JP4783498B2 - 多目的レーザ加工機 - Google Patents
多目的レーザ加工機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4783498B2 JP4783498B2 JP2000367873A JP2000367873A JP4783498B2 JP 4783498 B2 JP4783498 B2 JP 4783498B2 JP 2000367873 A JP2000367873 A JP 2000367873A JP 2000367873 A JP2000367873 A JP 2000367873A JP 4783498 B2 JP4783498 B2 JP 4783498B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape
- laser
- cross
- workpiece
- laser beam
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームの照射によって、対象物の加工を行う多目的レーザ加工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザ加工機は、溶接、切断、穴開け及び整形加工等に使用されているが、用途毎に加工機は相違しており、多目的なレーザ加工機は、これまで開発されていない。
【0003】
例えば、切断、溶接用のレーザ加工機は、穴開けに使用することは不可能であり、その逆も同様である。
【0004】
他方、微細加工に使用するレーザ加工機としては、LD励起固体レーザが使用されているが、このようなレーザ加工機は、非常に高価である。
【0005】
にも拘らず、このような高価な微細加工用のレーザ加工機は、他の用途に使用可能という訳ではない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の如き従来技術の状況に鑑み、穴開け、切断、更には所定の形状の整形も実現可能とするような多目的なレーザ加工機の構成を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明の構成は、レーザ発振器から出力されたレーザビームの進行方向と直交する断面形状を円形状に整形するビーム整形器を通過させた後、前記断面形状におけるビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザー、前記断面形状を略長方形に変換する際、複数のレンズを、ロボットアームに対するコントロールによって選択するか、又は複数のレンズを放射状に配列されている回転アームに配置してレボルバー方式によってビームが通過する位置に回転することによって選択しているビーム形状可変器、被加工物に対し、レーザビームを集光するためのビーム集光器をレーザ発振器側から順次結合し、中央コントローラによって、前記ロボットアームに対するコントロール又は前記回転アームの回転に対するコントロールを行うことによって、該ビームホモジナイザー、該ビーム形状可変器の何れを最終段階工程として使用するかを選択したうえで、ビーム集光機によってレーザビームを収集したうえで被加工物に照射している多目的レーザ加工機からなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の基本構成を示す。
【0009】
図1に示すように、本発明は、
レーザ発振器1によるレーザビームの発生
→ビーム整形器2(エキスパンダー)による進行方向と直交する断面を略真円形状に整形
→ビームホモジナイザー3により、ガウシアン分布(前記真円の中心から、半径方向に従って、順次2項分布に従って、強度が減少する分布状態)を略均一分布に変換
→ビーム形状可変器4によってレーザビームの断面形状を所望の略矩形状に変換
→ビーム集光器5による被加工物に対する集光
という基本構成を採用したうえで、図2に示すように、レーザー発振器1側からビーム整形器2、ビームホモジナイザー3、及びビーム形状可変器4を順次結合している。
【0010】
上記のビーム整形器2、ビームホモジナイザー3、及びビーム形状可変器4は既に周知の技術的手段であるが、本発明は、これらを順次結合し、かつビーム集光機5による被加工物に対する集光より前段階において中央コントローラ8によって、前記ビームホモジナイザー3及びビーム形状可変器4の何れを最終段階工程として使用させるかの選択を行っている点に基本的特徴を有している。
【0011】
前記の各工程において、ビーム整形器2は、断面が略楕円形状の出力されたレーザビームを、略真円形状に整形するために、通常シリンドリカルレンズ(レンチキュラーレンズ)と凹レンズとの組み合わせによって構成されている(但し、本発明において、このような組み合わせに限定する訳ではない。)。
【0012】
これに対し、ビームホモジナイザー3は、通常シリンドリカルレンズと凸レンズとの組み合わせによって構成されている(但し、本発明において、このような組み合わせに限定する訳ではない。)。
【0013】
ビーム形状可変器4は、ビームホモジナイザー3を通過することによって、断面略正方形状となっているレーザビームを、断面略長方形に変換するために、通常シリンドリカルレンズ、凸レンズ並びに凹レンズの組み合わせによって構成されている(但し、本発明において、このような組み合わせに限定する訳ではない。)。
【0014】
前記の如き基本構成に基づき、均一な深さによる溶接を行うために、ビームホモジナイザー3を通過し、強度分布が略均一であるレーザビームを使用することになる。
【0015】
通常、ビームホモジナイザー3を通過した場合のレーザビームの断面形状は、略正方形である。
【0016】
しかしながら、被加工物の切断又は整形を行うためには、略正方形の断面よりも、細長い長方形の断面の方が好都合である場合が多い。
【0017】
このため、被加工物の切断又は整形を行う場合には、ビーム形状可変器4を通過した後、断面を略長方形に変換した後、レーザビームを集光することによって必要な切断又は整形を行うことができる。尚、その場合には、レーザビームは、必然的にビーム整形器2及びビームホモジナイザー3を通過している。
【0018】
被加工物の切断又は整形を行う部位の大きさ及び形状は、随時変化する場合が多い。
【0019】
