JP2844288B2 - Laser monitoring device - Google Patents

Laser monitoring device

Info

Publication number
JP2844288B2
JP2844288B2 JP5044604A JP4460493A JP2844288B2 JP 2844288 B2 JP2844288 B2 JP 2844288B2 JP 5044604 A JP5044604 A JP 5044604A JP 4460493 A JP4460493 A JP 4460493A JP 2844288 B2 JP2844288 B2 JP 2844288B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
output
value
period
integration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5044604A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06237028A (en
Inventor
享司 茂呂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MYACHI TEKUNOSU KK
Original Assignee
MYACHI TEKUNOSU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MYACHI TEKUNOSU KK filed Critical MYACHI TEKUNOSU KK
Priority to JP5044604A priority Critical patent/JP2844288B2/en
Publication of JPH06237028A publication Critical patent/JPH06237028A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2844288B2 publication Critical patent/JP2844288B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光のレーザパワ
ーをモニタするレーザモニタ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser monitor for monitoring the laser power of a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザの発振形態は、連続発振、パルス
発振、Qスイッチ発振に大別される。レーザ加工分野に
おいては、連続発振レーザ光はハンダ付やろう付等に、
パルス発振レーザ光はスポット溶接、シーム溶接、穴開
け等に、Qスイッチ発振レーザ光はマーキング等にそれ
ぞれ用いられている。レーザ加工では、レーザ光の単位
時間当たりのエネルギつまりレーザパワー(レーザ出
力)は、加工品質に大きく影響するので、その値を測定
ないし監視する必要がある。
2. Description of the Related Art Laser oscillation modes are roughly classified into continuous oscillation, pulse oscillation, and Q-switch oscillation. In the laser processing field, continuous wave laser light is used for soldering, brazing, etc.
The pulsed laser light is used for spot welding, seam welding, drilling, and the like, and the Q-switched laser light is used for marking and the like. In laser processing, the energy per unit time of laser light, that is, the laser power (laser output) greatly affects the processing quality. Therefore, it is necessary to measure or monitor the value.

【0003】従来より、連続発振レーザ光およびQスイ
ッチ発振レーザ光のレーザパワーの測定には、光検出方
式のモニタ装置が使われている。この種のモニタ装置で
は、レーザ光の一部をフォトダイオード等の光検出器に
入射させて、レーザ光の光強度に対応した電気信号を生
成し、その電気信号を積分して平均値を求め、その平均
値からレーザパワーの測定値を得るようにしている。瞬
時値ではなく積分して平均値を求める理由は、連続発振
レーザの場合はレーザ出力が変動することが多いためで
あり、Qスイッチ発振レーザの場合はQスイッチパルス
のパルス幅が非常に狭くて(たとえば100ns)その
尖頭値の測定が難しいためである。
[0003] Conventionally, a light detection type monitoring device has been used to measure the laser power of continuous wave laser light and Q-switched laser light. In this type of monitor, a part of the laser light is made incident on a photodetector such as a photodiode, an electric signal corresponding to the light intensity of the laser light is generated, and the electric signal is integrated to obtain an average value. The measured value of the laser power is obtained from the average value. The reason why the average value is obtained by integrating instead of the instantaneous value is that the laser output often fluctuates in the case of a continuous wave laser, and the pulse width of the Q switch pulse is extremely narrow in the case of a Q switch laser. This is because it is difficult to measure the peak value (for example, 100 ns).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、連続発振レ
ーザ光またはQスイッチ発振レーザ光が断続的に出力さ
れる場合がある。たとえば、レーザマーキング加工の場
合は、図4の点線で示すように、描画線の切れ目で、つ
まり各描画線の終端から次の描画線の始端に移るまでの
間、被加工物に対するレーザ光の照射または出力は一時
的に中断する。
By the way, a continuous wave laser beam or a Q-switched laser beam may be output intermittently. For example, in the case of laser marking, as shown by the dotted line in FIG. 4, the laser beam is applied to the workpiece at the break of the drawing line, that is, from the end of each drawing line to the start of the next drawing line. Irradiation or power is temporarily interrupted.

【0005】従来のモニタ装置では、図5に示すよう
に、一定の周期で一定期間To 毎にレーザ光検出信号
(レーザ出力波形)を積分し、各期間To において積分
値s1 ,s2 ,s3 …を期間To (積分時間幅)で割算
してレーザ光検出信号レベルの平均値を求め、それらの
平均値をそれぞれ各期間To におけるレーザパワーの平
均値に換算するようにしている。なお、レーザマーキン
グ加工にはQスイッチ発振レーザ光が使用されるため、
図5の(A) に示されるレーザ光検出信号にもQスイッチ
パルスに対応したパルス幅の狭い多数のパルスが含まれ
ている。従来のモニタ装置では、この例のように、レー
ザ光が断続して出力される場合は、レーザ出力が特に変
動していなくても、各期間To における積分値s1 ,s
2 ,s3 …にバラツキが生じるため、各期間To におけ
るレーザ光検出信号レベルの平均値ひいてはレーザパワ
ー測定値にバラツキが生じてしまい、信頼性の高いモニ
タリングを行うことができなかった。
In the conventional monitoring apparatus, as shown in FIG. 5, a laser beam detection signal (laser output waveform) is integrated at a constant period and for a predetermined period To, and the integrated values s1, s2, s3. Is divided by the period To (integration time width) to obtain the average value of the laser light detection signal level, and the average value is converted into the average value of the laser power in each period To. In addition, since Q switch oscillation laser light is used for laser marking,
The laser light detection signal shown in FIG. 5A also includes a number of narrow pulses corresponding to the Q switch pulse. In the conventional monitor device, when the laser light is output intermittently as in this example, even if the laser output does not fluctuate particularly, the integrated values s1 and s in each period To are obtained.
.., S3..., And the average value of the laser beam detection signal level in each period To, and hence the laser power measurement value, vary, so that highly reliable monitoring could not be performed.

【0006】このことから、YAGレーザ等では、レー
ザ励起ランプに供給される電流の値を検出し、その電流
値からレーザパワーの値を求めることも行われている。
しかし、ランプ電流とレーザパワーとは正確な比例関係
で対応しているわけではないので、そのような間接的な
モニタ方法によっては目安程度の測定値または推定値し
か得られなかった。
For this reason, in a YAG laser or the like, a value of a current supplied to a laser excitation lamp is detected, and a value of a laser power is obtained from the current value.
However, since the lamp current and the laser power do not correspond in an exact proportional relationship, such an indirect monitoring method has provided only a measured value or an estimated value as a guide.

【0007】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ光の中断の影響を受けることなく連続発
振またはQスイッチ発振レーザ光のレーザパワーを正確
に測定して、信頼性の高いレーザモニタリングを行える
ようにしたレーザモニタ装置を提供することを目的とす
る。
[0007] The present invention has been made in view of the above problems, continuous onset without being affected by the laser beam interruption
Accurate laser power of vibration or Q-switched laser light
Laser monitoring with high reliability
It is an object of the present invention to provide a laser monitor device as described above .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のレーザモニタ装置は、連続発振またはQス
イッチ発振レーザ光のレーザパワーをモニタするレーザ
モニタ装置において、前記レーザ光が継続的に出力され
ているレーザ出力期間と前記レーザ光の出力が中断して
いるレーザ中断期間とを判別するレーザ出力期間判別手
段と、前記レーザ光の一部または全部を受光し、前記レ
ーザ光のレーザパワーに対応した電気的なレーザ光検出
信号を発生するレーザ光検出手段と、前記レーザ出力期
間判別手段の判別に基づいて前記レーザ光検出手段から
の前記レーザ光検出信号を前記レーザ出力期間中のみ積
分し積分時間の累積値が所定の設定時間に達した時点で
1サイクルの測定期間を終了して最終積分値を出力する
積分手段と、各サイクルの測定期間毎に前記積分手段よ
り得られる前記最終積分値に基づいて前記レーザ光のレ
ーザパワー測定値を求めるレーザパワー算出手段とを具
備する構成とした。
In order to achieve the above object, a laser monitor according to the present invention comprises a continuous wave or a Q-switch.
A laser monitoring device for monitoring the laser power of the switch oscillation Les laser light, the laser light is continuously output
Laser output period and the output of the laser light are interrupted
Laser output period discriminator to determine the laser interruption period
Stage and, by receiving a part or the whole of the laser beam, a laser beam detecting means for generating an electrical laser beam detecting signal corresponding to the laser power of the laser beam, the laser output stage
From the laser light detecting means based on the discrimination of the interval discriminating means.
Of the laser light detection signal during the laser output period only.
When the cumulative value of the integration time reaches the predetermined set time,
Outputs the final integrated value after one cycle of measurement period
An integrating means and the integrating means for each measuring period of each cycle.
And a laser power calculating means for obtaining a laser power measured value of the laser beam based on the final integrated value obtained .

【0009】[0009]

【作用】本発明においては、連続発振またはQスイッチ
発振レーザ光のレーザパワーに対応したレーザ光検出信
号を積分する積分手段が、レーザ出力期間判別手段の制
御の下で、レーザ光が継続的に出力されているレーザ出
力期間中のみ積分動作を行い、レーザ光の出力が中断し
ているレーザ中断期間中は途中の積分値を保持したまま
で積分動作を行わず、積分時間の累積値が所定の設定時
間に達したところで、1サイクルの測定期間分の積分動
作を終了し、最終積分値を出力する。レーザパワー算出
手段は、積分手段からの最終積分値を取り込み、たとえ
ばその最終積分値を累積時間で割算することでレーザ光
検出信号のレベルの平均値を求め、そのレベル平均値に
所定の換算率を乗算して、そのサイクルの測定期間にお
けるレーザパワー測定値を求める。このレーザパワー測
定値は、このサイクルの測定期間において連続発振また
はQスイッチ発振レーザ光が実際に出力されている期間
についての正味のレーザパワー測定値であり、測定期間
中にレーザ中断期間が任意の時間、任意の回数介在して
も、その影響を受けない測定値である。
According to the present invention, a continuous oscillation or Q switch
Laser light detection signal corresponding to laser power of oscillation laser light
The integration means for integrating the signal is controlled by the laser output period determination means.
Under the control of the laser output, the laser light is continuously output.
The integration operation is performed only during the power period, and the laser light output is interrupted.
During the laser interruption period
When the integration value is set to the specified value without performing the integration operation
In the meantime, the integration action for one cycle of the measurement period
Finish the operation and output the final integrated value. Laser power calculation
The means takes the final integral value from the integrating means, and
Laser light by dividing the final integral value by the accumulated time.
Calculate the average value of the detection signal level and calculate the average
Multiplied by a given conversion factor, during the measurement period of the cycle
The measured laser power. This laser power measurement
The constant value is either continuous oscillation or measurement during the measurement period of this cycle.
Is the period during which the Q-switch oscillation laser light is actually output
Is the net laser power measurement for the measurement period
During the laser interruption period for any time, any number of times
Is also a measurement value that is not affected by this.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図1〜図4を参照して本発明の実施例
を説明する。図1は、レーザマーキング装置に適用した
本発明の一実施例によるレーザモニタ装置の構成を示
す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a configuration of a laser monitoring device according to an embodiment of the present invention applied to a laser marking device.

【0011】このレーザマーキング装置において、レー
ザ発振部は、YAGロッド10、励起ランプ12、反射
ミラー14、出力ミラー16、Qスイッチ18、シャッ
タ20から主に構成される。レーザ電源回路56よりラ
ンプ電流Iが励起ランプ12に供給され、励起ランプ1
2が点灯すると、励起ランプ12からの光のエネルギを
励起エネルギとしてYAGロッド10がレーザ発振し、
そのロッド両端面よりレーザ光LBを出射する。このレ
ーザ光LBは、反射ミラー14と出力ミラー16との間
で反射を繰り返して共振増幅されたのち出力ミラー16
を抜けて出力される。Qスイッチ18は、連続波レーザ
光を高速繰り返しパルスレーザ光に変換するための音響
光学素子であり、Qスイッチ駆動回路58からの高周波
信号に応動して、共振器内に溜っているエネルギをたと
えばパルス幅100nsのQスイッチパルスとして高速
繰り返し周波数で出力せしめる。出力ミラー16より出
力されたレーザ光LBの大部分(たとえば99.9%)
は、光路上に所定の角度で配置された、たとえば0.1
%の反射率を有するビームスプリッタ22を通過して、
レーザ出射部に送られる。
In this laser marking apparatus, the laser oscillation section mainly includes a YAG rod 10, an excitation lamp 12, a reflection mirror 14, an output mirror 16, a Q switch 18, and a shutter 20. The lamp current I is supplied from the laser power supply circuit 56 to the excitation lamp 12, and the excitation lamp 1
When the lamp 2 is turned on, the YAG rod 10 oscillates laser using the energy of the light from the excitation lamp 12 as the excitation energy,
Laser light LB is emitted from both end surfaces of the rod. This laser light LB is repeatedly reflected between the reflection mirror 14 and the output mirror 16 and is resonated and amplified.
Is output. The Q switch 18 is an acousto-optic element for converting a continuous wave laser beam into a high-speed repetitive pulsed laser beam. In response to a high-frequency signal from a Q switch driving circuit 58, the Q switch 18 converts the energy accumulated in the resonator to, for example, It is output at a high repetition frequency as a Q switch pulse having a pulse width of 100 ns. Most (for example, 99.9%) of the laser beam LB output from the output mirror 16
Are arranged at a predetermined angle on the optical path, for example, 0.1
% Through a beam splitter 22 having a reflectance of
It is sent to the laser emitting part.

