JP2012076106A - Laser beam machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus.
従来、例えば、レーザ発振器を備え、外部からのパルス信号である励起信号によりレーザ発振器のレーザ媒質を励起することに基づいてレーザ光を発生させるものがある(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, there is a laser oscillator that includes a laser oscillator and generates laser light based on excitation of a laser medium of the laser oscillator by an excitation signal that is an external pulse signal (see, for example, Patent Document 1).
ところが、レーザ光を照射するモードに移行していないときに、システム上の不具合によりレーザ光が照射された場合、ワークに不要なレーザ光が照射されてしまう。
本発明の目的は、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができるレーザ加工装置を提供することにある。
However, when the mode is not shifted to the laser beam irradiation mode and the laser beam is irradiated due to a problem on the system, the workpiece is irradiated with an unnecessary laser beam.
The objective of this invention is providing the laser processing apparatus which can ensure the safety | security regarding the misirradiation of a laser.
請求項1に記載の発明では、加工対象物に照射するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、を備えたことを要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, a laser oscillator that outputs a laser beam for irradiating the workpiece, and a machining start signal that outputs a machining start signal for starting the machining by the laser beam irradiation on the workpiece. A signal output means; a branch means provided in the optical path of the laser light; for branching out and taking out part of the laser light; a photoelectric converter for detecting the laser light taken out by the branch means; From the detection result of the laser beam by the photoelectric converter and the output state of the processing start signal by the processing start signal output means, it is abnormal if the laser beam is detected by the photoelectric converter when no processing start instruction is issued. The gist includes an abnormality detecting means for determining and a prohibiting means for preventing laser light from being emitted to the outside when an abnormality is detected by the abnormality detecting means.
請求項1に記載の発明によれば、加工開始信号出力手段により、加工対象物に対しレーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号が出力される。そして、レーザ発振器において、加工対象物に照射するためのレーザ光が出力される。 According to the first aspect of the present invention, the machining start signal output means outputs a machining start signal for starting machining by irradiating the workpiece with the laser beam. In the laser oscillator, laser light for irradiating the object to be processed is output.
ここで、レーザ光の光路に設けられた分岐手段により、レーザ光の一部が分岐されて取り出され、光電変換器により、分岐手段により取り出されたレーザ光が検出される。そして、異常検出手段により、光電変換器によるレーザ光の検出結果と加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力の状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定される。この異常検出手段により異常が検出されたときに、禁止手段により、レーザ光が外部に出射されるのが禁止される。その結果、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。 Here, a part of the laser light is branched and extracted by the branching means provided in the optical path of the laser light, and the laser light extracted by the branching means is detected by the photoelectric converter. Then, the laser beam is detected by the photoelectric converter when the machining start instruction is not issued from the detection result of the laser beam by the photoelectric converter and the output state of the machining start signal by the machining start signal output unit by the abnormality detection unit. Then, it is determined to be abnormal. When an abnormality is detected by the abnormality detection unit, the prohibition unit prohibits laser light from being emitted to the outside. As a result, safety related to erroneous laser irradiation can be ensured.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ発振器への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the first aspect, the prohibiting means prevents the laser light from being emitted to the outside by stopping the power supply to the laser oscillator. To do.
請求項2に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ発振器への電力供給が停止され、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。
According to the second aspect of the present invention, in the prohibiting means, the power supply to the laser oscillator is stopped, so that the laser beam is not emitted to the outside.
According to a third aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the first aspect, the prohibiting means prevents the laser light from being emitted to the outside by closing a shutter disposed in the optical path of the laser light. And
請求項3に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ光の光路に配したシャッタが閉じられ、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載のレーザ加工装置において、前記シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であることを要旨とする。
According to the third aspect of the present invention, in the prohibiting means, the shutter disposed in the optical path of the laser beam is closed, so that the laser beam is not emitted to the outside.
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the third aspect, in the shutter, the light shielding member is urged to the closed side by the mechanical urging means in the non-power state, and the control signal is input. The gist is that it is configured to open by.
請求項4に記載の発明によれば、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。 According to the fourth aspect of the present invention, since the shutter has a configuration in which the light shielding member is urged to the closed side by the mechanical urging means in the non-powered state and is opened by the input of the control signal, the error of the laser is caused. It is preferable for safety related to irradiation.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段により異常であると判定されたとき警報する警報手段を更に備えたことを要旨とする。 The invention according to claim 5 is the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising alarm means for warning when the abnormality detecting means determines that the abnormality is detected. The gist.
