JPS5933075B2 - レ−ザ加工方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被加工物のバリ取りなどに好適なレーザ加工方
法および装置に関する。

一般に機械加工された被加工物は加工部にバリが付着し
ており、加工後これを除去する再加工、いわゆるバリ取
り作業が必要である。

これはやすりなどによる手作業か、ドリル、やすりなど
を用いた機械的な方法が採用されている。しかし機械的
な方法は、高能率であるが、バリ取り後さらにこの作業
による２次バリが発生し、これをさらに除去する作業を
必要とする。さらにバリ取りされる部位が貫通孔の開口
周縁部などの場合は、表裏両面のバリ取りが必要なので
、このためバリ取りに費される労力は量産においては多
大となり、生産の合理化に対し大きな隘路となつている
。またバリ取りに限らず表裏両面に面取り、その他の加
工を施す場合も同様である。本発明は上述の不都合を除
去するためになされたもので、レーザビームの焦点を再
加工すべき貫通孔の内に置き、焦点の前後において、上
記貫通孔の両端開口の周縁部を同時に再加工することに
より、貫通孔の開口周縁部を、高能率に、しかも２次バ
リが発生することなく再加工するレーザ加工方法および
この方法を実施する装置である。

以下、本発明の詳細を図示の一実施例を参照して説明す
る。第１図および第２図において、被加工物１は矩形板
状をなし、ほぼ中央部に貫通孔２がドリルによりあけら
れていて、その表裏の両端開口周縁部３、４にはバリ５
、６が発生している。本実施例はこれらのバリ５、６を
除去する再加工に本発明を適用したものである。最初に
本発明の装置につき説明する。

基台１１上には加工台１２が取付けられていて、その上
に被加工物１が載置されている。加工台１２は略図的に
示されているが、被加工物１を二次元的に移動して位置
ぎめできる、いわゆるＸＹテーブルである。基台１１の
上方にレーザ発振装置１３が設けられていて、これは基
台１１上に固定された支持体１４により、上下方向（本
図において）に位置調節自在に固定されている。基台１
１上面には、さらに加工台１２の両側に支柱１５、１６
が植設されている。これら支柱１５、１６の最上部には
レーザ発振装置１３からのレーザビームＩＴを環状ビー
ム１８に変換する環状光束機構１９が支持固定されてい
て、その下方に環状ビーム１８を収束する収束レンズ２
０を保持するとともに、被加工物１に対し収束レンズ２
０を進退させる焦点位置調節機構２１が位置調節自在に
固定されている。上記の環状光束機構１９は、両支柱１
５，１６間にまたがり、かつ環状光束機構１９の各部を
取付ける架体２３と、環状板体からなり内側部にビーム
径調節ねじ２４が設けられていて架体２３に固定された
調節体２５と、円錐反射面２６をもち、架体２３の中心
部に設けられた円錐ミラー体２８と、環状板体からなり
、外側部に上記ビーム径調節ねじ２４にはまり合うねじ
２９をそなえ、内側部に上記円錐反射面２６に対応した
円錐反射内面３０をもつた円錐内面ミラー体３１とから
構成されている。そしてこれら円錐ミラー体２８、円錐
内面ミラー体３１は同軸に設けられて卦り、円錐内面ミ
ラー体３１を回動させることにより、これは円錐ミラー
体２８に対し上下動するようになつている。また環状ビ
ーム１８を通すため、架体２３の取付部３２は放射状の
薄い連結体（図示しない）で支持されている。焦点位置
調節機構２１はほぼ環状をなす板状で形成された調節部
材２１ａからなつていて、その内側面に位置調節ねじ３
５が設けられて卦り、取付孔３６，３６により支柱１５
，１６に摺動自在に嵌合していて、小ねじにより所望の
位置に固定される。

収束レンズ２０はレンズ本体４０と、このレンズ本体４
０を支持する環状の枠体４１とからなつている。枠体４
１は内側面に形成された段部４２と蓋体４３とによりレ
ンズ本体４０を保持するとともに、外側面に設けられた
ねじ４４が位置調節ねじ３５とはまり合つて調節部材２
１ａに支持されている。従つて調節部材２１ａの移動に
よりレンズ２０の焦点位置４５は、被加工物１に対し大
きく移動調節され、枠体４１の回動により精密な移動調
節がなされる。本発明の装置は上述したように構成され
ているが、その作動とともに本発明の方法につき述べる
。

．調節は加工レーザビーム１７と同様な図示しない調節
用レーザビームを例えば側方から導入して行なうのであ
る。まず焦点位置４５が被加工物１の孔２の深さの中央
で、かつ孔２の軸上に置かれる１
／
−ように（Ｔ，＝−ｔ）焦点調節機構２１ＶＣよりレン
ズ２０を動かして調節する。次に円錐内面ミラー体３１
を回動させて環状ビーム１８の外径Ｄを調節して被加工
物１の開口周縁部３，４にレーザビーム４６が接するよ
うにする。以上で調節が完了し、加工レーザビーム１７
を照射すると、レーザビーム１７は、円錐反射面２６に
より直角に曲げられ、円錐反射内面３０によりさらに直
角に曲げられ、環状ビーム１８となつてレンズ２０の方
に行く、ここに卦いて環状ビーム１８は集束されレーザ
ビーム４６となつて貫通孔２の中に入つて行き透過する
。

この際バリ５，６はレーザビーム４６により直ちに蒸発
除去される。な卦本実施例Ｖｃ．卦いては、円錐反射面
２、６と円錐反射内面３０とにより環状ビームを得たが
、第３図に示すように２個の円錐ブリズム４７，４８を
使用しても同様な効果が得られる。

以上詳述したように、本発明のレーザ加工方法はレーザ
ビームを使用したので加工後２次バリの発生は全くない
。

さらに貫通孔内に焦点を置くので表裏両面同時に加工さ
れきわめて高能率であるなどのすぐれた効果を奏するも
のである。また本発明の装置は、レーザビームを環状ビ
ームに変えてから収束レンズで収束するようにしたので
、焦点位置の前後でもエネルギ密度が高く、十分に加工
することができ、また環状ビームの径を調節するだけで
容易に被加工物の孔径に適応させることができるなどの
種々なすぐれた効果を奏するものである。な卦、本実施
例に卦いては、直線状の孔につき述べたが、焦点位置の
調節によりテーパ状の孔についても同様の加工ができる
。

またバリ取りの場合につき述べたが、本発明は面取りそ
の他開口周縁部の加工でもよいことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部断面正面図である。 第２図は第１図の要部拡大図である。第３図は上記実施
例の要部の一変形例を示す要部正面図である。１・・・
被加工物、２・・・貫通孔、３，４・・・開口周縁部、
１２・・・加工台、１３・・・レーザ発振装置、１７・
・・レーザビーム、１８・・・環状ビーム、１９・・・
環状光束節機構、２０・・・収束レンズ、２１・・・位
置調節機構、４５・・・焦点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物に設けられた貫通孔内にレーザビームの焦
   点を置き、上記貫通孔の両端開口周縁部を同時に加工す
   ることを特徴とするレーザ加工方法。 ２ レーザ発振装置と、上記レーザ発振装置から発振さ
   れたレーザビームを環状ビームに変換するとともに上記
   環状ビームの直径を調節する環状光束機構と、上記環状
   ビームの光路上に設けられ上記環状ビームを収束する収
   束レンズと、上記収束レンズからのレーザビームが透過
   する貫通孔をもつた被加工物を支持する加工台と、上記
   被加工物と上記収束レンズとの間隔を調節する焦点位置
   調節機構とを具備することを特徴とするレーザ加工装置
   。