JPH02161411A - レーザ加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工ヘッドInfo
- Publication number
- JPH02161411A JPH02161411A JP63316923A JP31692388A JPH02161411A JP H02161411 A JPH02161411 A JP H02161411A JP 63316923 A JP63316923 A JP 63316923A JP 31692388 A JP31692388 A JP 31692388A JP H02161411 A JPH02161411 A JP H02161411A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- cylindrical lens
- length
- optical axis
- linear laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Processing (AREA)
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〕
この発明は、炭酸ガスレーザ等を用いて金属材料の熱処
理等を行う場合に使用されるレーザ加工ヘッドに関する
ものである。
理等を行う場合に使用されるレーザ加工ヘッドに関する
ものである。
レーザビームによる熱処理を行う場合、その熱処理の方
式や被加工材である金属材料等の種類。
式や被加工材である金属材料等の種類。
形状等の条件により、被加工材に照射されるレーザビー
ムの出力分布としては種々の形状のものが要求される。
ムの出力分布としては種々の形状のものが要求される。
従って、レーザ発振器からのレーザビームを種々な形状
の出力分布を有するレーザビームに成形する光学系即ち
レーザ加工ヘッドが必要となる。第３図は、例えば［自
動車技術Ｊ ｖｏｌ。
の出力分布を有するレーザビームに成形する光学系即ち
レーザ加工ヘッドが必要となる。第３図は、例えば［自
動車技術Ｊ ｖｏｌ。
３７、鬼７ 、１９８３年発行、Ｐ２Ｓ５に開示された
この池従来のレーザ加工ヘッドの光学系の構成を示す斜
視図である。図において、（１）は図示しないレーザ発
振器から出射されたレーザビーム、（２）はレーザビー
ム（１）の方向を転換させる方向転換用金属ミラーで、
後述のシリンドリカルミラーにレーザビーム（１）を鋭
角で入射させる役割をもつ。（３）は一定直径の円内の
出力分布がほぼ均一な円形状のレーザビーム（１）を線
状レーザビーム（１ａ）に収束して被加工材（４）に照
射するシリンドリカルミラー、（６）は線状レーザビー
ム（１ａ）の長さを調整するビーム長調整用平面ミラー
である。
この池従来のレーザ加工ヘッドの光学系の構成を示す斜
視図である。図において、（１）は図示しないレーザ発
振器から出射されたレーザビーム、（２）はレーザビー
ム（１）の方向を転換させる方向転換用金属ミラーで、
後述のシリンドリカルミラーにレーザビーム（１）を鋭
角で入射させる役割をもつ。（３）は一定直径の円内の
出力分布がほぼ均一な円形状のレーザビーム（１）を線
状レーザビーム（１ａ）に収束して被加工材（４）に照
射するシリンドリカルミラー、（６）は線状レーザビー
ム（１ａ）の長さを調整するビーム長調整用平面ミラー
である。
レーザ発振器から出射された円形状のレーザビーム（１
）は、方向転換用金属ミラー（２）で反射した後、シリ
ンドリカルミラー（３）により、その円形状ビームの一
方向のみが収束され、線状レーザビーム（１ａ）となっ
て被加工材（４）に照射される。線状レーザビーム（１
ａ）の照射位龜は、例えば被加工材（４）を所定速度で
移動させることにより、矢印（６）に示す方向に順次移
動していく。
）は、方向転換用金属ミラー（２）で反射した後、シリ
ンドリカルミラー（３）により、その円形状ビームの一
方向のみが収束され、線状レーザビーム（１ａ）となっ
て被加工材（４）に照射される。線状レーザビーム（１
ａ）の照射位龜は、例えば被加工材（４）を所定速度で
移動させることにより、矢印（６）に示す方向に順次移
動していく。
また、線状レーザビーム（１ａ）の長さを増減したい場
合は、ビーム長調整用平面ミラー（５）を矢印（７）の
方向に移動し、レーザビーム（１）の入射面積を増減す
ることにより行う。
合は、ビーム長調整用平面ミラー（５）を矢印（７）の
方向に移動し、レーザビーム（１）の入射面積を増減す
ることにより行う。
以上により、エネルギー密度が高く、かつその長さが調
整可能な線状レーザビームが得られる訳である。
整可能な線状レーザビームが得られる訳である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のレーザ加工ヘッドは以上のように構成されており
、線状レーザビーム（１ａ）の長さの調整は、ビーム長
調整用平面ミラー（５）により、レーザ発振器からのレ
ーザビーム（１）の一部を遮蔽して行う方法によってい
るので、その分レーザビーム（１）の出力エネルギーが
失われ、効率が悪化するという問題点があった。
、線状レーザビーム（１ａ）の長さの調整は、ビーム長
調整用平面ミラー（５）により、レーザ発振器からのレ
ーザビーム（１）の一部を遮蔽して行う方法によってい
るので、その分レーザビーム（１）の出力エネルギーが
失われ、効率が悪化するという問題点があった。
ビーム長調整用平面ミラー（５）によらない方法として
、それぞれ曲率が異なる複数個の方向転換用金属ミラー
（３）を用意し、線状レーザビーム（１ａ）の要求され
た長さに応じてこの方向転換用金属ミラー（３）を順次
取り替える方法が考えられるが、取替作業が煩雑で迅速
な調整は期待できず、また不連続な調整とならざるを得
ない。
