JPH03142092A - レーザ光学系及びこれを用いたレーザ加工方法 - Google Patents

レーザ光学系及びこれを用いたレーザ加工方法

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JPH03142092A
JPH03142092A JP1278858A JP27885889A JPH03142092A JP H03142092 A JPH03142092 A JP H03142092A JP 1278858 A JP1278858 A JP 1278858A JP 27885889 A JP27885889 A JP 27885889A JP H03142092 A JPH03142092 A JP H03142092A
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勝裕 栗山
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ発振器により不連続的に加工物を切断
するのに用いられるレーザ光学系及びこれを用いたレー
ザ加工方法に関するものである。
従来の技術 鉛蓄電池の鉛電極等に用いられる鉛及び鉛合金等は硬度
が低く粘度が高い。このような金属を切断する場合、押
し切り加工では切断面にパリが生じ良好な切断面が得ら
れない。このような切断にレーザを用いた場合、加工損
失幅が狭く精度よく加工でき、パリの発生もなく良好な
切断面が得られ、加工速度も速い。
一般にレーザにより金属を加工する場合、レーザビーム
をレンズにより集光させ、その集光点付近にノズルを用
いてアシストガスを吹き付けて切断を行う。また、アシ
ストガスに酸素を利用する場合、酸素による金属の酸化
反応を利用することができ、レーザパワーのみでの切断
に比べてレーザパワーが数分の−で切断可能となる。す
なわち、切断過程の初期段階では、金属を溶融させるた
めにレーザビームのエネルギが必要であるが、ある一定
の溶融温度まで達すると、極端な場合、レーザビームを
照射し続けなくても、酸素を吹き付けるだけで切断が可
能となる。さらに、吹き付けられた酸素は溶融金属（ド
ロス）を除去し、切断を助ける効果もある。すなわち、
金属をレーザビームを用いて切断する場合、切断の初期
段階で十分な温度上昇をもたらすレーザビームのエネル
ギ密度と、アシストガスとしての酸素とを併せて使用す
ることが望ましい。
以下図面を参照しなからレーザを用いて不連続的に加工
物を切断する場合、例えば、鉛蓄電池の電極のように格
子状の加工物を切断する場合について説明する。第２図
は同時に４ケ所を切断する場合の従来例について述べた
ものである。第２図において、１７は格子状の鉛蓄電池
の鉛電極、１８゜１．９，２０．２１は切断部に位置決
めされた集光レンズ、２２．２３，２４．２５はアシス
トガス供給用の切断ノズルであり、集光レンズ１８，１
９゜２０．２１にそれぞれ対応している。２６，２７２
８．２９はレーザ振幅器であり、３０，３１３２．３３
はベンディングミラーである。ベンディングミラー３０
はレーザ発振器２６のビームを集光レンズ１８に導くよ
うに設けられたものである。同様に、レーザ発振器２７
から照射されたビームはベンディングミラー３１により
集光レンズ１９に、レーザ発振器２８から照射されたビ
ームはベンディングミラー３２により集光レンズ２０に
、レーザ発振器２９から照射されたビームはベンディン
グミラー３３により集光レンズ２１に導かれる。レーザ
発振器２６，２７，２８．２９を４つ同時に照射し、鉛
電極１７を切断方向に移動させることにより、同時に４
箇所の切断ができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来方法は格子間の切断が不要な部分に
もレーザを照射するため、レーザビームを浪費していた
。また、切断箇所と同数の発振器を必要とするため、装
置が大型化するという問題があった。
本発明は上記問題に鑑み、格子状の加工物の複数の切断
部を単一レーザ発振器により、不連続的に切断するため
に用いられるレーザ光学系及びこれを用いたレーザ加工
方法を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するための本発明のレーザ光学系は、複
数の反射鏡の反射面が入射光の光軸に対してずへて４５
度の傾きを持ち、かつ、反射鏡の反射面が入射光の光軸
をに平行な軸を中心軸なして回転できる構造を有し、か
つ、複数の反射鏡の反Ｉ、１面のいずれかが入射光を反
射できるように反射鏡を配置した構造を有することを特
徴とする。
また本発明の上記レーザ光学系を用いたレーザ加工方法
は、格子状の被加工物を、単一レーザ発振器により不連
