JPS59104288A - Laser working device - Google Patents

Laser working device

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Publication number
JPS59104288A
JPS59104288A JP57214232A JP21423282A JPS59104288A JP S59104288 A JPS59104288 A JP S59104288A JP 57214232 A JP57214232 A JP 57214232A JP 21423282 A JP21423282 A JP 21423282A JP S59104288 A JPS59104288 A JP S59104288A
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JP
Japan
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laser
laser beam
workpiece
work
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP57214232A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Murata
正義 村田
Yutaro Oka
岡 裕太郎
Muneo Funahashi
宗夫 舟橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP57214232A priority Critical patent/JPS59104288A/en
Publication of JPS59104288A publication Critical patent/JPS59104288A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042Automatically aligning the laser beam
    • B23K26/043Automatically aligning the laser beam along the beam path, i.e. alignment of laser beam axis relative to laser beam apparatus

Abstract

PURPOSE:To form the focus of laser light for working always automatically on the surface of a work in the stage of working a metal with a laser working device by converting photoelectrically the light reflected from the work and controlling a lens driving device by the electric power thereof. CONSTITUTION:An He-Ne laser beam 5b for aligning an optical system emitted from a CO2 laser device 4 is passed through a toric plane mirror 6, is made incident to a convex lens 8 by a plane mirror 7, and is focussed to a focal position. A material 1 to be worked is moved in a prescribed course from a start point P for working by a work table control device 3 according to the movement of a surface plate 2b in an X direction and the movement of a surface plate 2c in a Y direction. The CO2 laser beam 5a cuts or welds the work 1, and the light of the He-Ne laser beam reflected from the surface of the work is reflected at the toric part of the toric plane mirror and is converted to electric power by a photoelectric transducer 12. A lens driving device 19 is driven by a servocontrol device 13 according to said electric power, by which a cylindrical body 17 attached with a condenser lens 8 is moved to control the focus of the laser light so as to bring the same always on the surface of the work.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザビームのスポットを被加工材表面上に
自動的に結ばせることのできるレーザ加工装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a laser processing device that can automatically align a laser beam spot on the surface of a workpiece.

従来のレーザ加工装置を第1図について説明すると、レ
ーザ装置04で発生された光学系アライメント用のレー
ザビーム例えばHeNeレーザビーム05bを、支持台
08a 、  08b 、  08cに固着されている
第1の筒体06内に送信させ、第1の筒体06に固着さ
れているミラー010へ到達させる。ミラー010に到
達したレーザビーム05bはレンズホルタ−09aに固
着されているレンズ01Bに入射させて、その焦点位置
にスポット状に焦光させる。なお−り記レンズホルタ−
09aに固着されているノズル09bは通常アシストカ
スを噴射させる構造となっているが、簡単のためにそれ
を省略している。
To explain a conventional laser processing device with reference to FIG. 1, a laser beam for optical system alignment, for example, a HeNe laser beam 05b, generated by a laser device 04 is transferred to a first cylinder fixed to support stands 08a, 08b, and 08c. The signal is transmitted into the body 06 and reaches the mirror 010 fixed to the first cylindrical body 06. The laser beam 05b that has reached the mirror 010 is made incident on the lens 01B fixed to the lens holter 09a, and is focused into a spot at its focal position. Note: Lens halter
The nozzle 09b fixed to the nozzle 09a is normally structured to inject assist dregs, but is omitted for simplicity.

被加工材01を第1.第2及び第8の定盤02a。The workpiece 01 is the first. Second and eighth surface plates 02a.

02b、02c、並びに第1及び第2の駆動装置02d
 、  02cから成るワークチーフル上に固着する。
02b, 02c, and first and second drive devices 02d
, 02c.

レンズホルタ−09aを、第1の筒体06に固着されて
いる第2の筒体07に装着のレンズ駆動装置011.及
びレンズ駆動コントロール装置014によって、レンズ
013の光軸方向に移動させ、被加工材01の表面と」
1記しノズ013の焦点位置を目視によって合致させる
。なお上記レンズ駆動装置011は」二記第2の筒体0
7に固着部材012a、 012bによって固着されて
いる。
A lens drive device 011. which attaches a lens holder 09a to a second cylinder 07 fixed to a first cylinder 06. And the lens drive control device 014 moves the lens 013 in the optical axis direction, and the surface of the workpiece 01.
The focal position of the nozzle 013 marked 1 is matched visually. Note that the lens driving device 011 is the second cylinder body 0 of "2.
7 by fixing members 012a and 012b.

