JPH0722685A - 光線の焦点合成方法及びその焦点合成装置 - Google Patents

光線の焦点合成方法及びその焦点合成装置

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JPH0722685A
JPH0722685A JP5148844A JP14884493A JPH0722685A JP H0722685 A JPH0722685 A JP H0722685A JP 5148844 A JP5148844 A JP 5148844A JP 14884493 A JP14884493 A JP 14884493A JP H0722685 A JPH0722685 A JP H0722685A
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JP
Japan
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light
laser beam
reflected
light beam
focus
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JP5148844A
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English (en)
Inventor
Shigenori Imatake
滋典 今竹
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の光線の焦点を容易に一致できるように
する。 【構成】 第一レーザビーム発振器1から発振された第
一レーザビーム11を穴部3bが形成された第一反射板
3で環状をなすよう反射すると共に、第二レーザビーム
発振器2から発振された第二レーザビーム12を第一レ
ーザビーム11と同軸をなすよう穴部3bへ向けて発振
し、これら同軸をなした第一レーザビーム11と第二レ
ーザビーム12との光束を集束レンズ6で焦点が一致す
るよう集束させてワーク101上で合成し、ワーク10
1を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の光線の焦点が一
致するよう合成する方法及びその装置に関するものであ
り、特に、溶接、切断、表面処理などに用いられるレー
ザビーム加工装置に応用すると、高い効果が得られるも
のである。
【0002】
【従来の技術】種々の光線の中でも、指向性が強いもの
としてレーザビームが挙げられる。このレーザビームの
特徴を応用して、ワークの表面にレーザビームを集束さ
せると、ワークに溶接、切断、表面処理などの各種加工
を行うことができる。このような用途にレーザビームを
用いる場合には、レーザビームの高出力化を図るため、
複数のレーザビーム発振器からレーザビームをそれぞれ
発振し、これらレーザビームの焦点がワークの表面で一
致するよう合成している。
【0003】このような場合に用いられる従来のレーザ
ビームの焦点合成装置を図4に示す。レーザビーム発振
器21aから発振されたレーザビーム20aは、反射板
22aで反射されて加工ノズル23a内に送られ、集束
レンズ24aにより、ワーク101上で焦点が合うよう
に集束される。一方、レーザビーム発振器21bから発
振されたレーザビーム20bは、反射板22bで反射さ
れて加工ノズル23b内に送られ、集束レンズ24bに
より、レーザビーム20aの焦点と一致するようワーク
101上に集束される。
【0004】これにより、ワーク101は、高効率で加
工されるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したレーザビーム
の焦点合成方法では、各レーザビーム20a、20bの
焦点がワーク101上で一致するようそれぞれの集束レ
ンズ24a、24bを調節しなければならないので、焦
点合成作業に非常に手間がかかってしまう。また、切断
などでワーク101の被加工部分が徐々に内部へ移動す
る場合では、焦点のずれを補正するよう切断の進行状況
に合わせて集束レンズ24a、24bを常に調節しなけ
ればならないので、多大な労力を要する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ため、本発明は、送り出された第一光線の進行方向に対
して直交する方向の断面形状が環状をなすよう当該第一
光線を反射すると共に、前記第一光線の反射光と同軸を
なすよう第二光線を送り出し、これら同軸をなす前記第
一光線と第二光線との光束を集束して焦点を合成するこ
とにより、光線の焦点合成方法を構成したのである。
【0007】また、第一光線を送り出す第一光線送出器
と、前記第一光線を被照射体へ照射するよう当該第一光
線のパスライン上に設けられ且つ当該第一光線の入射光
及び反射光と同軸をなす穴部が形成された第一反射板
と、この第一反射板で反射された前記第一光線の前記反
射光と同軸をなすよう前記第一反射板の前記穴部へ第二
光線を送り出す第二光線送出器と、同軸をなした前記第
一光線と前記第二光線との光束を前記被照射体上で焦点
が一致するよう集束させる集束レンズとを備えて、光線
の焦点合成装置を構成したのである。
【0008】
【作用】前述した構成による光線の焦点合成装置では、
第一光線送出器から送り出された第一光線が第一反射板
に入射すると、第一反射板に穴部が形成されているの
で、第一光線は、環状をなすように反射される。一方、
第二光線送出器から第二光線が送り出されると、第二光
線は、第一反射板の穴部を通り抜けるので、第一光線と
第二光線とは、同軸をなして進行する。この第一光線と
第二光線との光束が集束レンズを通過すると、同軸の光
束をなしているので、第一光線の焦点と第二光線の焦点
とは、常に一致する。
【0009】
【実施例】本発明による光線の焦点同調合成方法を用い
た光線の焦点同調合成装置をレーザビーム加工装置に応
用した場合の一実施例を図1、2に基づいて説明する。
なお、図1には、その概略構成を示し、図2には、その
主要部の拡大を示す。
【0010】これらの図に示すように、第一光線送出器
である第一レーザビーム発振器1が発振する第一光線で
ある第一レーザビーム11のパスライン上には、入射光
に対して反射光が直交する方向となるよう第一レーザビ
ーム11を反射する第一反射板3が設けられている。
【0011】第一反射板3には、図2に示すように、第
一レーザビーム11の入射光及び反射光と同軸をなす穴
部3aが形成されている。
【0012】つまり、第一レーザビーム発振器1から発
振された第一レーザビーム11は、第一反射板3によ
り、入射光に対して直交する方向へ環状をなして反射さ
れると共に、第一反射板3の穴部3aに対応する入射光
は、反射されずにそのまま直進するのである。
【0013】この第一反射板3の穴部3aを通り抜けた
第一レーザビーム11は、そのパスライン上に設けられ
たビームダンパ5に吸収されるようになっている。
【0014】また、第二光線送出器である第二レーザビ
ーム発振器2が発振する第二光線である第二レーザビー
ム12のパスライン上となる第一レーザビーム11の反
射光の延長上には、入射光に対して反射光が直交する方
向となるよう第二レーザビーム12を反射する第二反射
板4が設けられている。
【0015】つまり、第二レーザビーム発振器2から発
振された第二レーザビーム12は、第二反射板4によ
り、環状をなす第二レーザビーム12の中央部分で同軸
をなして進行するよう第一反射板3の穴部3aへ送られ
るのである。
【0016】第一反射板3及び第二反射板4でそれぞれ
反射されて同軸をなして進行する第一レーザビーム11
及び第二レーザビーム12のパスライン上には、内部に
集束レンズ6を同軸に取り付けた加工ノズル7が同軸を
なして設けられている。
【0017】つまり、第一レーザビーム11と第二レー
ザビーム12とは、集束レンズ6により、焦点が一致す
るよう集束され、加工ノズル7の先端側に設けられた被
照射体であるワーク101上で合成されるのである。
【0018】このようなレーザビーム加工装置を用いて
ワークを加工するには、第一レーザビーム発振器1及び
第二レーザビーム発振器2を起動し、第一レーザビーム
11及び第二レーザビーム12を発振する。
【0019】発振された第一レーザビーム11は、第一
反射板3により、その一部が穴部3aを通り抜けてビー
ムダンパ5に吸収され、その残りが環状に反射される。
発振された第二レーザビーム12は、第二反射板4によ
り、環状の第一レーザビーム11と同軸をなして進行す
るよう第一反射板3の穴部3aへ向けて反射される。同
軸をなして進行する第一レーザビーム11と第二レーザ
ビーム12とは、集束レンズ6により、焦点が一致する
よう集束され、加工ノズル7の先端側からワーク101
の表面上で合成される。
【0020】これにより、ワーク101は、合成された
第一レーザビーム11と第二レーザビーム12により高
出力で加工されるのである。
【0021】従って、2つのレーザビーム発振器1、2
からそれぞれ発振されたレーザビーム11、12は、1
つの集束レンズ7で集束されるので、ワーク101の表
面上でレーザビームの焦点を容易に一致させることがで
きるのである。
【0022】また、他の実施例を図3に基づいて説明す
る。なお、図3には、その概略構造を示す。但し、前述
した実施例と同様な部分については、同一の符号を用い
て説明を省略する。
【0023】図3に示すように、第一レーザビーム発振
器1の発振口部分は、リングモードに設定されている。
つまり、第一レーザビーム発振器1から発振される第一
レーザビーム11は、発振時に既に環状をなして発振さ
れるのである。これにより、ビームダンパが不要となる
ばかりか、ビームダンパで吸収されていた分も第一反射
板3で反射されて、ワーク101の加工に用いられるの
で、より高出力でワーク101を加工することができ
る。
【0024】なお、本実施例では、二つのレーザビーム
発振器1、2からそれぞれ発振されるレーザビーム1
1、12を合成したが、例えば、同軸をなして進行する
二本の光線は、一本の光束となっているので、この光束
を第一光線と見なせば、前述した実施例を応用すること
により、三本の光線を同様に合成することができる。こ
れにより、さらに高出力化を図りながらも、焦点の合成
は、一本の光線の場合と何ら変わりなく行うことができ
る。
【0025】
【発明の効果】前述したように、本発明による光線の焦
点合成方法及びその焦点合成装置によると、環状をなす
よう反射された第一光線に同軸をなすよう第二光線を送
り出し、これらの光束を集束して焦点を合成するので、
光線毎にそれぞれ集束して焦点が一致するよう合成する
必要がなく、容易に光線の焦点を合成することができ
る。
【0026】また、本発明をレーザビーム加工装置に応
用した場合には、ワークの被加工位置が徐々に深くなっ
ても、複数のレーザビームを一つの集束レンズで集束す
るので、容易に被加工部分に焦点を合わすことができ
る。さらに、違う波長のレーザビームを同軸で合成する
ことができるので、高出力化だけでなく、より精度の高
い加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光線の焦点合成装置をレーザビー
ム加工装置に応用した場合の一実施例の概略構成図であ
る。
【図2】その主要部の拡大図である。
【図3】本発明による光線の焦点合成装置をレーザビー
ム加工装置に応用した場合の他の実施例の概略構成図で
ある。
【図4】従来のレーザビーム加工装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 第一レーザビーム発振器 2 第二レーザビーム発振器 3 第一反射板 3b 穴部 4 第二反射板 5 ビームダンパ 6 集束レンズ 7 加工ノズル 11 第一レーザビーム 12 第二レーザビーム 101 ワーク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送り出された第一光線の進行方向に対し
    て直交する方向の断面形状が環状をなすよう当該第一光
    線を反射すると共に、前記第一光線の反射光と同軸をな
    すよう第二光線を送り出し、これら同軸をなす前記第一
    光線と第二光線との光束を集束して焦点を合成すること
    を特徴とする光線の焦点合成方法。
  2. 【請求項2】 第一光線を送り出す第一光線送出器と、
    前記第一光線を被照射体へ照射するよう当該第一光線の
    パスライン上に設けられ且つ当該第一光線の入射光及び
    反射光と同軸をなす穴部が形成された第一反射板と、こ
    の第一反射板で反射された前記第一光線の前記反射光と
    同軸をなすよう前記第一反射板の前記穴部へ第二光線を
    送り出す第二光線送出器と、同軸をなした前記第一光線
    と前記第二光線との光束を前記被照射体上で焦点が一致
    するよう集束させる集束レンズとを備えたことを特徴と
    する光線の焦点合成装置。
JP5148844A 1993-06-21 1993-06-21 光線の焦点合成方法及びその焦点合成装置 Withdrawn JPH0722685A (ja)

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