JP2019201031A - Converging optical unit and laser oscillator using the same, laser processing device, and abnormality diagnostic method of laser oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集光光学ユニット及びそれを用いたレーザ発振器、レーザ加工装置、レーザ発振器の異常診断方法に関する。 The present invention relates to a condensing optical unit, a laser oscillator using the same, a laser processing apparatus, and a laser oscillator abnormality diagnosis method.
従来、伝送ファイバを用いて、離れた場所にあるワークをレーザ加工するレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置では、レーザ発振器が内部に設けられており、レーザ発振器から出射されたレーザ光は、伝送ファイバのコア内を伝搬して伝送ファイバに接続されたレーザ光出射ヘッドからワークに向けて照射される。また、レーザ光が伝送ファイバに入射されるときに、レーザ発振器内に設けられた集光レンズで伝送ファイバのコアに収まるスポット径までレーザ光のビーム径が縮小される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a laser processing apparatus that uses a transmission fiber to laser process a workpiece at a remote location. In such a laser processing apparatus, a laser oscillator is provided inside, and laser light emitted from the laser oscillator propagates through the core of the transmission fiber and is transmitted from the laser light emission head connected to the transmission fiber to the workpiece. Irradiated toward. Further, when the laser light is incident on the transmission fiber, the beam diameter of the laser light is reduced to a spot diameter that can be accommodated in the core of the transmission fiber by a condensing lens provided in the laser oscillator.
一方、伝送ファイバを用いたレーザ加工装置では、ワークの加工点で反射されて伝送ファイバ内に戻る戻り光の影響で励起光源であるレーザダイオードが損傷するおそれがあった。 On the other hand, in a laser processing apparatus using a transmission fiber, there is a possibility that a laser diode as an excitation light source may be damaged due to the influence of return light that is reflected at a workpiece processing point and returns into the transmission fiber.
そこで、特許文献1には、レーザ光出射ヘッド内に設けられたベンドミラーにレーザ光の一部を透過させる光学特性を持たせ、ベンドミラーを透過した透過光を吸収体に入射させ、吸収体からの散乱光を光検出手段で検出してレーザ光出力とワークからの戻り光との検出を行う構成が開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, the bend mirror provided in the laser light emitting head has an optical characteristic that allows a part of the laser light to pass therethrough, and the transmitted light that has passed through the bend mirror is incident on the absorber. A configuration is disclosed in which the scattered light from the light is detected by a light detection means to detect the laser light output and the return light from the workpiece.
ところで、レーザ光を集光レンズで集光して伝送ファイバに入射させるレーザ発振器において、集光レンズの汚れや損傷、あるいは、レーザ光が入射する伝送ファイバの入射端での損傷があると、レーザ光出力が低下する場合がある。また、最終的な出力があまり低下しない場合でもレーザ光のビーム品質が低下して加工品質に影響を与えるおそれがあった。 By the way, in a laser oscillator that condenses laser light with a condensing lens and enters the transmission fiber, if there is dirt or damage on the condensing lens or damage at the incident end of the transmission fiber on which the laser light is incident, the laser The light output may decrease. Further, even when the final output does not decrease so much, there is a possibility that the beam quality of the laser beam is deteriorated and the processing quality is affected.
しかし、上記のレーザ発振器に特許文献1に開示された構成を適用した場合、光検出手段で検出された散乱光が集光レンズの異常によるものか、あるいは伝送ファイバの異常によるものかの判別が困難であった。このため、光検出手段での検出結果によって、レーザ発振器の内部で何らかの異常が発生していると判定されても、異常箇所の特定が困難であり、メンテナンス作業に時間を要して生産性を低下させるおそれがあった。 However, when the configuration disclosed in Patent Document 1 is applied to the above laser oscillator, it is possible to determine whether the scattered light detected by the light detection means is caused by an abnormality in the condenser lens or an abnormality in the transmission fiber. It was difficult. For this reason, even if it is determined that some abnormality has occurred inside the laser oscillator based on the detection result of the light detection means, it is difficult to identify the abnormal part, and it takes time for maintenance work to increase productivity. There was a risk of lowering.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡便な構成で、内部の異常の有無及び異常箇所を特定可能な集光光学ユニット及びそれを用いたレーザ発振器、レーザ加工装置を提供することにある。また、内部の異常の有無及び異常箇所を特定可能なレーザ発振器の異常診断方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a condensing optical unit capable of specifying the presence / absence of an internal abnormality and an abnormal location with a simple configuration, and a laser oscillator and a laser processing apparatus using the same. It is to provide. Another object of the present invention is to provide a method for diagnosing an abnormality of a laser oscillator capable of specifying the presence / absence of an internal abnormality and an abnormal location.
上記目的を達成するため、本発明に係る集光光学ユニットは、レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する集光レンズを筐体内に有し、前記集光レンズで集光された前記レーザ光をレーザ光出射部を介して伝送ファイバに入射させる集光光学ユニットであって、前記筐体における前記集光レンズと前記レーザ光出射部との間に、前記伝送ファイバ及び/または前記レーザ光出射部からの反射光を受光する第1受光部と、前記集光レンズからの散乱光を受光する第2受光部とが所定の間隔をあけて配設されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a condensing optical unit according to the present invention has a condensing lens for condensing laser light emitted from a laser light source in a housing, and the laser focused by the condensing lens. A condensing optical unit that causes light to be incident on a transmission fiber via a laser light emitting unit, wherein the transmission fiber and / or the laser light is disposed between the condensing lens and the laser light emitting unit in the housing. A first light receiving portion that receives reflected light from the emitting portion and a second light receiving portion that receives scattered light from the condenser lens are disposed at a predetermined interval.
この構成によれば、簡便な構成で集光光学ユニットの異常の有無を判定できるとともに異常箇所を特定することができる。 According to this configuration, it is possible to determine the presence / absence of an abnormality in the condensing optical unit with a simple configuration and to specify an abnormality location.
また、本発明に係るレーザ発振器は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を集光して伝送ファイバに入射させる上記の集光光学ユニットと、を少なくとも備えたことを特徴とする。 In addition, a laser oscillator according to the present invention includes at least a laser light source that emits laser light, and the above-described condensing optical unit that condenses the laser light and enters the transmission fiber.
この構成によれば、レーザ発振器の内部の異常箇所を簡便に特定して、対象箇所の修理交換等を行うことができる。このことにより、レーザ光のビーム品質を維持できるとともに、レーザ発振器のダウンタイムを低減できる。 According to this configuration, it is possible to easily identify an abnormal location inside the laser oscillator, and to repair or replace the target location. As a result, the beam quality of the laser beam can be maintained and the downtime of the laser oscillator can be reduced.
また、本発明に係るレーザ加工装置は、上記のレーザ発振器と、前記レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器から出射された前記レーザ光を導光する伝送ファイバと、前記伝送ファイバの出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッドと、を少なくとも備えたことを特徴とする。 Further, a laser processing apparatus according to the present invention is attached to the laser oscillator, a transmission fiber connected to the laser oscillator and guiding the laser beam emitted from the laser oscillator, and an output end of the transmission fiber. And at least a laser beam emitting head.
