JPH01258885A - レーザ出力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、穴明け、溶接、焼入れ、切断などの加工に使
用される大出力ガスレーザ装置の出力をモニタするレー
ザ出力検出装置に関するものである。

（従来の技術） レーザ加工は１台の加工装置で各種の一般加工や熱処理
を非接触で行うものであり、高速かつ高精度の制御が可
能である、加工点周辺への影響が小さい、金属、非金属
、？１［金材料の何れでも加工ができる。工具の摩耗や
破損を生じないなど多くの利点を持っているので、ファ
クトリオートメーションの要素技術として注目をあびて
いる。

このようなレーザ加工技術およびレーザ加工装置の開発
は各種の工業分野で進められており、比較的出力の小さ
い加工装置は早くから実用化され。

例えば精密機械部品や電子部品など微細な部品の加工に
多数使用きれている。

近年はガスレーザ発振器の進歩により放電部分の単位長
さあたりのレーザ出力の大幅な増大が実現し、出力１ｋ
１１以上の大出力ガスレーザ装置が実用化されている。

このような大出力ガスレーザ装置は、穴明け。

溶接、焼入れ、切断などの加工性能を変化させないため
に、レーザ出力を安定して供給することが要求される。

レーザ出力を安定して供給するためには、■風胴内に封
入されたレーザガス圧を一定に保つ、■放電によって加
熱されたレーザガスを送風機によって循環させ熱交換器
で冷却する、■レーザガスの混合比を一定に保つ、に）
レーザガスの常時吹き流し置換を行う、■レーザ装置全
体の温度を一定に保つ、■レーザガス発振器室の室温を
一定に保つ、■レーザ発振のために投入する電源の電力
を制御して入力エネルギを一定に保つ、などの方法が用
いられる。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、大出力ガスレーザ装置はレーザ出力を安
定して供給することが要求され、これに対する配慮がな
されているが、穴明け、溶接、焼入れ、切断などの加工
を行う加工点においては、■室温を一定に保つことがむ
ずかしいのでレーザ光路となる伝送光学系の温度が変化
して光学部品の熱膨張や収縮を生じ、これによってレー
ザ出力が変動し、また■伝送光学系を構成する光学部品
の汚れや劣化などによってレーザ出力が変動するという
問題がある。

このように、加工点におけるレーザ出力は安定供給に配
慮がなされているにもかかわらず、成る程度の出力変動
は避けられない。

加工点でのレーザ出力の変動は直接に加工性能の変化を
招き、被加工物に重大な影響を与えるので、加工点にお
けるレーザ出力変動を検出してモニタする必要がある。

本発明は加工点におけるレーザ出力を検出し。

加工性能の変化とその良否判断および光学部品のよごれ
、劣化の判定が容易にできるようにしたレーザ出力検出
装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（８題を解決するための手段と作用） 本発明は、レーザ発振器から出射され、伝送光学系およ
び集光光学系を介して被加工物の加工点に投射されるレ
ーザビームの出力を検出するレーザ出力検出装置におい
て、モード測定部、チョッパ、ビームダンパ、ビームコ
ーンおよび出力測定部から成るレーザビーム測定装置を
上記被加工物の加工点の近傍のテストステーション上に
設置すると共に、加工休止期間に上記集光光学系を上記
テストステーション側に移動させてレーザビームをディ
フォーカスの状態で上記レーザビーム測定装置に入射さ
せ、これによってオフラインでレーザビームの加工時の
出力をモニタできるようにしている。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図および第２図に示す。

第１図は全体のシステム構成図、第２図は内部構成図で
ある。

第１図において、ガスレーザ発振器１内で発生したレー
ザビーム７は伝送ミラー３Ａ〜３Ｄを含む伝送光学系２
と集光光学系４を介して被加工物５の加工点に伝送され
、穴明け、溶接、焼九入、切削などの加工が行われる。

上記加工点の近傍のテストステーション１３にはレーザ
ビームのモードおよび、レーザ出力を測定するレーザビ
ーム測定装置６が設けられており。

集光光学系４をレーザビームの進行方向に移動させるこ
とによってレーザビームを集光させ、オフラインでレー
ザビームの出力をモニタする。

すなわち加工休止期間に伝送光学系２によって伝送され
たレーザビーム７はテストステーション側に移動した集
光光学系４によって集光され、集光されたレーザビーム
７はテストステーション１３上のレーザビーム測定装置
６にディフォーカスの状態で入射される。

レーザビーム測定装置６は第２図に示すように、モード
測定部８、出力測定部９を備えており、入射されたディ
フォーカスのレーザビーム７は先ず焦点位置と対称の距
離に配置されたモード測定部８でビームモードすなわち
横方向のパワ分布が測定される。

次にチョッパ１０の回転によってレーザビームの１％が
ビームコーン１２を介して出力測定部９に入射され、レ
ーザ出力が測定される。

レーザビーム７の残りの９９％はチョッパ１０で反射さ
れてビームダンプ１１に入射し、ここで処理される。

上記のように構成されたレーザビーム測定装置６を加工
点の近傍のテストステーション１３に設けることによっ
て、加工点におけるレーザビームのモードと出力をオフ
ラインで測定してモニタを行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、穴明け。

溶接、焼入れ、切断などの加工が行われる加工点におけ
るレーザビームのモードおよび出力をオフラインで検出
してモニタすることができるので、レーザビームのモー
ドの変化および出力の変動を把握して被加工物の加工性
能の変化とその良否を判断することが可能となる。

さらに伝送光学系を構成する伝送ミラーなどの光学部品
の汚れや劣化の進行度を判定することができるので、光
学部品のタイムリな交換などを含むメンテナンスが容易
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
本発明におけるレーザビーム測定装置の内部構成図であ
る。 １・・・ガスレーザ発振器　　　２・・・伝送光学系３
・・・伝送ミラー　　　　　　４・・・集光光学系５・
・・被加工物　　　　　　　６・・・レーザビーム測定
装置７・・・レーザビーム　　　　　８・・・モード測
定部９・・・出力測定部　　　　　　ｌＯ・・・チョッ
パ１１−０．ビームダンプ　　　　　１２・・・ビーム
コーン１３・・・テストステーション （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（は
が１名）第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振器から出射され、伝送光学系および集光光学
   系を介して被加工物の加工点に投射される加工用レーザ
   ビームの出力を検出するレーザ出力検出装置において、
   モード測定部、チョッパ、ビームダンパ、ビームコーン
   および出力測定部から成るレーザビーム測定装置を上記
   被加工物の加工点の近傍のテストステーション上に設置
   すると共に、加工休止期間に上記集光光学系を上記テス
   トステーション側に移動させ、レーザビームをディフォ
   ーカスの状態で上記レーザビーム測定装置に入射させる
   ことを特徴とするレーザ出力検出装置。