JP2002316291A - Laser beam machine - Google Patents
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工機に関す
る。[0001] The present invention relates to a laser beam machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ加工機は光軸が移動するか否かで
大きく二つに分類することができる。ここでは、ビーム
伝送中にビームの発散等によって、顕著な弊害を生じる
3軸光軸移動型レーザ加工機について述べる。2. Description of the Related Art Laser beam machines can be roughly classified into two types depending on whether or not an optical axis moves. Here, a description will be given of a three-axis optical axis moving type laser beam machine which causes a significant adverse effect due to divergence of a beam during beam transmission.
【0003】例えば、本願出願人の出願である特開平4
−135087に開示される様な3軸光軸移動型のレー
ザ加工機100におけるレーザビームの伝送光路は次の
様になっている。[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The transmission optical path of a laser beam in a three-axis optical axis moving type laser beam machine 100 as disclosed in JP-A-135087 is as follows.
【0004】図5に示すように、レーザ発振器103か
ら出たレーザビームLBは、本体フレーム105に固定
された固定ベンドミラー107および109を介して、
X軸キャリッジ111の左側端部(図5において)に設
けたX軸ベンドミラー113へ導かれる。As shown in FIG. 5, a laser beam LB emitted from a laser oscillator 103 passes through fixed bend mirrors 107 and 109 fixed to a main body frame 105.
The X-axis carriage 111 is guided to an X-axis bend mirror 113 provided at a left end portion (in FIG. 5) of the X-axis carriage 111.
【0005】X軸ベンドミラー113に導かれたレーザ
ビームLBは、このX軸ベンドミラー113で直角に折
り曲げれられて、Y軸キャリッジ115上に設けた第1
Y軸ベンドミラー117を介して第2Y軸ベンドミラー
119に導かれる。[0005] The laser beam LB guided to the X-axis bend mirror 113 is bent at a right angle by the X-axis bend mirror 113 and provided on a Y-axis carriage 115.
The light is guided to the second Y-axis bend mirror 119 via the Y-axis bend mirror 117.
【0006】第2Y軸ベンドミラー119に導かれたレ
ーザビームLBは、レーザ加工ヘッド121に設けた集
光レンズ(図示省略)に導かれ、この集光レンズにより
集光されたレーザビームが被加工材へ照射される。The laser beam LB guided to the second Y-axis bend mirror 119 is guided to a condenser lens (not shown) provided in the laser processing head 121, and the laser beam condensed by this condenser lens is processed. The material is irradiated.
【0007】なお、前記X軸キャリッジ111の両端部
は、前記本体フレーム105上部の梁部材(105a,
105b)上に設けたX軸ガイド(図示省略)にガイド
されてX軸方向に移動位置決め自在に設けてあり、また
前記Y軸キャリッジ115は前記X軸キャリッジ111
上に設けたY軸ガイド(図示省略)にガイドされてY軸
方向に移動位置決め自在に設けてある。[0007] Both ends of the X-axis carriage 111 are connected to beam members (105a, 105a,
105b) is guided by an X-axis guide (not shown) provided thereon to be movable and positionable in the X-axis direction, and the Y-axis carriage 115 is
It is guided by a Y-axis guide (not shown) provided above and is provided so as to be movable and positionable in the Y-axis direction.
【0008】また、図5には示してないが、固定ベンド
ミラー109とX軸ベンドミラー113との間の光路、
およびこのX軸ベンドミラー113と前記第1Y軸ベン
ドミラー117との間の光路には、レーザビームから作
業者を保護すると同時に光学系を塵埃から保護するため
に伸縮自在の蛇腹(図示省略)が設けてある。また第2
Y軸ベンドミラー119と加工ヘッド121との間の光
路にも同様に蛇腹(図示省略)が設けてある。Although not shown in FIG. 5, an optical path between the fixed bend mirror 109 and the X-axis bend mirror 113,
In the optical path between the X-axis bend mirror 113 and the first Y-axis bend mirror 117, an elastic bellows (not shown) is provided to protect the operator from the laser beam and at the same time protect the optical system from dust. It is provided. Also the second
An optical path between the Y-axis bend mirror 119 and the processing head 121 is also provided with a bellows (not shown).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述の如き3軸光軸移
動型のレーザ加工機100によりレーザ加工を行った場
合、加工部で発生する反射光の一部は加工ヘッド121
の集光レンズを介して前述の光路を逆進し、その一部は
蛇腹に当たって蛇腹を焼損させることがある。When laser processing is performed by the laser processing machine 100 of the three-axis optical axis moving type as described above, a part of the reflected light generated in the processing section is processed by the processing head 121.
In some cases, the light travels backward through the above-described optical path through the condensing lens, and a part of the light may hit the bellows and burn the bellows.
【0010】また、レーザ発振器103から出力される
レーザビームは完全な平行ビームではなく、光の進行に
伴って徐々に発散する性質を有している。そのため、光
路長が3mを越えるような大型のレーザ加工機では、発
散したレーザビームが集光レンズに入射されることにな
る。The laser beam output from the laser oscillator 103 is not a perfect parallel beam, but has a property of gradually diverging with the progress of light. Therefore, in a large-sized laser beam machine having an optical path length exceeding 3 m, the diverged laser beam is incident on the condenser lens.
【0011】発散光の焦点は平行光線の焦点からズレる
ため全体的な集光特性を低下させる。また蛇腹に当たっ
て蛇腹を焼損させるなどの問題がある。The focal point of the diverging light deviates from the focal point of the parallel light rays, thereby deteriorating the overall light-collecting characteristics. In addition, there is a problem that the bellows is burned by hitting the bellows.
【0012】本発明は上述の如き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、順方向(レーザ
発振器から加工ヘッド方向)の発散光をカットすると同
時に加工部からの反射光をカットし、集光特性を向上さ
せると同時に蛇腹の焼損を防止したレーザ加工機を提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to cut off divergent light in the forward direction (from the laser oscillator to the processing head) and simultaneously reflect light from the processing section. It is an object of the present invention to provide a laser beam machine which cuts the light and improves the light collecting characteristics and at the same time, prevents the bellows from burning.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する手
段として請求項1に記載のレーザ加工機は、レーザ発振
器からのレーザビームをワークと相対する加工ヘッドの
集光用光学系に伝送するレーザビーム伝送路において、
ベンドミラー間およびベンドミラーと前記集光用光学系
の間の適所にそれぞれビームアパーチャーを設けたこと
を要旨とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser processing machine for transmitting a laser beam from a laser oscillator to a focusing optical system of a processing head which faces a workpiece. In the laser beam transmission path,
The gist is that beam apertures are provided at appropriate positions between the bend mirrors and between the bend mirrors and the condensing optical system.
【0014】請求項2に記載のレーザ加工機は、請求項
1に記載のレーザ加工機において、X軸方向へ移動位置
決め可能なX軸キャリッジを設け、該X軸キャリッジに
前記加工ヘッドを備えY軸方向へ移動位置決め可能なY
軸キャリッジを設け、前記X軸キャリッジに前記レーザ
発振器からのレーザビームをY軸方向へ伝送する第1移
動ベンドミラーを設け、前記Y軸キャリッジに前記第1
移動ベンドミラーからのレーザビームを加工ヘッドの集
光用光学系に伝送する第2移動ベンドミラーを設け、前
記第1移動ベンドミラーのレーザビーム入射側光路およ
び前記第2移動ベンドミラーと前記集光用光学系との間
の光路にビームアパーチャーをそれぞれ設けたことを要
旨とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser processing machine according to the first aspect, further comprising an X-axis carriage movable and positionable in the X-axis direction, wherein the X-axis carriage includes the processing head. Y that can be moved and positioned in the axial direction
An X-axis carriage, a first moving bend mirror for transmitting a laser beam from the laser oscillator in the Y-axis direction to the X-axis carriage, and a first moving bend mirror to the Y-axis carriage.
A second moving bend mirror for transmitting a laser beam from the moving bend mirror to the condensing optical system of the processing head; a laser beam incident side optical path of the first movable bend mirror; The gist is that a beam aperture is provided in an optical path between the optical system and the optical system.
【0015】請求項3に記載のレーザ加工機は、請求項
2に記載のレーザ加工機において、前記ビームアパーチ
ャーは、内径部の一側に外方に開口するテーパ穴を有す
る中空外筒を設け、該中空外筒一側内径部に外径部が前
記テーパとは逆のテーパを有する第1内筒を嵌合して設
け、前記テーパ穴と該第1内筒のテーパ部とで前記中空
外筒の一側にV字型の環状溝を形成し、前記中空外筒の
他側内径部に外径部がテーパを有する第2内筒を嵌合し
て設けると共に、他側外方に開口するテーパを有する内
筒固定リングで固定して設け、該固定リングのテーパと
前記第2内筒のテーパ部とでV字型の環状溝を前記中空
外筒の他側に形成し、さらに前記中空外筒他側の外径部
にフィンを設けてなることを要旨とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the laser beam machine according to the second aspect, the beam aperture is provided with a hollow outer cylinder having a tapered hole that opens outward on one side of an inner diameter portion. A first inner cylinder having an outer diameter portion having a taper opposite to the taper is fitted to the inner diameter portion on one side of the hollow outer cylinder, and the hollow is formed by the tapered hole and the tapered portion of the first inner cylinder. A V-shaped annular groove is formed on one side of the outer cylinder, and a second inner cylinder having an outer diameter portion tapered is provided on the other inner diameter portion on the other side of the hollow outer cylinder. An inner cylinder fixing ring having a taper that opens is fixedly provided, and a V-shaped annular groove is formed on the other side of the hollow outer cylinder by the taper of the fixing ring and the tapered portion of the second inner cylinder. The gist is that a fin is provided on the outer diameter portion on the other side of the hollow outer cylinder.
【0016】請求項4に記載のレーザ加工機は、請求項
3に記載のレーザ加工機において、前記ビームアパーチ
ャーは、前記V字型の環状溝の両端部をシャープエッジ
に形成すると共に、前記第1内筒と第2内筒との間にリ
ング状のスペーサを設け、該スペーサの内径を前記第1
内筒と第2内筒より大きく設け、かつ該スペーサの側壁
に前記中空外筒の側壁まで貫通する複数の穴を設けてな
ることを要旨とするものであるAccording to a fourth aspect of the present invention, in the laser beam machine according to the third aspect, the beam aperture forms both ends of the V-shaped annular groove with sharp edges, A ring-shaped spacer is provided between the first inner cylinder and the second inner cylinder, and the inner diameter of the spacer is set to the first inner cylinder.
The invention is characterized in that a plurality of holes are provided larger than the inner cylinder and the second inner cylinder, and a plurality of holes are provided in the side wall of the spacer to penetrate to the side wall of the hollow outer cylinder.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
よって説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は本発明に係るレーザ加工機のうち、
特に3軸光軸移動型のレーザ加工機1における加工ヘッ
ド位置決め装置5の概要と、レーザ発振器7からのレー
ザビームLBを加工ヘッド3まで導く光学系と光路を示
した図である。FIG. 1 shows a laser processing machine according to the present invention.
In particular, FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a processing head positioning device 5 in a three-axis optical axis moving type laser processing machine 1, and an optical system and an optical path for guiding a laser beam LB from a laser oscillator 7 to a processing head 3.
【0019】加工ヘッド位置決め装置5は公知のY軸キ
ャリッジ9とX軸キャリッジ11とを備えており、加工
ヘッド3はY軸キャリッジ9にZ軸方向(図1では上下
方向)に昇降位置決め可能に設けてあり、図4に示す如
くY軸キャリッジ9はX軸キャリッジ11に設けたガイ
ドレール13に沿ってY軸方向へ移動位置決め自在に設
けてある。The processing head positioning device 5 includes a known Y-axis carriage 9 and an X-axis carriage 11, and the processing head 3 can be positioned vertically on the Y-axis carriage 9 in the Z-axis direction (vertical direction in FIG. 1). As shown in FIG. 4, the Y-axis carriage 9 is provided so as to be movable and positionable in the Y-axis direction along a guide rail 13 provided on the X-axis carriage 11.
【0020】なお、上述のX軸キャリッジ11はX軸ガ
イドレール(図示省略)にガイドされ公知の駆動手段に
よって移動位置決め自在に設けてある。また、Y軸キャ
リッジ9も同様に公知の駆動手段によって移動位置決め
自在である。The above-described X-axis carriage 11 is guided by an X-axis guide rail (not shown) and is provided so as to be movable and positionable by known driving means. Similarly, the Y-axis carriage 9 can be moved and positioned by known driving means.
【0021】レーザ発振器7から出力された直線偏光の
レーザビームLBは、第1固定ベンドミラー15によっ
て円偏光され、この円偏光されたレーザビームLBは、
第2固定ベンドミラー(凸面鏡)17と第3固定ベンド
ミラー(凹面鏡)19により、ビーム径を拡大すると同
時にほぼ平行ビームに補正されて前記レーザ加工機1の
X軸方向に送出される様に設けてある。The linearly polarized laser beam LB output from the laser oscillator 7 is circularly polarized by the first fixed bend mirror 15, and the circularly polarized laser beam LB is
A second fixed bend mirror (convex mirror) 17 and a third fixed bend mirror (concave mirror) 19 are provided so that the beam diameter is enlarged and at the same time corrected to a substantially parallel beam and sent out in the X-axis direction of the laser beam machine 1. It is.
