CN111565881B - 激光加工头、激光加工装置以及激光加工头的调整方法 - Google Patents

Abstract

激光加工头具备：激光照射部；准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，所述激光加工头还具备：第一移动部，其用于在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及第二移动部，其用于在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化。

Description

激光加工头、激光加工装置以及激光加工头的调整方法

技术领域

本发明涉及激光加工头、激光加工装置以及激光加工头的调整方法。

背景技术

在激光切断、激光焊接等激光加工中，使用激光加工装置，该激光加工装置具备用于将来自激光振荡器的激光照射于被加工物的激光加工头。

例如，在专利文献1中，公开有如下激光加工装置：具备切断头，该切断头包括固定有传递来自激光振荡器的激光的光纤的激光入射部、以及供从激光入射部照射出的激光通过的透镜。在该激光加工装置中，用透镜将来自激光入射部的激光聚光而提高激光的能量密度，由此将被加工物切断。

另外，在专利文献1的激光加工装置的切断头中，能够使激光入射部以及光纤相对于透镜移动或者倾斜来调整激光入射部与透镜的位置关系，由此，能够变更将被加工物切断的位置处的激光的能量强度分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-97523号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在激光加工中，有时加工品质由于聚光于被加工物的加工位置的激光的能量强度分布而受到影响。例如，在激光切断的情况下，在聚光在被加工物的激光的能量强度分布存在偏差时，在激光的能量密度比较小的场所，与能量密度比较大的场所相比，有被加工物的切断面的粗糙度变得粗糙的倾向。

关于该点，例如在专利文献1的切断头中，认为通过调整激光入射部与透镜的位置关系，能够使被加工物的加工位置处的能量强度分布适当变化为所希望的分布，能够得到适当的加工品质。

然而，在为了调整能量强度分布而变更了激光入射部与透镜的位置关系的情况下，通常与此相应地被加工物上的激光的照射位置(聚光位置)也发生变化。

这样一来，被加工物上的激光的照射位置从本来的加工点(即，变更激光入射部与透镜的位置关系前的照射位置)偏移，因此需要通过变更包括激光入射部的激光加工头与被加工物的位置关系来调整激光的照射位置。

另外，在激光加工头的前端部等加工点附近设置有加工用辅助气体的喷嘴等附属装置的情况下，如上所述变更了激光入射部与透镜的位置关系的结果是，有时激光的照射位置与附属装置重叠。在该情况下，需要将包括激光入射部的激光加工头与上述的附属装置的位置关系变更为激光的照射位置与附属装置不重叠。

于是，期望能够调节照射于被加工物的激光的能量强度分布，并且即使不调节激光加工头与被加工物或者附属装置的相对的位置关系，也能够调节被加工物上的激光照射位置(聚光位置)。

鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供能够兼顾照射于被加工物的激光的能量强度分布的调节与被加工物上的激光照射位置的调节的激光加工头、激光加工装置以及激光加工头的调整方法。

用于解决课题的方案

本发明的至少一实施方式的激光加工头具备：

激光照射部；

准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及

聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，其中，

包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，

所述激光加工头还具备：

第一移动部，其用于在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及

第二移动部，其用于在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式，可提供能够兼顾照射于被加工物的激光的能量强度分布的调节与被加工物上的激光照射位置的调节的激光加工头、激光加工装置以及激光加工头的调整方法。

附图说明

图1是一实施方式的激光加工装置的概要图。

图2是一实施方式的激光加工头的概要剖视图。

图3是一实施方式的激光加工头的概要剖视图。

图4是示出一实施方式的激光加工头的调整方法的概要的流程图。

图5是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图6是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图7是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图8是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图9是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图10是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图11是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图12是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图13是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图14是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图15是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图16是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图17是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图18是示出一实施方式的激光加工头的调整过程的一例的图。

图19是示出典型的激光加工头的调整过程的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不旨在将本发明的范围限定于此，而只不过是简单的说明例。

首先，对具备几个实施方式的激光加工头的激光加工装置的概要进行说明。

图1是一实施方式的激光加工装置的概要图。如该图所示，激光加工装置1具备用于振荡激光的激光振荡器2、光纤4、激光加工头6以及加工台8。

激光振荡器2例如可以是利用光纤4作为介质的光纤激光振荡器。在光纤激光振荡器的情况下，得到1070nm～1080nm的波长的激光。由激光振荡器2生成的激光向光纤4传递。

需要说明的是，激光振荡器2并不限定于光纤激光器。在几个实施方式中，激光振荡器2例如也可以是CO2激光振荡器、或者YAG激光振荡器等。

光纤4在一端侧与激光振荡器2连接，并在另一端侧与激光加工头6连接。光纤4构成为将激光从激光振荡器2向激光加工头6传递。

由激光振荡器2振荡出的激光经由光纤4而送向激光加工头6。关于激光加工头6，在后进行详述，激光加工头6具有聚光透镜，来自激光振荡器2的激光被聚光透镜聚光而提高能量密度，并照射于载置在加工台8上的被加工物100。通过像这样照射的激光，来加工(例如，切断或者焊接等)被加工物100。

需要说明的是，被加工物100也可以由金属或者合金形成。

通过使被加工物100相对于激光加工头6相对地移动，而改变由来自激光加工头6的激光照射产生的被加工物100的加工位置(即，激光照射位置)，由此进行加工。

例如，在几个实施方式中构成为：激光加工头6被固定，载置被加工物100的加工台8能够相对于激光加工头6在与从光纤4向激光加工头6照射的激光的入射轴正交的平面(XY平面；参照图1)移动。由此，载置于加工台8上的被加工物100能够在上述的XY平面内相对于激光加工头6以及激光移动。

另外，在其他几个实施方式中，也可以设置为：加工台8以及被加工物100被固定，激光加工头6能够相对于加工台8以及被加工物100在上述的XY平面内移动。

这样一来，能够使被加工物100相对于激光加工头6相对地移动，而将被加工物100直线地或曲线地切断、或者焊接被加工物100。

接下来，对几个实施方式的激光加工头6更加详细地进行说明。

图2以及图3分别是一实施方式的激光加工头6的概要剖视图。如图2以及图3所示，几个实施方式的激光加工头6具备用于将来自光纤4(参照图1)的激光L朝向被加工物100照射的激光照射部14、作为准直光学系统的准直透镜16、以及作为聚光光学系统的聚光透镜18。

激光照射部14、准直透镜16、聚光透镜18在聚光透镜的中心轴O3的方向上依次排列。

激光照射部14被保持部21保持为激光照射部14的中心轴O1不晃动。准直透镜16以及聚光透镜18设置于外壳12的内部，并且分别借助第一透镜保持部22以及第二透镜保持部25而支承于外壳12、或者直接支承于外壳12。

