JP2019195814A - Device and method for detecting contamination on protective glass - Google Patents

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Abstract

To realize a device for detecting contamination on protective glass and a method for detecting contamination on protective glass with respect to protective glass that protects a laser head from being contaminated by scattering deposit, such as spatter and fume from a weldment, in a laser welding machine.SOLUTION: A device for detecting contamination on protective glass includes: a band-pass filter which transmits light of a specific wavelength from scattered light emitted from a side face of protective glass of a laser welding machine; and a photosensor which detects the transmitted light transmitted through the band-pass filter. Further, preferably, the device for detecting contamination on protective glass additionally includes a first plano-convex lens between the band-pass filter and the side face of the protective glass.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ溶接加工機において、溶接物からのスパッタやヒューム等の飛散付着物による汚染からレーザヘッドを守る保護ガラスについての保護ガラスの汚れ検知装置及び保護ガラスの汚れ検知方法に関する。   The present invention relates to a protective glass contamination detection device and a protective glass contamination detection method for protective glass that protects a laser head from contamination by scattered deposits such as spatter and fumes from a welded material in a laser welding machine.

レーザ加工時には、溶接材からのヒュームやスパッタ等により、加工ヘッドのレンズの前面に配置された保護ガラス表面が汚染されていく。保護ガラスの汚染が累積すると、レーザ出力の低下、焦点シフト等が起こり、加工状態に影響を与えてしまうため、使用者は都度、保護ガラスの洗浄、もしくは取替えを行っている。   At the time of laser processing, the surface of the protective glass disposed on the front surface of the lens of the processing head is contaminated by fumes and spatters from the welding material. If the contamination of the protective glass accumulates, the laser output decreases, the focus shifts, and the like occur, affecting the processing state. Therefore, the user cleans or replaces the protective glass every time.

しかし、保護ガラスは高出力レーザで一定の透過率を得るために高額な製品を採用していることが多く、コスト低減のために許容範囲の限度まで使い続ける必要がある。現状では、保護ガラス洗浄、取替えの判断は使用者の感覚に頼られていることが多く、保護ガラス交換の前後で加工状態が変化してしまったり、必要以上に早い段階で交換してしまい、生産コストが増大しているケースが見られる。この問題を解決するため、保護ガラスの交換時期を数値的に判断できる製品の開発が求められている。   However, in many cases, the protective glass employs a high-priced product in order to obtain a certain transmittance with a high-power laser, and it is necessary to continue to use it to the limit of the allowable range in order to reduce the cost. At present, protection glass cleaning and replacement are often reliant on the user's feeling, the processing state changes before and after the replacement of the protective glass, or it is replaced at an earlier stage than necessary. There are cases where production costs are increasing. In order to solve this problem, development of a product that can numerically determine the replacement time of the protective glass is required.

ここで、下記特許文献1には、”レーザ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。”ことが記載されている。   Here, the following patent document 1 states that “the protective glass applied during the laser machining process becomes increasingly dirty due to particles removed from the workpiece, so that the laser beam passing through the glass is severely affected and also machined. The process is also significantly affected: some of the incident laser beam is absorbed and scattered by dirt, dust and smoke particles collected on the glass surface, and some of the scattered light is collected by the protective glass wall and directed outwards. "The more dirt and dust particles on the glass surface, the more the incident laser beam scatters. The absorbed part of the light beam will cause an increase in temperature."

さらに、特許文献1には、”入射レーザ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。”ことが記載されている。   Further, in US Pat. No. 6,089,089, since the incident laser beam is also a working machining beam, such absorption and scattering of the beam is a problem because the power density of the focused beam is reduced. This is a welding capability. Is particularly disadvantageous in laser welding systems, and it is also disadvantageous in laser engraving systems of the type shown in Swedish patent 9403349-5 in which small complex engraving patterns are produced by a laser beam. If the beam is not sharp due to scattering effects, the good quality of the pattern or script produced by the laser beam cannot be maintained.

特表2002−515341号公報JP-T-2002-515341

上記特許文献1には、熱検出器10と光検出器8とを保護ガラスの端部取付け部に配置されたセンサカード11にセットして、ガラス温度の上昇や散乱光を検出することが開示されている。しかし、光検出器8により散乱光を検出しようとする場合に、当該散乱光には多くの雑音光が混在していることから、真に保護ガラスの汚れ検知に有用な散乱光のみを抽出して検知することは従来困難であった。   Patent Document 1 discloses that a heat detector 10 and a light detector 8 are set on a sensor card 11 disposed on an end mounting portion of a protective glass to detect a rise in glass temperature or scattered light. Has been. However, when the scattered light is detected by the light detector 8, a lot of noise light is mixed in the scattered light. Therefore, only the scattered light that is truly useful for detecting dirt on the protective glass is extracted. In the past, it was difficult to detect.

従って、本発明は、レーザ溶接加工機において、溶接物からのスパッタやヒューム等の飛散付着物による汚染からレーザヘッドを守る保護ガラスについての保護ガラスの汚れ検知装置及び保護ガラスの汚れ検知方法を実現することを目的とする。   Therefore, the present invention realizes a protective glass contamination detection device and a protective glass contamination detection method for the protective glass that protects the laser head from contamination due to scattered deposits such as spatter and fume from the welded material in a laser welding machine. The purpose is to do.

前記の課題を解決するために、本発明では、レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光から特定波長の光を透過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを透過した透過光を検知するフォトセンサと、を備える保護ガラスの汚れ検知装置とする。また、好ましくは、バンドパスフィルタと保護ガラスの側面との間に第一平凸レンズをさらに備える保護ガラスの汚れ検知装置とする。   In order to solve the above problems, in the present invention, a bandpass filter that transmits light of a specific wavelength from scattered light emitted from the side surface of a protective glass of a laser welding machine, and transmitted light that has passed through the bandpass filter are detected. And a protective sensor for detecting contamination of a protective glass. Preferably, the protective glass contamination detector further includes a first plano-convex lens between the bandpass filter and the side surface of the protective glass.

また、本発明では、1075nmの波長のレーザ光で溶接加工するレーザ溶接機に装着される保護ガラスの汚れ検知方法において、レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光から特定波長の光を透過させるバンドパスフィルタで、保護ガラスに付着した汚れにより散乱された1050nm乃至1150nm帯域の光のみを透過させる工程と、バンドパスフィルタを透過した透過光を、フォトセンサで検知する工程と、を有する保護ガラスの汚れ検知方法とする。   Further, in the present invention, in a method for detecting contamination of a protective glass attached to a laser welder that performs welding with a laser beam having a wavelength of 1075 nm, light having a specific wavelength is obtained from scattered light emitted from the side surface of the protective glass of the laser welder. A step of transmitting only light in the 1050 nm to 1150 nm band scattered by dirt adhering to the protective glass, and a step of detecting the transmitted light transmitted through the bandpass filter with a photo sensor. It is set as the dirt detection method of the protective glass which has.

本発明により、レーザ溶接加工機において、溶接物からのスパッタやヒューム等の飛散付着物による汚染からレーザヘッドを守る保護ガラスについての保護ガラスの汚れ検知装置及び保護ガラスの汚れ検知方法を実現できる。   According to the present invention, in the laser welding machine, it is possible to realize a protective glass contamination detection device and a protective glass contamination detection method for the protective glass that protects the laser head from contamination due to scattered deposits such as spatter and fumes from the welded material.

保護ガラスの側面部分(周囲端面)にフォトダイオードを取り付け、ガラス側面に伝搬するレーザ光を測定する構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure which attaches a photodiode to the side part (periphery end surface) of protective glass, and measures the laser beam which propagates to a glass side surface. 試作したフォトセンサにて検知性能の検証を行った保護ガラスの側面光測定検証結果について説明する図である。It is a figure explaining the side light measurement verification result of the protective glass which performed detection performance verification with the prototype photosensor. (a)は、溶接ワークとしての溶接材をセットしない状態でパルス幅1秒の500Wレーザパルスを照射した場合の保護ガラス端面の検知光波形を説明する図であり、(b)は溶接材をセットした状態でパルス幅1秒の500Wレーザパルスを照射した場合の保護ガラス端面の検知光波形を説明する図である。(A) is a figure explaining the detection light waveform of the protective glass end surface at the time of irradiating the 500 W laser pulse of 1 second of pulse width in the state which does not set the welding material as a welding workpiece, (b) is a welding material. It is a figure explaining the detection light waveform of the protective glass end surface at the time of irradiating the 500 W laser pulse with a pulse width of 1 second in the set state. (a)は、保護ガラスの汚れが無い状態の新品ガラスで溶接材をセットしない場合における散乱光の検出モデルを説明する図であり、(b)は、保護ガラスの汚れに起因するレーザ光の散乱光がセンサに入光する様子を簡素にモデル化したものを示す図であり、(c)は、溶接材をセットした状態における保護ガラスの汚れに起因するレーザ光の散乱光がセンサに入光する様子を簡素にモデル化したものを示す図である。(A) is a figure explaining the detection model of a scattered light in case a welding material is not set with the new glass in the state without the dirt of protection glass, (b) is a figure of the laser beam resulting from dirt of protection glass. (C) is a diagram showing a simple model of how scattered light enters the sensor, and (c) shows the scattered light of the laser light caused by dirt on the protective glass when the welding material is set. It is a figure which shows what modeled the mode of light simply. 一般的な溶接鋼材であるSUS304に対してレーザ照射した際に測定された発光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the emission spectrum measured when SUS304 which is a general welding steel material is irradiated with a laser. 第2の実施形態にかかる保護ガラス内を端面にまで伝搬してくるレーザ光それ自体の散乱光のみを抽出するための光学系構成図の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the optical system block diagram for extracting only the scattered light of the laser beam itself which propagates the inside of the protective glass concerning 2nd Embodiment to an end surface. バンドパスフィルタの有無での検知能力の相対比較を説明する図である。It is a figure explaining the relative comparison of the detection capability with the presence or absence of a band pass filter.

本発明により、レーザ溶接機のレーザヘッドを、溶接対象物からのスパッタ飛散や蒸散したヒュームの付着による汚染から保護するための保護ガラスの汚れを信頼性高く・的確に検出・検知することが可能な保護ガラスの汚れ検知装置及び構造とできる。保護ガラスは、レーザヘッドと溶接対象物との間に配置されて、レーザ溶接工程やレーザ加工工程により必然的に発生するスパッタやヒュームがレーザヘッドに付着することを防止する。   According to the present invention, it is possible to reliably and accurately detect and detect the contamination of the protective glass for protecting the laser head of the laser welding machine from spatter scattering from the welding object and contamination due to evaporation of fumed fumes. It is possible to have a protective glass contamination detection device and structure. The protective glass is disposed between the laser head and the object to be welded, and prevents spatter and fumes inevitably generated by the laser welding process and the laser processing process from adhering to the laser head.

これにより、レーザヘッドは汚染から保護されるものとなる一方で、保護ガラスはスパッタやヒュームに暴露されることとなって保護ガラスはレーザ溶接等の工程進行及び経過時間に従って次第に汚れが付着する。加工エネルギーを提供するレーザ光は保護ガラスを経由して(透過して)、加工対象物に付与されることから、保護ガラスに汚れが付着すれば透過率が軽減して所望のエネルギーを加工対象物に付与できなくなる。保護ガラス表面に付着したスパッタ粒やヒューム粒子は、本来透過させるべきレーザ光を散乱させてしまう。   As a result, the laser head is protected from contamination, while the protective glass is exposed to spatter and fumes, and the protective glass is gradually contaminated with the progress of the process such as laser welding and the elapsed time. Laser light that provides processing energy passes through (transmits) the protective glass and is applied to the object to be processed. Therefore, if dirt adheres to the protective glass, the transmittance is reduced and the desired energy is processed. Can no longer be given to objects. Sputter grains and fume particles adhering to the surface of the protective glass scatter laser light that should be transmitted.

このため、保護ガラスの端面(側面)でレーザ光の散乱光をモニターすることにより、保護ガラスの表面の汚れ付着程度を把握することが可能である。しかし、保護ガラスの端面に到達する光には、スパッタ等により散乱されたレーザ光それ自体の散乱光に加えて、溶接対象物から反射された光や溶接対象物から発生したプラズマ光、熱放射光、ラマン散乱光等種々の光を含む、溶接対象物からの戻り光も含まれる。このような戻り光からは、保護ガラスの汚れ程度を把握する情報は得ることができない。   For this reason, it is possible to grasp | ascertain the dirt adhesion degree of the surface of protective glass by monitoring the scattered light of a laser beam by the end surface (side surface) of protective glass. However, the light that reaches the end face of the protective glass includes laser light scattered by sputtering, etc., as well as light reflected from the welding object, plasma light generated from the welding object, and thermal radiation. Return light from the welding object including various light such as light and Raman scattered light is also included. From such return light, information for grasping the degree of contamination of the protective glass cannot be obtained.

本発明においては、保護ガラスの端面から放出される散乱光を光ファイバで所望箇所まで導き、バンドパスフィルタを介することで当該散乱光から戻り光を捨象してレーザ光それ自体の散乱光のみを抽出してこの強度をモニターすることにより、保護ガラスの汚れ程度を的確かつ正確に把握することを可能とする保護ガラスの汚れ検知装置を提案する。本発明の保護ガラスの汚れ検知装置により、検知した光強度が所定の閾値よりも増大すれば、保護ガラスが所定以上に汚染されたものとして、交換等のメンテナンス作業をするようにオペレータに報知することができる。   In the present invention, the scattered light emitted from the end face of the protective glass is guided to a desired location with an optical fiber, and the return light is discarded from the scattered light through a band pass filter, and only the scattered light of the laser light itself is obtained. We propose a protective glass contamination detection device that can accurately and accurately grasp the degree of contamination of the protective glass by extracting and monitoring this strength. If the detected light intensity is increased above a predetermined threshold by the protective glass contamination detection device of the present invention, the operator is notified that the protective glass is contaminated more than a predetermined value and that maintenance work such as replacement is performed. be able to.

従来は、レーザ加工作業時間のみを目安として、例えばレーザ加工を500時間遂行したら保護ガラスの交換等メンテナンスを行うものとしていた。しかし、汚れの進行程度はレーザ加工条件や加工対象物等の種々の条件によって大きく異なるものであるから、単純に経過時間のみでは現実の保護ガラスの汚れ程度とは大きく乖離する場合も少なからず生じていた。本発明により、従来の時間によるメンテナンス時期の報知に加えて、保護ガラスの現実のリアルタイム汚れモニターが可能となるので、両者を併用することにより、より的確かつ正確な保護ガラスの交換等メンテナンス時期の把握及び報知が可能となる。   Conventionally, with only laser processing work time as a guide, for example, after 500 hours of laser processing, maintenance such as replacement of protective glass is performed. However, since the degree of contamination progresses greatly depending on various conditions such as laser processing conditions and workpieces, there are not a few cases when the elapsed time alone is far from the actual protection glass contamination. It was. According to the present invention, in addition to the notification of the maintenance time according to the conventional time, it is possible to monitor the real time dirt of the protective glass, so by using both of them, the maintenance time such as replacement of the protective glass can be more accurately and accurately. It is possible to grasp and notify.

また、保護ガラス端部に直接センサを実装するものではなく、光ファイバで散乱光を所望の測定箇所まで導いた上で、バンドパスフィルタを介してフォトセンサ等で検知するものとすることから、レーザヘッド周辺部の省スペース化及び軽量化にも寄与することができる。これにより、レーザ加工作業の障害となることもなく、バンドパスフィルタやフォトセンサ及びそれらを収納する筐体が、スパッタやヒューム等に汚染されることもなく、さらにバンドパスフィルタやフォトセンサの大きさや重量・形状等の採用自由度が大きく向上するものとなる。そこで、以下図面に基づいてさらに詳細に説明する。   In addition, the sensor is not directly mounted on the edge of the protective glass, but after the scattered light is guided to a desired measurement location with an optical fiber, it is to be detected by a photo sensor or the like through a bandpass filter. It can also contribute to space saving and weight reduction of the laser head periphery. As a result, the bandpass filter, the photosensor, and the housing for housing them are not contaminated by spatter, fume, etc. The degree of freedom of adoption of sheath, weight, shape, etc. will be greatly improved. Therefore, further detailed description will be given below based on the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、保護ガラス1030の側面部分(周囲端面)にフォトセンサ(例えばフォトダイオード)1050を取り付け、ガラス側面に伝搬するレーザ光を測定する構成を説明する図である。図1に示すように、レーザ加工ヘッド1010の先端付近にはレーザ光を調整する平凸レンズ1040が備えられており、さらにその先端側に保護ガラスホルダ1020に保持された保護ガラス1030が備えられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration in which a photosensor (for example, a photodiode) 1050 is attached to a side surface portion (peripheral end surface) of a protective glass 1030 and laser light propagating to the glass side surface is measured. As shown in FIG. 1, a plano-convex lens 1040 for adjusting laser light is provided near the tip of the laser processing head 1010, and a protective glass 1030 held by a protective glass holder 1020 is provided on the tip side. Yes.

保護ガラス1030の側面から放出される散乱光を検知するように、保護ガラスホルダ1020にはフォトセンサ1050が実装されている。フォトセンサ1050の検知信号は、増幅回路1060で増幅されて、判定・処理回路1070に伝送される。判定・処理回路1070では、検知信号の大きさの経時増大程度や所定のしきい値との比較等により、検知信号が大きい場合には、保護ガラスの交換時期やメンテナンス時期として報知することができる。図1に示すフォトセンサ1050は、保護ガラス1030の周囲に配置されたいわゆるリングセンサを用いることも可能である。   A photo sensor 1050 is mounted on the protective glass holder 1020 so as to detect scattered light emitted from the side surface of the protective glass 1030. The detection signal of the photosensor 1050 is amplified by the amplifier circuit 1060 and transmitted to the determination / processing circuit 1070. In the determination / processing circuit 1070, when the detection signal is large due to the increase in the magnitude of the detection signal with time, comparison with a predetermined threshold value, etc., it is possible to notify the protection glass replacement time or maintenance time. . As the photosensor 1050 shown in FIG. 1, a so-called ring sensor arranged around the protective glass 1030 can be used.

この構成では、ガラス表面に付着した異物にレーザ光が照射されると、レーザ光が散乱されて保護ガラス内を反射して側面方向へ伝搬されて側面のフォトセンサ1050に到達する。このため、保護ガラス1030の汚れが酷くなるとフォトセンサ1050の検出値が高くなっていくことから、これをモニターすることにより保護ガラス1050の汚れ程度を把握することが可能となる。   In this configuration, when the laser beam is irradiated to the foreign matter attached to the glass surface, the laser beam is scattered, reflected inside the protective glass, propagated in the side surface direction, and reaches the photosensor 1050 on the side surface. For this reason, since the detection value of the photosensor 1050 becomes higher when the dirt on the protective glass 1030 becomes severe, it becomes possible to grasp the degree of dirt on the protective glass 1050 by monitoring this.

図2は、試作したフォトセンサにて検知性能の検証を行った保護ガラスの側面光測定検証結果について説明する図である。図2に示す実験概略図(a)及び実験概略図(b)において、f100−200のレーザ加工ヘッド2010の先端側には保護ガラスホルダ2020が備えられており、保護ガラスホルダ2020には試作した保護ガラス2030が実装されている。また、実験概略図(a)ではレーザ光を空間へ大凡直角に反射させる反射板2080を用いており、実験概略図(b)ではレーザ溶接材2090をセットしてこれを20mm/sの速度で移動させることで実際の溶接工程を模擬再現した。   FIG. 2 is a diagram for explaining the side light measurement verification result of the protective glass in which the detection performance is verified with the prototype photosensor. In the experimental schematic diagram (a) and the experimental schematic diagram (b) shown in FIG. 2, a protective glass holder 2020 is provided on the front end side of the laser processing head 2010 of f100-200, and the protective glass holder 2020 was prototyped. A protective glass 2030 is mounted. In addition, in the experimental schematic diagram (a), a reflector 2080 that reflects laser light to the space at a substantially right angle is used, and in the experimental schematic diagram (b), a laser welding material 2090 is set and this is set at a speed of 20 mm / s. The actual welding process was simulated and reproduced by moving it.

図2に示す実験概略図(a)及び実験概略図(b)のそれぞれにおけるフォトセンサの検知値を示すのがそれぞれ「(c)溶接材なし 検出値」、「(d)溶接材有り 検出値」のグラフである。新品(スパッタ付着無)及びスパッタ付着済の保護ガラス2030をそれぞれ予め用意し、溶接材の有無に分けて、レーザ出力毎に保護ガラス2030側面からの散乱光強度を測定した。   The detected values of the photosensors in the experimental schematic diagram (a) and the experimental schematic diagram (b) shown in FIG. 2 are “(c) detection value without welding material” and “(d) detection value with welding material, respectively. Is a graph. A new product (no spatter adhesion) and a sputtered protective glass 2030 were prepared in advance, and the scattered light intensity from the side surface of the protective glass 2030 was measured for each laser output, depending on the presence or absence of a welding material.

図2に示す検証結果より、保護ガラスへのスパッタ等付着によりいずれのセンサ検出値も上昇するため、スパッタ付着それ自体の検知は可能であるが、溶接材が存在する実験概略図(b)の状態であると、「(d)溶接材有り 検出値」に示すようにスパッタ付着時(各上側の3ドット)と新品(各下側の3ドット)との検出値比率が下がる(両者の差異が小さい)ため、スパッタ付着の検出精度が下がる傾向となった。すなわち、実験概略図(b)に示すようにレーザ溶接の最中に測定を行うと、レーザ溶接材2090からの反射光の影響により検知能力が1/2程度に低下することが分かった。   From the verification results shown in FIG. 2, since any sensor detection value increases due to spattering or the like adhering to the protective glass, spatter adhesion itself can be detected, but the experimental schematic diagram (b) in which a welding material exists is shown. If it is in the state, as shown in “(d) Detection value with welding material”, the detection value ratio between spatter adhesion (upper three dots) and new product (lower three dots) decreases (difference between the two) Therefore, the detection accuracy of spatter adhesion tends to decrease. That is, as shown in the experimental schematic diagram (b), when the measurement was performed during the laser welding, it was found that the detection capability was reduced to about ½ due to the influence of the reflected light from the laser welding material 2090.

このことは、反射光が存在しない実験概略図(a)の状態における検知結果である「(c)溶接材なし 検出値」を参照すれば明白であって、この場合には各レーザ出力(0.50kw,0.75kw,1.00kw)時の新品(スパッタ付着無)のドットから大きく離間した上方に、それぞれスパッタ付着時のフォトセンサ検出値がプロットされるものとなっている。換言すれば、実験概略図(b)の状態における検知結果である「(d)溶接材有り 検出値」では、レーザ溶接材2090からの戻り光が雑音となって、レーザ光それ自体のスパッタ等ガラス表面汚れに起因する散乱光に重畳されるものとなっていることから、S/N比が低下することとなり、結果として保護ガラス表面の汚れ具合の判定にやや明確さを欠くことを招来しているものと考えられる。   This is obvious by referring to “(c) Detection value without welding material” which is the detection result in the state of the experimental schematic diagram (a) where no reflected light exists. In this case, each laser output (0 ... (50 kw, 0.75 kw, 1.00 kw) The photosensor detection values at the time of sputter adhesion are plotted above the new dots (no spatter adhesion) at a large distance. In other words, in “(d) detection value with welding material” which is the detection result in the state of the experimental schematic diagram (b), the return light from the laser welding material 2090 becomes noise, and the laser beam itself is sputtered, etc. Since it is superimposed on the scattered light caused by the glass surface contamination, the S / N ratio decreases, resulting in a lack of clarity in determining the degree of contamination on the protective glass surface. It is thought that.

上述のように、保護ガラス端面からの散乱光強度をモニターすることにより、その強度の増大程度に応じて保護ガラスへのスパッタ付着有無の検知が可能であることが理解できる。しかし、溶接中にこのような測定を行うと、溶接ワークや溶接対象物から反射された戻り光がノイズとして混在することにより、S/N比が低下して検知能力が低下する。   As described above, by monitoring the scattered light intensity from the end face of the protective glass, it can be understood that the presence or absence of spatter adhesion to the protective glass can be detected according to the degree of increase in the intensity. However, when such a measurement is performed during welding, the S / N ratio is lowered and the detection ability is lowered due to the presence of return light reflected from the welding workpiece or the welding object as noise.

図3(a)は、溶接ワークとしての溶接材をセットしない状態でパルス幅1秒の500Wレーザパルスを照射した場合の保護ガラス端面の検知光波形を説明する図であり、図3(b)は溶接材をセットした状態でパルス幅1秒の500Wレーザパルスを照射した場合の保護ガラス端面の検知光波形を説明する図である。図3に基づけば、検知能力が低下する原因としては、溶接材からの反射光(戻り光)の影響が考えられる。   FIG. 3A is a diagram for explaining a detection light waveform of the end face of the protective glass when a 500 W laser pulse having a pulse width of 1 second is irradiated without setting a welding material as a welding work, and FIG. These are the figures explaining the detection light waveform of the protective glass end surface at the time of irradiating the 500 W laser pulse of 1 second of pulse width in the state which set the welding material. If based on FIG. 3, the influence of the reflected light (return light) from a welding material can be considered as a cause that a detection capability falls.