請求項5に記載の発明によれば、警報手段により、異常検出手段により異常であると判定されたとき警報される。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保する上で好ましい。 According to the fifth aspect of the present invention, an alarm is issued when the alarm means determines that an abnormality is detected by the abnormality detection means. Therefore, it is preferable for ensuring safety related to erroneous laser irradiation.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置において、前記光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力するオペアンプと、前記オペアンプの出力信号をA/D変換するA/D変換器と、前記A/D変換器によるA/D変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のA/D変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のA/D変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、を備え、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, an operational amplifier that amplifies and outputs an electric signal at a level corresponding to the output of laser light from the photoelectric converter And an A / D converter for A / D converting the output signal of the operational amplifier, and an output value of the laser light after A / D conversion by the A / D converter, and A / D conversion from time to time Difference processing means for calculating a difference between the output value of the detector and the output value of the A / D converter before laser irradiation, which has been obtained in advance, as a monitor value of the laser beam, and the abnormality detection means comprises an abnormality determination In this case, the gist is to determine that the laser beam is detected if the monitor value by the difference processing means is equal to or greater than a threshold value.
請求項6に記載の発明によれば、オペアンプにより、光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号が増幅され、A/D変換器においてオペアンプの出力信号がA/D変換される。差分処理手段において、その時々のA/D変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のA/D変換器の出力値の差分がレーザ光のモニタ値として算出される。そして、異常検出手段により、異常判定の際に差分処理手段によるモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定される。 According to the invention described in claim 6, the operational signal is amplified by the operational amplifier at a level corresponding to the output of the laser beam from the photoelectric converter, and the output signal of the operational amplifier is A / D converted by the A / D converter. . In the difference processing means, the difference between the output value of the A / D converter from time to time and the output value of the A / D converter before laser irradiation obtained in advance is calculated as the monitor value of the laser beam. Then, it is determined by the abnormality detection means that the laser beam is detected when the monitor value by the difference processing means is equal to or greater than the threshold value at the time of abnormality determination.
その結果、光電変換器の暗電流の影響やオペアンプの温度の影響を受けにくくすることができる。
請求項7に記載のように、請求項6に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。
As a result, the influence of the dark current of the photoelectric converter and the temperature of the operational amplifier can be reduced.
As described in
請求項7に記載の発明によれば、異常検出手段において、異常判定の際に、差分処理手段によるモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続すると、レーザ光が検出されたと判定されるので、確実にレーザ光を検出することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the abnormality detection means, it is determined that the laser beam has been detected when the state where the monitor value by the difference processing means is greater than or equal to the threshold value continues for a predetermined time or more in the abnormality determination. Therefore, the laser beam can be reliably detected.
本発明によれば、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。 According to the present invention, it is possible to ensure safety related to erroneous laser irradiation.
以下、本発明をレーザマーキング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、レーザマーキング装置1の斜視図であり、図2はレーザマーキング装置のブロック図である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a laser marking device will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the laser marking device 1, and FIG. 2 is a block diagram of the laser marking device.
図1に示すように、レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置1は、レーザ光Lを出射するコントローラ2を備えている。コントローラ2にはファイバケーブル3を介してヘッド4が接続されている。また、コントローラ2には電気ケーブル5を介してヘッド4が接続されるとともに、コントローラ2には電気ケーブル6を介してコンソール7が接続されている。そして、レーザマーキング装置1は、載置台8に載置された加工対象物Wのマーキング面Wa上に所望の文字、図形、記号等(以下、文字等という)をマーキングするようになっている。
As shown in FIG. 1, a laser marking device 1 as a laser processing device includes a
ヘッド4の下面には、レーザ光Lが出射される窓部9が形成されている。そして、ヘッド4は、窓部9が加工対象物Wのマーキング面Waと対向するように設置されている。
図2に示すように、コントローラ2はレーザ発振器20を備え、レーザ発振器20からレーザ光Lが出射される。
A window portion 9 from which the laser beam L is emitted is formed on the lower surface of the head 4. The head 4 is installed such that the window portion 9 faces the marking surface Wa of the workpiece W.
As shown in FIG. 2, the
本実施形態ではレーザ発振器20として図3に示すファイバレーザ発振器を用いている。
図3に示すように、レーザ発振器20は、光ファイバ21とレーザダイオードLD1とレーザダイオードLD2とレーザダイオードLD3とドライバ22を備えている。ドライバ22は電源から電力の供給を受ける。レーザダイオードLD1は信号用レーザ光源となり、レーザダイオードLD2,LD3は励起用レーザ光源となる。光ファイバ21は、希土類元素であるイットリビウム(Yb)を含んでおり、この希土類ドープ光ファイバ21は多数回巻回され、所要長の光路が確保されている。希土類ドープ光ファイバ21にはレーザ光を一方にのみ通過させる光アイソレータ24が設けられている。また、希土類ドープ光ファイバ21の一端側には光ファイバ25aが結合されているとともに希土類ドープ光ファイバ21の他端側には光ファイバ25bが結合されている。希土類ドープ光ファイバ21の一端には光ファイバ26aを通してレーザダイオードLD1からレーザ光が入射されるとともに、光ファイバ25aを通したレーザダイオードLD2からのレーザ光が合流する。また、希土類ドープ光ファイバ21の他端側において光ファイバ25bを通したレーザダイオードLD3からのレーザ光が入射されるとともに、希土類ドープ光ファイバ21の他端から光ファイバ26bを通してレーザ光が出力される。
In the present embodiment, the fiber laser oscillator shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the
ドライバ22にはスイッチング素子(パワートランジスタ)Q1,Q2,Q3と電源スイッチSW1が備えられている。スイッチング素子Q1はレーザダイオードLD1に、スイッチング素子Q2はレーザダイオードLD2に、スイッチング素子Q3はレーザダイオードLD3に、それぞれ接続されている。また、スイッチング素子Q1,Q2,Q3は電源スイッチSW1を介して電源と接続されている。そして、電源スイッチSW1をオン(閉路)した状態で、スイッチング素子Q1,Q2,Q3をオンすることにより対応するレーザダイオードLD1,LD2,LD3から光が放射され、レーザダイオードLD2,LD3からの光により光ファイバ21において励起されてレーザ光が出力される。
The
このように、レーザ発振器20は、加工対象物Wに照射するためのレーザ光を出力することができるようになっている。
レーザ発振器20から出射されたレーザ光Lは図1のファイバケーブル3に送られ、ファイバケーブル3を通してレーザ光がヘッド4に送られる。図1に示すようにヘッド4においてファイバケーブル3の一端がビームエキスパンダ収納部10に接続されている。ビームエキスパンダ収納部10にはビームエキスパンダ30(図2参照)が収納されており、ファイバケーブル3からのレーザ光がビームエキスパンダ30に送られる。
Thus, the
The laser light L emitted from the
図2に示すように、ヘッド4においてレーザ光Lの光路途中には、レーザ発振器20側から順に、第1および第2ガルバノミラー40X,40Yと、集光レンズ50が配設されている。そして、ビームエキスパンダ30からのレーザ光Lは第1および第2ガルバノミラー40X,40Yに入射される。
As shown in FIG. 2, first and second galvanometer mirrors 40 </ b> X and 40 </ b> Y and a condensing
第1および第2ガルバノミラー40X,40Yは、それぞれ対応する第1および第2ガルバノモータ41X,41Yに回動可能に連結駆動されている。第1および第2ガルバノモータ41X,41Yは、第1および第2ガルバノミラー40X,40Yを互いに略直交する軸を中心としてそれぞれ回動させるようになっている。そして、第1および第2ガルバノミラー40X,40Yは、ビームエキスパンダ30からのレーザ光Lを反射し、その出射方向を変更させるようになっている。具体的には、第1ガルバノミラー40Xは、回動して加工対象物Wに向けて照射するレーザ光Lを、そのマーキング面Waの一方向(X方向、図1参照)に走査させるようになっている。また、第2ガルバノミラー40Yは、回動して加工対象物Wに向けて照射するレーザ光Lを、そのマーキング面WaのX方向に対して直交する方向(Y方向、図1参照)に走査させるようになっている。従って、加工対象物Wに向けて照射するレーザ光Lは、第1および第2ガルバノミラー40X,40Yにより、加工対象物Wのマーキング面Waに対して、X方向およびY方向に走査されるようになっている。
