JPH0335511Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案はレーザ加工機に関し、例えば被加工物
に所定間隔で多数の平行線を描いたり、被加工物
を所定間隔で平行に多数切断するのに好適なレー
ザ加工機に関する。

「従来の技術」 従来、レーザ加工機として、被加工物を載置す
る加工テ−ブルと、ベースフレームに設けられて
レーザ光線を上記被加工物に照射するフオーカス
ヘツドとを備え、上記加工テーブルとベースフレ
ームとを相互に交差するＸ−Ｙ方向に相対移動さ
せて上記被加工物に所要のレーザ加工を施すレー
ザ加工機は周知である。

また、特殊なレーザ加工機として、回転部材の
回転軸線上にレーザ光線を放射させるとともに、
該回転部材の回転軸線上に分配器を設けて上記レ
ーザ光線を左右に水平に分岐させ、かつ分岐した
各レーザ光線をそれぞれ直角下方に反射させて被
加工物に照射するようにしたものが知られてい
る。（特開昭60−257983号公報）。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、被加工物に所定間隔で例えばＸ方
向に多数の平行線を描いたり、或いは被加工物を
所定間隔で平行に多数切断する場合には、前者
のレーザ加工機では、上記加工テ−ブルとフオー
カスヘツドを相対的にＸ方向に移動させて所要の
レーザ加工を施した後、上記加工テ−ブルとフオ
ーカスヘツドを相対的にＹ方向に所定間隔だけ
移動させ、再び加工テ−ブルとフオーカスヘツド
を相対的にＸ方向に移動させてレーザ加工を施
し、これを所要回数繰返すようにすればよい。

しかしながらそのようなレーザ加工機では、平
行線の数だけ上記作業を繰返さなければならない
ので、特にその数が多くなると加工時間に多くを
必要とするという欠点がある。

これに対し、後者のレーザ加工機は、上述した
ような用途のために開発されたものではないが、
上記回転部材の回転角度位置を制御すれば、上記
被加工物に向けて照射される２本のレーザ光線の
上記Ｘ方向に対する間隔を、上記所定間隔に一
致させることができる。したがつて、このレーザ
加工機によれば、上記平行線の数の半分だけ上記
作業を繰返せばよいので、加工時間を短くするこ
とができる。

しかしながら後者のレーザ加工機においては、
被加工物に向けて照射される上記２つのレーザ光
線のうち一方のレーザ光線の照射位置を基準照射
位置とした場合、上記回転部材の回転角度位置を
変更する度に基準照射位置が変動してしまうの
で、その都度補正を必要とし、特に上記間隔を
種々に変更しながら多数の平行線を引く場合に
は、誤差が生じ易くなるという問題が生じる。

「問題点を解決するための手段」 本考案はそのような事情に鑑み、上述した従来
周知のレーザ加工機において、上記フオーカスヘ
ツドを、上記ベースフレームに回転可能に軸支し
た回転フレームと、この回転フレームを回転させ
る回転駆動手段と、上記ベースフレームに設けら
れ、レーザ発振器からのレーザ光線を屈曲させて
該レーザ光線を上記回転フレームの回転軸線上で
上記被加工物に照射させる第１光学素子と、上記
回転フレームに設けられ、上記第１光学素子又は
他の第２光学素子によつて上記回転フレームの回
転軸線上に放射されたレーザ光線を屈曲させて上
記回転フレームに設けた第３光学素子に向けて放
射させる第４光学素子と、上記第４光学素子から
のレーザ光線を上記回転フレームの回転軸線と平
行に屈曲させて上記被加工物に照射させる上記第
３光学素子とから構成し、上記回転フレームの回
転角度位置を制御して、上記被加工物に向けて照
射される上記２本のレーザ光線の上記Ｘ方向とＹ
方向に対する間隔を調整するようにしたものであ
る。

「作用」 上記構成によれば、上記回転フレームの回転角
度位置を制御することによつて少なくとも２本の
レーザ光線の上記Ｘ方向とＹ方向に対する間隔を
調整することができるので、上述した後者のレー
ザ加工機と同様に加工時間を短くすることができ
る。

加えて、上記第１光学素子で屈曲されたレーザ
光線は回転フレームの回転軸線上で被加工物に照
射されるので、これをレーザ光線の基準照射位置
とした場合、上記回転フレームの回転角度位置を
変更して上記間隔を調整してもそのレーザ光線の
基準照射位置が変動することはなく、したがつて
上記間隔を調整する度に基準照射位置の補正を必
要とせず、上記間隔を種々に変更しながら多数
の平行線を引く場合であつても、誤差を生じさせ
ることなく容易にレーザ加工を断続することがで
きる。

「実施例」 以下図示実施例について本考案を説明すると、
第１図及び第２図において、被加工物１を載置す
る加工テ−ブル２は駆動機構３により一対のガイ
ドレール４に沿つて水平のＹ方向に往復移動され
るようになつている。そしてこの加工テ−ブル２
に跨がらせて配設した門型フレーム５に、フオー
カスヘツド６を上記Ｙ方向と直交する水平のＸ方
向に往復移動自在に設けている。

上記フオーカスヘツド６を往復移動させる駆動
機構７は、門型フレーム５に軸支してフオーカス
ヘツド６のベースフレーム８に螺合させたねじ軸
９と、このねじ軸９に連結したサーボモータ１０
とを備えており、そのサーボモータ１０によつて
ねじ軸９を正逆に回転させることにより、上記フ
オーカスヘツド６のベースフレーム８を往復移動
させることができるようにしている。

上記フオーカスヘツド６のベースフレーム８に
は、第３図および第４図に示すように、鉛直方向
の回転軸線１４を中心として平板状の回転フレー
ム１５を回転自在に取付けている。すなわち上記
回転フレーム１５には、その表面の一側上下位置
にブラケツト１６，１６′を取付けてあり、上方
のブラケツト１６に上方に向けて支持軸１７を、
下方のブラケツト１６′に方向に向けて支持軸１
７′をそれぞれ固定している。他方、上記ベース
フレーム８の上下位置にもブラケツト１８，１
８′を取付け、各ブラケツト１８，１８′に設けた
軸受１９，１９′によつて各支持軸１７，１７′を
それぞれ軸支している。

そして上方の支持軸１７にベースフレーム８に
固定したサーボモータ２０を連結し、そのサーボ
モータ２０を正逆に回転駆動させることにより、
第４図の実線と想像線で示すように、上記回転フ
レーム１５を上記回転軸線１４を中心として揺動
させることができるようにしている。

然して、第１図に示すように、レーザ光線Ｌは
レーザ発振器２５から鉛直上方に向けて放射され
るようになつており、そのレーザ光線Ｌの鉛直方
向の光軸上に３つのハーフミラー２６ａ，２６
ｂ，２６ｃと１つの全反射ミラー２６ｄとを下方
から上方へ順次配設している。そして上記レーザ
発振器２５から放射されたレーザ光線Ｌは、３つ
のハーフミラー２６ａ，２６ｂ，２６ｃによつて
４本のレーザ光線La，Lb，Lc，Ldに分岐され、
かつ各ミラー２６ａ〜２６ｄによりベースフレー
ム８に固定した４つのミラー２７ａ，２７ｂ，２
７ｃ，２７ｄ（第３図参照）のそれぞれに向けて、
上記ねじ軸９と平行な方向に放射されるようにな
つている。

上記４つのミラー２７ａ〜２７ｄは、回転フレ
ーム１５の一側に形成した切り欠き部１５ａ内に
配設して、それぞれ回転フレーム１５の回転軸線
１４上でベースフレーム８に固定している。そし
て上記ねじ軸９と平行な方向で放射されてきた最
も下方のレーザ光線Laは反射ミラー２７ａによ
つて鉛直下方に向けて反射され、集光レンズ２８
ａで集光されて加工テ−ブル２上の被加工物１に
照射されるようになつている。

これに対して、下から２番目のレーザ光線Lb
は、上記ミラー２７ｂで回転軸線１４上で鉛直上
方に反射された後、回転フレーム１５に固定した
ミラー２９ｂによつて上記回転フレーム１５の表
面に沿つて水平方向に直角に反射され、次に回転
フレーム１５に固定したミラー３０ｂによつて上
記回転フレーム１５の回転軸線１４と平行な鉛直
下方に反射され、さらに集光レンズ２８ｂで集光
されて被加工物１に照射されるようになつてい
る。

その他のレーザ光線Lc，Ldも、下から２番目
のレーザ光線Lbと同様に、それぞれ上記ミラー
２７ｃ，２７ｄ、回転フレーム１５に固定したミ
ラー２９ｃ，２９ｄおよび３０ｃ，３０ｄによつ
て上記回転フレーム１５の回転軸線１４と平行な
鉛直下方に反射され、それぞれ集光レンズ２８
ｃ，２８ｄによつて集光されて被加工物１に照射
されるようになつている。

上記鉛直下方に向けて被加工物１に照射される
４本のレーザ光線La〜Ldは、一直線上で被加工
物１に照射されるようになつており、かつ各レー
ザ光線La〜Ldの間隔を同一の間隔ｐとしている。
そしてこれに対応して、上記４つの集光レンズ２
８ａ〜２８ｄは、上記回転フレーム１５の下端部
に取付けた支持ブラケツト３１に等ピツチｐで設
けている。

さらに、上記回転フレーム１５には、最下方の
レーザ光線Laを除く他のレーザ光線Lb〜Ldの光
軸上に、その透過を阻止するシヤツタ３２ｂ，３
２ｃ，３２ｄを設けている。

次に、上記サーボモータ２０は図示しない制御
装置に接続してあり、この制御装置によつてサー
ボモータ２０の回転を制御することができるよう
にしている。上記制御装置には、予め回転フレー
ム１５の回転角度位置とレーザ光線La〜LdのＸ
方向における間隔およびＹ方向における間隔との
関係を記憶させてあり、レーザ加工を開始する際
に、Ｘ方向又はＹ方向におけるレーザ光線La〜
Ldの間隔を制御装置に入力すれば、制御装置は
自動的にサーボモータ２０を制御して回転フレー
ム１５を所要の回転角度位置に位置させるように
なつている。

以上の構成において、例えば被加工物１をＸ方
向に沿つて所定の間隔で平行線を描くには、第
４図に示すように、上記サーボモータ２０を起動
して回転フレーム１５を所要の角度まで回転さ
せ、被加工物に照射されるレーザ光線La〜Ldの
Ｙ方向における間隔を上記間隔に一致させる。

そしてこの状態で、レーザ発振器２５からのレ
ーザ光線La〜Ldを被加工物１に向けて照射する
とともに、駆動機構７によつてフオーカスヘツド
６をＸ方向の一側に向けて移動させれば、被加工
物１に上記間隔で４本の平行線を描くことがで
きる。このようにして上記被加工物１に４本の平
行線を描いたら、駆動機構３によつて被加工物１
を上記間隔の４倍の距離だけＹ方向に移動さ
せ、引続きフオーカスヘツド６をＸ方向の他側に
向けて移動させれば、再び被加工物１に上記間隔
で４本の平行線を描くことができる。

以上の作業を繰返すことによつて被加工物１に
４本ずつ平行線を描くことができ、それによつて
例えば最後の加工が３本の平行線を描けばよくな
つた場合には、第４番目のレーザ光線Ldに対す
るシヤツタ３２ｄを閉じさせれば、３本だけの平
行線を描くことができる。

そして上記レーザ光線La〜LdのＹ方向に対す
る間隔を変更する場合には、新たな間隔に応じ
て回転フレーム１５を所定の回転角度位置に位置
させればよい。その際、最下方のレーザ光線La
は回転フレーム１５の回転軸線１４上で被加工物
１に照射させるようにしているので、回転フレー
ム１５が回転しても最下方のレーザ光線Laの照
射位置は変動することがなく、したがつてその調
整作業を簡単に行なうことができる。

なお、Ｙ方向に平行線を描けることは明らかで
あり、またＸ−Ｙ方向に対して斜めに平行線を描
くことができることも明らかである。さらに、レ
ーザ光線を屈曲させる光学素子としては上記実施
例に記載したミラーに限定されるものではなく、
プリズムであつてもよい。

また、上記実施例ではレーザ発振器２５から放
射されたレーザ光線Ｌを複数本に分岐させてから
フオーカスヘツド６に導いているが、第５図に示
すように、レーザ発振器２５から放射されたレー
ザ光線Ｌをベースフレーム８に設けたミラー４０
によつて回転軸線１４上で被加工物１に向けて照
射させるようにし、かつその回転軸線１４上に設
けたハーフミラー４１ｄ，４１ｃ，４１ｂで複数
本のレーザ光線La〜Ldに分岐させるようにして
もよい。またこの場合には、図示しないが上記サ
ーボモータ２０は回転軸線１４上から横方向にず
らした位置に設置して支持軸１７に連動させれば
よい。

「考案の効果」 以上のように、本考案によれば、少なくとも２
本のレーザ光線によつて被加工物に所要間隔の平
行線を描いたり、所定間隔で平行に切断すること
ができるので、そのような加工に要する時間を短
くすることができる。そしてその平行線の間隔は
回転フレームの回転角度位置を制御することによ
つて容易に調整することができ、しかもその調整
を行なつても基準となるレーザ光線の基準照射位
置が変動することがないので、例えば上記間隔を
種々に変更しながら多数の平行線を引く場合等で
あつても、誤差が生じさせることなく容易にレー
ザ加工を継続することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図の平面図、第３図は第１図の要部を示
す拡大図、第４図は第３図の平面図、第５図は本
考案の他の実施例を示す第３図と同様な部分の概
略構成図である。 １……被加工物、２……加工テ−ブル、６……
フオーカスヘツド、８……ベースフレーム、１４
……回転軸線、１５……回転フレーム、２０……
サーボモータ、２５……レーザ発振器、２６ａ〜
２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２９ｂ〜２９ｄ，３０
ｂ〜３０ｄ，４０，４１ｂ〜４１ｄ……ミラー
（光学素子）、２８ａ〜２８ｄ……集光レンズ、３
２ｂ〜３２ｄ……シヤツタ、Ｌ，La〜Ld……レ
ーザ光線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 被加工物を載置する加工テ−ブルと、ベースフ
   レームに設けられてレーザ光線を上記被加工物に
   照射するフオーカスヘツドとを備え、上記加工テ
   ーブルとベースフレームとを相互に交差するＸ−
   Ｙ方向に相対移動させて上記被加工物に所要のレ
   ーザ加工を施すレーザ加工機において、 上記フオーカスヘツドを、上記ベースフレーム
   に回転可能の軸支した回転フレームと、この回転
   フレームを回転させる回転駆動手段と、上記ベー
   スフレームに設けられ、レーザ発振器からのレー
   ザ光線を屈曲させて該レーザ光線を上記回転フレ
   ームの回転軸線上で上記被加工物に照射させる第
   １光学素子と、上記回転フレームに設けられ、上
   記第１光学素子又は他の第２光学素子によつて上
   記回転フレームの回転軸線上に放射されたレーザ
   光線を屈曲させて上記回転フレームに設けた第３
   光学素子に向けて放射させる第４光学素子と、上
   記第４光学素子からのレーザ光線を上記回転フレ
   ームの回転軸線と平行に屈曲させて上記被加工物
   に照射させる上記第３光学素子とから構成し、上
   記回転フレームの回転角度位置を制御して、上記
   被加工物に向けて照射される上記２本のレーザ光
   線の上記Ｘ方向とＹ方向に対する間隔を調整する
   ことを特徴とするレーザ加工機。