JPH01166894A - レーザ加工機 - Google Patents
レーザ加工機Info
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- JPH01166894A JPH01166894A JP62321519A JP32151987A JPH01166894A JP H01166894 A JPH01166894 A JP H01166894A JP 62321519 A JP62321519 A JP 62321519A JP 32151987 A JP32151987 A JP 32151987A JP H01166894 A JPH01166894 A JP H01166894A
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- laser beam
- curvature
- beam diameter
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-
- 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
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lasers (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、レーザ光線を集光して被加工物を高精度に加
工するレーザ加工機に関するものである。
工するレーザ加工機に関するものである。
［従来の技術］
ＴＳ３図は従来のレーザ加工機の一例を示す構成図であ
る。図において、（１）はレーザ発振器、（２）はレー
ザの励起媒質、（３） 、 （４）はそれぞれ励起媒質
（２）を間にはさむようにして配置された全反射鏡及び
部分反射鏡で、全反射鏡（３）、部分反射ｍ（４）によ
り光共振器を構成している。（５）はレーザ発振器（１
）により発振されたレーザビーム、（６）はレーザ発振
器（１）から発振されたレーザビーム（５）を反射して
９０度方向変換させる平面反射鏡である。（７）はレー
ザ加工機の先端部に設けられた加工ヘッド、（８）は加
工ヘッド（７）内に設けられ、内部に入射するレーザビ
ーム（５）を集光する集光レンズ、（９）は集光された
レーザビーム（５）により加工される被加工物である。
る。図において、（１）はレーザ発振器、（２）はレー
ザの励起媒質、（３） 、 （４）はそれぞれ励起媒質
（２）を間にはさむようにして配置された全反射鏡及び
部分反射鏡で、全反射鏡（３）、部分反射ｍ（４）によ
り光共振器を構成している。（５）はレーザ発振器（１
）により発振されたレーザビーム、（６）はレーザ発振
器（１）から発振されたレーザビーム（５）を反射して
９０度方向変換させる平面反射鏡である。（７）はレー
ザ加工機の先端部に設けられた加工ヘッド、（８）は加
工ヘッド（７）内に設けられ、内部に入射するレーザビ
ーム（５）を集光する集光レンズ、（９）は集光された
レーザビーム（５）により加工される被加工物である。
いま、全反射鏡（３）及び部分反射鏡（４）からなる光
共振器の内部でレーザ共振がおこると、その一部は部分
反射鏡（４）からレーザ発振器（１）の外部にレーザビ
ーム（５）となって発振される。このレーザビーム（５
）は平面反射鏡（６）で反射され、９０度方向変換して
加工ヘッド（７）に入り、さらに集光レンズ（８）によ
り集光されて被加工物（９）に照射される。この際、被
加工物（９）上に集光され照射されたレーザビーム（５
）は、ＮＣ装置に制御される駆動機構（図示せず）によ
って被加工物（９）上を所望の位置に移動し、被加工物
（９）を所望の形状に加工する。
共振器の内部でレーザ共振がおこると、その一部は部分
反射鏡（４）からレーザ発振器（１）の外部にレーザビ
ーム（５）となって発振される。このレーザビーム（５
）は平面反射鏡（６）で反射され、９０度方向変換して
加工ヘッド（７）に入り、さらに集光レンズ（８）によ
り集光されて被加工物（９）に照射される。この際、被
加工物（９）上に集光され照射されたレーザビーム（５
）は、ＮＣ装置に制御される駆動機構（図示せず）によ
って被加工物（９）上を所望の位置に移動し、被加工物
（９）を所望の形状に加工する。
第４図は第３図に示した加工ヘッド（７）の集光レンズ
（８）に入射するレーザビーム（５）のビーム径りと伝
送距１ｉｆＩＩとの関係を示す線図である。図に示すよ
うに、伝送距ｉｌＩＩｇが増加すると入射ビーム径りは
漸次増加していく。
（８）に入射するレーザビーム（５）のビーム径りと伝
送距１ｉｆＩＩとの関係を示す線図である。図に示すよ
うに、伝送距ｉｌＩＩｇが増加すると入射ビーム径りは
漸次増加していく。
第５図は、第３図に示した集光レンズ（８）に入射する
レーザビーム（５）の入射ビーム径りと、集光されたレ
