JPH09155577A - High output laser transmission method and device therefor - Google Patents
High output laser transmission method and device thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、切断、溶接等のレーザ
加工において利用される高出力レーザ伝送方法及びその
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power laser transmission method and apparatus used in laser processing such as cutting and welding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高出力レーザを用いるレーザ加工装置の
構成として、レーザ発振器を固定して加工ヘッドを移動
させる形式がある。このような形式のレーザ加工装置で
は、加工に用いるレーザ（以下、「加工レーザ」と称す
る）を発振器から加工ヘッドまで伝送する必要がある。
しかし、高出力の加工レーザは光ファイバでは伝送不能
であり、ミラー等を組合わせた光学系によって伝送しな
ければならない。2. Description of the Related Art As a configuration of a laser processing apparatus using a high-power laser, there is a type in which a laser oscillator is fixed and a processing head is moved. In such a type of laser processing apparatus, it is necessary to transmit a laser used for processing (hereinafter, referred to as “processing laser”) from an oscillator to a processing head.
However, a high-power processing laser cannot be transmitted by an optical fiber, and must be transmitted by an optical system that combines a mirror and the like.
【０００３】このレーザ伝送光学系において、レーザビ
ームが正確に伝送されるように、ミラー等の位置を調整
することは極めて重要である。しかし、加工レーザは出
力が数kW〜数１０kWと大きく、被加工物に集光される前
の比較的出力密度の小さい状態であっても、検出用セン
サを破壊することなくビームの位置を検出することは不
可能である。そのため、加工レーザを低出力・可視光レ
ーザであるＨｅ−Ｎｅレーザに切り替えて、目視により
Ｈｅ−Ｎｅレーザの光路を確認しつつ、ミラー等の位置
を調整していた。In this laser transmission optical system, it is extremely important to adjust the positions of mirrors and the like so that the laser beam is accurately transmitted. However, the processing laser has a large output of several kW to several tens of kW, and even if the output density is relatively small before being focused on the workpiece, the beam position can be detected without destroying the detection sensor. It is impossible to do. Therefore, the processing laser is switched to a He-Ne laser that is a low-power visible light laser, and the positions of the mirrors and the like are adjusted while visually confirming the optical path of the He-Ne laser.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法には、加工レーザ照射中の加工レーザ伝送経路を測定
していないため、加工レーザ照射中にミラーの位置・角
度が振動等によって変動して伝送経路が正規の経路から
外れても、これを検知し、修正することができないとい
う欠点があった。However, in this conventional method, since the processing laser transmission path during the processing laser irradiation is not measured, the position / angle of the mirror fluctuates due to vibration or the like during the processing laser irradiation. Therefore, even if the transmission route deviates from the regular route, this cannot be detected and corrected.
【０００５】例えば、１０枚の伝送ミラーを用いた光学
系でレーザを伝送し、これを焦点距離３００mmである集
光光学系により集光してレーザ加工を行う装置では、一
枚のミラーによりビームの角度に最大０．１mradのずれ
を生じるとすると、光学系全体では最大１０×０．１mr
ad＝１mradのずれが生じる。このビームを集光光学系に
より集光すると、ビームの集光位置は最大３００mm×１
mrad＝３００μm ずれることになる。一般にレーザ加工
ではレーザビームを数１００μm のスポットに集光する
ため、このようなビーム集光位置のずれが加工結果に与
える影響は極めて強く、加工に欠陥が生じる原因とな
る。For example, in an apparatus for transmitting a laser by an optical system using 10 transmission mirrors and condensing the laser with a converging optical system having a focal length of 300 mm to perform laser processing, a beam is transmitted by one mirror. If there is a maximum deviation of 0.1 mrad in the angle of, the maximum of the whole optical system is 10 × 0.1 mr.
A deviation of ad = 1 mrad occurs. When this beam is condensed by the condensing optical system, the condensing position of the beam is 300 mm max. 1
It will be offset by mrad = 300 μm. Generally, in laser processing, a laser beam is focused on a spot of several hundred μm, and such a shift in the beam focusing position has a very strong effect on the processing result, which causes a defect in the processing.
