にて示される如くシリンドリカルレンズ１２ａに比
べて小さな曲率を有している。これらの曲率は、それぞ
れのシリンドリカルレンズ１２ａ，１２ｂの焦点距離が
適正焦点距離になる如く設定されており、図１に示す焦
点距離Ｌ1，Ｌ2 と同様の焦点距離Ｌ1 ，Ｌ2 となる如
く設定されている。
【００１３】このように図２に示す如く光ファイバ１０
ａ，１０ｂの出射光を直接曲率の異なるシリンドリカル
レンズ１２ａ，１２ｂに入射させるようにしても、図１
と同様の細長いレーザ光を集光させることができる。
ａ，１０ｂの出射光を直接曲率の異なるシリンドリカル
レンズ１２ａ，１２ｂに入射させるようにしても、図１
と同様の細長いレーザ光を集光させることができる。
【００１４】このようにして、さほど強くないレーザ
光、つまりエネルギ密度の低いレーザ光でもワークの表
面処理のみならず、溶接や切断などの加工をも行なうこ
とができる。
光、つまりエネルギ密度の低いレーザ光でもワークの表
面処理のみならず、溶接や切断などの加工をも行なうこ
とができる。
【００１５】上述の実施の形態例においては、異なる焦
点距離のレンズ群１３ａ，１３ｂやシリンドリカルレン
ズ１２ａ，１２ｂを備えた例を示したが、これら双方を
適用してもよく、異なる焦点距離のレンズ群と異なる曲
率のシリンドリカルレンズを両方共備えるものにも適用
できる。
点距離のレンズ群１３ａ，１３ｂやシリンドリカルレン
ズ１２ａ，１２ｂを備えた例を示したが、これら双方を
適用してもよく、異なる焦点距離のレンズ群と異なる曲
率のシリンドリカルレンズを両方共備えるものにも適用
できる。
【００１６】また、これまでの例では、二つのレーザ光
について述べてきたが、レーザ光の数については制限は
なく、二段のみならず多段の線状レーザ光による加工装
置とすることもできる。また、この場合、必要に応じ同
じ焦点距離のレーザ光を多段に設置することも当然可能
である。
について述べてきたが、レーザ光の数については制限は
なく、二段のみならず多段の線状レーザ光による加工装
置とすることもできる。また、この場合、必要に応じ同
じ焦点距離のレーザ光を多段に設置することも当然可能
である。
【００１７】これまでの説明はレンズ毎に焦点距離が定
まっている例を示したが、図４に示すように同じレンズ
にて曲率を連続的に変化させた構造のシリンドリカルレ
ンズを適用することもできる。この場合、レーザ光を近
接できあるいは部分的に重ねることもでき、レンズの長
さｌを短くすることができる。
まっている例を示したが、図４に示すように同じレンズ
にて曲率を連続的に変化させた構造のシリンドリカルレ
ンズを適用することもできる。この場合、レーザ光を近
接できあるいは部分的に重ねることもでき、レンズの長
さｌを短くすることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果を有する。すなわち、レーザ光をワークに照射し
てこのワークを加工する装置において、複数のレーザ光
の光路上にシリンドリカルレンズを置いたことにより、
複数のレーザ光があっても１個のシリンドリカルレンズ
を配置するだけで済み、部品点数も少なく、装置も小形
化でき、構造が簡単で操作性に優れる。
の効果を有する。すなわち、レーザ光をワークに照射し
てこのワークを加工する装置において、複数のレーザ光
の光路上にシリンドリカルレンズを置いたことにより、
複数のレーザ光があっても１個のシリンドリカルレンズ
を配置するだけで済み、部品点数も少なく、装置も小形
化でき、構造が簡単で操作性に優れる。
【００１９】また、複数のレーザ光の光路上にそれぞれ
焦点距離の異なる光学系を置いたり、複数のレーザ光ご
とに異なる曲率のシリンドリカルレンズとしたことによ
り、厚いワークの溶接や切断が可能となり、殊に低いエ
ネルギ密度のレーザ光を用いたとしても厚板材の高速切
断が可能となる。また、連続した曲率のシリンドリカル
レンズを備えることによりレーザ光を近接できレンズの
長さを短くできる。
焦点距離の異なる光学系を置いたり、複数のレーザ光ご
とに異なる曲率のシリンドリカルレンズとしたことによ
り、厚いワークの溶接や切断が可能となり、殊に低いエ
ネルギ密度のレーザ光を用いたとしても厚板材の高速切
断が可能となる。また、連続した曲率のシリンドリカル
レンズを備えることによりレーザ光を近接できレンズの
長さを短くできる。
【図１】本発明の実施の形態の一例の構成及び使用状態
図。
図。
【図２】本発明の実施の形態の他の例の構成図。
【図３】従来のレンズ及びシリンドリカルレンズによる
説明図。
説明図。
【図４】本発明の実施の形態のその他の例の構成図。
１０，１０ａ，１０ｂ 光ファイバ １１，１１ａ，１１ｂ レーザ光 １２，１２ａ，１２ｂ シリンドリカルレンズ １３ａ，１３ｂ レンズ群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石出 孝 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 橋本 義男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 沖村 浩司 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 4E068 CD02 CD04 CD14
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光をワークに照射してこのワーク
を加工する装置において、 複数のレーザ光の光路上にシリンドリカルレンズを置い
たことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 請求項１において、複数のレーザ光の光
路上にはそれぞれ焦点距離の異なる加工光学系を置いた
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項３】 請求項１において、複数のレーザ光ごと
に異なる曲率のシリンドリカルレンズとしたことを特徴
とするレーザ加工装置。 - 【請求項４】 請求項１において、連続した曲率のシリ
ンドリカルレンズとしたことを特徴とするレーザ加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007377A JP2000202671A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | レ―ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11007377A JP2000202671A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | レ―ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000202671A true JP2000202671A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11664277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11007377A Withdrawn JP2000202671A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | レ―ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000202671A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8513566B2 (en) * | 2006-11-15 | 2013-08-20 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
| CN112975158A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-18 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 一种透明脆性材料的横向切割方法及系统 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11007377A patent/JP2000202671A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8513566B2 (en) * | 2006-11-15 | 2013-08-20 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
| CN112975158A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-18 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 一种透明脆性材料的横向切割方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |