JPS6393491A - Condenser lens controller for laser beam processing - Google Patents
Condenser lens controller for laser beam processingInfo
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、レーザ加工閤に関するもので、特に、焦点
位置と被加工物の位置との関係を補正制御するレーザ加
工用集光レンズ制御装置に関するものでおる。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a laser processing machine, and in particular, a condensing lens control device for laser processing that corrects and controls the relationship between the focal position and the position of a workpiece. It's about.
［従来の技術］
第４図は従来のレーザ加工機のレーザ加工用レンズの動
作を説明する加工ヘッド部の概略図でおる。[Prior Art] FIG. 4 is a schematic diagram of a processing head section for explaining the operation of a laser processing lens of a conventional laser processing machine.
図において、（１）はレーザ加工前の本体に取付けられ
たレンズ保持筒、（２）はレーザヒームを収束する加工
レンズ、（３）はレンズ保持筒（コ）と加工レンズ（２
）との間に配設されたレンズ保持スペーザ、（４）はノ
ズル、（５）はレーザ加工機で加工される被加工物であ
る。In the figure, (1) is the lens holding tube attached to the main body before laser processing, (2) is the processing lens that focuses the laser beam, and (3) is the lens holding tube (c) and the processing lens (2).
), (4) is a nozzle, and (5) is a workpiece processed by a laser processing machine.
また、２点鎖線で示す（Ａ）は、通常の使用時の集束す
るレーザビームである。破線で示す（Ｂ）は熱レンズ効
果発生後の集束するレーザビームを示すものである。そ
して、ノズル（４）と被加工物（５）との間の距離ｄは
、両者間の加工距離を示すものである。Moreover, (A) shown by a two-dot chain line is a laser beam that is focused during normal use. The broken line (B) shows the laser beam converging after the thermal lens effect occurs. The distance d between the nozzle (4) and the workpiece (5) indicates the machining distance between the two.
次に、このように構成された従来のレーザ加工用レンズ
の動作を説明する。Next, the operation of the conventional laser processing lens configured as described above will be explained.
レーザビームは図示されていないレーザ発振器から伝送
されて、加工レンズ（２）で集束され、２点鎖線で示し
たレーザビーム（Ａ）のようにノズル（４）の外部で焦
点を結ぶ。通常、焦点位置は被加工物（５〉の表面、内
部または上部等に適宜設定される。レーザビーム（Ａ＞
は、被加工物（５）にノズル（４）から所定の距ｔ！！
ｔ ｄ ＠ Ｍｕけて照射され、溶接または切断が行わ
れる。A laser beam is transmitted from a laser oscillator (not shown), is focused by a processing lens (2), and is focused outside the nozzle (4) as shown by a two-dot chain line (A). Usually, the focal position is appropriately set on the surface, inside, or above the workpiece (5).The laser beam (A>
is a predetermined distance t! from the nozzle (4) to the workpiece (5). !
t d @ Mu is irradiated and welding or cutting is performed.
また、図示されていないが、レンズ保持円筒内の加工レ
ンズ（２）の下方（レーザビームが透過された部分）に
は、溶接加工の場合にはヘリウムガス、切断の場合には
闇素ガスが供給され、ノズル（４）から矢印の方向に噴
出され、被加工物（５）の加工表面をそれらのガスで覆
った状態で加工される。したがって、レーザ加工におい
ては、ノズル（４）と被加工物（５）の距離ｄ及び加工
レンズ（２）との焦点距離は、加工条件として手段でお
り、加工の結果を左右するものである。なお、通常の加
工では、ノズル（４）と被加工物（５）の距離ｄは、一
定値に設定される。Although not shown in the figure, below the processing lens (2) in the lens holding cylinder (the part through which the laser beam is transmitted), helium gas is used in the case of welding, and argon gas is used in the case of cutting. The gases are supplied and ejected from the nozzle (4) in the direction of the arrow, and the workpiece (5) is processed while its surface is covered with these gases. Therefore, in laser processing, the distance d between the nozzle (4) and the workpiece (5) and the focal length of the processing lens (2) are means as processing conditions and influence the processing result. Note that in normal processing, the distance d between the nozzle (4) and the workpiece (5) is set to a constant value.
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、上記加工レンズ（２）はその物性的及び製造上
、レーザビーム（△）が透過されるとき、少量であるが
レーザビーム（Ａ＞を吸収する。所謂、吸収率により、
例えば、主な材質がｚｎ ３ｅからなる加工レンズ（２
）では、初期吸収率が○ｏ３％程度である。[Problems to be Solved by the Invention] However, due to its physical properties and manufacturing, the processing lens (2) absorbs a small amount of the laser beam (A>) when the laser beam (Δ) is transmitted therethrough. Due to the so-called absorption rate,
For example, a processed lens (2
), the initial absorption rate is about 3%.
したがって、仮に、加工レンズ（２）が’１ＫＷのレー
ザビーム（Ａ＞を透過すると３０Ｗが加工レンズ（２）
に吸収され、加工レンズ（２）が発熱する。このため、
加工レンズ（２〉が図の破線の熱レンズ効果発生後の加
工レンズ（２）のように膨張し、あたかも、短焦点化さ
れた加工レンズ（２）のように焦点距離を短くする。故
に、被加工物（５）と焦点位置の関係が所定位置からず
れを生じ、被加工物（５）の上の入熱密度（単位面積当
りのレーザビームの入熱）が異なり、適正な加工が不可
能になり、結果的に加工不良が発生する。Therefore, if the processing lens (2) transmits a 1KW laser beam (A>, 30W passes through the processing lens (2).
The processed lens (2) generates heat. For this reason,
The processed lens (2) expands like the processed lens (2) shown by the broken line in the figure after the thermal lens effect has occurred, and shortens the focal length just like the processed lens (2) with a short focal length. Therefore, The relationship between the workpiece (5) and the focus position may deviate from the predetermined position, and the heat input density (heat input of the laser beam per unit area) on the workpiece (5) will be different, resulting in improper processing. This results in machining defects.
加工レンズ（２ンの吸収率は加工レンズ（２）の表面の
汚れ等で更に大きくなり、相乗的に焦点距離が短焦点化
することになる。このような現染は、通常、熱レンズ効
果と呼ばれている。The absorption rate of the processed lens (2) will further increase due to dirt on the surface of the processed lens (2), and the focal length will synergistically become shorter.Such dyeing is usually done using the thermal lens effect. It is called.
そこで、本発明は上記のような従来の問題点を解消づ゛
べくなされたもので、熱レンズ効果が生じても、被加工
物と加工レンズとの光学的な関係を一定に保持すること
ができるレーザ加工用集光レンズ制御装置の提供を目的
とするものである。Therefore, the present invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to maintain a constant optical relationship between the workpiece and the processing lens even if a thermal lens effect occurs. The purpose of the present invention is to provide a condensing lens control device for laser processing that can be used for laser processing.
［問題点を解決するための手段］
この発明にがかるレーザ加工用集光レンズ制御装置は、
加工レンズで集束されたレーザビームを照射する被加工
物と前記加工レンズとの距離を調整する加工レンズ位置
調整手段と、集束されたレーザビームを照射する被加工
物の位置以上に加工レンズから離れた位置に配設した被
検物に照射されているレーザビームの集束状態を判断す
る温度検出器と、前記温度検出器で検出されたレーザビ
ームの集束状態の出力で、前記加工レンズ位置調整手段
を駆動して集束されたレーザど−ムを照射する被加工物
と前記加工レンズとの光学的な位置を補正する制御手段
とを具備するものでおる。[Means for solving the problems] A condensing lens control device for laser processing according to the present invention has the following features:
A processing lens position adjusting means for adjusting the distance between the processing lens and the workpiece to which the laser beam focused by the processing lens is irradiated; a temperature detector for determining the focused state of the laser beam irradiated on the object to be inspected, and the processing lens position adjusting means using the output of the focused state of the laser beam detected by the temperature detector; The apparatus further includes a control means for correcting the optical position of the processing lens and the workpiece to which the laser beam is irradiated by driving the focused laser beam.
［作用］
この発明においては、レーザビームを照射する被加工物
の位置以上に加工レンズから離れた位置に配δ２した被
検物に照射されているレーザビームの集束状態を温度検
出器で検出し、検出されたレーザビームの集束状態の出
力で、前記加工レンズ位置調整手段を駆動して前記加工
レンズを移動し、集束されたレーザビームを照射する被
加工物と前記加工レンズとの光学的な位置を補正し、レ
ーザ加工条件を一定に保持するものである。[Operation] In the present invention, a temperature detector detects the convergence state of the laser beam irradiating the workpiece, which is placed at a position δ2 farther from the processing lens than the position of the workpiece irradiated with the laser beam. , the processing lens position adjusting means is driven by the output of the detected focused state of the laser beam to move the processing lens, and the optical relationship between the workpiece to be irradiated with the focused laser beam and the processing lens is adjusted. This corrects the position and keeps the laser processing conditions constant.
［実施例］
第１図は本発明の実施例のレーザ加工用集光レンズ−制
御装置の要部説明図、第２図は温度検出器（１５）で検
出したレーザビームの中心からの距離と温度との関係を
示す特性図でおる。また、第３図は加工レンズ位置調整
手段の１筒部（７）を駆動するレーザ加工用集光レンズ
制御回路図である。なお、図中、第４図で用いた符号ま
たは記号と同一符号または同一記号は、従来の構成部分
と同一または相当部分を示すものである。[Example] Fig. 1 is an explanatory diagram of the main parts of a condensing lens for laser processing and a control device according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows the distance from the center of the laser beam detected by the temperature detector (15). This is a characteristic diagram showing the relationship with temperature. Furthermore, FIG. 3 is a circuit diagram of a condensing lens control circuit for laser processing that drives the one-cylindrical portion (7) of the processing lens position adjustment means. In the drawings, the same reference numerals or symbols as those used in FIG. 4 indicate the same or equivalent parts as the conventional components.
第１図（ａ）において、（７）はその下部でノズル（４
）と嵌合する摺動筒部で、前記摺動筒部（７）はその上
部で外筒部（８）と嵌合している。In Fig. 1(a), (7) has nozzle (4) at its lower part.
), and the sliding cylinder part (7) is fitted with the outer cylinder part (8) at its upper part.
前記摺動筒部（７）は基本的に従来のレンズ保持筒（１
）と同じで、加工レンズ（２）との間に配設されたレン
ズ保持スペーサ（３）を具備している。（９）は前記摺
動筒部（７）に固着した所定のピッチで歯を形成したラ
ック、（１０）Ｉ、を前記ラック（９）と噛み合うピニ
オンギア、（１１）はピニオンギア（１０）を取付けた
サーボモータ（１２）のシャフトで、前記サーボモータ
（１２）はレーザ加工機の本体（１３）側に取付けられ
ている。なあ、前記摺動筒部（７）に同行したラック（
９）、ピニオンギア（１０）、サーボモータ（１２）等
は、集束されたレーザビームを照射する被加工物と加工
レンズ（２）との距離を調整づる加工レンズ位置調整手
段を、構成する。The sliding tube portion (7) is basically a conventional lens holding tube (1).
), it is equipped with a lens holding spacer (3) disposed between it and the processed lens (2). (9) is a rack fixed to the sliding tube (7) and has teeth formed at a predetermined pitch; (10) I is a pinion gear that meshes with the rack (9); (11) is a pinion gear (10); The servo motor (12) is attached to the main body (13) side of the laser processing machine. By the way, the rack (
9), the pinion gear (10), the servo motor (12), etc. constitute processing lens position adjusting means for adjusting the distance between the processing lens (2) and the workpiece to which the focused laser beam is irradiated.
また、（１４）はノズル（４）をレーザ加工機の本体（
１３〉側に取付けるノズル支持部材である。（１５）は
熱電対からなる温度検出器、（１６）は集束されたレー
ザビームを照射する被加工物の位置以上に加工レンズ（
２）から離れた位置に配設した被検物である。なあ、前
記被検物（１６）はレーザビームの照射による温度上昇
を、水冷等の熱交換器（１７）によってその受熱熱量を
吸収することにより防止している。(14) also means that the nozzle (4) is connected to the main body of the laser processing machine (
This is a nozzle support member attached to the 13> side. (15) is a temperature detector consisting of a thermocouple, and (16) is a processing lens (
2) The test object is placed at a location away from the test object. Incidentally, the temperature of the object (16) to be inspected is prevented from increasing due to laser beam irradiation by absorbing the amount of heat received by the heat exchanger (17) such as water cooling.
前記温度、検出器（１５）は被検物（１６）に複数取付
けられており、温度検出器（１５）とレーザビーム（Ａ
＞及び（Ｂ）の照射位置との関係は、第１図（ｂ）にそ
の要部平面図を示すように、レーザビーム（Ａ）及び（
Ｂ）の位置より外周側に配設されている。A plurality of the temperature detectors (15) are attached to the test object (16), and the temperature detectors (15) and the laser beam (A
The relationship between the irradiation positions of the laser beams (A) and (B) is as shown in FIG.
It is arranged on the outer peripheral side from the position B).
そして、（１８）は温度検出器（１５）に接続されたリ
ード線で、前記リード線（１８）は差動増幅器（２０）
に接続されている。（１９）はポテンショメータで、所
定の閾値電位を面記差動増幅器（２０）に入力し、ポテ
ンショメータ（１９）で得た所定の閾値電位と温度検出
器（１５）の差電位を１■でいる。したがって、前記温
度検出器（１５）とポテンショメータ（１９）で冑た所
定の閾値電位との差電位出力は、摺動筒部（７）を上下
動させるサーボモータ（１２）に入力される。(18) is a lead wire connected to the temperature detector (15), and the lead wire (18) is connected to the differential amplifier (20).
It is connected to the. (19) is a potentiometer that inputs a predetermined threshold potential to the surface differential amplifier (20), and sets the difference potential between the predetermined threshold potential obtained by the potentiometer (19) and the temperature detector (15) by 1. . Therefore, the difference potential output between the temperature detector (15) and a predetermined threshold potential determined by the potentiometer (19) is input to the servo motor (12) that moves the sliding tube part (7) up and down.
前記差動増幅器（２０）の出力は、サーボモータ（１２
）で構成される駆動装置に供給され、温度検出器（１５
）の温度出力に応じて摺動筒部（７）を上下に移動させ
る。The output of the differential amplifier (20) is connected to the servo motor (12).
) and a temperature detector (15
) The sliding cylinder part (7) is moved up and down according to the temperature output.
次に、上記構成にＪ：る本実施例のレーザ加工用集光レ
ンズ制御装置の動作について説明する。Next, the operation of the condensing lens control device for laser processing of this embodiment having the above configuration will be explained.
レーザビーム（Ａ＞の周囲に設けた熱電対等の温度検出
器（１５）により、レーザビーム（Ａ）の位置を温度で
検出し、リード線（１８）を介して差動増幅器（２０）
に送信する。このとき、温度検出器（１５）はレーザビ
ーム（Ａ＞の外周から等間隔に設けてあり、複数本の温
度検出器（１５）が略同−起電力となるように設定しで
ある。A temperature detector (15) such as a thermocouple placed around the laser beam (A) detects the position of the laser beam (A) in terms of temperature, and a differential amplifier (20) is detected via the lead wire (18).
Send to. At this time, the temperature detectors (15) are provided at equal intervals from the outer periphery of the laser beam (A>), and are set so that the plurality of temperature detectors (15) have approximately the same electromotive force.
なお、前記熱電対等の温度検出器（１５）、前記温度検
出器（１５）で検出された出力及びポテンショメータ（
１つ）の出力を入力する差動増幅器（２０＞ 、差動増
幅器（２０）の出力で駆動されるサーボモータ（１２）
は、加工レンズ位置調整手段を構成するサーボモータ（
１２）によって、加工レンズ（２）との距離を補正する
制御手段を（を成する。In addition, the temperature detector (15) such as the thermocouple, the output detected by the temperature detector (15) and the potentiometer (
a servo motor (12) driven by the output of the differential amplifier (20);
is a servo motor (
12) constitutes a control means for correcting the distance to the processing lens (2).
いま、熱レンズ効果の発生でレーザビーム（Ａ）が変化
し、熱レンズ効果後のレーザビーム（Ｂ）のように、照
射面積が正常より大きくなった場合、温度検出器（１５
）との間隔が狭くなり、感知温度が上昇し、温度検出器
（１５）の起電力は大きくなる。Now, if the laser beam (A) changes due to the occurrence of the thermal lens effect and the irradiation area becomes larger than normal as in the laser beam (B) after the thermal lens effect, the temperature detector (15
) becomes narrower, the sensed temperature rises, and the electromotive force of the temperature detector (15) becomes larger.
例えば、第２図でｂ点を適性の動作点とすると、温度検
出器（１５〉のレーザビーム（Ａ＞の外周より、温度検
出器（１５）までの距離を距離ｘｂに設定した場合、本
来の温度検出器（１５）の検出温度は温度Ｔｂである。For example, if point b in Fig. 2 is the appropriate operating point, if the distance from the outer periphery of the laser beam (A) of the temperature detector (15) to the temperature detector (15) is set to the distance xb, the original The temperature detected by the temperature detector (15) is temperature Tb.
しかし、加工レンズ（２）の熱レンズ効果により温度検
出器（１５）の周囲温度は”ｌａに上界したとする。こ
のとき、差動増幅器（２０）に入力される温度検出器（
１５）の起電力信号は大きくなり、温度検出器（１５）
の起電力が大きくなれば、当初のポテンショメータ（１
９）で（ｑた所定の閾値電位との差の値を縮小すべく方
向に、サーボモータ（１２）を駆動し、摺動筒部（７）
のラック（９）に噛み合わせたサーボモータ（１２〉の
ピニオンギア（１０）を回転し、摺動筒部（７）を下方
向へ移動する。However, it is assumed that the ambient temperature of the temperature detector (15) exceeds "la" due to the thermal lens effect of the processing lens (2). At this time, the temperature detector (
The electromotive force signal of 15) becomes large, and the temperature sensor (15)
If the electromotive force increases, the original potentiometer (1
In step 9), the servo motor (12) is driven in a direction to reduce the value of the difference from the predetermined threshold potential (q), and the sliding cylinder part (7)
The pinion gear (10) of the servo motor (12) meshed with the rack (9) is rotated to move the sliding tube part (7) downward.
これによって、レーザビーム（Ｂ）の断面がレーザビー
ム（Ａ＞に等価になるまで駆動する。これにより温度検
出器（１５）の周囲温度は、再び、温度Ｔｂになり起電
力は低下する。また、逆に、摺動筒部（７）が下方向に
過大に移動した場合には、温度検出器（１５）の周囲温
度が温度Ｔｂよりも低下し、起電力は微小となる。この
場合は、差動増幅器（２０）から摺動筒部（７）を上方
へ移動する指令を出し、加工レンズ（２）が上界しレー
ザビーム（Ａ＞に等価なレーザビームの断面となる。As a result, the laser beam (B) is driven until the cross section becomes equivalent to the laser beam (A>).As a result, the ambient temperature of the temperature detector (15) becomes the temperature Tb again, and the electromotive force decreases. On the other hand, if the sliding tube (7) moves excessively downward, the ambient temperature of the temperature detector (15) will drop below the temperature Tb, and the electromotive force will become small. , a command is issued from the differential amplifier (20) to move the sliding cylinder part (7) upward, and the processing lens (2) is raised to form a cross section of the laser beam equivalent to the laser beam (A>).
このように、温度検出器（１５）からの起電力が常に一
定値になっておれば、等価的に焦点位置は、初期状態の
位置を保持可能となる。即ら、温度検出器（１５）の信
号で摺動筒部（７）を上下移動するフィードバック機構
により、加工レンズ（２）の位置を最適位置に調整して
いる。In this way, if the electromotive force from the temperature detector (15) is always a constant value, the focal position can equivalently be maintained at the initial state. That is, the position of the processing lens (2) is adjusted to the optimum position by a feedback mechanism that moves the sliding tube part (7) up and down in response to a signal from the temperature detector (15).
上記のように、本実施例のレーザー加工用集光レンズ制
御装置は、レーザビームを集束する加工レンズ（２）と
、前記加工レンズ（２）で集束されたレーザビームを照
射する被加工物と前記加工レンズ（２）との距離を調整
する摺動筒部（７）に固着したラック（９）、ピニオン
ギア（１０）、サーボモータ（１２）等からなる加工レ
ンズ位置調整手段と、前記集束されたレーザビームを照
射する被加工物の位置以上に前記加工レンズ（２）から
離れた位置に配設した被検物（１６）と、前記被検物（
１６）に照射されている集束されたレーザビームの集束
状態を判断する温度検出器（１５〉と、前記温度検出器
（１５）で検出されたレーザビームの集束状態の出力で
、前記加工レンズ位置調整手段を駆動して集束されたレ
ーザビームを照射する被加工物と前記加工レンズ（２）
との距離を補正する熱雷対等の温度検出器（１５）、前
記温度検出器（１５）で検出された出力及びポテンショ
メータ（１９）の出力を入力する差動増幅器（２０）か
らなる制御手段とを具備するものである。As described above, the condensing lens control device for laser processing of this embodiment includes a processing lens (2) that focuses a laser beam, and a workpiece that is irradiated with the laser beam focused by the processing lens (2). A processing lens position adjusting means consisting of a rack (9) fixed to a sliding tube part (7), a pinion gear (10), a servo motor (12), etc. for adjusting the distance to the processing lens (2), and the focusing lens The object to be inspected (16) is placed at a position further away from the processing lens (2) than the position of the object to be irradiated with the laser beam, and the object to be inspected (
A temperature detector (15) determines the convergence state of the focused laser beam irradiated to 16), and an output of the convergence state of the laser beam detected by the temperature detector (15) determines the position of the processing lens. A workpiece to be irradiated with a focused laser beam by driving an adjusting means and the processing lens (2)
control means comprising a temperature detector (15) such as a thermal lightning pair for correcting the distance between It is equipped with the following.
したがって、レーザ加工の開始時またはレーザ加工途中
等にレーザビームを被検物（１６）に照射し、加工レン
ズ（２）の熱レンズ効果の状態を判断し、熱レンズ効果
の状態に応じて）８動節部（７）に固着したラック（９
）、ピニオンギア（１０）、サーボモータ（１２）等か
らなる加工レンズ位置調整手段でレーザビームを照射す
る被加工物と加工レンズ（２）との距離を調整すること
ができる。故に、熱レンズ効果が生じても、常に、被加
工物と加工レンズ（２）の光学的位置との関係を一定に
保持することができる。Therefore, at the start of laser processing or during laser processing, a laser beam is irradiated onto the object (16) to be inspected, and the state of the thermal lens effect of the processing lens (2) is determined, and depending on the state of the thermal lens effect) The rack (9) fixed to the 8th joint (7)
), a pinion gear (10), a servo motor (12), and the like can adjust the distance between the workpiece to be irradiated with the laser beam and the processing lens (2). Therefore, even if a thermal lens effect occurs, the relationship between the workpiece and the optical position of the processing lens (2) can always be maintained constant.
なあ、上記実施例の加工レンズで集束されたレーザビー
ムを照射する被加工物と前記加工レンズとの距離を調整
する加工レンズ位置調整手段は、摺動筒部（７）に固着
したラック（９）、ピニオンギア（１０）、サーボモー
タ（１２）等からなるものであるが、本発明を実施する
場合には、サーボモータ（１２）を駆動し、摺動筒部（
７）を上下方向に移動したが、ノズル（４）と一体にし
た構造とし、全体を上下方向に移動する構造としてもよ
い。或いは、摺動筒部（７）に固着したうツク（９）、
ピニオンギア（１０）との噛み合いについても、摺動筒
部（７）の回転による変位手段等の外部の駆動手段によ
って加工レンズ（２）を変位する手段であればよい。当
然ながら、駆動手段のサーボモータ（１２）についても
ステッピングモータまたは他のモータまたはソレノイド
等としてもよい。The processing lens position adjusting means for adjusting the distance between the processing lens and the workpiece to which the laser beam focused by the processing lens of the above embodiment is irradiated is a rack (9) fixed to the sliding tube part (7). ), a pinion gear (10), a servo motor (12), etc., but when carrying out the present invention, the servo motor (12) is driven and the sliding cylinder part (
7) was moved in the vertical direction, but it may be structured so that it is integrated with the nozzle (4) and the entire structure is moved in the vertical direction. Or, the cover (9) fixed to the sliding tube part (7),
Regarding the engagement with the pinion gear (10), any means that displaces the processing lens (2) by external drive means such as displacement means by rotation of the sliding cylinder part (7) may be used. Naturally, the servo motor (12) of the driving means may also be a stepping motor, other motor, solenoid, or the like.
また、上記実施例の集束されたレーザビームを照射する
被加工物の位置以上に前記加工レンズから離れた位置に
配設した被検物は、水冷により冷却しているが、本発明
を実施する場合には、加工レンズから被検物までの距離
を大きくとり、被検物に照射される入熱密度を低くし、
被検物の温度上昇を抑制することができる。或いは、そ
の両省により、被検物の温度上昇をより抑制することが
できる。そして、上記実施例では、被検物（１６）を設
けたが、レーザ加工中は略焦点位置に被加工物（５）が
あるため、加工中に温度検出器（１５）の出力を得るの
は不可能である。したがって、図示していない加工テー
ブルの中または所定の距離外れた位置に、被検物に照射
されている集束されたレーザビームの集束状態を判断す
る温度検出器（１５）、及び集束されたレーザビームを
照射する被加工物の位置以上に前記加工レンズ（２）か
ら離れた位置に配設した被検物（１６）を備えておき、
加工作業の前後に加工ヘッド部を被検物（１６）側に移
動し、レーザを発振させレーザビームの熱レンズ効果の
有無をチェックし、必要に応じて摺動筒部（７）を適性
位置に移動しておくことが可能である。Further, although the object to be inspected, which is placed at a position farther away from the processing lens than the position of the object to be irradiated with the focused laser beam in the above embodiment, is cooled by water cooling, it is possible to carry out the present invention. In some cases, the distance from the processing lens to the object to be inspected is increased to reduce the heat input density irradiated to the object to be inspected.
