(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易構成でレーザ光のビームプロファイルを変更でき使用者がビームプロファイルを複数から容易に選択できるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置は、レーザ発振器と、ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、ハウジング内に供給されたレーザ光Ｌｓのビームプロファイルを、第１及び第２のビームプロファイルに変更する第１及び第２光学素子と、第１及び第２光学素子それぞれを光束Ｌｓに対する進入位置と退避位置との間で移動させるセレクタ駆動部と、セレクタ駆動部により第１及び第２光学素子を退避位置にする第１モードと第１光学素子のみを進入位置とする第２モードと第２光学素子のみを進入位置とする第３モードとに選択的に移行させ、第１及び第２光学素子の移動時にレーザ光Ｌｓを停止させる制御装置とを備える。【選択図】図６
2020116603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に供給されたレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を有し、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動させるセレクタ駆動部と、
前記セレクタ駆動部を動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードとに選択的に移行させると共に、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が前記進入位置と前記退避位置との間を移動するときに前記レーザ光の出力を停止させる制御装置と、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸の方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入射したレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動させるセレクタ駆動部と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸の方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えているレーザ加工ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、レーザ加工において被加工物に照射するレーザ光の光強度分布（以下、ビームプロファイルと称する）を変更する光学装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５００５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたビームプロファイルを変更する光学装置は、構成が複雑である。
レーザ加工装置は、簡易な構成でビームプロファイルを変更できる光学装置を搭載し、レーザ加工において、使用者が、レーザ光のビームプロファイルを、複数の中から容易に選択できることが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成でレーザ光のビームプロファイルを変更でき、使用者が、レーザ光のビームプロファイルを複数の中から容易に選択できるレーザ加工装置及びレーザ加工ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１）  レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に入来したレーザ光の光束が通過した場合に前記光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を有し、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動するセレクタ駆動部と、
前記セレクタ駆動部を動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードと、に選択的に移行させると共に、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が前記進入位置と前記退避位置との間を移動するときに前記レーザ光の出力を停止する制御装置と、
を備えたレーザ加工装置である。
２）  前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする１）に記載のレーザ加工装置である。
３）  前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする１）又は２）に記載のレーザ加工装置である。
４）  前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸の方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする１）〜３）のいずれか１つに記載のレーザ加工装置である。
５）  ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入来したレーザ光の光束が通過した場合に前記光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子を有し、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動するセレクタ駆動部と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸の方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えているレーザ加工ヘッドである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成でレーザ光のビームプロファイルを変更でき、使用者がレーザ光のビームプロファイルを複数の中から容易に選択できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の実施例であるレーザ加工装置５１の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、レーザ加工装置５１が備えるレーザ加工ヘッド２の縦断面図である。
【図３】図３は、セレクタ駆動部２３の動作を説明するための図２におけるＳ３−Ｓ３位置での断面図である。図３（ａ）はガウシアンモードＭ１での状態を示し、図３（ｂ）はフラットモードＭ２での状態を示し、図３（ｃ）はリングモードＭ３での状態を示している。