The first and second galvano mirrors 40X and 40Y are connected to the corresponding first and
コンソール7は設定機能と表示機能を有している。図4はコンソール7の正面図である。図4に示すように、コンソール7には、加工文字等を表示する表示部80と、X軸での原点位置の表示部81と、Y軸での原点位置の表示部82と、原点位置設定ボタン83a,83b,83c,83dと、印字スタートボタン84とが備えられている。原点位置設定ボタン83a,83bを用いてY軸での原点位置を設定することができる。また、原点位置設定ボタン83c,83dを用いてX軸での原点位置を設定することができる。設定されたY軸での原点位置は表示部82に表示される。また、設定されたX軸での原点位置は表示部81に表示される。さらに、設定されたX,Y軸での原点は表示部80において2次元座標上に表示される。印字スタートボタン84の押下により印字が開始される。
The
つまり、加工開始信号出力手段としての印字スタートボタン84は、加工対象物Wに対しレーザ光Lの照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する。即ち、本実施形態においては、加工はマーキング加工であり、加工開始信号はマーキング開始信号である。
That is, the
図2においてコントローラ2は、レーザマーキング装置1を統括的に制御する制御装置60と、同制御装置60に接続されたROM等からなるメモリ61とを備えている。メモリ61には、印字される文字等のマーキング情報が記憶されている。このマーキング情報は、文字等を構成する各線分の始点および終点の座標値、レーザ光Lの照射により形成される線分の太さ等の情報を含む。
In FIG. 2, the
制御装置60はコンソール7と接続され、制御装置60はコンソール7における印字スタートボタン84の操作信号(マーキング開始信号)、原点位置設定ボタン83a,83b,83c,83dの操作信号等を入力する。
The
また、制御装置60は、レーザ発振器20、第1および第2ガルバノモータ41X,41Yにそれぞれ接続されている。制御装置60は、レーザ発振器20のドライバ22(図3参照)のスイッチング素子Q1,Q2,Q3および電源スイッチSW1を制御することができるようになっている。そして、制御装置60は、駆動信号、即ち、電源スイッチSW1をオンした状態でスイッチング素子Q1,Q2,Q3をオンする信号を出力してレーザ光Lを出射させ、メモリ61に記憶されたマーキング情報に基づいて第1および第2ガルバノモータ41X,41Yを駆動制御することでレーザ光Lを2次元的に走査し、加工対象物Wのマーキング面Waに所定の文字等をマーキングするようになっている。
The
また、図2に示すように、ヘッド4でのレーザ光の光路上におけるビームエキスパンダ30と第1および第2ガルバノミラー40X,40Yとの間には、分岐手段としての分岐用ミラー70が設けられている。分岐用ミラー70は部分反射ミラーであり、この分岐用ミラー70により、レーザ光の一部(例えば1〜2%)が分岐して取り出される。分岐用ミラー70により取り出されたレーザ光は光電変換器(例えばフォトダイオード)71に送られる。この光電変換器71を用いて、取り出されたレーザ光を検出することができるようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, a branching
光電変換器71と、増幅器としてのオペアンプ72と、A/D変換器73が直列に接続され、A/D変換器73には制御装置60が接続されている。オペアンプ72は、光電変換器71によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力する。オペアンプ72の後段のA/D変換器73は、オペアンプ72の出力信号をA/D変換する。制御装置60は、A/D変換器73によるA/D変換後のレーザ光の出力値を入力して、光電変換器71によるレーザ光の検出結果に基づいて異常判定を行うようになっている。
A photoelectric converter 71, an
次に、このように構成したレーザマーキング装置1の作用を説明する。
図5は、正常動作時の波形図である。t1のタイミングでコンソール7の印字スタートボタン84が押下されると、印字スタートボタン84の操作に伴うトリガ信号(SG1)が制御装置60に送られる。
Next, the operation of the laser marking device 1 configured as described above will be described.
