JPH09216086A - Laser beam machine and laser beam machining method using it - Google Patents

Laser beam machine and laser beam machining method using it

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JPH09216086A
JPH09216086A JP8020260A JP2026096A JPH09216086A JP H09216086 A JPH09216086 A JP H09216086A JP 8020260 A JP8020260 A JP 8020260A JP 2026096 A JP2026096 A JP 2026096A JP H09216086 A JPH09216086 A JP H09216086A
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optical fiber
laser
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light
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Tomoaki Toritani
智晶 鳥谷
Kouji Tsumanuma
孝司 妻沼
Kiyoshi Oka
潔 岡
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Fujikura Ltd
Japan Atomic Energy Agency
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Fujikura Ltd
Japan Atomic Energy Research Institute
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To observe the machining position simultaneously with the laser beam machining even when a machining position is in an invisible part such as in the piping. SOLUTION: A laser beam machine is provided with a composite type optical fiber 10 in which a large number of fibers 14 for image transmission are bundled around a large diameter fiber 13 for machining laser beam transmission, an incident part in which the machining laser beam is incident on the composite type optical fiber 10, an emission part 5 in which the machining laser beam transmitted by the composite type optical fiber 10 is emitted toward a work 1, and an observation part 20 to observe the visible light by branching the visible light generated from the work 1 at the incident part.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いた
レーザ加工装置に係り、配管内など直接目視できない部
位に対しても、加工状態を観察しながらレーザ加工を行
なうことができるようにしたレーザ加工装置およびレー
ザ加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus using an optical fiber, and a laser capable of performing laser processing while observing a processing state even in a portion such as a pipe which is not directly visible. The present invention relates to a processing device and a laser processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、レーザ光を非接触の工具とし
て各種材料の加工に利用することが行なわれている。そ
して、レーザ光エネルギーを被加工物へ伝送する光学系
として光ファイバを用いたレーザ加工装置が開発された
ことにより、レーザ加工の適用可能な範囲が一段と広が
り、比較的小径の配管内でのレーザ加工も可能となっ
た。例えば光ファイバを用いたレーザ加工装置により溶
接や切断加工を行なう場合には、レーザから発振された
加工用レーザ光を光ファイバで導光し、集光光学系を用
いて被加工物上にレーザ光を集光することによって各種
のレーザ加工を行なうことができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, laser light has been used as a non-contact tool for processing various materials. Then, the development of a laser processing device using an optical fiber as an optical system for transmitting the laser light energy to the work piece has further expanded the applicable range of the laser processing, and the laser in a pipe having a relatively small diameter is developed. Processing is also possible. For example, when performing welding or cutting with a laser processing device that uses an optical fiber, the processing laser light oscillated from the laser is guided by the optical fiber, and a laser beam is focused on the workpiece using a focusing optical system. Various laser processing can be performed by converging light.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、加工位置の
把握や加工後の加工状態の確認、検査等は、通常、目視
により行なわれる。しかしながら加工位置が配管内であ
る場合等、加工位置を目視することが不可能な場合に
は、レーザ加工装置とは別にファイバスコープ等の加工
位置を観察するための装置が必要であった。そしてレー
ザ加工装置とファイバスコープとを同時に配管内等に挿
入することによって、加工位置、すなわちレーザ光を照
射する位置を正確に把握したり、加工状態を観察しなが
ら加工することができるが、配管等の内径が小さいと、
レーザ加工装置とファイバスコープとを同時に挿入でき
ないという不都合があった。
By the way, the grasping of the machining position, the confirmation of the machining state after machining, the inspection, etc. are usually performed visually. However, when it is not possible to visually check the processing position, such as when the processing position is inside the pipe, a device for observing the processing position such as a fiberscope is necessary in addition to the laser processing device. Then, by inserting the laser processing device and the fiberscope into the pipe at the same time, it is possible to accurately grasp the processing position, that is, the position to which the laser beam is irradiated, or perform the processing while observing the processing state. If the inner diameter is small,
There is a disadvantage that the laser processing device and the fiberscope cannot be inserted at the same time.

【0004】配管内等にレーザ加工装置とファイバスコ
ープとを同時に挿入できなければ、加工状態を観察しな
がら加工することは不可能であり、加工位置を正確に把
握するのも困難であった。さらに加工後の検査において
は、加工終了後にレーザ加工装置を一端配管内から取り
出した後、これに代えてファイバスコープを挿入しなけ
ればならないので、加工位置を確認するのが困難であ
り、作業効率が非常に悪くなるという不都合があった。
If the laser processing device and the fiberscope cannot be inserted into the pipe at the same time, it is impossible to perform the processing while observing the processing state, and it is difficult to accurately grasp the processing position. Furthermore, in the post-processing inspection, it is difficult to confirm the processing position because it is necessary to take out the laser processing device from the inside of the pipe after the completion of processing and then insert the fiberscope in its place. There was an inconvenience that it became very bad.

【0005】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、加工位置が配管内など目視できない部位にあって
も、レーザ加工と同時に加工位置を観察できるようにし
たレーザ加工装置およびレーザ加工方法の提供を目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a laser processing apparatus and a laser processing method capable of observing the processing position at the same time as the laser processing even when the processing position is invisible in a pipe or the like. For the purpose of provision.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項1記載のレーザ加工装置は、加工用レ
ーザ光伝送用の大口径ファイバの周囲に多数の画像伝送
用ファイバが集束されて一体化されている複合型光ファ
イバと、加工用レーザ光を前記複合型光ファイバに入射
する入射部と、複合型光ファイバにより伝送された加工
用レーザ光を被加工物に向けて出射する出射部と、被加
工物から発光する可視光を前記入射部で分岐し、この可
視光を観察する観察部を備えてなることを特徴とするも
のである。好ましくは、前記大口径ファイバおよび画像
伝送用ファイバのコアが純粋シリカで形成される。
In order to solve the above-mentioned problems, the laser processing apparatus according to claim 1 of the present invention is such that a large number of image transmitting fibers are focused around a large-diameter fiber for transmitting a processing laser beam. Integrated optical fiber, an incident part for making the processing laser light incident on the composite optical fiber, and emitting the processing laser light transmitted by the composite optical fiber toward the workpiece. It is characterized in that it is provided with an emitting part for observing and a observing part for branching visible light emitted from the workpiece at the incident part and observing this visible light. Preferably, the cores of the large diameter fiber and the image transmission fiber are made of pure silica.

【0007】また本発明のレーザ加工方法は、請求項1
記載の複合型光ファイバで可視ガイド光を伝送してこれ
を被加工物に照射し、被加工物からの反射光を観察しつ
つ前記出射部と被加工物との距離を微調整して合焦操作
を行なった後、前記複合型光ファイバで加工用レーザ光
を伝送してこれを被加工物に照射し、被加工物を加工す
ることを特徴とするものである。
Further, the laser processing method of the present invention is described in claim 1.
A visible light guide is transmitted by the composite optical fiber described above and irradiated onto a work piece, and while finely adjusting the distance between the emitting part and the work piece while observing the reflected light from the work piece, After performing a focusing operation, a laser beam for processing is transmitted through the composite optical fiber, and the workpiece is irradiated with this laser beam to process the workpiece.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は本発明のレーザ加工装置の一実施例を示した概略
構成図である。図中符号1は被加工物である。本実施例
のレーザ加工装置は、複合型光ファイバ10、図示しな
いレーザ光発振装置と入射レンズ部3を備えた入射部、
出射レンズ部(出射部)5、および観察部20とから概
略構成されている。本実施例においてレーザ光発振装置
は、被加工物1に対して切断や溶接等の加工を行なうこ
とができる高エネルギーのレーザ光(加工用レーザ光)
を出力するもので、YAGレーザが好適に用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the laser processing apparatus of the present invention. Reference numeral 1 in the drawing is a workpiece. The laser processing apparatus according to the present embodiment includes a composite optical fiber 10, a laser light oscillation device (not shown), and an incident section including an incident lens section 3.
The emission lens unit (emission unit) 5 and the observation unit 20 are roughly configured. In the present embodiment, the laser light oscillation device is a high-energy laser light (processing laser light) that can perform processing such as cutting and welding on the workpiece 1.
And a YAG laser is preferably used.

【0009】図2は複合型光ファイバ10の一例を示す
断面図である。図中符号13は大口径ファイバである。
本発明における大口径ファイバとは、クラッドの影響を
ほとんど受けることなく光パワーを伝送できるコア径を
有する光ファイバをいう。本実施例の大口径ファイバ1
3は、純粋シリカからなるコア11と、フッ素および/
またはボロンを添加したシリカからなるクラッド12と
からなっている。コア11の径は600〜800μm、
クラッド12の径は800〜1000μm程度で、開口
数(NA)は0.2程度に好ましく形成される。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the composite optical fiber 10. Reference numeral 13 in the figure is a large-diameter fiber.
The large-diameter fiber in the present invention means an optical fiber having a core diameter capable of transmitting optical power without being substantially affected by the cladding. Large-diameter fiber 1 of this embodiment
3 is a core 11 made of pure silica, fluorine and /
Alternatively, the cladding 12 is made of silica to which boron is added. The diameter of the core 11 is 600 to 800 μm,
The clad 12 is preferably formed to have a diameter of about 800 to 1000 μm and a numerical aperture (NA) of about 0.2.

【0010】大口径ファイバ13の周囲には、多数の画
像伝送用ファイバ14が集束されている。また、これら
多数の画像伝送用ファイバ14は一体化されており、多
数の島状のコア15と、これらの周囲に連続して形成さ
れた海状のクラッドからなる海島構造をなしている。コ
ア15は純粋シリカからなり、クラッドはフッ素および
/またはボロンを添加したシリカからなり、コア15の
径(画素径)は9〜10μm程度に好ましく形成され
る。また集束される画像伝送用ファイバ14の数(画素
数)は少ないと解像度が悪く、多いと複合型光ファイバ
10が太径になってしまうので、3000〜10000
本程度とするのが好ましい。
A large number of image transmission fibers 14 are bundled around the large diameter fiber 13. Further, the large number of image transmission fibers 14 are integrated, and form a sea-island structure including a large number of island-shaped cores 15 and sea-shaped clads continuously formed around them. The core 15 is made of pure silica, the clad is made of silica to which fluorine and / or boron is added, and the diameter (pixel diameter) of the core 15 is preferably formed to be about 9 to 10 μm. If the number of image transmission fibers 14 (the number of pixels) to be focused is small, the resolution is poor, and if the number is large, the composite optical fiber 10 has a large diameter.
It is preferable that the number is about this.

【0011】本実施例における複合型光ファイバ10
は、石英ジャケット管16の中心に大口径ファイバ13
のロッドを配し、その周囲に画像伝送用ファイバ14と
なる光ファイバをつめてプリフォームを形成し、このプ
リフォームを紡糸することによって製造されたものであ
る。石英ジャケット管16は純粋シリカからなり、その
大きさは画素数に応じて適宜設定される。また石英ジャ
ケット管16の周上には、樹脂被覆層17が形成されて
いる。樹脂被覆層17はUV樹脂を好適に用いて形成さ
れ、厚さは100〜200μm程度に好ましく形成され
る。樹脂被覆層17は上記プリフォームの紡糸に引続い
て好ましく形成することができる。このような構成の複
合型光ファイバ10の太さや長さは用途等に応じて適宜
設定することができるが、例えば外径が1.6〜1.8
mm、長さが6〜20m程度に好ましく形成することが
できる。
The composite optical fiber 10 in this embodiment
Is a large diameter fiber 13 at the center of the quartz jacket tube 16.
Is manufactured by forming a preform by arranging a rod of No. 3, an optical fiber serving as the image transmission fiber 14 around the rod, and spinning the preform. The quartz jacket tube 16 is made of pure silica, and its size is appropriately set according to the number of pixels. A resin coating layer 17 is formed on the circumference of the quartz jacket tube 16. The resin coating layer 17 is preferably formed by using UV resin and preferably has a thickness of about 100 to 200 μm. The resin coating layer 17 can be preferably formed following the spinning of the preform. The thickness and length of the composite optical fiber 10 having such a configuration can be set as appropriate according to the application and the like. For example, the outer diameter is 1.6 to 1.8.
It can be preferably formed to have a length of mm and a length of 6 to 20 m.