ーザビーム（５）のビーム径（スポット径）ｄとの関係
を示す説明図、第６図は入射ビーム径りとスポット径ｄ
との関係を示す線図である。
レーザビーム（５）の入射ビーム径りと、集光されたレ
ーザビーム（５）のビーム径（スポット径）ｄとの関係
を示す説明図、第６図は入射ビーム径りとスポット径ｄ
との関係を示す線図である。
第６図に示すように、入射ビーム径りが増加するにつれ
スポット径ｄは減少していく。なお、レーザビーム（５
）の波長をλ、集光レンズ（８）の焦点距離をｆとする
と、スポット径ｄは、 πＤ 一方、第７図は第３図に示した部分反射鏡（４）の種々
の吸収率（エネルギー損失率）（本実施例では部分反射
鏡の吸収率の一例として０％。
スポット径ｄは減少していく。なお、レーザビーム（５
）の波長をλ、集光レンズ（８）の焦点距離をｆとする
と、スポット径ｄは、 πＤ 一方、第７図は第３図に示した部分反射鏡（４）の種々
の吸収率（エネルギー損失率）（本実施例では部分反射
鏡の吸収率の一例として０％。
０．２％、０．４％、０．６％のものを採用）に対する
レーザビーム（５）の伝送距離ｇと、入射ビーム径りと
の関係を示を線図である。図に示すように、部分反射鏡
（４）の吸収率が変化すると、部分反射鏡（４〉が光学
的に変形するので、伝送する入射ビーム径りも伝送距離
ｇの増加に伴ない変化する。
レーザビーム（５）の伝送距離ｇと、入射ビーム径りと
の関係を示を線図である。図に示すように、部分反射鏡
（４）の吸収率が変化すると、部分反射鏡（４〉が光学
的に変形するので、伝送する入射ビーム径りも伝送距離
ｇの増加に伴ない変化する。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のように構成した従来のレーザ加工機によれば、レ
ーザ発振器（１）から集光レンズ（８）までの伝送距離
Ωを変化させながら加工するので、被加工物（９）の加
工位置により入射ビーム径りが変化し、従って、スポッ
ト径ｄが変化する（第４図。
ーザ発振器（１）から集光レンズ（８）までの伝送距離
Ωを変化させながら加工するので、被加工物（９）の加
工位置により入射ビーム径りが変化し、従って、スポッ
ト径ｄが変化する（第４図。
第６図）。さらにレーザビーム（５）に対する部分反射
鏡（４）の吸収率の変化によっても入射ビーム径Ｄ１す
なわちスポット径ｄが変化する（第７図。
鏡（４）の吸収率の変化によっても入射ビーム径Ｄ１す
なわちスポット径ｄが変化する（第７図。
第６図）。ところでスポット径ｄが変化するということ
は、被加工物（９）上でのレーザビーム（５）のエネル
ギー密度が変化するということであり、このため、被加
工物（９）を常に一定状態で加工することができないと
いう問題があった。
は、被加工物（９）上でのレーザビーム（５）のエネル
ギー密度が変化するということであり、このため、被加
工物（９）を常に一定状態で加工することができないと
いう問題があった。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、被加工物を常に一定のエネルギー密度で高精度に加工
することのできるレーザ加工機を得ることを目的とする
。
、被加工物を常に一定のエネルギー密度で高精度に加工
することのできるレーザ加工機を得ることを目的とする
。
゛［問題点を解決するための手段］
本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
加工ヘッド人口の入射ビーム径を検出するビーム径検出
機構と、レーザ発振器と加工ヘッド間に設けられ、前記
入射ビーム径の検出信号によりコリメーション曲率を制
御するコリメーション機構とを備えたレーザ加工機を提
供するものである。
加工ヘッド人口の入射ビーム径を検出するビーム径検出
機構と、レーザ発振器と加工ヘッド間に設けられ、前記
入射ビーム径の検出信号によりコリメーション曲率を制
御するコリメーション機構とを備えたレーザ加工機を提
供するものである。
［作 用］
ビーム径検出機構により加工ヘッド入口の入射ビーム径
を検出し、光路中に設けられたコリメーション機構の曲
率を制御して入射ビーム径を変化させる。
を検出し、光路中に設けられたコリメーション機構の曲
率を制御して入射ビーム径を変化させる。
［発明の実施例］
第１図は本発明の実施例を示す構成図である。
なお、第３図と同−又は相当部分には同じ符号を付し、
説明を省略する。（１０）はレーザ発振器（１）と加工
ヘッド（７）との間を設けられたコリメーション機構、
（１１）はコリメーション機構（１０）に設けられ、曲
率Ｒが変化するコリメーション部、（ｌｌａ）は平面反
射鏡、（１２）はコリメーション部（１１）の曲率Ｒを
変化させるコリメーション制御部、（１３）は加工ヘッ
ド（７）の入口の入射ビーム径りを検出するビーム径検
出機構、（１４） 、 （１５）はそれぞれビーム径検
出機構（１３）を構成するセンサ一部及び制御部である
。
説明を省略する。（１０）はレーザ発振器（１）と加工
ヘッド（７）との間を設けられたコリメーション機構、
（１１）はコリメーション機構（１０）に設けられ、曲
率Ｒが変化するコリメーション部、（ｌｌａ）は平面反
射鏡、（１２）はコリメーション部（１１）の曲率Ｒを
変化させるコリメーション制御部、（１３）は加工ヘッ
ド（７）の入口の入射ビーム径りを検出するビーム径検
出機構、（１４） 、 （１５）はそれぞれビーム径検
出機構（１３）を構成するセンサ一部及び制御部である
。
第２図は第１図のコリメーション機構（１０）の拡大構
成図である。（１６）はコリメーション部（１１）の曲
率を変化させるミラー、（１７）はミラー（１６）の背
面にかかる圧力を変化させるため、ミラー（１Ｂ）の背
面の穴洞に満たされた気体（または液体）である。（１
８）は気体（または液体） （１７）に圧力を加える圧
力ポンプ、（１９）は圧力ポンプ（１８）で発生した圧
力をコントロールする圧力制御装置、（２０）はコリメ
ーション制御部（１２）から発せられた制御信号である
。
成図である。（１６）はコリメーション部（１１）の曲
率を変化させるミラー、（１７）はミラー（１６）の背
面にかかる圧力を変化させるため、ミラー（１Ｂ）の背
面の穴洞に満たされた気体（または液体）である。（１
８）は気体（または液体） （１７）に圧力を加える圧
力ポンプ、（１９）は圧力ポンプ（１８）で発生した圧
力をコントロールする圧力制御装置、（２０）はコリメ
ーション制御部（１２）から発せられた制御信号である
。
上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。レーザ発振器（１）で発生したレーザビーム
（５）は、コリメーション機構（ｌＯ）の平面反射鏡（
ｌｌａ） 、コリメーション部（１１）を介して平面反
射鏡（６）、センサ一部（１４）を通り、加工ヘッド（
７）の集光レンズ（８）に入り、ここで集光される。そ
れ以後の被加工物の加工は、従来例で説明した場合と同
じなので説明を省略する。一方、ビーム径検出機構（１
３）のセンサ一部（１４）では集光レンズ（８）に入る
入射ビーム径りが検出され、この検出信号は制御部（１
５）を介してコリメーション制御部（１２）に伝えられ
る。コリメーション制御部（１２）からは制御信号（２
０）が発生され、コリメーション部（１１）の曲率Ｒを
制御信号（２０）に対応して変化させる。このため、集
光レンズ（８）には、常に一定の径をもつレーザビーム
を入射させることが可能となる。なお、コリメーション
部（１１）のミラー（１６）の曲率を変化させるには、
第２図に示す制御信号（２０）を圧力制御装置（１９）
に伝達することでおこなわれる。この圧力制御装置（１
９）では、圧力ポンプ（１８）で発生する圧力をコント
ロールして、ミラー（１６）の背面に加えられる気体（
または液体）（１７）の圧力を変化させる。これにより
、ミラー（１６）の曲率が変化し、従ってコリメーショ
ン部（１１）の曲率が変化する。
りである。レーザ発振器（１）で発生したレーザビーム
（５）は、コリメーション機構（ｌＯ）の平面反射鏡（
ｌｌａ） 、コリメーション部（１１）を介して平面反
射鏡（６）、センサ一部（１４）を通り、加工ヘッド（
７）の集光レンズ（８）に入り、ここで集光される。そ
れ以後の被加工物の加工は、従来例で説明した場合と同
じなので説明を省略する。一方、ビーム径検出機構（１
３）のセンサ一部（１４）では集光レンズ（８）に入る
入射ビーム径りが検出され、この検出信号は制御部（１
５）を介してコリメーション制御部（１２）に伝えられ
る。コリメーション制御部（１２）からは制御信号（２
０）が発生され、コリメーション部（１１）の曲率Ｒを
制御信号（２０）に対応して変化させる。このため、集
光レンズ（８）には、常に一定の径をもつレーザビーム
を入射させることが可能となる。なお、コリメーション
部（１１）のミラー（１６）の曲率を変化させるには、
第２図に示す制御信号（２０）を圧力制御装置（１９）
に伝達することでおこなわれる。この圧力制御装置（１
９）では、圧力ポンプ（１８）で発生する圧力をコント
ロールして、ミラー（１６）の背面に加えられる気体（
または液体）（１７）の圧力を変化させる。これにより
、ミラー（１６）の曲率が変化し、従ってコリメーショ
ン部（１１）の曲率が変化する。
［発明の効、果コ
以上の説明から明らかなように本発明によれば、集光レ
ンズに入射するレーザビームの径を一定に保つようにし
たので、被加工物の加工位置や部分反射鏡の吸収率が変
化しても、集光スポット径が変化せず常に一定の精度の
高いレーザ加工が得られる効果がある。
ンズに入射するレーザビームの径を一定に保つようにし
たので、被加工物の加工位置や部分反射鏡の吸収率が変
化しても、集光スポット径が変化せず常に一定の精度の
高いレーザ加工が得られる効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の要部を拡大した構成図、第３図は従来のレーザ加工機
の一例を示す構成図、第４図は伝送距離と入射ビーム径
の関係を示す線図、第５図は第３図の説明図、第６図は
入射ビーム径とスポット径の関係を示す線図、第７図は
部分反射鏡の種々の吸収率に対する伝送距離と入射ビー
ム径の関係を示す線図である。 （１）・・・レーザ発振器、（５）・・・レーザビーム
、（７）・・・加工ヘッド、（８）・・・集光レンズ、
（９〉・・・被加工物、（ｌＯ）・・・コリメーション
機構、（１１）コリメーション部、（１２）・・・コリ
メーション制御部、（１３）・・・ビーム径検出機構、
（１４）・・・センサー、（１５）・・・制御部、（１
６）・・・ミラー、（１７）・・・気体（または液体）
、（１８）・・・圧力ポンプ、（１９）・・・圧力制
御装置、（２０）・・・制御信号。 図中、同一符号は同一または相当部分を示すものとする
。
の要部を拡大した構成図、第３図は従来のレーザ加工機
の一例を示す構成図、第４図は伝送距離と入射ビーム径
の関係を示す線図、第５図は第３図の説明図、第６図は
入射ビーム径とスポット径の関係を示す線図、第７図は
部分反射鏡の種々の吸収率に対する伝送距離と入射ビー
ム径の関係を示す線図である。 （１）・・・レーザ発振器、（５）・・・レーザビーム
、（７）・・・加工ヘッド、（８）・・・集光レンズ、
（９〉・・・被加工物、（ｌＯ）・・・コリメーション
機構、（１１）コリメーション部、（１２）・・・コリ
メーション制御部、（１３）・・・ビーム径検出機構、
（１４）・・・センサー、（１５）・・・制御部、（１
６）・・・ミラー、（１７）・・・気体（または液体）
、（１８）・・・圧力ポンプ、（１９）・・・圧力制
御装置、（２０）・・・制御信号。 図中、同一符号は同一または相当部分を示すものとする
。
Claims (3)
- （１）、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レ
ーザ光を光学的に集光させる加工ヘッドと、集光した前
記レーザ光の位置と被加工物との相対位置関係を、制御
して所望の位置に前記加工ヘッドを移動させるＮＣ装置
及び駆動機構とから成るレーザ加工機において、 前記レーザ発振器と加工ヘッドの間に設けられコリメー
ション曲率を変化させるコリメーション部を備えたコリ
メーション機構と、前記加工ヘッドの入口に入射する入
射ビーム径を検出するビーム径検出機構と、該ビーム径
検出機構からの検出信号により前記コリメーション機構
に制御信号を送って前記コリメーション部のコリメーシ
ョン曲率を変化させるコリメーション制御部とを備えた
ことを特徴とするレーザ加工機。 - （２）、コリメーション機構のコリメーション部が、ミ
ラーと該ミラーの背面の空洞に満された気体とからなり
、該気体の圧力を圧力制御装置により変化させてコリメ
ーション曲率を変化させることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載のレーザ加工機。 - （３）、コリメーション機構のコリメーション部がミラ
ーと該ミラーの背面の空洞に満された液体とからなり、
該液体の圧力を圧力制御装置により変化させてコリメー
ション曲率を変化させることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載のレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321519A JPH01166894A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321519A JPH01166894A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | レーザ加工機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166894A true JPH01166894A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18133474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321519A Pending JPH01166894A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | レーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166894A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08318383A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| US5667707A (en) * | 1994-05-02 | 1997-09-16 | Trumpf Gmbh & Co. | Laser cutting machine with focus maintaining beam delivery |