ワークチーフルコントロール装置03によって。By workpiece full control device 03.

$1及び第2の駆動装置02d、  02eを作動させ
て、レーザ加工例えば切断作業の開始点Pとレーザビー
ム05bのスポットを合致させる。レーザ装置04に0
02レーサヒームを発生させ、上記ワークチーフルコン
トロール装置03によって。
$1 and the second drive devices 02d and 02e are operated to match the spot of the laser beam 05b with the starting point P of laser processing, for example, cutting operation. 0 to laser device 04
02 laser heat is generated by the workpiece full control device 03.

被加工材01をX、Y方向に動かしながら、所定の形状
に切断、溶接あるいは焼入れをする。
While moving the workpiece 01 in the X and Y directions, it is cut, welded, or hardened into a predetermined shape.

このように従来装置では、加工用002レーザビーム(
波長106μmの赤外線)のスポット位置と光学系アラ
イメント用He Neレーザビーム(赤色の可視光)の
スポット位置がほぼ同じであることを利用して+He−
Neレーサヒーレーザビームをレーザ加工装置のオペレ
ータが目視観測して、被加工材の設定をしており、また
切断加工などの加工時には、上記オペレータが加工状態
を保護メカ不などを介して観察しながら、液加ニオAを
移動させているのであるが、そのため次の欠点がある。
In this way, with the conventional equipment, the 002 laser beam for processing (
+He-
The operator of the laser processing equipment visually observes the Ne laser heat laser beam and sets the workpiece, and during processing such as cutting, the operator observes the processing state through a protective mechanism. However, the liquid-added Nio A is moved, but this has the following drawbacks.

1 加工用レーザビームのスポットが被加工材表面に合
致しているかとうかを電気信号として取り出せないので
、レーザ加工作業の自動化が困難である。
1. It is difficult to automate laser processing work because it is not possible to extract as an electrical signal whether the spot of the processing laser beam matches the surface of the workpiece.

1) 特に被加工材が平面体でなく曲面体の場合には、
加工用レーザビームのヌポノI・と被加工材表面を合致
させることが困難となり、予め形状2寸法などが判って
いる被加工材でない限り、自動化が困難である。そのた
め、使用済核燃料棒などの切断加工には利用できない。
1) Especially when the workpiece is not a flat body but a curved body,
It becomes difficult to match the Nupono I of the processing laser beam with the surface of the workpiece, and automation is difficult unless the shape and dimensions of the workpiece are known in advance. Therefore, it cannot be used for cutting spent nuclear fuel rods, etc.

本発明は叙上の如き従来装置uの欠点を排除すルタメニ
、レーサ装置で発生された加工用レーザ光をレーザ加工
用光学系を介して被加工材へ伝送し加工する装置におい
て、レーザ装置とレーザ加工用光学系との間のレーザビ
ーム伝送路に、環状平面ミラーを配設し、同環状平面ミ
ラーの反射光路に赤色光を検知し電気信号に変える赤色
光検知装置を設け、かつ同検知装置の田力端にその電気
信号に応じてレーザ加工用光学系の駆動装置dを操作す
るサーボ装置を設けてなることを特徴とするレーザ加工
装置を提案する。
The present invention eliminates the drawbacks of the conventional device u as described above, and provides a laser device and a device for processing a workpiece by transmitting a processing laser beam generated by a laser device to a workpiece through a laser processing optical system. An annular plane mirror is disposed in the laser beam transmission path between the optical system for laser processing, and a red light detection device is disposed in the reflected optical path of the annular plane mirror to detect red light and convert it into an electrical signal. We propose a laser processing device characterized in that a servo device is provided at the end of the device to operate a drive device d of a laser processing optical system in accordance with the electric signal.

本発明装置は、レーザビーム伝送路に被加工材表面から
の反射光を検出できる環状平面ミラーを設け2かつその
反射赤色光を検知し電気信号に変えてレーザ加工用光学
系の駆動装置を操作する自動制御装置を設けたので、加
工開始前。
The device of the present invention is equipped with an annular plane mirror that can detect the reflected light from the surface of the workpiece in the laser beam transmission path2, and detects the reflected red light and converts it into an electric signal to operate the driving device of the laser processing optical system. Since we have installed an automatic control device to do this, before processing begins.

加工中のいずれにおいても常にレーザト−チを適確に自
動調整して、レーザビームのスポットを被加工材表面に
正確に結ばせることができ。
At any time during processing, the laser torch can be adjusted automatically and the laser beam spot can be accurately aligned on the surface of the workpiece.

レーザ加工の精度、能率を著しく向上することができる
The accuracy and efficiency of laser processing can be significantly improved.

本発明装置の一実施−1を第2図及び第3図について説
明する。まず装置全体構成を示す第2図において。
One embodiment-1 of the apparatus of the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. First, in FIG. 2, which shows the overall configuration of the device.

1は被加工材+28は第1の定盤、 2bは上記第1の
定盤2aに固着された第2の定盤、 2cは上記第2の
定盤2bに固着された第3の定盤、 2dは上記第2の
定盤2bをX方向へ移動させる第1の駆動装置、 2e
は上記第3の定盤2cをY方向へ移動させる第2の駆動
装置、3は上記第1及び第2の駆動装置2d、 2cを
作動させるワークテーブルコントロール装置である。
1 is the workpiece + 28 is the first surface plate; 2b is the second surface plate fixed to the first surface plate 2a; 2c is the third surface plate fixed to the second surface plate 2b. , 2d is a first driving device that moves the second surface plate 2b in the X direction, 2e
3 is a second drive device that moves the third surface plate 2c in the Y direction, and 3 is a work table control device that operates the first and second drive devices 2d and 2c.

4は加工用のレーザビーム(波長106μm)を発生す
るとともに、光学系アライメント用のHeNeレーザビ
ーム(波長0.L928μm )も発生する002レー
サ装置、 5aは加工用CO2レーザビーム、 5bは
加工用CO2レーザビーム5aと同じ方向へ伝播する光
学系アライメント用HeNeレーザビームである。
4 is a 002 laser device that generates a laser beam for processing (wavelength 106 μm) and also generates a HeNe laser beam (wavelength 0.L928 μm) for optical system alignment; 5a is a CO2 laser beam for processing; 5b is a CO2 for processing This is a HeNe laser beam for optical system alignment that propagates in the same direction as the laser beam 5a.

6は中央部はレーザビームを通過させ、外周部はレーザ
ビームを反射する円環状平面ミラー。
6 is an annular plane mirror whose central portion allows the laser beam to pass through and whose outer peripheral portion reflects the laser beam.

7はレーザビームを反射する平面ミラー、8はレーザビ
ームをその焦点位置にスポット状に集光する第1の凸レ
ンズ、である。
7 is a plane mirror that reflects the laser beam, and 8 is a first convex lens that focuses the laser beam into a spot at its focal position.

9は波長0.63287zmの可視光のみを通過させる
赤色フィルター、10は上記赤色フィルター9を通過し
てくる可視光をその焦点位置にスポット状に集光する第
2の凸レンズ、 11は例えば直径500μmのピンホ
ール、12は例えばフォトタイオードあるいはフォトト
ランジスタなどの光電変換素子、13は上記光電変′換
素子12の出力電圧が最大となるように、後述のレンズ
駆動装置19を作動させるサーボ装置である。
9 is a red filter that allows only visible light with a wavelength of 0.63287 zm to pass through; 10 is a second convex lens that focuses the visible light that has passed through the red filter 9 into a spot at its focal position; and 11 is, for example, 500 μm in diameter. 12 is a photoelectric conversion element such as a photodiode or a phototransistor, and 13 is a servo device that operates a lens driving device 19, which will be described later, so that the output voltage of the photoelectric conversion element 12 is maximized. be.

14は−F記同円環状ミラー6赤色フィルター9及び平
面ミラー7を固着する第1の筒体、15は上記第1の筒
体を固着する支持台、16は上記第1(7)筒体14に
固着され、凸レンズホルター17を内部に挿入しである
第2の筒体、17は上記第1の凸レンズ8を固着する凸
レンズホルタ−118は上記凸レンズホルタ−17に固
着されているノズルで、なおこのノズルはアシストカス
な噴射させる構造となっているが;簡単のためにそれを
省略している。
14 is a first cylindrical body to which the annular mirror 6 red filter 9 and flat mirror 7 are fixed, 15 is a support base to which the first cylindrical body is fixed, and 16 is the first (7) cylindrical body. 14 is a second cylindrical body into which a convex lens holder 17 is inserted; 17 is a convex lens holder 118 to which the first convex lens 8 is fixed; a nozzle is fixed to the convex lens holder 17; Note that this nozzle has a structure to eject assist scum; however, this is omitted for the sake of simplicity.

19は上記サーボ装置18からの信号を受けて。19 receives a signal from the servo device 18;

−F記凸レンズホルタ−17を第1の凸レンズ8の光軸
方向へ移動させるレンズ駆動装置、20はレンズ駆動装
置19を上記第2の筒体工6に固着する固着部材である
- A lens driving device for moving the convex lens holder 17 in the optical axis direction of the first convex lens 8; 20 is a fixing member that fixes the lens driving device 19 to the second cylindrical body 6;

この装置における曲面物体のレーザ切断の作用を説明す
ると次の通りである。
The operation of laser cutting a curved object in this device will be explained as follows.

レーザ装置4で発生された光学系アライメノト用HeN
eレーサヒーム5bを、支持台15に固着されている第
1の筒体14内に送信させ、第1の筒体14に固着され
ている円環状平面ミラー6を通過させて、平面ミラー7
へ到達させる。平面ミラー7に到達したレーザビーム5
bは凸レンズホルタ17に固着されている第1の凸レン
ズ8に入射させて、その焦点位置にスポット状に集光さ
せる。
HeN for optical system alignment notebook generated by laser device 4
The e-laser beam 5b is transmitted into the first cylindrical body 14 fixed to the support stand 15, passed through the annular plane mirror 6 fixed to the first cylindrical body 14, and then the e-laser beam 5b is transmitted to the plane mirror 7.
reach. Laser beam 5 reaching plane mirror 7
The light beam b is made incident on the first convex lens 8 fixed to the convex lens holster 17, and is focused into a spot at its focal position.

被加工材1を、第1.第2及び第3の定盤2a。The workpiece 1 is placed in the first. Second and third surface plates 2a.

2b、 2c、並びに第1及び第2の駆動装置2d、2
eからなるワークテーブル−Fに固着する。この場合レ
ーザ加工の開始点Pの位置はワークチーフル面での(x
、Y)座標で例えば(Xo、Yo)と定めて置いて、そ
の点(Xo、Yo)を考慮して被加工側1は設置される
2b, 2c, and first and second drive devices 2d, 2
It is fixed to the work table-F consisting of e. In this case, the position of the starting point P of laser processing is (x
, Y) coordinates are determined as (Xo, Yo), for example, and the processed side 1 is installed in consideration of that point (Xo, Yo).

上記HeNeレーザヒ〜ムは第1の凸レンズ8によって
集光されているが、そのスポットが被加工材1の表面に
合致していなくても、その表面からの反射光の一部分は
−F記第1の凸レンズ8へ入射して平行光となって、平
面ミラー7゜円環状平面ミラー6、及び赤色フィルター
9を経由して第2の凸レンズ10に入射する。そして第
2の凸レンズ10によって集光され、その焦点に設置さ
れているピンホール11を通過して光電変換素子12に
入射する。光電変換素子12は入射光の強度に比pjシ
た電圧を発生し、サーボ装置13に送信する。サーボ装
置18は第1の凸レンズ8をその光軸方向に往復運動さ
せるように作動信号を送る。サーボ装置13の信号によ
ってレンズ駆動装置19は作動し、凸レンズホルタ−1
7を介して第1の凸レンズ8をその光軸方向へ往復運動
を与える。
The HeNe laser beam is focused by the first convex lens 8, but even if the spot does not match the surface of the workpiece 1, a part of the light reflected from the surface is The light enters a convex lens 8, becomes parallel light, and enters a second convex lens 10 via a plane mirror 7, an annular plane mirror 6, and a red filter 9. The light is then focused by the second convex lens 10, passes through a pinhole 11 installed at its focal point, and enters the photoelectric conversion element 12. The photoelectric conversion element 12 generates a voltage pj compared to the intensity of the incident light, and transmits it to the servo device 13. The servo device 18 sends an actuation signal to cause the first convex lens 8 to reciprocate in the direction of its optical axis. The lens driving device 19 is actuated by a signal from the servo device 13, and the convex lens halter 1
A reciprocating motion is applied to the first convex lens 8 in the direction of its optical axis via the lens 7.