【０００６】さらに、加工レーザの伝送距離が数１０m
と長距離である場合、ビームの角度に最大１mradのずれ
が生じたとすると、伝送後のビームスポットのずれの最
大値は数１０mmにも達する。このため加工レーザを伝送
する光学系に用いるミラー等のサイズを大型化しなけれ
ばならず、レーザ加工装置全体の大型化・コストアップ
等の要因となる。また、平面ミラーの大型化であれば製
作は容易であるが、集光光学系に用いるのは曲率を有す
る曲面ミラーであり、その大型化には製作技術上及び設
備コスト上の困難を伴う。Further, the transmission distance of the processing laser is several tens of meters.
If the beam angle is shifted by 1 mrad at the maximum, the maximum value of the shifted beam spot after transmission reaches several tens of mm. For this reason, it is necessary to increase the size of a mirror and the like used in an optical system for transmitting a processing laser, which causes factors such as an increase in size and cost of the entire laser processing apparatus. Further, if the size of the plane mirror is large, it is easy to manufacture, but a curved mirror having a curvature is used for the condensing optical system, and the size increase causes difficulty in manufacturing technology and equipment cost.
【０００７】本発明は、加工レーザ照射中に加工レーザ
の伝送経路が正規の経路から外れても、これを検知し、
修正することが可能な高出力レーザ伝送方法及びその装
置を提供することを目的とする。According to the present invention, even if the transmission path of the processing laser deviates from the regular path during the irradiation of the processing laser, this is detected,
It is an object of the present invention to provide a high-power laser transmission method and device that can be modified.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の高出力レーザ
伝送方法は、ミラーによって高出力レーザを伝送する方
法において、高出力レーザと同時に高出力レーザと光軸
が平行なガイドレーザを伝送し、ガイドレーザの光路に
生じたずれをセンサにより検出し、当該ずれを修正する
ようにミラーの角度及び位置の少なくとも一つを調整す
ることを特徴とする。A high-power laser transmission method of the present invention is a method for transmitting a high-power laser by a mirror, in which a high-power laser and a guide laser whose optical axis is parallel to each other are transmitted at the same time. It is characterized in that the sensor detects a deviation generated in the optical path of the guide laser and adjusts at least one of the angle and the position of the mirror so as to correct the deviation.
【０００９】また、この発明の高出力レーザ伝送装置
は、高出力レーザ発振器と、ガイドレーザ発振器と、角
度及び位置の少なくとも一つが調整可能なレーザ伝送可
動ミラーと、レーザ伝送可動ミラーの出射側にあって高
出力レーザと光軸を平行にして伝送されるガイドレーザ
の位置を検出するセンサと、センサからの位置信号に応
じてレーザ伝送可動ミラーの角度及び位置の少なくとも
一つを調整するミラー調整手段とからなっている。Further, the high-power laser transmission device of the present invention includes a high-power laser oscillator, a guide laser oscillator, a laser transmission movable mirror whose at least one of angle and position can be adjusted, and an emission side of the laser transmission movable mirror. There is a sensor that detects the position of the guide laser that is transmitted with the optical axis parallel to the high-power laser, and a mirror adjustment that adjusts at least one of the angle and position of the laser transmission movable mirror according to the position signal from the sensor. It consists of means.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】この発明の高出力レーザ伝送方法
及び装置は、主としてレーザ加工装置において用いられ
る。ここで、レーザ加工装置とは、高出力レーザビーム
を被加工物に集光照射して、溶接、切断等のレーザ加工
を行う装置をいう。レーザ加工はオンラインで移動する
被加工物に行うようにしても、オフラインで被加工物を
固定して行ってもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-power laser transmission method and apparatus according to the present invention is mainly used in a laser processing apparatus. Here, the laser processing apparatus refers to an apparatus that focuses and irradiates a workpiece with a high-power laser beam to perform laser processing such as welding and cutting. The laser processing may be performed on a workpiece moving online, or may be performed while the workpiece is fixed offline.
【００１１】加工に用いる高出力レーザとしては、例え
ばＣＯ2 レーザが適している。加工レーザはレーザ発振
器から加工ヘッドまでミラー、レンズ等からなる光学系
によって伝送され、加工ヘッドに設けられた集光光学素
子によって被加工物上に集光される。加工点を移動させ
ながら加工を行う場合には、レーザ発振器は固定して、
加工ヘッドを移動させて行う。A CO 2 laser, for example, is suitable as a high-power laser used for processing. The processing laser is transmitted from the laser oscillator to the processing head by an optical system including a mirror, a lens, and the like, and is focused on a workpiece by a focusing optical element provided in the processing head. When processing while moving the processing point, the laser oscillator is fixed,
This is done by moving the processing head.
【００１２】この発明では、光学系に加工レーザと同時
にガイドレーザを伝送させる。ガイドレーザは加工レー
ザと光軸を平行にして、レーザ伝送装置の上流側から入
射させる。例えば、レーザ伝送装置の入側の加工レーザ
経路の近傍にミラーを設け、このミラーにガイドレーザ
発振器からのビームを照射して反射させ、加工レーザと
同時にレーザ伝送装置に導入するようにしてもよい。In the present invention, the guide laser is transmitted to the optical system at the same time as the processing laser. The guide laser has its optical axis parallel to the processing laser and is incident from the upstream side of the laser transmission device. For example, a mirror may be provided in the vicinity of the processing laser path on the entrance side of the laser transmission device, the beam from the guide laser oscillator may be irradiated to this mirror to be reflected, and the mirror may be introduced into the laser transmission device at the same time as the processing laser. .
【００１３】ガイドレーザとしては、出力が５〜１０mW
程度のレーザが好ましい。過度に高出力のガイドレーザ
を用いるとガイドレーザがセンサを破壊し、低出力のも
のではセンサで正確に検出できないからである。例え
ば、出力１０mWのＨｅ−Ｎｅレーザを用いるとよい。ま
た、ガイドレーザは、加工レーザビーム１本に対して１
本としても複数用いるようにしてもよい。The output of the guide laser is 5 to 10 mW.
A laser of the order of magnitude is preferred. If a guide laser with an excessively high output is used, the guide laser will destroy the sensor, and a sensor with a low output cannot accurately detect the sensor. For example, a He-Ne laser with an output of 10 mW may be used. Further, the guide laser is one for each processing laser beam.
A plurality of books may be used.
【００１４】両レーザは平行を保ちつつレーザ伝送装置
の内部を伝送されるので、ガイドレーザの位置を検出す
れば、加工レーザの位置を知ることが可能である。そこ
で、本発明では、レーザ伝送装置内部にガイドレーザの
位置を検出するセンサを設けている。前記センサは、ガ
イドレーザの伝送される経路上、レーザ伝送可動ミラー
の出射側に設ける。レーザ伝送可動ミラーの出射側にミ
ラーを設け、この出射側ミラーとセンサとを一体にして
もよい。Since both lasers are transmitted inside the laser transmission device while keeping parallel to each other, the position of the processing laser can be known by detecting the position of the guide laser. Therefore, in the present invention, a sensor for detecting the position of the guide laser is provided inside the laser transmission device. The sensor is provided on the exit side of the laser transmission movable mirror on the path along which the guide laser is transmitted. A mirror may be provided on the emission side of the laser transmission movable mirror, and the emission side mirror and the sensor may be integrated.
【００１５】センサには、フォトダイオード等の光電変
換素子からなる２次元イメージセンサ、あるいはＣＣＤ
カメラ等を用いる。センサは、ガイドレーザの位置を検
出して、その位置を位置信号として出力する。The sensor is a two-dimensional image sensor composed of a photoelectric conversion element such as a photodiode, or a CCD.
Use a camera, etc. The sensor detects the position of the guide laser and outputs the position as a position signal.
