JPH0545358B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0545358B2 JPH0545358B2 JP60192295A JP19229585A JPH0545358B2 JP H0545358 B2 JPH0545358 B2 JP H0545358B2 JP 60192295 A JP60192295 A JP 60192295A JP 19229585 A JP19229585 A JP 19229585A JP H0545358 B2 JPH0545358 B2 JP H0545358B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- rotating bracket
- angle
- workpiece
- intersection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
-
- 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
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multi-focusing
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、レーザビームを利用する照射ヘツド
に関し、特に複数のレーザビームを交差させるこ
とにより、被加工物から大きな切断片を所定の形
状で取り除くためのレーザ照射ヘツドに関する。
に関し、特に複数のレーザビームを交差させるこ
とにより、被加工物から大きな切断片を所定の形
状で取り除くためのレーザ照射ヘツドに関する。
従来技術
被加工物にＶ字状の切り溝を形成し、その部分
を所定の形状の切断片として取り除く加工が存在
する。
を所定の形状の切断片として取り除く加工が存在
する。
従来、このような加工では、１つのレーザビー
ムを用いて被加工物を所定の深さで切断線を入
れ、次にレーザビームと被加工物の相対的な角度
を変えて、先に切断した底部を目がけて別の角度
で切断線を入れ、切断片を取り除くか、または互
いに直角で交わる２つのレーザビームを固定的に
設定して、それぞれの焦点を傾斜、回転、あるい
は移動可能な取り付け手段で支えられた被加工物
に当てることによつて切断片を取り除くようにし
ている。
ムを用いて被加工物を所定の深さで切断線を入
れ、次にレーザビームと被加工物の相対的な角度
を変えて、先に切断した底部を目がけて別の角度
で切断線を入れ、切断片を取り除くか、または互
いに直角で交わる２つのレーザビームを固定的に
設定して、それぞれの焦点を傾斜、回転、あるい
は移動可能な取り付け手段で支えられた被加工物
に当てることによつて切断片を取り除くようにし
ている。
ところが、前者の加工方式では、段取り替えの
手間に加えて、２度の切断加工が必要とされるた
め作業能率が悪い。また後者の手段では、溝切り
加工や穴加工などができないため、実用上の汎用
性に限界があつた。
手間に加えて、２度の切断加工が必要とされるた
め作業能率が悪い。また後者の手段では、溝切り
加工や穴加工などができないため、実用上の汎用
性に限界があつた。
発明の目的
したがつて、本発明の目的は、被加工物から所
定の形状の切断片を一度の加工によつて連続的に
取り除くことのできるレーザ加工ヘツドを提供す
ることである。
定の形状の切断片を一度の加工によつて連続的に
取り除くことのできるレーザ加工ヘツドを提供す
ることである。
発明の解決手段
そこで、本発明は、互いに交わる２つの軸のう
ち、一方の第１軸にレーザビームの集光手段を取
り付け、また他方の第２軸に対し第２の集光手段
を所定の交角で、しかも上記第１軸と第２軸との
交点に向けて回動可能な状態で取り付けるととも
に、それらの集光手段にレーザビームを上記第１
軸と第２軸の交点に向けて、誘導するようにして
いる。
ち、一方の第１軸にレーザビームの集光手段を取
り付け、また他方の第２軸に対し第２の集光手段
を所定の交角で、しかも上記第１軸と第２軸との
交点に向けて回動可能な状態で取り付けるととも
に、それらの集光手段にレーザビームを上記第１
軸と第２軸の交点に向けて、誘導するようにして
いる。
加工時に、上記第２の集光手段を第１軸を中心
として回動させ、また第２軸を中心として独立的
に回転させることによつて、２つのレーザビーム
は、被加工物に対し、Ｖ字状の切断線を形成し、
その部分から所定の形状の切断片を分離させる。
このようにして、所定の形状の切断片が被加工物
から連続的に形成される。
として回動させ、また第２軸を中心として独立的
に回転させることによつて、２つのレーザビーム
は、被加工物に対し、Ｖ字状の切断線を形成し、
その部分から所定の形状の切断片を分離させる。
このようにして、所定の形状の切断片が被加工物
から連続的に形成される。
なお、上記第１軸の回転は、加工軌跡に沿つ
て、第２集光手段のレーザビームを常に法線方向
に設定するためのものであり、第２軸を中心とす
る第２集光手段の回転は、Ｖ溝状切断線の切断角
度を設定するためのものである。
て、第２集光手段のレーザビームを常に法線方向
に設定するためのものであり、第２軸を中心とす
る第２集光手段の回転は、Ｖ溝状切断線の切断角
度を設定するためのものである。
実施例の構成
第１図は、本発明の複数レーザ照射ヘツド１を
示している。この複数レーザ照射ヘツド１は、全
体として、第１回転ブラケツト２、および第２回
転ブラケツト３によつて構成されている。
示している。この複数レーザ照射ヘツド１は、全
体として、第１回転ブラケツト２、および第２回
転ブラケツト３によつて構成されている。
上記第１回転ブラケツト２は、所定の形状で、
中空状に形成されており、その上端部分で第１中
空軸４の下端部分に固定され、上下の玉軸受け５
によつて、支持枠６に対し、第１軸Ａを中心とし
て回転自在に支持されている。なおこの第１中空
軸４は、支持枠６の内部のウオーム７、およびウ
オームホイール８を介し、外部の第１サーボモー
タ９によつて駆動されるようになつている。
中空状に形成されており、その上端部分で第１中
空軸４の下端部分に固定され、上下の玉軸受け５
によつて、支持枠６に対し、第１軸Ａを中心とし
て回転自在に支持されている。なおこの第１中空
軸４は、支持枠６の内部のウオーム７、およびウ
オームホイール８を介し、外部の第１サーボモー
タ９によつて駆動されるようになつている。
また上記第１回転ブラケツト２は、上記第１軸
Ａの軸線上の下端部分で、スリーブ１０を同心的
に固定しており、その下端部分で集光レンズなど
を含む第１集光手段１１を保持している。なおこ
のスリーブ１０は、その上部で第１軸Ａに対し例
えば45°の傾斜角で、半透過型の反射鏡１２を固
定している。
Ａの軸線上の下端部分で、スリーブ１０を同心的
に固定しており、その下端部分で集光レンズなど
を含む第１集光手段１１を保持している。なおこ
のスリーブ１０は、その上部で第１軸Ａに対し例
えば45°の傾斜角で、半透過型の反射鏡１２を固
定している。
また、前期第２回転ブラケツト３は、その一部
で第２中空軸１３の下端部分に取り付けられてお
り、前記第１中空軸４と同様に、両端部の玉軸受
け１４によつて、第１回転ブラケツト２の軸受筒
２ａに対し、第２軸Ｂを中心として回転自在に支
持されており、ウオーム１５、ウオームホイール
１６おび第２サーボモータ１７よつて駆動される
ようなつている。そして、この第２回転ブラケツ
ト３は、その下方部分で第２集光手段１８を第３
軸Ｃと同一軸線上で支持している。この第３軸Ｃ
は、上記第１軸Ａと第２軸Ｂとの交点Ｐに向けて
設定される。この第１軸Ａと第２軸Ｂとの交角α
は、この実施例では30°に設定されており、また
第２軸Ｂと第３軸Ｃとの交角βは、上記と同様に
30°に形成されている。したがつて、上記第２軸
Ｂは、第１軸Ａと第３軸Ｃと交角の２等分線とな
つている。
で第２中空軸１３の下端部分に取り付けられてお
り、前記第１中空軸４と同様に、両端部の玉軸受
け１４によつて、第１回転ブラケツト２の軸受筒
２ａに対し、第２軸Ｂを中心として回転自在に支
持されており、ウオーム１５、ウオームホイール
１６おび第２サーボモータ１７よつて駆動される
ようなつている。そして、この第２回転ブラケツ
ト３は、その下方部分で第２集光手段１８を第３
軸Ｃと同一軸線上で支持している。この第３軸Ｃ
は、上記第１軸Ａと第２軸Ｂとの交点Ｐに向けて
設定される。この第１軸Ａと第２軸Ｂとの交角α
は、この実施例では30°に設定されており、また
第２軸Ｂと第３軸Ｃとの交角βは、上記と同様に
30°に形成されている。したがつて、上記第２軸
Ｂは、第１軸Ａと第３軸Ｃと交角の２等分線とな
つている。
そして、レーザビーム２０は、第１中空軸４の
上方部分から、第１軸Ａに沿つて入射され、前記
半透過型の反射鏡１２を透過して、第１集光手段
１１に導かれるほか、その反射鏡１２で分割さ
れ、第１回転ブラケツト２に取り付けられた、反
射鏡１９で第２軸Ｂに沿つて進行し、さらにこの
第２軸Ｂ上で、第２回転ブラケツト３に取り付け