この構成によれば、レーザ発振器の内部の異常箇所を簡便に特定して、対象箇所の修理交換等を行うことができる。このことにより、レーザ加工装置のダウンタイムを低減できる。また、レーザ光のビーム品質を維持して、良好な加工品質を保つことができる。 According to this configuration, it is possible to easily identify an abnormal location inside the laser oscillator, and to repair or replace the target location. This can reduce the downtime of the laser processing apparatus. In addition, it is possible to maintain the beam quality of the laser beam and maintain a good processing quality.
本発明のレーザ発振器の異常診断方法は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する集光レンズを筐体内に有し、前記集光レンズで集光された前記レーザ光をレーザ光出射部を介して伝送ファイバに入射させる集光光学ユニットと、を備えたレーザ発振器の異常診断方法であって、前記集光光学ユニットは、前記伝送ファイバ及び/または前記レーザ光出射部からの反射光を受光する第1受光部と、前記集光レンズからの散乱光を受光する第2受光部と、を有し、前記レーザ光を出射させるレーザ光出射ステップと、前記第1受光部で前記反射光を受光して第1受光信号を得るとともに、前記第2受光部で前記散乱光を受光して第2受光信号を得る受光信号取得ステップと、前記第1受光信号と前記第2受光信号とに基づいて、前記レーザ発振器における異常の有無を判定する異常診断ステップとを備えたことを特徴とする。 The abnormality diagnosis method for a laser oscillator according to the present invention includes a laser light source and a condensing lens for condensing the laser light emitted from the laser light source, and the laser light condensed by the condensing lens. And a condensing optical unit for making the converging optical unit incident on the transmission fiber via the laser light emitting unit, wherein the condensing optical unit includes the transmission fiber and / or the laser light emitting unit. A first light receiving part for receiving reflected light from the light source and a second light receiving part for receiving scattered light from the condenser lens, and a laser light emitting step for emitting the laser light; And receiving the reflected light to obtain a first received light signal, and receiving the scattered light at the second light receiving unit to obtain a second received light signal; a received light signal obtaining step; 2 With light reception signal Zui it, characterized in that a diagnosis step of determining the presence or absence of an abnormality in the laser oscillator.
この方法によれば、集光光学ユニットでの異常の有無を簡便に判定できる。 According to this method, the presence or absence of abnormality in the condensing optical unit can be easily determined.
以上説明したように、本発明の集光光学ユニットによれば、簡便な構成で集光光学ユニットの異常の有無を判定できるとともに異常箇所を特定することができる。 As described above, according to the condensing optical unit of the present invention, it is possible to determine the presence / absence of abnormality of the condensing optical unit with a simple configuration and to specify the abnormal part.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or its application.
(実施形態1)
[レーザ加工装置の構成]
図1は、本実施形態に係るレーザ加工装置の構成の模式図を示し、図2は、集光光学ユニットの内部構成の模式図を示す。なお、以降の説明において、レーザ光LBが集光光学ユニット140に向かう進行方向をX方向、複数のレーザモジュール120の配列方向をY方向、X方向及びY方向と直交する方向をZ方向とそれぞれ呼ぶことがある。
(Embodiment 1)
[Configuration of laser processing equipment]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a configuration of a laser processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a schematic diagram of an internal configuration of a condensing optical unit. In the following description, the traveling direction of the laser beam LB toward the condensing
レーザ加工装置1000は、レーザ発振器100と伝送ファイバ200とレーザ光出射ヘッド300と制御部400と電源500と表示部600とを備えている。レーザ発振器100と伝送ファイバ200のレーザ光が入射される端部(以下、単に入射端という。また、伝送ファイバ200のレーザ光が出射される端部を、以下、単に出射端という。)とは筐体110内に収容されている。
The
レーザ発振器100は、複数のレーザモジュール120とビーム結合器130と集光光学ユニット140と、を有している。レーザモジュール120は、異なる波長のレーザビームを発する複数のレーザダイオードまたはレーザアレイからなり、レーザモジュール120内で波長合成されたレーザ光が各レーザモジュール120からそれぞれ出射される。
The
ビーム結合器130は、複数のレーザモジュール120からそれぞれ出射されたレーザ光を一つのレーザ光(以下、レーザ光LBという)に結合して集光光学ユニット140に出射する。具体的には、各々のレーザ光の光軸を近接又は一致させるとともに、互いの光軸が平行になるように結合する。
The
図2に示すように、集光光学ユニット140は、筐体141と、その内部に配設された集光レンズ142とを有している。集光光学ユニット140の各部の構造及び機能については、後で詳述する。
As shown in FIG. 2, the condensing
レーザ発振器100をこのような構成とすることで、レーザ光出力が数kWを超える高出力のレーザ加工装置1000を得ることができる。また、レーザ発振器100は、後述する電源500から電力が供給されてレーザ発振を行い、レーザ光LBが伝送ファイバ200の出射端から出射される。なお、本実施形態では、4つのレーザモジュール120がレーザ発振器100に搭載されているが、特にこれに限定されない。レーザモジュール120の搭載個数は、レーザ加工装置1000に要求される出力仕様や、個々のレーザモジュール120の出力仕様によって適宜変更されうる。
With the
伝送ファイバ200は、集光光学ユニット140の集光レンズ142に光学的に結合され、集光レンズ142を介してレーザ発振器100から受け取ったレーザ光LBをレーザ光出射ヘッド300に導光する。また、図2に示すように、伝送ファイバ200は、軸心にレーザ光LBを導光するためのコア201と、コア201の外周側に、コア201と同軸に設けられたクラッド202及び外側クラッド203とを有している。なお、コア201、クラッド202及び外側クラッド203は、それぞれ石英からなるが、クラッド202及び外側クラッド203の屈折率はコア201の屈折率よりも低くなるように構成されており、クラッド202及び外側クラッド203はレーザ光LBをコア201内に閉じ込める機能を有している。また、外側クラッド203の外周面は、保護管204で覆われており、保護管204内には伝送ファイバ200を冷却するための冷却水が流れている。ただし、保護管204の代わりに、外光の遮蔽と伝送ファイバ200を機械的ダメージから保護するための皮膜が設けられていてもよい。
The
レーザ光出射ヘッド300は、伝送ファイバ200で導光されたレーザ光LBを外部に向けて照射する。例えば、図1に示すレーザ加工装置1000では、所定の位置に配置された加工対象物であるワークWに向けてレーザ光LBを出射する。このようにすることで、ワークWがレーザ加工される。
The laser
制御部400は、レーザ発振器100のレーザ発振を制御する。具体的には、レーザ発振器100に接続された電源500に対して出力電圧やオン時間等の制御信号を供給することにより、各々のレーザモジュール120のレーザ発振制御を行う。各々のレーザモジュール120に対して個別にレーザ発振制御を行うことも可能である。例えば、レーザモジュール120毎にレーザ発振出力やオン時間等を異ならせるようにしてもよい。また、制御部400は、記憶部410を有しており、記憶部410には、レーザ加工条件や加工用の動作プログラム等が格納されている。また、後述するように、記憶部410には、レーザモジュール120や集光レンズ142や伝送ファイバ200の特性に関連付けられて、後述する第1及び第2しきい値Th1,Th2が配列された判定テーブルが格納されている。また、制御部400は、集光光学ユニット140に配設されたフォトダイオード147,148(図2参照)の受光信号を受け取って、この受光信号に基づいて、レーザ発振器100の異常の有無を判定し、異常箇所を特定する異常診断部としても機能する。また、制御部400は、レーザ光出射ヘッド300が取り付けられたマニピュレータ(図示せず)の動作を制御してもよい。なお、複数のレーザモジュール120とビーム結合器130と集光光学ユニット140と制御部400とでレーザ発振器100が構成されるようにしてもよい。
The
電源500は、上述したように、レーザ発振を行うための電力をレーザ発振器100、具体的には、複数のレーザモジュール120のそれぞれに対して供給する。制御部400からの指令により、各々のレーザモジュール120に供給される電力を異ならせるようにしてもよい。また、電源500は、レーザ加工装置1000の可動部、例えば、上記のマニピュレータに対して電力を供給するようにしてもよいし、レーザ加工装置1000の可動部向けには別の電源(図示せず)から電力を供給するようにしてもよい。
As described above, the
表示部600は、制御部400で判定されたレーザ発振器100の異常箇所を表示するように構成されている。なお、表示部600には、上記以外のデータを表示させてもよい。例えば、レーザ光LBの出力を表示させるようにしてもよい。レーザ加工時の加工パラメータと実測値とを同時に表示させるようにしてもよい。表示部600は、通常、ブラウン管や液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含んでいる。
The display unit 600 is configured to display an abnormal part of the
[集光光学ユニットの内部構成]
集光光学ユニット140では、筐体141内に配設された集光レンズ142によって、筐体141内に入射されたレーザ光LBを集光し、集光されたレーザ光LBは、所定の倍率でビーム径が縮小される。また、集光されたレーザ光LBは、伝送ファイバ200の入射端が接続されたコネクタ143を介して伝送ファイバ200のコア201内に入射される。なお、コネクタ143は内部に石英ブロック(レーザ光出射部)144を有しており、石英ブロック144は、その端面が伝送ファイバ200の入射端に融着されている。このことにより、石英ブロック144は伝送ファイバ200に屈折率整合して結合されており、この融着部分でレーザ光LBの乱反射等が起こらないようにしている。なお、石英ブロック144と伝送ファイバ200の入射端とを両方の屈折率に整合した接着剤で接合するようにしてもよい。
[Internal configuration of condensing optical unit]
In the condensing
筐体141には、内部に連通する開口を一端に有する第1及び第2光案内路145,146が互いに所定の間隔をあけてそれぞれ形成されている。また、第1光案内路145の他端側にはフォトダイオード147(第1受光部)が、第2光案内路146の他端側にはフォトダイオード148(第2受光部)がそれぞれ設けられている。
The
フォトダイオード147は、第1光案内路145を通って伝搬される光を受光して電気信号(第1受光信号Sg1)を出力する。フォトダイオード148は、第2光案内路146を通って伝搬される光を受光して電気信号(第2受光信号Sg2)を出力する。フォトダイオード147,148はそれぞれ、配線基板149,150に実装されて、筐体141に取付けられている。また、配線基板149,150は、それぞれ制御部400に接続されており、配線基板149,150を介して第1受光信号Sg1及び第2受光信号Sg2が制御部400に送られる。
The
また、集光光学ユニット140は、筐体141の内面にそれぞれ一端が取付けられた第1遮蔽板151と第2遮蔽板152とを有している。
The condensing
第1遮蔽板151は、レーザ光LBを透過しない材質、例えば、金属材料からなり、フォトダイオード147及び第1光案内路145と集光レンズ142との間に位置する筐体141の内面に一端が取付けられ、レーザ光LBの光軸と略垂直な方向に延びる第1立直部151aと、第1立直部151aの他端から石英ブロック144に向けて折り曲げられて延びる第1折り曲げ部151bとで構成されている。また、第1折り曲げ部151bは、第1光案内路145の開口の上部に延びて設けられている。なお、本実施形態では、第1立直部151aと第1折り曲げ部151bとの角度は90°になるように構成されているが、特にこれに限定されず、後述するように、集光レンズ142からの散乱光を遮蔽するように配置されていればよい。
The
第2遮蔽板152は、レーザ光LBを透過しない材質、例えば、金属材料からなり、フォトダイオード148及び第2光案内路146と石英ブロック144との間に位置する筐体141の内面に一端が取付けられ、レーザ光LBの光軸と略垂直な方向に延びる第2立直部152aと、第2立直部152aの他端から集光レンズ142に向けて折り曲げられて延びる第2折り曲げ部152bとで構成されている。また、第2折り曲げ部152bは、第2光案内路146の開口の上部に延びて設けられている。なお、本実施形態では、第2立直部152aと第2折り曲げ部152bとの角度は90°になるように構成されているが、特にこれに限定されず、後述するように、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光を遮蔽するように配置されていればよい。
The
ここで、フォトダイオード147,148の機能について説明する。集光光学ユニット140に入射され、集光レンズ142で集光されたレーザ光LBは、その大部分が石英ブロック144を介して伝送ファイバ200のコア201内を伝搬し、伝送ファイバ200の出射端から出射される。しかし、図2に示すように、一部の光は、伝送ファイバ200の出射端から出射されずに、集光光学ユニット140の筐体141内に反射されて戻ってくる。例えば、石英ブロック144の入射端面での反射光(図2に示す経路I)やコア201の入射端面での反射光(図2に示す経路II)やクラッド202と外側クラッド203との境界での反射光(図2に示す経路I)等がある。また、伝送ファイバ200の出射端面で反射されてコア201内を戻ってくる光(図2に示す経路IV)も集光光学ユニット140の筐体141内に入射される。また、これらとは別に、集光レンズ142に汚れや損傷等があると、その部分に入射されたレーザ光LBは所定の焦点に集光されず、別の方向に散乱されて集光光学ユニット140の筐体141内に入射される(図2に示す経路V)。
Here, functions of the
フォトダイオード147,148は、正常な光路を通らずに筐体141内に入射されたこれらの光を受光するように構成されている。また、第1遮蔽板151は、前述した位置に設けられることで、経路Vに示す集光レンズ142からの散乱光が第1光案内路145,ひいてはフォトダイオード147に入射されるのを防止する。一方、第1遮蔽板151は、経路I〜IVに示す伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光が第1光案内路145に入射されるのを妨げない。このため、フォトダイオード147は、第1光案内路145に入射された伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光を受光し、この反射光に基づいて第1受光信号Sg1を出力する。
The
同様に、第2遮蔽板152は、前述した位置に設けられることで、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光が第2光案内路146,ひいてはフォトダイオード148に入射されるのを防止する。一方、第2遮蔽板152は、集光レンズ142からの散乱光が第2光案内路146に入射されるのを妨げない。このため、フォトダイオード148は、第2光案内路146に入射された集光レンズ142からの散乱光を受光し、この散乱光に基づいて第2受光信号Sg2を出力する。
Similarly, the
以上から明らかなように、第1受光信号Sg1及び第2受光信号Sg2がそれぞれ大きくなるほど、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光や集光レンズ142からの散乱光の強度が増加していると言える。また、第1受光信号Sg1の大きさは、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144に生じた何らかの異常に対応しており、第2受光信号Sg2の大きさは、集光レンズ142に生じた何らかの異常に対応している。
As is clear from the above, the intensity of the reflected light from the
[レーザ発振器の異常診断手順]
図3は、本実施形態に係るレーザ発振器の異常診断手順を示す。
[Laser oscillator abnormality diagnosis procedure]
FIG. 3 shows an abnormality diagnosis procedure for the laser oscillator according to this embodiment.
まず、電源500から電力を投入して、レーザ発振器100をレーザ発振させ、レーザ光LBを出射させる(ステップS1)。このとき、集光光学ユニット140には伝送ファイバ200が接続されている。
First, power is supplied from the
次に、フォトダイオード147,148にそれぞれ入射された光に基づいて、第1受光信号Sg1及び第2受光信号Sg2を取得する(ステップS2)。取得された第1及び第2受光信号Sg1,Sg2は制御部400に送られる。また、ステップS2の実行中または実行後に、レーザ光LBの発振は停止される。
Next, the first light reception signal Sg1 and the second light reception signal Sg2 are acquired based on the light incident on the
制御部400の記憶部410には、予め実験的に取得された第1しきい値Th1及び第2しきい値Th2が保存されている。制御部400は、第1受光信号Sg1が第1しきい値Th1よりも大きいか否かを判定する(ステップS3)。
The
第1しきい値Th1は、第1受光信号Sg1が許容範囲にあるか否かを判定するためのしきい値であり、第1受光信号Sg1が第1しきい値Th1よりも大きければ、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光が許容範囲よりも大きく、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144に何らかの異常が起こっていると判定される。同様に、第2しきい値Th2は、第2受光信号Sg2が許容範囲にあるか否かを判定するためのしきい値であり、第2受光信号Sg2が第2しきい値Th2よりも大きければ、集光レンズ142からの散乱光が許容範囲よりも大きく、集光レンズ142に何らかの異常が起こっていると判定される。なお、第1及び第2しきい値Th1,Th2は、それぞれ集光光学ユニット140に異常がない場合の第1及び第2受光信号Sg1,Sg2に対して3倍程度の値であるが、特にこれに限定されない。伝送ファイバ200の仕様や、レーザ光LBの強度やビーム径、また、集光レンズ142のサイズやフォトダイオード147,148のサイズ、さらに第1及び第2遮蔽板151,152の配置や形状等に応じて、この倍率は適宜変更されうる。
The first threshold value Th1 is a threshold value for determining whether or not the first light reception signal Sg1 is within the allowable range. If the first light reception signal Sg1 is larger than the first threshold value Th1, transmission is performed. The reflected light from the
ステップS3での判定結果が肯定的であればステップS4に進み、第2受光信号Sg2が第2しきい値Th2よりも大きいか否かを判定する。ステップS4での判定結果が肯定的であればステップS5に進んで、集光レンズ142,石英ブロック144及び伝送ファイバ200のすべてを点検し、異常箇所を特定するとともに、当該箇所の修理交換を行う。ステップS4での判定結果が否定的であればステップS6に進んで、石英ブロック144と伝送ファイバ200とを点検し、異常箇所を特定するとともに、当該箇所の修理交換を行う。
If the determination result in step S3 is affirmative, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not the second light reception signal Sg2 is larger than the second threshold value Th2. If the determination result in step S4 is affirmative, the process proceeds to step S5, where all of the
一方、ステップS3での判定結果が否定的であればステップS7に進み、第2受光信号Sg2が第2しきい値Th2よりも大きいか否かを判定する。ステップS7での判定結果が肯定的であればステップS8に進んで、集光レンズ142を点検し、異常箇所を特定するとともに、当該箇所の修理交換を行う。ステップS7での判定結果が否定的であれば、集光レンズ142,石英ブロック144及び伝送ファイバ200のすべてに異常なしと判定されるため、異常診断作業を終了する。
On the other hand, if the determination result in step S3 is negative, the process proceeds to step S7 to determine whether or not the second light reception signal Sg2 is greater than the second threshold value Th2. If the determination result in step S7 is affirmative, the process proceeds to step S8, the condensing
なお、ステップS3,S4,S7での判定結果を表示部600に表示させるようにしてもよい。 In addition, you may make it display the determination result in step S3, S4, S7 on the display part 600. FIG.
