JPH11312831A - Laser beam leakage detecting system - Google Patents

Laser beam leakage detecting system

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Publication number
JPH11312831A
JPH11312831A JP10119405A JP11940598A JPH11312831A JP H11312831 A JPH11312831 A JP H11312831A JP 10119405 A JP10119405 A JP 10119405A JP 11940598 A JP11940598 A JP 11940598A JP H11312831 A JPH11312831 A JP H11312831A
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JP
Japan
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shutter
laser
laser beam
controller
sensor
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Application number
JP10119405A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Nakajima
透 中島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH11312831A publication Critical patent/JPH11312831A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam leakage detecting system, wherein the operating conditions of each part of a laser device are self-diagnosed, so that only when desired is the laser light surely prevented from leaking outside the laser device, for operation safety such as laser working and laser welding. SOLUTION: For a laser beam leakage detecting system in which the leakage of laser beam from a laser device incorporating a laser beam source 10 is detected, between the laser beam source 10 and a coupling optical system 30 for guiding the laser beam to outside the laser device, a shutter 20 for shielding the laser beam, a shutter sensor 100 for detecting open/close state of the shutter 20, a scatter sensor 110 for detecting a part of the laser beam scattered with the coupling optical system 30, and a warning signal generating means 141 for warning laser beam leakage are provided. Here, based on a shutter drive signal C, a shutter sensor signal b, and a scatter sensor signal a, a warning signal generating means 141 is driven.

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、レーザビームによ
り加工・溶接等を行うレーザ装置に関し、特に、レーザ
加工・溶接等に用いる高エネルギーのレーザビームが、
不要時にレーザ装置外へ漏れているときは、作業者等の
安全を確保するために、これを検出して警報を出す等の
処理を行うレーザビーム漏れ検知システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser apparatus for performing processing, welding, and the like by using a laser beam.
The present invention relates to a laser beam leak detection system that performs processing such as detecting and issuing an alarm in order to ensure the safety of an operator when leaking out of the laser device when unnecessary.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、部品等の加工・溶接等のために高
出力のレーザビームを照射するレーザ加工機、レーザ溶
接機等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are a laser processing machine and a laser welding machine which irradiate a high-power laser beam for processing and welding of parts and the like.

【0003】図4は、一例として、YAGレーザを光フ
ァイバで溶接部位に導くレーザ加工機を示したものであ
る。図4によれば、発振波長1.0641μmで数百ワ
ットから数キロワット程度のレーザ光を、コア径0.4
mmから0.8mmの光ファイバでエネルギー伝送し、
光ファイバの出射端で加工用集光レンズを用いてレーザ
光を微細なスポットとし、部品等の表面を溶解させ、あ
るいは穴を開けることにより、レーザ加工を行うもので
ある。なお、レーザ加工機とレーザ溶接機とを比較する
と、レーザ光源、エネルギー伝送光学系は共通点が多
く、相違点は、レーザ光の走査、部品等の載置方法等の
点に見出されるに過ぎない。
FIG. 4 shows, as an example, a laser beam machine that guides a YAG laser to a welding site by an optical fiber. According to FIG. 4, a laser beam having an oscillation wavelength of 1.0641 μm and a wavelength of about several hundred watts to several kilowatts is irradiated with a core diameter of 0.4
energy transmission from 0.8 mm to 0.8 mm optical fiber,
Laser processing is performed by forming a laser beam into a fine spot using a processing condensing lens at the emission end of the optical fiber, and dissolving or drilling a surface of a component or the like. When comparing a laser beam machine and a laser welding machine, the laser light source and the energy transmission optical system have many commonalities, and the differences are found only in the points such as the scanning of the laser beam and the method of placing parts and the like. Absent.

【0004】上述のようなレーザ加工機等により、加工
等を終了した時は、シャッタを用いて、レーザ加工機等
からレーザ光が出射しないようにしている。
[0004] When processing or the like is completed by the above-described laser processing machine or the like, a shutter is used to prevent laser light from being emitted from the laser processing machine or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、シャッタが誤
動作して、レーザ光がレーザ加工機やレーザ溶接機等の
レーザ装置の外部に漏れたままになっていると、加工完
成品が損傷を受け、更には、火災等を発生させかねな
い。又、上述のレーザ装置に使用される高出力レーザ光
の波長の多くは赤外領域にあり、目に見えないため、操
作者にとって危険である。
However, if the shutter malfunctions and the laser beam is kept leaking out of the laser device such as a laser beam machine or a laser welding machine, the finished product is damaged. Or even a fire may occur. Further, many of the wavelengths of the high-power laser light used in the above-described laser device are in the infrared region and are invisible, which is dangerous for the operator.

【0006】このような場合、アラーム等を作動させて
警告することも考えられるが、アラームの警告に依拠し
て作業を行う結果、アラームが誤動作により鳴動しなか
った場合には、むしろ上述した危険はより大きなものと
なる。
In such a case, it is conceivable to issue an alarm by operating an alarm or the like. However, if the operation is performed based on the alarm warning and the alarm does not sound due to a malfunction, the above-mentioned danger is rather raised. Will be larger.

【0007】又、アラーム動作に伴って、シャッタを作
動させれば安全は確保される。しかし、シャッタが誤動
作してレーザ光がレーザ装置外に漏れたままとなった場
合には、レーザ発振を停止せざるを得なくなる。ところ
が、この逆に、レーザ光が漏れていないにもかかわら
ず、レーザ発振を停止したのでは、加工作業等に支障を
きたす。又、一旦レーザ発振が停止されれば電源を再投
入しても、レーザ発振が安定するまでは時間がかかる。
Further, if the shutter is operated in conjunction with the alarm operation, safety is ensured. However, when the shutter malfunctions and the laser beam remains leaking out of the laser device, the laser oscillation must be stopped. However, conversely, if laser oscillation is stopped in spite of no leakage of laser light, processing work and the like will be hindered. Also, once the laser oscillation is stopped, it takes time until the laser oscillation is stabilized even if the power is turned on again.

【0008】そこで、本発明は、レーザ装置各部の動作
状況を自己診断して、所望の場合にのみ確実に、レーザ
光がレーザ装置外に漏れるのを防止し、レーザ加工・レ
ーザ溶接等の作業の安全を確保するレーザビーム漏れ検
知システムを提供することを課題としている。
Accordingly, the present invention provides a self-diagnosis of the operation state of each part of the laser device, and reliably prevents the laser light from leaking out of the laser device only when desired, and performs the work such as laser processing and laser welding. It is an object of the present invention to provide a laser beam leak detection system which ensures the safety of a laser beam.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明のレーザビーム漏れ検知システムは、レーザ
光源を内蔵するレーザ装置からのレーザビーム漏れを検
知するレーザビーム漏れ検知システムであって、前記レ
ーザ光源と前記レーザビームを前記レーザ装置の外部に
導く結合光学系との間において前記レーザビームを遮断
するシャッタと、前記シャッタの開閉状態を検知するシ
ャッタセンサと、前記結合光学系で散乱された前記レー
ザビームの一部を検出する散乱センサと、前記レーザビ
ーム漏れを警告する警告信号発生手段とを備え、前記シ
ャッタ駆動信号と前記シャッタセンサ信号と前記散乱セ
ンサ信号とに基づいて、前記警告信号発生手段を駆動す
るようにしている。
A laser beam leak detection system according to the present invention for solving the above-mentioned problem is a laser beam leak detection system for detecting a laser beam leak from a laser device having a built-in laser light source. A shutter that blocks the laser beam between the laser light source and a coupling optical system that guides the laser beam to the outside of the laser device, a shutter sensor that detects an open / closed state of the shutter, and scattering by the coupling optical system. A scattering sensor for detecting a part of the laser beam, and a warning signal generating unit for warning the laser beam leakage, based on the shutter drive signal, the shutter sensor signal, and the scattering sensor signal, The warning signal generating means is driven.

【0010】すなわち、本発明システムにおいては、レ
ーザ光をレーザ装置外に導くためのエネルギー伝送光学
系で散乱された微弱な散乱光を検出することにより、直
接レーザビーム漏れを確認し、なお且つ、レーザ装置の
作動状況を自己診断した上で、所望の場合のみ、アラー
ムを駆動する。
That is, in the system of the present invention, the laser beam leakage is directly confirmed by detecting the weak scattered light scattered by the energy transmission optical system for guiding the laser light out of the laser device. After self-diagnosis of the operation status of the laser device, an alarm is activated only when desired.

【0011】又、上記の課題を解決するための本発明の
レーザビーム検出装置は、レーザビームを遮断するシャ
ッタと、前記シャッタの開閉状態を検知するシャッタセ
ンサと、前記レーザビームの一部を検出する散乱センサ
とを備え、前記散乱センサは、中空部材と、前記中空部
材に接続された光ファイバと、前記光ファイバに接続さ
れた光電変換素子とを備えている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a laser beam detecting device for shutting off a laser beam, a shutter sensor for detecting an open / closed state of the shutter, and a part of the laser beam. The scattering sensor includes a hollow member, an optical fiber connected to the hollow member, and a photoelectric conversion element connected to the optical fiber.

【0012】すなわち、本発明装置においては、散乱さ
れたレーザビームを検出する光学系を一体のものとして
独立させている。
That is, in the apparatus of the present invention, the optical system for detecting the scattered laser beam is made independent as an integral unit.

【0013】又、本発明のレーザビーム漏れ検知方法
は、レーザ光源を内蔵するレーザ装置からのレーザビー
ム漏れを検知するレーザビーム漏れ検知方法であって、
前記レーザ光源から出射するレーザビームを前記レーザ
装置の外部に出射させないために、シャッタを駆動する
と共に、前記シャッタの開閉状態を検出し、前記シャッ
タを閉状態とするシャッタ駆動信号が送信されているか
否かを判定するステップと、前記シャッタが閉状態にあ
るか否かを判定するステップと、前記レーザビームを前
記レーザ装置の外部に出力するための光学系から前記レ
ーザビームが散乱されているか否かを判定するステップ
とを含み、前記シャッタ駆動信号が閉状態を指示してお
り、且つ、前記シャッタが閉状態にあり、且つ、前記レ
ーザビームが散乱されている場合に、警告信号を発生さ
せるようにしている。
[0013] A laser beam leak detection method according to the present invention is a laser beam leak detection method for detecting laser beam leak from a laser device incorporating a laser light source.
In order to prevent the laser beam emitted from the laser light source from being emitted to the outside of the laser device, the shutter is driven, and the shutter drive signal for detecting the open / closed state of the shutter and closing the shutter is transmitted. Determining whether or not the shutter is closed, and determining whether or not the laser beam is scattered from an optical system for outputting the laser beam to the outside of the laser device. A warning signal is generated when the shutter drive signal indicates a closed state, and when the shutter is in the closed state and the laser beam is scattered. Like that.

【0014】すなわち、本発明方法においては、レーザ
装置各部の動作状況を示す信号等に基づいてレーザ装置
の動作状況を判定するステップを実行し、所望の場合の
み、アラームによる警告やレーザ発振の停止を行ってい
る。
That is, in the method of the present invention, a step of judging the operation status of the laser device based on a signal indicating the operation status of each part of the laser device is executed, and only when desired, a warning by an alarm or a stop of laser oscillation is made. It is carried out.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明システムの構成を示すブロ
ック図である。図1に示すように、レーザ光源10から
出力されたレーザビーム11はシャッタ20を経てレー
ザビーム12として結合光学系30に入射し、レーザビ
ーム13として結合光学系30の出射端から出射する。
そして、このレーザビーム13は光ファイバ40のコア
中を伝播し、集束光学系50により微少なスポットとな
り、加工・溶接等の目的物70及び71上に結像され
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the system of the present invention. As shown in FIG. 1, a laser beam 11 output from a laser light source 10 enters a coupling optical system 30 as a laser beam 12 via a shutter 20, and exits from an exit end of the coupling optical system 30 as a laser beam 13.
Then, the laser beam 13 propagates through the core of the optical fiber 40, becomes a minute spot by the focusing optical system 50, and is imaged on the objects 70 and 71 such as processing and welding.

【0017】上記のような構成のレーザ装置において、
レーザビーム11がレーザ装置の外部に出力されている
か否かをするため、本発明においては、結合光学系30
で散乱されたレーザ光14を検出することとしている。
ここで、結合光学系30によるレーザビームの散乱と
は、光学素子の表面のわずかな凹凸により生じる散乱で
あり、光軸を外れる方向の微弱な光となって、散乱され
る。このように散乱されたレーザ光14の一部を光ファ
イバ112に導入して光検出器111で光電変換する。
In the laser device having the above configuration,
In order to determine whether or not the laser beam 11 is output outside the laser device, in the present invention, the coupling optical system 30 is used.
The laser light 14 scattered by is detected.
Here, the scattering of the laser beam by the coupling optical system 30 is scattering caused by slight irregularities on the surface of the optical element, and is scattered as weak light in a direction off the optical axis. A part of the laser light 14 thus scattered is introduced into the optical fiber 112 and photoelectrically converted by the photodetector 111.

【0018】レーザ光源10から出力されたレーザビー
ム11が、上記レーザ装置の外部に出力されているかど
うか、言い換えるとレーザビーム漏れがあるか否かを検
知するために、本発明では、光検出器111の光電変換
出力信号である散乱信号aのみならず、シャッタ20の
開閉状態を検出するシャッタセンサ信号bと、シャッタ
20を開閉するためのシャッタ駆動信号cも用いる。
In order to detect whether or not the laser beam 11 output from the laser light source 10 is output to the outside of the laser device, in other words, whether or not there is laser beam leakage, the present invention employs a photodetector. In addition to the scattering signal a, which is the photoelectric conversion output signal of 111, a shutter sensor signal b for detecting the open / closed state of the shutter 20 and a shutter drive signal c for opening and closing the shutter 20 are used.

【0019】すなわち、図1に示す本発明システムは、
レーザ漏れがあるか否かを判定するために、センサコン
トローラ130、シャッタコントローラ140、警告信
号コントローラ150、レーザコントローラ160、入
力手段170とをそれぞれ中央演算処理装置(CPU)
180に接続し、又は、これらのコントローラ同士を接
続している。
That is, the system of the present invention shown in FIG.
In order to determine whether or not there is a laser leak, the sensor controller 130, shutter controller 140, warning signal controller 150, laser controller 160, and input means 170 are each connected to a central processing unit (CPU).
180 or these controllers are connected to each other.

【0020】本発明システムの構成は以上のとおりであ
る。そこで、次に、本発明システムの各構成要素につい
て説明する。
The configuration of the system of the present invention is as described above. Therefore, each component of the system of the present invention will be described next.

【0021】レーザ光源10は、Qスイッチ、紫外線励
起等により、共振器からレーザ光を取り出すものであ
り、たとえば、YAGレーザ、炭酸ガスレーザ等が好適
である。
The laser light source 10 extracts laser light from the resonator by means of a Q switch, ultraviolet excitation, or the like. For example, a YAG laser, a carbon dioxide laser, or the like is preferable.

【0022】シャッタ20は、レーザビームの光路を遮
る機構部品であり、たとえば、反射鏡をソレノイドで回
動させる等すればよい。
The shutter 20 is a mechanical component that blocks the optical path of the laser beam, and may be, for example, that the reflecting mirror is rotated by a solenoid.

【0023】結合光学系30は、一般的にはレンズ系で
ある。但し、図1に示されたように、エネルギー伝送を
光ファイバで行う場合は、単に凸レンズ1枚でよいこと
もある。
The coupling optical system 30 is generally a lens system. However, as shown in FIG. 1, when energy transmission is performed by an optical fiber, a single convex lens may be sufficient.

【0024】光ファイバ40は、高エネルギーレーザビ
ームによる損傷閾値が高く、端面を仕上げて保護皮膜を
施し、透過率が大きい光ファイバであり、たとえば、光
通信用マルチモードガラスファイバが好適である。
The optical fiber 40 is an optical fiber having a high damage threshold due to a high-energy laser beam, a protective film having a finished end face, and a high transmittance. For example, a multimode glass fiber for optical communication is suitable.

【0025】集束光学系50も一般的には、レンズ系で
ある。但し、図1に示されたように、エネルギー伝送を
光ファイバで行う場合は、単に凸レンズ1枚でよいこと
もある。なお、特に、数μm程度の径の微少なスポット
を用いるレーザ加工、レーザトリミング等の場合は収差
を除去した対物レンズを含む光学系が必要である。
The focusing optical system 50 is also generally a lens system. However, as shown in FIG. 1, when energy transmission is performed by an optical fiber, a single convex lens may be sufficient. In particular, in the case of laser processing or laser trimming using a minute spot having a diameter of about several μm, an optical system including an objective lens from which aberration has been removed is required.

【0026】シャッタセンサ100は、シャッタ20、
すなわち、たとえば、回動等により2つの異なる位置を
占める反射鏡の位置を検出することができるセンサであ
り、たとえば、フォトインタラプタ等が好適である。
The shutter sensor 100 includes a shutter 20,
That is, for example, a sensor capable of detecting the position of the reflecting mirror occupying two different positions due to rotation or the like, for example, a photo interrupter is preferable.

【0027】又、散乱センサ110は、光検出器111
と光ファイバ112と中空体113とで構成される。
The scattering sensor 110 includes a light detector 111
, An optical fiber 112 and a hollow body 113.

【0028】ここに、光検出器111は、レーザ波長に
感応する光電変換素子をゲインの高い増幅器に接続した
ものである。たとえば、YAGレーザの波長1.06μ
mのレーザ光に対しては、Geフォトダイオードをオペ
アンプに接続する。ここで、オペアンプのゲインは散乱
光の強度に応じて設定する。
Here, the photodetector 111 is obtained by connecting a photoelectric conversion element sensitive to a laser wavelength to an amplifier having a high gain. For example, the wavelength of a YAG laser is 1.06 μm.
For a laser beam of m, a Ge photodiode is connected to an operational amplifier. Here, the gain of the operational amplifier is set according to the intensity of the scattered light.

【0029】光ファイバ112は、結合光学系で散乱さ
れた微弱なレーザ光を光検出器111に導くための光ガ
イドであり、伝送距離も、数cm程度であるので、それ
自体高品質である必要はない。但し、そのコア径はレー
ザ装置内部の迷光と上述の散乱光の強度比を考慮して決
定する。
The optical fiber 112 is a light guide for guiding the weak laser light scattered by the coupling optical system to the photodetector 111. Since the transmission distance is about several centimeters, the optical fiber 112 itself has high quality. No need. However, the core diameter is determined in consideration of the intensity ratio between the stray light inside the laser device and the scattered light.

【0030】中空体113は、散乱光14の内特定の微
少角度部分のみを光ファイバ112に入射させるために
光ファイバ112に接続している。この中空体113
は、たとえば、Al等の丸棒又は角棒をその軸に沿って
中空としたものである。
The hollow body 113 is connected to the optical fiber 112 so that only a specific small angle portion of the scattered light 14 is made incident on the optical fiber 112. This hollow body 113
Is, for example, a hollow rod or square rod made of Al or the like along its axis.

【0031】センサコントローラ130は、散乱信号a
と、シャッタセンサ信号bと、シャッタ駆動信号cとを
入力するとともに、これらの信号を中継して後述するC
PU180に送出するか、又は後述するシャッタコント
ローラ130と、警告信号コントローラ140と、レー
ザコントローラ150とを制御する指令信号dを送出す
る電子回路である。
The sensor controller 130 calculates the scattering signal a
And a shutter sensor signal b and a shutter drive signal c, and relay these signals to C
It is an electronic circuit that sends the command signal d to the PU 180 or controls the shutter controller 130, the warning signal controller 140, and the laser controller 150, which will be described later.

【0032】シャッタコントローラ130は、センサコ
ントローラ120の指示、又は後述するCPU170の
指示によりシャッタ駆動信号cを出力する電子回路であ
る。
The shutter controller 130 is an electronic circuit that outputs a shutter drive signal c in accordance with an instruction from the sensor controller 120 or an instruction from a CPU 170 described later.

【0033】警告信号コントローラ140は、センサコ
ントローラ120又は後述するCPU170の指示によ
り警告信号発生手段141を駆動させる電子回路であ
る。ここに、警告信号発生手段141は、アラームが好
適であるが、ランプあるいはディスプレイでもよい。
The warning signal controller 140 is an electronic circuit that drives the warning signal generating means 141 according to an instruction from the sensor controller 120 or a CPU 170 described later. Here, the alarm signal generating means 141 is preferably an alarm, but may be a lamp or a display.

【0034】レーザコントローラ170は、センサコン
トローラ140又は後述するCPU170の指示により
レーザ光源10が備える電源をON/OFFする電子回
路である。
The laser controller 170 is an electronic circuit for turning on / off the power supply of the laser light source 10 according to an instruction from the sensor controller 140 or a CPU 170 described later.

【0035】入力手段160は、加工パターンや溶接個
所及びその他の作業手順等を後述するCPU170に入
力する手段であり、キーボード、マウス、ライトペン等
が用いられる。
The input means 160 is a means for inputting a processing pattern, a welding position, other work procedures, and the like to a CPU 170 described later, and uses a keyboard, a mouse, a light pen, and the like.

【0036】以上、図1を参照して本発明システムの各
構成要素について説明した。
The components of the system according to the present invention have been described above with reference to FIG.

【0037】ところで、本発明システムの特徴の一つ
は、上述の通り、結合光学系30で散乱されたレーザ光
14の検出を以って、レーザ装置外へのレーザビーム漏
れを直接検出するところにある。
One of the features of the system of the present invention is that, as described above, the detection of the laser beam 14 scattered by the coupling optical system 30 directly detects laser beam leakage to the outside of the laser device. It is in.

【0038】図2は、このような特徴を有する本発明の
実施に特に好適なレーザビーム検出装置の平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a laser beam detecting apparatus having such features and particularly suitable for implementing the present invention.

【0039】図2に示すように、このレーザビーム検出
装置は、結合光学系30a、30b、光検出器111
a、111b、光ファイバ112a、112b、中空体
113a,113b、シャッタ20a、20b、シャッ
タセンサ100a、100bシャッタ、を一つの筐体に
一体化したものである。これらの各構成要素の構造・機
能は図1の説明で述べたものと同じである。なお、図2
において、結合光学系30a、30b等が2組ずつ備え
られているのは、同時に2個所の加工・溶接等を行わせ
るためである。
As shown in FIG. 2, this laser beam detecting device comprises coupling optical systems 30a and 30b, a photodetector 111
a and 111b, optical fibers 112a and 112b, hollow bodies 113a and 113b, shutters 20a and 20b, and shutter sensors 100a and 100b are integrated into one housing. The structure and function of each of these components are the same as those described in the description of FIG. Note that FIG.
The reason why the two sets of coupling optical systems 30a, 30b, etc. are provided is to allow two places to be processed and welded at the same time.

【0040】図2に示すレーザビーム検出装置において
は、加工・溶接等のための高エネルギーレーザビーム、
たとえばYAGレーザビーム11は反射鏡Bで反射さ
れ、半透鏡Cで2分される。そして、半透鏡Cを透過し
たYAGレーザビーム11は結合光学系30aに導かれ
る。一方、半透鏡Cで反射されたYAGレーザビーム1
1は反射鏡Dで反射されて結合光学系30bに導かれ
る。なお、このような光学系の光軸調整のために、可視
のレーザビーム、たとえばHeNeレーザビーム19が
反射鏡AによりYAGレーザビームにカップリングされ
ている。
In the laser beam detector shown in FIG. 2, a high-energy laser beam for processing / welding, etc.
For example, the YAG laser beam 11 is reflected by the reflecting mirror B and split into two by the semi-transparent mirror C. Then, the YAG laser beam 11 transmitted through the semi-transparent mirror C is guided to the coupling optical system 30a. On the other hand, the YAG laser beam 1 reflected by the semi-transparent mirror C
1 is reflected by the reflecting mirror D and guided to the coupling optical system 30b. In order to adjust the optical axis of such an optical system, a visible laser beam, for example, a HeNe laser beam 19 is coupled to the YAG laser beam by the reflecting mirror A.

【0041】以上、図1及び図2を参照して本発明シス
テムの構成について説明した。
The configuration of the system of the present invention has been described above with reference to FIGS.

【0042】そこで、次に、同じく図1及び図2を参照
して、本発明システムの動作について説明する。
Next, the operation of the system of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0043】本発明システムにおいては、レーザ光をレ
ーザ装置外に導くためのエネルギー伝送光学系で散乱さ
れた微弱な散乱光を検出することにより、直接レーザビ
ーム漏れを確認し、レーザ装置の作動状況を自己診断し
た上で、所望の場合のみ、アラームによる警告やレーザ
発振の停止を行っている。
In the system of the present invention, the laser beam leakage is directly confirmed by detecting the weak scattered light scattered by the energy transmission optical system for guiding the laser light to the outside of the laser device, and the operating condition of the laser device is confirmed. Is self-diagnosed, and a warning by an alarm and a stop of laser oscillation are performed only when desired.

【0044】すなわち、シャッタ駆動信号cとシャッタ
センサ信号bと散乱センサ信号aとを受信したセンサコ
ントローラ120は、この3つの信号からレーザ装置の
作動状況を自己診断し、シャッタを駆動するシャッタコ
ントローラ130と、警告信号発生手段141を駆動す
る警告コントローラ140と、レーザ光源10を駆動す
るレーザコントローラ150に、制御信号dを送出す
る。
That is, the sensor controller 120 which has received the shutter drive signal c, the shutter sensor signal b, and the scattering sensor signal a self-diagnoses the operation state of the laser device from the three signals, and controls the shutter controller 130 which drives the shutter. Then, the control signal d is sent to the warning controller 140 for driving the warning signal generating means 141 and the laser controller 150 for driving the laser light source 10.

【0045】ここで、自己診断の内容は、あらかじめ、
センサコントローラにプログラムされているのであり、
たとえば、シャッタ駆動信号cがシャッタを閉状態とし
て、レーザビーム11を遮断するように指示しているに
もかかわらず、シャッタセンサ信号bがシャッタが開状
態にあることを示し、散乱センサ信号aが散乱光を検出
したことを示している場合は、制御信号dを警告信号コ
ントローラ140に送出する等である。
Here, the contents of the self-diagnosis
Is programmed in the sensor controller,
For example, the shutter sensor signal b indicates that the shutter is open, and the scattering sensor signal a indicates that the shutter drive signal c indicates that the shutter is closed and the laser beam 11 is shut off, even though the shutter drive signal c indicates that the shutter is closed. If it indicates that the scattered light has been detected, the control signal d is sent to the warning signal controller 140, or the like.

【0046】上述した本発明システムの説明では、セン
サコントローラ120にプログラムを内蔵させシステム
制御を行わせていたが、これに替えて中央演算処理装置
(CPU)170を設けて、システム制御を行わせても
よい。
In the above description of the system of the present invention, system control is performed by incorporating a program in the sensor controller 120. Instead, a central processing unit (CPU) 170 is provided to control the system. You may.

【0047】CPU170を設ける場合には、このCP
U170は、センサコントローラ120から散乱センサ
信号a、シャッタセンサ信号b、シャッタ駆動信号cの
3つの信号の入力と、入力手段160から加工・溶接等
の手順等の入力とを受けて、これらの入力を上述したよ
うなプログラムで処理し、シャッタコントローラ13
0、警告信号コントローラ140、レーザ入力手段16
0に制御信号を送出する。
When the CPU 170 is provided, this CP
U170 receives the input of the three signals of the scattering sensor signal a, the shutter sensor signal b, and the shutter drive signal c from the sensor controller 120 and the input of the procedure such as machining and welding from the input means 160, and receives these inputs. Is processed by the program as described above, and the shutter controller 13
0, warning signal controller 140, laser input means 16
Send a control signal to 0.

【0048】したがって、CPU170を用いると、レ
ーザ装置の動作状態の自己診断のために入力手段160
からの情報も付加されるので、より的確に警告を発する
ことができる。
Therefore, when the CPU 170 is used, the input means 160 is used for the self-diagnosis of the operation state of the laser device.
Since the information from is also added, a warning can be issued more accurately.

【0049】なお、特に、筐体に一体化した図2のレー
ザビーム検出装置を用いる場合には、シャッタ20a、
20bに独立の2系統のシャッタ駆動信号が送出され、
この2系統のシャッタ駆動信号、シャッタセンサ100
a,100bからの2系統のシャッタセンサ信号、及び
光検出器111a、111bからの2系統の散乱センサ
信号がセンサコントローラ120に入力される。
In particular, when using the laser beam detecting device of FIG. 2 integrated with the housing, the shutter 20a,
20b, two independent shutter drive signals are sent out,
The two-system shutter drive signal and the shutter sensor 100
a, 100b, and two systems of scatter sensor signals from the photodetectors 111a, 111b are input to the sensor controller 120.

【0050】以上、図1及び図2を参照して、本発明シ
ステムの動作について説明した。
The operation of the system according to the present invention has been described above with reference to FIGS.

【0051】次に、図1及び図3を参照して、本発明方
法について、説明する。
Next, the method of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0052】図3は、本発明のレーザビーム漏れ検知方
法を実行するためのフローチャートである。本発明方法
においては、レーザ装置各部の作動状況を示す信号等に
基づいてレーザ装置の作動状況を判定するステップを実
行し、所望の場合のみ、アラームによる警告やレーザ発
振の停止を行っている。
FIG. 3 is a flowchart for executing the laser beam leak detection method of the present invention. In the method of the present invention, the step of determining the operation status of the laser device is performed based on a signal indicating the operation status of each section of the laser device, and a warning by an alarm and a stop of laser oscillation are performed only when desired.

【0053】図3に示すように、まず、ステップS10
では、シャッタ20を閉状態とするシャッタ駆動信号c
が送信されているか否かを判定するステップである。こ
こで、もし、シャッタ20を閉状態とするシャッタ駆動
信号cが、送信されているなら、ステップS20に進む
が、送信されていないならステップS11に進む。ステ
ップS11では、入力条件に照らしてシャッタが開状態
でよいならば、処理を終了する。ただし、その後、直ち
に、本フローチャートに示した手順を開始して、常時、
レーザ装置の作動状況を自己診断する。一方、ステップ
S11において、入力条件に照らしてシャッタが開状態
であってはならないならば、ステップS12に進んで、
シャッタ20を閉状態とすべく、シャッタ駆動信号cを
送出する。
As shown in FIG. 3, first, in step S10
Now, a shutter drive signal c for closing the shutter 20
It is a step of determining whether or not is transmitted. Here, if the shutter drive signal c for closing the shutter 20 has been transmitted, the process proceeds to step S20, but if not, the process proceeds to step S11. In step S11, if the shutter is open in the light of the input condition, the process ends. However, immediately after that, immediately start the procedure shown in this flowchart,
Self-diagnosis of the operation status of the laser device. On the other hand, if it is determined in step S11 that the shutter should not be open in the light of the input condition, the process proceeds to step S12,
A shutter drive signal c is sent to close the shutter 20.

【0054】次に、ステップ10からステップ20へ進
むと、ステップS20は、シャッタセンサ100が、シ
ャッタ20は閉状態となっていることを検出したか否か
を判定するステップである。ここで、もし、シャッタ2
0が閉状態にないことが分かったならば、処理を中止す
る。ただし、その後、直ちに、本フローチャートに示し
た手順を開始して、常時、レーザ装置の作動状況を自己
診断する。
Next, proceeding from step 10 to step 20, step S20 is a step for determining whether or not the shutter sensor 100 has detected that the shutter 20 is in the closed state. Here, if shutter 2
If it is found that 0 is not in the closed state, the processing is stopped. However, immediately thereafter, the procedure shown in this flowchart is started, and the operating status of the laser device is always self-diagnosed.

【0055】次に、ステップ20からステップ30へ進
むと、ステップ30は、散乱センサ110は散乱光を検
出した否かを判定するステップである。ここで、もし、
散乱光が検出されていないならば、処理を終了する。た
だし、その後、直ちに、本フローチャートに示した手順
を開始して、常時、レーザ装置の作動状況を自己診断す
る。
Next, when the process proceeds from step 20 to step 30, step 30 is a step for determining whether or not the scattering sensor 110 has detected scattered light. Here, if
If no scattered light has been detected, the process ends. However, immediately thereafter, the procedure shown in this flowchart is started, and the operating status of the laser device is always self-diagnosed.

【0056】次に、ステップ30からステップ40へ進
むと、ステップ40はアラーム等の警告信号発生手段1
41を駆動するステップである。
Next, when the process proceeds from step 30 to step 40, step 40 is a step for generating a warning signal 1 such as an alarm.
This is a step of driving the reference numeral 41.

【0057】そして、ステップS40の処理に引き続い
てステップS50に進む。
Then, the process proceeds to step S50 following the process of step S40.

【0058】ステップS50においては、アラーム等が
鳴動しつづけると危険であるため、アラーム等を駆動し
てから所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、
もし、所定時間が経過したならば、レーザ光源10のレ
ーザ発進を停止して安全を確保する。一方、所定時間が
経過していない場合には、ステップS10に戻って、シ
ャッタ駆動信号の確認を行う。
In step S50, it is dangerous if the alarm or the like continues to ring, so it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the alarm or the like was driven. here,
If a predetermined time has elapsed, the laser beam of the laser light source 10 is stopped to ensure safety. On the other hand, if the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S10 to check the shutter drive signal.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ装置各部の動作状況を自己診断して、所望の場合
にのみ確実に、レーザ光がレーザ装置外に漏れるのを防
止しレーザ加工・レーザ溶接等の作業の安全を確保する
事ができる。
As described above, according to the present invention,
The self-diagnosis of the operation status of each part of the laser device can prevent the laser beam from leaking out of the laser device only when desired, thereby ensuring the safety of operations such as laser processing and laser welding.

【0060】具体的には、第1に、シャッタの故障等に
惑わされることなく、所望の場合のみ確実に、レーザビ
ーム漏れを警告し、レーザ発振を停止することができ
る。
Specifically, first, it is possible to reliably warn of laser beam leakage and stop laser oscillation only when desired, without being misled by a shutter failure or the like.

【0061】又、第2には、レーザ加工・溶接等の手順
も参照してレーザ宗著の作動状況を自己診断するので、
より適切にレーザ装置を安全に運転することができる。
Secondly, since the operation status of the laser writing is self-diagnosed with reference to the procedures of laser processing and welding, etc.,
The laser device can be operated more appropriately and safely.

【0062】又、第3には、レーザビーム漏れを直接検
出することができる小型の装置を提供することができ
る。そして、この装置は小型である杖に、既存のレーザ
加工機・レーザ溶接機等のレーザ装置の内部にも外部に
も、所望の位置に取り付けることができる。
Third, it is possible to provide a compact device capable of directly detecting laser beam leakage. This device can be attached to a small wand at a desired position inside or outside a laser device such as an existing laser processing machine or laser welding machine.

【0063】又、第4には、レーザ装置の動作状況をセ
ンサ信号等から総合的に自己診断することができるの
で、レーザ装置を安全に運転することができる。
Fourth, since the self-diagnosis of the operating condition of the laser device can be made comprehensively based on sensor signals and the like, the laser device can be safely operated.

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

【図1】本発明のレーザビーム漏れ検出装置の平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view of a laser beam leak detection device according to the present invention.

【図2】本発明のレーザビーム漏れ検知システムのブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a laser beam leak detection system according to the present invention.

【図3】本発明のレーザビーム漏れ検知方法のフローチ
ャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a laser beam leak detection method of the present invention.

【図4】従来のレーザ加工機の概念図である。加算器の
入出力を示す回路。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional laser beam machine. Circuit showing the input and output of the adder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ光源 20 シャッタ 30 結合光学系 40 光ファイバ 100 シャッタセンサ 110 散乱センサシャッタセンサ 120 センサコントローラ 130 シャッタコントローラ 140 警告信号コントローラ 150 レーザコントローラ 160 入力手段 170 CPU Reference Signs List 10 laser light source 20 shutter 30 coupling optical system 40 optical fiber 100 shutter sensor 110 scattering sensor shutter sensor 120 sensor controller 130 shutter controller 140 warning signal controller 150 laser controller 160 input means 170 CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01M 11/00 G01M 11/00 U ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G01M 11/00 G01M 11/00 U

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光源を内蔵するレーザ装置からの
レーザビーム漏れを検知するレーザビーム漏れ検知シス
テムであって、 前記レーザ光源と前記レーザビームを前記レーザ装置の
外部に導く結合光学系との間において前記レーザビーム
を遮断するシャッタと、 前記シャッタの開閉状態を検知するシャッタセンサと、 前記結合光学系で散乱された前記レーザビームの一部を
検出する散乱センサと、 前記レーザビーム漏れを警告する警告信号発生手段とを
備え、 シャッタ駆動信号とシャッタセンサ信号と散乱センサ信
号とに基づいて、警告信号発生手段を駆動することを特
徴とするレーザビーム漏れ検知システム。
1. A laser beam leak detection system for detecting a laser beam leak from a laser device having a built-in laser light source, wherein the laser beam leak detection system is provided between the laser light source and a coupling optical system for guiding the laser beam to the outside of the laser device. A shutter for blocking the laser beam, a shutter sensor for detecting an open / closed state of the shutter, a scattering sensor for detecting a part of the laser beam scattered by the coupling optical system, and a warning of the laser beam leakage. A laser beam leakage detection system, comprising: a warning signal generating unit, wherein the warning signal generating unit is driven based on a shutter driving signal, a shutter sensor signal, and a scattering sensor signal.
【請求項2】 前記散乱センサは、 中空部材と、 前記中空部材に接続された光ファイバと、 前記光ファイバに接続された光電変換素子とを備えたこ
とを特徴とする請求項1記載のレーザビーム漏れ検知シ
ステム。
2. The laser according to claim 1, wherein the scattering sensor includes a hollow member, an optical fiber connected to the hollow member, and a photoelectric conversion element connected to the optical fiber. Beam leak detection system.
【請求項3】 前記シャッタ駆動信号と前記シャッタセ
ンサ信号と前記散乱センサ信号とを受信するセンサコン
トローラと、 前記シャッタを駆動するシャッタコントローラと、 前記警告信号発生手段を駆動する警告コントローラと、 前記レーザ光源を駆動するレーザコントローラとを備
え、 前記センサコントローラが、前記シャッタコントロー
ラ、前記警告コントローラ、前記レーザコントローラの
うち少なくとも一つを駆動することを特徴とする請求項
1記載のレーザビーム漏れ検知システム。
3. A sensor controller that receives the shutter drive signal, the shutter sensor signal, and the scattering sensor signal, a shutter controller that drives the shutter, a warning controller that drives the warning signal generation unit, and the laser. The laser beam leakage detection system according to claim 1, further comprising a laser controller that drives a light source, wherein the sensor controller drives at least one of the shutter controller, the warning controller, and the laser controller.
【請求項4】 前記シャッタ駆動信号と前記シャッタセ
ンサ信号と前記散乱センサ信号とを受信するセンサコン
トローラと、 前記シャッタを駆動するシャッタコントローラと、 前記警告信号発生手段を駆動する警告コントローラと、 前記レーザ光源を駆動するレーザコントローラと、 中央演算処理装置(CPU)と、 前記レーザ装置の動作手順を前記CPUに入力する入力
手段とを備え、 前記CPUが、前記シャッタコントローラ、前記警告コ
ントローラ、前記レーザコントローラのうち少なくとも
一つを駆動することを特徴とする請求項1記載のレーザ
ビーム漏れ検知システム。
4. A sensor controller for receiving the shutter drive signal, the shutter sensor signal, and the scatter sensor signal, a shutter controller for driving the shutter, a warning controller for driving the warning signal generating means, and the laser. A laser controller that drives a light source; a central processing unit (CPU); and input means for inputting an operation procedure of the laser device to the CPU. The CPU includes the shutter controller, the warning controller, and the laser controller. 2. The laser beam leak detection system according to claim 1, wherein at least one of the two is driven.
【請求項5】 レーザビームを遮断するシャッタと、 前記シャッタの開閉状態を検知するシャッタセンサと、 前記レーザビームの一部を検出する散乱センサとを備
え、 前記散乱センサは、 中空部材と、 前記中空部材に接続された光ファイバと、 前記光ファイバに接続された光電変換素子とを備えたこ
とを特徴とレーザビーム検出装置。
5. A shutter for blocking a laser beam, a shutter sensor for detecting an open / closed state of the shutter, and a scattering sensor for detecting a part of the laser beam, wherein the scattering sensor comprises: a hollow member; A laser beam detector comprising: an optical fiber connected to a hollow member; and a photoelectric conversion element connected to the optical fiber.
【請求項6】 レーザ光源を内蔵するレーザ装置からの
レーザビーム漏れを検知するレーザビーム漏れ検知方法
であって、 前記レーザ光源から出射するレーザビームを前記レーザ
装置の外部に出射させないために、シャッタを駆動する
と共に、前記シャッタの開閉状態を検出し、 前記シャッタを閉状態とするシャッタ駆動信号が送信さ
れているか否かを判定するステップと、 前記シャッタが閉状態にあるか否かを判定するステップ
と、 前記レーザビームを前記レーザ装置の外部に出力するた
めの光学系から前記レーザビームが散乱されているか否
かを判定するステップとを含み、 前記シャッタ駆動信号が閉状態を指示しており、且つ、
前記シャッタが閉状態にあり、且つ、前記レーザビーム
が散乱されている場合に、警告信号を発生させることを
特徴とするレーザビーム漏れ検知方法。
6. A laser beam leak detection method for detecting a laser beam leak from a laser device incorporating a laser light source, wherein a shutter is provided to prevent a laser beam emitted from the laser light source from being emitted outside the laser device. And detecting the open / closed state of the shutter, and determining whether a shutter drive signal for closing the shutter is transmitted, and determining whether the shutter is closed. And determining whether the laser beam is scattered from an optical system for outputting the laser beam to the outside of the laser device, wherein the shutter drive signal indicates a closed state. ,and,
A laser beam leak detection method, wherein a warning signal is generated when the shutter is in a closed state and the laser beam is scattered.
【請求項7】 所定時間経過後も前記レーザビームが散
乱されているときには、前記レーザ光源のレーザ発振を
停止させることを特徴とする請求項6記載のレーザビー
ム漏れ検知方法。
7. The laser beam leakage detection method according to claim 6, wherein the laser oscillation of the laser light source is stopped when the laser beam is scattered even after a predetermined time has elapsed.
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