JP2015044238A - レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ーザ加工装置によれば、高密度に集光が可能である長波長のレーザの焦点を加工位置に合わせ、吸収率が高い短波長のレーザを長波長のレーザの焦点を中において集光させることで、外周の短波長のレーザで被加工部材を予熱し、予熱された被加工部材を長波長のレーザで加工する。この結果、加工に伴い予熱を行うことで、加工速度および加工品質を向上することができる。
ラスチック)、GMT(ガラス長繊維強化プラスチック)などの繊維強化プラスチック、鋼板以外の鉄合金、アルミニウム合金などの各種金属、その他複合材料などで作成された部材も用いることができる。また、溶接する際には、溶加材や粉末などを供給する機構を有してもよい。
図2は、本実施形態に係るレーザ加工装置の照射ヘッドを模式的に表した概略構成図であり、図3は、図2に示す照射ヘッドから被加工部材に照射されるレーザを光軸方向(光軸の延在方向に沿う方向)で視た拡大平面図であり、図4は、レーザの波長と被加工部材の吸収率との関係を示す図である。
される。従って、加工に伴い予熱を行うことで、加工速度および加工品質を向上することができる。
略構成図である。図5に示す照射ヘッド16は、焦点距離調整装置17を有している。焦点距離調整装置17は、例えば、凹ガラス17Aと凸ガラス17Bとを有し、これら凹ガラス17Aと凸ガラス17Bとを光軸方向にそれぞれ移動可能にするガラス移動機構17Cを有している。ガラス移動機構17Cは、例えば、凹ガラス17Aと凸ガラス17Bとをそれぞれ支持する支持部材17Caと、光軸方向に延在して設けられて各支持部材17Caを光軸方向に移動するように案内する案内レール17Cbと、光軸方向に延在して設けられて各支持部材17Caに螺合して挿通されるネジ棒17Ccと、各ネジ棒17Ccを回転駆動する駆動モータ17Cdとを備える。すなわち、ガラス移動機構17Cは、各駆動モータ17Cdを駆動して各ネジ棒17Ccを回転させることで、各支持部材17Caが凹ガラス17Aや凸ガラス17Bを伴い案内レール17Cbに沿って光軸方向に移動する。これにより、凹ガラス17Aと凸ガラス17Bとが光軸方向にそれぞれ移動し、波長帯の異なる各レーザL1,L2の焦点距離が変更される。この焦点距離調整装置17は、制御装置22により制御される。制御装置22では、駆動モータ17Cdによるネジ棒17Ccの回転数に応じて凹ガラス17Aと凸ガラス17Bとの移動距離、すなわち焦点距離を制御する。このように、本実施形態のレーザ加工装置10は、焦点距離調整装置17により波長帯の異なる各レーザL1,L2の焦点距離を変更することで、レーザL(本実施形態では長波長のレーザL1)の焦点を被加工部材8の被加工位置に合わせてもよく、被加工部材8の被加工位置への焦点の位置合わせを容易に行うことができる。
図6は、本実施形態に係るレーザ加工装置の照射ヘッドを模式的に表した概略構成図であり、図7は、図6に示す照射ヘッドから被加工部材に照射されるレーザを光軸方向(光軸の延在方向に沿う方向)で視た拡大平面図である。
長側の焦点を中心として被加工部材8の加工位置に合わせる。これにより、短波長のレーザL2により被加工部材8を溶かして加工しつつ、被加工部材8を溶かして生じるプラズマからの輻射によって溶かした金属の温度を長波長のレーザL1により上げて粘性を下げることで加工品質を向上する。
7Bとの移動距離、すなわち焦点距離を制御する。このように、本実施形態のレーザ加工装置10は、焦点距離調整装置17により波長帯の異なる各レーザL1,L2の焦点距離を変更することで、レーザL(本実施形態では短波長のレーザL2)の焦点を被加工部材8の被加工位置に合わせてもよく、被加工部材8の被加工位置への焦点の位置合わせを容易に行うことができる。
10 レーザ加工装置
12 レーザ出力装置
16 照射ヘッド
S 光軸
Claims (4)
- 複数の波長帯を有するレーザを発振するレーザ出力装置と、
各波長帯のレーザを同一光軸上で焦点距離をずらして集光し照射する照射ヘッドと、
を備え、
前記照射ヘッドは、アルミニウム合金の被加工部材に対し、長波長となる940nmのレーザの焦点位置を被加工位置に合わせ、前記長波長のレーザの焦点を中において短波長となる808nmのレーザを集光させることを特徴とするレーザ加工装置。 - 複数の波長帯を有するレーザを発振するレーザ出力装置と、
各波長帯のレーザを同一光軸上で焦点距離をずらして集光し照射する照射ヘッドと、
を備え、
前記照射ヘッドは、鉄や軟鋼の被加工部材に対し、短波長となる808nmのレーザの焦点位置を被加工位置に合わせ、前記短波長のレーザの焦点を中において長波長となる10.6μmのレーザを集光させることを特徴とするレーザ加工装置。 - 光軸方向にそれぞれ移動可能な、凹ガラスと凸ガラスを備える焦点距離調整装置を有することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。
- 被加工部材を支持する支持台と前記照射ヘッドとを相対移動させる移動機構と、
前記移動機構による前記支持台と前記照射ヘッドとの相対移動およびレーザ出力装置から出力するレーザの各種条件を調整する制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
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