JPH04270091A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH04270091A JPH04270091A JP3004563A JP456391A JPH04270091A JP H04270091 A JPH04270091 A JP H04270091A JP 3004563 A JP3004563 A JP 3004563A JP 456391 A JP456391 A JP 456391A JP H04270091 A JPH04270091 A JP H04270091A
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- Japan
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- laser
- laser beam
- light
- phase
- mirror holder
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工装置に関し
、さらに詳しくは、レーザ光の偏光方向を任意に設定し
うる機能を備えていて、低歪溶接や、高速切断や、吸収
剤を用いない焼入れなどの加工を行うのに利用されるレ
ーザ加工装置に関するものである。
、さらに詳しくは、レーザ光の偏光方向を任意に設定し
うる機能を備えていて、低歪溶接や、高速切断や、吸収
剤を用いない焼入れなどの加工を行うのに利用されるレ
ーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光方向を任意に設定可能とした
レーザ加工装置としては、例えば、図３に示すようなも
のが特開昭５７−１９６５９０号公報，特開昭５８−４
７５８７号公報に記載され、また、図４に示すようなも
のが特開昭６０−６１１８９号公報に記載されている。
レーザ加工装置としては、例えば、図３に示すようなも
のが特開昭５７−１９６５９０号公報，特開昭５８−４
７５８７号公報に記載され、また、図４に示すようなも
のが特開昭６０−６１１８９号公報に記載されている。
【０００３】これらのうち、図３に示すレーザ加工装置
においては、陽極５１と陰極ピン５２との間にレーザ媒
質ガスを流しながら電圧を加えることによって、グロー
放電５３が発生し、レーザ媒質ガスがポンピングされて
レーザ光５４が発生する。このとき、レーザ光５４は偏
光子５５を通して発振しているため直線偏光しており、
偏光の方向は偏光子５５への入射面に平行な方向である
。
においては、陽極５１と陰極ピン５２との間にレーザ媒
質ガスを流しながら電圧を加えることによって、グロー
放電５３が発生し、レーザ媒質ガスがポンピングされて
レーザ光５４が発生する。このとき、レーザ光５４は偏
光子５５を通して発振しているため直線偏光しており、
偏光の方向は偏光子５５への入射面に平行な方向である
。
【０００４】このレーザ光５４は反射鏡５５で反射され
、レンズ５６によって被加工物５７の表面に集光される
。次いで、Ｘ軸モータ５８，Ｙ軸モータ５９によって被
加工物５７が移動台６０と共に平面内で曲線運動をされ
ることによりレーザ光５４の焦点が被加工物５７の表面
上を相対的に移動して切断加工が行われる。
、レンズ５６によって被加工物５７の表面に集光される
。次いで、Ｘ軸モータ５８，Ｙ軸モータ５９によって被
加工物５７が移動台６０と共に平面内で曲線運動をされ
ることによりレーザ光５４の焦点が被加工物５７の表面
上を相対的に移動して切断加工が行われる。
【０００５】このとき、前記移動方向と偏光の方向とが
平行となるように偏光制御モータ６１によって偏光子５
５が回動され、偏光の方向は偏光子５５へのレーザ光５
４の入射面に平行となるので、偏光子５５の回動に対応
する。そして、偏光制御モータ６１はＸ軸モータ５８、
Ｙ軸モータ５９と共にＮＣ装置によって制御される。
平行となるように偏光制御モータ６１によって偏光子５
５が回動され、偏光の方向は偏光子５５へのレーザ光５
４の入射面に平行となるので、偏光子５５の回動に対応
する。そして、偏光制御モータ６１はＸ軸モータ５８、
Ｙ軸モータ５９と共にＮＣ装置によって制御される。
【０００６】また、偏光子５５が回転することによって
レーザ光５４の光軸は全反射鏡６２の鏡面上を円形に移
動するが、これは所定の角度だけ傾いて設けられた偏光
子５５の屈折により全反射鏡６２と偏光子５５との間の
レーザ光５４の光軸が偏光子ホルダ６３の回転軸と偏心
していることによるものである。
レーザ光５４の光軸は全反射鏡６２の鏡面上を円形に移
動するが、これは所定の角度だけ傾いて設けられた偏光
子５５の屈折により全反射鏡６２と偏光子５５との間の
レーザ光５４の光軸が偏光子ホルダ６３の回転軸と偏心
していることによるものである。
【０００７】他方、図４に示すレーザ加工装置において
は、励起部７１を作動させてレーザ媒質を励起してレー