【0012】入射レンズ部3は、YAGレーザ光発振装
置(図示せず)から発振される加工用レーザ光(赤外
線)を、複合型光ファイバ10の一端側10aの端面に
集光して入射させるように構成されている。また出射レ
ンズ部5は、複合型光ファイバ10の他端側10bの端
面から出射された加工用レーザ光を、被加工物1上に集
光して照射するように構成されている。
The incident lens unit 3 collects and injects a processing laser beam (infrared ray) oscillated from a YAG laser beam oscillator (not shown) onto the end face of the composite optical fiber 10 on one end side 10a. Is configured. Further, the emission lens unit 5 is configured to collect and irradiate the processing laser light emitted from the end face of the other end side 10b of the composite optical fiber 10 onto the workpiece 1.

【0013】観察部20は、波長フィルタ21、赤外線
カットフィルタ22、撮像レンズ23、撮像装置24、
およびテレビモニタ25から概略構成されている。波長
フィルタ21は赤外線を透過し、かつ可視光を一部透過
し一部反射するように構成されたものである。波長フィ
ルタ21は、レーザ光発振装置と入射レンズ部3との間
に配され、加工用レーザ光および後述の可視ガイド光を
透過させるとともに、加工用レーザ光と同一光軸上を加
工用レーザ光と逆向きに伝送されてきた可視光を、入射
レンズ部3透過後に反射して、加工用レーザ光の光路と
は別の光路に分岐するようになっている。この波長フィ
ルタ21は、例えば誘電体多層膜フィルタを好適に用い
て構成することができる。
The observation unit 20 includes a wavelength filter 21, an infrared cut filter 22, an image pickup lens 23, an image pickup device 24,
And a television monitor 25. The wavelength filter 21 is configured to transmit infrared rays, and also partially transmit visible light and partially reflect visible light. The wavelength filter 21 is arranged between the laser light oscillation device and the incident lens unit 3, transmits the processing laser light and a visible guide light described later, and also transmits the processing laser light on the same optical axis as the processing laser light. The visible light transmitted in the opposite direction is reflected after passing through the incident lens unit 3 and branched to an optical path different from the optical path of the processing laser light. The wavelength filter 21 can be preferably configured by using, for example, a dielectric multilayer filter.

【0014】赤外線カットフィルタ22は、波長フィル
タ21で分岐された可視光を透過させ、かつ赤外線をカ
ットするように構成されており、誘電体多層膜フィルタ
を好適に用いて構成することができる。撮像レンズ23
は赤外線カットフィルタ22を透過した可視光を撮像装
置24の受光面に集光し結像するように構成されてい
る。撮像装置24は、受光面に結像された光パターンの
輝度分布を電気信号(画像信号)として出力するもの
で、例えばCCDカメラが好適に用いられる。このよう
にして撮像装置24によって撮像された画像情報はテレ
ビモニタ25に送られて、画像として表示されるように
なっている。
The infrared cut filter 22 is constructed so as to transmit the visible light branched by the wavelength filter 21 and cut the infrared light, and can be suitably constructed by using a dielectric multilayer film filter. Imaging lens 23
Is configured to collect visible light that has passed through the infrared cut filter 22 on the light receiving surface of the image pickup device 24 and form an image. The image pickup device 24 outputs the luminance distribution of the light pattern formed on the light receiving surface as an electric signal (image signal), and a CCD camera is preferably used, for example. The image information imaged by the imaging device 24 in this manner is sent to the television monitor 25 and displayed as an image.

【0015】このように構成されたレーザ加工装置にあ
っては、YAGレーザ光発振装置から発振された加工用
レーザ光が波長フィルタ21を透過した後、入射レンズ
部3によって、複合型光ファイバ10の一端側10aの
端面に集光され、入射される。そして複合型光ファイバ
10の大口径ファイバ13によって伝送され、複合型光
ファイバ10の他端側10bから出射された後、出射レ
ンズ部5によって被加工物1上に集光される。このよう
にして高エネルギーの加工用レーザ光が被加工物1に照
射されると被加工物1は溶融したり蒸発したりするの
で、これにより被加工物1に所望の加工を施すことがで
き、それと同時に被加工物1が加熱されて可視光が発光
する。
In the laser processing apparatus configured as described above, after the processing laser light oscillated from the YAG laser light oscillating device passes through the wavelength filter 21, the incident lens portion 3 causes the composite optical fiber 10 to pass through. The light is condensed and incident on the end surface of the one end side 10a. Then, the light is transmitted by the large-diameter fiber 13 of the composite optical fiber 10, emitted from the other end side 10b of the composite optical fiber 10, and then focused on the workpiece 1 by the emission lens unit 5. In this way, when the workpiece 1 is irradiated with the high-energy processing laser beam, the workpiece 1 melts or evaporates, so that the workpiece 1 can be processed as desired. At the same time, the workpiece 1 is heated to emit visible light.

【0016】この可視光は、出射レンズ部5によって複
合型光ファイバ10の他端側10bの端面に集光され、
複合型光ファイバ10の画像伝送用ファイバ14によっ
て伝送された後、複合型光ファイバ10の一端側10a
から出射される。そして、入射レンズ部3によって平行
光とされた後、波長フィルタ21によって反射されてレ
ーザ光の光路とは別の光路へ分岐される。分岐された可
視光は赤外線カットフィルタ22を透過した後、撮像レ
ンズ23によって撮像装置24の受光面に結像される。
ここで結像される画像は、被加工物1の加工位置付近の
画像であり、撮像装置によって撮像され、テレビモニタ
25に表示される。
This visible light is condensed on the end face of the other end 10b of the composite optical fiber 10 by the emission lens unit 5,
After being transmitted by the image transmission fiber 14 of the composite optical fiber 10, one end side 10 a of the composite optical fiber 10 is transmitted.
Is emitted from. Then, after being made into parallel light by the incident lens unit 3, it is reflected by the wavelength filter 21 and branched to an optical path different from the optical path of the laser light. The branched visible light passes through the infrared cut filter 22, and then is imaged on the light receiving surface of the image pickup device 24 by the image pickup lens 23.
The image formed here is an image in the vicinity of the processing position of the workpiece 1, is picked up by the image pickup device, and is displayed on the television monitor 25.

【0017】次に、本実施例のレーザ加工装置を用いた
レーザ加工方法の実施例について説明する。まず、レー
ザ加工装置の出射レンズ部5を被加工物1の加工位置近
傍に配し、加工用レーザ光が加工位置に向けて出射され
るようにレーザ加工装置をセットする。そして必要に応
じて、レーザ加工に先立って、撮像装置24で撮像され
る加工位置付近の画像が鮮明なものとなるように、被加
工物1と出射レンズ部5との距離を微調整して合焦操作
を行なう。すなわち、適宜の光源から可視光の波長範囲
であって被加工物1に照射しても被加工物1が加工され
ない程度に弱いレーザ光を発振させ、これを可視ガイド
光として波長フィルタ21および入射レンズ部3を介し
て複合型光ファイバ10に入射させる。この可視ガイド
光は複合型光ファイバ10の画像伝送用ファイバ14に
よって伝送され被加工物1に照射される。そして被加工
物1からの反射光によって加工位置付近の画像が得られ
るので、これをテレビモニタ25で観察しながら、レー
ザ加工装置自身、少なくとも出射レンズ部5および複合
型光ファイバ部10を手元から前進後退させるなどし
て、焦点が合った状態の画像が得られるように出射レン
ズ部5と被加工物1との距離を決める。
Next, an embodiment of a laser processing method using the laser processing apparatus of this embodiment will be described. First, the emitting lens unit 5 of the laser processing apparatus is arranged near the processing position of the workpiece 1, and the laser processing apparatus is set so that the processing laser light is emitted toward the processing position. Then, if necessary, before laser processing, the distance between the workpiece 1 and the exit lens unit 5 is finely adjusted so that the image near the processing position captured by the imaging device 24 becomes clear. Perform focusing operation. That is, a weak laser beam that oscillates in the visible light wavelength range from an appropriate light source to such an extent that the workpiece 1 is not processed even when the workpiece 1 is irradiated is oscillated, and this is used as a visible guide light to enter the wavelength filter 21 and the incident light. It is incident on the composite optical fiber 10 via the lens unit 3. This visible guide light is transmitted by the image transmission fiber 14 of the composite optical fiber 10 and is applied to the workpiece 1. Since an image near the processing position is obtained by the reflected light from the workpiece 1, while observing the image on the television monitor 25, at least the laser processing apparatus itself, at least the emission lens unit 5 and the composite optical fiber unit 10 are at hand. The distance between the exit lens unit 5 and the workpiece 1 is determined so that an image in a focused state can be obtained by moving it forward or backward.

【0018】このようにして焦点を合わせたら、加工位
置を確認し、可視ガイド光の照射を止め、これに代って
加工用レーザ光を発振させ、波長フィルタ21を介して
複合型光ファイバ10に入射させる。加工用レーザ光
は、上述したように複合型光ファイバ10の大口径ファ
イバ13によって伝送され、出射レンズ部5から被加工
物1に向けて出射されるので、これによって被加工物1
に対して所望の加工を施すことができる。このとき上述
したように、テレビモニタ25には被加工物1から発光
する可視光によって得られる加工位置付近の画像が表示
されるので、これを観察しながら加工を行なうことがで
きる。そして被加工物1の表面状態が所望の加工状態に
達したらレーザ光の発振を止め、加工を終了する。この
後、さらに加工状態の確認が必要な場合には、上記の合
焦操作と同様に可視ガイド光を複合型光ファイバ10に
入射させて加工位置の画像を得、これを観察することに
より、加工状態を確認することができる。
After focusing in this way, the processing position is confirmed, the irradiation of the visible guide light is stopped, and the processing laser beam is oscillated instead of this, and the composite optical fiber 10 is tuned through the wavelength filter 21. Incident on. The processing laser light is transmitted by the large-diameter fiber 13 of the composite optical fiber 10 as described above, and is emitted from the emitting lens portion 5 toward the workpiece 1, so that the workpiece 1 is processed.
Can be processed as desired. At this time, as described above, since the image near the processing position obtained by the visible light emitted from the workpiece 1 is displayed on the television monitor 25, the processing can be performed while observing the image. When the surface state of the workpiece 1 reaches the desired processing state, the oscillation of the laser light is stopped and the processing is finished. After that, when it is necessary to further confirm the processing state, a visible guide light is made incident on the composite optical fiber 10 in the same manner as the above focusing operation to obtain an image of the processing position, and by observing this, The processing status can be confirmed.

【0019】このように本実施例のレーザ加工装置によ
れば、加工用レーザ光を伝送する大口径ファイバ13
と、加工位置の画像情報を伝送する画像伝送用ファイバ
14とが一体化された細径のファイバ状となっているの
で、加工位置が配管内など目視できない部位であって
も、配管等の内径が、複合型光ファイバ10および出射
レンズ部5が挿入可能な大きさであれば、加工用レーザ
光照射と同時に加工位置の画像を得ることができる。し
たがって、この画像により加工状態を観察しながらレー
ザ加工を行なうことができる。また、本実施例のレーザ
加工装置は複合型光ファイバ10を構成している大口径
ファイバ13および画像伝送用ファイバ14のコアが、
いずれも純粋シリカで形成されているので耐放射線性に
優れており、放射線雰囲気下でのレーザ加工にも好適に
使用することができる。
As described above, according to the laser processing apparatus of this embodiment, the large diameter fiber 13 for transmitting the processing laser light is used.
Since the image transmission fiber 14 for transmitting the image information of the processing position is integrated into a small diameter fiber, even if the processing position is invisible in the pipe, the inner diameter of the pipe or the like However, if the size of the composite optical fiber 10 and the exit lens unit 5 is insertable, an image of the processing position can be obtained at the same time as the irradiation of the processing laser light. Therefore, laser processing can be performed while observing the processing state from this image. Further, in the laser processing apparatus of the present embodiment, the cores of the large-diameter fiber 13 and the image transmission fiber 14 forming the composite optical fiber 10 are
Since both are formed of pure silica, they have excellent radiation resistance and can be suitably used for laser processing in a radiation atmosphere.

【0020】本実施例のレーザ加工方法によれば、レー
ザ光による加工に先立って、複合型光ファイバ10に可
視ガイド光を入射させることにより、被加工物からの反
射光により加工位置の画像を得、これを観察しながら出
射レンズ部5と被加工物1との距離を微調整して画像の
焦点を合わせることができるので、簡便に、しかも確実
に、焦点が合った状態の画像を得ることができる。また
可視ガイド光の光源を用意するだけで、合焦操作のため
の部材をレーザ加工装置に新たに設けなくて済むので、
装置の小型化、軽量化、部品点数の削減、コストダウ
ン、組立工程の簡略化等の点で有利である。
According to the laser processing method of this embodiment, the visible guide light is made incident on the composite optical fiber 10 prior to the processing by the laser light, so that the image of the processing position is formed by the reflected light from the workpiece. The image can be focused by finely adjusting the distance between the exit lens unit 5 and the workpiece 1 while observing the image, so that an image in a focused state can be obtained easily and reliably. be able to. In addition, it is not necessary to newly provide a member for focusing operation in the laser processing device simply by preparing a light source of visible guide light.
It is advantageous in terms of size reduction, weight reduction of the device, reduction of the number of parts, cost reduction, and simplification of the assembly process.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1記
載のレーザ加工装置は、加工用レーザ光伝送用の大口径
ファイバの周囲に多数の画像伝送用ファイバが集束され
て一体化されている複合型光ファイバと、加工用レーザ
光を前記複合型光ファイバに入射する入射部と、複合型
光ファイバにより伝送された加工用レーザ光を被加工物
に向けて出射する出射部と、被加工物から発光する可視
光を前記入射部で分岐し、この可視光を観察する観察部
を備えてなることを特徴とするものである。したがっ
て、加工位置が配管内など目視できない部位であって
も、配管等に複合型光ファイバおよび出射部を挿入し
て、レーザ照射と同時に加工位置の画像を得ることがで
きるので、加工状態を観察しながらレーザ加工を行なう
ことができる。また大口径ファイバおよび画像伝送用フ
ァイバのコアが純粋シリカで形成されているレーザ加工
装置は耐放射線性に優れるので、放射線雰囲気下でのレ
ーザ加工にも好適に使用することができる。
As described above, in the laser processing apparatus according to the first aspect of the present invention, a large number of image transmission fibers are converged and integrated around a large-diameter fiber for processing laser light transmission. A composite optical fiber, an entrance portion for entering the processing laser light into the composite optical fiber, an emission portion for emitting the processing laser light transmitted by the composite optical fiber toward a workpiece, and It is characterized in that a visible light emitted from the workpiece is branched at the incident part and an observation part for observing the visible light is provided. Therefore, even if the processing position is invisible, such as inside the pipe, you can insert the composite optical fiber and the emission part into the pipe and obtain an image of the processing position at the same time as laser irradiation. Meanwhile, laser processing can be performed. Further, the laser processing apparatus in which the cores of the large-diameter fiber and the image transmission fiber are made of pure silica has excellent radiation resistance, and thus can be suitably used for laser processing in a radiation atmosphere.

【0022】本発明のレーザ加工方法は、請求項1記載
の複合型光ファイバで可視ガイド光を伝送してこれを被
加工物に照射し、被加工物からの反射光を観察しつつ出
射部と被加工物との距離を微調整して合焦操作を行なっ
た後、前記複合型光ファイバで加工用レーザ光を伝送し
てこれを被加工物に照射し、被加工物を加工することを
特徴とするものである。したがって簡便に、しかも確実
に焦点が合った状態の画像を得ることができる。また可
視ガイド光の光源を用意するだけで、合焦操作のための
部材をレーザ加工装置に新たに設けなくて済むので、装
置の小型化、軽量化、部品点数の削減、コストダウン、
組立工程の簡略化等の点で有利である。
According to the laser processing method of the present invention, a visible light guide is transmitted by the composite optical fiber according to claim 1, and the work is irradiated with the guide light, and the light emitting part is observed while observing the reflected light from the work. After performing a focusing operation by finely adjusting the distance between the workpiece and the workpiece, laser beam for processing is transmitted by the composite optical fiber, and the workpiece is irradiated with this laser beam to process the workpiece. It is characterized by. Therefore, it is possible to easily and surely obtain an image in a focused state. Also, by only preparing a light source of visible guide light, it is not necessary to newly provide a member for focusing operation in the laser processing apparatus, so that the apparatus can be downsized, lightened, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
This is advantageous in terms of simplification of the assembly process.

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

【図1】 本発明のレーザ加工装置の一実施例を示した
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】 本発明のレーザ加工装置に好適に用いられる
複合型光ファイバの例を示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a composite optical fiber that is preferably used in the laser processing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被加工物、3…入射レンズ部、5…出射レンズ部
(出射部)、10…複合型光ファイバ、13…大口径フ
ァイバ、14…画像伝送用ファイバ、20…観察部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Workpiece, 3 ... Incident lens part, 5 ... Emitting lens part (exiting part), 10 ... Composite optical fiber, 13 ... Large diameter fiber, 14 ... Image transmission fiber, 20 ... Observation part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 潔 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の1 日本原子力研究所那珂研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoshi Oka No. 1 Mukaeyama, Naka-cho, Naka-cho, Naka-gun, Ibaraki Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工用レーザ光伝送用の大口径ファイバ
の周囲に多数の画像伝送用ファイバが集束され一体化さ
れている複合型光ファイバと、 加工用レーザ光を前記複合型光ファイバに入射する入射
部と、 複合型光ファイバにより伝送された加工用レーザ光を被
加工物に向けて出射する出射部と、 被加工物から発光する可視光を前記入射部で分岐し、こ
の可視光を観察する観察部を備えてなることを特徴とす
るレーザ加工装置。
1. A composite optical fiber in which a large number of image transmission fibers are converged and integrated around a large-diameter fiber for processing laser light transmission, and processing laser light is incident on the composite optical fiber. The incident part, the emitting part that emits the processing laser light transmitted by the composite optical fiber toward the workpiece, and the visible light emitted from the workpiece is branched at the incident part. A laser processing apparatus comprising an observation section for observing.
【請求項2】 前記大口径ファイバおよび画像伝送用フ
ァイバのコアが純粋シリカで形成されていることを特徴
とする請求項1記載のレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the cores of the large-diameter fiber and the image transmission fiber are made of pure silica.
【請求項3】 請求項1記載の複合型光ファイバで可視
ガイド光を伝送してこれを被加工物に照射し、被加工物
からの反射光を観察しつつ前記出射部と被加工物との距
離を微調整して合焦操作を行なった後、前記複合型光フ
ァイバで加工用レーザ光を伝送してこれを被加工物に照
射し、被加工物を加工することを特徴とする請求項1記
載のレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法。
3. The composite optical fiber according to claim 1, which transmits visible guide light to irradiate the workpiece with the guide light, and observes the reflected light from the workpiece while observing the emitting portion and the workpiece. After finely adjusting the distance to perform a focusing operation, a laser beam for processing is transmitted through the composite optical fiber, and the workpiece is irradiated with the laser light for processing to process the workpiece. A laser processing method using the laser processing device according to Item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006301067A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Olympus Corp Fiber lighting type microscope
US8983255B2 (en) 2010-06-08 2015-03-17 Kuraray Co., Ltd. Composite optical fiber and method of manufacturing the same
CN111474625A (en) * 2020-03-02 2020-07-31 华中科技大学 Multiband transmission optical fiber and preparation method thereof

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