JP2022030637A - Laser processing machine and laser processing method - Google Patents

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Abstract

To provide a laser processing machine that is able to improve processing quality by appropriately suppressing stimulated Raman scattering.SOLUTION: A first detector (a first photodiode 136) detects a first quantity of light of a second frequency band less than a first frequency band including unnecessary light caused by stimulated Raman scattering or an overall quantity of light of a laser beam having the first and second frequency bands. A second detector (a second photodiode 137) detects a second quantity of light of a laser beam not having the second frequency band and having the first frequency band. A stimulated Raman scattering determination unit 40 outputs a status signal when the proportion of the second quantity of light to the overall quantity of light or the proportion of the second quantity of light to the first quantity of light exceeds a predetermined threshold value. When receiving a status signal, a control device (an NC device 50) controls a drive unit 21 so as to decrease a laser output of a laser oscillator (a fiber laser oscillator 10) and decrease the processing speed of a sheet metal W.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ発振器より射出されたレーザビームによって加工対象物を加工するレーザ加工機及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing machine and a laser processing method for processing an object to be processed by a laser beam emitted from a laser oscillator.

近年、レーザ加工機のレーザ発振器は高出力化が進み、レーザ出力が10kW以上のレーザ発振器が市場に投入されている。レーザ出力を高出力化すると、ファイバの非線形現象の1つである誘導ラマン散乱が発生しやすくなる。つまり、レーザ出力が1kW未満の低出力であれば、発生した誘導ラマン散乱光をフィルタなどで1%未満に減少させて発振器への影響を抑えることは既知の技術であるが、数kWから10kW以上のレーザ出力ともなれば、誘導ラマン散乱光を1%未満に減少させたところで絶対量が大きく、発振器への影響は更に検討されるべき課題となる。特許文献1には、レーザ発振器で発生した誘導ラマン散乱光の強度を低減後に、更に誘導ラマン散乱光の強度を検出し、検出した強度が設定値を超えた場合、レーザ出力を抑制することが記載されている。 In recent years, the laser oscillator of a laser processing machine has been increasing in output, and a laser oscillator having a laser output of 10 kW or more has been put on the market. When the laser output is increased, induced Raman scattering, which is one of the non-linear phenomena of the fiber, is likely to occur. That is, if the laser output is a low output of less than 1 kW, it is a known technique to reduce the generated induced Raman scattered light to less than 1% by a filter or the like to suppress the influence on the oscillator, but it is several kW to 10 kW. With the above laser output, the absolute amount is large when the induced Raman scattered light is reduced to less than 1%, and the effect on the oscillator is an issue that should be further investigated. According to Patent Document 1, after reducing the intensity of the induced Raman scattered light generated by the laser oscillator, the intensity of the induced Raman scattered light is further detected, and when the detected intensity exceeds the set value, the laser output is suppressed. Are listed.

特開2019-197081号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-197081

特許文献1においては、誘導ラマン散乱光の強度を検出した検出値のみに基づいてレーザ出力を制御している。レーザ発振器のレーザ出力を変化させると、発生する誘導ラマン散乱の光の強度も変化する。しかしながら、誘導ラマン散乱光が発生すればレーザ出力を抑制するだけでは、必要なレーザ出力を確保できず、より厚い板を切断することはできない、若しくは切断面の面精度を悪化する。また、誘導ラマン散乱光が発生すれば、出力できるレーザビームも低下するが、それが非線形現象であるため、レーザ出力をどの程度変化させれば改善するのか不明であり、解決には未知の部分が残っている。よって、誘導ラマン散乱光の強度を検出した検出値のみに基づいてレーザ出力を制御するだけでは、誘導ラマン散乱を適切に抑制することができない。誘導ラマン散乱を適切に抑制できなければ、加工品質が悪化することがある。 In Patent Document 1, the laser output is controlled only based on the detected value obtained by detecting the intensity of the induced Raman scattered light. When the laser output of the laser oscillator is changed, the intensity of the generated induced Raman scattering light also changes. However, if the induced Raman scattered light is generated, the required laser output cannot be secured only by suppressing the laser output, it is not possible to cut a thicker plate, or the surface accuracy of the cut surface is deteriorated. In addition, if induced Raman scattered light is generated, the laser beam that can be output also decreases, but since it is a non-linear phenomenon, it is unclear how much the laser output should be changed to improve it, and the solution is unknown. Remains. Therefore, it is not possible to appropriately suppress the induced Raman scattering only by controlling the laser output based only on the detected value obtained by detecting the intensity of the induced Raman scattered light. If the induced Raman scattering cannot be suppressed properly, the processing quality may deteriorate.

本発明は、誘導ラマン散乱を適切に抑制して加工品質を向上させることができるレーザ加工機及びレーザ加工方法を提供する。 The present invention provides a laser processing machine and a laser processing method capable of appropriately suppressing induced Raman scattering and improving processing quality.

本発明によれば、レーザビームを射出するレーザ発振器と、レーザ発振器より射出されたレーザビームを用いて板金を加工する加工ヘッドと、加工ヘッドを板金に対して相対的に移動させる駆動部と、レーザ発振器内または加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量または第1及び第2の周波数帯域を有するレーザビームの全体光量を検出する第1の検出器と、レーザ発振器内または加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を検出する第2の検出器と、第1の光量と第2の光量とを加算した全体光量または第1の検出器が検出した全体光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、第1の光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるときに、ステータス信号を出力する誘導ラマン散乱判定部と、誘導ラマン散乱判定部より出力されたステータス信号を受信したとき、レーザ発振器のレーザ出力を低下させるようレーザ発振器に出力指令値を供給し、板金に対して加工ヘッドを相対的に移動させる加工速度を低下させるよう駆動部を制御する制御装置とを備えるレーザ加工機が提供される。 According to the present invention, a laser oscillator that emits a laser beam, a processing head that processes a sheet metal using the laser beam emitted from the laser oscillator, and a drive unit that moves the processing head relative to the sheet metal. Of the laser beams traveling in the laser oscillator or in the processing head, the first light amount or the first and the first of the laser beams having a second frequency band lower than the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering. Of the first detector that detects the total amount of light of the laser beam having the second frequency band and the laser beam traveling in the laser oscillator or the processing head, the first frequency that does not have the second frequency band. The second detector that detects the second light amount of the laser beam having a band, and the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount, or the second light amount with respect to the total light amount detected by the first detector. Output from the guided laser scattering determination unit and the induced laser scattering determination unit that output a status signal when the ratio of the light amount exceeds a predetermined threshold or the ratio of the second light amount to the first light amount exceeds a predetermined threshold. When the received status signal is received, an output command value is supplied to the laser oscillator so as to reduce the laser output of the laser oscillator, and the drive unit is controlled to reduce the machining speed for moving the machining head relative to the sheet metal. A laser processing machine equipped with a control device is provided.

本発明によれば、パルス波のレーザビームを射出するレーザ発振器と、レーザ発振器より射出されたレーザビームを用いて板金を加工する加工ヘッドと、加工ヘッドを板金に対して相対的に移動させる駆動部と、レーザ発振器内または加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量または第1及び前記第2の周波数帯域を有するレーザビームの全体光量を検出する第1の検出器と、レーザ発振器内または加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を検出する第2の検出器と、第1の光量と第2の光量とを加算した全体光量または第1の検出器が検出した全体光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、第1の光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるときに、ステータス信号を出力する誘導ラマン散乱判定部と、誘導ラマン散乱判定部より出力されたステータス信号を受信したとき、レーザ発振器が射出するレーザビームのパルス周波数を変更するようレーザ発振器を制御する制御装置とを備えるレーザ加工機が提供される。 According to the present invention, a laser oscillator that emits a laser beam of a pulse wave, a processing head that processes a sheet metal using the laser beam emitted from the laser oscillator, and a drive that moves the processing head relative to the sheet metal. The first amount of light of the laser beam having a second frequency band lower than the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering among the laser beams traveling in the laser oscillator or the processing head. Of the first detector that detects the total amount of light of the laser beam having the first and second frequency bands and the laser beam traveling in the laser oscillator or the processing head, the second frequency band is not provided. The total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount to the second detector that detects the second light amount of the laser beam having the first frequency band, or the total light amount detected by the first detector. When the ratio of the second light amount to the first light amount exceeds a predetermined threshold, or when the ratio of the second light amount to the first light amount exceeds a predetermined threshold, the induced Raman scattering determination unit that outputs a status signal and the induced Raman scattering Provided is a laser processing machine including a control device for controlling the laser oscillator so as to change the pulse frequency of the laser beam emitted by the laser oscillator when the status signal output from the determination unit is received.

