JPS597491A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS597491A JPS597491A JP57116168A JP11616882A JPS597491A JP S597491 A JPS597491 A JP S597491A JP 57116168 A JP57116168 A JP 57116168A JP 11616882 A JP11616882 A JP 11616882A JP S597491 A JPS597491 A JP S597491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- laser
- optical fibers
- welding
- pipe
- 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
- B23K26/02—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
-
- 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
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/06—Tubes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (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、材料の周囲に沿って溶接、切
断、穴あけ等の加工′ｆｆ：施すにあたり、通常行なわ
れている材料を回転しての加工が困難又は不利な場合に
、有効なレーザ加工装置に関するものであり、レーザ加
工ヘッドを材料の周囲に沿って移動可能としたレーザ加
工装置を提供するものである。
断、穴あけ等の加工′ｆｆ：施すにあたり、通常行なわ
れている材料を回転しての加工が困難又は不利な場合に
、有効なレーザ加工装置に関するものであり、レーザ加
工ヘッドを材料の周囲に沿って移動可能としたレーザ加
工装置を提供するものである。
例えば長尺の金属パイプの中央部奮レーザを用いて切断
する場合、パイプが長尺なために、一定速度で位置振れ
なく回転させることは難しく、このような回転ができる
回転装置は相当大がかジなものとなり、パイプを回転し
ての加工は得策ではない。このような場合レーザ加工ヘ
ッドをノぐイブの外周に沿って回転することにより、切
断を行なう集光スポットがパイプの円周上を移動するよ
うな構造のレーザ切断装置があれば良い。従来、集光ス
ポットが回転し得るレーザ加工装置としては第１図、第
２図に示すタイプのものが考案されている。第１図のも
のはレーザ発信器１がら出たレーザビームを、集光部３
で屈折させ切断材料９の切断個所にあて、集光部３のレ
ンズを回転して、集光スポラトラ移動する方式で、切断
後のパイプの切り口の形状、切断しるがあまり問題にな
らなめ場合でかつ比較的端部から近い部分で切断する場
合には適用できるが端部から離れた部分で切断したい場
合等、一般の場合は適用出来ない。第２図のものはレー
ザ発信器ｌから出たレーザビームの集光部３に、ビーム
を直角に折曲するミラーを設けた加工ヘッドを材料９の
中空部に差し込み架台７に支持されている集光部を回転
させて切断する形式のものなので、第１図のものと同様
に切断する箇所が端部から離れると切口形状、切断しろ
全問題にする切断が難しくなり、又実際的な装置として
は考えにくい。このように従来タイプのものは、切断材
料の端部附近の切断には適用できるが、その他の個所の
切断に適用することは困難である。
する場合、パイプが長尺なために、一定速度で位置振れ
なく回転させることは難しく、このような回転ができる
回転装置は相当大がかジなものとなり、パイプを回転し
ての加工は得策ではない。このような場合レーザ加工ヘ
ッドをノぐイブの外周に沿って回転することにより、切
断を行なう集光スポットがパイプの円周上を移動するよ
うな構造のレーザ切断装置があれば良い。従来、集光ス
ポットが回転し得るレーザ加工装置としては第１図、第
２図に示すタイプのものが考案されている。第１図のも
のはレーザ発信器１がら出たレーザビームを、集光部３
で屈折させ切断材料９の切断個所にあて、集光部３のレ
ンズを回転して、集光スポラトラ移動する方式で、切断
後のパイプの切り口の形状、切断しるがあまり問題にな
らなめ場合でかつ比較的端部から近い部分で切断する場
合には適用できるが端部から離れた部分で切断したい場
合等、一般の場合は適用出来ない。第２図のものはレー
ザ発信器ｌから出たレーザビームの集光部３に、ビーム
を直角に折曲するミラーを設けた加工ヘッドを材料９の
中空部に差し込み架台７に支持されている集光部を回転
させて切断する形式のものなので、第１図のものと同様
に切断する箇所が端部から離れると切口形状、切断しろ
全問題にする切断が難しくなり、又実際的な装置として
は考えにくい。このように従来タイプのものは、切断材
料の端部附近の切断には適用できるが、その他の個所の
切断に適用することは困難である。
レーザ加工ヘッドを材料の周囲に沿って移動し得る装置
に類似のものとして、医療用のレーザメスがある。これ
は第３図に示すような構造を有し。