【0022】図1、図2に示すように、前記X軸キャリ
ッジ11には、レーザ発振器7からのレーザビームLB
をY軸方向へ伝送する第1移動ベンドミラー21が設け
てある。さらに詳細には、第1移動ベンドミラー21
は、X軸キャリッジ11から外方へ張出す様にして設け
たブラケット23上のベンドミラー保持体25に設けて
ある。As shown in FIGS. 1 and 2, a laser beam LB from a laser oscillator 7 is
Moving bend mirror 21 for transmitting the light in the Y-axis direction is provided. More specifically, the first moving bend mirror 21
Is provided on a bend mirror holder 25 on a bracket 23 provided so as to project outward from the X-axis carriage 11.
【0023】上述のベンドミラー保持体25には、レー
ザ発振器7から第1移動ベンドミラー21に入射される
順方向のレーザビームLBをアパーチャーで設定した直
径(アパーチャー径D1)に規制すると同時に発散光L
Dをカットする第1のビームアパーチャー27が第1移
動ベンドミラー21の直前に取り付けてある。The above-described bend mirror holder 25 regulates the forward laser beam LB incident on the first movable bend mirror 21 from the laser oscillator 7 to a diameter (aperture diameter D 1 ) set by an aperture and diverges. Light L
A first beam aperture 27 for cutting D is attached immediately before the first moving bend mirror 21.
【0024】上述のビームアパーチャー27は複数の部
品から構成されており、次にその構成を図3を参照しな
がら説明する。The above-described beam aperture 27 is composed of a plurality of components. The configuration will be described next with reference to FIG.
【0025】ビームアパーチャー27は、アルミニュー
ム合金製の外筒29と前後の内筒31(a,b)およびリ
ング状スペーサ33などからなっている。外筒29の左
側端部(図3において左側)の内径部には左端部の方が
直径が大きくなるテーパ穴35が設けてあり、そのテー
パ穴35の左端部はシャープエッジ37に形成してあ
る。The beam aperture 27 includes an outer cylinder 29 made of an aluminum alloy, front and rear inner cylinders 31 (a, b), a ring-shaped spacer 33 and the like. The inner diameter of the left end (left side in FIG. 3) of the outer cylinder 29 is provided with a tapered hole 35 whose diameter is larger at the left end, and the left end of the tapered hole 35 is formed as a sharp edge 37. is there.
【0026】また、外筒29の右側(図3において右
側)には段付き穴を形成すると共に、この段付き穴の右
端部に外筒29の軸心と同軸のネジ穴39が設けてあ
る。さらに外筒29の右端部外周には、複数の取り付け
用のネジ穴41を有するフランジ43を設けると共に放
熱フィン45が形成してある。A stepped hole is formed on the right side (the right side in FIG. 3) of the outer cylinder 29, and a screw hole 39 coaxial with the axis of the outer cylinder 29 is provided at the right end of the stepped hole. . Further, a flange 43 having a plurality of mounting screw holes 41 is provided on the outer periphery of the right end portion of the outer cylinder 29, and a radiation fin 45 is formed.
【0027】前記段付き穴の底部は外筒29の左側テー
パ穴35部に達するまで深く設けてあり、この段付き穴
の底部に内筒31aのフランジ部46が係合する様に挿
入すると同時に内筒31aの左端部に形成したテーパ4
7が前記外筒29の左端部近傍まで突出する様に設けて
ある。また、テーパ47は左端部の直径(アパーチャー
径D1)の方が小さくなるように設けてあり、このテー
パ47の左端部もシャープエッジ49に形成してある。
なお、内筒31aの内径は、右方が左端部のシャープエ
ッジ部49の直径より大きくなるような逃げ角を設けて
ある。The bottom of the stepped hole is provided deeply to reach the left tapered hole 35 of the outer cylinder 29, and is inserted into the bottom of the stepped hole so that the flange 46 of the inner cylinder 31a is engaged. Taper 4 formed at the left end of inner cylinder 31a
7 is provided so as to protrude to the vicinity of the left end of the outer cylinder 29. Further, the taper 47 is provided so that the diameter (aperture diameter D 1 ) at the left end is smaller, and the left end of the taper 47 is also formed as a sharp edge 49.
The clearance of the inner diameter of the inner cylinder 31a is such that the right side is larger than the diameter of the sharp edge portion 49 at the left end.
【0028】前記内筒31aの右側に(外筒29のほぼ
中央部)リング状のスペーサ33を密接して設け、この
スペーサ33の右側に内筒31bを密接配置し、そして
この内筒31bのフランジ部46の右側を固定リング5
1で押圧して、内筒31a、スペーサ33および内筒3
1bを前記外筒29に固定してある。A ring-shaped spacer 33 is closely provided on the right side of the inner cylinder 31a (substantially at the center of the outer cylinder 29), and an inner cylinder 31b is closely arranged on the right side of the spacer 33. Fixing ring 5 on right side of flange 46
1, the inner cylinder 31a, the spacer 33 and the inner cylinder 3
1b is fixed to the outer cylinder 29.