【図４】図４は、レーザ加工装置５１の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、セレクタ駆動部２３をガウシアンモードＭ１の状態にしてレーザ加工を行う動作を示すフロー図である。
【図６】図６は、セレクタ駆動部２３をフラットモードＭ２の状態にしてレーザ加工を行う動作を示すフロー図である。
【図７】図７は、セレクタ駆動部２３をリングモードＭ３の状態にしてレーザ加工を行う動作を示すフロー図である。
【図８】図８はセレクタ駆動部２３の変形例１であるセレクタ駆動部２３Ａを示す図２におけるＳ３−Ｓ３位置での断面図である。
【図９】図９はセレクタ駆動部２３の変形例２であるセレクタ駆動部２３Ｂを示す図２におけるＳ３−Ｓ３位置での断面図である。
【図１０】図１０は、レーザ加工ヘッド２を、ベースユニットＴ１及びセレクタユニットＴ２に分割した構成を説明するための斜視図である。
【図１１】図１１は、セレクタ光軸方向移動部６０を備えたセレクタユニットＴ２を説明するための縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１１における矢視Ｙ２の側面図である。
【図１３】図１３は、セレクタ光軸方向移動部６０を備えたレーザ加工装置５１１の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４（ａ）は、ファセットレンズ７１１が位置Ａにあるときのファセットレンズ７１１を通過する光束Ｌｓ１を示す模式図であり、図１４（ｂ）は、そのときに得られるビームプロファイルを示す。
【図１５】図１５（ａ）は、ファセットレンズ７１１が位置Ｂにあるときのファセットレンズ７１１を通過する光束Ｌｓ１を示す模式図であり、図１５（ｂ）は、そのときに得られるビームプロファイルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例）
本発明の実施の形態に係るレーザ加工ヘッド及びレーザ加工装置を、実施例のレーザ加工ヘッド２及びレーザ加工装置５１により説明する。
【００１０】
図１は、レーザ加工装置５１の全体構成を示す図である。
レーザ加工装置５１は、レーザ発振器１，レーザ加工ヘッド２，制御装置であるＮＣ装置３，ヘッド駆動部４，及び操作部５を含んで構成されている。
【００１１】
レーザ発振器１は、例えばファイバレーザによって波長１μｍ帯のレーザ光Ｌｓを生成する。生成されたレーザ光Ｌｓは、ファイバケーブル１ａ及びカプラ１ｂを介してレーザ加工ヘッド２に供給される。レーザ発振器１は、ファイバレーザ発振器に限定されず、固体レーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ発振器などであってもよい。なお、波長１μｍ帯とは、波長が１．０６μｍから１．０８μｍを含み、０．９μｍ以上１．１μｍ以下の波長帯を指すこととする。
【００１２】
図１に示されるように、レーザ加工ヘッド２は、ハウジング２１，コリメートレンズ駆動部２２，セレクタ駆動部２３，及び集束レンズ駆動部２４を有する。
図２は、レーザ加工ヘッド２の詳細な構成を示す縦断面図である。図２に示されるように、ハウジング２１は、Ｌ字状に形成されている。
【００１３】
ハウジング２１は、カプラ１ｂが接続された上流ハウジング２１１と、上流ハウジングに接続した角管状の中流ハウジング２１２と、中流ハウジング２１２に対し直交するよう接続された角管状の下流ハウジング２１３と、を有する。
下流ハウジング２１３の先端にはノズルホルダ２１４が取り付けられ、ノズルホルダ２１４には、着脱自在にノズル２１５が取り付けられている。
【００１４】
ハウジング２１の内部には、カプラ１ｂの側から、アパーチャ２１ａ，コリメートレンズ７２，ベンドミラー７３，及び集束レンズ７４が配置されている。また、アパーチャ２１ａとコリメートレンズ７２との間には、セレクタ駆動部２３が配置されている。セレクタ駆動部２３は、ビームプロファイルを変更するための光学素子７１を有する。
レーザ発振器１から供給されたレーザ光Ｌｓは、カプラ１ｂからハウジング２１の内部に発散光として射出される。射出されたレーザ光Ｌｓは、アパーチャ２１ａの開口部２１ａ１及びコリメートレンズ７２を通ってベンドミラー７３で反射し、集束レンズ７４によって所定の焦点位置で集束するようにノズル２１５から被加工部材であるワークＷに向けて射出される。
【００１５】
セレクタ駆動部２３は、レーザ発振器１から供給されたレーザ光Ｌｓのビームプロファイルを変更する光学素子７１を、レーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１に対して進入させた進入位置と待避した退避位置との間で進退させる。セレクタ駆動部２３の詳細は後述する。
【００１６】
図２に示されるように、コリメートレンズ７２は、ハウジング２１の内部でレーザ光Ｌｓの光軸ＣＬ１の方向に移動可能な筒状のコリメートレンズホルダ２１ｂに保持されている。コリメートレンズホルダ２１ｂは、外周部の軸方向中央位置に、雄ねじが形成された雄ねじ部２１ｂ１を有している。
コリメートレンズホルダ２１ｂとハウジング２１との間にはシールリング２１ｃが配置されている。
雄ねじ部２１ｂ１には、雌ねじを有し光軸ＣＬ１の方向への移動が規制されたリングナット２１ｄが螺合している。リングナット２１ｄの外周部にはタイミングベルト２１ｆが巻き掛けられている。
タイミングベルト２１ｆは、モータ２１ｇの駆動軸に取り付けられたプーリ２１ｅにも巻き掛けられている。
この構成により、モータ２１ｇを回転させることでリングナット２１ｄが回転し、コリメートレンズホルダ２１ｂは、コリメートレンズ７２と共に光軸ＣＬ１の方向に移動する。
【００１７】
集束レンズ７４は、集束レンズ駆動部２４の動作によって光軸ＣＬ１の方向に移動する。集束レンズ７４の光軸ＣＬ１の方向の移動によって、ノズル２１５から外部に射出したレーザ光Ｌｓの焦点位置が調整される。
【００１８】
図３は、図２におけるＳ３−Ｓ３位置において、セレクタ駆動部２３をコリメートレンズ７２の側から見た横断面図である。
図３に示されるように、セレクタ駆動部２３は、光軸ＣＬ１を挟んで径方向に対向する位置に配置された２つのモード切替ユニットＴＳ１，ＴＳ２を有する。
【００１９】
ハウジング２１の中流ハウジング２１２には、光軸ＣＬ１を挟んで対向する位置に、開口部２１ｊ，２１ｋが形成されている。
モード切替ユニットＴＳ１は、ベースプレート２３ａ，エアシリンダ２３ｂ，及びレンズマウント２３ｃを有する。
モード切替ユニットＴＳ２は、ベースプレート２３ｄ，エアシリンダ２３ｅ，及びレンズマウント２３ｆを有する。
モード切替ユニットＴＳ１のレンズマウント２３ｃには、第１光学素子としてアキシコンレンズ７１１が取り付けられ、モード切替ユニットＴＳ２のレンズマウント２３ｆには、第２光学素子としてファセットレンズ７１２が取り付けられている。
【００２０】
レンズマウント２３ｃ，２３ｆは、エアシリンダ２３ｂ，２３ｅのシリンダロッド２３ｇ，２３ｈの先端に取り付けられている。エアシリンダ２３ｂ，２３ｅは、それぞれベースプレート２３ａ，２３ｄに取り付けられている。ベースプレート２３ａ，２３ｄは、中流ハウジング２１２の対向する位置の外側面に取り付けられている。
【００２１】
モード切替ユニットＴＳ１は、エアシリンダ２３ｂの動作により、レンズマウント２３ｃが開口部２１ｊを通して光軸ＣＬ１に離接する径方向に移動する。詳しくは、図３（ａ），（ｂ）に示される、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１に掛からない退避位置と、図３（ｃ）に示される、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１の全体に掛かるように光路に進入した進入位置と、の間で移動する。
【００２２】
エアシリンダ２３ｂは、シリンダロッド２３ｇの位置に応じてＯＮ／ＯＦＦする２つのシリンダスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有する。
シリンダスイッチＳＷ１は、シリンダロッド２３ｇが引き込まれてアキシコンレンズ７１１が退避位置にあるときにＯＮとなり、退避位置にないときＯＦＦとなる。
シリンダスイッチＳＷ２は、シリンダロッド２３ｇが延び出てアキシコンレンズ７１１が進入位置にあるときにＯＮとなり、進入位置にないときＯＦＦとなる。
少なくともアキシコンレンズ７１１は、進入位置において、中心位置が光軸ＣＬ１と実質的に一致するようになっている。
【００２３】
モード切替ユニットＴＳ２は、エアシリンダ２３ｅの動作により、レンズマウント２３ｆが開口部２１ｋを通して光軸ＣＬ１に離接する径方向に移動する。詳しくは、図３（ａ），（ｃ）に示される、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１に掛からない退避位置と、図３（ｂ）に示される、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１の全体に掛かるように光路に進入した進入位置と、の間で移動する。
【００２４】
エアシリンダ２３ｅは、シリンダロッド２３ｈの位置に応じてＯＮ／ＯＦＦする２つのシリンダスイッチＳＷ３，ＳＷ４を有する。
シリンダスイッチＳＷ３は、シリンダロッド２３ｈが引き込まれてファセットレンズ７１２が退避位置にあるときにＯＮとなり、退避位置にないときＯＦＦとなる。
シリンダスイッチＳＷ４は、シリンダロッド２３ｈが延び出てファセットレンズ７１２が進入位置にあるときにＯＮとなり、進入位置にないときＯＦＦとなる。
【００２５】
上述の構成により、セレクタ駆動部２３は、３つのモードに選択的に移行できるようになっている、レーザ光Ｌｓのビームプロファイルは、それぞれのモードで異なるタイプに変更される。
３つのモードは、ガウシアンモードＭ１，フラットモードＭ２，及びリングモードＭ３であり、それぞれ第１モードＭ１，第２モードＭ２，及び第３モードＭ３とも称する。
レーザ加工ヘッド２及びそれを備えたレーザ加工装置５１は、レーザ光Ｌｓを、第１〜第３モードＭ１〜Ｍ３の３つのモードのうちから選択された１つのモードに対応したビームプロファイルで、ノズル２１５から射出できる。
【００２６】
図３（ａ）は、第１モードＭ１を示しており、このモードにおいてビームプロファイルは、基本のビームプロファイルであるガウシアンタイプＰ１となる。第１モードＭ１は、アキシコンレンズ７１１及びファセットレンズ７１２が共に光束Ｌｓ１に掛からない状態で得られる。ガウシアンタイプＰ１は、光強度分布が光軸ＣＬ１を中心として径方向に正規分布する。
図３（ｂ）は、第２モードＭ２を示しており、このモードにおいてビームプロファイルは、基本のビームプロファイルとは異なる第１のビームプロファイルのフラットタイプＰ２となる。第２モードＭ２は、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１に掛かった状態で得られる。フラットタイプＰ２は、光強度分布が、光軸ＣＬ１を含む円形の範囲において概ね平坦となる。
図３（ｃ）は、第３モードＭ３を示しており、このモードにおいてビームプロファイルは、第２のビームプロファイルのリングタイプＰ３となる。第３モードＭ３は、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１に掛かった状態で得られる。リングタイプＰ３は、光強度分布が、光軸ＣＬ１を中心として所定の半径位置が極大となる。
【００２７】
ヘッド駆動部４は、レーザ加工ヘッド２を、不図示のワークテーブル上に載置されたワークＷ（図１及び図２参照）に対して平行な２軸及び直交する１軸の合計３軸方向それぞれに独立に移動させる。
操作部５は、作業者が、データ或いは動作指示をＮＣ装置３に対して入力する装置として設けられている。
【００２８】
図４は、レーザ加工装置５１の構成を示すブロック図である。
ＮＣ装置３は、レーザ発振器１，ヘッド駆動部４，モータ２１ｇ，エアシリンダ２３ｂ，２３ｅ，及び集束レンズ駆動部２４の動作を制御する。
ＮＣ装置３には、シリンダスイッチＳＷ１〜ＳＷ４それぞれのＯＮ／ＯＦＦの状態、並びに、ヘッド駆動部４及び集束レンズ駆動部２４の動作状態がフィードバックされる。また、ＮＣ装置３には、操作部５から入力された操作情報が供給される。
【００２９】
ＮＣ装置３は、ワークＷに施す加工内容に適したビームプロファイルが得られるセレクタ駆動部２３のモードを、次に図５〜図７を参照して説明する３つのモードのいずれかに選択的に設定し、レーザ加工を実行する。
３つのモードの中からどのモードを選択するかは、作業者による操作部５からの入力によって、又はあらかじめ外部から供給された加工プログラムによって指示される。
【００３０】
以下に説明する例では、セレクタ駆動部２３のホームポジションとなる基本状態において、アキシコンレンズ７１１及びファセットレンズ７１２は共に光束Ｌｓ１から退避した第１モードＭ１とされ、レーザ発振器１はレーザ光Ｌｓの出力を停止している。
第１モードＭ１は、主としてピアス加工及び薄板加工に適用される。
第２モードＭ２は、主としてステンレス鋼材の低面粗度の高品位切断加工に適用される。
第３モードＭ３は、主として中厚板の加工に適用される。
【００３１】
（１）第１モードＭ１（ガウシアンモード）〔図５参照〕
まず、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ１がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ１１）。
（Ｓｔｅｐ１１）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｂを動作させてレンズマウント２３ｃを光束Ｌｓ１から退避させる（Ｓｔｅｐ１２）。
（Ｓｔｅｐ１１）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ３がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ１３）。
【００３２】
（Ｓｔｅｐ１３）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｅを動作させてレンズマウント２３ｆを光束Ｌｓ１から退避させる（Ｓｔｅｐ１４）。
（Ｓｔｅｐ１３）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、レーザ発振器１を動作させてレーザ光Ｌｓを射出する（Ｓｔｅｐ１５）。
【００３３】
ＮＣ装置３は、レーザ加工が完了したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１６）。
（Ｓｔｅｐ１６）の判定がＮｏの場合はレーザ光Ｌｓの射出を維持し、（Ｓｔｅｐ１６）の判定がＹｅｓの場合はレーザ光Ｌｓの射出を停止し（Ｓｔｅｐ１７）、設定を終了する。
【００３４】
（２）第２モードＭ２（フラットモード）〔図６参照〕
まず、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ１がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ２１）。
（Ｓｔｅｐ２１）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｂを動作させてレンズマウント２３ｃを光束Ｌｓ１から退避した退避位置に移動する（Ｓｔｅｐ２２）。
【００３５】
（Ｓｔｅｐ２１）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ３がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ２３）。
（Ｓｔｅｐ２３）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｅを動作させてレンズマウント２３ｆを光束Ｌｓ１から退避した退避位置に移動し、基本状態とする（Ｓｔｅｐ２４）。
【００３６】
（Ｓｔｅｐ２３）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｅを動作させて、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１に掛かるようにレンズマウント２３ｆを進入位置に移動する（Ｓｔｅｐ２５）。
ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ４がＯＮになったか否かを判定する（Ｓｔｅｐ２６）。
【００３７】
（Ｓｔｅｐ２６）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、移動に失敗したとして（Ｓｔｅｐ２５）を再度実行する。
（Ｓｔｅｐ２６）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、レーザ発振器１を動作させてレーザ光Ｌｓを射出する（Ｓｔｅｐ２７）。
【００３８】
ＮＣ装置３は、加工プログラムの進行状況からレーザ加工が完了したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ２８）。
（Ｓｔｅｐ２８）の判定がＮｏの場合はレーザ光Ｌｓの射出を維持し、Ｙｅｓの場合はレーザ光Ｌｓの射出を停止する（Ｓｔｅｐ２９）。
（Ｓｔｅｐ２９）を実行後、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｅを動作させてレンズマウント２３ｆを退避位置に移動する（Ｓｔｅｐ２９１）。
【００３９】
ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ３がＯＮになったか否かを判定する（Ｓｔｅｐ２９２）。
（Ｓｔｅｐ２９２）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、移動に失敗したとして（Ｓｔｅｐ２９１）を再度実行する。
（Ｓｔｅｐ２９２）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、ファセットレンズ７１２が退避位置に戻り基本状態になったとして終了する。
【００４０】
（３）第３モードＭ３（リングモード）〔図７参照〕
まず、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ１がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ３１）。
（Ｓｔｅｐ３１）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｂを動作させてレンズマウント２３ｃを光束Ｌｓ１から退避した退避位置に移動する（Ｓｔｅｐ３２）。
（Ｓｔｅｐ３１）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ３がＯＮになっているかを判定する（Ｓｔｅｐ３３）。
【００４１】
（Ｓｔｅｐ３３）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｅを動作させてレンズマウント２３ｆを光束Ｌｓ１から退避した退避位置に移動し、基本状態とする（Ｓｔｅｐ３４）。
（Ｓｔｅｐ３３）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｂを動作させて、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１に掛かるようにレンズマウント２３ｃを進入位置に移動する（Ｓｔｅｐ３５）。
【００４２】
ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ２がＯＮになったか否かを判定する（Ｓｔｅｐ３６）。
（Ｓｔｅｐ３６）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、移動に失敗したとして（Ｓｔｅｐ３５）を再度実行する。
（Ｓｔｅｐ３６）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、レーザ発振器１を動作させてレーザ光Ｌｓを射出する（Ｓｔｅｐ３７）。
【００４３】
ＮＣ装置３は、加工プログラムの進行状況からレーザ加工が完了したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ３８）。
（Ｓｔｅｐ３８）の判定がＮｏの場合はレーザ光Ｌｓの射出を維持し、Ｙｅｓの場合はレーザ光Ｌｓの射出を停止する（Ｓｔｅｐ３９）。
（Ｓｔｅｐ３９）を実行後、ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｂを動作させてレンズマウント２３ｃを退避位置に移動する（Ｓｔｅｐ３９１）。
【００４４】
ＮＣ装置３は、シリンダスイッチＳＷ１がＯＮになったか否かを判定する（Ｓｔｅｐ３９２）。
（Ｓｔｅｐ３９２）の判定がＮｏの場合、ＮＣ装置３は、移動に失敗したとして（Ｓｔｅｐ３９１）を再度実行する。
