JPH0985481A - レーザー加工ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光エネルギーの損失が少なく、被加工材の加
工部を撮像する撮像装置を備えたコンパクトなレーザー
加工ヘッドの提供。 【解決手段】 レーザ光ＬＢをレーザ加工ヘッド１へ導
く光ファイバー７の出射端９をレーザ加工ヘッドに設
け、レーザ光の光軸上６にコリメートレンズ１１と該コ
リメートレンズでコリメートされたレーザ光を被加工材
Ｗに集光する集光レンズ５とを設けたレーザ加工ヘッド
において、前記光軸６に隣接した位置に前記被加工材の
加工部を検出する撮像装置６３と前記被加工材を照明す
る光源６５とを設け、前記コリメートレンズと集光レン
ズとの間の前記光軸上に前記被加工材からの反射光を該
光軸から分岐して前記撮像装置に伝送可能な分岐光学系
を前記光軸上に進退自在に設け、前記集光レンズが捕ら
えた被加工材の映像を前記分岐光学系により分岐して前
記撮像装置に入力可能にしたことを特徴とするレーザー
加工ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザー加工ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は本願発明に関連したレーザ
ー加工ヘッドの発明を特許出願中（特願平７−２１８７
７１号）である。このレーザー加工ヘッドは、レーザー
加工ヘッドにＣＣＤカメラを設けて被加工材の表面その
他を観察できる様にしたものである。

【０００３】上述の出願中のレーザー加工ヘッドの構成
を図６に示してある。このレーザー加工ヘッド（１）
は、被加工材に対面する集光レンズ（９）の光軸上にＣ
ＣＤカメラ（３３）を設け、前記光軸に隣接する位置に
加工用のレーザー光の出射端を設け、４５度の角度で対
面する２枚のベンドミラー（５，７）の片方のベンドミ
ラー（７）を、前記ＣＣＤカメラと前記集光レンズ
（９）との間の光軸上に位置させて、レーザー発振器か
らのレーザー光を、前記光軸外に位置させたベンドミラ
ー（５）に入射して前記ベンドミラー（７）から前記集
光レンズ（９）に伝送するように構成したものである。
なお、この構成において、被加工材からの反射光（可視
光）はベンドミラー（５，７）が有する可視光の透過性
を利用してＣＣＤカメラ（３３）に入射されるようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の本願出願人の出
願中のレーザー加工ヘッド（１）においては、加工用の
レーザー光は２枚のベンドミラー（５，７）によって、
９０度の角度で２回折曲げられる様になっている。そし
て、この２枚のベンドミラー（５，７）を経たレーザー
光を前記集光レンズ（９）の光軸に正確に一致させるた
めに、２枚のベンドミラー（５，７）の精密な角度調整
が必要である。

【０００５】また、ＣＣＤカメラ（３３）の入射口径は
前記集光レンズ（９）の有効口径に比較して小さいの
で、ＣＣＤカメラ（３３）への入射光の光束径はこの入
射口径に合わせた光束径があればよい。しかし、ベンド
ミラー（５，７）は集光レンズ（９）の有効口径に合わ
せた適宜な大きさが必要となるので、どうしてもレーザ
ー加工ヘッド（１）が大きくなる。すなわち、レーザー
加工ヘッド（１）の大きさは、このレーザー加工ヘッド
（１）内のベンドミラー（５，７）の大きさに依存して
いる。なお、レーザー加工ヘッド（１）内にベンドミラ
ー（５，７）を設けることにより、このベンドミラー
（５，７）での反射によるレーザー光のエネルギーの損
失もある。

【０００６】本発明は上述の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の課題は、レーザー加工ヘッド
内でのレーザー光のエネルギーの損失が少なく、被加工
材の加工部を撮像する撮像装置を備えたコンパクトなレ
ーザー加工ヘッドを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
手段として、請求項１に記載のレーザ加工ヘッドは、レ
ーザ発振器で発生したレーザ光をレーザ加工ヘッドへ導
く光ファイバーの出射端をレーザ加工ヘッド内に設け、
該出射端から出射されるレーザ光の光軸上に、コリメー
トレンズと該コリメートレンズでコリメートされたレー
ザ光を被加工材に集光する集光レンズとを設けたレーザ
加工ヘッドにおいて、前記光軸に隣接した位置に前記被
加工材の加工部を検出する撮像装置と前記被加工材を照
明する光源とを設け、前記コリメートレンズと集光レン
ズとの間の前記光軸上に前記被加工材からの反射光を該
光軸から分岐して前記撮像装置に伝送可能な分岐光学系
を前記光軸上に進退自在に設け、前記集光レンズが捕ら
えた被加工材の映像を前記分岐光学系により分岐して前
記撮像装置に入力可能にしたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】従って、レーザー加工を行う場合は分岐光
学系を前記光軸上から退避させた状態にすれば、レーザ
発振器で発生したレーザ光を集光レンズ直接に入射する
ことが可能である。また、被加工材の加工部の加工状態
及び位置を検出する場合には、分岐光学系を集光レンズ
の光軸上に位置させれば、被加工材の加工状態及び位置
の画像を撮像装置に入力することが可能である。その結
果、分岐光学系の大きさは集光レンズの有効径に合わせ
ることなく撮像装置の入力部分の大きさに合わせること
が可能である。

【０００９】また、レーザ光を集光レンズに直接に入射
することができるのでレーザーエネルギーの損失を軽減
することができる。

【００１０】請求項２に記載のレーザ加工ヘッドは、請
求項１に記載の発明において、前記撮像装置がＣＣＤカ
メラからなり、前記分岐光学系は、前記集光レンズが捕
らえた被加工材の映像を前記レーザ光の光軸から分岐可
能な可動反射鏡と、該可動反射鏡に対向させて設けら
れ、該可動反射鏡からの反射光を前記ＣＣＤカメラに伝
送する固定反射鏡とからなることを特徴とするものであ
る。

【００１１】従って、最近のＣＣＤカメラは非常にコン
パクトであり、前記分岐光学系の大きさをこのコンパク
トなＣＣＤカメラの入力部分の口径の大きさ程度にする
ことが可能である。その結果、コンパクトなレーザ加工
ヘッドを製作することが可能となる。

【００１２】請求項３に記載のレーザ加工ヘッドは、請
求項２に記載の発明において、前記コリメートレンズと
集光レンズとの間に、前記固定反射鏡と可動反射鏡とを
収容する反射鏡ハウジングを設け、該反射鏡ハウジング
の一端に前記固定反射鏡を設け、前記反射鏡ハウジング
内に前記可動反射鏡を支持した反射鏡キャリッジを前記
固定反射鏡に対して接近または離反する方向に移動可能
に設け、前記固定反射鏡に隣接した位置に該反射鏡キャ
リッジを係止する第１係止部と、前記固定反射鏡から離
隔した前記レーザ光の光軸上の位置に該反射鏡キャリッ
ジを係止する第２係止部とを設け、該第２係止部と該反
射鏡キャリッジとの間に該反射鏡キャリッジを前記第１
係止部に押圧付勢するスプリングを設け、該反射鏡キャ
リッジに前記反射鏡ハウジングに設けた長溝から突出し
た反射鏡キャリッジを移動させるレバーを設け、該レバ
ーにより前記反射鏡ハウジングを第２係止部に位置させ
るとき、該レバーを前記第２係止部近傍に設けた係止溝
に係合可能に設け、該反射鏡ハウジングを前記レーザ光
の光軸上の位置に固定可能に設けたことを特徴とするる
ものである。

【００１３】従って、被加工材の加工状態及び位置を前
記ＣＣＤカメラにより検出する場合には、可動反射鏡を
支持した反射鏡キャリッジに設けたレバーを手動によ
り、前記レーザ光の光軸上の位置に移動させ、該レバー
を前記第２係止部近傍に設けた係止溝に係合させること
により、可動反射鏡がレーザ光の光軸上の位置に正確に
位置決め固定され、被加工材の加工状態及び位置を前記
ＣＣＤカメラにより検出することができる。また、レー
ザー加工を行う場合には、レバーを前記係止溝から解放
すれば、可動反射鏡を支持した反射鏡キャリッジがスプ
リングによりレーザ光の光軸から離隔した位置に自動的
に退避移動してレーザー加工が可能となる。