本発明によれば、レーザビームを射出するレーザ発振器内のビームカプラまたは加工ヘッドが備えるベンドミラーを透過するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域の第1の光量または第1及び第2の周波数帯域を含むレーザビームの全体光量を第1の検出器によって検出し、ベンドミラーを透過するレーザビームのうち、第2の周波数帯域を含まず第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を第2の検出器によって検出し、第1の光量と第2の光量とを加算した全体光量または第1の検出器が検出した全体光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、第1の光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるとき、ステータス信号を生成し、ステータス信号が生成されると、レーザ発振器のレーザ出力を低下させるようレーザ発振器に出力指令値を供給し、加工対象の板金に対して加工ヘッドを相対的に移動させる加工速度を低下させるレーザ加工方法が提供される。 According to the present invention, among the laser beams transmitted through the bend mirror included in the beam coupler or the processing head in the laser oscillator that emits the laser beam, the first less than the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering. The first light amount of the second frequency band or the total light amount of the laser beam including the first and second frequency bands is detected by the first detector, and the second frequency band of the laser beam transmitted through the bend mirror is detected. The second light amount of the laser beam including the first frequency band is detected by the second detector, and the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount or the first detector detects the total light amount. When the ratio of the second light amount to the total light amount exceeds a predetermined threshold, or the ratio of the second light amount to the first light amount exceeds a predetermined threshold, a status signal is generated and a status signal is generated. Provided is a laser processing method in which an output command value is supplied to a laser oscillator so as to reduce the laser output of the laser oscillator, and the processing speed at which the processing head is moved relative to the sheet metal to be processed is reduced.

本発明によれば、パルス波のレーザビームを射出するレーザ発振器内のビームカプラまたは加工ヘッドが備えるベンドミラーを透過するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域の第1の光量または第1及び第2の周波数帯域を含むレーザビームの全体光量を第1の検出器によって検出し、ベンドミラーを透過するレーザビームのうち、第2の周波数帯域を含まず第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を第2の検出器によって検出し、第1の光量と第2の光量とを加算した全体光量または第1の検出器が検出した全体光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、第1の光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるとき、ステータス信号を生成し、ステータス信号が生成されると、レーザ発振器が射出するレーザビームのパルス周波数を変更するレーザ加工方法が提供される。 According to the present invention, among the laser beams transmitted through the bend mirror included in the beam coupler or the processing head in the laser oscillator that emits the laser beam of the pulse wave, the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering. The first light amount in the second frequency band less than or the total light amount of the laser beam including the first and second frequency bands is detected by the first detector, and the second of the laser beams transmitted through the bend mirror. The second light amount of the laser beam including the first frequency band without including the frequency band of is detected by the second detector, and the total light amount or the first detection obtained by adding the first light amount and the second light amount. When the ratio of the second light amount to the total light amount detected by the instrument exceeds a predetermined threshold, or when the ratio of the second light amount to the first light amount exceeds a predetermined threshold, a status signal is generated and a status signal is generated. Then, a laser processing method for changing the pulse frequency of the laser beam emitted by the laser oscillator is provided.

本発明のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、誘導ラマン散乱を適切に抑制して加工品質を向上させることができる。 According to the laser processing machine and the laser processing method of the present invention, the induced Raman scattering can be appropriately suppressed and the processing quality can be improved.

第1実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 1st Embodiment. ステンレス鋼を切断加工するときに、誘導ラマン散乱に起因する不要光が発生しないときと発生するときの最大切断速度の違いを示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the difference of the maximum cutting speed when unnecessary light due to induced Raman scattering is not generated and when it is generated when cutting stainless steel. アルミニウム板を切断加工するときに、誘導ラマン散乱に起因する不要光が発生しないときと発生するときの最大切断速度の違いを示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the difference of the maximum cutting speed when the unnecessary light due to the induced Raman scattering is not generated and when it is generated when the aluminum plate is cut. レーザ加工機による連続波発振時とパルス波発振時とのレーザビームの波長と光強度との関係を示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the wavelength and light intensity of a laser beam at the time of continuous wave oscillation and pulse wave oscillation by a laser processing machine. パルス波発振時のパルス周波数と誘導ラマン散乱に起因する不要光の発生量との関係を示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the pulse frequency at the time of pulse wave oscillation, and the amount of unnecessary light generated by induced Raman scattering. パルス波発振時のパルス周波数とレーザ出力との関係を示す特性図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between a pulse frequency and a laser output at the time of a pulse wave oscillation. 第2実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 2nd Embodiment. 第3実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 3rd Embodiment. 第4実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 4th Embodiment. 第5実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 5th Embodiment. 第6実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 6th Embodiment. 第7実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 7th Embodiment. 第8実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 8th Embodiment. 第9実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 9th Embodiment. 第10実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of the tenth embodiment. 第11実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of eleventh embodiment. 第12実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of the twelfth embodiment. 第13実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 13th Embodiment. 第14実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 14th Embodiment. 第15実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of the fifteenth embodiment. 第16実施形態のレーザ加工機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the laser processing machine of 16th Embodiment.

以下、各実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法について、添付図面を参照して説明する。各実施形態のレーザ加工機において、同一部品には同一符号を付し、共通する部分の説明を省略することがある。 Hereinafter, the laser processing machine and the laser processing method of each embodiment will be described with reference to the attached drawings. In the laser processing machine of each embodiment, the same parts may be designated by the same reference numerals, and the description of common parts may be omitted.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態のレーザ加工機1Aを示す構成図である。レーザ加工機1Aは、加工対象物としての板金を切断するレーザ切断機であってもよく、板金を溶接するレーザ溶接機であってもよい。加工対象物の加工とは切断に限定されず、溶接またはマーキング等の任意の加工でよい。第1実施形態及び後述する各実施形態において、レーザ加工機はレーザ切断機であり、加工対象物の加工とは切断であるとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser beam machine 1A of the first embodiment. The laser processing machine 1A may be a laser cutting machine that cuts a sheet metal as a processing object, or may be a laser welding machine that welds a sheet metal. The processing of the object to be processed is not limited to cutting, and may be any processing such as welding or marking. In the first embodiment and each of the embodiments described later, the laser processing machine is a laser cutting machine, and the processing of the object to be processed is cutting.

図1に示すように、レーザ加工機1Aは、レーザ発振器の一例であるファイバレーザ発振器10と、加工部20と、プロセスファイバ30と、誘導ラマン散乱判定部40と、NC装置50とを備える。 As shown in FIG. 1, the laser processing machine 1A includes a fiber laser oscillator 10 which is an example of a laser oscillator, a processing unit 20, a process fiber 30, an induced Raman scattering determination unit 40, and an NC device 50.

ファイバレーザ発振器10は、レーザビーム発振源11と、レーザビーム発振源11より射出されるレーザビームを伝播するフィーディングファイバ12と、フィーディングファイバ12とプロセスファイバ30とを連結するビームカプラ13とを備える。ファイバレーザ発振器10の構成及び動作の詳細については後述する。 The fiber laser oscillator 10 comprises a laser beam oscillation source 11, a feeding fiber 12 propagating a laser beam emitted from the laser beam oscillation source 11, and a beam coupler 13 connecting the feeding fiber 12 and the process fiber 30. Be prepared. Details of the configuration and operation of the fiber laser oscillator 10 will be described later.

プロセスファイバ30は、ビームカプラ13より射出されるレーザビームを伝播し、加工部20の加工ヘッド22に入射させる。加工部20は、加工ヘッド22と、加工ヘッド22を駆動する駆動部21とを備える。 The process fiber 30 propagates the laser beam emitted from the beam coupler 13 and causes the laser beam to be incident on the processing head 22 of the processing unit 20. The processing unit 20 includes a processing head 22 and a driving unit 21 that drives the processing head 22.

加工ヘッド22は、コリメートレンズ221と集束レンズ223とを備える。コリメートレンズ221は、プロセスファイバ30の射出端より射出された発散光のレーザビームを平行化して、コリメート光に変換する。集束レンズ223は、入射されたコリメート光のレーザビームを集束して収束光に変換し、板金Wに照射する。駆動部21は加工ヘッド22を板金Wに沿って移動させるが、加工ヘッド22が固定されていて、板金Wを移動させてもよい。駆動部21は、板金Wを切断するよう板金Wに対して相対的に加工ヘッド22を移動させればよい。 The processing head 22 includes a collimating lens 221 and a focusing lens 223. The collimated lens 221 parallelizes the laser beam of the divergent light emitted from the emission end of the process fiber 30 and converts it into collimated light. The focusing lens 223 focuses the laser beam of the incident collimated light, converts it into convergent light, and irradiates the sheet metal W. The drive unit 21 moves the processing head 22 along the sheet metal W, but the processing head 22 is fixed and the sheet metal W may be moved. The drive unit 21 may move the processing head 22 relative to the sheet metal W so as to cut the sheet metal W.

誘導ラマン散乱判定部40は、後述するようにレーザビーム発振源11内で発生する誘導ラマン散乱の程度を判定する。NC装置50は、ファイバレーザ発振器10(レーザビーム発振源11)及び駆動部21を制御する。NC装置50は、ファイバレーザ発振器10及び駆動部21を制御する制御装置の一例である。 The induced Raman scattering determination unit 40 determines the degree of induced Raman scattering generated in the laser beam oscillation source 11 as described later. The NC device 50 controls the fiber laser oscillator 10 (laser beam oscillation source 11) and the drive unit 21. The NC device 50 is an example of a control device that controls the fiber laser oscillator 10 and the drive unit 21.

