侧进行照射。因此，能够在更短时间内实施使用短脉冲激光L2和光纤激光L1这两者的加工，并能够提高加工对象物100的加工速度。并且，通过将轨道调整机构520设置于聚光光学系统580，无需将装置设为大型化便能够将短脉冲激光L2和光纤激光L1所通过的光学系统设为不同的光学系统，并能够使照射位置错开。
[0157]并且，在本实施方式中，由于使短脉冲激光L2入射于旋转中心侧，因此将轨道调整机构520配置于旋转中心附近，但如激光加工头360，当使短脉冲激光L2比旋转中心更靠近外侧入射时，设为如下结构即可，将轨道调整机构520设为环状，在短脉冲激光L2所通过的区域配置轨道调整机构520，在光纤激光L1所通过的区域不配置轨道调整机构520。
[0158]接着，利用图33对激光加工装置的另一实施方式进行说明。图33是表示另一实施方式所涉及的激光加工装置的概略结构的示意图。图33所示的激光加工装置的激光加工头除了具备轨道调整机构及照射位置调整机构以外，基本上与图23所示的激光加工头相同。以下，对图33所示的激光加工头的特点进行说明。
[0159]图33所示的激光加工头660具有调焦机构624、倾斜调整机构626作为照射位置调整机构。调焦机构624和倾斜调整机构626配置于短脉冲激光L2所通过的路径(光路)上的准直光学系统70与局部反射板478之间。即，只有在调焦机构624、倾斜调整机构626及短脉冲激光L2的路径设置于短脉冲激光L2通过且光纤激光L1不通过的位置。调焦机构624为调整短脉冲激光L2的焦点位置的机构，调焦机构624能够使用组合多个透镜的光学系统。倾斜调整机构626调整短脉冲激光L2的角度，具体而言，调整相对于激光回转部76的回转轴(回转中心)的角度。
[0160]图34A及图34B是分别用于说明激光加工装置的动作的说明图。激光加工头660具备调焦机构624，从而如图34A所示在高度方向(激光的前进方向)上，在光纤激光L1的焦点位置630和短脉冲激光L2的焦点位置632错开的情况下，利用调焦机构624调整短脉冲激光L2的焦点位置632，从而如图34B所示能够将短脉冲激光L2的焦点位置632a的位置与焦点位置630对齐。
[0161]激光加工头660具备调焦机构624，从而能够调整短脉冲激光L2的焦点位置。由此，能够迅速地调整相对于光纤激光L1的焦点位置的短脉冲激光L2的焦点位置，即使不调整激光加工头660整体的位置、激光回转部76，也能够迅速地切换使用两种激光的加工。
[0162]图35A及图35B是分别用于说明激光加工装置的动作的说明图。激光加工头660具备倾斜调整机构626，从而如图35A所示在与高度方向(激光的前进方向)正交的面上，在光纤激光L1的焦点位置630和短脉冲激光L2的焦点位置634错开的情况下，利用倾斜调整机构626调整短脉冲激光L2的焦点位置634，从而如图35B所示能够将短脉冲激光L2的焦点位置634a的位置与焦点位置630对齐。
[0163]激光加工头660具备倾斜调整机构626，因此能够调整短脉冲激光L2的焦点位置。由此，能够迅速的调整相对于光纤激光L1的焦点位置的短脉冲激光L2的焦点位置，即使不调整激光加工头660整体的位置、激光回转部76，也能够迅速地切换使用两种激光的加工。
[0164]另外，激光加工头660也可以仅具备调焦机构624和倾斜调整机构626中其中之一。
[0165]并且，在上述实施方式中，通过移动单元14使加工对象物100在Y轴方向上移动，且使激光加工头60在X轴方向、Z轴方向上移动，但并不限定于此。激光加工装置10可以使加工对象物100在X轴、Y轴、Z轴这3个方向上移动，也可以使激光加工头60在X轴、Y轴、Z轴这3个方向上移动。并且，激光加工装置10可以在载物台单元16设置载物台移动机构，并由载物台移动机构调整加工对象物100的姿勢(朝向、旋转方向的位置)。
[0166]并且，上述实施方式的激光加工装置10利用两个激光加工头来照射两种激光，但并不限定于此。激光加工装置10只要至少能够照射短脉冲激光即可。并且，当使用另外一种激光时，激光并不限定于光纤激光，能够使用可使用的各种激光。并且，激光加工装置10中具备照射短脉冲激光的激光头和照射除短脉冲激光以外的激光(光纤激光、C02激光)的激光头，也可以进行基于上述短脉冲激光的加工和除此以外的激光加工。并且，进行除基于上述短脉冲激光的加工以外的加工(金属层的加工)的方式并不限定于激光加工，也可以利用机械加工(钻孔加工、车床加工)进行切削加工。
[0167]如上所述，上述实施方式的激光加工装置10在对保护层层叠于金属层上的加工对象物进行加工时能够适当地使用，但并不限定于此。激光加工装置10也能够使用于其它结构的加工对象物的加工。
[0168]符号说明
[0169]10-激光加工装置，12-框架，14-移动单元，16-载物台单元，22-激光加工单元，24-控制部，30-Y轴移动机构，34-X轴移动机构，38-Z轴移动机构，39-ΘΥ旋转机构，60-激光加工头，62-光纤激光光源，64-短脉冲激光光源，76-激光回转部，80-聚光光学系统，81-喷嘴，82-第1棱镜单元，84-第2棱镜单元，86-辅助气体供给源，100-加工对象物。
【主权项】
1.一种激光加工方法，其使用至少照射对加工对象物进行加工的短脉冲激光的激光加工头来加工所述加工对象物，其中， 所述加工对象物为在金属层上形成有保护层的层叠结构， 所述激光加工方法包括: 短脉冲激光加工工序，对所述保护层照射短脉冲激光，并切削所述保护层;及 金属层加工工序，对在所述短脉冲激光加工工序中已切削的区域的所述金属层进行切削。2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中， 所述短脉冲激光加工工序在与所述金属层的表面正交的方向上，将所述金属层切削成0.001mm以上且所述金属层的厚度的50%以下的深度。3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中， 所述短脉冲激光加工工序在照射所述短脉冲激光的方向上，将所述金属层切削成0.001mm以上且所述金属层的厚度的50%以下的深度。4.一种激光加工方法，其使用至少照射对加工对象物进行加工的激光的激光加工头来加工所述加工对象物，其中， 所述加工对象物为在金属层上形成有保护层的层叠结构， 所述激光加工方法包括: 金属层加工工序，将所述保护层和所述金属层一并进行切削;及短脉冲激光加工工序，对包括在所述金属层加工工序中已切削的区域的端面在内的所述保护层照射短脉冲激光，并切削所述保护层。5.—种激光加工方法，其使用至少照射对加工对象物进行加工的激光的激光加工头来加工所述加工对象物，其中， 所述加工对象物为在金属层上形成有保护层的层叠结构， 所述激光加工方法包括: 金属层加工工序，对未形成有所述保护层的所述加工对象物的所述金属层进行切削；层叠工序，在所述金属层加工工序中已切削的所述加工对象物上层叠所述保护层;及短脉冲激光加工工序，对与在所述层叠工序中层叠有所述保护层的所述加工对象物的、在所述金属层加工工序中已切削的区域重合的区域，照射短脉冲激光，并切削所述保护层。6.根据权利要求1?5中任一项所述的激光加工方法，其中， 所述短脉冲激光加工工序及所述金属层加工工序为在所述加工对象物上形成孔的加工， 所述短脉冲激光加工工序在所述保护层上形成孔，该孔的直径大于所述金属层加工工序在所述金属层上形成的孔。7.根据权利要求1?3中任一项所述的激光加工方法，其中， 所述短脉冲激光加工工序为在所述保护层上形成环状开口的加工， 所述金属层加工工序为在所述加工对象物上形成孔的加工， 所述短脉冲激光加工工序在所述保护层上形成孔，该孔的直径大于所述金属层加工工序在所述金属层上形成的孔。8.根据权利要求1?7中任一项所述的激光加工方法，其中， 所述金属层加工工序对在所述短脉冲激光加工工序中已切削的区域照射光纤激光，并切削所述金属层。9.根据权利要求1?7中任一项所述的激光加工方法，其中， 所述保护层由耐热性材料或耐磨性材料形成。10.根据权利要求1?9中任一项所述的激光加工方法，其中， 所述激光加工头具有:激光回转部，使所述短脉冲激光相对于所述加工对象物回转;及聚光光学系统，使通过所述激光回转部而回转的所述短脉冲激光聚光， 所述短脉冲激光加工工序利用所述激光回转部使所述激光照射于所述加工对象物的位置旋转。11.一种激光加工装置，其包括: 载物台单元，包括支承加工对象物的载物台； 激光加工单元，包括输出光纤激光的光纤激光光源、输出短脉冲激光的短脉冲激光光源、及照射对所述加工对象物进行加工的激光的激光加工头； 移动单元，具有使所述激光加工头和所述载物台在Y轴方向上相对移动的Y轴移动机构、使所述激光加工头相对于所述Y轴移动机构在X轴方向上相对移动的X轴移动机构、及固定于所述X轴移动机构并使所述激光加工头在Z轴方向上相对移动的Z轴移动机构;及控制部，控制各部的动作， 所述激光加工头具有:切换机构，将使所述光纤激光入射于激光回转部的状态和使所述短脉冲激光入射于所述激光回转部的状态进行切换;激光回转部，使所述激光相对于所述加工对象物回转;聚光光学系统，使通过所述激光回转部而回转的激光聚光，利用所述激光回转部使所述激光照射于所述加工对象物的位置旋转。12.根据权利要求11所述的激光加工装置，其还具备， 轨道调整机构，其配置于所述短脉冲激光的路径上，将所述短脉冲激光的照射位置向比所述激光回转的路径的中心更靠近外侧偏移，并调整到所述光纤激光不会入射的轨道。13.根据权利要求12所述的激光加工装置，其中， 所述轨道调整机构为设置于所述激光回转部的棱镜。14.根据权利要求12所述的激光加工装置，其中， 所述轨道调整机构为设置于所述聚光光学系统的透镜。15.根据权利要求11?14中任一项所述的激光加工装置，其还具备， 照射位置调整机构，其配置于所述短脉冲激光的路径上，并调整所述短脉冲激光的照射位置， 所述控制部根据所述光纤激光的照射位置，由所述照射位置调整机构调整所述短脉冲激光的照射位置。16.根据权利要求11?15中任一项所述的激光加工装置，其中， 所述加工对象物为在金属层上形成有保护层的层叠结构， 所述控制部从所述激光加工单元对所述加工对象物照射所述短脉冲激光而切削所述保护层。
【专利摘要】本发明提供一种激光加工方法及激光加工装置。本发明的激光加工方法使用激光加工头对加工对象物(100)进行加工，所述激光加工头对在金属层(102)上层叠有保护层(104)的加工对象物(100)至少照射短脉冲激光(L2)，所述激光加工方法能够通过短脉冲激光加工工序和金属层加工工序以高品质且高精度进行加工，所述短脉冲激光加工工序对保护层(104)照射短脉冲激光(L2)，并切削所述保护层(104)，所述金属层加工工序对在短脉冲激光加工工序中已切削的区域的金属层(102)进行切削。
【IPC分类】B23K26/064, B23K26/388
【公开号】CN105473273
【申请号】CN201580001583
【发明人】吴屋真之, 木之内雅人, 泷田笃史, 团野实, 渡边俊哉, 石出孝
【申请人】三菱重工业株式会社
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年1月26日
【公告号】CA2921212A1, EP3025820A1, US20160193693, WO2015129362A1