、それぞれ曲率が異なる複数個の方向転換用金属ミラー
（３）を用意し、線状レーザビーム（１ａ）の要求され
た長さに応じてこの方向転換用金属ミラー（３）を順次
取り替える方法が考えられるが、取替作業が煩雑で迅速
な調整は期待できず、また不連続な調整とならざるを得
ない。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、線状レーザビームの長さを、エネルギーの無
駄な損失を伴うことなく、簡便迅速に調整することが可
能なレーザ加工ヘッドを得ることを目的とする。
たもので、線状レーザビームの長さを、エネルギーの無
駄な損失を伴うことなく、簡便迅速に調整することが可
能なレーザ加工ヘッドを得ることを目的とする。
この発明に係るレーザ加工ヘッドは、レーザビームの光
軸上に、その出力分布を線状レーザビームの方向とほぼ
直角の方向に収束するシリンドリカルレンズを、その先
軸の方向に移動可能に設けたものである。
軸上に、その出力分布を線状レーザビームの方向とほぼ
直角の方向に収束するシリンドリカルレンズを、その先
軸の方向に移動可能に設けたものである。
シリンドリカルレンズをその光軸の方向に移動させると
、当該シリンドリカルレンズと被加工材との距離が変化
し、それに伴い被加工材表面での収束度合が変化して線
状レーザビームの長さが増減する。
、当該シリンドリカルレンズと被加工材との距離が変化
し、それに伴い被加工材表面での収束度合が変化して線
状レーザビームの長さが増減する。
第１図は、この発明の一実施例におけるレーザ加工ヘッ
ドの光学系の構成を示す斜視図である。
ドの光学系の構成を示す斜視図である。
図において、従来と異なるのは、レーザビーム（１）の
光軸上にシリンドリカルレンズ（８）を設けた点である
。なお、従来のビーム長調整用平面ミラー（５）は不要
となる。ここで、シリンドリカルレンズ（８）の収束方
向は、シリンドリカルミラー（３）のそれと直角の方向
となっている。即ち、シリンドリカルミラー（３）は同
図の前後方向においてビームを収束し、一方シリントリ
カルレンズ（８）は左右方向においてビームを収束する
。そしてシリンドリカルレンズ（８）は図示しない移動
装置により、その光軸の方向 従って図中矢印（９）の
方向に移動可能に構成されている。
光軸上にシリンドリカルレンズ（８）を設けた点である
。なお、従来のビーム長調整用平面ミラー（５）は不要
となる。ここで、シリンドリカルレンズ（８）の収束方
向は、シリンドリカルミラー（３）のそれと直角の方向
となっている。即ち、シリンドリカルミラー（３）は同
図の前後方向においてビームを収束し、一方シリントリ
カルレンズ（８）は左右方向においてビームを収束する
。そしてシリンドリカルレンズ（８）は図示しない移動
装置により、その光軸の方向 従って図中矢印（９）の
方向に移動可能に構成されている。
第２図は被加工材（４）の表面に照射された線状レーザ
ビーム（１ａ）の形状を示すものである゛。即ち、シリ
ンドリカルミラー（３）により円形状のレーザビーム（
１）が幅ｔの線状ビームに収束される。また、シリンド
リカルレンズ（８）を矢印（９）の方向に移動させると
被加工材（４）との距離が変化し、それ（こ伴い被加工
材（４）の表面におけるシリンドリカルレンズ（８）に
よる収束効果の度合が変化し、第２図に示すよう（こ、
線状レーザビーム（１ａ）の長さが１１から４２まで変
化する。この場合、長さｌの大小にかかわらず、レーザ
発振器からのレーザビーム（１）の全エネルギーが被加
工材（４）に照射されることになり、従来のように無駄
な損失を伴うことはない。従って、線状レーザビーム（
１ａ）の長さｌを短かくするとその分ビーム（１ａ）の
エネルギー密度が増大することになる。長さｌの大小に
かかわらずこのエネルギー密度を一定Ｉこじたい場合は
、シリンドリカルレンズ（８）の移動量と連動してレー
ザ発振器の出力を調整するようにすればよい。
ビーム（１ａ）の形状を示すものである゛。即ち、シリ
ンドリカルミラー（３）により円形状のレーザビーム（
１）が幅ｔの線状ビームに収束される。また、シリンド
リカルレンズ（８）を矢印（９）の方向に移動させると
被加工材（４）との距離が変化し、それ（こ伴い被加工
材（４）の表面におけるシリンドリカルレンズ（８）に
よる収束効果の度合が変化し、第２図に示すよう（こ、
線状レーザビーム（１ａ）の長さが１１から４２まで変
化する。この場合、長さｌの大小にかかわらず、レーザ
発振器からのレーザビーム（１）の全エネルギーが被加
工材（４）に照射されることになり、従来のように無駄
な損失を伴うことはない。従って、線状レーザビーム（
１ａ）の長さｌを短かくするとその分ビーム（１ａ）の
エネルギー密度が増大することになる。長さｌの大小に
かかわらずこのエネルギー密度を一定Ｉこじたい場合は
、シリンドリカルレンズ（８）の移動量と連動してレー
ザ発振器の出力を調整するようにすればよい。
なお、上記実施例では線状レーザビーム（１ａ）を得る
ため、一定度合の収束を行う光学姿素とし５更 てシリンドリカルミラー（３）を信用したが、これを同
一の収束効果を有するシリンドリカルレンズとしてもよ
い。もっとも、その場合は各光学要素の配翫は別途設定
する必要はある。
ため、一定度合の収束を行う光学姿素とし５更 てシリンドリカルミラー（３）を信用したが、これを同
一の収束効果を有するシリンドリカルレンズとしてもよ
い。もっとも、その場合は各光学要素の配翫は別途設定
する必要はある。
以上のように、この発明はレーザビームの光軸上に、そ
の出力分布を線状レーザビームの方向とほぼ直角の方向
に収束するシリンドリカルレンズを設け、このシリンド
リカルレンズを上記光軸の方向に移動することにより線
状レーザビーム、の長さを調整するようにしたので、線
状レーザビームの長さの調整がレーザビームのエネルギ
ーの無駄な損失を伴うことなく、簡単にかつ連続的に行
