JP2798223B2 - レーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断方法Info
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- JP2798223B2 JP2798223B2 JP3146769A JP14676991A JP2798223B2 JP 2798223 B2 JP2798223 B2 JP 2798223B2 JP 3146769 A JP3146769 A JP 3146769A JP 14676991 A JP14676991 A JP 14676991A JP 2798223 B2 JP2798223 B2 JP 2798223B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザによる切断方法に
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ切断加工の場合、ドロスの付着が
切断品質上問題になる。このため、従来からレーザによ
る切断加工時のドロスレス化がいくつか提案されてい
る。例えば特公昭62−43792号公報によれば、線
対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネル
ギービーム軸を切断進行方向の前方に偏倚させ、切断線
と一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示
され、また、特公昭62−43793号公報によれば、
線対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネ
ルギービーム軸を切断線の直交方向に偏倚させ、切断線
と一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示
されている。しかし、これらの従来例によると、板厚が
厚くなるとアシストガスの効果が少くなり、ドロスを完
全に除去することができなかった。
切断品質上問題になる。このため、従来からレーザによ
る切断加工時のドロスレス化がいくつか提案されてい
る。例えば特公昭62−43792号公報によれば、線
対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネル
ギービーム軸を切断進行方向の前方に偏倚させ、切断線
と一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示
され、また、特公昭62−43793号公報によれば、
線対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネ
ルギービーム軸を切断線の直交方向に偏倚させ、切断線
と一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示
されている。しかし、これらの従来例によると、板厚が
厚くなるとアシストガスの効果が少くなり、ドロスを完
全に除去することができなかった。
【0003】このため、図13(a)〜(c)のよう
に、レーザによる切断加工の後、再びレーザによりドロ
スを除去する方法が提案された(以下、「二重カット
法」という)。
に、レーザによる切断加工の後、再びレーザによりドロ
スを除去する方法が提案された(以下、「二重カット
法」という)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この二重カッ
ト法によると、レーザ切断加工後、レーザをもう一度走
査させてドロスを除去するため、加工工数が多くなると
いう課題があった。
ト法によると、レーザ切断加工後、レーザをもう一度走
査させてドロスを除去するため、加工工数が多くなると
いう課題があった。
【0005】この発明は斯る課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、レーザによる材
料の切断とドロス除去を同時に行うことにより、高品質
の切断面を得ることにある。
れたもので、その目的とするところは、レーザによる材
料の切断とドロス除去を同時に行うことにより、高品質
の切断面を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、レンズを組合せることによりレーザビー
ムを被加工物を切断する切断ビームと切断時に被加工物
の切断面の裏面近辺に付着するドロスを除去するドロス
除去ビームとに分割照射し、切断とドロス除去を同時に
行う方法であって、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変え、焦点位置が裏面に近いドロス除去ビーム
を切断ビームの近傍のドロスに照射するようにしたこと
を特徴とする。
め、本発明は、レンズを組合せることによりレーザビー
ムを被加工物を切断する切断ビームと切断時に被加工物
の切断面の裏面近辺に付着するドロスを除去するドロス
除去ビームとに分割照射し、切断とドロス除去を同時に
行う方法であって、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変え、焦点位置が裏面に近いドロス除去ビーム
を切断ビームの近傍のドロスに照射するようにしたこと
を特徴とする。
【0007】前記において、レンズの中心をずらして組
合せることにより、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変え、焦点位置が裏面に近いドロス除去ビーム
をドロスに照射するようにしている。
