JPS58103992A - レ−ザ加工機用外部光学装置 - Google Patents
レ−ザ加工機用外部光学装置Info
- Publication number
- JPS58103992A JPS58103992A JP56203911A JP20391181A JPS58103992A JP S58103992 A JPS58103992 A JP S58103992A JP 56203911 A JP56203911 A JP 56203911A JP 20391181 A JP20391181 A JP 20391181A JP S58103992 A JPS58103992 A JP S58103992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- nozzle
- lens
- laser beams
- laser beam
- 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.)
- Pending
Links
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
- B23K26/14—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
-
- 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
- B23K26/14—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザを用いて加工を行うレーザ加工機にお
いて、レーザビーム径よりも小さいレーザビーム出ロ穴
を有するノズルを使用する外部光学装置で、反射レーザ
によって発生するレーザ出力の変動（被加工物に対する
変動であり、レーザビーム出口穴に対するレーザ位置変
更が加工に影響がある場合）を低減させる必要のあるレ
ーザ加工機、また被加工物またはノズル内からのレーザ
外部光学装置に関する。
いて、レーザビーム径よりも小さいレーザビーム出ロ穴
を有するノズルを使用する外部光学装置で、反射レーザ
によって発生するレーザ出力の変動（被加工物に対する
変動であり、レーザビーム出口穴に対するレーザ位置変
更が加工に影響がある場合）を低減させる必要のあるレ
ーザ加工機、また被加工物またはノズル内からのレーザ
外部光学装置に関する。
まずレーザ加工機の一般的利用原理を第１図に示す。図
において、１はレーザ発振器、２はレーザビーム、３は
そのレーザビーム２を屈折させる全反射ミラー、４はレ
ーザビーム２を集光させるための集光レンズ、６はアシ
ストガスを吹き付けるためのノズル、６はレーザビーム
の焦点、７は被加工物を示す。
において、１はレーザ発振器、２はレーザビーム、３は
そのレーザビーム２を屈折させる全反射ミラー、４はレ
ーザビーム２を集光させるための集光レンズ、６はアシ
ストガスを吹き付けるためのノズル、６はレーザビーム
の焦点、７は被加工物を示す。
第２図は従来のレーザ加工機用の外部光学装置を示す。
レーザビーム２は全反射ミラー３によって集光レンズ４
に屈折され、ノズル８のレーザビーム出ロ穴兼ガス出口
穴９から被加工物に照射される。１ｏはノズル８のガス
入口である。
に屈折され、ノズル８のレーザビーム出ロ穴兼ガス出口
穴９から被加工物に照射される。１ｏはノズル８のガス
入口である。
通常、ｉ光レンズ４はレンズマウント部１１゜１２によ
って挾まれており、ねじ１３でノズルマウント部１４に
固定されている。またノズル８はねじ１６によってノズ
ルマウント部１４に固定されている。この固定は図のよ
うなねじ１５でなく、袋ナツトやバチ７錠などを用いて
行ってもよい。
って挾まれており、ねじ１３でノズルマウント部１４に
固定されている。またノズル８はねじ１６によってノズ
ルマウント部１４に固定されている。この固定は図のよ
うなねじ１５でなく、袋ナツトやバチ７錠などを用いて
行ってもよい。
レーザビーム２が正常にミラー中心点に照射され、全反
射ミラ−３０角度の調整がよければ、レーザビーム２は
ノズル８のレーザビーム出口穴９より入力量とほぼ同等
、被加工物側へ貫通するが、通常全反射ミラー３はある
不明な位置にあり、たとえば全反射ミラー３が誤位置の
場合、レーザビーム２はレーザビーム出口穴９より出な
いでノズル８内で反射をくり返えしながらノズル８およ
びレンズマウント部１２に大半のレーザビームカ吸収さ
れる。レンズマウント部１２に吸収されたレーザによっ
てレンズマウント部１２は熱膨張し、レンズ４に歪を与
え゛る。歪の発生したレンズ４はレーザのモードを悪化
させ、また通過後のレーザビームの透過角度が不定とな
り、結果としてレーザ加工ができなくなる。
射ミラ−３０角度の調整がよければ、レーザビーム２は
ノズル８のレーザビーム出口穴９より入力量とほぼ同等
、被加工物側へ貫通するが、通常全反射ミラー３はある
不明な位置にあり、たとえば全反射ミラー３が誤位置の
場合、レーザビーム２はレーザビーム出口穴９より出な
いでノズル８内で反射をくり返えしながらノズル８およ
びレンズマウント部１２に大半のレーザビームカ吸収さ
れる。レンズマウント部１２に吸収されたレーザによっ