られた反射鏡２１および、第３軸Ｃ上で、第２回
転ブラケツト３に取り付けられた反射鏡２２によ
つて第２集光手段１８に導かれ、第１軸Ａ、第２
軸Ｂ、および第３軸Ｃの交点Ｐに向けて２方向か
ら同時に照射される。これらの反射鏡１２，１
９，２１，２２は、レーザビーム誘導手段を構成
している。
上方部分から、第１軸Ａに沿つて入射され、前記
半透過型の反射鏡１２を透過して、第１集光手段
１１に導かれるほか、その反射鏡１２で分割さ
れ、第１回転ブラケツト２に取り付けられた、反
射鏡１９で第２軸Ｂに沿つて進行し、さらにこの
第２軸Ｂ上で、第２回転ブラケツト３に取り付け
られた反射鏡２１および、第３軸Ｃ上で、第２回
転ブラケツト３に取り付けられた反射鏡２２によ
つて第２集光手段１８に導かれ、第１軸Ａ、第２
軸Ｂ、および第３軸Ｃの交点Ｐに向けて２方向か
ら同時に照射される。これらの反射鏡１２，１
９，２１，２２は、レーザビーム誘導手段を構成
している。
次に、第２図は、複数レーザ照射ヘツド１をプ
レーナ式直角座標型の加工装置２４に組み込んだ
例を示している。
レーナ式直角座標型の加工装置２４に組み込んだ
例を示している。
本発明の複数レーザ照射ヘツド１は、支持枠６
により、上下スライド部２５に取り付けられてい
る。そして、この上下スライド部２５は、サドル
２６に対しＺ方向に移動可能な状態で支持され、
サーボモータ２７および図示しない送りねじユニ
ツトなどによつて高さ方向に位置決めされる。な
お、レーザ発振器２３からのレーザビーム２０
は、案内管２８の内部を通り、ビームベンダ２９
などによつて、第１軸Ａ上に導かれている。
により、上下スライド部２５に取り付けられてい
る。そして、この上下スライド部２５は、サドル
２６に対しＺ方向に移動可能な状態で支持され、
サーボモータ２７および図示しない送りねじユニ
ツトなどによつて高さ方向に位置決めされる。な
お、レーザ発振器２３からのレーザビーム２０
は、案内管２８の内部を通り、ビームベンダ２９
などによつて、第１軸Ａ上に導かれている。
また上記サドル２６は、クロスビーム３０に対
し、Ｙ方向に移動可能な状態で取り付けられてお
り、サーボモータ３１、および図示しない送りね
じユニツトによつてＹ方向に駆動される。なお上
記クロスビーム３０は、テーブル３２をまたいだ
状態で、機台３３の上の左右のコラム３４によつ
て支持されている。
し、Ｙ方向に移動可能な状態で取り付けられてお
り、サーボモータ３１、および図示しない送りね
じユニツトによつてＹ方向に駆動される。なお上
記クロスビーム３０は、テーブル３２をまたいだ
状態で、機台３３の上の左右のコラム３４によつ
て支持されている。
また上記テーブル３２は、ベツド３５の上でＸ
方向に移動可能な状態で支持されており、サーボ
モータ３６、および図示しない送りねじユニツト
によつてＸ方向に駆動される。そして、被加工物
３７は、このテーブル３２の上に固定された状態
で載せられている。なお、これらのサーボモータ
２７，３１，３６は、制御装置３８によつて駆動
され、複数レーザ照射ヘツド１をＹ方向およびＺ
方向に移動させ、また被加工物３７をＸ方向に移
動させる。
方向に移動可能な状態で支持されており、サーボ
モータ３６、および図示しない送りねじユニツト
によつてＸ方向に駆動される。そして、被加工物
３７は、このテーブル３２の上に固定された状態
で載せられている。なお、これらのサーボモータ
２７，３１，３６は、制御装置３８によつて駆動
され、複数レーザ照射ヘツド１をＹ方向およびＺ
方向に移動させ、また被加工物３７をＸ方向に移
動させる。
実施例の作用
制御装置３８は、あらかじめ入力された制御プ
ログラム基づいて、複数レーザ照射ヘツド１を所
定の高さに設定した後、Ｙ方向の運動を連続的に
与えると同時に、被加工物３７にもＸ方向の運動
を与える。これによつて、複数レーザ照射ヘツド
１は、例えば第３図に示すような加工軌跡に沿つ
て、交点（加工点）Ｐを移動させていく。
ログラム基づいて、複数レーザ照射ヘツド１を所
定の高さに設定した後、Ｙ方向の運動を連続的に
与えると同時に、被加工物３７にもＸ方向の運動
を与える。これによつて、複数レーザ照射ヘツド
１は、例えば第３図に示すような加工軌跡に沿つ
て、交点（加工点）Ｐを移動させていく。
一方、このような移動中に、第１サーボモータ
９は、第１中空軸４を所定の方向に回転させるこ
とによつて、第３軸Ｃ上のレーザビーム２０を常
に、上記軌跡の各点での法線方向に設定してい
く。この間に、第１集光手段１１、および第２集
光手段１８は、２つのレーザビーム２０を交点