【0012】レーザ出射部は、X軸回転ミラー24、X
軸ガルバノメータ・スキャナ26,Y軸回転ミラー2
8,Y軸ガルバノメータ・スキャナ30,fθレンズ3
2から主に構成される。レーザ発振部から来たレーザ光
LBは、先ずX軸回転ミラー24に入射して、そこで全
反射してからY軸回転ミラー28に入射し、このY軸回
転ミラー28で全反射してのちfθレンズ32を通って
被加工物Wに集光照射する。被加工物W上のレーザビー
ムスポットの位置は、X方向においてはX軸回転ミラー
24の角度によってきまり、Y方向においてはY軸回転
ミラー28の角度によってきまる。X軸回転ミラー24
はX軸ガルバノメータ・スキャナ26の駆動で回転振動
し、Y軸回転ミラー28はY軸ガルバノメータ・スキャ
ナ30の駆動で回転振動する。両スキャナ26,30に
は、ガルバノメータ駆動回路62よりスキャニング駆動
信号Fx,Fy がそれぞれ与えられる。レーザ発振部から
のレーザ光LBが送られてくる度に、それと同期して両
スキャナ26,30がX軸回転ミラー24、Y軸回転ミ
ラー28をそれぞれ所定の角度で振ることにより、被加
工物Wのマーキング面上でレーザ光LBのビームスポッ
トがスキャンされ、所望の描画パターン(文字、記号、
図形等)がマーキング(刻印)される。
The laser emitting section includes an X-axis rotating mirror 24, X
Axis galvanometer scanner 26, Y axis rotating mirror 2
8, Y axis galvanometer scanner 30, fθ lens 3
It is mainly composed of two. The laser beam LB coming from the laser oscillating unit first enters the X-axis rotating mirror 24, where it is totally reflected, then enters the Y-axis rotating mirror 28, and after being totally reflected by the Y-axis rotating mirror 28, fθ The work W is focused and irradiated through the lens 32. The position of the laser beam spot on the workpiece W is determined by the angle of the X-axis rotating mirror 24 in the X direction, and is determined by the angle of the Y-axis rotating mirror 28 in the Y direction. X-axis rotating mirror 24
Oscillates when driven by an X-axis galvanometer scanner 26, and Y-axis rotating mirror 28 oscillates when driven by a Y-axis galvanometer scanner 30. The scanning drive signals Fx and Fy are supplied to the scanners 26 and 30 from the galvanometer drive circuit 62, respectively. Each time the laser beam LB from the laser oscillation unit is sent, the scanners 26 and 30 respectively oscillate the X-axis rotation mirror 24 and the Y-axis rotation mirror 28 at a predetermined angle in synchronization with the laser beam LB. The beam spot of the laser beam LB is scanned on the W marking surface, and a desired drawing pattern (character, symbol,
Graphics etc.) are marked (carved).

【0013】ビームスプリッタ22で所定の方向へ反射
された一部(0.1%)のレーザ光は、光減衰板34を
通ってその光強度を所定の減衰率で減衰してから、たと
えばPINフォトダイオードからなるレーザ光検出器3
6に入射する。レーザ光検出器36は、受光したレーザ
光LBの光強度に対応した電気信号をレーザ光検出信号
DSとして出力する。このレーザ光検出信号DSは、増
幅回路38で増幅されたのち積分回路40に供給され
る。積分回路40は、入力したレーザ光検出信号DSを
タイミング回路42の制御の下で所定の累積時間にわた
って積分する。本実施例において、タイミング回路42
は、CPU46からの積分タイミング制御信号Jt に応
動して、積分回路40に対して積分スタート信号KS ,
積分ホールド信号KH ,積分リセット信号KE を与える
ように構成されている。そして、積分回路40は、積分
スタート信号KS を受けると積分動作を開始または再開
し、積分ホールド信号KH を受けるとそれまでの積分値
を保持したまま積分動作を中断し、積分リセット信号K
E を受けると積分動作を終了して積分値を初期値(たと
えば零)にリセットするように構成されている。積分回
路40で各累積時間毎に得られた積分値は、A/D変換
器44でディジタル信号に変換されたうえでCPU46
に与えられる。
A part (0.1%) of the laser beam reflected in a predetermined direction by the beam splitter 22 passes through a light attenuating plate 34 and attenuates its light intensity at a predetermined attenuation rate. Laser light detector 3 consisting of a photodiode
6 is incident. The laser light detector 36 outputs an electric signal corresponding to the light intensity of the received laser light LB as a laser light detection signal DS. The laser light detection signal DS is amplified by the amplifier circuit 38 and then supplied to the integration circuit 40. The integration circuit 40 integrates the input laser light detection signal DS over a predetermined cumulative time under the control of the timing circuit 42. In the present embodiment, the timing circuit 42
Responds to the integration timing control signal Jt from the CPU 46 to provide the integration circuit 40 with an integration start signal KS,
It is configured to provide an integral hold signal KH and an integral reset signal KE. When receiving the integration start signal KS, the integration circuit 40 starts or restarts the integration operation. When the integration circuit 40 receives the integration hold signal KH, the integration circuit 40 suspends the integration operation while retaining the integrated value up to that time.
Upon receiving E, the integration operation is terminated and the integration value is reset to an initial value (for example, zero). The integrated value obtained for each accumulated time by the integrating circuit 40 is converted into a digital signal by the A / D converter 44 and then converted by the CPU 46.
Given to.

【0014】CPU46は、ROMおよびRAM(図示
せず)を内蔵するか、またはそれらのメモリに外付けで
接続されたマイクロプロセッサであり、該ROMに保持
されているプログラムおよび入力装置48より該RAM
に格納(設定入力)されている設定データにしたがって
本実施例のモニタ装置およびレーザマーキング装置にお
ける各種の制御、演算を実行する。レーザマーキング加
工中、CPU46は、インタフェース回路54を介して
レーザ電源回路56およびQスイッチ駆動回路58にそ
れぞれレーザ発振出力制御信号GL ,Qスイッチ制御信
号GQ を与えるとともに、インタフェース回路60を介
してガルバノメータ駆動回路62にスキャニング制御信
号Gxyを与える。また、本実施例によるレーザモニタの
ため、CPU46は、タイミング回路42に積分タイミ
ング制御信号Jt を与えるとともに、A/D変換器44
より入力したディジタルの積分値を基に所定の演算・判
定を行い、その演算・判定で得られたレーザパワー測定
値および判定結果を表示装置50に表示したり、入出力
装置52を介して外部の装置に送出する。
The CPU 46 is a microprocessor having a built-in ROM and a RAM (not shown) or externally connected to the memory. The CPU 46 is provided with a program and an input device 48 stored in the ROM.
In accordance with the setting data stored (set and input), various controls and calculations in the monitor device and the laser marking device of the present embodiment are executed. During the laser marking processing, the CPU 46 supplies the laser oscillation output control signal GL and the Q switch control signal GQ to the laser power supply circuit 56 and the Q switch drive circuit 58 via the interface circuit 54, respectively, and drives the galvanometer via the interface circuit 60. The scanning control signal Gxy is supplied to the circuit 62. In addition, for the laser monitoring according to the present embodiment, the CPU 46 supplies the integration timing control signal Jt to the timing circuit 42 and the A / D converter 44
A predetermined calculation / judgment is performed on the basis of the digital integrated value input from the controller, the measured laser power value and the judgment result obtained by the calculation / judgment are displayed on the display device 50, or externally output via the input / output device 52. To the device.

【0015】なお、本実施例において、CPU46は、
Qスイッチ制御信号GQ によってQスイッチ58の動作
を制御し、ひいてはレーザ光LBの出力のタイミングを
制御しており、レーザ光LBが出力されている期間(出
力期間)と出力されていない期間(中断期間)とを判別
することができる。したがって、CPU46は、レーザ
光LBの出力期間を累積し、出力期間、中断期間および
累積時間のタイミングに同期した積分タイミング制御信
号Jt をタイミング回路42に与えるようにしている。
出力期間と中断時間との判別は、外の方法でも可能であ
り、たとえば増幅回路38の出力信号のレベル状態から
判別するようにしてもよい。
In this embodiment, the CPU 46
The operation of the Q switch 58 is controlled by the Q switch control signal GQ, and thus the output timing of the laser light LB is controlled, and a period during which the laser light LB is output (output period) and a period during which the laser light LB is not output (interruption) Period). Therefore, the CPU 46 accumulates the output period of the laser light LB and supplies the timing circuit 42 with an integration timing control signal Jt synchronized with the timing of the output period, the interruption period, and the accumulated time.
The determination of the output period and the interruption time can be made by an external method. For example, the determination may be made from the level state of the output signal of the amplifier circuit 38.

【0016】次に、図2につき本実施例によるレーザモ
ニタ装置の作用を説明する。上記のようなレーザマーキ
ング装置において、たとえば図4に示すような文字パタ
ーンを被加工物Wにマーキングする場合は、描画線の切
れ目で点線で示すようにレーザ光LBの出力は一時的に
中断するので、レーザ光検出器36の出力端子には図2
の(A) に示すように断続的なレーザ光検出信号DSが得
られる。このレーザ光検出信号DSは、レーザ光LBの
出力(光強度)波形に対応しており、レーザ光LBが出
力されている期間ではパルス幅の狭いQスイッチパルス
に対応したパルスが一定の周期で繰り返され、レーザ光
LBが出力されていない期間ではパルスが完全に断たれ
る。
Next, the operation of the laser monitoring apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the laser marking apparatus as described above, when a character pattern as shown in FIG. 4 is marked on the workpiece W, for example, the output of the laser beam LB is temporarily interrupted as shown by a dotted line at a break of a drawing line. Therefore, the output terminal of the laser light detector 36 is shown in FIG.
(A), an intermittent laser light detection signal DS is obtained. The laser light detection signal DS corresponds to the output (light intensity) waveform of the laser light LB, and a pulse corresponding to a Q switch pulse having a narrow pulse width is generated at a constant period during the period when the laser light LB is being output. Repeatedly, the pulse is completely cut off during the period when the laser beam LB is not output.

【0017】図2において、時刻t0 で、レーザ光検出
信号DS(レーザ光LB)が出力され始めると、タイミ
ング回路42から積分スタート信号KS が発生され、積
分回路40は初期値Sp から積分動作を開始する。これ
により、時刻t0 から、時間の経過に比例して積分回路
40における積分値が増大する。時刻t1 で、レーザ光
検出信号DS(レーザ光LB)の出力が止まると、タイ
ミング回路42から積分ホールド信号KH が発生され、
積分回路40は積分動作を停止する。そして、それまで
の積分値Sa1をそのまま保持する。その後、時刻t2
で、レーザ光検出信号DS(レーザ光LB)が再び出力
され始めると、タイミング回路42から積分スタート信
号KS が発生され、積分回路40は積分値Sa1から積分
動作を再開する。これにより、時刻t2 から、時間の経
過に比例して積分値が増大する。そして、時刻t3 で、
積分開始時刻(t0 )からの積分動作の累積時間(Ta1
+Ta2)が所定値TW に達し、ここでタイミング回路4
2から積分リセット信号KRが発生され、積分回路40
は積分動作を終了し、最終積分値SA がA/D変換器4
4を介してCPU46に取り込まれ、次いで積分値が初
期値SP にリセットされる。そして、タイミング回路4
2から積分スタート信号KS が発生され、上記と同様な
積分動作が繰り返される。したがって、次のサイクルの
測定時間TB における積分累積時間(Tb1+Tb2+Tb
3)はTw に等しく、その次のサイクルの測定時間TC
における積分累積時間(Tc1+Tc2+Tc3)もTw に等
しい。
In FIG. 2, when the laser light detection signal DS (laser light LB) starts to be output at time t0, an integration start signal KS is generated from the timing circuit 42, and the integration circuit 40 performs the integration operation from the initial value Sp. Start. Thus, the integrated value in the integrating circuit 40 increases in proportion to the elapse of time from the time t0. When the output of the laser light detection signal DS (laser light LB) stops at time t1, an integration hold signal KH is generated from the timing circuit 42,
The integration circuit 40 stops the integration operation. Then, the integrated value Sa1 up to that time is held as it is. Then, at time t2
Then, when the laser light detection signal DS (laser light LB) starts to be output again, the integration start signal KS is generated from the timing circuit 42, and the integration circuit 40 restarts the integration operation from the integration value Sa1. As a result, the integral value increases in proportion to the passage of time from time t2. Then, at time t3,
Cumulative time of integration operation (Ta1) from integration start time (t0)
+ Ta2) reaches the predetermined value TW, where the timing circuit 4
2, an integration reset signal KR is generated, and the integration circuit 40
Ends the integration operation, and the final integration value SA becomes the A / D converter 4
Then, the integrated value is taken into the CPU 46 via 4 and then the integrated value is reset to the initial value SP. And the timing circuit 4
2, an integration start signal KS is generated, and the same integration operation as described above is repeated. Therefore, the integral accumulation time (Tb1 + Tb2 + Tb) at the measurement time TB in the next cycle
3) is equal to Tw and the measurement time TC of the next cycle
, The integral accumulation time (Tc1 + Tc2 + Tc3) is also equal to Tw.

【0018】このように、本実施例のレーザモニタ装置
においては、レーザ光LBが出力されている期間(出力
期間)ではレーザ光検出信号DSが積分されるとともに
その出力期間が累積時間に算入され、レーザ光LBが出
力されていない期間(中断期間)では積分値がホールド
されるとともにその中断期間が累積時間には算入され
ず、累積時間が予め設定された所定時間TW に達した時
に、1サイクルの測定期間(たとえばTA )が終了し、
その時点の積分値(たとえばSA )がCPU46に取り
込まれる。
As described above, in the laser monitoring apparatus of this embodiment, during the period when the laser beam LB is being output (output period), the laser beam detection signal DS is integrated and the output period is included in the accumulated time. During the period in which the laser beam LB is not output (interruption period), the integrated value is held, and the interruption period is not included in the accumulated time. When the accumulated time reaches a predetermined time TW set in advance, 1 The cycle measurement period (eg, TA) ends,
The integrated value at that time (for example, SA) is taken into the CPU 46.

【0019】CPU46は、取り込んだ最終積分値SA
を累積時間TW で割算してレーザ光検出信号DSのレベ
ルまたは尖頭値の平均値を求め、その平均値に所定の換
算率を乗算する等して、1サイクルの測定期間TA にお
けるレーザ光LBのレーザパワー平均値(測定値)PA
を算出する。このレーザパワー測定値PA は、1サイク
ルの測定期間TA においてレーザ光LBが実際に出力さ
れている期間の正味のレーザパワー平均値であり、測定
期間TA 中に中断時間が任意の時間、任意の回数介在し
ても、その影響を何ら受けない測定値である。したがっ
て、レーザ光LBの光強度がほぼ一定であるときは、各
サイクルの測定期間TA,TB,TC,…におけるレーザパワ
ー測定値PA,PB,PC,…もほぼ一定の値になり、バラツ
キが生じることはない。また、レーザ光LBの光強度が
変動するときは、各サイクルの測定期間TA,TB,TC,…
におけるレーザパワー測定値PA,PB,PC,…にバラツキ
が生じることになるが、それは測定誤差ではなく、実際
のレーザパワーの変動状態を表すものであるから、その
まま正確な測定値とみることができる。なお、測定期間
TA,TB,TC,…を連続的にではなく断続的に設定するこ
とも可能である。
The CPU 46 determines the final integrated value SA
Is divided by the accumulated time TW to obtain an average value of the level or peak value of the laser light detection signal DS, and the average value is multiplied by a predetermined conversion factor. Average LB laser power (measured value) PA
Is calculated. This laser power measurement value PA is a net laser power average value during a period in which the laser beam LB is actually output in the measurement period TA of one cycle. During the measurement period TA, the interruption time is any time and any time. This is a measurement value that is not affected at all by the number of times. Therefore, when the light intensity of the laser beam LB is substantially constant, the laser power measurement values PA, PB, PC,... In the measurement periods TA, TB, TC,. Will not occur. When the light intensity of the laser beam LB fluctuates, the measurement period TA, TB, TC,.
The measured values of the laser power PA, PB, PC, ... will vary, but this is not a measurement error, but rather the actual state of fluctuation of the laser power. it can. It is also possible to set the measurement periods TA, TB, TC,... Not intermittently but intermittently.