うことができる。
の出力分布を線状レーザビームの方向とほぼ直角の方向
に収束するシリンドリカルレンズを設け、このシリンド
リカルレンズを上記光軸の方向に移動することにより線
状レーザビーム、の長さを調整するようにしたので、線
状レーザビームの長さの調整がレーザビームのエネルギ
ーの無駄な損失を伴うことなく、簡単にかつ連続的に行
うことができる。
第１図はこの発明の一実施例におけるレーザ加工ヘッド
の光学系の構成を示す斜視図、第２図はその線状レーザ
ビームの形状を示す図、第３図は従来のレーザ加工ヘッ
ドの光学系の構成を示す斜視図である。 図において、（１）はレーザビーム、（ｌａ）は線状レ
ーザビーム、（４）は被加工材、（８）はシリンドリカ
ルレンズである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
の光学系の構成を示す斜視図、第２図はその線状レーザ
ビームの形状を示す図、第３図は従来のレーザ加工ヘッ
ドの光学系の構成を示す斜視図である。 図において、（１）はレーザビーム、（ｌａ）は線状レ
ーザビーム、（４）は被加工材、（８）はシリンドリカ
ルレンズである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザ発振器からのレーザビームをその出力分布を線状
に収束して被加工材に照射するものにおいて、 上記レーザビームの光軸上に、その出力分布を上記線状
レーザビームの方向とほぼ直角の方向に収束するシリン
ドリカルレンズを設け、このシリンドリカルレンズを上
記光軸の方向に移動することにより、上記被加工材に照
射する線状レーザビームの長さを調整可能としたことを
特徴とするレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316923A JPH02161411A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | レーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63316923A JPH02161411A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | レーザ加工ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161411A true JPH02161411A (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=18082424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63316923A Pending JPH02161411A (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | レーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161411A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171286A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Tomizo Yamamoto | 線状光照射装置 |
| JP2011505020A (ja) * | 2007-11-29 | 2011-02-17 | リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー | ビーム形成装置 |
| CN105689890A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-22 | 沈阳工业大学 | 环形激光焊接头及环形激光焊接方法 |
| EP3535087A4 (en) * | 2016-11-03 | 2020-07-29 | Bibas, Charles | ENHANCED OPTICAL BEAM STEERING SYSTEM |
| JP2021104539A (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP63316923A patent/JPH02161411A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171286A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Tomizo Yamamoto | 線状光照射装置 |
| JP2011505020A (ja) * | 2007-11-29 | 2011-02-17 | リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー | ビーム形成装置 |
| CN105689890A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-22 | 沈阳工业大学 | 环形激光焊接头及环形激光焊接方法 |
| EP3535087A4 (en) * | 2016-11-03 | 2020-07-29 | Bibas, Charles | ENHANCED OPTICAL BEAM STEERING SYSTEM |
| JP2021104539A (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-26 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
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