第1の凸レンズ8が最初に例えば被加工材l側へ移動し
、その方向がHe−Neレーザヒームのスポットと被加
工材1の表面が近づ(方向であれば、−h配光電変換素
子12の出力電圧は増加していく。HeNeレーサヒー
ムのスポットと被加工材1表面が合致した状態の時に上
記光電変換素子12は最大の出力電圧となる。そして、
−1−記スポットと被加工材表面の位置がずれていくと
The first convex lens 8 first moves, for example, toward the workpiece l side, and in that direction, the spot of the He-Ne laser beam approaches the surface of the workpiece 1 (if the direction is -h light distribution electric conversion element 12 The output voltage increases. When the spot of the HeNe laser beam and the surface of the workpiece 1 match, the photoelectric conversion element 12 has the maximum output voltage. Then,
-1- When the position of the spot and the surface of the workpiece shifts.

上記光電変換素子12の出力電圧は下降する。その出力
電圧が下降し始めると、上記サーボ装置13はその出力
電圧が増加する方向へ、−f−記第1の凸レンズ8の位
置をレンズ駆動装置19を介してコントロールする。以
−Fのような方法で被加工材lの表面とHeNeレーザ
のスポットが常に合致するようにコントロールされる。
The output voltage of the photoelectric conversion element 12 decreases. When the output voltage starts to decrease, the servo device 13 controls the position of the first convex lens 8 indicated by -f- through the lens drive device 19 in a direction in which the output voltage increases. The surface of the workpiece 1 and the spot of the HeNe laser are controlled to always coincide with each other by the method described below.

上記1−1eNeレーサヒームの被加工材からの反射光
を光電変換素子で検出する光学系について。
Regarding the optical system for detecting the reflected light from the workpiece of the 1-1eNe laser beam with a photoelectric conversion element.

第3図aの光学系説明図、bのその等価系統図により以
下補足する。第3図aは、第2図の光学系のみを書き直
したものであり、同図すは。
The explanation below will be supplemented with an explanatory diagram of the optical system in FIG. 3a and an equivalent system diagram in FIG. 3b. Figure 3a is a redrawing of only the optical system in Figure 2;

それと等価な光学系である。第3図aにおいて。This is an optical system equivalent to that. In Figure 3a.

被加工材1の表面では第1の凸レンズ8て集光されたH
e Neレレーヒーム5bが散乱される。その散乱光の
一部分は第1の凸レンズ8に入射し。
On the surface of the workpiece 1, the H light is focused by the first convex lens 8.
e Ne relay hem 5b is scattered. A portion of the scattered light enters the first convex lens 8.

平行光となって平面ミラー7、円環状平面ミラー6を経
由して、第2の凸レンズ10に入射して。
The light becomes parallel light and enters the second convex lens 10 via the plane mirror 7 and the annular plane mirror 6.

ピンホール11を通過する。この場合、第3図すに示す
ように、被加工材1の表面が第1の凸レンズ8の焦点の
位置にあれば、その表面での散乱光の大部分は第2の凸
レンズ10で集光されて。
Pass through pinhole 11. In this case, as shown in FIG. 3, if the surface of the workpiece 1 is at the focal point of the first convex lens 8, most of the scattered light on that surface will be focused by the second convex lens 10. Been.

ピンホール11を通過する。しかしながら、第3図すに
おいて、被加工材1の表面が第1の凸レンズ8の焦点の
位置からずれた位置1bにある場合には、第2の凸レン
ズ10で集光される光の大部分は、ピンホール11を通
過できなくなる。したがって、ピンホール11を通過す
る光の強弱は。
Pass through pinhole 11. However, in FIG. 3, when the surface of the workpiece 1 is at a position 1b shifted from the focal point of the first convex lens 8, most of the light focused by the second convex lens 10 is , it becomes impossible to pass through the pinhole 11. Therefore, the strength of the light passing through the pinhole 11 is as follows.

被加工材1の表面の位置と、第1の凸レンズ8の焦点す
なわちf(e −N eレーザのスポット位置の関係で
決まる。
It is determined by the relationship between the position of the surface of the workpiece 1 and the focal point of the first convex lens 8, that is, the spot position of the f(e-N e laser).

ワークチーフルコントロール装置a、Igt及び第2の
駆動装置2d、2eにより、第3の定盤2Cを予め設定
したx−yl標系表示による軌跡に従って作動させる。
The third surface plate 2C is operated by the workpiece full control device a, Igt and the second drive device 2d, 2e according to a trajectory based on a preset x-yl reference system display.

その作動開始に当っては。Regarding the start of its operation.

ワークチーフルコントロール装置3よりレーザ装置4へ
その開始信号を送信する。
A start signal is transmitted from the workpiece full control device 3 to the laser device 4.

レーザ装置4は、上記ワークテーブルコントロール装置
3から、その作動開始信号を受けると+He−Neレー
サビーレーザ生を停止し、C02レーザヒーム5a(波
長10.67zm )を発生する。0C12レーサヒー
ム5aは2円環状子面ミラー6を通過して、平面鏡7及
び第1の凸レンズを経由して。
When the laser device 4 receives an operation start signal from the work table control device 3, it stops generating the +He--Ne laser beam and generates a C02 laser beam 5a (wavelength: 10.67 zm). The 0C12 laser beam 5a passes through a two-ring annular mirror 6, and then via a plane mirror 7 and a first convex lens.

上記切断開始点Pに集光し、切断を開始する。The light is focused on the cutting start point P, and cutting is started.

002レーザビームによる切断が開始されると。002 When cutting by the laser beam starts.

切断箇所より被加工材1の高熱溶解による可視光が発生
する。その可視光は前述の1−1e Neレレーヒーム
の反射光の光電変換素子による検出と同じ方法により、
第1の凸レンズ8.平面ミラー7、円環状平面ミラー6
、赤色フィルター9゜第2の凸レンズ10及びピンホー
ル11を経由して。
Visible light is generated from the cutting location due to high heat melting of the workpiece 1. The visible light is detected by the same method as the above-mentioned detection of the reflected light of the 1-1e Ne relay beam by the photoelectric conversion element.
First convex lens 8. Plane mirror 7, annular plane mirror 6
, red filter 9° via second convex lens 10 and pinhole 11.

光電変換素子12に入射する。ただし、赤色フィルタ9
によって赤色(波長0.6828μm)の光のみが入射
する。そして、光電変換素子12の出力電圧は、前述と
同じ方法でサーボ装置13に用0られる。
The light is incident on the photoelectric conversion element 12. However, red filter 9
Therefore, only red light (wavelength 0.6828 μm) is incident. The output voltage of the photoelectric conversion element 12 is then used by the servo device 13 in the same manner as described above.

ワークチーフルコントロール装置3及びワークテーブル
により被加工材1を1511えはX方向へ移動していく
。被加工材1が曲面を有し、 co2レーレーームのス
ポットと被加工材表面の位置がずれて(ると、 002
レーザヒームのその表面におけるエネルギー密度が減少
するので、切断箇所の高熱溶解が低下する。その結果、
高熱溶解による可視光すなわち赤色の光の強度が低下し
、−h配光電変換素子12の出力電圧が低下する。
The workpiece 1 is moved in the X direction by the workpiece full control device 3 and the worktable. The workpiece 1 has a curved surface, and the spot of the co2 beam and the surface of the workpiece are misaligned (002
As the energy density of the laser beam at its surface is reduced, the high thermal melting of the cut location is reduced. the result,
The intensity of visible light, that is, red light due to high-temperature melting decreases, and the output voltage of the -h light distribution electric conversion element 12 decreases.

その出力電圧が低下の状態に移行し始めると。Once its output voltage begins to transition to a state of decline.

サーボ装置13及びレンズ駆動装置19によって。By the servo device 13 and the lens drive device 19.

第1の凸レンズ8の位置が前述と同じ方法で変化させら
れる。したがって、被加工材1はX方向へ移動させられ
ながら、C02レーザヒームのスポットが常に被加工材
lの表面に一致するようになる。
The position of the first convex lens 8 is changed in the same way as described above. Therefore, while the workpiece 1 is moved in the X direction, the spot of the C02 laser beam always coincides with the surface of the workpiece l.

ワークチーフルが予め設定された軌跡に従って移動しそ
の動作を完了すると、ワークテーブルコントロール装置
8は信号をCO2レーレーザ4に送信する。そして、 
 002レーサ装置4はレーザビームの発生を停止し、
切断加工が終了する。
When the workpiece table moves according to a preset trajectory and completes its operation, the worktable controller 8 sends a signal to the CO2 laser 4. and,
002 The laser device 4 stops generating the laser beam,
The cutting process is completed.

一以上の如き作用により、この装置は次の効果を奏する
Due to one or more actions, this device has the following effects.

従来装置では、加工用レーザビームのスポットを被加工
材表面上に結ばさせるのに、レーザ加工装置のオペレー
タが目視観察するかあるいは2予め、形状2寸法などが
正確に判っている被加工材の場合にはワークテーブルを
予め定められた軌跡に従って動かしていた。その為使用
済核燃料棒の解体加工などのように、形状2寸法が正確
に判らない被加工材に関しては、レーザ加工の自動化が
困難であり、実際上利用でへなかった。
In conventional equipment, in order to focus the spot of the processing laser beam on the surface of the workpiece, the operator of the laser processing equipment either visually observes the workpiece or measures the workpiece whose shape and dimensions are accurately known in advance. In some cases, the work table was moved along a predetermined trajectory. For this reason, it is difficult to automate laser processing for workpieces whose shape and dimensions are not accurately known, such as when disassembling spent nuclear fuel rods, and this method has not been practically usable.

本発明装置によれば、加工用レーザビームのスポット位
置が、被加工材表面上に常に合致するようにレーザ加工
トーチを移動調整できるので、被加工材の形状2寸法が
正確に判らない場合でも、レーザによる切断、溶接、焼
入れなとの加工が可能となった。
According to the apparatus of the present invention, the laser processing torch can be moved and adjusted so that the spot position of the processing laser beam always matches the surface of the workpiece, even when the shape and dimensions of the workpiece are not accurately known. Processing such as laser cutting, welding, and hardening is now possible.

特に使用済核燃料棒の切断加工など従来装置では不可能
であったレーザ加工が可能となったことは、産業上の見
地から著しい効果がある。
In particular, the ability to perform laser processing, such as cutting spent nuclear fuel rods, which was impossible with conventional equipment, has a significant effect from an industrial standpoint.

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

第1図は従来のレーザ加工装置の概要図、第2図は本発
明のレーザ加工装置の一実施例の概すはその等価図であ
る。 1・・・被加工材、 28〜2c・・・定盤、 2d〜
2e・・・駆動装置、8・・・ワークチーフルコントロ
ール装置。 4・・・CO2レーレーザ装置+5a・・・加工用レー
ザビーム、 5b・°・アライメント用し−サヒーム、
6・・・円環状平面ミラー、9・・・赤色フィルター、
8゜10・・・凸レンズ、 11・・・ピンホール、1
2・・・光電変換素子、13・・・サーボ装置、19・
・・レンズ駆動装置。
FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional laser processing device, and FIG. 2 is a generally equivalent diagram of an embodiment of the laser processing device of the present invention. 1...Work material, 28~2c...Surface plate, 2d~
2e... Drive device, 8... Workpiece full control device. 4...CO2 laser device +5a...Laser beam for processing, 5b・°・Saheem for alignment,
6... Annular plane mirror, 9... Red filter,
8゜10...Convex lens, 11...Pinhole, 1
2... Photoelectric conversion element, 13... Servo device, 19.
...Lens drive device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レーザ装置で発生された加工用レーザ光をレーザ加工用
光学系を介して被加工材へ伝送し加工する装置において
、レーザ装置とレーザ加工用光学系との間のレーザビー
ム伝送路に、環状平面ミラーを配設し、同環状平面ミラ
ーの反射光路に赤色光を検知し電気信号に変える赤色光
検知装置を設け、かつ同検知装置の出力端にその電気信
号に応じてレーザ加工用光学系の駆動装置を操作するサ
ーボ装置を設けてなることを特徴とするレーザ加工装置
In a device that transmits and processes a processing laser beam generated by a laser device to a workpiece through a laser processing optical system, an annular plane is provided in the laser beam transmission path between the laser device and the laser processing optical system. A red light detection device is installed in the reflected optical path of the annular plane mirror to detect red light and convert it into an electrical signal, and the output end of the detection device is connected to a laser processing optical system according to the electrical signal. A laser processing device characterized by being provided with a servo device for operating a drive device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01138083A (en) * 1987-11-25 1989-05-30 Amada Co Ltd Detector for reflected and returned beam of carbon dioxide gas laser beam machine
JPH04124989U (en) * 1991-04-30 1992-11-13 日立マクセル株式会社 Transport case for tape
US5601735A (en) * 1992-04-13 1997-02-11 Hitachi, Ltd. Long-sized tubular grounding container unit for gas-insulated electrical device and laser welding device for manufacturing the same

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