に類似のものとして、医療用のレーザメスがある。これ
は第３図に示すような構造を有し。
加工ヘッド先端に相当するメス部分く集光部）３が移動
し得るように屈曲性のある導光路２′ｆ：レーザ発信器
ｌからメス部分３に至る全区間に有している。この導光
路は通常第３図に示すように多数のミラー４を節々に設
けた多関節管又は光ファイノ々−で出来ている。この構
造は人体手術用のように必要な加工エネルギーが比較的
小さい場合は実用に供し得るが、金属材料の加工等加工
エネルギーが大きくなると、多関節管はミラーの重量増
により導光路の重量が厖大となり集光部の移動速度を早
くできず実用的でなく、父上記手術用の導光路の光ファ
イノ々−の許容透過エネルギーを越えてしまい金属材料
の加工等には実用不可能であった。
し得るように屈曲性のある導光路２′ｆ：レーザ発信器
ｌからメス部分３に至る全区間に有している。この導光
路は通常第３図に示すように多数のミラー４を節々に設
けた多関節管又は光ファイノ々−で出来ている。この構
造は人体手術用のように必要な加工エネルギーが比較的
小さい場合は実用に供し得るが、金属材料の加工等加工
エネルギーが大きくなると、多関節管はミラーの重量増
により導光路の重量が厖大となり集光部の移動速度を早
くできず実用的でなく、父上記手術用の導光路の光ファ
イノ々−の許容透過エネルギーを越えてしまい金属材料
の加工等には実用不可能であった。
そこで、本発明においては、光ファイバーを複数本束ね
て合計として、金属材料等の加工可能なエネルギー量を
透過可能な屈曲性のある導光路をつくり、導光路の先端
に集光部を設けて集光部が適正な切断又は溶接速度で移
動できる機構とした。
て合計として、金属材料等の加工可能なエネルギー量を
透過可能な屈曲性のある導光路をつくり、導光路の先端
に集光部を設けて集光部が適正な切断又は溶接速度で移
動できる機構とした。
すなわち、本発明は、長尺、ｏイブの切断例のように、
レーザ加工ヘッド全材料の周囲に沿って適正な速度で移
動しながら、溶接、切断、穴あけ等の加工を施せるよう
に、複数の光ファイバーを束ねることにより、大出力の
レーザ光のガイドを可能とする可撓性の導光路を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置である。
レーザ加工ヘッド全材料の周囲に沿って適正な速度で移
動しながら、溶接、切断、穴あけ等の加工を施せるよう
に、複数の光ファイバーを束ねることにより、大出力の
レーザ光のガイドを可能とする可撓性の導光路を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置である。
以下本発明を、その応用例の１つであるパイプ切断の場
合について図面に基いて説明する。第４図は訓エヘッド
移動型レーザ切断装置の構成説明図である。レーザ発振
器ｌから出たレーザビームは金属ミラー等から成るビー
ムスシリツタ−６で上下に分けられ、平面ミラー４，５
：４’、５’によってパイプの上面および下面まで導か
れる。そして次に入口先端にそれぞれ個別のカッシラー
を有する複数の光ファイバーよ構成る可撓性の導光路２
、２’ｔ−通って集光部３，３′によりパイプ９の表
面に適正な集光を行なう。ここにカッシラーとはレーザ
光を効率良く光フアイバー内へ導入するための集光レン
ズより成っており、通常１本１本の光ファイバーと一体
になっている。上記集光部３３／はそれぞれ架台７上に
設けられた案内レール８．８′上を移動し得る構造とな
っており、起動信号によって上側集光部３は例えばＡ点
からＢ点へ、下側集光部３′は例えばＢ点からＡ点まで
移動して、ｕイブの切断を完了する。この際、切断中の
パイプ変形が生ずる場合は加工ヘッド（導光路＋集光部
）の両０１ｌＩ ｋクランプする必要がある。
合について図面に基いて説明する。第４図は訓エヘッド
移動型レーザ切断装置の構成説明図である。レーザ発振
器ｌから出たレーザビームは金属ミラー等から成るビー
ムスシリツタ−６で上下に分けられ、平面ミラー４，５
：４’、５’によってパイプの上面および下面まで導か
れる。そして次に入口先端にそれぞれ個別のカッシラー
を有する複数の光ファイバーよ構成る可撓性の導光路２
、２’ｔ−通って集光部３，３′によりパイプ９の表
面に適正な集光を行なう。ここにカッシラーとはレーザ
光を効率良く光フアイバー内へ導入するための集光レン
ズより成っており、通常１本１本の光ファイバーと一体
になっている。上記集光部３３／はそれぞれ架台７上に
設けられた案内レール８．８′上を移動し得る構造とな
っており、起動信号によって上側集光部３は例えばＡ点
からＢ点へ、下側集光部３′は例えばＢ点からＡ点まで
移動して、ｕイブの切断を完了する。この際、切断中の
パイプ変形が生ずる場合は加工ヘッド（導光路＋集光部
）の両０１ｌＩ ｋクランプする必要がある。
集光部３，３′は通常第５−（１）図に示すように１個
のレンズｌＯを用いて複数ファイバー１９．１９、−・
−・からの複数の光を受けて集光するが第５−・（２）
図のようにファイバー１９個々に対応した個別レンズｌ
Ｏ′から成るレンズ群又は第５−（３）図に示すような
集光ミラー２１から成る構造も目的によって親用できる
。
のレンズｌＯを用いて複数ファイバー１９．１９、−・
−・からの複数の光を受けて集光するが第５−・（２）
図のようにファイバー１９個々に対応した個別レンズｌ
