JP3414356B2 - Laser processing machine - Google Patents
Laser processing machineInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーの加工対
象物に対する焦点距離および焦点位置を一定に保持する
ことができるレーザー加工機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing machine capable of maintaining a constant focal length and focal position of a laser with respect to an object to be processed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザー加工機として、図３に示すよう
な構造のものがある。すなわち、図において、１は加工
室で、該加工室１内は仕切板２によって上部室３と下部
室４とに区画されている。そして、前記上部室３の外側
に設置されたレーザー発振器５から発せられたレーザー
光Ｋは、前記上部室３の側壁に形成した穴３Ａから上部
室３内に直進し、該上部室３内に設置された加工マスク
６により加工形状に成形される。2. Description of the Related Art As a laser processing machine, there is one having a structure as shown in FIG. That is, in the drawing, 1 is a processing chamber, and the inside of the processing chamber 1 is divided into an upper chamber 3 and a lower chamber 4 by a partition plate 2. Then, the laser light K emitted from the laser oscillator 5 installed outside the upper chamber 3 goes straight into the upper chamber 3 through the hole 3A formed in the side wall of the upper chamber 3 to enter the upper chamber 3. It is formed into a processed shape by the installed processing mask 6.
【０００３】その後、前記上部室３内に設置された全反
射鏡７により、上部室３内に直進したレーザー光Ｋの光
路が下方向に変更される。光路が変更されたこのレーザ
ー光Ｋは、前記仕切板２に形成した穴２Ａを通過して前
記下部室４内に直進し、該下部室４内に設置した加工レ
ンズ８を通過して集光された後、加工ステージ９上に載
置された加工対象物１０に照射され、所定の加工形状に
加工される。After that, the optical path of the laser light K that has traveled straight into the upper chamber 3 is changed downward by the total reflection mirror 7 installed in the upper chamber 3. The laser light K whose optical path has been changed passes through the hole 2A formed in the partition plate 2 and goes straight into the lower chamber 4, passes through the processing lens 8 installed in the lower chamber 4, and is condensed. After being processed, the processing target object 10 placed on the processing stage 9 is irradiated and processed into a predetermined processing shape.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、レーザー光Ｋ
により加工対象物１０に微細な加工を行うためには、前
記加工レンズ８と加工対象物１０との間の焦点距離Ｌお
よび焦点位置を常に一定に保持しなければならない。し
かし、外気温やレーザー光などにより上部室３および下
部室４の温度が上昇すると、前記加工マスク６のフレー
ム６Ａおよび加工レンズ８の取付け部８Ａが熱膨張によ
って歪み、焦点距離Ｌや加工対象物１０の照射位置が微
妙に変化し、加工不良が発生していた。Here, the laser beam K is used.
Therefore, in order to perform fine processing on the object to be processed 10, the focal length L and the focal position between the processing lens 8 and the object to be processed 10 must always be kept constant. However, when the temperature of the upper chamber 3 and the lower chamber 4 rises due to the outside air temperature or laser light, the frame 6A of the processing mask 6 and the mounting portion 8A of the processing lens 8 are distorted due to thermal expansion, resulting in a focal length L and an object to be processed. The irradiation position of 10 changed subtly and a processing defect occurred.
【０００５】上記のような問題点を解決するため、従来
は、前記レーザー加工を一時中断して、前記焦点距離Ｌ
や照射位置の再条件出しを行っていたので、連続加工が
できない、といった問題点があった。In order to solve the above problems, conventionally, the laser processing is temporarily stopped and the focal length L is increased.
