JP2757649B2 - レーザ加工ヘッド - Google Patents
レーザ加工ヘッドInfo
- Publication number
- JP2757649B2 JP2757649B2 JP4019155A JP1915592A JP2757649B2 JP 2757649 B2 JP2757649 B2 JP 2757649B2 JP 4019155 A JP4019155 A JP 4019155A JP 1915592 A JP1915592 A JP 1915592A JP 2757649 B2 JP2757649 B2 JP 2757649B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- processing
- laser
- lens
- lens holder
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザビームを加工
レンズで集光し、集光されたレーザビームをワーク（被
加工物）に照射して加工するレーザ加工機で用いるレー
ザ加工ヘッドに関するものである。
レンズで集光し、集光されたレーザビームをワーク（被
加工物）に照射して加工するレーザ加工機で用いるレー
ザ加工ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ発振器から出射されたレー
ザビームを加工レンズで集光し、集光されたレーザビー
ムをワークに照射して加工するレーザ加工機で用いるレ
ーザ加工ヘッドとしては、例えば特開昭６２−６７８５
号公報等に開示されているように種々の形式のものが提
案されている。
ザビームを加工レンズで集光し、集光されたレーザビー
ムをワークに照射して加工するレーザ加工機で用いるレ
ーザ加工ヘッドとしては、例えば特開昭６２−６７８５
号公報等に開示されているように種々の形式のものが提
案されている。
【０００３】図２は従来のレーザ加工ヘッドの構成を示
す断面図である。図において、１はレーザビームであ
り、１ａはレーザビーム１をターゲットに照射した時の
レーザビーム１の平面形状を示し、１ｂはレーザビーム
１のビーム断面強度分布を示し、１ｃはレーザビーム１
の裾野部を示している。２はレーザビーム１を集光し、
集光されたレーザビーム１をワーク（被加工物）３に照
射するための加工レンズである。加工レンズ２はハウジ
ング４内にてレンズホルダ５，スペーサ６及び押えネジ
７によって保持されている。
す断面図である。図において、１はレーザビームであ
り、１ａはレーザビーム１をターゲットに照射した時の
レーザビーム１の平面形状を示し、１ｂはレーザビーム
１のビーム断面強度分布を示し、１ｃはレーザビーム１
の裾野部を示している。２はレーザビーム１を集光し、
集光されたレーザビーム１をワーク（被加工物）３に照
射するための加工レンズである。加工レンズ２はハウジ
ング４内にてレンズホルダ５，スペーサ６及び押えネジ
７によって保持されている。
【０００４】加工レンズ２により集光されたレーザビー
ム１のワーク３側のハウジング４の開口部には、レーザ
ビーム１が通過する開口９を有するノズル８が取り付け
られ、このノズル８の側面には開口９よりレーザビーム
１と共に出射される加工ガスの加工ガス導入口１０が設
けられている。１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ加工
ガスの洩れを防止するためのＯリングである。又、ハウ
ジング４には加工レンズ２を間接的に冷却するための冷
却水を流す冷却水路１２が設けられている。
ム１のワーク３側のハウジング４の開口部には、レーザ
ビーム１が通過する開口９を有するノズル８が取り付け
られ、このノズル８の側面には開口９よりレーザビーム
１と共に出射される加工ガスの加工ガス導入口１０が設
けられている。１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ加工
ガスの洩れを防止するためのＯリングである。又、ハウ
ジング４には加工レンズ２を間接的に冷却するための冷
却水を流す冷却水路１２が設けられている。
【０００５】次に、上記従来のレーザ加工ヘッドの動作
について説明する。レーザ発振器（図示しない）から出
射されたレーザビーム１はハウジング４内のレンズホル
ダ５に保持された加工レンズ２に入射し、この加工レン
ズ２により集光されたレーザビーム１はワーク３に照射
される。通常、レーザ加工に用いられるレーザはＣＯ2
レーザやＹＡＧレーザ等が一般的であり、レーザ発振器
から出射されたレーザビーム１のモード（レーザビーム
１の強度分布）は図２に示されるビーム断面強度分布１
ｂのようなガウス分布をしている。レーザビーム１の強
度分布のピークが複数存在するマルチモードと呼ばれる
ものでも、同様にレーザビーム１の強度分布は中心より
周囲に向って激減していくが全く無くなることなく無限
に存在する分布となる。
について説明する。レーザ発振器（図示しない）から出
射されたレーザビーム１はハウジング４内のレンズホル
ダ５に保持された加工レンズ２に入射し、この加工レン
ズ２により集光されたレーザビーム１はワーク３に照射
される。通常、レーザ加工に用いられるレーザはＣＯ2
レーザやＹＡＧレーザ等が一般的であり、レーザ発振器
から出射されたレーザビーム１のモード（レーザビーム
１の強度分布）は図２に示されるビーム断面強度分布１
ｂのようなガウス分布をしている。レーザビーム１の強
度分布のピークが複数存在するマルチモードと呼ばれる
ものでも、同様にレーザビーム１の強度分布は中心より
周囲に向って激減していくが全く無くなることなく無限
に存在する分布となる。
【０００６】従って、加工レンズ２に入射する以前のレ
ーザビーム１が通過する径路で、例えばレンズホルダ５
の開口部分は加工レンズ２と共にレーザビーム１に対し
て十分に大きな口径を備えている。又、レンズホルダ５
は、例えばＣＯ2 レーザ加工機のレーザ加工ヘッドの場
合に、アルミニウムにアルマイト（Ａｌ2Ｏ3）メッキを
施したものが用いられており、これがＣＯ2 のレーザの
波長の１０．６μｍに対して吸収体となる。そのため
に、図２に示されるレーザビーム１の裾野部１ｃの部分
が加工レンズ２に入射する以前にレンズホルダ５に当射
して、このレンズホルダ５が加熱されること、加工レン
ズ２がレーザビーム１の透過によってこのレーザビーム
１を若干吸収して温度上昇することなどを抑制するため
に、ハウジング４の冷却水路１２には冷却水を流してレ
ンズホルダ５や加工レンズ２を間接的に冷却するように
している。
ーザビーム１が通過する径路で、例えばレンズホルダ５
の開口部分は加工レンズ２と共にレーザビーム１に対し
て十分に大きな口径を備えている。又、レンズホルダ５
は、例えばＣＯ2 レーザ加工機のレーザ加工ヘッドの場
合に、アルミニウムにアルマイト（Ａｌ2Ｏ3）メッキを
施したものが用いられており、これがＣＯ2 のレーザの
波長の１０．６μｍに対して吸収体となる。そのため
に、図２に示されるレーザビーム１の裾野部１ｃの部分
が加工レンズ２に入射する以前にレンズホルダ５に当射
して、このレンズホルダ５が加熱されること、加工レン
ズ２がレーザビーム１の透過によってこのレーザビーム
１を若干吸収して温度上昇することなどを抑制するため
に、ハウジング４の冷却水路１２には冷却水を流してレ
ンズホルダ５や加工レンズ２を間接的に冷却するように
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のレーザ
加工ヘッドは以上のように構成されているので、レーザ
ビーム１の裾野部１ｃの部分がレンズマウントであるレ
ンズホルダ５に当射すると、レーザビーム１を吸収して
レンズホルダ５は発熱する。そのために、ハウジング４
の冷却水路１２に流す冷却水により加工レンズ２を間接
的に冷却するようにしているが、その効果は少なく、加
工レンズ２の熱歪によって集光特性が変化して加工不良
を発生するという問題点があった。
加工ヘッドは以上のように構成されているので、レーザ
ビーム１の裾野部１ｃの部分がレンズマウントであるレ
ンズホルダ５に当射すると、レーザビーム１を吸収して
レンズホルダ５は発熱する。そのために、ハウジング４
の冷却水路１２に流す冷却水により加工レンズ２を間接
的に冷却するようにしているが、その効果は少なく、加
工レンズ２の熱歪によって集光特性が変化して加工不良
を発生するという問題点があった。
【０００８】又、レーザビーム１の裾野部１ｃの部分が
なるべくレンズマウントであるレンズホルダ５に当射し
ないように、加工レンズ２の口径を大きなものとした場
合には、必然的に装置自体の価格が高価なものとなって
しまうという問題点があった。更に、例えば実開平３−
１８９７９号公報に開示されているように加工レンズ２
の手前側にアパーチャ部を挿入した構成のものが提案さ
れているが、このような構成のものではアパーチャ部に
より加工レンズ２へのレーザビーム１の入射ビーム径の
カット量を変化させると、出射エネルギーが変化してワ
ーク３に対する加工品質が不安定なものになるという問
題点があった。
なるべくレンズマウントであるレンズホルダ５に当射し
ないように、加工レンズ２の口径を大きなものとした場
合には、必然的に装置自体の価格が高価なものとなって
しまうという問題点があった。更に、例えば実開平３−
１８９７９号公報に開示されているように加工レンズ２
の手前側にアパーチャ部を挿入した構成のものが提案さ
れているが、このような構成のものではアパーチャ部に
より加工レンズ２へのレーザビーム１の入射ビーム径の
カット量を変化させると、出射エネルギーが変化してワ
ーク３に対する加工品質が不安定なものになるという問
題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザ加工ヘッド自体を安価で
コンパクトに構成でき、かつ加工レンズでの熱歪が少な
く加工不良の発生しないレーザ加工ヘッドを得ることを
目的とする。
ためになされたもので、レーザ加工ヘッド自体を安価で
コンパクトに構成でき、かつ加工レンズでの熱歪が少な
く加工不良の発生しないレーザ加工ヘッドを得ることを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工ヘッドは、レーザビームを集光するための加工レンズ
を保持するレンズホルダのレーザビームの入射側を、レ
ーザビームの反射体で構成し、レンズホルダに入射する
以前のレーザビームの径路に位置するハウジングの内壁
面を、反射体により反射されたレーザビームの吸収体で
構成したものである。
工ヘッドは、レーザビームを集光するための加工レンズ
を保持するレンズホルダのレーザビームの入射側を、レ
ーザビームの反射体で構成し、レンズホルダに入射する
以前のレーザビームの径路に位置するハウジングの内壁
面を、反射体により反射されたレーザビームの吸収体で
構成したものである。
【００１１】
【作用】この発明におけるレーザ加工ヘッドは、加工レ
ンズを保持するレンズホルダのレーザビームの入射側
を、レーザビームの反射体で構成することにより、加工
レンズに入射するレーザビームの裾野部の部分を反射体
によってすべてを反射し、反射体により反射されたレー
ザビームは、レンズホルダに入射する以前のレーザビー
ムの径路に位置するハウジングの内壁面に構成された吸
収体によって吸射するようにしているので、加工レンズ
の発熱を防止して加工の安定化を図ることができる。
ンズを保持するレンズホルダのレーザビームの入射側
を、レーザビームの反射体で構成することにより、加工
レンズに入射するレーザビームの裾野部の部分を反射体
によってすべてを反射し、反射体により反射されたレー
ザビームは、レンズホルダに入射する以前のレーザビー
ムの径路に位置するハウジングの内壁面に構成された吸
収体によって吸射するようにしているので、加工レンズ
の発熱を防止して加工の安定化を図ることができる。
【００１２】
実施例１．図１はこの発明の実施例であるレーザ加工ヘ
ッドの構成を示す断面図である。図において、１はレー
ザビームであり、１ａはレーザビーム１をターゲットに
照射した時のレーザビーム１の平面形状を示し、１ｂは
レーザビーム１のビーム断面強度分布を示し、１ｃはレ
ーザビーム１の裾野部を示している。２はレーザビーム
１を集光し、集光されたレーザビーム１をワーク（被加
工物）３に照射するための加工レンズである。加工レン
ズ２はハウジング４内にてレンズホルダ５，スペーサ６
及び押えネジ７によって保持されている。
ッドの構成を示す断面図である。図において、１はレー
ザビームであり、１ａはレーザビーム１をターゲットに
照射した時のレーザビーム１の平面形状を示し、１ｂは
レーザビーム１のビーム断面強度分布を示し、１ｃはレ
ーザビーム１の裾野部を示している。２はレーザビーム
１を集光し、集光されたレーザビーム１をワーク（被加
工物）３に照射するための加工レンズである。加工レン
ズ２はハウジング４内にてレンズホルダ５，スペーサ６
及び押えネジ７によって保持されている。
【００１３】加工レンズ２により集光されたレーザビー
ム１のワーク３側のハウジング４の開口部には、レーザ
ビーム１が通過する開口９を有するノズル８が取り付け
られ、このノズル８の側面には開口９よりレーザビーム
１と共に出射される加工ガスの加工ガス導入口１０が設
けられている。１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ加工
ガスの洩れを防止するためのＯリングである。レンズホ
ルダ５のレーザビーム１の入射側は、レーザビーム１を
反射する反射体１３で構成されており、レンズホルダ５
に入射する以前のレーザビーム１の径路に位置するハウ
ジング４の内壁面は、反射体１３により反射されたレー
ザビーム１を吸収する吸収体１４で構成されている。ハ
ウジング４には加工レンズ２を間接的に冷却するための
冷却水を流す冷却水路１５が設けられ、又、ハウジング
４の外周面には冷却機能を有する放熱フィン１６が設け
られている。
ム１のワーク３側のハウジング４の開口部には、レーザ
ビーム１が通過する開口９を有するノズル８が取り付け
られ、このノズル８の側面には開口９よりレーザビーム
１と共に出射される加工ガスの加工ガス導入口１０が設
けられている。１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ加工
ガスの洩れを防止するためのＯリングである。レンズホ
ルダ５のレーザビーム１の入射側は、レーザビーム１を
反射する反射体１３で構成されており、レンズホルダ５
に入射する以前のレーザビーム１の径路に位置するハウ
ジング４の内壁面は、反射体１３により反射されたレー
ザビーム１を吸収する吸収体１４で構成されている。ハ
ウジング４には加工レンズ２を間接的に冷却するための
冷却水を流す冷却水路１５が設けられ、又、ハウジング
４の外周面には冷却機能を有する放熱フィン１６が設け
られている。
【００１４】次に、上記この発明の実施例であるレーザ
加工ヘッドの動作について説明する。レーザ発振器（図
示しない）から出射されたレーザビーム１はハウジング
４内のレンズホルダ５に保持された加工レンズ２に入射
し、この加工レンズ２により集光されたレーザビーム１
はワーク３に照射される。上記図２に示される従来例で
説明したように、レーザビーム１はそのモードの差こそ
あれ周囲に向って無限に存在するレーザビーム１の裾野
部１ｃを持っている。この発明の実施例によれば、上記
レーザビーム１の裾野部１ｃは、加工レンズ２に入射す
る以前にレンズホルダ５のレーザビーム１の入射側に構
成された反射体１３によってすべてが反射され、反射体
１３により反射されたレーザビーム１は、レンズホルダ
５に入射する以前のレーザビーム１の径路に位置するハ
ウジング４の内壁面に構成された吸収体１４によってす
べてが吸収されるようになる。
加工ヘッドの動作について説明する。レーザ発振器（図
示しない）から出射されたレーザビーム１はハウジング
４内のレンズホルダ５に保持された加工レンズ２に入射
し、この加工レンズ２により集光されたレーザビーム１
はワーク３に照射される。上記図２に示される従来例で