ここで、ファイバレーザ発振器10の構成及び動作を詳細に説明する。レーザビーム発振源11は、例えば波長1080nmのレーザビームを射出する。レーザビーム発振源11は、波長1060nm~1080nmのレーザビームを射出すればよい。なお、以下の説明において、波長1060nm~1080nmのレーザビームを基本波とも称する。レーザビーム発振源11の内部構成は公知であるので、内部構成の説明を省略する。ファイバレーザ発振器10は、連続波(CW)を発振してもよいし、パルス波を発振してもよい。 Here, the configuration and operation of the fiber laser oscillator 10 will be described in detail. The laser beam oscillation source 11 emits, for example, a laser beam having a wavelength of 1080 nm. The laser beam oscillation source 11 may emit a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm. In the following description, a laser beam having a wavelength of 1060 nm to 1080 nm is also referred to as a fundamental wave. Since the internal configuration of the laser beam oscillation source 11 is known, the description of the internal configuration will be omitted. The fiber laser oscillator 10 may oscillate a continuous wave (CW) or a pulse wave.

ビームカプラ13は、コリメートレンズ131と、ベンドミラー132と、集束レンズ133と、ダイクロイックミラー134と、第1のフォトダイオード136と、第2のフォトダイオード137とを備える。第1のフォトダイオード136は第1の検出器の一例であり、第2のフォトダイオード137は第2の検出器の一例である。 The beam coupler 13 includes a collimating lens 131, a bend mirror 132, a focusing lens 133, a dichroic mirror 134, a first photodiode 136, and a second photodiode 137. The first photodiode 136 is an example of a first detector, and the second photodiode 137 is an example of a second detector.

コリメートレンズ131は、フィーディングファイバ12の射出端より射出された発散光のレーザビームを平行化して、コリメート光に変換する。コリメート光のレーザビームは、ベンドミラー132に入射されて反射される。ベンドミラー132は、レーザビームの反射面が、コリメート光の光軸に対して例えば45度の角度で配置されている。ベンドミラー132で反射したレーザビームは、集束レンズ133に入射される。集束レンズ133は、入射したコリメート光を集束させて収束光に変換し、プロセスファイバ30のコアに入射させる。 The collimated lens 131 parallelizes the laser beam of the divergent light emitted from the emission end of the feeding fiber 12 and converts it into collimated light. The laser beam of collimated light is incident on the bend mirror 132 and reflected. In the bend mirror 132, the reflecting surface of the laser beam is arranged at an angle of, for example, 45 degrees with respect to the optical axis of the collimated light. The laser beam reflected by the bend mirror 132 is incident on the focusing lens 133. The focusing lens 133 focuses the incident collimated light, converts it into convergent light, and causes it to be incident on the core of the process fiber 30.

フィーディングファイバ12より射出されてファイバレーザ発振器10(ビームカプラ13)内を進行するレーザビームは、レーザビーム発振源11内で発生した誘導ラマン散乱に起因する不要光を含むことがある。不要光は、例えば、中心波長1130nmを有する。以下、誘導ラマン散乱をSRSと略記することがあり、誘導ラマン散乱に起因する不要光をSRS成分と称することとする。 The laser beam emitted from the feeding fiber 12 and traveling in the fiber laser oscillator 10 (beam coupler 13) may include unnecessary light due to induced Raman scattering generated in the laser beam oscillation source 11. The unwanted light has, for example, a center wavelength of 1130 nm. Hereinafter, the induced Raman scattering may be abbreviated as SRS, and the unnecessary light caused by the induced Raman scattering will be referred to as an SRS component.

ベンドミラー132は、入射するレーザビームの99%を反射し、残余を透過させる特性を有する。ベンドミラー132を透過したレーザビームは、ダイクロイックミラー134に入射する。ダイクロイックミラー134は、ベンドミラー132を透過したレーザビームのうち、SRS成分以外の波長1100nm未満のレーザビームを透過させ、SRS成分の波長を含む波長1100nm以上のレーザビームを反射させる。ダイクロイックミラー134は、SRS成分の反射面が、ベンドミラー132を透過したレーザビームの光軸に対して例えば135度の角度で配置されている。 The bend mirror 132 has a property of reflecting 99% of the incident laser beam and transmitting the remainder. The laser beam transmitted through the bend mirror 132 is incident on the dichroic mirror 134. The dichroic mirror 134 transmits a laser beam having a wavelength of less than 1100 nm other than the SRS component among the laser beams transmitted through the bend mirror 132, and reflects a laser beam having a wavelength of 1100 nm or more including the wavelength of the SRS component. In the dichroic mirror 134, the reflecting surface of the SRS component is arranged at an angle of, for example, 135 degrees with respect to the optical axis of the laser beam transmitted through the bend mirror 132.

ベンドミラー132を透過したレーザビームのうち、SRS成分を含む波長1100nm以上のレーザビームを、第1の周波数帯域を有するレーザビームと称することとする。ベンドミラー132を透過したレーザビームのうち、SRS成分を含まない波長1100nm未満のレーザビームを第2の周波数帯域を有するレーザビームと称することとする。 Of the laser beams transmitted through the bend mirror 132, a laser beam having a wavelength of 1100 nm or more containing an SRS component is referred to as a laser beam having a first frequency band. Of the laser beams transmitted through the bend mirror 132, a laser beam having a wavelength of less than 1100 nm that does not contain an SRS component is referred to as a laser beam having a second frequency band.

このように、ダイクロイックミラー134は、ベンドミラー132を透過するレーザビームを、SRS成分を含まないレーザビームと、SRS成分を含むレーザビームとに分離する。 In this way, the dichroic mirror 134 separates the laser beam transmitted through the bend mirror 132 into a laser beam that does not contain the SRS component and a laser beam that contains the SRS component.

第1のフォトダイオード136は、第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を検出する。第2のフォトダイオード137は、第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を検出する。 The first photodiode 136 detects the first amount of light of a laser beam having a second frequency band. The second photodiode 137 detects the second light amount of the laser beam having the first frequency band without having the second frequency band.

誘導ラマン散乱判定部40は、第1のフォトダイオード136が検出した第1の光量と、第2のフォトダイオード137が検出した第2の光量とを加算して、全体光量を算出する。全体光量は、第1及び第2の周波数帯域を有するレーザビームの光量であり、レーザビームの全周波数帯域の光量を示す。さらに、誘導ラマン散乱判定部40は、第2の光量を全体光量で除算して、全体光量に対するSRS成分の光量の割合を算出する。全体光量に対するSRS成分の光量の割合を、以下、SRS成分の発生量と称することとする。 The inductive Raman scattering determination unit 40 calculates the total light amount by adding the first light amount detected by the first photodiode 136 and the second light amount detected by the second photodiode 137. The total light amount is the light amount of the laser beam having the first and second frequency bands, and indicates the light amount of the entire frequency band of the laser beam. Further, the induced Raman scattering determination unit 40 divides the second light amount by the total light amount to calculate the ratio of the light amount of the SRS component to the total light amount. The ratio of the amount of light of the SRS component to the total amount of light will be hereinafter referred to as the amount of SRS component generated.

誘導ラマン散乱判定部40は、SRS成分の発生量が予め定めた発生量を超えた場合、ステータス信号を生成してNC装置50に供給する。予め定めた発生量は、予め定めた閾値である。 When the amount of SRS component generated exceeds the amount generated in advance, the induced Raman scattering determination unit 40 generates a status signal and supplies it to the NC device 50. The predetermined amount of generation is a predetermined threshold value.

誘導ラマン散乱判定部40は、次のようにしてステータス信号を出力するか否かを決定してもよい。誘導ラマン散乱判定部40は、第2の光量をN倍(例えば100倍)して、N倍した第2の光量が第1の光量を超えた場合、NC装置50にステータス信号を供給する。 The induced Raman scattering determination unit 40 may determine whether or not to output a status signal as follows. The induced Raman scattering determination unit 40 multiplies the second light amount by N times (for example, 100 times), and when the N times the second light amount exceeds the first light amount, supplies a status signal to the NC device 50.

このように、誘導ラマン散乱判定部40は、全体光量とSRS成分の光量である第2の光量とを比較することによってステータス信号を出力するか否かを決定してもよいし、第1の光量と第2の光量とを比較することによってステータス信号を出力するか否かを決定してもよい。前者の場合、全体光量と第2の光量との比較とは、詳細には、全体光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか否かを判定することである。後者の場合、第1の光量と第2の光量とを比較を容易にするために、Nを自然数として、第2の光量をN倍した上で大小関係を判定しているので、第1の光量に対する第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか否かを判定することと等価である。なお、前者の場合の閾値と後者の場合とは異なり、適宜の値に設定される。 In this way, the induced Raman scattering determination unit 40 may determine whether or not to output the status signal by comparing the total light amount with the second light amount which is the light amount of the SRS component, or the first one. Whether or not to output the status signal may be determined by comparing the amount of light with the amount of second light. In the former case, the comparison between the total light amount and the second light amount is, in detail, to determine whether or not the ratio of the second light amount to the total light amount exceeds a predetermined threshold value. In the latter case, in order to facilitate the comparison between the first light amount and the second light amount, N is a natural number, the second light amount is multiplied by N, and the magnitude relationship is determined. It is equivalent to determining whether or not the ratio of the second light amount to the light amount exceeds a predetermined threshold value. In addition, unlike the threshold value in the former case and the latter case, it is set to an appropriate value.

NC装置50は、誘導ラマン散乱判定部40から供給されたステータス信号を受信すると、ファイバレーザ発振器10から射出されるレーザビームのレーザ出力を下げるよう、ファイバレーザ発振器10に供給する出力指令値を小さくする。なお、出力指令値とは、W(ワット)またはkW(キロワット)で指令されるレーザ出力値である。これに加えて、NC装置50は、板金Wの加工速度(切断速度)を遅くするよう駆動部21を制御する。NC装置50は、SRS成分が発生しない程度に、ファイバレーザ発振器10に対する出力指令値を小さくし、レーザ出力を下げても板金を切断することができるよう、加工速度を遅くする。この場合、ファイバレーザ発振器10は、連続波を発振してもよいし、パルス波を発振してもよい。 When the NC device 50 receives the status signal supplied from the induction Raman scattering determination unit 40, the NC device 50 reduces the output command value supplied to the fiber laser oscillator 10 so as to reduce the laser output of the laser beam emitted from the fiber laser oscillator 10. do. The output command value is a laser output value commanded by W (watt) or kW (kilowatt). In addition to this, the NC device 50 controls the drive unit 21 so as to slow down the processing speed (cutting speed) of the sheet metal W. The NC device 50 reduces the output command value for the fiber laser oscillator 10 to the extent that the SRS component is not generated, and slows down the processing speed so that the sheet metal can be cut even if the laser output is lowered. In this case, the fiber laser oscillator 10 may oscillate a continuous wave or a pulse wave.

ファイバレーザ発振器10がパルス波を発振する場合には、NC装置50は、出力指令値及び加工速度を調整する代わりにパルス周波数を変更してもよい。NC装置50は、SRS成分を低減させるようにパルス周波数を高くまたは低くする。この場合、パルス周波数を調整しても平均レーザ出力は変わらないため、NC装置50は、板金Wの加工速度を変更するよう駆動部21を制御する必要はない。 When the fiber laser oscillator 10 oscillates a pulse wave, the NC device 50 may change the pulse frequency instead of adjusting the output command value and the processing speed. The NC device 50 raises or lowers the pulse frequency so as to reduce the SRS component. In this case, since the average laser output does not change even if the pulse frequency is adjusted, the NC device 50 does not need to control the drive unit 21 so as to change the processing speed of the sheet metal W.

図2Aは、レーザ加工機1Aによって板厚3.0mmのステンレス鋼を切断するときの出力指令値と最大切断速度との関係を示している。図2Bは、レーザ加工機1Aによって板厚3.0mmのアルミニウム板を切断するときの出力指令値と最大切断速度との関係を示している。図2A及び図2Bにおいて、破線は、SRS成分が発生しない条件での出力指令値と最大切断速度との関係を示している。ここで、出力指令を百分率で表現した場合、例えば、プロセスファイバ30の射出端で最大出力10kWを出力できるレーザビームであれば、100%は10kWであり、75%は7.5kWであることを示す。また、最大切断速度の割合は、最大出力時の最大切断速度切断速度に対するそのそれぞれの出力指令で出力されるレーザビームの光強度(レーザ出力)での最大切断速度の割合である。以下、レーザビームの光強度をレーザ出力とも称することとする。 FIG. 2A shows the relationship between the output command value and the maximum cutting speed when cutting stainless steel having a plate thickness of 3.0 mm by the laser processing machine 1A. FIG. 2B shows the relationship between the output command value and the maximum cutting speed when cutting an aluminum plate having a plate thickness of 3.0 mm by the laser processing machine 1A. In FIGS. 2A and 2B, the broken line shows the relationship between the output command value and the maximum cutting speed under the condition that the SRS component does not occur. Here, when the output command is expressed as a percentage, for example, if the laser beam can output a maximum output of 10 kW at the injection end of the process fiber 30, 100% is 10 kW and 75% is 7.5 kW. show. The ratio of the maximum cutting speed is the ratio of the maximum cutting speed to the maximum cutting speed cutting speed at the maximum output in terms of the light intensity (laser output) of the laser beam output by each output command. Hereinafter, the light intensity of the laser beam will also be referred to as a laser output.

レーザ加工機1Aによって指令される出力指令で出力されたプロセスファイバ30の射出端でのレーザ出力が、期待されるレーザ出力よりも減少している場合に、その最大切断速度の割合も実際のレーザ出力に応じてn%減少する。つまり、図2A及び図2Bは、プロセスファイバ30の射出端で出力指令に期待される最大切断速度の割合(破線)と、その出力指令に対応して実際にプロセスファイバ30の射出端で計測されたレーザ出力に応じた切断速度の割合がその最大切断速度の割合からn%減少したのかを示している。 When the laser output at the injection end of the process fiber 30 output by the output command commanded by the laser machine 1A is lower than the expected laser output, the ratio of the maximum cutting speed is also the actual laser. It decreases by n% depending on the output. That is, FIGS. 2A and 2B are actually measured at the injection end of the process fiber 30 in response to the ratio (broken line) of the maximum cutting speed expected for the output command at the injection end of the process fiber 30 and the output command. It shows whether the ratio of the cutting speed according to the laser output was reduced by n% from the ratio of the maximum cutting speed.

図2A及び図2Bに示すように、板厚3.0mmのステンレス鋼及びアルミニウム板であれば、SRS成分が発生していない条件下で出力指令100%時、最大切断速度100%で切断が可能であり、出力指令に比例してそれぞれの最大切断速度の割合が増加している。しかし、SRS成分が発生する条件下では、出力指令100%時、下向き矢印で示すように、37%または38%最大切断速度の割合が低下した。つまり、SRS成分の発生状況によっては、最大切断速度の割合は35%以上減少する。また、出力指令97%でSRS成分が発生すると最大切断速度は16%または27%低下した。なお、板厚3.0mmのステンレス鋼及びアルミニウム板は、SRS成分が発生する条件下では、出力指令95%を超えると、SRS成分が発生することが分かった。 As shown in FIGS. 2A and 2B, stainless steel and aluminum plates having a thickness of 3.0 mm can be cut at a maximum cutting speed of 100% when the output command is 100% under the condition that no SRS component is generated. Therefore, the ratio of each maximum cutting speed increases in proportion to the output command. However, under the condition that the SRS component is generated, when the output command is 100%, the ratio of the maximum cutting speed is reduced by 37% or 38% as shown by the downward arrow. That is, depending on the generation status of the SRS component, the ratio of the maximum cutting speed is reduced by 35% or more. Further, when the SRS component was generated at the output command of 97%, the maximum cutting speed decreased by 16% or 27%. It was found that the stainless steel and aluminum plates having a plate thickness of 3.0 mm generate SRS components when the output command exceeds 95% under the conditions where SRS components are generated.

上記のように、出力指令100%としたとしても(出力指令を95%以上としたとしても)、SRS成分が発生すると出力指令80%の最大切断速度の割合よりも低い最大切断速度の割合となってしまう。 As described above, even if the output command is 100% (even if the output command is 95% or more), when the SRS component is generated, the ratio of the maximum cutting speed is lower than the ratio of the maximum cutting speed of the output command of 80%. turn into.

図3はSRS成分の光強度と基本波の光強度を比較して並べた簡略図であり、レーザ加工機1Aは、レーザビーム発振源11が連続波を発振するときとパルス波を発振するときとでSRS成分の発生量が異なる。パルス波発振時の方が連続波発振時より顕著にSRS成分が発生することがわかる。なお、ここでのSRS成分の光強度とは、ファイバレーザ発振器10によるレーザビームの発振に影響を及ぼす、レーザ出力を低下させるSRS成分の光強度を指す。連続波発振時にもSRS成分が発生することはあるが、レーザ出力を低下させるSRS成分はほとんど発生しないため、連続波発振時のSRS成分は無視できる。 FIG. 3 is a simplified diagram in which the light intensity of the SRS component and the light intensity of the fundamental wave are compared and arranged. In the laser processing machine 1A, when the laser beam oscillation source 11 oscillates a continuous wave and when a pulse wave is oscillated. The amount of SRS component generated is different between. It can be seen that the SRS component is remarkably generated when the pulse wave is oscillated than when the continuous wave is oscillated. The light intensity of the SRS component here refers to the light intensity of the SRS component that reduces the laser output, which affects the oscillation of the laser beam by the fiber laser oscillator 10. Although the SRS component may be generated during continuous wave oscillation, the SRS component that reduces the laser output is hardly generated, so the SRS component during continuous wave oscillation can be ignored.

図4A及び図4Bは、各パルス周波数におけるSRS成分の発生量と、レーザ出力の変化を示している。パルス波のデューティ比は50%である。図4Aに示すように、SRS成分の発生量はパルス周波数によって変化する。図4Bに示すように、レーザ出力はパルス周波数によって変化する。なお、図4Bにおいて、レーザ出力とは、SRS成分が発生していない条件下で出力指令100%時のプロセスファイバ30の射出端でのレーザ出力を100%とし、SRS成分が発生する条件下では、その出力指令100%時のプロセスファイバ30の射出端でのレーザ出力の割合を示している。また、図4A及び図4Bにおいては、プロセスファイバ30の射出端でのレーザ出力の他に、フィーディングファイバ12の射出端でのレーザ出力の推移も示している。 4A and 4B show the amount of SRS component generated at each pulse frequency and the change in laser output. The duty ratio of the pulse wave is 50%. As shown in FIG. 4A, the amount of SRS component generated varies depending on the pulse frequency. As shown in FIG. 4B, the laser output varies with pulse frequency. In FIG. 4B, the laser output means that the laser output at the injection end of the process fiber 30 when the output command is 100% is 100% under the condition that the SRS component is not generated, and the condition is that the SRS component is generated. , The ratio of the laser output at the injection end of the process fiber 30 when the output command is 100% is shown. Further, FIGS. 4A and 4B show the transition of the laser output at the injection end of the feeding fiber 12 in addition to the laser output at the injection end of the process fiber 30.