ザ光７２を発振させると、このレーザ光７２は反射鏡７
３で直角に方向変換されながら全反射鏡７４と部分反射
鏡７５との間で反射を繰り返して増幅され、上記部分反
射鏡７５から出力される。したがって、レーザ光７２は
上記反射鏡７３の存在により直線偏光となる。
は、励起部７１を作動させてレーザ媒質を励起してレー
ザ光７２を発振させると、このレーザ光７２は反射鏡７
３で直角に方向変換されながら全反射鏡７４と部分反射
鏡７５との間で反射を繰り返して増幅され、上記部分反
射鏡７５から出力される。したがって、レーザ光７２は
上記反射鏡７３の存在により直線偏光となる。
【０００８】このレーザ光７２の直線偏光の方向は、反
射鏡７３を０〜１８０°の範囲で回転制御することによ
って変えることができる。つまり、ＸＹ制御部７６によ
りＸＹテーブル７７をＸ方向に駆動する場合には、上記
ＸＹ制御部７６から回転制御部７８に信号を入力させ、
その信号でホルダ７９の回転角度を制御すれば、レーザ
光７２の偏光方向を被加工物８０の駆動方向と同じＸ方
向にすることができ、またＹ方向においても同様に行え
る。
射鏡７３を０〜１８０°の範囲で回転制御することによ
って変えることができる。つまり、ＸＹ制御部７６によ
りＸＹテーブル７７をＸ方向に駆動する場合には、上記
ＸＹ制御部７６から回転制御部７８に信号を入力させ、
その信号でホルダ７９の回転角度を制御すれば、レーザ
光７２の偏光方向を被加工物８０の駆動方向と同じＸ方
向にすることができ、またＹ方向においても同様に行え
る。
【０００９】一方、ホルダ７９を被加工物８０の駆動方
向に係わらず高速で回転させれば、反射鏡７３で直線偏
光されたレーザ光７２を等価的に円偏光とすることがで
きる。
向に係わらず高速で回転させれば、反射鏡７３で直線偏
光されたレーザ光７２を等価的に円偏光とすることがで
きる。
【００１０】つまり、このようなレーザ加工装置によれ
ば、光学的に１枚の回転可能な反射鏡７３を追加するこ
とによってレーザ光７２を等価的に円偏光としたり、被
加工物８０の駆動方向に対応する状態に直線偏光の向き
を制御することができるものとなる。
ば、光学的に１枚の回転可能な反射鏡７３を追加するこ
とによってレーザ光７２を等価的に円偏光としたり、被
加工物８０の駆動方向に対応する状態に直線偏光の向き
を制御することができるものとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のレーザ加工装置にあっては、（１）共振機の
内部に偏光子を光軸に対してブリュウスター角に置き、
これを回転させることによってレーザ光の偏光方向を制
御するようにしているか、あるいは、（２）共振機の一
端に回転中心をレーザ光の光軸と一致させたホルダに反
射鏡とこの反射鏡で反射したレーザ光を受ける全反射鏡
とを設け、ホルダを回転させることによってレーザ光の
偏光方向を制御するようにしている等、レーザ発振機の
内部構造そのものを複雑に改造するものとなっていたた
め、放電を長時間にわたって安定させることが難しく、
また、標準機と比べてかなり割高にならざるをえないと
いう問題点があり、このような問題点を解決することが
課題となっていた。
うな従来のレーザ加工装置にあっては、（１）共振機の
内部に偏光子を光軸に対してブリュウスター角に置き、
これを回転させることによってレーザ光の偏光方向を制
御するようにしているか、あるいは、（２）共振機の一
端に回転中心をレーザ光の光軸と一致させたホルダに反
射鏡とこの反射鏡で反射したレーザ光を受ける全反射鏡
とを設け、ホルダを回転させることによってレーザ光の
偏光方向を制御するようにしている等、レーザ発振機の
内部構造そのものを複雑に改造するものとなっていたた
め、放電を長時間にわたって安定させることが難しく、
また、標準機と比べてかなり割高にならざるをえないと
いう問題点があり、このような問題点を解決することが
課題となっていた。
【００１２】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたもので、レーザ発生機構の外部で複数枚
の反射鏡を組み合わせることにより、レーザ発生機構の
内部構造を変更することなく、標準仕様の放電安定性を
任意に設定することが可能であって、レーザ光の偏光方
向を任意に設定することが可能であるレーザ加工装置を
提供することを目的としている。
がみてなされたもので、レーザ発生機構の外部で複数枚
の反射鏡を組み合わせることにより、レーザ発生機構の
内部構造を変更することなく、標準仕様の放電安定性を
任意に設定することが可能であって、レーザ光の偏光方
向を任意に設定することが可能であるレーザ加工装置を
提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるレーザ加
工装置は、直線偏光のレーザ光を出射するレーザ発生機
構の外部に少なくとも２枚の位相遅延反射ミラーと少な
くとも２枚の位相同期反射ミラーを備えると共に、前記
反射ミラーの一部ないしは全部をレーザ光の入射光と出
射光との光軸を一致させて配置するミラーホルダを備え
、前記ミラーホルダには前記光軸回りに回転させる駆動
機構を備えた構成としたことを特徴としている。
工装置は、直線偏光のレーザ光を出射するレーザ発生機
構の外部に少なくとも２枚の位相遅延反射ミラーと少な
くとも２枚の位相同期反射ミラーを備えると共に、前記
反射ミラーの一部ないしは全部をレーザ光の入射光と出
射光との光軸を一致させて配置するミラーホルダを備え
、前記ミラーホルダには前記光軸回りに回転させる駆動
機構を備えた構成としたことを特徴としている。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係わるレーザ加工装置の実施
例を図面に基づいて説明する。
例を図面に基づいて説明する。
【００１５】図１は、本発明の第１の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００１６】まず、構成を説明すると、１はレーザ発生
機構であるレーザ発振機、２はレーザ発振機１から出射
される直線偏光のレーザ光、３ａ，３ｂは位相遅延反射
ミラー、４ａ，４ｂは位相同期反射ミラー、５は１枚の
前記位相遅延反射ミラー３ｂと２枚の前記位相同期反射
ミラー４ａ，４ｂの組合せからなる反射ミラーをレーザ
光２の入射光と出射光との光軸を一致させるように配置
しかつ外周部に歯車６ａを有したミラーホルダ、６は前
記歯車６ａとかみ合う歯車６ｂをそなえていて前記ミラ
ーホルダ５を前記光軸の回りに回転させる駆動機構であ
るミラーホルダ駆動用サーボモータ、７は集光用レンズ
、８は加工用ノズル、９は加工テーブル、１０，１１は
前記加工テーブル９を被加工物１２と共に移動させる駆
動機構であるＸ軸サーボモータ，Ｙ軸サーボモータであ
り、前記各サーボモータ６，１０，１１はともに数値制
御装置１３に接続されて自動制御されるようになってい
る。
機構であるレーザ発振機、２はレーザ発振機１から出射
される直線偏光のレーザ光、３ａ，３ｂは位相遅延反射
ミラー、４ａ，４ｂは位相同期反射ミラー、５は１枚の
前記位相遅延反射ミラー３ｂと２枚の前記位相同期反射
ミラー４ａ，４ｂの組合せからなる反射ミラーをレーザ
光２の入射光と出射光との光軸を一致させるように配置
しかつ外周部に歯車６ａを有したミラーホルダ、６は前
記歯車６ａとかみ合う歯車６ｂをそなえていて前記ミラ
ーホルダ５を前記光軸の回りに回転させる駆動機構であ
るミラーホルダ駆動用サーボモータ、７は集光用レンズ
、８は加工用ノズル、９は加工テーブル、１０，１１は
前記加工テーブル９を被加工物１２と共に移動させる駆
動機構であるＸ軸サーボモータ，Ｙ軸サーボモータであ
り、前記各サーボモータ６，１０，１１はともに数値制
御装置１３に接続されて自動制御されるようになってい
る。
【００１７】次に、このようなレーザ加工装置の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１８】レーザ発振機１から出射した直線偏光ＰＬ
−１のレーザ光２は、まず、前段の位相遅延反射ミラー
３ａによって円偏光ＰＬ−２に変えられた後、ミラーホ
ルダ５に入り、後段の位相遅延反射ミラー３ｂで再び直
線偏光ＰＬ−３に戻る。その後、偏光方向をＰＬ−３，
ＰＬ−４に保ったまま２枚の位相同期反射ミラー４ａ，
４ｂによって元の光軸と同一軸上に方向を整えられてミ
ラーホルダ５より出射する。
−１のレーザ光２は、まず、前段の位相遅延反射ミラー
３ａによって円偏光ＰＬ−２に変えられた後、ミラーホ
ルダ５に入り、後段の位相遅延反射ミラー３ｂで再び直
線偏光ＰＬ−３に戻る。その後、偏光方向をＰＬ−３，
ＰＬ−４に保ったまま２枚の位相同期反射ミラー４ａ，
４ｂによって元の光軸と同一軸上に方向を整えられてミ
ラーホルダ５より出射する。
【００１９】そして、レーザ光２は加工ノズル部８の先
端付近で集束し、適当なビーム形状に整形されて、被加
工物１２を加工する。この際、数値制御装置１３に予め
入力された被加工物１２の加工データにより、数値制御
装置１３からミラーホルダ駆動用サーボモータ６および
Ｘ軸サーボモータ１０、Ｙ軸サーボモータ１１に指令が
発せられる。この指令によりサーボモータ６はミラーホ
ルダ５を光軸の回りに駆動させ、偏光方向ＰＬ−６を被
加工物１２に対して常に一定の角度を保って所望の加工
を行う。
端付近で集束し、適当なビーム形状に整形されて、被加
工物１２を加工する。この際、数値制御装置１３に予め
入力された被加工物１２の加工データにより、数値制御
装置１３からミラーホルダ駆動用サーボモータ６および
Ｘ軸サーボモータ１０、Ｙ軸サーボモータ１１に指令が
発せられる。この指令によりサーボモータ６はミラーホ
ルダ５を光軸の回りに駆動させ、偏光方向ＰＬ−６を被
加工物１２に対して常に一定の角度を保って所望の加工
を行う。
【００２０】図２は、本発明の他の実施例を示す。
【００２１】この実施例では、ミラーホルダ５の外側に
１枚の位相同期反射ミーラ４ａを有していると共にミラ
ーホルダ５の内部に２枚の位相遅延反射ミラー３ａ，３
ｂと２枚の位相同期反射ミラー４ｂ，４ｃの合計４枚の
反射ミラーを有している。
１枚の位相同期反射ミーラ４ａを有していると共にミラ
ーホルダ５の内部に２枚の位相遅延反射ミラー３ａ，３
ｂと２枚の位相同期反射ミラー４ｂ，４ｃの合計４枚の
反射ミラーを有している。
【００２２】このような構成において、レーザ発振機１
から出射した直線偏光ＰＬ−１１のレーザ光２は、前段
の位相遅延反射ミラー４ａで折り返され、直線偏光ＰＬ
−１２のままミラーホルダ５に入る。そして、前段の位
相遅延反射ミラー３ａによって円偏光ＰＬ−１３に変え
られた後、再び後段の位相遅延反射ミラー３ｂで直線偏
光ＰＬ−１４に戻る。
から出射した直線偏光ＰＬ−１１のレーザ光２は、前段
の位相遅延反射ミラー４ａで折り返され、直線偏光ＰＬ
−１２のままミラーホルダ５に入る。そして、前段の位
相遅延反射ミラー３ａによって円偏光ＰＬ−１３に変え
られた後、再び後段の位相遅延反射ミラー３ｂで直線偏
光ＰＬ−１４に戻る。
【００２３】その後、偏光方向をＰＬ−１４，ＰＬ−１
５に保ったまま２枚の位相同期反射ミラー４ｂ，４ｃに
よって元の光軸と同一軸上に方向を整えられてミラーホ
ルダ５より出射する。その後の作用は第１の実施例と同
様である。
５に保ったまま２枚の位相同期反射ミラー４ｂ，４ｃに
よって元の光軸と同一軸上に方向を整えられてミラーホ
ルダ５より出射する。その後の作用は第１の実施例と同
様である。
【００２４】本実施例によれば、反射ミラーの枚数は増
えるものの、反射角を４５度に設定できるため、第１の
実施例に比べて径の小さな反射ミラーが使用可能であっ
て経済的である。さらに既存のレーザ加工装置と組み合
わせることも容易である。
えるものの、反射角を４５度に設定できるため、第１の
実施例に比べて径の小さな反射ミラーが使用可能であっ
て経済的である。さらに既存のレーザ加工装置と組み合
わせることも容易である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、直線偏光のレーザ光を出射するレーザ発生機構の外
部に少なくとも２枚の位相遅延反射ミラーと少なくとも
２枚の位相同期反射ミラーを備えると共に、前記反射ミ
ラーの一部ないしは全部をレーザ光の入射光と出射光と
の光軸を一致させて配置するミラーホルダを備え、前記
ミラーホルダを回転制御する構成としたため、レーザ発
生機構の内部構造を変更することなく、標準仕様の放電
安定性を任意に設定することが可能であって偏光方向を
任意に設定することができるという著しく優れた効果が
得られる。
ば、直線偏光のレーザ光を出射するレーザ発生機構の外
部に少なくとも２枚の位相遅延反射ミラーと少なくとも
２枚の位相同期反射ミラーを備えると共に、前記反射ミ
ラーの一部ないしは全部をレーザ光の入射光と出射光と
の光軸を一致させて配置するミラーホルダを備え、前記
ミラーホルダを回転制御する構成としたため、レーザ発
生機構の内部構造を変更することなく、標準仕様の放電
安定性を任意に設定することが可能であって偏光方向を
任意に設定することができるという著しく優れた効果が
得られる。
【００２６】したがって、このようなレーザ加工装置を
用いることによって、特願平２−１３２２８７号や特願
平２−１３２２９１号で提案している高出力レーザ加工
装置を用いて偏光の効果を利用した低歪溶接、高速切断
、吸収剤を用いない焼き入れ等の加工が３次元で効率的
に実現できるようになる。
用いることによって、特願平２−１３２２８７号や特願
平２−１３２２９１号で提案している高出力レーザ加工
装置を用いて偏光の効果を利用した低歪溶接、高速切断
、吸収剤を用いない焼き入れ等の加工が３次元で効率的
に実現できるようになる。
【図１】偏光方向を任意に設定可能とした本発明のレー
ザ加工装置の一実施例を示す説明図である。
ザ加工装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】偏光方向を任意に設定可能とした本発明のレー
ザ加工装置の他の実施例を示す説明図である。
ザ加工装置の他の実施例を示す説明図である。
【図３】偏光方向を任意に設定可能とした従来のレーザ
加工装置の一例を示す説明図である。
加工装置の一例を示す説明図である。
【図４】偏光方向を任意に設定可能とした従来のレーザ
加工装置の他の例を示す説明図である。
加工装置の他の例を示す説明図である。
１ レーザ発生機構（レーザ発振機）２ レーザ光
３ａ，３ｂ 位相遅延反射ミラー
４ａ，４ｂ，４ｃ 位相同期反射ミラー５ ミラー
ホルダ
ホルダ
Claims (1)
- 【請求項１】 直線偏光のレーザ光を出射するレーザ
発生機構の外部に少なくとも２枚の位相遅延反射ミラー