【００１６】出力された位置信号は、伝送ミラー調整手
段に伝達される。伝送ミラー調整手段は、コントロー
ラ、モータ、ミラー回転および／または変位機構などか
らなる。例えば、信号処理装置に位置信号をサンプルホ
ールド回路およびＤ／Ａコンバータを用い、制御モータ
にコントローラを備えたパルスモータを用いて、信号処
理装置が入力された位置信号をデジタル化してコントロ
ーラに出力し、コントローラでガイドレーザのずれを算
出して、これを修正するべく制御モータを制御して、伝
送ミラーを調整するようにしてもよい。尚、伝送ミラー
の調整とは、ミラー角度及びミラー位置の少なくとも一
つを変更させることをいう。The output position signal is transmitted to the transmission mirror adjusting means. The transmission mirror adjusting means includes a controller, a motor, a mirror rotation and / or displacement mechanism, and the like. For example, a signal processing device uses a sample and hold circuit and a D / A converter, and a control motor uses a pulse motor having a controller, and the signal processing device digitizes the input position signal and outputs it to the controller. The controller may calculate the deviation of the guide laser, control the control motor to correct the deviation, and adjust the transmission mirror. Note that adjusting the transmission mirror means changing at least one of the mirror angle and the mirror position.
【００１７】また、レーザ伝送装置の出側に出射側ミラ
ーを設ける場合には、出射側ミラーの位置をモニターす
る手段を設けて、上述と同様の手順により、出射側ミラ
ーの位置に応じて伝送ミラーの調整を行うようにしても
よい。Further, when the emission side mirror is provided on the emission side of the laser transmission device, means for monitoring the position of the emission side mirror is provided, and transmission is performed according to the position of the emission side mirror by the same procedure as described above. The mirror may be adjusted.
【００１８】[0018]
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明を用いたレーザ加工装
置の一例を示す模式的に示す斜視図である。レーザ加工
装置は、主として、レーザ供給源１、レーザ伝送ミラー
群１１〜１６、親台車３１、子台車４１、加工ヘッド２
３、光センサユニット５１、制御装置５３、ミラー姿勢
調整機構６１よりなっている。また、図中Ｗは被加工物
を、Ｌは加工レーザの光軸を、Ｇはガイドレーザの光軸
をそれぞれ示している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a laser processing apparatus using the present invention. The laser processing apparatus mainly includes a laser supply source 1, laser transmission mirror groups 11 to 16, a parent carriage 31, a slave carriage 41, and a machining head 2.
3, an optical sensor unit 51, a control device 53, and a mirror attitude adjusting mechanism 61. In the figure, W indicates the workpiece, L indicates the optical axis of the processing laser, and G indicates the optical axis of the guide laser.
【００１９】被加工物Ｗは矢印方向に連続的に移動して
おり、これと同期して親台車３１が親台車レール３３上
を移動する。子台車４１は親台車３１上に設けられた子
台車レール４３上を被加工物の幅方向に移動する。親台
車３１の移動距離は最長３０m 、子台車４１の移動距離
は最長２m である。The workpiece W continuously moves in the direction of the arrow, and in synchronization with this, the parent carriage 31 moves on the parent carriage rail 33. The sub trolley 41 moves on the sub trolley rail 43 provided on the main trolley 31 in the width direction of the workpiece. The maximum moving distance of the parent carriage 31 is 30 m, and the maximum moving distance of the slave carriage 41 is 2 m.
【００２０】レーザ供給源１から出射された加工レーザ
は、第１伝送ミラー１１、親台車３１上に設けた第２伝
送ミラー１２、子台車４１上に設けた第３伝送ミラー１
３、第４伝送ミラー１４、第５伝送ミラー１５、及び第
６伝送ミラー１６により伝送されて、パラボリックミラ
ー２１により集光され、加工ヘッド２３から被加工物Ｗ
の加工点に照射される。The processing laser emitted from the laser supply source 1 includes a first transmission mirror 11, a second transmission mirror 12 provided on a parent carriage 31, and a third transmission mirror 1 provided on a slave carriage 41.
3, transmitted by the fourth transmission mirror 14, the fifth transmission mirror 15, and the sixth transmission mirror 16, condensed by the parabolic mirror 21, and transmitted from the processing head 23 to the workpiece W.
Irradiated at the processing point.
【００２１】この装置では、レーザ供給源１から加工レ
ーザと同時に、光軸Ｇが加工レーザの光軸Ｌと平行なガ
イドレーザを出射し、第１伝送ミラー（レーザ伝送可動
ミラー）１１により伝送させる。このガイドレーザの位
置を第２伝送ミラー１２の手前に設けた光センサユニッ
ト５１により検出して位置信号を制御装置５３に出力す
る。制御装置５３からの制御信号によりミラー姿勢調整
機構６１で第１伝送ミラー１１の角度を調整する。In this apparatus, a guide laser whose optical axis G is parallel to the optical axis L of the processing laser is emitted from the laser supply source 1 simultaneously with the processing laser and transmitted by a first transmission mirror (laser transmission movable mirror) 11. . The position of this guide laser is detected by an optical sensor unit 51 provided in front of the second transmission mirror 12, and a position signal is output to the control device 53. The mirror attitude adjusting mechanism 61 adjusts the angle of the first transmission mirror 11 according to a control signal from the controller 53.