図4A及び図4Bより、パルス周波数が変化すればSRS成分の発生量が変化し、これにより、レーザ出力が変化することが分かる。具体的には、パルス周波数を0kHzより大きい設定で2kHzまでに、プロセスファイバ30の射出端側でSRS成分が急激に発生し、その後パルス周波数を更に大きい値に設定すると徐々に減少していく実験結果となった。つまり、レーザ加工機1Aは、出力指令値を変更することによってSRS成分の発生量を低下させることができるし、パルス周波数を調整することによってレーザ出力の低下を抑制しつつSRS成分の発生量を低下させることができる。なお、パルス周波数が0kHzとは連続波発振であり、上記のようにSRS成分によるレーザ出力低下はほとんど発生しない。 From FIGS. 4A and 4B, it can be seen that when the pulse frequency changes, the amount of SRS component generated changes, and thereby the laser output changes. Specifically, an experiment in which the SRS component is rapidly generated on the injection end side of the process fiber 30 by setting the pulse frequency higher than 0 kHz to 2 kHz, and then gradually decreasing when the pulse frequency is set to a higher value. The result was. That is, the laser processing machine 1A can reduce the amount of SRS component generated by changing the output command value, and the amount of SRS component generated while suppressing the decrease in laser output by adjusting the pulse frequency. Can be reduced. Note that the pulse frequency of 0 kHz is continuous wave oscillation, and as described above, the laser output is hardly reduced due to the SRS component.

以上のように、第1実施形態のレーザ加工機1Aは、SRS成分の発生量が予め定めた発生量を超えた場合、第1の方法として、出力指令値を変更することによってレーザ出力を低下させ、低下させたレーザ出力に適した加工条件に調整する。ファイバレーザ発振器10がパルス波を発振する場合には、第1実施形態のレーザ加工機1Aは、第2の方法としてパルス周波数を変更する。例えば、連続波にする、または、更に周波数を高めることで、低下したレーザ出力を回復させるよう調整する。したがって、第1実施形態のレーザ加工機1Aによれば、SRS成分が発生したときに、加工品質をほとんど悪化させることがない。 As described above, in the laser processing machine 1A of the first embodiment, when the amount of SRS component generated exceeds a predetermined amount, the laser output is reduced by changing the output command value as the first method. The processing conditions are adjusted to suit the reduced laser output. When the fiber laser oscillator 10 oscillates a pulse wave, the laser processing machine 1A of the first embodiment changes the pulse frequency as a second method. For example, the reduced laser output is adjusted to be recovered by making it a continuous wave or further increasing the frequency. Therefore, according to the laser processing machine 1A of the first embodiment, when the SRS component is generated, the processing quality is hardly deteriorated.

SRS成分が多く発生すると、ファイバレーザ発振器10が故障するおそれがある。第1実施形態のレーザ加工機1Aによれば、ファイバレーザ発振器10が故障するおそれを低減させることもできる。 If a large amount of SRS component is generated, the fiber laser oscillator 10 may fail. According to the laser processing machine 1A of the first embodiment, it is possible to reduce the possibility that the fiber laser oscillator 10 will fail.

<第2実施形態>
図5に示す第2実施形態に係るレーザ加工機1Bについて説明する。図5に示すように、レーザ加工機1Bは、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する第1の検出器として、第1の撮像素子138を備える。第1の撮像素子138は例えばCCDである。以下、第1の撮像素子138を第1のCCD138と称することとする。ビームカプラ13内の他の構成は、レーザ加工機1Aと同様である。レーザ加工機1Bの基本的な動作及び効果は、図1~図4で説明したレーザ加工機1Aのそれと同様である。
<Second Embodiment>
The laser beam machine 1B according to the second embodiment shown in FIG. 5 will be described. As shown in FIG. 5, the laser processing machine 1B includes a first image pickup device 138 as a first detector that receives a first light amount of a laser beam having a second frequency band in the beam coupler 13. .. The first image sensor 138 is, for example, a CCD. Hereinafter, the first image sensor 138 will be referred to as a first CCD 138. Other configurations in the beam coupler 13 are the same as those of the laser processing machine 1A. The basic operation and effect of the laser processing machine 1B are the same as those of the laser processing machine 1A described with reference to FIGS. 1 to 4.

すなわち、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する第1の検出器は、第1のフォトダイオード136である必要はなく、第1のCCD138であってもよい。第1のCCD138は、第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を直接モニタすることができる。 That is, the first detector that receives the first light amount of the laser beam having the second frequency band in the beam coupler 13 does not have to be the first photodiode 136, but is the first CCD138. May be good. The first CCD138 can directly monitor the first light amount of the laser beam having the second frequency band.

<第3実施形態>
図6に示す第3実施形態に係るレーザ加工機1Cについて説明する。図6に示すように、レーザ加工機1Cは、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2の撮像素子139を備える。第2の撮像素子139は例えばCCDである。以下、第2の撮像素子139を第2のCCD139と称することとする。ビームカプラ13内の他の構成は、レーザ加工機1Aと同様である。レーザ加工機1Cの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Aのそれと同様である。
<Third Embodiment>
The laser beam machine 1C according to the third embodiment shown in FIG. 6 will be described. As shown in FIG. 6, the laser beam machine 1C is used as a second detector that receives a second light amount of a laser beam having a first frequency band without having a second frequency band in the beam coupler 13. , A second image pickup element 139 is provided. The second image sensor 139 is, for example, a CCD. Hereinafter, the second image sensor 139 will be referred to as a second CCD 139. Other configurations in the beam coupler 13 are the same as those of the laser processing machine 1A. The basic operation and effect of the laser processing machine 1C are the same as those of the laser processing machine 1A.

すなわち、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器は、第2のフォトダイオード137である必要はなく、第2のCCD139であってもよい。第2のCCD139は、第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームのSRS成分の第2の光量を直接モニタすることができる。 That is, the second detector that receives the second light amount of the laser beam that does not have the second frequency band and has the first frequency band in the beam coupler 13 needs to be the second photodiode 137. Instead, it may be the second CCD139. The second CCD139 can directly monitor the second light amount of the SRS component of the laser beam having the first frequency band without having the second frequency band.

<第4実施形態>
図7に示す第4実施形態に係るレーザ加工機1Dについて説明する。図7に示すように、レーザ加工機1Dは、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD138を備える。また、レーザ加工機1Dは、ビームカプラ13内の第2の周波数帯域を有さず第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD139を備える。ビームカプラ13内の他の構成は、レーザ加工機1Aと同様である。レーザ加工機1Dの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Aのそれと同様である。
<Fourth Embodiment>
The laser beam machine 1D according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 will be described. As shown in FIG. 7, the laser beam machine 1D includes a first CCD 138 as a first detector that receives a first light amount of a laser beam having a second frequency band in the beam coupler 13. Further, the laser beam machine 1D has a second CCD139 as a second detector that receives the second light amount of the laser beam having the first frequency band without having the second frequency band in the beam coupler 13. To prepare for. Other configurations in the beam coupler 13 are the same as those of the laser processing machine 1A. The basic operation and effect of the laser processing machine 1D are the same as those of the laser processing machine 1A.

<第5実施形態>
図8に示す第5実施形態に係るレーザ加工機1Eについて説明する。図8に示すように、レーザ加工機1Eにおいて、ビームカプラ13内でベンドミラー132を透過したレーザビームは、ビームカプラ13の内壁に設けた反射面13Rで反射して第1のフォトダイオード136に入射する。第1のフォトダイオード136は、反射したレーザビームの第3の光量を受光する。つまり、第1のフォトダイオード136は、第1及び第2の周波数帯域を有するレーザビームの第3の光量を受光する。第5実施形態における第3の光量は、第1~第4実施形態における全体光量に相当する。
<Fifth Embodiment>
The laser processing machine 1E according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 will be described. As shown in FIG. 8, in the laser processing machine 1E, the laser beam transmitted through the bend mirror 132 in the beam coupler 13 is reflected by the reflection surface 13R provided on the inner wall of the beam coupler 13 and is reflected by the first photodiode 136. Incident. The first photodiode 136 receives a third amount of light from the reflected laser beam. That is, the first photodiode 136 receives the third light amount of the laser beam having the first and second frequency bands. The third amount of light in the fifth embodiment corresponds to the total amount of light in the first to fourth embodiments.

また、ビームカプラ13内でベンドミラー132を透過したレーザビームは、ビームカプラ13の内壁に設けた反射面13Rで反射し、バンドパスフィルタ135を介して第2のフォトダイオード137に入射する。バンドパスフィルタ135は、入射した周波数帯域のうち波長1100nm以上である第1の周波数帯域を透過させる。よって、第2のフォトダイオード137は、第2の周波数帯域を含まず第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を受光する。 Further, the laser beam transmitted through the bend mirror 132 in the beam coupler 13 is reflected by the reflection surface 13R provided on the inner wall of the beam coupler 13 and is incident on the second photodiode 137 via the bandpass filter 135. The bandpass filter 135 transmits the first frequency band having a wavelength of 1100 nm or more in the incident frequency band. Therefore, the second photodiode 137 receives the second light amount of the laser beam that does not include the second frequency band but includes the first frequency band.

第5実施形態によれば、レーザビームの全波長帯域を波長1100nm以上と1100nm未満とに分ける必要がない。誘導ラマン散乱判定部40は、第1~第4実施形態のようにSRS成分以外の第1の光量とSRS成分の第2の光量とを加算して全体光量を算出する必要もない。よって、誘導ラマン散乱判定部40が全体光量を算出する工程を削減できる。 According to the fifth embodiment, it is not necessary to divide the entire wavelength band of the laser beam into a wavelength of 1100 nm or more and a wavelength of less than 1100 nm. The induced Raman scattering determination unit 40 does not need to calculate the total light amount by adding the first light amount other than the SRS component and the second light amount of the SRS component as in the first to fourth embodiments. Therefore, the step of calculating the total light amount by the guided Raman scattering determination unit 40 can be reduced.

第5実施形態においては、誘導ラマン散乱判定部40は、第2のフォトダイオード137が受光した第2の光量を第1のフォトダイオード136が受光した第3の光量で除算して、受光した全体の第3の光量に対するSRS成分の発生量の割合を算出する。レーザ加工機1Eの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Aのそれと同様である。 In the fifth embodiment, the inductive Raman scattering determination unit 40 divides the second light amount received by the second photodiode 137 by the third light amount received by the first photodiode 136, and receives the entire light. The ratio of the amount of SRS component generated to the third amount of light is calculated. The basic operation and effect of the laser processing machine 1E are the same as those of the laser processing machine 1A.

<第6実施形態>
図9に示す第6実施形態に係るレーザ加工機1Fについて説明する。図9に示すように、レーザ加工機1Fは、ベンドミラー132を透過して内壁に設けた反射面13Rで反射したレーザビームの第3の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD138を備える。第1のCCD138が受光する第3の光量は全体光量に相当する。ビームカプラ13内の他の構成はレーザ加工機1Eと同様である。レーザ加工機1Fの基本的な動作及び効果は、図8で説明したレーザ加工機1Eのそれと同様である。
<Sixth Embodiment>
The laser beam machine 1F according to the sixth embodiment shown in FIG. 9 will be described. As shown in FIG. 9, the laser beam machine 1F is a first detector as a first detector that receives a third amount of light of a laser beam transmitted through a bend mirror 132 and reflected by a reflecting surface 13R provided on an inner wall. It is equipped with a CCD 138. The third amount of light received by the first CCD138 corresponds to the total amount of light. Other configurations in the beam coupler 13 are the same as those of the laser processing machine 1E. The basic operation and effect of the laser processing machine 1F are the same as those of the laser processing machine 1E described with reference to FIG.

<第7実施形態>
図10に示す第7実施形態に係るレーザ加工機1Gについて説明する。図10に示すように、レーザ加工機1Gは、バンドパスフィルタ135によって第1の周波数帯域が透過したレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD139を備える。ビームカプラ13内の他の構成はレーザ加工機1Eと同様である。レーザ加工機1Gの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Eのそれと同様である。
<7th Embodiment>
The laser beam machine 1G according to the seventh embodiment shown in FIG. 10 will be described. As shown in FIG. 10, the laser beam machine 1G includes a second CCD 139 as a second detector that receives a second light amount of the laser beam transmitted through the first frequency band by the bandpass filter 135. Other configurations in the beam coupler 13 are the same as those of the laser processing machine 1E. The basic operation and effect of the laser processing machine 1G are the same as those of the laser processing machine 1E.

<第8実施形態>
図11に示す第8実施形態に係るレーザ加工機1Hについて説明する。図11に示すように、レーザ加工機1Hは、ベンドミラー132を透過して内壁に設けた反射面13Rで反射したレーザビームの第3の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD138を備える。また、レーザ加工機1Hは、バンドパスフィルタ135によって第1の周波数帯域が透過したレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD139を備える。レーザ加工機1Hの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Eのそれと同様である。
<8th Embodiment>
The laser beam machine 1H according to the eighth embodiment shown in FIG. 11 will be described. As shown in FIG. 11, the laser beam machine 1H is a first detector as a first detector that receives a third amount of light of a laser beam transmitted through a bend mirror 132 and reflected by a reflecting surface 13R provided on an inner wall. It is equipped with a CCD 138. Further, the laser processing machine 1H includes a second CCD 139 as a second detector that receives a second light amount of the laser beam transmitted through the first frequency band by the bandpass filter 135. The basic operation and effect of the laser processing machine 1H are the same as those of the laser processing machine 1E.

<第9実施形態>
図12に示す第9実施形態に係るレーザ加工機1Jについて説明する。図12に示すように、第9実施形態においては、加工ヘッド22は、コリメートレンズ221及び集束レンズ223の他に、ベンドミラー222、ダイクロイックミラー224、第1のフォトダイオード226、第2のフォトダイオード227をさらに備える。第9実施形態においては、ビームカプラ13は、コリメートレンズ131、ベンドミラー132、及び集束レンズ133のみを備えればよい。第1のフォトダイオード226は第1の検出器の一例であり、第2のフォトダイオード227は第2の検出器の一例である。
<9th embodiment>
The laser beam machine 1J according to the ninth embodiment shown in FIG. 12 will be described. As shown in FIG. 12, in the ninth embodiment, in addition to the collimating lens 221 and the focusing lens 223, the processing head 22 includes a bend mirror 222, a dichroic mirror 224, a first photodiode 226, and a second photodiode. 227 is further provided. In the ninth embodiment, the beam coupler 13 may include only the collimating lens 131, the bend mirror 132, and the focusing lens 133. The first photodiode 226 is an example of a first detector, and the second photodiode 227 is an example of a second detector.

プロセスファイバ30により射出された発散光のレーザビームは、コリメートレンズ221で平行化されてコリメート光に変換され、ベンドミラー222に入射される。ベンドミラー222は、レーザビームの反射面が、コリメートレンズ221より射出されたレーザビームの光軸に対して例えば135度の角度で配置されている。ベンドミラー222で反射したレーザビームは集束レンズ223に入射される。集束レンズ223は、入射されたレーザビームを集束して板金Wに照射する。 The laser beam of the divergent light emitted by the process fiber 30 is collimated by the collimated lens 221 and converted into collimated light, and is incident on the bend mirror 222. In the bend mirror 222, the reflecting surface of the laser beam is arranged at an angle of, for example, 135 degrees with respect to the optical axis of the laser beam emitted from the collimating lens 221. The laser beam reflected by the bend mirror 222 is incident on the focusing lens 223. The focusing lens 223 focuses the incident laser beam and irradiates the sheet metal W.

プロセスファイバ30により射出されて加工ヘッド22内を進行するレーザビームは、ファイバレーザ発振器10内で発生したSRS成分を含むことがある。ベンドミラー222は、入射する有効レーザビームの99%を反射し、残余を透過させる特性を有している。ダイクロイックミラー224は、SRS成分を含む第1の周波数帯域を有するレーザビームを反射させ、SRS成分以外の第2の周波数帯域を有するレーザビームを透過させる。ダイクロイックミラー224は、レーザビームの反射面が、ベンドミラー222を透過したレーザビームの光軸に対して例えば45度の角度で配置されている。 The laser beam emitted by the process fiber 30 and traveling in the processing head 22 may contain an SRS component generated in the fiber laser oscillator 10. The bend mirror 222 has a property of reflecting 99% of the incident effective laser beam and transmitting the remainder. The dichroic mirror 224 reflects a laser beam having a first frequency band containing an SRS component, and transmits a laser beam having a second frequency band other than the SRS component. In the dichroic mirror 224, the reflecting surface of the laser beam is arranged at an angle of, for example, 45 degrees with respect to the optical axis of the laser beam transmitted through the bend mirror 222.

第1のフォトダイオード226は、ダイクロイックミラー224を透過した第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する。第2のフォトダイオード227は、ダイクロイックミラー224で反射した第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する。 The first photodiode 226 receives the first amount of light of the laser beam having the second frequency band transmitted through the dichroic mirror 224. The second photodiode 227 receives the second amount of light of the laser beam having the first frequency band reflected by the dichroic mirror 224.

図12に示すレーザ加工機1Jの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Aのそれと同様である。 The basic operation and effect of the laser processing machine 1J shown in FIG. 12 are the same as those of the laser processing machine 1A.

ビームカプラ13内のベンドミラー132のコーティングと加工ヘッド22内のベンドミラー222のコーティングとの違いによって波長ごとの光の透過率が異なる。したがって、ビームカプラ13内と加工ヘッド22内とで観測される散乱光の強度に違いは生じるものの、SRS成分の計測はビームカプラ13内と加工ヘッド22内とのいずれでも可能である。 The light transmittance for each wavelength differs depending on the difference between the coating of the bend mirror 132 in the beam coupler 13 and the coating of the bend mirror 222 in the processing head 22. Therefore, although there is a difference in the intensity of the scattered light observed in the beam coupler 13 and the processing head 22, the SRS component can be measured in either the beam coupler 13 or the processing head 22.

<第10実施形態>
図13に示す第10実施形態に係るレーザ加工機1Kについて説明する。図13に示すように、レーザ加工機1Kは、加工ヘッド22内のダイクロイックミラー224を透過した第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する第1の検出器として、第1の撮像素子228を備える。第1の撮像素子228は例えばCCDである。以下、第1の撮像素子228を第1のCCDと228称することとする。加工ヘッド22内の他の構成はレーザ加工機1Jと同様である。レーザ加工機1Kの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Jのそれと同様である。
<10th Embodiment>
The laser beam machine 1K according to the tenth embodiment shown in FIG. 13 will be described. As shown in FIG. 13, the laser processing machine 1K is a first detector as a first detector that receives a first light amount of a laser beam having a second frequency band transmitted through a dichroic mirror 224 in the processing head 22. The image pickup device 228 of the above is provided. The first image sensor 228 is, for example, a CCD. Hereinafter, the first image sensor 228 will be referred to as a first CCD and 228. Other configurations in the processing head 22 are the same as those of the laser processing machine 1J. The basic operation and effect of the laser processing machine 1K are the same as those of the laser processing machine 1J.

<第11実施形態>
図14に示す第11実施形態に係るレーザ加工機1Lについて説明する。図14に示すように、レーザ加工機1Lは、加工ヘッド22内のダイクロイックミラー224で反射した第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2の撮像素子229を備える。第2の撮像素子229例えばCCDである。以下、第2の撮像素子229を第2のCCD229と称することとする。加工ヘッド22内の他の構成はレーザ加工機1Jと同様である。レーザ加工機1Lの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Jのそれと同様である。
<11th Embodiment>
The laser processing machine 1L according to the eleventh embodiment shown in FIG. 14 will be described. As shown in FIG. 14, the laser processing machine 1L is a second detector as a second detector that receives a second amount of light of a laser beam having a first frequency band reflected by the dichroic mirror 224 in the processing head 22. The image pickup device 229 of the above is provided. The second image sensor 229, for example, a CCD. Hereinafter, the second image sensor 229 will be referred to as a second CCD 229. Other configurations in the processing head 22 are the same as those of the laser processing machine 1J. The basic operation and effect of the laser processing machine 1L are the same as those of the laser processing machine 1J.

<第12実施形態>
図15に示す第12実施形態に係るレーザ加工機1Mについて説明する。図15に示すように、レーザ加工機1Mは、加工ヘッド22内のダイクロイックミラー224を透過した第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD228を備える。また、レーザ加工機1Mは、加工ヘッド22内のダイクロイックミラー224で反射した第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD229を備える。加工ヘッド22内の他の構成は、第9実施形態と同様である。レーザ加工機1Mの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Jのそれと同様である。
<12th Embodiment>
The laser beam machine 1M according to the twelfth embodiment shown in FIG. 15 will be described. As shown in FIG. 15, the laser processing machine 1M is a first detector as a first detector that receives a first amount of light of a laser beam having a second frequency band transmitted through a dichroic mirror 224 in the processing head 22. The CCD 228 is provided. Further, the laser processing machine 1M includes a second CCD229 as a second detector that receives a second amount of light of a laser beam having a first frequency band reflected by the dichroic mirror 224 in the processing head 22. Other configurations in the processing head 22 are the same as those in the ninth embodiment. The basic operation and effect of the laser processing machine 1M are the same as those of the laser processing machine 1J.

<第13実施形態>
図16に示す第13実施形態に係るレーザ加工機1Nについて説明する。図16に示すように、レーザ加工機1Nにおいて、加工ヘッド22内でベンドミラー222を透過したレーザビームは、加工ヘッド22の内壁に設けた反射面22Rで反射して第1のフォトダイオード226に入射する。第1のフォトダイオード226は、反射したレーザビームの第3の光量を受光する。つまり、第1のフォトダイオード226は、第1及び第2の周波数帯域を有するレーザビームの第3の光量を受光する。第1のフォトダイオード226が受光する第3の光量は全体光量に相当する。
<13th Embodiment>
The laser beam machine 1N according to the thirteenth embodiment shown in FIG. 16 will be described. As shown in FIG. 16, in the laser machining machine 1N, the laser beam transmitted through the bend mirror 222 in the machining head 22 is reflected by the reflection surface 22R provided on the inner wall of the machining head 22 and is reflected by the first photodiode 226. Incident. The first photodiode 226 receives a third amount of light from the reflected laser beam. That is, the first photodiode 226 receives a third amount of light from the laser beam having the first and second frequency bands. The third amount of light received by the first photodiode 226 corresponds to the total amount of light.

また、加工ヘッド22内でベンドミラー222を透過したレーザビームは反射面22Rで反射し、バンドパスフィルタ225を介して第2のフォトダイオード227に入射する。バンドパスフィルタ225は、入射した周波数帯域のうち波長1100nm以上である第1の周波数帯域を透過させる。よって、第2のフォトダイオード227は、第2の周波数帯域を含まず第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を受光する。 Further, the laser beam transmitted through the bend mirror 222 in the processing head 22 is reflected by the reflecting surface 22R and is incident on the second photodiode 227 via the bandpass filter 225. The bandpass filter 225 transmits the first frequency band having a wavelength of 1100 nm or more in the incident frequency band. Therefore, the second photodiode 227 receives the second light amount of the laser beam that does not include the second frequency band but includes the first frequency band.

第13実施形態によれば、第5実施形態と同様の効果を奏する。レーザ加工機1Nの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Jのそれと同様である。 According to the thirteenth embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment is obtained. The basic operation and effect of the laser processing machine 1N are the same as those of the laser processing machine 1J.

<第14実施形態>
図17に示す第14実施形態に係るレーザ加工機1Pについて説明する。図17に示すように、レーザ加工機1Pは、加工ヘッド22内のベンドミラー222を透過して内壁に設けた反射面22Rで反射したレーザビームの第3の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD228を備える。第1のCCD228が受光する第3の光量は全体光量に相当する。加工ヘッド22内の他の構成は第13実施形態と同様である。レーザ加工機1Pの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Nと同様である。
<14th Embodiment>
The laser beam machine 1P according to the 14th embodiment shown in FIG. 17 will be described. As shown in FIG. 17, the laser processing machine 1P is a first detector that receives a third amount of light of the laser beam transmitted through the bend mirror 222 in the processing head 22 and reflected by the reflecting surface 22R provided on the inner wall. The first CCD228 is provided. The third amount of light received by the first CCD228 corresponds to the total amount of light. Other configurations in the processing head 22 are the same as those in the thirteenth embodiment. The basic operation and effect of the laser processing machine 1P are the same as those of the laser processing machine 1N.

<第15実施形態>
図18に示す第15実施形態に係るレーザ加工機1Qについて説明する。図18に示すように、レーザ加工機1Qは、バンドパスフィルタ225によって第1の周波数帯域が透過したレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD229を備える。加工ヘッド22内の他の構成はレーザ加工機1Nと同様である。レーザ加工機1Qの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Nのそれと同様である。
<15th Embodiment>
The laser beam machine 1Q according to the fifteenth embodiment shown in FIG. 18 will be described. As shown in FIG. 18, the laser processing machine 1Q includes a second CCD229 as a second detector that receives a second amount of light of the laser beam transmitted through the first frequency band by the bandpass filter 225. Other configurations in the processing head 22 are the same as those of the laser processing machine 1N. The basic operation and effect of the laser processing machine 1Q are the same as those of the laser processing machine 1N.

<第16実施形態>
図19に示す第16実施形態に係るレーザ加工機1Rについて説明する。図19に示すように、レーザ加工機1Rは、加工ヘッド22内のベンドミラー222を透過して内壁に設けた反射面22Rで反射したレーザビームの第3の光量を受光する第1の検出器として、第1のCCD228を備える。また、レーザ加工機1Rは、バンドパスフィルタ225によって第1の周波数帯域が透過したレーザビームの第2の光量を受光する第2の検出器として、第2のCCD229を備える。レーザ加工機1Rの基本的な動作及び効果はレーザ加工機1Nのそれと同様である。
<16th Embodiment>
The laser beam machine 1R according to the 16th embodiment shown in FIG. 19 will be described. As shown in FIG. 19, the laser processing machine 1R is a first detector that receives a third amount of light of a laser beam transmitted through a bend mirror 222 in the processing head 22 and reflected by a reflecting surface 22R provided on the inner wall. The first CCD228 is provided. Further, the laser processing machine 1R includes a second CCD 229 as a second detector that receives a second light amount of the laser beam transmitted through the first frequency band by the bandpass filter 225. The basic operation and effect of the laser processing machine 1R are the same as those of the laser processing machine 1N.

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the present embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1A~1H,1J~1N,1P~1R レーザ加工機
10 ファイバレーザ発振器
11 レーザビーム発振源
12 フィーディングファイバ
13 ビームカプラ
20 加工部
21 駆動部
22 加工ヘッド
30 プロセスファイバ
40 誘導ラマン散乱判定部
50 NC装置
132,222 ベンドミラー
134,224 ダイクロイックミラー
135 バンドパスフィルタ
136,226 第1のフォトダイオード(第1の検出器)
137,227 第2のフォトダイオード(第2の検出器)
138,228 第1の撮像素子(第1の検出器)
139,229 第2の撮像素子(第2の検出器)
1A to 1H, 1J to 1N, 1P to 1R Laser processing machine 10 Fiber laser oscillator 11 Laser beam oscillation source 12 Feeding fiber 13 Beam coupler 20 Processing unit 21 Drive unit 22 Processing head 30 Process fiber 40 Inductive Raman scattering determination unit 50 NC Equipment 132,222 Bend mirror 134,224 Dycroic mirror 135 Bandpass filter 136,226 First photodiode (first detector)
137,227 Second photodiode (second detector)
138,228 First image sensor (first detector)
139,229 Second image sensor (second detector)

Claims (8)

レーザビームを射出するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器より射出されたレーザビームを用いて板金を加工する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを前記板金に対して相対的に移動させる駆動部と、
前記レーザ発振器内または前記加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量または前記第1及び前記第2の周波数帯域を有するレーザビームの全体光量を検出する第1の検出器と、
前記レーザ発振器内または前記加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、前記第2の周波数帯域を有さず前記第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を検出する第2の検出器と、
前記第1の光量と前記第2の光量とを加算した全体光量または前記第1の検出器が検出した全体光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、前記第1の光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるときに、ステータス信号を出力する誘導ラマン散乱判定部と、
前記誘導ラマン散乱判定部より出力された前記ステータス信号を受信したとき、前記レーザ発振器のレーザ出力を低下させるよう前記レーザ発振器に出力指令値を供給し、前記板金に対して前記加工ヘッドを相対的に移動させる加工速度を低下させるよう前記駆動部を制御する制御装置と、
を備えるレーザ加工機。
A laser oscillator that emits a laser beam and
A processing head that processes sheet metal using a laser beam emitted from the laser oscillator,
A drive unit that moves the processing head relative to the sheet metal,
Among the laser beams traveling in the laser oscillator or the processing head, the first light amount of the laser beam having a second frequency band lower than the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering or the above. A first detector that detects the total amount of light of the laser beam having the first and second frequency bands, and
A second detector that detects a second amount of light of a laser beam traveling in the laser oscillator or in the processing head, which does not have the second frequency band but has the first frequency band. When,
Whether the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount or the ratio of the second light amount to the total light amount detected by the first detector exceeds a predetermined threshold value, or the first light amount A guided Raman scattering determination unit that outputs a status signal when the ratio of the second light amount to the light exceeds a predetermined threshold value.
When the status signal output from the induced Raman scattering determination unit is received, an output command value is supplied to the laser oscillator so as to reduce the laser output of the laser oscillator, and the processing head is relative to the sheet metal. A control device that controls the drive unit so as to reduce the machining speed to be moved to
Laser processing machine equipped with.
パルス波のレーザビームを射出するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器より射出されたレーザビームを用いて板金を加工する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを前記板金に対して相対的に移動させる駆動部と、
前記レーザ発振器内または前記加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域を有するレーザビームの第1の光量または前記第1及び前記第2の周波数帯域を有するレーザビームの全体光量を検出する第1の検出器と、
前記レーザ発振器内または前記加工ヘッド内を進行するレーザビームのうち、前記第2の周波数帯域を有さず前記第1の周波数帯域を有するレーザビームの第2の光量を検出する第2の検出器と、
前記第1の光量と前記第2の光量とを加算した全体光量または前記第1の検出器が検出した全体光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、前記第1の光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるときに、ステータス信号を出力する誘導ラマン散乱判定部と、
前記誘導ラマン散乱判定部より出力された前記ステータス信号を受信したとき、前記レーザ発振器が射出するレーザビームのパルス周波数を変更するよう前記レーザ発振器を制御する制御装置と、
を備えるレーザ加工機。
A laser oscillator that emits a pulsed laser beam,
A processing head that processes sheet metal using a laser beam emitted from the laser oscillator,
A drive unit that moves the processing head relative to the sheet metal,
Among the laser beams traveling in the laser oscillator or the processing head, the first light amount of the laser beam having a second frequency band lower than the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering or the above. A first detector that detects the total amount of light of the laser beam having the first and second frequency bands, and
A second detector that detects a second amount of light of a laser beam traveling in the laser oscillator or in the processing head, which does not have the second frequency band but has the first frequency band. When,
Whether the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount or the ratio of the second light amount to the total light amount detected by the first detector exceeds a predetermined threshold value, or the first light amount A guided Raman scattering determination unit that outputs a status signal when the ratio of the second light amount to the light exceeds a predetermined threshold value.
A control device that controls the laser oscillator so as to change the pulse frequency of the laser beam emitted by the laser oscillator when the status signal output from the induced Raman scattering determination unit is received.
Laser processing machine equipped with.
前記レーザ発振器または前記加工ヘッドは、
レーザビームを反射させるベンドミラーと、
前記ベンドミラーを透過したレーザビームのうち、前記第2の周波数帯域を透過させるダイクロイックミラーと、
を有する
請求項1または2に記載のレーザ加工機。
The laser oscillator or the processing head
A bend mirror that reflects the laser beam,
Of the laser beams transmitted through the bend mirror, a dichroic mirror that transmits the second frequency band and
The laser processing machine according to claim 1 or 2.
前記レーザ発振器または前記加工ヘッドは、
レーザビームを反射させるベンドミラーと、
前記ベンドミラーを透過したレーザビームのうち、前記第1の周波数帯域を透過させるバンドパスフィルタと、
を有する
請求項1または2に記載のレーザ加工機。
The laser oscillator or the processing head
A bend mirror that reflects the laser beam,
Of the laser beams transmitted through the bend mirror, a bandpass filter that transmits the first frequency band and
The laser processing machine according to claim 1 or 2.
前記第1の検出器は、第1のフォトダイオードまたは第1の撮像素子である請求項1~4のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 The laser processing machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the first detector is a first photodiode or a first image pickup device. 前記第2の検出器は、第2のフォトダイオードまたは第2の撮像素子である請求項1~5のいずれか1項に記載のレーザ加工機。 The laser processing machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the second detector is a second photodiode or a second image pickup device. レーザビームを射出するレーザ発振器内のビームカプラまたは加工ヘッドが備えるベンドミラーを透過するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域の第1の光量または前記第1及び前記第2の周波数帯域を含むレーザビームの全体光量を第1の検出器によって検出し、
前記ベンドミラーを透過するレーザビームのうち、前記第2の周波数帯域を含まず前記第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を第2の検出器によって検出し、
前記第1の光量と前記第2の光量とを加算した全体光量または前記第1の検出器が検出した全体光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、前記第1の光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるとき、ステータス信号を生成し、
前記ステータス信号が生成されると、前記レーザ発振器のレーザ出力を低下させるよう前記レーザ発振器に出力指令値を供給し、加工対象の板金に対して前記加工ヘッドを相対的に移動させる加工速度を低下させる
レーザ加工方法。
A second frequency band lower than the first frequency band containing unnecessary light due to induced Raman scattering among the laser beams transmitted through the bend mirror included in the beam coupler or the processing head in the laser oscillator that emits the laser beam. The amount of light of 1 or the total amount of light of the laser beam including the first and second frequency bands is detected by the first detector.
Among the laser beams transmitted through the bend mirror, the second light amount of the laser beam that does not include the second frequency band but includes the first frequency band is detected by the second detector.
Whether the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount or the ratio of the second light amount to the total light amount detected by the first detector exceeds a predetermined threshold value, or the first light amount When the ratio of the second light intensity to the above exceeds a predetermined threshold value, a status signal is generated.
When the status signal is generated, an output command value is supplied to the laser oscillator so as to reduce the laser output of the laser oscillator, and the machining speed for moving the machining head relative to the sheet metal to be machined is lowered. Laser processing method.
パルス波のレーザビームを射出するレーザ発振器内のビームカプラまたは加工ヘッドが備えるベンドミラーを透過するレーザビームのうち、誘導ラマン散乱に起因する不要光を含む第1の周波数帯域未満の第2の周波数帯域の第1の光量または前記第1及び前記第2の周波数帯域を含むレーザビームの全体光量を第1の検出器によって検出し、
前記ベンドミラーを透過するレーザビームのうち、前記第2の周波数帯域を含まず前記第1の周波数帯域を含むレーザビームの第2の光量を第2の検出器によって検出し、
前記第1の光量と前記第2の光量とを加算した全体光量または前記第1の検出器が検出した全体光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるか、前記第1の光量に対する前記第2の光量の割合が所定の閾値を超えるとき、ステータス信号を生成し、
前記ステータス信号が生成されると、前記レーザ発振器が射出するレーザビームのパルス周波数を変更する
レーザ加工方法。
Of the laser beams transmitted through the bend mirror provided in the beam coupler or processing head in the laser oscillator that emits the laser beam of the pulse wave, the second frequency below the first frequency band including unnecessary light due to induced Raman scattering. The first detector detects the first light intensity of the band or the total light intensity of the laser beam including the first and second frequency bands.
Among the laser beams transmitted through the bend mirror, the second light amount of the laser beam that does not include the second frequency band but includes the first frequency band is detected by the second detector.
Whether the total light amount obtained by adding the first light amount and the second light amount or the ratio of the second light amount to the total light amount detected by the first detector exceeds a predetermined threshold value, or the first light amount When the ratio of the second light intensity to the above exceeds a predetermined threshold value, a status signal is generated.
A laser processing method that changes the pulse frequency of a laser beam emitted by a laser oscillator when the status signal is generated.
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