JP2001287071A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JP2001287071A JP2001287071A JP2000101850A JP2000101850A JP2001287071A JP 2001287071 A JP2001287071 A JP 2001287071A JP 2000101850 A JP2000101850 A JP 2000101850A JP 2000101850 A JP2000101850 A JP 2000101850A JP 2001287071 A JP2001287071 A JP 2001287071A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光と液体ビームとを重畳して被加工材
に当てることにより該被加工材の加工を行うレーザ加工
装置において、より高圧の液体ビームを生成可能とす
る。 【解決手段】 レーザ光Ｌを出射するレーザ光出射手段
２と、液体ビームＢを出射する液体ビーム出射手段１１
と、レーザ光出射手段２から出射されたレーザ光Ｌを反
射させる反射鏡８とを備え、該反射鏡８は上記液体ビー
ム出射手段１１から出射された液体ビームＢを通過させ
る通過路１２を有し、該通過路１２の出口開口１２ａが
上記反射鏡８の反射面８ａに形成され、上記液体ビーム
Ｂを上記通過路１２を通して上記反射面８ａに形成され
た出口開口１２ａから出させると共に、上記レーザ光Ｌ
を上記反射面８ａの上記出口開口１２ａの周囲で液体ビ
ームＢの進行方向に向けて反射させて該液体ビームＢ上
で収束させる。
に当てることにより該被加工材の加工を行うレーザ加工
装置において、より高圧の液体ビームを生成可能とす
る。 【解決手段】 レーザ光Ｌを出射するレーザ光出射手段
２と、液体ビームＢを出射する液体ビーム出射手段１１
と、レーザ光出射手段２から出射されたレーザ光Ｌを反
射させる反射鏡８とを備え、該反射鏡８は上記液体ビー
ム出射手段１１から出射された液体ビームＢを通過させ
る通過路１２を有し、該通過路１２の出口開口１２ａが
上記反射鏡８の反射面８ａに形成され、上記液体ビーム
Ｂを上記通過路１２を通して上記反射面８ａに形成され
た出口開口１２ａから出させると共に、上記レーザ光Ｌ
を上記反射面８ａの上記出口開口１２ａの周囲で液体ビ
ームＢの進行方向に向けて反射させて該液体ビームＢ上
で収束させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光と液体ビ
ームとを重畳して被加工材の加工を行うレーザ加工装置
に関する。
ームとを重畳して被加工材の加工を行うレーザ加工装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ光と高圧ウォータジェ
ット等の高圧の液体ビームとを重畳して被加工材に当て
ることにより、該被加工材を切断加工等するレーザ加工
装置が知られている。
ット等の高圧の液体ビームとを重畳して被加工材に当て
ることにより、該被加工材を切断加工等するレーザ加工
装置が知られている。
【０００３】従来のこの種のレーザ加工装置としては、
例えば特公平２−１６２１号公報に記載されているよう
な、出射ノズルに液体流路を連通させ、該液体流路から
高圧の液体を上記ノズルに供給して該ノズルから液体ビ
ームを出射させると共に、上記液体流路を形成する流路
壁の内上記ノズルの中心軸上であって該ノズルの後方部
分を収束レンズで構成し、レーザ光をこの収束レンズ、
上記液体流路および上記ノズルを通して液体ビームの中
に入射し、この液体ビームと一緒に被加工材に当てて加
工するようにしたものや、特表平１０−５００９０３号
公報に記載されているように、出射ノズルに液体流路を
連通させ、該液体流路から高圧の液体を上記ノズルに供
給して該ノズルから液体ビームを出射させると共に、上
記液体流路を形成する流路壁の内上記ノズルの中心軸上
であって該ノズルの後方部分をガラス板で構成し、該ガ
ラス板の外側に収束レンズを配設し、レーザ光をこの収
束レンズ、上記ガラス板、上記液体流路および上記ノズ
ルを通して液体ビームの中に入射し、この液体ビームと
一緒に被加工材に当てて加工するようにしたものが知ら
れている。
例えば特公平２−１６２１号公報に記載されているよう
な、出射ノズルに液体流路を連通させ、該液体流路から
高圧の液体を上記ノズルに供給して該ノズルから液体ビ
ームを出射させると共に、上記液体流路を形成する流路
壁の内上記ノズルの中心軸上であって該ノズルの後方部
分を収束レンズで構成し、レーザ光をこの収束レンズ、
上記液体流路および上記ノズルを通して液体ビームの中
に入射し、この液体ビームと一緒に被加工材に当てて加
工するようにしたものや、特表平１０−５００９０３号
公報に記載されているように、出射ノズルに液体流路を
連通させ、該液体流路から高圧の液体を上記ノズルに供
給して該ノズルから液体ビームを出射させると共に、上
記液体流路を形成する流路壁の内上記ノズルの中心軸上
であって該ノズルの後方部分をガラス板で構成し、該ガ
ラス板の外側に収束レンズを配設し、レーザ光をこの収
束レンズ、上記ガラス板、上記液体流路および上記ノズ
ルを通して液体ビームの中に入射し、この液体ビームと
一緒に被加工材に当てて加工するようにしたものが知ら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレーザ加工装置においては、液体ビームの圧が高いほ
ど加工能力が高くなり、従って、より高圧の液体ビーム
を出射させたいという要請がある。
なレーザ加工装置においては、液体ビームの圧が高いほ
ど加工能力が高くなり、従って、より高圧の液体ビーム
を出射させたいという要請がある。
【０００５】しかしながら、上記従来のレーザ加工装置
は、いずれも液体ビーム出射用のノズルに連通する液体
流路の中にレーザ光を入射させて液体ビームの中を通し
て液体ビームと一緒に被加工材に当てるようにしている
ので、液体流路壁の一部をレンズやガラス板等のレーザ
光を透過させる透明部材で構成する必要があり、これら
のレンズやガラス板等の透明部材は通常脆性材であって
強度が低く、その結果液体流路中の液体にかけることの
できる圧力はこれらの透明部材の強度によって制限さ
れ、より高圧の液体ビームを生成することが困難である
という問題を有している。
は、いずれも液体ビーム出射用のノズルに連通する液体
流路の中にレーザ光を入射させて液体ビームの中を通し
て液体ビームと一緒に被加工材に当てるようにしている
ので、液体流路壁の一部をレンズやガラス板等のレーザ
光を透過させる透明部材で構成する必要があり、これら
のレンズやガラス板等の透明部材は通常脆性材であって
強度が低く、その結果液体流路中の液体にかけることの
できる圧力はこれらの透明部材の強度によって制限さ
れ、より高圧の液体ビームを生成することが困難である
という問題を有している。
【０００６】また、それらの透明部材は脆性材であるこ
とから、種々の原因により破損する虞が考えられ、仮に
破損すると高圧水が飛散し、装置広範囲の損傷につなが
るという問題も有している。
とから、種々の原因により破損する虞が考えられ、仮に
破損すると高圧水が飛散し、装置広範囲の損傷につなが
るという問題も有している。
【０００７】本発明の目的は、上記事情に鑑み、上記の
ような透明部材の強度によって制限されることなくより
高圧の液体ビームを生成することのできるレーザ加工装
置を提供することにある。
ような透明部材の強度によって制限されることなくより
高圧の液体ビームを生成することのできるレーザ加工装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるレーザ加
工装置は、上記目的を達成するため、レーザ光と液体ビ
ームとを重畳して被加工材に当てることにより該被加工
材の加工を行うレーザ加工装置であって、上記レーザ光
を出射するレーザ光出射手段と、上記液体ビームを出射
する液体ビーム出射手段と、上記レーザ光出射手段から
出射されたレーザ光を反射させる反射面と、上記液体ビ
ーム出射手段から出射された液体ビームを通過させる通
過路とを有し、該通過路の出口開口が上記反射面に形成
された反射鏡とを備え、上記液体ビームを上記通過路を
通して上記反射面に形成された出口開口から出させると
共に、上記レーザ光を上記反射面の上記出口開口の周囲
で上記液体ビームの進行方向に向けて反射させ該液体ビ
ーム上で収束させるように構成したことを特徴とする。
工装置は、上記目的を達成するため、レーザ光と液体ビ
ームとを重畳して被加工材に当てることにより該被加工
材の加工を行うレーザ加工装置であって、上記レーザ光
を出射するレーザ光出射手段と、上記液体ビームを出射
する液体ビーム出射手段と、上記レーザ光出射手段から
出射されたレーザ光を反射させる反射面と、上記液体ビ
ーム出射手段から出射された液体ビームを通過させる通
過路とを有し、該通過路の出口開口が上記反射面に形成
された反射鏡とを備え、上記液体ビームを上記通過路を
通して上記反射面に形成された出口開口から出させると
共に、上記レーザ光を上記反射面の上記出口開口の周囲
で上記液体ビームの進行方向に向けて反射させ該液体ビ
ーム上で収束させるように構成したことを特徴とする。
【０００９】上記レーザ加工装置においては、上記反射
鏡よりも上記レーザ光の進行方向後方側に上記レーザ光
を収束させる収束レンズを設け、上記反射面にこの収束
レンズを通過した収束途中のレーザ光を入射させること
により、上記反射面で反射したレーザ光を収束させるよ
うに構成することができる。
鏡よりも上記レーザ光の進行方向後方側に上記レーザ光
を収束させる収束レンズを設け、上記反射面にこの収束
レンズを通過した収束途中のレーザ光を入射させること
により、上記反射面で反射したレーザ光を収束させるよ
うに構成することができる。
【００１０】また、上記レーザ加工装置においては、上
記反射鏡よりも上記レーザ光の進行方向前方側に、上記
レーザ光を収束させる収束レンズであって、上記液体ビ
ームを通過させる通過路を有する収束レンズを設け、上
記反射面により反射したレーザ光をこの収束レンズを通
過させることにより収束させるように構成することがで
きる。
記反射鏡よりも上記レーザ光の進行方向前方側に、上記
レーザ光を収束させる収束レンズであって、上記液体ビ
ームを通過させる通過路を有する収束レンズを設け、上
記反射面により反射したレーザ光をこの収束レンズを通
過させることにより収束させるように構成することがで
きる。
【００１１】また、上記レーザ加工装置においては、上
記反射鏡として凹面反射鏡を用い、該反射鏡の凹状反射
面でレーザ光を反射させることにより、該反射面で反射
したレーザ光を収束させるように構成することができ
る。
記反射鏡として凹面反射鏡を用い、該反射鏡の凹状反射
面でレーザ光を反射させることにより、該反射面で反射
したレーザ光を収束させるように構成することができ
る。
【００１２】
【発明の効果】本発明のレーザ加工装置は、従来のよう
に出射ノズルに高圧液体を供給するための液体流路中に
レーザ光を入射させて該レーザ光を液体ビームの中を通
すようにするのではなく、反射鏡に液体ビームの通過路
を形成し、液体ビームをこの通過路を通して反射面に形
成した出口開口から出させると共に反射面の出口開口周
囲でレーザ光を液体ビームの進行方向に向けて反射させ
て液体ビーム上で収束させるようにしたので、液体通路
壁にレーザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の
透明部材を設ける必要が無く、従ってそのような透明部
材による圧力制約が無く、ノズルから出射する前の液体
に所望の高圧を付与することができ、それによってより
高圧の液体ビームを生成することができ、より高い加工
能力を実現できる。
に出射ノズルに高圧液体を供給するための液体流路中に
レーザ光を入射させて該レーザ光を液体ビームの中を通
すようにするのではなく、反射鏡に液体ビームの通過路
を形成し、液体ビームをこの通過路を通して反射面に形
成した出口開口から出させると共に反射面の出口開口周
囲でレーザ光を液体ビームの進行方向に向けて反射させ
て液体ビーム上で収束させるようにしたので、液体通路
壁にレーザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の
透明部材を設ける必要が無く、従ってそのような透明部
材による圧力制約が無く、ノズルから出射する前の液体
に所望の高圧を付与することができ、それによってより
高圧の液体ビームを生成することができ、より高い加工
能力を実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に
係るレーザ加工装置の第１実施形態を示す図である。
の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に
係るレーザ加工装置の第１実施形態を示す図である。
【００１４】図示のレーザ加工装置は、レーザ光Ｌを出
射するレーザ光出射手段２と、該レーザ光出射手段２か
ら出射されたレーザ光Ｌを大径化するビームエクスパン
ダ４と、該ビームエクスパンダ４を通ったレーザ光Ｌを
収束させる収束レンズ６と、該収束レンズ６を通った収
束途中のレーザ光Ｌを反射させる反射鏡８と、液体ビー
ムＢを出射する液体ビーム出射手段１０とを備えてな
る。
射するレーザ光出射手段２と、該レーザ光出射手段２か
ら出射されたレーザ光Ｌを大径化するビームエクスパン
ダ４と、該ビームエクスパンダ４を通ったレーザ光Ｌを
収束させる収束レンズ６と、該収束レンズ６を通った収
束途中のレーザ光Ｌを反射させる反射鏡８と、液体ビー
ムＢを出射する液体ビーム出射手段１０とを備えてな
る。
【００１５】上記レーザ光出射手段２としてはＹＡＧレ
ーザ、ヨウ素レーザあるいは炭酸ガスレーザ等のレーザ
発振器を使用することができる。上記レーザ光としては
例えば出力５００Ｗで波長１．０６μｍのレーザ光を使
用することができる。
ーザ、ヨウ素レーザあるいは炭酸ガスレーザ等のレーザ
発振器を使用することができる。上記レーザ光としては
例えば出力５００Ｗで波長１．０６μｍのレーザ光を使
用することができる。
【００１６】上記ビームエクスパンダ４は、レーザ光Ｌ
の径を大きくすることによって後述する反射面上の出口
開口１２ａによるレーザ光の散乱損失を小さくするため
のものであり、上記レーザ光出射手段２から出射される
レーザ光Ｌの中心軸Ｌａにビームエクスパンダ４の光軸
を一致させて配設されている。
の径を大きくすることによって後述する反射面上の出口
開口１２ａによるレーザ光の散乱損失を小さくするため
のものであり、上記レーザ光出射手段２から出射される
レーザ光Ｌの中心軸Ｌａにビームエクスパンダ４の光軸
を一致させて配設されている。
【００１７】上記収束レンズ６は、石英製のレンズであ
って、その光軸を上記レーザ光の中心軸Ｌａに一致させ
た状態て有底角筒状のハウジング１１の側壁１１ａに配
設され、ビームエクスパンダ４により大径化されたレー
ザ光Ｌを収束させる。
って、その光軸を上記レーザ光の中心軸Ｌａに一致させ
た状態て有底角筒状のハウジング１１の側壁１１ａに配
設され、ビームエクスパンダ４により大径化されたレー
ザ光Ｌを収束させる。
【００１８】上記反射鏡８は、高強度モリブデン製の反
射鏡であって、反射面８ａが平面である平面反射鏡であ
り、上記収束レンズ６の光軸（上記レーザ光の中心軸Ｌ
ａ）に対して４５度傾けてかつ反射面８ａを収束レンズ
６側に向けた状態で、上記ハウジング１１の上部に配設
されている。また、この反射鏡８は、上記収束レンズ６
に対して、該収束レンズ６を通過したレーザ光Ｌが収束
する前の位置に、つまり収束レンズ６を通過した収束途
中のレーザ光Ｌを受けて該レーザ光Ｌを反射させる位置
に配設されている。
射鏡であって、反射面８ａが平面である平面反射鏡であ
り、上記収束レンズ６の光軸（上記レーザ光の中心軸Ｌ
ａ）に対して４５度傾けてかつ反射面８ａを収束レンズ
６側に向けた状態で、上記ハウジング１１の上部に配設
されている。また、この反射鏡８は、上記収束レンズ６
に対して、該収束レンズ６を通過したレーザ光Ｌが収束
する前の位置に、つまり収束レンズ６を通過した収束途
中のレーザ光Ｌを受けて該レーザ光Ｌを反射させる位置
に配設されている。
【００１９】また、この反射鏡８には上記液体ビームＢ
を通過させる通過路１２が形成されている。この通過路
１２は、上記レーザ光出射手段２から出射されるレーザ
光の中心軸Ｌａに対して垂直な方向に直線状に貫通させ
て形成され、直径が液体ビームＢの直径よりも大径に形
成され（本実施形態では後述するように液体ビームＢの
直径が０．２ｍｍであるのに対し、通過路１２の直径は
１ｍｍに設定されている）、かつ液体ビームＢが中を通
って出てくる出口開口１２ａが反射面８ａに形成されて
いると共に、この出口開口１２ａは上記レーザ光の中心
軸Ｌａ上に位置せしめられている。つまり、上記通過路
１２はその中心軸１２ｂが上記レーザ光の中心線Ｌａと
交差する位置に形成されている。
を通過させる通過路１２が形成されている。この通過路
１２は、上記レーザ光出射手段２から出射されるレーザ
光の中心軸Ｌａに対して垂直な方向に直線状に貫通させ
て形成され、直径が液体ビームＢの直径よりも大径に形
成され（本実施形態では後述するように液体ビームＢの
直径が０．２ｍｍであるのに対し、通過路１２の直径は
１ｍｍに設定されている）、かつ液体ビームＢが中を通
って出てくる出口開口１２ａが反射面８ａに形成されて
いると共に、この出口開口１２ａは上記レーザ光の中心
軸Ｌａ上に位置せしめられている。つまり、上記通過路
１２はその中心軸１２ｂが上記レーザ光の中心線Ｌａと
交差する位置に形成されている。
【００２０】上記反射鏡８の上方には上記液体ビーム出
射手段１０が配設されている。該液体ビーム出射手段１
０は、出射ノズル１０ａからビーム直径約０．２ｍｍの
液体ビーム（高圧ウォータジェット）Ｂを出射するもの
であり、液体ビームＢの中心軸Ｂａが上記通過路１２の
中心軸１２ｂと一致するように該通過路１２に対して位
置決めされている。
射手段１０が配設されている。該液体ビーム出射手段１
０は、出射ノズル１０ａからビーム直径約０．２ｍｍの
液体ビーム（高圧ウォータジェット）Ｂを出射するもの
であり、液体ビームＢの中心軸Ｂａが上記通過路１２の
中心軸１２ｂと一致するように該通過路１２に対して位
置決めされている。
【００２１】上記ハウジングの底壁１１ｂには上記通過
路の中心軸１２ｂと交わる位置に出口孔１１ｃが形成さ
れ、該出口孔１１ｃには加工ノズル１４が配設されてい
る。
路の中心軸１２ｂと交わる位置に出口孔１１ｃが形成さ
れ、該出口孔１１ｃには加工ノズル１４が配設されてい
る。
【００２２】上記反射鏡８は、上述のようにレーザ光の
中心軸Ｌａに対して反射面８ａを４５度傾けて配設さ
れ、かつ通過路１２がその中心軸１２ｂがレーザ光の中
心軸Ｌａと垂直であってその出口開口１２ａがレーザ光
の中心軸Ｌａ上に位置するように設定されており、また
液体ビームＢはその中心軸Ｂａが通過路の中心軸１２ｂ
とほぼ一致するように出射されるので、上記レーザ光出
射手段２から出射されビームエクスパンダ４で大径化さ
れて収束レンズ６に入射したレーザ光Ｌは、該収束レン
ズ６による収束作用を受けると共に収束途中で上記反射
鏡８により上記通過路の中心軸１２ｂ方向に向けて反射
され、反射されたレーザ光Ｌは、液体ビームＢを中心と
してその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共に徐
々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心軸１
２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束し、
該収束位置で液体ビームＢと結合する。
中心軸Ｌａに対して反射面８ａを４５度傾けて配設さ
れ、かつ通過路１２がその中心軸１２ｂがレーザ光の中
心軸Ｌａと垂直であってその出口開口１２ａがレーザ光
の中心軸Ｌａ上に位置するように設定されており、また
液体ビームＢはその中心軸Ｂａが通過路の中心軸１２ｂ
とほぼ一致するように出射されるので、上記レーザ光出
射手段２から出射されビームエクスパンダ４で大径化さ
れて収束レンズ６に入射したレーザ光Ｌは、該収束レン
ズ６による収束作用を受けると共に収束途中で上記反射
鏡８により上記通過路の中心軸１２ｂ方向に向けて反射
され、反射されたレーザ光Ｌは、液体ビームＢを中心と
してその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共に徐
々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心軸１
２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束し、
該収束位置で液体ビームＢと結合する。
【００２３】上記レーザ加工装置においては、この液体
ビームＢとレーザ光Ｌとの結合位置に被加工材１６を位
置させ、被加工材１６に収束したレーザ光Ｌと液体ビー
ムＢとを一緒に当てることにより該被加工材１６の加工
を行う。例えば、被加工材１６の一例である厚さ０．５
ｍｍの薄いガラス板に上記収束したレーザ光Ｌと液体ビ
ームＢとを結合させて一緒に当てながら該ガラス板を上
記液体ビームの中心軸Ｂａに対して略垂直な面内で移動
させることにより、該ガラス板の切断加工が行われる。
ビームＢとレーザ光Ｌとの結合位置に被加工材１６を位
置させ、被加工材１６に収束したレーザ光Ｌと液体ビー
ムＢとを一緒に当てることにより該被加工材１６の加工
を行う。例えば、被加工材１６の一例である厚さ０．５
ｍｍの薄いガラス板に上記収束したレーザ光Ｌと液体ビ
ームＢとを結合させて一緒に当てながら該ガラス板を上
記液体ビームの中心軸Ｂａに対して略垂直な面内で移動
させることにより、該ガラス板の切断加工が行われる。
【００２４】上記ビームエクスパンダ４と収束レンズ６
との間であってレーザ光Ｌの光路上には、該レーザ光の
中心軸Ｌａに対して４５度傾けて波長選択ミラー１８が
配設されている。このミラー１８は、上記レーザ光Ｌは
透過させるが自然光は反射させる波長選択膜が収束レン
ズ６側の面１８ａに形成されており、その上方にはＣＣ
Ｄカメラ等の観察カメラ２０が配設され、上記反射鏡８
および波長選択ミラー１８を介して上記加工ノズル１４
近傍を観察可能に構成されている。この様な構成によ
り、レーザ光Ｌの照射に支障を生じさせることなく、波
長選択ミラー１８および反射鏡８を介して加工ノズル１
４周辺の状態を観察カメラ２０で撮像して観察すること
ができ、この観察の結果レーザ光Ｌの収束位置と液体ビ
ームＢとの間に位置ずれが生じている場合には、図示し
ないＸ−Ｙテーブルによって液体ビーム出射手段１０を
上記通過路の軸線１２ｂに垂直な面内で適宜移動させる
ことにより液体ビームＢの位置を調節し、該液体ビーム
Ｂの位置とレーザ光Ｌの収束位置とを合致させることが
できる。また、レーザ光Ｌの収束位置と液体ビームＢと
の位置合わせされている状態において液体ビームＢが加
工ノズル１４の中心に位置しない場合には、図示しない
駆動手段により加工ノズル１４を同じく通過路の中心軸
１２ｂに垂直な面内で移動させて液体ビームＢを加工ノ
ズル１４の中心に位置させるように調整することができ
る。
との間であってレーザ光Ｌの光路上には、該レーザ光の
中心軸Ｌａに対して４５度傾けて波長選択ミラー１８が
配設されている。このミラー１８は、上記レーザ光Ｌは
透過させるが自然光は反射させる波長選択膜が収束レン
ズ６側の面１８ａに形成されており、その上方にはＣＣ
Ｄカメラ等の観察カメラ２０が配設され、上記反射鏡８
および波長選択ミラー１８を介して上記加工ノズル１４
近傍を観察可能に構成されている。この様な構成によ
り、レーザ光Ｌの照射に支障を生じさせることなく、波
長選択ミラー１８および反射鏡８を介して加工ノズル１
４周辺の状態を観察カメラ２０で撮像して観察すること
ができ、この観察の結果レーザ光Ｌの収束位置と液体ビ
ームＢとの間に位置ずれが生じている場合には、図示し
ないＸ−Ｙテーブルによって液体ビーム出射手段１０を
上記通過路の軸線１２ｂに垂直な面内で適宜移動させる
ことにより液体ビームＢの位置を調節し、該液体ビーム
Ｂの位置とレーザ光Ｌの収束位置とを合致させることが
できる。また、レーザ光Ｌの収束位置と液体ビームＢと
の位置合わせされている状態において液体ビームＢが加
工ノズル１４の中心に位置しない場合には、図示しない
駆動手段により加工ノズル１４を同じく通過路の中心軸
１２ｂに垂直な面内で移動させて液体ビームＢを加工ノ
ズル１４の中心に位置させるように調整することができ
る。
【００２５】また、上記ハウジング１１はその内部がほ
ぼ密閉された状態になっており、側壁１１ａにガス吹込
口２２が設けられ、この吹込口２２からガスを所定圧力
で注入可能に構成されている。この様にハウジング１０
内に所定圧力でガスを吹き込むことにより、ハウジング
１１内を常に正圧に保つことができる。上記液体ビーム
Ｂは被加工材１６に当たって跳ね返りその際跳ね返った
高圧水が上記加工ノズル１４からハウジング１１内に入
り込む可能性があり、跳ね返った高圧水がハウジング１
１内に入り込むと水滴が反射面８ａに付着してレーザ光
照射に悪影響を及ぼす虞があるが、上記ハウジング１１
内にガスを注入してハウジング１１内を正圧に保つこと
により、被加工材１６に当たって跳ね返った高圧水が加
工ノズル１４からハウジング１１内に入るのを抑制する
ことができる。また、このようにハウジング１１内を正
圧に保つことにより液体ビームＢの広がりを抑制するこ
ともできる。
ぼ密閉された状態になっており、側壁１１ａにガス吹込
口２２が設けられ、この吹込口２２からガスを所定圧力
で注入可能に構成されている。この様にハウジング１０
内に所定圧力でガスを吹き込むことにより、ハウジング
１１内を常に正圧に保つことができる。上記液体ビーム
Ｂは被加工材１６に当たって跳ね返りその際跳ね返った
高圧水が上記加工ノズル１４からハウジング１１内に入
り込む可能性があり、跳ね返った高圧水がハウジング１
１内に入り込むと水滴が反射面８ａに付着してレーザ光
照射に悪影響を及ぼす虞があるが、上記ハウジング１１
内にガスを注入してハウジング１１内を正圧に保つこと
により、被加工材１６に当たって跳ね返った高圧水が加
工ノズル１４からハウジング１１内に入るのを抑制する
ことができる。また、このようにハウジング１１内を正
圧に保つことにより液体ビームＢの広がりを抑制するこ
ともできる。
【００２６】次に、本発明の第２実施形態について、そ
の要部を示す図２を参照しながら説明する。
の要部を示す図２を参照しながら説明する。
【００２７】この第２実施形態は、図１に示す第１実施
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、上記反射鏡８
よりもレーザ光Ｌの進行方向前方側に収束レンズ３２を
設けた点が異なり、それ以外の点については第１実施形
態と同様に構成されている。即ち、第１実施形態では反
射鏡８に入射する前に収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束
させるようにしていたが、この第２実施形態ではレーザ
光Ｌを反射鏡８により反射された後に収束レンズ３２で
収束させるようにしたものであり、上記収束レンズ３２
は、ハウジング１１内において反射鏡８よりもレーザ光
Ｌの進行方向前方側に、該レンズ３２の光軸を上記反射
鏡８で反射されたレーザ光Ｌの中心軸に一致させて（反
射鏡８に形成されている液体ビームＢの通過路１２の中
心軸１２ｂと一致させて）配設されると共に、該収束レ
ンズ３２には上記液体ビームＢが通過する通過路３２ａ
が、該通過路３２ａの中心軸３２ｂを上記反射鏡の通過
路の中心軸１２ｂに一致させて形成されている。かかる
構成により、反射鏡８で反射されたレーザ光Ｌは収束レ
ンズの通過路３２ａを通って出てきた液体ビームＢを中
心としてその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共
に徐々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心
軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束
し、該収束位置で液体ビームＢと結合する。
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、上記反射鏡８
よりもレーザ光Ｌの進行方向前方側に収束レンズ３２を
設けた点が異なり、それ以外の点については第１実施形
態と同様に構成されている。即ち、第１実施形態では反
射鏡８に入射する前に収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束
させるようにしていたが、この第２実施形態ではレーザ
光Ｌを反射鏡８により反射された後に収束レンズ３２で
収束させるようにしたものであり、上記収束レンズ３２
は、ハウジング１１内において反射鏡８よりもレーザ光
Ｌの進行方向前方側に、該レンズ３２の光軸を上記反射
鏡８で反射されたレーザ光Ｌの中心軸に一致させて（反
射鏡８に形成されている液体ビームＢの通過路１２の中
心軸１２ｂと一致させて）配設されると共に、該収束レ
ンズ３２には上記液体ビームＢが通過する通過路３２ａ
が、該通過路３２ａの中心軸３２ｂを上記反射鏡の通過
路の中心軸１２ｂに一致させて形成されている。かかる
構成により、反射鏡８で反射されたレーザ光Ｌは収束レ
ンズの通過路３２ａを通って出てきた液体ビームＢを中
心としてその周りから液体ビームＢと同方向に進むと共
に徐々に径が細くなって液体ビームＢ上（通過路の中心
軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１４の外側位置で収束
し、該収束位置で液体ビームＢと結合する。
【００２８】次に、本発明の第３実施形態について、そ
の要部を示す図３を参照しながら説明する。
の要部を示す図３を参照しながら説明する。
【００２９】この第３実施形態は、図１に示す第１実施
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、かつ、第１実
施形態では反射面８ａが平面状の平面反射鏡８を用いて
いたが、その平面反射鏡８に代えて、凹面（軸はづし放
物面）状の反射面３４ａを有する凹面反射鏡３４を使用
している点が第１実施形態と異なり、それ以外の点につ
いては第１実施形態と同様に構成されている。即ち、第
１実施形態では収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束させる
ようにしていたが、この第３実施形態では収束レンズ６
を使用せず、凹面反射鏡３４を使用し、これによってレ
ーザ光Ｌを反射させると共に収束させるように構成して
いる。勿論、凹状反射面３２ａは、反射したレーザ光Ｌ
が液体ビームＢを中心としてその周りから液体ビームＢ
と同方向に進むと共に徐々に径が細くなって液体ビーム
Ｂ上（通過路の中心軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１
４の外側位置で収束し、該収束位置で液体ビームＢと結
合するように、その形状や配置態様を設定されている。
形態と比較すると、第１実施形態における収束レンズ６
を備えておらず、ハウジング側壁１１ａの第１実施形態
において収束レンズ６が設けられていた位置にレーザ光
Ｌを透過させるガラス板３０が配設され、かつ、第１実
施形態では反射面８ａが平面状の平面反射鏡８を用いて
いたが、その平面反射鏡８に代えて、凹面（軸はづし放
物面）状の反射面３４ａを有する凹面反射鏡３４を使用
している点が第１実施形態と異なり、それ以外の点につ
いては第１実施形態と同様に構成されている。即ち、第
１実施形態では収束レンズ６でレーザ光Ｌを収束させる
ようにしていたが、この第３実施形態では収束レンズ６
を使用せず、凹面反射鏡３４を使用し、これによってレ
ーザ光Ｌを反射させると共に収束させるように構成して
いる。勿論、凹状反射面３２ａは、反射したレーザ光Ｌ
が液体ビームＢを中心としてその周りから液体ビームＢ
と同方向に進むと共に徐々に径が細くなって液体ビーム
Ｂ上（通過路の中心軸１２ｂ上）にて上記加工ノズル１
４の外側位置で収束し、該収束位置で液体ビームＢと結
合するように、その形状や配置態様を設定されている。
【００３０】上記第１〜第３実施形態においては、従来
のように出射ノズルに連通する高圧液体流路中にレーザ
光を入射させないので、高圧がかかる液体流路壁にレー
ザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の透明部材
を設ける必要が無く、従ってそのような透明部材による
圧力制約が無く、その結果従来の方法では最大５０Ｋｇ
／ｃｍ２であったのに対し、２００Ｋｇ／ｃｍ２以上の
加圧が可能となり、これにより液体ビームＢの流速が高
まり、かつ微小径の液体ビームＢが得られるため熱溶融
物の残存が少なく、切断部直線性の優れた高品位のレー
ザ加工が実現できる。
のように出射ノズルに連通する高圧液体流路中にレーザ
光を入射させないので、高圧がかかる液体流路壁にレー
ザ光を通過させるためのレンズやガラス板等の透明部材
を設ける必要が無く、従ってそのような透明部材による
圧力制約が無く、その結果従来の方法では最大５０Ｋｇ
／ｃｍ２であったのに対し、２００Ｋｇ／ｃｍ２以上の
加圧が可能となり、これにより液体ビームＢの流速が高
まり、かつ微小径の液体ビームＢが得られるため熱溶融
物の残存が少なく、切断部直線性の優れた高品位のレー
ザ加工が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態の要部を示す図
【図３】本発明の第３の実施形態の要部を示す図
２ レーザ光出射手段 ６ 収束レンズ ８ 反射鏡 ８ａ 反射面 １０ 液体ビーム出射手段 １２ 通過路 １２ａ 出口開口 １６ 被加工材 ３２ 収束レンズ ３４ 反射鏡 ３４ａ 反射面
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光と液体ビームとを重畳して被加
工材に当てることにより該被加工材の加工を行うレーザ
加工装置であって、 上記レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、 上記液体ビームを出射する液体ビーム出射手段と、 上記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を反射さ
せる反射面と、上記液体ビーム出射手段から出射された
液体ビームを通過させる通過路とを有し、該通過路の出
口開口が上記反射面に形成された反射鏡とを備え、 上記液体ビームを上記通過路を通して上記反射面に形成
された出口開口から出させると共に、上記レーザ光を上
記反射面の上記出口開口の周囲で上記液体ビームの進行
方向に向けて反射させ該液体ビーム上で収束させるよう
に構成したことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 上記反射鏡よりも上記レーザ光の進行方
向後方側に上記レーザ光を収束させる収束レンズを設
け、上記反射面にこの収束レンズを通過した収束途中の
レーザ光を入射させることにより、上記反射面で反射し
たレーザ光を収束させるように構成したことを特徴とす
る請求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 上記反射鏡よりも上記レーザ光の進行方
向前方側に、上記レーザ光を収束させる収束レンズであ
って、上記液体ビームを通過させる通過路を有する収束
レンズを設け、上記反射面により反射したレーザ光をこ
の収束レンズを通過させることにより収束させるように
構成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装
置。 - 【請求項４】 上記反射鏡として凹面反射鏡を用い、該
反射鏡の凹状反射面でレーザ光を反射させることによ
り、該反射面で反射したレーザ光を収束させるように構
成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A JP2001287071A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A JP2001287071A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287071A true JP2001287071A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18615824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000101850A Withdrawn JP2001287071A (ja) | 2000-04-04 | 2000-04-04 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001287071A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088243A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Metso Paper, Inc. | Method and apparatus for cutting an object with a fluid jet |
| JP2009279731A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nikon Corp | 流体研磨装置 |
| JP2010000512A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Sugino Mach Ltd | レーザー加工装置 |
| WO2011004437A1 (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法および装置 |
| JP2016128188A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 閉じ込められたレーザ穿孔のための方法およびシステム |
| JP2016135506A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 閉じ込めレーザドリル加工のための方法及びシステム |
| JP6194464B1 (ja) * | 2016-08-10 | 2017-09-13 | 株式会社牧野フライス製作所 | レーザ加工機のノズル寿命判定方法およびレーザ加工機 |
| CN112975408A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 多激光多轴车削-cnc铣削复合加工方法及*** |
-
2000
- 2000-04-04 JP JP2000101850A patent/JP2001287071A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088243A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Metso Paper, Inc. | Method and apparatus for cutting an object with a fluid jet |
| DE112007000425T5 (de) | 2006-01-31 | 2008-12-11 | Metso Paper, Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden eines Gegenstands mit einem Wasserstrahl |
| JP2009279731A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Nikon Corp | 流体研磨装置 |
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| JP4826861B2 (ja) * | 2009-07-10 | 2011-11-30 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法および装置 |
| JP2016128188A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 閉じ込められたレーザ穿孔のための方法およびシステム |
| JP2016135506A (ja) * | 2015-01-08 | 2016-07-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 閉じ込めレーザドリル加工のための方法及びシステム |
| JP6194464B1 (ja) * | 2016-08-10 | 2017-09-13 | 株式会社牧野フライス製作所 | レーザ加工機のノズル寿命判定方法およびレーザ加工機 |
| JP2018024003A (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社牧野フライス製作所 | レーザ加工機のノズル寿命判定方法およびレーザ加工機 |
| CN112975408A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-18 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 多激光多轴车削-cnc铣削复合加工方法及*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |