JP2002066773A - Laser processing method and system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工方法及
びその装置に関し、特にパルス出力でレーザ加工してい
る場合であってもワークの異常反射による加工不良を検
出するレーザ加工方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing method and apparatus, and more particularly to a laser processing method and apparatus for detecting a processing defect due to abnormal reflection of a workpiece even when laser processing is performed with a pulse output. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば特許番号第２８２０９３９
号公報に示されているものがあり、図６に示されている
ように、レーザ加工装置１０１で出力指令値ＰＣ１が出
力されると、この出力指令値ＰＣ１が出力制御回路１０
３により電流指令値に変換して出力され、この電流指令
値に基づいてレーザ用電源１０５から商用電源が整流さ
れて高周波の電圧がレーザ発振器１０７に出力される。
レーザ発振器１０７からレーザ出力ＹＡ１がワークＷに
出力される。レーザ出力Ｙ１がワークＷに吸収され、反
射レーザ出力ＹＢ１がレーザ発振器１０７内に入射され
る。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Patent No. 2820939
As shown in FIG. 6, when an output command value PC1 is output from a laser processing apparatus 101, as shown in FIG.
The laser power is converted into a current command value by 3, the commercial power is rectified from the laser power supply 105 based on the current command value, and a high-frequency voltage is output to the laser oscillator 107.
The laser output YA1 is output from the laser oscillator 107 to the work W. The laser output Y1 is absorbed by the work W, and the reflected laser output YB1 enters the laser oscillator 107.
【０００３】また、レーザ発振器１０７のレーザ出力を
モニタする出力モニタ手段としてのパワーセンサ１０９
が設けられ、このパワーセンサ１０９でモニタされたレ
ーザパルスＰＡ１が出力されて比較器１１１へ入力され
る。一方、出力指令値ＰＣ１は演算器１１３により増分
値ＰＯ１が増分され比較器１１１へ入力される。比較器
１１１では、レーザパルスＰＡ１が演算器１１３の出力
値（ＰＣ１＋ＰＯ１）を超えているときは加工不良とし
て比較器１１１から異常検出信号ＡＲ１が出力される。
異常検出信号ＡＲ１により加工が停止される。[0003] A power sensor 109 as output monitoring means for monitoring the laser output of the laser oscillator 107.
Is provided, and the laser pulse PA1 monitored by the power sensor 109 is output and input to the comparator 111. On the other hand, the output command value PC1 is incremented by the arithmetic unit 113 by the increment value PO1 and input to the comparator 111. In the comparator 111, when the laser pulse PA1 exceeds the output value (PC1 + PO1) of the computing unit 113, the comparator 111 outputs an abnormality detection signal AR1 as a processing defect.
The processing is stopped by the abnormality detection signal AR1.
【０００４】なお、図７において理想的な制御状態は出
力指令値ＰＣ１とレーザパルスＰＡ１が完全に一対一で
比例している実線１１５の場合であるが、正常に加工が
行われている場合であってもある程度の量の反射レーザ
出力があるので理想特性の実線１１５から僅かにずれて
出力指令値ＰＣ１に対してレーザパルスＰＡ１が増える
ことがある。この増分量は、例えば正常な加工の場合に
は２０％を超えることはないが、異常反射が生じた場合
は２０％を超えてしまうために、レーザ発振器１０７に
設けられている光学部品が損傷してしまうという障害が
発生することになる。In FIG. 7, the ideal control state is a solid line 115 in which the output command value PC1 and the laser pulse PA1 are completely one-to-one proportionally. Even if there is a certain amount of reflected laser output, the laser pulse PA1 may increase slightly with respect to the output command value PC1 slightly deviating from the ideal characteristic solid line 115. This increment does not exceed, for example, 20% in the case of normal processing, but exceeds 20% in the case of abnormal reflection, so that the optical component provided in the laser oscillator 107 is damaged. Failure will occur.
【０００５】そこで、上記の例では一点鎖線１１７が２
０％の増分量をしきい値として増分値ＰＯ１が増分され
た基準値を示すものである。点線１１９の状態は一点鎖
線１１７の基準値を超えた場合である。Therefore, in the above example, the dashed line 117 is 2
The increment value PO1 indicates a reference value by which the increment value PO1 is incremented by using the increment amount of 0% as a threshold value. The state indicated by the dotted line 119 is a case where the value exceeds the reference value of the dashed line 117.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のレー
ザ加工装置１０１においては、図８に示されているよう
にパルス出力でレーザ加工が行われている場合では、パ
ルスのＯＦＦ区間はレーザ光が出力されていないために
反射光がなくなるので、レーザ出力のパルスのＯＮ区間
だけで反射光の有無の判断が行われることになる。した
がって、たとえレーザ加工の異常が発生しても加工面の
状態によってはレーザ光が十分に反射しないために、パ
ワーセンサ１０９でモニタされるレーザパルスＰＡ１が
低いので比較器１１１にて異常を検出できないという問
題点があった。By the way, in the conventional laser processing apparatus 101, when laser processing is performed by pulse output as shown in FIG. Since there is no reflected light, there is no reflected light, so the presence / absence of reflected light is determined only in the ON section of the laser output pulse. Therefore, even if an abnormality occurs in the laser processing, the laser light is not sufficiently reflected depending on the state of the processed surface, and the laser pulse PA1 monitored by the power sensor 109 is low, so that the comparator 111 cannot detect the abnormality. There was a problem.