【0020】CPU46は、上記のようにして各サイク
ルの測定期間TA,TB,TC,…で求めたレーザパワー測定
値PA,PB,PC,…を表示装置50に逐次表示する。さら
に、各レーザパワー測定値PA,PB,PC,…を予め設定し
た基準値または監視値と比較し、その監視値の範囲内で
あれば「良」、監視値の範囲を越えたときは「不良」と
判定し、各測定期間TA,TB,TC,…に対する判定出力D
A,DB,DC,…を入出力装置52を介して外部装置へ送っ
たりする。また、必要に応じて、レーザパワー測定値P
A,PB,PC,…の相加平均または移動平均を求めることも
可能であり、判定出力DA,DB,DC,…を総合して、「不
良」の回数が所定値を越えた場合に総合的な「不良」の
判定結果を表示するようにしてもよい。
The CPU 46 sequentially displays the laser power measurement values PA, PB, PC,... Obtained in the measurement periods TA, TB, TC,. Further, each of the measured laser power values PA, PB, PC,... Is compared with a preset reference value or monitored value, and if it is within the range of the monitored value, "good"; NG ”, and the judgment output D for each measurement period TA, TB, TC,...
A, DB, DC,... Are sent to an external device via the input / output device 52. Also, if necessary, the laser power measured value P
It is also possible to obtain an arithmetic average or a moving average of A, PB, PC,..., And if the judgment outputs DA, DB, DC,. Alternatively, the result of a typical “bad” determination may be displayed.

【0021】上述した実施例は、Qスイッチ発振レーザ
光を用いるレーザマーキング装置に係るものであった
が、本発明のモニタ装置は他のレーザ装置にも適用する
ことが可能である。たとえば、連続発振レーザ光を用い
るレーザハンダ付装置でも、図3に示すように、連続発
振レーザ光が断続的に出力されることがあるので、本発
明のレーザモニタ装置を適用すると、上記と同様の効果
が得られる。また、本発明のレーザモニタ装置は、連続
発振レーザ光のレーザパワー測定に使用することも可能
である
Although the above-described embodiment relates to a laser marking device using a Q-switch oscillation laser beam, the monitor device of the present invention can be applied to other laser devices. For example, even in a laser soldering device using continuous wave laser light, as shown in FIG. 3, continuous wave laser light may be output intermittently. The effect of is obtained. Further, the laser monitoring device of the present invention
Can be used for laser power measurement of oscillation laser light
It is .

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザモ
ニタ装置によれば、レーザ光が継続的に出力されている
レーザ出力期間中だけレーザ光検出信号を積分し、積分
時間の累積値が設定時間に達した時に1サイクル分の測
定期間を終了させ、その終了時の積分値(最終積分値)
に基づいて連続発振またはQスイッチ発振レーザ光のレ
ーザパフー測定値を求めるようにしたので、レーザ光の
中断による影響を受けない高精度な測定値を得ることが
可能であり、信頼性の高いレーザモニタリングを行うこ
とができる。
As described above, according to the laser monitor of the present invention, laser light is continuously output.
Integrates the laser light detection signal only during the laser output period and integrates
Measurement of one cycle when the accumulated time reaches the set time
Terminate the fixed period, and the integral value at the end (final integral value)
Of continuous wave or Q-switched laser light based on
To obtain the measured values of the laser beam.
Obtain high-precision measurements that are not affected by interruptions
Laser monitoring is possible and reliable.
Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レーザマーキング装置に適用した本発明の一実
施例によるレーザモニタ装置の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser monitoring device according to an embodiment of the present invention applied to a laser marking device.

【図2】実施例のレーザモニタ装置の作用を説明するた
めのタイミング図である。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the laser monitor device according to the embodiment.

【図3】本発明の適用可能なレーザ光の出力波形の一例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an output waveform of a laser beam to which the present invention can be applied.

【図4】レーザマーキング装置において被加工物にレー
ザ光が断続的に照射(出力)される様子を示すためのパ
ターン図である。
FIG. 4 is a pattern diagram showing a state in which a workpiece is intermittently irradiated (output) with a laser beam in a laser marking device.

【図5】従来のレーザモニタ装置の作用を説明するため
の図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a conventional laser monitor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 YAGレーザロッド 16 出力ミラー 22 ビームスプリッタ 36 レーザ光検出器 40 積分回路 42 タイミング回路 46 CPU Reference Signs List 10 YAG laser rod 16 output mirror 22 beam splitter 36 laser light detector 40 integration circuit 42 timing circuit 46 CPU

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 連続発振またはQスイッチ発振レーザ光
のレーザパワーをモニタするレーザモニタ装置におい
て、 前記レーザ光が継続的に出力されているレーザ出力期間
と前記レーザ光の出力が中断しているレーザ中断期間と
を判別するレーザ出力期間判別手段と、 前記レーザ光の一部または全部を受光し、前記レーザ光
のレーザパワーに対応した電気的なレーザ光検出信号を
発生するレーザ光検出手段と、前記レーザ出力期間判別手段の判別に基づいて前記レー
ザ光検出手段からの前記レーザ光検出信号を前記レーザ
出力期間中のみ積分し、積分時間の累積値が所定の設定
時間に達した時点で1サイクルの測定期間を終了して最
終積分値を出力する積分手段と、 各サイクルの測定期間毎に前記積分手段より得られる前
記最終積分値に基づいて 前記レーザ光のレーザパワー測
定値を求めるレーザパワー算出手段とを具備することを
特徴とするレーザモニタ装置。
1. A continuous wave or Q in laser monitoring device for monitoring the laser power switch oscillation Les laser light, the laser output period in which the laser beam is output continuously
And a laser interruption period in which the output of the laser light is interrupted,
A laser output period determining means for determining, by receiving a part or the whole of the laser beam, a laser beam detecting means for generating an electrical laser beam detecting signal corresponding to the laser power of the laser beam, the laser output Based on the judgment of the period judgment means,
The laser light detection signal from the light detection means to the laser
Integrates only during the output period, and the cumulative value of the integration time is set to a predetermined value.
When the time is reached, one cycle of the measurement
An integrating means for outputting a final integrated value, and an integrating means for obtaining the final integrated value for each measuring period of each cycle.
A laser power calculating means for obtaining a laser power measurement value of the laser light based on the final integrated value .
【請求項2】 前記積分手段が、前記最終積分値を出力
した直後に積分リセットを行って次のサイクルの測定期
間を開始することを特徴とする請求項1に記載のレーザ
モニタ装置。
2. The integration means outputs the final integration value.
The integration reset is performed immediately after the
2. The laser according to claim 1, wherein the interval is started.
Monitor device.
【請求項3】 前記レーザパワー算出手段によって求め
られた前記レーザパワー測定値を所定の基準値と比較
し、その比較結果に応じて所定の判定出力を与える判定
手段を具備することを特徴とする請求項1に記載のレー
ザモニタ装置。
3. The laser power calculation means calculates the laser power.
Comparing the measured laser power value with a predetermined reference value
And gives a predetermined judgment output according to the comparison result.
2. The method according to claim 1, further comprising:
The monitor device.
JP5044604A 1993-02-09 1993-02-09 Laser monitoring device Expired - Fee Related JP2844288B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5044604A JP2844288B2 (en) 1993-02-09 1993-02-09 Laser monitoring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5044604A JP2844288B2 (en) 1993-02-09 1993-02-09 Laser monitoring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06237028A JPH06237028A (en) 1994-08-23
JP2844288B2 true JP2844288B2 (en) 1999-01-06

Family

ID=12696057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5044604A Expired - Fee Related JP2844288B2 (en) 1993-02-09 1993-02-09 Laser monitoring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2844288B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5118866B2 (en) * 2007-03-16 2013-01-16 株式会社キーエンス Laser marker and laser power display adjustment method
CN104105568B (en) * 2013-02-14 2015-10-21 三菱电机株式会社 Laser processing device, Working control device and pulse frequency control method
TWI569688B (en) * 2014-07-14 2017-02-01 Asml荷蘭公司 Calibration of photoelectromagnetic sensor in a laser source
JP7418169B2 (en) 2019-08-27 2024-01-19 株式会社ディスコ laser processing equipment

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0761553B2 (en) * 1987-05-08 1995-07-05 ミヤチテクノス株式会社 Laser output monitor
JPH0477631A (en) * 1990-07-20 1992-03-11 Mitsui Petrochem Ind Ltd Apparatus for detecting laser oscillation output

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06237028A (en) 1994-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5986252A (en) Laser monitor apparatus and a laser apparatus
US7653103B2 (en) Pulse oscillating type solid laser unit and laser process unit
US5026979A (en) Method and apparatus for optically monitoring laser materials processing
JP2007054881A (en) Laser machining monitoring device
WO2015125472A1 (en) Laser beam machine
JP2844288B2 (en) Laser monitoring device
JP4757557B2 (en) Laser processing head
EP0332781A2 (en) Optical measuring device
JP3154176B2 (en) Focus position control device for laser welding machine
JP4356817B2 (en) Laser irradiation apparatus and laser irradiation method
JP6987453B2 (en) Evaluation device and evaluation method
US5337148A (en) Apparatus for monitoring a guard window of an arc sensor
JPH04167990A (en) Device for adjusting focal distance
JP3594579B2 (en) Laser machining data acquisition start time judgment method and apparatus
JP4993986B2 (en) Laser processing equipment
JP3196467B2 (en) Laser processing repair method and device
JPH08316558A (en) Pulse laser device
KR0148447B1 (en) Measuring equipment and method of distance using laser beam scanner
JP3445390B2 (en) Marking processing equipment
JP3021831B2 (en) Laser processing equipment
JP2989112B2 (en) Laser welding method
JPS6018288A (en) Monitoring method of laser working device
JP2001287056A (en) Laser beam machining device
JP2781823B2 (en) Laser device
KR0136547B1 (en) Apparatus and method of optic distance measuring for distance error correction according variation of temperature

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101030

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees