JPS63171286A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
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- JPS63171286A JPS63171286A JP62002836A JP283687A JPS63171286A JP S63171286 A JPS63171286 A JP S63171286A JP 62002836 A JP62002836 A JP 62002836A JP 283687 A JP283687 A JP 283687A JP S63171286 A JPS63171286 A JP S63171286A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分舒〕
この発明は、レーザビームによって被加工物の一部を除
去、又は変質させるレーザ加工装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention relates to a laser processing device that removes or alters a part of a workpiece using a laser beam.
第5図は、東芝レビュー(39巻12号)「TEA
CO,レーザ装置」に開示されたレーザマーキング装置
を示す構成図で、レーザビームを所望の形状に切り抜い
て作ったマスクに照射し、このマスクを通過したビーム
をレンズで集光してマスクパターンを適当な倍率で被加
工物上に結像して被加工物の一部を除去、又は変質させ
て刻印するものである。図において、(1)はレーザ発
振器。Figure 5 shows Toshiba Review (Vol. 39, No. 12) “TEA
This is a configuration diagram showing a laser marking device disclosed in ``CO, Laser Device'', in which a laser beam is irradiated onto a mask cut into a desired shape, and the beam that passes through the mask is focused by a lens to form a mask pattern. An image is formed on the workpiece at an appropriate magnification, and a part of the workpiece is removed or altered to form an inscription. In the figure, (1) is a laser oscillator.
(2)はレーザビーム、(3)はレーザビーム(2)を
加工位置まで伝送するするためのペンドミラー、(4)
は所望のパターンを切り抜いたマスク、(5)は被加工
物(6)上にマスク(4)のパターンを結像させる加工
レンズである。(2) is a laser beam, (3) is a pend mirror for transmitting the laser beam (2) to the processing position, (4)
(5) is a mask that cuts out a desired pattern, and (5) is a processing lens that images the pattern of the mask (4) onto the workpiece (6).
レーザ発振器(1)から取り出したレーザビーム(2)
はペンドミラー・(3)で折り曲げて所定の位置まで導
かれる。このレーザビーム(2)をマスク(4)に照射
し。Laser beam (2) extracted from laser oscillator (1)
is bent by a pend mirror (3) and guided to a predetermined position. This laser beam (2) is irradiated onto the mask (4).
このマスク(4)を通過してパターン化されたレーザビ
ーム(2)を加工レンズ(5)で被加工物(6)上に結
像させろ。このレーザビーム(2)のエネルギにより被
加工物(6)をg発、又は変質させて、刻印を行う。The patterned laser beam (2) passing through this mask (4) is imaged onto the workpiece (6) by the processing lens (5). The workpiece (6) is irradiated or altered by the energy of the laser beam (2) to perform marking.
上記のような従来のレーザ加工装置では、加工レンズ(
5)によるビーム集光点のエネルギ密度が10”W/c
/程度まで達し、大気中の塵や水蒸気により吸収又は散
乱され、エネルギがほとんど伝送されなくなる。これは
エアーブレーク現象と呼ばれ、所望の加工ができなくな
り、加工不良が発生するという問題点があった。また、
レーザ発振W(11からレーザビーム(2)が全く出力
されなかったり、出力されても所定の値より低いため十
分な加工ができず、加工不良が発生するという問題点が
あった。In the conventional laser processing equipment as mentioned above, the processing lens (
5) The energy density of the beam focal point is 10”W/c
/, and is absorbed or scattered by dust and water vapor in the atmosphere, and almost no energy is transmitted. This is called an air break phenomenon, and there is a problem in that desired machining cannot be performed and machining defects occur. Also,
There is a problem in that the laser beam (2) is not outputted from the laser oscillation W (11) at all, or even if it is outputted, the value is lower than a predetermined value, so that sufficient processing cannot be performed and processing defects occur.