（Ｓｔｅｐ３９２）の判定がＹｅｓの場合、ＮＣ装置３は、アキシコンレンズ７１１が退避位置に戻り基本状態になったとして設定を終了する。
【００４５】
上述のように、アキシコンレンズ７１１及びファセットレンズ７１２を退避位置と進入位置との間で移動させる際には、レーザ光Ｌｓの照射を停止する。すなわち、レーザ光Ｌｓは、アキシコンレンズ７１１及びファセットレンズ７１２の一方が、必ず光束Ｌｓ１の全体に掛かる位置に静止している場合と、両方が光束Ｌｓ１に掛からない退避位置で静止している場合のみ、レーザ発振器１からレーザ加工ヘッド２に供給される。
これにより、ハウジング２１内を通過中のレーザ光Ｌｓをレンズマウント２３ｃ，２３ｆが横切りハウジング２１内の不要な部位にレンズマウント２３ｃにおいて反射したレーザ光Ｌｓの反射光が達するという不具合が防止される。また、ワークＷに照射されるレーザ光Ｌｓが不安定になって加工精度或いは仕上がりなどに影響が及ぶ、という不具合が防止される。
【００４６】
第２モードＭ２において、進入位置にあるファセットレンズ７１２は、中心がレーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１の中心と完全に合致していなくてもよい。すなわち、光束Ｌｓ１の全体がファセットレンズ７１２を通過すれば、中心が僅かにずれていても実用上の不具合は生じない。
一方、第３モードＭ３において、進入位置にあるアキシコンレンズ７１１は、中心がレーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１の中心と精度良く一致していることが望ましい。
すなわち、アキシコンレンズ７１１によって得られるリングタイプのビームプロファイルは、そのリングの中心位置が、第１モードＭ１のガウシアンタイプの光束Ｌｓ１の中心位置と高精度に一致している必要がある。
【００４７】
そこで、セレクタ駆動部２３を、少なくともアキシコンレンズ７１１が取り付けられたレンズマウント２３ｃを、１本ではなく２本のロッドで支持するようにしてもよい。
図８は、レンズマウント２３ｃ及びレンズマウント２３ｆを共に２本のロッドで支持したセレクタ駆動部２３Ａを示す。
図８に示されるように、セレクタ駆動部２３Ａは、エアシリンダ２３ｂを、エアシリンダ２３ｂ１とリニアガイド２３ｂ２とを並設したものとし、エアシリンダ２３ｅを、エアシリンダ２３ｅ１とリニアガイド２３ｅ２とを並設したものとしている。
【００４８】
エアシリンダ２３ｂを代表として説明すると、レンズマウント２３ｃは、エアシリンダ２３ｂのシリンダロッド２３ｇ１及びシリンダロッド２３ｇ１に平行に配置されてその軸方向に移動するロッド２３ｇ２によって支持されている。
エアシリンダ２３ｂとしてシリンダロッド２３ｇ１のストローク調整が可能なものとし、レンズマウント２３ｃを高精度で軸方向に移動するロッド２３ｇ２にも支持させる。
これにより、アキシコンレンズ７１１が進入位置にあるときの中心を、レーザ光Ｌｓの光軸ＣＬ１と高精度に一致させると共に、その位置を振れることなく維持できる。図８において、この構成は、レンズマウント２３ｆについても同様である。
【００４９】
上述の構成において、ノズル２１５から外部に射出するレーザ光Ｌｓの焦点位置は、既述のように集束レンズ７４を移動させて調整可能である。
一方、セレクタ駆動部２３の動作により焦点位置が移動した場合、その焦点位置は、コリメートレンズ駆動部２２を動作させてコリメートレンズ７２を光軸ＣＬ１の方向に移動させることで調整できる。
【００５０】
セレクタ駆動部２３，２３Ａを搭載したレーザ加工ヘッド２及びそのレーザ加工ヘッド２を備えたレーザ加工装置５１は、上述のように簡易な構成でノズル２１５から射出するレーザ光Ｌｓのビームプロファイルを変更できる。また、レーザ加工装置５１の使用者は、レーザ光Ｌｓのビームプロファイルを、３種類のなかから１つ、他の光学素子を交換することなく容易に選択して設定できる。
【００５１】
レーザ加工ヘッド２及びレーザ加工装置５１は、一連のレーザ加工の途中においても、レーザ加工ヘッド２のワークＷに対する位置を変えることなく、ノズル２１５から射出するレーザ光Ｌｓのビームプロファイルを、加工内容に対応して適宜変更することができる。これにより、ビームプロファイルの変更に要する時間は短く、ビームプロファイルの変更に伴う加工効率低下を抑制できる。
【００５２】
レーザ加工ヘッド２を備えたレーザ加工装置５１は、ビームプロファイルの変更動作中、レーザ光Ｌｓの射出を自動的に停止する。
これにより、レーザ光Ｌｓがレーザ加工ヘッド２の内部の不要な部位へ照射されることによる損傷や熱劣化などの不具合、及びノズル２１５から射出したレーザ光Ｌｓが不安定になることで生じるワークＷの加工部位の不具合を回避できる。
そのため、レーザ加工ヘッド２が長寿命化し、ワークＷから得る製品の品質が維持できる。
【００５３】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【００５４】
セレクタ駆動部２３は、レーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１に２つの光学素子を選択的に挿入するものに限らず、３つ以上の光学素子の中から１つを選択的に挿入可能なものであってもよい。
図９は、その一例として、３つの光学素子の内の１つを、光束Ｌｓ１に選択的に挿入可能な変形例としてのセレクタ駆動部２３Ｂを示す。
【００５５】
セレクタ駆動部２３Ｂは、セレクタ駆動部２３Ａに対し、レンズマウント２３ｃ，２３ｆの移動方向に対して直交方向に移動するレンズマウント２３ｊを有する。
レンズマウント２３ｊは、レンズマウント２３ｃ，２３ｆと同様に、シリンダロッド２３ｋ１及びロッド２３ｋ２の２本のロッドに支持されている。
シリンダロッド２３ｋ１はエアシリンダ２３ｊ１の動作により光束Ｌｓ１に対し進退する。ロッド２３ｋ２は、リニアガイド２３ｊ２のロッドであって、実質的に振れもなくレンズマウント２３ｃ，２３ｆに連結されてシリンダロッド２３ｋ１の動作に従動する。
【００５６】
レンズマウント２３ｊは、アパーチャ７１３を保持している。この構成において、ＮＣ装置３は、上述の（２）及び（３）と同様にエアシリンダ２３ｊ１を動作させて、アパーチャ７１３を光束Ｌｓ１に対し進入及び退避させる。ＮＣ装置３は、エアシリンダ２３ｊ１の動作中、レーザ光Ｌｓの出力を停止する。
【００５７】
アパーチャ７１３を光束Ｌｓ１に掛かるように挿入することで、光束Ｌｓ１の範囲の内、加工に利用する範囲を絞り込むことができる。すなわち、アパーチャ７１３は、その形状に応じて光束Ｌｓ１の輪郭を整形する。
３つ目のレンズマウント２３ｊが保持する光学素子は、アパーチャ７１３に限ることはなく、光束Ｌｓ１を加工するものであれば自由に用いることができる。
【００５８】
セレクタ駆動部２３Ｂにおいて、レンズマウント２３ｊに対向する位置に、さらにレンズマウント２３ｊの移動方向に移動する４つ目のレンズマウントを配置してもよい。
【００５９】
レンズマウント２３ｃ，２３ｆ，２３ｊは、先端部は、形状が円弧状のものに限定されず、図８及び図９に示されるように、幾何学上の円の弦の部分となるようカットしたカット部２３ｃ１，２３ｆ１，２３ｊ３を有するものであってもよい。
カット部２３ｃ１，２３ｆ１，２３ｊ３を有すると、レンズマウント２３ｃ，２３ｆ，２３ｊの退避位置を、レーザ光Ｌｓの光軸ＣＬ１に近づけることができる。従って、セレクタ駆動部２３，２３Ａ，２３Ｂを小さくできる。すなわち、レーザ加工ヘッド２をコンパクト化できる。
【００６０】
図１０に示されるように、レーザ加工ヘッド２は、複数のユニットを連結したものであってもよい。
複数のユニットは、例えばコリメートレンズホルダ２１ｂを含む下流側の部分のベースユニットＴ１と、コリメートレンズホルダ２１ｂよりも上流側の、セレクタ駆動部２３を含む部分をセレクタユニットＴ２である。
セレクタユニットＴ２として、複数の種類のものを用意しておくとよい。例えば、セレクタ駆動部２３，２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ搭載した３種類である。
【００６１】
これにより、レーザ加工ヘッド２は、ベースユニットＴ１を共通とし、異なる仕様のセレクタユニットＴ２を自由に選択して装着できるので、ベースユニットＴ１の汎用化によるコストダウンが期待される。
また、使用者がレーザ加工装置５１を導入する際に、その使用者が行う加工内容に最適な仕様のセレクタユニットＴ２を選択して導入できるので、使用者にとって過剰な機能を有するユニットの導入が回避され、導入費用を抑制できる。
【００６２】
レーザ加工ヘッド２は、搭載したセレクタ駆動部２３，２３Ａ，２３Ｂのいずれかを光軸ＣＬ１の方向に移動可能とするセレクタ光軸方向移動部６０を備えていてもよい。
図１１は、レーザ加工ヘッド２のセレクタユニットＴ２において、セレクタ駆動部２３のレンズマウント２３ｃ，２３ｆを光軸ＣＬ１の方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部６０を備えた例を示す縦断面図である。また、図１２は、図１１における矢視Ｙ２図である。
セレクタ光軸方向移動部６０は、セレクタ駆動部２３，２３Ａ，２３Ｂのいずれかの全体を移動させるものでなくてもよく、少なくともレンズマウント２３ｃ，２３ｆのうちの少なくとも一方を光軸ＣＬ１の方向に移動するものであればよい。
【００６３】
図１１及び図１２に示されるように、セレクタユニットＴ２は、ハウジング２１における上流ハウジング２１１に相当するセレクタハウジング２１Ｍを有する。
セレクタハウジング２１Ｍは、カプラ１ｂを保持するアダプタ２１Ｍａを有する。
セレクタハウジング２１Ｍは、開口部２１ｊ，２１ｋに相当する開口部６３,６４を有する。開口部６３，６４は、光軸ＣＬ１の方向に長い長孔として形成され、それぞれレンズマウント２３ｃ，２３ｆが径方向に通過可能となっている。
【００６４】
レンズマウント２３ｃには、アキシコンレンズ７１１が取り付けられ、レンズマウント２３ｆには、ファセットレンズ７１２が取り付けられている。
レンズマウント２３ｃ，２３ｆを支持するシリンダロッド２３ｇ１，２３ｈ１は、エアシリンダ２３ｂ，２３ｅの動作で、光軸ＣＬ１に向かって交互に接近するようになっている。
【００６５】
エアシリンダ２３ｂ，２３ｅは、それぞれスライダ６７，６８に固定され、スライダ６７，６８は、光軸ＣＬ１の方向に延びるように配置されたガイド６５，６６により光軸ＣＬ１の方向（図１２における矢印ＤＲａの方向）に移動可能に支持されている。
一方、セレクタハウジング２１Ｍには、開口部６３，６４に対応した位置に、径方向外方に張り出すセレクタベース２１Ｍｂ，２１Ｍｃを有する。
セレクタベース２１Ｍｂには、リニアアクチュエータ６１及びスライダ６７が取り付けられている。セレクタベース２１Ｍｃには、リニアアクチュエータ６２及びスライダ６８が取り付けられている。
スライダ６７，６８は、リニアアクチュエータ６１，６２の、光軸ＣＬ１の方向に延びる回転駆動軸６１ａ，６２ａに螺合している。
これにより、リニアアクチュエータ６１，６２が動作すると、スライダ６７,６８がなめらかに光軸ＣＬ１の方向に移動する。すなわち、レーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１に進入した光学素子７１を光軸ＣＬ１の方向に移動できる。
具体的には、レンズマウント２３ｃ及び２３ｆは、実線で示された位置Ａと、鎖線で示されたアパーチャ２１ａに接近した位置Ｂとの間を独立して移動し、位置Ａと位置Ｂとの間の任意の位置で位置決め可能となっている。
【００６６】
図１２には、実線で、アキシコンレンズ７１１が位置Ａで光束Ｌｓ１に進入した状態が示されている。
【００６７】
図１３は、セレクタ光軸方向移動部６０を備えたレーザ加工装置５１１の構成を示すブロック図である。レーザ加工装置５１１において、リニアアクチュエータ６１，６２の動作は、ＮＣ装置３によって制御される。
リニアアクチュエータ６１，６２の動作に伴い、アキシコンレンズ７１１，ファセットレンズ７１２の光軸ＣＬ１の方向の位置に対応したスライダ６７，６８の位置は、不図示のエンコーダによって測定され位置情報としてＮＣ装置３にフィードバックされる。
【００６８】
ファセットレンズ７１２を光軸ＣＬ１の方向に移動することで、得られるフラットタイプのビームプロファイルを微調整できる。
図１４（ａ）は、ファセットレンズ７１２が位置Ａにあるときの、ファセットレンズ７１２を通過するレーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１を模式的に示している。
図１４（ｂ）は、ファセットレンズ７１２が位置Ａにあるときの光束Ｌｓ１のビームプロファイルを示しており、既述のフラットタイプＰ２のビームプロファイルが得られる。
【００６９】
図１５（ａ）は、ファセットレンズ７１２が位置Ｂにあるときの、ファセットレンズ７１２を通過するレーザ光Ｌｓの光束Ｌｓ１を模式的に示している。
図１５（ｂ）は、ファセットレンズ７１２が位置Ｂにあるときの光束Ｌｓ１のビームプロファイルを示しており、ガウシアンタイプにおける高い強度の部分がフラット化された中間タイプＰ４のビームプロファイルが得られる。
【００７０】
ファセットレンズ７１２を位置Ａと位置Ｂとの間で移動させると、得られるビームプロファイルは、図１４（ｂ）に示されたフラットタイプＰ２と図１５（ｂ）に示された中間タイプＰ４との間の任意の位置に対応した中間形状として得られる。
【００７１】
このように、セレクタ光軸方向移動部６０を備えたレーザ加工装置５１１は、加工条件に対しより高度に最適化されたビームプロファイルを容易に設定できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  レーザ発振器
１ａ  ファイバケーブル
１ｂ  カプラ
２  レーザ加工ヘッド
２１  ハウジング
２１１  上流ハウジング
２１２  中流ハウジング
２１３  下流ハウジング
２１４  ノズルホルダ
２１５  ノズル
２１ａ  アパーチャ
２１ａ１  開口部
２１ｂ  コリメートレンズホルダ
２１ｂ１  雄ねじ部
２１ｃ  シールリング
２１ｄ  リングナット
２１ｅ  プーリ
２１ｆ  タイミングベルト
２１ｇ  モータ
２１ｊ，２１ｋ  開口部
２１Ｍ  セレクタハウジング
２１Ｍａ  アダプタ
２１Ｍｂ，２１Ｍｃ  セレクタベース
２２  コリメートレンズ駆動部
２３，２３Ａ，２３Ｂ  セレクタ駆動部
２３ａ，２３ｄ  ベースプレート
２３ｂ，２３ｂ１，２３ｅ，２３ｅ１，２３ｊ１  エアシリンダ
２３ｂ２，２３ｅ２  リニアガイド
２３ｇ，２３ｇ１，２３ｈ，２３ｈ１，２３ｋ１  シリンダロッド
２３ｇ２，２３ｋ２  ロッド
２３ｃ，２３ｆ，２３ｊ  レンズマウント
２３ｃ１，２３ｆ１，２３ｊ３  カット部
２３ｂ２，２３ｅ２，２３ｊ２  リニアガイド
２４  集束レンズ駆動部
３  ＮＣ装置（制御装置）
４  ヘッド駆動部
５  操作部
５１，５１１  レーザ加工装置
６０  セレクタ光軸方向移動部
６１，６２  リニアアクチュエータ
６１ａ，６２ａ  回転駆動軸
６３，６４  開口部
６５，６６  ガイド
６７，６８  スライダ
７１  光学素子
７１１  アキシコンレンズ
７１２  ファセットレンズ
７１３  アパーチャ
７２  コリメートレンズ
７３  ベンドミラー
７４  集束レンズ
ＣＬ１  光軸
Ｌｓ  レーザ光
Ｌｓ１  光束
Ｍ１  ガウシアンモード（第１モード）
Ｍ２  フラットモード（第２モード）
Ｍ３  リングモード（第３モード）
Ｐ１  ガウシアンタイプ
Ｐ２  フラットタイプ
Ｐ３  リングタイプ
Ｐ４  中間タイプ
ＳＷ１〜ＳＷ４  シリンダスイッチ
ＴＳ１，ＴＳ２  モード切替ユニット
Ｔ１  ベースユニット
Ｔ２  セレクタユニット
Ｗ  ワーク（被加工部材）
【図１】
2020116603.tif 000003
【図２】
2020116603.tif 000004
【図３】
2020116603.tif 000005
【図４】
2020116603.tif 000006
【図５】
2020116603.tif 000007
【図６】
2020116603.tif 000008
【図７】
2020116603.tif 000009
【図８】
2020116603.tif 000010
【図９】
2020116603.tif 000011
【図１０】
2020116603.tif 000012
【図１１】
2020116603.tif 000013
【図１２】
2020116603.tif 000014
【図１３】
2020116603.tif 000015
【図１４】
2020116603.tif 000016
【図１５】
2020116603.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月25日(2019.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１）  レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に入来したレーザ光の光束が通過した場合に前記光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジングに設けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が取り付けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動するセレクタ駆動部と、
前記セレクタ駆動部を動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードと、に選択的に移行させると共に、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が前記進入位置と前記退避位置との間を移動するときに前記レーザ光の出力を停止する制御装置と、
を備えたレーザ加工装置である。
２）  前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする１）に記載のレーザ加工装置である。
３）  前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする１）又は２）に記載のレーザ加工装置である。
４）  前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする１）〜３）のいずれか１つに記載のレーザ加工装置である。
５）  ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入来したレーザ光の光束が通過した場合に前記光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子を有し、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動するセレクタ駆動部と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えているレーザ加工ヘッドである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に供給されたレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が取り付けられ、前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動させるセレクタ駆動部と、
前記セレクタ駆動部を動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードとに選択的に移行させると共に、前記第１光学素子及び前記第２光学素子が前記進入位置と前記退避位置との間を移動するときに前記レーザ光の出力を停止させる制御装置と、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入射したレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子それぞれを、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で独立して移動させるセレクタ駆動部と、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えているレーザ加工ヘッド。
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月8日(2020.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１）  レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に供給されたレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子を、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記レーザ光の光軸の径方向に移動させる第１のモード切替ユニットと、前記第２光学素子を前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記光軸の径方向に移動させる第２のモード切替ユニットとを、前記光軸を挟んで径方向に対向する位置に有するセレクタ駆動部と、