FIG. 5 is a waveform diagram during normal operation. When the
すると、制御装置60は、加工対象物Wに、加工する情報(文字,記号,図形と、その大きさと、太さと、印字のスピードと、レーザパワー等)から、座標データ(マーキングデータ)を生成する。
Then, the
そして、制御装置60は、図5のt2のタイミングでレーザ発振器20のドライバ22に対して駆動信号SG2を送出する。
図5のt1〜t2の期間(レーザ照射前)において、制御装置60は、レーザの照射前のA/D変換器73の出力値(ワット値W1)を記憶しておく。つまり、レーザの照射前における光電変換器71の出力をオペアンプ72で増幅し、A/D変換器73でA/D変換して制御装置60に取り込んで、レーザの照射前のA/D変換器73の出力値(ワット値W1)として記憶しておく。
Then, the
In the period from t1 to t2 in FIG. 5 (before laser irradiation), the
図5のt2のタイミングでレーザ発振器20のドライバ22に駆動信号SG2が送られると、レーザ発振器20のドライバ22において電源スイッチSW1をオンした状態でスイッチング素子Q1,Q2,Q3がオンされてレーザ光が出力される。
When the drive signal SG2 is sent to the
レーザ発振器20から出力されたレーザ光は分岐用ミラー70においてその一部が分岐して取り出され、光電変換器71おいてレーザ光の出力(強さ)に応じた電気信号に変換され、オペアンプ72において増幅され、A/D変換器73においてオペアンプ72の出力がA/D変換されてデジタル値として出力される。
A part of the laser light output from the
制御装置60はA/D変換器73によるレーザ光の出力値(デジタル値)を入力する。制御装置60は、その時々のA/D変換器73の出力値(ワット値W2)と、予め求めておいたレーザ照射前のA/D変換器73の出力値(ワット値W1)の差分を求める(引き算する)。このW1−W2が真の値、つまり、レーザ光のモニタ値となる。
The
なお、モニタ値に基づいてコンソール7においてレーザ光の出力(パワー値)を表示するようにしてもよい。
制御装置60は、モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定し、モニタ値が閾値未満であるとレーザ光が検出されないと判定する。そして、制御装置60は、レーザ光の検出結果と、加工開始信号の出力状態から、次のように異常の有無を判定する。
The output (power value) of the laser beam may be displayed on the
The
図5の場合においては、制御装置60は、印字スタートボタン84の押下に伴うトリガ信号(SG1)を入力した後にレーザ光の出力を検出しているので、「正常」と判定する。つまり、制御装置60は、光電変換器71によるレーザ光の検出結果と加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていたときに光電変換器71によりレーザ光が検出されると正常であると判定する。
In the case of FIG. 5, the
図6においては、レーザ発振器20のドライバ22においてスイッチング素子Q1,Q2,Q3が何らかの理由によりショート(短絡)している。これにより、印字スタートボタン84の押下に伴うトリガ信号(SG1)を入力せず、また、レーザ発振器20のドライバ22に駆動信号SG2も出されていない状態で、t10のタイミングでレーザ発振器20からレーザ光が出力されてしまっている。
In FIG. 6, in the
制御装置60は、印字スタートボタン84の押下に伴うトリガ信号(SG1)の入力がないままレーザ光の出力を検出しているので、「異常」と判定する。つまり、制御装置60は、光電変換器71によるレーザ光の検出結果と加工開始信号を出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器71によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。
Since the
制御装置60は、「異常」と判定すると、直ちに図3の電源スイッチSW1をオフ(開路)してレーザ発振器20への電力供給を停止する。
このようにして、レーザ照射モードに移行していないときに、予期せぬレーザ照射がされた場合、それを直ちに検知し非常停止をする。
If the
In this way, when an unexpected laser irradiation is performed when the laser irradiation mode is not shifted, it is immediately detected and an emergency stop is performed.
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)図6に示すように、トリガ信号もレーザ発振器20への駆動信号も出されていないのにレーザが照射される場合、即ち、印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合は、制御装置60は分岐用ミラー70、光電変換器71、オペアンプ72およびA/D変換器73を用いてモニタし、直ちにレーザ発振器20への電力供給を停止する。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As shown in FIG. 6, when a laser is irradiated even when a trigger signal and a drive signal to the
つまり、異常検出手段としての制御装置60において、光電変換器71によるレーザ光の検出結果と印字スタートボタン84による印字スタート信号(加工開始信号)の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器71によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。禁止手段としての制御装置60により、異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
That is, in the
(2)禁止手段としての制御装置60は、レーザ発振器20への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、より確実に、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
(2) The
(3)オペアンプ72は、光電変換器71によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力し、A/D変換器73は、オペアンプ72の出力信号をA/D変換する。差分処理手段としての制御装置60は、A/D変換器73によるA/D変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のA/D変換器73の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のA/D変換器73の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出し、異常検出手段としての制御装置60は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定する。これにより、光電変換器(フォトダイオード)71における暗電流の影響を受けにくくして、正確にレーザ光の出力をモニタすることができる。また、オペアンプ72における温度の影響を受けにくくして(オフセット分を相殺して)、正確にレーザ光の出力(強さ)をモニタすることができる。
(3) The
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図6に代わり、図7に示すように、t21でのトリガ信号(SG1)の入力前においてt20のタイミングでレーザ発振器20への駆動信号SG2が出されている。このような印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合にも、それを制御装置60において検知し、直ちにレーザ発振器20への電力供給を停止するようにしてもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
Instead of FIG. 6, as shown in FIG. 7, the drive signal SG <b> 2 to the
・前述の(3)において、異常検出手段としての制御装置60は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定するようにしてもよい。こうすると、確実にレーザ光を検出することができる。
In (3) described above, the
・禁止手段としての制御装置60により、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにしてもよい。ここで、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段(例えばリターンスプリング)により遮光部材(例えば回動式遮光板)が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるとよい。このようにすると、仮にレーザ発振器の電力供給を停止することに併せてシャッタへの電力供給も止めた場合にシャッタが無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材を閉側に付勢する状態となるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。
The
・異常検出手段としての制御装置60により異常であると判定されたとき警報する警報手段としての警報器を更に設けてもよい。
・ファイバレーザ発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく他の発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化してもよい。つまり、気体ガスレーザであれば炭酸ガスレーザやアルゴンガスレーザや窒素ガスレーザ等であってもよく、また、固体レーザでも適用可能である。
An alarm device may be further provided as an alarm unit that issues an alarm when the
Although embodied in a laser marking device provided with a fiber laser oscillator, the present invention is not limited to this and may be embodied in a laser marking device equipped with another oscillator. That is, as long as it is a gas gas laser, a carbon dioxide laser, an argon gas laser, a nitrogen gas laser, or the like may be used, and a solid laser is also applicable.
・レーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく、他のレーザ加工装置、例えばレーザ溶接機、レーザ穴あけ機、レーザ切断機等に具体化してもよい。 Although embodied in a laser marking device, the present invention is not limited to this, and may be embodied in other laser processing devices such as a laser welding machine, a laser drilling machine, and a laser cutting machine.
1…レーザマーキング装置、7…コンソール、20…レーザ発振器、60…制御装置、70…分岐用ミラー、71…光電変換器、72…オペアンプ、73…A/D変換器、84…印字スタートボタン、L…レーザ光、W…加工対象物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser marking apparatus, 7 ... Console, 20 ... Laser oscillator, 60 ... Control apparatus, 70 ... Branching mirror, 71 ... Photoelectric converter, 72 ... Operational amplifier, 73 ... A / D converter, 84 ... Print start button, L: Laser light, W: Object to be processed.
Claims (7)
前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、
前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、
前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、
前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser oscillator that outputs a laser beam for irradiating a workpiece;
A processing start signal output means for outputting a processing start signal for starting processing by irradiation of the laser beam with respect to the processing object;
A branching means provided in the optical path of the laser beam, for branching out and extracting a part of the laser beam;
A photoelectric converter for detecting the laser light extracted by the branching means;
From the detection result of the laser beam by the photoelectric converter and the output state of the machining start signal by the machining start signal output means, it is abnormal if the photoelectric converter detects the laser beam when no machining start instruction is issued. An abnormality detection means for determining
Prohibiting means for preventing laser light from being emitted to the outside when an abnormality is detected by the abnormality detecting means;
A laser processing apparatus comprising:
前記オペアンプの出力信号をA/D変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器によるA/D変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のA/D変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のA/D変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、
を備え、
前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 An operational amplifier that amplifies and outputs an electric signal of a level corresponding to the output of the laser beam by the photoelectric converter;
An A / D converter for A / D converting the output signal of the operational amplifier;
The output value of the laser beam after A / D conversion by the A / D converter is input, the output value of the A / D converter at that time, and the A / D converter before laser irradiation obtained in advance Difference processing means for calculating the difference between the output values as a monitor value of the laser beam;
With
6. The abnormality detection unit according to claim 1, wherein the abnormality detection unit determines that a laser beam has been detected when the monitor value by the difference processing unit is equal to or greater than a threshold value during abnormality determination. Laser processing equipment.
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