JPH05285683A - Laser beam machine and its monitor method - Google Patents

Laser beam machine and its monitor method

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JPH05285683A
JPH05285683A JP4084308A JP8430892A JPH05285683A JP H05285683 A JPH05285683 A JP H05285683A JP 4084308 A JP4084308 A JP 4084308A JP 8430892 A JP8430892 A JP 8430892A JP H05285683 A JPH05285683 A JP H05285683A
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laser beam
laser
beam diameter
diameter
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Hiroshi Yoshimi
洋 吉見
Akira Tsunekawa
彰 恒川
Koji Tanaka
宏治 田中
Tsutomu Kitagawa
勉 北川
Katsumi Morikawa
克己 森川
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Nippon Steel Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To stabilize processing by preventing the generation a processing defect by the thermal influence, etc., on optical parts. CONSTITUTION:Beam diameter measuring means 7, 8 which measure the diameter D of a laser beam L in a condenser means 4A in at least the position B where processing ends are provided. A change in lapse of time in the diameter of the incident beam on the condenser means is actually measured and is compared with a range for managing the beam diameter corresponding to the processing defect state. Abnormality is detected and the exchanging or cleaning of the optical parts 2 is urged. As a result, the recognition of the time for exchanging the optical parts, etc., is enabled and the management is facilitated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザビーム出力の
光学部品への熱影響等による加工時のビーム径変動を検
知可能にし、加工不良の発生を未然に防止して加工の安
定化を実現したレーザ加工装置及びその監視方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention makes it possible to detect fluctuations in beam diameter during processing due to thermal effects of laser beam output on optical components, etc., to prevent processing defects from occurring and to realize stable processing. And a monitoring method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、レーザビームをワークに照射
して、熱処理、溶接及び切断等を行うレーザ加工装置は
良く知られている。図4は例えば特開昭63-60092号公報
に記載された従来のレーザ加工装置の光路示す構成図で
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser processing apparatus for irradiating a work with a laser beam to perform heat treatment, welding, cutting and the like has been well known. FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical path of a conventional laser processing apparatus described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-60092.

【0003】図において、1はレーザビームLを出射す
るレーザ発振器、2はレーザビームLの出射ウィンドウ
となるレーザ発振器1の出力窓、3はレーザビームLの
方向を切換えるミラー、4はミラー3で反射されたレー
ザビームLを収束する集光レンズ、5は集光レンズ4を
介したレーザビームLのスポットSが照射されて所望の
加工が施されるワークである。
In the figure, 1 is a laser oscillator for emitting a laser beam L, 2 is an output window of the laser oscillator 1 which serves as an emission window of the laser beam L, 3 is a mirror for switching the direction of the laser beam L, and 4 is a mirror 3. A condenser lens 5 for converging the reflected laser beam L is a work which is irradiated with a spot S of the laser beam L via the condenser lens 4 and is subjected to desired processing.

【0004】尚、出力窓2と集光レンズ4との間には、
ビーム径Dを補正するための補正用レンズ(図示せず)等
が光学部品として挿入され得る。又、ミラー3及び集光
レンズ4は、両機能を具備した集光ミラーに置き換える
こともできる。
Between the output window 2 and the condenser lens 4,
A correction lens (not shown) for correcting the beam diameter D or the like may be inserted as an optical component. Further, the mirror 3 and the condenser lens 4 can be replaced with a condenser mirror having both functions.

【0005】次に、図4に示した従来のレーザ加工装置
の動作について説明する。レーザ発振器1の出力窓2か
ら出射されたレーザビームLは、ミラー3により反射さ
れ、集光レンズ4により収束されてスポットとなり、ワ
ーク5に照射される。その後、例えばミラー3及び集光
レンズ4をワーク5の表面に沿って掃引することによ
り、ワーク5に対して所望の加工処理が施される。
Next, the operation of the conventional laser processing apparatus shown in FIG. 4 will be described. The laser beam L emitted from the output window 2 of the laser oscillator 1 is reflected by the mirror 3 and converged by the condenser lens 4 to become a spot, which is applied to the work 5. After that, for example, by sweeping the mirror 3 and the condenser lens 4 along the surface of the work 5, the work 5 is subjected to desired processing.

【0006】このとき、レーザビームLの出力や集光レ
ンズ4の焦点距離等の使用は、加工条件に応じて予め設
定されている。しかし、長時間の加工が行われると、出
力窓2を含む透明光学部品が熱を持ち、局部的な温度上
昇による屈折率分布の変化や熱応力による形状変化が生
じる。例えば、通常は透明板からなる出力窓2が熱レン
ズ作用によって凸レンズに変形すると、出力窓2を通過
して一旦収束されたレーザビームLは、集光レンズ4に
到達するまでに発散してビーム径Dが拡散し、レーザビ
ームLのモード及び出力が正常状態から変化してしま
う。
At this time, the use of the output of the laser beam L, the focal length of the condenser lens 4, etc. is preset according to the processing conditions. However, when processing is performed for a long time, the transparent optical component including the output window 2 has heat, and a change in the refractive index distribution due to a local temperature rise and a shape change due to thermal stress occur. For example, when the output window 2 normally made of a transparent plate is transformed into a convex lens by the thermal lens action, the laser beam L which has passed through the output window 2 and is once converged is diverged by the time it reaches the condenser lens 4. The diameter D diffuses, and the mode and output of the laser beam L change from the normal state.

【0007】この現象は、出力窓2等の光学部品の吸収
率が大きくなるほど、又、レーザビームLの出力が大き
くなるほど顕著に現れる。従って、出力窓2が長時間使
用により汚れてきた場合や、10KW程度の高出力レーザ
加工の場合、加工開始直後には正常な加工ができても、
途中から加工不良になってしまう。これを防ぐため、例
えばレーザ出力を低減するなどにより、加工条件を変更
することは考えられるが、加工時間が長くかかってしま
うことになる。
This phenomenon becomes more remarkable as the absorptance of the optical components such as the output window 2 increases and the output of the laser beam L increases. Therefore, when the output window 2 becomes dirty due to long-term use, or when high-power laser processing of about 10 KW is performed, even if normal processing can be performed immediately after the start of processing,
Machining becomes defective from the middle. In order to prevent this, it is conceivable to change the processing conditions, for example, by reducing the laser output, but it takes a long processing time.

【0008】特に、近年では、5KW程度の低出力のレ
ーザビームのみならず、10KW程度の高出力のレーザビ
ームが多用される傾向にあり、低出力レーザ加工装置で
は問題にならなかった光学部品への熱影響が無視できな
くなっている。従って、出力窓2を含む光学部品が経時
劣化によって熱変化を生じ易く、既に調整されたワーク
5の加工仕様を満たさなくなる。
Particularly, in recent years, not only a low-power laser beam of about 5 KW but also a high-power laser beam of about 10 KW tends to be frequently used. The heat effect of is no longer negligible. Therefore, the optical component including the output window 2 is apt to undergo a thermal change due to deterioration over time, and the already adjusted machining specification of the workpiece 5 cannot be satisfied.

【0009】又、加工不良が発生し得る状態になって
も、レーザビームLのビーム径Dと加工状態との定量的
な関係が把握されていないため、実際に加工不良が発生
してから、出力窓2を含む透明光学部品を交換又は清掃
し、ワーク5の再加工を行っていた。
Further, even if a processing defect may occur, since the quantitative relationship between the beam diameter D of the laser beam L and the processing state is not known, after the processing defect actually occurs, The transparent optical component including the output window 2 is replaced or cleaned, and the work 5 is reprocessed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
及びその監視方法は以上のように、出力窓2を含む光学
部品の熱変化によるビーム径変動を検知していないの
で、加工中にレーザビームLのビーム径Dが変動してワ
ーク5に対する加工が不安定になった場合、実際に加工
不良が発生してしまい、所望の加工を施すことができな
いという問題点があった。
As described above, the conventional laser processing apparatus and the monitoring method therefor do not detect the beam diameter fluctuation due to the thermal change of the optical component including the output window 2, so that the laser beam is processed during processing. When the beam diameter D of L fluctuates and the processing on the work 5 becomes unstable, a processing defect actually occurs, and there is a problem that desired processing cannot be performed.

【0011】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、レーザビーム出力の光学部品へ
の熱影響等による加工時のビーム径変動を検知可能に
し、加工不良の発生を未然に防止して加工の安定化を実
現したレーザ加工装置及びその監視方法を得ることを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and makes it possible to detect a beam diameter variation during processing due to a thermal influence of a laser beam output on an optical component or the like, thereby causing a processing defect. It is an object of the present invention to obtain a laser processing apparatus and a monitoring method thereof, which are prevented in advance to realize stable processing.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工装置は、少なくとも加工終了位置での集光手段におけ
るレーザビームの径を測定するビーム径測定手段を設け
たものである。
The laser processing apparatus according to the present invention is provided with beam diameter measuring means for measuring the diameter of the laser beam at the focusing means at least at the processing end position.

【0013】又、この発明に係るレーザ加工装置の監視
方法は、少なくとも加工終了位置での集光手段における
レーザビームの径を測定し、ビーム径が管理範囲外の場
合に異常を検知するようにしたものである。
Further, in the method for monitoring a laser processing apparatus according to the present invention, the diameter of the laser beam at the focusing means is measured at least at the processing end position, and an abnormality is detected when the beam diameter is out of the control range. It was done.

【0014】[0014]

【作用】この発明においては、集光手段に入射されるビ
ーム径の経時変化を実測し、加工不良状態に対応したビ
ーム径管理値と比較して、ビーム径が管理範囲外となっ
たときには異常を検知して光学部品の交換又は清掃を促
し、加工不良の発生を未然に防止する。
According to the present invention, the time-dependent change of the beam diameter incident on the focusing means is measured and compared with the beam diameter control value corresponding to the processing defect state, and when the beam diameter is out of the control range, it is abnormal. Is detected to prompt replacement or cleaning of the optical component, and prevent the occurrence of processing defects.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例に適用されるレーザ加
工装置を示す斜視図であり、1、2及び5は前述と同様
のものである。4aは前述のミラー3及び集光レンズ4の
機能を兼ね備えた集光ミラー、5a及び5bは2枚の板材か
らなるワークである。ここでは、ワーク5a及び5bを突き
合わせて、集光ミラー4Aを破線位置まで移動させ、線5c
を介してA点(開始点)からB点(終了点)まで矢印C方向
に溶接する場合を示している。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a laser processing apparatus applied to an embodiment of the present invention, and reference numerals 1, 2 and 5 are the same as those described above. Reference numeral 4a is a condenser mirror having the functions of the mirror 3 and the condenser lens 4 described above, and 5a and 5b are works made of two plate materials. Here, the works 5a and 5b are butted against each other, the condenser mirror 4A is moved to the position of the broken line, and the line 5c
It shows the case of welding in the direction of arrow C from point A (start point) to point B (end point) via.

【0016】7及び8はアクリル板等からなるバンパタ
ーン測定板であり、加工終了位置即ちB点での集光ミラ
ー4AにおけるレーザビームLの径Dを測定するビーム径
測定手段を構成している。
Reference numerals 7 and 8 are van pattern measuring plates made of an acrylic plate or the like, which constitute a beam diameter measuring means for measuring the diameter D of the laser beam L at the converging mirror 4A at the processing end position, that is, point B. ..

【0017】バンパターン測定板7は、加工中には実線
位置に配置されているが、加工終了直後には手動又は駆
動手段により破線位置に移動され、出力窓2と集光ミラ
ー4Aとの間の光路中に挿入されてレーザビームLが照射
される。又、バンパターン測定板8は、集光ミラー4Aか
ら加工終了点Bへの延長位置に配置され、加工終了直後
にB点を通過したレーザビームLが照射される。従っ
て、バンパターン測定板7及び8は、B点に対応した位
置での集光ミラー4Aにおけるビーム径Dを測定するよう
になっている。
The bun pattern measuring plate 7 is arranged at the solid line position during the processing, but is moved to the broken line position by the manual operation or the driving means immediately after the processing, so that it is located between the output window 2 and the condenser mirror 4A. The laser beam L is emitted by being inserted into the optical path. Further, the bun pattern measuring plate 8 is arranged at an extension position from the condenser mirror 4A to the processing end point B, and the laser beam L passing through the point B is irradiated immediately after the processing end. Therefore, the van pattern measurement plates 7 and 8 are adapted to measure the beam diameter D at the condenser mirror 4A at the position corresponding to the point B.

