JP4479065B2 - Laser processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、物品の切断、溶接等の加工にはレーザ光が使用されるようになっており、このため、従来から種々のレーザ加工装置が提案されている。而して、レーザ加工装置では、物品の加工が支障なく行われているか否か、又、装置が正常に作動しているか否か監視する必要がある。
【0003】
被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態を監視し得るようにした従来の加工装置の一例としては、例えば、特開平10−202378号公報に示すような装置がある。而して、この装置では、被加工物からの光を監視用光学系であるレンズに透過させ、透過した光を監視用のレーザ光を伝送するために設けた光ファイバに伝送し、干渉フィルタ及びモニタ用光学系であるレンズを透過させた後、フォトダイオードにより検出し、その結果から被加工物の加工状態が正常か否か或は装置が正常に作動しているか否か、監視している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のレーザ加工装置では、レーザ光を被加工物へ伝送するための入射光学系や出射光学系のレンズ、入射光学系から伝送されて来たレーザ光を出射光学系へ伝送するための光ファイバの他に、加工状態を監視するために、監視光学系のレンズ、監視用の光を伝送するための光ファイバ等が必要になる。従って、斯かる装置では構造が複雑となると共に、レーザ光を出射光学系へ伝送するための光ファイバを透過して来た光を間接的にモニタリングしているため、監視の信頼性が低い、等の問題がある。
【0005】
本発明は、上述の実情に鑑み、被加工物から反射して来た反射光を直接検出するようにして、被加工物の加工状態或は装置の状態を監視するための機構をシンプルにすると共に、被加工物の加工状態或は装置の状態を容易且つ確実に監視し得るようにしたレーザ加工装置を提供することを目的としてなしたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射させる折返しミラーと、該折返しミラーで反射されたレーザ光を入射集光レンズを経て伝送する光ファイバと、該光ファイバで伝送された該レーザ光を集光レンズにより集光して被加工物に照射し該被加工物を加工する加工ヘッドとを備え、
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該折返しミラーの背面に設置され且つ該折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出する光検出器と、
該光検出器で検出した光強度の検出信号と予め設定した光強度の閾値とを比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該折返しミラーを透過した該反射光を検出する該光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたものである。
【0007】
本発明の請求項2のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射させる第一の折返しミラーと、該第一の折返しミラーで反射された該レーザ光を反射させる第二の折返しミラーと、該第二の折返しミラーで反射された該レーザ光を入射集光レンズを経て伝送する光ファイバと、該光ファイバで伝送された該レーザ光を集光レンズにより集光して被加工物に照射し該被加工物を加工する加工ヘッドとを備え、
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該第一若しくは第二の折返しミラーの背面に設置され且つ該第一若しくは第二の折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出するための第一の光検出器と、
該第二若しくは第一の折返しミラーの背面に設置され且つ該レーザ発振器から発振されて該第二若しくは第一の折返しミラーを透過した該レーザ光の光強度を検出するための第二の光検出器と、
該第一、第二の光検出器で検出した光強度の検出信号を比較すると共に比較して求めた信号を予め設定した光強度の閾値と比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該第二の折返しミラーを透過した該反射光を検出する該第二の光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたものである。
【0008】
本発明の請求項3のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射させる折返しミラーと、該折返しミラーで反射された該レーザ光を入射集光レンズを経て伝送する光ファイバと、該光ファイバで伝送された該レーザ光を集光レンズにより集光して被加工物に照射し該被加工物を加工する加工ヘッドとを備え、
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該折返しミラーの背面に設置され且つ折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出するための第一の光検出器及び該折返しミラーを透過した該レーザ光の光強度を検出するための第二の光検出器と、
該第一、第二の光検出器で検出した光強度の検出信号を比較すると共に比較して求めた信号を予め設定した光強度の閾値と比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該折返しミラーを透過した該反射光を検出する該第二の光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたものである。
