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JPH06262384A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

Info

Publication number
JPH06262384A
JPH06262384A JP5149621A JP14962193A JPH06262384A JP H06262384 A JPH06262384 A JP H06262384A JP 5149621 A JP5149621 A JP 5149621A JP 14962193 A JP14962193 A JP 14962193A JP H06262384 A JPH06262384 A JP H06262384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
laser beam
condensing
ring
laser
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
Application number
JP5149621A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Sawai
卓哉 澤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5149621A priority Critical patent/JPH06262384A/en
Publication of JPH06262384A publication Critical patent/JPH06262384A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a laser beam machine unnecessitating the rotary operation of an object to be worked or a converging mirror, and possible to easily realize the reforming, of an surface on the circumference of an object to be worked. CONSTITUTION:A laser beam machining is performed by reflecting and converging a laser beam 1 to make it incident to objects 6 and 16 to be worked. A ring-shaped laser beam 2 whose intensity distribution in a section perpendicular to the proceeding direction of the laser beam, is a ring-shape, is reflected and converged by converging mirrors 5 and 15. A laser beam machining is performed by inserting a columnar object 6 to be worked into an opening part 5a in the center part of the converging mirror 5 or arranging a cylindrical object 16 to be worked on the outer periphery part of the converging mirror 15. Typically, the normal laser beam 1 is deformed to a ring-shaped laser beam 2 by using a beam-deforming mirror 4. For the beam-deforming mirror 4, for instance, a mirror equipped with the reflection part 4a of a conical outer surface in the center part, and equipped with the reflection part 4b of a conical inner surface on its outer periphery part, is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームによって
加工を行うための装置に関わり、特に、円周上の表面改
質加工を行うためのレーザ加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for processing by a laser beam, and more particularly to a laser processing apparatus for performing surface modification processing on a circumference.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のレーザ技術の著しい進歩に伴い、
レーザ加工技術の分野においても、多種多様なレーザ加
工装置が提案され、実用化されている。図4は、このよ
うなレーザ加工装置のうち、特に、焼き入れや表面剥離
などの表面改質加工を行うためのレーザ加工装置の一例
を示す模式図である。この図4においては、レーザビー
ム1を円柱状の被加工物6に入射して焼き入れ(焼き入
れ部分7)を施す場合の配置構成を示しており、加工ガ
ス噴出装置10と集光ミラー11とによってレーザ加工
装置が構成されている。加工ガス噴出装置10は、不活
性ガスや乾燥空気あるいはその他の加工用アシストガス
を噴出して被加工物6またはその周囲に吹き付ける装置
であり、集光ミラー11は、球面または放物面などの反
射面を有し、この反射面でレーザビーム1を反射集光し
て被加工物6に入射させる装置である。
2. Description of the Related Art With the remarkable progress of laser technology in recent years,
In the field of laser processing technology, various types of laser processing devices have been proposed and put into practical use. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a laser processing apparatus for performing surface modification processing such as quenching and surface peeling among such laser processing apparatuses. FIG. 4 shows an arrangement configuration in which the laser beam 1 is incident on the cylindrical workpiece 6 to be quenched (quenched portion 7), and the processing gas ejection device 10 and the condenser mirror 11 are shown. A laser processing device is constituted by and. The processing gas jetting device 10 is a device for jetting an inert gas, dry air, or other processing assist gas to blow it onto the workpiece 6 or its periphery, and the condenser mirror 11 is a spherical surface or a parabolic surface. The device has a reflecting surface, and the laser beam 1 is reflected and condensed by the reflecting surface to be incident on the workpiece 6.

【0003】すなわち、図4に示すような円柱状の被加
工物6の先端に焼き入れを施す場合には、図示していな
いレーザ発振器から発射したレーザビーム1を、集光ミ
ラー11に任意の入射角度で入射し、反射集光した状態
で、このレーザビーム1の任意のスポット径の位置に被
加工物6が位置するようにして、被加工物6を配置す
る。この場合、被加工物6を配置するためのレーザビー
ム1の任意のスポット径は、レーザビーム1の強度と得
ようとする加工品質とに応じて決定される。そして、こ
のような配置状態で、被加工物6の加工範囲に応じて、
被加工物6を回転させ、あるいは、軸方向に移動させな
がら、レーザビーム1を入射する。また、必要に応じ
て、加工ガス噴出装置10によってヘリウム、アルゴン
などの不活性ガスまたは乾燥空気、あるいはその他の加
工用アシストガスを噴出させ、被加工物6またはその周
囲に吹き付ける。このように不活性ガスや乾燥空気を吹
き付けることにより、プラズマの発生を抑制したり、ま
た、スパッタのミラー表面への付着を防止することなど
が可能である。
That is, when quenching the tip of a cylindrical work piece 6 as shown in FIG. 4, a laser beam 1 emitted from a laser oscillator (not shown) is arbitrarily focused on a condenser mirror 11. The workpiece 6 is arranged such that the workpiece 6 is positioned at an arbitrary spot diameter of the laser beam 1 while being incident at an incident angle and reflected and condensed. In this case, the arbitrary spot diameter of the laser beam 1 for disposing the workpiece 6 is determined according to the intensity of the laser beam 1 and the processing quality to be obtained. Then, in such an arrangement state, according to the processing range of the workpiece 6,
The laser beam 1 is incident while rotating the workpiece 6 or moving the workpiece 6 in the axial direction. Further, if necessary, an inert gas such as helium or argon or dry air, or another assist gas for processing is ejected by the machining gas ejecting device 10 and blown onto the workpiece 6 or its periphery. By spraying the inert gas or the dry air in this way, it is possible to suppress the generation of plasma and prevent the spatter from adhering to the mirror surface.

【0004】また、図5は、レーザビーム1を円筒状の
被加工物16の内面に入射して焼き入れを施す場合の配
置構成を示している。すなわち、図5に示すような円筒
状の被加工物16の内面に焼き入れを施す場合には、図
示していないレーザ発振器から発射したレーザビーム1
を、集光ミラー11に任意の入射角度で入射し、反射集
光した状態で、このレーザビーム1の任意のスポット径
の位置に被加工物16が位置するようにして、被加工物
16を配置する。この場合、被加工物16を配置するた
めのレーザビーム1の任意のスポット径は、レーザビー
ム1の強度と得ようとする加工品質とに応じて決定され
る。そして、このような配置状態で、被加工物16また
は集光ミラー11を回転させ、あるいは、軸方向に移動
させながら、レーザビーム1を入射する。
Further, FIG. 5 shows an arrangement configuration in which the laser beam 1 is incident on the inner surface of a cylindrical workpiece 16 for quenching. That is, when quenching the inner surface of the cylindrical workpiece 16 as shown in FIG. 5, the laser beam 1 emitted from a laser oscillator (not shown)
Is incident on the condenser mirror 11 at an arbitrary incident angle and is reflected and condensed so that the workpiece 16 is positioned at a position of an arbitrary spot diameter of the laser beam 1 so that the workpiece 16 is Deploy. In this case, the arbitrary spot diameter of the laser beam 1 for disposing the workpiece 16 is determined according to the intensity of the laser beam 1 and the processing quality to be obtained. Then, in such an arrangement state, the laser beam 1 is incident while the workpiece 16 or the condenser mirror 11 is rotated or moved in the axial direction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーザ加工装置には、以下のような問題点
が存在する。すなわち、図4および図5に示すレーザ加
工装置は、集光ミラー11によって集光したレーザビー
ム1をそのまま被加工物6,16に入射する構成である
ため、パイプや、エンジンのピストンおよびシリンダー
など、円周上で表面改質加工を必要とする円柱状または
円筒状の被加工物6,16を加工する場合には、被加工
物6,16または集光ミラー11を回転させる必要があ
る。したがって、被加工物6,16または集光ミラー1
1を回転動作させるための装置を別に配置しなければな
らず、装置間の整合作業などが新たに必要となるなど、
実用面で問題がある。
However, the conventional laser processing apparatus as described above has the following problems. That is, the laser processing apparatus shown in FIGS. 4 and 5 has a configuration in which the laser beam 1 condensed by the condensing mirror 11 is directly incident on the workpieces 6 and 16, so that a pipe, an engine piston and a cylinder, etc. When processing the cylindrical or cylindrical workpieces 6 and 16 that require surface modification processing on the circumference, it is necessary to rotate the workpieces 6 and 16 or the condenser mirror 11. Therefore, the workpieces 6 and 16 or the condenser mirror 1
A device for rotating 1 has to be separately arranged, and a matching work between the devices is newly required.
There is a problem in practical use.

【0006】また、以上のように被加工物6,16また
は集光ミラー11を回転させながら、レーザビーム1を
入射した場合には、被加工物6,16におけるレーザビ
ーム1の初期入射領域と1回転後の入射領域との間に重
複部分を生じる。このレーザビーム1の入射の重複部分
は、被加工物6,16における円周上の他の部分に比べ
て局部的な過熱部分となるため、被加工物6,16の円
周上における加工の質に差を生じることになる。したが
って、このような従来のレーザ加工装置では、被加工物
6,16の円周上の表面改質加工において通常要求され
る均質な表面改質を実現することは困難である。
Further, when the laser beam 1 is incident while rotating the workpieces 6 and 16 or the condenser mirror 11 as described above, the initial incident region of the laser beam 1 on the workpieces 6 and 16 becomes An overlap portion is formed between the incident area after one rotation. Since the overlapping portion of the incidence of the laser beam 1 is a locally overheated portion in comparison with the other portions on the circumference of the workpieces 6 and 16, the processing on the circumference of the workpieces 6 and 16 is It will make a difference in quality. Therefore, with such a conventional laser processing apparatus, it is difficult to realize the uniform surface modification usually required in the surface modification processing on the circumference of the workpieces 6 and 16.

【0007】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、被
加工物または集光ミラーの回転動作を必要とせず、被加
工物の円周上における均質な表面改質を容易に実現可能
なレーザ加工装置を提供することである。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is not to rotate a work piece or a condensing mirror and to work the work piece. It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of easily realizing uniform surface modification on the circumference.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ加工
装置は、レーザビームを反射集光し、被加工物に入射し
てレーザ加工を行うレーザ加工装置において、レーザビ
ームの進行方向に直交する断面における強度分布がリン
グ状であるリング状レーザビームを反射集光する集光ミ
ラーを備えることを特徴としている。
A laser processing apparatus according to the present invention is a laser processing apparatus for reflecting and condensing a laser beam and making it incident on a workpiece for laser processing, in a cross section orthogonal to the traveling direction of the laser beam. Is provided with a condenser mirror for reflecting and condensing a ring-shaped laser beam having a ring-shaped intensity distribution.

【0009】まず、円柱状の被加工物を対象としたレー
ザ加工装置においては、集光ミラーが、その中央部に被
加工物挿入用の開口部を有することを特徴としている。
この場合、望ましくは、前記集光ミラーの前記開口部背
面側に設けられ、加工用アシストガスを噴出し、前記集
光ミラーの前記開口部を介して前記集光ミラーの反射面
側に導入する加工ガス噴出装置と、前記集光ミラーの集
光点近傍に設けられ、加工時の加工点雰囲気ガスを被加
工物の外周から排気する排気装置とをさらに備える。よ
り望ましくは、前記集光ミラーの集光点近傍に設けら
れ、レーザビームを吸収するビーム吸収体をさらに備え
る。
First, a laser processing apparatus for a cylindrical workpiece is characterized in that the condensing mirror has an opening for inserting the workpiece in the center thereof.
In this case, it is desirable that the processing assist gas is provided on the rear surface side of the opening of the condenser mirror, and the processing assist gas is ejected and introduced to the reflection surface side of the condenser mirror through the opening of the condenser mirror. A processing gas ejection device and an exhaust device which is provided in the vicinity of the converging point of the condensing mirror and exhausts the processing point atmosphere gas at the time of processing from the outer periphery of the workpiece are further provided. More preferably, it further comprises a beam absorber provided near the focusing point of the focusing mirror and absorbing the laser beam.

【0010】次に、円筒状の被加工物を対象としたレー
ザ加工装置においては、集光ミラーが、その径方向にお
ける外周端部よりも外側に集光点を有することを特徴と
している。この場合、前記集光ミラーが、反射集光した
リング状レーザビームをその中心軸上で交差させるよう
に構成されると共に、その中央部に設けられた開口部
と、この開口部に挿入可能な集光径変換ミラーとを有
し、この集光径変換ミラーが、前記開口部に挿入された
場合に、前記集光ミラーで反射集光したリング状レーザ
ビームを反射してその集光径を変換するように構成され
ることも可能である。
Next, the laser processing apparatus for a cylindrical workpiece is characterized in that the converging mirror has a condensing point outside the outer peripheral end in the radial direction. In this case, the condenser mirror is configured to intersect the reflected and condensed ring-shaped laser beam on its central axis, and the opening provided at the center thereof and insertable into this opening. A condenser diameter conversion mirror, and when the condenser diameter conversion mirror is inserted in the opening, the condenser laser reflects the ring-shaped laser beam reflected and condensed by the condenser mirror, It can also be configured to convert.

【0011】さらに、本発明のレーザ加工装置は、被加
工物の形状に係わらず、典型的には、前記集光ミラーの
入射側に設けられ、レーザビームを入射して前記リング
状レーザビームに変形するビーム変形ミラーをさらに備
える。このようなビーム変形ミラーとしては、具体的に
は、その中央部に、レーザビームを外周方向に全円状に
反射する円錐状外面の反射部を有し、かつ、この円錐状
外面の反射部の外周部に、この円錐状外面の反射部で反
射したレーザビームをさらに反射して前記リング状レー
ザビームを形成する円錐状内面の反射部を有するビーム
変形ミラーを使用可能である。
Further, the laser processing apparatus of the present invention is typically provided on the entrance side of the converging mirror regardless of the shape of the object to be processed, and makes a laser beam enter to form the ring-shaped laser beam. The apparatus further includes a beam deforming mirror that deforms. As such a beam deforming mirror, specifically, it has a conical outer surface reflecting portion for reflecting the laser beam in a circular shape in the outer peripheral direction in the central portion thereof, and the conical outer surface reflecting portion. It is possible to use a beam deforming mirror that has a conical inner surface reflection portion that further reflects the laser beam reflected by the conical outer surface reflection portion to form the ring-shaped laser beam on the outer peripheral portion of.

【0012】本発明の代表的な実施例においては、前記
集光ミラーの入射側に設けられ、レーザビーム貫通用の
開口部を有し、この開口部の周囲で前記リング状レーザ
ビームを反射するビームガイドミラーをさらに備え、こ
のビームガイドミラーと前記集光ミラーおよび前記ビー
ム変形ミラーが、ビームガイドミラーの開口部を貫通し
たレーザビームを前記ビーム変形ミラーに入射して前記
リング状レーザビームに変形し、このリング状レーザビ
ームを前記ビームガイドミラーの前記開口部周囲で反射
して前記集光ミラーに入射するように配置される。
In a typical embodiment of the present invention, there is an opening for penetrating a laser beam, which is provided on the incident side of the condenser mirror, and reflects the ring-shaped laser beam around this opening. A beam guide mirror is further provided, and the beam guide mirror, the condenser mirror, and the beam deforming mirror cause a laser beam penetrating an opening of the beam guide mirror to enter the beam deforming mirror and deform the ring laser beam. Then, the ring-shaped laser beam is arranged so as to be reflected around the opening of the beam guide mirror and incident on the condenser mirror.

【0013】[0013]

【作用】以上のような構成を有する本発明のレーザ加工
装置においては、リング状レーザビームを、集光ミラー
によって、その伝搬方向と反対方向へ伝搬し、かつ、光
強度分布を持たない中空部分の径が縮小または拡大する
ように反射集光し、円盤状あるいは円錐状のレーザビー
ムを形成することができる。
In the laser processing apparatus of the present invention having the above-mentioned structure, the hollow portion which propagates the ring-shaped laser beam in the direction opposite to the propagation direction by the condenser mirror and has no light intensity distribution. It is possible to form a disc-shaped or conical laser beam by focusing and reflecting so that the diameter of the laser beam is reduced or expanded.

【0014】そして、まず、円柱状の被加工物について
は、集光ミラーの中央部に設けた開口部内に円柱状の被
加工物を挿入し、集光ミラーによって光強度分布を持た
ない中空部分の径が縮小するように反射集光することに
より、この反射集光した円盤状あるいは円錐状のレーザ
ビームを円柱状の被加工物の表面に対して円周上に均一
に入射することができる。また、集光ミラーの背面側に
加工ガス噴出装置を設け、集光ミラーの集光点近傍に排
気装置を設けた場合には、加工ガス噴出装置により集光
ミラーの開口を利用して加工点近傍に加工用アシストガ
スを供給することができるとともに、集光ミラーから反
射集光したレーサビームの光路を妨げることなく、排気
装置によって被加工物の外周から加工点雰囲気を排気す
ることができる。さらに、集光ミラーの集光点近傍にビ
ーム吸収体を設けた場合には、被加工物から反射したレ
ーザビームをビーム吸収体によって消失させることがで
きる。
First, for a cylindrical work piece, the cylindrical work piece is inserted into an opening provided in the central portion of the condenser mirror, and a hollow portion having no light intensity distribution is formed by the condenser mirror. By reflecting and condensing so as to reduce the diameter of the laser beam, the disc-shaped or conical laser beam that is reflected and condensed can be uniformly incident on the circumference of the surface of the cylindrical workpiece. . If a processing gas jetting device is provided on the back side of the light collecting mirror and an exhaust device is provided near the light collecting point of the light collecting mirror, the processing gas jetting device uses the opening of the light collecting mirror to make the processing point. The processing assist gas can be supplied to the vicinity, and the processing point atmosphere can be exhausted from the outer periphery of the workpiece by the exhaust device without blocking the optical path of the laser beam reflected and condensed from the condenser mirror. Further, when the beam absorber is provided in the vicinity of the converging point of the condenser mirror, the laser beam reflected from the workpiece can be extinguished by the beam absorber.

【0015】次に、円筒状の被加工物については、この
円筒状の被加工物の中空部分に集光ミラーを挿入し、集
光ミラーによって光強度分布を持たない中空部分の径が
拡大するように反射集光することにより、この反射集光
した円盤状あるいは円錐状のレーザビームを円筒状の被
加工物の内面に対して円周上に均一に入射することがで
きる。また、集光ミラーの中央部に開口部を設け、この
開口部に集光径変換ミラーを挿入可能に構成した場合に
は、被加工物または集光ミラーの移動途中で集光径変換
ミラーを挿入または除去することにより、被加工物の加
工入射面上で入射領域の重複部分を生じることなく連続
的に表面改質の質を変化させることが可能である。
Next, for a cylindrical workpiece, a condenser mirror is inserted into the hollow portion of the cylindrical workpiece, and the diameter of the hollow portion having no light intensity distribution is enlarged by the condenser mirror. By reflecting and condensing in this manner, the disc-shaped or conical laser beam that is reflected and condensed can be uniformly incident on the inner surface of the cylindrical workpiece on the circumference. Further, when an opening is provided at the center of the condenser mirror and the condenser diameter conversion mirror can be inserted into this opening, the condenser diameter conversion mirror is moved while the workpiece or the condenser mirror is being moved. By inserting or removing, it is possible to continuously change the quality of the surface modification without causing overlap of the incident area on the processing incident surface of the workpiece.

【0016】一方、ビーム変形ミラーを使用した場合に
は、通常のレーザビームを、ビーム変形ミラーによって
容易にリング状レーザビームに変形できる。さらに、ビ
ーム変形ミラーとビームガイドミラーを組み合わせるこ
とにより、簡単な配置構成でリング状レーザビームを集
光ミラーに好適に入射することができる。
On the other hand, when the beam deforming mirror is used, an ordinary laser beam can be easily deformed into a ring-shaped laser beam by the beam deforming mirror. Furthermore, by combining the beam deforming mirror and the beam guide mirror, the ring-shaped laser beam can be suitably incident on the focusing mirror with a simple arrangement.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明によるレーザ加工装置の実施例
について、図1〜図3を参照して説明する。ここで、図
1〜図3は、特に、焼き入れや表面剥離などの表面改質
加工を行うためのレーザ加工装置を示す模式図である。
なお、図4および図5に示した従来技術と同一部分には
同一符号を付し、説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIGS. 1 to 3 are schematic views showing a laser processing apparatus for performing surface modification processing such as quenching and surface peeling.
The same parts as those in the conventional technique shown in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0018】(1)第1実施例…図1 図1は、本発明を、特に、円柱状の被加工物を対象とす
るレーザ加工装置に適用した代表的な一実施例(第1実
施例)を示す模式図であり、この第1実施例は、請求項
1〜請求項4、および請求項7〜請求項9の発明の構成
を含んでいる。この図1において、2はレーザビームの
進行方向に直交する断面における強度分布がリング状で
あるリング状レーザビームである。また、3はビームガ
イドミラー、4はビーム変形ミラー、5は平板状素材の
片側平面に反射面を有する集光ミラーである。ビームガ
イドミラー3は、レーザビーム1を貫通させるための開
口部3aを有し、この開口部3aの周囲でリング状レー
ザビーム2を反射するように構成されている。ビーム変
形ミラー4は、その中央部に、レーザビーム1を外周方
向に全円状に反射する円錐状外面の反射部4aを有し、
かつ、この円錐状外面の反射部4aの外周部に、この円
錐状外面の反射部4aで反射したレーザビームをさらに
反射してリング状レーザビーム2を形成する円錐状内面
の反射部4bを有する。集光ミラー5は、平板状素材の
片側平面にリング状レーザビーム2を反射集光する球面
または放物面などの反射面を有し、その中央部に、被加
工物6挿入用の開口部5aを有する。
(1) First Embodiment FIG. 1 FIG. 1 shows a typical embodiment in which the present invention is applied to a laser processing apparatus for a cylindrical workpiece (first embodiment). ) Is a schematic diagram showing the first embodiment, and the first embodiment includes the configurations of the inventions of claims 1 to 4 and claims 7 to 9. In FIG. 1, reference numeral 2 is a ring-shaped laser beam having a ring-shaped intensity distribution in a cross section orthogonal to the traveling direction of the laser beam. Further, 3 is a beam guide mirror, 4 is a beam deforming mirror, and 5 is a condenser mirror having a reflecting surface on one side of a flat plate-shaped material. The beam guide mirror 3 has an opening 3a through which the laser beam 1 penetrates, and is configured to reflect the ring-shaped laser beam 2 around the opening 3a. The beam deforming mirror 4 has a conical outer surface-reflecting portion 4a that reflects the laser beam 1 in a circular shape in the outer peripheral direction at the center thereof.
Further, on the outer peripheral portion of the conical outer surface reflection portion 4a, there is provided a conical inner surface reflection portion 4b which further reflects the laser beam reflected by the conical outer surface reflection portion 4a to form the ring-shaped laser beam 2. . The condensing mirror 5 has a reflecting surface such as a spherical surface or a parabolic surface for reflecting and condensing the ring-shaped laser beam 2 on one flat surface of a flat plate-shaped material, and an opening for inserting the workpiece 6 at the center thereof. 5a.

【0019】そして、これらのビームガイドミラー3、
ビーム変形ミラー4、集光ミラー5は、図1に示すよう
な形で配置されている。まず、ビームガイドミラー3
は、レーザビーム1に対してその反射面の反対側の面
(背面)を向ける形で配置されている。より詳細には、
このビームガイドミラー3は、レーザビーム1の光軸と
その開口部3aの中心とが一致するようにして、かつ、
レーザビーム1の光軸に対して45度の角度を有するよ
うに配置されている。次に、ビーム変形ミラー4は、レ
ーザビーム1の光軸に沿ってビームガイドミラー3より
も進行方向側に、その反射面をビームガイドミラー3の
反射面と対向させるようにして配置されている。より詳
細には、このビーム変形ミラー4は、レーザビーム1の
光軸とその円錐状外面4aの中心とが一致するようにし
て、かつ、レーザビーム1の光軸に対して90度の角度
を有するように配置されている。さらに、集光ミラー5
は、その反射面をビームガイドミラー3の反射面と対向
させる形で、かつ、このビームガイドミラー3に関して
ビーム変形ミラー4と90度の角度をなすように配置さ
れている。より詳細には、この集光ミラー5は、ビーム
変形ミラー4によって反射したリング状レーザビーム2
の光軸上にその集光点が位置するようにして、かつ、リ
ング状レーザビーム2の光軸に対して90度の角度を有
するように配置されている。
Then, these beam guide mirrors 3,
The beam transforming mirror 4 and the condenser mirror 5 are arranged in a shape as shown in FIG. First, the beam guide mirror 3
Are arranged so that the surface (back surface) opposite to the reflection surface of the laser beam 1 faces. More specifically,
The beam guide mirror 3 is arranged so that the optical axis of the laser beam 1 and the center of the opening 3a thereof coincide with each other, and
It is arranged to have an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the laser beam 1. Next, the beam deforming mirror 4 is arranged along the optical axis of the laser beam 1 on the traveling direction side of the beam guide mirror 3 with its reflection surface facing the reflection surface of the beam guide mirror 3. . More specifically, the beam deformation mirror 4 makes the optical axis of the laser beam 1 and the center of the conical outer surface 4a thereof coincide with each other and forms an angle of 90 degrees with respect to the optical axis of the laser beam 1. Are arranged to have. Furthermore, the collecting mirror 5
Is arranged such that its reflection surface faces the reflection surface of the beam guide mirror 3 and forms an angle of 90 degrees with the beam deformation mirror 4 with respect to this beam guide mirror 3. More specifically, the condensing mirror 5 includes a ring-shaped laser beam 2 reflected by the beam deforming mirror 4.
Is arranged such that its condensing point is located on the optical axis of and the optical axis of the ring-shaped laser beam 2 has an angle of 90 degrees.

【0020】以上のような配置関係は、次のように言い
換えることができる。すなわち、ビームガイドミラー
3、ビーム変形ミラー4、および集光ミラー5は、ビー
ムガイドミラー3の開口部を貫通したレーザビーム1を
ビーム変形ミラー4に入射してリング状レーザビーム2
に変形し、このリング状レーザビーム2をビームガイド
ミラー3の開口部3a周囲で反射して集光ミラー5に入
射するように配置されている。
The above arrangement relationship can be rephrased as follows. That is, the beam guide mirror 3, the beam deforming mirror 4, and the condensing mirror 5 make the laser beam 1 penetrating the opening of the beam guide mirror 3 incident on the beam deforming mirror 4 and ring laser beam 2.
The ring-shaped laser beam 2 is arranged so as to be reflected by the periphery of the opening 3a of the beam guide mirror 3 and enter the condenser mirror 5.

【0021】さらに、8は排気装置、9はビーム吸収体
である。排気装置8は、集光ミラー5の集光点近傍に設
けられ、加工時の加工点雰囲気ガスを被加工物6の外周
から排気するための装置である。ビーム吸収体9は、集
光ミラー5の集光点近傍に、集光ミラー5と排気装置8
との間に位置するように配置されている。なお、加工ガ
ス噴出装置10は、集光ミラー5の開口部5aの背面側
に配置されており、開口部5aを介して、加工用アシス
トガスを集光ミラー5の反射面側に導入できるように構
成されている。
Further, 8 is an exhaust device, and 9 is a beam absorber. The exhaust device 8 is provided in the vicinity of the converging point of the condensing mirror 5, and is a device for exhausting the processing point atmosphere gas during processing from the outer periphery of the workpiece 6. The beam absorber 9 is disposed near the light collecting point of the light collecting mirror 5 and the light collecting mirror 5 and the exhaust device 8.
It is arranged to be located between and. The processing gas ejection device 10 is arranged on the back side of the opening 5a of the condenser mirror 5 so that the processing assist gas can be introduced to the reflection surface side of the condenser mirror 5 through the opening 5a. Is configured.

【0022】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置の作用は次の通りである。まず、図1に示す
ような円柱状の被加工物6の先端に焼き入れを施す場合
には、図示していないレーザ発振器から発射したレーザ
ビーム1を、ビームガイドミラー3の背面側から入射
し、開口部3aを貫通させて、ビーム変形ミラー4の中
心に入射する。この場合、レーザビーム1は、まず、ビ
ーム変形ミラー4の円錐状外面の反射部4aでその外周
方向に全円状に反射して、次に、その外周部の円錐状内
面の反射部4bで反射して、リング状レーザビーム2に
変形される。このリング状レーザビーム2は、レーザビ
ーム1と同軸状に形成され、かつ、レーザビーム1と反
対方向に伝搬する。
The operation of the laser processing apparatus of this embodiment having the above construction is as follows. First, when quenching the tip of a cylindrical workpiece 6 as shown in FIG. 1, a laser beam 1 emitted from a laser oscillator (not shown) is incident from the back side of the beam guide mirror 3. , Penetrates through the opening 3 a and enters the center of the beam deforming mirror 4. In this case, the laser beam 1 is first reflected by the conical outer surface reflection portion 4a of the beam deformation mirror 4 in a circular shape in the outer peripheral direction, and then by the conical inner surface reflection portion 4b of the outer peripheral portion. It is reflected and transformed into the ring-shaped laser beam 2. The ring-shaped laser beam 2 is formed coaxially with the laser beam 1 and propagates in the direction opposite to the laser beam 1.

【0023】そして、このように形成されたリング状レ
ーザビーム2は、レーザビーム1の外周を通り、ビーム
ガイドミラー3の開口部3a周囲で反射して、集光ミラ
ー5に入射する。この場合、リング状レーザビーム2
は、集光ミラー5により、その伝搬方向と反対方向へ伝
搬し、かつ、光強度分布を持たない中空部分の径が縮小
するようにして反射集光する。この結果、図1に示すよ
うに、集光ミラー5の径方向中心側に向かって、円盤状
あるいは円錐状のレーザビームが形成される。
The ring-shaped laser beam 2 thus formed passes through the outer periphery of the laser beam 1, is reflected around the opening 3a of the beam guide mirror 3, and is incident on the condenser mirror 5. In this case, the ring-shaped laser beam 2
Is propagated in the direction opposite to the propagation direction by the condenser mirror 5 and is reflected and condensed so that the diameter of the hollow portion having no light intensity distribution is reduced. As a result, as shown in FIG. 1, a disc-shaped or conical laser beam is formed toward the radial center side of the condenser mirror 5.

【0024】したがって、以上のような集光過程にある
リング状レーザビーム2の光強度分布を持たない中空部
分に、集光ミラー5の背面より、その開口部5aを介し
て被加工物6を挿入することにより、円盤状あるいは円
錐状のレーザビームを被加工物6の表面に対して円周上
に均一に入射することができる。そのため、図4に示し
た従来のレーザ加工装置のように、被加工物6の回転動
作を必要とせず、被加工物6の円周上における均質な表
面改質を容易に実現することができ、さらに、被加工物
6または集光ミラー5の軸方向のみの移動により、任意
の加工範囲の全面に渡って、均質な表面改質を容易に実
現することができる。
Therefore, the workpiece 6 is placed in the hollow portion having no light intensity distribution of the ring-shaped laser beam 2 in the above focusing process from the rear surface of the focusing mirror 5 through the opening 5a thereof. By inserting, a disc-shaped or conical laser beam can be uniformly incident on the circumference of the surface of the workpiece 6. Therefore, unlike the conventional laser processing apparatus shown in FIG. 4, it is not necessary to rotate the workpiece 6 and it is possible to easily realize uniform surface modification on the circumference of the workpiece 6. Furthermore, by moving the workpiece 6 or the condenser mirror 5 only in the axial direction, it is possible to easily realize uniform surface modification over the entire surface of an arbitrary processing range.

【0025】また、本実施例においては、集光ミラー5
の開口部5aより、加工ガス噴出装置10を利用して、
被加工物6の周囲に加工用アシストガスを供給すること
ができる。そしてまた、集光ミラー5から反射集光した
加工用のレーザビームの光路を妨げることなく、排気装
置8によって、被加工物6の外周から加工点雰囲気を排
気することができる。
Further, in this embodiment, the condenser mirror 5
Using the processing gas ejection device 10 through the opening 5a of
A processing assist gas can be supplied to the periphery of the workpiece 6. Further, the processing point atmosphere can be exhausted from the outer periphery of the workpiece 6 by the exhaust device 8 without obstructing the optical path of the processing laser beam reflected and condensed from the condenser mirror 5.

【0026】一方、本実施例においては、集光ミラー5
の集光点近傍にビーム吸収体9を設けているため、被加
工物6から反射したレーザビームをこのビーム吸収体9
によって消失させることができ、安全面で優れている。
例えば、本実施例においては、前述したように、被加工
物6に焼き入れなどの表面改質を施す場合を想定した
が、図1のレーザ加工装置は、この他にも、例えば、被
加工物6として中心に銅などの導電体を有する被覆導線
を使用し、この被覆導線の被覆を剥離するためのレーザ
加工装置として利用することができる。この場合には、
被覆除去中に露呈された中心導線で反射したレーザビー
ムをビーム吸収体9で消失させることができる。
On the other hand, in this embodiment, the condenser mirror 5
Since the beam absorber 9 is provided in the vicinity of the condensing point of the laser beam, the laser beam reflected from the workpiece 6 is absorbed by the beam absorber 9.
It can be erased by using and is excellent in safety.
For example, in the present embodiment, as described above, it is assumed that the workpiece 6 is subjected to surface modification such as quenching. However, the laser processing apparatus of FIG. A coated conductive wire having a conductor such as copper in the center is used as the object 6, and it can be used as a laser processing device for peeling the coating of the coated conductive wire. In this case,
The laser beam reflected by the central conductor exposed during the coating removal can be extinguished by the beam absorber 9.