【0018】図2は発振時間tに対するレーザビームL
のビーム径D並びに溶接の裏ビード幅Wの関係を示す特
性図である。通常、所望の加工能力を確保するために
は、ビーム径Dは約55mm以下に絞り込まれなければな
らない。又、溶接加工後のワーク5の裏から見た線5cで
の溶接幅即ち裏ビード幅Wは、溶接完成度に対応してお
り、1mm以下の場合は溶接不良とみなされるため、通
常1〜2mm程度以上の値が要求される。
FIG. 2 shows the laser beam L with respect to the oscillation time t.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the beam diameter D and the back bead width W of welding. Usually, the beam diameter D must be narrowed down to about 55 mm or less in order to secure a desired processing capability. Further, the welding width at the line 5c viewed from the back of the work 5 after the welding process, that is, the back bead width W corresponds to the degree of completion of welding. A value of about 2 mm or more is required.

【0019】図2中、曲線Daは出力窓2が新品(吸収率
αが0.2%程度)のときに10KWの高出力発振させた場合
の特性を示し、曲線Dbは出力窓2の吸収率αが長時間
使用による表面汚れ等で0.51%程度に増大したときに高
出力発振させた場合の特性を示す。又、Wa及びWbは、
各ビーム径Da及びDbのレーザビームLにより板厚3.2m
mのワーク5を溶接したときの裏ビード幅特性であり、
t=0は溶接開始点Aに対応し、t=60秒は溶接終了点
Bに対応している。
In FIG. 2, a curve Da shows the characteristics when the output window 2 is new (absorption rate α is about 0.2%) and a high output oscillation of 10 KW is generated, and a curve Db shows the absorption rate α of the output window 2. Shows the characteristics when high-power oscillation is performed when is increased to about 0.51% due to surface contamination due to long-term use. Also, Wa and Wb are
Plate thickness 3.2m by laser beam L of each beam diameter Da and Db
It is the back bead width characteristic when welding the workpiece 5 of m,
t = 0 corresponds to the welding start point A, and t = 60 seconds corresponds to the welding end point B.

【0020】図3は熱レンズ作用を示す説明図であり、
(a)は出力窓2が正常状態でのレーザビームLの光路、
(b)は熱レンズ作用により出力窓2が変形した場合のレ
ーザビームLの光路をそれぞれ示し、(b)のように出力
窓2の熱レンズ作用が生じると、ビーム径D′が正常状
態のビーム径Dより大きくなることを示している。
FIG. 3 is an explanatory view showing the thermal lens action.
(a) is the optical path of the laser beam L when the output window 2 is in a normal state,
(b) shows the optical path of the laser beam L when the output window 2 is deformed by the thermal lens action, and when the thermal lens action of the output window 2 occurs as shown in (b), the beam diameter D'is in the normal state. It is shown that the beam diameter becomes larger than the beam diameter D.

【0021】次に、図2及び図3を参照しながら、図1
に示したこの発明の一実施例の動作について説明する。
まず、ワーク5の加工時において、集光ミラー4Aが移動
し、レーザビームLを溶接開始点Aから溶接終了点Bま
で矢印C方向に走査し、ワーク5a及び5bを線5cを介して
溶接する。
Next, referring to FIGS. 2 and 3, FIG.
The operation of the embodiment of the present invention shown in FIG.
First, when the work 5 is processed, the condenser mirror 4A moves, the laser beam L is scanned from the welding start point A to the welding end point B in the direction of arrow C, and the works 5a and 5b are welded via the line 5c. ..

【0022】このとき、レーザビームLは、溶接終了点
Bを通過した直後に、バンパターン測定板8に照射さ
れ、バンパターン測定板8上に照射形跡を残す。従っ
て、この照射形跡を測定することにより、溶接終了時点
の集光ミラー4Aにおけるビーム径Dを知ることができ
る。又、溶接終了後、バンパターン測定板7を破線位置
に移動させることにより、任意時間経過後の集光ミラー
4Aにおけるビーム径Dを知ることができる。
At this time, the laser beam L is irradiated on the bun pattern measuring plate 8 immediately after passing the welding end point B, and an irradiation mark is left on the bun pattern measuring plate 8. Therefore, by measuring this irradiation trace, the beam diameter D at the converging mirror 4A at the end of welding can be known. After the welding is completed, the van pattern measuring plate 7 is moved to the position of the broken line so that the condenser mirror after an arbitrary time has passed.
The beam diameter D at 4A can be known.

【0023】尚、ビーム径Dと裏ビード幅Wとの関係
は、図2のように予め実測されているものとし、加工不
良即ち裏ビード幅Wが1mm以下となるときのビーム径
Dの管理値は、例えば55mmと設定されている。従っ
て、ビーム径Dが管理値(55mm)以上になると加工不良
となってしまうので、ビーム径Dが管理値に接近したと
きには、直ちに出力窓2の交換又は清掃をすることにな
る。
Incidentally, the relationship between the beam diameter D and the back bead width W is assumed to be measured in advance as shown in FIG. 2, and the beam diameter D is controlled when the processing failure, that is, the back bead width W becomes 1 mm or less. The value is set to 55 mm, for example. Therefore, if the beam diameter D becomes equal to or larger than the control value (55 mm), processing becomes defective. Therefore, when the beam diameter D approaches the control value, the output window 2 must be replaced or cleaned immediately.

【0024】一般に、図3(a)のように初期設定された
ビーム径Dは、出力窓2の熱レンズ作用により(b)のよ
うに変動する。例えば、経時劣化等により熱レンズ作用
が顕著になると、出力窓2の凸レンズとしての焦点距離
が短くなり、レーザビームLの発散に伴ってD′(>D)
のように拡大する。このように集光ミラー4Aの手前でレ
ーザビームLが焦点を結ぶと、加工性能は著しく低下す
る。即ち、ビーム径特性がDb(図2)のレーザビームL
で溶接が行われると、裏ビード幅WはWb(破線)のよう
に変動し、溶接能力はビーム径Dの増大に伴って減少
し、裏ビード幅Wが1mm以下となって溶接不良が発生
してしまう。
In general, the beam diameter D initialized as shown in FIG. 3A varies as shown in FIG. 3B due to the thermal lens action of the output window 2. For example, when the thermal lens action becomes remarkable due to deterioration with time or the like, the focal length of the output window 2 as a convex lens becomes short, and D '(> D) accompanies divergence of the laser beam L.
To enlarge. When the laser beam L is focused in front of the condenser mirror 4A in this way, the processing performance is significantly reduced. That is, the laser beam L having a beam diameter characteristic of Db (FIG. 2)
When the welding is performed in, the back bead width W fluctuates as shown by Wb (broken line), the welding capacity decreases as the beam diameter D increases, and the back bead width W becomes 1 mm or less and welding failure occurs. Resulting in.

【0025】通常、出力窓2の経時変化は緩やかである
ため、バンパターン測定板7及び8によるビーム径測定
は定期的に行えばよい。これにより、清掃や交換時期が
把握可能となり、光学部品の管理が容易になる。そし
て、ビーム径Dの異常が検知されたときには、出力窓2
の交換又は清掃を行うことにより加工不良が未然に防止
され、所要値以上の裏ビード幅Wの溶接が確実に行われ
て加工の安定化が実現する。
Since the output window 2 generally changes slowly with time, the beam diameter measurement by the van pattern measurement plates 7 and 8 may be periodically performed. As a result, it is possible to know the cleaning and replacement times, and it becomes easy to manage the optical components. When an abnormality in the beam diameter D is detected, the output window 2
By exchanging or cleaning, the processing defects are prevented in advance, the welding of the back bead width W of a required value or more is reliably performed, and the processing is stabilized.

【0026】実施例2.尚、上記実施例ではバンパター
ン測定板7及び8を配置してビーム径Dを測定したが、
バンパターン測定板7又は8のいずれか一方のみで測定
してもよい。この場合、出力窓2の熱レンズ作用が発振
時間経過に伴って増大するので、少なくとも溶接終了点
Bでの集光ミラー4Aにおけるビーム径Dを測定する必要
がある。
Example 2. In the above embodiment, the van pattern measuring plates 7 and 8 were arranged to measure the beam diameter D.
The measurement may be performed with only one of the bun pattern measuring plates 7 or 8. In this case, since the thermal lens action of the output window 2 increases as the oscillation time elapses, it is necessary to measure the beam diameter D at the focusing mirror 4A at least at the welding end point B.

【0027】実施例3.又、実際の加工が行われた直後
にビーム径Dを測定するようにしたが、加工を行う直前
にビーム径Dをモニタすれば、加工不良の発生を更に確
実に防止することができる。この場合、レーザビームL
を発振器させて、疑似的に加工開始点Aから加工終了点
Bまでの走査を行い、終了時点でのビーム径Dを測定す
ることになる。従って、ワーク5にレーザビームLが照
射されないようにビームシャッタ(図示せず)を挿入し、
モニタ中にはワーク5への光路を遮断する必要がある。
Example 3. Further, the beam diameter D is measured immediately after the actual processing is performed, but by monitoring the beam diameter D immediately before performing the processing, it is possible to more reliably prevent the occurrence of processing defects. In this case, the laser beam L
Is oscillated to perform a pseudo scan from the processing start point A to the processing end point B, and the beam diameter D at the end point is measured. Therefore, a beam shutter (not shown) is inserted so that the work 5 is not irradiated with the laser beam L,
It is necessary to block the optical path to the work 5 during monitoring.

【0028】実施例4.又、レーザ加工が溶接である場
合を例にとって説明したが、その他の熱処理や切断等の
加工においても同様に適用でき同等の効果を奏すること
は言うまでもない。この場合、ビーム径Dの異常を判定
するための管理値は、別途の実測に基づいて、正常な加
工が可能な値に設定される。
Example 4. Further, the case where the laser processing is welding has been described as an example, but it goes without saying that the same effects can be obtained by being similarly applied to other processing such as heat treatment and cutting. In this case, the control value for determining the abnormality of the beam diameter D is set to a value that allows normal processing, based on a separate actual measurement.

【0029】実施例5.又、図3(b)のようにビーム径
Dの発散によって加工不良が発生する場合を示したが、
レーザ発振器1から集光ミラー4Aまでの距離が焦点距離
より短く、ビーム径Dが集光状態となった場合にも、ワ
ーク5上のスポットが不完全になって、同様に加工不良
が発生する。従って、ビーム径Dの管理値としては、上
限値のみならず下限値も設定する必要がある。
Example 5. Moreover, as shown in FIG. 3B, the case where the processing defect occurs due to the divergence of the beam diameter D is shown.
Even when the distance from the laser oscillator 1 to the condensing mirror 4A is shorter than the focal length and the beam diameter D is in a condensing state, the spot on the work 5 is incomplete, and a processing defect similarly occurs. .. Therefore, as the control value of the beam diameter D, it is necessary to set not only the upper limit value but also the lower limit value.

【0030】実施例6.更に、ワーク5上にスポットを
形成するための集光手段として集光ミラー4Aを用いた
が、図4と同様に反射ミラー3と機能が分離された集光
レンズ4を用いてもよい。
Example 6. Further, the condensing mirror 4A is used as the condensing means for forming the spot on the work 5, but the condensing lens 4 whose function is separated from the reflecting mirror 3 may be used as in FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、少なく
とも加工終了位置での集光手段におけるレーザビームの
径を測定するビーム径測定手段を設け、集光手段に入射
されるビーム径の経時変化を実測し、加工不良状態に対
応したビーム径管理値と比較して、ビーム径が管理範囲
外となったときには異常を検知して光学部品の交換又は
清掃を促すようにしたので、光学部品への熱影響等によ
る加工不良の発生を未然に防止して加工の安定化を実現
したレーザ加工装置が得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the beam diameter measuring means for measuring the diameter of the laser beam at the focusing means at least at the processing end position is provided, and the beam diameter incident on the focusing means changes with time. By measuring the change and comparing it with the beam diameter control value corresponding to the processing defect state, when the beam diameter is out of the control range, it detects an abnormality and prompts replacement or cleaning of the optical component. There is an effect that it is possible to obtain a laser processing apparatus that realizes the stabilization of processing by preventing the occurrence of processing defects due to the heat influence on the processing.

【0032】又、この発明によれば、少なくとも加工終
了位置での集光手段におけるレーザビームの径を測定
し、ビーム径が管理範囲外の場合に異常を検知して、光
学部品の交換又は清掃を促すようにしたので、光学部品
への熱影響等による加工不良の発生を未然に防止して加
工の安定化を実現したレーザ加工装置の監視方法が得ら
れる効果がある。
Further, according to the present invention, the diameter of the laser beam at the focusing means is measured at least at the processing end position, and when the beam diameter is out of the control range, an abnormality is detected, and the optical component is replaced or cleaned. Therefore, there is an effect that it is possible to obtain a monitoring method for a laser processing apparatus, in which the occurrence of processing defects due to thermal influence on optical components is prevented and the processing is stabilized.

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

【図1】この発明によるレーザ加工装置の一実施例を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.

【図2】この発明のレーザ加工装置の監視方法による発
振時間とビーム径及び裏ビード幅との関係を示す特性図
である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an oscillation time, a beam diameter, and a back bead width according to the monitoring method of the laser processing apparatus of the present invention.

【図3】一般的なレーザ加工装置の熱レンズ作用を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a thermal lens action of a general laser processing apparatus.

【図4】従来のレーザ加工装置の光路を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an optical path of a conventional laser processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ発振器 2 出力窓 4A 集光ミラー 5 ワーク 7、8 バンパターン測定板(ビーム径測定手段) B 加工終了点 D ビーム径 L レーザビーム 1 Laser Oscillator 2 Output Window 4A Condensing Mirror 5 Workpiece 7, 8 Van Pattern Measuring Plate (Beam Diameter Measuring Means) B Processing End Point D Beam Diameter L Laser Beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏治 北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新日本製 鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 北川 勉 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 森川 克己 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Tanaka 1-1 Tobahata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu City Nippon Steel Co., Ltd. Yawata Works (72) Inventor Tsutomu Kitagawa 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Issue Mitsubishi Electric Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Katsumi Morikawa 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Itami Works

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームを出射するための出力窓を
有するレーザ発振器と、前記レーザビームをスポットに
収束してワークに照射するための集光手段とを備えたレ
ーザ加工装置において、 少なくとも加工終了位置での前記集光手段における前記
レーザビームの径を測定するビーム径測定手段を設けた
ことを特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser processing apparatus comprising: a laser oscillator having an output window for emitting a laser beam; and a condensing unit for converging the laser beam into a spot and irradiating the work with at least processing. A laser beam machining apparatus comprising beam diameter measuring means for measuring the diameter of the laser beam in the focusing means at a position.
【請求項2】 レーザ発振器の出力窓から加工発振出力
のレーザビームを出射し、集光手段により前記レーザビ
ームをスポットに収束してワークに照射するレーザ加工
装置の監視方法において、 少なくとも加工終了位置での前記集光手段における前記
レーザビームの径を測定し、 前記ビーム径が管理範囲外の場合に異常を検知すること
を特徴とするレーザ加工装置の監視方法。
2. A method of monitoring a laser processing apparatus, wherein a laser beam of a processing oscillation output is emitted from an output window of a laser oscillator, and a laser beam is focused on a spot by a focusing means to irradiate a work, at least a processing end position. 2. A method for monitoring a laser processing apparatus, comprising: measuring the diameter of the laser beam in the condensing means, and detecting an abnormality when the beam diameter is out of a control range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02133186A (en) * 1988-11-10 1990-05-22 Toshiba Corp Carbonic acid gas laser beam machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02133186A (en) * 1988-11-10 1990-05-22 Toshiba Corp Carbonic acid gas laser beam machine

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