【００１４】請求項４に記載のレーザ加工ヘッドは、請
求項２に記載の発明において、前記コリメートレンズと
集光レンズとの間に、前記固定反射鏡と可動反射鏡とを
収容する反射鏡ハウジングを設け、該反射鏡ハウジング
に設けたロータリーアクチュエータの揺動腕に前記可動
反射鏡を設け、該可動反射鏡を前記レーザ光の光軸から
退避した位置と、前記レーザ光の光軸上の位置とに位置
決め可能に設けたことを特徴とするものである。

【００１５】従って、被加工材の加工状態及び位置を前
記ＣＣＤカメラにより検出する場合には、ロータリーア
クチュエータを作動させ、可動反射鏡を固定反射鏡と対
向する光軸８の位置に位置決めし、被加工材の表面を光
源で照明し被加工材の表面からの反射光を前記ＣＣＤカ
メラで捕らえてＣＲＴモニター（図示省略）上に被加工
材の表面の状態を表示させることにより、作業者はレー
ザ溶接をする前の被加工材Ｗの表面の状態を確認するこ
とができる。また、表面の状態を確認後レーザ溶接を実
施する場合は、前記ロータリーアクチュエータを逆方向
に作動させ、可動反射鏡を光軸８から離隔した位置に退
避させればレーザ加工を実施することが可能となる。こ
の実施の形態によれば可動反射鏡の構造が簡単になる。
また、レーザ加工ヘッド内部にレーザー光を集光レンズ
に導くための大きいベンディングミラーを設けなくてよ
いのでレーザ加工ヘッドがコンパクトになると共に、こ
のベンディングミラーによるレーザ光のエネルギーの損
失を軽減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明のレーザ加工ヘッド
の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はレーザ
加工ヘッドの例として、ＹＡＧレーザ用のレーザ加工ヘ
ッド１の外観を示したものである。また図２は図１の内
部構造を示すために部分的に断面した図である。

【００１７】さて、図２を参照するに、ＹＡＧレーザ用
レーザ加工ヘッド１は、ＹＡＧレーザ発振器（図示省
略）からのレーザ光ＬＢを集光レンズ保持体３に設けた
集光レンズ５に導くために、集光レンズ保持体３の上方
に光ファイバー７の出射端９が設けてある。

【００１８】前記集光レンズ保持体３の上部には、後に
詳述する反射鏡ハウジング１０が設けてあり、この反射
鏡ハウジング１０の蓋部材１２に前記出射端９を支承し
た筒体１４が設けてある。そして、光ファイバーの出射
端９からでたレーザ光ＬＢは、後述する可動反射鏡５９
が集光レンズの光軸から離隔した位置にあるときに下方
のコリメートレンズ１１を経て前記集光レンズ５に入射
することが可能である。

【００１９】前記集光レンズ保持体３の下端には、着脱
可能な中空筒形状の接触子保持体１３が設けてある。図
３に詳細に示すように、この接触子保持体１３の下端部
には被加工材Ｗとの接触を電気的導通により検出する、
例えば、鉄、銅、アルミニウムなどで製作された導電体
の接触子１７を進退自在に突出させて設けてあり、また
接触子保持体１３の上端部に設けた雌ねじ部１９により
前記集光レンズ保持体３の下端の雄ねじ部２１に着脱で
きるようになっている。

【００２０】前記接触子保持体１３の被加工材側の端部
のには、電気絶縁体からなるブッシュ２３が嵌合させて
設けてあり、このブッシュ２３に前記接触子１７が摺動
自在に嵌合させてある。この接触子１７は中空円筒形状
をしており、被加工材と接触する側の端部にはＶ溝２５
が形成してあり他端部にはフランジ部２７が設けてあ
る。このＶ溝２５は被加工材の突き合わせ溶接部の形状
に合わせて設けられるものであり、Ｖ溝形状に限定され
るものではなく、例えば「Ｕの字」状の溝に形成される
場合もある。

【００２１】また、フランジ部２７の外径部分は前記接
触子保持体１３内の空洞１５の下方の段部３１に係合し
てこの接触子保持体１３から脱落しないようになってい
る。また、このフランジ部２７の内径部分に段部を設け
スプリング座２９を形成してある。

【００２２】そして、前記接触子保持体１３内の前記段
部３１の上方の段部３３には、環状の絶縁体３５が適宜
に固定してある。この環状の絶縁体の内径は前記接触子
１７のフランジ部２７の外径より若干大きく形成してあ
ると共に、その内径部には雌ねじ部が設けてある。

【００２３】また、前記環状の絶縁体３５の内径部の雌
ねじ部に金属性のスプリング押さえ３７をスプリング押
さえの雄ねじ部を螺合して固定してある。このスプリン
グ押さえ３７も中空の円筒形状をしており、その上面に
はフランジ部３９が設けてあり、このフランジ部を前記
絶縁体３５の上面に係合させてある。そして、このスプ
リング押さえ３７の内径部分には導電性のある、例えば
金属性の圧縮スプリング４３を係止するためのスプリン
グ座４５が設けてある。また、前記フランジ部３９の上
面部に前記集光レンズを汚染から保護する硝子などから
なる保護ウインド４１を設けてある。

【００２４】上記スプリング４３は、このスプリング押
さえ３７のスプリング座４５と前記接触子１７に設けら
れたスプリング座２９との間に弾装してある。また、前
記スプリング押さえ３７の雄ねじ部の適宜な位置に複数
のねじ穴を設け、このねじ穴に前記接触子１７のフラン
ジ部２７に当接する位置決めねじ４７が螺合してある。

【００２５】上記構成において、図３の左側断面に示す
ごとく、接触子１７の先端が被加工材Ｗに当接していな
いときは、接触子１７はスプリング４３により接触子保
持体１３から突出する様に付勢され、接触子１７のフラ
ンジ部２７が接触子保持体１３の下方の段部３１に係止
された状態となり、その先端は接触子保持体１３から突
出した状態にある。接触子１７の先端が被加工材Ｗに当
接して、その先端が押圧された場合は、図２の右側断面
に示すごとく、接触子１７のフランジ部２７が位置決め
ねじ４７に当接する位置まで接触子保持体１３内に押戻
されて停止することになる。

【００２６】そして、レーザ加工ヘッド１を被加工材の
表面に押圧したとき、前記集光レンズ５の焦点が被加工
材の表面に一致するように、上記接触子１７のフランジ
部２７と位置決めねじ４７とが当接する位置を調節して
ある。当然ながら、必要があれば、集光レンズ５の焦点
が被加工材の表面でなく、その上または下の適宜な位置
に来るように調節することも可能である。

【００２７】さて前述のとおり、前記集光レンズ保持体
３の下端部には接触子保持体１３の雌ねじ１９部に螺合
する雄ねじ部２１が設けてあり、上記構成の接触子保持
体部分が取付けられている。この接触子保持体部分が集
光レンズ保持体３に取付けられた状態において、前記ス
プリング押さえ３７のフランジ部３９に接触する電気接
点４９が集光レンズ保持体３側の下端部に設けてある。
この電気接点４９は、電気接点４９と集光レンズ保持体
３とを電気的に絶縁するために、集光レンズ保持体３に
設けられた環状の絶縁体５３の内部に埋設してある。な
お前記電気接点４９にはボールプランジャーを利用する
と接点部分が常に適宜な力で押圧されているので好都合
である。

【００２８】この電気接点４９はリード線５５を介して
コントローラー（図示省略）に接続すると共に、被加工
材Ｗも適宜な手段で、例えばコントローラー（図示省
略）に接続された鰐口５１などにより、前記コントロー
ラーに接続してある。従って、接触子１７と電気接点４
９との間に電気的回路が形成され、接触子と被加工材と
の電気的導通の有無を前記コントローラーにおいて検出
させることにより、接触子と被加工材との接触の有無を
検出し、非接触の場合にはＹＡＧレーザ発振器を停止さ
せることが可能である。なお、前記集光レンズはこの絶
縁体５３の内径部に設けたねじに螺合するレンズ固定用
のリングナット５７により集光レンズ保持体３に固定し
てある。

【００２９】さて、再度図１、図２及び図４を参照しな
がら前述の反射鏡ハウジング１０について説明する。反
射鏡ハウジング１０内には、集光レンズ５からの光を直
角に反射させる可動反射鏡５９と、この可動反射鏡５９
からの反射光をさらに直角に反射させる固定反射鏡６１
とが設けてある。

【００３０】前記可動反射鏡５９は、その反射面を集光
レンズ５の光軸または入射レーザー光の光軸６に対して
４５度方向に傾斜させて反射鏡キャリッジ６０に図示省
略の適宜な手段で固定してあり、固定反射鏡６１は、前
記反射鏡ハウジング１０の左端に図示省略の適宜な手段
で固定してある。前記反射鏡キャリッジ６０は、この反
射鏡キャリッジ６０に設けた可動反射鏡５９が前記固定
反射鏡６１に対して両反射鏡間の光軸８上を接近または
離反できる様に反射鏡ハウジング１０内に摺動可能に嵌
合してある。

【００３１】上記反射鏡キャリッジ６０を前記光軸６上
に位置させるとき、可動反射鏡５９の中心をこの光軸６
に正確に一致させるために、前記反射鏡ハウジング１０
内に第２係止部１６を設けてある。また、上記光軸６か
ら反射鏡キャリッジ６０が退避した位置に該反射鏡キャ
リッジを係止させる第１係止部１８が設けてある。ま
た、前記反射鏡キャリッジ６０と第２係止部１６ととの
間にこの反射鏡キャリッジ６０を前記第１係止部１８に
押圧付勢する複数のスプリング２０を弾装してある。そ
してこのスプリング２０の一端は反射鏡キャリッジ６０
に設けたスプリング座２２に支持してある。

【００３２】さらに、この反射鏡キャリッジ６０を前記
両反射鏡間の光軸８上を移動させるためのレバー２４を
反射鏡キャリッジ６０に設けてある。このレバー２４の
一端に設けた摺動部２６を前記反射鏡キャリッジ６０の
側面に設けたガイド溝２８に移動動自在に係合すると同
時に、レバー２４の他端部を反射鏡ハウジング１０に設
けた前記光軸８に沿った方向の長溝３０から外部に突出
させてある。この長溝３０の右端（図１または図４にお
いて）に前記レバー２４を係止する係止溝３２が設けて
ある。

【００３３】また、前記固定反射鏡６１の上部（図１ま
たは図４において）の蓋部材１２には、この固定反射鏡
６１からの反射光を電気信号に変換するＣＣＤカメラ６
３が設けてある。このＣＣＤカメラ６３と前記出射端９
を支承した筒体１４との間に被加工材Ｗの表面を照明す
る光源６５が設けてある。

【００３４】上記構成において、被加工材Ｗの表面の加
工部の状態を検出する場合には、反射鏡キャリッジ６０
をレバー２４で第２係止部１６に移動させ、レバー２４
を係止溝３２に係合させ、反射鏡キャリッジ６０を光軸
６の位置に固定する。そして、被加工材Ｗの表面を光源
６５で照明し、被加工材Ｗの表面からの反射光を前記Ｃ
ＣＤカメラ６３で捕らえてＣＲＴモニター（図示省略）
上に被加工材Ｗの表面の状態を表示させることにより、
作業者はレーザ溶接をする前の被加工材Ｗの表面の状態
及び位置を確認することができる。

【００３５】なお、上記ＣＲＴモニターに代えて、小形
の液晶モニターをＣＣＤカメラ６３に直接設けてもよ
い。これらのモニターには、電子ライン発生器によりク
ロスターゲットを発生させることも可能である。

【００３６】また、表面の状態及び位置を確認後レーザ
溶接を実施する場合は、レバー２４を係止溝３２から外
せば、反射鏡キャリッジ６０は前記第１係止部１８まで
スプリング２０により押圧され光軸６から退避させるこ
とができる。この状態でレーザ光を出射させれば、レー
ザ加工を実施することが可能となる。なお、反射鏡キャ
リッジ６０が退避位置に移動したことを検出するリミッ
トスイッチの如き検出器ＬＳが退避位置に設けてあり、
反射鏡キャリッジの退避を確認してからレーザ光が出射
されるようになっている。