【００２２】図２は、図１に示したレーザ加工装置で用
いられるレーザ供給源１を示した側面図である。このレ
ーザ供給源１は、加工レーザ発振器２、第１ミラー３、
コリメーションミラー４、ミラーシャッタ５、第２ミラ
ー６、ガイドレーザ発振器８、及びガイドレーザ反射ミ
ラー９からなっている。加工レーザ発振器２は出力４５
kWの連続波ＣＯ2 レーザ発振器であり、その出力するレ
ーザビームの径は１００mm、発散角は１〜２mradであ
る。ガイドレーザ発振器８は出力１０mWのＨｅＮｅレー
ザ発振器で、その出力するレーザビームの径は３０mm、
発散角は０．１mradである。FIG. 2 is a side view showing a laser supply source 1 used in the laser processing apparatus shown in FIG. The laser supply source 1 includes a processing laser oscillator 2, a first mirror 3,
It includes a collimation mirror 4, a mirror shutter 5, a second mirror 6, a guide laser oscillator 8, and a guide laser reflecting mirror 9. Processing laser oscillator 2 outputs 45
It is a continuous wave CO 2 laser oscillator of kW, the diameter of the laser beam output from it is 100 mm, and the divergence angle is 1 to 2 mrad. The guide laser oscillator 8 is a HeNe laser oscillator with an output of 10 mW, and the diameter of the laser beam to be output is 30 mm,
The divergence angle is 0.1 mrad.
【００２３】このレーザ供給源１は、加工レーザを第１
ミラー３、コリメーションミラー４、第２ミラー６を介
して伝送し、レーザ加工装置へ供給する。その際に、第
２ミラー６の出側に設けたガイドレーザ反射ミラー９に
より、ガイドレーザ発振器８から出力されたガイドレー
ザを、その光軸Ｇを加工レーザの光軸Ｌと平行になるよ
うにして、加工レーザとともにレーザ加工装置へ供給す
る。ガイドレーザの光軸Ｇと加工レーザの光軸Ｌとの間
隔は８０mmである。なお、ミラーシャッタ５は、加工中
断時にコリメーションミラー４と第２ミラー６との間で
加工レーザを遮断する。This laser source 1 is a processing laser
The light is transmitted through the mirror 3, the collimation mirror 4, and the second mirror 6, and supplied to the laser processing device. At this time, the guide laser output from the guide laser oscillator 8 causes the optical axis G to be parallel to the optical axis L of the processing laser by the guide laser reflecting mirror 9 provided on the exit side of the second mirror 6. And supply it to the laser processing device together with the processing laser. The distance between the optical axis G of the guide laser and the optical axis L of the processing laser is 80 mm. The mirror shutter 5 shuts off the processing laser between the collimation mirror 4 and the second mirror 6 when the processing is interrupted.
【００２４】図３は、図１に示したレーザ加工装置で用
いられる光センサユニット５１を示した側面図である。
この光センサユニット５１は、複数のフォトダイオード
を平面的に配列したエリアセンサ（２次元イメージセン
サ）であり、ガイドレーザの光路（Ｘ軸）上に垂直に配
置される。ガイドレーザのスポットをエリアセンサで検
出した映像信号をパルス信号に変換し、パルスの位相に
基づいてガイドレーザの光軸の水平（Ｙ軸）方向及び垂
直（Ｚ）方向位置を把握する。FIG. 3 is a side view showing an optical sensor unit 51 used in the laser processing apparatus shown in FIG.
The optical sensor unit 51 is an area sensor (two-dimensional image sensor) in which a plurality of photodiodes are arranged in a plane, and is arranged vertically on the optical path (X axis) of the guide laser. The video signal detected by the area sensor of the spot of the guide laser is converted into a pulse signal, and the horizontal (Y-axis) direction and the vertical (Z) position of the optical axis of the guide laser are grasped based on the phase of the pulse.