合せることにより、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変え、焦点位置が裏面に近いドロス除去ビーム
をドロスに照射するようにしている。
【0008】また、レンズを傾斜させて組合せることに
より、切断ビームとドロス除去ビームの狙い位置を変え
るものである。
より、切断ビームとドロス除去ビームの狙い位置を変え
るものである。
【0009】前記において、レンズの組合せが焦点距離
の異なるレンズを用いるものである。
の異なるレンズを用いるものである。
【0010】前記において、切断ビームとドロス除去ビ
ームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用で変
え、夫々最適条件で加工するようにしている。
ームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用で変
え、夫々最適条件で加工するようにしている。
【0011】また、2つの異なった焦点位置のレーザビ
ームを回転させながら切断とドロス除去を同時に行うも
のである。
ームを回転させながら切断とドロス除去を同時に行うも
のである。
【0012】前記において、組合せレンズをレーザ光に
対して傾斜させてセットし、切断用とドロス除去用に分
割し、更に回転させて切断とドロス除去を同時に行うよ
うにしている。
対して傾斜させてセットし、切断用とドロス除去用に分
割し、更に回転させて切断とドロス除去を同時に行うよ
うにしている。
【0013】
【作用】前記構成により、本発明においては、レンズを
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであり、上記レンズの組合せにおいて、焦点
距離の異なるレンズを用いたり、レンズの中心をずらし
て組合せたり、あるいは、レンズを傾斜させて組合せる
ことで、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変
え、材料の切断とドロス除去を同時に行うことが可能と
なる。
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであり、上記レンズの組合せにおいて、焦点
距離の異なるレンズを用いたり、レンズの中心をずらし
て組合せたり、あるいは、レンズを傾斜させて組合せる
ことで、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変
え、材料の切断とドロス除去を同時に行うことが可能と
なる。
【0014】また、光学系により切断ビームとドロス除
去ビームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用
で変えることにより最適条件で加工したり、あるいは、
2つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させなが
ら組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセット
し、切断用とドロス除去用に分割して材料の切断とドロ
ス除去を同時に行うことが可能となる。
去ビームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用
で変えることにより最適条件で加工したり、あるいは、
2つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させなが
ら組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセット
し、切断用とドロス除去用に分割して材料の切断とドロ
ス除去を同時に行うことが可能となる。
【0015】
【実施例】図1は本発明方法を実施するための装置概要
を示すものであり、レーザ発振器1から照射されたレー
ザ光2は、ミラー3、集光レンズ4を介し、ノズル5か
らXYテーブル6上の被加工物7に向け照射される。ま
た、ノズル5の近傍にはアシストガスを送り込むための
穴が設けられている。なお、以下の実施例における集光
レンズは、形状が上記の集光レンズ4とは異なっている
場合があっても、それらはこの集光レンズ4に相当する
ものである。
を示すものであり、レーザ発振器1から照射されたレー
ザ光2は、ミラー3、集光レンズ4を介し、ノズル5か
らXYテーブル6上の被加工物7に向け照射される。ま
た、ノズル5の近傍にはアシストガスを送り込むための
穴が設けられている。なお、以下の実施例における集光
レンズは、形状が上記の集光レンズ4とは異なっている
場合があっても、それらはこの集光レンズ4に相当する
ものである。
【0016】本実施例において、図2に示すように、レ
ーザ光2を切断用のビーム2aとドロス除去用のビーム
2bに分割する。そして、ドロス除去ビーム2bは、切
断の進行方向に対して切断ビーム2aの後ろになるよう
に配置し、切断とドロス除去を同時に行う。つまり、切
断ビーム2aで材料を切断し、その時発生するドロスを
ドロス除去ビーム2bで除去する。ビームの分割するパ
ワーは任意であるが、通常はドロス除去ビーム2bより
切断ビーム2aの方がバワーは大きい。すなわち、ドロ
ス除去ビーム2bは、切断ビーム2aに比べて一般的に
パワーは弱く、焦点位置はより低い(被加工物の裏面近
傍)。ドロス除去ビーム2bは、切断ビーム2aの後に
追従して被加工物を切断する際に生じる裏面近傍にのド
ロスを除去する。図2では片側のみのドロス除去の図に
なっているが、ビームを3分割すれば、両側の切断面の
ドロス除去が行なえる。更に曲線加工時には、ドロス除
去ビーム2bを切断ビーム2aのまわりに回転させれ
ば、曲線部のドロスも除去できる。
ーザ光2を切断用のビーム2aとドロス除去用のビーム