てレンズマウント部１２は熱膨張し、レンズ４に歪を与
え゛る。歪の発生したレンズ４はレーザのモードを悪化
させ、また通過後のレーザビームの透過角度が不定とな
り、結果としてレーザ加工ができなくなる。
これを解決する方法としては第３図のようにノズル８の
集光レンズ側に鍔を付ける方法や、第４図のようにレー
ザビーム往に合わせてノズル８の内径そのものを小さく
する方法がある。しかし、合はより直接レーザビームが
反射して戻るので、集光レンズ４よりもレーザ発振器そ
のものへ戻り、出力を低下させてしまう。これはキャビ
ティ長（終段ミラーと出力ミラーとの距離）が終’１５
１． ミラー、ノズル間となり、その間で多少の発振が
発生することに起因する。
集光レンズ側に鍔を付ける方法や、第４図のようにレー
ザビーム往に合わせてノズル８の内径そのものを小さく
する方法がある。しかし、合はより直接レーザビームが
反射して戻るので、集光レンズ４よりもレーザ発振器そ
のものへ戻り、出力を低下させてしまう。これはキャビ
ティ長（終段ミラーと出力ミラーとの距離）が終’１５
１． ミラー、ノズル間となり、その間で多少の発振が
発生することに起因する。
本発明は、集光レンズに入ったレーザビームをノズル先
端のレーザビーム出口穴より、より多く取り出し損失の
少ない外部光学゛装置を提供しようとするものである。
端のレーザビーム出口穴より、より多く取り出し損失の
少ない外部光学゛装置を提供しようとするものである。
すなわち、初期の調整時のように、はぼ１００％のレー
ザビームがノズル内で反射する場合でもカーボン系塗料
などのレーザ吸収剤を塗布したレーザ吸収筒部を設け、
安定したレーザ出力、光軸を得ようとするものである。
ザビームがノズル内で反射する場合でもカーボン系塗料
などのレーザ吸収剤を塗布したレーザ吸収筒部を設け、
安定したレーザ出力、光軸を得ようとするものである。
第６図は本発明による外部光学装置の一実施例であり、
第２図と同等部分には同一番号を付している。ノズルマ
ウント部１４、ノズル８およびその相互の取付方法は第
２図に示す従来の装置と同じであるが、ノズル８とレン
ズマウント部１２間にレーザ吸収剤１６を塗布しだｌレ
ーザ吸収部１７を設けたＩレーザ吸収筒１Ｂを取り付け
る。これによりレーザビーム出口穴９より貫通したレー
ザ以外のレーザは大半が反射、再反射をくり返えすが、
レーザ吸収部１７での反射は特定の方向（筒の細い方向
）へ再反射するのでレーザ吸収剤１６の効果とともに、
はぼ全量吸収される。これによりノズル８に当ったレー
ザビームが穴径Ｄ′を通過してレンズマウント部１２や
１１に反射吸収され、レンズ４に歪を与える程の力には
なり得ない。また設計的にはＤ（Ｄ’の径関係とする。
第２図と同等部分には同一番号を付している。ノズルマ
ウント部１４、ノズル８およびその相互の取付方法は第
２図に示す従来の装置と同じであるが、ノズル８とレン
ズマウント部１２間にレーザ吸収剤１６を塗布しだｌレ
ーザ吸収部１７を設けたＩレーザ吸収筒１Ｂを取り付け
る。これによりレーザビーム出口穴９より貫通したレー
ザ以外のレーザは大半が反射、再反射をくり返えすが、
レーザ吸収部１７での反射は特定の方向（筒の細い方向
）へ再反射するのでレーザ吸収剤１６の効果とともに、
はぼ全量吸収される。これによりノズル８に当ったレー
ザビームが穴径Ｄ′を通過してレンズマウント部１２や
１１に反射吸収され、レンズ４に歪を与える程の力には
なり得ない。また設計的にはＤ（Ｄ’の径関係とする。
なお、レーザ吸収筒１８には、空冷、水冷、油冷等の冷
却構造を付設してもよい。
却構造を付設してもよい。
以上のような構成よりなる本発明の外部光学装置によれ
は、ノズルにて反射したレーザビームの大半が吸収され
、これにより最も影響を受けやすいレンズに歪を与える
程のパワーを持ったレーザビームが反射で戻ることがな
く、初期調整時もレーザビームの反射に関係なく長時間
かけて微調整することができる。また機構的に非常に単
純な構造であり、安価に供給できる。
は、ノズルにて反射したレーザビームの大半が吸収され
、これにより最も影響を受けやすいレンズに歪を与える
程のパワーを持ったレーザビームが反射で戻ることがな
く、初期調整時もレーザビームの反射に関係なく長時間
かけて微調整することができる。また機構的に非常に単
純な構造であり、安価に供給できる。
さらにすでに市場に出ている装置についても容易に追加
工ができ、その実用性には大なるものがある。
工ができ、その実用性には大なるものがある。
第１図はレーザ加工機の概略構成を示す正面図、第２図
は従来のレーザ加工機用外部光学装置の断面正面図、第
３図、第４図は従来のノズルの概略断面正面図、第６図
は本発明によるレーザ外工機用外部光学装置の一実施例
の断面正面図である。 １・・・・・・レーザ発振器、２・・・・・・レーザビ
ーム、４・・・・・・集光レンズ、７・・・・・・被加
工物、８・・・・・・ノズル、９・・・・・・レーザビ
ーム出口穴、１１，１２・・・・・・レンズマウン）Ｌ
１３・・・・・・ねじ、１４・・・・・ノズルマウント
部、１６・・・・・・ねじ、１６・・・・・・レーザ吸
収剤、１７・・・・・・レーザ吸収部、１８・・・・・