【0029】なお上述の固定リング51には、前記外筒
29に設けたネジ穴39に螺合するネジ部39’が設け
てあり、また前記外筒29に設けたテーパ穴35と同様
なテーパ穴35’が設けてある。なお、前記内筒31b
は前記内筒31aを対称形に配置したものであり形状は
全く同一のもである。The fixing ring 51 is provided with a screw portion 39 ′ to be screwed into a screw hole 39 provided in the outer cylinder 29, and has the same taper as the taper hole 35 provided in the outer cylinder 29. A hole 35 'is provided. The inner cylinder 31b
Is a symmetrical arrangement of the inner cylinder 31a and has exactly the same shape.
【0030】上述のリング状のスペーサ33の内径D2
は、前記アパーチャー径D1より大きく設けてある。ま
た、リング状のスペーサ33の軸方向のほぼ中央部には
複数の穴53が等角度に配分して設けてある。なお、こ
の複数の穴に一致する穴53’が前記外筒29の側壁に
も設けてある。The inner diameter D 2 of the ring-shaped spacer 33 described above.
Is is provided larger than the aperture diameter D 1. In addition, a plurality of holes 53 are provided at substantially the center in the axial direction of the ring-shaped spacer 33 so as to be distributed at equal angles. A hole 53 ′ corresponding to the plurality of holes is also provided on the side wall of the outer cylinder 29.
【0031】上記構成のビームアパーチャー27は、外
筒29のテーパ穴35(35’)と内筒31a(31
b)とで外部に開いたV字型の環状溝55(55’)を
形成し、第3固定ベンドミラー19と第1移動ベンドミ
ラー21の間、より詳細には、第3固定ベンドミラー1
9のミラー保持体25に順方向出口を第1移動ベンドミ
ラー21側に向けて設けてある。The beam aperture 27 having the above-described structure is configured such that the tapered hole 35 (35 ') of the outer cylinder 29 and the inner cylinder 31a (31)
b) to form a V-shaped annular groove 55 (55 ') opened to the outside, between the third fixed bend mirror 19 and the first movable bend mirror 21, more specifically, the third fixed bend mirror 1
Nine mirror holders 25 are provided with forward exits facing the first moving bend mirror 21 side.
【0032】なお、上述のビームアパーチャー27を構
成する部品表面には、光の反射を抑えるため、黒色アル
マイト仕上げが施してある。The surface of the component constituting the beam aperture 27 is black anodized in order to suppress reflection of light.
【0033】さて、図1,図2および図3に示す如く、
前記第1移動ベンドミラー21でY軸方向へ向けられた
レーザビームLBは、前記Y軸キャリッジ9上に設けた
ビーム径補正ミラー57、第2移動ベンドミラー59を
介して前記加工ヘッド3の集光用光学系61に伝送され
るように設けてある。なお、前記ビーム径補正ミラー5
7は曲率可変ミラーであって、発散したレーザービーム
LBを平行ビームに補正するものである。Now, as shown in FIGS. 1, 2 and 3,
The laser beam LB directed in the Y-axis direction by the first moving bend mirror 21 is collected by the processing head 3 via a beam diameter correcting mirror 57 provided on the Y-axis carriage 9 and a second moving bend mirror 59. It is provided so as to be transmitted to the optical system 61 for light. The beam diameter correction mirror 5
Numeral 7 denotes a variable curvature mirror for correcting the divergent laser beam LB to a parallel beam.
【0034】第2移動ベンドミラー59は、ビーム径補
正ミラー57からのレーザビームLBをZ軸方向の前記
加工ヘッド3の集光用光学系61に向けて伝送するもの
で、ビーム径補正ミラー57、第2移動ベンドミラー5
9は共に前記Y軸キャリッジ9に設けたミラー支持体6
3に適宜な固定手段により固定してある。The second moving bend mirror 59 transmits the laser beam LB from the beam diameter correcting mirror 57 toward the condensing optical system 61 of the processing head 3 in the Z-axis direction. , Second moving bend mirror 5
9 is a mirror support 6 provided on the Y-axis carriage 9
3 is fixed by appropriate fixing means.
【0035】上述の第2移動ベンドミラー59と集光用
光学系61との間には、第2のビームアパーチャー2
7’が順方向出口を集光用光学系61側に向けて前記ミ
ラー支持体63に設けてある。A second beam aperture 2 is provided between the second moving bend mirror 59 and the condensing optical system 61.
