JPS6037185Y2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は１台のレーザ発振器から出力されたレーザ光
を複数のレーザ光伝送体に選択的に導くレーザ加工装置
の改良に関する。

この種のものとして、従来、第１図に示すような構成の
ものがあった。

第１図において、１はレーザ発振器、２はレーザ発振器
１から出力されたレーザ光を集光する集光レンズである
。

また、３、 ４．５は光ファイバで、各光ファイバ３゜
４．５の一端部はレーザ光を入射する入射端部３ａ、
４ ａ、 ５ ａ、他端部はレーザ光を放射する放
射端部３ｂ、４ｂ、５ｂとなっている。

これらの各光ファイバ３． ４．５の入射端部３ ａ
ｇ ４ ａ 。

５ａは前記レーザ発振器１から出力されるレーザ光の主
光路１ａに対し平行に並設された状態で送りテーブル６
に配設されている。

そして、制御駆動部７によって送りテーブル６が主光路
１ａに対して直交する方向に集退駆動されることにより
、前記各光ファイバ３． ４． ５の入射端面が前記集
光レンズ２の集光点（焦点）位置に順次セットされ、各
光ファイバ３． ４． ５に選択的にレーザ光が入射さ
れるようになっている。

また、各光ファイバ３，４．５によって導かれたレーザ
光は放射端部３ｂ、４ｂ、５ｂからそれぞれ放射され、
集光レンズ８，９．１０を介して被加工物１１，１２．
１３に照射され、各被加工物１１，１２．１３がそれぞ
れ加工されるようになっている。

しかしながら、上記従来構成のものにあっては、各光フ
ァイバ３． ４．５の切換え時に、集光レンズ２の集光
点位置にセットされている何れかの光ファイバ３． ４
．５が送りテーブル６の移動にともなって移動すると、
この移動中にレーザ発振器１から出力されたレーザ光の
入射位置も各光ファイバ３．４． ５の入射端部３ａ、
４ａ、 ５ａの光軸に対して直角方向へ移動する。

このように、各光ファイバ３，４．５の入射端面に入射
するレーザ光の入射位置がずれると各光ファイバ３、
４．５の放射端部３ｂ、４ｂ、５ｂから放射されるレー
ザ光出力のモードが大幅に変化するので、各被加工物１
１，１２．１３に照射されるし−ザ光の集光パターンの
強度分布が変化し、被加工物１１，１２．１３を一様に
加工できない欠点があった。

さらに、各光ファイバ３． ４．５の切換え時に送りテ
ーブル６の停止位置が各光ファイバ３． ４． ５を集
光レンズ２の集光点位置にセットする所定の停止位置か
ら外れた場合にも各光ファイバ３．４．５によるレーザ
光の伝送損失ばかりでなく、各光ファイバ３． ４．５
の放射端部から放射されるレーザ光出力のモードが大幅
に変化するので、この場合にも被加工物１１． １２．
１３を一様に加工できない問題がある。

そのため、送りテーブル６の停止位置は光ファイバ３，
４゜５の外径寸法の数％程度以内の高精度の制御が必要
になるので、制御駆動部７等の切換機構の構成が複雑化
するとともに、各光ファイバ３． ４． ５の切換え速
度の高速化が図れず、レーザ加工の高速化が図れない欠
点があった。

また、第２図に示すようにレーザ発振器１から出力され
るレーザ光の主光路１ａと直光する方向に複数の光ファ
イバ１４，１５．１６の各入射端部１４ａ、１５ａ、１
６ａを並設し、主光路１ａに対し４５°に傾斜させて設
けた反射鏡１７を切換機構１８によって前記レーザ光の
主光路１９上で進退駆動することにより、反射鏡１７に
よって反射されたレーザ光を各光ファイバ１４，１５．
１６の何れかの入射端面に集光レンズ１９，２０゜２１
を介して選択的に送り込む構成にしたものもあったが、
この場合も反射鏡１７の停止位置を高精度に制御しなけ
ればならず、切換機構１８の構成が複雑になるとともに
、切換え速度の高速化が図れず、レーザ加工の高速化が
図れない欠点があった。

この考案は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的は、レーザ光伝送体の切換えを行なう切換機構の構成
を簡略化でき、かつレーザ加工の高精度化および高速化
を図ることができるレーザ加工装置を提供することにあ
る。

以下、この考案を実施例にもとづいて説明する。

第３図はこの考案の第１の実施例を示すもので、３１は
レーザ発振器である。

このレーザ発振器３１から出力されるレーザ光の主光路
３１ａ上には反射体３２が介挿されている。

この反射体３２は前記レーザ光の主光路３１ａに対して
４５°傾斜して設けられた単一の平面鏡（反射面）３３
を備えたもので、スライドテーブル３４のガイドレール
３５に沿って平面鏡３３の傾斜方向と同一方向へ進退自
在に設けられている。

また、３６は反射体３２を進退駆動して平面鏡３３の位
置を切換える切換機構で、この切換機構３６は例えば送
りねじ駆動、リニアモータ駆動、エアシリンダ駆動およ
びピストン駆動等の駆動手段によって形成されている。

そして、反射体３２の進退動作にともない平面鏡３３は
レーザ光の主光路３１ａに対し挿脱されるようになって
いる。

一方、３７．３８はそれぞれ第１、第２のレーザ光伝送
体である。

これらの第１、第２の各レーザ光伝送体３７．３８は一
端部が入射端部３９ａｙ４０ａ、他端部が放射端部３９
ｂ、４０ｂである光ファイバ３９．４０によって形成さ
れている。

また、各光ファイバ３９．４０の入射端部３９ａｖ４０
ａは円筒状の保持体４１．４２の基端部にそれぞれ取付
けられている。

これらの各保持体４１．４２の先端部には集光レンズ４
３．４４がそれぞれ取付けられている。

そして、一方の保持体４１は第３図に示すようにレーザ
光の主光路３１ａに対し直交する位置、すなわちレーザ
光の主光路３１ａ内に平面鏡３３が挿入された状態で平
面鏡３３によって反射される反射レーザ光が入射する位
置に配設されているとともに、他方の保持体４２はレー
ザ光の主光路３１ａ上を直進する直進レーザ光が入射す
る位置に配設されており、それぞれ前記スライドテーブ
ル３４と一体に設けられている。

また、前記各光ファイバ３９．４０の放射端面３９ｂ、
４０ｂにはそれぞれ集光レンズ４５．４６を介して被加
工物４７．４８が対向配置されており、第１、第２の各
レーザ光伝送体３７．３８を通じて導かれるレーザ光が
被加工物４７．４８にそれぞれ照射されて切断、穴あけ
、溶接および熱処理等のレーザ加工が行なわれるように
なっている。

そこで、上記構成のものにあっては第３図に示すように
平面鏡３３がレーザ光の主光路３１ａ内に挿入され、レ
ーザ発振器３１から出力されるレーザ光の全てが平面鏡
３３によって反射されると、反射レーザ光は第１のレー
ザ光伝送体３７を通じて導かれ被加工物４７に照射され
る。

そして、反射体３２の移動にともない平面鏡３３が徐々
に移動すると、レーザ発振器３１から出力されたレーザ
光の一部は平面鏡３３によって反射されて第１のレーザ
光伝送体３７に送られ、残りはレーザ光の主光路３１ａ
上を直進して第２のレーザ光伝送体３８に送られる。

この場合、反射体３２は平面鏡３３の傾斜方向と同一方
向に移動するので、反射鏡３３によって反射された反射
レーザ光を確実に第１のレーザ光伝送体３７に導くこと
ができる。

また、平面鏡３３に反射された反射レーザ光は集光レン
ズ４３を介して光ファイバ３９の入射端面に、また平面
鏡３３に反射されず主光路３１ａ上を直進する直進レー
ザ光は集光レンズ４４を介して光ファイバ４０の入射端
面にそれぞれ導かれるので、各光ファイバ３９．４０の
入射端部３９ ａ、 ４０ ａにそれぞれ入射する反
射レーザ光または直進レーザ光の入射位置が各入射端部
３９ ａ、 ４０ ａの光軸方向に対し直角方向へず
れることを確実に防止することができる。

したがって、平面鏡３３の移動中にレーザ発振器３１か
らレーザ光が出力されても確実に第１または第２のレー
ザ光伝送体３７．３８に導くことができるので、第１、
第２の各レーザ光伝送体の切換え時における平面鏡３３
の停止位置は必ずしも従来のように高精度に行なう必要
はない。

そのため、切換機構３６の構成を従来に比べて簡略化す
ることができるとともに、切換速度の高速化、全体の保
守点検等の作業の容易化および耐久性の向上が図れる。

また、第１、第２の各レーザ光伝送体３７゜３８が光フ
ァイバ３９．４０によって形成されているので、平面鏡
３３の移動中、主光路３１ａ上のレーザ光が分割され、
一部が反射レーザ光として、また残りが直進レーザ光と
して第１１第２の各レーザ光伝送体３７．３８に送り込
まれても各光フアイバ３９，４０内でレーザ光が伝送さ
れる際に各レーザ光の断面形状が調整される。

そのため、各光ファイバ３９．４０の放射端部３９ｂ。

４０ｂから放射されるレーザ光は常に同形のパターンと
して放射することができるので、被加工物４７．４８に
照射されるレーザ光のスポットの強度分布の均一化が図
れ、被加工物４７．４８を一様に加工することができる
。

