JPS62272576A - レ−ザビ−ム組合せ装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム組合せ装置Info
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- JPS62272576A JPS62272576A JP62062328A JP6232887A JPS62272576A JP S62272576 A JPS62272576 A JP S62272576A JP 62062328 A JP62062328 A JP 62062328A JP 6232887 A JP6232887 A JP 6232887A JP S62272576 A JPS62272576 A JP S62272576A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
- B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
- B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明〕
〈産業上の利用分野〉
本発明はレーザビーム送達装置に係り、詳細には低出力
で可視のレーザビームを利用してレーザ送達管や鏡の複
数を整合させることが望ましいレーザ装置に関する。
で可視のレーザビームを利用してレーザ送達管や鏡の複
数を整合させることが望ましいレーザ装置に関する。
〈従来の技術〉
通常、レーザ発生機の出口に始発するレーザ送達装置に
おいては―レーザ送達管(以下光パイプという)および
光パイプを連結する反射性連結鎖の複数を整合させる必
要がある。長さが短い装置の場合には単純な計測によっ
て光パイプを配置して整合させることができるが、複雑
で距離が長いときには、例えばヘリウム−ネオン(He
Ne)レーザのような低出力で可視のレーザビームを利
用して整合を行うことが望ましい。
おいては―レーザ送達管(以下光パイプという)および
光パイプを連結する反射性連結鎖の複数を整合させる必
要がある。長さが短い装置の場合には単純な計測によっ
て光パイプを配置して整合させることができるが、複雑
で距離が長いときには、例えばヘリウム−ネオン(He
Ne)レーザのような低出力で可視のレーザビームを利
用して整合を行うことが望ましい。
〈発明が解決しようとする問題点〉
成る種の計測装置においては)IeNeレーザがレーザ
装置の主体をなしている。併し主レーザ装置が例えばC
O2レーザのように不可視ビームであり、高出力(例え
ば1.5Kw)レーザで、非焦点状態のビーム直径が例
えば16mm(5/8インチ)ある場合には、この主レ
ーザビーム以外のものを使用して光パイプ装置を主レー
ザビームに整合させる必要がある。
装置の主体をなしている。併し主レーザ装置が例えばC
O2レーザのように不可視ビームであり、高出力(例え
ば1.5Kw)レーザで、非焦点状態のビーム直径が例
えば16mm(5/8インチ)ある場合には、この主レ
ーザビーム以外のものを使用して光パイプ装置を主レー
ザビームに整合させる必要がある。
本発明はこの問題点を解決する小型で信頼性の高い装置
を得ることを目的とする。
を得ることを目的とする。
更に、レーザビームのための制御された環境状態をつく
るために、冷却その他調節された流体を導入するに好適
な装置jl供するという創口的を有する。
るために、冷却その他調節された流体を導入するに好適
な装置jl供するという創口的を有する。
く問題点を解決するための手段〉
本発明によればレーザ出口孔に関係的にレーザ入口孔が
設けられて、箱形のハウジングを貫通する第1のレーザ
ビーム通路が限定され、第1のレーザビーム通路に横方
向に第2のレーザ入口孔が設けられる。ハウジング内に
レーザ鏡が設けられ、その前方反射面が第1のレーザビ
ーム通路と斜めに交わり、該反射面は第2のレーザ入口
孔に対して傾斜しており、レーザ出口孔を通る第1のレ
ーザビーム通路の少なくとも一部と同一線上にある反射
線と、該鏡に対する入射線とを含む第2の非直線のレー
ザビーム通路を限定している。
設けられて、箱形のハウジングを貫通する第1のレーザ
ビーム通路が限定され、第1のレーザビーム通路に横方
向に第2のレーザ入口孔が設けられる。ハウジング内に
レーザ鏡が設けられ、その前方反射面が第1のレーザビ
ーム通路と斜めに交わり、該反射面は第2のレーザ入口
孔に対して傾斜しており、レーザ出口孔を通る第1のレ
ーザビーム通路の少なくとも一部と同一線上にある反射
線と、該鏡に対する入射線とを含む第2の非直線のレー
ザビーム通路を限定している。
例えばCO2レーザである主レーザビームをハウジング
を通る第1のレーザビーム通路に整合せしめ、可視スペ
クトラムを有する第2の低出力レーザビームを第2のレ
ーザビーム通路に整合せしめて光パイプ装置と付属する
反射鏡との整合作業の基準とする。
を通る第1のレーザビーム通路に整合せしめ、可視スペ
クトラムを有する第2の低出力レーザビームを第2のレ
ーザビーム通路に整合せしめて光パイプ装置と付属する
反射鏡との整合作業の基準とする。
く作 用〉
本発明によれば補助レーザビーム装置を利用して主レー
ザビームと送達装置とを整合せしめる小型の装置が得ら
れる。
ザビームと送達装置とを整合せしめる小型の装置が得ら
れる。
〈実 施 例〉
第1図はレーザロボット10と、これに近接する床に取
付けられたレーザ発生装置11の右側立面図である。レ
ーザ発生装置11は例えばコヒーレントゼネラル社(C
oherent General Company)、
スペクトラフィシツク社(Sρectra−Physi
cs)などで製作される各種の工業用レーザ装置とする
ことができる。望ましいレーザ装@11は、不可視のC
O2ガスレーザであって、レーザビーム12を出口端1
3から水平方向に発生する。ビーム12は本発明による
ビーム組合せ装置14に指向され、装置14から出て中
空の光パイプ15を通る。光パイプ15はビーム組合せ
装置14に連結され、例えば図示かど鏡組立体16など
の方向変換装置に連結される。ビーム組合せ装置14は
第2図、第3図を参照し、レーザビームの整合とロボッ
トの冷却とについて詳述する。鏡組立体16はビーム1
2を垂直経路に沿って下方に、光パイプ17を貫通して
第2の鏡組立体16に指向する。第2の鏡組立体16は
、ビーム12を水平経路に沿って右方に、光パイプ18
を貫通してロボット10の基部19に指向する。光パイ
プ18は一体としてもよいが1図示実施例では2つの光
パイプ部分18a、18bと、その間のビーム切換ボッ
クス20とからなっている。ビーム切換ボックスは本発
明を構成しない。
付けられたレーザ発生装置11の右側立面図である。レ
ーザ発生装置11は例えばコヒーレントゼネラル社(C
oherent General Company)、
スペクトラフィシツク社(Sρectra−Physi
cs)などで製作される各種の工業用レーザ装置とする
ことができる。望ましいレーザ装@11は、不可視のC
O2ガスレーザであって、レーザビーム12を出口端1
3から水平方向に発生する。ビーム12は本発明による
ビーム組合せ装置14に指向され、装置14から出て中
空の光パイプ15を通る。光パイプ15はビーム組合せ
装置14に連結され、例えば図示かど鏡組立体16など
の方向変換装置に連結される。ビーム組合せ装置14は
第2図、第3図を参照し、レーザビームの整合とロボッ
トの冷却とについて詳述する。鏡組立体16はビーム1
2を垂直経路に沿って下方に、光パイプ17を貫通して
第2の鏡組立体16に指向する。第2の鏡組立体16は
、ビーム12を水平経路に沿って右方に、光パイプ18
を貫通してロボット10の基部19に指向する。光パイ
プ18は一体としてもよいが1図示実施例では2つの光
パイプ部分18a、18bと、その間のビーム切換ボッ
クス20とからなっている。ビーム切換ボックスは本発
明を構成しない。
レーザ入口ボックス
第2図の平面図と第3図の正面図とを参照すれば、レー
ザビーム組合せ装置14はレーザ発生装置11の前方端
すなわち出口端13に設けられた取付は板400に固定
される。レーザビーム組合せ装置14は溶接構造によっ
てほぼ箱形のレーザ入。ボックスを構成し、キャップね
じ404によって固定される側方フランジ402.40
3まで延びる基板401を有する。基板401には中央
水平孔405があり、レーザ入口管407のフランジ4
06の周りとの間に遊隙がある。フランジ406はねじ
408によって取付は板400に固定される。レーザ入
口管407にはレーザ発生装置11からの高出力レーザ
ビーム12の通過のための中心孔409がある。レーザ
ビーム組合せ装置14にはレーザビーム12と平行に延
びる側方板410と側方板410に90度をなして整合
する端板411とがある。端板411にはねじつきカラ
ー412が固定され、0−リング413で封止される。
ザビーム組合せ装置14はレーザ発生装置11の前方端
すなわち出口端13に設けられた取付は板400に固定
される。レーザビーム組合せ装置14は溶接構造によっ
てほぼ箱形のレーザ入。ボックスを構成し、キャップね
じ404によって固定される側方フランジ402.40
3まで延びる基板401を有する。基板401には中央
水平孔405があり、レーザ入口管407のフランジ4
06の周りとの間に遊隙がある。フランジ406はねじ
408によって取付は板400に固定される。レーザ入
口管407にはレーザ発生装置11からの高出力レーザ
ビーム12の通過のための中心孔409がある。レーザ
ビーム組合せ装置14にはレーザビーム12と平行に延
びる側方板410と側方板410に90度をなして整合
する端板411とがある。端板411にはねじつきカラ
ー412が固定され、0−リング413で封止される。
第1の光パイプ15がカラー412とねじ係合している
。側方板410には、透明な窓416で覆われる孔41
4と座ぐり面415とがあり、窓416はガスケットを
介して、低頭ねじ417で固定される。比較的低出力の
レーザ発生装置418、例えば赤色可視光ビームを発生
するヘリウムネオン(HeNe )レーザ装置が取付は
板400に固定された取付はブラケット419によって
側方板410に対して90度に設けられる。
。側方板410には、透明な窓416で覆われる孔41
4と座ぐり面415とがあり、窓416はガスケットを
介して、低頭ねじ417で固定される。比較的低出力の
レーザ発生装置418、例えば赤色可視光ビームを発生
するヘリウムネオン(HeNe )レーザ装置が取付は
板400に固定された取付はブラケット419によって
側方板410に対して90度に設けられる。
レーザ装置418は入射ビーム420が光パイプ15の
軸線421と共に直角三角形をなすように配置される。
軸線421と共に直角三角形をなすように配置される。
このため、基部の角度αを定めたとき頂部の角度δは(
90−α)となり、反射鏡422が角度δを2等分する
線424に直角に基部423に配置される。反射鏡42
2は位置決めプラグ425の端部に当接保持され、かつ
プラグ425にねじ係合する保持キャップ426によっ
て抑留されている。位置決めプラグ425はレーザ入口
ボックス14の厚い斜めの側壁429の孔428に密接
嵌合する案内部427と、取付は座金431に当接する
フランジ430とを有し、鏡422の位置調節を可能と
する。案内部427は○−リング432で封止され、プ
ラグ425はフランジ430を貫通するキャップねじ4
33により保持される。レーザ入口管407の端部43
4は角δを2等分する線435に直角に平坦に機械加工
され1面434の浅い座ぐり部436に反射鏡437が
保持リング438とねじ439とによって保持される。
90−α)となり、反射鏡422が角度δを2等分する
線424に直角に基部423に配置される。反射鏡42
2は位置決めプラグ425の端部に当接保持され、かつ
プラグ425にねじ係合する保持キャップ426によっ
て抑留されている。位置決めプラグ425はレーザ入口
ボックス14の厚い斜めの側壁429の孔428に密接
嵌合する案内部427と、取付は座金431に当接する
フランジ430とを有し、鏡422の位置調節を可能と
する。案内部427は○−リング432で封止され、プ
ラグ425はフランジ430を貫通するキャップねじ4
33により保持される。レーザ入口管407の端部43
4は角δを2等分する線435に直角に平坦に機械加工
され1面434の浅い座ぐり部436に反射鏡437が
保持リング438とねじ439とによって保持される。
反射鏡437は例えば砒化ガリウム(GaAs)または
セレン化亜鉛(ZnSe)など、作動ビーム(COZ)
に対しては透明であるが整合用ビーム(I(eNe)に
対しては部分的に反射性の材料からつくる。なお、2つ
のレーザビームの波長の差によって透過性、反射性の差
が生ずる。可視で低出力のレーザビーム420が光パイ
プ15の軸線421と同一直線上にあることを確認する
ため、位置決め用プラグ440が、端板411の中心孔
441に挿入され密接嵌合する。プラグ440は刻み目
つきの外径面と、小径の中心孔442と、大径の端ぐり
孔443とを有する。レーザ装置が正しく位置決めされ
ると可視のビーム420は中心孔442を貫通する。ビ
ーム420はロボット10のそれぞれの鏡を整合させる
ために利用される。高出力の主レーザビーム12は目視
不能であり、このために利用できない。レーザ装置の各
部品を整合せしめたら、位置決め用プラグ440を取り
除く。低出力のレーザ装置418は消してもよいが、大
径の高出力のレーザビーム12を追跡するため消さない
でもよい。
セレン化亜鉛(ZnSe)など、作動ビーム(COZ)
に対しては透明であるが整合用ビーム(I(eNe)に
対しては部分的に反射性の材料からつくる。なお、2つ
のレーザビームの波長の差によって透過性、反射性の差
が生ずる。可視で低出力のレーザビーム420が光パイ
プ15の軸線421と同一直線上にあることを確認する
ため、位置決め用プラグ440が、端板411の中心孔
441に挿入され密接嵌合する。プラグ440は刻み目
つきの外径面と、小径の中心孔442と、大径の端ぐり
孔443とを有する。レーザ装置が正しく位置決めされ
ると可視のビーム420は中心孔442を貫通する。ビ
ーム420はロボット10のそれぞれの鏡を整合させる
ために利用される。高出力の主レーザビーム12は目視
不能であり、このために利用できない。レーザ装置の各
部品を整合せしめたら、位置決め用プラグ440を取り
除く。低出力のレーザ装置418は消してもよいが、大
径の高出力のレーザビーム12を追跡するため消さない
でもよい。
レーザ入口ボックス14には箱形構造を完成させるため
に側方板440が設けられ、板440には貫通孔446
がある。薄い取付板447がガスケットを介して、フラ
ンジ445にキャップねじ448で固定され、取付板4
47は渦流管449を支持し、管449のねじつき端部
450が取付板447と係合してロックナツト451に
よって固定される。渦流管449は例えばヴオルテック
社(Vortec Company、 C1ncinn
ati、 0hio)で販売しているものと同一形式の
ものでよく、圧縮空気が第1の基準温度で側方入口45
2から供給される。渦流、旋転運動を行う低温の空気が
一方の管端部450から出て、高温の空気が他方の管端
部453から出る。低温の空気はボックス14内に流れ
、光パイプ15を通り各種レーザ部品を冷却する。装置
内部はいくらか正圧に保持され、外部環境から汚染物が
大気とともに侵入することを防止する。レーザ取付はブ
ラケット419に空気フィルタ454と圧力制御器45
5とが第3図に示すように直列に渦流管449に連結さ
れ、図示しない空気供給源からの圧縮空気を清浄化し、
制御する。
に側方板440が設けられ、板440には貫通孔446
がある。薄い取付板447がガスケットを介して、フラ
ンジ445にキャップねじ448で固定され、取付板4
47は渦流管449を支持し、管449のねじつき端部
450が取付板447と係合してロックナツト451に
よって固定される。渦流管449は例えばヴオルテック
社(Vortec Company、 C1ncinn
ati、 0hio)で販売しているものと同一形式の
ものでよく、圧縮空気が第1の基準温度で側方入口45
2から供給される。渦流、旋転運動を行う低温の空気が
一方の管端部450から出て、高温の空気が他方の管端
部453から出る。低温の空気はボックス14内に流れ
、光パイプ15を通り各種レーザ部品を冷却する。装置
内部はいくらか正圧に保持され、外部環境から汚染物が
大気とともに侵入することを防止する。レーザ取付はブ
ラケット419に空気フィルタ454と圧力制御器45
5とが第3図に示すように直列に渦流管449に連結さ
れ、図示しない空気供給源からの圧縮空気を清浄化し、
制御する。
冷却用流体を空気ではなく1例えば窒素ガスなどの安価
な不活性ガスを使用してもよいことは当業者に明らかで
ある。
な不活性ガスを使用してもよいことは当業者に明らかで
ある。
本発明の望ましい実施例について上述したが、これは理
解のためで、発明を制限するものではなく、特許請求の
範囲によって限定される範囲内において各種の改変、変
更を行いうる。
解のためで、発明を制限するものではなく、特許請求の
範囲によって限定される範囲内において各種の改変、変
更を行いうる。
〈発明の効果〉
本発明によれば補助レーザビーム装置を利用して主レー
ザビームと送達装置とを整合せしめる小型の信頼性の高
い装置が得られる。
ザビームと送達装置とを整合せしめる小型の信頼性の高
い装置が得られる。
本発明によればレーザビーム送達装置のため調節された
環境をつくるために調節された流体を導入するレーザ装
置が得られる。
環境をつくるために調節された流体を導入するレーザ装
置が得られる。
第1図はレーザロボット装置の側面立面図で、第2図は
第1図の線2−2に沿って示す本発明によるレーザビー
ム組合せ装置の断面図、第3@は第1図の線3−3に沿
って見た正面図である。 11:レーザ発生装置 12:レーザビーム(第1のレーザビーム通路)418
:第2のレーザ発生装置 420:第2のレーザビーム(通路) 409:レーザ入口孔 441;レーザ出口孔 414:第2のレーザ入口孔 437:反射鏡(レーザfi) 422:反射鏡(第2の!り 15.17.18:光パイプ 12:レーザロボット装置 440:位置決め用プラグ 14:ビーム組合せ装W(バウシング)446:流体導
入孔 449:渦流管 454:空気フィルタ 455:圧力制御器
第1図の線2−2に沿って示す本発明によるレーザビー
ム組合せ装置の断面図、第3@は第1図の線3−3に沿
って見た正面図である。 11:レーザ発生装置 12:レーザビーム(第1のレーザビーム通路)418
:第2のレーザ発生装置 420:第2のレーザビーム(通路) 409:レーザ入口孔 441;レーザ出口孔 414:第2のレーザ入口孔 437:反射鏡(レーザfi) 422:反射鏡(第2の!り 15.17.18:光パイプ 12:レーザロボット装置 440:位置決め用プラグ 14:ビーム組合せ装W(バウシング)446:流体導
入孔 449:渦流管 454:空気フィルタ 455:圧力制御器
Claims (7)
- (1)レーザ出口孔に関係的にレーザ入口孔が設けられ
て、箱形のハウジングを貫通する第1のレーザビーム通
路が限定され、第1のレーザビーム通路に横方向に第2
のレーザ入口孔が設けられ、ハウジング内にレーザ鏡が
設けられ、該鏡は、第1のレーザビーム通路と斜めに交
わる前方反射面を有し、該反射面は第2のレーザ入口孔
に関係的に、前記レーザ出口孔を通る第1のレーザビー
ム通路の少なくとも一部と同一線上にある反射線と、該
鏡に対する入射線とを含む第2の非直線のレーザビーム
通路を限定しているレーザビーム組合せ装置。 - (2)第1のレーザ入口孔とレーザ出口孔とが一直線上
にあり、鏡はレーザビームを貫通せしめる鏡手段と後方
面とを有している特許請求の範囲第1項記載のレーザビ
ーム組合せ装置。 - (3)前記レーザ出口孔の中心に位置決め用プラグが取
外し可能に配置され、位置決め用プラグは前記レーザ出
口孔より著しく小さい中心孔を有している特許請求の範
囲第1項記載のレーザビーム組合せ装置。 - (4)前記ハウジングが気密的に封止され、該ハウジン
グ内部に調節された環境流体を供給する手段が設けられ
ている特許請求の範囲第1項記載のレーザビーム組合せ
装置。 - (5)前記流体が冷却空気である特許請求の範囲第4項
記載のレーザビーム組合せ装置。 - (6)前記第1および第2のレーザ入口孔に関連してそ
れぞれ第1および第2のレーザビームがあり、第2のレ
ーザビームが可視スペクトラムのレーザ光を含む特許請
求の範囲第1項記載のレーザビーム組合せ装置。 - (7)第2の鏡がハウジング内に配置され、該第2の鏡
は前記レーザ鏡および第2のレーザ入口孔に関連して設
けられ、第2のレーザビーム通路が第2の鏡の入射線と
反射線とを含み、第2の鏡の反射線が前記レーザ鏡の入
射線となされている特許請求の範囲第1項記載のレーザ
ビーム組合せ装置。
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