（加工点）Ｐに向けて照射し、被加工物３７をＶ
字状の切断線に沿つて、熱的に溶断していく。こ
のときの切断角度（α＋β）は、第２サーボモー
タ１７を回転させることによつて、最大交角
（60°）の範囲内で、任意に設定できる。すなわ
ち、第２集光手段１８が第１図に示すような角度
に設定されているとき、切断角度は最大に設定さ
れる。しかし、この第２集光手段１８が第２軸Ｂ
を中心として、回転すると、溶断角度は、この実
施例で、60°から最小角度の範囲で自由に設定で
きることになる。ここに、最小角度は第１集光手
段１１と第２集光手段１８とが互いに干渉しない
で、最も接近したときのそれらの光軸の相対角度
である。この切断角度は、通常、１つの連続的な
加工中に変更されないが、変更することも可能で
ある。
９は、第１中空軸４を所定の方向に回転させるこ
とによつて、第３軸Ｃ上のレーザビーム２０を常
に、上記軌跡の各点での法線方向に設定してい
く。この間に、第１集光手段１１、および第２集
光手段１８は、２つのレーザビーム２０を交点
（加工点）Ｐに向けて照射し、被加工物３７をＶ
字状の切断線に沿つて、熱的に溶断していく。こ
のときの切断角度（α＋β）は、第２サーボモー
タ１７を回転させることによつて、最大交角
（60°）の範囲内で、任意に設定できる。すなわ
ち、第２集光手段１８が第１図に示すような角度
に設定されているとき、切断角度は最大に設定さ
れる。しかし、この第２集光手段１８が第２軸Ｂ
を中心として、回転すると、溶断角度は、この実
施例で、60°から最小角度の範囲で自由に設定で
きることになる。ここに、最小角度は第１集光手
段１１と第２集光手段１８とが互いに干渉しない
で、最も接近したときのそれらの光軸の相対角度
である。この切断角度は、通常、１つの連続的な
加工中に変更されないが、変更することも可能で
ある。
なお、これらの第１サーボモータ９、および第
２サーボモータ１７は、専用の制御装置によつて
制御されるか、または前記制御装置３８によつ
て、他のサーボモータ２７，３１，３６と同様に
制御されるようになつている。
２サーボモータ１７は、専用の制御装置によつて
制御されるか、または前記制御装置３８によつ
て、他のサーボモータ２７，３１，３６と同様に
制御されるようになつている。
発明の変形例
上記実施例は、最大交角を60°に設定した例を
示しているが、この最大加工角は、用途に応じ
て、適当に設定される。また交角α，βは、実施
例のように等しく設定されるほか、加工内容に応
じて、異なるように設定されることもある。
示しているが、この最大加工角は、用途に応じ
て、適当に設定される。また交角α，βは、実施
例のように等しく設定されるほか、加工内容に応
じて、異なるように設定されることもある。
発明の効果
本発明では次のような効果が得られる。
まず、一度の加工で、立体的な切断片が被加工
物から能率よく取り除かれる。また加工深さや、
加工時の交角が運転中にも任意に設定できるた
め、被加工物に対し、任意の角度でＶ字状の溝加
工や、切り立つた穴の加工、さらに溝の加工が可
能となる。また、難切削材料の１つのブロツクか
ら所定形状の部品が粗加工によつて切り出すこと
ができ、金型などの複雑な形状のものが高能率で
粗削りによつて製作できる。
物から能率よく取り除かれる。また加工深さや、
加工時の交角が運転中にも任意に設定できるた
め、被加工物に対し、任意の角度でＶ字状の溝加
工や、切り立つた穴の加工、さらに溝の加工が可
能となる。また、難切削材料の１つのブロツクか
ら所定形状の部品が粗加工によつて切り出すこと
ができ、金型などの複雑な形状のものが高能率で
粗削りによつて製作できる。
第１図は本発明の複数レーザ照射ヘツドの垂直
断面図、第２図は本発明の複数レーザ照射ヘツド
を有する加工装置の斜面図、第３図は加工軌跡の
平面図、第４図は加工部分の拡大断面図である。 １……複数レーザ照射ヘツド、２……第１回転
ブラケツト、３……第２回転ブラケツト、４……
第１中空軸、６……支持枠、９……第１サーボモ
ータ、１１……第１集光手段、１２……半透過型
の反射鏡、１３……第２中空軸、１７……第２サ
ーボモータ、１８……第２集光手段、１９……反
射鏡、２０……レーザビーム、２１，２２……反
射鏡、２３……レーザ発振器、２４……加工装
置、３７……被加工物。
断面図、第２図は本発明の複数レーザ照射ヘツド
を有する加工装置の斜面図、第３図は加工軌跡の
平面図、第４図は加工部分の拡大断面図である。 １……複数レーザ照射ヘツド、２……第１回転
ブラケツト、３……第２回転ブラケツト、４……
