JP3138613B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JP3138613B2 JP3138613B2 JP07125131A JP12513195A JP3138613B2 JP 3138613 B2 JP3138613 B2 JP 3138613B2 JP 07125131 A JP07125131 A JP 07125131A JP 12513195 A JP12513195 A JP 12513195A JP 3138613 B2 JP3138613 B2 JP 3138613B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- fluid
- laser
- processing
- pressure
- 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 - Lifetime
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
-
- 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
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
-
- 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
-
- 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
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
-
- 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
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
- B23K26/125—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases of mixed gases
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
けるレーザビームの伝送技術に係り、特にレーザビーム
径の制御技術に関するものである。
3号公報に示された従来の曲率可変反射曲面鏡(凹面
鏡)の断面図であり、図9はその斜視図である。図にお
いて、1は気密性の容器、2はその上端に形成された円
形の開口、3は周囲が上記容器1に固着される円板状
膜、4はこの膜3と容器により形成される気密な空間で
ある。また、5はこの気密は空間4内の圧力を調整する
圧力調整手段であり、上記容器1に設けられた空気通路
6とそれを開閉するバルブ7、及び上記空間4内の空気
を排出するポンプ8とからなる。
(凹面鏡)において、バルブ7を開いてポンプ8を作動
させると、空間4内の空気が、空気通路6を通り排出さ
れて、容器1の内部の圧力が外部の圧力よりも低下す
る。それによって、円板状膜3の表裏に圧力差が生じ、
この円板状膜3は内側にたわむ。そして、その膜外表面
の反射面3aがほぼ回転放物面を形成するようになる。
したがって、この曲面鏡に上方から光等の電磁波が入射
すると、その電磁波は上記反射面3aによって、ほぼ一
点に集束するようになる。すなわち、凹面鏡として使用
することができる。そして、上記反射面3aの焦点が所
要の位置に達したところで、バルブ7を閉じることによ
り、容器1の内外の空気の流通が阻止され、上記円板状
膜3の形状が一定に保たれるようになる。また、ポンプ
8によって容器1内の空間4に外部から空気を供給する
こともできるようにしておけば、上記容器1内の圧力を
外部よりも高くすることができるため、上記反射膜3a
を外側にたわませることが可能となる。したがって、凸
面鏡を形成できるようになる。
面鏡は、以上のように構成されているので、曲率を変化
させるにはポンプ8の作動により、容器1の内部の圧力
を変化させる必要があり、所定の曲率となるまで時間を
要するため、例えば、加工ヘッドがX−Y平面上を移動
して加工を行う光走査形のレーザ加工装置において、レ
ーザビーム反射のために上記曲率可変反射曲面鏡を使用
した場合、加工ヘッドの移動に伴いレーザビーム径を高
速度で変化させ集光光学部品に入射するレーザビーム径
を一定にするよう制御することは困難であるなどの問題
点があった。
るためになされたもので、高速度にてレーザビーム反射
部材の曲率を変化させることができるとともに、曲率を
必要に応じて自由に制御できるレーザ加工装置を得るこ
とを目的とする。
工装置は、レーザ発振器から出力されるレーザビームを
集光光学部材を用いて集光させ、切断・溶接等の加工を
行うレーザ加工装置において、前記レーザビームの伝送
路に設けられ流体圧力により弾性変形するレーザビーム
反射部材と、このレーザビーム反射部材の周囲部を支持
し前記レーザビーム反射部材とともにレーザビーム反射
面の反対側に空間を形成する反射部材支持部と、この反
射部材支持部の空間に流体を供給する流体供給手段と、
流体供給圧力を段階的又は連続的に切り換える手段と、
前記反射部材支持部の空間から流体を排出する流体排出
手段とを備え、前記空間は流体供給経路及びこの流体供
給経路と別体の流体排出経路を除き密閉構造とし前記レ
ーザビーム反射面の反対側に前記レーザビーム反射部材
が弾性変形するに要する流体圧力をかけるようにしたも
のである。
せるために供給する流体が流体排出手段から排出された
後、レーザビーム伝送路内に供給し、前記レーザビーム
伝送路内をパージするパージエアーとして使用するもの
である。
し、加工を行う光走査形のレーザ加工を行う場合、前記
加工ヘッドに装着されている集光光学部材に入射するレ
ーザビーム径が前記加工ヘッドの位置にかかわらず常に
一定となるようにレーザビーム反射部材の曲率を制御す
る手段を備えたものである。
が一定となるよう加工ヘッド本体または前記加工ヘッド
に装着された集光光学部材をZ軸方向に移動させるよう
に制御する手段を備えたものである。
ビーム反射部材をレーザビーム伝送路内に複数配置し構
成したものである。
流体の圧力制御時、供給される流体圧力を監視し、指令
圧力値と、所定の差異が生じたとき、警報を出すかまた
は運転を停止する手段を備えたものである。
径をあらかじめ登録しておき、被加工物の材質または板
厚に応じて前記レーザビーム径を選択するものである。
ームの伝送路に設けられ流体圧力により弾性変形するレ
ーザビーム反射部材と、このレーザビーム反射部材の周
囲部を支持しレーザビーム反射部材とともにレーザビー