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、エアーブレーク現象や、レーザビームの出
力異常の発生を検出して加工不良を検知することのでき
るレーザ加工装置を得ることを目的とするものである。This invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a laser processing device that can detect processing defects by detecting air break phenomena and occurrence of laser beam output abnormalities. The purpose is to
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るレーザ加工装置ば、レーザ発振器より発
振されるレーザビームをパターン化するマスク、このパ
ターン化されたレーザビームを被加工物に結像させる加
工レンズ、及び被加工物にレーザビームを照射したとき
に被加工物の加工領域から発生する可視光又は赤外光の
強度を検出する光センサを備えたものである。[Means for Solving the Problems] A laser processing apparatus according to the present invention includes a mask for patterning a laser beam emitted from a laser oscillator, and a processing lens for forming an image of the patterned laser beam on a workpiece. , and an optical sensor that detects the intensity of visible light or infrared light generated from the processing area of the workpiece when the workpiece is irradiated with a laser beam.
この発明における光センサは、被加工物の加工領域から
プラズマ化して蒸発した材料による発光や、加工領域で
のレーザビームの反射光の強度を光センサで検出する。The optical sensor according to the present invention detects the light emitted by the material that has been turned into plasma and evaporated from the processing area of the workpiece, and the intensity of the reflected light of the laser beam in the processing area.
エアブレーキ現象が発生した時や、レーザビームの出力
が低下したり、出力されなかったりした時には、光セン
サの出力が小さくなるので、光センサの出力によって加
工不良を検知できる。When an air brake phenomenon occurs or when the output of the laser beam decreases or is not output, the output of the optical sensor becomes small, so processing defects can be detected from the output of the optical sensor.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例によるレーザ加工装置を示
す構成図であり2図において、 (20)は被加工物(
6)にレーザビームを照射したときに被加工物(6)の
加工領域から発生する可視光又は赤外光の強度を検出し
、レーザビーム(2)の波長の光を検出しない光センサ
で2例えばフォトダイオードや。FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, (20) is a workpiece (
6) is an optical sensor that detects the intensity of visible light or infrared light generated from the processing area of the workpiece (6) when the laser beam is irradiated, and does not detect light at the wavelength of the laser beam (2). For example, a photodiode.
測定波長0.9μmのSiセンサなどで、検出した光を
電圧に変換するものなどを用いる。(30)は光センサ
(20)からの出力信号を処理して、あらかじめ定めら
れた設定レベルより小さい時に制御信号を出力する検出
装置、 (31)は検出袋! (30)からの制御信号
を示す。第2図(a)はレーザ発振v!(1)より発振
されるレーザビームの出力を示すもので。A Si sensor with a measurement wavelength of 0.9 μm or the like that converts detected light into voltage is used. (30) is a detection device that processes the output signal from the optical sensor (20) and outputs a control signal when the output signal is smaller than a predetermined setting level; (31) is a detection bag! The control signal from (30) is shown. FIG. 2(a) shows laser oscillation v! (1) This shows the output of the laser beam oscillated.
横軸に時間、tU軸にレーザ出力(エネルギ)を示す。The horizontal axis shows time, and the tU axis shows laser output (energy).
第2図(b)、 (e)はそれぞれ光センサ(2o)か
らの出力信号を示すもので、横軸に時間、m軸にセンサ
出力、この場合は電圧値を示す。また、第3図(a)、
第4図(凰)はそれぞれレーザ発振器(1)から発振さ
れるレーザビームの出力を示すもので。FIGS. 2(b) and 2(e) each show the output signal from the optical sensor (2o), where the horizontal axis shows time and the m-axis shows the sensor output, in this case the voltage value. Also, Fig. 3(a),
Figure 4 (凰) shows the output of the laser beam emitted from the laser oscillator (1).
横軸に時間、a軸にレーザ出力(エネルギ)を示し、第
3図(b)、第4図(b)はそれぞれ第3図(a)。The horizontal axis shows time and the a-axis shows laser output (energy), and FIGS. 3(b) and 4(b) are respectively shown in FIG. 3(a).