在图2所示的例示的实施方式中，保持激光照射部14的保持部21与外壳12设置为分体。另外，准直透镜16相对于作为第一透镜保持部22的外壳12固定，聚光透镜18借助第二透镜保持部25而支承于外壳12。

在图3所示的例示的实施方式中，收容光学系统的外壳12作为保持激光照射部14的保持部21而发挥功能。另外，准直透镜16借助第一透镜保持部22而支承于外壳12，聚光透镜18借助第二透镜保持部25而支承于外壳12。

准直透镜16(准直光学系统)构成为将从激光照射部14具有扩散角地照射的激光调整为准直、即调整为该激光成为平行状态。聚光透镜18(聚光光学系统)构成为将通过了准直透镜16(准直光学系统)的激光聚光。如上所述，将被聚光透镜18聚光而具有高的能量密度的激光照射于被加工物，来加工该被加工物。

需要说明的是，图2以及图3所示的激光加工头6是具备用于在激光加工时将切断辅助气体G朝向加工位置吹出的辅助气体喷嘴26的激光切断头。辅助气体喷嘴26具有气体供给口28和气体吹出口30，在激光加工时，将从气体供给口28供给的切断辅助气体G从气体吹出口30朝向加工位置吹出。

另外，虽未特别图示，但在其他实施方式中，激光加工头6也可以是用于激光焊接的激光焊接头。在该情况下，也可以在激光加工头6设置用于向加工位置供给焊丝的焊丝供给装置、用于将焊接辅助气体朝向加工位置吹出的辅助气体喷嘴。

在图2以及图3所示的激光加工头6中，包括准直透镜16(准直光学系统)以及聚光透镜18(聚光光学系统)的光学系统构成为通过了聚光透镜18(聚光光学系统)的激光可产生彗形像差。

另外，该激光加工头6具备用于使激光照射部14或者准直透镜16(准直光学系统)的至少一方移动的第一移动部20、以及用于使聚光透镜18(聚光光学系统)移动的第二移动部24。

第一移动部20构成为：在与激光照射部14的中心轴O1或者准直透镜16(准直光学系统)的中心轴O2正交的第一方向(图2以及图3中的D1或者D2的方向)上，使激光照射部14或者准直透镜16(准直光学系统)的至少一方移动，以使得准直透镜16(准直光学系统)相对于激光照射部14的相对位置发生变化。

第二移动部构成为：在与聚光透镜18(聚光光学系统)的中心轴O3正交的第二方向(图2以及图3中的D3的方向)上，使聚光透镜18(聚光光学系统)移动，以使得聚光透镜18(聚光光学系统)相对于准直透镜16(准直光学系统)的相对位置发生变化。

在图2所示的例示的实施方式中，保持激光照射部14的保持部21作为第一移动部20而发挥功能，保持聚光透镜18的第二透镜保持部25作为第二移动部24而发挥功能。

即，保持部21能够在与准直透镜16(准直光学系统)的中心轴O2正交的面内移动。由此，在与准直透镜16(准直光学系统)的中心轴O2正交的第一方向上，准直透镜16(准直光学系统)相对于激光照射部14的相对位置发生变化。

另外，第二透镜保持部25能够在与聚光透镜18的中心轴O3正交的面内移动。由此，在与聚光透镜18(聚光光学系统)的中心轴O3正交的第二方向上，聚光透镜18(聚光光学系统)相对于准直透镜16(准直光学系统)的相对位置发生变化。

另外，在图3所示的例示的实施方式中，保持准直透镜16的第一透镜保持部22作为第一移动部20而发挥功能，保持聚光透镜18的第二透镜保持部25作为第二移动部24而发挥功能。

即，第一透镜保持部22能够在与准直透镜16(准直光学系统)的中心轴O2正交的面内移动。由此，在与准直透镜16(准直光学系统)的中心轴O2正交的第一方向上，准直透镜16(准直光学系统)相对于激光照射部14的相对位置发生变化。

另外，第二透镜保持部25能够在与聚光透镜18的中心轴O3正交的面内移动。由此，在与聚光透镜18(聚光光学系统)的中心轴O3正交的第二方向上，聚光透镜18(聚光光学系统)相对于准直透镜16(准直光学系统)的相对位置发生变化。

需要说明的是，在图2以及图3所示的例示的实施方式中，中心轴O1～O3沿相同的方向延伸。因而，与中心轴O1～O3分别正交的平面相互平行。另外，与中心轴O1～O3分别正交的平面也可以是与图1所示的坐标中的XY平面平行的面。

作为第一移动部20或者第二移动部24，可以使用公知的机构来作为使激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18移动的机构。例如，作为第一移动部20或者第二移动部24，可以使用能够在相互正交的两方向上使保持对象物移动的XY工作台。或者，也可以使用滚珠丝杠等已知的机构将第一移动部20或者第二移动部24构成为能够在相互正交的两方向上使保持对象物移动。

需要说明的是，在图2以及图3所示的例示的实施方式中，准直光学系统以及聚光光学系统分别由一个透镜(准直透镜16以及聚光透镜18)构成，但在其他实施方式中，准直光学系统以及聚光光学系统也可以分别包括两个以上的透镜。

另外，也可以在准直光学系统与聚光光学系统之间设置一个以上的反射镜。这样，通过设置反射镜，有时能够利用由反射镜进行的反射将从准直光学系统朝向聚光光学系统的激光的光路折弯为例如L状、N状，与激光照射部14、准直光学系统以及聚光光学系统排列为直线状的情况相比，激光加工头6能够紧凑化。

图4是示出一实施方式的激光加工头6的调整方法的概要的流程图。

另外，图5～图18是示出图2或者图3所示的激光加工头6的调整过程的一例的图，以(A)(B)(C)顺序示出使激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18中的任一个移动的情况。需要说明的是，图中的箭头表示这些构件的移动方向。例如，在图5中，(A)表示激光加工头6的调整前的初始状态，(B)表示使激光照射部14从初始状态的位置(如双点划线所示)移动后的状态，(C)表示使聚光透镜18从(B)的位置(如双点划线所示)移动后的状态。

另外，图5～图18的(A)～(C)的(a)表示被加工物100上的照射位置P处的X方向上的能量强度分布(以下，也简称为能量强度分布。)。

图5～图18的(A)～(C)的(b)表示被加工物100上的照射位置P处的XY平面上的光线位置，位置P1表示光线的中心附近的光所聚光的位置，位置P2表示光线的外侧的光所聚光的位置。

