JPH02303693A - レーザ加工機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はレーザ加工機に係り、更に詳細には加工ヘッ
ド内に備えられている加工レンズへの入射ビーム径が変
化しても加工条件が変動しないようにしたレーザ加工機
に関する。

（従来の技術） 一般に、例えばＣＯ２レーザ加工機などのレーザ加工機
において、加工ヘッド内に備えられた加工レンズで栗光
された後のスポット径は、その加工条件に大きな影響を
及ぼす因子であり、加工レンズへのレーザビームにおけ
る入射ビーム径により決まるところが大きい。また、各
加工レンズの焦点距離は固有の最小値を有している。

従来のレーザ加工機は、唯一の焦点距離を有する加工レ
ンズと、雇−の入射ビーム径の組み合せで最適のスポッ
ト径を得ている。そのために、何らかの理由で入射ビー
ム径の大きさが変わると、スポット径の変化により加工
条件が変化してしまっていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のスポット径の変化による調整
では、良好な切断が不可能となる場合があり、不良品を
発生させてからでないと、入射ビーム径の変化を発見す
ることができない。したがって、入射ビーム径変化の原
因を究明し、その原因を排除しない限り、良好なレーザ
加工が得られないという問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、加工レ
ンズへの入射ビーム径の変化があっても加工レンズの焦
点距離を制御して加工不良を発生させないようにしたレ
ーザ加工機を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、レーザビーム
を発振させるレーザ発振器と、加工機本体の先端に設け
られ前記レーザ発振器で発振されたレーザビームを集光
しワークへ照射せしめる可変焦点距離加工レンズを有す
る加工ヘッドと、この加工ヘッドの直上における加工機
本体に設けられたレーザビームのビーム径をリアルタイ
ムで検出するレーザビーム検出解析装置と、このレーザ
ビーム検出解析装置で検出されたレーザビーム、のビー
ム径がある基準値を越えたときにビーム径に対応する最
小スポット径を得るように前記可変焦点距離加工レンズ
の焦点距離を制御する制御装置と、を備えてレーザ加工
機を構成した。

（作用） この発明のレーザ加工機を採用することにより、レーザ
ビーム検出解析装置により加工レンズに入射されるレー
ザビームにおける入射ビーム径が検出される。検出され
た入射ビーム径が１ｌｌｔｌｌ装置に取込まれて、予め
設定された基準値と比較される。検出された入射ビーム
径が基準値を越えたときにきビーム径に対応する最小ス
ポット径を得るように可変焦点距離加工レンズの焦点距
離が制御される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図を参照するに、レーザ加工１１の債部側（第１図
において右側）には例えばＣＯ２レーザ発振器３が装着
されており、レーザビームＬＢをレーザ加工１１へ向け
て発振するように構成されている。

レーザ加工８１１１は、ベース５と、このベース５に垂
直に立設したボスト７、およびボスト７を介してベース
５の上方に片持式状に水平に支持された加工機本体の一
部であるビーム部材９などから構成されている。ベース
５の上部にはワークＷを載置するワークテーブル１１が
設けられている。

このワークテーブル１１の右側にはワークＷをクランプ
して位置決めするワーク位置゛決め装置ｔ１３が設けら
れている。このワーク位置決め装置１３がＸ軸方向く第
１図において紙面に対して直交する方向）、Ｙ軸方向（
第１図において左右方向）へ移動されてワークＷの所望
位置が加工位置に位置決めされる。

前記ビーム部材９の先端部にはレーザビームＬＢを曲げ
るペンドミラー１５が内蔵されていると共に、ビーム部
材９の先端部における下端には可変焦点距離加工レンズ
１７を備えた加工ヘッド１９が設けられている。この加
工ヘッド１９の直上におけるビーム部材９にはレーザビ
ーム検出解析１１ｉ２１が設けられていて、前記加工レ
ンズ１７に入射するレーザビーム１Ｂのビーム径を検出
するようになっている。