一方、反射体３２を高速度で進退駆動し、レーザ光が発
振されている時間（発振持続時間）中に主光路３１ａに
対する平面鏡３３の挿脱を複数回行なうことにより、各
被加工物４７，４８に対しレーザ発振出力が変調された
状態でレーザ光を照射することができるので、加工目的
に応じて被加工物４７．４８に照射するレーザ出力波形
を制御することができる。

例えば、レーザ発振器３１が連続出力（ＣＷ出力）の場
合に、主光路３１ａに対し平面鏡３３を複数回挿脱する
ことにより、脈流状のレーザ出力を得ることができる。

しかも、この場合であってもレーザ発振器３１から出力
されるレーザ光は第１、第２の各レーザ光伝送体３７．
３８の何れかまたは両方にそれぞれ入射されるので、変
調時におけるレーザ発振出力は電気光学的変調、或いは
音響光学的変調のようなエネルギー損失がない。

そのため、レーザ発振器３１から出力されるレーザ光を
効率よく利用することができる。

次に、第４図に示す第２の実施例について説明する。

この第４図において、５１はレーザ発振器、５２は反射
体である。

この反射体５２上には３枚の平面鏡（反射面）５３，５
４．５５が設けられている。

各平面鏡５３，５４．５５はそれぞれレーザ発振器５１
から出力されるレーザ光の主光路５１ａに対し４５°の
傾斜角で同方向に向けられているとともに、主光路５１
ａ上の互いに異なる位置でレーザ光を反射するように配
設されている。

また、５６は反射体５２を各平面鏡５３，５４．５５の
傾斜方向と向一方向へ進退駆動して各平面鏡５３，５４
．５５の位置を切換える切換機構である。

このような構成のものにあっては、反射体５２の進退駆
動にともない主光路５１ａ内に位置する平面鏡５３，５
４．５５が順次切換わり、主光路５１ａに対し入射端部
の各光軸を直交させた状態で並設された３個のレーザ光
伝送体に主光路５１ａ内に位置する平面鏡５３，５４．
５５の何れかから選択的に反射レーザ光が送られるよう
になっている。

さらに、この場合も主光路５１ａ内に２枚の平面鏡５３
および５４、または５４および５５が位置している状態
ではレーザ発振器５１から出力されるレーザ光を各平面
鏡５３および５４、または５４および５５によって分割
して２個のレーザ光伝送体に送り込むことができる。

したがって、このような構成にしても前記第１の実施例
と同様の効果が得られる。

第５図は第３の実施例を示すものである。

これは第１の実施例における平面鏡３３に代えて直角プ
リズム６１を設けるとともに、レーザ発振器６２から出
力されるレーザ光の主光路６２ａ上を直進する直進レー
ザ光を反射する固定直角プリズム６３を設け、直進レー
ザ光を反射レーザ光と同一方向へ反射するようにしたも
のである。

このような構成にしても第１の実施例と同様の効果が得
られることは勿論である。

なお、この考案は上記各実施例に限定されるものではな
く、この考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施で
きることは勿論である。

以上説明したように、この考案によればレーザ発振器か
ら出力されるレーザ光の主光路上に介挿される反射体上
に前記主光路に対し任意の方向へ反射する反射面を設け
るとともに、前記反射面の傾斜方向と同一方向へ前記反
射体を進退駆動して前記反射面の位置を切換える構成に
したので、レーザ光伝送体の切換えを行なう切換機構の
構成を簡略化でき、かつレーザ加工の高精度化および高
速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ異なる従来例を示す概略
構成図、第３図はこの考案の第１の実施例の概略構成図
、第４図は第２の実施例の要部の概略構成図、第５図は
第３の実施例の要部の概略構成図である。 ３１．５１，６２・・・・・・レーザ発振器、３１ａ。 ５１ａ、６２ａ・・・・・・主光路、３２，５２・・・
・・・反射体、３３，５３，５４．５５・・・・・・平
面鏡（反射面）、３６，５６・・・・・・切換機構、３
７，３８・・・・・・レーザ光伝送体、６１・・・・・
・直角プリズム（反射面）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されるレー
   ザ光の主光路上に介挿され前記レーザ光を任意の方向へ
   反射する単一の反射面または前記レーザ光の主光路上の
   互いに異なる位置で前記レーザ光を同一方向へ反射する
   複数の反射面を備えた反射体と、この反射体を前記反射
   面の傾斜方向と同一方向へ進退駆動して前記反射面の位
   置を切換える切換機構と、前記反射体の進退にともない
   前記単一の反射面によって反射される反射レーザ光、前
   記主光路上を直進する直進レーザ光または前記各複数の
   反射面によって反射される反射レーザ光を選択的に入射
   端から入射して放射端から放射し被加工物に前記レーザ
   光を照射する複数のレーザ光伝送体とを具備したことを
   特徴とするレーザ加工装置。