すなわち、図3(a)から理解できるように溶接材無しの場合には、レーザの出力波形に相当する照射出力一定のきれいな矩形波が得られているが、図3(b)に示す溶接材有りの場合には細かい振幅を持った波形が得られており、また検出値も全体的にノイズにより嵩上げされて高くなっている。これは溶接材が激しく溶融しているために、複雑に挙動した溶融部(溶融池)からの戻り光を捉えているものと考えられる。図3(b)から理解できるように、溶融池からの戻り光を含む場合の細かく振動した検知信号の振れ幅は、レーザ照射オンオフに起因する検知信号の上昇幅よりも大きく超えておりこの雑音の大きさは無視できるものではない。   That is, as can be understood from FIG. 3 (a), when there is no welding material, a clean rectangular wave having a constant irradiation output corresponding to the output waveform of the laser is obtained, but the welding material shown in FIG. 3 (b). In the case of being present, a waveform having a fine amplitude is obtained, and the detection value is raised by noise as a whole and becomes high. This is thought to be because the welded material is melted violently, so that the return light from the molten part (molten pool) behaving in a complicated manner is captured. As can be understood from FIG. 3B, the fluctuation width of the finely oscillated detection signal in the case of including the return light from the molten pool is much larger than the increase width of the detection signal caused by the laser irradiation on / off. The size of is not negligible.

図4(a)は、保護ガラス3030の汚れが無い状態の新品ガラスで溶接材をセットしない場合における散乱光の検出モデルを説明する図であり、図4(b)は、保護ガラス3030の汚れ100に起因するレーザ光の散乱光がセンサに入光する様子を簡素にモデル化したものを示す図であり、図4(c)は、溶接材をセットした状態における保護ガラス3030の汚れ100に起因するレーザ光の散乱光がセンサに入光する様子を簡素にモデル化したものを示す図である。図4において、3050はフォトセンサ(例えば、フォトダイオード)である。   FIG. 4A is a diagram for explaining a detection model of scattered light when a welding material is not set with a new glass in a state where the protective glass 3030 is not dirty, and FIG. FIG. 4C is a diagram showing a simple model of how the scattered light of the laser beam caused by 100 enters the sensor, and FIG. 4C shows the dirt 100 on the protective glass 3030 in a state where the welding material is set. It is a figure which shows what modeled the mode that the scattered light of the laser beam resulting from incidents on a sensor. In FIG. 4, reference numeral 3050 denotes a photosensor (for example, a photodiode).

図4(a)に示したように、ガラスに汚れが無い場合、レーザ光がガラス界面からわずかに散乱することにより微小な光がフォトダイオード3050に入光する。また、図4(b)のように保護ガラス3030外側(溶接材側)の界面にスパッタ等汚れ100が付着した場合、付着物100からの反射もフォトダイオードに入光するため検出値が大きくなる。ところが、図4(c)のように溶接材からの反射による戻り光がある場合、戻り光は保護ガラス3030界面からの散乱によりフォトダイオード3050に入光するが、付着物100からの戻り光の反射は保護ガラス3030内には入光し難い。このため、付着物100に関係しないノイズ光のみが大きくなって、汚れの検知能力に差が出るものと考えられる。   As shown in FIG. 4A, when the glass is not contaminated, the laser light is slightly scattered from the glass interface, so that minute light enters the photodiode 3050. In addition, when dirt 100 such as spatter adheres to the interface outside the protective glass 3030 (welding material side) as shown in FIG. 4B, the detection value increases because reflection from the deposit 100 also enters the photodiode. . However, when there is return light due to reflection from the welding material as shown in FIG. 4C, the return light enters the photodiode 3050 due to scattering from the interface of the protective glass 3030, but the return light from the deposit 100 The reflection hardly enters the protective glass 3030. For this reason, it is considered that only noise light not related to the deposit 100 becomes large, and a difference in the ability to detect dirt appears.

(第2の実施形態)
溶接中にリアルタイムで汚れを検知するという観点において、溶接と同時に汚れ検知を行うことは必須である。また、より小さな汚れ具合やより程度の低い汚れ具合をも検知するために、S/N比を上げて溶接材無しの検知能力にできる限り近づけることが必要であると思われる。そこで、本発明者は、第2の実施形態として以下に述べる工夫を創出した。
(Second Embodiment)
From the viewpoint of detecting dirt in real time during welding, it is essential to detect dirt simultaneously with welding. Further, in order to detect a smaller degree of dirt or a lower degree of dirt, it seems necessary to increase the S / N ratio as close as possible to the detection capability without welding material. Therefore, the present inventor has created the device described below as the second embodiment.

すなわち、第2の実施形態では、フォトセンサ前方にレーザ光それ自体の散乱光のみを透過するバンドパスフィルタを配置し、溶接材からの余分な戻り光を除去する構成とする。溶接材からの戻り光には、溶接材から発生するプラズマ光や熱放射光、レーザ光が材料に吸収されることで発生するラマン散乱光等が含まれるものであり、かつこのような戻り光は、保護ガラスの外面に付着した汚れの有無には無関係に保護ガラスの内部を伝搬されてその端面へと到達する。   That is, in the second embodiment, a band-pass filter that transmits only the scattered light of the laser light itself is disposed in front of the photosensor to remove excess return light from the welding material. Return light from the welding material includes plasma light, heat radiation light, and Raman scattered light that is generated when the laser light is absorbed by the material, and such return light. Is propagated through the inside of the protective glass and reaches its end face regardless of the presence or absence of dirt adhering to the outer surface of the protective glass.

まず、実際に溶接中の光にどのよう成分が含まれているか調べるため、溶接材の発光スペクトルを分光器にて測定した。図5は、一般的な溶接鋼材であるSUS304に対してレーザ照射した際に測定された発光スペクトルを示す図である。図5から理解できるように、1070nm近辺のレーザ光それ自体の反射光以外に、プラズマ光や熱放射光、ラマン散乱光等に起因すると見られる500〜800nm帯域に発光が検出されている。この帯域の光は、図5においては「溶接光」として示している。   First, in order to investigate how components are actually contained in the light during welding, the emission spectrum of the welding material was measured with a spectrometer. FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum measured when SUS304, which is a general welded steel material, is irradiated with laser. As can be understood from FIG. 5, light emission is detected in the 500 to 800 nm band, which is considered to be caused by plasma light, thermal radiation light, Raman scattered light, and the like, in addition to the reflected light of the laser light around 1070 nm itself. The light in this band is shown as “welding light” in FIG.

500nm〜800nm帯域の光は、保護ガラスの汚れ検知には寄与しない、溶接材からの戻り光であってピーク値はそれ程高くないもののブロードに広がっていることから積分値をとると無視できない程度の光強度を有する。この帯域の光を除去することにより、溶接材からの戻り光を低減させればS/N比が向上して汚れ検知能力が向上するものと思われる。   The light in the 500 nm to 800 nm band does not contribute to the detection of dirt on the protective glass, but is a return light from the welding material and the peak value is not so high, but spreads broadly. Has light intensity. By removing the light in this band and reducing the return light from the welding material, it is considered that the S / N ratio is improved and the dirt detection capability is improved.

図6は、第2の実施形態にかかる保護ガラス4030内を端面にまで伝搬してくるレーザ光それ自体の散乱光のみを抽出するための光学系構成図の概要を説明する図である。レーザ光を抽出するためにレーザ光の波長(1070nm〜1075nm)に合致するバンドパスフィルタ200を用いるが、その大きさの都合上、端面の放出光を一度光ファイバ300を介して保護ガラス4030端面からフォトセンサ4050のある所望位置まで伝送した後、バンドパスフィルタ200を介してフォトセンサ4050に入光させる構成を採用するものとする。   FIG. 6 is a diagram for explaining the outline of an optical system configuration diagram for extracting only the scattered light of the laser light itself propagating through the protective glass 4030 according to the second embodiment to the end face. In order to extract the laser light, a band pass filter 200 that matches the wavelength (1070 nm to 1075 nm) of the laser light is used. However, due to its size, the end face of the protective glass 4030 passes through the optical fiber 300 once the emitted light from the end face. Then, a configuration is adopted in which light is transmitted to the photosensor 4050 through the band pass filter 200 after being transmitted to a desired position of the photosensor 4050.

図6に示すように、レーザ加工ヘッド4010には保護ガラスホルダ4020が設けられており、保護ガラスホルダ4020には保護ガラス4030が実装されている。また、保護ガラス4030の端面には光ファイバ300が設けられ、保護ガラス4030内を端面まで導波されてきた散乱光を端面から取り出して光ファイバ300内へと導波させる。ここで、保護ガラス4030の端面と光ファイバ300の光入射部とは、空間を有することなく密着させることにより、保護ガラス4030内部の光をスムースに光ファイバ300へと取り出すことが可能となるので好ましい。また、保護ガラス4030の端面と光ファイバ300の光入射部との間は、硬化時の屈折率が導波路として適切となる、各種接着剤(例えば、光路結合用接着剤)などを用いることも可能である。   As shown in FIG. 6, a protective glass holder 4020 is provided on the laser processing head 4010, and a protective glass 4030 is mounted on the protective glass holder 4020. Further, an optical fiber 300 is provided on the end face of the protective glass 4030, and scattered light guided to the end face in the protective glass 4030 is taken out from the end face and guided into the optical fiber 300. Here, since the end face of the protective glass 4030 and the light incident portion of the optical fiber 300 are brought into close contact with each other without having a space, the light inside the protective glass 4030 can be smoothly taken out to the optical fiber 300. preferable. In addition, various adhesives (for example, optical path coupling adhesives) whose refractive index during curing is appropriate as a waveguide may be used between the end face of the protective glass 4030 and the light incident part of the optical fiber 300. Is possible.

光ファイバ300内を導波した散乱光は、第一平凸レンズ4040(a)を介して1075nm透過帯域を有するバンドパスフィルタ200を通過し、第二平凸レンズ4040(b)を介してフォトセンサ4050にて光強度が検知される。図6に示すように、第一平凸レンズ4040(a)と第二平凸レンズ4040(b)とは、共にバンドパスフィルタ200側が凸となるように配置されるものとする。フォトセンサ4050で検知された光強度検出信号は、不図示の判定・処理回路へ入力されて、所定の閾値と比較されるかまたは信号増大の経時変化に基づいて、保護ガラス4030の汚れ程度が判断されまたは/および保護ガラス4030の交換・メンテナンス時期の報知が為されるものとなる。また、フォトセンサ4050の検出信号は、不図示の増幅回路を介して判定・処理回路へ伝送されるものとしてもよい。   The scattered light guided in the optical fiber 300 passes through the band-pass filter 200 having a 1075 nm transmission band via the first plano-convex lens 4040 (a) and passes through the second plano-convex lens 4040 (b) to the photosensor 4050. The light intensity is detected at. As shown in FIG. 6, the first plano-convex lens 4040 (a) and the second plano-convex lens 4040 (b) are both arranged so that the band-pass filter 200 side is convex. The light intensity detection signal detected by the photosensor 4050 is input to a determination / processing circuit (not shown), and is compared with a predetermined threshold value, or the degree of contamination of the protective glass 4030 is determined based on the change over time of the signal increase. It is judged or / and notification of replacement / maintenance time of the protective glass 4030 is made. In addition, the detection signal of the photosensor 4050 may be transmitted to the determination / processing circuit via an amplification circuit (not shown).

また、本実施形態では光ファイバ300を用いることにより、保護ガラスホルダ4020の大きさサイズとバンドパスフィルタ200の大きさサイズとが仮に整合していなくても、両者間の光伝導を可能にするものである。例えば、保護ガラスホルダ4020の厚さに対してバンドパスフィルタ200が大きくてその内部に収納できないような場合であっても、離間して設けられた保護ガラス4030と光ファイバ300との間を光ファイバ300で光学的に接続可能である。しかし、バンドパスフィルタ200が、保護ガラスホルダ4020内に収納可能な程度に充分に小さい場合には、光ファイバ300を用いることなく、保護ガラスホルダ4020内に直接バンドパスフィルタ200を配置する構成としてもよい。これにより、全体としてより軽量コンパクトで取り扱いや収納がさらに容易な装置となる。   Further, in the present embodiment, by using the optical fiber 300, even if the size size of the protective glass holder 4020 and the size size of the band pass filter 200 are not matched, it is possible to conduct photoconduction between the two. Is. For example, even when the bandpass filter 200 is larger than the thickness of the protective glass holder 4020 and cannot be accommodated therein, the optical fiber 300 is not spaced between the protective glass 4030 and the optical fiber 300 provided separately. The fiber 300 can be optically connected. However, when the bandpass filter 200 is small enough to be housed in the protective glass holder 4020, the bandpass filter 200 is arranged directly in the protective glass holder 4020 without using the optical fiber 300. Also good. As a result, the device is lighter and more compact and easier to handle and store.

また、バンドパスフィルタ200に関しては、散乱されたレーザ反射光帯域のみをフィルタで透過させて強度検知してもよいし、溶接材から戻ってきた溶接光帯域のみをフィルタで除去した残余光の強度を検知する構成としてもよい。後者の構成を採用すれば、加工に用いるレーザ光波長が1070nm〜1075nm帯域と仮に異なる帯域を利用するものであっても、適切に保護ガラスの汚れを検知することが可能となる。   In addition, regarding the bandpass filter 200, only the scattered laser reflected light band may be transmitted through the filter to detect the intensity, or the intensity of the residual light obtained by removing only the welding light band returned from the welding material with the filter. It is good also as a structure which detects. If the latter configuration is adopted, even if the laser light wavelength used for processing uses a band that is different from the band of 1070 nm to 1075 nm, it becomes possible to detect the contamination of the protective glass appropriately.

また、図7は、バンドパスフィルタの有無での検知能力の相対比較を説明する図である。図7(a)及び図7(b)に示す写真のような新品保護ガラス、及びスパッタ粒子が付着した保護ガラスをそれぞれ事前に準備して、バンドパスフィルタを着脱して溶接対象物たるSUS304にレーザ照射し、図6に示す構成により散乱光を検出した。図7(c)に示す実験結果より、フィルタ無しでは汚れ付着時に5.7倍程度の数値上昇であったが、フィルタを介すことで10.7倍程度数値が上昇することがわかった。これにより、レーザ光の波長のみを透過させるバンドパスフィルタを用いることで、S/N比が向上して検知能力が倍程度高くなることが理解できる。   FIG. 7 is a diagram for explaining a relative comparison of detection capability with and without a band-pass filter. A new protective glass such as the photograph shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b) and a protective glass with sputtered particles are prepared in advance, and the bandpass filter is attached and detached to SUS304, which is a welding object. Laser irradiation was performed, and scattered light was detected by the configuration shown in FIG. From the experimental results shown in FIG. 7 (c), it was found that the numerical value increased by about 5.7 times when the dirt was adhered without the filter, but the numerical value increased by about 10.7 times through the filter. Thus, it can be understood that the use of a bandpass filter that transmits only the wavelength of the laser light improves the S / N ratio and increases the detection capability by about twice.

本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光を伝搬するように保護ガラスの端部にその一端が実装される光ファイバと、光ファイバで伝搬された散乱光から特定波長の光を透過させるように光ファイバの他端に実装されるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを透過した透過光を検知するフォトセンサと、を備えることを特徴とする。これにより、保護ガラスの側面(端面)から出射される散乱光を光ファイバでフォトセンサまで伝搬するとともに、フォトセンサにはバンドパスフィルタを透過した所望の波長の散乱光のみが検知されるものとなるので、散乱光に含まれる種々の光の中から保護ガラスの汚れに起因する光のみを抽出検知することが可能となる。したがって、保護ガラスの汚れを確実かつ信頼性高く検出して報知することが可能な保護ガラスの汚れ検知装置を実現できる。   A protective glass contamination detector according to the present invention includes an optical fiber having one end mounted on an end of the protective glass so as to propagate scattered light emitted from the side surface of the protective glass of the laser welding machine, and an optical fiber. A bandpass filter mounted at the other end of the optical fiber so as to transmit light of a specific wavelength from the scattered light that has propagated, and a photosensor that detects transmitted light that has passed through the bandpass filter, To do. As a result, the scattered light emitted from the side surface (end surface) of the protective glass propagates to the photosensor through the optical fiber, and only the scattered light having a desired wavelength that has passed through the bandpass filter is detected by the photosensor. Therefore, it becomes possible to extract and detect only the light caused by the dirt on the protective glass from the various lights included in the scattered light. Therefore, it is possible to realize a protective glass contamination detection device capable of reliably detecting and reporting the contamination of the protective glass.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、好ましくはバンドパスフィルタと光ファイバの他端との間に第一平凸レンズをさらに備えることを特徴とする。これにより、光ファイバにより導かれた散乱光を、光ファイバの他端において放散させることなく、確実にバンドパスフィルタを透過させることが可能となる。この場合に第一平凸レンズは、バンドパスフィルタ側が凸となるように配置されることが好ましい。   The protective glass contamination detection apparatus according to the present invention preferably further includes a first plano-convex lens between the bandpass filter and the other end of the optical fiber. Thereby, the scattered light guided by the optical fiber can be surely transmitted through the band-pass filter without being diffused at the other end of the optical fiber. In this case, the first plano-convex lens is preferably arranged so that the band-pass filter side is convex.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはバンドパスフィルタとフォトセンサとの間に第二平凸レンズをさらに備えることを特徴とする。これにより、バンドパスフィルタを透過した散乱光を、バンドパスフィルタの光放出面側において放散させることなく、確実にフォトセンサに導くことが可能となる。この場合に第二平凸レンズは、バンドパスフィルタ側が凸となるように配置されることが好ましい。   In addition, the protective glass contamination detection device according to the present invention is more preferably characterized by further including a second plano-convex lens between the bandpass filter and the photosensor. This makes it possible to reliably guide the scattered light transmitted through the bandpass filter to the photosensor without being scattered on the light emission surface side of the bandpass filter. In this case, the second plano-convex lens is preferably arranged so that the bandpass filter side is convex.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはレーザ溶接機が、1075nmの波長のレーザ光で溶接加工することを特徴とする。現在、レーザ溶接加工等には1075nm近辺の近赤外ファイバレーザ等が利用されることが多いことが知られている。   The protective glass contamination detection apparatus according to the present invention is more preferably characterized in that the laser welding machine performs welding with a laser beam having a wavelength of 1075 nm. Currently, it is known that near infrared fiber lasers of around 1075 nm are often used for laser welding and the like.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはバンドパスフィルタが、1075nmの透過帯域を有することを特徴とする。従って、レーザ光自体が保護ガラス表面に付着した汚れ等でそのまま散乱された光の波長は1075nmであって、例えばプラズマ光や対称ワークからの熱放射光、ラマン散乱光に起因する500nm〜800nmの光は、バンドパスフィルタで遮断することが好ましい。これにより、光雑音に左右されないより信頼性の高い散乱光検出が可能となる。   In the protective glass contamination detection apparatus according to the present invention, more preferably, the band-pass filter has a transmission band of 1075 nm. Therefore, the wavelength of the light that is scattered as it is due to dirt or the like adhering to the surface of the protective glass is 1075 nm. For example, plasma light, thermal radiation from a symmetric workpiece, or 500 nm to 800 nm due to Raman scattered light. The light is preferably blocked by a band pass filter. Accordingly, it is possible to detect scattered light with higher reliability that is not affected by optical noise.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはバンドパスフィルタが、溶接対象物からの戻り光を遮断することを特徴とする。溶接対象物からの戻り光の多くは、溶接対象物周囲で生じたプラズマから放射されるプラズマ光や、高熱となった溶接箇所周辺から放射される熱放射光である。このため、その多くはレーザ波長1075nmではないものであるからこれを検知除外することが、検知精度や信頼性向上の観点からも好ましいものとなる。   In the protective glass contamination detection apparatus according to the present invention, more preferably, the band-pass filter blocks return light from the object to be welded. Most of the return light from the welding object is plasma light radiated from plasma generated around the welding object, or heat radiation light radiated from around the welding spot that has become hot. For this reason, since most of them are not laser wavelengths of 1075 nm, it is preferable to exclude detection from the viewpoint of improving detection accuracy and reliability.

また、本発明にかかる保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくは散乱光が保護ガラスに付着した汚れにより散乱されたレーザ光であって、バンドパスフィルタは、散乱されたレーザ光のみを透過させることを特徴とする。これにより、保護ガラスの汚れを的確に検知することが可能となる。   In the protective glass contamination detection apparatus according to the present invention, more preferably, the scattered light is laser light scattered by the contamination attached to the protective glass, and the bandpass filter transmits only the scattered laser light. It is characterized by that. Thereby, it becomes possible to detect the contamination of the protective glass accurately.

本発明に係る保護ガラスの汚れ検知装置及びその構造等は、上述の説明及び図面に示す形状・構造等に限定されるものではなく、本発明の射程の範囲内において、当業者の知り得る適宜公知または周知の手法等を用いて変形しアレンジし、モディファイしてもよいものである。   The protective glass contamination detection device and the structure thereof according to the present invention are not limited to the shape and structure shown in the above description and drawings, and can be appropriately understood by those skilled in the art within the scope of the present invention. It may be modified, arranged and modified using a known or well-known technique.

1010・・レーザ加工ヘッド、1020・・保護ガラスホルダ、1030・・保護ガラス、1040・・平凸レンズ、1050・・フォトセンサ、1060・・増幅回路、1070・・判定・処理装置。   1010... Laser processing head, 1020... Protective glass holder, 1030... Protective glass, 1040... Plano-convex lens, 1050.

Claims (11)

レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光から特定波長の光を透過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタを透過した透過光を検知するフォトセンサと、を備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
A bandpass filter that transmits light of a specific wavelength from scattered light emitted from the side surface of the protective glass of the laser welder;
And a photosensor for detecting transmitted light that has passed through the band-pass filter.
請求項1に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記バンドパスフィルタと前記保護ガラスの側面との間に第一平凸レンズをさらに備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protective glass dirt detector according to claim 1,
A protective glass stain detector, further comprising a first plano-convex lens between the bandpass filter and the side surface of the protective glass.
請求項1または請求項2に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記バンドパスフィルタと前記フォトセンサとの間に第二平凸レンズをさらに備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protection glass dirt detection device according to claim 1 or 2,
A protective glass stain detection device further comprising a second plano-convex lens between the bandpass filter and the photosensor.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記レーザ溶接機は、1075nmの波長のレーザ光で溶接加工する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protective glass dirt detector according to any one of claims 1 to 3,
The said laser welding machine welds with the laser beam of a wavelength of 1075 nm. The dirt detection apparatus of the protective glass characterized by the above-mentioned.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記バンドパスフィルタは、1075nmの透過帯域を有する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protection glass dirt detector according to any one of claims 1 to 4,
The bandpass filter has a transmission band of 1075 nm.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記バンドパスフィルタは、溶接対象物からの戻り光を遮断する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protection glass dirt detector according to any one of claims 1 to 5,
The bandpass filter blocks a return light from an object to be welded.
請求項6に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記戻り光は500nm〜800nm帯域である
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protective glass dirt detector according to claim 6,
The return light has a wavelength range of 500 nm to 800 nm.
請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記散乱光は前記保護ガラスに付着した汚れにより散乱されたレーザ光であって、前記バンドパスフィルタは、前記散乱されたレーザ光のみを透過させる
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protection glass dirt detector according to any one of claims 1 to 7,
The scattered light is laser light scattered by dirt adhered to the protective glass, and the band-pass filter transmits only the scattered laser light.
請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の保護ガラスの汚れ検知装置において、
前記保護ガラスの側面から出射される散乱光を伝搬するように前記保護ガラスの端部にその一端が実装され、その他端に前記バンドパスフィルタが実装された、光ファイバをさらに備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。
In the protection glass dirt detector according to any one of claims 1 to 8,
One end of the protective glass is mounted so as to propagate the scattered light emitted from the side surface of the protective glass, and the bandpass filter is mounted on the other end, further comprising an optical fiber. Protective glass stain detection device.
1075nmの波長のレーザ光で溶接加工するレーザ溶接機に装着される保護ガラスの汚れ検知方法において、
レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光から特定波長の光を透過させるバンドパスフィルタで、前記保護ガラスに付着した汚れにより散乱された1050nm乃至1150nm帯域の光のみを透過させる工程と、
前記バンドパスフィルタを透過した透過光を、フォトセンサで検知する工程と、を有する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知方法。
In a method for detecting contamination of protective glass attached to a laser welding machine that performs welding with a laser beam having a wavelength of 1075 nm,
A step of transmitting only light in a band of 1050 nm to 1150 nm scattered by dirt attached to the protective glass with a bandpass filter that transmits light of a specific wavelength from scattered light emitted from the side surface of the protective glass of the laser welding machine; ,
And a step of detecting, with a photo sensor, transmitted light that has passed through the band-pass filter.
溶接加工するレーザ溶接機に装着される保護ガラスの汚れ検知方法において、
レーザ溶接機の保護ガラスの側面から出射される散乱光から特定波長の光を遮断するバンドパスフィルタで、500nm〜800nm帯域の溶接材からの戻り光を、除去する工程と、
前記バンドパスフィルタを透過した透過光を、フォトセンサで検知する工程と、を有する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知方法。
In the method for detecting the contamination of the protective glass attached to the laser welding machine for welding,
A step of removing return light from the welding material in the 500 nm to 800 nm band with a bandpass filter that blocks light of a specific wavelength from scattered light emitted from the side surface of the protective glass of the laser welding machine;
And a step of detecting, with a photo sensor, transmitted light that has passed through the band-pass filter.
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