説明したように、レーザビーム１はそのモードの差こそ
あれ周囲に向って無限に存在するレーザビーム１の裾野
部１ｃを持っている。この発明の実施例によれば、上記
レーザビーム１の裾野部１ｃは、加工レンズ２に入射す
る以前にレンズホルダ５のレーザビーム１の入射側に構
成された反射体１３によってすべてが反射され、反射体
１３により反射されたレーザビーム１は、レンズホルダ
５に入射する以前のレーザビーム１の径路に位置するハ
ウジング４の内壁面に構成された吸収体１４によってす
べてが吸収されるようになる。
【００１５】大出力加工用ＣＯ2 レーザ等の場合に、例
えばレーザビーム１の波長の１０．６μｍに対してレン
ズホルダ５のレーザビーム１の入射側は金メッキ等の反
射体１３で構成され、又、ハウジング４の内壁面はアル
マイト（Ａｌ2Ｏ3）メッキ等の吸収体１４で構成されて
いる。このような大出力加工用ＣＯ2 レーザでは、反射
体１３によって反射されるレーザビーム１のエネルギー
が大きいために、ハウジング４に設けられた冷却水路１
５に冷却水を流したり、又、ハウジング４の外周面に設
けられた放熱フィン１６によってハウジング４を強制的
に冷却するようにしている。
えばレーザビーム１の波長の１０．６μｍに対してレン
ズホルダ５のレーザビーム１の入射側は金メッキ等の反
射体１３で構成され、又、ハウジング４の内壁面はアル
マイト（Ａｌ2Ｏ3）メッキ等の吸収体１４で構成されて
いる。このような大出力加工用ＣＯ2 レーザでは、反射
体１３によって反射されるレーザビーム１のエネルギー
が大きいために、ハウジング４に設けられた冷却水路１
５に冷却水を流したり、又、ハウジング４の外周面に設
けられた放熱フィン１６によってハウジング４を強制的
に冷却するようにしている。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明のレーザ加工ヘ
ッドによれば、レーザビームを集光するための加工レン
ズを保持するレンズホルダのレーザビームの入射側を、
レーザビームの反射体で構成し、レンズホルダに入射す
る以前のレーザビームの径路に位置するハウジングの内
壁面を、反射体により反射されたレーザビームの吸収体
で構成したので、レーザ加工ヘッド自体を安価でコンパ
クトに構成でき、かつ加工レンズでの熱歪が少なく加工
不良の発生しないレーザ加工ヘッドを提供することがで
きるという優れた効果を奏する。
ッドによれば、レーザビームを集光するための加工レン
ズを保持するレンズホルダのレーザビームの入射側を、
レーザビームの反射体で構成し、レンズホルダに入射す
る以前のレーザビームの径路に位置するハウジングの内
壁面を、反射体により反射されたレーザビームの吸収体
で構成したので、レーザ加工ヘッド自体を安価でコンパ
クトに構成でき、かつ加工レンズでの熱歪が少なく加工
不良の発生しないレーザ加工ヘッドを提供することがで
きるという優れた効果を奏する。
【図１】この発明の実施例であるレーザ加工ヘッドの構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】従来のレーザ加工ヘッドの構成を示す断面図で
ある。
ある。
１ レーザビーム １ａ レーザビーム１の平面形状 １ｂ レーザビーム１のビーム断面強度分布 １ｃ レーザビーム１の裾野部 ２ 加工レンズ ３ ワーク（被加工物） ４ ハウジング ５ レンズホルダ ６ スペーサ ７ 押えネジ ８ ノズル ９ 開口 １０ 加工ガス導入口 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ Ｏリング １２ 冷却水路 １３ 反射体 １４ 吸収体 １５ 冷却水路 １６ 放熱フィン
Claims (1)
- 【請求項１】レーザビームを集光する加工レンズと、こ
の加工レンズを保持すると共に照射されたレーザビーム
を反射する反射体をレーザビームの入射側に備えたレン
ズホルダと、このレンズホルダを内部に備え、このレン
ズホルダとレーザビームの入射側の端部との間に形成さ
れるレーザビームの通過孔の内壁面にレーザビームの吸
収体が設けられたハウジングとを備えたことを特徴とす
るレーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019155A JP2757649B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | レーザ加工ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019155A JP2757649B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | レーザ加工ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212571A JPH05212571A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2757649B2 true JP2757649B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=11991530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4019155A Expired - Lifetime JP2757649B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | レーザ加工ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757649B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1147020B1 (en) * | 1999-11-11 | 2007-08-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Marking of an anodized layer of an aluminium object |
| JP4678811B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2011-04-27 | 株式会社アマダエンジニアリングセンター | レーザー加工機 |
| EP1588793B1 (en) | 2002-12-05 | 2012-03-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing devices |
| DE102009053715A1 (de) * | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Feha Lasertec Halle Gmbh | Laservorrichtung zur Gravur von Druckwalzen |
| JP6495059B2 (ja) | 2015-03-18 | 2019-04-03 | 三菱重工業株式会社 | レーザアレイデバイス |
| JP6559454B2 (ja) | 2015-04-02 | 2019-08-14 | 株式会社東芝 | レーザ溶接ヘッド |
| CN113458588B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-09-13 | 上海航天控制技术研究所 | 一种小口径深孔内壁激光加工*** |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP4019155A patent/JP2757649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05212571A (ja) | 1993-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5237150A (en) | Method of cutting workpiece with laser beam | |
| US6124600A (en) | Ultraviolet irradiation device of the optical path division type | |
| JP3292294B2 (ja) | レーザを用いたマーキング方法及びマーキング装置 | |
| CN109865945B (zh) | 一种具有冷却散热功能的激光切割头 | |
| US3972599A (en) | Method and apparatus for focussing laser beams | |
| CN209792894U (zh) | 一种具有冷却散热功能的激光切割头 | |
| JP2757649B2 (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| JP2004082166A (ja) | 光ファイバ用レーザ出射鏡筒 | |
| JP4583652B2 (ja) | レーザ加工機 | |
| JP2000091670A (ja) | 固体レーザ発生装置 | |
| JP2000227576A (ja) | レーザ加工装置用出射光学系 | |
| JP2956759B2 (ja) | レーザビームダンパ | |
| JP3385214B2 (ja) | レーザ加工機の加工ヘッド | |
| JPH01104492A (ja) | 光ファイバを利用したレーザ加工装置 | |
| JPH01234515A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JPH02284785A (ja) | レーザ加工機の反射光吸収装置 | |
| KR100805436B1 (ko) | 레이저가공기의 빔 반사체 냉각구조 | |
| JPS6262321A (ja) | レ−ザ光吸収装置 | |
| JP2003039187A (ja) | レーザー加工機 | |
| JPS5879787A (ja) | レ−ザ出力可変装置 | |
| JP4325036B2 (ja) | アパーチャ | |
| JP3241707B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| Schellhorn | Application of a high-power CO laser in aluminum welding | |
| JPS63163307A (ja) | 光フアイバケ−ブル | |
| Schellhorn et al. | Multi-kW supersonic CO laser with high beam quality |