ム反射面の反対側に空間を形成する反射部材支持部と、
この反射部材支持部の空間に流体を供給する流体供給手
段と、流体供給圧力を段階的又は連続的に切り換える手
段と、反射部材支持部の空間から流体を排出する流体排
出手段とを備え、前記空間は流体供給経路及び流体排出
経路を除き密閉構造とし、前空間に供給された流体が外
部に排出される流体通路をレーザビーム反射面に接して
形成し、レーザビーム反射面にレーザビーム反射部材の
弾性変形による曲率を段階的又は連続的に変化するに要
する流体圧力をかけるようにした。
せるために供給する流体が流体排出手段から排出された
後、レーザビーム伝送路内に供給することにより、レー
ザビーム伝送路内をパージするパージエアーとして使用
する。
し、加工を行う光走査形のレーザ加工を行う場合、レー
ザビーム反射部材の曲率を制御する手段を備えたことに
より、加工ヘッドに装着されている集光光学部材に入射
するレーザビーム径が加工ヘッドの位置にかかわらず常
に一定となるようにする。
装着された集光光学部材をZ軸方向に移動させるように
制御する手段を備えたことにより、最小集光スポット径
のZ軸方向位置が一定となるようにする。
ビーム反射部材をレーザビームの伝送路内に複数配置し
構成したことにより、レーザビーム径の可変範囲を拡大
する。
流体の圧力制御時、供給される流体圧力を監視し、指令
圧力値と、所定の差異が生じたとき、警報を出すかまた
は運転を停止する。
径をあらかじめ登録しておき、被加工物の材質または板
厚に応じてレーザビーム径を選択する。
図6及び図7を用いて説明する。尚、図1はこの発明に
おける実施例1によるレーザ加工装置の光路構成、曲率
可変反射鏡ホルダー構造及び配管系統等要部構成を示す
図、図2はこの発明の実施例1におけるレーザ加工装置
の光路構成及び配管系統の要部構成の他の例を示す図で
ある。
によるレーザ加工装置の曲率可変反射鏡ホルダー9より
排出されたエアー15を、パージエアーとして使用する
場合の配管系統及び構造を示す図、図4は加工レンズ2
9の位置において、レーザビーム径を一定とするための
制御回路を示す図、図5は加工レンズ29から最小集光
スポット径までの距離の変化に対応し、加工ヘッド28
をZ軸方向に移動を行う制御回路を示す図、そして図6
は曲率可変反射鏡ホルダー9に供給されるエアー15の
圧力に関する警報回路を示す図である。
ー、10はエアー等流体圧力により曲率を可変できるレ
ーザビーム反射部材たる曲率可変反射鏡、11はこの曲
率可変反射鏡10の周囲部分を保持する反射部材支持部
の要部たる円形保持板、12は上記曲率可変反射鏡10
の周囲部分を固定する押え板、13はエアジャケット、
14はこのエアジャケット13の中心部に設けられたエ
アー入口、15はエアー、16は上記円形保持板11に
数箇所等間隔に設けられたエアー通路、17は上記エア
ジャケット13に設けられ、上記円形保持板10の周囲
部に形成されたエアー通路、18はエアー出口、19は
圧力計、20は図示しないレーザ発振器から出力される
レーザビーム、21は上記曲率可変反射鏡10のレーザ
ビーム反射面、22は曲率可変反射鏡10のレーザビー
ム非反射面(裏面)、23は固定ネジ、24a〜24d
は気密性を保持するためのOリング、25a,25b,
25cはエアーのON−OFFを行う電磁弁、26a,
26b,26cはエアーの圧力を設定するレギュレタ、
27a,27bは上記レーザビーム20を反射する反射
鏡、28は加工ヘッド、29はこの加工ヘッド28に保
持される集光光学部材たる加工レンズ、30はこの加工
レンズ29を押える加工レンズ押え、31は加工ガス入
口、32は加工ガス、24eはこの加工ガス32をシー
ルするOリング、33は集光されたレーザビーム20が
照射される被加工物、34は制御装置である。
ーの圧力を無段階的に変化させることのできる電空弁で
ある。また、図3において、50は供給される流体によ
る圧力にかかわらず一定の流量にコントロールするフロ
ーコントローラ、51はパージエアー供給口、52はレ
ーザビーム伝送路、53は防塵及び密閉のためのゴムカ
バー、54はエアーの流れである。また、図4におい
て、55は加工レンズ29の位置にてある決められたレ
ーザビーム径となるのに必要な曲率可変反射鏡10の曲
率を演算する曲率演算装置である。また、図5におい
て、56は加工レンズ29から最小集光スポット径まで
の距離を演算する最小集光スポット径までの距離演算装
置、57はレーザ加工装置、また、図6において、58
はコンパレータ、59は警報装置である。
り弾性変形可能な材質からなる曲率可変反射鏡10は、
その周囲部分が円形保持板11に保持されており、ま
た、エアジャケット13に対して固定ネジ23により固
定される押え板12により上記円形保持板11に押えら
れている。一方、上記エアジャケット13は、その中心
部に設けられたエアー入口14よりエアー15が、電磁
弁25a,25b,25cのうちいずれかを開くことに
より供給される。この電磁弁25a,25b,25cの
直後には、各々レギュレータ26a,26b,26cが
設置されており、あらかじめ設定を行っておくことによ
り、圧力は3段階に切り替えることが可能となる。そし
てこの切り替えは、レーザ加工装置全体を制御している
制御装置34の指令により行うものとする。
レンズ29等の集光光学部材に入射するレーザビーム径
は、最小集光スポット径をほぼ決定するため、非常に重
要なファクターであり、被加工物33の種類(材質)や
厚さ等により、各々最適なレーザビーム径が存在する。
従って、上記被加工物33の種類や厚さ等に応じて、集
光光学部材に入射するレーザビーム径を変化させること
により、より高品質で安定性のあるレーザ加工を行うこ
とができるようになる。
エアー15は、上記円形保持板11に複数個等間隔に設
けられているエアー通路16を通り、円形保持板11の
周囲部に形成されたエアー通路17へと出た後、上記エ
アジャケット13の1箇所に設けられたエアー出口18
より排出されるという流体動作回路が構成され、この流
体圧力により、曲率可変反射鏡10は球面化するため、
球面鏡(この場合は凸面鏡)として使用することができ
る。尚、このエアー出口18の内径を、上記エアー入口
14の内径に比べ充分小さくすることにより、少ない流
量で上記曲率可変反射鏡10のレーザビーム非反射面
(裏面)22に圧力を加えることができる。また、流体
圧力が変化すればその曲率可変反射鏡10の曲率も変化
するため、上記制御装置34の指令により、曲率を3段
階切り替えることが可能となる。また、上記流体動作回
路に供給される流体の供給量に連動する流体圧力により
上記制御装置34の指令とほぼ同時に曲率可変反射鏡1
0の曲率を変えることができる。なお、Oリング24