【００２５】この実施例の装置では、第２伝送ミラー１
２と光センサユニット５１とを一体に成形している。こ
のように配置することで、第１伝送ミラー１１に生じた
ずれだけでなく、親台車３１の振動等により生じる第２
伝送ミラー１２の位置等のずれも光センサユニット５１
により検出でき、第１伝送ミラー１１の調整によりこの
ずれを修正することができる。In the apparatus of this embodiment, the second transmission mirror 1
2 and the optical sensor unit 51 are integrally molded. By arranging in this way, not only the displacement generated in the first transmission mirror 11 but also the second displacement caused by the vibration of the parent carriage 31 or the like.
The shift of the position of the transmission mirror 12 or the like is caused by the optical sensor unit 51.
Can be detected, and the deviation can be corrected by adjusting the first transmission mirror 11.
【００２６】図４は、光センサユニット５１が出力した
電気信号を処理して第１伝送ミラー１１の姿勢を調整す
る制御装置５３及びミラー姿勢調整機構６１の構成図で
ある。光センサユニット５１からの映像信号は、増幅器
５４、サンプルホールド回路５５を経てモータコントロ
ーラ５６に出力される。第１伝送ミラー１１の姿勢制御
による自励振動を防止するために、サンプルホールド回
路５５のタイミングは親台車３１の移動速度に応じて設
定する。上記タイミングは、親台車の移動速度や制御系
の特性によっては０．１〜０．５sec に固定することも
できる。モータコントローラ５６は、ガイドレーザの光
軸Ｇのずれを水平方向と垂直方向のそれぞれについて演
算し、第１パルスモータ６３及び第２パルスモータ７２
に制御信号を出力する。この際、第２伝送ミラー１２の
位置データと親台車３１の移動速度データとをメインコ
ントローラ５７を介してモータコントローラ５６に導入
して位置信号に修正を加える。モータコントローラ５６
は修正した位置信号に応じて第１パルスモータ６３と第
２パルスモータ７２を駆動して第１伝送ミラー１１の姿
勢調整を行い、レーザ光軸のずれが修正される。FIG. 4 is a block diagram of the control device 53 and the mirror attitude adjusting mechanism 61 for adjusting the attitude of the first transmission mirror 11 by processing the electric signal output from the optical sensor unit 51. The video signal from the optical sensor unit 51 is output to the motor controller 56 via the amplifier 54 and the sample hold circuit 55. In order to prevent self-excited vibration due to the attitude control of the first transmission mirror 11, the timing of the sample hold circuit 55 is set according to the moving speed of the parent carriage 31. The above timing may be fixed to 0.1 to 0.5 seconds depending on the moving speed of the parent carriage and the characteristics of the control system. The motor controller 56 calculates the deviation of the optical axis G of the guide laser in each of the horizontal direction and the vertical direction, and the first pulse motor 63 and the second pulse motor 72.
To output a control signal. At this time, the position data of the second transmission mirror 12 and the moving speed data of the parent carriage 31 are introduced into the motor controller 56 via the main controller 57 to correct the position signal. Motor controller 56
Drives the first pulse motor 63 and the second pulse motor 72 according to the corrected position signal to adjust the attitude of the first transmission mirror 11 and correct the deviation of the laser optical axis.
【００２７】図４に示すように、ミラー調整機構６１は
固定枠６２、第１回転枠７１、及び第２回転枠８１を備
えている。第１回転枠７１及び第２回転枠８１は、基準
状態で固定枠６２と平行になるように設定されている。
固定枠６２には、第１パルスモータ６３で駆動される水
平位置調整ねじ軸６４が取り付けられており、軸先端部
は第１回転枠７１にピン連結６６されている。水平方向
（紙面に対し垂直方向）に間隔をおいて、固定枠６２と
第１回転枠７１との間に第１コイルばね６８が取り付け
られている。第１回転枠７１は、固定枠６２に支持され
た第１支軸７９の回りに回転可能である。また、第１回
転枠７１には、第２パルスモータで駆動される垂直位置
調整ねじ軸７３が取り付けられており、軸先端部は第２
回転枠８１にピン連結８３されている。垂直方向に間隔
をおいて、第１回転枠７１と第２回転枠８１との間に第
２コイルばね７７が取り付けられている。第２回転枠８
１は、第１伝送ミラー１１が固定されており、第１回転
枠７１に支持された第２支軸８３の回りに回転可能であ
る。モータコントローラ５６からの制御信号で第１パル
スモータ６３及び第２パルスモータ７２が駆動されと、
水平位置調整ねじ軸６４及び垂直位置調整ねじ軸７３が
それぞれ出入し、ガイドビームの位置に応じて第１回転
枠及び第２回転枠がそれぞれ回転して加工ビームの光軸
位置を修正する。As shown in FIG. 4, the mirror adjusting mechanism 61 includes a fixed frame 62, a first rotary frame 71, and a second rotary frame 81. The first rotating frame 71 and the second rotating frame 81 are set to be parallel to the fixed frame 62 in the reference state.
A horizontal position adjusting screw shaft 64 driven by a first pulse motor 63 is attached to the fixed frame 62, and a tip end of the shaft is connected to a first rotating frame 71 with a pin 66. A first coil spring 68 is mounted between the fixed frame 62 and the first rotating frame 71 at intervals in the horizontal direction (the direction perpendicular to the paper surface). The first rotating frame 71 is rotatable around a first support shaft 79 supported by the fixed frame 62. Further, a vertical position adjusting screw shaft 73 driven by a second pulse motor is attached to the first rotating frame 71, and a shaft tip portion thereof has a second position.
The rotation frame 81 is pin-connected 83. A second coil spring 77 is mounted between the first rotating frame 71 and the second rotating frame 81 at intervals in the vertical direction. Second rotating frame 8
1, the first transmission mirror 11 is fixed, and the first transmission mirror 11 can rotate around the second support shaft 83 supported by the first rotating frame 71. When the first pulse motor 63 and the second pulse motor 72 are driven by the control signal from the motor controller 56,
The horizontal position adjusting screw shaft 64 and the vertical position adjusting screw shaft 73 come in and out, respectively, and the first rotary frame and the second rotary frame respectively rotate according to the position of the guide beam to correct the optical axis position of the processing beam.
【００２８】なお、以上伝送ミラーの角度を調整する場
合について説明したが、伝送ミラーの位置を調整する場
合も同様に、加工レーザの位置を調整できる。Although the case of adjusting the angle of the transmission mirror has been described above, the position of the processing laser can be adjusted in the same manner when the position of the transmission mirror is adjusted.
【００２９】[0029]
【発明の効果】レーザ加工中にレーザ伝送装置に振動等
が加わって、加工レーザが正規の伝送経路から外れたと
きには、ガイドレーザも加工レーザと同様に伝送経路が
ずれる。このずれがガイドレーザ位置検出手段によって
検出され、位置信号として出力される。この位置信号に
応じて伝送ミラーの角度及び位置の少なくとも一つを調
整することで、正確なレーザ伝送が可能となる。When vibration or the like is applied to the laser transmission device during laser processing and the processing laser deviates from the proper transmission path, the transmission path of the guide laser shifts similarly to the processing laser. This deviation is detected by the guide laser position detecting means and output as a position signal. By adjusting at least one of the angle and the position of the transmission mirror in accordance with the position signal, accurate laser transmission becomes possible.
【図１】本発明を用いたレーザ加工装置の一例を模式的
に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a laser processing apparatus using the present invention.
【図２】レーザ供給装置を示した側面図である。FIG. 2 is a side view showing a laser supply device.
【図３】伝送ミラーと光センサユニットとを示す側面図
である。FIG. 3 is a side view showing a transmission mirror and an optical sensor unit.
【図４】伝送ミラーの制御装置及びミラー姿勢調整機構
の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a transmission mirror control device and a mirror attitude adjusting mechanism.