It is possible to suppress the temperature rise of the test object. Alternatively, by both of these measures, it is possible to further suppress the temperature rise of the test object. In the above embodiment, the test object (16) was provided, but since the workpiece (5) is located approximately at the focal point during laser processing, it is difficult to obtain the output of the temperature detector (15) during processing. is not possible. Therefore, a temperature detector (15) for determining the convergence state of the focused laser beam irradiated onto the test object, and a temperature detector (15) for determining the convergence state of the focused laser beam irradiated onto the test object are installed in the processing table (not shown) or at a position away from the predetermined distance. A test object (16) is provided at a position farther from the processing lens (2) than the position of the workpiece to which the beam is irradiated,
Before and after machining work, move the machining head toward the object to be inspected (16), oscillate the laser, check whether there is a thermal lens effect of the laser beam, and move the sliding tube (7) to the appropriate position as necessary. It is possible to move it to
そして、上記実施例の温度検出器で検出されたレーザビ
ームの集束状態の出力で、前記加工レンズ位置調整手段
を駆動して集束されたレーザビームを照射する被加工物
と前記加工レンズとの距離を補正する制御手段は、集束
されたレーザビームを照射する被加工物と前記加工レン
ズ（２）との距離を補正する熱電対等の温度検出器（１
５）、前記温度検出器（１５）で検出された出力及びポ
テンショメータ（１９）の出力を入力する差動増幅器（
２０）からなるものでおるが、本発明を実施する場合に
は、前述した駆動手段の種類に応じて、または制御徂に
応じてディジタルまたはアナログ的に信号処理すること
ができる。Then, the processing lens position adjusting means is driven by the output of the focused state of the laser beam detected by the temperature detector of the above embodiment, and the distance between the processing lens and the workpiece to be irradiated with the focused laser beam. The control means for correcting is a temperature detector (1) such as a thermocouple that corrects the distance between the workpiece to be irradiated with the focused laser beam and the processing lens (2).
5), a differential amplifier (to which the output detected by the temperature detector (15) and the output of the potentiometer (19) are input);
20), but when implementing the present invention, signal processing can be performed digitally or analogously depending on the type of drive means mentioned above or depending on the control range.
更に、上記実施例の被検物に照射されている集束された
レーザビームの集束状態を判断する温度検出器は、被検
物に配設したものであるが、本発明を実施する場合には
、被検物と温度検出器を別体に取付けて構成することが
できる。Furthermore, although the temperature detector for determining the focusing state of the focused laser beam irradiated onto the test object in the above embodiment is disposed on the test object, when implementing the present invention, , the test object and the temperature sensor can be installed separately.
なあ、上記実施例のレーザー加工用集光レンズ制御装置
は、＠造も簡単なためレーザ加工ラインに組み込んで使
用することができる。Incidentally, the condensing lens control device for laser processing of the above embodiment is easy to construct and can be used by being incorporated into a laser processing line.
［発明の効果］
以上のように、本発明のレーザ加工用集光レンズ制陣装
置は、レーザビームを照射する被加工物と加工レンズと
の距離を調整する加工レンズ位置調整手段と、前記集束
されたレーザビームを照射する被加工物の位置以上に前
記加工レンズから離れた位置に配設した被検物と、前記
被検物に照射されている集束されたレーザビームの集束
状態を判断する温度検出器で検出されたレーザビームの
集束状態の出力で、前記加工レンズ位置調整手段を駆動
して集束されたレーザビームを照ｑ４する被加工物と前
記加工レンズとの距離を補正する制御手段を具備するも
のでおるから、レーザ加工の開始時またはレーザ加工途
中等にレーザビームを被検物に照射し、加工レンズの熱
レンズ効果の状態を判断し、熱レンズ効果の状態に応じ
て加工レンズ位置調整手段でレーザビームを照射する被
加工物と加工レンズとの距離を調整することができる。[Effects of the Invention] As described above, the condensing lens alignment device for laser processing of the present invention includes a machining lens position adjusting means for adjusting the distance between the workpiece to be irradiated with a laser beam and the machining lens, and the object to be inspected is placed at a position farther away from the processing lens than the position of the object to be irradiated with the laser beam, and the convergence state of the focused laser beam irradiated to the object to be inspected is determined. control means for correcting the distance between the workpiece to be irradiated with the focused laser beam and the processing lens by driving the processing lens position adjustment means using the output of the focused state of the laser beam detected by the temperature detector; At the start of laser processing or during laser processing, the laser beam is irradiated onto the object to be inspected, the state of the thermal lens effect of the processing lens is determined, and processing is performed according to the state of the thermal lens effect. The distance between the workpiece to be irradiated with the laser beam and the processing lens can be adjusted by the lens position adjustment means.
したがって、熱レンズ効果が生じても、被加工物との光
学的位置関係を一定に保持することができる。Therefore, even if a thermal lens effect occurs, the optical positional relationship with the workpiece can be maintained constant.
第１図は本発明の実施例のレーザ加工用集光レンズ制′
ｇＤ装置の要部説明図、第２図は温度検出器で検出した
レーザビームの中心からの距離と温度 ・どの関係を示
す特性図、第３図は加工レンズ位置調整手段を駆動する
制御回路図、第４図は従来のレーザ加工法のレーザ加工
用レンズの動作を説明する加工ヘッド部の概略図である
。
図において、
２：加工レンズ、
７：ｌ占動筒部、
１６：被検物、
１５：温度検出器、
１９：ポテンショメータ、
２０：差動増幅器、
である。
なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。Figure 1 shows a condensing lens system for laser processing according to an embodiment of the present invention.
An explanatory diagram of the main parts of the gD device. Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance from the center of the laser beam detected by the temperature detector and the temperature. Figure 3 is a control circuit diagram that drives the processing lens position adjustment means. , FIG. 4 is a schematic diagram of a processing head portion for explaining the operation of a laser processing lens in a conventional laser processing method. In the figure, 2: Processing lens, 7: L-operating cylinder, 16: Test object, 15: Temperature detector, 19: Potentiometer, 20: Differential amplifier. In addition, in the figures, the same reference numerals and the same symbols indicate the same or equivalent parts.
Claims (2)
レンズで集束されたレーザビームを照射する被加工物と
前記加工レンズとの距離を調整する加工レンズ位置調整
手段と、 前記集束されたレーザビームを照射する被加工物の位置
以上に前記加工レンズから離れた位置に配設した被検物
と、 前記被検物に照射されている集束されたレーザビームの
集束状態を判断する温度検出器と、前記温度検出器で検
出されたレーザビームの集束状態の出力で、前記加工レ
ンズ位置調整手段を駆動して集束されたレーザビームを
照射する被加工物と前記加工レンズとの距離を補正する
制御手段と、 を具備することを特徴とするレーザ加工用集光レンズ制
御装置。(1) A processing lens that focuses a laser beam, a processing lens position adjustment means that adjusts the distance between the processing lens and a workpiece that is irradiated with the laser beam focused by the processing lens, and the focused laser beam a temperature detector that determines the convergence state of the focused laser beam that is irradiated to the test object; , control for correcting the distance between the workpiece to be irradiated with the focused laser beam and the processing lens by driving the processing lens position adjustment means using the output of the focused state of the laser beam detected by the temperature detector; A condensing lens control device for laser processing, comprising: means;
ームの集束状態を判断する温度検出器は、被検物に配設
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のレ
ーザ加工用集光レンズ制御装置。(2) The temperature detector for determining the focusing state of the focused laser beam irradiated onto the test object is disposed on the test object. Condensing lens control device for laser processing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237390A JPS6393491A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Condenser lens controller for laser beam processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237390A JPS6393491A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Condenser lens controller for laser beam processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393491A true JPS6393491A (en) | 1988-04-23 |
Family
ID=17014678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237390A Pending JPS6393491A (en) | 1986-10-06 | 1986-10-06 | Condenser lens controller for laser beam processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6393491A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0259857U (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-01 | ||
| DE112009000774T5 (en) | 2008-04-04 | 2011-02-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Process control device and laser processing device |
| CN103302401A (en) * | 2013-05-22 | 2013-09-18 | 上海柏楚电子科技有限公司 | Optical fiber laser cutting head |
| CN103459083A (en) * | 2011-04-08 | 2013-12-18 | 三菱电机株式会社 | Laser machining device |
-
1986
- 1986-10-06 JP JP61237390A patent/JPS6393491A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0259857U (en) * | 1988-10-19 | 1990-05-01 | ||
| DE112009000774T5 (en) | 2008-04-04 | 2011-02-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Process control device and laser processing device |
| US8648279B2 (en) | 2008-04-04 | 2014-02-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Process control apparatus and laser processing apparatus |
| DE112009000774B4 (en) | 2008-04-04 | 2018-02-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser processing device including a process control device |
| CN103459083A (en) * | 2011-04-08 | 2013-12-18 | 三菱电机株式会社 | Laser machining device |
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