JPH0639573A - 自動調節光学式集束システム付ツールヘッド - Google Patents
自動調節光学式集束システム付ツールヘッドInfo
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 レンズ取付け部を移動するだけで、被加工物
表面に対する相対的位置を設定することが出来る光学式
集束システムを具えた加工ヘッドの提供。 【構成】 ツールヘッドハウジング１にはレンズホルダ
３内に設けられ１つのレンズ、またはレンズシステムで
ある光学式集束システム２が取り付けられている。レン
ズホルダは環状で外周の端が中空円筒状のワールヘッド
ハウジングの内壁部分に位置する。ガイドシリンダ４及
び５は同心上で光学式集束システムを囲んでおり、外周
面によって受取りシリンダ６及び７に摺動可能に保持さ
れる。レンズホールダは適当なシール手段を介して圧力
室８及び９の圧力差により上下動し、焦点の調節を行
う。パスピックアップセンサー１９によって被加工物１
２までの距離が求められ、その信号は調節ユニット２１
に送られ圧力調整用の信号として圧力調整バルブ１６に
送られる。
表面に対する相対的位置を設定することが出来る光学式
集束システムを具えた加工ヘッドの提供。 【構成】 ツールヘッドハウジング１にはレンズホルダ
３内に設けられ１つのレンズ、またはレンズシステムで
ある光学式集束システム２が取り付けられている。レン
ズホルダは環状で外周の端が中空円筒状のワールヘッド
ハウジングの内壁部分に位置する。ガイドシリンダ４及
び５は同心上で光学式集束システムを囲んでおり、外周
面によって受取りシリンダ６及び７に摺動可能に保持さ
れる。レンズホールダは適当なシール手段を介して圧力
室８及び９の圧力差により上下動し、焦点の調節を行
う。パスピックアップセンサー１９によって被加工物１
２までの距離が求められ、その信号は調節ユニット２１
に送られ圧力調整用の信号として圧力調整バルブ１６に
送られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式集束システムを
通過するレーザービームによる、加工片の加工用のツー
ルヘッドに関する。光学式集束システムは、ツールヘッ
ド内部に設けられ、レンズ取り付け部によって装荷さ
れ、レンズ取り付け部のみをレーザービームの方向に、
ツールヘッドに対し相対位置に移動させることによって
調節できる。
通過するレーザービームによる、加工片の加工用のツー
ルヘッドに関する。光学式集束システムは、ツールヘッ
ド内部に設けられ、レンズ取り付け部によって装荷さ
れ、レンズ取り付け部のみをレーザービームの方向に、
ツールヘッドに対し相対位置に移動させることによって
調節できる。
【０００２】
【従来の技術】レーザービームによる加工片の加工、例
えば高出力レーザービームによる加工片（ワークピー
ス：workpiece ）の加工において、加工片の表面に相対
的な光学式集束システムの焦点は非常に重要である。
えば高出力レーザービームによる加工片（ワークピー
ス：workpiece ）の加工において、加工片の表面に相対
的な光学式集束システムの焦点は非常に重要である。
【０００３】従来のレーザーツールを用いる場合、ツー
ルヘッド、あるいは光学式集束システムの焦点と、加工
片の間の一定距離を定めるため、または維持するため
に、センサー電極がツールヘッドに設けられ、このセン
サー電極が、例えば静電容量（キャパシタンス) を用い
て、ツールヘッドと加工片の表面との間の実際の距離を
測定する。センサー電極から出力された信号は、調節装
置に送られ、そこでツールヘッドに接続されたドライブ
モータの適当な駆動によって、実際の計測距離と理論距
離（理論的に正しい理想的な距離）が比較され、対応差
（correspondingdifference) のバランスが取られる。
すなわち、正しい位置に調節される。このようにして、
ツールヘッドと加工片表面の所望の距離が、加工片表面
におけるのコース（course）とは無関係に維持できる。
これは、加工片の加工の間、光学式集束システムの焦点
と加工片表面の距離が変わらないということである。
ルヘッド、あるいは光学式集束システムの焦点と、加工
片の間の一定距離を定めるため、または維持するため
に、センサー電極がツールヘッドに設けられ、このセン
サー電極が、例えば静電容量（キャパシタンス) を用い
て、ツールヘッドと加工片の表面との間の実際の距離を
測定する。センサー電極から出力された信号は、調節装
置に送られ、そこでツールヘッドに接続されたドライブ
モータの適当な駆動によって、実際の計測距離と理論距
離（理論的に正しい理想的な距離）が比較され、対応差
（correspondingdifference) のバランスが取られる。
すなわち、正しい位置に調節される。このようにして、
ツールヘッドと加工片表面の所望の距離が、加工片表面
におけるのコース（course）とは無関係に維持できる。
これは、加工片の加工の間、光学式集束システムの焦点
と加工片表面の距離が変わらないということである。
【０００４】
【課題が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ドライブモータは、そのサポーティングアームに備え付
けられたツールヘッド全体を動かさなければならない。
従って、レーザーツールはかなり作動が鈍くなる。ツー
ルヘッドの質量が大きいため、レーザーツールはツール
ヘッドと加工片表面の距離の変化に迅速に反応できない
のである。このように、従来のレーザーツールは低い動
作速度しか有することができない。
ドライブモータは、そのサポーティングアームに備え付
けられたツールヘッド全体を動かさなければならない。
従って、レーザーツールはかなり作動が鈍くなる。ツー
ルヘッドの質量が大きいため、レーザーツールはツール
ヘッドと加工片表面の距離の変化に迅速に反応できない
のである。このように、従来のレーザーツールは低い動
作速度しか有することができない。
【０００５】従来のツールヘッドの場合、ツールヘッド
の操作中には、光学式集束システム、及びレンズ取り付
け部を調節することは出来ない。このためには、手でツ
ールヘッドを動かすことが必要だが、ツールヘッドの操
作中には事実上それは不可能である。ツールヘッドの操
作前にのみ、レンズ取り付け部によってレーザービーム
方向に光学式集束システムが調節される。このため、ツ
ールヘッドの外周面にセッティングリングが設けられて
おり、このセッティングリングを回転させてレンズ取り
付け部を適当な位置に移動している。
の操作中には、光学式集束システム、及びレンズ取り付
け部を調節することは出来ない。このためには、手でツ
ールヘッドを動かすことが必要だが、ツールヘッドの操
作中には事実上それは不可能である。ツールヘッドの操
作前にのみ、レンズ取り付け部によってレーザービーム
方向に光学式集束システムが調節される。このため、ツ
ールヘッドの外周面にセッティングリングが設けられて
おり、このセッティングリングを回転させてレンズ取り
付け部を適当な位置に移動している。
【０００６】欧州特許公開０，３０６，４５６（ＥＰ
０，３０６，４５６ Ａ１）などによって、レーザービ
ームの光学式集束システムをノズル内に取り付けたツー
ルヘッドが開示されている。しかし、光学式集束システ
ムとノズルはお互いにしっかり固定され、接続してい
る。従って、センサー電極によってツールヘッドと加工
片表面の距離を調節するために、ノズル、光学式集束シ
ステム、及び、外的に適用されたコイルを有する円筒状
コイルキャリアが、磁石に対して移動することになる。
そのため、このツールヘッドを有するレーザーツール
も、移動する質量が大きいため、かなり作動が鈍くな
る。
０，３０６，４５６ Ａ１）などによって、レーザービ
ームの光学式集束システムをノズル内に取り付けたツー
ルヘッドが開示されている。しかし、光学式集束システ
ムとノズルはお互いにしっかり固定され、接続してい
る。従って、センサー電極によってツールヘッドと加工
片表面の距離を調節するために、ノズル、光学式集束シ
ステム、及び、外的に適用されたコイルを有する円筒状
コイルキャリアが、磁石に対して移動することになる。
そのため、このツールヘッドを有するレーザーツール
も、移動する質量が大きいため、かなり作動が鈍くな
る。
【０００７】本発明は、レンズ取り付け部を移動させる
だけで、たとえ操作中であっても、光学式集束システム
の焦点の、加工片表面に対する相対位置を設定すること
のできる、ツールヘッドを提供することを目的とする。
だけで、たとえ操作中であっても、光学式集束システム
の焦点の、加工片表面に対する相対位置を設定すること
のできる、ツールヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明のツー
ルヘッドは、光学式集束システムを通過するレーザービ
ームによる加工片の加工用のツールヘッドで、光学式集
束システムは、ツールヘッド内に設けられ、レンズ取り
付け部に装荷され、レンズ取り付け部をレーザービーム
方向に、ツールヘッドに対する相対位置に移動すること
によって調節されるものであり、自動調節手段を用いる
ことによってレンズ取り付け部の移動が可能である。
ルヘッドは、光学式集束システムを通過するレーザービ
ームによる加工片の加工用のツールヘッドで、光学式集
束システムは、ツールヘッド内に設けられ、レンズ取り
付け部に装荷され、レンズ取り付け部をレーザービーム
方向に、ツールヘッドに対する相対位置に移動すること
によって調節されるものであり、自動調節手段を用いる
ことによってレンズ取り付け部の移動が可能である。
【０００９】光学式集束システム、及び、レンズ取り付
け部の質量はごく僅かなので、素早く簡単に移動ができ
る。そのため、このツールヘッドを備えたレーザーツー
ルは高速の作動力を有する。さらに、移動する質量が小
さいため、比較的低動力のドライブ装置が得られる。こ
れは、ツールヘッドの製造費の点から、好結果である。
け部の質量はごく僅かなので、素早く簡単に移動ができ
る。そのため、このツールヘッドを備えたレーザーツー
ルは高速の作動力を有する。さらに、移動する質量が小
さいため、比較的低動力のドライブ装置が得られる。こ
れは、ツールヘッドの製造費の点から、好結果である。
【００１０】本発明のツールヘッドは、例えば、切断工
程の開始に先立って加工片に開孔を設けるためなど、様
々な用途に用いることができる。開孔を設ける過程で
は、光学式集束システムの焦点は、一般的に、続いて行
われるレーザー切断の場合より、加工片からの距離をと
って設定しなければならない。従って、以前は、ツール
ヘッド全体が開孔を設ける際に加工片から離れた位置に
移動されなければならなかった。本発明のツールヘッド
では、開孔を設ける際にレンズ取り付け部、つまり、光
学式集束システムを適当に移動させればよく、この操作
は比較的素早く行うことができる。さらに、レーザービ
ームによって加工片にドリリング（drilling) を施す場
合、簡略化ができる。特に厚い加工片の場合、焦点をビ
ーム方向へ連続的に移動すれば、ドリリング中、有利で
ある。このためにツールヘッド全体が加工片のほうへ動
かされる必要はない。レンズ取り付け部と、それに伴う
光学式集束システムだけをレーザービーム方向に移動す
れば充分である。また、加工片の材料、あるいは加工片
の厚さの変化にも迅速に反応できる。一般的には、その
場合、焦点の移動のために僅かな質量が動くため、焦点
の位置を調節（adaptation) しなければならない。しか
し、本発明による自動レンズ調節の場合、コントロール
システムによって、ツールヘッドと加工片の間の距離を
変えずに集束位置を定めることができるのが、おもな利
点である。
程の開始に先立って加工片に開孔を設けるためなど、様
々な用途に用いることができる。開孔を設ける過程で
は、光学式集束システムの焦点は、一般的に、続いて行
われるレーザー切断の場合より、加工片からの距離をと
って設定しなければならない。従って、以前は、ツール
ヘッド全体が開孔を設ける際に加工片から離れた位置に
移動されなければならなかった。本発明のツールヘッド
では、開孔を設ける際にレンズ取り付け部、つまり、光
学式集束システムを適当に移動させればよく、この操作
は比較的素早く行うことができる。さらに、レーザービ
ームによって加工片にドリリング（drilling) を施す場
合、簡略化ができる。特に厚い加工片の場合、焦点をビ
ーム方向へ連続的に移動すれば、ドリリング中、有利で
ある。このためにツールヘッド全体が加工片のほうへ動
かされる必要はない。レンズ取り付け部と、それに伴う
光学式集束システムだけをレーザービーム方向に移動す
れば充分である。また、加工片の材料、あるいは加工片
の厚さの変化にも迅速に反応できる。一般的には、その
場合、焦点の移動のために僅かな質量が動くため、焦点
の位置を調節（adaptation) しなければならない。しか
し、本発明による自動レンズ調節の場合、コントロール
システムによって、ツールヘッドと加工片の間の距離を
変えずに集束位置を定めることができるのが、おもな利
点である。
【００１１】レンズ取り付け部、またはそれに接続する
光学式集束システムの移動は、例えば、レーザーツール
のコントロールユニットに設けられた、記憶されたプロ
グラムの機能として行われる。焦点の位置もまたこのコ
ントロールユニットによって定められる。このパス（pa
th) の絶対測定を可能にするために、パスピックアップ
（path pickup)はレンズ取り付け部に接続されるのが望
ましく、このパスピックアップは、光学式集束システ
ム、またはレンズ取り付け部のツールヘッドに対する位
置測定に用いられる。加工片に対するツールヘッドの相
対位置が、ツールヘッド上に設けられたセンサー装置に
よって測定されると、レンズ取り付け部、及び光学式集
束システム全体の加工片に対する位置が決定され、加工
片に対する光学式集束システムの焦点の相対位置も決定
される。適当な調節ユニットによって、焦点の瞬間的位
置が所望の、つまり理論的な位置と比較され、ずれが生
じた場合には適当に調整される。これにより、光学的集
束システムの焦点を、加工片の相対位置の特定の距離に
連続的にガイドすることができる。
光学式集束システムの移動は、例えば、レーザーツール
のコントロールユニットに設けられた、記憶されたプロ
グラムの機能として行われる。焦点の位置もまたこのコ
ントロールユニットによって定められる。このパス（pa
th) の絶対測定を可能にするために、パスピックアップ
（path pickup)はレンズ取り付け部に接続されるのが望
ましく、このパスピックアップは、光学式集束システ
ム、またはレンズ取り付け部のツールヘッドに対する位
置測定に用いられる。加工片に対するツールヘッドの相
対位置が、ツールヘッド上に設けられたセンサー装置に
よって測定されると、レンズ取り付け部、及び光学式集
束システム全体の加工片に対する位置が決定され、加工
片に対する光学式集束システムの焦点の相対位置も決定
される。適当な調節ユニットによって、焦点の瞬間的位
置が所望の、つまり理論的な位置と比較され、ずれが生
じた場合には適当に調整される。これにより、光学的集
束システムの焦点を、加工片の相対位置の特定の距離に
連続的にガイドすることができる。
【００１２】加工片の切断のために必要なプロセスガス
が通されるツールヘッドがある。一方、このプロセスガ
スは光学式集束システムの冷却、及び清浄にも用いられ
る。プロセスガスに圧力変動が起こると、特定の状況下
ではあるが、それが光学式集束システムの再調節、ある
いは調節違いにつながる。本発明のツールヘッドでは、
その様な圧力変動の問題はない。前述のように、ツール
ヘッドにパスピックアップが取り付けてあれば、圧力変
動による光学式集束システムの位置変化はただちに補正
されるからである。しかし、圧力変動は、例えば、それ
ぞれの加工プロセスの機能として、意図的に引き起こさ
れる場合もある。この場合も、光学式集束システムは、
それぞれのガス圧力とは無関係に、所望の方法で設置さ
れ、焦点は加工片表面に対する所定の理論的位置を取る
ことができる。
が通されるツールヘッドがある。一方、このプロセスガ
スは光学式集束システムの冷却、及び清浄にも用いられ
る。プロセスガスに圧力変動が起こると、特定の状況下
ではあるが、それが光学式集束システムの再調節、ある
いは調節違いにつながる。本発明のツールヘッドでは、
その様な圧力変動の問題はない。前述のように、ツール
ヘッドにパスピックアップが取り付けてあれば、圧力変
動による光学式集束システムの位置変化はただちに補正
されるからである。しかし、圧力変動は、例えば、それ
ぞれの加工プロセスの機能として、意図的に引き起こさ
れる場合もある。この場合も、光学式集束システムは、
それぞれのガス圧力とは無関係に、所望の方法で設置さ
れ、焦点は加工片表面に対する所定の理論的位置を取る
ことができる。
【００１３】本発明の有利な改良によれば、レンズ取り
付け部を調節、または移動する手段は、気圧（pneumati
c ）調節手段、水圧（hydraulic)調節手段、または、電
気、電気モータ、圧電（piezoelectric)調節手段であ
る。これらの手段は、必要に応じて、単独で、あるいは
お互いを組み合わせて用いられる。気圧調節手段による
レンズ取り付け部の移動には、加工片を加工するために
既存のプロセスガスも調節のために利用できる、という
利点がある。従って、このような調節手段は大変経済的
に作ることができる。水圧調節手段、及び、電気、電気
モータ調節手段を用いた場合、正確な調節ができ、これ
により、より正確な加工プロセスが可能になる。しかし
ながら、電気調節手段は一般的にかなりパワーが小さの
で、レンズ取り付け部、光学式集束システムの表面と裏
面との圧力差が大きい場合には、バランス手段を設けな
ければならない。
付け部を調節、または移動する手段は、気圧（pneumati
c ）調節手段、水圧（hydraulic)調節手段、または、電
気、電気モータ、圧電（piezoelectric)調節手段であ
る。これらの手段は、必要に応じて、単独で、あるいは
お互いを組み合わせて用いられる。気圧調節手段による
レンズ取り付け部の移動には、加工片を加工するために
既存のプロセスガスも調節のために利用できる、という
利点がある。従って、このような調節手段は大変経済的
に作ることができる。水圧調節手段、及び、電気、電気
モータ調節手段を用いた場合、正確な調節ができ、これ
により、より正確な加工プロセスが可能になる。しかし
ながら、電気調節手段は一般的にかなりパワーが小さの
で、レンズ取り付け部、光学式集束システムの表面と裏
面との圧力差が大きい場合には、バランス手段を設けな
ければならない。
【００１４】本発明の極めて有利な別の展開例によれ
ば、ツールヘッドの空間は、レーザービーム方向に、レ
ンズ取り付け部の前方と後方に位置する二つの圧力室
に、レンズ取り付け部によって分けられており、この圧
力室には、必要に応じて、レンズ取り付け部を移動する
ための流体を満たすことができる。それぞれの圧力室に
違った流体圧力をセットすることにより、レンズ取り付
け部、及び、それに伴い光学式集束システムを、簡単な
方法で、しかも極めて迅速に移動することができる。こ
の流体は液体でも気体でもよく、例えば、前述のプロセ
スガス（カッティングガス）でもよい。
ば、ツールヘッドの空間は、レーザービーム方向に、レ
ンズ取り付け部の前方と後方に位置する二つの圧力室
に、レンズ取り付け部によって分けられており、この圧
力室には、必要に応じて、レンズ取り付け部を移動する
ための流体を満たすことができる。それぞれの圧力室に
違った流体圧力をセットすることにより、レンズ取り付
け部、及び、それに伴い光学式集束システムを、簡単な
方法で、しかも極めて迅速に移動することができる。こ
の流体は液体でも気体でもよく、例えば、前述のプロセ
スガス（カッティングガス）でもよい。
【００１５】一例をあげると、加工片の加工用に用いら
れるプロセスガスは、少なくともビームの出口側に設け
られた圧力室に導入することができる。ビームの入り口
側に設けられた圧力室には別の（separate) コントロー
ルガスを導入することができ、このコントロールガスの
圧力は、ビームの出口側の圧力室内のプロセスガスの圧
力より、高く、または低くなるように、調整バルブによ
って設定される。調整バルブを駆動させることにより、
レンズ取り付け部と、それに伴って光学式集束システム
を移動することができ、その結果、光学式集束システム
の焦点を、加工片に対する所望の相対位置に設定するこ
とができる。
れるプロセスガスは、少なくともビームの出口側に設け
られた圧力室に導入することができる。ビームの入り口
側に設けられた圧力室には別の（separate) コントロー
ルガスを導入することができ、このコントロールガスの
圧力は、ビームの出口側の圧力室内のプロセスガスの圧
力より、高く、または低くなるように、調整バルブによ
って設定される。調整バルブを駆動させることにより、
レンズ取り付け部と、それに伴って光学式集束システム
を移動することができ、その結果、光学式集束システム
の焦点を、加工片に対する所望の相対位置に設定するこ
とができる。
【００１６】しかし、プロセスガスとコントロールガス
は、すべての場合において、お互い違ったものである必
要はない。コントロールガスとして圧搾空気を用いるこ
とが通常可能である。しかし、プロセスガスからコント
ロールガスを得ることもまた可能である。この場合、ビ
ームの出口側の圧力室に与えられたプロセスガスはバル
ブに与えられたプロセスガスより低い圧力を有する。こ
の場合、ビームの出口側の圧力室は、入口側において、
減圧バルブに接続される。
は、すべての場合において、お互い違ったものである必
要はない。コントロールガスとして圧搾空気を用いるこ
とが通常可能である。しかし、プロセスガスからコント
ロールガスを得ることもまた可能である。この場合、ビ
ームの出口側の圧力室に与えられたプロセスガスはバル
ブに与えられたプロセスガスより低い圧力を有する。こ
の場合、ビームの出口側の圧力室は、入口側において、
減圧バルブに接続される。
【００１７】すでに述べたように、レンズ取り付け部
は、ビームの出口側に設けられた圧力室の圧力と、ビー
ムの入口側に設けられた圧力室の圧力との差を調節する
ことにより、移動することができる。しかし、二つの圧
力室には、同一の圧力を用いることもでき、その場合、
レンズ取り付け部は電気モータドライブによって移動す
る。この様な方法は、プロセスガスがビーム出口側に設
けられた圧力室内にすでに封じ込まれている場合には問
題を生じるが、この方法の目的は圧力バルブによるコン
トロールガスのコントロールを不要とすることである。
二つの圧力室に同一の圧力が行き渡ると、レンズ取り付
け部の移動は、電気モータドライブによって比較的簡単
に行うことができ、焦点をかなり正確に調節することが
可能である。しかし、電気モータ、あるいはギアのため
に、移動質量が大きくなり、この結果、調節装置の反応
作用がさらに遅れる、という欠点がある。
は、ビームの出口側に設けられた圧力室の圧力と、ビー
ムの入口側に設けられた圧力室の圧力との差を調節する
ことにより、移動することができる。しかし、二つの圧
力室には、同一の圧力を用いることもでき、その場合、
レンズ取り付け部は電気モータドライブによって移動す
る。この様な方法は、プロセスガスがビーム出口側に設
けられた圧力室内にすでに封じ込まれている場合には問
題を生じるが、この方法の目的は圧力バルブによるコン
トロールガスのコントロールを不要とすることである。
二つの圧力室に同一の圧力が行き渡ると、レンズ取り付
け部の移動は、電気モータドライブによって比較的簡単
に行うことができ、焦点をかなり正確に調節することが
可能である。しかし、電気モータ、あるいはギアのため
に、移動質量が大きくなり、この結果、調節装置の反応
作用がさらに遅れる、という欠点がある。
【００１８】もちろん、既存のガス圧力を考慮するた
め、それぞれの圧力室に対して違った大きさの圧力を受
けられるような、レンズ取り付け部の表面を選ぶことも
可能である。また、ビームの出口側に設けられたばねの
力に抗して、レンズ取り付け部を移動させることもでき
る。これは、ビームの出口側に設けられた圧力室内に、
カッティングガスがまったく蓄積していない状況では特
に有利である。この場合も、前述の場合と同様に、焦点
の位置調整はビームの入口側に設けられた圧力室内の圧
力の調節によって行われる。
め、それぞれの圧力室に対して違った大きさの圧力を受
けられるような、レンズ取り付け部の表面を選ぶことも
可能である。また、ビームの出口側に設けられたばねの
力に抗して、レンズ取り付け部を移動させることもでき
る。これは、ビームの出口側に設けられた圧力室内に、
カッティングガスがまったく蓄積していない状況では特
に有利である。この場合も、前述の場合と同様に、焦点
の位置調整はビームの入口側に設けられた圧力室内の圧
力の調節によって行われる。
【００１９】ビームの出口側に設けられた圧力室内のガ
スと、ビームの入口側に設けられた圧力室内のガスは、
光学式集束システムのそれぞれの表面に向かって容易に
ガイドすることができる。これにより、光学式集束シス
テムは冷却され、同時に清浄される。
スと、ビームの入口側に設けられた圧力室内のガスは、
光学式集束システムのそれぞれの表面に向かって容易に
ガイドすることができる。これにより、光学式集束シス
テムは冷却され、同時に清浄される。
【００２０】光学式集束システム自体は、一つのレン
ズ、あるいはレンズシステムから成る。
ズ、あるいはレンズシステムから成る。
【００２１】本発明の他の有利な改良によれば、レンズ
取り付け部は電気モータによって調節することができ
る。圧電ドライブによる調節もまた可能であるが、この
場合は、光学式集束システム、つまり、レンズ取り付け
部の表面と裏面の圧力差が過度に大きくてはならない。
取り付け部は電気モータによって調節することができ
る。圧電ドライブによる調節もまた可能であるが、この
場合は、光学式集束システム、つまり、レンズ取り付け
部の表面と裏面の圧力差が過度に大きくてはならない。
【００２２】ビームの出口側に設けられ、光学式集束シ
ステムにビームの出口側で隣接するツールヘッドの空間
を通ってプロセスガスが前述と同様に導かれ、電気モー
タ、あるいは圧電ドライブモードが用いられる場合は、
ツールヘッド内の、光学集束システムおよびレンズ取り
付け部のための空間を密封して、プロセスガスのための
空間から隔てるために、保護ガラスが光学式集束システ
ムから離れた、ビームの出口側に取り付けられる。この
ように、光学式集束システムの両側の圧力差を、減じた
り、お互いに調節したりして、レンズ取り付け部は電気
モータ、あるいは圧電ドライブによって容易に調節する
ことができる。
ステムにビームの出口側で隣接するツールヘッドの空間
を通ってプロセスガスが前述と同様に導かれ、電気モー
タ、あるいは圧電ドライブモードが用いられる場合は、
ツールヘッド内の、光学集束システムおよびレンズ取り
付け部のための空間を密封して、プロセスガスのための
空間から隔てるために、保護ガラスが光学式集束システ
ムから離れた、ビームの出口側に取り付けられる。この
ように、光学式集束システムの両側の圧力差を、減じた
り、お互いに調節したりして、レンズ取り付け部は電気
モータ、あるいは圧電ドライブによって容易に調節する
ことができる。
【００２３】本発明の他の有利な改良によれば、機械的
に調節可能な受面である、アバットメント（abutment)
がレンズ取り付け部を理論的な位置に調節するために設
けられている。レンズ取り付け部の、レーザービーム方
向での両方向の移動範囲を制限するために、アバットメ
ントはレーザービームの方向に所望の方法で移動するこ
とができる。アバットメントの移動は、手動で行われ
る。加工片の加工中、レンズ取り付け部は、所定の理論
的位置に素早く移動するために、これらのアバットメン
トの方向に迅速にガイドされる。例えば、二つの圧力室
の場合、ビームの入口側に設けられた圧力室に、急に高
圧力を掛け、あるいは通気することによって、調節され
た二つの理論的位置の一つが、選択的に設定される。こ
れらの二つの理論的位置が設定されさえすれば、電気調
節ユニット、パスピックアップ、および圧力調節バルブ
は必要ない。もちろん、レンズ取り付け部も、機械的に
調節可能なアバットメントによって、所望の場合はとく
に手動で、同時に移動される。
に調節可能な受面である、アバットメント（abutment)
がレンズ取り付け部を理論的な位置に調節するために設
けられている。レンズ取り付け部の、レーザービーム方
向での両方向の移動範囲を制限するために、アバットメ
ントはレーザービームの方向に所望の方法で移動するこ
とができる。アバットメントの移動は、手動で行われ
る。加工片の加工中、レンズ取り付け部は、所定の理論
的位置に素早く移動するために、これらのアバットメン
トの方向に迅速にガイドされる。例えば、二つの圧力室
の場合、ビームの入口側に設けられた圧力室に、急に高
圧力を掛け、あるいは通気することによって、調節され
た二つの理論的位置の一つが、選択的に設定される。こ
れらの二つの理論的位置が設定されさえすれば、電気調
節ユニット、パスピックアップ、および圧力調節バルブ
は必要ない。もちろん、レンズ取り付け部も、機械的に
調節可能なアバットメントによって、所望の場合はとく
に手動で、同時に移動される。
【００２４】アバットメントにはまた、レンズ取り付け
部を捕捉（arrest) するための捕捉装置が設けられてい
る。レンズ取り付け部の捕捉後には、自動移動はできな
い。相対的に移動可能な壁の間の密封部分において、シ
ール要素、あるいは向かい合う壁部分に、摩擦減少表面
コートを供給することは大変有利だと認められてきた。
これによって、レンズ取り付け部、および光学式集束シ
ステムの移動に要する力がさらに縮小できるからであ
る。一例を挙げると、シール要素としてシールリングが
用いられる場合には、その表面が固体臭素化（solid-br
ominated) またはカーボンコートされる。また、ＰＴＦ
Ｅコーティング（ポリテトラフルオロエチレンによるコ
ーティング）を、お互いに接触する滑り面に施すことも
可能である。
部を捕捉（arrest) するための捕捉装置が設けられてい
る。レンズ取り付け部の捕捉後には、自動移動はできな
い。相対的に移動可能な壁の間の密封部分において、シ
ール要素、あるいは向かい合う壁部分に、摩擦減少表面
コートを供給することは大変有利だと認められてきた。
これによって、レンズ取り付け部、および光学式集束シ
ステムの移動に要する力がさらに縮小できるからであ
る。一例を挙げると、シール要素としてシールリングが
用いられる場合には、その表面が固体臭素化（solid-br
ominated) またはカーボンコートされる。また、ＰＴＦ
Ｅコーティング（ポリテトラフルオロエチレンによるコ
ーティング）を、お互いに接触する滑り面に施すことも
可能である。
【００２５】パスピックアップは、誘電性でも、容量性
でも、電位差計でも、光学式でもよいが、ＬＶＤＴ（Li
near Variable Difference Transformer：線形可変変差
変換器) パスピックアップ、を含んでいるのが好まし
い。これは、三つの集積コイルを持つ中空金属円筒から
成る。中央のコイルが一次回路として働き、両側の二つ
の同じコイルが二次巻線として機能する。これらのコイ
ルは連続的に、反対向きに接続されている。ピックアッ
プの中心部において、強磁性の磁心が自由に動き、一次
コイルで生成された磁界を、交流電圧（alternative vo
ltage)によって二つの二次巻線に伝導する。この場合、
二次巻線に誘導される電流の大きさ、及び方向は、磁心
の位置によって決まる。磁心がストロークの中央に位置
すれば、二つの二次正弦振動はほぼ同じになるが、１８
０度位相がずれる。磁心がある方向へ移動すると、磁心
の位置に正比例して差電圧（difference voltage) が形
成される。この場合、出力信号の位相は、ゼロを越える
と反転する。下流電気システムは、二つの二次コイルの
交流電圧をアナログ出力電圧に変換する。二つの電気差
計を用いて、増幅とオフセット電圧の変化が可能であ
る。
でも、電位差計でも、光学式でもよいが、ＬＶＤＴ（Li
near Variable Difference Transformer：線形可変変差
変換器) パスピックアップ、を含んでいるのが好まし
い。これは、三つの集積コイルを持つ中空金属円筒から
成る。中央のコイルが一次回路として働き、両側の二つ
の同じコイルが二次巻線として機能する。これらのコイ
ルは連続的に、反対向きに接続されている。ピックアッ
プの中心部において、強磁性の磁心が自由に動き、一次
コイルで生成された磁界を、交流電圧（alternative vo
ltage)によって二つの二次巻線に伝導する。この場合、
二次巻線に誘導される電流の大きさ、及び方向は、磁心
の位置によって決まる。磁心がストロークの中央に位置
すれば、二つの二次正弦振動はほぼ同じになるが、１８
０度位相がずれる。磁心がある方向へ移動すると、磁心
の位置に正比例して差電圧（difference voltage) が形
成される。この場合、出力信号の位相は、ゼロを越える
と反転する。下流電気システムは、二つの二次コイルの
交流電圧をアナログ出力電圧に変換する。二つの電気差
計を用いて、増幅とオフセット電圧の変化が可能であ
る。
【００２６】
【実施例】図１は、レンズ取り付け部を気圧によって調
節できる、この発明のツールヘッドの基本的構成を示し
たものである。
節できる、この発明のツールヘッドの基本的構成を示し
たものである。
【００２７】ツールヘッドハウジング１には、レンズホ
ルダー３内に設けられ、一つのレンズ、またはレンズシ
ステムである、光学式集束システム２が取り付けられて
いる。レンズホルダー３は環状になっており、外周の端
の部分が、中空円筒に作られた、ツールヘッドハウジン
グ１の内壁部分に位置する。レンズホルダー３の外側の
端とツールヘッドハウジング１の内壁の間にあるシール
要素は、図の明瞭性のために図示されていない。ガイド
シリンダー４及び５が、レンズホルダーの上部及び下部
に取り付けてあり、このガイドシリンダー４及び５は、
同心上で光学式集束システム２を取り囲んでおり、外周
面によって受取りシリンダー６、及び７にそれぞれぴっ
たり接している。ガイドシリンダー４及び５は、ツール
ヘッドハウジング１内に、受取りシリンダー６及び７と
同心上に設けられ、ツールヘッドハウジングに固定され
ている。これによって、光学式集束システム２及びレン
ズホルダー３全体が、受取りシリンダー６及び７内のガ
イドシリンダー４及び５によって、ツールヘッドハウジ
ング１のシリンダーの縦方向に、スライディング式に移
動できる。
ルダー３内に設けられ、一つのレンズ、またはレンズシ
ステムである、光学式集束システム２が取り付けられて
いる。レンズホルダー３は環状になっており、外周の端
の部分が、中空円筒に作られた、ツールヘッドハウジン
グ１の内壁部分に位置する。レンズホルダー３の外側の
端とツールヘッドハウジング１の内壁の間にあるシール
要素は、図の明瞭性のために図示されていない。ガイド
シリンダー４及び５が、レンズホルダーの上部及び下部
に取り付けてあり、このガイドシリンダー４及び５は、
同心上で光学式集束システム２を取り囲んでおり、外周
面によって受取りシリンダー６、及び７にそれぞれぴっ
たり接している。ガイドシリンダー４及び５は、ツール
ヘッドハウジング１内に、受取りシリンダー６及び７と
同心上に設けられ、ツールヘッドハウジングに固定され
ている。これによって、光学式集束システム２及びレン
ズホルダー３全体が、受取りシリンダー６及び７内のガ
イドシリンダー４及び５によって、ツールヘッドハウジ
ング１のシリンダーの縦方向に、スライディング式に移
動できる。
【００２８】受取りシリンダー６及び７の外壁と、ツー
ルヘッドハウジング１の内壁の間の環状空間は、円筒状
になっており、レンズホルダー３によって、二つの圧力
室に水平方向に分けられている。それぞれ、ビームの入
口側に設けられた圧力室８と、ビームの出口方向に設け
られた圧力室９で、これらの圧力室は、ツールヘッドハ
ウジング１のそれぞれの端面で封じられている。他方、
ツールヘッドハウジング１は、レーザービーム１０が通
過できるように、受取りシリンダー６及び７の内側で
は、その端面が開放されている。ノズル１１は、ビーム
の出口側にある受取りシリンダー７に、レーザービーム
方向で隣接している。レーザービーム１０は、ノズル１
１の先端と向き合うように置かれた加工片１２に突き当
たり、処理される。
ルヘッドハウジング１の内壁の間の環状空間は、円筒状
になっており、レンズホルダー３によって、二つの圧力
室に水平方向に分けられている。それぞれ、ビームの入
口側に設けられた圧力室８と、ビームの出口方向に設け
られた圧力室９で、これらの圧力室は、ツールヘッドハ
ウジング１のそれぞれの端面で封じられている。他方、
ツールヘッドハウジング１は、レーザービーム１０が通
過できるように、受取りシリンダー６及び７の内側で
は、その端面が開放されている。ノズル１１は、ビーム
の出口側にある受取りシリンダー７に、レーザービーム
方向で隣接している。レーザービーム１０は、ノズル１
１の先端と向き合うように置かれた加工片１２に突き当
たり、処理される。
【００２９】二つの圧力室は、例えば図示されない適当
なシールにより、それ自体は密封されており、必要に応
じて、入口１３及び１４が用いられる。入口１４から、
ビームの出口側に設けられた圧力室にプロセスガスが供
給され、このプロセスガスは、例えば加工片１２の加工
に用いられる。後述するように、このプロセスガスは、
ノズル１１の先端部分から出て加工片１２に作用する前
に、光学式集束システム２を清浄、及び冷却するため
に、ガイドシリンダー５内に、光学式集束システム２方
向に導入される。図の明瞭性のために、図１にはガイド
シリンダー５の適当な開口部（openings）は示されてい
ない。一方、ビームの入口側に設けられた圧力室８の入
口１３は、圧力ライン１５によって、比例圧力バルブ１
６の出口に接続している。比例圧力バルブ１６は、圧力
入口線１７によってコントロールガスを、電気コントロ
ール線１８によって電気動作信号をそれぞれ受け取る。
比例圧力バルブ１６は、電気動作信号を、対応する比例
圧力信号に変換する機能を有する。
なシールにより、それ自体は密封されており、必要に応
じて、入口１３及び１４が用いられる。入口１４から、
ビームの出口側に設けられた圧力室にプロセスガスが供
給され、このプロセスガスは、例えば加工片１２の加工
に用いられる。後述するように、このプロセスガスは、
ノズル１１の先端部分から出て加工片１２に作用する前
に、光学式集束システム２を清浄、及び冷却するため
に、ガイドシリンダー５内に、光学式集束システム２方
向に導入される。図の明瞭性のために、図１にはガイド
シリンダー５の適当な開口部（openings）は示されてい
ない。一方、ビームの入口側に設けられた圧力室８の入
口１３は、圧力ライン１５によって、比例圧力バルブ１
６の出口に接続している。比例圧力バルブ１６は、圧力
入口線１７によってコントロールガスを、電気コントロ
ール線１８によって電気動作信号をそれぞれ受け取る。
比例圧力バルブ１６は、電気動作信号を、対応する比例
圧力信号に変換する機能を有する。
【００３０】さらに、パスピックアップ１９がレンズ取
り付け部３に接続される。このパスピックアップは、光
学式集束システム２の焦点の、ツールヘッドハウジング
１に対する位置の実際値を記憶する機能を有する。パス
ピックアップ１９は、例えば、高い分解力と再生力を持
つＬＶＤＴ（線形可変変差変換器）ピックアップが良
い。パスピックアップ１９によって生成される電気出力
信号は、ライン２０によって調整ユニット２１に伝えら
れる。この調整ユニット２１は、電気線２２によって、
光学式集束システムの焦点の、ツールヘッドハウジング
１に対する位置に関する規定の理論値を受信し、比例圧
力バルブ１６を駆動させる。その結果、レンズ取り付け
部３が、実際値と理論値を一致させるために、適当に移
動する。この場合、前記の規定の理論値はすでにツール
ヘッドハウジング１の加工片１２からの距離を考慮して
おり、この距離は、ノズル１１の先端に設けられた容量
性センサーなど、図示しないセンサーによってあらかじ
め計測されている。
り付け部３に接続される。このパスピックアップは、光
学式集束システム２の焦点の、ツールヘッドハウジング
１に対する位置の実際値を記憶する機能を有する。パス
ピックアップ１９は、例えば、高い分解力と再生力を持
つＬＶＤＴ（線形可変変差変換器）ピックアップが良
い。パスピックアップ１９によって生成される電気出力
信号は、ライン２０によって調整ユニット２１に伝えら
れる。この調整ユニット２１は、電気線２２によって、
光学式集束システムの焦点の、ツールヘッドハウジング
１に対する位置に関する規定の理論値を受信し、比例圧
力バルブ１６を駆動させる。その結果、レンズ取り付け
部３が、実際値と理論値を一致させるために、適当に移
動する。この場合、前記の規定の理論値はすでにツール
ヘッドハウジング１の加工片１２からの距離を考慮して
おり、この距離は、ノズル１１の先端に設けられた容量
性センサーなど、図示しないセンサーによってあらかじ
め計測されている。
【００３１】この例においては、焦点を理論的位置に調
節するために、光学式集束システム２、及びレンズホル
ダー３はそれぞれ気圧手段によって移動する。気圧によ
る移動には、光学式集束システムの調節のためにプロセ
スガスのガス気圧も利用できる、という利点がある。既
に述べたように、加工プロセスによって決まるプロセス
ガス圧力Ｐ１は、下部の圧力室９に行き渡っている。一
方、比例圧力バルブ１６によって定めることのできる、
コントロールガス圧力Ｐ２は、上部の圧力室で作用す
る。この圧力Ｐ２は、特定の制限を受ければ、プロセス
ガス圧力Ｐ１から得ることができる。また、圧力入口ラ
イン１７によって、別の圧力生成器からも得ることがで
きる。
節するために、光学式集束システム２、及びレンズホル
ダー３はそれぞれ気圧手段によって移動する。気圧によ
る移動には、光学式集束システムの調節のためにプロセ
スガスのガス気圧も利用できる、という利点がある。既
に述べたように、加工プロセスによって決まるプロセス
ガス圧力Ｐ１は、下部の圧力室９に行き渡っている。一
方、比例圧力バルブ１６によって定めることのできる、
コントロールガス圧力Ｐ２は、上部の圧力室で作用す
る。この圧力Ｐ２は、特定の制限を受ければ、プロセス
ガス圧力Ｐ１から得ることができる。また、圧力入口ラ
イン１７によって、別の圧力生成器からも得ることがで
きる。
【００３２】調節ユニット２１に対する規定の理論値の
結果、光学式集束システム２の焦点の位置を移動させる
必要がある場合、圧力Ｐ２を変化させることによってそ
の移動が行われる。圧力Ｐ２が圧力Ｐ１より小さい場
合、光学式集束システム２は図１の上方へ、つまり、レ
ーザービーム１０の伝達（propagation)方向と逆方向
へ、理論位置に到達するまで移動し、Ｐ１＝Ｐ２とな
る。圧力が異なる場合、圧力差が光学式集束システム２
の移動速度を決定する。また、Ｐ１＞Ｐ２の場合は、光
学式集束システム２は、焦点が適当な理論位置に定まる
まで下部に移動する。既に述べたように、圧力Ｐ２の設
定は、比例圧力バルブ１６を通じ、調節ユニット２１に
よって行われる。
結果、光学式集束システム２の焦点の位置を移動させる
必要がある場合、圧力Ｐ２を変化させることによってそ
の移動が行われる。圧力Ｐ２が圧力Ｐ１より小さい場
合、光学式集束システム２は図１の上方へ、つまり、レ
ーザービーム１０の伝達（propagation)方向と逆方向
へ、理論位置に到達するまで移動し、Ｐ１＝Ｐ２とな
る。圧力が異なる場合、圧力差が光学式集束システム２
の移動速度を決定する。また、Ｐ１＞Ｐ２の場合は、光
学式集束システム２は、焦点が適当な理論位置に定まる
まで下部に移動する。既に述べたように、圧力Ｐ２の設
定は、比例圧力バルブ１６を通じ、調節ユニット２１に
よって行われる。
【００３３】本発明のツールヘッドの実施例が、さらに
図２に示される。この例において、図１と同じ要素は同
じ参照番号で示されており、再び説明はされない。
図２に示される。この例において、図１と同じ要素は同
じ参照番号で示されており、再び説明はされない。
【００３４】図２において、図１に示されたガイドシリ
ンダー５は、ビームの出口側に設けられたレンズホルダ
ー３の表面に取り付けられていない。この様に、レンズ
ホルダー３は、受け取りシリンダー６内にあるガイドシ
リンダー４によってのみガイドされる。一方、レンズホ
ルダー３は、パスピックアップ１９だけでなく、調節モ
ーター２３にも接続されている。調節モーター２３は、
電気コントロールライン１８によって、調節ユニット２
１から電気動作信号を受信する。
ンダー５は、ビームの出口側に設けられたレンズホルダ
ー３の表面に取り付けられていない。この様に、レンズ
ホルダー３は、受け取りシリンダー６内にあるガイドシ
リンダー４によってのみガイドされる。一方、レンズホ
ルダー３は、パスピックアップ１９だけでなく、調節モ
ーター２３にも接続されている。調節モーター２３は、
電気コントロールライン１８によって、調節ユニット２
１から電気動作信号を受信する。
【００３５】保護ガラス２４が、ビームの出口側に、光
学式集束システム２及びレンズ取り付け部３から離し
て、その下部に設けられており、この保護ガラス２４
が、ツールヘッドハウジング１の内部を半分に分けてい
る。保護ガラス２４とツールヘッドハウジング１の内壁
の間にはガスが漏れないようになっている。保護ガラス
２４の位置は、レンズホルダー３及び光学式集束システ
ム２が、光学式集束システム２の焦点の実際の位置を、
とくに調節モータ２３によって規定の理論値に一致させ
るために十分な軸方向の運動ができるように、選択され
る。保護ガラス２４の下部に設けられた、ツールヘッド
ハウジング１の空間２５には、入口１４を通じ、プロセ
スガスが供給されている。このプロセスガスは、受け取
りシリンダー７の端面から、ノズル１１の内部、および
加工片１２の方向にも流れ込む。この例において、受け
取りシリンダー７は省略可能である。プロセスガスが、
レンズホルダー３、及び光学式集束システム２の設けら
れた、保護ガラスの反対側まで伝わらないことが重要で
ある。この様に、プロセスガス圧力は調節モーター２３
によるレンズホルダー３の調節に、影響を及ぼさない。
したがって、調節モーター２３は、レンズホルダー３の
移動中、プロセスガス圧力に対して作用する必要はな
い。従って、調節モーター２３は、比較的低いパワーで
設計することができる。
学式集束システム２及びレンズ取り付け部３から離し
て、その下部に設けられており、この保護ガラス２４
が、ツールヘッドハウジング１の内部を半分に分けてい
る。保護ガラス２４とツールヘッドハウジング１の内壁
の間にはガスが漏れないようになっている。保護ガラス
２４の位置は、レンズホルダー３及び光学式集束システ
ム２が、光学式集束システム２の焦点の実際の位置を、
とくに調節モータ２３によって規定の理論値に一致させ
るために十分な軸方向の運動ができるように、選択され
る。保護ガラス２４の下部に設けられた、ツールヘッド
ハウジング１の空間２５には、入口１４を通じ、プロセ
スガスが供給されている。このプロセスガスは、受け取
りシリンダー７の端面から、ノズル１１の内部、および
加工片１２の方向にも流れ込む。この例において、受け
取りシリンダー７は省略可能である。プロセスガスが、
レンズホルダー３、及び光学式集束システム２の設けら
れた、保護ガラスの反対側まで伝わらないことが重要で
ある。この様に、プロセスガス圧力は調節モーター２３
によるレンズホルダー３の調節に、影響を及ぼさない。
したがって、調節モーター２３は、レンズホルダー３の
移動中、プロセスガス圧力に対して作用する必要はな
い。従って、調節モーター２３は、比較的低いパワーで
設計することができる。
【００３６】調節モーター２３の代わりに圧電装置を用
いることも可能である。その他の点に関しては、光学式
集束システム２の焦点の位置設定は、図１について既に
述べられた規則の原理に従って行われる。
いることも可能である。その他の点に関しては、光学式
集束システム２の焦点の位置設定は、図１について既に
述べられた規則の原理に従って行われる。
【００３７】図３及び図４は、レンズホルダー及び光学
式集束システムを気圧によって調節するツールヘッドの
実際の構成を示している。この場合も、図１及び２と同
じ要素は、同じ参照番号で示される。
式集束システムを気圧によって調節するツールヘッドの
実際の構成を示している。この場合も、図１及び２と同
じ要素は、同じ参照番号で示される。
【００３８】図３及び４において、光学式集束システム
２はレンズホルダー３内に設けられている。ビームの入
口側において、レンズホルダー３はガイドシリンダー４
に完全に接続しており、この場合、お互いに同心を有し
ている。レンズホルダー３とガイドシリンダー４は、ツ
ールヘッドハウジング内部に、同心上に設けられてい
る。ツールハウジング１の周面方向にお互い９０度の位
置になるように設けられた二つの調節ねじによって、レ
ンズホルダー３は、ツールヘッドハウジング１の軸方向
と垂直の面において、所望の方法で、光学式レンズシス
テム２を調節できるように、お互いに垂直である放射方
向に移動が可能である。この場合、調節ねじは、キャリ
アリング２７に、回転できるように取り付けられてお
り、この構造（arrangement)において、ツールヘッドハ
ウジング１の内部にあるカップ型キャリア２８に捩じ込
むことができる。カップ型キャリア２８には、開口通路
（passage opening)２９があり、この開口を通ってガイ
ドシリンダー４が突出している。開口通路２９は、ガイ
ドシリンダー４の外周の直径よりも大きい。ガイドシリ
ンダー４は、プロジェクション３０によって、移動でき
るようにカップ型キャリア２８の底面に取り付けられて
いる。プロジェクション３０も、同様に環状に作られて
おり、ガイドシリンダー４と同心を有するように設けら
れている。圧力要素３１は、それぞれの調節ねじ２６の
向かい側に設けられており、プロジェクション３０によ
って、放射方向に動かずにガイドシリンダー４を支えて
いる。従って、調節ねじ２６が回転すると、ガイドシリ
ンダー４は、環状プロジェクション３０によって、ツー
ルヘッドハウジング１の放射方向に、圧力要素３１の力
に抗して移動する。この場合、プロジェクション３０は
カップ型キャリア２８の内壁上を移動する。開口通路２
９は、ガイドシリンダー４の移動のために十分な空間が
取れるような大きさに作られる。圧力要素３１も、キャ
リアリング２７に固定されている。
２はレンズホルダー３内に設けられている。ビームの入
口側において、レンズホルダー３はガイドシリンダー４
に完全に接続しており、この場合、お互いに同心を有し
ている。レンズホルダー３とガイドシリンダー４は、ツ
ールヘッドハウジング内部に、同心上に設けられてい
る。ツールハウジング１の周面方向にお互い９０度の位
置になるように設けられた二つの調節ねじによって、レ
ンズホルダー３は、ツールヘッドハウジング１の軸方向
と垂直の面において、所望の方法で、光学式レンズシス
テム２を調節できるように、お互いに垂直である放射方
向に移動が可能である。この場合、調節ねじは、キャリ
アリング２７に、回転できるように取り付けられてお
り、この構造（arrangement)において、ツールヘッドハ
ウジング１の内部にあるカップ型キャリア２８に捩じ込
むことができる。カップ型キャリア２８には、開口通路
（passage opening)２９があり、この開口を通ってガイ
ドシリンダー４が突出している。開口通路２９は、ガイ
ドシリンダー４の外周の直径よりも大きい。ガイドシリ
ンダー４は、プロジェクション３０によって、移動でき
るようにカップ型キャリア２８の底面に取り付けられて
いる。プロジェクション３０も、同様に環状に作られて
おり、ガイドシリンダー４と同心を有するように設けら
れている。圧力要素３１は、それぞれの調節ねじ２６の
向かい側に設けられており、プロジェクション３０によ
って、放射方向に動かずにガイドシリンダー４を支えて
いる。従って、調節ねじ２６が回転すると、ガイドシリ
ンダー４は、環状プロジェクション３０によって、ツー
ルヘッドハウジング１の放射方向に、圧力要素３１の力
に抗して移動する。この場合、プロジェクション３０は
カップ型キャリア２８の内壁上を移動する。開口通路２
９は、ガイドシリンダー４の移動のために十分な空間が
取れるような大きさに作られる。圧力要素３１も、キャ
リアリング２７に固定されている。
【００３９】縦方向の溝３２及び３３は、お互いに向き
合うように、ツールヘッドハウジング１内に設けられて
おり、圧力要素３１及び調節ねじ２６を受けている。プ
ロジェクション３０、及び調節ねじ２６は、この縦方向
の溝３２及び３３内部に、ツールヘッドハウジングの軸
方向に移動される。この移動の際、キャリアリング２７
も同時に移動する。従って、キャリアリング２７がツー
ルヘッドハウジング１の軸方向へ移動すると、これに対
応して、光学式集束システム２が、レンズホルダー３、
ガイドシリンダー４、環状プロジェクション３０、及
び、調節ねじ２６、圧力要素３１によって、引っ張られ
る。光学式集束システム２、調節ねじ２６、及び圧力要
素３１が、ツールヘッドハウジング１の軸方向へ移動で
きる範囲を制限するために、二つの環状アバットメント
３４、及び３５が、ツールヘッドハウジング１の外周壁
に設けられている。この環状アバットメント３４及び３
５は、例えば、ツールヘッドハウジング１の外周上の、
対応する外ねじに捩じ込まれる、ねじ付きリングであ
る。２６及び３１の要素がツールヘッドハウジング１の
軸方向に移動するための規定の空間だけが確保できるよ
うに、環状アバットメント３４、３５は、回転によって
お互いに対する相対位置に移動できる。この様に、環状
アバットメント３４及び３５は、キャリアリング２７及
び光学式集束システム２の規定の理論位置を設定するた
めに用いることができる。
合うように、ツールヘッドハウジング１内に設けられて
おり、圧力要素３１及び調節ねじ２６を受けている。プ
ロジェクション３０、及び調節ねじ２６は、この縦方向
の溝３２及び３３内部に、ツールヘッドハウジングの軸
方向に移動される。この移動の際、キャリアリング２７
も同時に移動する。従って、キャリアリング２７がツー
ルヘッドハウジング１の軸方向へ移動すると、これに対
応して、光学式集束システム２が、レンズホルダー３、
ガイドシリンダー４、環状プロジェクション３０、及
び、調節ねじ２６、圧力要素３１によって、引っ張られ
る。光学式集束システム２、調節ねじ２６、及び圧力要
素３１が、ツールヘッドハウジング１の軸方向へ移動で
きる範囲を制限するために、二つの環状アバットメント
３４、及び３５が、ツールヘッドハウジング１の外周壁
に設けられている。この環状アバットメント３４及び３
５は、例えば、ツールヘッドハウジング１の外周上の、
対応する外ねじに捩じ込まれる、ねじ付きリングであ
る。２６及び３１の要素がツールヘッドハウジング１の
軸方向に移動するための規定の空間だけが確保できるよ
うに、環状アバットメント３４、３５は、回転によって
お互いに対する相対位置に移動できる。この様に、環状
アバットメント３４及び３５は、キャリアリング２７及
び光学式集束システム２の規定の理論位置を設定するた
めに用いることができる。
【００４０】レンズホルダー３は、ビームの出口側で、
下端が内側に伸びるリングである、角のあるリングシー
ティング３６に取り付けられており、このリングシーテ
ィングによって、レンズホルダー３はノズル型ボディ３
７上を移動する。ノズル型ボディ３７は、圧縮ばね３８
によって、レンズホルダー３の方向に押される。この圧
縮ばねは、フロントハウジング部３９に支えられてお
り、このフロントハウジング部は、ツールヘッドハウジ
ング１の前端面、つまり、ビームの出口側に設けられた
ツールヘッドハウジング１の前面に、取り外しできるよ
うに接続されている。フロントハウジング部３９には、
ビームの出口用の開口通路が、同心上に形成されてい
る。ノズルボディ３７の上部の端面に設けられた、縁型
（rim-type)プロジェクション４１によって、ノズルボ
ディ３７は、角のあるリングシーティング３６に接触す
る（engage over)。この場合、光学式レンズシステム２
が、調節ねじ２６によって放射方向に移動したときに、
角のあるリングシーティング３６が縁型プロジェクショ
ン４１内を放射方向に移動できるようにする。縁型プロ
ジェクション４１は、フロントハウジング部１の内壁に
接しており、この部分にシーリング４２がある。従っ
て、ビームの出口側に設けられた圧力室９は、縁型プロ
ジェクション４１、ノズルボディ３７、及びフロントハ
ウジング部３９によって形成され、この圧力室には、開
口４３を通じてプロセスガスが導入できる。プロセスガ
スは、ノズルボディ３７の開口通路４４を通じ、圧力室
９からノズルボディ３７の内部に入れられる。この場
合、続いてプロセスガスは、開口通路４０を通って、加
工片の方向へ流れる（図示されず）。ノズルボディ３７
の開口通路４４は、プロセスガスが、光学式集束システ
ム２を冷却及び清浄するために、圧力室９からを出た
後、第一に、光学式集束システム２の方向に流れ込むよ
うに調整される。
下端が内側に伸びるリングである、角のあるリングシー
ティング３６に取り付けられており、このリングシーテ
ィングによって、レンズホルダー３はノズル型ボディ３
７上を移動する。ノズル型ボディ３７は、圧縮ばね３８
によって、レンズホルダー３の方向に押される。この圧
縮ばねは、フロントハウジング部３９に支えられてお
り、このフロントハウジング部は、ツールヘッドハウジ
ング１の前端面、つまり、ビームの出口側に設けられた
ツールヘッドハウジング１の前面に、取り外しできるよ
うに接続されている。フロントハウジング部３９には、
ビームの出口用の開口通路が、同心上に形成されてい
る。ノズルボディ３７の上部の端面に設けられた、縁型
（rim-type)プロジェクション４１によって、ノズルボ
ディ３７は、角のあるリングシーティング３６に接触す
る（engage over)。この場合、光学式レンズシステム２
が、調節ねじ２６によって放射方向に移動したときに、
角のあるリングシーティング３６が縁型プロジェクショ
ン４１内を放射方向に移動できるようにする。縁型プロ
ジェクション４１は、フロントハウジング部１の内壁に
接しており、この部分にシーリング４２がある。従っ
て、ビームの出口側に設けられた圧力室９は、縁型プロ
ジェクション４１、ノズルボディ３７、及びフロントハ
ウジング部３９によって形成され、この圧力室には、開
口４３を通じてプロセスガスが導入できる。プロセスガ
スは、ノズルボディ３７の開口通路４４を通じ、圧力室
９からノズルボディ３７の内部に入れられる。この場
合、続いてプロセスガスは、開口通路４０を通って、加
工片の方向へ流れる（図示されず）。ノズルボディ３７
の開口通路４４は、プロセスガスが、光学式集束システ
ム２を冷却及び清浄するために、圧力室９からを出た
後、第一に、光学式集束システム２の方向に流れ込むよ
うに調整される。
【００４１】さらに、ノズルボディ３７に向かい合う、
フロントハウジング部３９の内壁は、円筒状に伸びてお
り、光学式集束システム２が軸方向に移動すると、シー
ルリング４２がこの円筒状の内壁に沿って動くようにな
っている。
フロントハウジング部３９の内壁は、円筒状に伸びてお
り、光学式集束システム２が軸方向に移動すると、シー
ルリング４２がこの円筒状の内壁に沿って動くようにな
っている。
【００４２】既に述べたように、フロントハウジング部
３９はツールヘッドハウジング１から取り外せるので、
その場合、光学式集束システム２は剥き出しになり、簡
単に交換ができる。交換するには、ただ、光学式集束シ
ステムをレンズ取り付け部から、前方に、つまりビーム
方向に、取り出せばいいのである。
３９はツールヘッドハウジング１から取り外せるので、
その場合、光学式集束システム２は剥き出しになり、簡
単に交換ができる。交換するには、ただ、光学式集束シ
ステムをレンズ取り付け部から、前方に、つまりビーム
方向に、取り出せばいいのである。
【００４３】光学式集束システム２の上部、すなわち、
ビームの入口側には、リング要素４５があり、このリン
グ要素４５は、例えば、カップ型キャリア２８の上端
に、取り外せるように取り付けてあり、カップ型キャリ
ア２８と共に移動する。リング要素４５は、ツールヘッ
ドハウジング１の内壁に位置し、その部分にシールリン