第１中空軸、６……支持枠、９……第１サーボモ
ータ、１１……第１集光手段、１２……半透過型
の反射鏡、１３……第２中空軸、１７……第２サ
ーボモータ、１８……第２集光手段、１９……反
射鏡、２０……レーザビーム、２１，２２……反
射鏡、２３……レーザ発振器、２４……加工装
置、３７……被加工物。
Claims (1)
- １ 第１軸上で回転自在に支持された第１回転ブ
ラケツトと上記第１軸上で上記第１回転ブラケツ
トに取り付けられた第１集光手段と、上記第１軸
に対して、所定の交角で交差する第２軸上で上記
第１回転ブラケツトに回転自在に支持された第２
回転ブラケツトと、この第２回転ブラケツトの第
２軸に対して所定の交角でしかも上記の第１軸と
第２軸との交点に向けて取り付けられた第２集光
手段と、レーザ発振器から入射するレーザビーム
を上記の第１集光手段および第２集光手段に導く
レーザビーム誘導手段とからなることを特徴とす
る複数レーザ照射ヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192295A JPS6252981A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 複数レ−ザ照射ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192295A JPS6252981A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 複数レ−ザ照射ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252981A JPS6252981A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0545358B2 true JPH0545358B2 (ja) | 1993-07-08 |
Family
ID=16288897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60192295A Granted JPS6252981A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 複数レ−ザ照射ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252981A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0361294A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-18 | Ishikawajima Yusoki Kk | 作業範囲規制方法 |
| JPH0642890U (ja) * | 1992-11-13 | 1994-06-07 | 日本電設工業株式会社 | クレーン付軌道陸上兼用作業車 |
| EP0860230B1 (fr) * | 1997-02-19 | 2003-10-22 | Lasag Ag | Dispositif d'usinage laser, notamment pour l'usinage de bielles |
| NL1029171C2 (nl) * | 2005-06-02 | 2006-12-05 | Fico Bv | Inrichting en werkwijze voor het met een dubbele snijstraal bewerken van elektronische componenten. |
| DE102018128266A1 (de) | 2018-11-12 | 2020-05-14 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Verfahren und Vorrichtung zum Bestrahlen eines Materials mit einem Energiestrahl |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192295A patent/JPS6252981A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252981A (ja) | 1987-03-07 |
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