| US5963374A (en) * | 1997-06-24 | 1999-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam collimation apparatus and laser processing machine using same |
| WO1999058289A1 (fr) * | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machine a faisceau laser |
| JP2001314992A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-13 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法およびその装置 |
| JP2001334380A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-12-04 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法及びその装置 |
| KR20030086040A (ko) * | 2002-05-03 | 2003-11-07 | 주식회사 한광 | 레이저가공기의 빔직경 유지 장치 |
| JP2012024772A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62321519A patent/JPH01166894A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5667707A (en) * | 1994-05-02 | 1997-09-16 | Trumpf Gmbh & Co. | Laser cutting machine with focus maintaining beam delivery |
| JPH08318383A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| US5889256A (en) * | 1995-05-24 | 1999-03-30 | Mitsubushi Denki Kabushiki Kaisha | Laser machining apparatus with deformable mirror |
| US5963374A (en) * | 1997-06-24 | 1999-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam collimation apparatus and laser processing machine using same |
| US6260976B1 (en) | 1997-06-24 | 2001-07-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser beam collimation apparatus and laser processing machine using same |
| WO1999058289A1 (fr) * | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machine a faisceau laser |
| JP2001314992A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-13 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法およびその装置 |
| JP2001334380A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-12-04 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法及びその装置 |
| KR20030086040A (ko) * | 2002-05-03 | 2003-11-07 | 주식회사 한광 | 레이저가공기의 빔직경 유지 장치 |
| JP2012024772A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
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