JPS6224193B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6224193B2 JPS6224193B2 JP57197982A JP19798282A JPS6224193B2 JP S6224193 B2 JPS6224193 B2 JP S6224193B2 JP 57197982 A JP57197982 A JP 57197982A JP 19798282 A JP19798282 A JP 19798282A JP S6224193 B2 JPS6224193 B2 JP S6224193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- laser beam
- laser
- shielding plate
- workpiece
- 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.)
- Expired
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
- B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーザ加工機の一部を構成するレー
ザ加工用光学ヘツドの改良に関するものである。
ザ加工用光学ヘツドの改良に関するものである。
従来のこの種の装置としては第１図に示すもの
が知られている。第１図において、１はレーザ発
振器を示し、該レーザ発振器１にはレーザの取出
し側に部分反射鏡３が設けられ、この部分反射鏡
３に対向して全反射鏡４が配設されている。上記
レーザ発振器１のレーザ取出口５には、レーザ加
工用光学ヘツドH1を構成する筒体６が連設さ
れ、レーザビーム７の通過経路を形成している。
該筒体６はそのほぼ中央で直角方向に屈曲して形
成され、この屈曲部には反射鏡８を設けて上記発
振器１から取出されたレーザビーム７を90゜折曲
させ、上記筒体６の屈曲方向に沿つて進行させる
ようにしている。そして上記筒体６の先端部近傍
には集光レンズ９が筒体６の軸心に直交して配設
され、さらに該筒体６の先端部にノズル１０が取
付けられている。この筒体６を通過するレーザビ
ーム７は上記焦光レンズ９で集束されて、ノズル
１０から外部に出て被加工物１１に照射される。
が知られている。第１図において、１はレーザ発
振器を示し、該レーザ発振器１にはレーザの取出
し側に部分反射鏡３が設けられ、この部分反射鏡
３に対向して全反射鏡４が配設されている。上記
レーザ発振器１のレーザ取出口５には、レーザ加
工用光学ヘツドH1を構成する筒体６が連設さ
れ、レーザビーム７の通過経路を形成している。
該筒体６はそのほぼ中央で直角方向に屈曲して形
成され、この屈曲部には反射鏡８を設けて上記発
振器１から取出されたレーザビーム７を90゜折曲
させ、上記筒体６の屈曲方向に沿つて進行させる
ようにしている。そして上記筒体６の先端部近傍
には集光レンズ９が筒体６の軸心に直交して配設
され、さらに該筒体６の先端部にノズル１０が取
付けられている。この筒体６を通過するレーザビ
ーム７は上記焦光レンズ９で集束されて、ノズル
１０から外部に出て被加工物１１に照射される。
なお、上記筒体６の先端部で集光レンズ９のノ
ズル１０側に補助口１２が突設されており、この
補助口１２からは補助ガスが上記筒体６およびノ
ズル１０を経て被加工物１１に吹き付けられるよ
うになつている。
ズル１０側に補助口１２が突設されており、この
補助口１２からは補助ガスが上記筒体６およびノ
ズル１０を経て被加工物１１に吹き付けられるよ
うになつている。
以上の構成を有するレーザ加工用光学ヘツド
H1では、上記レーザ発振器１に発生した光２の
一部は部分反射鏡３を通過してレーザビーム７と
して光学ヘツドH1を構成する筒体６内に入射
し、筒体６の屈曲部に配設した反射鏡８によりそ
の進行方向を90゜折曲されてそのまま直進し、集
光レンズ９に達する。集光レンズ９に達したレー
ザビーム７は、ここで集束されつつノズル１０を
通過し、被加工物１１上に高密度エネルギとして
供給され、被加工物１１の切断、溶接、熱処理等
に供される。このとき、レーザビーム７の照射と
同時に補助ガスが補助口１２から供給され、被加
工物１１表面に吹き付けられるが、この補助ガス
は被加工物１１と酸化反応を起こし、この反応熱
により被加工物１１をますます高温にし、その切
断等の処理を有効に遂行させることになる。また
この補助ガスは、上記生成酸化物に吹き付けられ
てこれを除去し、あるいは溶融金属を外部雰囲気
中の不純物から保護するほか、上記ノズル１０と
ともに熱処理部から飛散されるスパツタなどから
集光レンズ９を有効に保護する機能をも有してい
る。
H1では、上記レーザ発振器１に発生した光２の
一部は部分反射鏡３を通過してレーザビーム７と
して光学ヘツドH1を構成する筒体６内に入射
し、筒体６の屈曲部に配設した反射鏡８によりそ
の進行方向を90゜折曲されてそのまま直進し、集
光レンズ９に達する。集光レンズ９に達したレー
ザビーム７は、ここで集束されつつノズル１０を
通過し、被加工物１１上に高密度エネルギとして
供給され、被加工物１１の切断、溶接、熱処理等
に供される。このとき、レーザビーム７の照射と
同時に補助ガスが補助口１２から供給され、被加
工物１１表面に吹き付けられるが、この補助ガス
は被加工物１１と酸化反応を起こし、この反応熱
により被加工物１１をますます高温にし、その切
断等の処理を有効に遂行させることになる。また
この補助ガスは、上記生成酸化物に吹き付けられ
てこれを除去し、あるいは溶融金属を外部雰囲気
中の不純物から保護するほか、上記ノズル１０と
ともに熱処理部から飛散されるスパツタなどから
集光レンズ９を有効に保護する機能をも有してい
る。
さて上述のごとく、被加工物１１が溶接等され
る際、レーザビーム６の被照射部は高温に達し、
この部分からレーザビーム７が乱反射されること
となり、この乱反射光はノズル１０を介して光学
ヘツドH1内に入射し、集光レンズ９を経て反射
鏡８で折曲され、上記レーザ発振器１内に進入す
る。すると、該発振器１内の光はこの入射光でさ
らに増幅され、その光エネルギは所期の基準値よ
り高くなつて部分反射鏡３およ全反射鏡４に過度
の負荷をかけることとなり、これら反射鏡３，４
の寿命が短縮されるという欠点を有していた。
る際、レーザビーム６の被照射部は高温に達し、
この部分からレーザビーム７が乱反射されること
となり、この乱反射光はノズル１０を介して光学
ヘツドH1内に入射し、集光レンズ９を経て反射
鏡８で折曲され、上記レーザ発振器１内に進入す
る。すると、該発振器１内の光はこの入射光でさ
らに増幅され、その光エネルギは所期の基準値よ
り高くなつて部分反射鏡３およ全反射鏡４に過度
の負荷をかけることとなり、これら反射鏡３，４
の寿命が短縮されるという欠点を有していた。
本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、上記
取出口と集光レンズとの間に、上記取出口から取
出されたレーザビームを集光する第１のレンズ
と、この第１レンズの焦点位置に配置され上記第
１レンズで集光されたレーザビームを通過させる
細孔を設けた遮蔽板と、該遮蔽板を通過したレー
ザビームを平行光線束に戻す第２のレンズとを介
在させることにより、被加工物からレーザ発振器
に入射する乱反射光を阻止できるようにしたもの
である。
取出口と集光レンズとの間に、上記取出口から取
出されたレーザビームを集光する第１のレンズ
と、この第１レンズの焦点位置に配置され上記第
１レンズで集光されたレーザビームを通過させる
細孔を設けた遮蔽板と、該遮蔽板を通過したレー
ザビームを平行光線束に戻す第２のレンズとを介
在させることにより、被加工物からレーザ発振器
に入射する乱反射光を阻止できるようにしたもの
である。
以下、図示実施例に基づき、第１図と同一部分
または相当部分には同一符号を付して示す第２図
について本発明を説明すると、同図中、１３はレ
ーザビーム取出口５から導びかれて筒体６の軸線
と並進するレーザビーム７を集束させるようにし
た第１のレンズであり、この第１レンズ１３を透
過したレーザビーム７は、第１レンズ１３の焦点
距離位置に設けた遮蔽板１４のピンホール１４ａ
を通過する。このピンホール１４ａは第１レンズ
１３の焦点に位置するよう上記遮蔽板１４に穿設
されている。上記遮蔽板１４を通過したレーザビ
ーム７は、該遮蔽板１４の位置から上記焦点距離
だけ隔てて位置する第２のレンズ１５を透過し、
第１レンズ１３を透過する前のレーザビーム７と
同一方向に並進するレーザビームとなる。このレ
ーザビーム７の進行方向を示したものが第２図で
ある。このように第２レンズ１５を透過したレー
ザビーム７は、従来と同様反射鏡８、集光レンズ
９を経て被加工物に照射され、溶接、切断等の加
工作業に供される。
または相当部分には同一符号を付して示す第２図
について本発明を説明すると、同図中、１３はレ
ーザビーム取出口５から導びかれて筒体６の軸線
と並進するレーザビーム７を集束させるようにし
た第１のレンズであり、この第１レンズ１３を透
過したレーザビーム７は、第１レンズ１３の焦点
距離位置に設けた遮蔽板１４のピンホール１４ａ
を通過する。このピンホール１４ａは第１レンズ
１３の焦点に位置するよう上記遮蔽板１４に穿設
されている。上記遮蔽板１４を通過したレーザビ
ーム７は、該遮蔽板１４の位置から上記焦点距離
だけ隔てて位置する第２のレンズ１５を透過し、
第１レンズ１３を透過する前のレーザビーム７と
同一方向に並進するレーザビームとなる。このレ
ーザビーム７の進行方向を示したものが第２図で
ある。このように第２レンズ１５を透過したレー
ザビーム７は、従来と同様反射鏡８、集光レンズ
９を経て被加工物に照射され、溶接、切断等の加
工作業に供される。
本実施例に係るレーザ加工用光学ヘツドH2は
以上の構成を有するため、発振器１を出たレーザ
ビーム７が第１レンズ１３で集束されて遮蔽板１
４のピンホール１４ａを通過し、その後第２レン
ズ１５の作用で集束され、そのレーザビーム７は
再び平行なレーザビーム７に戻り、反射鏡８に入
射する。このレーザビーム７はこの反射鏡８で90
゜折曲され集光レンズ９を透過して、高密度エネ
ルギをもつたレーザビーム７として被加工物１１
表面に照射され、該被加工物１１を切断等するこ
とになる。
以上の構成を有するため、発振器１を出たレーザ
ビーム７が第１レンズ１３で集束されて遮蔽板１
４のピンホール１４ａを通過し、その後第２レン
ズ１５の作用で集束され、そのレーザビーム７は
再び平行なレーザビーム７に戻り、反射鏡８に入
射する。このレーザビーム７はこの反射鏡８で90
゜折曲され集光レンズ９を透過して、高密度エネ
ルギをもつたレーザビーム７として被加工物１１
表面に照射され、該被加工物１１を切断等するこ
とになる。
然して、被加工物１１の溶接時に、レーザビー
ム７の一部は乱反射して、ノズル１０を介して光
学ヘツドH2内に逆進するが、この乱反射光は、
第２レンズ１５を透過して遮蔽板１４に到達する
と、この遮蔽板１４のピンホール１４ａをほとん
ど通過できず、またアルミニウム、あるいは銅な
どで製作された光吸収度の低い遮蔽板１４に反射
されることとなる。そのためレーザ発振器１に逆
進するレーザビーム７の乱反射光はほとんどな
く、該発振器１内のエネルギの基準値を安定的に
保持することができ、部分反射鏡３および全反射
鏡４に過負荷をかけることもなく、これらの寿命
を長期化させることができる。
ム７の一部は乱反射して、ノズル１０を介して光
学ヘツドH2内に逆進するが、この乱反射光は、
第２レンズ１５を透過して遮蔽板１４に到達する
と、この遮蔽板１４のピンホール１４ａをほとん
ど通過できず、またアルミニウム、あるいは銅な
どで製作された光吸収度の低い遮蔽板１４に反射
されることとなる。そのためレーザ発振器１に逆
進するレーザビーム７の乱反射光はほとんどな
く、該発振器１内のエネルギの基準値を安定的に
保持することができ、部分反射鏡３および全反射
鏡４に過負荷をかけることもなく、これらの寿命
を長期化させることができる。
なお、本実施例では第１、２レンズ１３，１５
および遮蔽板１４をレーザビーム取出口５と反射
鏡８との間に配設したものについて説明したが、
反射鏡８と集光レンズ９との間に配設しても同効
を奏することはいうまでもない。また筒体６につ
いても、本実施例のごとく屈曲したものである必
要はなく、該装置の使用目的に応じて、真直なも
のにしても同効を奏するのは勿論である。
および遮蔽板１４をレーザビーム取出口５と反射
鏡８との間に配設したものについて説明したが、
反射鏡８と集光レンズ９との間に配設しても同効
を奏することはいうまでもない。また筒体６につ
いても、本実施例のごとく屈曲したものである必
要はなく、該装置の使用目的に応じて、真直なも
のにしても同効を奏するのは勿論である。
本発明によれば、被加工物からの乱反射光のレ
ーザ発振器への入射を防止することができ、発振
器のエネルギ値を安定化できるとともに、発振器
自体の寿命を長期化することができる。
ーザ発振器への入射を防止することができ、発振
器のエネルギ値を安定化できるとともに、発振器
自体の寿命を長期化することができる。
第１図は従来のレーザ加工用光学ヘツドの要部
を示す断面図、第２図は本発明の一実施例に係る
レーザ加工用光学ヘツドの要部を示す断面図であ
る。 ６…筒体、７…レーザビーム、８…反射鏡、９
…集光レンズ、１１…被加工物、１３…第１レン
ズ、１４…遮蔽板、１５…第２レンズ。
を示す断面図、第２図は本発明の一実施例に係る
レーザ加工用光学ヘツドの要部を示す断面図であ
る。 ６…筒体、７…レーザビーム、８…反射鏡、９
…集光レンズ、１１…被加工物、１３…第１レン
ズ、１４…遮蔽板、１５…第２レンズ。
Claims (1)
- １ レーザビームの取出口と、該レーザビームを
集光し高密度エネルギを付与して照射させる集光
レンズとを備えたレーザ加工用光学ヘツドにおい
て、上記取出口と集光レンズとの間に、上記取出
口から取出されたレーザビームを集光する第１の
レンズと、この第１レンズの焦点位置に配置され
第１レンズで集光されたレーザビームを通過させ
る細孔を設けた遮蔽板と、該遮蔽板を通過したレ
ーザビームを平行光線束に戻す第２のレンズとを
介在させたことを特徴とするレーザ加工用光学ヘ
ツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197982A JPS5987992A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | レ−ザ加工用光学ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197982A JPS5987992A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | レ−ザ加工用光学ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987992A JPS5987992A (ja) | 1984-05-21 |
| JPS6224193B2 true JPS6224193B2 (ja) | 1987-05-27 |
Family
ID=16383541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197982A Granted JPS5987992A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | レ−ザ加工用光学ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987992A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151359U (ja) * | 1985-01-31 | 1986-09-18 | ||
| JPH04258394A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-09-14 | Fanuc Ltd | レーザ加工機の加工ヘッド |
| US7038166B2 (en) | 2003-03-18 | 2006-05-02 | Loma Linda University Medical Center | Containment plenum for laser irradiation and removal of material from a surface of a structure |
| US7060932B2 (en) | 2003-03-18 | 2006-06-13 | Loma Linda University Medical Center | Method and apparatus for material processing |
| US7379483B2 (en) | 2003-03-18 | 2008-05-27 | Loma Linda University Medical Center | Method and apparatus for material processing |
| US7057134B2 (en) | 2003-03-18 | 2006-06-06 | Loma Linda University Medical Center | Laser manipulation system for controllably moving a laser head for irradiation and removal of material from a surface of a structure |
| US7880116B2 (en) * | 2003-03-18 | 2011-02-01 | Loma Linda University Medical Center | Laser head for irradiation and removal of material from a surface of a structure |
| US7286223B2 (en) | 2003-03-18 | 2007-10-23 | Loma Linda University Medical Center | Method and apparatus for detecting embedded rebar within an interaction region of a structure irradiated with laser light |
-
1982
- 1982-11-11 JP JP57197982A patent/JPS5987992A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5987992A (ja) | 1984-05-21 |
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