需要说明的是，在图5～图18中，将图示简略化，仅示出了激光加工头6中的主要的构成要素。

图2或者图3所示的激光加工头6能够通过以下说明的步骤来进行能量强度分布的调整以及照射位置P的调节(即，能够进行激光加工头6的调整)。

如图4所示，在一实施方式中，首先，将从激光加工头6输出的激光的在被加工物100的加工面上的能量强度调节为所希望的分布(第一调节步骤；S2)。接下来，调节被加工物100的加工面上的照射位置P(第二调节步骤；S4)。

(第一调节步骤S2)

在第一调节步骤中，进行以下的第一移动步骤或者第二移动步骤中的任一个。

即，在第一移动步骤中，通过上述的第一移动部20，在与激光照射部14的中心轴O1或者准直透镜16的中心轴O2正交的第一方向上，使激光照射部14或者准直透镜16的至少一方移动，以使得准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置发生变化。在第二移动步骤中，通过上述的第二移动部24，在与聚光透镜18的中心轴O3正交的第二方向上，使聚光透镜18移动，以使得聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置发生变化。

在此，在第一调节步骤中，执行上述的第一移动步骤或者第二移动步骤中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方。即，比较由第一移动部20引起的、彗形像差相对于第一方向上的准直透镜16相对于激光照射部14的移动量的变化量与由第二移动部24引起的、彗形像差相对于第二方向上的聚光透镜18相对于准直透镜16的移动量的变化量，并执行较大的一方。

这样一来，在第一调节步骤中，将从激光加工头6输出的激光的在被加工物100的加工面上的能量强度调节为所希望的分布。

需要说明的是，上述的彗形像差的变化量也可以是被加工物100上的照射位置P处的、光线的中心附近的光所聚光的位置P1(参照图5等)与光线的外侧的光所聚光的位置P2(参照图5等)之间的距离的变化量。

(第二调节步骤S4)

在上述的第一调节步骤S2后，在第二调节步骤S4中，执行第一移动步骤或者第二移动步骤的另一方(即，彗形像差的变化量产生得较小的一方)，以调节被加工物100的加工面上的照射位置P。

这样一来，在第二调节步骤中，调节被加工物100的加工面上的照射位置P。

作为一实施方式的激光加工头6的调整过程的一例，按照上述的第一调节步骤S2以及第二调节步骤S4的顺序而对图5所示的情况进行说明。

图5的激光加工头6与图2所示的激光加工头6对应。即，在图5的激光加工头6中，包括准直透镜16以及聚光透镜18的光学系统构成为通过了聚光透镜18的激光产生彗形像差。另外，在图5的激光加工头6中，激光照射部14能够通过第一移动部20来移动，聚光透镜18能够通过第二移动部24来移动。并且，在图5的激光加工头6中构成为：与使第二移动部24动作的情况相比，使第一移动部20动作的情况下的彗形像差的变化量产生得较大。

在图5的(A)所示的初始状态下，激光照射部14、准直透镜16以及聚光透镜18在同轴上并排，准直透镜16以及聚光透镜18的光轴与来自激光照射部14的入射光的光轴为轴Q且一致。但是，在该初始状态下，照射位置P处的X方向上的能量强度分布存在偏差，在X方向上的一端部能量密度高，随着趋向另一端部而能量密度减少。

从这样的初始状态起，进行第一调节步骤S2，进行能量强度分布的调节。具体而言，从图5的(A)的状态起，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的第一移动部20动作，来使激光照射部14在第一方向上移动，从而使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置发生变化(参照图5的(B))。由此，对于来自聚光透镜18的激光，光线的中心附近的光所聚光的位置P1与外侧的光所聚光的位置P2发生偏移(产生彗形像差；参照图5的(B)的(b))。

能够利用这样的彗形像差的产生来使能量强度分布发生变化。例如，在图5的(B)所示的例子中，通过利用第一移动部20使激光照射部14在X方向上移动，从而使X方向上的能量强度分布与图5的(A)的(a)相比平坦化(参照图5的(B)的(a))。

这样，在第一调节步骤S2中，通过使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方(在图5中为第一移动部20)动作，能够使激光照射位置P处的能量强度分布有效地变化。因而，通过使第一移动部20以及第二移动部24的一方(在图5的情况下为第一移动部20)适当地动作，能够适当地调节激光照射位置P处的能量强度分布。

需要说明的是，如上述的例子那样，通过使激光照射位置P处的能量强度分布平坦化，能够降低由激光进行的加工的不均。激光在激光照射位置P处具有某种程度的扩散(在图中为圆形状，但也有时为椭圆形状等。)，激光相对于被加工物的行进方向的前方和两侧方部分对切断面的粗糙度产生支配性的影响。例如，在将被加工物挖穿情况下，激光在其整周范围内对切断做出贡献。因此，若激光照射位置P处的能量强度分布平坦化，则能够使切断面的粗糙度的程度与切断部位无关地均匀化。

如上所述，通过进行第一调节步骤S2，能够适当地调节激光照射位置P处的能量强度分布，但使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置变化的结果是，被加工物100中的激光的照射位置P(或者聚光位置)从作为加工点的初期位置(参照图5的(A))的轴Q偏移(参照图5的(B))。

于是，为了将进行了第一调节步骤S2结果为偏移了的照射位置P移动到初期的加工点，而进行第二调节步骤S4。具体而言，从图5的(B)的状态起，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的第二移动部24动作，来使聚光透镜18在X轴方向(第二方向)上移动，从而在第二方向上使聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置发生变化(参照图5的(C))。由此，能够使来自聚光透镜18的激光的照射位置P(聚光位置)在第二方向(X方向)上移动，而例如如图5的(C)所示位于加工点(作为初期位置的轴Q的位置)。

这样一来，通过使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的一方(在图5的情况下为第二移动部24)适当地动作，能够适当地调节激光的照射位置P。因而，能够修正在第一调节步骤S2中调整能量强度分布时产生的激光照射位置P的偏移。

在此，图19是示出典型的激光加工头的调整过程的图，以(A)(B)(C)的顺序示出使激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18中的任一个移动的情况。

在图19所示的典型的激光加工头中，与上述的图2、图3、图5～图18所示的激光加工头6不同，包括准直透镜16以及聚光透镜18的光学系统修正彗形像差，使通过了聚光透镜18的激光不产生彗形像差或彗形像差变得非常小。

