JP2020179405A - Detection device and detection method for fume contamination on protective glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ溶接加工機等において、溶接物からのヒューム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ヒューム汚れ検知装置及びその検知方法に関する。 The present invention relates to a protective glass fume stain detection device for a protective glass that protects the laser head from contamination by scattered deposits of fume from a welded material in a laser welding machine or the like, and a method for detecting the fume stain.
レーザ加工時には、溶接材からのヒューム（金属蒸気等）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、もしくは交換を行っている。 During laser machining, the surface of the protective glass arranged on the front surface of the lens of the machining head is contaminated by the fume (metal vapor or the like) from the welding material. Accumulation of contamination of the protective glass causes a decrease in laser output, focus shift, etc., which affects the processing state. Therefore, the user cleans or replaces the protective glass each 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、一般にはコスト低減のために許容範囲の限度まで使い続けたい要望が強い。現状では、保護ガラス洗浄、交換のタイミングは定期的な目視確認での使用者の判断で行っているが、使用者の主観的判断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, protective glass often employs expensive products in order to obtain a constant transmittance with a high-power laser, and in general, there is a strong demand to continue using it up to the permissible limit in order to reduce costs. At present, the timing of cleaning and replacement of the protective glass is determined by the user through regular visual confirmation, but it is often dependent on the subjective judgment of the user, and processing is performed before and after the protective glass replacement. There are cases where the production cost is increasing due to changes in the condition or replacement at an earlier stage than necessary. In order to solve this problem, it is required to develop a product that can numerically determine the replacement time of the protective glass.
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, in Patent Document 1 below, "The protective glass applied during the laser machining process becomes more and more dirty due to the particles removed from the work piece, and therefore the laser beam passing through the glass is seriously affected and therefore also machined. The process is also seriously affected. Some of the incident laser beam is absorbed and scattered by dirt, dust and smoke particles collected on the glass surface. Some of the scattered beam is collected by the protective glass wall and outwards. It is directed to the periphery of the glass plate. The more dirt and dust particles on the glass surface, the more scattered the incident laser beam. The absorbed part of the light beam causes a temperature rise. "
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, Patent Document 1 states, "Because the incident laser beam is also a working machined beam, such absorption and scattering of the beam is a problem because the output density of the focused beam is reduced. It is particularly disadvantageous in laser welding systems because it reduces, and it is also disadvantageous in laser engraving systems of the type shown in Swedish Patent 9403349-5, where small complex engraving patterns are made by laser beams. If the beam is not sharp due to the scattering effect, the good quality of the pattern or script created by the laser beam cannot be maintained. "
さらに、特許文献１には、”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。”ことが記載されている。すなわち、特許文献１には、従来、煙粒子（ヒューム）による保護ガラスの汚染については、レーザ光の散乱による検出は不可能であって、このため温度上昇を検知する温度センサによって汚れを検知する技術思想を採用することが開示されている。特に、特許文献１では、スポット加工用のレーザヘッドを用いた技術思想が開示されているものであるが、スキャナーヘッドを用いる場合には保護ガラスの汚染面積及び汚染箇所による品質バラツキ等がより広範囲に影響するものとなるところ、ヒューム等付着の対策や対処法は知られていない。 Further, in Patent Document 1, "But as mentioned above, laser machining also produces small smoke particles. These particles do not produce any scattered light rays, instead they cause absorption of the laser effect. , This can be even more harmful due to the temperature rise caused by the protective glass and the mechanical mounting parts surrounding it, especially the mechanical parts that are thermally connected to the protective glass. " .. That is, in Patent Document 1, conventionally, it is impossible to detect contamination of the protective glass by smoke particles (fume) by scattering of laser light, and therefore, the contamination is detected by a temperature sensor that detects a temperature rise. It is disclosed that the technical idea is adopted. In particular, Patent Document 1 discloses a technical idea using a laser head for spot processing, but when a scanner head is used, the contaminated area of the protective glass and the quality variation due to the contaminated portion are wider. There are no known countermeasures or countermeasures for adhesion of fume, etc.
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、真に保護ガラスのヒューム汚れ検知に有用な散乱光を抽出して検知することは従来困難であることが明記されている。特許文献１に明記されているように、保護ガラスのスパッタ汚れはレーザ散乱光で検知できる反面、保護ガラスのヒューム汚れはレーザ散乱光で検知できず、このため従来、当該保護ガラスの温度上昇をモニターすることによりヒューム汚れを検出する技術思想として実現されている。換言すれば、ヒューム汚れ（曇り）を検出する手段として側面方向へのレーザ散乱光を利用することは不可能であるとの認識が技術常識であった。 Patent Document 1 discloses that a heat detector 10 and a photodetector 8 are set on a sensor card 11 arranged at an end mounting portion of a protective glass to detect an increase in glass temperature or scattered light. Has been done. However, when attempting to detect scattered light by the photodetector 8, since a large amount of noisy light is mixed in the scattered light, the scattered light that is truly useful for detecting fume stains on the protective glass is extracted. It is clearly stated that it is difficult to detect by conventional means. As specified in Patent Document 1, spatter stains on the protective glass can be detected by laser scattered light, but fume stains on the protective glass cannot be detected by laser scattered light. Therefore, conventionally, the temperature rise of the protective glass has been increased. It is realized as a technical idea to detect fume stains by monitoring. In other words, it was common general knowledge that it was impossible to use the laser scattered light in the lateral direction as a means for detecting fume fume (cloudiness).
従って、本発明は上述の技術常識を打ち破り、レーザ溶接加工機において、溶接物からのヒューム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、当該レーザ溶接光の側面方向への散乱光に基づく保護ガラスのヒューム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。さらに好ましくは、スキャナーヘッドを用いたレーザ溶接加工機における、保護ガラスのヒューム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。従来、保護ガラスの側面からの散乱光では検出不可能であった保護ガラスのヒューム付着を検知可能とすることを目的とする。 Therefore, the present invention breaks the above-mentioned common general technical knowledge, and in a laser welding machine, the protective glass that protects the laser head from contamination by scattered deposits of fume from the welded material is treated as scattered light in the lateral direction of the laser welded light. It is an object of the present invention to realize a fume stain detection device for protective glass and a stain detection method for protective glass. More preferably, it is an object of the present invention to realize a fume stain detection device for protective glass and a stain detection method for protective glass in a laser welding machine using a scanner head. The purpose is to make it possible to detect fume adhesion of the protective glass, which was conventionally undetectable by scattered light from the side surface of the protective glass.
前記の課題を解決するために、本発明では、スキャナーヘッドを用いたレーザ溶接機の保護ガラスに対して略垂直に入射される加工用レーザ光の保護ガラスの側面からの散乱光を検知するフォトセンサと、フォトセンサの電流出力を、多芯ケーブルを用いた低ノイズ伝送に耐えうる電圧に変換するＩ−Ｖ変換部と、Ｉ−Ｖ変換部の電圧出力を差動変換して差動出力する差動変換回路と、を備える検知部を、保護ガラスのホルダに固定された状態で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 photo that detects scattered light from the side surface of the protective glass for processing laser light that is incident substantially perpendicular to the protective glass of a laser welding machine using a scanner head. Differential output by differentially converting the voltage output of the IV converter and IV converter that convert the current output of the sensor and photosensor into a voltage that can withstand low noise transmission using a multi-core cable. The detection unit including the differential conversion circuit is used as a stain detection device for the protective glass while being fixed to the holder of the protective glass.
また、本発明では、好ましくは上述に記載の保護ガラスの汚れ検知装置と、フォトセンサの出力の経時変化と加工用レーザ光の移動プロファイルとを関連させることにより、保護ガラスの汚れ付着箇所を特定する信号処理装置と、を備える保護ガラスの汚れ検知システムとする。 Further, in the present invention, preferably, the stain-adhered portion of the protective glass is specified by associating the above-described protective glass stain detection device with the time-dependent change in the output of the photosensor and the movement profile of the processing laser beam. It is a stain detection system for a protective glass provided with a signal processing device.
また、本発明では、好ましくは上述の保護ガラスの汚れ検知装置を用いた保護ガラスの汚れ検知方法において、フォトセンサで保護ガラスの側面からの散乱光を検出する検出工程と、フォトセンサの出力をＩ−Ｖ変換部で電流−電圧変換する工程と、変換された前記電圧を、差動変換回路で差動変換して差動出力する工程と、を有する保護ガラスの汚れ検知方法とする。 Further, in the present invention, preferably, in the method for detecting the stain on the protective glass using the above-mentioned stain detection device for the protective glass, the detection step of detecting the scattered light from the side surface of the protective glass by the photo sensor and the output of the photo sensor are used. The method for detecting stains on the protective glass includes a step of converting current and voltage by the IV conversion unit and a step of differentially converting the converted voltage by a differential conversion circuit and outputting the voltage.
また、本発明では、好ましくは保護ガラスの汚れ検知システムにおける保護ガラスの汚れ検知方法において、保護ガラスのヒューム付着に起因する汚れを検出する工程と、検出した保護ガラスの汚れを、フォトセンサの出力の経時変化としてグラフ化して表示する表示工程と、を有する保護ガラスの汚れ検知方法とする。 Further, in the present invention, preferably, in the method for detecting the stain on the protective glass in the stain detection system for the protective glass, the step of detecting the stain caused by the fume adhesion of the protective glass and the detected stain on the protective glass are output by the photosensor. It is a method of detecting stains on the protective glass having a display step of displaying a graph as a change with time.