と少なくとも２枚の位相同期反射ミラーを備えると共に
、前記反射ミラーの一部ないしは全部をレーザ光の入射
光と出射光との光軸を一致させて配置するミラーホルダ
を備え、前記ミラーホルダには前記光軸回りに回転させ
る駆動機構を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004563A JPH04270091A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3004563A JPH04270091A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270091A true JPH04270091A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=11587511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3004563A Pending JPH04270091A (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270091A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854374A3 (en) * | 1997-01-17 | 1999-02-03 | Nikon Corporation | Illumination apparatus with a high laser damage threshold and pattern transfer apparatus comprising the same |
| EP0905505A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-03-31 | Nikon Corporation | Apparatus and methods for assessing the resistance of a material to damage from exposure to high-intensity polarized laser light |
| US6172329B1 (en) * | 1998-11-23 | 2001-01-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ablated laser feature shape reproduction control |
| US7176406B2 (en) * | 2005-03-04 | 2007-02-13 | Bettonville, Naamloze Vennootschap | Device for cutting material by means of a laser beam |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP3004563A patent/JPH04270091A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854374A3 (en) * | 1997-01-17 | 1999-02-03 | Nikon Corporation | Illumination apparatus with a high laser damage threshold and pattern transfer apparatus comprising the same |
| EP0905505A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-03-31 | Nikon Corporation | Apparatus and methods for assessing the resistance of a material to damage from exposure to high-intensity polarized laser light |
| US6172329B1 (en) * | 1998-11-23 | 2001-01-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ablated laser feature shape reproduction control |
| US7176406B2 (en) * | 2005-03-04 | 2007-02-13 | Bettonville, Naamloze Vennootschap | Device for cutting material by means of a laser beam |
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