在图19的(A)所示的初始状态下，与上述的图5的(A)同样地，激光照射部14、准直透镜16以及聚光透镜18在同轴上并排，准直透镜16以及聚光透镜18的光轴与来自激光照射部14的入射光的光轴为轴Q且一致。但是，在该初始状态下，照射位置P处的X方向上的能量强度分布存在偏差，在X方向的一端部能量密度高，随着趋向另一端部而能量密度减少。

如图19所示的例子那样，在使用了彗形像差被修正了的光学系统来作为包括准直透镜16以及聚光透镜18的光学系统的情况下，即使从图19的(A)所示的初始状态起，使激光照射部14移动而使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置发生变化(参照图19的(B))，由于上述的光学系统的彗形像差被修正，因此在由聚光透镜18产生的聚光位置(即被加工物100上的激光照射位置P)处激光会聚于一点。因此，激光照射位置P处的能量强度分布(参照图19的(B)的(a))与上述的相对位置变化前(参照图19的(A)的(a))相比没有较大地改变。因此，在这样的激光加工头中，难以有效地调节能量强度分布。

关于该点，在几个实施方式的激光加工头6中，如上所述，在第一调节步骤S2中，通过使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方(例如，在图5中为第一移动部20)动作，能够使激光照射位置P处的能量强度分布有效地变化。因而，通过使第一移动部20以及第二移动部24的一方(在图5的情况下为第一移动部20)适当地动作，能够适当地调节激光照射位置P处的能量强度分布。

另外，在第二调节步骤中，通过使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的一方(在图5的情况下为第二移动部24)适当地动作，能够适当地调节激光的照射位置P。因而，能够修正在第一调节步骤S2中调整能量强度分布时产生的激光照射位置P的偏移。

这样，根据实施方式的激光加工头6，能够独立地进行并且兼顾照射于被加工物100的激光的能量强度分布的调节与被加工物100上的激光照射位置P的调节。

需要说明的是，在本说明书中，作为第一调节步骤S2中的能量强度分布的调节，主要对使能量强度分布平坦化进行了说明，但本发明并不局限于此，也包括调节为所希望的能量强度分布。例如，在将被加工物断开为两个，将一方作为产品并将另一方作为废料而废弃的情况下，即使废料的加工面粗糙也没有问题，因此无需使与成为废料的一侧的被加工物接触的激光的区域为强的能量分布。即，使与成为产品的一侧的被加工物接触的激光的区域为强的能量分布即可，因此将该能量分布调节为有意使能量强度分布具有某种程度的偏差的情况也包括在本发明中。

接下来，参照图5～图18，对几个实施方式的激光加工头的调整方法中的第一移动部20以及第二移动部24的具体的移动方法的样式进行说明。需要说明的是，关于图5，已经对第一移动部20以及第二移动部24的移动方法具体地进行了说明，因此以下关于图6～图18所示的例子，以与图5所示的情况的不同为中心进行说明，对与图5的情况相同的点适当省略说明。另外，在图5～图18所示的各例中，将激光的能量强度分布调整为平坦化。

图6的激光加工头6与图5所示的例子同样地与图2所示的激光加工头对应。即，在图6所示的激光加工头6中，包括准直透镜16以及聚光透镜18的光学系统构成为通过了聚光透镜18的激光产生彗形像差。另外，在图6所示的激光加工头6中，与图5的情况同样地，激光照射部14能够通过第一移动部20来移动，聚光透镜18能够通过第二移动部24来移动。并且，在图6所示的激光加工头6中构成为：与图5所示的情况不同，与使第一移动部20动作的情况相比，使第二移动部24动作的情况下的彗形像差的变化量产生得较大。

在图6所示的激光加工头6的调整中，在第一调节步骤S2和第二调节步骤S4中动作的移动部(第一移动部20或者第二移动部24)与图5的情况不同。

即，在图6所示的激光加工头6中，在第一调节步骤S2中，使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的第二移动部24动作，而使聚光透镜18在上述的第二方向上移动。由此，能够在该第二方向上使聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置移动，而使激光照射位置P处的能量强度分布有效地变化。因而，通过使第二移动部24适当地动作，能够适当地调节激光照射位置P处的能量强度分布(参照图6的(B))。

另外，在第二调节步骤S4中，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的第一移动部20适当地动作，而使激光照射部14移动。由此，能够在上述的第一方向上使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置移动，而适当地调节激光的照射位置P(参照图6的(C))。由此，能够修正在第一调节步骤S2中调整能量强度分布时产生的激光照射位置P的偏移(参照图6的(B))。

图7以及图8所示的例子分别与图3所示的激光加工头6对应，但其他点分别与图5以及图6所示的例子相同。

即，在图7以及图8所示的激光加工头6中，包括准直透镜16以及聚光透镜18的光学系统构成为通过了聚光透镜18的激光产生彗形像差。另外，在图7以及图8所示的激光加工头6中，准直透镜16能够通过第一移动部20来移动，聚光透镜18能够通过第二移动部24来移动。并且，在图7所示的激光加工头6中构成为：与图5所示的情况同样地，与使第二移动部24动作的情况相比，使第一移动部20动作的情况下的彗形像差的变化量产生得较大，在图8所示的激光加工头6中构成为：与图6所示的情况同样地，与使第一移动部20动作的情况相比，使第二移动部24动作的情况下的彗形像差的变化量产生得较大。

因此，在图7所示的激光加工头6的调整中，在第一调节步骤S2中，使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的第一移动部20动作，而使准直透镜16移动。由此，能够在上述的第一方向上使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置移动，而使激光照射位置P处的能量强度分布有效地变化(参照图7的(B))。

另外，在第二调节步骤S4中，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的第二移动部24适当地动作，而使聚光透镜18在上述的第二方向上移动。由此，能够在该第二方向上使聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置移动，而适当地调节激光的照射位置P(参照图7的(C))。

另外，在图8所示的激光加工头6的调整中，在第一调节步骤S2中，使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的第二移动部24适当地动作，而使聚光透镜18在上述的第二方向上移动。由此，能够在该第二方向上使聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置移动，而使激光照射位置P处的能量强度分布有效地变化(参照图8的(B))。

另外，在第二调节步骤S4中，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的第一移动部20动作，而使准直透镜16移动。由此，能够在上述的第一方向上使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置移动，而适当地调节激光的照射位置P(参照图8的(C))。

图9以及图10所示的例子分别与图2所示的激光加工头6对应，与图5以及图6所示的例子类似。

在图9以及图10所示的例子中，与图5以及图6不同的是，在初始状态(参照图9的(A)、图10的(A))下，激光照射位置P处的能量强度分布已经平坦化了、以及激光的照射位置P(聚光位置)在X方向(第一方向、第二方向)上从表示加工点的轴Q偏移。

在图9以及图10所示的例子中，激光照射位置P处的能量强度分布已经平坦化了，因此在挖穿加工等激光在其整周范围内对切断做出贡献的情况下，无需进一步调整能量强度分布(即，无需进行第一调节步骤S2)。因而，进行第二调节步骤S4来矫正在初始状态(参照图9的(A)、图10的(A))下产生的照射位置P的偏移(参照图9的(B)、图10的(B))。

在有意使能量分布有偏差的情况下，在初始状态的能量分布平坦化了的状态下进行第一调节步骤S2，并进行第二调节步骤S4来矫正由该调节产生的照射位置P的偏移即可。

需要说明的是，图9所示的例子中的第二调节步骤S4与图5所示的例子中的第二调节步骤S4相同，图10所示的例子中的第二调节步骤S4与图6所示的例子中的第二调节步骤S4相同，因此省略说明。

在初始状态下照射位置P偏移了的情况下，即使在调节能量强度分布时，也先调节能量强度分布然后调节照射位置P。如上所述，这是由于，当调节能量强度分布时照射位置P偏移，因此需要再次调节之前调节了的照射位置P，花费两次功夫。

图11以及图12所示的例子分别与图2所示的激光加工头6对应，与图5以及图6所示的例子类似。

在图11以及图12所示的例子中，与图5以及图6不同的是，在初始状态(参照图11的(A)、图12的(A))下，激光的照射位置P(聚光位置)在X方向(第一方向、第二方向)上从表示加工点的轴Q偏移。

在图11以及图12所示的例子中，分别与图5以及图6所示的例子同样地，能够通过进行第一调节步骤S2来调节能量强度分布，(参照图11的(B)、图12的(B))，并且能够通过进行第二调节步骤S4来调节激光的照射位置P(参照图11的(C)、图12的(C))。

但是，在图11以及图12所示的例子中，在初始状态下激光的照射位置P(聚光位置)在X方向(第一方向、第二方向)上从表示加工点的轴Q偏移的基础上，在进行第一调节步骤S2而调节了能量强度分布时，照射位置P从轴Q(加工点)的偏移进一步变大(参照图11的(B)、图12的(B))。因此，在第二调节步骤S4中为了使激光的照射位置P移动到轴Q(加工点)的位置，需要使第一移动部20或者第二移动部24的移动量更大。

图13以及图14所示的例子分别与图2所示的激光加工头6对应，与图11以及图12所示的例子类似。

在图13以及图14所示的例子中，与图11以及图12不同的是，在初始状态(参照图13的(A)、图14的(A))下，激光的照射位置P(聚光位置)在X方向(第一方向、第二方向)上向夹着表示加工点的轴Q的相反侧从该加工点偏移。

在图13以及图14所示的例子中，分别与图11以及图12所示的例子同样地(即，分别与图5以及图6所示的例子同样地)，能够通过进行第一调节步骤S2来调节能量强度分布，(参照图13的(B)、图14的(B))，并且能够通过进行第二调节步骤S4来调节激光的照射位置P(参照图13的(C)、图14的(C))。

但是，在图13以及图14所示的例子中，在通过进行第一调节步骤S2而调节了能量强度分布的时间点(参照图13的(B)、图14的(B))，激光的照射位置P从初始状态的位置向夹着表示加工点的轴Q的相反侧移动了。在该情况下，在第二调节步骤S4中，通过向与图11以及图12所示的例子相同的方向移动第一移动部20或者第二移动部24，能够适当地调节照射位置P。

图15以及图16所示的例子分别与图2所示的激光加工头6对应，与图13以及图14所示的例子类似。

在图15以及图16所示的例子中，与图13以及图14不同的是，在初始状态(参照图15的(A)、图16的(A))下，激光的照射位置P(聚光位置)在X方向(第一方向、第二方向)上向夹着表示加工点的轴Q的相反侧从该加工点偏移，且其偏移量更大。

在图15以及图16所示的例子中，分别与图13以及图14所示的例子同样地(即，分别与图5以及图6所示的例子同样地)，能够通过进行第一调节步骤S2来调节能量强度分布(参照图15的(B)、图16的(B))，并且能够通过进行第二调节步骤S4来调节激光的照射位置P(参照图15的(C)、图16的(C))。

在图15以及图16所示的例子中，在通过进行第一调节步骤S2而调节了能量强度分布的时间点(参照图15的(B)、图15的(B))，激光的照射位置P从初始状态的位置在X方向上以接近轴Q(加工点)的方式但是在不超过加工点的范围内移动。在该情况下，在第二调节步骤S4中，通过与图13以及图14所示的例子在X方向上反向地移动第一移动部20或者第二移动部24，能够适当地调节照射位置P(参照图15的(C)、图16的(C))。

在图17以及图18中，(A2)表示(A1)的A2-A2剖视向视图。另外，(B)以及(C)是示出从与(A2)相同的位置观察的情况下的激光加工头6的调整过程的一例的图。

图17以及图18所示的例子分别与图2所示的激光加工头6对应，与图15以及图16所示的例子类似。

在图17以及图18所示的例子中，与图15以及图16不同的是，在初始状态(参照图17的(A)、图18的(A))下，激光的照射位置P(聚光位置)不仅在X方向(第一方向、第二方向)上，还在与X方向正交的Y方向上从表示加工点的轴Q偏移。

在图17以及图18所示的例子中，使在初始状态下在X方向上有偏差的能量强度分布平坦化。首先在第一调节步骤S2中，使第一移动部20以及第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方动作，而使激光照射部14或者聚光透镜18在X方向上移动，由此进行激光照射位置P处的X方向上的能量强度分布的调节(参照图17的(B)、图18的(B))。

另外，在第二调节步骤S4中，使第一移动部20和第二移动部24中的、彗形像差的变化量产生得较小的一方动作，而使聚光透镜18或者激光照射部14在X方向以及Y方向上适当移动。由此，能够在X方向以及Y方向上使准直透镜16相对于激光照射部14的相对位置或者聚光透镜18相对于准直透镜16的相对位置移动，而适当地调节激光的照射位置P(参照图17的(C)、图18的(C))。

在几个实施方式中，在第一调节步骤S2中，以在XY平面内使激光照射部14沿着从能量强度低的位置朝向高的位置的方向移动的方式使第一移动部20动作(即，执行第一移动步骤)。

例如，在图5、图11、图13、图15以及图17所示的例子中，在初始状态(参照各图的(A))下，在X方向上存在能量强度分布的偏差，在第一调节步骤S2中，通过在X方向上使激光照射部14沿着从能量强度低的位置朝向高的位置的方向移动，从而将能量强度分布调节为平坦化(参照各图的(B))。

或者，在几个实施方式中，在第一调节步骤S2中，以在XY平面内使准直光学系统沿着从能量强度高的位置朝向低的位置的方向移动的方式使第一移动部20动作(即，执行第一移动步骤)。

例如，在图7所示的例子中，在初始状态(参照各图的(A))下，在X方向上存在能量强度分布的偏差，在第一调节步骤S2中，通过在X方向上使准直透镜16沿着从能量强度高的位置朝向低的位置的方向移动，从而将能量强度分布调节为平坦化(参照各图的(B))。

或者，在几个实施方式中，在第一调节步骤S2中，以在XY平面内使聚光光学系统沿着从能量强度高的位置朝向低的位置的方向移动的方式使第二移动部24动作(即，执行第二移动步骤)。

例如，在图6、图8、图12、图14、图16以及图18所示的例子中，在初始状态(参照各图的(A))下，在X方向上存在能量强度分布的偏差，在第一调节步骤S2中，通过在X方向上使聚光透镜18沿着从能量强度高的位置朝向低的位置的方向移动，从而将能量强度分布调节为平坦化(参照各图的(B))。

这样，根据能量强度分布的朝向来适当地使第一移动部20或者第二移动部24动作，而使激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18适当地移动，由此能够使能量强度分布平坦化。

在几个实施方式中，在第二调节步骤S4中，以在被加工物100的加工面内使聚光光学系统沿着从第一调节步骤S2后的照射位置P朝向上述的加工点的方向移动的方式使第二移动部24动作(即，执行第二移动步骤)。

例如，在图5、图7、图11、图13、图15以及图17所示的例子中，在第二调节步骤S4中，通过在被加工物100的加工面内以使聚光透镜18沿着从第一调节步骤S2后的照射位置P朝向上述的加工点(轴Q)的方向移动的方式使第二移动部24动作，从而进行该照射位置P的调节，以使得照射位置P接近加工点。

或者，在几个实施方式中，在第二调节步骤S4中，以在被加工物100的加工面内使激光照射部14沿着从该加工点朝向第一调节步骤S2后的照射位置P的方向移动的方式使第一移动部20动作(即，执行第一移动步骤)。

例如，在图6、图12、图14、图16以及图18所示的例子中，在第二调节步骤S4中，通过在被加工物100的加工面内以使激光照射部14沿着从上述的加工点(轴Q)朝向第一调节步骤S2后的照射位置P的方向移动的方式使第一移动部20动作，从而进行该照射位置P的调节，以使得照射位置P接近加工点。

或者，在几个实施方式中，在第二调节步骤S4中，以在被加工物100的加工面内使准直光学系统沿着从第一调节步骤S2后的照射位置P朝向上述的加工点的方向移动的方式使第一移动部20动作(即，执行第一移动步骤)。

例如，在图8所示的例子中，在第二调节步骤S4中，通过在被加工物100的加工面内以使准直透镜16沿着从第一调节步骤S2后的照射位置P朝向上述的加工点(轴Q)的方向移动的方式使第一移动部20动作，从而进行该照射位置P的调节，以使得照射位置P接近加工点。

这样，在第二调节步骤S4中，通过使聚光透镜18或者准直透镜16沿着从第一调节步骤S2后的激光照射位置P朝向加工点(轴Q)的方向移动，或者通过使激光照射部14沿着从加工点(轴Q)朝向第一调节步骤S2后的照射位置P的方向移动，能够使加工面上的激光照射位置P适当地移动到所希望的位置(即加工点)。

在几个实施方式中，在由第一移动部20的动作引起的(即第一移动步骤中的)准直光学系统相对于激光照射部14的移动方向上，该移动方向的朝向与由第二移动部24的动作引起的(即第二移动步骤中的)聚光光学系统相对于准直光学系统的移动方向的朝向相反。

例如，在图5、图6、图7、图8、图11、图12、图13、图14以及图17所示的例子中，在由第一移动部20的动作引起的(即第一移动步骤中的)准直透镜16相对于激光照射部14的移动方向上，该移动方向的朝向与由第二移动部24的动作引起的(即第二移动步骤中的)聚光透镜18相对于准直透镜16的移动方向的朝向相反。

这样，在初始状态(参照各图的(A))下的照射位置P没有与被加工物100上的加工点较大地偏移的情况下，通过如上所述进行第一移动步骤，能够使能量强度分布平坦化，并且能够矫正照射位置P的偏移。

在几个实施方式中，也可以在第一调节步骤S2中测量被加工物100的加工面上的能量强度分布，并基于该能量强度分布的测量结果，来决定激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18的移动方向或者移动量。

需要说明的是，加工点处的激光的能量强度分布例如也可以通过光束模式测量器(光束分析仪)来测定。

几个实施方式的激光加工装置1(参照图1)也可以具备上述的激光加工头6、构成为对从激光加工头6输出的激光被加工物100的加工面上的能量强度分布进行测量的测量部(未图示)、以及控制部(未图示)。

控制部构成为基于由测量部测量的能量强度分布的测量结果来决定激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18的移动方向或者移动量。

需要说明的是，测量部例如也可以是上述的光束模式测量器。

在几个实施方式中，也可以在第一调节步骤S2中基于被加工物100的加工痕的观察结果，来决定激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18的移动方向或者移动量。

这样，在进行激光照射位置P处的能量强度分布的调节的第一调节步骤S2中，基于被加工物100的加工点处的能量强度分布的测量结果、或者被加工物100的加工痕的观察结果，来决定激光照射部14、准直透镜16或者聚光透镜18的移动方向或者移动量，由此能够更加准确地调节激光照射位置P处的能量强度分布。

以下，对几个实施方式的激光加工头6、激光加工装置1以及激光加工头6的调整方法记载概要。

(1)本发明的至少一实施方式的激光加工头具备：

激光照射部；

准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及

聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，

其中，

包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，

所述激光加工头还具备：

第一移动部，其用于在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及

第二移动部，其用于在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化。

在与上述的结构不同而使用了彗形像差被修正了的光学系统来作为包括准直光学系统以及聚光光学系统的光学系统的情况下，即使使准直光学系统相对于激光照射部的相对位置、或者聚光光学系统相对于准直光学系统的相对位置发生变化，由于在由聚光光学系统产生的聚光位置(即被加工物上的激光照射位置)上激光会聚于一点，因此该聚光位置处的能量强度分布与上述的相对位置的变化前相比也没有较大地改变。

与此相对，在上述(1)的结构中，包括准直光学系统以及聚光光学系统的光学系统构成为通过了聚光光学系统的激光可产生彗形像差，因此通过利用第一移动部使准直光学系统相对于激光照射部的相对位置发生变化、或者通过利用第二移动部使聚光光学系统相对于准直光学系统的相对位置发生变化，从而对于来自聚光光学系统的激光，光线的中心附近的光所聚光的位置与外侧的光所聚光的位置发生偏移(产生彗形像差)。因此，通过使第一移动部以及第二移动部中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方动作，能够使激光照射位置处的能量强度分布有效地变化。因而，通过使第一移动部以及第二移动部的一方适当地动作，能够适当地调节激光照射位置处的能量强度分布。

另外，在上述(1)的结构中，使第一移动部以及第二移动部的另一方(彗形像差的变化量产生得较小的一方)能够与第一移动部以及第二移动部的所述一方独立地动作，因此通过使该另一方动作，能够调节激光照射位置而不较大地改变激光照射位置处的能量强度分布。因而，通过使第一移动部以及第二移动部的所述另一方适当地动作，能够修正在调整能量强度分布时产生的激光照射位置的偏移。

因此，根据上述(1)的结构，能够兼顾照射于被加工物的激光的能量强度分布的调节与被加工物上的激光照射位置的调节。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，

所述准直光学系统以及所述聚光光学系统分别包括至少一个透镜，

所述激光照射部、所述准直光学系统以及所述聚光光学系统在沿着所述聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列。

根据上述(2)的结构，准直光学系统以及聚光光学系统分别包括至少一个透镜，并且将激光照射部、准直光学系统以及聚光光学系统在沿着聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列，因此能够以紧凑的结构实现上述(1)的结构。

(3)本发明的至少一实施方式的激光加工装置具备：

上述(1)或(2)所记载的激光加工头；

测量部，其构成为对从所述激光加工头输出的激光在被加工物的加工面上的能量强度分布进行测量；以及

控制部，其构成为基于由所述测量部测量的测量结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

根据上述(3)的结构，基于由测量部测量的能量强度分布的测量结果，来决定由第一移动部或者第二移动部进行的所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量，因此能够使激光照射位置处的能量强度分布更加准确地变化。

(4)本发明的至少一实施方式的激光加工头的调整方法是一种激光加工头的调整方法，

所述激光加工头包括：激光照射部；准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，

其中，

包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，

所述激光加工头的调整方法具备：

第一移动步骤，在所述第一移动步骤中，在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及

第二移动步骤，在所述第二移动步骤中，在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化。

在上述(4)的方法中，包括准直光学系统以及聚光光学系统的光学系统构成为通过了聚光光学系统的激光可产生彗形像差，因此通过在第一移动步骤中使准直光学系统相对于激光照射部的相对位置发生变化、或者通过在第二移动步骤中使聚光光学系统相对于准直光学系统的相对位置发生变化，从而对于来自聚光光学系统的激光，光线的中心附近的光所聚光的位置与外侧的光所聚光的位置发生偏移(产生彗形像差)。因此，通过进行第一移动步骤以及第二移动步骤中的、使彗形像差的变化量产生得较大的一方，能够使激光照射位置处的能量强度分布有效地变化。因而，通过适当地进行第一移动步骤以及第二移动步骤的一方，能够适当地调节激光照射位置处的能量强度分布。

另外，在上述(4)的方法中，与第一移动步骤以及第二移动步骤的所述一方独立地进行第一移动步骤以及第二移动步骤的另一方(彗形像差的变化量产生得较小的一方)，因此通过进行该另一方，能够调节激光照射位置而不较大地改变激光照射位置处的能量强度分布。因而，通过适当地进行第一移动步骤以及第二移动步骤的所述另一方，能够修正在调整能量强度分布时产生的激光照射位置的偏移。

因而，根据上述(4)的方法，能够兼顾照射于被加工物的激光的能量强度分布的调节与被加工物上的激光照射位置的调节。

(5)在几个实施方式中，在上述(4)的方法的基础上，

所述准直光学系统以及所述聚光光学系统分别包括至少一个透镜，

将所述激光照射部、所述准直光学系统以及所述聚光光学系统在沿着所述聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列。

根据上述(5)的方法，准直光学系统以及聚光光学系统分别包括至少一个透镜，并且将激光照射部、准直光学系统以及聚光光学系统在沿着聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列，因此能够以紧凑的结构实现上述(5)的方法。

(6)在几个实施方式中，在上述(4)或者(5)的方法的基础上，

所述激光加工头的调整方法具备：

第一调节步骤，在所述第一调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的一方，以使得将从所述激光加工头输出的激光在被加工物的加工面上的能量强度调节为所希望的分布；以及

第二调节步骤，在所述第二调节步骤中，在所述第一调节步骤后执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的另一方，以调节所述加工面上的照射位置，

在所述第一调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤中的、所述彗形像差相对于移动量的变化量大的一方，所述移动量是所述第一方向上的所述准直光学系统相对于所述激光照射部的移动量、或者所述第二方向上的所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的移动量。

根据上述(6)的方法，首先，在第一调节步骤中，进行第一移动步骤或者第二移动步骤中的、彗形像差的变化量产生得较大的一方，来进行被加工物的加工面上的激光的能量强度分布的调节，因此能够利用较大的彗形像差变化量，来使激光照射位置处的能量强度分布有效地变化。另外，在第一调节步骤后，在第二调节步骤中，进行第一移动步骤或者第二步骤的另一方(彗形像差的变化量产生得较小的一方)来调节激光照射位置，因此能够调节激光照射位置而不较大地改变激光照射位置处的能量强度分布。

因而，根据上述(6)的方法，容易兼顾照射于被加工物的激光的能量强度分布的调节与被加工物上的激光照射位置的调节。

(7)在几个实施方式中，在上述(6)的方法的基础上，

在所述第一调节步骤中，测量所述能量强度分布，并基于该能量强度分布的测量结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

根据上述(7)的方法，在进行激光照射位置处的能量强度分布的调节的第一调节步骤中，基于能量强度分布的测量结果，来决定激光照射部、准直光学系统或者聚光光学系统的移动方向或者移动量，因此能够使激光照射位置处的能量强度分布更加准确地变化。

(8)在几个实施方式中，在上述(6)或(7)的方法的基础上，

在所述第一调节步骤中，基于所述被加工物的加工痕的观察结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

根据上述(8)的方法，在进行激光照射位置处的能量强度分布的调节的第一调节步骤中，基于被加工物的加工痕的观察结果，来决定激光照射部、准直光学系统或者聚光光学系统的移动方向或者移动量，因此能够使激光照射位置处的能量强度分布更加准确地变化。

(9)在几个实施方式中，在上述(6)至(8)中任一个方法的基础上，

在所述第二调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的另一方，以使得所述照射位置接近所述加工面上的加工点。

根据上述(9)的方法，在进行激光照射位置的调节的第二调节步骤中，使激光照射部、准直光学系统或者聚光光学系统移动，以使得激光照射位置接近被加工物的加工面上的加工点，因此能够在规定的加工点适当地进行被加工物的加工。

(10)在几个实施方式中，在上述(9)的方法的基础上，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述聚光光学系统沿着从所述第一调节步骤后的照射位置朝向所述加工点的方向移动的方式执行所述第二移动步骤。

(11)或者，在几个实施方式中，在上述(9)的方法的基础上，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述激光照射部沿着从所述加工点朝向所述第一调节步骤后的照射位置的方向移动的方式执行所述第一移动步骤。

(12)或者，在几个实施方式中，在上述(9)的方法的基础上，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述准直光学系统沿着从所述第一调节步骤后的照射位置朝向所述加工点的方向移动的方式执行所述第一移动步骤。

根据上述(10)～(12)的方法，在第二调节步骤中，通过使聚光光学系统或者准直光学系统沿着从第一调节步骤后的激光照射位置朝向加工点的方向移动、或者通过使激光照射部沿着从加工点朝向第一调节步骤后的照射位置的方向移动，能够使加工面上的激光照射位置移动到所希望的位置(即加工点)。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加变形而成的方式、将这些方式适当组合而成的方式。

在本说明书中，“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表达不仅表示严格上该种配置，还表示具有公差、或者能够得到相同的功能的程度的角度、距离而相对地位移了的状态。

例如，“相同”、“相等”以及“均等”等表示物事相等的状态的表达不仅表示严格上相等的状态，还表示存在公差、或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。

另外，在本说明书中，四边形状、圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义上的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在能够得到相同的效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。

另外，在本说明书中，“具备”、“包括”、或者“具有”一个构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性的表达。

附图标记说明：

1 激光加工装置

2 激光振荡器

4 光纤

6 激光加工头

8 加工台

12 外壳

14 激光照射部

16 准直透镜

18 聚光透镜

20 第一移动部

21 保持部

22 第一透镜保持部

24 第二移动部

25 第二透镜保持部

26 辅助气体喷嘴

28 气体供给口

30 气体吹出口

100 被加工物

O1～O3 中心轴

P 照射位置。

Claims (12)

1.一种激光加工头，其具备：

激光照射部；

准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及

聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，

所述激光加工头的特征在于，

包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，

所述激光加工头还具备：

第一移动部，其用于在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及

第二移动部，其用于在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化，

使所述第一移动部或所述第二移动部的一方动作，以使得将从所述激光加工头输出的激光在被加工物的加工面上的能量强度分布调节为所希望的分布，

所述第一移动部或所述第二移动部的一方是所述第一移动部或所述第二移动部中的、所述彗形像差相对于移动量的变化量大的一方，所述移动量是所述第一方向上的所述准直光学系统相对于所述激光照射部的移动量、或者所述第二方向上的所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的移动量。

2.根据权利要求1所述的激光加工头，其特征在于，

所述准直光学系统以及所述聚光光学系统分别包括至少一个透镜，

所述激光照射部、所述准直光学系统以及所述聚光光学系统在沿着所述聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列。

3.一种激光加工装置，其特征在于，

所述激光加工装置具备：

权利要求1或2所述的激光加工头；

测量部，其构成为对从所述激光加工头输出的激光在被加工物的加工面上的能量强度分布进行测量；以及

控制部，其构成为基于由所述测量部测量的测量结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

4.一种激光加工头的调整方法，所述激光加工头包括：激光照射部；准直光学系统，其用于准直来自所述激光照射部的激光；以及聚光光学系统，其用于将通过了所述准直光学系统的激光聚光，

所述激光加工头的调整方法的特征在于，

包括所述准直光学系统以及所述聚光光学系统的光学系统构成为通过了所述聚光光学系统的激光可产生彗形像差，

所述激光加工头的调整方法包括：

第一移动步骤，在所述第一移动步骤中，在与所述激光照射部或者所述准直光学系统的中心轴正交的第一方向上使所述激光照射部或者所述准直光学系统的至少一方移动，以使得所述准直光学系统相对于所述激光照射部的相对位置发生变化；以及

第二移动步骤，在所述第二移动步骤中，在与所述聚光光学系统的中心轴正交的第二方向上使所述聚光光学系统移动，以使得所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的相对位置发生变化，

所述激光加工头的调整方法还包括第一调节步骤，在所述第一调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的一方，以使得将从所述激光加工头输出的激光在被加工物的加工面上的能量强度分布调节为所希望的分布，

在所述第一调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤中的、所述彗形像差相对于移动量的变化量大的一方，所述移动量是所述第一方向上的所述准直光学系统相对于所述激光照射部的移动量、或者所述第二方向上的所述聚光光学系统相对于所述准直光学系统的移动量。

5.根据权利要求4所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

所述准直光学系统以及所述聚光光学系统分别包括至少一个透镜，

将所述激光照射部、所述准直光学系统以及所述聚光光学系统在沿着所述聚光光学系统的中心轴的方向上依次排列。

6.根据权利要求4所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

所述激光加工头的调整方法包括第二调节步骤，在所述第二调节步骤中，在所述第一调节步骤后执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的另一方，以调节所述加工面上的照射位置。

7.根据权利要求4所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第一调节步骤中，测量所述能量强度分布，并基于该能量强度分布的测量结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

8.根据权利要求4所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第一调节步骤中，基于所述被加工物的加工痕的观察结果，来决定所述激光照射部、所述准直光学系统或者所述聚光光学系统的移动方向或者移动量。

9.根据权利要求6所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第二调节步骤中，执行所述第一移动步骤或者所述第二移动步骤的另一方，以使得所述照射位置接近所述加工面上的加工点。

10.根据权利要求9所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述聚光光学系统沿着从所述第一调节步骤后的照射位置朝向所述加工点的方向移动的方式执行所述第二移动步骤。

11.根据权利要求9所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述激光照射部沿着从所述加工点朝向所述第一调节步骤后的照射位置的方向移动的方式执行所述第一移动步骤。

12.根据权利要求9所述的激光加工头的调整方法，其特征在于，

在所述第二调节步骤中，以在所述加工面内使所述准直光学系统沿着从所述第一调节步骤后的照射位置朝向所述加工点的方向移动的方式执行所述第一移动步骤。

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