【0027】(2)第2実施例…図2 図2は、本発明を、特に、円筒状の被加工物を対象とす
るレーザ加工装置に適用した代表的な一実施例(第2実
施例)を示す模式図であり、この第2実施例は、請求項
5および請求項7〜請求項9の発明の構成を含んでい
る。この図2に示すように、本実施例においては、対象
となる被加工物16の形状の差異に応じて、前記第1実
施例と異なる形状の集光ミラー15が使用されている。
すなわち、本実施例の集光ミラー15は、円柱状素材の
側面に、リング状レーザビーム2を反射集光する球面ま
たは放物面などの円周状反射面を有する。そして、この
集光ミラー15は、ビーム変形ミラー4によって反射し
たリング状レーザビーム2の光軸に対して90度の角度
を有するように配置されており、この集光ミラー15の
径方向における外周端部よりも外側に集光点を有する。
(2) Second Embodiment FIG. 2 FIG. 2 is a typical embodiment (second embodiment) in which the present invention is applied to a laser processing apparatus especially for a cylindrical workpiece. ) Is a schematic diagram showing the present invention, and the second embodiment includes the configurations of the inventions of claims 5 and 7 to 9. As shown in FIG. 2, in this embodiment, a condenser mirror 15 having a shape different from that of the first embodiment is used according to the difference in shape of the target workpiece 16.
That is, the condenser mirror 15 of the present embodiment has a circumferential reflection surface such as a spherical surface or a parabolic surface for reflecting and condensing the ring-shaped laser beam 2 on the side surface of the cylindrical material. The condenser mirror 15 is arranged so as to have an angle of 90 degrees with respect to the optical axis of the ring-shaped laser beam 2 reflected by the beam deforming mirror 4, and the outer circumference of the condenser mirror 15 in the radial direction. It has a condensing point outside the end.

【0028】また、本実施例において、ガイドミラー3
およびビーム変形ミラー4の形状および配置は、前記第
1実施例と全く同様に構成されている。すなわち、本実
施例においても、前記第1実施例と同様に、ビームガイ
ドミラー3、ビーム変形ミラー4、および集光ミラー1
5は、ビームガイドミラー3の開口部を貫通したレーザ
ビーム1をビーム変形ミラー4に入射してリング状レー
ザビーム2に変形し、このリング状レーザビーム2をビ
ームガイドミラー3の開口部3a周囲で反射して集光ミ
ラー15に入射するように配置されている。なお、本実
施例においては、前記第1実施例に設けられていたよう
な排気装置8、ビーム吸収体9、および加工ガス噴出装
置10は省略されている。
Also, in this embodiment, the guide mirror 3
The shape and arrangement of the beam deforming mirror 4 are exactly the same as those in the first embodiment. That is, also in this embodiment, as in the first embodiment, the beam guide mirror 3, the beam deformation mirror 4, and the condenser mirror 1 are provided.
Reference numeral 5 denotes a laser beam 1 penetrating the opening portion of the beam guide mirror 3 and incident on a beam deformation mirror 4 to be transformed into a ring-shaped laser beam 2, and this ring-shaped laser beam 2 surrounds the opening portion 3 a of the beam guide mirror 3. It is arranged so as to be reflected by and enter the condenser mirror 15. In addition, in the present embodiment, the exhaust device 8, the beam absorber 9, and the processing gas jetting device 10 which are provided in the first embodiment are omitted.

【0029】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置の作用は次の通りである。まず、図2に示す
ような円筒状の被加工物16の内面に焼き入れを施す場
合には、図示していないレーザ発振器から発射したレー
ザビーム1を、ビームガイドミラー3の背面側から入射
し、開口部3aを貫通させて、ビーム変形ミラー4の中
心に入射する。この場合、レーザビーム1は、まず、ビ
ーム変形ミラー4の円錐状外面の反射部4aでその外周
方向に全円状に反射して、次に、その外周部の円錐状内
面の反射部4bで反射して、リング状レーザビーム2に
変形される。このリング状レーザビーム2は、レーザビ
ーム1と同軸状に形成され、かつ、レーザビーム1と反
対方向に伝搬する。
The operation of the laser processing apparatus of this embodiment having the above structure is as follows. First, when quenching the inner surface of a cylindrical work piece 16 as shown in FIG. 2, the laser beam 1 emitted from a laser oscillator (not shown) is incident from the back side of the beam guide mirror 3. , Penetrates through the opening 3 a and enters the center of the beam deforming mirror 4. In this case, the laser beam 1 is first reflected by the conical outer surface reflection portion 4a of the beam deformation mirror 4 in a circular shape in the outer peripheral direction, and then by the conical inner surface reflection portion 4b of the outer peripheral portion. It is reflected and transformed into the ring-shaped laser beam 2. The ring-shaped laser beam 2 is formed coaxially with the laser beam 1 and propagates in the direction opposite to the laser beam 1.

【0030】そして、このように形成されたリング状レ
ーザビーム2は、レーザビーム1の外周を通り、ビーム
ガイドミラー3の開口部3a周囲で反射して、集光ミラ
ー15に入射する。この場合、リング状レーザビーム2
は、集光ミラー15により、その伝搬方向と反対方向へ
伝搬し、かつ、光強度分布を持たない中空部分の径が拡
大するようにして反射集光する。この結果、図2に示す
ように、集光ミラー15の径方向外周側に向かって、円
盤状あるいは円錐状のレーザビームが形成される。
The ring-shaped laser beam 2 thus formed passes through the outer periphery of the laser beam 1, is reflected around the opening 3a of the beam guide mirror 3, and is incident on the condenser mirror 15. In this case, the ring-shaped laser beam 2
Is propagated in the direction opposite to the propagation direction by the condenser mirror 15, and is reflected and condensed so that the diameter of the hollow portion having no light intensity distribution is enlarged. As a result, as shown in FIG. 2, a disk-shaped or conical laser beam is formed toward the radially outer side of the condenser mirror 15.