・レーザ吸収筒。 第１図 第 ２ 図 第３図 ＷＩＪ４図 第５図 手続補正書 昭和５７年 ６月２を日 特許庁長官殿 １事件の表示 昭和６６年特許願第２０３９１１、 発明の名称 レーザ加工機用外部光学装置 ３補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人
任 所 大阪府門真市大字門真１００６番地名 称
（５８２）松下電器産業株式会社代表者 山
下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ６補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第６頁第１３行の「レーザ外工機」を「レーザ加
工機」に補正いたします。
は従来のレーザ加工機用外部光学装置の断面正面図、第
３図、第４図は従来のノズルの概略断面正面図、第６図
は本発明によるレーザ外工機用外部光学装置の一実施例
の断面正面図である。 １・・・・・・レーザ発振器、２・・・・・・レーザビ
ーム、４・・・・・・集光レンズ、７・・・・・・被加
工物、８・・・・・・ノズル、９・・・・・・レーザビ
ーム出口穴、１１，１２・・・・・・レンズマウン）Ｌ
１３・・・・・・ねじ、１４・・・・・ノズルマウント
部、１６・・・・・・ねじ、１６・・・・・・レーザ吸
収剤、１７・・・・・・レーザ吸収部、１８・・・・・
・レーザ吸収筒。 第１図 第 ２ 図 第３図 ＷＩＪ４図 第５図 手続補正書 昭和５７年 ６月２を日 特許庁長官殿 １事件の表示 昭和６６年特許願第２０３９１１、 発明の名称 レーザ加工機用外部光学装置 ３補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人
任 所 大阪府門真市大字門真１００６番地名 称
（５８２）松下電器産業株式会社代表者 山
下 俊 彦 ４代理人 〒５７１ 住 所 大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器
産業株式会社内 ６補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第６頁第１３行の「レーザ外工機」を「レーザ加
工機」に補正いたします。
Claims (1)
- ノズルマウント部と、そのノズルマウント部に取り付け
られたレーザ加工機のレーザビームを集光するための集
光レンズをマウントしたレンズマウント部と、前記ノズ
ルマウント部に取り付けられた被加工物に供給するアシ
ストカスを案内するノズルト、前記レンズマウント部と
前記ノズルのレーザビーム出口穴との間に設けられたレ
ーザ吸収装置とからなることを特徴とするレーザ加工機
用外部光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56203911A JPS58103992A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | レ−ザ加工機用外部光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56203911A JPS58103992A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | レ−ザ加工機用外部光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103992A true JPS58103992A (ja) | 1983-06-21 |
Family
ID=16481733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56203911A Pending JPS58103992A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | レ−ザ加工機用外部光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103992A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181283U (ja) * | 1984-05-09 | 1985-12-02 | 株式会社東芝 | レ−ザ光照射具 |
| US4871897A (en) * | 1986-09-01 | 1989-10-03 | Instituttet For Produktudvikling | Nozzle for laser processing |
-
1981
- 1981-12-17 JP JP56203911A patent/JPS58103992A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181283U (ja) * | 1984-05-09 | 1985-12-02 | 株式会社東芝 | レ−ザ光照射具 |
| US4871897A (en) * | 1986-09-01 | 1989-10-03 | Instituttet For Produktudvikling | Nozzle for laser processing |
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