2bに分割する。そして、ドロス除去ビーム2bは、切
断の進行方向に対して切断ビーム2aの後ろになるよう
に配置し、切断とドロス除去を同時に行う。つまり、切
断ビーム2aで材料を切断し、その時発生するドロスを
ドロス除去ビーム2bで除去する。ビームの分割するパ
ワーは任意であるが、通常はドロス除去ビーム2bより
切断ビーム2aの方がバワーは大きい。すなわち、ドロ
ス除去ビーム2bは、切断ビーム2aに比べて一般的に
パワーは弱く、焦点位置はより低い(被加工物の裏面近
傍)。ドロス除去ビーム2bは、切断ビーム2aの後に
追従して被加工物を切断する際に生じる裏面近傍にのド
ロスを除去する。図2では片側のみのドロス除去の図に
なっているが、ビームを3分割すれば、両側の切断面の
ドロス除去が行なえる。更に曲線加工時には、ドロス除
去ビーム2bを切断ビーム2aのまわりに回転させれ
ば、曲線部のドロスも除去できる。
【0017】図3〜図6に、レンズを組合せてビームを
切断ビーム2aとドロス除去ビーム2bに分割した例を
示す。すなわち、図3(a)〜(c)はレンズを2枚組
合せ、ビームを切断用とドロス除去用に分割したもので
ある。図では、切断ビームとドロス除去ビームの中心を
進行方向に対してd1だけ偏心させている。
切断ビーム2aとドロス除去ビーム2bに分割した例を
示す。すなわち、図3(a)〜(c)はレンズを2枚組
合せ、ビームを切断用とドロス除去用に分割したもので
ある。図では、切断ビームとドロス除去ビームの中心を
進行方向に対してd1だけ偏心させている。
【0018】図4は、切断ビーム2aとドロス除去ビー
ム2bの焦点距離(f1,f2)が異なるレンズを組合
せたものである。図において、切断用のビーム2aは焦
点を材料の表面もしくは板厚の中央付近に合わせ、ドロ
ス除去用のビーム2bは材料の裏面に焦点を合わせるこ
とにより、より効果的に切断とドロス除去ができる。
ム2bの焦点距離(f1,f2)が異なるレンズを組合
せたものである。図において、切断用のビーム2aは焦
点を材料の表面もしくは板厚の中央付近に合わせ、ドロ
ス除去用のビーム2bは材料の裏面に焦点を合わせるこ
とにより、より効果的に切断とドロス除去ができる。
【0019】図5は分割したビームの焦点位置を変える
ため、組合せるレンズの中心をd2だけずらしたもので
ある。ずれ量を調整できる機構を設ければ、任意の板厚
の材料に対し最適焦点位置でドロスフリー切断をするこ
とができる。
ため、組合せるレンズの中心をd2だけずらしたもので
ある。ずれ量を調整できる機構を設ければ、任意の板厚
の材料に対し最適焦点位置でドロスフリー切断をするこ
とができる。
【0020】図6はドロス除去用のレンズをθだけ傾斜
させて組合せたもので、この実施例によれば、斜めから
ドロスにレーザを照射することができ、より効果的にド
ロス除去が可能となる。
させて組合せたもので、この実施例によれば、斜めから
ドロスにレーザを照射することができ、より効果的にド
ロス除去が可能となる。
【0021】図7はミラー3a,3bでレーザビームを
切断ビーム2aとドロス除去ビーム2bに分割したもの
である。図示のように、ドロス除去用のレンズ4を調整
することにより、ドロス除去ビーム2bを最適位置に照
射すれば、より効果的にドロス除去が可能になる。この
場合、切断ビームとドロス除去ビームの中心を進行方向
に対して偏心させたり、切断ビームとドロス除去ビーム
の焦点位置が異なるようにビームを分割したり(微調整
も可)、レーザの照明角が切断ビームとドロス除去ビー
ムで異なるようにビームを分割(微調整も可)すること
もできる。
切断ビーム2aとドロス除去ビーム2bに分割したもの
である。図示のように、ドロス除去用のレンズ4を調整
することにより、ドロス除去ビーム2bを最適位置に照
射すれば、より効果的にドロス除去が可能になる。この
場合、切断ビームとドロス除去ビームの中心を進行方向
に対して偏心させたり、切断ビームとドロス除去ビーム
の焦点位置が異なるようにビームを分割したり(微調整
も可)、レーザの照明角が切断ビームとドロス除去ビー
ムで異なるようにビームを分割(微調整も可)すること
もできる。
【0022】図8は、材料の切断とドロス除去を行う場
合、加工雰囲気を制御するようにしたものである。例え
ば、アルミ材をレーザ切断する場合、酸素ガスをアシス
トガスに用いると酸化反応により高速切断できるが、ア
ルミナ(Al2O3)が発生しドロスが付着しやすくな
る。逆に窒素、Ar等のガスをアシストガスに用いる
と、ドロスは付着しにくくなるが、切断速度が遅くな
る。従って、切断ビームは酸素をアシストガスとして用
い、ドロス除去ビームには窒素あるいはAr等の不活性
ガスもしくは空気を用いるとよい。
合、加工雰囲気を制御するようにしたものである。例え
ば、アルミ材をレーザ切断する場合、酸素ガスをアシス
トガスに用いると酸化反応により高速切断できるが、ア
ルミナ(Al2O3)が発生しドロスが付着しやすくな
る。逆に窒素、Ar等のガスをアシストガスに用いる
と、ドロスは付着しにくくなるが、切断速度が遅くな
る。従って、切断ビームは酸素をアシストガスとして用
い、ドロス除去ビームには窒素あるいはAr等の不活性
ガスもしくは空気を用いるとよい。
【0023】図9はレーザビームを2分割(同一パワ
ー)したものである。この2つのビームを回転させなが
ら切断することにより、切断とドロス除去を交互に行な
うことができる。
ー)したものである。この2つのビームを回転させなが
ら切断することにより、切断とドロス除去を交互に行な
うことができる。
【0024】図10(a)〜(c)は、図9の2つのビ
ーム2a,2bを回転させながら、材料の切断とドロス
除去を同時に行う状態を示したものである。図では、図
10(a)から(c)へと切断が進行する。
ーム2a,2bを回転させながら、材料の切断とドロス
除去を同時に行う状態を示したものである。図では、図
10(a)から(c)へと切断が進行する。
【0025】図11はビームを楕円形にし、O点を回転
中心として回転させながら切断とドロス除去を交互に行
う例であり、F1,F2は楕円の焦点である。
中心として回転させながら切断とドロス除去を交互に行
う例であり、F1,F2は楕円の焦点である。
【0026】図12は組合せレンズをレーザ光に対して
傾斜させてセットし、レーザ光を2分割し回転させなが
ら切断、ドロス除去を同時に行う例である。レンズを傾
斜させることにより、切断時にはレーザが材料の表面も
しくは板厚の中央に、ドロス除去の場合には材料の惠面
に焦点を合わせることができる。
傾斜させてセットし、レーザ光を2分割し回転させなが
ら切断、ドロス除去を同時に行う例である。レンズを傾
斜させることにより、切断時にはレーザが材料の表面も
しくは板厚の中央に、ドロス除去の場合には材料の惠面
に焦点を合わせることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、レンズを
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであるため、材料の切断とドロス除去を同時
に行うことができ、また、切断品質を著しく向上させる
ことができる。
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであるため、材料の切断とドロス除去を同時
に行うことができ、また、切断品質を著しく向上させる
ことができる。
【図1】本発明方法を実施するための装置概要を示す図
である。
である。
【図2】レーザ光を切断用のビームとドロス除去用のビ
ームに分割した状態を示す図である。
ームに分割した状態を示す図である。
【図3】(a)〜(c)はレンズを2枚組合せ、ビーム
を切断用とドロス除去用に分割した状態を示す図であ
る。
を切断用とドロス除去用に分割した状態を示す図であ
る。
【図4】切断ビームとドロス除去ビームの焦点距離(f
1,f2)が異なるように組合せた例を示すものであ
る。
1,f2)が異なるように組合せた例を示すものであ
る。
【図5】分割したビームの焦点位置を変えるため、組合
せレンズの中心をずらした例を示すものである。
せレンズの中心をずらした例を示すものである。
【図6】ドロス除去用のレンズをθだけ傾斜させて組合
せた例を示すものである。
せた例を示すものである。
【図7】ミラーでレーザビームを切断ビームとドロス除
去ビームに分割した例を示すものである。
去ビームに分割した例を示すものである。
【図8】加工雰囲気を制御しながら切断とドロス除去を
行う例を示す図である。
行う例を示す図である。
【図9】レーザビームを同一パワーの2分割した例を示
す図である。
す図である。
【図10】(a)〜(c)は、図9のビームを回転させ
ながら切断する例を示す図である。
ながら切断する例を示す図である。
【図11】楕円ビームを回転させながら切断とドロス除
去を交互に行う例を示す図である。
去を交互に行う例を示す図である。
【図12】組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させて
レーザ光を回転させながら切断とドロス除去を同時に行
う例を示す図である。
レーザ光を回転させながら切断とドロス除去を同時に行
う例を示す図である。
【図13】(a)〜(c)は、レーザによる従来の切断
加工方法を示す図である。
加工方法を示す図である。
1 レーザ発振器 2 レーザ光 2a 切断ビーム 2b ドロス除去ビーム 3,3a,3b ミラー 4 集光レンズ 7 被加工物
Claims (7)
- 【請求項1】 レンズを組合せることによりレーザビー
ムを被加工物を切断する切断ビームと切断時に被加工物
の切断面の裏面近辺に付着するドロスを除去するドロス
除去ビームとに分割照射し、切断とドロス除去を同時に
行う方法であって、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変え、焦点位置が裏面に近いドロス除去ビーム
を切断ビームの近傍のドロスに照射するようにしたこと
を特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、レンズの中心をずらして組合せることにより、切断
ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変え、焦点位置
が裏面に近いドロス除去ビームをドロスに照射すること
を特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、レンズを傾斜させて組合せることにより、切断ビー
ムとドロス除去ビームの狙い位置を変えることを特徴と
するレーザ切断方法。 - 【請求項4】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、レンズの組合せが焦点距離の異なるレンズを用いる
ことを特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項5】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、切断ビームとドロス除去ビームに分割し、更に雰囲
気を切断用とドロス除去用で変え、夫々最適条件で加工
することを特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項6】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、2つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させ
ながら切断とドロス除去を同時に行うことを特徴とする
レーザ切断方法。 - 【請求項7】 請求項1記載のレーザ切断方法におい
て、組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセット
し、切断用とドロス除去用に分割し、更に回転させて切
断とドロス除去を同時に行うことを特徴とするレーザ切
断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3146769A JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3146769A JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04344882A JPH04344882A (ja) | 1992-12-01 |
JP2798223B2 true JP2798223B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15415140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3146769A Expired - Lifetime JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2798223B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2664625B2 (ja) * | 1993-09-10 | 1997-10-15 | 川崎重工業株式会社 | レーザ切断方法および装置 |
US5500506A (en) * | 1994-07-13 | 1996-03-19 | Laser Machining, Inc. | Optical system for positioning laser beams in a straight or angular position |
US9044824B2 (en) | 2006-10-30 | 2015-06-02 | Flemming Ove Olsen | Method and system for laser processing |
KR101133911B1 (ko) * | 2009-01-07 | 2012-04-12 | 주식회사 고려반도체시스템 | 레이저 빔을 이용하여 솔라셀 웨이퍼를 절단하는 방법 및 이에 사용되는 장치 |
EP2974822B1 (en) * | 2014-07-14 | 2017-08-16 | ASM Technology Singapore Pte Ltd. | Method of dicing thin semiconductor substrates |
TWI574767B (zh) * | 2014-07-29 | 2017-03-21 | Improved laser structure | |
KR20170048969A (ko) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 주식회사 이오테크닉스 | 다중 초점을 이용한 레이저 가공방법 및 레이저 가공장치 |
JP6989554B2 (ja) * | 2019-03-18 | 2022-01-05 | ファナック株式会社 | ワークを切断するレーザ加工機 |
WO2022004827A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 古河電気工業株式会社 | 金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5018240A (ja) * | 1973-06-22 | 1975-02-26 | ||
JPS61165290A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工装置 |
JPH0766461B2 (ja) * | 1985-08-21 | 1995-07-19 | オムロン株式会社 | 紙葉類の出入口装置 |
JPS6243792A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | 音声入出力icカ−ド |
JPS63299881A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-07 | Toshiba Corp | レ−ザ光集光装置 |
JPH0767633B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1995-07-26 | 三菱重工業株式会社 | 同軸多焦点式レーザビーム集光装置 |
JP2615093B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1997-05-28 | 三菱重工業株式会社 | 異軸多焦点式レーザビーム集光装置 |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP3146769A patent/JP2798223B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04344882A (ja) | 1992-12-01 |
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