また、本発明では、好ましくは保護ガラスの汚れ検知システムにおける保護ガラスの汚れ検知方法において、保護ガラスのスパッタ付着に起因する汚れを検出する工程と、検出した保護ガラスの汚れを、保護ガラスの汚れ位置と関連付して表示する表示工程と、を有する保護ガラスの汚れ検知方法とする。 Further, in the present invention, preferably, in the method for detecting the stain on the protective glass in the stain detection system for the protective glass, the step of detecting the stain caused by the spatter adhesion of the protective glass and the detected stain on the protective glass are removed from the stain on the protective glass. It is a method of detecting stains on the protective glass having a display process of displaying in association with the position.
また、本発明の方法ではさらに好ましくは、検出工程と同時に、加工対象物の付近で空中に漂うヒュームを吹き飛ばすエア噴射工程を遂行するものとする。 Further, in the method of the present invention, more preferably, at the same time as the detection step, the air injection step of blowing off the fume floating in the air near the object to be processed is performed.
本発明により、レーザ溶接加工機において、溶接物からのヒューム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、当該レーザ溶接光の側面方向への散乱光に基づく保護ガラスのヒューム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。さらに好ましくは、スキャナーヘッドを用いたレーザ溶接加工機における、保護ガラスのヒューム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 a laser welding processing machine, a protective glass that protects a laser head from contamination by scattered deposits of fume from a welded object is a fume stain detection device for the protective glass based on scattered light in the lateral direction of the laser welding light. And a method for detecting dirt on the protective glass can be realized. More preferably, it is possible to realize a fume stain detection device for protective glass and a stain detection method for protective glass in a laser welding machine using a scanner head.
本発明により、レーザ溶接機のスキャナ式レーザヘッドを、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ヒューム汚れを信頼性高く・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、スキャナ式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直接に付着することを防止する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the scanner type laser head of a laser welder can reliably and accurately detect and detect fume stains on a protective glass for protecting against contamination due to spatter scattering from a welding object or adhesion of vaporized fume. It can be a stain detection device and structure for protective glass. The protective glass is arranged between the scanner type laser head and the object to be welded to prevent spatter and fume inevitably generated by the laser welding process and the laser processing process from directly adhering to the laser head.
スポット加工用のレーザヘッドを用いる場合には、加工用レーザ光が保護ガラスに対して動かないので、保護ガラスにおける加工用レーザ光の透過箇所が常に一定領域であるところのスポット状となる。このため、保護ガラスのうちの当該レーザ光透過に寄与する箇所のみの汚染有無が影響し問題となる。 When the laser head for spot processing is used, the processing laser light does not move with respect to the protective glass, so that the spot-like portion where the processing laser light is transmitted in the protective glass is always a constant region. Therefore, the presence or absence of contamination of only the portion of the protective glass that contributes to the laser light transmission has an effect and becomes a problem.
一方、スキャナーヘッドを用いる場合には、試料ワークステージの移動に加えてまたはそれに代えて、加工用レーザ光それ自体が保護ガラスに対して移動するものとなるので、広くスキャンする場合には保護ガラスのほぼ全面領域に対する汚染有無が問題となる。この場合には、仮に、保護ガラスの殆ど全部の領域にヒューム付着汚染がなかったとしても、ごく一部の領域（例えば保護ガラスのレーザの照射ライン上）にでもスポット的にヒューム汚染が生じた場合には、当該汚染箇所をレーザスキャナして加工用レーザ光が透過する場合に加工品質が均一に維持できないものとなる。このため、スキャナーヘッドを利用する場合には、保護ガラス全体に対してより精細にかつより広範囲にヒューム付着に関する情報を得て汚染有無を判断する必要が生じる。 On the other hand, when a scanner head is used, in addition to or instead of moving the sample work stage, the processing laser beam itself moves with respect to the protective glass. Therefore, when scanning widely, the protective glass is used. The problem is whether or not the entire area of the glass is contaminated. In this case, even if almost all areas of the protective glass were not contaminated with fume, spot fume contamination occurred even in a small part of the area (for example, on the laser irradiation line of the protective glass). In this case, the processing quality cannot be uniformly maintained when the contaminated portion is laser-scanned and the processing laser light is transmitted. Therefore, when using a scanner head, it is necessary to obtain information on fume adhesion in a finer and wider range on the entire protective glass and determine the presence or absence of contamination.
また、保護ガラスのスパッタ汚れ等の位置が正確に把握できていれば、当該汚れ位置を避けるようなレーザスキャン加工も可能であるし、予定されているレーザスキャンコースが汚れ位置を外れて通過しないのであれば、当該汚れた保護ガラスであってもそのまま問題無く使用することも可能である。この点、目視等による従来の汚れの確認方法では、既に保護ガラスが汚れていることが確認できる場合には、汚れ位置の関係で仮に加工に問題がない場合であっても、やむを得ず交換等のメンテナンス処置が必要になっていた。本発明では、従来は検知が困難であったヒューム汚れの有無や好ましくは汚れの程度（閾値設定による交換時期の報知）や、さらに好ましくはスパッタ汚れの位置を正確に把握することができるので、不要なガラス交換を止めて適切にメンテナンスすることができる。 In addition, if the position of spatter stains on the protective glass can be accurately grasped, laser scan processing that avoids the stain position is possible, and the planned laser scan course does not pass outside the stain position. If this is the case, even the dirty protective glass can be used as it is without any problem. In this regard, in the conventional method of visually checking for dirt, if it can be confirmed that the protective glass is already dirty, even if there is no problem in processing due to the position of the dirt, it is unavoidable to replace it. Maintenance measures were required. In the present invention, the presence or absence of fume stains, which was difficult to detect in the past, preferably the degree of stains (notification of replacement time by setting a threshold value), and more preferably the position of spatter stains can be accurately grasped. It is possible to stop unnecessary glass replacement and perform proper maintenance.
本発明により、保護ガラスの端面（側面）で加工用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ヒューム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、ヒューム等により散乱された加工用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反射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放射光及び溶接物から発生した霧状のヒュームにより散乱された光を含むものである。しかし、このような溶接対象物等からの戻り反射光等からは、保護ガラスのヒューム汚れ程度を把握する情報は得ることができない。従って、本発明では、保護ガラスに付着したヒュームの情報を含む散乱光のみを効果的に取得・検知するように、狭指向性のフォトダイオードを使用し、かつ検出波長も加工用レーザ光に整合する１０４５ｎｍ乃至１０７５ｎｍの範囲で典型的には１０６０ｎｍの波長を検知する波長感度特性を有する光電変換素子を利用するものとする。 According to the present invention, it is possible to grasp the degree of fume stain adhesion on the surface of the protective glass by monitoring the scattered light of the processing laser light on the end surface (side surface) of the protective glass. However, the light that reaches the end face of the protective glass includes, in addition to the scattered light of the processing laser light itself scattered by fume or the like, the reflected light reflected from the object to be welded or the plasma light generated from the object to be welded. , Thermal radiated light, Raman scattered light, and other radiated light, and light scattered by a mist-like fume generated from a welded material. However, it is not possible to obtain information for grasping the degree of fume stain on the protective glass from the return reflected light or the like from such a welding object or the like. Therefore, in the present invention, a narrow directional photodiode is used and the detection wavelength is also matched to the processing laser light so as to effectively acquire and detect only the scattered light including the information of the fume adhering to the protective glass. A photoelectric conversion element having a wavelength sensitivity characteristic that typically detects a wavelength of 1060 nm in the range of 1045 nm to 1075 nm is used.
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その場で光電変換し、Ｉ−Ｖ変換素子で多芯ケーブルでの伝送が可能な電圧へ変換し、当該電圧を低ノイズで効率良く伝送可能なように差動出力として信号を伝送する。このため、保護ガラスのホルダに対して一体的に固定される検知部の構成とする。検知部は、例えばボルト等の係止具で保護ガラスホルダに対して脱着可能に固定されるものとしても良いし、脱着不可能に固定しても良い。２．５Ｖ基準の電圧信号として検知部から出力伝送されるので伝送中にノイズの影響を受けることが無く、微小なヒューム検知信号を差動電圧として確実にモニタ等表示部や制御装置等に伝送することができる。 In the present invention, the scattered light emitted from the end face of the protective glass is photoelectrically converted on the spot and converted into a voltage that can be transmitted by a multi-core cable by an IV conversion element, and the voltage is converted into a voltage that can be transmitted by a multi-core cable, and the voltage is converted into a voltage with low noise and efficiency. The signal is transmitted as a differential output so that it can be transmitted well. Therefore, the detection unit is configured to be integrally fixed to the holder of the protective glass. The detection unit may be detachably fixed to the protective glass holder with a locking tool such as a bolt, or may be non-detachably fixed. Since the output is transmitted from the detection unit as a 2.5V standard voltage signal, it is not affected by noise during transmission, and a minute fume detection signal is reliably transmitted as a differential voltage to a display unit such as a monitor or a control device. can do.