【０００７】この現象は、特にデューティファクタが低
いパルスで顕著に起きるものであった。This phenomenon occurs remarkably especially in a pulse having a low duty factor.
【０００８】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、たとえパルス出力のレーザ加
工であっても、切断不良などのレーザ加工不良による反
射光を確実に検出してレーザ発振器等の光学部品を上記
の反射光による損傷から保護し得るレーザ加工方法及び
その装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to reliably detect reflected light due to a laser processing defect such as a cutting defect even in the case of laser processing of pulse output. It is an object of the present invention to provide a laser processing method and apparatus capable of protecting an optical component such as a laser oscillator from damage due to the reflected light.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工方法は、出力指
令信号に基づいて出力制御回路よりプローブパルスを含
めた出力パルスをレーザ発振器に与えて、このレーザ発
振器からレーザ光をワークへ照射してレーザ加工を行っ
ているとき、ワーク面からの反射光によって増加したレ
ーザパルスから、前記出力制御回路から出力された補間
パルスを減算した減算パルスと、前記出力制御回路から
出力されたプローブパルスに予め設定された設定値を増
分した増分出力パルスとが比較され、前記減算パルスが
増分出力パルスより大きいときにレーザ発振器の動作を
停止せしめることを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser processing method according to the present invention, wherein an output pulse including a probe pulse is supplied to a laser oscillator from an output control circuit based on an output command signal. When laser processing is performed by irradiating the workpiece with laser light from the laser oscillator, a subtraction pulse obtained by subtracting the interpolation pulse output from the output control circuit from the laser pulse increased by the reflected light from the workpiece surface. And an increment output pulse obtained by incrementing a preset value to a probe pulse output from the output control circuit, and stopping the operation of the laser oscillator when the subtraction pulse is larger than the increment output pulse. It is a feature.
【００１０】したがって、出力制御回路よりプローブパ
ルスを含めた出力パルスをレーザ発振器に与えてレーザ
光をワークへ照射せしめたことから、出力パルスのパル
スオフ区間においてもレーザ加工に影響を与えない最低
出力が発生されているので、デューティの低いパルスの
レーザ加工においても確実に加工不良が検出される。こ
のとき、レーザ発振器の動作が自動停止されるので、レ
ーザ発振器などの光学部品が加工不良時に発生する反射
光による損傷から保護される。Therefore, since the output pulse including the probe pulse is supplied from the output control circuit to the laser oscillator to irradiate the laser beam to the work, the minimum output which does not affect the laser processing even during the pulse off section of the output pulse is obtained. Since it has been generated, a processing defect can be reliably detected even in laser processing of a pulse with a low duty. At this time, the operation of the laser oscillator is automatically stopped, so that the optical components such as the laser oscillator are protected from damage due to reflected light generated when processing is defective.
【００１１】請求項２によるこの発明のレーザ加工方法
は、出力指令信号に基づいて出力制御回路よりパルスオ
フ区間でも加工に影響しない最低出力を含めた出力パル
スをレーザ発振器に与えて、このレーザ発振器からレー
ザ光をワークへ照射してレーザ加工を行っているとき、
ワーク面からの反射光によって増加したレーザ発振器か
らのレーザパルスと、前記出力制御回路から出力された
出力パルスに予め設定された設定値を増分した増分出力
パルスとが比較され、前記レーザパルスが増分出力パル
スより大きいときレーザ発振器の動作を停止せしめるこ
とを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser processing method according to the present invention, wherein an output control circuit supplies an output pulse including a minimum output which does not affect processing even in a pulse off period to a laser oscillator based on an output command signal. When irradiating the workpiece with laser light and performing laser processing,
The laser pulse from the laser oscillator increased by the reflected light from the work surface is compared with an output pulse output from the output control circuit and an increment output pulse obtained by incrementing a preset value, and the laser pulse is incremented. When the output pulse is larger than the output pulse, the operation of the laser oscillator is stopped.
【００１２】したがって、出力指令信号に基づいて出力
制御回路よりパルスオフ区間でも加工に影響しない最低
出力を含めた出力パルスをレーザ発振器に与えてレーザ
光をワークへ照射せしめたので、デューティの低いパル
スのレーザ加工においても確実に加工不良が検出され
る。このとき、レーザ発振器の動作が自動停止されるの
で、レーザ発振器などの光学部品が加工不良時に発生す
る反射光による損傷から保護される。Therefore, based on the output command signal, the output control circuit provides the laser oscillator with an output pulse including the minimum output which does not affect the processing even in the pulse off period, and irradiates the laser beam to the work. Even in laser processing, processing defects are reliably detected. At this time, the operation of the laser oscillator is automatically stopped, so that the optical components such as the laser oscillator are protected from damage due to reflected light generated when processing is defective.
【００１３】請求項３によるこの発明のレーザ加工装置
は、出力指令信号に基づいてプローブパルスを含めた出
力パルスをレーザ発振器へ出力せしめると共に補間パル
スとプローブパルスを別途に出力せしめる出力制御回路
と、この出力制御回路から出力された出力パルスに基づ
いてワークへ照射すべきレーザ光を発振するレーザ発振
器と、レーザ加工を行っているときワーク面からの反射
光によって増加したレーザ発振器からのレーザパルスを
モニタする出力モニタ手段と、この出力モニタ手段によ
りモニタされた前記レーザパルスから、前記出力制御回
路から出力された補間パルスを減算して減算パルスを算
出する第１演算手段と、前記出力制御回路から出力され
たプローブパルスに予め設定された設定値を増分した増
分出力パルスを算出する第２演算手段と、前記第１演算
手段で算出された減算パルスと前記第２演算手段で算出
された増分出力パルスとを比較し、減算パルスが増分出
力パルスより大きいときにレーザ発振器の動作を停止せ
しめる指令を与える比較手段と、を備えてなることを特
徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus for outputting an output pulse including a probe pulse to a laser oscillator based on an output command signal, and separately outputting an interpolation pulse and a probe pulse, A laser oscillator that oscillates a laser beam to be applied to the work based on the output pulse output from the output control circuit, and a laser pulse from the laser oscillator that is increased by reflected light from the work surface during laser processing. Output monitoring means for monitoring; first calculating means for calculating a subtraction pulse by subtracting the interpolation pulse output from the output control circuit from the laser pulse monitored by the output monitoring means; and Calculate the incremental output pulse by incrementing the preset set value to the output probe pulse. Comparing the subtraction pulse calculated by the first calculation means with the increment output pulse calculated by the second calculation means, and operating the laser oscillator when the subtraction pulse is larger than the increment output pulse. And a comparing means for giving an instruction to stop the operation.
【００１４】したがって、請求項１記載の作用と同様で
あり、出力制御回路よりプローブパルスを含めた出力パ
ルスをレーザ発振器に与えてレーザ光をワークへ照射せ
しめたことから、出力パルスのパルスオフ区間において
もレーザ加工に影響を与えない最低出力が発生されてい
るので、デューティの低いパルスのレーザ加工において
も確実に加工不良が検出される。このとき、レーザ発振
器の動作が自動停止されるので、レーザ発振器などの光
学部品が加工不良時に発生する反射光による損傷から保
護される。Accordingly, the operation is the same as that of the first aspect, and the output pulse including the probe pulse is supplied from the output control circuit to the laser oscillator to irradiate the laser beam to the work. Since the lowest output that does not affect the laser processing is generated, a processing defect is reliably detected even in the laser processing of a pulse with a low duty. At this time, the operation of the laser oscillator is automatically stopped, so that the optical components such as the laser oscillator are protected from damage due to reflected light generated when processing is defective.
【００１５】請求項４によるこの発明のレーザ加工装置
は、出力指令信号に基づいてパルスオフ区間でも加工に
影響しない最低出力を含めた出力パルスをレーザ発振器
へ出力せしめる出力制御回路と、この出力制御回路から
出力された出力パルスに基づいてワークへ照射すべきレ
ーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ加工を行って
いるときワーク面からの反射光によって増加したレーザ
発振器からのレーザパルスをモニタする出力モニタ手段
と、前記出力制御回路から出力された前記出力パルスに
予め設定された設定値を増分した増分出力パルスを算出
する演算手段と、前記出力モニタ手段からのレーザパル
スと前記演算手段で算出された増分出力パルスとを比較
し、レーザパルスが増分出力パルスより大きいときにレ
ーザ発振器の動作を停止せしめる指令を与える比較手段
と、を備えてなることを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus according to the present invention, wherein an output control circuit for outputting an output pulse including a minimum output which does not affect the processing even in a pulse-off period to a laser oscillator based on an output command signal, and the output control circuit. A laser oscillator that oscillates a laser beam to be applied to a work based on an output pulse output from a laser, and an output monitor that monitors a laser pulse from the laser oscillator that is increased by reflected light from a work surface during laser processing. Means, calculating means for calculating an incremental output pulse obtained by increasing a preset value to the output pulse output from the output control circuit, and a laser pulse from the output monitoring means and calculated by the calculating means. Compares with the incremental output pulse, and operates the laser oscillator when the laser pulse is greater than the incremental output pulse. It is to characterized in that it comprises a comparing means for providing a command allowed to stop, the.
【００１６】したがって、請求項２記載の作用と同様で
あり、出力指令信号に基づいて出力制御回路よりパルス
オフ区間でも加工に影響しない最低出力を含めた出力パ
ルスをレーザ発振器に与えてレーザ光をワークへ照射せ
しめたので、デューティの低いパルスのレーザ加工にお
いても確実に加工不良が検出される。このとき、レーザ
発振器の動作が自動停止されるので、レーザ発振器など
の光学部品が加工不良時に発生する反射光による損傷か
ら保護される。Therefore, the operation is similar to that of the second aspect, and an output pulse including a minimum output which does not affect the processing even in the pulse-off period is given to the laser oscillator from the output control circuit based on the output command signal, and the laser light is applied to the work. In this case, a processing defect is reliably detected even in laser processing of a pulse with a low duty. At this time, the operation of the laser oscillator is automatically stopped, so that the optical components such as the laser oscillator are protected from damage due to reflected light generated when processing is defective.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ加工方法及
びその装置の実施の形態について、図面を参照して説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the laser processing method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】図１を参照するに、本実施の形態に係わる
レーザ加工装置１は、レーザ加工が開始されると、制御
装置３からＳ指令（出力指令信号）、デューティ、周波
数が第１出力制御回路５に入力され、第１出力制御回路
５により出力指令としての例えば出力パルスＳＯ，補間
パルスｅｐ０、プローブパルスＰＲ０の信号が発生され
る。Referring to FIG. 1, when laser processing is started, a laser processing apparatus 1 according to the present embodiment controls an S command (output command signal), duty, and frequency from a first output control by a control device 3. The first output control circuit 5 generates a signal such as an output pulse SO, an interpolation pulse ep0, and a probe pulse PR0 as output commands.
【００１９】図２を参照するに、上記の出力パルスＳＯ
としては、ＯＮ区間とＯＦＦ区間を有するパルスが発信
される。ＯＮ区間の振幅はＳ指令値であり、ＯＦＦ区間
の振幅はレーザ加工に影響を与えない最低出力となって
いる。Referring to FIG. 2, the output pulse SO
, A pulse having an ON section and an OFF section is transmitted. The amplitude in the ON section is the S command value, and the amplitude in the OFF section is the minimum output that does not affect laser processing.
【００２０】また、プローブパルスＰＲ０としては、出
力パルスＳＯより十分早い周波数のパルスであり、出力
パルスＳＯのＯＮ区間に相当する部分のパルスの振幅は
Ｓ指令と同じ振幅であり、出力パルスＳＯのＯＦＦ区間
に相当する部分のパルスの振幅はレーザ加工に影響を与
えない最低出力となっている。The probe pulse PR0 is a pulse having a frequency sufficiently faster than the output pulse SO. The amplitude of the pulse corresponding to the ON section of the output pulse SO has the same amplitude as that of the S command. The amplitude of the pulse corresponding to the OFF section has the lowest output that does not affect laser processing.
【００２１】また、補間パルスｅｐ０としては、出力パ
ルスＳＯから上記のプローブパルスＰＲ０を差し引いた
状態のパルス（ＳＯ−ＰＲ０）である。The interpolation pulse ep0 is a pulse (SO-PR0) obtained by subtracting the probe pulse PR0 from the output pulse SO.
【００２２】言い換えると、出力パルスＳＯ，補間パル
スｅｐ０、プローブパルスＰＲ０の関係は、図２に示さ
れているように補間パルスｅｐ０とプローブパルスＰＲ
０を加算したものが出力パルスＳＯと同じパルスとなる
ことが分かる。In other words, the relationship between the output pulse SO, the interpolation pulse ep0, and the probe pulse PR0 is as shown in FIG.
It can be seen that the result of adding 0 becomes the same pulse as the output pulse SO.
【００２３】第１出力制御回路５から出力された出力パ
ルスＳＯは第２出力制御回路７へ入力されて電圧指令Ｖ
１に変換される。この変換された電圧指令Ｖ１に基づい
てレーザ用電源９から商用電源が整流されて電圧指令Ｖ
１に対応した高周波電圧がレーザ発振器１１に出力され
る。高周波電圧はレーザ発振器１１にて印加されてレー
ザ出力ＰoutがワークＷに向けて出力される。なお、レ
ーザ出力Ｐoutの一部は反射レーザ出力としてレーザ発
振器１１内に入射される。The output pulse SO output from the first output control circuit 5 is input to the second output control circuit 7 and a voltage command V
Converted to 1. The commercial power supply is rectified from the laser power supply 9 based on the converted voltage command V1 and the voltage command V
The high frequency voltage corresponding to 1 is output to the laser oscillator 11. The high frequency voltage is applied by the laser oscillator 11 and a laser output P out is output toward the work W. Note that a part of the laser output P out is input into the laser oscillator 11 as a reflected laser output.
【００２４】また、レーザ発振器１１のレーザ出力をモ
ニタする出力モニタ手段としての例えば光センサ１３が
設けられ、この光センサ１３でモニタされたモニタ値と
しての例えばレーザパルスＰmが出力されて第１演算器
１５へ入力される。このレーザパルスＰmはレーザ出力
Ｐoutがパルスの場合では応答が遅いために平均化され
る。Further, for example, an optical sensor 13 as an output monitor means for monitoring the laser output of the laser oscillator 11 is provided, the first and, for example, a laser pulse P m as monitored monitored value in the optical sensor 13 is outputted It is input to the arithmetic unit 15. The laser pulses P m are averaged to slow response in case the laser output P out of the pulse.
【００２５】一方、第１出力制御回路５から出力された
補間パルスｅｐ０は上記の光センサ１３と同じ特性（応
答速度）を持つ第１フィルタ１７により平均化されて補
間パルスｅｐ１が出力され第１演算手段としての例えば
第１演算器１５へ入力される。On the other hand, the interpolation pulse ep0 output from the first output control circuit 5 is averaged by the first filter 17 having the same characteristics (response speed) as the optical sensor 13, and the interpolation pulse ep1 is output to output the first interpolation pulse ep1. It is input to, for example, a first computing unit 15 as computing means.
【００２６】この第１演算器１５では補間パルスｅｐ１
がレーザパルスＰmから減算されて減算パルス（Ｐm−ｅ
ｐ１）が算出することとなる。この減算パルス（Ｐm−
ｅｐ１）は、出力パルスＳＯにより発生したレーザ出力
から補間パルスｅｐ0によって発生したレーザ出力を減
算することであり、図２に示されている出力パルスＳ
Ｏ，補間パルスｅｐ０、プローブパルスＰＲ０の関係か
らして上記のように第１演算器１５においてレーザパル
スＰmから補間パルスｅｐ１が減算された演算値は、プ
ローブパルスＰＲ０によって発生したレーザ出力に対応
する比較可能なパルスということになり、この演算値が
第１比較器１９へ入力される。なお、第１比較器１９
は、レーザ加工不良に対するアラームを発生せしめる指
令とレーザ発振器１１の動作を自動停止せしめる指令を
与える比較手段である。In the first computing unit 15, the interpolation pulse ep1
Is subtracted from the laser pulse P m to obtain a subtraction pulse (P m −e
p1) will be calculated. This subtraction pulse (P m −
ep1) is to subtract the laser output generated by the interpolation pulse ep0 from the laser output generated by the output pulse SO, and the output pulse S shown in FIG.
O, interpolation pulse ep0, calculation value interpolation pulse ep1 is subtracted from the laser pulses P m in the first arithmetic unit 15 as described above and the relationship between the probe pulses PR0 is corresponding to the laser output generated by the probe pulse PR0 The calculated value is input to the first comparator 19. Note that the first comparator 19
Is comparison means for giving a command to generate an alarm for a laser processing failure and a command to automatically stop the operation of the laser oscillator 11.
【００２７】また、第１出力制御回路５から出力された
プローブパルスＰＲ０は上記の光センサ１３と同じ特性
（応答速度）を持つ第２フィルタ２１により平均化され
てプローブパルスＰＲ１が出力され、第２演算器２５へ
入力される。この第２演算器２５により上記のプローブ
パルスＰＲ１は予め設定された設定値としての例えばし
きい値２３が増分されて増分出力パルスＰＲ２が上記の
第１比較器１９へ入力される。なお、第２演算器２５
は、プローブパルスＰＲ１にしきい値２３を増分して増
分出力パルスＰＲ２（基準値）を算出する第２演算手段
を構成する。The probe pulse PR0 output from the first output control circuit 5 is averaged by the second filter 21 having the same characteristics (response speed) as the optical sensor 13, and the probe pulse PR1 is output. It is input to the two computing unit 25. The probe pulse PR1 is incremented by, for example, a threshold value 23 as a preset set value by the second computing unit 25, and an increment output pulse PR2 is input to the first comparator 19. The second computing unit 25
Constitutes second calculating means for calculating the increment output pulse PR2 (reference value) by incrementing the threshold value 23 to the probe pulse PR1.
【００２８】上記の第１比較器１９では、図３のステッ
プＳ１に示されているように、上記の減算パルス（Ｐm
−ｅｐ１）、つまり光センサ１３によりモニタされたレ
ーザ出力のうちのプローブパルスＰＲ０が第２演算器２
５の出力値の増分出力パルスＰＲ２と比較されて、減算
パルス（Ｐm−ｅｐ１）が増分出力パルスＰＲ２を超え
ているときはステップＳ２に示されているように加工不
良として第１比較器１９から異常検出信号が出力されア
ラームが表示されると共にレーザ加工が自動的に停止さ
れる。In the first comparator 19, as shown in step S1 of FIG. 3, the subtraction pulse (P m
-Ep1), that is, the probe pulse PR0 of the laser output monitored by the optical sensor 13 is
5 is compared with the incremental output pulses PR2 output value, the subtraction pulse (P m -ep1) first comparator 19 as a processing failure as shown in step S2, when it exceeds the incremental output pulses PR2 Outputs an abnormality detection signal, an alarm is displayed, and the laser processing is automatically stopped.
【００２９】また、減算パルス（Ｐm−ｅｐ１）が増分
出力パルスＰＲ２を超えていないときはステップＳ３に
おいて加工終了となるまでレーザ加工が続行される。Further, the subtraction pulse (P m -ep1) laser machining is continued until the end of processing in step S3, when it does not exceed the incremental output pulses PR2.
【００３０】以上のように、本発明の実施の形態では、
従来で加工不良の検出が難しかったデューティの低いパ
ルスのレーザ加工においても確実に加工不良が検出され
るので、レーザ発振器１１などの光学部品が加工不良時
に発生する反射光による損傷から保護される。As described above, in the embodiment of the present invention,
Since the processing defect is reliably detected even in the laser processing of a pulse having a low duty, which has conventionally been difficult to detect the processing defect, the optical component such as the laser oscillator 11 is protected from damage due to reflected light generated at the time of the processing failure.
【００３１】本発明の他の実施の形態のレーザ加工方法
及びその装置について、図面を参照して説明する。な
お、前述した実施の形態のレーザ加工方法及びその装置
と同様の部分は同符号とする。A laser processing method and apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same parts as those of the laser processing method and the laser processing apparatus according to the above-described embodiment have the same reference numerals.
【００３２】図４を参照するに、レーザ加工装置１は、
レーザ加工が開始されると、制御装置３からＳ指令、デ
ューティ、周波数が第３出力制御回路２７に入力され、
第３出力制御回路２７により出力パルスＳＯの信号が発
生される。Referring to FIG. 4, the laser processing apparatus 1 comprises:
When the laser processing is started, the S command, duty, and frequency are input from the control device 3 to the third output control circuit 27,
The third output control circuit 27 generates an output pulse SO signal.
【００３３】上記の出力パルスＳＯとしては、図５に示
されているようにＯＮ区間とＯＦＦ区間を有するパルス
が発信される。このパルスはＯＮ区間の振幅がＳ指令値
であり、ＯＦＦ区間の振幅がレーザ加工に影響を与えな
い最低出力となっている。As the output pulse SO, a pulse having an ON section and an OFF section is transmitted as shown in FIG. The amplitude of this pulse is the S command value in the ON section, and the amplitude in the OFF section is the minimum output that does not affect laser processing.
