JP6717790B2 - レーザ加工中に光学系の汚染レベルに応じて焦点シフトを調整するレーザ加工装置 - Google Patents
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Description
本開示の他の態様は、光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、レーザ発振器と、レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、ワークで反射してレーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、穴開け加工中に穴開け加工に使用する程度に高い出力のレーザ光の戻り光のエネルギ量に基づいて外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、を備え、焦点シフト調整部は、第一穴開け加工時に戻り光測定部によって測定された第一測定値と、第一穴開け加工時より時間的に後の第二穴開け加工時に戻り光測定部によって測定された第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する第一焦点移動量計算部と、計算した焦点移動量に基づいて、穴開け加工中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、を有し、第一穴開け加工時は、外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない時点であるか又は焦点位置を補正した後の時点であり、第二穴開け加工時は、外部光学系が温められた一定時間経過後の時点である、レーザ加工装置を提供する。
本開示の別の態様は、光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、レーザ発振器と、レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、ワークで反射してレーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、レーザ切断中にレーザ切断に使用する程度に高い出力のレーザ光の戻り光のエネルギ量に基づいて外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、を備え、焦点シフト調整部は、レーザ光を予め定めた出力で出射する指令又は出射しない指令をレーザ発振器に対して行う出力指令部と、第一期間内に出射しない指令から出射する指令へ変化したときの戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第一測定値と、第一期間より時間的に後の第二期間内に出射しない指令から出射する指令へ変化したときの戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部と、計算した焦点移動量に基づいて、レーザ切断中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、を有し、第一期間は、外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は焦点位置を補正した後の期間であり、第二期間は、外部光学系が温められた一定時間経過後の期間である、レーザ加工装置を提供する。
本開示の更に別の態様は、光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、レーザ発振器と、レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、ワークで反射してレーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、レーザ切断中にレーザ切断に使用する程度に高い出力のレーザ光の戻り光のエネルギ量に基づいて外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、を備え、焦点シフト調整部は、戻り光測定部によって測定された戻り光のエネルギ量の単位時間当たりの変化量を計算する変化量計算部と、第一期間内に変化量計算部によって計算された単位時間当たりの変化量が一定値以上になったときの戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第一測定値と、第一期間より時間的に後の第二期間内に変化量計算部によって計算された単位時間当たりの変化量が一定値以上になったときの戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部と、計算した焦点移動量に基づいて、レーザ切断中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、を有し、第一期間は、外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は焦点位置を補正した後の期間であり、第二期間は、外部光学系が温められた一定時間経過後の期間である、レーザ加工装置を提供する。
2 ウインド
3 反射板
4 戻り光測定部
10 レーザ加工装置
11 レーザ発振器
12 外部光学系
13 数値制御装置
20 駆動制御部
21 焦点シフト調整部
22 記憶部
30 駆動指令部
31 出力指令部
32 第一焦点移動量計算部
33 焦点位置補正部
34 補正量判定部
35 レーザパワー補正部
40 レーザ加工装置
41 焦点シフト調整部
42 第二焦点移動量計算部
50 レーザ加工装置
51 焦点シフト調整部
52 切換部
60 レーザ加工装置
61 焦点シフト調整部
62 出力指令部
63 第三焦点移動量計算部
70 レーザ加工装置
71 焦点シフト調整部
72 変化量計算部
73 第四焦点移動量計算部
W ワーク
H 穴
Claims (9)
- 光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、
前記ワークで反射して前記レーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、
レーザ加工中にレーザ加工に使用する程度に高い出力のレーザ光の前記戻り光のエネルギ量に基づいて前記外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、
を備え、
前記焦点シフト調整部は、
第一期間内に前記戻り光測定部によって測定された複数の測定値を平均化した第一測定値と、前記第一期間より時間的に後の第二期間内に前記戻り光測定部によって測定された複数の測定値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する第一焦点移動量計算部と、
計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ加工中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、
を有し、
前記第一期間は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は前記焦点位置を補正した後の期間であり、前記第二期間は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の期間であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記焦点シフト調整部は、さらに、第一穴開け加工時に前記戻り光測定部によって測定された第一測定値と、前記第一穴開け加工時より時間的に後の第二穴開け加工時に前記戻り光測定部によって測定された第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する第二焦点移動量計算部を有し、
前記第一穴開け加工時は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない時点であるか又は前記焦点位置を補正した後の時点であり、前記第二穴開け加工時は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の時点である、請求項1に記載のレーザ加工装置。 - 光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、
前記ワークで反射して前記レーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、
穴開け加工中に穴開け加工に使用する程度に高い出力のレーザ光の前記戻り光のエネルギ量に基づいて前記外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、
を備え、
前記焦点シフト調整部は、
第一穴開け加工時に前記戻り光測定部によって測定された第一測定値と、前記第一穴開け加工時より時間的に後の第二穴開け加工時に前記戻り光測定部によって測定された第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する第一焦点移動量計算部と、
計算した前記焦点移動量に基づいて、穴開け加工中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、
を有し、
前記第一穴開け加工時は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない時点であるか又は前記焦点位置を補正した後の時点であり、前記第二穴開け加工時は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の時点であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記焦点シフト調整部は、さらに、第一期間内に前記戻り光測定部によって測定された複数の測定値を平均化した第一測定値と、前記第一期間より時間的に後の第二期間内に前記戻り光測定部によって測定された複数の測定値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する第二焦点移動量計算部と、
を有し、
前記第一期間は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は前記焦点位置を補正した後の期間であり、前記第二期間は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の期間である、請求項3に記載のレーザ加工装置。 - 前記第一焦点移動量計算部又は前記第二焦点移動量計算部は、実行されるレーザ加工の種類を識別する識別情報に基づいて、穴開け加工時と前記穴開け加工以外の加工時とを区別する、請求項2又は3に記載のレーザ加工装置。
- 前記焦点シフト調整部は、さらに、実行されるレーザ加工の種類を識別する識別情報に基づいて、前記第一焦点移動量計算部と前記第二焦点移動量計算部とを切換える切換部を有する、請求項2又は4に記載のレーザ加工装置。
- 光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、
前記ワークで反射して前記レーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、
レーザ切断中にレーザ切断に使用する程度に高い出力のレーザ光の前記戻り光のエネルギ量に基づいて前記外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、
を備え、
前記焦点シフト調整部は、
レーザ光を予め定めた出力で出射する指令又は出射しない指令を前記レーザ発振器に対して行う出力指令部と、
第一期間内に前記出射しない指令から前記出射する指令へ変化したときの前記戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第一測定値と、前記第一期間より時間的に後の第二期間内に前記出射しない指令から前記出射する指令へ変化したときの前記戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部と、
計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ切断中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、
を有し、
前記第一期間は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は前記焦点位置を補正した後の期間であり、前記第二期間は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の期間であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 光学系の汚染による焦点シフトを補正しながらワークをレーザ加工するレーザ加工装置であって、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系と、
前記ワークで反射して前記レーザ加工装置内に戻る戻り光のエネルギ量を測定する戻り光測定部と、
レーザ切断中にレーザ切断に使用する程度に高い出力のレーザ光の前記戻り光のエネルギ量に基づいて前記外部光学系の汚染による焦点シフトを調整する焦点シフト調整部と、
を備え、
前記焦点シフト調整部は、
前記戻り光測定部によって測定された戻り光のエネルギ量の単位時間当たりの変化量を計算する変化量計算部と、
第一期間内に前記変化量計算部によって計算された単位時間当たりの変化量が一定値以上になったときの前記戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第一測定値と、前記第一期間より時間的に後の第二期間内に前記変化量計算部によって計算された単位時間当たりの変化量が一定値以上になったときの前記戻り光測定部によって測定されたピーク値を平均化した第二測定値との比較に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部と、
計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ切断中における焦点位置を補正する焦点位置補正部と、
を有し、
前記第一期間は、前記外部光学系が温められていないレーザ出射開始から間もない期間であるか又は前記焦点位置を補正した後の期間であり、前記第二期間は、前記外部光学系が温められた一定時間経過後の期間であることを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記焦点シフト調整部は、さらに、前記焦点位置の補正を繰返しても補正量が正しくない場合に、前記第一測定値と前記第二測定値との比較に基づいて、レーザパワーを補正するレーザパワー補正部を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
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