Ｏ′から成るレンズ群又は第５−（３）図に示すような
集光ミラー２１から成る構造も目的によって親用できる
。
更にパイプが長手方向に走行している場合には、第６図
に示すように平面ミラー１４の傾きを変え平面ミラー１
５の前に新たに平面ミラーｌＯを設け、この平面ミラー
１０及び平面ミラー１５および加工ヘッドを一緒にノξ
イゾの長手方行に移動６丁能な構造とし、パイプの走行
に合わせて移行させれば艮い。
に示すように平面ミラー１４の傾きを変え平面ミラー１
５の前に新たに平面ミラーｌＯを設け、この平面ミラー
１０及び平面ミラー１５および加工ヘッドを一緒にノξ
イゾの長手方行に移動６丁能な構造とし、パイプの走行
に合わせて移行させれば艮い。
〔実施例〕・ξイブ切断（静止中］
・パイプサイズ 外径１０１．６＋ｎ、肉厚５．７ｍ。
長さ１２ｍ
・レーザ出力 ２ＫＷ
・ビームスプリッタ−銅製ミラー
・集光部 にＣＺレソズ
・加工ヘッド移動速度 ２０ｔａ／ｓｅｃ上記実施例に
よる切断は切断面が平滑であり。
よる切断は切断面が平滑であり。
切断中も狭いものであった。
第１図は集光部のレンズが回転し得るレーザ加工装置の
従来例の説明図、第２図は別の機構による従来例の説明
図、第３図は医療用レーザメスの丸部の構成例を示す説
明図、第６図は走行中のパイプの切断が可能なレーザ加
工装置の概念図である。 ｌ・・・レーザー発信器 ２・・・導光路 ３・・・集光部 ４．４′・・・ミラー ５．５′・・・ミラー １９・・・光ファイバー ２０・・・レンズ 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 外２名
従来例の説明図、第２図は別の機構による従来例の説明
図、第３図は医療用レーザメスの丸部の構成例を示す説
明図、第６図は走行中のパイプの切断が可能なレーザ加
工装置の概念図である。 ｌ・・・レーザー発信器 ２・・・導光路 ３・・・集光部 ４．４′・・・ミラー ５．５′・・・ミラー １９・・・光ファイバー ２０・・・レンズ 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 外２名
Claims (1)
- （１） 複数の光ファイノ々−を束ねることにより構
成した大出力のレーザ光のガイドを可能とする可撓性の
導光路を有する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 |
|---|---|---|---|
| JP57116168A JPS597491A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57116168A JPS597491A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597491A true JPS597491A (ja) | 1984-01-14 |
Family
ID=14680469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57116168A Pending JPS597491A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597491A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05508808A (ja) * | 1990-08-17 | 1993-12-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 管のレーザ溶接装置および方法 |
| US7304265B2 (en) * | 2002-03-12 | 2007-12-04 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Method and system for machining fragile material |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP57116168A patent/JPS597491A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05508808A (ja) * | 1990-08-17 | 1993-12-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 管のレーザ溶接装置および方法 |
| US7304265B2 (en) * | 2002-03-12 | 2007-12-04 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Method and system for machining fragile material |
| US7816623B2 (en) | 2002-03-12 | 2010-10-19 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for processing brittle material |
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