Reference numeral 7 'is provided on the mirror support 63 with its forward exit directed toward the light-collecting optical system 61.
【0036】また、前記第3ベンドミラー19と第1移
動ベンドミラー21との間のX軸方向の光路と、第1移
動ベンドミラー21とビーム径補正ミラー57との間の
Y軸方向の光路および第2移動ベンドミラー59と加工
ヘッド3との間のZ軸方向のそれぞれの光路には、蛇腹
などによる光路カバー65(x,y,z)が適宜に装着して
ある。An optical path in the X-axis direction between the third bend mirror 19 and the first moving bend mirror 21 and an optical path in the Y-axis direction between the first moving bend mirror 21 and the beam diameter correcting mirror 57. An optical path cover 65 (x, y, z) such as a bellows is appropriately attached to each optical path in the Z-axis direction between the second moving bend mirror 59 and the processing head 3.
【0037】上記構成のレーザ加工機1において、レー
ザ発振器7から出力されたレーザビームは第1移動ベン
ドミラー21の直前に設けた第1のビームアパーチャー
27により、発散光LDがカットされると同時に所定の
直径(アパーチャー径D1)に整形されて第1移動ベン
ドミラー21に入射される。[0037] In the laser processing machine 1 having the above structure, the first beam aperture 27 the laser beam output from the laser oscillator 7 is provided immediately before the first moving bend mirror 21, the divergent light L D is cut At the same time, the beam is shaped into a predetermined diameter (aperture diameter D 1 ) and is incident on the first moving bend mirror 21.
【0038】第1移動ベンドミラー21からのレーザビ
ームLBは、ビーム径補正ミラー57、第2移動ベンド
ミラー59および第2のビームアパーチャー27’を介
して前記集光用光学系61に入射される。The laser beam LB from the first moving bend mirror 21 is incident on the condensing optical system 61 via a beam diameter correcting mirror 57, a second moving bend mirror 59, and a second beam aperture 27 '. .
【0039】第2のビームアパーチャー27’において
も、発散光LDがカットされると同時に所定の直径(ア
パーチャー径D1)に整形される。[0039] Also in the second beam aperture 27 ', divergent light L D is shaped at the same time a predetermined diameter when cut (aperture diameter D 1).
【0040】一方、加工部のワークWから発散する反射
光LRは、前記集光用光学系61を介して発散しながら
光路を逆進するが、この発散する反射光LRも第2のビ
ームアパーチャー27’によって同様にカットすること
ができる。On the other hand, the reflected light L R emanating from the workpiece W to be processed portion is the Collection reversing the optical path while diverging through the light optical system 61, but the reflected light L R is also the second to the divergent The beam can be similarly cut by the beam aperture 27 '.
【0041】[0041]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、レーザ発振器
から出力されたレーザビームが加工ヘッドの集光用光学
系に伝送するレーザビーム伝送路において徐々に発散し
ても、ベンドミラー間およびベンドミラーと前記集光用
光学系の間の適所に配置したビームアパーチャーによ
り、発散光がカットされると同時にアパーチャー径に整
形されてベンドミラーに入射される。According to the first aspect of the present invention, even if the laser beam output from the laser oscillator diverges gradually in the laser beam transmission path for transmitting to the converging optical system of the processing head, the laser beam between the bend mirrors and The divergent light is cut off by the beam aperture disposed at an appropriate position between the bend mirror and the condensing optical system, and at the same time, the divergent light is shaped into an aperture diameter and incident on the bend mirror.
【0042】したがって、発散光が進行と共に拡散して
蛇腹に当たって蛇腹を焼損させるのを事前に防止でき
る。また、発散光をカットすることにより集光特性を向
上させることができる。Therefore, it is possible to prevent the divergent light from diffusing as it progresses and hitting the bellows to burn the bellows in advance. In addition, the diverging light can be cut to improve the light-collecting characteristics.
【0043】請求項2の発明によれば、レーザ発振器か
ら出力されたレーザビームが光路を進行して徐々に発散
しても、第1移動ベンドミラーの直前に設けた第1のビ
ームアパーチャーにより、発散光がカットされると同時
にアパーチャー径に整形されて第1移動ベンドミラーに
入射される。According to the second aspect of the present invention, even if the laser beam output from the laser oscillator travels along the optical path and gradually diverges, the first beam aperture provided immediately before the first moving bend mirror allows the laser beam to be emitted. At the same time as the divergent light is cut, the light is shaped into an aperture diameter and is incident on the first moving bend mirror.
【0044】したがって、発散光が進行と共に拡散して
蛇腹に当たって蛇腹を焼損させるのを事前に防止でき
る。また、発散光をカットすることにより集光特性を向
上させることができる。Therefore, it is possible to prevent the divergent light from diffusing as it progresses and hitting the bellows to burn the bellows in advance. In addition, the diverging light can be cut to improve the light-collecting characteristics.
【0045】請求項3の発明によれば、順方向またはそ
の逆方向のレーザビームに対して、レーザビームを所定
の直径に整形することができると共に、進行と共に発散
するレーザビームをV字型の環状溝いおいて吸収カット
して、この環状溝から外部へ散乱することがない。According to the third aspect of the present invention, the laser beam can be shaped into a predetermined diameter with respect to the laser beam in the forward direction or the reverse direction, and the laser beam diverging as it travels is formed into a V-shaped laser beam. Absorption cutting is performed in the annular groove so that the annular groove does not scatter outside.
【0046】請求項4の発明によれば、レーザビームが
V字型の環状溝の端部に当たっても外部へ散乱すること
がない。また、レーザビーム用アパーチャーの中央部の
径を大きくして質量を小さく設け、かつ空気が流通可能
な複数の穴を設けたので、空気の流通により両端部との
温度勾配が発生するのを抑制することができる。According to the fourth aspect of the present invention, even if the laser beam hits the end of the V-shaped annular groove, it does not scatter outside. In addition, the diameter of the central part of the laser beam aperture is increased to reduce the mass, and multiple holes through which air can flow are provided, so that the temperature gradient between both ends due to the flow of air is suppressed. can do.
【図1】本発明に係る3軸光軸移動型のレーザ加工機1
におけるレーザ発振器7からのレーザビームLBを加工
ヘッド3まで導く光学系と光路を示した図。FIG. 1 shows a three-axis optical axis moving type laser beam machine 1 according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an optical system and an optical path for guiding a laser beam LB from a laser oscillator 7 to a processing head 3 in FIG.
【図2】図1に示した第1移動ベンドミラー部分の詳細
説明図。FIG. 2 is a detailed explanatory view of a first moving bend mirror shown in FIG. 1;
【図3】本発明に係るビームアパーチャーの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a beam aperture according to the present invention.
【図4】図1に示した第2移動ベンドミラー部分の詳細
説明図。FIG. 4 is a detailed explanatory diagram of a second moving bend mirror shown in FIG. 1;
【図5】従来の3軸光軸移動型のレーザ加工機の例。FIG. 5 is an example of a conventional three-axis optical axis moving type laser beam machine.
1 3軸光軸移動型レーザ加工機 3 加工ヘッド 5 加工ヘッド位置決め装置 7 レーザ発振器 9 Y軸キャリッジ 11 X軸キャリッジ 13 ガイドレール 15 第1固定ベンドミラー 17 第2固定ベンドミラー(凸面鏡) 19 第3固定ベンドミラー(凹面鏡) 21 第1移動ベンドミラー 23 ブラケット 25 ベンドミラー保持体 27、27’ ビームアパーチャー 29 外筒 31(a,b) 内筒 33 リング状スペーサ 35 テーパ 37 シャープエッジ 39 ネジ穴 41 ネジ穴 43 フランジ 45 放熱フィン 47 テーパ 49 シャープエッジ 51 固定リング 55、55’ V字型の環状溝55 57 ビーム径補正ミラー 59 第2移動ベンドミラー 61 集光用光学系 63 ミラー支持体 65(x,y,z) 光路カバー LD 発散光 LR 反射光 W ワークReference Signs List 1 3-axis optical axis moving laser beam machine 3 machining head 5 machining head positioning device 7 laser oscillator 9 Y-axis carriage 11 X-axis carriage 13 guide rail 15 first fixed bend mirror 17 second fixed bend mirror (convex mirror) 19 third Fixed bend mirror (concave mirror) 21 First movable bend mirror 23 Bracket 25 Bend mirror holder 27, 27 'Beam aperture 29 Outer cylinder 31 (a, b) Inner cylinder 33 Ring-shaped spacer 35 Taper 37 Sharp edge 39 Screw hole 41 Screw Hole 43 Flange 45 Radiation fin 47 Taper 49 Sharp edge 51 Fixing ring 55, 55 'V-shaped annular groove 55 57 Beam diameter correction mirror 59 Second moving bend mirror 61 Light collecting optical system 63 Mirror support 65 (x, y, z) path cover L D divergent light L R reflected W work
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 佳尚 神奈川県厚木市長谷1656−2 Fターム(参考) 4E068 CA05 CB09 CD10 CE07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshinao Miyamoto 1656-2 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa F term (reference) 4E068 CA05 CB09 CD10 CE07
Claims (4)
クと相対する加工ヘッドの集光用光学系に伝送するレー
ザビーム伝送路において、ベンドミラー間およびベンド
ミラーと前記集光用光学系の間の適所にそれぞれビーム
アパーチャーを設けたことを特徴とするレーザ加工機。1. A laser beam transmission path for transmitting a laser beam from a laser oscillator to a converging optical system of a processing head facing a workpiece, between a bend mirror and between a bend mirror and the converging optical system. A laser processing machine characterized in that a beam aperture is provided in each of the laser beam machines.
て、X軸方向へ移動位置決め可能なX軸キャリッジを設
け、該X軸キャリッジに前記加工ヘッドを備えY軸方向
へ移動位置決め可能なY軸キャリッジを設け、前記X軸
キャリッジに前記レーザ発振器からのレーザビームをY
軸方向へ伝送する第1移動ベンドミラーを設け、前記Y
軸キャリッジに前記第1移動ベンドミラーからのレーザ
ビームを加工ヘッドの集光用光学系に伝送する第2移動
ベンドミラーを設け、前記第1移動ベンドミラーのレー
ザビーム入射側光路および前記第2移動ベンドミラーと
前記集光用光学系との間の光路にビームアパーチャーを
それぞれ設けたことを特徴とするレーザ加工機。2. The laser beam machine according to claim 1, further comprising an X-axis carriage capable of moving and positioning in the X-axis direction, said Y-axis being provided with said processing head on said X-axis carriage and capable of moving and positioning in the Y-axis direction. A carriage is provided, and the laser beam from the laser oscillator is applied to the X-axis carriage by Y.
A first moving bend mirror for transmitting in the axial direction;
A second moving bend mirror for transmitting a laser beam from the first moving bend mirror to a condensing optical system of a processing head is provided on an axis carriage, and a laser beam incident side optical path of the first movable bend mirror and the second movement are provided. A laser processing machine, wherein a beam aperture is provided in an optical path between a bend mirror and the condensing optical system.
て、前記ビームアパーチャーは、内径部の一側に外方に
開口するテーパ穴を有する中空外筒を設け、該中空外筒
一側内径部に外径部が前記テーパとは逆のテーパを有す
る第1内筒を嵌合して設け、前記テーパ穴と該第1内筒
のテーパ部とで前記中空外筒の一側にV字型の環状溝を
形成し、前記中空外筒の他側内径部に外径部がテーパを
有する第2内筒を嵌合して設けると共に、他側外方に開
口するテーパを有する内筒固定リングで固定して設け、
該固定リングのテーパと前記第2内筒のテーパ部とでV
字型の環状溝を前記中空外筒の他側に形成し、さらに前
記中空外筒他側の外径部にフィンを設けてなることを特
徴とするレーザ加工機。3. The laser beam machine according to claim 2, wherein the beam aperture is provided with a hollow outer cylinder having a tapered hole that opens outward on one side of the inner diameter section, and the inner diameter section on one side of the hollow outer cylinder. A first inner cylinder having an outer diameter portion having a taper opposite to the taper is provided, and a V-shape is formed on one side of the hollow outer cylinder by the tapered hole and the tapered portion of the first inner cylinder. An inner cylinder fixing ring having an annular groove formed therein, a second inner cylinder having an outer diameter portion tapered at the other inner diameter portion of the hollow outer cylinder is provided, and a taper opening outward on the other side. Fixed with
V between the taper of the fixing ring and the tapered portion of the second inner cylinder
A laser processing machine characterized in that a U-shaped annular groove is formed on the other side of the hollow outer cylinder, and fins are provided on the outer diameter portion on the other side of the hollow outer cylinder.
て、前記ビームアパーチャーは、前記V字型の環状溝の
両端部をシャープエッジに形成すると共に、前記第1内
筒と第2内筒との間にリング状のスペーサを設け、該ス
ペーサの内径を前記第1内筒と第2内筒より大きく設
け、かつ該スペーサの側壁に前記中空外筒の側壁まで貫
通する複数の穴を設けてなることを特徴とするレーザ加
工機。4. The laser beam machine according to claim 3, wherein said beam aperture forms both ends of said V-shaped annular groove with sharp edges, and said first inner cylinder and said second inner cylinder have a sharp edge. A ring-shaped spacer is provided between the first inner cylinder and the second inner cylinder, and a plurality of holes penetrating to the side wall of the hollow outer cylinder are provided on a side wall of the spacer. A laser processing machine characterized in that:
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