[効果等]
本実施形態の集光光学ユニット140は、レーザ光源である複数のレーザモジュール120から出射されたレーザ光LBを集光する集光レンズ142を筐体141内に有し、集光レンズ142で集光されたレーザ光LBをレーザ光出射部である石英ブロック144を介して伝送ファイバ200に入射させる。
[Effects]
The condensing
集光光学ユニット140において、筐体141における集光レンズ142と石英ブロック144との間に、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光を受光するフォトダイオード(第1受光部)147と、集光レンズ142からの散乱光を受光するフォトダイオード(第2受光部)148とが所定の間隔をあけて配設されている。
In the condensing
集光光学ユニット140をこのように構成することで、簡便な構成で集光光学ユニット140での異常の有無を判定できるとともに異常箇所を特定することができる。また、異常箇所を簡便に特定できるため、必要に応じて、適切なタイミングで異常箇所の修理交換を行うことができる。特に、伝送ファイバ200や石英ブロック144の取り外し、交換は比較的容易であるが、集光レンズ142が損傷していると、交換後の位置調整に非常に工数を要する。
By configuring the condensing
前述したように、特許文献1に開示された従来技術では、レーザ発振器100の内部で何らかの異常が発生していると判定できても、異常箇所の特定が困難であった。このため、一旦、異常が発生していると判定されれば、レーザ発振器100を分解して、想定される部品をすべて点検あるいは交換する必要があった。
As described above, in the conventional technique disclosed in Patent Document 1, even if it can be determined that some abnormality has occurred in the
一方、本実施形態によれば、伝送ファイバ200または石英ブロック144と集光レンズ142のいずれに異常が発生しているかを簡便に特定できるため、例えば、集光レンズ142に異常が発生していないと判定されれば、点検及び修理交換作業が簡素化するとともに作業時間が大幅に短縮可能となる。
On the other hand, according to the present embodiment, since it is possible to easily identify which one of the
また、筐体141内には、フォトダイオード147への集光レンズ142からの散乱光の入射を制限する第1遮蔽板(第1光入射制限部)151とフォトダイオード148への伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光の入射を制限する第2遮蔽板(第2光入射制限部)152とが配設されている。
Further, in the
さらに、筐体141には、筐体141内に連通する開口を一端に有する第1及び第2光案内路145,146がそれぞれ形成され、第1及び第2光案内路145,146の他端側にフォトダイオード147,148がそれぞれ配設されている。
Further, the
第1遮蔽板151は、筐体141における第1光案内路145と集光レンズ142との間に位置する部分に一端が取付けられた第1立直部151aと第1立直部151aの他端から石英ブロック144に向けて折り曲げられて延びる第1折り曲げ部151bとで構成されている。
The
第2遮蔽板152は、筐体141における第2光案内路146と石英ブロック144との間に位置する部分に一端が取付けられた第2立直部152aと第2立直部152aの他端から集光レンズ142に向けて折り曲げられて延びる第2折り曲げ部152bとで構成されている。
The
本実施形態によれば、第1遮蔽板151を設けることで、集光レンズ142からの散乱光が第1光案内路145を通ってフォトダイオード147に入射されるのを防止でき、フォトダイオード147で受光される伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光のS/N比を高めることができる。なお、S/N比は信号(signal)と雑音(noise)の比であり、S/N比が高ければ伝送における雑音(noise)の影響が小さく、S/N比が小さければ雑音(noise)の影響が大きいことを示す。
According to the present embodiment, by providing the
このようなフォトダイオード147で受光される伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光による受光信号に基づいて、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144に何らかの異常が発生しているか否かを精度良く判定することができる。また、第1遮蔽板151が前述した第1立直部151a及び第1折り曲げ部151bで構成されることで、集光レンズ142からの散乱光がフォトダイオード147に入射されるのをより確実に防止できる。
Based on the light reception signal by the reflected light from the
また、第2遮蔽板152を設けることで、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光が第2光案内路146を通ってフォトダイオード148に入射されるのを防止でき、フォトダイオード148に入射された集光レンズ142からの散乱光のS/N比を高めることができる。このことにより、集光レンズ142に何らかの異常が発生しているか否かを精度良く判定することができる。また、第2遮蔽板152が前述した第2立直部152a及び第2折り曲げ部152bで構成されることで、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光がフォトダイオード148に入射されるのをより確実に防止できる。
Further, by providing the
また、フォトダイオード147とフォトダイオード148とは、レーザ光LBの光軸を挟んで互いに反対側に配置されていてもよい。
Further, the
このような配置にすることで、筐体141内での第1及び第2光案内路145,146や第1及び第2遮蔽板151,152の配置の自由度を高められる。
With this arrangement, the degree of freedom of arrangement of the first and second
本実施形態のレーザ発振器100は、レーザ光LBを出射するレーザ光源である複数のレーザモジュール120と、レーザ光LBを集光して伝送ファイバ200に入射させる集光光学ユニット140と、を少なくとも備えている。
The
本実施形態によれば、簡便な構成でレーザ発振器100の内部の異常箇所を特定して、レーザ発振器100における対象パーツの修理交換を行うことができる。このことにより、レーザ光LBのビーム品質を維持できるとともに、レーザ発振器100のダウンタイムを低減できる。
According to the present embodiment, it is possible to identify an abnormal location inside the
レーザ発振器100に、フォトダイオード147,148でそれぞれ受光された第1及び第2受光信号Sg1,Sg2に基づいて、レーザ発振器100の異常の有無を判定する異常診断部をさらに備えていてもよい。なお、本実施形態において、この異常診断部は、制御部400が奏する機能に相当する。
The
このようにすることで、レーザ発振器100の異常の有無及び異常箇所を迅速に特定することができる。
By doing in this way, the presence or absence and abnormality location of the
また、本実施形態のレーザ加工装置1000は、レーザ発振器100と、レーザ発振器100に接続され、レーザ発振器100から出射されたレーザ光LBを導光する伝送ファイバ200と、伝送ファイバ200の出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッド300と、を少なくとも備えている。
The
本実施形態によれば、簡便な構成でレーザ発振器100の内部の異常箇所を特定して、レーザ発振器100における対象パーツの修理交換を行うことができる。このことにより、レーザ加工装置1000のダウンタイムを低減できる。また、レーザ光LBのビーム品質を維持して、良好な加工品質を保つことができる。
According to the present embodiment, it is possible to identify an abnormal location inside the
また、本実施形態のレーザ発振器100の異常診断方法は、レーザ光LBを出射させるレーザ光出射ステップ(ステップS1)と、フォトダイオード147で伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光を受光して第1受光信号Sg1を得るとともに、フォトダイオード148で集光レンズ142からの散乱光を受光して第2受光信号Sg2を得る受光信号取得ステップ(ステップS2)と、第1受光信号Sg1と第2受光信号Sg2とに基づいて、レーザ発振器100における異常の有無を判定する異常診断ステップ(ステップS3,S4,S7)と、を備えている。
Further, in the abnormality diagnosis method for the
この方法によれば、集光光学ユニット140での異常の有無を簡便に判定できる。
According to this method, the presence or absence of abnormality in the condensing
また、異常診断ステップでは、第1受光信号Sg1が第1しきい値Th1よりも大きい場合に、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144に異常があると判定し、第2受光信号Sg2が第2しきい値Th2よりも大きい場合に、集光レンズ142に異常があると判定する。
In the abnormality diagnosis step, when the first light reception signal Sg1 is larger than the first threshold value Th1, it is determined that there is an abnormality in the
この方法によれば、集光光学ユニット140での異常箇所を簡便に特定することができる。このことにより、適切なタイミングで異常箇所の修理交換を行うことができ、また、点検及び修理交換作業が簡素化するとともに大幅に短縮可能となる。
According to this method, the abnormal part in the condensing
<変形例1>
図4は、本変形例に係る集光光学ユニットの内部構成の模式図を示す。本変形例に示す集光光学ユニット140の構成は、第1及び第2光案内路145a,146aがレーザ光LBの光軸に対して所定の角度で傾いて設けられている点及び第1及び第2遮蔽板151,152が省略されている点で実施形態1に示す集光光学ユニット140の構成と異なる。なお、実施形態1と同様の部材等については、同じ符号を付して説明を省略する。また、図示しないが、配線基板149,150がそれぞれ制御部400に接続されている点は、実施形態1に示したのと同様である。
<Modification 1>
FIG. 4 is a schematic diagram of the internal configuration of the condensing optical unit according to this modification. The configuration of the condensing
また、図4に示すように、筐体141内に連通する開口よりもフォトダイオード147が配設された他端が石英ブロック144から遠ざかるように第1光案内路145aが傾斜して形成されている。また、筐体141内に連通する開口よりもフォトダイオード148が配設された他端が集光レンズ142から遠ざかるように第2光案内路146aが傾斜して形成されている。
In addition, as shown in FIG. 4, the first
言いかえると、第1光案内路145aは石英ブロック144から離れる方向に傾斜しており、第2光案内路146aは集光レンズ142から離れる方向に傾斜している。
In other words, the first
第1及び第2光案内路145a,146aをそれぞれこのように形成することで、第1光案内路145aに集光レンズ142からの散乱光が入射されるのを防止できる。また、第2光案内路146aに伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光が入射されるのを防止できる。言いかえると、第1光案内路145aはそれ自体で第1光入射制限部として機能し、第2光案内路146aはそれ自体で第2光入射制限部として機能している。
By forming the first and second
本変形例によれば、実施形態1に示すのと同様の効果を奏することができる。また、第1及び第2遮蔽板151,152を省略できるため、集光光学ユニット140の部品点数が削減できるとともに、第1及び第2光案内路145a,146a、ひいては、フォトダイオード147,148の配置の自由度を高めることができる。なお、第1及び第2光案内路145a,146aの傾斜角度によっては、それぞれに入射される不要光、例えば、第1光案内路145aに対しては集光レンズ142からの散乱光の遮蔽性能が、実施形態1に示す構成に比べて低下することがあるので、実際にこの構成を製造する場合には、この点に留意する必要がある。
According to this modification, the same effect as that shown in the first embodiment can be obtained. Further, since the first and
<変形例2>
図5は、本変形例に係る集光光学ユニットの内部構成の模式図を、図6は、別の集光光学ユニットの内部構成の模式図をそれぞれ示す。なお、実施形態1と同様の部材等については、同じ符号を付して説明を省略する。また、図示しないが、配線基板149,150がそれぞれ制御部400に接続されている点は、実施形態1に示したのと同様である。
<Modification 2>
FIG. 5 is a schematic diagram of the internal configuration of the condensing optical unit according to this modification, and FIG. 6 is a schematic diagram of the internal configuration of another condensing optical unit. In addition, about the member etc. similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Although not shown, the
本変形例に示す集光光学ユニット140の構成と実施形態1に示す集光光学ユニット140の構成とでは以下に説明する点で異なる。
The configuration of the condensing
図5に示すように、フォトダイオード147aは、筐体141に一端が取付けられ、レーザ光LBの光軸に対して略垂直に延びる第1遮蔽板153の石英ブロック144に対向する面に配設されている。また、フォトダイオード148aは、筐体141に一端が取付けられ、レーザ光LBの光軸に対して略垂直に延びる第2遮蔽板154の集光レンズ142に対向する面に配設されている。また、フォトダイオード147a,148aともに複数個設けられているが、それぞれ1個ずつであってもよい。
As shown in FIG. 5, the
本変形例によれば、フォトダイオード147aを第1遮蔽板153の石英ブロック144に対向する面に配設することで、フォトダイオード147aに入射される伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光の光量を大きくすることができる。また、第1遮蔽板153において、フォトダイオード147aの配設面の反対側の面で集光レンズ142からの散乱光を遮蔽するため、第1受光信号Sg1のS/N比を高く維持できる。同様に、フォトダイオード148aを第2遮蔽板154の集光レンズ142に対向する面に配設することで、フォトダイオード147aに入射される集光レンズ142からの散乱光の光量を大きくすることができる。また、第2遮蔽板154において、フォトダイオード148aの配設面の反対側の面で伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光を遮蔽するため、第2受光信号Sg2のS/N比を高く維持できる。
According to this modification, the
なお、図6に示すように、第1遮蔽板153を石英ブロック144に近づくように傾斜させ、第2遮蔽板154を集光レンズ142に近づくように傾斜させてもよい。
As shown in FIG. 6, the
<変形例3>
図7は、本変形例に係る集光光学ユニットの内部構成の模式図を示す。なお、実施形態1と同様の部材等については、同じ符号を付して説明を省略する。また、図示しないが、配線基板149,150がそれぞれ制御部400に接続されている点は、実施形態1に示したのと同様である。
<Modification 3>
FIG. 7 is a schematic diagram of the internal configuration of the condensing optical unit according to this modification. In addition, about the member etc. similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Although not shown, the
本変形例に示す集光光学ユニット140の構成と実施形態1に示す集光光学ユニット140の構成とでは以下に説明する点で異なる。
The configuration of the condensing
図7に示すように、第1光案内路145と第2光案内路146とは、レーザ光LBの光軸から見て同じ側に配置されている。また、筐体141における第1光案内路145と第2光案内路146との間に位置する部分に第3遮蔽板(第3光制限部)155の一端が取り付けられており、第3遮蔽板155は筐体142内に延びるように設けられている。また、第3遮蔽板155はレーザ光LBを反射する材質、例えば、金属材料からなる。
As shown in FIG. 7, the first
本変形例によれば、所定の間隔をあけて隣り合って配置された第1光案内路145と第2光案内路146との間に第3遮蔽板155を配設することにより、伝送ファイバ200及び/または石英ブロック144からの反射光は、第3遮蔽板155で反射されて第1光案内路145に入射し、集光レンズ142からの散乱光は、第3遮蔽板155で反射されて第2光案内路146に入射する。このことにより、フォトダイオード147,148のそれぞれに対して不要光を遮蔽することができ、第1及び第2受光信号Sg1,Sg2のS/N比を高めることができる。また、実施形態1に示す構成に比べて、部品点数を減らすことができ、第1及び第2光案内路145,146、ひいては、フォトダイオード147,148の配置の自由度を高められる。
According to this modification, the
(実施形態2)
図8は、本実施形態に係るレーザ発振器の異常診断手順を示す。なお、図8に示すステップS12,S13と図3に示すステップS1,S2とはそれぞれ同様であるので説明を省略する。また、図8に示すステップS15〜S20と図3に示すステップS3〜S8とはそれぞれ同様であるので説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows an abnormality diagnosis procedure for the laser oscillator according to this embodiment. Steps S12 and S13 shown in FIG. 8 and steps S1 and S2 shown in FIG. Further, steps S15 to S20 shown in FIG. 8 and steps S3 to S8 shown in FIG.
本実施形態において、集光光学ユニット140等の構成は、実施形態1や変形例1〜3に示す構成と同様である。一方、図8に示すフローチャートにおいて、判定テーブルを準備すること(ステップS11)と、判定テーブルから第1及び第2しきい値Th1,Th2をそれぞれ呼び出している(ステップS14)点で、図3に示すフローチャートと異なる。
In the present embodiment, the configuration of the condensing
前述したように、第1及び第2しきい値Th1,Th2は、種々の条件によって変更され、例えば、コア201の直径が異なる伝送ファイバ200を用いただけでも第1しきい値Th1は変更されうる。また、レーザ光LBの強度を変えただけでも、第1及び第2しきい値Th1,Th2は変更されうる。
As described above, the first and second threshold values Th1 and Th2 are changed according to various conditions. For example, the first threshold value Th1 can be changed even if the
一方、レーザ加工装置1000において、異なる光強度でレーザ加工をしたり、また、伝送ファイバ200を交換して、異なるビーム径でレーザ加工をしたりすることは良くあることであり、また、レーザ光源や集光レンズ142等を交換して、それ以外の部品はそのまま用いることもあり得る。
On the other hand, it is common for the
このような場合に、都度、第1及び第2しきい値Th1,Th2を求めるのは大変手間のかかる作業である。 In such a case, obtaining the first and second threshold values Th1 and Th2 each time is a very laborious operation.
そこで、本実施形態では、レーザ発振器100及びレーザ加工装置1000において使用されうる種々の条件、例えば、伝送ファイバ200やレーザ光LBを出射するレーザモジュール120及びビーム結合器130,また、集光レンズ142の種類あるいは特性等のバリエーションを抽出して、それらを変更した場合の組み合わせ毎に第1及び第2しきい値Th1,Th2を予め求めておく。そして、このしきい値Th1,Th2を、上記の条件に関連付けて配列し、判定テーブルを準備するとともに、当該判定テーブルを記憶部410に格納しておく。実際の異常診断においては、判定テーブルから実際の条件に合致する第1及び第2しきい値Th1,Th2を呼び出し、これらに基づいて集光光学ユニット140内の部品及び伝送ファイバ200の異常の有無を判定し、また、異常箇所を特定する。
Therefore, in this embodiment, various conditions that can be used in the
このようにすることで、レーザ発振器100及びレーザ加工装置1000の仕様変更等に対応して、集光光学ユニット140内の部品及び伝送ファイバ200の異常の有無を精度良く判定し、また、異常箇所を特定することができる。
By doing so, it is possible to accurately determine the presence or absence of abnormality in the components in the condensing
(その他の実施形態)
なお、変形例1〜3を含む上記実施形態1,2において、複数のレーザモジュール120からそれぞれ出射されるレーザ光をビーム結合器130で結合してレーザ光LBを出射させる構成としたが、特にこれに限定されず、例えば、一つのレーザ光源からレーザ光LBが出射されるようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments including the first to third modifications, the laser beam emitted from the plurality of
また、図2,4,7において、第1及び第2光案内路145,146とフォトダイオード147,148とをそれぞれ一つずつ設ける構成を示したが、特にこれに限定されず、それぞれを複数設けるようにしてもよい。また、その場合は、個々のフォトダイオードから出力される受光信号に基づいて、異常箇所をさらに細かく特定することができる。例えば、第2光案内路146とフォトダイオード148とを複数組、レーザ光LBの光軸の周りに設けることで、集光レンズ142の汚染箇所または損傷箇所を細かく特定して、点検または修復作業を短縮することができる。
2, 4, and 7 show the configuration in which one each of the first and second
本発明の集光光学ユニットは、内部の異常の有無の判定及び異常箇所の特定を簡便に行えるため、レーザ加工装置等に使用されるレーザ発振器に適用する上で有用である。 The condensing optical unit of the present invention is useful for application to a laser oscillator used in a laser processing apparatus or the like because it can easily determine the presence or absence of internal abnormality and specify an abnormal location.
100 レーザ発振器
120 レーザモジュール
130 ビーム結合器
140 集光光学ユニット
141 筐体
142 集光レンズ
143 コネクタ
144 石英ブロック(レーザ光出射部)
145 第1光案内路
145a 第1光案内路(第1光入射制限部)
146 第2光案内路
146a 第2光案内路(第2光入射制限部)
147,147a フォトダイオード(第1受光部)
148,148a フォトダイオード(第2受光部)
151,153 第1遮蔽板(第1光入射制限部)
151a 第1立直部
151b 第1折り曲げ部
152,154 第2遮蔽板(第2光入射制限部)
152a 第2立直部
152b 第2折り曲げ部
155 第3遮蔽板(第3光入射制限部)
200 伝送ファイバ
300 レーザ光出射ヘッド
400 制御部
410 記憶部
500 電源
600 表示部
1000 レーザ加工装置
W ワーク
DESCRIPTION OF
145 1st
146 Second
147, 147a Photodiode (first light receiving portion)
148, 148a Photodiode (second light receiving portion)
151, 153 First shielding plate (first light incident limiting portion)
151a First
152a Second
200
Claims (14)
前記筐体における前記集光レンズと前記レーザ光出射部との間に、前記伝送ファイバ及び/または前記レーザ光出射部からの反射光を受光する第1受光部と、前記集光レンズからの散乱光を受光する第2受光部とが所定の間隔をあけて配設されていることを特徴とする集光光学ユニット。 Condensing optics that has a condensing lens for condensing the laser light emitted from the laser light source in the housing, and causes the laser light condensed by the condensing lens to enter the transmission fiber via the laser light emitting portion A unit,
A first light receiving unit that receives reflected light from the transmission fiber and / or the laser light emitting unit between the condensing lens and the laser light emitting unit in the housing, and scattering from the condensing lens. A condensing optical unit, characterized in that a second light receiving portion for receiving light is disposed at a predetermined interval.
前記筐体内には、前記第1受光部への前記散乱光の入射を制限する第1光入射制限部と前記第2受光部への前記反射光の入射を制限する第2光入射制限部とが配設されていることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to claim 1,
In the housing, a first light incident limiting unit for limiting the incidence of the scattered light to the first light receiving unit, and a second light incident limiting unit for limiting the incidence of the reflected light to the second light receiving unit, A condensing optical unit characterized in that is provided.
前記筐体には、前記筐体内に連通する開口を一端に有する第1及び第2光案内路がそれぞれ形成され、
前記第1及び第2光案内路の他端側に前記第1及び第2受光部がそれぞれ配設され、
前記第1光入射制限部は、前記第1光案内路と前記集光レンズとの間に位置する筐体に一端が取付けられた第1立直部と前記第1立直部の他端から前記レーザ光出射部に向けて折り曲げられて延びる第1折り曲げ部とで構成され、
前記第2光入射制限部は、前記第2光案内路と前記レーザ光出射部との間に位置する筐体に一端が取付けられた第2立直部と前記第2立直部の他端から前記集光レンズに向けて折り曲げられて延びる第2折り曲げ部とで構成されていることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to claim 2,
The housing is formed with first and second light guide paths each having an opening communicating with the inside of the housing.
The first and second light receiving parts are disposed on the other end sides of the first and second light guide paths, respectively.
The first light incident restricting portion includes a first upright portion having one end attached to a housing located between the first light guide path and the condenser lens, and the laser beam from the other end of the first upright portion. A first bent portion that is bent and extended toward the light emitting portion;
The second light incident restricting portion includes a second upright portion having one end attached to a housing located between the second light guide path and the laser light emitting portion, and the other end of the second upright portion. A condensing optical unit comprising a second bent portion that is bent toward the condensing lens and extends.
前記筐体には、前記筐体内に連通する開口を一端に有する第1及び第2光案内路がそれぞれ形成され、
前記第1及び第2光案内路の他端側に前記第1及び第2受光部がそれぞれ配設され、
前記開口よりも他端が前記レーザ光出射部から遠ざかるように前記第1光案内路が傾斜して形成されることで、前記第1光入射制限部が構成され、
前記開口よりも他端が前記集光レンズから遠ざかるように前記第2光案内路が傾斜して形成されることで、前記第2光入射制限部が構成されていることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to claim 2,
The housing is formed with first and second light guide paths each having an opening communicating with the inside of the housing.
The first and second light receiving parts are disposed on the other end sides of the first and second light guide paths, respectively.
By forming the first light guide path to be inclined so that the other end is farther from the laser light emitting part than the opening, the first light incident restricting part is configured,
The second light incident restricting portion is configured by forming the second light guide path so that the other end is farther from the condensing lens than the opening. Optical unit.
前記第1受光部は、前記筐体に一端が取付けられた前記第1光入射制限部の前記レーザ光出射部に対向する面に配設され、
前記第2受光部は、前記筐体に一端が取付けられた前記第2光入射制限部の前記集光レンズに対向する面に配設されていることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to claim 2,
The first light receiving portion is disposed on a surface facing the laser light emitting portion of the first light incident limiting portion having one end attached to the housing,
The condensing optical unit, wherein the second light receiving unit is disposed on a surface of the second light incident restricting unit, one end of which is attached to the housing, facing the condensing lens.
前記第1光入射制限部は、前記レーザ光出射部に近づくように傾斜しており、
前記第2光入射制限部は、前記集光レンズに近づくように傾斜していることを特徴とする集光光学ユニット。 In the condensing optical unit according to claim 5,
The first light incident limiting portion is inclined so as to approach the laser light emitting portion,
The condensing optical unit, wherein the second light incident restricting portion is inclined so as to approach the condensing lens.
前記第1受光部と前記第2受光部とは、前記レーザ光の光軸を挟んで互いに反対側に配置されていることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to any one of claims 2 to 6,
The condensing optical unit, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit are disposed on opposite sides of the optical axis of the laser beam.
前記筐体には、前記筐体内に連通する開口を一端に有する第1及び第2光案内路がそれぞれ形成され、
前記第1及び第2光案内路の他端側に前記第1及び第2受光部がそれぞれ配設され、
前記第1光案内路と第2光案内路とは、前記レーザ光の光軸から見て同じ側に配置されており、
前記第1光案内路と前記第2光案内路との間に位置する筐体に一端が取り付けられた第3光制限部を有していることを特徴とする集光光学ユニット。 The condensing optical unit according to claim 1,
The housing is formed with first and second light guide paths each having an opening communicating with the inside of the housing.
The first and second light receiving parts are disposed on the other end sides of the first and second light guide paths, respectively.
The first light guide path and the second light guide path are disposed on the same side as viewed from the optical axis of the laser beam,
A condensing optical unit comprising a third light restricting portion having one end attached to a casing located between the first light guiding path and the second light guiding path.
前記レーザ光を集光して伝送ファイバに入射させる請求項1ないし8のいずれか1項に記載の集光光学ユニットと、を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ発振器。 A laser light source for emitting laser light;
9. A laser oscillator comprising at least the condensing optical unit according to claim 1, wherein the laser light is condensed and incident on a transmission fiber.
前記第1及び第2受光部でそれぞれ受光された受光信号に基づいて、前記レーザ発振器の異常の有無を判定する異常診断部をさらに備えたことを特徴とするレーザ発振器。 The laser oscillator according to claim 9, wherein
A laser oscillator, further comprising: an abnormality diagnosing unit that determines whether or not the laser oscillator is abnormal based on light reception signals received by the first and second light receiving units, respectively.
前記レーザ発振器に接続され、前記レーザ発振器から出射された前記レーザ光を導光する伝送ファイバと、
前記伝送ファイバの出射端に取付けられたレーザ光出射ヘッドと、を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser oscillator according to claim 9 or 10,
A transmission fiber connected to the laser oscillator for guiding the laser beam emitted from the laser oscillator;
A laser processing apparatus comprising at least a laser beam emission head attached to an emission end of the transmission fiber.
前記集光光学ユニットは、前記伝送ファイバ及び/または前記レーザ光出射部からの反射光を受光する第1受光部と、前記集光レンズからの散乱光を受光する第2受光部と、を有し、
前記レーザ光を出射させるレーザ光出射ステップと、
前記第1受光部で前記反射光を受光して第1受光信号を得るとともに、前記第2受光部で前記散乱光を受光して第2受光信号を得る受光信号取得ステップと、
前記第1受光信号と前記第2受光信号とに基づいて、前記レーザ発振器における異常の有無を判定する異常診断ステップとを備えたことを特徴とするレーザ発振器の異常診断方法。 The housing has a laser light source and a condensing lens for condensing the laser light emitted from the laser light source, and the laser light condensed by the condensing lens is transmitted to the transmission fiber via the laser light emitting unit. A method for diagnosing abnormality of a laser oscillator comprising a condensing optical unit to be incident,
The condensing optical unit includes a first light receiving unit that receives reflected light from the transmission fiber and / or the laser beam emitting unit, and a second light receiving unit that receives scattered light from the condensing lens. And
A laser beam emitting step for emitting the laser beam;
The first light receiving unit receives the reflected light to obtain a first light receiving signal, and the second light receiving unit receives the scattered light to obtain a second light receiving signal; and
An abnormality diagnosis method for a laser oscillator, comprising: an abnormality diagnosis step for determining presence / absence of an abnormality in the laser oscillator based on the first light reception signal and the second light reception signal.
前記異常診断ステップでは、前記第1受光信号が第1しきい値よりも大きい場合に、前記伝送ファイバ及び/または前記レーザ光出射部に異常があると判定し、前記第2受光信号が第2しきい値よりも大きい場合に、前記集光レンズに異常があると判定することを特徴とするレーザ発振器の異常診断方法。 In the laser oscillator abnormality diagnosis method according to claim 12,
In the abnormality diagnosis step, when the first light reception signal is larger than a first threshold value, it is determined that there is an abnormality in the transmission fiber and / or the laser beam emitting unit, and the second light reception signal is a second value. A method for diagnosing abnormality of a laser oscillator, characterized in that, when the value is larger than a threshold value, it is determined that the condenser lens is abnormal.
前記伝送ファイバ、前記レーザ光源及び前記集光レンズの少なくともいずれかの種類及び/または特性に関連付けられた前記第1及び第2しきい値が配列された判定テーブルを準備する判定テーブル準備ステップをさらに備え、
前記異常診断ステップでは、前記受光信号取得ステップで取得された前記第1及び第2受光信号と、前記判定テーブルの前記第1及び第2しきい値とをそれぞれ比較して、前記レーザ発振器における異常箇所を特定することを特徴とするレーザ発振器の異常診断方法。 In the laser oscillator abnormality diagnosis method according to claim 13,
A determination table preparation step of preparing a determination table in which the first and second threshold values associated with at least one type and / or characteristic of the transmission fiber, the laser light source, and the condenser lens are arranged; Prepared,
In the abnormality diagnosis step, the first and second light reception signals acquired in the light reception signal acquisition step are compared with the first and second threshold values of the determination table, respectively. An abnormality diagnosis method for a laser oscillator, characterized by specifying a location.
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