【００３４】第３出力制御回路２７から出力された出力
パルスＳＯは第４出力制御回路２９へ入力されて電圧指
令Ｖ１に変換される。この変換された電圧指令Ｖ１に基
づいてレーザ用電源９から商用電源が整流されて電圧指
令Ｖ１に対応した高周波電圧がレーザ発振器１１に出力
される。高周波電圧はレーザ発振器１１にて印加されて
レーザ出力ＰoutがワークＷに向けて出力される。な
お、レーザ出力Ｐoutの一部は反射レーザ出力としてレ
ーザ発振器１１内に入射される。The output pulse SO output from the third output control circuit 27 is input to the fourth output control circuit 29 and is converted into a voltage command V1. The commercial power supply is rectified from the laser power supply 9 based on the converted voltage command V 1, and a high-frequency voltage corresponding to the voltage command V 1 is output to the laser oscillator 11. The high frequency voltage is applied by the laser oscillator 11 and a laser output P out is output toward the work W. Note that a part of the laser output P out is input into the laser oscillator 11 as a reflected laser output.
【００３５】また、レーザ発振器１１のレーザ出力をモ
ニタする出力モニタ手段としての例えば光センサ１３が
設けられ、この光センサ１３でモニタされたレーザパル
スＰ mが出力されて第２比較器３１へ入力される。な
お、第２比較器３１は、レーザ加工不良に対するアラー
ムを発生すると共にレーザ発振器１１の動作を自動停止
せしめる比較手段である。Further, the laser output of the laser oscillator 11 is monitored.
For example, the optical sensor 13 as an output monitor
The laser pulse monitored by the optical sensor 13 is provided.
SU mIs output and input to the second comparator 31. What
Note that the second comparator 31 is an alarm for laser processing failure.
Alarm and automatically stop the operation of the laser oscillator 11
This is a comparison means.
【００３６】一方、第３出力制御回路２７から出力され
た出力パルスＳＯは上記の光センサ１３と同じ特性（応
答速度）を持つ第３フィルタ３３により平均化されて出
力され、第３演算器３５へ入力される。この出力パルス
ＳＯは第３演算器３５により予め設定された設定値とし
ての例えばしきい値２３が増分されて増分出力パルスが
上記の第２比較器３１へ入力される。なお、第３演算器
３５は、出力パルスＳＯにしきい値２３を増分して増分
出力パルス（基準値）を算出する第３演算手段を構成す
る。On the other hand, the output pulse SO output from the third output control circuit 27 is averaged and output by the third filter 33 having the same characteristic (response speed) as that of the optical sensor 13, and is output by the third computing unit 35 Is input to The output pulse SO is incremented by, for example, the threshold value 23 as a preset value by the third computing unit 35, and an increment output pulse is input to the second comparator 31. Note that the third computing unit 35 constitutes a third computing unit that computes an incremented output pulse (reference value) by incrementing the output pulse SO by the threshold value 23.
【００３７】上記の第２比較器３１では、上記のレーザ
パルスＰmが第３演算器３５により算出された増分出力
パルスの基準値と比較されて、レーザパルスＰmが基準
値を超えているときは加工不良として比較器から異常検
出信号が出力されアラームが表示されると共にレーザ加
工が自動的に停止される。[0037] In the second comparator 31 of the laser pulses P m above is compared with the reference value of the calculated increment output pulse by the third computing unit 35, the laser pulses P m is greater than the reference value In such a case, an abnormality detection signal is output from the comparator as processing failure, an alarm is displayed, and laser processing is automatically stopped.
【００３８】また、出力パルスＳＯが基準値を超えてい
ないときは加工終了となるまでレーザ加工が続行され
る。When the output pulse SO does not exceed the reference value, laser processing is continued until the processing is completed.
【００３９】以上のように、この実施の形態において
も、従来では加工不良の検出が難しかったデューティの
低いパルスのレーザ加工においても確実に加工不良が検
出されるので、レーザ発振器１１などの光学部品が加工
不良時に発生する反射光による損傷から保護される。As described above, also in this embodiment, the processing defect can be reliably detected even in the laser processing of a pulse having a low duty, which has conventionally been difficult to detect the processing defect. Is protected from damage due to reflected light that occurs when processing is defective.
【００４０】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in other modes by making appropriate changes.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、出力制
御回路よりプローブパルスを含めた出力パルスをレーザ
発振器に与えてレーザ光をワークへ照射せしめたことか
ら、出力パルスのパルスオフ区間においてもレーザ加工
に影響を与えない最低出力が発生されているので、デュ
ーティの低いパルスのレーザ加工においても確実に加工
不良を検出できる。このとき、レーザ発振器の動作を自
動停止するので、レーザ発振器などの光学部品が加工不
良時に発生する反射光により損傷することから保護でき
る。As can be understood from the above description of the embodiments of the present invention, according to the first aspect of the present invention, an output pulse including a probe pulse is supplied from an output control circuit to a laser oscillator, Irradiates the workpiece, the minimum output which does not affect the laser processing is generated even in the pulse-off section of the output pulse, so that the processing defect can be reliably detected even in the laser processing of the pulse with a low duty. At this time, since the operation of the laser oscillator is automatically stopped, it is possible to protect the optical components such as the laser oscillator from being damaged by the reflected light generated at the time of processing failure.
【００４２】請求項２の発明によれば、出力指令信号に
基づいて出力制御乖離よりパルスオフ区間でも加工に影
響しない最低出力を含めた出力パルスをレーザ発振器に
与えてレーザ光をワークへ照射せしめたので、デューテ
ィの低いパルスのレーザ加工においても確実に加工不良
を検出できる。このとき、レーザ発振器の動作を自動停
止するので、レーザ発振器などの光学部品が加工不良時
に発生する反射光により損傷することから保護できる。According to the invention of claim 2, an output pulse including a minimum output which does not affect the processing even in the pulse-off period due to the output control deviation is given to the laser oscillator based on the output command signal to irradiate the laser beam to the work. Therefore, even in laser processing of a pulse with a low duty, a processing defect can be reliably detected. At this time, since the operation of the laser oscillator is automatically stopped, it is possible to protect the optical components such as the laser oscillator from being damaged by the reflected light generated at the time of processing failure.
【００４３】請求項３の発明によれば、請求項１記載の
効果と同様であり、出力制御回路よりプローブパルスを
含めた出力パルスをレーザ発振器に与えてレーザ光をワ
ークへ照射せしめたことから、出力パルスのパルスオフ
区間においてもレーザ加工に影響を与えない最低出力が
発生されているので、デューティの低いパルスのレーザ
加工においても確実に加工不良を検出できる。このと
き、レーザ発振器の動作を自動停止するので、レーザ発
振器などの光学部品が加工不良時に発生する反射光によ
り損傷することから保護できる。According to the third aspect of the present invention, the effect is the same as that of the first aspect, since the output pulse including the probe pulse is supplied from the output control circuit to the laser oscillator to irradiate the laser beam to the work. Since the minimum output which does not affect the laser processing is generated even in the pulse off section of the output pulse, the processing failure can be reliably detected even in the laser processing of the pulse with a low duty. At this time, since the operation of the laser oscillator is automatically stopped, it is possible to protect the optical components such as the laser oscillator from being damaged by the reflected light generated at the time of processing failure.
【００４４】請求項４の発明によれば、請求項２記載の
効果と同様であり、出力指令信号に基づいて出力制御乖
離よりパルスオフ区間でも加工に影響しない最低出力を
含めた出力パルスをレーザ発振器に与えてレーザ光をワ
ークへ照射せしめたので、デューティの低いパルスのレ
ーザ加工においても確実に加工不良を検出できる。この
とき、レーザ発振器の動作を自動停止するので、レーザ
発振器などの光学部品が加工不良時に発生する反射光に
より損傷することから保護できる。According to the fourth aspect of the present invention, it is the same as the effect of the second aspect, and based on the output command signal, the output pulse including the minimum output which does not affect the processing even in the pulse off section due to the output control deviation is output to the laser oscillator. Irradiating the workpiece with the laser beam, it is possible to reliably detect a processing defect even in laser processing with a low-duty pulse. At this time, since the operation of the laser oscillator is automatically stopped, it is possible to protect the optical components such as the laser oscillator from being damaged by the reflected light generated at the time of processing failure.
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ出力
制御のブロック図である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a block diagram of laser output control.
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、レーザ出力
パルスの状態説明図である。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention and is a state explanatory diagram of a laser output pulse.
【図３】本発明の実施の形態のレーザ加工方法のフロー
チャート図である。FIG. 3 is a flowchart of a laser processing method according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施の形態を示すもので、レーザ
出力制御のブロック図である。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention and is a block diagram of laser output control.
【図５】本発明の他の実施の形態を示すもので、レーザ
出力パルスの状態説明図である。FIG. 5 is a view illustrating another embodiment of the present invention and is a state explanatory diagram of a laser output pulse.
【図６】従来例のレーザ出力制御のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a conventional laser output control.
【図７】従来例の出力指令値とモニタ値との関係を示す
グラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between an output command value and a monitor value in a conventional example.
【図８】従来例のレーザ出力パルスの状態説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram of a state of a laser output pulse in a conventional example.
１ レーザ加工装置 ３ 制御装置 ５ 第１出力制御回路 ７ 第２出力制御回路 １１ レーザ発振器 １３ 光センサ（出力モニタ手段） １５ 第１演算器 １９ 第１比較器 ２３ しきい値 ２５ 第２演算器 ２７ 第３出力制御回路 ２９ 第４出力制御回路 ３１ 第２比較器 ３５ 第３演算器 ＳＯ 出力指令 ｅｐ０ 補間パルス ＰＲ０ プローブパルス REFERENCE SIGNS LIST 1 laser processing device 3 control device 5 first output control circuit 7 second output control circuit 11 laser oscillator 13 optical sensor (output monitoring means) 15 first computing device 19 first comparator 23 threshold value 25 second computing device 27 Third output control circuit 29 Fourth output control circuit 31 Second comparator 35 Third computing unit SO Output command ep0 Interpolation pulse PR0 Probe pulse
Claims (4)
りプローブパルスを含めた出力パルスをレーザ発振器に
与えて、このレーザ発振器からレーザ光をワークへ照射
してレーザ加工を行っているとき、ワーク面からの反射
光によって増加したレーザパルスから、前記出力制御回
路から出力された補間パルスを減算した減算パルスと、
前記出力制御回路から出力されたプローブパルスに予め
設定された設定値を増分した増分出力パルスとが比較さ
れ、前記減算パルスが増分出力パルスより大きいときに
レーザ発振器の動作を停止せしめることを特徴とするレ
ーザ加工方法。An output control circuit supplies an output pulse including a probe pulse to a laser oscillator based on an output command signal, and irradiates a laser beam from the laser oscillator to the workpiece to perform laser processing. A subtraction pulse obtained by subtracting the interpolation pulse output from the output control circuit from the laser pulse increased by the reflected light from the surface,
The probe pulse output from the output control circuit is compared with an increment output pulse obtained by incrementing a preset value, and when the subtraction pulse is larger than the increment output pulse, the operation of the laser oscillator is stopped. Laser processing method.
りパルスオフ区間でも加工に影響しない最低出力を含め
た出力パルスをレーザ発振器に与えて、このレーザ発振
器からレーザ光をワークへ照射してレーザ加工を行って
いるとき、ワーク面からの反射光によって増加したレー
ザ発振器からのレーザパルスと、前記出力制御回路から
出力された出力パルスに予め設定された設定値を増分し
た増分出力パルスとが比較され、前記レーザパルスが増
分出力パルスより大きいときレーザ発振器の動作を停止
せしめることを特徴とするレーザ加工方法。2. An output control circuit, on the basis of an output command signal, supplies an output pulse including a minimum output which does not affect processing even in a pulse off period to a laser oscillator, and irradiates a laser beam from the laser oscillator to a work to perform laser processing. Is performed, the laser pulse from the laser oscillator increased by the reflected light from the work surface, and the output pulse output from the output control circuit is compared with the incremental output pulse obtained by incrementing a preset value. And stopping the operation of the laser oscillator when the laser pulse is larger than the incremental output pulse.
を含めた出力パルスをレーザ発振器へ出力せしめると共
に補間パルスとプローブパルスを別途に出力せしめる出
力制御回路と、 この出力制御回路から出力された出力パルスに基づいて
ワークへ照射すべきレーザ光を発振するレーザ発振器
と、 レーザ加工を行っているときワーク面からの反射光によ
って増加したレーザ発振器からのレーザパルスをモニタ
する出力モニタ手段と、 この出力モニタ手段によりモニタされた前記レーザパル
スから、前記出力制御回路から出力された補間パルスを
減算して減算パルスを算出する第１演算手段と、 前記出力制御回路から出力されたプローブパルスに予め
設定された設定値を増分した増分出力パルスを算出する
第２演算手段と、 前記第１演算手段で算出された減算パルスと前記第２演
算手段で算出された増分出力パルスとを比較し、減算パ
ルスが増分出力パルスより大きいときにレーザ発振器の
動作を停止せしめる指令を与える比較手段と、を備えて
なることを特徴とするレーザ加工装置。3. An output control circuit for outputting an output pulse including a probe pulse to a laser oscillator based on an output command signal and separately outputting an interpolation pulse and a probe pulse, and an output pulse output from the output control circuit. A laser oscillator that oscillates a laser beam to be applied to a work based on the laser beam; output monitor means for monitoring a laser pulse from the laser oscillator that is increased by reflected light from the work surface during laser processing; Means for subtracting the interpolation pulse output from the output control circuit from the laser pulse monitored by the means to calculate a subtraction pulse; and a probe pulse output from the output control circuit set in advance. A second calculating means for calculating an increment output pulse obtained by increasing a set value; and the first calculating means Comparing means for comparing the calculated subtraction pulse with the increment output pulse calculated by the second calculating means, and giving a command to stop the operation of the laser oscillator when the subtraction pulse is larger than the increment output pulse. A laser processing apparatus, comprising:
でも加工に影響しない最低出力を含めた出力パルスをレ
ーザ発振器へ出力せしめる出力制御回路と、 この出力制御回路から出力された出力パルスに基づいて
ワークへ照射すべきレーザ光を発振するレーザ発振器
と、 レーザ加工を行っているときワーク面からの反射光によ
って増加したレーザ発振器からのレーザパルスをモニタ
する出力モニタ手段と、 前記出力制御回路から出力された前記出力パルスに予め
設定された設定値を増分した増分出力パルスを算出する
演算手段と、 前記出力モニタ手段からのレーザパルスと前記演算手段
で算出された増分出力パルスとを比較し、レーザパルス
が増分出力パルスより大きいときにレーザ発振器の動作
を停止せしめる指令を与える比較手段と、を備えてなる
ことを特徴とするレーザ加工装置。4. An output control circuit for outputting an output pulse including a minimum output which does not affect machining even in a pulse-off period to a laser oscillator based on an output command signal, and a work based on an output pulse output from the output control circuit. A laser oscillator that oscillates a laser beam to be irradiated to the laser, output monitoring means for monitoring a laser pulse from the laser oscillator that is increased by reflected light from the work surface during laser processing, and output from the output control circuit. Calculating means for calculating an incremental output pulse obtained by incrementing a preset value to the output pulse, and comparing the laser pulse from the output monitoring means with the incremental output pulse calculated by the calculating means, Comparison means for giving a command to stop the operation of the laser oscillator when is larger than the incremental output pulse, Laser processing apparatus characterized by including.
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|---|---|---|---|
| JP2000255955A JP4610059B2 (en) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Laser processing method and apparatus |
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| JP2002066773A true JP2002066773A (en) | 2002-03-05 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008294447A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Heidelberger Druckmas Ag | Method for protecting laser from damage by undesirable light entering into resonator |
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2000
- 2000-08-25 JP JP2000255955A patent/JP4610059B2/en not_active Expired - Fee Related
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