JP2766742B2 - レーザ切断のモニタリング方法 - Google Patents
レーザ切断のモニタリング方法Info
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- JP2766742B2 JP2766742B2 JP3095357A JP9535791A JP2766742B2 JP 2766742 B2 JP2766742 B2 JP 2766742B2 JP 3095357 A JP3095357 A JP 3095357A JP 9535791 A JP9535791 A JP 9535791A JP 2766742 B2 JP2766742 B2 JP 2766742B2
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- Japan
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- cut
- cutting
- laser cutting
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、切断状況を直接目視で
観察できない場合などに適用するレーザ切断のモニタリ
ング方法に関する。
観察できない場合などに適用するレーザ切断のモニタリ
ング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ切断法は、例えば、伝熱管の機械
構造部材から検査用試験片を採取するときなどに適用さ
れるが、切断状況を直接目視で観察できる場合には、マ
スク等を使用して、被切断材が完全に切断され、分離さ
れているかどうか等の切断の良否を判断している。
構造部材から検査用試験片を採取するときなどに適用さ
れるが、切断状況を直接目視で観察できる場合には、マ
スク等を使用して、被切断材が完全に切断され、分離さ
れているかどうか等の切断の良否を判断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接目
視できないところを遠隔操作でレーザ切断することも考
えられるが、この場合には切断の良否を監察できないと
いう問題がある。
視できないところを遠隔操作でレーザ切断することも考
えられるが、この場合には切断の良否を監察できないと
いう問題がある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑み、切断状況
を直接目視で観察できない遠隔操作のレーザ切断におい
て、切断の良否を判断できるレーザ切断のモニタリング
方法を提供することを目的とする。
を直接目視で観察できない遠隔操作のレーザ切断におい
て、切断の良否を判断できるレーザ切断のモニタリング
方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係るレーザ切断のモニタリング方法は、レーザ光を
用いたレーザ切断をモニタリングする方法において、レ
ーザ光と同一波長の切断部からの反射光と、これとは別
の波長の切断部からの溶融放射光とを並行して観察し、
反射光及び溶融放射光の両者の光強度が同時に低下した
ことを検知して切断が完了していると判断することを特
徴とする。
明に係るレーザ切断のモニタリング方法は、レーザ光を
用いたレーザ切断をモニタリングする方法において、レ
ーザ光と同一波長の切断部からの反射光と、これとは別
の波長の切断部からの溶融放射光とを並行して観察し、
反射光及び溶融放射光の両者の光強度が同時に低下した
ことを検知して切断が完了していると判断することを特
徴とする。
【０００６】
【作用】レーザ切断の場合、被切断材からの放射光が存
在するが、この中には、照射レーザの波長と同じ波長の
成分の反射光と、被切断材が溶融時に放射する該被切断
材特有の波長の成分の溶融放射光とが主に存在し、これ
らの経時変化が切断状況と密着な関係がある。レーザ光
を被切断材に照射すると反射光が放射されるが、被切断
材が加熱されるにつれて、反射光が減少すると共に溶融
放射光が増大する。そして、照射点の被切断材が完全に
切断されると、反射光及び溶融放射光が共に減少すると
考えられる。したがって、反射光及び溶融放射光の両者
をモニタリングして両者が同時に低下したことにより切
断され、分離されたと判断することができる。
在するが、この中には、照射レーザの波長と同じ波長の
成分の反射光と、被切断材が溶融時に放射する該被切断
材特有の波長の成分の溶融放射光とが主に存在し、これ
らの経時変化が切断状況と密着な関係がある。レーザ光
を被切断材に照射すると反射光が放射されるが、被切断
材が加熱されるにつれて、反射光が減少すると共に溶融
放射光が増大する。そして、照射点の被切断材が完全に
切断されると、反射光及び溶融放射光が共に減少すると
考えられる。したがって、反射光及び溶融放射光の両者
をモニタリングして両者が同時に低下したことにより切
断され、分離されたと判断することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【０００８】図１は、本発明方法を実施するレーザ切断
を示す説明図である。同図に示すように、管状の被切断
材１内にレーザ切断先端工具２が挿入されており、この
レーザ切断工具２には、ＹＡＧレーザを伝送する光ファ
イバ３と、反射光及び溶融放射光を伝送する細径の複数
本のモニタリング用光ファイバ４とが連結されている。
ここで、光ファイバ３は、図示しないＹＡＧレーザ発振
器に連結されており、モニタリング用光ファイバ４は、
図示しない放射光検出器に連結されている。また、レー
ザ切断工具２は、工具本体５内に光ファイバ３により伝
送されたＹＡＧレーザを集光する集光光学系６と、この
集光光学系６で集光されたレーザ光を反射して変向する
反射ミラー７とを具えている。そして、反射ミラー７に
より変向されたＹＡＧレーザは工具本体５の側面に形成
された出射孔８を介して出射光９として被切断材１に照
射されるようになっている。
を示す説明図である。同図に示すように、管状の被切断
材１内にレーザ切断先端工具２が挿入されており、この
レーザ切断工具２には、ＹＡＧレーザを伝送する光ファ
イバ３と、反射光及び溶融放射光を伝送する細径の複数
本のモニタリング用光ファイバ４とが連結されている。
ここで、光ファイバ３は、図示しないＹＡＧレーザ発振
器に連結されており、モニタリング用光ファイバ４は、
図示しない放射光検出器に連結されている。また、レー
ザ切断工具２は、工具本体５内に光ファイバ３により伝
送されたＹＡＧレーザを集光する集光光学系６と、この
集光光学系６で集光されたレーザ光を反射して変向する
反射ミラー７とを具えている。そして、反射ミラー７に
より変向されたＹＡＧレーザは工具本体５の側面に形成
された出射孔８を介して出射光９として被切断材１に照
射されるようになっている。
【０００９】このようなレーザ切断先端工具２を用いて
被切断材１をレーザ切断する場合は、光ファイバ３によ
って出射光９を照射しながら、光ファイバ３の回りに配
置した複数のモニタリング用光ファイバ４によって出射
光９と同波長λ1 の反射光と、被切断材１が溶融時に放
射する特有の波長λ2 の溶融放射光とを受光し、図示し
ない放射光検出器でモニタリングすると、被切断材１が
完全に切断分離されていることが判断できる。
被切断材１をレーザ切断する場合は、光ファイバ３によ
って出射光９を照射しながら、光ファイバ３の回りに配
置した複数のモニタリング用光ファイバ４によって出射
光９と同波長λ1 の反射光と、被切断材１が溶融時に放
射する特有の波長λ2 の溶融放射光とを受光し、図示し
ない放射光検出器でモニタリングすると、被切断材１が
完全に切断分離されていることが判断できる。
【００１０】この手法を図２に基づいて詳細に説明す
る。図２に示すように、被切断材１に出射光９を照射し
始めると、同時に波長λ1の反射光が反射され始める。
そして、照射をつづけていくと時間とともに被切断材１
が加熱されていき、貫通孔が形成されていく（図２の領
域Ａ）が、この領域では反射光の変化は少ないが、波長
λ2 の溶融放射光の光強度が徐々に増加する。しかし、
照射点の被切断材が完全に切断され照射点の被切断材１
がなくなると、波長λ1 の反射光及び波長λ2 の溶融放
射光の両者の光強度が共に低下する（図２の領域Ｂ）。
したがって、この状態を維持しながら照射点をずらして
いけば切断できる。もし、この切断過程で被切断材１が
完全に切断されて分離されていない部分が生じると、波
長λ1 の反射光及び波長λ2 の溶融放射光の両者の光強
度が共に再び増加する（図２の領域Ｃ）ので、この場合
には再度出射光９を照射して再び波長λ1 の反射光と波
長λ2 の溶融放射光とが低下する状態（図２の領域Ｄ）
とする必要がある。
る。図２に示すように、被切断材１に出射光９を照射し
始めると、同時に波長λ1の反射光が反射され始める。
そして、照射をつづけていくと時間とともに被切断材１
が加熱されていき、貫通孔が形成されていく（図２の領
域Ａ）が、この領域では反射光の変化は少ないが、波長
λ2 の溶融放射光の光強度が徐々に増加する。しかし、
照射点の被切断材が完全に切断され照射点の被切断材１
がなくなると、波長λ1 の反射光及び波長λ2 の溶融放
射光の両者の光強度が共に低下する（図２の領域Ｂ）。
したがって、この状態を維持しながら照射点をずらして
いけば切断できる。もし、この切断過程で被切断材１が
完全に切断されて分離されていない部分が生じると、波
長λ1 の反射光及び波長λ2 の溶融放射光の両者の光強
度が共に再び増加する（図２の領域Ｃ）ので、この場合
には再度出射光９を照射して再び波長λ1 の反射光と波
長λ2 の溶融放射光とが低下する状態（図２の領域Ｄ）
とする必要がある。
【００１１】このように波長λ1 の反射光と波長λ2 の
溶融放射光とを並行してモニタリングすることにより、
レーザ切断において被切断材１が完全に切断され、分離
されているかどうかを判断することができる。
溶融放射光とを並行してモニタリングすることにより、
レーザ切断において被切断材１が完全に切断され、分離
されているかどうかを判断することができる。
【００１２】被切断材１をＮ1 −Ｃｒ−Ｆｅ合金で厚さ
が１．３ｍｍ，外径２２ｍｍの管とし、出射光９として
波長１．０６μｍ，出力約２５０ＷのＹＡＧレーザを用
いて、切断速度約０．７ｍ／min でレーザ切断を実施し
た。このとき、波長λ1 ＝１．０６μｍの反射光と波長
λ2 ＝０．９４μｍの溶融放射光をモニタリングしたと
ころ、図２の領域Ａに続き領域Ｂの状況が維持でき、結
果として被切断材１は完全に切断，分離された。
が１．３ｍｍ，外径２２ｍｍの管とし、出射光９として
波長１．０６μｍ，出力約２５０ＷのＹＡＧレーザを用
いて、切断速度約０．７ｍ／min でレーザ切断を実施し
た。このとき、波長λ1 ＝１．０６μｍの反射光と波長