前記第１のモード切替ユニットと前記第２のモード切替ユニットとを動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードとに選択的に移行させる制御装置と、
を備えたレーザ加工装置である。
２）  前記制御装置は、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を前記進入位置と前記退避位置との間で移動させるときに前記レーザ光の出力を停止することを特徴とする１）に記載のレーザ加工装置である。
３）  前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする１）又は２）に記載のレーザ加工装置である。
４）  前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする１）〜３）のいずれか一つに記載のレーザ加工装置である。
５）  前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする１）〜４）のいずれか一つに記載のレーザ加工装置である。
６）  ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入射したレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子を、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記レーザ光の光軸の径方向に移動させる第１のモード切替ユニットと、前記第２光学素子を前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記光軸の径方向に移動させる第２のモード切替ユニットとを、前記光軸を挟んで径方向に対向する位置に有するセレクタ駆動部と、
を備えているレーザ加工ヘッドである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
モード切替ユニットＴＳ１は、エアシリンダ２３ｂの動作により、レンズマウント２３ｃが開口部２１ｊを通して光軸ＣＬ１に離隔接近する径方向に移動する。詳しくは、図３（ａ），（ｂ）に示される、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１に掛からない退避位置と、図３（ｃ）に示される、アキシコンレンズ７１１が光束Ｌｓ１の全体に掛かるように光路に進入した進入位置と、の間で移動する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
モード切替ユニットＴＳ２は、エアシリンダ２３ｅの動作により、レンズマウント２３ｆが開口部２１ｋを通して光軸ＣＬ１に離隔接近する径方向に移動する。詳しくは、図３（ａ），（ｃ）に示される、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１に掛からない退避位置と、図３（ｂ）に示される、ファセットレンズ７１２が光束Ｌｓ１の全体に掛かるように光路に進入した進入位置と、の間で移動する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
ハウジングを有するレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ発振器から出力され前記ハウジングの内部に供給されたレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子を、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記レーザ光の光軸の径方向に移動させる第１のモード切替ユニットと、前記第２光学素子を前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記光軸の径方向に移動させる第２のモード切替ユニットとを、前記光軸を挟んで径方向に対向する位置に有するセレクタ駆動部と、
前記第１のモード切替ユニットと前記第２のモード切替ユニットとを動作させて、前記第１光学素子及び前記第２光学素子の両方を前記退避位置に維持する第１モードと、前記第１光学素子を進入位置とし前記第２光学素子を退避位置として維持する第２モードと、前記第１光学素子を退避位置とし前記第２光学素子を進入位置として維持する第３モードとに選択的に移行させる制御装置と、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１光学素子及び前記第２光学素子を前記進入位置と前記退避位置との間で移動させるときに前記レーザ光の出力を停止することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記レーザ光は、前記レーザ発振器からファイバケーブル及びカプラを介して前記ハウジングに供給され、
前記レーザ加工ヘッドは、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含まないベースユニットと、前記カプラ及び前記セレクタ駆動部を含むセレクタユニットと、を含んで構成され、
前記セレクタユニットは、前記ベースユニットに対し着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記第１光学素子はアキシコンレンズであり、前記第２光学素子はファセットレンズであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記第１光学素子及び前記第２光学素子の少なくとも一方を前記光束の光軸と平行な方向に移動させるセレクタ光軸方向移動部を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
ハウジングと、
外部から前記ハウジングの内部に入射したレーザ光の光束のビームプロファイルを、第１のビームプロファイルに変更する第１光学素子及び第２のビームプロファイルに変更する第２光学素子と、
前記ハウジング内に設けられ、前記第１光学素子を、前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記レーザ光の光軸の径方向に移動させる第１のモード切替ユニットと、前記第２光学素子を前記光束に対し進入した進入位置と退避した退避位置との間で前記光軸の径方向に移動させる第２のモード切替ユニットとを、前記光軸を挟んで径方向に対向する位置に有するセレクタ駆動部と、
を備えているレーザ加工ヘッド。