また従来は、レーザ加工作業時間を目安として、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。あるいは、保護ガラスの温度上昇をモニターして、ある程度以上温度上昇が検知されれば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、単純に経過時間や温度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、従来の時間や温度によるメンテナンス時期の間接的な検知・報知に代えて、またはそれらと共に、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、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オペレータへの報知等が可能となる。 Further, conventionally, the laser machining work time is used as a guide, and maintenance such as replacement of the protective glass is performed after performing the laser machining for 500 hours, for example. Alternatively, the temperature rise of the protective glass is monitored, and if a temperature rise is detected above a certain level, maintenance such as replacement of the protective glass is performed. However, since the degree of progress of fouling varies greatly depending on various conditions such as laser machining conditions and objects to be machined, there are few cases where the degree of fouling of the actual protective glass differs greatly from the actual degree of fouling of the protective glass simply by the elapsed time and temperature. It was happening. According to the present invention, it is possible to monitor the actual real-time stain of the protective glass in place of or in combination with the conventional indirect detection / notification of the maintenance time by time or temperature, so that the protective glass can be replaced more accurately and accurately. It is possible to grasp the maintenance time and notify the operator.
スキャナ式レーザヘッドは、レーザヘッドそれ自体が駆動されて加工したり、レーザヘッド位置は固定状態でレーザ照射方向のみが加工内容に応じて変更制御されたりするものであり小型軽量化が求められ、スペース的にはあまり余裕が無く、かなり厳しい環境である。しかし、本発明では、保護ガラスのホルダに固定される検知部とすることにより、保護ガラスの端面でその場検出が可能となり、ヒューム等に基づく従来検知不可能であった微小な散乱光についても、高い精度で検知可能となったものである。そこで、以下図面に基づいてさらに詳細に説明する。 In the scanner type laser head, the laser head itself is driven for processing, or the laser head position is fixed and only the laser irradiation direction is changed and controlled according to the processing content. Therefore, compactness and weight reduction are required. There is not much room in terms of space, and the environment is quite harsh. However, in the present invention, by using the detection unit fixed to the holder of the protective glass, in-situ detection is possible on the end face of the protective glass, and even minute scattered light based on fume or the like, which was conventionally undetectable, can be detected. , It has become possible to detect with high accuracy. Therefore, it will be described in more detail below based on the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の保護ガラスの汚れ検知システム１０００の全体構成概要を説明する図である。図１（ａ）において、保護ガラスの汚れ検知システム１０００は、保護ガラスホルダ１１００にネジ固定された検知部１２００と、波形表示機能を有さず数値ディジタル表示機能のみのモニタ１３００または専用モニタ１４００と、を備える。保護ガラスホルダ１１００は不図示のスキャナーヘッドの先端に保護ガラスを装着する為に取り外し可能に固定される。そして、検知部１２００は、その保護ガラスホルダ１１００に、好ましくは取り外し可能に装着固定される。スキャナヘッダ周辺は、スペース的な余地があまり存在せず、新たに大型の検出装置等を配置することは困難であるが、保護ガラスホルダ１１００に装着実装される小型軽量の検知部１２００とすることで、効果的に保護ガラスの端面（側面）からの散乱光を検知することが可能となる。後に詳述するが、検知部１２００にはフォトセンサや、好ましくはＩ−Ｖ変換回路、作動回路等が含まれている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of the overall configuration of the protective glass stain detection system 1000 of the present embodiment. In FIG. 1A, the protective glass stain detection system 1000 includes a detection unit 1200 screwed to the protective glass holder 1100, a monitor 1300 having no waveform display function and only a numerical digital display function, or a dedicated monitor 1400. , Equipped with. The protective glass holder 1100 is removably fixed to attach the protective glass to the tip of a scanner head (not shown). Then, the detection unit 1200 is detachably attached and fixed to the protective glass holder 1100. There is not much space around the scanner header, and it is difficult to newly arrange a large detection device, etc., but the small and lightweight detection unit 1200 mounted on the protective glass holder 1100 should be used. Therefore, it is possible to effectively detect the scattered light from the end face (side surface) of the protective glass. As will be described in detail later, the detection unit 1200 includes a photo sensor, preferably an IV conversion circuit, an operation circuit, and the like.
また、図１（ｂ）において、実施形態の保護ガラスの汚れ検知システム１０００に関する機能・効果の説明をしているものであるが、特徴点の一つとしては、従来、目視等では判断し得ない程度の微小なヒューム汚染の増大や経時変化を数値化したりグラフ化したりして視覚化することが可能となったことが挙げられる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、溶接不良が発生した後の目視確認や定期確認によってはじめて把握されていたヒューム汚れが、溶接不良が発生する前に検知し、その汚れ程度を数値化して把握することが可能となる。 Further, in FIG. 1B, the functions and effects of the protective glass stain detection system 1000 of the embodiment are explained, but one of the feature points is that it can be visually determined in the past. It is possible to visualize the increase in fume contamination and the change over time by quantifying or graphing it to a small extent. That is, as shown in FIG. 1 (b), fume stains that were first grasped by visual confirmation or periodic confirmation after the occurrence of welding defects are detected before the occurrence of welding defects, and the degree of the stain is quantified. It becomes possible to grasp.
そのために、保護ガラスの汚れ検知システム１０００は、保護ガラスの端面から放出される加工用レーザ光の（保護ガラス表面に付着したヒューム粒子に起因する）散乱光を検出する。ヒュームは保護ガラスの試料側に付着するため、保護ガラス表面から出射しようとする加工用レーザ光のうち微小なヒューム粒子に衝突した光は、ガラス内に戻されて端面に到達する。このような散乱光は、スパッタ等では極めて大きく従来検知されていたが、ヒュームに関しては従来あまりに微小な故に検知することができなかった。 To this end, the protective glass stain detection system 1000 detects scattered light (due to fume particles adhering to the protective glass surface) of the processing laser light emitted from the end face of the protective glass. Since the fume adheres to the sample side of the protective glass, the light that collides with the minute fume particles of the processing laser light that is about to be emitted from the surface of the protective glass is returned to the inside of the glass and reaches the end face. Such scattered light has been detected extremely large in the past by sputtering and the like, but it has not been possible to detect the fume because it is too small in the past.
また、図１（ｂ）に示すように、保護ガラスが新品の時の散乱光の検出強度を基準値として、その基準値からその程度増大したかを比較して把握することにより、精確なヒューム汚れの程度が認識・判定可能となる。このような判定において、例えばやや汚れが増大してきた程度（例えば、新品時の１０倍）を示す”注意”段階、そして加工品質に影響を及ぼしすぐに保護ガラスの交換やメンテナンスが必要な（例えば、新品時の１５倍）”異常出力”の２段階でオペレータに報知するものとしてもよい。そして、専用モニタ１４００では、外部及び波形トリガでインライン測定してもよく、測定値の経時変化や履歴を専用モニタ１４００にグラフ化や表により視認し易い態様で表示するものとしてもよい。外部のパソコン等からも制御可能としてもよいし、加工用レーザ光と同期するようにタイミング信号等によって制御することもできる。 Further, as shown in FIG. 1 (b), an accurate fume is obtained by comparing and grasping whether or not the protective glass has increased by that degree from the reference value by using the detection intensity of scattered light when the protective glass is new as a reference value. The degree of dirt can be recognized and judged. In such a judgment, for example, a "caution" stage indicating the degree to which dirt has increased slightly (for example, 10 times that of a new product), and the protective glass needs to be replaced or maintained immediately because it affects the processing quality (for example). , 15 times that of a new product) The operator may be notified in two stages of "abnormal output". Then, the dedicated monitor 1400 may perform in-line measurement with an external or waveform trigger, and the time-dependent change and history of the measured value may be displayed on the dedicated monitor 1400 in a graph or table in a manner that is easy to see. It may be possible to control it from an external personal computer or the like, or it may be controlled by a timing signal or the like so as to be synchronized with the processing laser beam.
また、図２は、保護ガラスの汚れ検知システム１０００の構成概要を、レーザ加工装置２５００との関係で説明する図である。図２（ａ）に示すように、レーザ加工装置２５００で生成された加工用レーザ光は、光ファイバ２８００を介してスキャナーヘッド２６００へ伝達される。スキャナーヘッド２６００で加工対象試料への加工パターン等に応じて加工用レーザ光の出射方向や好ましくはその強度等が調整されて、保護ガラスホルダ１１００に周囲を保持された保護ガラスを介してワークステージ２７００上の加工対象物へ加工用レーザ光が照射される。 Further, FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration outline of the protective glass stain detection system 1000 in relation to the laser processing device 2500. As shown in FIG. 2A, the processing laser light generated by the laser processing apparatus 2500 is transmitted to the scanner head 2600 via the optical fiber 2800. The scanner head 2600 adjusts the emission direction and preferably the intensity of the laser beam for processing according to the processing pattern of the sample to be processed, and the work stage is passed through the protective glass held around by the protective glass holder 1100. The processing object on the 2700 is irradiated with a laser beam for processing.
また、検知部１２００から出力された散乱光の検知信号は、差動電気信号として多芯ケーブル１１１０を経由して専用モニタ１４００に表示させることができる。また、検知データや演算データ等は、例えばパソコン１５００などに保存することも可能である。また、パソコン１５００からデータの表示等に関する各種制御を行うものとしてもよい。パソコン１５００は、データ保存機能と、外部から遠隔制御可能とするように、専用モニタ１４００をレーザ加工室外部から遠隔制御する１／Ｏとして機能するものとしてもよい。 Further, the scattered light detection signal output from the detection unit 1200 can be displayed on the dedicated monitor 1400 as a differential electric signal via the multi-core cable 1110. Further, the detection data, the calculation data, and the like can be stored in, for example, a personal computer 1500. In addition, various controls related to data display and the like may be performed from the personal computer 1500. The personal computer 1500 may function as a data storage function and as a 1 / O for remotely controlling the dedicated monitor 1400 from the outside of the laser processing room so that it can be remotely controlled from the outside.
さらに、図２（ｂ）に示すように、加工用レーザ光が保護ガラスを通過する場合にその表面に付着しているヒューム汚れによって散乱された散乱光が保護ガラス内へと戻されて保護ガラスの端面に到達し、その一部が端面から保護ガラス外部へと放射される。このような微小な散乱光をフォトセンサで検知するものであるが、新品当初の初期状態の保護ガラスは、ヒュームの付着が無いので散乱光は極めて少なく測定値は底値といえる小さい状態である。仮に、加工に伴いスパッタが保護ガラス表面に付着した場合において、当該スパッタ上を加工用レーザ光が通過スキャンすれば、散乱光が局所的に増大して検知する測定値がその時点で極大化する。従って、スパッタ汚れの付着箇所を特定可能である。一方、スポット用レーザヘッドの場合には保護ガラスのレーザ光通過位置は、一般に常に一定となるので、このような検出現象は生じない。 Further, as shown in FIG. 2B, when the processing laser light passes through the protective glass, the scattered light scattered by the fume stains adhering to the surface of the laser light is returned to the protective glass and the protective glass. It reaches the end face of the glass, and a part of it is radiated from the end face to the outside of the protective glass. Such minute scattered light is detected by a photo sensor, but the protective glass in the initial state at the time of new product has very little scattered light because there is no adhesion of fume, and the measured value is in a small state which can be said to be the bottom value. If spatter adheres to the surface of the protective glass during processing, if the laser beam for processing passes through the sputter and scans, the scattered light locally increases and the measured value to be detected is maximized at that time. .. Therefore, it is possible to identify the location where spatter stains are attached. On the other hand, in the case of a spot laser head, the laser light passing position of the protective glass is generally always constant, so that such a detection phenomenon does not occur.
逆に考えると、加工用レーザ光が当該スパッタを通過することなくスキャンコースを透過し、その透過コース上に他のスパッタ等の汚れ付着が存在しないのであれば、そのスパッタ汚れはそのスキャンに関する加工においては何ら影響無く問題はない。また、仮にスパッタ上をスキャンするような加工パターン等であっても、スパッタ粒子が十分に小さく加工品質に影響しない程度のものであれば、加工には何ら差し支えないものとなる。このような加工への影響有無の判断は、目視では現実的には不可能である。しかし、本実施例の技術思想によれば、図２（ｂ）に示すように、あらかじめ加工に影響を及ぼさない汚れの検知測定値を判定基準に設定することによって、加工に影響を及ぼすサイズのスパッタが付着した測定結果でＮＧ判定とすることができる。従って、加工不良を最小限に抑えることが可能となる。 Conversely, if the laser beam for processing passes through the scan course without passing through the spatter and there is no dirt adhesion such as other spatter on the transmission course, the spatter dirt is the processing related to the scan. There is no effect and there is no problem. Further, even if the processing pattern is such that the sputter is scanned, if the sputtered particles are sufficiently small and do not affect the processing quality, there is no problem in processing. It is practically impossible to visually determine whether or not there is an influence on such processing. However, according to the technical idea of this embodiment, as shown in FIG. 2B, the size that affects the processing is determined by setting the detection measurement value of the stain that does not affect the processing in advance as the determination standard. The measurement result with spatter attached can be used as an NG determination. Therefore, it is possible to minimize processing defects.
また、図３（ａ）は本実施形態のヒューム汚れの検出について説明する図であり、図３（ｂ）は本実施形態のスパッタ汚れ付着位置の特定について従来との比較で説明する図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態では加工用レーザ光が保護ガラスを透過しようとする場合に、その表面に付着したヒュームに起因する散乱光を検出する。新品の保護ガラスにおいては散乱光は極めて少なく測定値は極めて小さい値となるが、溶接加工等の進捗経過時間に対応してヒューム付着は増大していき測定検出値も増大していく。この場合に、ヒューム汚れは曇りガラス様であるのでスパッタ等に比較すると目視ではその曇り増大程度の把握が極めて困難である。スパッタは粒子が大きくかつ粒子の光遮蔽作用が大きいので付着しているか否かの目視判断が比較的容易であるが、曇りガラス態様のヒュームによる光透過率の増大程度を精確に目視判断することは極めて困難である。 Further, FIG. 3A is a diagram for explaining the detection of fume stains of the present embodiment, and FIG. 3B is a diagram for explaining the identification of the sputter stain adhesion position of the present embodiment in comparison with the conventional one. .. As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, when the processing laser light tries to pass through the protective glass, the scattered light caused by the fume adhering to the surface thereof is detected. In a new protective glass, the scattered light is extremely small and the measured value is extremely small, but the fume adhesion increases and the measured detection value also increases in accordance with the progress elapsed time of welding and the like. In this case, since the fume stain is frosted glass-like, it is extremely difficult to visually grasp the degree of increase in frosting as compared with sputtering or the like. Sputtering is relatively easy to visually judge whether or not the particles are attached because the particles are large and the light shielding action of the particles is large. However, it is necessary to accurately visually judge the degree of increase in light transmittance due to the fume in the form of frosted glass. Is extremely difficult.
図３（ａ）に示すように、あらかじめ加工に影響を及ぼさない汚れの検知測定値を判定基準に設定することによって、加工不良の発生前に最適なタイミングで、加工に影響を及ぼす程度のヒュームが付着した測定結果取得時点でＮＧ判定とすることができるので、保護ガラスのクリーニングタイムを把握することができ、加工不良を最小限に抑えることが可能となる。 As shown in FIG. 3A, by setting the detection measurement value of the stain that does not affect the machining in advance as the judgment standard, the fume that affects the machining at the optimum timing before the occurrence of machining defects. Since it is possible to make an NG determination at the time of obtaining the measurement result with the attached glass, the cleaning time of the protective glass can be grasped, and processing defects can be minimized.
また、図３（ｂ）に示すように、従来は、保護ガラスにスパッタ汚れ等が付着した事実を目視確認することまでは可能であったが、はたして現実の加工に影響する程度の汚れ大きさや程度・位置であるか否かについてはオペレータ側に情報が無く判断することが全くできなかった。このため、スパッタ等が発見された時点で、品質不良を回避するために念のためにガラス交換をする等の対処となっていた。しかし、本実施形態によって、現実の加工に影響する程度である場合にＮＧ判定をするものとし、測定した波形でスパッタの影響を確認することが可能となる。具体的には、保護ガラス面のレーザ光が透過した領域のみの散乱光をガラス端面で検出することにより、１）レーザ光透過エリア中心付近のスパッタでは測定値が増加して極大値をとり、２）レーザ光透過エリア外周付近のスパッタでは測定値の増加が小さく、３）レーザ光透過エリア外のスパッタでは測定値の増加が極めて小さいことから、それぞれ判断可能となる。 Further, as shown in FIG. 3 (b), conventionally, it was possible to visually confirm the fact that spatter stains and the like adhered to the protective glass, but the stain size is such that it affects the actual processing. There was no information on the operator side as to whether or not it was the degree and position, and it was not possible to judge at all. For this reason, when spatter or the like is discovered, measures such as replacing the glass just in case to avoid quality defects have been taken. However, according to the present embodiment, it is possible to make an NG determination when it affects the actual processing, and to confirm the effect of sputtering on the measured waveform. Specifically, by detecting the scattered light only in the region where the laser light is transmitted on the protective glass surface on the glass end face, 1) the measured value increases and takes the maximum value in the spatter near the center of the laser light transmission area. 2) The increase in the measured value is small in the sputtering near the outer periphery of the laser light transmission area, and 3) the increase in the measured value is extremely small in the sputtering outside the laser light transmission area, so that each can be judged.
また、図４（ａ）は本実施形態におけるスパッタ付着時の検出値を説明する図であり、図４（ｂ）は本実施形態におけるヒューム付着時の検出値を説明する図である。図４（ａ）に示すようにスキャナーヘッドが保護ガラス上をＸ軸方向にライン状にレーザ照射した場合には、そのスキャンコース上に位置するスパッタを通過した時に、そのスパッタの大きさ程度に応じた散乱光が検知される。このため、当該スパッタの大きさ程度と、その位置とを特定することが可能となるので、現実の加工スキャンコースとの関係で保護ガラスの交換要否を判断可能である。また、図４（ｂ）に示すように、ヒュームの保護ガラス表面への蓄積度に対応して散乱光の検出値が増大する。例えば、予め加工品質に影響を及ぼす前の汚れ程度を閾値として設定しておくことにより、適切なガラス交換タイミングを把握可能である。既存のパワーメータでは検知できない程度の微小な汚れ状態を検知することが可能である。特に、図４（ｂ）に示すように、ヒューム付着が徐々に進行していく場合において、ヒューム曇りの増大程度を目視等で逐次精確に把握することは現実的には不可能であるが、本実施形態では数値で把握可能である。 Further, FIG. 4A is a diagram for explaining the detected value at the time of spatter adhesion in the present embodiment, and FIG. 4B is a diagram for explaining the detected value at the time of fume adhesion in the present embodiment. As shown in FIG. 4A, when the scanner head irradiates the protective glass with a laser in a line in the X-axis direction, the size of the spatter becomes about the size of the spatter when it passes through the spatter located on the scan course. The corresponding scattered light is detected. Therefore, since it is possible to specify the magnitude of the spatter and its position, it is possible to determine whether or not the protective glass needs to be replaced in relation to the actual processing scan course. Further, as shown in FIG. 4B, the detected value of the scattered light increases according to the degree of accumulation of the fume on the protective glass surface. For example, it is possible to grasp an appropriate glass replacement timing by setting in advance the degree of stain before affecting the processing quality as a threshold value. It is possible to detect minute dirt states that cannot be detected by existing power meters. In particular, as shown in FIG. 4B, when fume adhesion gradually progresses, it is practically impossible to accurately grasp the degree of increase in fume fogging visually or the like. In this embodiment, it can be grasped numerically.
また、図５は、保護ガラスの汚れ検知システム１０００の仕様及び専用モニタ１４００の仕様を説明する図である。専用モニタ１４００は、適宜拡大表示したり増幅表示したり、時間軸を用いて経時変化グラフを示したりできることが好ましい。本実施形態では、加工用レーザ光の波長特性とフォトセンサの受光感度特性とを整合させるだけではなく、フォトセンサの受光の指向性についても狭くして保護ガラス端面から出射される散乱光のみを検知できるようにしている。また、初期状態の散乱光の測定値に対して、例えば１０倍の測定値となった場合に警告を発し、１５倍の測定値となった場合にＮＧ（即時メンテナンス又は交換）との報知をオペレータにするものとしてもよい。 Further, FIG. 5 is a diagram illustrating the specifications of the protective glass stain detection system 1000 and the specifications of the dedicated monitor 1400. It is preferable that the dedicated monitor 1400 can appropriately magnify and display, and can show a time-dependent change graph using a time axis. In the present embodiment, not only the wavelength characteristics of the processing laser light and the light receiving sensitivity characteristics of the photo sensor are matched, but also the directivity of the light received by the photo sensor is narrowed so that only the scattered light emitted from the end face of the protective glass is emitted. It is designed to be detected. In addition, for example, when the measured value of scattered light in the initial state becomes 10 times the measured value, a warning is issued, and when the measured value becomes 15 times, the notification is NG (immediate maintenance or replacement). It may be an operator.
また、図６（ａ）は保護ガラスホルダ１１００と保護ガラス汚れ検知部１２００とについて全体形状等を説明する図であり、図６（ｂ）は専用モニタ１４００の外形を説明する図である。図６に示すように、保護ガラスホルダ１１００に検知部１２００をネジ止め固定する構成態様とすることができ、多芯ケーブル１２１０によって検知信号を専用モニタ１４００等へ伝送するものとしてもよい。 Further, FIG. 6A is a diagram for explaining the overall shape and the like of the protective glass holder 1100 and the protective glass stain detection unit 1200, and FIG. 6B is a diagram for explaining the outer shape of the dedicated monitor 1400. As shown in FIG. 6, the detection unit 1200 may be screwed and fixed to the protective glass holder 1100, and the detection signal may be transmitted to the dedicated monitor 1400 or the like by the multi-core cable 1210.
また、図７（ａ）は検知部１２００の構成概要を説明するブロック図であり、図７（ｂ）は専用モニタ１４００の構成概要を説明するブロック図である。図７（ａ）に示すように、検知部１２００では保護ガラスの側面から放射される散乱光をフォトセンサで受光検知し、Ｉ−Ｖ変換回路で２．５Ｖ基準電圧信号に変換した後、差動出力が可能なように差動信号へと変換する。差動信号は、多芯ケーブル等により表示部等へ伝送されることができる。また、図７（ｂ）に示すように、専用モニタ１４００は、検知部１２００から伝送された差動信号を受信した後、Ｇａｉｎを切り替え、ＬＰＦで雑音等のフィルタリング処理をし、ＡＤＣ回路で変換してから各種の信号処理がされたり表示されたりすることができる。 Further, FIG. 7A is a block diagram for explaining the configuration outline of the detection unit 1200, and FIG. 7B is a block diagram for explaining the configuration outline of the dedicated monitor 1400. As shown in FIG. 7A, the detection unit 1200 detects the scattered light radiated from the side surface of the protective glass with a photosensor, converts it into a 2.5V reference voltage signal with an IV conversion circuit, and then makes a difference. Convert to a differential signal so that dynamic output is possible. The differential signal can be transmitted to the display unit or the like by a multi-core cable or the like. Further, as shown in FIG. 7B, after receiving the differential signal transmitted from the detection unit 1200, the dedicated monitor 1400 switches the Gain, performs filtering processing such as noise by the LPF, and converts it by the ADC circuit. After that, various signal processing can be performed and displayed.
一般に、保護ガラス付近にはスペース余地がなく、フォトダイオードだけを配置してフォトダイオードと回路間の伝送配線長が長くなると、フォトダイオードのハイインピーダンスの影響で雑音分が増加し、微小なヒューム等に起因する光量変化を電気信号に変換する事が従来はできなかった。また、従来、３Ｄスキャナレーザーでは一般的に、保護ガラスの汚れ監視装置本体をレーザヘッドの近くに配置する事は以下の観点からもできないものであった。すなわち、レーザ加工中の微小信号を観測する際に、レーザ駆動部やスキャナ可動部のエネルギーの極めて大きな信号からのノイズの影響を受けやすく、センサ部で検出した微小なヒューム汚れ時の微弱信号がセンサからモニタ本体間の配線途中で雑音に埋もれて伝達が困難であった。一方、本願実施例等においては、センサ部とモニタ本体間の信号伝達を差動方式としてノイズの問題を低減した。また、加工点からの反射の影響を受けたランダムな信号重畳分を除去する信号処理（スムージング）を測定値算出前に行う事により加工中の散乱光データを安定して取得できるようにした。また、スムージング方法は、設定したサンプリング回数の取得データを移動平均の様にアベレージを算出するのではなく、最低値を抽出して取得データとする事により、重畳した不要光の影響を受けていないデータだけを繋げて波形データを作成する。汚れ具合の判定基準に、測定値の絶対値ではなく、新品時の測定値を基準とした比較値で判定する事により、微小な測定値差でも閾値設定を容易にした。 Generally, if there is no space near the protective glass and only the photodiode is placed and the transmission wiring length between the photodiode and the circuit becomes long, the noise component increases due to the influence of the high impedance of the photodiode, and minute fume etc. Conventionally, it has not been possible to convert a change in the amount of light caused by a diode into an electric signal. Further, conventionally, in a 3D scanner laser, it is generally impossible to arrange the main body of the dirt monitoring device of the protective glass near the laser head from the following viewpoints. That is, when observing a minute signal during laser processing, it is easily affected by noise from a signal having an extremely large energy of the laser driving part and the scanner moving part, and the weak signal at the time of minute fume contamination detected by the sensor part is It was difficult to transmit because it was buried in noise during the wiring between the sensor and the monitor body. On the other hand, in the examples of the present application, the problem of noise is reduced by using a differential method for signal transmission between the sensor unit and the monitor body. In addition, signal processing (smoothing) that removes the random signal superposition affected by the reflection from the processing point is performed before the measurement value is calculated, so that the scattered light data during processing can be stably acquired. In addition, the smoothing method is not affected by the superimposed unnecessary light by extracting the minimum value and using it as the acquired data instead of calculating the average of the acquired data of the set number of sampling times like a moving average. Create waveform data by connecting only the data. By judging the degree of dirt based on the comparison value based on the measured value when the product is new, instead of the absolute value of the measured value, the threshold value can be easily set even with a small difference in the measured value.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知装置は、スキャナーヘッドを用いたレーザ溶接機の保護ガラスに対して略垂直に入射される加工用レーザ光の保護ガラスの側面からの散乱光を検知するフォトセンサと、フォトセンサの電流出力を、多芯ケーブルを用いた低ノイズ伝送に耐えうる電圧（例えば２．５Ｖ基準の電圧信号）に変換するＩ−Ｖ変換部と、Ｉ−Ｖ変換部の電圧出力を差動変換して差動出力する差動変換回路と、を備える検知部を、保護ガラスのホルダに固定された状態で備えることを特徴とする。これにより、ノイズ成分を低減してＳ／Ｎ比が良好なヒュームに起因した散乱光を抽出して、その強度の経時変化を把握することが可能となる。初期状態からの散乱光の増大程度を把握することにより、ヒュームの現在付着程度や付着程度の経時変化を知ることができ、目視では分別認識できないようなヒューム付着の増大についても適切に把握して保護ガラスの交換やメンテナンスを適切に遂行することが可能となる。また、ヒューム付着の検出・検知手段として従来は必須の構成手段であった保護ガラスの温度モニターについても、これに依拠しなくても判断可能となる。 The protective glass stain detection device described in the present embodiment detects scattered light from the side surface of the protective glass for processing laser light incident substantially perpendicular to the protective glass of a laser welding machine using a scanner head. The photosensor, the IV converter that converts the current output of the photosensor into a voltage that can withstand low noise transmission using a multi-core cable (for example, a voltage signal based on 2.5 V), and the IV converter. A detection unit including a differential conversion circuit for differentially converting a voltage output and differentially outputting the voltage output is provided in a state of being fixed to a holder of a protective glass. This makes it possible to reduce the noise component and extract the scattered light caused by the fume having a good S / N ratio, and to grasp the change in the intensity with time. By grasping the degree of increase in scattered light from the initial state, it is possible to know the current degree of adhesion of fume and the change over time in the degree of adhesion, and appropriately grasp the increase in fume adhesion that cannot be discriminated and recognized visually. It becomes possible to properly carry out replacement and maintenance of the protective glass. In addition, the temperature monitor of the protective glass, which has conventionally been an indispensable component means for detecting and detecting fume adhesion, can be determined without relying on this.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知装置は、好ましくは散乱光が、保護ガラスに付着したヒュームにより散乱されるものであり、フォトセンサは、保護ガラスの側面において当該側面に向けて配置される赤外用フォトダイオードであることを特徴とする。これにより、赤外光として散乱される散乱光を、保護ガラスの側面（端面）において適切に取り込むことが可能となる。また、ヒューム以外の例えばスパッタ等によっても散乱光は発生することが知られているが、スパッタ粒子等はヒューム粒子（金属等蒸気付着等）に比較して十分に大きく、このため極めて明確かつ強大な散乱が発生する。一方、ヒューム付着による散乱は、従来、温度計測による温度上昇から間接的に把握すること以外に把握手段が知られていなかったが、本願実施例等によって、ヒュームについても散乱光の増大を検知して把握することが可能となった。 In the protective glass stain detection device described in the present embodiment, the scattered light is preferably scattered by the fume adhering to the protective glass, and the photosensor is arranged on the side surface of the protective glass toward the side surface. It is characterized by being an infrared photodiode. This makes it possible to appropriately capture the scattered light scattered as infrared light on the side surface (end face) of the protective glass. It is also known that scattered light is generated by, for example, sputtering other than fume, but sputtered particles are sufficiently large compared to fume particles (adhesion of vapors such as metals), and are therefore extremely clear and powerful. Scattering occurs. On the other hand, conventionally, a means for grasping the scattering due to fume adhesion other than indirectly grasping from the temperature rise by temperature measurement has not been known, but the increase in scattered light is also detected for the fume according to the examples of the present application. It became possible to grasp.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくは加工用レーザ光が、赤外光の波長であることを特徴とする。赤外領域のレーザ加工には一般に１０６０ｎｍ前後の波長が用いられることが多い。このため、保護ガラスへのヒューム付着による散乱光も、１０６０ｎｍ前後の波長となるので、これを検出して強度や散乱量を把握することで保護ガラスのヒューム汚れ程度を検出把握可能となる。 The protective glass stain detection device described in the present embodiment is further preferably characterized in that the processing laser light has a wavelength of infrared light. Generally, a wavelength of around 1060 nm is often used for laser processing in the infrared region. Therefore, the scattered light due to the adhesion of the fume to the protective glass also has a wavelength of about 1060 nm, and by detecting this and grasping the intensity and the amount of scattering, it is possible to detect and grasp the degree of fume contamination of the protective glass.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはフォトセンサが、保護ガラスの側面方向からの散乱光を受光するが、加工対象物からの反射光は受光しない狭指向特性を有することを特徴とする。また、本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知装置は、さらに好ましくはフォトセンサが、加工用レーザ光の波長近辺のみを受光し、加工対象物からの熱放射を受光しないことを特徴とする。 The protective glass stain detection device described in the present embodiment more preferably has a narrow directional property in which the photo sensor receives scattered light from the side surface direction of the protective glass, but does not receive reflected light from the object to be processed. It is characterized by that. Further, the protective glass stain detection device described in the present embodiment is further preferably characterized in that the photosensor receives only the vicinity of the wavelength of the processing laser beam and does not receive the heat radiation from the object to be processed. ..
これにより、フォトセンサやフォトダイオードの受光するべき光の指向性については種々のものが知られているが、本発明においては狭指向性とすることが好ましい。従来、保護ガラスの端面でより広範な散乱光の収集を企図する観点から広指向性のフォトセンサが選択使用される傾向にあったが、本実施形態ではむしろ狭指向性として保護ガラスの内部から側面（端面）で放出されてくる散乱光以外の光についてはピックアップしないようにすることが好ましい。典型的には、加工箇所からの二次的な反射光や高次高調波や加工試料付近のヒュームからの反射光、熱放射等については検出しないようにする。保護ガラスの表面のヒューム付着に起因する散乱光は、従来、検知ができない程微小なものであることから、それ以外の信号成分が混入されないようにすることが、より精度の高い検知・検出の観点から好ましい。 As a result, various directivities of light to be received by a photosensor or a photodiode are known, but in the present invention, narrow directivity is preferable. Conventionally, a wide-directional photosensor has tended to be selectively used from the viewpoint of attempting to collect a wider range of scattered light on the end face of the protective glass, but in the present embodiment, it is rather narrow-directional from the inside of the protective glass. It is preferable not to pick up light other than scattered light emitted from the side surface (end face). Typically, secondary reflected light from the processed part, higher harmonics, reflected light from the fume near the processed sample, heat radiation, etc. are not detected. Since the scattered light caused by the adhesion of fume on the surface of the protective glass is so minute that it cannot be detected in the past, it is better to prevent other signal components from being mixed in for more accurate detection / detection. Preferred from the point of view.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知システムは、上述のいずれかに記載の保護ガラスの汚れ検知装置と、フォトセンサの出力変化と加工用レーザ光の移動プロファイルとを関連させることにより、保護ガラスの汚れ付着箇所を特定する信号処理装置と、を備えることを特徴とする。例えば、フォトセンサが現在ただいま検出している散乱光の信号が、保護ガラスのどの位置に該当する信号であるのか、についてのアドレス情報を紐づけることにより、保護ガラスの汚れマップを作成することも可能となる。また、例えばフォトセンサの検出値の経時変化とその時間中にスキャン移動した保護ガラス表面における距離間隔とを関連付けしてもよく、その他の公知の方法を適用してもよい。スキャナーヘッドによって、加工用レーザ光が透過する保護ガラスのポイントは変化する。加工用レーザ光が透過（通過）する予定コース上に、ヒューム汚れ等が無いのであれば保護ガラスをそのまま使用し続けても問題はない。すなわち、仮に、目視上は汚れが見いだされて一見すると保護ガラスの交換やメンテナンスが必要に思われる状態であっても、本実施形態により保護ガラス表面の加工用レーザ光通過コース内にその汚れがあるか否か等を正確に把握することも可能となる。 The protective glass stain detection system described in the present embodiment is protected by associating the protective glass stain detection device described in any of the above with the output change of the photo sensor and the movement profile of the laser beam for processing. It is characterized by including a signal processing device for identifying a spot where dirt is attached to the glass. For example, it is possible to create a stain map of the protective glass by associating the address information about which position of the protective glass the scattered light signal currently detected by the photo sensor corresponds to. It will be possible. Further, for example, the change with time of the detection value of the photo sensor may be associated with the distance interval on the surface of the protective glass scanned and moved during that time, or other known methods may be applied. Depending on the scanner head, the point of the protective glass through which the processing laser beam is transmitted changes. As long as there is no fume stain on the planned course through which the processing laser beam will pass, there is no problem even if the protective glass is used as it is. That is, even if dirt is found visually and it seems that replacement or maintenance of the protective glass is necessary at first glance, the dirt is found in the laser light passing course for processing the surface of the protective glass according to the present embodiment. It is also possible to accurately grasp whether or not there is.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知システムは、好ましくはフォトセンサの出力の経時変化をグラフ化して表示する表示装置を備えることを特徴とする。また、本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知システムは、好ましくは信号処理装置の汚れ付着箇所の出力を、保護ガラスの汚れ付着位置と関連付して表示する表示装置を備えることを特徴とする。これにより、目視視認では明確な変化が把握しづらい微妙なヒュームの増大であってもその時間変化を的確に把握して閾値等を設けることにより、交換等の判断も適切に行える。金属蒸気等によるヒュームの付着は、薄曇りの軽い曇りガラスのような状態であるので、その変化の程度の把握が肉眼視認では極めて困難である。しかし、グラフ化して経時変化を示すことで閾値超えや汚れ増大程度を的確に把握可能となる。また、信号処理装置の汚れ付着箇所の出力を、保護ガラスの汚れ付着位置と関連付して表示する、すなわち保護ガラスの汚れ状態表示マップを作成し表示することにより、汚れの箇所を的確に把握してその位置から加工品質への影響有無を判断することが可能となる。すなわち、本実施形態においては典型的には、ヒューム汚れの程度とその位置とを把握することが可能となるものである。特に、スキャナーヘッドの場合には、保護ガラス表面上の中央付近だけではなく、周辺部も含めてかなり広い表面領域（典型的には全表面領域）に亘って加工用レーザ光が通過するものとなる。従って、保護ガラス表面における、レーザの通過予定コースと汚れの位置との関係性は極めて重要であり、これを事前に把握することでより品質の高いレーザ加工を低コストで実現することも可能となる。例えば、目視では同様に汚れているように見える二枚の保護ガラスの同一汚染状態であったとしても、汚れ付着位置（汚れ付着アドレス）等とレーザ光の通過コース（通過アドレス）との関係により、一方は継続使用可能であり他方は使用不可であるという状況が生じる場合も想定される。 The protective glass stain detection system described in the present embodiment is preferably provided with a display device that graphs and displays changes in the output of the photosensor with time. Further, the protective glass stain detection system described in the present embodiment is preferably provided with a display device that displays the output of the stain adhesion portion of the signal processing device in association with the stain adhesion position of the protective glass. To do. As a result, even if there is a subtle increase in fume that is difficult to grasp by visual inspection, it is possible to appropriately determine replacement or the like by accurately grasping the time change and setting a threshold value or the like. Adhesion of fume by metal vapor or the like is in a state like light frosted glass with light cloudiness, so it is extremely difficult to grasp the degree of change with the naked eye. However, it is possible to accurately grasp the threshold value exceeding and the degree of dirt increase by graphing and showing the change with time. In addition, the output of the dirt adhering part of the signal processing device is displayed in association with the dirt adhering position of the protective glass, that is, by creating and displaying the dirt state display map of the protective glass, the dirt part can be accurately grasped. Then, it is possible to judge whether or not there is an influence on the processing quality from the position. That is, in the present embodiment, it is typically possible to grasp the degree of fume fever and its position. In particular, in the case of a scanner head, the laser beam for processing passes not only near the center on the surface of the protective glass but also over a considerably wide surface region (typically the entire surface region) including the peripheral portion. Become. Therefore, the relationship between the planned laser passage course and the position of dirt on the surface of the protective glass is extremely important, and by grasping this in advance, it is possible to realize higher quality laser machining at low cost. Become. For example, even if two protective glasses that appear to be dirty visually are in the same contaminated state, the relationship between the dirt adhesion position (dirt adhesion address) and the laser beam passage course (passage address) In some cases, one can be used continuously and the other cannot be used.
本実施形態で説明する保護ガラスの汚れ検知システムは、さらに好ましくは散乱光を検出する場合に、加工対象物の付近で空中に漂うヒュームを吹き飛ばすエア噴射装置をさらに備えることを特徴とする。エア噴射装置は、例えば、公知のエアパージ手段やエアノズルを利用することができる。加工試料周辺には加工材料の蒸発等に伴うヒュームが漂う場合もあるが、これを適切に除去することによってそれに起因する散乱光や反射光、放射光を低減し好ましくは遮断することができる。従って、フォトセンサやフォトダイオードが保護ガラスのヒューム付着に起因する散乱光以外の雑音ノイズを拾う懸念をさらに低減できるものとなる。 The protective glass stain detection system described in the present embodiment is further preferably provided with an air injection device that blows away fume floating in the air in the vicinity of the object to be processed when detecting scattered light. As the air injection device, for example, a known air purging means or air nozzle can be used. Fume due to evaporation of the processed material may float around the processed sample, but by appropriately removing this, scattered light, reflected light, and synchrotron radiation caused by the fume can be reduced and preferably blocked. Therefore, it is possible to further reduce the concern that the photosensor or photodiode picks up noise other than scattered light due to fume adhesion of the protective glass.
また、本発明の保護ガラスの汚れ検知方法は、上述のいずれかに記載の保護ガラスの汚れ検知装置を用いた保護ガラスの汚れ検知方法であって、フォトセンサで保護ガラスの側面からの散乱光を検出する検出工程と、フォトセンサの出力をＩ−Ｖ変換部で電流−電圧変換する工程と、変換された電圧を、差動変換回路で差動変換して差動出力する工程と、を有することを特徴とする。 Further, the method for detecting stains on the protective glass of the present invention is a method for detecting stains on the protective glass using the protective glass stain detection device described in any of the above, and the scattered light from the side surface of the protective glass is used by a photosensor. The detection step of detecting the above, the step of converting the output of the photosensor from current to voltage by the IV conversion unit, and the step of differentially converting the converted voltage by the differential conversion circuit and outputting the differential output. It is characterized by having.
これにより、ノイズ成分を低減してＳ／Ｎ比が良好なヒュームに起因した散乱光を抽出して、その強度の経時変化を把握することが可能となる。初期状態からの散乱光の増大程度を把握することにより、ヒュームの現在付着程度や付着程度の経時変化を知ることができ、目視では分別認識できないようなヒューム付着の増大についても適切に把握して保護ガラスの交換やメンテナンスを適切に遂行することが可能となる。また、ヒューム付着の検出・検知手段として従来は必須の構成手段であった保護ガラスの温度モニターについても、これに依拠しなくても判断可能となる。 This makes it possible to reduce the noise component and extract the scattered light caused by the fume having a good S / N ratio, and to grasp the change in the intensity with time. By grasping the degree of increase in scattered light from the initial state, it is possible to know the current degree of adhesion of fume and the change over time in the degree of adhesion, and appropriately grasp the increase in fume adhesion that cannot be discriminated and recognized visually. It becomes possible to properly carry out replacement and maintenance of the protective glass. Further, the temperature monitor of the protective glass, which has been indispensable as a means for detecting and detecting fume adhesion, can be determined without relying on the temperature monitor.
また、本発明の保護ガラスの汚れ検知方法は、好ましくは検出工程と同時に、加工対象物の付近で空中に漂うヒュームを吹き飛ばすエア噴射工程を遂行することを特徴とする。 Further, the method for detecting stains on the protective glass of the present invention is preferably characterized in that at the same time as the detection step, an air injection step of blowing off the fume floating in the air near the object to be processed is performed.
エア噴射は、例えば、公知のエアパージ手段やエア噴射ノズルを利用することができる。加工試料周辺には加工材料の蒸発等に伴うヒュームが漂う場合もあるが、これを適切に除去することによってそれに起因する散乱光や反射光、放射光が、フォトセンサの検出値内に含まれる懸念を低減し好ましくは遮断することができる。従って、フォトセンサやフォトダイオードが保護ガラスのヒューム付着に起因する散乱光以外の雑音ノイズを拾う懸念をさらに低減できるものとなる。 For air injection, for example, a known air purging means or air injection nozzle can be used. Fume may float around the processed sample due to evaporation of the processed material, but by removing it appropriately, scattered light, reflected light, and synchrotron radiation caused by it are included in the detected values of the photo sensor. Concerns can be reduced and preferably blocked. Therefore, it is possible to further reduce the concern that the photosensor or photodiode picks up noise other than scattered light due to fume adhesion of the protective glass.
また、本発明の保護ガラスの汚れ検知方法は、上述の保護ガラスの汚れ検知システムにおける保護ガラスの汚れ検知方法であって、保護ガラスのヒューム付着に起因する汚れを検出する工程と、検出した保護ガラスの汚れを、フォトセンサの出力の経時変化としてグラフ化して表示する表示工程と、を有することを特徴とする。また、本発明の保護ガラスの汚れ検知方法は、上述の保護ガラスの汚れ検知システムにおける保護ガラスの汚れ検知方法であって、保護ガラスのヒューム付着に起因する汚れを検出する工程と、検出した保護ガラスの汚れを、保護ガラスの汚れ位置と関連付して表示する表示工程と、を有することを特徴とする。 Further, the method for detecting stains on the protective glass of the present invention is a method for detecting stains on the protective glass in the above-mentioned stain detection system for the protective glass, which includes a step of detecting stains caused by fume adhesion of the protective glass and detected protection. It is characterized by having a display step of displaying a stain on the glass as a graph as a change over time in the output of the photosensor. Further, the method for detecting stains on the protective glass of the present invention is a method for detecting stains on the protective glass in the above-mentioned stain detection system for the protective glass, which includes a step of detecting stains caused by fume adhesion of the protective glass and detected protection. It is characterized by having a display step of displaying dirt on the glass in association with the dirt position of the protective glass.
これにより、目視視認では明確な変化が把握しづらい微妙なヒュームの増大であってもその時間変化を的確に把握して閾値等を設けることにより、交換等の判断も適切に行える。金属蒸気等によるヒュームの付着は、薄曇りの軽い曇りガラスのような状態であるので、その変化の程度の把握が肉眼視認では極めて困難である。しかし、グラフ化して経時変化を示すことで閾値超えや汚れ増大程度を的確に把握可能となる。また、信号処理装置の汚れ付着箇所の出力を、保護ガラスの汚れ付着位置と関連付して表示する、すなわち保護ガラスの汚れ状態表示マップを作成し表示することにより、汚れの箇所を的確に把握してその位置から加工品質への影響有無を判断することが可能となる。すなわち、本実施形態においては典型的には、ヒューム汚れの程度とその位置とを把握することが可能となるものである。特に、スキャナーヘッドの場合には、保護ガラス表面上の中央付近だけではなく、周辺部も含めてかなり広い表面領域（典型的には全表面領域）に亘って加工用レーザ光が通過するものとなる。従って、保護ガラス表面における、レーザの通過予定コースと汚れの位置との関係性は極めて重要であり、これを事前に把握することでより品質の高いレーザ加工を低コストで実現することも可能となる。例えば、目視では同様に汚れているように見える二枚の保護ガラスの同一汚染状態であったとしても、汚れ付着位置（汚れ付着アドレス）等とレーザ光の通過コース（通過アドレス）との関係により、一方は継続使用可能であり他方は使用不可であるという状況が生じる場合も想定される。 As a result, even if there is a subtle increase in fume that is difficult to grasp by visual inspection, it is possible to appropriately determine replacement or the like by accurately grasping the time change and setting a threshold value or the like. Adhesion of fume by metal vapor or the like is in a state like light frosted glass with light cloudiness, so it is extremely difficult to grasp the degree of change with the naked eye. However, it is possible to accurately grasp the threshold value exceeding and the degree of dirt increase by graphing and showing the change with time. In addition, the output of the dirt adhering part of the signal processing device is displayed in association with the dirt adhering position of the protective glass, that is, by creating and displaying the dirt state display map of the protective glass, the dirt part can be accurately grasped. Then, it is possible to judge whether or not there is an influence on the processing quality from the position. That is, in the present embodiment, it is typically possible to grasp the degree of fume fever and its position. In particular, in the case of a scanner head, the laser beam for processing passes not only near the center on the surface of the protective glass but also over a considerably wide surface region (typically the entire surface region) including the peripheral portion. Become. Therefore, the relationship between the planned laser passage course and the position of dirt on the surface of the protective glass is extremely important, and by grasping this in advance, it is possible to realize higher quality laser machining at low cost. Become. For example, even if two protective glasses that appear to be dirty visually are in the same contaminated state, the relationship between the dirt adhesion position (dirt adhesion address) and the laser beam passage course (passage address) In some cases, one can be used continuously and the other cannot be used.
本発明に係る保護ガラスの汚れ検知装置・システム及びその構造／方法等は、上述の説明及び図面に示す形状・構造／方法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 stain detection device / system and its structure / method, etc. according to the present invention are not limited to the shape / structure / method, etc. shown in the above description and drawings, and are within the range of the present invention. It may be modified, arranged, and modified by using a known or well-known method known to those skilled in the art.
１０００・・保護ガラスの汚れ検知システム、１１００・・保護ガラスホルダ、１１１０・・多芯ケーブル、１２００・・検知部、１３００・・波形表示機能を有さず数値ディジタル表示機能のみのモニタ、１４００・・専用モニタ、１５００・・パソコン、２５００・・レーザ加工装置、２６００・・スキャナーヘッド、２７００・・ワークステージ、２８００・・光ファイバ。 1000 ... Protective glass stain detection system, 1100 ... Protective glass holder, 1110 ... Multi-core cable, 1200 ... Detection unit, 1300 ... Monitor with only numerical digital display function without waveform display function, 1400 ... -Dedicated monitor, 1500 ... PC, 2500 ... Laser processing device, 2600 ... Scanner head, 2700 ... Work stage, 2800 ... Optical fiber.
Claims (13)
前記フォトセンサの電流出力を、多芯ケーブルを用いた低ノイズ伝送に耐えうる電圧に変換するＩ−Ｖ変換部と、
前記Ｉ−Ｖ変換部の電圧出力を差動変換して差動出力する差動変換回路と、を備える検知部を、前記保護ガラスのホルダに固定された状態で備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。 A photosensor that detects scattered light from the side surface of the protective glass for processing laser light that is incident substantially perpendicular to the protective glass of a laser welder using a scanner head.
An IV converter that converts the current output of the photosensor into a voltage that can withstand low noise transmission using a multi-core cable.
A protective glass including a detection unit including a differential conversion circuit for differentially converting and outputting the voltage output of the IV conversion unit in a state of being fixed to the holder of the protective glass. Dirt detection device.
前記散乱光は、前記保護ガラスに付着したヒュームにより散乱されるものであり、
前記フォトセンサは、前記保護ガラスの側面において当該側面に向けて配置される赤外用フォトダイオードである
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。 In the protective glass stain detection device according to claim 1,
The scattered light is scattered by the fume adhering to the protective glass.
The photosensor is a dirt detection device for a protective glass, which is an infrared photodiode arranged on the side surface of the protective glass toward the side surface.
前記加工用レーザ光は、赤外光の波長である
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。 In the protective glass stain detection device according to claim 1 or 2.
The processing laser light is a stain detection device for protective glass, characterized in that it has a wavelength of infrared light.
前記フォトセンサは、前記保護ガラスの側面方向からの散乱光を受光するが、加工対象物からの反射光は受光しない狭指向特性を有する
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。 In the protective glass stain detection device according to any one of claims 1 to 3.
The photosensor is a stain detection device for a protective glass, which has a narrow directional characteristic that receives scattered light from the side surface direction of the protective glass but does not receive reflected light from an object to be processed.
前記フォトセンサは、加工用レーザ光の波長近辺のみを受光し、加工対象物からの熱放射を受光しない
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知装置。 In the protective glass stain detection device according to any one of claims 1 to 4.
The photo sensor is a stain detection device for protective glass, characterized in that it receives only the vicinity of the wavelength of the laser beam for processing and does not receive heat radiation from the object to be processed.
前記フォトセンサの出力の経時変化と加工用レーザ光の移動プロファイルとを関連させることにより、前記保護ガラスの汚れ付着箇所を特定する信号処理装置と、を備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知システム。 The dirt detection device for the protective glass according to any one of claims 1 to 5.
A signal processing device for identifying a stain-adhered portion of the protective glass by associating the time-dependent change in the output of the photo sensor with the movement profile of the laser beam for processing, and detecting the stain on the protective glass. system.
前記フォトセンサの出力の経時変化をグラフ化して表示する表示装置を備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知システム。 In the protective glass stain detection system according to claim 6,
A stain detection system for protective glass, which comprises a display device that graphs and displays changes in the output of the photosensor over time.
前記信号処理装置の汚れ付着箇所の出力を、前記保護ガラスの汚れ付着位置と関連付して表示する表示装置を備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知システム。 In the protective glass stain detection system according to claim 6,
A protective glass stain detection system including a display device that displays the output of a stain-adhered portion of the signal processing device in association with the stain-adhered position of the protective glass.
前記散乱光を検出する場合に、加工対象物の付近で空中に漂うヒュームを吹き飛ばすエア噴射装置をさらに備える
ことを特徴とする保護ガラスの汚れ検知システム。 In the protective glass stain detection system according to claim 7 or 8.
A dirt detection system for protective glass, which further comprises an air injection device that blows away fume floating in the air near the object to be processed when detecting the scattered light.
前記フォトセンサで前記保護ガラスの側面からの散乱光を検出する検出工程と、
前記フォトセンサの出力を前記Ｉ−Ｖ変換部で電流−電圧変換する工程と、
変換された前記電圧を、前記差動変換回路で差動変換して差動出力する工程と、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 stains on a protective glass using the stain detecting device for the protective glass according to any one of claims 1 to 5.
A detection step of detecting scattered light from the side surface of the protective glass with the photo sensor, and
The step of converting the output of the photo sensor into current-voltage by the IV conversion unit, and
A method for detecting stains on a protective glass, which comprises a step of differentially converting the converted voltage by the differential conversion circuit and outputting the differential voltage.
前記検出工程と同時に、加工対象物の付近で空中に漂うヒュームを吹き飛ばすエア噴射工程を遂行する
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 stains on the protective glass according to claim 10,
A method for detecting stains on a protective glass, which comprises performing an air injection process for blowing off fume floating in the air near an object to be processed at the same time as the detection process.
前記保護ガラスのヒューム付着に起因する汚れを検出する工程と、
検出した前記保護ガラスの汚れを、前記フォトセンサの出力の経時変化としてグラフ化して表示する表示工程と、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 stain on the protective glass in the stain detection system for the protective glass according to claim 7.
A step of detecting stains caused by fume adhesion of the protective glass and
A method for detecting stains on a protective glass, which comprises a display step of graphing and displaying the detected stains on the protective glass as a change over time in the output of the photosensor.
前記保護ガラスのヒューム付着に起因する汚れを検出する工程と、
検出した前記保護ガラスの汚れを、前記保護ガラスの汚れ位置と関連付して表示する表示工程と、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 stain on the protective glass in the stain detection system for the protective glass according to claim 8.
A step of detecting stains caused by fume adhesion of the protective glass and
A method for detecting stains on a protective glass, which comprises a display step of displaying the detected stains on the protective glass in association with the stain position of the protective glass.
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