JPH02133186A - 炭酸ガスレーザ加工装置 - 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】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、炭酸ガスレーザ加工装置に関する。

（従来の技術） 炭酸ガスレーザ加工装置では、レーザ発振器から出射さ
れたレーザ光を集光してワークに照射するために、一般
にレーザ光の伝送路内に設けられたいくつかの反射鏡で
反射してレーザ光をワーク上の集光ミラーまで伝送して
いる。

そして、加工装置の据付時には、ワークに照射されるレ
ーザ光が所定の大きさやビームモードになるよに伝送路
内の反射鏡などの取付角度が調整される。

（発明が解決しようとする課！ｉ。

ところが、設備の稼動日数とともにレーザ光のモードや
大きさが変化してくる。

その原因には、例えばレーザ発振器の出射鏡の劣化−歪
、反射鏡と集光ミラーの表面の汚れや伝送路中に浮遊し
ているちりや水分によるレンズ効果などがあり、その結
果、ワークに照射されるレーザ光の大きさやモードが変
ると、加工されたワークの例えば切断面の品質が変り、
更に、もし反射鏡やその保持部の熱変形で反射光の角度
がずれると、切断形状も違ってくる。

そしてこれは、伝送路の長いものや反射鏡の多い（例え
ばスキャナ形）伝送路になると著しい。

そこで本発明の目的は、常に安定した加工を行うことの
できる炭酸ガスレーザ加工装置を得ることである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段および作用）本発明は、レ
ーザ発振器から出射されたレーザ光を反射鏡を経て集光
ミラーに伝送して移動自在な加工テーブル上のワークを
加工する炭酸ガスレーザ加工装置において、集光ミラー
にレーザ光を伝送する伝送路と加工テーブルの下方に、
レーザ光のモードとビーム径を検出しビームモニタ装置
にその信号を入力するビームセンシング装置を設けてあ
らかじめ記憶された基準値と比較してレーザビームの異
常を事前に検出して常に安定した加工を行う炭酸ガスレ
ーザ装置である。

（実施例） 以下１本発明の炭酸ガスレーザ加工装置の一実施例を図
面を参照して説明する。

第１図においては、左上の炭酸ガスレーザ発振器１から
出射されたレーザ光２は、左端が発振器１に連結された
図示しない伝送路の右端に収納された反射＠３で下方に
反射されて、図示しない伝送路に設けられたビームセン
シング装置７Ａを経て図示しない伝送路端の集光レンズ
４に入射され、集光されて予め左方に限避された加工テ
ーブル５の横で焦点を結んで拡大され、下方のビームセ
ンシング装置１７Ｂに照射される。そして、このビーム
センシング装置７Ａの出力端はビームモニタ装置８Ａに
、ビームセンシング装置７Ｂの出力端はビームモニタ装
置８Ｂに接続されている。

次に、このように構成された炭酸ガスレーザ加工装置で
７−クを加工するときには、まず製品の加工を始める前
に、実際の加工条件と同一条件の出力光をレーザ発振器
１から出射して、そのレーザビームとレーザ光軸をビー
ムセンシング装置７Ａで抽出してビームモニタ族［８Ａ
にモニタ画像として、例えば第２図のようにＸ方向のビ
ームモード１２と図示しないＹ方向のビームモードを液
晶表示１１に表示する。第２図において、横軸はビーム
の位置、縦軸はビーム横面のモードを示し、進方向に対
する位置ずれとビーム横断面のエネルギー分布を表して
いる。

次に、液晶表示器１１に表示された画像でビームモード
と位置が所定の範囲にあるかどうかを見て、もし許容値
以上のときはレーザ発振器や反射鏡３などを調整して許
容値以内に修正する。

又、同じく集光されたレーザ光についてもビームセンシ
ング装置７Ｂとビームモニタ装置８Ｂで見て、もし許容
値以上のときは集光レンズ４の異状部分（例えば溶接ス
ペッタの付着による割れ）を手入れして、正常なレーザ
ビームのモードと軸位置をビームモニタ装置８Ａ、８Ｂ
に記憶させて本加工に入る。

次に１本加工では、まずテーブル５を所定の位置に戻し
、所定の条件のレーザ光をワーク６に照射する。

そして、加工中にレーザビームをビームセンシング装置
７Ａで抽出して先に記憶されたビームモードと位置を比
較し、その結果、もしその差が許容値を超えるとビーム
モニタ装置８Ａでアラームを出す。

例えば、第３図において、実線で示すあらかじめ記憶さ
れた基準となるビームモード１３Ａに対し、点線で示す
横方向と高さ方向にずれた加工中に抽出されたレーザモ
ード１３Ｂとなり５それずれが例えば横方向が２Ｉ以上
、高さで±２０％以上となったときには、アラームを出
して加工を止めて反射鏡３や集光ミラー４を調整する。

なお、ここで集光ミラー４かどうかの判断は部品の加工
中ではできないので、加工をやめ第１図のようにテーブ
ル５を限避させて行う。

このように本発明の炭酸ガスレーザ加工機では、集光レ
ンズの前後にビームセンシング装置を設け、このビーム
センシング装置で抽出したレーザビームのモードと光軸
をビームモニタ装置で監視しながらワークを加工するの
で、常に安定した加工を行うことができる。

第４図は本発明の炭酸ガスレーザ加工装置の他の実施例
を示し、第４図（ａ）は平面図、第４図（ｂ）は第４図
（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

第４図において、レーザ発振器１から出射され図示しな
い伝送路に設けられた反射鏡３で折り曲げられたレーザ
光２は、ビームセンシング装置［７Ａを経てＸＹビーム
スキャナ２０のガントリー２２の左端の反射鏡２３Ａに
入射し右に曲げられて伝送路端の集光系２１の反射鏡２
３Ｂに入射され、下方に折り曲げられてビームセンシン
グ装置７Ｃを経て集光ミラー４で集光され、集光後拡大
されて限避自在なテーブル５の下方のビームセンシング
装＠ＩＢに入射される。

そして、ビームセンシング装置７Ａ、　７Ｂ、　７Ｃに
は、それぞれ図示しない液晶表示器付のビームセンシン
グ装置が接続されている。

この場合には、ビームセンシング装置ｉ７Ａ、　７Ｃで
異状が検出されず、ビームセンシング装置７Ｂで異状が
検出されたときには、原因が集光レンズ４を含む集光系
にあり、又、ビームセンシング装置１１７Ａで異状が検
出されず、ビームセンシング装置７Ｃで異状が検出され
れば、原因はＸＹビームスキャナ２０にあることになり
、原因を特定でき迅速に修正できる利点がある。

第５図は本発明の炭酸ガスレーザ加工装置の異なる他の
実施例を示す。

第５図において、レーザ発振器１から出射され図示しな
い伝送路に設けられたビームエキスパンダ２５を経て反
射角度調整機構付の反射鏡２３Ｃで反射され、上方の同
じく反射角度調整機構付の反射鏡２３Ｄに入射され、反
射鏡２３Ｄで反射されたレーザ光は右端の反射鏡２３Ｅ
に入射され、その反射光は下方のビームセンシング装置
７Ｄを経て集光レンズ４で集光され、下側の焦点を経て
ビームセンシング装置７Ｅに入射される。

更に、ビームエキスパンダ２５には、エキスパンダ制御
装置２６の一端が接続され、反射鏡２３Ｃと２３Ｄの保
持部はベンダ制御袋！２７の一端に接続され、ビームセ
ンシング装［７Ｄにはビームモニタ装置８Ｃの一端が接
続され、このビームモニタ装［８Ｃの他端はエキスパン
ダ制御装置２６とベンダ制御装置２７に接続されている
。

そして、反射鏡２３Ｇの反射角度調整機構はビームセン
シング装置７Ｄに入射するレーザ光が第５図左右に移動
するように作動し１反射鏡２３Ｄの反射角度調整機構は
反射鏡２３Ｅに入射するレーザ光が紙面直交方向に移動
するように作動可能に構成されている。

このように構成された炭酸ガスレーザ加工装置では、レ
ーザビームセンシング装置７Ｄで検出されたビーム径が
所定の範囲より小さいときには、その信号をビームモニ
タ装置８Ｃを介して入力されたエキスパンダ制御装置で
基準値と比較してその結果でビームエキスパンダ２５を
制御してビーム径を増やす。

同様にして、ビームセンシング装［７０でのビームの位
置が紙面左右方向や直交方向にずれているときには、そ
の信号をビームモニタ装置８Ｃを介して入力されたベン
ダ制御装置で基準値と比較して。

反射鏡２３Ｃや２３Ｄを調整する。

この場合には、ビーム方向だけでなく、ビーム径の変化
に対しても修正できるので、更に安定した加工ができる
炭酸ガスレーザ加工装置となる利点がある。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、レーザ発振器から出射されたレ
ーザ光を反射鏡を経て集光ミラーに伝送し移動自在な加
工テーブル上のワークを加工する炭酸ガスレーザ加工装
置において、集光ミラーにレーザ光を伝送する伝送路と
集光ミラーで集光後拡大された点にレーザ光のビームセ
ンシング装置を設けて、ビームモニタ装置であらかじめ
記憶された基準値と比較して異常を事前に検出したので
、常に安定した加工を行うことのできる炭酸ガスレーザ
加工装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炭酸ガスレーザ加工装置の一実施例を
示す図、第２図と第３図は本発明の炭酸ガスレーザ加工
装置の作用を示す説明図、第４図は本発明の炭酸ガスレ
ーザ加工装置の他の実施例を示す図、第５図は本発明の
炭酸ガスレーザ加工装置の異なる他の実施例を示す図で
ある。 １・・・レーザ発振器　　　　２・・・レーザ光３・・
・反射鏡　　　　　　　４・・・集光ミラー５・・・加
工テーブル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザ発振器から出射されたレーザ光を反射鏡を経て集
   光ミラーで集光して移動自在な加工テーブル上のワーク
   に照射して加工する炭酸ガスレーザ加工装置において、 前記集光ミラーに前記レーザ光を伝送する伝送路と前記
   加工テーブルの下方にそれぞれ設けられ前記レーザ光の
   モードとビーム径を検出するビームセンシング装置と、
   このビームセンシング装置にそれぞれ接続され前記ビー
   ムセンシング装置から前記ビームの検出信号とあらかじ
   め記憶された前記ビームのモードを比較して前記ビーム
   の異常を表示するビームモニタ装置を設けたことを特徴
   とする炭酸ガスレーザ加工装置。