前記加工レンズ１７で集光されたレーザビームＬＢは加
工ヘッド１９の先端に装着されたノズル２３からワーク
Ｗへ照射されてレーザ加工が行なわれるようになってい
る。また、前記ボスト７にはレーザビーム検出装置１２
１で検出されたレーザビームＬＢのビーム径に基づき加
工レンズ１７の焦点距離を制御する制御装Ｍ２５が設け
られている。

上記構成により、レーザ発振器３で発振されたレーザビ
ームＬ８はペンドミラー１５で曲げられて加工レンズ１
７で集光される。この加工レンズ１７で集光されたレー
ザビームＬＢはノズル２３からワークＷへ照射されて、
ワーク位置決め装置１３で位置決めされたワークＷの所
望の位置ヘレ−ザ加工されることになる。

前記レーザビーム検出解析装置２１で加工レンズ１７に
入射するレーザビームＬＢのビーム径がリアルタイムに
検出されて制ｍ装＠２５に取込まれる。制御ＩＩ装［２
５には予め設定された基準値が取込まれているから、Ｉ
Ｉ　ｍ装置２５では実際の検出されたビーム径と基準値
とが比較される。ビーム径が基準値より越えたときには
、このビーム径に対応する最小スポット径を得るような
焦点距離に、可変焦点距離加工レンズ１７を駆動する。

なお、この可変焦点距離加工レンズ１７は例えば複数の
光学素子（レンズ）の組合せで構成されているため、こ
の組合せ司法を駆動モータにより変化させることにより
、加工レンズ１７の合成焦点距離は自動的に調整される
ものである。

したがって、レーザビーム検出解析装置２１で加工レン
ズ１７に入射するレーザビームＬＢのビーム径がリアル
タイムで検出され、検出されたビーム径の変化に対応し
、加工レンズ１７の焦点距離をＩＩＩ！Ｌ、常に最小ス
ポット径を得るように制御装置２５で制御される。而し
て、加工レンズ１７への入射ビーム径の変化があっても
加工不良（不良好切断）を発生させないでレーザ加工を
行なうことができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し得るものである。例えば本実施例ではレーザ加工ヘッ
ド１９を固定し、ワークＷをＸ、Ｙ軸方向へ移動せしめ
るレーザ加′ｌ：１１１１で説明したが、それ以外の例
えばワークＷを固定し、レーザ加工ヘッド１９をＸ、Ｙ
軸方向へ移動せしめるレーザ加工機１などでも対応可能
である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、レーザビーム検出解析装置で可変焦点距
離加工レンズに入射するレーザビームのビーム径がリア
ルタイムで検出され、検出されたビーム径の変化に対応
し、可変焦点距離加工レンズの焦点距離を調整し、常に
最小スポット径を得るように制御装置で制御される。し
たがつて、可変焦点距離加工レンズへの入射ビーム径の
変化があっても加工不良を発生させないで、レーザ加工
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する一実施例のレーザ加工機の
正面図である。 １・・・レーザ加工ｌｌｌ３・・・レーザ発振器９・・
・ビーム部材　１５・・・ペンドミラー１７・・・可変
焦点距離加工レンズ １９・・・加工ヘッド ２１・・・レーザビーム検出解析装置 ２５・・・制御装置 代理人　弁理士　　三　好　秀　和 １・・・レーザ加工機　３・・・レーザ発振器９・・・
ビーム部材　１５・・・ペンドミラー１７・・・可変焦
点距離加工レンズ １９・・・加工ヘッド ２１・・・レーザビーム検出解析装置 ２５・・・ＩＩＩＩＧ装置 纂１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビームを発振させるレーザ発振器と、加工機本体
   の先端に設けられ前記レーザ発振器で発振されたレーザ
   ビームを集光しワークへ照射せしめる可変焦点距離加工
   レンズを有する加工ヘッドと、この加工ヘッドの直上に
   おける加工機本体に設けられたレーザビームのビーム径
   をリアルタイムで検出するレーザビーム検出解析装置と
   、このレーザビーム検出解析装置で検出されたレーザビ
   ームのビーム径がある基準値を越えたときにビーム径に
   対応する最小スポット径を得るように前記可変焦点距離
   加工レンズの焦点距離を制御する制御装置と、を備えて
   なることを特徴とするレーザ加工機。