【0031】したがって、この集光ミラー15を、円筒
状の被加工物16の中空部分に挿入することにより、円
盤状あるいは円錐状のレーザビームを円筒状の被加工物
16の内面に対して円周上に均一に入射することができ
る。そのため、図5に示した従来のレーザ加工装置のよ
うに、被加工物16または集光ミラー15の回転動作を
必要とせず、被加工物16の円周上における均質な表面
改質を容易に実現することができ、さらに、被加工物1
6または集光ミラー15の軸方向のみの移動により、任
意の加工範囲の全面に渡って、均質な表面改質を容易に
実現することができる。
Therefore, by inserting the condensing mirror 15 into the hollow portion of the cylindrical workpiece 16, the disc-shaped or conical laser beam is circularly applied to the inner surface of the cylindrical workpiece 16. It can be uniformly incident on the circumference. Therefore, unlike the conventional laser processing apparatus shown in FIG. 5, it is not necessary to rotate the workpiece 16 or the condenser mirror 15, and it is possible to easily perform uniform surface modification on the circumference of the workpiece 16. Can be realized, further, the workpiece 1
6 or by moving the condenser mirror 15 only in the axial direction, uniform surface modification can be easily realized over the entire surface of an arbitrary processing range.

【0032】(3)第3実施例…図3 図3は、前記第2実施例と同様に、本発明を、特に、円
筒状の被加工物を対象とするレーザ加工装置に適用した
一実施例(第3実施例)を示す模式図であり、この第3
実施例は、請求項5〜請求項9の発明の構成を含んでい
る。この図3に示すように、本実施例において、対象と
なる被加工物16の形状は前記第2実施例と同様である
反面、集光ミラー25の構成は前記第2実施例と異な
る。すなわち、本実施例の集光ミラー25は、平板状素
材の片面に、リング状レーザビーム2を反射集光する球
面または放物面などの円周状反射面を有し、ビーム変形
ミラー4によって反射したリング状レーザビーム2の光
軸に対して90度の角度を有するように配置されてい
る。この集光ミラー25は、集光ミラー25の径方向に
おける外周端部よりも外側に集光点を有し、特に、反射
集光したリング状レーザビーム2をその中心軸上で交差
させるように構成されている。また、この集光ミラー2
5は、その中央部に開口部25aを備えており、この開
口部25aに、集光径変換ミラー21が挿入可能に構成
されている。この集光径変換ミラー21は、円柱状素材
の側面に、集光ミラー25で反射集光したリング状レー
ザビーム2を反射してその集光径を変換するように構成
されている。
(3) Third Embodiment FIG. 3 FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a laser processing apparatus for a cylindrical workpiece, as in the second embodiment. It is a schematic diagram showing an example (third embodiment).
The embodiment includes the configurations of the inventions of claims 5 to 9. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the target workpiece 16 has the same shape as that of the second embodiment, but the configuration of the condenser mirror 25 is different from that of the second embodiment. That is, the condensing mirror 25 of the present embodiment has a circular reflecting surface such as a spherical surface or a parabolic surface for reflecting and condensing the ring-shaped laser beam 2 on one surface of the flat plate-shaped material, and It is arranged so as to have an angle of 90 degrees with respect to the optical axis of the reflected ring-shaped laser beam 2. The condensing mirror 25 has a condensing point outside the outer peripheral end portion in the radial direction of the condensing mirror 25, and in particular, the ring-shaped laser beam 2 reflected and condensed is made to intersect on the central axis thereof. It is configured. Also, this condensing mirror 2
5 has an opening 25a in the center thereof, and the condenser diameter conversion mirror 21 can be inserted into the opening 25a. The condensing diameter conversion mirror 21 is configured to reflect the ring-shaped laser beam 2 reflected and condensed by the condensing mirror 25 on the side surface of the cylindrical material to convert the condensing diameter.

【0033】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置においては、次のような作用効果が得られ
る。すなわち、被加工物16または集光ミラー25の移
動途中で集光径変換ミラー21を挿入または除去するこ
とにより、被加工物16の加工入射面上で入射領域の重
複部分を生じることなく連続的に表面改質の質を変化さ
せることが可能である。したがって、レーザ加工装置の
実用性をより向上できる。
In the laser processing apparatus of this embodiment having the above-mentioned structure, the following operational effects can be obtained. That is, by inserting or removing the condensing diameter conversion mirror 21 during the movement of the workpiece 16 or the condenser mirror 25, it is possible to continuously generate the incident areas on the machining incident surface of the workpiece 16 without overlapping portions. It is possible to change the quality of surface modification. Therefore, the practicability of the laser processing device can be further improved.

【0034】なお、本実施例において、集光径変換ミラ
ー21を使用しなければ、前記第2実施例と同様の作用
効果を得られることはいうまでもない。すなわち、被加
工物16の円周上における均質な表面改質を容易に実現
することができ、さらに、被加工物16または集光ミラ
ー25の軸方向のみの移動により、任意の加工範囲の全
面に渡って、均質な表面改質を容易に実現することがで
きる。
Needless to say, in this embodiment, if the converging diameter conversion mirror 21 is not used, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. That is, it is possible to easily realize uniform surface modification on the circumference of the workpiece 16, and further, by moving the workpiece 16 or the condenser mirror 25 only in the axial direction, the entire surface of an arbitrary processing range. Thus, uniform surface modification can be easily achieved.

【0035】(4)他の実施例 なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、ビーム変形ミラーの具体的な構成は適宜変更可能で
あり、例えば、2つ以上の別個のミラーを組み合わせて
ビーム変形ミラーを構成することも可能である。また、
リング状レーザビームの光路は自由に設計可能であり、
光路設計に合わせて、各部に使用するミラーの数や、そ
れぞれの形状、配置などを自由に構成することが可能で
ある。そして、これ以外にも、本発明の技術分野の当業
者であれば、さらに多種多様な変形例を考え得るもので
あるが、それらの変形例はいずれも本発明の請求の範囲
に包含される。
(4) Other Embodiments Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and the specific configuration of the beam deforming mirror can be changed as appropriate, for example, two or more separate mirrors. It is also possible to form a beam deforming mirror by combining mirrors. Also,
The optical path of the ring-shaped laser beam can be freely designed,
It is possible to freely configure the number of mirrors used in each part, the shape and arrangement of each, according to the optical path design. In addition to the above, a person skilled in the art of the present invention can consider various modifications, and all of these modifications are included in the scope of the claims of the present invention. .

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、集光ミラーを使用して、リング状レーザビームを反
射集光し、集光ミラーの開口部に円柱状の被加工物を挿
入するかまたは集光ミラーの外周部に円筒状の被加工物
を配置してレーザ加工を行うように構成したことによ
り、被加工物または集光ミラーの回転動作を必要とせ
ず、被加工物の円周上における均質な表面改質を容易に
実現可能なレーザ加工装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a condensing mirror is used to reflect and condense a ring-shaped laser beam, and a cylindrical workpiece is inserted into the opening of the condensing mirror. Alternatively, by arranging a cylindrical work piece on the outer periphery of the condensing mirror to perform laser processing, it is not necessary to rotate the work piece or the condensing mirror, and the circle of the work piece is not required. It is possible to provide a laser processing apparatus that can easily achieve uniform surface modification on the circumference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるレーザ加工装置の第1実施例を示
す模式図。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明によるレーザ加工装置の第2実施例を示
す模式図。
FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.

【図3】本発明によるレーザ加工装置の第3実施例を示
す模式図。
FIG. 3 is a schematic view showing a third embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention.

【図4】従来のレーザ加工装置の一例を示す模式図。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional laser processing apparatus.

【図5】従来のレーザ加工装置の別の一例を示す模式
図。
FIG. 5 is a schematic view showing another example of a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザビーム 2…リング状レーザビーム 3…ビームガイドミラー 3a…開口部 4…ビーム変形ミラー 4a…円錐状外面の反射部 4b…円錐状内面の反射部 5,15,25…集光ミラー 5a,25a…開口部 6…被加工物 7…焼き入れ部分 8…排気装置 9…ビーム吸収体 10…加工ガス噴出装置 11…集光ミラー 21…集光径変換ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser beam 2 ... Ring-shaped laser beam 3 ... Beam guide mirror 3a ... Aperture 4 ... Beam deformation mirror 4a ... Reflection part of conical outer surface 4b ... Reflection part of conical inner surface 5, 15, 25 ... Condensing mirror 5a , 25a ... Aperture 6 ... Workpiece 7 ... Quenched portion 8 ... Exhaust device 9 ... Beam absorber 10 ... Processing gas jetting device 11 ... Focusing mirror 21 ... Focusing diameter conversion mirror

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを反射集光し、被加工物に
入射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、 レーザビームの進行方向に直交する断面における強度分
布がリング状であるリング状レーザビームを反射集光す
る集光ミラーを備えたことを特徴とするレーザ加工装
置。
1. A laser processing apparatus for reflecting and condensing a laser beam and entering the workpiece to perform laser processing, wherein a ring-shaped laser beam has a ring-shaped intensity distribution in a cross section orthogonal to the traveling direction of the laser beam. A laser processing apparatus comprising a condenser mirror for reflecting and condensing a laser beam.
【請求項2】 前記集光ミラーが、その中央部に被加工
物挿入用の開口部を有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。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the condensing mirror has an opening for inserting a workpiece in a central portion thereof.
【請求項3】 前記集光ミラーの前記開口部背面側に設
けられ、加工用アシストガスを噴出し、前記集光ミラー
の前記開口部を介して前記集光ミラーの反射面側に導入
する加工ガス噴出装置と、 前記集光ミラーの集光点近傍に設けられ、加工時の加工
点雰囲気ガスを被加工物の外周から排気する排気装置と
をさらに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。
3. A process which is provided on the rear surface side of the opening of the condenser mirror, injects a processing assist gas, and introduces it into the reflection surface side of the condenser mirror through the opening of the condenser mirror. The gas jetting device, and an exhaust device which is provided in the vicinity of the converging point of the condensing mirror and exhausts a processing point atmosphere gas at the time of processing from the outer periphery of the workpiece. The laser processing device described.
【請求項4】 前記集光ミラーの集光点近傍に設けら
れ、レーザビームを吸収するビーム吸収体をさらに備え
たことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。
4. The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising a beam absorber provided near the converging point of the condenser mirror and absorbing a laser beam.
【請求項5】 前記集光ミラーが、その径方向における
外周端部よりも外側に集光点を有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。
5. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the condensing mirror has a condensing point outside an outer peripheral end portion in the radial direction thereof.
【請求項6】 前記集光ミラーが、反射集光したリング
状レーザビームをその中心軸上で交差させるように構成
されると共に、その中央部に設けられた開口部と、この
開口部に挿入可能な集光径変換ミラーとを有し、この集
光径変換ミラーが、前記開口部に挿入された場合に、前
記集光ミラーで反射集光したリング状レーザビームを反
射してその集光径を変換するように構成されたことを特
徴とする請求項5に記載のレーザ加工装置。
6. The condensing mirror is configured to intersect the ring-shaped laser beam reflected and condensed on the central axis thereof, and has an opening provided at the center thereof and inserted into the opening. And a condensing diameter converting mirror capable of condensing the condensing diameter converting mirror. When the condensing diameter converting mirror is inserted into the opening, the condensing mirror reflects and condenses the ring-shaped laser beam reflected and condensed. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the laser processing apparatus is configured to convert a diameter.
【請求項7】 前記集光ミラーの入射側に設けられ、レ
ーザビームを入射して前記リング状レーザビームに変形
するビーム変形ミラーをさらに備えたことを特徴とする
請求項1に記載のレーザ加工装置。
7. The laser processing according to claim 1, further comprising a beam deforming mirror which is provided on an incident side of the condensing mirror and which injects a laser beam to deform it into the ring-shaped laser beam. apparatus.
【請求項8】 前記ビーム変形ミラーが、その中央部
に、レーザビームを外周方向に全円状に反射する円錐状
外面の反射部を有し、かつ、この円錐状外面の反射部の
外周部に、この円錐状外面の反射部で反射したレーザビ
ームをさらに反射して前記リング状レーザビームを形成
する円錐状内面の反射部を有することを特徴とする請求
項7に記載のレーザ加工装置。
8. The beam deforming mirror has, at its center, a conical outer surface reflecting portion that reflects the laser beam in a circular shape in the outer peripheral direction, and the outer peripheral portion of the conical outer surface reflecting portion. The laser processing apparatus according to claim 7, further comprising: a conical inner surface reflecting portion that further reflects the laser beam reflected by the conical outer surface reflecting portion to form the ring-shaped laser beam.
【請求項9】 前記集光ミラーの入射側に設けられ、レ
ーザビーム貫通用の開口部を有し、この開口部の周囲で
前記リング状レーザビームを反射するビームガイドミラ
ーをさらに備え、このビームガイドミラーと前記集光ミ
ラーおよび前記ビーム変形ミラーが、ビームガイドミラ
ーの開口部を貫通したレーザビームを前記ビーム変形ミ
ラーに入射して前記リング状レーザビームに変形し、こ
のリング状レーザビームを前記ビームガイドミラーの前
記開口部周囲で反射して前記集光ミラーに入射するよう
に配置されたことを特徴とする請求項7に記載のレーザ
加工装置。
9. A beam guide mirror, which is provided on an incident side of the condenser mirror, has an opening for penetrating a laser beam, and reflects the ring-shaped laser beam around the opening, the beam guide mirror further comprising: The guide mirror, the condensing mirror, and the beam deforming mirror cause a laser beam penetrating the opening of the beam guide mirror to enter the beam deforming mirror and deform the laser beam into the ring laser beam. The laser processing apparatus according to claim 7, wherein the laser processing apparatus is arranged so as to be reflected around the opening of the beam guide mirror and to be incident on the condenser mirror.
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