a,24b,24c,24dは、気密性を保持するため
のものである。
れたレーザビーム20は、上記曲率可変反射鏡10が球
面化した場合、反射により非点収差が生じるため、曲率
可変反射鏡10に対し極力入射角を小さくして入射し、
反射後、反射鏡27a,27bにより加工ヘッド28へ
と伝送される。そして加工レンズ29により集光され、
焦点位置近傍にて、被加工物33へ照射されるが、この
とき上記制御装置34の指令により、加工ヘッド28ま
たは被加工物33が移動し、加工ガス入口31より供給
される加工ガス32が、集光されたレーザビーム20と
同軸上に噴出されることにより、切断・溶接等の加工が
行われる。なお、上記加工ガス32をシールするためO
リング24eを使用し、また、上記加工レンズ29を固
定するため加工レンズ押え30を使用している。
比例弁)35を使用することにより、供給するエアー1
5の圧力を無段階に変化させることができる。従って、
制御装置34の指令により、曲率可変反射鏡10の曲率
を無段階に、即ち連続的に変化させることができる。
害ガスの浸入及びレーザビームの安定性を確保するため
エアーパージを行う場合が多いが、エアー出口18から
排出されたエアーをレーザビーム伝送路内へ再供給する
ことにより、従来パージを行うために専用に準備してい
たコンプレッサ、ドライヤ、フィルタ等で構成されるパ
ージエアー供給源が不要となる。具体的方法としては、
図3に示すように、エアー出口18より排出されたエア
ー15は、フローコントローラ(流量制御バルブ)50
により一定流量化され、パージエアー供給口51より、
レーザビーム伝送路52内へと連続的に供給され、上記
レーザビーム伝送路52内の雰囲気を一定に保つように
する。
加工を行う光走査形レーザ加工装置の場合、従来、コリ
メーションを使用しても、加工レンズ29に入射するレ
ーザビーム径を一定にすることは不可能であったが、制
御装置34により、加工ヘッド28のX−Y方向移動に
伴い、曲率可変反射鏡10の曲率を連続的に変化させ、
加工レンズ29に入射するレーザビーム径を一定とする
ように制御することができる。
に、図示しないレーザ発振器から加工レンズ29までの
ビーム伝送距離を制御装置34により演算し、その演算
された伝送路距離により、加工レンズ29位置におい
て、ある決められたレーザビーム径となるために必要な
曲率可変反射鏡10の曲率を曲率演算装置55により演
算を行う。そして、あらかじめデータ化して制御装置3
4に入力されているその演算された曲率に対応する曲率
可変反射鏡ホルダー9への供給圧力を、制御装置34よ
り電空弁35へ指令を行うようにする。或いは、上記曲
率演算装置55は使用せず、曲率可変反射鏡ホルダー9
への供給圧力と同様、ある決められたレーザビーム径と
なるために必要な曲率を、あらかじめデータ化して制御
装置34に入力しておくようにしてもよい。
ム径を変化させた場合、加工レンズ29から最小集光ス
ポット径までの距離が若干変化する。また、光走査形レ
ーザ加工を行う場合は、上記加工ヘッド28の移動して
もレーザビーム径を一定とすることにより、最小集光ス
ポット径はほぼ一定となるが、最小集光スポット径まで
の距離が同様に変化するため、加工ヘッド28本体或い
は加工レンズ29を、Z軸方向(上下方向)における最
小集光スポット径の位置が常に一定となるよう、Z軸方
向の移動を制御することも可能である。
に、上記曲率演算装置55の他に、最小集光スポット径
までの距離演算装置56を付加し、加工レンズ29から
最小集光スポット径までの距離を演算し、その演算され
た距離となるよう加工ヘッド28をZ軸方向へ移動させ
る指令を、制御装置34がレーザ加工装置57に行うよ
うにするものである。
ー9の複数個レーザビーム伝送路に設置すれば、レーザ
ビーム径の可変範囲をより拡大できる。また、曲率可変
反射鏡ホルダー9に供給されるエアー15の圧力を監視
し、制御装置34の指令値とある一定値以上の差異が生
じた場合はアラームとし、警報を出すか或いはレーザ加
工装置を停止させるようにすることができる。
制御装置34より電空弁35に出された圧力指令値と、
実際に曲率可変反射鏡ホルダー9へ供給されている流体
圧力をコンパレータ58により比較を行い、差異があら
かじめ設定されていた値より大きくなったときに、警報
装置59へ指令を送り警報を発するようにするものであ
る。
いに応じて、制御装置34に加工速度、加工出力、加工
ガス圧等の加工条件を登録する方法が現在とられている
が、被加工物33の材質や板厚により、最適なレーザビ
ーム径が存在するため、この加工条件の登録項目に新た
にレーザビーム径を追加する(この登録されるレーザビ
ーム径はあらかじめ用意されている何種類かのレーザビ
ーム径の中から選択する形式とする。)。そして、上述
のような方法(曲率演算装置55を用いたり、或いはデ
ータ化しておく方法)により、加工レンズ29位置にお
けるビーム径が、加工ヘッド28が移動しても常に加工
条件登録時に登録されたビーム径となるよう制御するこ
とが可能である。
せる例を挙げたが、レーザ加工装置のホルダー構造及び
配管系統を図7に示すような構造とし、エアー入口43
aよりエアーを供給すると同時に、電磁弁25d,25
eを閉じるようにすれば、曲率可変反射鏡10もピスト
ン41とシリンダ40により構成された空間に流体が供
給され、ピストン41はシリンダ(1)40及びシリン
ダ(2)42を摺動しながら図中矢印方向へ移動するこ
とにより、レーザビーム非反射面(裏面)22側は負圧
となるため、上記曲率可変反射鏡10を凹面鏡化させる
ことも可能となる。なお、上記電磁弁25d,25eを
開き、エアー入口43bよりエアーを供給することによ
り、実施例1のように凸面鏡化することができる。従っ
てこのような構造とすることにより、凹面鏡化と凸面鏡
の両方が可能となるため、レーザビーム径の可変範囲を
拡大することができる。
鏡10は圧力のかからない状態では平面鏡であるが、凹
面鏡或いは凸面鏡であってもよい。また、実施例1にお
いては、平面鏡の肉厚は均一としているが、理想的な球
面曲率を得るため平面鏡中心から周囲部への距離に従
い、肉厚を変化させるようにしても良い。また、圧力を
かける流体をエアーとしたが、特にエアーに限定するも
のではなく、他の気体を使用してもよい。また、気体で
はなく水等の液体を使用してもよい。また、図1におい
ては電磁弁の個数を3個とし、圧力3段階切替えとした
が、特に3個である必要はなく、1個以上であればよ
い。但し、電磁弁の数を多くすることにより、レーザビ
ーム径の設定数も多くできるため、より高品質で安定性
のあるレーザ加工を行うことができるようになる。ま
た、圧力をかけるエアーをパージエアーと共用する例を
挙げているが、レーザ加工時に必要となる加工ガスと共
用するようにしてもよい。
ザ発振器から出力されるレーザビームを集光光学部材を
用いて集光させ、切断・溶接等の加工を行うレーザ加工
装置において、前記レーザビームの伝送路に設けられ流
体圧力により弾性変形するレーザビーム反射部材と、こ
のレーザビーム反射部材の周囲部を支持し前記レーザビ
ーム反射部材とともにレーザビーム反射面の反対側に空
間を形成する反射部材支持部と、この反射部材支持部の
空間に流体を供給する流体供給手段と、流体供給圧力を
段階的又は連続的に切り換える手段と、前記反射部材支
持部の空間から流体を排出する流体排出手段とを備え、
前記空間は流体供給経路及びこの流体供給経路と別体の
流体排出経路を除き密閉構造とし前記レーザビーム反射
面の反対側に前記レーザビーム反射部材が弾性変形する
に要する流体圧力をかけるようにしたので、レーザビー
ム反射部材の曲率を速やかに変化させて、必要に応じて
レーザビーム径を高速で制御するとともに、レーザビー
ム反射部材が供給流体により冷却され、レーザビーム照
射によるレーザビーム反射部材の熱変形を防止する効果
がある。
せるために供給する流体が流体排出手段から排出された
後、レーザビーム伝送経路内に供給しレーザビーム伝送
路内をパージするパージエアーとして使用することによ
り、レーザ加工装置の構成を簡略化するとともに運転コ
ストを低減することができる。
し、加工を行う光走査形のレーザ加工を行う場合、レー
ザビーム反射部材の曲率を制御する手段を備え、加工ヘ
ッドに装着されている集光光学部材に入射するレーザビ
ーム径が加工ヘッドの位置にかかわらず常に一定となる
ようにすることにより、高品質のレーザ加工を安定して
行える効果がある。
装着された集光光学部材をZ軸方向に移動させるように
制御する手段を備え、最小集光スポット径のZ軸方向位
置が一定となるようにすることにより、高品質のレーザ
加工を安定して行える効果がある。
ビーム反射部材をレーザビームの伝送経路内に複数配置
し構成したことにより、レーザビーム径の可変範囲を拡
大することができる。
流体の圧力制御時、供給される流体圧力を監視し、指令
圧力値と、所定の差異が生じたとき、警報を出すかまた
は運転を停止することができる。
径をあらかじめ登録しておき、被加工物の材質または板
厚に応じてレーザビーム径を選択することにより、高品
質のレーザ加工を安定して行える効果がある。
光路構成、ホルダー構造及び配管系統を示す構成図であ
る。
光路構成及び配管系統を示す他の構成図である。
曲率可変反射鏡ホルダーより排出されたエアーをパージ
エアーとして使用する場合の配管系統及び構造を示す構
成図である。
加工レンズの位置において、レーザビーム径を一定とす
るための制御回路を示す構成図である。
加工レンズから最小集光スポット径までの距離の変化に
対応し、加工ヘッドをZ軸方向に移動を行う制御回路を
示す構成図である。
曲率可変反射鏡ホルダーに供給されるエアーの圧力に関
する警報回路を示す構成図である。
ホルダー構造及び配管系統を示す構成図である。
気密な空間、5 圧力調整手段、6 空気通路、7
バルブ、8 ポンプ、9 曲率可変反射鏡ホルダー、1
0 曲率可変反射鏡、11 円形保持板、12 押え
板、13 エアジャケット、14 エアー入口、15
エアー、16 エアー通路、17 エアー通路、18
エアー出口、19 圧力計、20 レーザビーム、21
レーザビーム反射面、22 レーザビーム非反射面
(裏面)、23 固定ネジ、24a,24b,24c,
24d,24e,24f,24g Oリング、25a,
25b,25c,25d,25e 電磁弁、26a,2
6b,26c レギュレータ、27a,27b 反射
鏡、28 加工ヘッド、29 加工レンズ、30 加工
レンズ押え、31 加工ガス入口、32 加工ガス、3
3 被加工物、34 制御装置、35 電空弁、40
シリンダ(1)、41 ピストン、42 シリンダ
(2)、43a,43b エアー入口、44a,44b
エアー出口、50 フローコントローラ(流量制御バ
ルブ)、51 パージエアー供給口、52a,52b
レーザビーム伝送路、53 ゴムカバー、54 エアー
の流れ、55 曲率演算装置、56 最小スポット径ま
での距離演算装置、57 レーザ加工装置、58 コン
パレータ、59 警報装置。
Claims (7)
- 【請求項1】 レーザ発振器から出力されるレーザビー
ムを集光光学部材を用いて集光させ、切断・溶接等の加
工を行うレーザ加工装置において、前記レーザビームの
伝送路に設けられ流体圧力により弾性変形するレーザビ
ーム反射部材と、このレーザビーム反射部材の周囲部を
支持し前記レーザビーム反射部材とともにレーザビーム
反射面の反対側に空間を形成する反射部材支持部と、こ
の反射部材支持部の空間に流体を供給する流体供給手段
と、流体供給圧力を段階的又は連続的に切り換える手段
と、前記反射部材支持部の空間から流体を排出する流体
排出手段とを備え、前記空間は流体供給経路及びこの流
体供給経路と別体の流体排出経路を除き密閉構造とし前
記レーザビーム反射面の反対側に前記レーザビーム反射
部材が弾性変形するに要する流体圧力をかけるようにし
たことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項2】 レーザビーム反射部材を弾性変形させる
ために供給する流体が流体排出手段から排出された後、
レーザビーム伝送路内に供給し、前記レーザビーム伝送
路内をパージするパージエアーとして使用することを特
徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項3】 加工ヘッドがX−Y平面上を移動し、加
工を行う光走査形のレーザ加工を行う場合、前記加工ヘ
ッドに装着されている集光光学部材に入射するレーザビ
ーム径が前記加工ヘッドの位置にかかわらず常に一定と
なるようにレーザビーム反射部材の曲率を制御する手段
を備えたことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工
装置。 - 【請求項4】 最小集光スポット径のZ軸方向位置が一
定となるよう加工ヘッド本体または前記加工ヘッドに装
着された集光光学部材をZ軸方向に移動させるように制
御する手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項
3のいずれかに記載のレーザ加工装置。 - 【請求項5】 流体圧力により弾性変形するレーザビー
ム反射部材をレーザビーム伝送路内に複数配置し構成し
たことを特徴とする請求項1〜請求項4のい ずれかに記
載のレーザ加工装置。 - 【請求項6】 反射部材支持部の空間に供給される流体
の圧力制御時、供給される流体圧力を監視し、指令圧力
値と、所定の差異が生じたとき、警報を出すかまたは運
転を停止する手段を備えたことを特徴とする請求項1〜
請求項5のいずれかに記載のレーザ加工装置。 - 【請求項7】 加工条件として最適のレーザビーム径を
あらかじめ登録しておき、被加工物の材質または板厚に
応じて前記レーザビーム径を選択することを特徴とする
請求項1〜請求項6のいずれかに記載のレーザ加工装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07125131A JP3138613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | レーザ加工装置 |
| TW084108681A TW283107B (en) | 1995-05-24 | 1995-08-19 | Laser processing apparatus |
| US08/611,879 US5889256A (en) | 1995-05-24 | 1996-03-06 | Laser machining apparatus with deformable mirror |
| DE19613252A DE19613252C2 (de) | 1995-05-24 | 1996-04-02 | Laserbearbeitungsgerät |
| CN96100566A CN1117648C (zh) | 1995-05-24 | 1996-04-30 | 激光加工装置 |
| KR1019960015831A KR100193952B1 (ko) | 1995-05-24 | 1996-05-13 | 레이저 가공장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07125131A JP3138613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08318383A JPH08318383A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3138613B2 true JP3138613B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=14902629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07125131A Expired - Lifetime JP3138613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | レーザ加工装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5889256A (ja) |
| JP (1) | JP3138613B2 (ja) |
| KR (1) | KR100193952B1 (ja) |
| CN (1) | CN1117648C (ja) |
| DE (1) | DE19613252C2 (ja) |
| TW (1) | TW283107B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043775A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh & Co Kg | レーザ加工ヘッド |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW425322B (en) * | 1998-05-13 | 2001-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | Laser processing machine |
| US6392192B1 (en) | 1999-09-15 | 2002-05-21 | W. A. Whitney Co. | Real time control of laser beam characteristics in a laser-equipped machine tool |
| US6128138A (en) * | 1999-07-15 | 2000-10-03 | W. A. Whitney Co. | Reflective laser collimator |
| JP2001121278A (ja) * | 1999-10-22 | 2001-05-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ切断方法 |
| FR2803918B1 (fr) | 2000-01-17 | 2003-05-16 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de balayage d'un foyer de faisceau de laser |
| US6407363B2 (en) | 2000-03-30 | 2002-06-18 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser system and method for single press micromachining of multilayer workpieces |
| JP4659300B2 (ja) | 2000-09-13 | 2011-03-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法 |
| CN100485902C (zh) | 2002-03-12 | 2009-05-06 | 浜松光子学株式会社 | 基板的分割方法 |
| EP1424584B1 (de) * | 2002-11-29 | 2007-02-28 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Spiegel einer Laserbearbeitungsmaschine |
| JP4949015B2 (ja) * | 2003-02-26 | 2012-06-06 | ウニヴェルシュタット ベルン | 光ビームの波面を修正するための、方法、配置構成、及び該配置構成のための影響付与ユニット |
| WO2005061979A1 (en) * | 2003-11-19 | 2005-07-07 | Picanol N.V. | Device for drying at least one yarn |
| US7060934B2 (en) * | 2003-12-04 | 2006-06-13 | Universal Laser Systems, Inc. | High resolution laser beam delivery apparatus |
| US6986585B1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-01-17 | Southeastern Univ. Research Assm | Radius of curvature controlled mirror |
| EP1695786B1 (de) * | 2005-02-25 | 2010-03-10 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Anordnung zur Laserbearbeitung, insbesondere zum Laserschweissen von 3D-Bauteilen, mit einem ersten optischen Element zur Aufteilung eines Laserstrahles und einem zweiten optischen Element zur Fokusierung der Teilstrahlen |
| EP1896914B1 (de) * | 2005-06-24 | 2014-12-24 | TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Adaptiver spiegel einer optik einer laserbearbeitungsmaschine |
| CN100496855C (zh) * | 2005-08-19 | 2009-06-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 精密加工激光切割机 |
| TWI271568B (en) * | 2006-01-18 | 2007-01-21 | Micro Star Int Co Ltd | Mirror structure and image-taking apparatus |
| CN100495102C (zh) * | 2006-02-06 | 2009-06-03 | 微星科技股份有限公司 | 镜面结构及取像装置 |
| JP2007266387A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ発振器 |
| DE102007024701A1 (de) | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Materialabtragung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2008168352A (ja) * | 2008-01-23 | 2008-07-24 | Rezakku:Kk | レーザ加工装置の使用方法 |
| US7740362B1 (en) * | 2008-02-19 | 2010-06-22 | Jefferson Science Associates | Mirror with thermally controlled radius of curvature |
| ES2375880T3 (es) * | 2008-07-30 | 2012-03-07 | Ipg Photonics Corporation | Útil de soldadura por l�?ser con un l�?ser de fibra. |
| TWI453461B (zh) * | 2011-03-08 | 2014-09-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Optical scanning devices and laser processing devices |
| CN103056531A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-24 | 苏州领创激光科技有限公司 | 一种激光切割机自动变焦的方法与装置 |
| DE102013008646B4 (de) * | 2013-05-21 | 2020-06-10 | Lt-Ultra Precision Technology Gmbh | Adaptiver Spiegel für eine Laserbearbeitungsvorrichtung |
| US10359603B1 (en) * | 2013-08-21 | 2019-07-23 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville | Lightweight adaptive metal cooled mirrors |
| US9360600B2 (en) * | 2013-11-20 | 2016-06-07 | Asml Netherlands B.V. | System and method for correcting the focus of a laser beam |
| CN107813060A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-20 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种光纤激光切割机用反射式切割头及控制方法 |
| WO2018110191A1 (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 三菱電機株式会社 | 形状可変鏡及びレーザ加工装置 |
| JP7285713B2 (ja) * | 2019-07-05 | 2023-06-02 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッド及びレーザ加工装置 |
| CN110842355A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-28 | 奔腾楚天激光(武汉)有限公司 | 一种光纤激光切割机快速换气的装置及控制方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576804A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-13 | Toshiba Corp | Light reflection method |
| JPS5954484A (ja) † | 1982-09-20 | 1984-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工機 |
| JPS60187492A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザビ−ムによる加工装置 |
| JPS61159613A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Kokuritsu Kogai Kenkyusho | 反射曲面鏡 |
| JPS61242778A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-29 | アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド | レ−ザ加工装置における加工ヘツド位置制御装置 |
| FR2584824B1 (fr) * | 1985-07-10 | 1987-09-25 | Commissariat Energie Atomique | Miroir deformable |
| JPS63146479A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-06-18 | Amada Co Ltd | レ−ザビ−ムの発散角調整方法および装置 |
| JPS63159613A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-02 | Sanshin Ind Co Ltd | 水冷エンジン用ポンプのドレン装置 |
| JPH0534860Y2 (ja) * | 1987-06-11 | 1993-09-03 | ||
| US4837708A (en) * | 1987-07-01 | 1989-06-06 | Maraven, S.A. | Process and apparatus for determining flow rate of a flow medium in a flow line |
| JPH01113192A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Hitachi Ltd | レーザ加工機用集光装置 |
| JPH01166894A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JPH01219801A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Meitetsuku:Kk | 可変焦点式反射鏡 |
| DE3900467C2 (de) * | 1989-01-10 | 1995-09-07 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | Vorrichtung mit einem Spiegelkopf |
| JPH0351402U (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-20 | ||
| JPH03128187A (ja) * | 1989-10-12 | 1991-05-31 | Yoshizawa Kogyo Kk | レーザ切断装置 |
| JPH03174995A (ja) * | 1989-12-01 | 1991-07-30 | Amada Co Ltd | レーザ加工装置の加工ヘッド |
| JPH03189089A (ja) * | 1989-12-18 | 1991-08-19 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザー加工装置 |
| DE4137832A1 (de) * | 1991-11-16 | 1993-05-19 | Kugler Gmbh Feinmechanik & Opt | Vorrichtung zum lagern einer gesteuert deformierbaren platte geringer dicke, insbesondere eines spiegels als reflektionseinrichtung fuer laserstrahlen o. dgl. |
| DE9205810U1 (de) * | 1992-04-30 | 1993-08-26 | Diehl GmbH & Co, 90478 Nürnberg | Einrichtung zur Beeinflussung der Fokuslage eines Laser-Bearbeitungskopfes |
| JPH0736551A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Smc Corp | 電空レギュレータ用圧力制御装置 |
| US5493095A (en) * | 1994-02-14 | 1996-02-20 | Data Technology, Inc. | Laser beam divergence compensation apparatus |
| DE9407288U1 (de) * | 1994-05-02 | 1994-08-04 | Trumpf Gmbh & Co, 71254 Ditzingen | Laserschneidmaschine mit Fokuslageneinstellung |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP07125131A patent/JP3138613B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-19 TW TW084108681A patent/TW283107B/zh active
-
1996
- 1996-03-06 US US08/611,879 patent/US5889256A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-02 DE DE19613252A patent/DE19613252C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-30 CN CN96100566A patent/CN1117648C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-13 KR KR1019960015831A patent/KR100193952B1/ko not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043775A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh & Co Kg | レーザ加工ヘッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19613252C2 (de) | 2000-06-15 |
| US5889256A (en) | 1999-03-30 |
| DE19613252A1 (de) | 1996-11-28 |
| CN1137430A (zh) | 1996-12-11 |
| JPH08318383A (ja) | 1996-12-03 |
| TW283107B (en) | 1996-08-11 |
| KR960040544A (ko) | 1996-12-17 |
| KR100193952B1 (ko) | 1999-06-15 |
| CN1117648C (zh) | 2003-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3138613B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP2591371B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| US6791766B2 (en) | Method and device for holding optical member, optical device, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP7217363B2 (ja) | 被加工物をレーザー加工するための機械加工装置、被加工物をレーザー加工するための機械加工装置用の部品セット、およびそのような機械加工装置を用いて被加工物をレーザー加工するための方法 | |
| EP1640110B1 (en) | Laser cladding apparatus and method | |
| KR100422982B1 (ko) | 변형가능한거울및회절성광학소자를사용하는조명장치및방법 | |
| US6686989B2 (en) | Exposure apparatus | |
| WO1988005211A1 (en) | Flowing gas seal enclosure for processing workpiece surface with controlled gas environment and intense laser irradiation | |
| US10327318B2 (en) | Adjusting a beam diameter and an aperture angle of a laser beam | |
| US7307696B2 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
| US20230350307A1 (en) | Optical element for reflecting radiation, and optical assembly | |
| US20010008469A1 (en) | Deformable mirror, in particular for a laser beam material machining apparatus | |
| US8203098B2 (en) | Laser processing machines and methods for providing a gas to the beam guide of a laser processing machine | |
| JP5266641B2 (ja) | 露光装置及びデバイス製造方法 | |
| JP2022037086A (ja) | デュアルバルブ流体アクチュエータアセンブリ | |
| JP3167977B2 (ja) | ベンドミラー装置 | |
| JPH1167651A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP2892483B2 (ja) | レーザー微細加工装置 | |
| WO2021177951A1 (en) | Apparatus and method for material processing | |
| JPH11307415A (ja) | 露光方法および露光装置 | |
| TW202533897A (zh) | 光學沖洗裝置 | |
| US5058967A (en) | Apparatus for manipulating laser beams, particularly power laser beams for use by robots | |
| CN119894632A (zh) | 具有扫描仪单元或扫描仪组件的激光加工头 | |
| JPH1085979A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH0655289A (ja) | レーザ加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071208 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081208 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091208 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091208 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101208 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101208 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121208 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121208 Year of fee payment: 12 |
|
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121208 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131208 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |