特許ウォッチ

公開番号2025037353
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144233
出願日2023-09-06
発明の名称レーザ加工機
出願人株式会社アマダ
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/082 20140101AFI20250311BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ガルバノミラーの発熱を抑えることができ、ガルバノミラーを高周波数で振動させることができるレーザ加工機を提供する。
【解決手段】第1のガルバノミラー32aは、レーザビームが入射する第1の入射平面に反射コーティングが施されており、第1の入射平面に入射したレーザビームを反射させる。第2のガルバノミラー32bは、レーザビームが入射する第2の入射平面に反射コーティングが施されており、第2の入射平面に入射したレーザビームを反射させる。第1のガルバノミラー32a及び第2のガルバノミラー32bは、第1及び第2の入射平面に入射したレーザビームのうち、反射コーティングで反射せず、反射コーティングを透過して内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成されている。第1のダンパ41及び第2のダンパ42は、第1のガルバノミラー32a及び第2のガルバノミラー32bを透過したレーザビームを吸収する。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、
前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の被加工材に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、
前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記被加工材に照射する集束レンズを有する加工ヘッドと、
を備え、
前記ガルバノスキャナユニットは、
レーザビームが入射する第１の入射平面に反射コーティングが施されており、前記第１の入射平面に入射したレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、
前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、
レーザビームが入射する第２の入射平面に反射コーティングが施されており、前記第２の入射平面に入射したレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、
前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、
を有し、
前記第１及び第２のガルバノミラーは、それぞれ、前記第１及び第２の入射平面に入射したレーザビームのうち、前記反射コーティングで反射せず、前記反射コーティングを透過して内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成され、
前記第１及び第２のガルバノミラーを透過したレーザビームを吸収する第１及び第２のダンパをさらに備える
レーザ加工機。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記ガルバノスキャナユニットを収納する筐体には、
前記コリメーションレンズより射出して前記第１の入射平面に入射し、前記第１の入射平面で反射して前記第２の入射平面に入射し、前記第２の入射平面で反射するレーザビームを進行させるレーザビーム進行路と、
前記レーザビーム進行路と連結し、前記第１及び第２のガルバノミラーを透過したレーザビームを前記筐体の外部へと向けて進行させる第１及び第２の透過光進行路と、
が形成され、
前記第１及び第２のダンパは、それぞれ、前記第１及び第２の透過光進行路の終端を塞ぐように、前記筐体の外面に取り付けられている
請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記第１及び第２のダンパそれぞれと別体または一体の第１及び第２のヒートシンクをさらに備える請求項２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記ガルバノスキャナユニットを収納する筐体には、前記コリメーションレンズより射出して前記第１の入射平面に入射し、前記第１の入射平面で反射して前記第２の入射平面に入射し、前記第２の入射平面で反射するレーザビームを進行させるレーザビーム進行路が形成され、
前記レーザビーム進行路は、前記第１及び第２のガルバノミラーをそれぞれ透過したレーザビームの進行を妨げる第１及び第２の終端面を有し、
少なくとも前記第１及び第２の終端面に黒色めっきが施されていることにより、前記第１及び第２の終端面が前記第１及び第２のダンパとして機能する
請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記筐体には、前記第１及び第２の終端面の近傍に、前記第１及び第２の終端面を冷却する水路が通されている請求項４に記載のレーザ加工機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１～３には、加工ヘッドから射出されるレーザビームをガルバノスキャナユニットのガルバノミラーによって振動させて、被加工材を加工するレーザ加工機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５３８８９４８号公報
特許第６２７２５８７号公報
特許第６７４８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザビームを高周波数で振動させるためには、ガルバノミラーを、その剛性を高めることができるケイ素（Ｓｉ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）を材料として形成するのが一般的である。ガルバノミラーの表面には反射コーティングが施されており、入射するレーザビームを反射する。近年、レーザ発振器が射出するレーザビームは高出力化している。反射コーティングによるレーザビームの反射率が例えば９９．９％であったとしても、ケイ素または炭化ケイ素の光吸収率はほぼ１００％であるので、反射コーティングで反射されずに透過する高出力のレーザビームによってガルバノミラーが発熱する。ガルバノミラーを大型化すれば、ガルバノミラーの発熱を抑えることができる。
【０００５】
一方で、ガルバノミラーの振動周波数を１ｋＨｚ以上の高周波数とすることが要求されることがある。ガルバノミラーを大型化するとイナーシャが大きくなるから、要求される高周波数でガルバノミラーを振動させることが困難となる。そこで、ガルバノミラーの発熱を抑えることができ、ガルバノミラーを高周波数で振動させることができるレーザ加工機の登場が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１またはそれ以上の実施形態の一態様は、発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の被加工材に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記被加工材に照射する集束レンズを有する加工ヘッドとを備え、前記ガルバノスキャナユニットは、レーザビームが入射する第１の入射平面に反射コーティングが施されており、前記第１の入射平面に入射したレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、レーザビームが入射する第２の入射平面に反射コーティングが施されており、前記第２の入射平面に入射したレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータとを有し、前記第１及び第２のガルバノミラーは、それぞれ、前記第１及び第２の入射平面に入射したレーザビームのうち、前記反射コーティングで反射せず、前記反射コーティングを透過して内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成され、前記第１及び第２のガルバノミラーを透過したレーザビームを吸収する第１及び第２のダンパをさらに備えるレーザ加工機を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機によれば、ガルバノミラーの発熱を抑えることができ、ガルバノミラーを高周波数で振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機を示す図である。
図２は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機が備えるガルバノスキャナユニットを示す斜視図である。
図３は、第１の構成例のガルバノミラーを背面から見た斜視図である。
図４は、第１の構成例のガルバノミラーの正面図である。
図５は、第１の構成例のガルバノミラーの背面図である。
図６Ａは、直方体のサファイアガラス板から第１の構成例のガルバノミラーを形成するための４つの角部の面取りを示す平面図である。
図６Ｂは、直方体のサファイアガラス板から第１の構成例のガルバノミラーを形成するための部分的な厚みの面取りを示す側面図である。
図７は、第１の構成例のガルバノミラーのガルバノモータの軸への取り付け構造を示す斜視図である。
図８は、第２の構成例のガルバノミラーを背面から見た斜視図である。
図９は、第２の構成例のガルバノミラーの正面図である。
図１０は、第２の構成例のガルバノミラーの背面図である。
図１１は、直方体の合成石英板から第２の構成例のガルバノミラーを形成するための部分的な厚みの面取りを示す側面図である。
図１２は、第２の構成例の変形例のガルバノミラーを背面から見た斜視図である。
図１３は、第２の構成例の変形例のガルバノミラーの変形例の正面図である。
図１４は、第２の構成例の変形例のガルバノミラーの変形例の背面図である。
図１５は、第１実施形態に係るレーザ加工機が備えるコリメータユニットの詳細な構成例を示す断面図である。
図１６は、第２実施形態に係るレーザ加工機が備えるコリメータユニットの詳細な構成例を示す断面図である。
図１７は、第２実施形態に係るレーザ加工機が備えるコリメータユニットの詳細な構成例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機について、添付図面を参照して説明する。まず、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機の全体的な構成例を説明する。図１において、レーザ加工機１００は、レーザ発振器１０、プロセスファイバ１２、レーザ加工ユニット２０、ＮＣ装置５０、アシストガス供給装置８０を備える。
【００１０】
レーザ発振器１０はレーザビームを生成して射出し、プロセスファイバ１２はレーザ発振器１０より射出されたレーザビームをレーザ加工ユニット２０へと伝送する。典型的には、レーザ発振器１０は、波長１０６０ｎｍ～１０８０ｎｍのレーザビームを射出するファイバレーザ発振器である。レーザ発振器１０はファイバレーザ発振器に限定されない。ＮＣ装置５０は、レーザ加工機１００の各部を制御する制御装置の一例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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