JPS63212080A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ光により金属材料、無機材料。

有機材料等各種広範囲な材料に対し、切断、溶接。

熱処理等を行なうレーザ加工装置に関するものである。

従来の技術 近年、レーザ加工装置は各種材料加工に多用されている
。従来のレーザ加工装置の構成例を第４図に示す。

第４図において、レーザ発振器１よりレーザ光２が出力
され、レーザ光２は被加工物３までレーザ光ガイド４に
より導かれる。被加工物３を照射するためレーザ光ガイ
ド４の終端に集光素子６が取付けられている。この集光
素子６としては一般にレンズが多用されている。

また、レーザ加工ではレーザ出力が重要な加工因子であ
り、加工中の出力を知る目的で出力モニタ装置１３がレ
ーザ発振器１内に設けられることが多い。従来装置では
この出力モニタ装置１３は終端腕１２からレーザ光２を
部分透過させて出力を測定していた。

発明が解決しようとする問題点 この従来のレーザ加工装置では、レーザ発振器１自体の
出力はモニタできるが、レーザ加工を実際に行なってい
る被加工物３直前の出力と同じかどうかは不明である。

一般的に言えば、環境条件下での集光素子６自体の経時
変化等により実際に加工に供している出力は低下してお
シ、従来装置ではこの実加工出力がわからない欠点があ
った。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のレーザ加工装置は、
レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力されたレー
ザ光を被加工物３まで導くレーザ光ガイドと、前記レー
ザ光を前記被加工物に照射する集光装置と、前記集光装
置中の集光素子温度を検知する温度検出手段６と、前記
温度検出手段により検出された検出温度をレーザ出力に
変換する換算手段により前記被加工物直前のレーザ光出
力をモニタできる加工部出力モニタ装置から構成されて
いる。

作用 この構成によって、被加工物の直前に設けた集光素子の
温度を検知、較正することにより、実際に被加工物に供
されるレーザ出力がわかり、安定なレーザ加工が可能と
なる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例のレーザ加工装置を示すもの
で、レーザ光の集光にレンズを用いた例である。１はレ
ーザ発振器、２はレーザ発振器１から出力されたレーザ
光を示す。４はレーザ光２を被加工物３にまで導く際の
レーザ光ガイドである。９はレーザ光２の方向を変える
ための屈折鏡であり、レーザ光ガイド４の一部を構成す
る例として示しである。この屈折鏡９は省略することも
、屈折回数を増して増加することも可能である。８はレ
ーザ光２を集光する集光装置部を示しており、６が集光
素子で本例では集光レンズである。６は集光素子６の発
熱状態を検知するための温度検出手段、１０はこの温度
検出手段６からの信号をレーザ出力に変換する出力変換
手段である。７はこの出力変換手段１ｏで得た最終加工
部のレーザ出力をモニタ表示する加工部出力モニタ装置
である。

１１．１２はレーザ発振器１を構成する部分透過鏡であ
り、それぞれ出力鏡１１．終端鏡１２と呼ばれる。１３
はレーザ発振器１の発生出力をモニタする出力モニタ装
置であり、終端鏡１２から取出した微小出力を測定し、
出力！１１からのレーザ出力と予め較正しておくことに
よりレーザ発振器１の発生出力がモニタできる。なお、
本例では発振器１の出力モニタ装置１３は終端鏡１２の
後に設けたが、場合により、出力鏡１１の前にレーザ光
２を分割して、その一部微小出力を取り出してモニタす
ることもある。

実際のレーザ加ニジステムではレーザ光ガイド４は複雑
となり、複数個の屈折鏡を組合せて構成されることが多
い。屈折鏡９は理想的には１００％反射が望まれるが、
実用上は１枚につき１〜２％の損失が生じる。このため
、屈折数が３枚の場合には合計で約６％も発振器直後の
出力と差が生じる。

温度検出部の代表的な構成例を第２図に示す。

集光レンズ６を両側から押えるレンズ押え２１の間に、
例えば熱電パネル等の検温素子２ｏを集光レンズ６の両
側に挿入したものである。この時、検温素子２０と集光
レンズ５の接触性を良好に保つためにインジウム２４を
介するのが望ましい。

この例に於いては、検温素子２０が温度検出手段６に相
当する。

第３図は、集光レンズ６として直径１．　ｓ　１％のＺ
ｎ５ａ製メニスカスレンズを用いた代表例に於ける、レ
ーザ出力とレンズ温度の上昇分との関係を示したもので
ある。予め実験により求めたこのような較正曲線（関数
）を組込んだ出力換算手段１０を用いて、温度検出手段
６から得た信号を処理し、加工部出力モニタ装置７に表
示する。

このようにして得られたレーザ出力は、被加工物３の直
前の出力を表示しており、実際にレーザ加工に供せられ
る値が得られる。既述の如く、屈折鏡９を３枚用いた加
ニジステムを例にとれば、実加工時の出力は、レーザ発
振器１から出た直後の出力より約６％も低くなり、これ
は加工条件に大きく影響するものであり、本発明を用い
れば正確な加工条件を保ち高品質な加工が可能となる。

発明の効果 以上のように本発明のレーザ加工装置は、実加工部に供
される正味のレーザ出力がわかるようになり、より正確
な加工条件を保て、高品質の加工が可能となり、実用的
効果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すレーザ加工装置のブロ
ック構成図、第２図は同装置の温度検出部の断面図、第
３図は同装置におけるレンズ温度上昇値とレーザ出力の
関係を示す特性図、第４図は従来のレーザ加工装置のブ
ロック構成図である。 １・・・・・・レーザ発振器、２・・・・・・レーザ光
、３・・・・・・被加工物、４・・・・・・レーザ光ガ
イド、６・・・・・・温度検出手段、７・・・・・・加
工部出力モニタ装置、８・・・・・・集光装置、１ｏ・
・・・・・出力換算手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
　し−ザ発阪器　　　　　８−　集光装置２−レーザ光
　　　９−屈ｔ／ｒ！ ３−　核カニ物　　　　　１０−　　出力換算手段４−
　レーザ光ガイド　　　　Ｉ！−・−出力鏡ｓ−ｉ光素
３−１２−　　終賜鏡 乙　−’　ＸＸＬＭ検出＋段　　　　　１３−　　出力
モニタ投置７−Ｅ工部出力モニタ装置 第　１ｒｌ！Ｊ ５−幕尤しンズ ［−検温素子 ？！−レンｉ押え ２４−　　インジフム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力されたレー
   ザ光を被加工物まで導くレーザ光ガイドと、前記レーザ
   光を前記被加工物に集光して照射する集光装置と、前記
   集光装置中の集光素子温度を検知する温度検出手段と、
   前記温度検出手段により検出された検出温度をレーザ出
   力に変換する換算手段により前記被加工物直前のレーザ
   光出力をモニタする加工部出力モニタ装置を備えたレー
   ザ加工装置。