JPH0358836B2 - - Google Patents
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- JPH0358836B2 JPH0358836B2 JP58024638A JP2463883A JPH0358836B2 JP H0358836 B2 JPH0358836 B2 JP H0358836B2 JP 58024638 A JP58024638 A JP 58024638A JP 2463883 A JP2463883 A JP 2463883A JP H0358836 B2 JPH0358836 B2 JP H0358836B2
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- JP
- Japan
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- plane mirror
- laser
- laser beam
- mirror
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Links
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0732—Shaping the laser spot into a rectangular shape
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光エネルギー分布特性を均一にした
レーザ光を得るレーザ加工装置の改良に関する。
レーザ光を得るレーザ加工装置の改良に関する。
一般にレーザ光は、スポツトビームで使用され
る場合が多かつたが、近年、幅寸法より長さ寸法
を長し、かつ光エネルギー分布の均一な所謂矩形
状のレーザ光が注目を浴て来た。レーザ光は電力
開閉器の操作機構の各部品の焼入れに使用され
る。電力用開閉器は、接点を開閉して、電流を切
つたり、流したりする。接点を開閉するのは、操
作機構により行う。操作機構は、主としてリン
ク、フツク、ピン、軸等の部品を使用している。
部品の組合せとして、たとえばリンクとフツクと
をピンを介して係合すれば、係合部附近の各部品
は、操作力により大きな力が加わり、破損しやす
い。そこで、係合部附近は焼入を行なつて、硬度
を増している。焼入をする時には、焼入れ幅およ
び深さが均一であることが望まれている。
る場合が多かつたが、近年、幅寸法より長さ寸法
を長し、かつ光エネルギー分布の均一な所謂矩形
状のレーザ光が注目を浴て来た。レーザ光は電力
開閉器の操作機構の各部品の焼入れに使用され
る。電力用開閉器は、接点を開閉して、電流を切
つたり、流したりする。接点を開閉するのは、操
作機構により行う。操作機構は、主としてリン
ク、フツク、ピン、軸等の部品を使用している。
部品の組合せとして、たとえばリンクとフツクと
をピンを介して係合すれば、係合部附近の各部品
は、操作力により大きな力が加わり、破損しやす
い。そこで、係合部附近は焼入を行なつて、硬度
を増している。焼入をする時には、焼入れ幅およ
び深さが均一であることが望まれている。
従来のレーザ光は、次のようなレーザ加工装置
により得ていた。レーザ加工装置は、レーザ発生
器からのレーザ光を透過する焦点レンズの下側に
第１凹面鏡を傾斜状に配置し、第１凹面鏡の斜め
上側つまり焦点レンズ側に第２凹面鏡を傾斜状に
配置し、第２凹面鏡の下側に被加工物を配置した
所謂Ｎ型配置である。焦点レンズからのレーザ光
は、Ｎ型配置に沿つて進行し、被加工物にレーザ
光を照射して、焼入をする。
により得ていた。レーザ加工装置は、レーザ発生
器からのレーザ光を透過する焦点レンズの下側に
第１凹面鏡を傾斜状に配置し、第１凹面鏡の斜め
上側つまり焦点レンズ側に第２凹面鏡を傾斜状に
配置し、第２凹面鏡の下側に被加工物を配置した
所謂Ｎ型配置である。焦点レンズからのレーザ光
は、Ｎ型配置に沿つて進行し、被加工物にレーザ
光を照射して、焼入をする。
ところで、Ｎ型配置では、円筒状の第１凹面
鏡、第２凹面鏡は、曲率半径に形成されており、
反射面が互いに対応し、かつ傾斜している。第２
凹面鏡の傾斜は、反射面の１端が被加工物に近
く、他端が被加工物より遠くなるように傾斜して
いる。このため、近い個所からのレーザ光と遠い
個所からのレーザ光とが、被加工物を照射すれ
ば、近い個所のレーザ光は、遠い個所のレーザ光
より強い。したがつて、被加工物の焼入れは、レ
ーザ光の強い個所で深く、これより弱い個所で浅
くできるので、焼入れ層の深さは均一にならな
い。この結果、不均一な焼入れ層の機械部品を使
用すれば、摩耗が均一でなく、品質が悪くなる。
鏡、第２凹面鏡は、曲率半径に形成されており、
反射面が互いに対応し、かつ傾斜している。第２
凹面鏡の傾斜は、反射面の１端が被加工物に近
く、他端が被加工物より遠くなるように傾斜して
いる。このため、近い個所からのレーザ光と遠い
個所からのレーザ光とが、被加工物を照射すれ
ば、近い個所のレーザ光は、遠い個所のレーザ光
より強い。したがつて、被加工物の焼入れは、レ
ーザ光の強い個所で深く、これより弱い個所で浅
くできるので、焼入れ層の深さは均一にならな
い。この結果、不均一な焼入れ層の機械部品を使
用すれば、摩耗が均一でなく、品質が悪くなる。
本発明の目的は、光エネルギー分布強度を一定
にしたレーザ加工装置を提供することにある。
にしたレーザ加工装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明では、被加
工物と凹面鏡との間のレーザ光の強い方に平面鏡
を設け、平面鏡で反射したレーザ光を弱い方のレ
ーザ光に混入して、弱い方のレーザ光を補強し
て、光エネルギー分布強度の略均一なレーザ光を
得る。
工物と凹面鏡との間のレーザ光の強い方に平面鏡
を設け、平面鏡で反射したレーザ光を弱い方のレ
ーザ光に混入して、弱い方のレーザ光を補強し
て、光エネルギー分布強度の略均一なレーザ光を
得る。
以下、本発明の実施例を第１，２図に示すレー
ザ加工装置により説明する。
ザ加工装置により説明する。
図示していないレーザ発生器からのレーザ光１
は、第１凹面鏡２を照射する。第１凹面鏡２は第
２凹面鏡側に傾斜している。第１凹面鏡２の反射
面２Ａからのレーザ光１は、第２凹面鏡３の反射
面３Ａを照射する。第２凹面鏡３の一端側３Ｂ
は、被加工物４に接近した位置に、他端側３Ｃは
被加工物４より遠い位置になるように傾斜してい
る。第１凹面鏡２と第２凹面鏡３との傾斜角度
は、これらの凹面鏡を被加工物４のように水平配
置状態から反時計方向に約７〜10゜傾斜している。
は、第１凹面鏡２を照射する。第１凹面鏡２は第
２凹面鏡側に傾斜している。第１凹面鏡２の反射
面２Ａからのレーザ光１は、第２凹面鏡３の反射
面３Ａを照射する。第２凹面鏡３の一端側３Ｂ
は、被加工物４に接近した位置に、他端側３Ｃは
被加工物４より遠い位置になるように傾斜してい
る。第１凹面鏡２と第２凹面鏡３との傾斜角度
は、これらの凹面鏡を被加工物４のように水平配
置状態から反時計方向に約７〜10゜傾斜している。
第１平面鏡５と第２平面鏡６とは、第２凹面鏡
３と被加工物４との間に配置されているが、平面
鏡は第１，２図に示すように被加工物側に配置し
ている。これらの平面鏡は、被加工物側の一端５
Ａ，６Ａから他端５Ｂ，６Ｂに行くにしたがい順
次幅寸法がl1からｌになるように大きく傾斜して
いる。第１平面鏡５の反射面５Ｃは、第２平面鏡
６の反射面６Ｃより反射率が悪くなるたとえば粗
に形成している。粗に形成する場合には、反射面
５Ｃの一端３Ｂに対応する側より他端３Ｃに対応
する側に行くにしたがい、順次粗を密にして行く
とよい。平面鏡５，６の裏面には、角度調整装置
７を取付けている。角度調整装置７はリンク８を
介してスライド機構９と連絡している。
３と被加工物４との間に配置されているが、平面
鏡は第１，２図に示すように被加工物側に配置し
ている。これらの平面鏡は、被加工物側の一端５
Ａ，６Ａから他端５Ｂ，６Ｂに行くにしたがい順
次幅寸法がl1からｌになるように大きく傾斜して
いる。第１平面鏡５の反射面５Ｃは、第２平面鏡
６の反射面６Ｃより反射率が悪くなるたとえば粗
に形成している。粗に形成する場合には、反射面
５Ｃの一端３Ｂに対応する側より他端３Ｃに対応
する側に行くにしたがい、順次粗を密にして行く
とよい。平面鏡５，６の裏面には、角度調整装置
７を取付けている。角度調整装置７はリンク８を
介してスライド機構９と連絡している。
この構成では、反射面３Ａからのレーザ１は、
第３図に示すエネルギー分布特性図となる。第３
図は縦軸に光エネルギーの強度(E)を、横軸に焼入
長寸法ｌを、示している。特性図から明らかなよ
うに一端側３Ｂのレーザ光１Ａは、他端側３Ｃの
レーザ光１Ｂより光エネルギー強度(E)が強い。一
方のレーザ光１Ａは平面鏡５を、他方のレーザ光
１Ｂは第２平面鏡６を、それぞれ照射する。両平
面鏡５，６ではレーザ光１を絞ると共に、一方の
反射面５Ｃは他方の反射面６Ｃより反射面を荒く
して、反射率を悪くしている。したがつて、両平
面鏡から反射されたレーザ光１は、第４図で示す
光エネルギー強度Ｅを長寸法ｌに沿つて略均一に
した特性図Ａを得る。更に、１端３Ｂから他端３
Ｃに行くに従い順次粗から密になる反射面５Ｃを
使用すれば、ほぼ光エネルギーＥを均一にした特
性図Ｂを得ることができる。特性図Ａ，Ｂのレー
ザ光１で被加工物４を照射すれば、略均一な焼入
層l2を得ることができる。また、この実施例で
は、スライド機構９をX1−Ｘ方向に移動すれば、
レーザ光１の幅寸法を自由に変更できる。
第３図に示すエネルギー分布特性図となる。第３
図は縦軸に光エネルギーの強度(E)を、横軸に焼入
長寸法ｌを、示している。特性図から明らかなよ
うに一端側３Ｂのレーザ光１Ａは、他端側３Ｃの
レーザ光１Ｂより光エネルギー強度(E)が強い。一
方のレーザ光１Ａは平面鏡５を、他方のレーザ光
１Ｂは第２平面鏡６を、それぞれ照射する。両平
面鏡５，６ではレーザ光１を絞ると共に、一方の
反射面５Ｃは他方の反射面６Ｃより反射面を荒く
して、反射率を悪くしている。したがつて、両平
面鏡から反射されたレーザ光１は、第４図で示す
光エネルギー強度Ｅを長寸法ｌに沿つて略均一に
した特性図Ａを得る。更に、１端３Ｂから他端３
Ｃに行くに従い順次粗から密になる反射面５Ｃを
使用すれば、ほぼ光エネルギーＥを均一にした特
性図Ｂを得ることができる。特性図Ａ，Ｂのレー
ザ光１で被加工物４を照射すれば、略均一な焼入
層l2を得ることができる。また、この実施例で
は、スライド機構９をX1−Ｘ方向に移動すれば、
レーザ光１の幅寸法を自由に変更できる。
このように、この実施例によれば、２枚の平面
鏡５，６を使用した簡単な構成で、光エネルギー
強度分布のほぼ均一なレーザ光を得ることができ
る。
鏡５，６を使用した簡単な構成で、光エネルギー
強度分布のほぼ均一なレーザ光を得ることができ
る。
他の実施例としては、上述の実施例で第２平面
鏡６を除去し、第１平面鏡５だけを使用し、第１
平面鏡５から反射されたレーザ光１Ａを、他方の
レーザ光１Ｂに混入し、レーザ光１Ｂの強さをレ
ーザ光１Ａで補充しても、上述と同様な効果を達
成することができる。この場合、レーザ光１Ｂ
は、第１平面鏡５からのレーザ光１Ａが加わり、
光エネルギーが強過る時には、第１平面鏡５の反
射面を粗調整して、光エネルギーを等しくする。
この実施例によれば、平面鏡は１個で光エネルギ
ー強度分布特性の均一なレーザ光を得ることがで
きるので、第１図の実施例より更に構成を簡単化
できる。尚、上述の実施例では、焼入について説
明したが、切断、溶接等の加工にも使用できるこ
とは、勿論である。
鏡６を除去し、第１平面鏡５だけを使用し、第１
平面鏡５から反射されたレーザ光１Ａを、他方の
レーザ光１Ｂに混入し、レーザ光１Ｂの強さをレ
ーザ光１Ａで補充しても、上述と同様な効果を達
成することができる。この場合、レーザ光１Ｂ
は、第１平面鏡５からのレーザ光１Ａが加わり、
光エネルギーが強過る時には、第１平面鏡５の反
射面を粗調整して、光エネルギーを等しくする。
この実施例によれば、平面鏡は１個で光エネルギ
ー強度分布特性の均一なレーザ光を得ることがで
きるので、第１図の実施例より更に構成を簡単化
できる。尚、上述の実施例では、焼入について説
明したが、切断、溶接等の加工にも使用できるこ
とは、勿論である。
以上のように、本発明のレーザ加工装置によれ
ば、簡単な構造で光エネルギー強度分布を略均一
にしたレーザ光を得ることができる。
ば、簡単な構造で光エネルギー強度分布を略均一
にしたレーザ光を得ることができる。
第１図は本発明の実施例として示したレーザ加
工装置の斜視図、第２図は第１図の要部側断面
図、第３，４図は光エネルギー強度分布特性図、
第５図は被加工物の側断面図である。 ２および３…第１凹面鏡および第２凹面鏡、４
…被加工物、５および６…第１平面鏡および第２
平面鏡。
工装置の斜視図、第２図は第１図の要部側断面
図、第３，４図は光エネルギー強度分布特性図、
第５図は被加工物の側断面図である。 ２および３…第１凹面鏡および第２凹面鏡、４
…被加工物、５および６…第１平面鏡および第２
平面鏡。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被加工物と対応し、かつ一端が被加工物側に
接近した位置に、他端が被加工物より遠い位置
に、それぞれ配置された傾斜状の凹面鏡と、凹面
鏡で反射したレーザ光を被加工物に照射し、被加
工物を加工するものにおいて、上記一端と対応す
る被加工物と凹面鏡との間にレーザ光を他端側に
反射する平面鏡を設けることを特徴とするレーザ
加工装置。 ２ 上記一端と他端とに対応する被加工物と凹面
鏡との間に第１平面鏡および第２平面鏡を設け、
第１平面鏡の反射効率を第２平面鏡のそれより低
くすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のレーザ加工装置。 ３ 上記平面鏡に平面鏡をレーザ光に接離する移
動手段を設けることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024638A JPS59150684A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | レ−ザ加工装置 |
| DE8484101473T DE3460941D1 (en) | 1983-02-18 | 1984-02-13 | Laser machining system |
| EP84101473A EP0116933B1 (en) | 1983-02-18 | 1984-02-13 | Laser machining system |
| US06/581,267 US4527043A (en) | 1983-02-18 | 1984-02-17 | Laser machining system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024638A JPS59150684A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150684A JPS59150684A (ja) | 1984-08-28 |
| JPH0358836B2 true JPH0358836B2 (ja) | 1991-09-06 |
Family
ID=12143669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58024638A Granted JPS59150684A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4527043A (ja) |
| EP (1) | EP0116933B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59150684A (ja) |
| DE (1) | DE3460941D1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU606315B2 (en) * | 1985-09-12 | 1991-02-07 | Summit Technology, Inc. | Surface erosion using lasers |
| FR2592724B1 (fr) * | 1986-01-09 | 1989-11-10 | Rivoallan Loic | Dispositif de focalisation d'un faisceau de lumiere et machine a souder les fibres optiques utilisant ce dispositif |
| US5423801A (en) * | 1986-03-19 | 1995-06-13 | Summit Technology, Inc. | Laser corneal surgery |
| GB8606821D0 (en) * | 1986-03-19 | 1986-04-23 | Pa Consulting Services | Corneal reprofiling |
| US4856513A (en) * | 1987-03-09 | 1989-08-15 | Summit Technology, Inc. | Laser reprofiling systems and methods |
| JPS63502811A (ja) * | 1986-03-26 | 1988-10-20 | ナウチノ−イスレドワ−チェルスキ−、ツェントル、ポ、チェフノロギチェスキム、ラゼラム、アカデミ−、ナウク、エスエスエスエル | レ−ザ処理装置 |
| US4691093A (en) * | 1986-04-22 | 1987-09-01 | United Technologies Corporation | Twin spot laser welding |
| US4683493A (en) * | 1986-06-20 | 1987-07-28 | Westinghouse Electric Corp. | Compact optical apparatus for tracking a path of movement of a tool along a line of travel on a workpiece |
| EP0282593B1 (en) * | 1986-07-08 | 1993-09-15 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Laser beam forming apparatus |
| US4810093A (en) * | 1986-08-11 | 1989-03-07 | Laser Precision Corporation | Versatile and efficient radiation transmission apparatus and method for spectrometers |
| US5019074A (en) * | 1987-03-09 | 1991-05-28 | Summit Technology, Inc. | Laser reprofiling system employing an erodable mask |
| US5324281A (en) * | 1987-03-09 | 1994-06-28 | Summit Technology, Inc. | Laser reprofiling system employing a photodecomposable mask |
| GB8819351D0 (en) * | 1988-08-15 | 1988-09-14 | Gersan Anstalt | Making elongate cut using high energy radiation |
| DE4310314A1 (de) * | 1993-03-30 | 1994-12-01 | Hermann Huegenell | Tunnelvortriebsystem |
| US5449879A (en) * | 1993-10-07 | 1995-09-12 | Laser Machining, Inc. | Laser beam delivery system for heat treating work surfaces |
| US7154066B2 (en) * | 2002-11-06 | 2006-12-26 | Ultratech, Inc. | Laser scanning apparatus and methods for thermal processing |
| US7880116B2 (en) * | 2003-03-18 | 2011-02-01 | Loma Linda University Medical Center | Laser head for irradiation and removal of material from a surface of a structure |
| US8237085B2 (en) * | 2006-11-17 | 2012-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and laser irradiation method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2995066A (en) * | 1956-06-13 | 1961-08-08 | Joseph Brun | Anamorphotic system |
| DE1565144A1 (de) * | 1965-09-18 | 1970-02-19 | Telefunken Patent | Anordnung zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlen |
| JPS583478B2 (ja) * | 1978-03-03 | 1983-01-21 | 株式会社日立製作所 | レ−ザ加熱方法および装置 |
| JPS5794482A (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-11 | Hitachi Ltd | Pattern forming device by laser |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP58024638A patent/JPS59150684A/ja active Granted
-
1984
- 1984-02-13 EP EP84101473A patent/EP0116933B1/en not_active Expired
- 1984-02-13 DE DE8484101473T patent/DE3460941D1/de not_active Expired
- 1984-02-17 US US06/581,267 patent/US4527043A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59150684A (ja) | 1984-08-28 |
| EP0116933B1 (en) | 1986-10-15 |
| EP0116933A1 (en) | 1984-08-29 |
| DE3460941D1 (en) | 1986-11-20 |
| US4527043A (en) | 1985-07-02 |
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