続的に切断することを特徴とする。
作　　　　用 本発明は上記のように構成した光学系によって、単一レ
ーザ発振器から照射させたレーザビームを切断箇所と同
数だけ時間的に分割することができるので、切断部と同
数だけ必要であったレーザ発振器の数を減らすことがで
きる。
実　　施　　例 以下、本発明の一実施例における光学系及びこれを用い
たレーザ加工方法について、図面を参照しながら説明す
る。第１図は格子状の被加工物を、単一レーザ発振器に
より不連続的に４ケ所を切断する本実施例の概略構成を
示している。
第１図において、１は格子状の鉛蓄電池の鉛電極であり
、格子の切断方向の幅が格子間距離ａの４分の１以下で
あるものとする。２，３，４．５は集光レンズであり、
それぞれ集光レンズ３は集光レンズ２より鉛電極１の切
断方向と逆方向にａ　／　４だけずれた位置にあり、集
光レンズ４は集光レンズ３よりａ／４、集光レンズ５は
レンズ４よりａ　／　４ずっ同一方向にずれた位置に設
置されているものである。６はレーザ発振器であり発振
器６から照射されたビーム７が集光レンズ２゜３．４．
５のそれｆれの光軸８，９．１０．１１と垂直に交わる
位置に設置されたものである。
１２．１３．１４．１５は、反射面がレーザ発振器６か
らの照射ビーム７と４５度の傾きを持ち、それぞれの反
射光が集光レンズ２，３，４．５の光軸８．９．１０．
１１に一致するようになっているベンディングミラーで
ある。また、これらベンディングミラー１２．１３，１
４．１５は、レーザ発振器６からの照射ビーム７と平行
なシャフト１６により一体となっており、シャフト１６
を中心軸に回転する構造になっている。さらに、ヘンデ
ィングミラー１２．１３，１４．１５は、反射面がシャ
フト１６を中心として９０度だけ存在（第１図斜線部分
）し、その他の部分は透過する構造になっている。ベン
ディングミラー１２の反射面は、ベンディングミラー１
３の反射面より９０度だけシャフト１６の回転方向と反
対側に存在する。同様に、ヘンディングミラー１３の反
射面はヘンディングミラー１４の反射面より９０度だけ
、ベンディングミラー１４の反射面はベンディングミラ
ー１５の反射面より９０度だけ、ベンディングミラー１
５の反射面はベンディングミラー１６の反射面より９０
度だけそれぞれ同一回転方向にずれた位置にある構造に
なっている。
鉛電極１を切断方向に移動させる場合、格子間距離ａだ
け移動する間にシャフト１６を一回転させる。このとき
、レーザ発振器６からの照射ビム７がベンディングミラ
ー１２．１３，１４．１５のいずれかにより反射される
。反射されたレーザビームが鉛電極１の４箇所の切断部
のいずれかに常に照射されるように同期させてシャフト
１６を回転させることにより、格子状の被加工物を、単
一レーザ発振器６により不連続的に同時に４箇所で切断
することができる。ここで、ベンディングミラー１２．
１３，１４．１５の反射角度を４５度とじたのは、ビー
ムのパワー密度分布を変化させないためであり、ビーム
のパワー密度分布が加工に影響しない場合、反射角度は
特に指定しない。
さらに、単一レーザ発振器６をハフミラー等のビームス
プリッタを使用して４分岐する方法も考えられるが、切
断に必要なレーザビームエネルギを得るためには、１分
岐あたりのピークエネルギが関与する。すなわち、この
場合１箇所の切断に要する４倍のパワーのレーザ発振器
６が必要となるのに対して、本実施例によれば、１筺所
の切断に要するパワーのレーザ発振器６が１台で済むと
いう効果がある。
発明の効果 本発明によれば、従来例において被加工物の切断すべき
箇所と同数必要であったレーザ発振器の数を削すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例におけるレーザ光学系の概略
斜視図、第２図は従来のレーザ光学系の概略斜視図であ
る。 ６・・・・・・レーザ発振器、７・・・・・・光軸、１
２〜１５・・・・・・反射鏡、１６・・・・・・シャフ
ト。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数の反射鏡の反射面が入射光の光軸に対してす
    べて４５度の傾きを持ち、かつ、反射鏡の反射面が前記
    光軸に対して平行な軸を中心軸として回転できる構造を
    有し、かつ、複数の反射鏡の反射面のいずれかが入射光
    を反射できるように反射鏡を配置した構造を有すること
    を特徴とするレーザ光学系。
  2. （２）請求項１記載のレーザ光学系を利用して、格子状
    の被加工物を、単一レーザ発振器により不連続的に切断
    することを特徴とするレーザ加工方法。
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