λ2 ＝０．９４μｍの溶融放射光をモニタリングしたと
ころ、図２の領域Ａに続き領域Ｂの状況が維持でき、結
果として被切断材１は完全に切断，分離された。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法による
と、被切断材からの２波長の反射光及び溶融放射光をモ
ニタリングするので、切断状況を直接目視で観察できな
い遠隔操作のレーザ切断においても、切断過程で被切断
材が完全に切断，分離されているかどうかを判断するこ
とができるという効果を奏する。
と、被切断材からの２波長の反射光及び溶融放射光をモ
ニタリングするので、切断状況を直接目視で観察できな
い遠隔操作のレーザ切断においても、切断過程で被切断
材が完全に切断，分離されているかどうかを判断するこ
とができるという効果を奏する。
【図１】実施例に用いたレーザ切断先端工具を示す説明
図である。
図である。
【図２】本発明によるモニタリング状況を示す説明図で
ある。
ある。
１ 被切断材 ２ レーザ切断先端工具 ３ 光ファイバ ４ モニタリング用光ファイバ ５ 工具本体 ６ 集光光学系 ７ 反射ミラー ８ 出射孔 ９ 出射光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−23092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−119689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−61795（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174993（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/04
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光を用いたレーザ切断をモニタリ
ングする方法において、 レーザ光と同一波長の切断部からの反射光と、これとは
別の波長の切断部からの溶融放射光とを並行して観察
し、反射光及び溶融放射光の両者の光強度が同時に低下
したことを検知して切断が完了していると判断すること
を特徴とするレーザ切断のモニタリング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095357A JP2766742B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザ切断のモニタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095357A JP2766742B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザ切断のモニタリング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04327392A JPH04327392A (ja) | 1992-11-16 |
| JP2766742B2 true JP2766742B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=14135398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095357A Expired - Lifetime JP2766742B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | レーザ切断のモニタリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2766742B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5484981A (en) * | 1994-08-24 | 1996-01-16 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of cutting a hollow metallic material |
| JP6535480B2 (ja) * | 2015-02-24 | 2019-06-26 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工状態判別方法及び装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119689A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-19 | Toshiba Corp | Method for ovservation of laser working |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095357A patent/JP2766742B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04327392A (ja) | 1992-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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