【0011】
本発明の請求項4のレーザ加工装置は、該レーザ発振器から発振されて該折返しミラー側へ伝送される該レーザ光を遮断するシャッタと、該シャッタで遮断された該レーザ光を吸収するビームダンパと、該シャッタを駆動するインタロック装置と、装置の作動状態が異常な場合には、該インタロック装置に該シャッタを閉止させる指令を与える手段を設けたものである。
【0012】
本発明によれば、被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態を監視するための機構がシンプルとなって、設備費、運転維持費を抑えることが可能となり、又、被加工物から反射して来た反射光を直接検出するようにしているため、容易且つ確実に被加工物の加工状態若しくは装置の状態を監視することができ、更には、装置の保護を確実に行うことができ、更に又、被加工物の加工を最適な状態で行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0014】
図1及び図2は本発明のレーザ加工装置を実施する形態の一例である。図1中、1はレーザ発振器、2はレーザ発振器1からの加工用のレーザ光3の伝送方向を変えるための折返しミラー、4は折返しミラー2で向きを変えて伝送されて来たレーザ光3の伝送方向を変えるための折返しミラー、5は折返しミラー4で向きを変えて伝送されて来たレーザ光3を集光するための入射集光レンズである。
【0015】
6は入射集光レンズ5からのレーザ光3を伝送するための光ファイバ、7は光ファイバ6から伝送されたレーザ光3を被加工物8に照射する集光レンズ9を備えた加工ヘッドである。而して、加工ヘッド7はサーボモータ等の駆動装置10を駆動することにより、送りネジ軸11及びナット12を介して昇降し得るようになっており、昇降することにより、集光レンズ9の焦点を被加工物8の加工点Pに合せ得るようになっている。
【0016】
13は折返しミラー2で反射せずに透過したレーザ光3の光強度を検出し、検出信号V1として監視制御装置14へ送信するフォトセンサ等の光検出器、15は被加工物8で反射して戻って来ると共に折返しミラー4を透過した反射光16の光強度を検出し、検出信号V2として監視制御装置14へ送信するフォトセンサ等の光検出器である。
【0017】
17は光ファイバ6等の伝送光学系に何等かの異常が発生した場合にインタロック装置18により切替えられ、レーザ発振器1から発振されて折返しミラー2へ伝送されるレーザ光3を遮断するためのシャッタ、19はシャッタ17からのレーザ光3を吸収するためのビームダンパであり、監視制御装置14からは、駆動装置10及びインタロック装置18へ夫々指令信号V3,V4を与え得るようになっている。
【0018】
20は被加工物8の加工点Pに集光レンズ9の焦点があるか否かを検出するための焦点位置検出器であり、焦点位置検出器20は駆動装置21により水平方向へ回転し、集光レンズ9で集光されたレーザ光3を反射させるための、高反射材料から成る板状の冶具22を備えている。
【0019】
23は反射光16の光強度が予め設定した閾値を越えたら、監視制御装置14からの指令により警報を発する警報器である。
【0020】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0021】
被加工物8を加工する際には、シャッタ17は開いて図1の実線位置にあり、加工ヘッド7は集光レンズ9の焦点が被加工物8の加工点Pに位置するよう高さが調整してあり、焦点位置検出器20の冶具22は駆動装置に21により水平方向へ回転している。
【0022】
レーザ発振器1から発振されたレーザ光3は、折返しミラー2,4で反射して伝送方向を変えられ、折返しミラー4から入射集光レンズ5へ導入されたうえ、集光されて光ファイバ6へ入射され、光ファイバ6の先端から出射されて集光レンズ9により集光され、被加工物8の加工点Pに照射されて被加工物8が加工される。加工としては、溶接や切断がある。
【0023】
上述の作業の際、レーザ発振器1からのレーザ光3の一部は折返しミラー2を透過して光検出器13により検出され、検出信号V1として監視制御装置14へ与えられる。又、被加工物8の表面から反射した反射光16は集光レンズ9及び光ファイバ6並びに入射集光レンズ5を経て折返しミラー4ヘ達し、折返しミラー2へ向けて反射するが、一部の反射光16は折返しミラー4を透過して光検出器15により検出され、検出信号V2として監視制御装置14ヘ与えられる。
【0024】
監視制御装置14では、光検出器15からの光強度の検出信号V2を基として加工状態或は装置の状態が監視され、判別される。すなわち、例えば検出信号V2が予め監視制御装置14に設定した光強度の閾値よりも低い場合には、被加工物8の加工状態は正常であり、且つレーザ加工装置に異常は発生しておらず、このため、被加工物8の加工は継続される。この場合、光検出器13からの検出信号V1と光検出器15からの検出信号V2を比較して差を求め、その差から状態を判別すると、被加工物8の加工が正常に行なわれているか否か、或は、レーザ加工装置に異常が生じているか否かをより正確に監視することができ、レーザ光3がパルス光の場合にも対応することができる。
【0025】
焦点位置検出器20の水平回転する冶具22は高反射材料が用いられているため、冶具22が被加工物8の上面でレーザ光3を横切った場合には、反射光16の光強度は高くなる。このため、光検出器15からの検出信号V2の値を基に、予め監視制御装置14では、集光レンズ9の焦点が被加工物8の加工点Pにあるかどうか、又どの程度ずれているかが判別される。
【0026】
而して、集光レンズ9の焦点が被加工物8の加工点Pにない場合には、予め監視制御装置14から駆動装置10に指令信号V3が与えられ、駆動装置10が駆動される。このため、送りネジ軸11が回転して加工ヘッド7延いては集光レンズ9が昇降して、その焦点は被加工物8の加工点Pに一致し、自動焦点位置補正が行なわれる。
【0027】
光検出器15からの検出信号V2又は、光検出器13からの検出信号V1と光検出器15からの検出信号V2を比較したものが、閾値よりも高い場合には、予め監視制御装置14から警報器23へ指令が与えられて警報器23が被加工物8の加工状態やレーザ加工装置の異常を知らせると共に監視制御装置14からインタロック装置18へ指令信号V4が与えられてシャッタ17が閉じるため、レーザ発振器1から発振されたレーザ光3はシャッタ17により遮断されてビームダンパ19に吸収される。従って、被加工物8の加工が中止されると共に、レーザ加工装置が熱により損傷することを防止することができる。
【0028】
本図示例によれば、被加工物8の加工状態若しくは装置の作動状態を監視するための機構がシンプルであるため、設備費、運転維持費を抑えることが可能となり、又、被加工物8から反射して来た反射光16を直接検出するようにしているため、容易且つ確実に被加工物8の加工状態若しくは装置の状態を監視することができ、更には、装置の保護を確実に行うことができ、更に又、被加工物8の加工を最適な状態で行うことができる。
【0029】
図3及び図4は本発明のレーザ加工装置を実施する形態の他の例であり、レーザ加工装置は基本的には、図1、2に示すものと共通の構成物品を備えている。図3中、15’は被加工物8で反射して戻って来て折返しミラー4を透過した反射光の光強度を検出し得るようにした、フォトセンサ等の光検出器である。この光検出器15’は図4に示すように検出面が4分割されており、4個の検出信号V21,V22,V23,V24を監視制御装置14へ与え得るようになっている。
【0030】
24は被加工物8を支持するベッドで、ベッド24は、サーボモータ等の駆動装置25により平面的に見て紙面に対し平行なX方向へ移動し得るようにした上段ベッド26及びサーボモータ等の駆動装置27により平面的に見て紙面に対し直交するY方向へ移動し得るようにした下段ベッド28を備えている。
【0031】
監視制御装置14では、光検出器15’からの検出信号V21,V22,V23,V24を基として、平面的に見て被加工物8のどの位置の加工を行っているか判別し得るようになっていると共に、監視制御装置14からは、ベッド24の駆動装置25,27に指令信号V5,V6を与えて駆動装置25,27を駆動し、上、下段ベッド26,28の加工面の平面的な位置を調整し、被加工物8の加工位置を補正し得るようになっている。
【0032】
本図示例における被加工物8の加工の仕方は、基本的には、図1、2の図示例のものと略同じであるが、本図示例では、被加工物8の加工位置を補正する点で前記図示例と相違する。すなわち、本図示例では、被加工物8で反射して戻ってきた反射光16の一部は折返しミラー4を透過して光検出器15’により検出され、光強度の検出信号V21,V22,V23,V24として光検出器15’から監視制御装置14へ与えられる。
【0033】
監視制御装置14では、検出信号V21,V22,V23,V24が加算されてトータルの検出信号V1が求められ、予め設定してある光強度の閾値と比較されるか或は、光検出器13からの光強度の検出信号V1と比較されたうえ、被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が判別され、監視される。
【0034】
又、各検出信号V21,V22,V23,V24の電圧差により、集光レンズ9から被加工物8へ照射されるレーザ光3が、被加工物8の平面方向において、被加工物8の所定の加工点Pに照射されているか否か判別されると共に、集光レンズ9の焦点が加工点Pに対して被加工物8の平面方向にどの程度ずれているかが求められ、その結果に対応して、監視制御装置14からは指令信号V5,V6が駆動装置25,27に与えられ、駆動装置25,27が駆動される。
【0035】
従って、上段ベッド26はX方向へ位置調整され、下段ベッド28はY方向へ位置調整されるため、被加工物8は、平面方向において加工点Pが光レンズ9の焦点に合致するよう、X,Y両方向へ位置調整される。
【0036】
本発明の図示例においても、前述の図示例と同様、被加工物8の加工状態若しくは装置の作動状態を監視するための機構がシンプルとなって、設備費、運転維持費を抑えることが可能となり、又、被加工物8から反射して来た反射光16を直接検出するようにしているため、容易且つ確実に被加工物8の加工状態若しくは装置の状態を監視することができ、更には、装置の保護を確実に行うことができ、更に又、被加工物8の加工を最適な状態で行うことができる。
【0037】
なお、本発明の図示例では、2個の折返しミラーを設けて一方の折返しミラーの背面に設けた光検出器により、当該折返しミラーを透過したレーザ光の光強度を検出し、他方の折返しミラーの背面に設けた光検出器により、被加工物で反射して戻って来た反射光の光強度を検出する場合について説明したが、1個の折返しミラーの背面に90度角度をずらして2個の光検出器を設け、一方の光検出器において、折返しミラーを透過して来たレーザ光の光強度を検出し、他方の光検出器において、被加工物で反射して戻って来て折返しミラーを透過した反射光の光強度を検出するようにしても実施できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
本発明の請求項1〜6のレーザ加工装置によれば、被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態を監視するための機構がシンプルとなって、設備費、運転維持費を抑えることが可能となり、又、被加工物から反射して来た反射光を直接検出するようにしているため、容易且つ確実に被加工物の加工状態若しくは装置の状態を監視することができ、更には、装置の保護を確実に行うことができ、更に又、被加工物の加工を最適な状態で行うことができる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すレーザ加工装置の概要図である。
【図2】図1の装置に適用する焦点位置検出器の概略平面図である。
【図3】本発明の実施の形態の他の例を示すレーザ加工装置の概要図である。
【図4】図3の装置に適用する光検出器の正面図である。
【符号の説明】
1 レーザ発振器
2 折返しミラー
3 レーザ光
4 折返しミラー
5 入射集光レンズ
6 光ファイバ
7 加工ヘッド
8 被加工物
9 集光レンズ
10 駆動装置(移動させる手段)
13 光検出器
14 監視制御装置(判別する手段、指令を与える手段)
15 光検出器
15’ 光検出器
16 反射光
17 シャッタ
18 インタロック装置
19 ビームダンパ
20 焦点位置検出器
21 駆動装置(移動させる手段)
25 駆動装置(移動させる手段)
26 上段ベッド(支持する手段)
27 駆動装置(移動させる手段)
28 下段ベッド(支持する手段)
P 加工点
V1 検出信号
V2 検出信号
V21 検出信号
V22 検出信号
V23 検出信号
V24 検出信号
V3 指令信号(指令)
V4 指令信号(指令)
V5 指令信号(指令)
V6 指令信号(指令)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, laser light has been used for processing such as cutting and welding of articles, and various laser processing apparatuses have been proposed in the past. Thus, in the laser processing apparatus, it is necessary to monitor whether or not the processing of the article is performed without any problem and whether or not the apparatus is operating normally.
[0003]
An example of a conventional processing apparatus that can monitor the processing state of the workpiece or the operation state of the apparatus is, for example, an apparatus as disclosed in JP-A-10-202378. Thus, in this apparatus, light from a workpiece is transmitted through a lens that is a monitoring optical system, and the transmitted light is transmitted to an optical fiber provided for transmitting a monitoring laser beam, and an interference filter. After passing through the lens that is the monitoring optical system, it is detected by a photodiode, and from the result, it is monitored whether the processing state of the workpiece is normal or whether the apparatus is operating normally. Yes.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described laser processing apparatus, an incident optical system for transmitting laser light to a workpiece, a lens for an outgoing optical system, and an optical fiber for transmitting laser light transmitted from the incident optical system to the outgoing optical system. In addition, in order to monitor the processing state, a lens for a monitoring optical system, an optical fiber for transmitting monitoring light, and the like are required. Therefore, in such an apparatus, the structure is complicated, and since the light transmitted through the optical fiber for transmitting the laser light to the emission optical system is indirectly monitored, the monitoring reliability is low. There are problems such as.
[0005]
In view of the above circumstances, the present invention simplifies the mechanism for monitoring the processing state of the workpiece or the state of the apparatus by directly detecting the reflected light reflected from the workpiece. At the same time, it is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of easily and reliably monitoring the processing state of the workpiece or the state of the apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The laser processing apparatus according to claim 1 of the present invention, after the laser oscillator, and a folding mirror for reflecting the laser beam oscillated from the laser oscillator, the incident condenser lens of the laser beam reflected by the folding mirror Den comprising an optical fiber for transmission, and the laser light transmitted by the optical fiber is condensed by a condenser lens and irradiated to the workpiece machining head for machining the workpiece,
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
A photodetector for detecting the light intensity of the reflected light transmitted through and the return mirror is placed on the back of the folding mirror,
Means for comparing the detection signal of the light intensity detected by the light detector with a preset light intensity threshold value to determine whether the processing state of the workpiece or the operation state of the apparatus is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
The light detector for detecting the reflected light transmitted through the folding mirror is a light detector having a detection surface divided into four, and the light collecting lens is obtained from detection signals of a plurality of light intensities detected by the light detector. A means for giving a command to a means for moving the means for supporting the workpiece in the plane direction of the workpiece so as to eliminate the deviation, and obtaining a deviation of the focal point of the workpiece in the plane direction of the machining point;
It is equipped with.
[0007]
The laser processing apparatus according to
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
A first photodetector for detecting the light intensity of the reflected light transmitted through the and the first or second fold mirror attached to the back surface of the first or second fold mirror,
Second optical detection for detecting the light intensity of the laser beam is oscillated from installed and the laser oscillator is transmitted through the second or first fold mirror to the back of the second or first fold mirror And
Actuation of said first, second machining state or apparatus of the workpiece as compared to a threshold value of the light intensities preset signal obtained by comparing with comparing the detection signal of the light intensity detected by the photodetector Means for determining whether the state is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
The second photodetector for detecting the reflected light transmitted through the second folding mirror is a photodetector having a detection surface divided into four, and detection signals of a plurality of light intensities detected by the photodetector. To determine the deviation of the focal point of the condenser lens in the plane direction of the machining point in the workpiece, and to move the means for supporting the workpiece in the plane direction of the workpiece so as to eliminate the deviation. Means for giving a command;
It is equipped with.
[0008]
The laser processing apparatus according to
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
The for detecting the light intensity of the first light detector and the laser beam transmitted through the folding mirror for detecting the transmitted light intensity of the reflected light and the return mirror is placed on the back of the folding mirror Two photodetectors,
Actuation of said first, second machining state or apparatus of the workpiece as compared to a threshold value of the light intensities preset signal obtained by comparing with comparing the detection signal of the light intensity detected by the photodetector Means for determining whether the state is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
The second photodetector for detecting the reflected light transmitted through the folding mirror is a photodetector having a detection surface divided into four, and from the detection signals of a plurality of light intensities detected by the photodetector, A deviation of the focal point of the condenser lens in the plane direction of the machining point in the workpiece is obtained, and a command is given to the means for moving the means for supporting the workpiece in the plane direction of the workpiece so as to eliminate the deviation. Means,
It is equipped with.
[0011]
The laser processing apparatus according to
[0012]
According to the present invention, the mechanism for monitoring the processing state of the workpiece or the operating state of the apparatus is simplified, and it is possible to suppress the equipment cost and the operation maintenance cost, and the reflection from the workpiece. Since the reflected light coming directly is detected, the processing state of the workpiece or the state of the apparatus can be monitored easily and reliably, and further, the apparatus can be reliably protected, Furthermore, the workpiece can be processed in an optimum state.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 show an example of a mode for carrying out the laser processing apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a laser oscillator, 2 is a folding mirror for changing the transmission direction of the
[0015]
6 is an optical fiber for transmitting the
[0016]
[0017]
17 is switched by the
[0018]
[0019]
[0020]
Next, the operation of the illustrated example will be described.
[0021]
When processing the
[0022]
The
[0023]
During the above-described operation, a part of the
[0024]
The
[0025]
Since the highly
[0026]
Thus, when the focal point of the
[0027]
If the detection signal V2 from the
[0028]
According to the illustrated example, since the mechanism for monitoring the processing state of the
[0029]
3 and 4 show another example of the embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention. The laser processing apparatus basically includes the same components as those shown in FIGS. In FIG. 3,
[0030]
[0031]
The
[0032]
The method of processing the
[0033]
In the
[0034]
Further, due to the voltage difference between the detection signals V21, V22, V23, and V24, the
[0035]
Therefore, since the upper bed 26 is adjusted in the X direction and the
[0036]
Also in the illustrated example of the present invention, the mechanism for monitoring the processing state of the
[0037]
In the illustrated example of the present invention, the light intensity of the laser light transmitted through the folding mirror is detected by a photodetector provided on the back surface of one folding mirror with two folding mirrors, and the other folding mirror. The case where the light intensity of the reflected light reflected by the workpiece and returned by the photodetector provided on the back surface of the mirror has been described. However, the angle of 90 ° is shifted to the back surface of one folding mirror. One light detector is provided, one of the light detectors detects the light intensity of the laser light that has passed through the folding mirror, and the other light detector reflects back from the workpiece. Needless to say, the present invention can be implemented by detecting the light intensity of the reflected light transmitted through the folding mirror, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
According to the laser processing apparatus of claims 1 to 6 of the present invention, the mechanism for monitoring the processing state of the workpiece or the operation state of the apparatus is simplified, and the equipment cost and the operation maintenance cost can be suppressed. In addition, since the reflected light reflected from the workpiece is directly detected, the machining state of the workpiece or the state of the apparatus can be monitored easily and reliably. Can be reliably protected, and further, various excellent effects such as being able to process the workpiece in an optimum state can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of a focal position detector applied to the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram of a laser processing apparatus showing another example of the embodiment of the present invention.
4 is a front view of a photodetector applied to the apparatus shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13
15 Photo detector 15 '
25 Drive unit (means for moving)
26 Upper bed (means to support)
27 Drive unit (means for moving)
28 Lower bed (means to support)
P Machining point V1 Detection signal V2 Detection signal V21 Detection signal V22 Detection signal V23 Detection signal V24 Detection signal V3 Command signal (command)
V4 command signal (command)
V5 command signal (command)
V6 command signal (command)
Claims (4)
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該折返しミラーの背面に設置され且つ該折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出する光検出器と、
該光検出器で検出した光強度の検出信号と予め設定した光強度の閾値とを比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該折返しミラーを透過した該反射光を検出する該光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。A laser oscillator, a folding mirror for reflecting the laser beam oscillated from the laser oscillator, an optical fiber for feeding transfer through the incident condenser lens of the laser beam reflected by the folding mirror, is transmitted by the optical fiber the laser beam and a is condensed by a condenser lens and irradiated to the workpiece machining head for machining the workpiece was,
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
A photodetector for detecting the light intensity of the reflected light transmitted through and the return mirror is placed on the back of the folding mirror,
Means for comparing the detection signal of the light intensity detected by the light detector with a preset light intensity threshold value to determine whether the processing state of the workpiece or the operation state of the apparatus is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
The light detector for detecting the reflected light transmitted through the folding mirror is a light detector having a detection surface divided into four, and the light collecting lens is obtained from detection signals of a plurality of light intensities detected by the light detector. A means for giving a command to a means for moving the means for supporting the workpiece in the plane direction of the workpiece so as to eliminate the deviation, and obtaining a deviation of the focal point of the workpiece in the plane direction of the machining point;
A laser processing apparatus comprising:
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該第一若しくは第二の折返しミラーの背面に設置され且つ該第一若しくは第二の折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出するための第一の光検出器と、
該第二若しくは第一の折返しミラーの背面に設置され且つ該レーザ発振器から発振されて該第二若しくは第一の折返しミラーを透過した該レーザ光の光強度を検出するための第二の光検出器と、
該第一、第二の光検出器で検出した光強度の検出信号を比較すると共に比較して求めた信号を予め設定した光強度の閾値と比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該第二の折返しミラーを透過した該反射光を検出する該第二の光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。A laser oscillator, a first folding mirror for reflecting the laser beam oscillated from the laser oscillator, a second folding mirror for reflecting the laser light reflected by the first folding mirror, said second the irradiated and the optical fiber to feed transfer through the incident condenser lens the laser beam reflected by the folding mirror and the laser light transmitted by the optical fiber is focused by a condenser lens to the workpiece A machining head for machining a workpiece ,
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
A first photodetector for detecting the light intensity of the reflected light transmitted through the and the first or second fold mirror attached to the back surface of the first or second fold mirror,
Second optical detection for detecting the light intensity of the laser beam is oscillated from installed and the laser oscillator is transmitted through the second or first fold mirror to the back of the second or first fold mirror And
Actuation of said first, second machining state or apparatus of the workpiece as compared to a threshold value of the light intensities preset signal obtained by comparing with comparing the detection signal of the light intensity detected by the photodetector Means for determining whether the state is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
The second photodetector for detecting the reflected light transmitted through the second folding mirror is a photodetector having a detection surface divided into four, and detection signals of a plurality of light intensities detected by the photodetector. To determine the deviation of the focal point of the condenser lens in the plane direction of the machining point in the workpiece, and to move the means for supporting the workpiece in the plane direction of the workpiece so as to eliminate the deviation. Means for giving a command;
A laser processing apparatus comprising:
該レーザ発振器より該被加工物に照射された該レーザ光を該被加工物で反射して反射光にするレーザ加工装置であって、
該折返しミラーの背面に設置され且つ折返しミラーを透過した該反射光の光強度を検出するための第一の光検出器及び該折返しミラーを透過した該レーザ光の光強度を検出するための第二の光検出器と、
該第一、第二の光検出器で検出した光強度の検出信号を比較すると共に比較して求めた信号を予め設定した光強度の閾値と比較して被加工物の加工状態若しくは装置の作動状態が正常か否かを判別する手段と、
該加工ヘッドに備えられた該集光レンズの焦点位置を検出するように、該被加工物の上面で回転して該レーザ光を横切る治具を配置し且つ該レーザ発振器から該被加工物へ照射される該レーザ光を該治具で反射して反射光にする焦点位置検出器と、
該焦点位置検出器で反射した該反射光から該被加工物の加工点に対する該集光レンズの焦点のずれを求め、該加工ヘッドを該被加工物に近接、離反するよう移動させる手段に、前記焦点が該被加工物の加工点に合うよう該加工ヘッドを移動させる指令を与える手段と、
該折返しミラーを透過した該反射光を検出する該第二の光検出器を、検出面が4分割された光検出器とし、該光検出器で検出した複数の光強度の検出信号から、該集光レンズの焦点の該被加工物における加工点平面方向のずれを求め、該ずれをなくすよう、該被加工物を支持する手段を該被加工物の平面方向へ移動させる手段に指令を与える手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。A laser oscillator, a folding mirror for reflecting the laser beam oscillated from the laser oscillator, an optical fiber for feeding transfer through the incident condenser lens the laser beam reflected by the folding mirror, transmitted by the optical fiber and a is condensed by irradiating the workpiece machining head for machining the workpiece by a condenser lens the laser beam,
A laser processing apparatus configured to reflect the laser light irradiated on the workpiece from the laser oscillator to the reflected light by the workpiece;
The for detecting the light intensity of the first light detector and the laser beam transmitted through the folding mirror for detecting the transmitted light intensity of the reflected light and the return mirror is placed on the back of the folding mirror Two photodetectors,
Actuation of said first, second machining state or apparatus of the workpiece as compared to a threshold value of the light intensities preset signal obtained by comparing with comparing the detection signal of the light intensity detected by the photodetector Means for determining whether the state is normal;
A jig that rotates on the upper surface of the workpiece and crosses the laser beam is disposed so as to detect the focal position of the condenser lens provided in the processing head, and from the laser oscillator to the workpiece. A focal position detector that reflects the irradiated laser beam with the jig to make reflected light; and
A means for obtaining a shift of the focal point of the condenser lens with respect to a processing point of the workpiece from the reflected light reflected by the focal position detector, and for moving the processing head so as to approach or separate from the workpiece. Means for giving a command to move the processing head so that the focal point is aligned with a processing point of the workpiece;
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