JP2002515341A - レーザー機械加工に関連して保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置 - Google Patents
レーザー機械加工に関連して保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置Info
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Abstract
(57)【要約】
この発明はレーザー機械加工システムにおける加工物（２）とレーザー光学素子（１）の間に配置された保護ガラス板（３）の上に蓄積した小さな煙粒子の形の汚染物に関する状態をチェックするための方法と装置に関し、そこではこの保護ガラス板を通して機械加工レーザービーム（６）が通過するように配置されている。熱検出器（１０）が保護ガラス板を保持具（４）内に取り付ける機械的部分と良好な熱接触を持つように配置され、前記機械的取り付け部分の温度を感知（測定）する。小さな煙粒子によるレーザービームの吸収のために保護ガラス及び保護ガラスをその保持具（４）内に取り付けている機械的部分に温度上昇が得られる。検出信号がある水準に達するや否やそれは保護ガラス板を置き換える時であることの指示であることができる。熱検出器（１０）は好ましくは機械加工工程中の保護ガラス板上に集まった大きな汚れ粒子により散乱された光線を感知する光検出器（８）と組み合わされる。
Description
【０００１】 本発明はレーザー機械加工システムにおける加工物とレーザー光学素子との間
に配置されている保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置に関し、そ
こではレーザービーム、またはあらゆる他の実質的に共軸の輻射線が加工物上に
焦点を合わされる前にこのガラスを通過するように配置されている。
に配置されている保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置に関し、そ
こではレーザービーム、またはあらゆる他の実質的に共軸の輻射線が加工物上に
焦点を合わされる前にこのガラスを通過するように配置されている。
【０００２】 レーザー機械加工システム、例えばレーザー溶接または型彫り装置において光
学要素を保護するために、保護ガラスを用いることは既知である。かかる保護ガ
ラスはそのときレーザー光学素子と機械加工される対象物（加工物）との間に取
り付けられ、機械加工で生じた汚れ及びダスト粒子がレーザー光学素子に入るの
を防ぐ。
学要素を保護するために、保護ガラスを用いることは既知である。かかる保護ガ
ラスはそのときレーザー光学素子と機械加工される対象物（加工物）との間に取
り付けられ、機械加工で生じた汚れ及びダスト粒子がレーザー光学素子に入るの
を防ぐ。
【０００３】 機械加工工程中にかかる保護ガラスは加工物から除去された粒子によりますま
す汚くなり、従ってガラスを通過するレーザービームは重大な影響を受け従って
また機械加工工程も重大な影響を受ける。入射レーザー光線の幾らかはガラス表
面に集まった汚れ、ダスト及び煙粒子により吸収されかつ散乱される。散乱した
光線の一部は保護ガラス壁により集められ外向きにガラス板の周辺部に向けられ
る。ガラス表面上の汚れ及びダスト粒子が多ければ多いほど入射レーザービーム
の散乱は多い。光線の吸収された部分は温度上昇をもたらす。
す汚くなり、従ってガラスを通過するレーザービームは重大な影響を受け従って
また機械加工工程も重大な影響を受ける。入射レーザー光線の幾らかはガラス表
面に集まった汚れ、ダスト及び煙粒子により吸収されかつ散乱される。散乱した
光線の一部は保護ガラス壁により集められ外向きにガラス板の周辺部に向けられ
る。ガラス表面上の汚れ及びダスト粒子が多ければ多いほど入射レーザービーム
の散乱は多い。光線の吸収された部分は温度上昇をもたらす。
【０００４】 入射レーザービームはまた作用する機械加工ビームであるので、ビームのかか
る吸収及び散乱は焦点の合ったビームの出力密度が減少するので問題である。こ
れは溶接能力が減少するのでレーザー溶接システムでは特に不利益である。また
それは小さな複雑な型彫り模様がレーザービームにより作られるスウェーデン特
許９４０３３４９−５に示された形式のレーザー型彫りシステムにおいても不利
益である。もしビームが散乱効果のために鮮明でないなら、レーザービームによ
り作られた模様またはスクリプトの良好な品質は維持されることができない。
る吸収及び散乱は焦点の合ったビームの出力密度が減少するので問題である。こ
れは溶接能力が減少するのでレーザー溶接システムでは特に不利益である。また
それは小さな複雑な型彫り模様がレーザービームにより作られるスウェーデン特
許９４０３３４９−５に示された形式のレーザー型彫りシステムにおいても不利
益である。もしビームが散乱効果のために鮮明でないなら、レーザービームによ
り作られた模様またはスクリプトの良好な品質は維持されることができない。
【０００５】 更に、保護ガラスは汚くなり過ぎると割れる危険がある。これらの理由のため
保護ガラスは定期的に置き換えられねばならない。
保護ガラスは定期的に置き換えられねばならない。
【０００６】 自動製造システムにおいて機械加工工程中に連続的にかつ機械加工工程の中断
なしに保護ガラスの状態をチェックすることは既知である。ＤＥ１９６０５０１
８Ａ１において保護ガラス表面に粘着した粒子により散乱した光線を測定するた
めの方法を示している。同様な方法がＳＥ９７．００１９６−０に記載されてい
る。両者において光検出器が保護ガラスの縁側に配置されており汚染粒子のため
にガラスの縁に拡散された光線を感知する。
なしに保護ガラスの状態をチェックすることは既知である。ＤＥ１９６０５０１
８Ａ１において保護ガラス表面に粘着した粒子により散乱した光線を測定するた
めの方法を示している。同様な方法がＳＥ９７．００１９６−０に記載されてい
る。両者において光検出器が保護ガラスの縁側に配置されており汚染粒子のため
にガラスの縁に拡散された光線を感知する。
【０００７】 レーザー機械加工に関して保護ガラスに関連して二つの全く異なるタイプの汚
染が存在することが判明した。ガラス表面上に集まった大きな粒子だけでなく、
有機物質及び容易に蒸発する金属の蒸発に起因する小さな煙粒子も存在する。第
一のタイプの大きな粒子は光線の実質的拡散をもたらし、上述の光学的方法によ
り容易に検出されることができる。しかし、小さな煙粒子は光線の如何なる測定
可能量の拡散ももたらすことなく、代わりに保護ガラス及びガラスの機械的取付
け部分の高過ぎる温度をもたらす。しかし、両タイプの汚染問題は低下した溶接
品質と保護ガラス破砕及び対応する光学破損を意味するに違いない。
染が存在することが判明した。ガラス表面上に集まった大きな粒子だけでなく、
有機物質及び容易に蒸発する金属の蒸発に起因する小さな煙粒子も存在する。第
一のタイプの大きな粒子は光線の実質的拡散をもたらし、上述の光学的方法によ
り容易に検出されることができる。しかし、小さな煙粒子は光線の如何なる測定
可能量の拡散ももたらすことなく、代わりに保護ガラス及びガラスの機械的取付
け部分の高過ぎる温度をもたらす。しかし、両タイプの汚染問題は低下した溶接
品質と保護ガラス破砕及び対応する光学破損を意味するに違いない。
【０００８】 従って、保護ガラスの状態の改良された制御（この制御はまた小さな煙粒子に
関しても連続的に実施されることができる）のための要求がある。
関しても連続的に実施されることができる）のための要求がある。
【０００９】 この発明によれば、この要求は保護ガラス自身またはガラス支持部、特に機械
的保護ガラス保持具の温度を感知（検出）するように配置された熱検出器により
達成される。
的保護ガラス保持具の温度を感知（検出）するように配置された熱検出器により
達成される。
【００１０】 この発明の好適実施例によれば熱検出器は既知の形式の光検出器と組み合わさ
れ、従って両タイプの汚染が同時に制御されることができる。
れ、従って両タイプの汚染が同時に制御されることができる。
【００１１】 以下にこの発明が例としてこれらの検出器が保護ガラスに関して如何に配置さ
れることができるかを示す添付図面を参照してより詳細に説明されるであろう。
れることができるかを示す添付図面を参照してより詳細に説明されるであろう。
【００１２】 図１はレーザー機械加工に関して既知の光保護ガラス制御装置を示し、 図２はこの発明による装置を概略的に示し、 図３は光並びに熱検出器を持ついわゆるセンサカードを示し、そして 図４は保護ガラスの縁に関して取り付けられたセンサカードをより詳細に示す
。
。
【００１３】 図１に入射レーザー光線を加工物２に集中するレンズ１により象徴された焦点
合わせ光学装置が概略的に示されている。それは溶接システム、ＳＥ９４０３３
４９−５に示されたものに似た型彫りシステム、切断システムまたはあらゆる他
のレーザー機械加工システムであることができる。全てのかかる機械加工システ
ムにおいて汚れ及びダスト粒子が機械加工工程中に加工物から生じる。かかる粒
子が焦点合わせ光学素子中に入るのを防ぐために、保護ガラス板３が加工物２と
焦点合わせレンズ１の間に配置される。保護ガラス板は保持具４内に取り付けら
れ、それは円形周辺縁側を持つ。
合わせ光学装置が概略的に示されている。それは溶接システム、ＳＥ９４０３３
４９−５に示されたものに似た型彫りシステム、切断システムまたはあらゆる他
のレーザー機械加工システムであることができる。全てのかかる機械加工システ
ムにおいて汚れ及びダスト粒子が機械加工工程中に加工物から生じる。かかる粒
子が焦点合わせ光学素子中に入るのを防ぐために、保護ガラス板３が加工物２と
焦点合わせレンズ１の間に配置される。保護ガラス板は保持具４内に取り付けら
れ、それは円形周辺縁側を持つ。
【００１４】 機械加工工程中に生じる汚れ、ダスト及び煙粒子５はその代わりに保護ガラス
表面３上に集められる。これは粒子はより繊細な光学システム中に入ることはで
きないことを意味するが、かかるシステムの持つ不利益は粒子が徐々にガラス表
面に蓄積され入射レーザー光線６の一部の望ましくない散乱及び吸収を起こして
いることである。従って、光検出器８がガラス縁９上の散乱光線７を感知するた
めに保護ガラスの縁側に配置されており、この光線は保護ガラス上の汚染層の徴
候である。光検出器は保護ガラス表面上に粘着した粒子により散乱された光線の
量を感知する。検出器信号がある水準に達したとき、これは保護ガラスを置き換
える時であることの指示である。これは散乱した光線を発生するかかる粒子に関
して保護ガラスの状態が機械加工工程中連続的に制御されることができることを
意味する。
表面３上に集められる。これは粒子はより繊細な光学システム中に入ることはで
きないことを意味するが、かかるシステムの持つ不利益は粒子が徐々にガラス表
面に蓄積され入射レーザー光線６の一部の望ましくない散乱及び吸収を起こして
いることである。従って、光検出器８がガラス縁９上の散乱光線７を感知するた
めに保護ガラスの縁側に配置されており、この光線は保護ガラス上の汚染層の徴
候である。光検出器は保護ガラス表面上に粘着した粒子により散乱された光線の
量を感知する。検出器信号がある水準に達したとき、これは保護ガラスを置き換
える時であることの指示である。これは散乱した光線を発生するかかる粒子に関
して保護ガラスの状態が機械加工工程中連続的に制御されることができることを
意味する。
【００１５】 しかし、既述のように、レーザー機械加工はまた小さな煙粒子を発生する。こ
れらの粒子は如何なる散乱光線も起こさず、代わりにそれらはレーザー効果の吸
収を起こし、これは保護ガラス及びそれを取り囲む機械的取り付け部分、特に保
護ガラスに熱的に連結されている機械的部分にもたらされる温度上昇のために更
になお有害でありうる。
れらの粒子は如何なる散乱光線も起こさず、代わりにそれらはレーザー効果の吸
収を起こし、これは保護ガラス及びそれを取り囲む機械的取り付け部分、特に保
護ガラスに熱的に連結されている機械的部分にもたらされる温度上昇のために更
になお有害でありうる。
【００１６】 この発明によれば熱検出器１０がまた保護ガラス及びそれを取り囲む機械的部
分の温度を測定するために保護ガラスに関連して配置されている。検出器信号が
ある水準に達したとき、これは保護ガラスを置き換える時であることの指示であ
る。検出器１０自身は既知の形式のものであることができ、ここには更に詳細に
は説明されないであろう。
分の温度を測定するために保護ガラスに関連して配置されている。検出器信号が
ある水準に達したとき、これは保護ガラスを置き換える時であることの指示であ
る。検出器１０自身は既知の形式のものであることができ、ここには更に詳細に
は説明されないであろう。
【００１７】 熱検出器１０は光検出器８と一緒にセンサカード１１上に取り付けられる（図
３参照）。センサカード１１は保護ガラスを保持具４内に取り付ける機械部分上
に直接取り付けられる。これは保持具４との良好な熱接触が得られることを意味
する（図４参照）。光検出器８は光窓１３を通して保護ガラス３の縁を見るよう
に、すなわちＳＥ９７．００１９６−０に記載されたものと類似して、カードの
最上部に取り付けられる。カードは保護ガラスの保持具４にねじ、ボルト１４ま
たは同様物により取り付けられる。検出器は接点装置１２及び電線管１５により
、電子信号処理回路に接続され、この電子信号処理回路は逆に指示及び表示手段
（図示せず）に結合される。電子信号処理回路及び指示及び表示手段の両者はそ
れ自身既知の形式のものであることができるので、それらはここには更により詳
細に説明されないのであろう。信号がある予め決められた値を越えるや否や、こ
れは音声信号または表示手段により指示される。
３参照）。センサカード１１は保護ガラスを保持具４内に取り付ける機械部分上
に直接取り付けられる。これは保持具４との良好な熱接触が得られることを意味
する（図４参照）。光検出器８は光窓１３を通して保護ガラス３の縁を見るよう
に、すなわちＳＥ９７．００１９６−０に記載されたものと類似して、カードの
最上部に取り付けられる。カードは保護ガラスの保持具４にねじ、ボルト１４ま
たは同様物により取り付けられる。検出器は接点装置１２及び電線管１５により
、電子信号処理回路に接続され、この電子信号処理回路は逆に指示及び表示手段
（図示せず）に結合される。電子信号処理回路及び指示及び表示手段の両者はそ
れ自身既知の形式のものであることができるので、それらはここには更により詳
細に説明されないのであろう。信号がある予め決められた値を越えるや否や、こ
れは音声信号または表示手段により指示される。
【００１８】 この発明は例としてここに示された実施例に限定されず、添付請求の範囲の範
囲内で変更されることができる。また、この発明は汚れが保護ガラス上に蓄積す
るのを防ぐための他の方法、例えばクロスジェットまたは軸ブロー法と組み合わ
せることもできよう。
囲内で変更されることができる。また、この発明は汚れが保護ガラス上に蓄積す
るのを防ぐための他の方法、例えばクロスジェットまたは軸ブロー法と組み合わ
せることもできよう。
【図１】 レーザー機械加工に関して既知の光保護ガラス制御装置を示す。
【図２】 この発明による装置を概略的に示す。
【図３】 光並びに熱検出器を持ついわゆるセンサカードを示す。
【図４】 保護ガラスの縁に関して取り付けられたセンサカードをより詳細に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E068 CA18 CB09 CC00 CC01 CD08 CD15 CG05 5F072 HH02 JJ05 YY06
Claims (7)
- 【請求項１】 レーザー機械加工システムにおける加工物とレーザー光学素
子の間に配置されている保護ガラス（３）上の汚染物に関する状態をチェックす
るための方法であって、機械加工レーザービーム、またはこの機械加工レーザー
ビームと共軸の可能なあらゆる他の輻射線が保護ガラスを通過するように配置さ
れている方法において、保護ガラス（３）またはその保持具（４）の温度を感知
（測定）するために保護ガラス（３）またはその保持具（４）に関連して熱検出
器（１０）を配置することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 熱検出器（１０）を光検出器（８）と組み合わせること及び
保護ガラス（３）またはその保持具（４）の温度並びに保護ガラスの縁（９）上
の散乱光線（７）を感知するために保護ガラスの縁（９）に関連して両方の検出
器を配置することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 熱検出器（１０）を保持具（４）の機械的部分上に直接取り
付けて前記部分と良好な熱接触を提供することを特徴とする請求項１または２に
記載の方法。 - 【請求項４】 レーザー機械加工システムにおける加工物とレーザー光学素
子の間に配置された保護ガラス（３）上の汚染物に関する状態をチェックするた
めの装置であって、機械加工レーザービーム、またはこの機械加工レーザービー
ムと共軸の可能なあらゆる他の輻射線が保護ガラスを通過するように配置されて
いる装置において、保護ガラス（３）またはその保持具（４）の温度を感知（測
定）するために保護ガラス（３）またはその保持具（４）に関連して配置された
熱検出器（１０）を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項５】 熱検出器（１０）が光検出器（８）と組み合わされているこ
と及び保護ガラス（３）またはその保持具（４）の温度並びに保護ガラスの縁（
９）に散乱された光線（７）を感知するために両方の検出器が保護ガラスの縁側
（９）に関連して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 熱検出器（１０）が保持具（４）の機械的部分上に直接取り
付けられて前記部分と良好な熱接触を提供することを特徴とする請求項４または
５に記載の装置。 - 【請求項７】 両方の検出器が保持具（４）の機械的部分と良好な熱接触が
得られるような方法で取り付けられている同じセンサカード（１１）上に配置さ
れていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9801780-9 | 1998-05-20 | ||
| SE9801780A SE512097C2 (sv) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Metod och anordning för att övervaka status hos ett skyddsglas vid laserbearbetning |
| PCT/SE1999/000592 WO1999059762A1 (en) | 1998-05-20 | 1999-04-13 | A method and an apparatus for checking the condition of a protective glass in connection with laser machining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002515341A true JP2002515341A (ja) | 2002-05-28 |
Family
ID=20411390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000549415A Pending JP2002515341A (ja) | 1998-05-20 | 1999-04-13 | レーザー機械加工に関連して保護ガラスの状態をチェックするための方法と装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1146986A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002515341A (ja) |
| SE (1) | SE512097C2 (ja) |
| WO (1) | WO1999059762A1 (ja) |
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| CN109759723A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-17 | 奔腾激光(温州)有限公司 | 一种激光切割头 |
| KR20200047232A (ko) * | 2018-10-28 | 2020-05-07 | 네모엔지니어링 주식회사 | 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 시스템 |
| WO2020246170A1 (ja) | 2019-06-03 | 2020-12-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工ヘッド及びそれを備えたレーザ加工装置 |
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| EP1362662A1 (fr) * | 2002-05-08 | 2003-11-19 | Lasag Ag | Installation de soudage au laser et tête de soudage équipant une telle installation |
| DE10310854B3 (de) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Erlas Erlanger Lasertechnik Gmbh | Verfahren, Überwachungsvorrichtung und Laserbearbeitungsanlage mit Fehlstellenüberwachung einer optischen Komponente |
| EP1643281A1 (de) * | 2004-10-02 | 2006-04-05 | Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Optisches Element einer Laserbearbeitungsmaschine und Halterung des optischen Elements |
| DE102014205907B4 (de) * | 2014-03-31 | 2020-03-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Schutzvorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung |
| CN105772961A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-07-20 | 同高先进制造科技（太仓）有限公司 | 基于散射光检测激光头保护镜片污染监控装置及工作方法 |
| CN105665951A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-06-15 | 同高先进制造科技（太仓）有限公司 | 基于散射光和温度检测的激光头护镜监控装置及工作方法 |
| CN106927257B (zh) * | 2017-03-29 | 2023-04-11 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 激光聚变靶场光学诊断设备的保护玻璃自动更换装置 |
| CN115647621A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-31 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 检测组件、激光模组及其出光控制方法以及激光加工设备 |
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| JPH04118193A (ja) * | 1990-09-04 | 1992-04-20 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | レーザ加工装置の保護ガラス監視装置 |
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1998
- 1998-05-20 SE SE9801780A patent/SE512097C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-13 WO PCT/SE1999/000592 patent/WO1999059762A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-13 EP EP99925508A patent/EP1146986A1/en not_active Withdrawn
- 1999-04-13 JP JP2000549415A patent/JP2002515341A/ja active Pending
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