第4図(a)の出力に対する光センサ(20)からの出
力信号で、横軸に時間、!!軸にセンサ出力(電圧)を
示す。In the output signal from the optical sensor (20) in response to the output in FIG. 4(a), the horizontal axis represents time, ! ! The axis shows the sensor output (voltage).
従来と同様に、レーザ発振器(1)から第2図(a)に
示すようなレーザビーム(2)をパルスビームとして出
力して、被加工物(6)の加工を行う。レーザビーム(
2)が照射されると、被加工物(6)表面から青白い光
が発生すると共に、温度も高(なるため赤外光も発生す
る。光センサ(20)によって被加工物(6)の加工領
域から発生する可視光又は赤外光の強度を検出すると、
出力信号は第2図(b)で示すような波形になる。とこ
ろが、エアーブレーク現象の発生などにより、伝送中の
エネルギ損失が生じると第2図(e)に示すように光セ
ンサ(20)からの出力が小さくなる。あらかじめ設定
値としてAを定めろと、レーザA以下の時に加工不良が
発生することになる。また、第3図(a)、 (b)に
示す波形はレーザ出力が正常な場合のものであり、第4
図(a)に示すようにレーザ出力が低くなると、光セン
サ(20)からの出力信号は第4図(b)に示すように
正常な時より低くなってレベルA以下になり、加工不良
が発生する。即ち、加工不良が発生するような場合には
、光センサ(20)の出力信号が正常な時より低くなる
。したがって検出装置(30)において光センサ(20
)からの出力信号があらかじめ設定した値1例えばレベ
ルA以下になった時に加工不良が発生したと判断し、不
良検出信号(31)を出力する。このように、この検出
信号(31)により加工不良の発生を検出しに後、その
被加工物を自動的に取や除くようできる。また、加工不
良を検出した場合には、再度レーザビーム(2)を照射
することにより、加工不良をなくすことも可能である。As in the prior art, a laser beam (2) as shown in FIG. 2(a) is output from a laser oscillator (1) as a pulsed beam to process a workpiece (6). Laser beam (
2), a bluish-white light is generated from the surface of the workpiece (6) and the temperature is high (so infrared light is also generated.The optical sensor (20) detects the processing of the workpiece (6). When the intensity of visible or infrared light emitted from the area is detected,
The output signal has a waveform as shown in FIG. 2(b). However, if energy loss occurs during transmission due to the occurrence of an air break phenomenon, the output from the optical sensor (20) decreases as shown in FIG. 2(e). If A is determined in advance as a set value, machining defects will occur when the laser value is less than A. Furthermore, the waveforms shown in Figures 3(a) and (b) are those when the laser output is normal;
As shown in Figure 4(a), when the laser output becomes low, the output signal from the optical sensor (20) becomes lower than normal and below level A, as shown in Figure 4(b), which may cause machining defects. Occur. That is, when a processing defect occurs, the output signal of the optical sensor (20) becomes lower than when it is normal. Therefore, in the detection device (30), the optical sensor (20
) is below a preset value 1, eg, level A, it is determined that a processing defect has occurred, and a defect detection signal (31) is output. In this way, after detecting the occurrence of machining defects using this detection signal (31), the workpiece can be automatically removed. Furthermore, if a processing defect is detected, it is possible to eliminate the processing defect by irradiating the laser beam (2) again.
このように、この実施例によれば光センサ(20)によ
って、レーザの出力不足や、伝送中のエネルギー損失な
どを検出することができ、加工不良を検知して防ぐこと
ができる。さらに、加工後の検査工程の省略ができる。In this way, according to this embodiment, the optical sensor (20) can detect insufficient laser output, energy loss during transmission, etc., and can detect and prevent processing defects. Furthermore, the inspection process after processing can be omitted.
なお、使用するレーザの種類はなんでもよい。Note that any type of laser may be used.
また、上記実施例における光センサ(20)はレーザビ
ームの波長の光を検出しないものを使用したが、レーザ
ビームを検出するものであっても、出力信号において加
工不良の発生が検出できるものであれば、上記実施例と
同様の効果を奏する。Further, although the optical sensor (20) in the above embodiment is one that does not detect light at the wavelength of the laser beam, even if it detects the laser beam, it is possible to detect the occurrence of machining defects in the output signal. If there is, the same effect as in the above embodiment can be achieved.
以上述べtコように、この発明によれば、レーザ発振器
より発振されるレーザビームをパターン化するマスク、
このパターン化されたレーザビームを被加工物に結像さ
せる加工レンズ、及び被加工物にレーザビームを照射し
たときに被加工物の加工領域から発生する可視光又は赤
外光の強度を検出する光センサを備えたことにより、加
工不良の発生を検知できるレーザ加工装置を得ることが
できる効果がある。As described above, according to the present invention, a mask for patterning a laser beam emitted from a laser oscillator;
A processing lens focuses this patterned laser beam on the workpiece, and detects the intensity of visible light or infrared light generated from the processing area of the workpiece when the workpiece is irradiated with the laser beam. By including the optical sensor, it is possible to obtain a laser processing apparatus that can detect the occurrence of processing defects.
第1図は、この発明の実施例によるレーザ加工装置をを
示す構成図、第2図(a)はレーザ発振器より発振され
たレーザビームの出力波形図、第2図(b)、 (e)
はそれぞれ光センサからの出力信号を示す波形図、第3
図(aL (b)、第4図(a)、 (b)はそれぞれ
レーザビームの出力波形図と、それに対する光センサか
らの出力信号を示す波形図、第5図は従来のレーザ加工
装置を示す構成図である。
(1)・・・レーザ発振器、(2)・・・レーザビーム
。
(41・・・マスク、 (51・・・加工レンズ
。
(6)・・・被加工物# (20)・・・光センサ
。
なお2図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2(a) is an output waveform diagram of a laser beam oscillated by a laser oscillator, and FIGS. 2(b) and (e)
are waveform diagrams showing the output signals from the optical sensor, respectively.
Figure (aL (b), Figure 4 (a), (b) is a waveform diagram showing the output waveform of the laser beam and the corresponding output signal from the optical sensor, respectively, and Figure 5 is a waveform diagram showing the output signal from the optical sensor. It is a configuration diagram showing. (1)... Laser oscillator, (2)... Laser beam. (41... Mask, (51... Processing lens. (6)... Workpiece # ( 20)... Optical sensor. Note that the same reference numerals in the two figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
ーン化するマスク、このパターン化されたレーザビーム
を被加工物に結像させる加工レンズ、及び上記被加工物
にレーザビームを照射したときに上記被加工物の加工領
域から発生する可視光又は赤外光の強度を検出する光セ
ンサを備えたレーザ加工装置。(1) A mask for patterning a laser beam emitted from a laser oscillator, a processing lens for focusing the patterned laser beam on a workpiece, and a mask for forming an image on the workpiece when the workpiece is irradiated with the laser beam. A laser processing device equipped with an optical sensor that detects the intensity of visible light or infrared light generated from the processing area of a workpiece.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62002836A JPS63171286A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62002836A JPS63171286A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Laser beam machining device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63171286A true JPS63171286A (en) | 1988-07-15 |
Family
ID=11540499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62002836A Pending JPS63171286A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63171286A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218489A (en) * | 1997-10-23 | 1999-08-10 | Trw Inc | Method and device for monitoring laser welded part quality by measuring intensity of light from plasma |
CN104002040A (en) * | 2014-05-26 | 2014-08-27 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | Light conversion device and production method and application thereof |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62002836A patent/JPS63171286A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11218489A (en) * | 1997-10-23 | 1999-08-10 | Trw Inc | Method and device for monitoring laser welded part quality by measuring intensity of light from plasma |
CN104002040A (en) * | 2014-05-26 | 2014-08-27 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | Light conversion device and production method and application thereof |
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