(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から出射されたレーザビームを伝送させる反射ミラーであって、前記レーザビームが所定入射角で入射されるガラス層と、該ガラス層と同一の屈折率を有する材料からなり前記ガラス層を透過した直後のレーザビームが入射されるプリズムと、該プリズムを透過した直後のレーザビームが入射される減衰膜と、を具備して、前記減衰膜は、前記ガラス層の表面で分光して該ガラス層を透過したレーザビームと直交する前記プリズムの側面に設けられて、厚みをλ／２ｎ（だだし、λはレーザビームの波長、ｎは減衰膜の屈折率、すなわちガラス層の屈折率）に形成したことを特徴とする反射ミラー。
【請求項２】
前記ガラス層と前記プリズムとの間隙に前記プリズムと同一の屈折率を有する部材を埋設することを特徴とする請求項１に記載の反射ミラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射ミラーに関し、特に、レーザビームをターゲットに向けて伝送する反射ミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＮＣ制御装置を備えるレーザ溶接機においては、溶接加工プログラムの位置データをティーチング入力する機能を備えるものが知られている。上記レーザ溶接機では、溶接用レーザビームと同一の経路で伝送されたティーチング用レーザビーム（一般に、Ｈｅ-Ｎｅレーザが用いられる）がワーク上に照射され、該ワークに現出したターゲットをＮＣ制御装置に接続されたコンソールのジョイスティック等を操作して被溶接部に沿って移動させることでＮＣ制御装置に溶接加工プログラムの位置データが入力される構造になっている。このようなティーチング入力は、例えば、自動車の燃料タンクのように複雑な形状の接合面を有するワークの溶接加工プログラムの作成に用いられる。
【０００３】
ティーチング用レーザビーム（以下、ティーチング光と称す）は、Ｈｅ-Ｎｅレーザ発振器等の光源から出射されて光伝送ケーブルで伝送される。そして、図３に示すように、該光伝送ケーブルから出射されたティーチング光１は、反射ミラー１０で反射して方向を変えて溶接トーチに向けて伝送され、該溶接トーチに設置された集光レンズで集光されてワーク上にターゲット（図示せず）を現出させる。従来の反射ミラー１０は、ガラス板と表面に銀メッキ処理が施された銅板とを貼り合わせて形成され、ガラス層５と銅層８との間に銀層７を介在させたサンドイッチ構造になっている。従って、反射ミラー１０に入射したティーチング光１は、ガラス層５の表面５ａで反射するティーチング光１ａとガラス層５を透過して銀層７で反射するティーチング光１ｃとに分光する。これにより、ワーク上に現出するターゲットの輪郭がぼやけて目視が困難となると共に、ティーチング光１が加工用レーザビームと伝送経路が一致しなくなる。これらの状態で作成された溶接加工プログラムは精度、信頼性に乏しく、製品に溶接不良を生じる虞がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ティーチング光を加工用レーザビームに一致させると共に輪郭が鮮明で目視が容易なターゲットを得ることが可能な反射ミラーを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、レーザ発振器から出射されたレーザビームを伝送させる反射ミラーであって、レーザビームが所定入射角で入射されるガラス層と、該ガラス層と同一の屈折率を有する材料からなりガラス層を透過した直後のレーザビームが入射されるプリズムと、該プリズムを透過した直後のレーザビームが入射される減衰膜と、を具備して、減衰膜は、ガラス層の表面で分光して該ガラス層を透過したレーザビームと直交するプリズムの側面に設けられて、厚みをλ／２ｎ（だだし、λはレーザビームの波長、ｎは減衰膜の屈折率、すなわちガラス層の屈折率）に形成したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ガラス層とプリズムとの間隙にプリズムと同一の屈折率を有する部材を埋設することを特徴とする。
【０００７】
従って、請求項１に記載の発明では、ガラス層から入射されたレーザビームは当該ガラス層の表面で反射される光（レーザビーム）とガラス層を透過する光とに分光するが、ガラス層を透過した光はプリズムに入射し、次に当該プリズムを透過して減衰膜に入射して減衰される。これにより、ワークへ到達するレーザビームはガラス層の表面で反射した光のみとなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、ガラス層とプリズムとの間隙をプリズムと同一の屈折率を有する部材で埋めることによりガラス層とプリズムとの間隙で生じる界面反射が防止される。従って、ワークへ到達するレーザビームをガラス層の表面で反射した光のみとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１に基づいて説明する。ティーチング光１（ティーチング用レーザビーム）は、ティーチング用レーザ発振器（Ｈｅ-Ｎｅレーザ発振器、図示せず）から出射され光伝送ケーブル（図示せず）により伝送される。そして、光伝送ケーブルにより伝送されたティーチング光１は当該光伝送ケーブルの末端部から反射ミラー３に向けて出射され、反射ミラー３で反射して方向を変えて溶接トーチ（図示せず）に向けて伝送される。また、ティーチング光１は、上記溶接トーチに設けられた集光レンズにより集光されてワーク（図示せず）上に所定形状のターゲット（一般に円形で赤い色）を現出させる。そして、本反射ミラー３は、当該反射ミラー３の表面で反射したティーチング光１ａのみを溶接トーチに向けて伝送することにより、ワーク上に輪郭が鮮明なターゲットを現出させると共にティーチング光１ａの光軸と溶接加工用レーザビーム（図示せず）の光軸とを一致させるようにして、ティーチング入力による溶接加工プログラムの位置データの精度を最大限に向上させることができる構造になっている。
【００１０】
図１に示すように、本反射ミラー３は、円板状に形成されたガラス板５（ガラス層）の裏面５ｂに当該ガラス板５と同一の屈折率の材料で形成されたプリズム６を設けて構成されている。そして、本反射ミラー３は、上記光伝送ケーブルの末端部から出射されたティーチング光１が４５度の入射角で入射されるように設置され、これにより反射ミラー３（ガラス板５）の表面５ａで反射したティーチング光１ａが９０度の角度で方向転換して溶接トーチに向けて伝送される構造になっている。そして、上記ガラス板５の表面５ａで反射したティーチング光１ａが、溶接加工用のレーザビーム（図示せず）と光軸が一致することとなる。また、上記プリズム６は、頂角が９０度の三角柱に形成され、斜面６ａがガラス板５の裏面５ｂに合わせられている。また、ガラス板５とプリズム６との間、即ちガラス板５の裏面５ｂとプリズム６の斜面６ａとの間の間隙は、ガラス板５及びプリズム６を構成する材料と同一の屈折率を有する部材で埋められている。なお、ガラス板５の裏面５ｂには、プリズム６の斜面６ａが合わせられた部分を除いて、銀層７と銅層８とが形成されている。
【００１１】
また、図１に示すように、ガラス板５の表面５ａで分光して当該ガラス板５を透過したティーチング光１ｂと略直交するプリズム６の一側面６ｂには、ガラス板５を透過したティーチング光１ｂを減衰させる減衰膜９が設けられている。該減衰膜９は、屈折率ｎの材料を厚み（図１に示すｄ）λ／２ｎ（ただし、λはティーチング光１の波長）に形成したものである。これにより、減衰膜９に入射したティーチング光１ｂ（波長λ´＝λ／ｎ）は減衰膜９の裏面９ａで反射したティーチング光（図示せず）と干渉して弱め合い減衰され、ガラス板５の表面で分光して当該ガラス板５を透過したティーチング光１ｂが溶接トーチに向けて伝送されることを防止して、ガラス板５の表面５ａで反射したティーチング光１ａのみが溶接トーチに向けて伝送される構造になっている。
【００１２】
以下、本実施の形態の反射ミラー３の作用を説明する。ティーチング光１（ティーチング用レーザビーム）は、ティーチング用レーザ発振器（Ｈｅ-Ｎｅレーザ発振器、図示せず）から出射されて光伝送ケーブル（図示せず）により伝送され、該光伝送ケーブルの末端部から本反射ミラー３に向けて出射される。該反射ミラー３に入射されたティーチング光１は、図１に示すように、ガラス板５（ガラス層）の表面５ａで反射するティーチング光１ａと当該ガラス板５を透過するティーチング光１ｂとに分光し、ガラス板５の表面５ａで反射したティーチング光１ａは、光軸が溶接加工用のレーザビーム（図示せず）と一致して溶接トーチへ向けて進行し、ワーク（図示せず）上に所定形状のターゲットを現出させる。
【００１３】
一方、図１に示すように、ガラス板５を透過したティーチング光１ｂは、ガラス板５の裏面５ｂに設けられたプリズム６に入射する。この時、ガラス板５とプリズム６とを同一の屈折率の材料で構成し、且つガラス板５とプリズム６との間の間隙をプリズム６と同一の屈折率を有する部材（図示せず）で埋めたことにより、ガラス板５を透過したティーチング光１ｂがプリズム６の斜面６ａで界面反射することがない。そして、プリズム６を透過したティーチング光（図示せず）は減衰膜９で減衰される。これにより、溶接トーチへは反射ミラー３（ガラス板５）の表面で反射したティーチング光１ａのみが伝送されることとなる。従って、ワーク上に現出したターゲット（図示せず）は、ワーク上の溶接加工用のレーザビームが照射される位置と一致したものであると共に輪郭が鮮明で目視が容易なものとなる。そして、このようなターゲットをワークの接合部に沿わせて移動させて溶接加工プログラムの位置データを作成することにより、精度が高い溶接加工プログラムを得ることができる。
【００１４】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
ガラス板５（ガラス層）の裏面５ｂに、当該ガラス板５と同一の屈折率を有する材料からなるプリズム６の斜面６ａを合わせて反射ミラー３を構成したことにより、ガラス板５の表面５ａで分光して当該ガラス板５を透過したティーチング光１ｂが、ガラス板５の表面５ａで反射して溶接トーチへ向けて進行するティーチング光１ａと同一方向へ向けて進行するのを防止することが可能となる。
従って、ターゲットを溶接加工用のレーザビームのワーク上の照射位置と一致させることができ、ティーチング入力の精度を最大限に向上させて溶接加工プログラムの信頼性を高めることが可能となる。そして、このように高い精度の位置データに基づいて作成された溶接加工プログラムを実行して溶接加工された製品は高品質なものとなる。また、本反射ミラー３で反射させたティーチング光１ａがワーク上に現出させたターゲットは、輪郭が鮮明で目視が容易であるので、ティーチング入力時のオペレータへの負担を軽減することができる。
また、ガラス板５とプリズム６との間隙をプリズムと同一の屈折率を有する部材で埋めたので、ガラス板５を透過したティーチング光１ｂが、ガラス板５とプリズム６との間隙で界面反射してガラス板５の表面５ａで反射したティーチング光１ａと同一方向へ進行するのを防ぐことができる。
さらに、プリズム６の一側面６ｂに減衰膜９を設けたので、プリズム６を透過したティーチング光１ｂを減衰させることができる。
【００１５】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
図２に示すように、反射ミラー３を、ガラス板５（ガラス層）を形成することなく、プリズム６の一側面６ｂに減衰膜を設けるのみで構成してもよい。この場合、プリズム６の斜面６ａで反射したティーチング光（図示せず）のみが溶接トーチへ向けて進行する。
また、本反射ミラー３は、三角柱形状の分光用プリズムを用いて構成されるが、五角プリズム等を用いて当該反射ミラー（図示せず）に入射されるティーチング光を溶接トーチへ向けて方向転換させるように構成してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ティーチング光を加工用レーザビームに一致させると共に輪郭が鮮明で目視が容易なターゲットを得ることが可能な反射ミラーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の反射ミラーの説明図で、特に、本反射ミラーに入射されたティーチング光の状態を示す図である。
【図２】他の実施の形態の反射ミラーの説明図である。
【図３】従来の反射ミラーの説明図で、特に、従来の反射ミラーに入射されたティーチング光の状態を示す図である。
【符号の説明】
１          ティーチング光（レーザビーム）
３          反射ミラー
５          ガラス板（ガラス層）
６          プリズム
９          減衰膜
【図１】
0003959623.tif 000002
【図２】
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【図３】
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