１レーザ供給源 ２ 加工レーザ発振器 ３ 第１ミラー ４ コリメーションミラー ５ ミラーシャッタ ６ 第２ミラー ８ ガイドレーザ発振器 ９ ガイドレーザ反射ミラー １１ 第１伝送ミラー １２ 第２伝送ミラー １３ 第３伝送ミラー １４ 第４伝送ミラー １５ 第５伝送ミラー １６ 第６伝送ミラー ２１ パラボリックミラー ２３ 加工ヘッド ３１ 親台車 ３３ 親台車レール ４１ 子台車 ４３ 子台車レール ５１ 光センサユニット ５３ 制御装置 ５４ 増幅器 ５５ サンプルホールド回路 ５６ モータコントローラ ６１ ミラー姿勢調整機構 ６２ 固定枠 ６３ 第１パルスモータ ６４ 水平位置調整ねじ軸 ６８ コイルばね ７１ 第１回転枠 ７２ 第２パルスモータ ７３ 垂直位置調整ねじ軸 ７７ コイルばね ８１ 第２回転枠 Ｌ 加工レーザ光軸 Ｇ ガイドレーザ光軸 Ｗ 被加工物 1 Laser Supply Source 2 Processing Laser Oscillator 3 First Mirror 4 Collimation Mirror 5 Mirror Shutter 6 Second Mirror 8 Guide Laser Oscillator 9 Guide Laser Reflecting Mirror 11 First Transmission Mirror 12 Second Transmission Mirror 13 Third Transmission Mirror 14 Fourth Transmission Mirror 15 Fifth transmission mirror 16 Sixth transmission mirror 21 Parabolic mirror 23 Processing head 31 Parent carriage 33 Parent carriage rail 41 Child carriage 43 Child carriage rail 51 Optical sensor unit 53 Control device 54 Amplifier 55 Sample hold circuit 56 Motor controller 61 Mirror posture Adjustment mechanism 62 Fixed frame 63 First pulse motor 64 Horizontal position adjustment screw shaft 68 Coil spring 71 First rotary frame 72 Second pulse motor 73 Vertical position adjustment screw shaft 77 Coil spring 81 Second rotary frame L Processing laser optical axis G guide Laser light axis W workpiece
Claims (2)
方法において、高出力レーザと同時に高出力レーザと光
軸が平行なガイドレーザを伝送し、ガイドレーザの光路
に生じたずれをセンサにより検出し、当該ずれを修正す
るようにミラーの角度及び位置の少なくとも一つを調整
することを特徴とする高出力レーザ伝送方法。1. A method of transmitting a high-power laser by a mirror, wherein a high-power laser and a guide laser whose optical axis is parallel to the high-power laser are transmitted at the same time, and a sensor detects a deviation generated in an optical path of the guide laser, A high-power laser transmission method comprising adjusting at least one of an angle and a position of a mirror so as to correct the shift.
振器と、角度及び位置の少なくとも一つが調整可能なレ
ーザ伝送可動ミラーと、レーザ伝送可動ミラーの出射側
にあって高出力レーザと光軸を平行にして伝送されるガ
イドレーザの位置を検出するセンサと、センサからの位
置信号に応じてレーザ伝送可動ミラーの角度及び位置の
少なくとも一つを調整するミラー調整手段とを備えたこ
とを特徴とする高出力レーザ伝送装置。2. A high-power laser oscillator, a guide laser oscillator, a laser transmission movable mirror whose angle and position can be adjusted, and a high-power laser parallel to the optical axis on the emission side of the laser transmission movable mirror. And a mirror adjusting means for adjusting at least one of an angle and a position of the laser transmission movable mirror according to a position signal from the sensor. High power laser transmission device.
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|---|---|---|---|
| JP07318416A JP3076747B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | High power laser transmission method and device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076747B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021551A (en) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus and system for laser welding |
| CN107953026A (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 发那科株式会社 | Laser processing device |
| CN116275476A (en) * | 2023-05-10 | 2023-06-23 | 安徽中科光仪科技有限公司 | Active alignment method and device for laser light path |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP07318416A patent/JP3076747B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN107953026A (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 发那科株式会社 | Laser processing device |
| CN107953026B (en) * | 2016-10-14 | 2019-03-12 | 发那科株式会社 | Laser processing device |
| CN116275476A (en) * | 2023-05-10 | 2023-06-23 | 安徽中科光仪科技有限公司 | Active alignment method and device for laser light path |
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