Since the irradiation position was reconditioned, there was a problem that continuous processing was not possible.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来の欠点を解決するために成されたもので、レーザー
加工室内の温度を常に一定に保持することによって、連
続加工を可能にすることを目的としたものであり、その
要旨は、レーザー発振器から発したレーザー光を、レー
ザー加工室内に設置した加工レンズにより集光して加工
対象物を加工するレーザー加工機であって、前記レーザ
加工室を上部室と下部室に仕切り、前記上部室内に設置
した加工マスクに一の温度センサを設けるとゝもに、前
記下部室内に設置した前記加工レンズに他の温度センサ
を設け、また、前記上部室と下部室にそれぞれ熱源を設
置し、各温度センサーが検出した室内温度に基づいて各
熱源を動作させ、前記上部室と下部室の室内温度をそれ
ぞれ設定温度に制御することを特徴とするレーザー加工
機にある。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and enables continuous processing by keeping the temperature in the laser processing chamber constant at all times. It is intended to do, the gist is a laser processing machine for processing a laser beam emitted from a laser oscillator by a processing lens installed in a laser processing chamber to process an object to be processed, The laser processing chamber is divided into an upper chamber and a lower chamber, and one temperature sensor is provided in the processing mask installed in the upper chamber, and another temperature sensor is provided in the processing lens installed in the lower chamber. A heat source is installed in each of the upper chamber and the lower chamber, each heat source is operated based on the indoor temperature detected by each temperature sensor, and the indoor temperature of each of the upper chamber and the lower chamber is controlled to a set temperature. In laser processing machine, characterized by.
【０００７】[0007]
【発明実施の形態】以下、本発明を図１及び図２に示す
実施形態により詳細に説明するに、図１において、１１
はレーザー加工室で、該レーザー加工室１１内は、従来
のものと同様に、仕切板１２によって上部室１３と下部
室１４とに夫々区画されている。そして、前記上部室１
３の室外にはレーザー発振器１５が設置されており、前
記上部室１３の側壁には、前記レーザー発振器１５から
発するレーザー光Ｋの通過穴１３Ａが開口されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. In FIG.
Is a laser processing chamber, and the inside of the laser processing chamber 11 is divided into an upper chamber 13 and a lower chamber 14 by a partition plate 12 like the conventional one. And the upper chamber 1
A laser oscillator 15 is installed outside the room 3, and a passage hole 13A for the laser beam K emitted from the laser oscillator 15 is opened in the side wall of the upper chamber 13.
【０００８】更に、前記上部室１３内には、レーザー光
Ｋの光路上において、前記側壁側に後述する加工対象物
Ｗの加工パターンを成形する加工マスク１６が、該加工
マスク１６の後位置にはレーザー光Ｋの光路を下方向に
変える全反射鏡１７がそれぞれ設置されている。そし
て、前記仕切板１２には、前記全反射鏡１７の下方位置
にレーザー光の通過穴１２Ａが開口されており、該通過
穴１２Ａにより前記上部室１３内と連通した前記下部室
１４内には、前記通過穴１２Ａの直下に加工レンズ１８
が設置されている。Further, in the upper chamber 13, on the optical path of the laser beam K, a processing mask 16 for forming a processing pattern of a processing object W to be described later on the side wall side is provided at a rear position of the processing mask 16. Are provided with total reflection mirrors 17 that change the optical path of the laser light K downward. A laser beam passage hole 12A is formed in the partition plate 12 below the total reflection mirror 17, and inside the lower chamber 14 communicating with the inside of the upper chamber 13 through the passage hole 12A. The processed lens 18 is provided directly below the passage hole 12A.
Is installed.
【０００９】更に、前記下部室１４の床には、前記加工
レンズ１８の下方位置に加工対象物Ｗを固定する加工ス
テージ１９が設置されており、前記加工対象物Ｗと加工
レンズ１８との間は焦点距離Ｌを形成している。そし
て、前記上部室１３と下部室１４にはそれぞれ、前記レ
ーザー加工室１１内の温度を一定に保つためのヒータＨ
が設置されており、各ヒータＨにはそれぞれ送風，撹拌
用のファンＦが付設されている。Further, on the floor of the lower chamber 14, there is installed a processing stage 19 for fixing the processing object W at a position below the processing lens 18, and between the processing object W and the processing lens 18. Form a focal length L. A heater H is provided in each of the upper chamber 13 and the lower chamber 14 to keep the temperature inside the laser processing chamber 11 constant.
Is installed, and each heater H is provided with a fan F for blowing and stirring.