グ４６を持つ。リング要素４５から離れた上部に、環状
のルーフ要素（roof element) ４７があり、ツールヘッ
ドハウジング１の内側の表面に固定されるように接続さ
れている。ここでも、シールリング４８が、ルーフ要素
４７とツールヘッドハウジングの内壁の間にある。環状
のルーフ要素４７、ツールヘッドハウジング１の外壁、
及び、リング要素４５が、ビームの出口側に設けられた
圧力室８を形成する。この場合、リング要素４５及び環
状ルーフ要素４７の壁は、圧力室８の完全な密封のため
に、一部が重なってもよい。シール要素４９が二つの壁
の間にある。
ビームの入口側には、リング要素４５があり、このリン
グ要素４５は、例えば、カップ型キャリア２８の上端
に、取り外せるように取り付けてあり、カップ型キャリ
ア２８と共に移動する。リング要素４５は、ツールヘッ
ドハウジング１の内壁に位置し、その部分にシールリン
グ４６を持つ。リング要素４５から離れた上部に、環状
のルーフ要素（roof element) ４７があり、ツールヘッ
ドハウジング１の内側の表面に固定されるように接続さ
れている。ここでも、シールリング４８が、ルーフ要素
４７とツールヘッドハウジングの内壁の間にある。環状
のルーフ要素４７、ツールヘッドハウジング１の外壁、
及び、リング要素４５が、ビームの出口側に設けられた
圧力室８を形成する。この場合、リング要素４５及び環
状ルーフ要素４７の壁は、圧力室８の完全な密封のため
に、一部が重なってもよい。シール要素４９が二つの壁
の間にある。
【００４４】図４には、チャネル５１を通って、ビーム
の入口側に設けられた圧力室８へ導入される、コントロ
ールガスの入口５０が示されている。（図３には）もう
一つのガスチャネル５２が、環状ルーフ要素４７内に設
けられ、チャネル５３によって、ガス入口５４に接続し
ている。環状ルーフ要素４７内部には、開口通路５５が
あり、光学式集束システム２を冷却、及び清浄するため
に、この開口を通って、コントロールガスが光学式集束
システム２のビームの入口方向に、ガスチャネル５２か
ら、送られる。
の入口側に設けられた圧力室８へ導入される、コントロ
ールガスの入口５０が示されている。（図３には）もう
一つのガスチャネル５２が、環状ルーフ要素４７内に設
けられ、チャネル５３によって、ガス入口５４に接続し
ている。環状ルーフ要素４７内部には、開口通路５５が
あり、光学式集束システム２を冷却、及び清浄するため
に、この開口を通って、コントロールガスが光学式集束
システム２のビームの入口方向に、ガスチャネル５２か
ら、送られる。
【００４５】パスピックアップ１９は、図１及び２に関
連して既に述べたが、（図４においては）、ツールヘッ
ドハウジング１の外周に設けられ、フランジ５６によっ
て、ツールヘッドハウジングに固定されるように接続さ
れている。パスピックアップ１９の可動要素（movable
element)５７は、例えば、端面ねじ５９によって、第二
フランジ５８に固定されている。この場合、第二フラン
ジ５８は、キャリアリング２７に固定されている。キャ
リアリング２７がツールヘッドハウジング１の軸方向に
移動すると、可動要素５７はこれに対応し、第二フラン
ジ５８によって引っ張られ、同様に、ツールヘッドハウ
ジング１、あるいはパスピックアップ１９の軸方向へ移
動する。パスピックアップ１９、及び可動要素５７の相
対位置の結果、ツールヘッドハウジング１内の光学式集
束システム２の位置に対応する出力信号が生成され、こ
の出力信号は、電気線２０によって、既に述べた調整ユ
ニット２１に送信される。
連して既に述べたが、（図４においては）、ツールヘッ
ドハウジング１の外周に設けられ、フランジ５６によっ
て、ツールヘッドハウジングに固定されるように接続さ
れている。パスピックアップ１９の可動要素（movable
element)５７は、例えば、端面ねじ５９によって、第二
フランジ５８に固定されている。この場合、第二フラン
ジ５８は、キャリアリング２７に固定されている。キャ
リアリング２７がツールヘッドハウジング１の軸方向に
移動すると、可動要素５７はこれに対応し、第二フラン
ジ５８によって引っ張られ、同様に、ツールヘッドハウ
ジング１、あるいはパスピックアップ１９の軸方向へ移
動する。パスピックアップ１９、及び可動要素５７の相
対位置の結果、ツールヘッドハウジング１内の光学式集
束システム２の位置に対応する出力信号が生成され、こ
の出力信号は、電気線２０によって、既に述べた調整ユ
ニット２１に送信される。
【００４６】既に、詳細に説明したように、圧力室８及
び９内の流体の圧力を制御することによって、光学式集
束システム２の焦点を軸方向に移動するために、ツール
ヘッドハウジング１内の光学式集束システム２を、その
軸方向に移動することができる。光学式集束システム２
の焦点距離は、一般的に、分かっているので、レンズ取
り付け部３の位置がパスピックアップ１９によって計測
されれば、ツールヘッドハウジング１に対する焦点の相
対位置も分かる。この様に、圧力室８及び９の適当に調
整された圧力によって移動するシステムであり、このシ
ステムは、次の要素から構成されている。下から順に、
圧縮ばね３８によって支えられるノズルボディ３９、角
のあるレンズシーティング３６、レンズ取り付け部３、
光学式集束システム２、ガイドシリンダー４、カップ型
キャリア２８、プロジェクション３０、調節ねじ２６、
圧力要素３１、キャリアリング２７、及びリング要素４
５である。
び９内の流体の圧力を制御することによって、光学式集
束システム２の焦点を軸方向に移動するために、ツール
ヘッドハウジング１内の光学式集束システム２を、その
軸方向に移動することができる。光学式集束システム２
の焦点距離は、一般的に、分かっているので、レンズ取
り付け部３の位置がパスピックアップ１９によって計測
されれば、ツールヘッドハウジング１に対する焦点の相
対位置も分かる。この様に、圧力室８及び９の適当に調
整された圧力によって移動するシステムであり、このシ
ステムは、次の要素から構成されている。下から順に、
圧縮ばね３８によって支えられるノズルボディ３９、角
のあるレンズシーティング３６、レンズ取り付け部３、
光学式集束システム２、ガイドシリンダー４、カップ型
キャリア２８、プロジェクション３０、調節ねじ２６、
圧力要素３１、キャリアリング２７、及びリング要素４
５である。
【図１】気圧によるレンズ取り付け部の調節を行う、ツ
ールヘッドの基本的構成である。
ールヘッドの基本的構成である。
【図２】電気モータによるレンズ取り付け部の調整を行
う、ツールヘッドの基本的構成である。
う、ツールヘッドの基本的構成である。
【図３】気圧によるレンズ取り付け部の調整を行うツー
ルヘッドの、例示された実施例の軸方向断面図である。
ルヘッドの、例示された実施例の軸方向断面図である。
【図４】図３による、例示された実施例の、別の軸方向
断面図である。
断面図である。
１ ツールヘッドハウジング ２ 光学式集束システム ３ レンズ取り付け部 ８，９ 圧力室 １０ レーザービーム １２ 加工片 １６ 圧力調整バルブ １９ パスピックアップ ２１ 調節ユニット ２３ 電気モータ ２４ 保護ガラス ３４，３５ アバットメント ３８ 圧縮ばね ５２ ガスチャネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーン スタインハウアー ドイツ連邦共和国 7500 カールスルーエ 31 バルドマイステルベグ ７ (72)発明者 ユーゲン バルツ ドイツ連邦共和国 7570 バーデン−バー デン シュバルツバルドシュトラッセ 23 (72)発明者 ユーゲン フォルペル ドイツ連邦共和国 7562 ゲルンスバッハ ラウテンバッハー シュトラッセ 18
Claims (24)
- 【請求項１】 光学式集束システムを通過するレーザー
ビームによって加工片の加工を行うツールヘッドであっ
て、 前記光学式集束システムは、前記ツールヘッド内に設け
られ、レンズ取り付け部に装荷されており、前記レンズ
取り付け部をレーザービーム方向に前記ツールヘッドに
対し相対移動することによって位置決めされ、 前記レンズ取り付け部は、自動調節手段によって移動す
ることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項２】 請求項１記載のツールヘッドにおいて、
自動調節手段が気圧式調節手段であることを特徴とする
ツールヘッド。 - 【請求項３】 請求項１記載のツールヘッドにおいて、
自動調節手段が水圧式調節手段であることを特徴とする
ツールヘッド。 - 【請求項４】 請求項１記載のツールヘッドにおいて、
自動調節手段が電気式調節手段であることを特徴とする
ツールヘッド。 - 【請求項５】 請求項２または３記載のツールヘッドに
おいて、前記レンズ取り付け部によって分割された二つ
の圧力室が形成され、前記二つの圧力室はレーザービー
ム方向にレンズ取り付け部の前方及び後方に設けられ、
レンズ取り付け部の移動のために場合に応じてこの二つ
の圧力室に流体を満たされることを特徴とするツールヘ
ッド。 - 【請求項６】 請求項５記載のツールヘッドにおいて、
前記流体が液体であることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項７】 請求項５記載のツールヘッドにおいて、
前記流体が気体であることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項８】 請求項５及び７記載のツールヘッドにお
いて、加工片の加工に用いられるプロセスガスは、少な
くとも、ビームの出口側に設けられた圧力室に導入され
ることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項９】 請求項８記載のツールヘッドにおいて、
前記プロセスガスは両方の圧力室に導入されることを特
徴とするツールヘッド。 - 【請求項１０】 請求項８記載のツールヘッドにおい
て、別のコントロールガスがビームの入り口側に設けら
れた圧力室に導入されることを特徴とするツールヘッ
ド。 - 【請求項１１】 請求項９または１０記載のツールヘッ
ドにおいて、少なくともビームの入り口側に設けられた
圧力室が圧力調整バルブに接続することを特徴とするツ
ールヘッド。 - 【請求項１２】 請求項７から１２記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、少なくともビームの出口側に設け
られた圧力室内のガスが、光学式集束システムのビーム
出口側に向かって流れることを特徴とするツールヘッ
ド。 - 【請求項１３】 請求項７から１２記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、ビームの入り口側に設けられた圧
力室内のガスが、光学式集束システムのビーム入り口側
に向かってガイドされることを特徴とするツールヘッ
ド。 - 【請求項１４】 請求項５から１３記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、圧力を受けるレンズ取り付け部の
表面がそれぞれの圧力室に対して異なった大きさである
ことを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項１５】 請求項１から１４記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、レンズ取り付け部が、ビーム出口
側に設けられたばねの力に抗して移動することを特徴と
するツールヘッド。 - 【請求項１６】 請求項１から１５記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、相対的に移動可能な壁の間の密封
部分において、シール要素、及び向かい合う壁部分に、
摩擦減少表面コートを施すことを特徴とするツールヘッ
ド。 - 【請求項１７】 請求項４または５記載のツールヘッド
において、レンズ取り付け部は電気モータによって調節
できることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項１８】 請求項４または５記載のツールヘッド
において、レンズ取り付け部は圧電ドライブによって調
節できることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項１９】 請求項１７または１８記載のツールヘ
ッドにおいて、光学式集束システム及びレンズ取り付け
部のための空間を密封して、加工片の加工のためにプロ
セスガスが用いられる空間から隔てるために、保護ガラ
スがビーム出口側に、光学式集束システムから離して設
けられていることを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項２０】 請求項１から１９記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、レンズ取り付け部を所定の理論的
位置に調節するための、機械的に調節可能なアバットメ
ントを含むことを特徴とするツールヘッド。 - 【請求項２１】 請求項２０記載のツールヘッドにおい
て、それぞれのアバットメントに、レンズ取り付け部を
捕捉するための捕捉装置を設けたことを特徴とするツー
ルヘッド。 - 【請求項２２】 請求項７から１２記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、ビーム入り口側に設けられた圧力
室８から離れたガスチャネルを通って、冷却ガスが光学
式集束システムのビーム入り口方向にガイドされること
を特徴とするツールヘッド。 - 【請求項２３】 請求項１から２２記載の内の１つのツ
ールヘッドにおいて、パスピックアップがレンズ取り付
け部に接続され、前記パスピックアップがレンズ取り付
け部、または光学式集束システムのツールヘッドに対す
る相対的位置を計測する機能をすることを特徴とするツ
ールヘッド。 - 【請求項２４】 請求項２３記載のツールヘッドによる
加工片の加工用装置であって、 加工片とツールヘッドの間の距離は電気手段によって計
測され、 光学式集束システムの焦点の、加工片に対する相対位置
を調節する調節ユニットを有し、 位置調節は、パスピックアップによって計測されたレン
ズ取り付け部の位置、及びツールヘッドと加工片の間の
計測距離によって、レンズ取り付け部を移動することに
よって行われることを特徴とする加工片加工装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4129278:2 | 1991-09-03 | ||
| DE4129278A DE4129278A1 (de) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | Werkzeugkopf mit automatisch verstellbarer fokussierungsoptik |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0639573A true JPH0639573A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2505355B2 JP2505355B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=6439768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4236003A Expired - Fee Related JP2505355B2 (ja) | 1991-09-03 | 1992-09-03 | 自動調節光学式集束システム付ツ―ルヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5332881A (ja) |
| JP (1) | JP2505355B2 (ja) |
| DE (2) | DE4143414C2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039187A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-12 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工機 |
| KR100797862B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2008-01-24 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 에너지 포집 장치 및 그 사용 방법 |
| KR100868087B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2008-11-10 | 주식회사 포스코 | 레이저절단설비의 자동초점조정장치 |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804206B2 (ja) * | 1992-09-22 | 1998-09-24 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッド |
| DE4235592C1 (de) * | 1992-10-22 | 1994-01-27 | Aclas Lasertech Masch | Laser-Bearbeitungskopf und Zusatzeinrichtung für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine |
| DE9407288U1 (de) * | 1994-05-02 | 1994-08-04 | Trumpf Gmbh & Co, 71254 Ditzingen | Laserschneidmaschine mit Fokuslageneinstellung |
| BE1009138A3 (nl) * | 1995-02-20 | 1996-12-03 | Lvd Co | Laserapparaat met automatische focusseerinrichting. |
| JPH0947889A (ja) * | 1995-08-02 | 1997-02-18 | Komatsu Ltd | レーザマーカ |
| DE19615615C2 (de) * | 1996-04-19 | 1998-04-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung und Verfahren zum Überwachen der Druckdifferenz zwischen zwei Teilräumen, deren gasdichte Trennung ein optisches Bauteil bildet |
| DE19630147C2 (de) * | 1996-07-25 | 2000-01-05 | Precitec Gmbh | Anschlußkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
| DE19655127C2 (de) * | 1996-07-25 | 2001-09-27 | Precitec Gmbh | Anschlußkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
| US6201209B1 (en) | 1996-11-12 | 2001-03-13 | Jordi Llado Abella | Laser system for marking or perforating |
| DE19816029A1 (de) * | 1998-04-09 | 1999-10-14 | Volkswagen Ag | Laservorrichtung zur Materialbearbeitung |
| CA2243090A1 (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-10 | Timothy M. Richardson | Inverted darkfield contrast microscope and method |
| DE19847995A1 (de) * | 1998-10-17 | 2000-04-20 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zum Positionieren eines Objektes |
| DE19847996A1 (de) * | 1998-10-17 | 2000-04-20 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zum Positionieren eines Objektes |
| DE19858018C1 (de) * | 1998-12-16 | 2000-09-21 | Rieber Gmbh & Co | Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Schweißen von Metall sowie Schutzgasduschvorrichtung hierfür |
| US6204473B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-03-20 | W.A. Whitney Co. | Laser-equipped machine tool cutting head with pressurized counterbalance |
| CA2326896A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-05-26 | Powerlasers Ltd. | Inclined beam lap welding |
| EP1330326B1 (de) | 2000-10-06 | 2007-08-29 | Pac Tech - Packaging Technologies GmbH | Vorrichtung zum entfernen von lotmaterial von einer lötstelle |
| US6777641B2 (en) | 2002-04-16 | 2004-08-17 | W.A. Whitney Co. | Method and apparatus for laser piercing and cutting metal sheet and plate |
| US7180918B2 (en) * | 2003-05-16 | 2007-02-20 | Metal Improvement Company, Llc | Self-seeded single-frequency solid-state ring laser and system using same |
| US7209500B2 (en) * | 2003-10-30 | 2007-04-24 | Metal Improvement Company, Llc | Stimulated Brillouin scattering mirror system, high power laser and laser peening method and system using same |
| US7110171B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-09-19 | Metal Improvement Company, Llc | Relay telescope including baffle, and high power laser amplifier utilizing the same |
| ATE498928T1 (de) * | 2003-10-30 | 2011-03-15 | Metal Improvement Company Llc | Relay teleskop, laserverstärker, und laserschockbestrahlungsverfahren und dessen vorrichtung |
| US7291805B2 (en) * | 2003-10-30 | 2007-11-06 | The Regents Of The University Of California | Target isolation system, high power laser and laser peening method and system using same |
| US7718921B2 (en) * | 2004-11-17 | 2010-05-18 | Metal Improvement Company Llc | Active beam delivery system with variable optical path segment through air |
| US7750266B2 (en) * | 2004-11-17 | 2010-07-06 | Metal Improvement Company Llc | Active beam delivery system for laser peening and laser peening method |
| US7851725B2 (en) * | 2004-11-17 | 2010-12-14 | Metal Improvement Company Llc | Active beam delivery system with image relay |
| DE102007028570B4 (de) | 2006-08-30 | 2024-11-07 | Reis Robotics Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken unter Verwendung eines Laserstrahls |
| US8212177B2 (en) * | 2007-08-15 | 2012-07-03 | Caterpillar Inc. | Variable focus laser machining system |
| EP2062679B1 (de) * | 2007-11-26 | 2015-01-07 | Bystronic Laser AG | Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine mit einer Zuführung von Gas und einer Kompensationseinrichtung zur Kompensation der von zugeführtem Gas übertragenen Kräfte |
| EP2062676B1 (de) * | 2007-11-26 | 2012-01-25 | Bystronic Laser AG | Wechsel-Modul für einen modularen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine ; entsprechende modularen Bearbeitungskopf und Laserbearbeitungsmaschine |
| DE102008048502A1 (de) | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Precitec Kg | Optische Vorrichtung zur Fokussierung eines Laserstrahls in einen Arbeitsfokus, insbesondere zur Fokussierung eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungskopf zur Materialbearbeitung |
| US10072971B2 (en) | 2010-04-16 | 2018-09-11 | Metal Improvement Company, Llc | Flexible beam delivery system for high power laser systems |
| RU2607500C2 (ru) | 2010-12-16 | 2017-01-10 | Бистроник Лейзер Аг | Устройство для лазерной обработки и способ лазерной обработки, содержащие синглетную линзу для фокусировки |
| US9395511B1 (en) | 2014-01-30 | 2016-07-19 | Magnet-Schultz Of America, Inc. | Voice coil actuator with integrated LVDT |
| DE102014209308B4 (de) * | 2014-05-16 | 2016-12-15 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Laserbearbeitungskopf mit Linsenwechselsystem |
| WO2018127317A1 (de) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Laserwerkzeug mit fokusverstelleinheit |
| DE102017200080A1 (de) * | 2017-01-05 | 2018-07-05 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Laserwerkzeug mit Hohlwellenantrieb und nicht-rotierender Linse |
| CN107096995B (zh) * | 2017-06-22 | 2019-12-13 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种激光切割机切割头调焦的方法 |
| JP6616368B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-12-04 | ファナック株式会社 | レーザ加工前に光学系の汚染レベルに応じて加工条件を補正するレーザ加工装置 |
| CN112122774A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-25 | 深圳市圭华智能科技有限公司 | 一种压电促动器实时焦点跟踪系统 |
| CN112440003A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-05 | 淮安特创科技有限公司 | 防反射激光加工装置及激光加工设备 |
| CN112372159A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-02-19 | 于向红 | 一种毛毡布激光切割机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145646A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | リコ−応用電子研究所株式会社 | 自動焦点調整式ハンドピ−ス |
| JPS63189492U (ja) * | 1987-05-25 | 1988-12-06 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE306456C (ja) * | ||||
| CH667413A5 (de) * | 1985-09-24 | 1988-10-14 | Laser Work Ag | Verfahren und vorrichtung zum fokussieren einer linse bei der laserstrahl-bearbeitung eines werkstueckes. |
| CH682060A5 (ja) * | 1987-05-18 | 1993-07-15 | Weidmueller C A Gmbh Co | |
| DE8711811U1 (de) * | 1987-09-01 | 1987-10-15 | Schmall, Karl-Heinz, 7570 Baden-Baden | Feinantrieb für ein Laserwerkzeug |
| GB8813315D0 (en) * | 1988-06-06 | 1988-07-13 | Serrano J P | Beam delivery system |
| DE3916264A1 (de) * | 1989-05-18 | 1990-11-22 | Diehl Gmbh & Co | Einrichtung zur strahlfuehrung bei der laser-werkstueckbearbeitung |
| US5063280A (en) * | 1989-07-24 | 1991-11-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for forming holes into printed circuit board |
-
1991
- 1991-09-03 DE DE4143414A patent/DE4143414C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-03 DE DE4129278A patent/DE4129278A1/de active Granted
-
1992
- 1992-09-01 US US07/937,742 patent/US5332881A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-03 JP JP4236003A patent/JP2505355B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63145646A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-17 | リコ−応用電子研究所株式会社 | 自動焦点調整式ハンドピ−ス |
| JPS63189492U (ja) * | 1987-05-25 | 1988-12-06 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100797862B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2008-01-24 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 에너지 포집 장치 및 그 사용 방법 |
| JP2003039187A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-12 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工機 |
| KR100868087B1 (ko) * | 2002-05-29 | 2008-11-10 | 주식회사 포스코 | 레이저절단설비의 자동초점조정장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4129278C2 (ja) | 1993-06-03 |
| DE4143414C2 (de) | 1996-06-20 |
| DE4143414A1 (de) | 1993-07-01 |
| DE4129278A1 (de) | 1993-03-11 |
| US5332881A (en) | 1994-07-26 |
| JP2505355B2 (ja) | 1996-06-05 |
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