【００３７】上述の如く、レーザ加工ヘッド１の接触子
１７を被加工材Ｗの溶接加工部に押圧当接させれば、集
光レンズ５の焦点が被加工材の表面に正確に位置決めさ
れ、また、被加工材Ｗの表面の状態及び位置を前記ＣＣ
Ｄカメラ６３で捕らえてＣＲＴモニター（図示省略）上
で被加工材Ｗの表面の状態及び位置を確認することがで
きるので、正確なレーザ溶接を実施することができると
共に、接触子１７が被加工材に当接していないときに
は、レーザ光が出ないので被加工材の表面からの散乱反
射光が作業者の眼に入ることがなく安全である。さら
に、万一、接触子１７が被加工材に接触しているにも拘
らず、レーザ光が出ても接触子１７が被加工材の表面か
らの散乱反射光を遮断するので安全である。

【００３８】また、レーザ加工ヘッド内部にレーザー光
を集光レンズに導くための大きいベンディングミラーを
設けなくてよいのでレーザ加工ヘッドがコンパクトにな
ると共に、このベンディングミラーによるレーザ光のエ
ネルギーの損失を軽減することができる。

【００３９】次に、前記可動反射鏡５９の別の実施の形
態について図５により説明する。図５に示すレーザ加工
ヘッド２は、被加工材と、このレーザ加工ヘッド２との
接触を検出する機構を設けてないこと以外は、前記図１
または図２に示したレーザ加工ヘッド１と同一の機能を
有するものなので、可動反射鏡に関連する部分以外の説
明を省略する。また、図５において図２と同じ部品には
同一の符号をつけてある。

【００４０】ハウジング１０の蓋部材１２にロータリー
アクチュエータとして例えばロータリーソレノイド６９
を設け、ハウジング１０の内部に延伸したロータリーソ
レノイド６９の出力軸７１にＬ字形の揺動腕７３を設
け、この揺動腕７３の端部に可動反射鏡６７を、例えば
ねじ止めなど適宜な固定手段により固定してある。

【００４１】なお、前記ロータリーアクチュエータには
上記ロータリーソレノイド以外に、空圧または液圧で駆
動されるロータリーバルブなどもあり、ロータリーソレ
ノイドに代えてこれらを使用することも可能である。ま
た、前記揺動腕７３の揺動角度の範囲は図示省略したス
トッパーによって制限してあり、例えばロータリーソレ
ノイド６９を励磁したとき、可動反射鏡６７が固定反射
鏡７５と対向する光軸８の位置に位置決めされ、消磁し
たとき前記光軸８から離隔した位置に位置決めされるよ
うになっている。

【００４２】前記ハウジング１０の内部に設けた固定反
射鏡７５は、前記レーザー光の光軸６から若干離れた位
置に設けてあり、この固定反射鏡７５からの反射光を受
光して電気信号に変換するＣＣＤカメラ６３が前記蓋部
材１２に設けてある。なお、このＣＣＤカメラ６３には
被加工材を照明する光源（図示省略）が一体的に組込ま
れている。また、本実施の形態では前記可動反射鏡６７
及び固定反射鏡７５にプリズムを用いたが普通の鏡を利
用することもできる。

【００４３】上記構成において、被加工材Ｗの表面の加
工部の状態及び位置を検出する場合には、ロータリーソ
レノイド６９を励磁し、可動反射鏡６７を固定反射鏡７
５と対向する光軸８の位置に位置決めし、被加工材の表
面を光源で照明し被加工材Ｗの表面からの反射光を前記
ＣＣＤカメラ６３で捕らえてＣＲＴモニター（図示省
略）上に被加工材の表面の状態及び位置を表示させるこ
とにより、作業者はレーザ溶接をする前の被加工材Ｗの
表面の状態及び位置を確認することができる。

【００４４】また、表面の状態及び位置を確認後レーザ
溶接を実施する場合は、ロータリーソレノイド６９を消
磁し、可動反射鏡６７を光軸８から離隔した位置に退避
させればレーザ加工を実施することが可能となる。この
実施の形態によれば可動反射鏡６７の構造が簡単にな
る。また、レーザ加工ヘッド内部にレーザー光を集光レ
ンズに導くための大きいベンディングミラーを設けなく
てよいのでレーザ加工ヘッドがコンパクトになると共
に、このベンディングミラーによるレーザ光のエネルギ
ーの損失を軽減することができる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１〜請求項４に記載の発明によれ
ば、分岐光学系の大きさは集光レンズの有効径に合わせ
ることなく撮像装置の入力部分の大きさに合わせること
が可能であるので、被加工材の加工部を撮像する撮像装
置を有するコンパクトなレーザ加工ヘッドを製作するこ
とができる。また、レーザ光を集光レンズ直接に入射す
ることができるのでレーザーエネルギーの損失を軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すレーザ加工ヘッドの
全体の外観図。

【図２】図１の内部構造を示すために部分的に断面した
図。

【図３】図２におけるレーザ加工ヘッドの先端部分の詳
細図。

【図４】図３におけるレーザ加工ヘッドの先端部の一部
分を断面した斜視図。

【図５】本発明の別の実施の形態を示すレーザ加工ヘッ
ドの部分断面図。

【図６】従来のレーザ加工ヘッドの部分断面図。

【符号の説明】

１ レーザ加工ヘッド ３ 集光レンズ保持体 ５ 集光レンズ ６ 入射レーザー光の光軸 ７ 光ファイバー ８ 反射鏡間の光軸 ９ 出射端 １０ 反射鏡ハウジング １１ コリメートレンズ １６ 第２係止部 １８ 第１係止部 ２４ レバー ３０ 長溝 ３２ 係止溝 ５９ 可動反射鏡 ６０ 反射鏡キャリッジ ６１ 固定反射鏡 ６３ 撮像装置 ６５ 光源 ６９ ロータリーソレノイド ７３ 揺動腕

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器で発生したレーザ光をレー
   ザ加工ヘッドへ導く光ファイバーの出射端をレーザ加工
   ヘッド内に設け、該出射端から出射されるレーザ光の光
   軸上に、コリメートレンズと該コリメートレンズでコリ
   メートされたレーザ光を被加工材に集光する集光レンズ
   とを設けたレーザ加工ヘッドにおいて、前記光軸に隣接
   した位置に前記被加工材の加工部を検出する撮像装置と
   前記被加工材を照明する光源とを設け、前記コリメート
   レンズと集光レンズとの間の前記光軸上に前記被加工材
   からの反射光を該光軸から分岐して前記撮像装置に伝送
   可能な分岐光学系を前記光軸上に進退自在に設け、前記
   集光レンズが捕らえた被加工材の映像を前記分岐光学系
   により分岐して前記撮像装置に入力可能にしたことを特
   徴とするレーザー加工ヘッド。
2. 【請求項２】 前記撮像装置がＣＣＤカメラからなり、
   前記分岐光学系は、前記集光レンズが捕らえた被加工材
   の映像を前記レーザ光の光軸から分岐可能な可動反射鏡
   と、該可動反射鏡に対向させて設けられ、該可動反射か
   らの反射光を前記ＣＣＤカメラに伝送する固定反射鏡と
   からなることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加
   工ヘッド。
3. 【請求項３】 前記コリメートレンズと集光レンズとの
   間に、前記固定反射鏡と可動反射鏡とを収容する反射鏡
   ハウジングを設け、該反射鏡ハウジングの一端に前記固
   定反射鏡を設けると共に、前記可動反射鏡を支持した反
   射鏡キャリッジを前記固定反射鏡に対して接近または離
   反する方向に移動可能に設け、前記レーザ光の光軸から
   退避した位置に該反射鏡キャリッジを係止する第１係止
   部と、前記レーザ光の光軸上の位置に該反射鏡キャリッ
   ジを係止する第２係止部とを設け、該第２係止部と該反
   射鏡キャリッジとの間に該反射鏡キャリッジを前記第１
   係止部に押圧付勢するスプリングを設け、該反射鏡キャ
   リッジに前記反射鏡ハウジングに設けた長溝から突出し
   たレバーを設け、該レバーにより前記反射鏡ハウジング
   を第２係止部に位置させるとき、該レバーを前記第２係
   止部近傍に設けた係止溝に係止可能に設け、該反射鏡ハ
   ウジングを前記レーザ光の光軸上の位置に固定可能に設
   けたことを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 前記コリメートレンズと集光レンズとの
   間に、前記固定反射鏡と可動反射鏡とを収容する反射鏡
   ハウジングを設け、該反射鏡ハウジングに設けたロータ
   リーアクチュエータの揺動腕に前記可動反射鏡を設け、
   該可動反射鏡を前記レーザ光の光軸から退避した位置
   と、前記レーザ光の光軸上の位置とに位置決め可能に設
   けたことを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工ヘ
   ッド。