【００１０】また、前記加工マスク１６および加工レン
ズ１８には、それぞれ熱電対等の温度センサーＳが設置
されている。なお、図中、ＣＰは温度をシーケンス制御
するプログラムがインストールされたコンピュータで、
前記レーザー加工室１１の外に設置されており、その入
力側には前記温度センサーＳが接続され、その出力側に
は前記ファンＦ付きヒータＨが接続されている。A temperature sensor S such as a thermocouple is installed on each of the processing mask 16 and the processing lens 18. In the figure, CP is a computer in which a program for sequence control of temperature is installed,
The temperature sensor S is installed outside the laser processing chamber 11, the input side thereof is connected to the temperature sensor S, and the output side thereof is connected to the heater H with the fan F.
【００１１】次に、前記実施形態の作用について以下説
明すると、前記レーザー発振器１５から発したレーザー
光Ｋは、上部室１３の側壁に形成した通過穴１３Ａから
上部室１３内に直進し、加工マスク１６で加工形状に成
形された後、全反射鏡１７によりその光路が下方向に変
更される。この光路が変更されたレーザー光Ｋは、前記
仕切板１２の通過穴１２Ａを通過して前記下部室１４内
に直進し、該下部室１４内の加工レンズ１８を通過して
集光された後、加工ステージ１９上に載置した加工対象
物Ｗに照射され、所定の加工が行われる。Next, the operation of the above embodiment will be described below. The laser beam K emitted from the laser oscillator 15 goes straight into the upper chamber 13 through the passage hole 13A formed in the side wall of the upper chamber 13 to form a processing mask. After being formed into a processed shape by 16, the total reflection mirror 17 changes the optical path downward. The laser light K whose optical path has been changed passes through the passage hole 12A of the partition plate 12 and goes straight into the lower chamber 14, and then passes through the processing lens 18 in the lower chamber 14 to be condensed. The object W to be processed placed on the processing stage 19 is irradiated with the predetermined processing.
【００１２】この際、前記加工マスク１６および加工レ
ンズ１８に装着した温度センサーＳによりレーザー加工
室１１内の温度が測定される。そして、前記温度センサ
ーＳによる温度測定値はコンピュータＣＰに入力され
る。ここで、前記レーザー加工室１１内の温度が設定温
度より低い場合にはヒーターＨを加熱して加工室１１内
の温度を上げ、高い場合には自然冷却させて、常時加工
室１１内の温度を設定温度にして、焦点間距離Ｌおよび
加工対象物Ｗ表面の照射位置を安定させる。At this time, the temperature inside the laser processing chamber 11 is measured by the temperature sensor S attached to the processing mask 16 and the processing lens 18. Then, the temperature measurement value obtained by the temperature sensor S is input to the computer CP. Here, when the temperature in the laser processing chamber 11 is lower than the set temperature, the heater H is heated to raise the temperature in the processing chamber 11, and when it is high, the temperature is naturally cooled so that the temperature in the processing chamber 11 is constantly maintained. Is set to a set temperature, and the focal length L and the irradiation position on the surface of the workpiece W are stabilized.
【００１３】なお、前記の実施形態では、加工レンズ１
８等のレーザー加工用部品およびその配置は図示のもの
に限定されるものではない。更に、前記レーザー光の種
類はＹＡＧレーザーでもＣＯ２レーザーでもよく、ま
た、前記レーザー加工室１１内の温度制御には、ヒータ
ーＨに限定されるものではなく、白熱灯等でもよいこと
勿論である。In the above embodiment, the processed lens 1
The laser processing components such as 8 and the arrangement thereof are not limited to those shown in the drawings. Further, the type of the laser light may be a YAG laser or a CO 2 laser, and the temperature control in the laser processing chamber 11 is not limited to the heater H, but may be an incandescent lamp or the like. .
【００１４】図２に示すものは他の実施形態のもので、
ヒーターＨの熱源はレーザー加工室１１の室外に設置
し、ダクトＤを介して温風および送風をレーザー加工室
１１内に送風することによって室内温度を設定温度にす
るもので、その他の構成については前記の実施形態のも
のと同様である。FIG. 2 shows another embodiment.
The heat source of the heater H is installed outside the laser processing chamber 11, and warm air and blown air are blown into the laser processing chamber 11 through the duct D to bring the room temperature to the set temperature. It is similar to that of the above embodiment.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明に係るレーザー加工機は、レーザ
加工室を上部室と下部室に仕切り、前記上部室内に設置
した加工マスクに一の温度センサを設けるとゝもに、前
記下部室内に設置した前記加工レンズに他の温度センサ
を設け、また、前記上部室と下部室にそれぞれ熱源を設
置し、各温度センサーが検出した室内温度に基づいて各
熱源を動作させ、前記上部室と下部室の室内温度をそれ
ぞれ設定温度に制御する構成であるから、加工対象物に
対する加工レンズの焦点距離および焦点位置が不変とな
る。したがって、不良品の発生を防止することができる
とゝもに、加工を中断することなく連続してレーザー加
工を行うことができ、生産能率が向上するといった効果
を奏する。According to the laser processing machine of the present invention, the laser processing chamber is divided into an upper chamber and a lower chamber, and one temperature sensor is provided in the processing mask installed in the upper chamber, so that the lower chamber can be installed in the lower chamber. Another temperature sensor is provided in the installed processing lens, and heat sources are installed in the upper chamber and the lower chamber, respectively, and each heat source is operated based on the room temperature detected by each temperature sensor, and the upper chamber and the lower chamber are operated. Since the indoor temperature of the chamber is controlled to the set temperature, the focal length and focal position of the processing lens with respect to the object to be processed are unchanged. Therefore, it is possible to prevent the generation of defective products, and at the same time, it is possible to continuously perform laser processing without interrupting the processing, which has an effect of improving the production efficiency.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の実施形態に係るレーザー加工機の説明
図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a laser processing machine according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施形態に係るレーザー加工機の
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a laser processing machine according to another embodiment of the present invention.
【図３】従来のレーザー加工機の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a conventional laser processing machine.
１１ レーザー加工室 １２ 仕切板 １３ 上部室 １４ 下部室 １５ レーザー発振器 １６ 加工マスク １８ 加工レンズ Ｓ 温度センサー Ｗ 加工対象物 Ｈ ヒーター ＣＰ コンピュータ 11 Laser processing room 12 partition boards 13 Upper chamber 14 Lower chamber 15 Laser oscillator 16 Processing mask 18 Processing lens S temperature sensor W processing object H heater CP computer
フロントページの続き (72)発明者 神林 仁 神奈川県川崎市川崎区藤崎３丁目５番１ 号 東京ラヂエーター製造株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−101900（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−138087（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42 Front Page Continuation (72) Inventor Hitoshi Kamibayashi 3-5-1, Fujisaki, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Tokyo Radiator Manufacturing Co., Ltd. -138087 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/42
Claims (2)
を、レーザー加工室内に設置した加工レンズにより集光
して加工対象物を加工するレーザー加工機であって、前
記レーザ加工室を上部室と下部室に仕切り、前記上部室
内に設置した加工マスクに一の温度センサを設けるとゝ
もに、前記下部室内に設置した前記加工レンズに他の温
度センサを設け、また、前記上部室と下部室にそれぞれ
熱源を設置し、各温度センサーが検出した室内温度に基
づいて各熱源を動作させ、前記上部室と下部室の室内温
度をそれぞれ設定温度に制御することを特徴とするレー
ザー加工機。1. A laser processing machine for processing a workpiece by condensing laser light emitted from a laser oscillator by a processing lens installed in the laser processing chamber, wherein the laser processing chamber comprises an upper chamber and a lower chamber. When the processing mask installed in the upper chamber is provided with one temperature sensor, the processing lens installed in the lower chamber is provided with another temperature sensor, and the upper chamber and the lower chamber are respectively provided. A laser beam machine, wherein a heat source is installed, each heat source is operated based on the room temperature detected by each temperature sensor, and the room temperature of each of the upper chamber and the lower chamber is controlled to a set temperature.
シーケンス制御としたことを特徴とする請求項１記載の
レーザー加工機。2. The laser processing machine according to claim 1, wherein the control of the room temperature of the upper chamber and the lower chamber is sequence control.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JP2001287075A JP2001287075A (en) | 2001-10-16 |
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|---|---|---|---|---|
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