このような状況を考慮し、製造現場において、切断又は整形を行う部位の大きさ及び形状に対応して、断面を略長方形に変換するビーム形状可変器4においては、使用している複数のレンズの組み合わせを取捨選択しており、これによって変換されたビームの長方形の縦方向及び横方向の各大きさを、必要に応じて選択しているが、複数のレンズの組み合わせを選択するには、予め配置されている複数のレンズをロボットアームの中央コントローラ8のコントロールによって選択する方法、又は複数のレンズを放射状に配列されている回転アームに配置してレボルバー方式によってビームが透過する位置に回転するような中央コントローラ8のコントロールによって選択する方法を採用している。
【0020】
前記の各使用段階の何れにおいても、ビーム集光器5によって、レーザビームを集光したうえで、被加工物に対し照射を行うことになる。
【0021】
このように、本発明においては、前記のような結合によって各用途に応じて各段階毎のレーザビームを使用することができ、多角的なレーザ加工を実現することができる。
【0022】
【実施例】
実施例においては、更にビーム集光レンズの段階においても、集光レンズの組み合わせ、交換、選択を可能とすることによって集光の度合いを選択し、しかも被加工物に対する距離(Z軸方向の距離)を調整可能とすることによって、被加工物に対し、照射したレーザビームの断面の大きさを調整している。
【0023】
実際のレーザ加工においては、被加工物における加工度合いをCCDカメラ9によって撮影し、中央コントローラ8としてモニタリング又はNC制御装置を採用し、モニタリング又はNC制御装置8に対し映像信号10を送付する。
【0024】
そして、モニタリング又はNC制御装置8においては、本来の切断又は整形が行われた場合の状態を示す情報を記憶し、かつ映像信号10との対比を行うことによって、制御信号11を被加工物を載置しているステージ7に送達し、当該ステージ7の平面方向(x,y方向)、及びビーム集光器5のステージ7に対する距離(z方向の距離)を制御すると共に、前記制御信号11をレーザ発振器1にも送達し、レーザ出力のON・OFF及び出力するレーザ光の量の制御をも行っている。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、レーザビームによる穴開け、切断、整形による何れかの作業を、ビームホモジナイザーを通過した段階、ビーム形状可変器を通過した段階とすることによって、それぞれ選択することができ、レーザ加工機の多目的使用が可能となる。
【0026】
しかも、実施例記載のように、複数のレンズの組み合わせの選択、及びビーム集光器の被加工物に対する距離の制御によって、長方形の断面における横方向及び縦方向の各大きさを選択することによって、所望の形状に応じた切断及び整形を実現でき、従来技術の場合のように、高価なLD励起固体レーザを必ずしも使用する必要がない(但し、LD励起固体レーザを使用する構成もまた、本発明に適用することが可能であり、かつこのような適用による構成もまた、必然的に本発明の技術範囲に属する。)。
【0027】
このように、本発明は、多目的レーザ加工機の稼働率を上昇させ、かつ加工コストを下げることを可能としており、その価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基本原理を示す工程図である。
尚、右側の斑点又は黒色による図面は、順次変換されるレーザ光の断面形状を模式的に示す。
【図2】 実施例の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
1 レーザ発振器
2 ビーム整形器
3 ビームホモジナイザー
4 ビーム形状可変器
5 ビーム集光器
6 ミラー
7 ステージ
8 中央コントローラ(モニタリング装置又はNC制御装置)
9 CCDカメラ
10 映像信号
11 制御信号
Claims (3)
- レーザ発振器から出力されたレーザビームの進行方向と直交する断面形状を円形状に整形するビーム整形器を通過させた後、前記断面形状におけるビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザー、前記断面形状を略長方形に変換する際、複数のレンズを、ロボットアームに対するコントロールによって選択するか、又は複数のレンズを放射状に配列されている回転アームに配置してレボルバー方式によってビームが通過する位置に回転することによって選択しているビーム形状可変器、被加工物に対し、レーザビームを集光するためのビーム集光器をレーザ発振器側から順次結合し、中央コントローラによって、前記ロボットアームに対するコントロール又は前記回転アームの回転に対するコントロールを行うことによって、該ビームホモジナイザー、該ビーム形状可変器の何れを最終段階工程として使用するかを選択したうえで、ビーム集光機によってレーザビームを収集したうえで被加工物に照射している多目的レーザ加工機。
- ビームホモナイザーによって均一分布とする際、断面形状を略正方形とし、その後ビーム形状可変器によって断面形状を変換する際、被加工物における切断又は整形部所の大きさ又は形状に対応した大きさ及び形状による長方形に変換することを特徴とする請求項1記載の多目的レーザ加工機。
- ビーム集光レンズの段階において、集光レンズの組み合わせ、交換、選択を可能としたうえで、被加工物に対する距離を調整可能とすることを特徴とする請求項1記載の多目的レーザ加工機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000367873A JP4783498B2 (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 多目的レーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000367873A JP4783498B2 (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 多目的レーザ加工機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002172481A JP2002172481A (ja) | 2002-06-18 |
JP4783498B2 true JP4783498B2 (ja) | 2011-09-28 |
