(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ光をワークに対して照射するレーザ加工ヘッドとを備え、上記レーザ発振器に光ファイバの入射端を光学的に接続すると共に、レーザ加工ヘッドにこの光ファイバの出射端を光学的に接続してなるレーザ加工機において、
上記レーザ加工ヘッドは、先端部にレーザノズルを有した筒状の加工ヘッド本体と、この加工ヘッド本体内に設けられかつ上記光ファイバの出射端から出射したレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズと、上記加工ヘッド本体内におけるコリメートレンズとレーザノズルの間に設けられかつ平行光に変換したレーザ光を集光する集光レンズと、上記加工ヘッド本体内における集光レンズとレーザノズルの間に設けられた保護ガラスとを備え、上記保護ガラスにより反射した反射レーザ光を前記集光レンズ及びコリメートレンズを介して、上記加工ヘッド本体の長手方向であって上記光ファイバの出射端に向かう方向に対して平行な平行光に変換せしめるように、前記保護ガラスを前記加工ヘッド本体の長手方向へ位置調節可能に構成し、上記加工ヘッド本体内における上記コリメートレンズよりも上記光ファイバの出射側に、上記保護ガラスにより反射した反射レーザ光を上記光ファイバの出射端の反対側へ更に鏡面反射せしめる反射面を有した遮光板を設け、この遮光板に光ファイバの出射端から出射したレーザ光が通過可能な通過穴を設けてなることを特徴とするレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対して溶接加工等のレーザ加工を行うレーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＹＡＧレーザ加工機のごときレーザ加工機について説明する。
【０００３】
上記レーザ加工機は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ光をワークに対して照射するレーザ加工ヘッドとを備えている。そして、上記レーザ発振器には光ファイバの入射端が光学的に接続してあり、上記レーザ加工ヘッドにはこの光ファイバの出射端が光学的に接続してある。ここで、上記レーザ加工ヘッドは、先端部にレーザノズルを有した筒状の加工ヘッド本体と、この加工ヘッド本体内に設けられかつ上記光ファイバの出射端から出射したレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズと、上記加工ヘッド本体内におけるコリメートレンズとレーザノズルの間に設けられかつ平行光に変換したレーザ光を集光する集光レンズと、上記加工ヘッド本体内における集光レンズとレーザノズルに間に設けられた保護ガラスとを備えている。
【０００４】
従って、レーザ加工ヘッドをワークに対して接近する方向へ相対的に移動させることにより、レーザノズルをワークにおける被加工部に近接せしめる。次に、レーザ発振器によりレーザ光が発振され、このレーザ光は光ファイバの入射端から入射する。そして、入射したレーザ光は、光ファイバ内を通って光ファイバの出射端から加工ヘッド本体内に出射される。さらに、出射されたレーザ光は、コリメートレンズにより平行光に変換され、集光レンズにより集光せしめられる。
【０００５】
最後に、集光されたレーザ光は、保護ガラスを通ってレーザノズルからワークに対して照射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、集光レンズは無反射コーティングが施されているが、保護ガラスは消耗品であるため無反射コーティングが施されていない。そのため、従来のレーザ加工機においては、集光レンズにより集光されたレーザ光が保護ガラスにより光ファイバの出射端側へ反射し、長時間レーザ加工ヘッドによりレーザ光を照射し続けると、反射レーザ光によって光ファイバの出射端が加熱されて損傷することがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の記載の発明にあっては、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ光をワークに対して照射するレーザ加工ヘッドとを備え、上記レーザ発振器に光ファイバの入射端を光学的に接続すると共に、レーザ加工ヘッドにこの光ファイバの出射端を光学的に接続してなるレーザ加工機において、上記レーザ加工ヘッドは、先端部にレーザノズルを有した筒状の加工ヘッド本体と、この加工ヘッド本体内に設けられかつ上記光ファイバの出射端から出射したレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズと、上記加工ヘッド本体内におけるコリメートレンズとレーザノズルの間に設けられかつ平行光に変換したレーザ光を集光する集光レンズと、上記加工ヘッド本体内における集光レンズとレーザノズルの間に設けられた保護ガラスとを備え、上記保護ガラスにより反射した反射レーザ光を前記集光レンズ及びコリメートレンズを介して、上記加工ヘッド本体の長手方向であって上記光ファイバの出射端に向かう方向に対して平行な平行光に変換せしめるように、前記保護ガラスを前記加工ヘッド本体の長手方向へ位置調節可能に構成し、上記加工ヘッド本体内における上記コリメートレンズよりも上記光ファイバの出射側に、上記保護ガラスにより反射した反射レーザ光を上記光ファイバの出射端の反対側へ更に鏡面反射せしめる反射面を有した遮光板を設け、この遮光板に光ファイバの出射端から出射したレーザ光が通過可能な通過穴を設けてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明特定事項によると、レーザ加工ヘッドをワークに対して接近する方向へ相対的に移動させることにより、レーザノズルをワークにおける被加工部により近接せしめる。次に、レーザ発振器によりレーザ光が発振され、このレーザ光は光ファイバの入射端から入射する。そして、入射したレーザ光は、光ファイバ内を通って光ファイバの出射端から加工ヘッド本体内に出射される。さらに、出射されたレーザ光は、コリメートレンズにより平行光に変換されて、集光レンズによって集光せしめられる。最後に、集光されたレーザ光は、保護ガラスを通ってレーザノズルからワークにおける被加工部に対して照射せしめられる。これによって、ワークにおける被加工部に対して溶接加工等のレーザ加工を行うことができる。
【０００９】
ここで、保護ガラスにより反射した反射レーザ光は、加工ヘッド本体内の前記出射端側へ向かうが、前記導光板により反射レーザ光はさらに出射端の反対側へ反射せしめられる。また、保護ガラスを加工ヘッド本体の長手方向へ位置調節することにより、反射レーザ光がコリメートレンズを介して、上記加工ヘッド本体の長手方向であって上記光ファイバの出射端に向かう方向に対して平行な平行光に変換されるようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１を参照するに、本発明の実施の発明の実施の形態に係るＹＡＧレーザ加工機１はレーザ光ＬＢを発振するレーザ発振器３と、レーザ光ＬＢをワークＷに対して照射するレーザ加工ヘッド５とを備えている。そして、上記レーザ発振器３には光ファイバ７の入射端７ａは光学的に接続してあり、上記レーザ加工ヘッド５には光ファイバ７の出射端７ｂが光学的に接続してある。
【００１２】
上記レーザ発振器３の先端側には導光器９が接続してあり、この導光器９内にはレーザ発振器３から発振されたレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ１１が設けてある。
【００１３】
上記レーザ加工ヘッド５は、筒状の加工ヘッド本体１３をベースにしており、この加工ヘッド１３の先端部にはレーザノズル１５を有している。また、加工ヘッド本体１３内には光ファイバ７の出射端７ｂから出射されたレーザ光ＬＢを平行光に変換するコリメートレンズ１７が設けてあり、加工ヘッド１３内におけるコリメートレンズ１７とレーザノズル１５の間には平行光に変換されたレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ１９が設けてある。さらに、加工ヘッド本体１３内における集光レンズ１９とレーザノズル１５の間には保護ガラス２１が設けてあり、この保護ガラス２１により反射した反射レーザ光ＲＬＢが集光レンズ１９及びコリメートレンズ１７を介して、図３に示すように加工ヘッド本体１３の長手方向であって光ファイバ７の出射端７ａに向かう方向に対して平行な平行光に変換されるように、保護ガラス２１は加工ヘッド本体１３の長手方向へ位置調節可能にしてある。
【００１４】
図１及び図２を参照するに、加工ヘッド本体１３内におけるコリメートレンズ１７よりも光ファイバ７の出射端７ｂ側には遮光板２３が設けてあり、この遮光板２３は保護ガラス２１又はワークＷより反射した反射レーザ光ＲＬＢをさらに上記出射端７ｂの反対側へ反射せしめる反射面Ｆを有している。また、上記遮光板２３には光ファイバ７の出射端７ｂから出射したレーザ光ＬＢが通過可能な通過穴２５が設けてある。ここで、遮光板２３における反射面Ｆによって反射レーザ光ＲＬＢを鏡面反射せしめるため、遮光板２３は例えば金めっきを施した材料により構成されている。
【００１５】
なお、加工ヘッド本体１３内に遮光板２３を設ける他に、参考例として、図４に示すように、加工ヘッド本体１３の天床面における出射端７ｂの周りの部分に反射率の高い金属（例えば金又は銀）のめっきを使っても差し支えない。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００１７】
レーザ加工ヘッド５をワークＷに対して接近する方向へ相対的に移動させることにより、レーザノズル１５をワークＷにおける被加工部に近接せしめる。次に、レーザ発振器３によりレーザ光ＬＢが発振され、このレーザ光ＬＢは光ファイバ７の出射端７ａから入射する。そして、入射したレーザ光ＬＢは、光ファイバ７内を通って光ファイバ７の出射端７ｂから加工ヘッド本体１３内に出射される。さらに、出射されたレーザ光ＬＢは、コリメートレンズ１７によって平行光に変換されて、集光レンズ１９によって集光せしめられる。最後に、集光されたレーザ光ＬＢは、保護ガラス２１を通ってレーザノズル１５からワークＷにおける被加工部に対して照射される。これによって、ワークＷにおける被加工部に対して溶接加工等のレーザ加工を行うことができる。
【００１８】
ここで、保護ガラス２１により反射した反射レーザ光ＲＬＢは、加工ヘッド本体１３内の出射端７ｂ側へ向かうが、遮光板２３における反射面Ｆによって出射端７ｂの反対側へ反射せしめられる。また、遮光板２３の反射面Ｆによって反射レーザ光ＲＬＢを鏡面反射させるように遮光板２３を例えば金めっきした材料により構成した場合にあっては、保護ガラス２１を加工ヘッド１３内の長手方向へ位置調節することにより、反射レーザ光ＲＬＢを図３に示すように集光レンズ１９及びコリメートレンズ１７を介して、加工ヘッド本体１３の長手方向であって光ファイバ７の出射端７ａに向かう方向に対して平行な平行光に変換する。
【００１９】
以上のごとき、本発明の実施の形態によれば、保護ガラス２１により反射した反射レーザ光ＲＬＢをさらに出射端７ｂの反対側へ反射せしめることができるため、反射レーザ光ＲＬＢによって光ファイバ７の出射端７ｂが加熱されることを抑制し、光ファイバ７の出射端７ｂの損傷を極力回避することができる。
【００２０】
また、遮光板２３の反射面Ｆによって反射レーザ光ＲＬＢを鏡面反射させるように遮光板２３を例えば金めっきした材料により構成した場合において、反射レーザ光ＲＬＢをコリメートレンズ１７を介して、加工ヘッド本体１３の長手方向であって光ファイバ７の出射端７ａに向かう方向に対して平行な平行光に変換できるため、反射レーザ光ＲＬＢが遮光板２３の反射面Ｆによって出射端７ｂの反対側へ反射すると、出射端７ｂから離反した位置に到達することができ、光ファイバ７の出射端７ｂが加熱されることをより一層抑制して上述の効果をより一層高めることができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、保護ガラスにより反射した反射レーザ光を光ファイバの出射端の反対側へさらに反射せしめることができるため、反射レーザ光によって光ファイバの出射端が加熱されることを抑制し、光ファイバ出射端の損傷を極力回避することができる。特に、反射レーザ光を集光レンズ及びコリメートレンズを介して、上記加工ヘッド本体の長手方向であって上記光ファイバの出射端に向かう方向に対して平行な平行光に変換せしめることができるため、反射レーザ光が光ファイバの出射端の反対側へ反射すると、反射レーザ光は加工ヘッド内における光ファイバの出射端に離反した位置に到達して、光ファイバの出射端が加熱されることをより一層抑制して上記効果をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るＹＡＧレーザ加工機を示す図である。
【図２】  上記ＹＡＧレーザ加工機の要部を示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態の作用説明である。
【図４】  上記ＹＡＧレーザ加工機の変更した部分を示す図である。
【符号の説明】
１  ＹＡＧレーザ加工機
３  レーザ発振器
５  レーザ加工ヘッド
７  光ファイバ
７ａ  入射端
７ｂ  出射端
１３  加工ヘッド本体
１５  レーザノズル
１７  コリメートレンズ
１９  集光レンズ
２１  保護ガラス  ２３  遮光板
２５  通過穴
ＬＢ  レーザ光
ＲＬＢ  反射レーザ光
Ｆ  反射面
【図１】
0003978271.tif 000002
【図２】
0003978271.tif 000003
【図３】
0003978271.tif 000004
【図４】
0003978271.tif 000005