Family
ID=18838220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000367873A Expired - Fee Related JP4783498B2 (ja) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | 多目的レーザ加工機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4783498B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8624157B2 (en) * | 2006-05-25 | 2014-01-07 | Electro Scientific Industries, Inc. | Ultrashort laser pulse wafer scribing |
US8624155B1 (en) * | 2009-05-12 | 2014-01-07 | Vinyl Technologies, Inc. | Apparatus for scribing thin films in photovoltaic cells |
CN115201990A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-10-18 | 成都中科卓尔智能科技集团有限公司 | 一种半导体光学材料内部缺陷检测片光源镜头 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63165094A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
JP2000084691A (ja) * | 1998-09-10 | 2000-03-28 | Brother Ind Ltd | レーザ加工装置 |
JP2000280085A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-10 | Seiko Epson Corp | レーザ加工装置及びその加工方法 |
JP2001347389A (ja) * | 2000-06-09 | 2001-12-18 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | レーザ加工機 |
-
2000
- 2000-12-04 JP JP2000367873A patent/JP4783498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002172481A (ja) | 2002-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5580129B2 (ja) | 固体レーザ加工装置 | |
JP4645892B2 (ja) | レーザ加工装置及び方法 | |
JP4856058B2 (ja) | レーザー加工装置 | |
JP5145673B2 (ja) | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 | |
WO2006129473A1 (ja) | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 | |
US20060226128A1 (en) | Laser welding method and laser welding robot | |
JP2006055908A (ja) | ポリゴンミラーと利用したレーザー加工装置及び方法 | |
JP2005028428A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP4783498B2 (ja) | 多目的レーザ加工機 | |
CN206230159U (zh) | 一种激光钻孔与钻孔填充*** | |
JP2004160618A (ja) | マイクロマシン及びマイクロマシンの製造方法 | |
JP2009178720A (ja) | レーザ加工装置 | |
CN107643596A (zh) | 一种二元波带片形式的衍射轴锥镜***及其长焦深成像方法 | |
JP2003053577A (ja) | トップフラットビームの生成方法、装置、及び、これを用いたレーザ加工方法、装置 | |
CN1978120B (zh) | 激光加工*** | |
US20110011839A1 (en) | Method and apparatus for laser micromachining a conical surface | |
JPH01186293A (ja) | レーザ溶接方法 | |
JP2724192B2 (ja) | フィルムコーティング材のレーザ加工方法 | |
JP6717758B2 (ja) | 複合加工方法及び複合加工プログラム | |
JPH0780674A (ja) | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 | |
JP3955491B2 (ja) | レーザ加工機 | |
JPH0716779A (ja) | レーザ加工機用焦点調整装置 | |
JP2005111519A (ja) | レーザ加工機 | |
JPH03184687A (ja) | レーザ加工装置 | |
JPH09108861A (ja) | 角形枠型部品のレーザ加工方法及びコイル部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070807 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100713 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110705 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110711 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4783498 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |