JPWO2009122758A1 - 加工制御装置およびレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2 ミラー
3 ベンドミラー
4 ビーム最適化ユニット
5,6 ベンドミラー
7 加工レンズ
9 被加工物
10 加工ヘッド
11 レンズ保持筒
13 レンズ保持スペーサ
14 加工ノズル
21 設定情報入力部
22 算出部
23 制御部
31 熱レンズ情報
32 設定情報
40,41 駆動部
100 レーザ加工装置
200 加工制御装置
300 レーザ加工機構
図1は、本発明の実施の形態1に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。レーザ加工装置100は、レーザ発振器(レーザ光出力部)1、PR(Partial Reflection)ミラー2、ベンドミラー3、ビーム最適化ユニット4、ベンドミラー5,6、加工レンズ7を含んで構成されている。
Δz=(α×Aw×P/ω2−z)×Δt/τ・・・(1)
式(1)に示すように、焦点位置変化量Δzは、加工レンズ7の熱吸収率Awと、単位面積当たりのビーム強度(P/ω2)に依存している。式(1)において、αは定数である。ω2は、設定出力P、PRミラー2の熱吸収率Ap、ビーム最適化ユニット設定値DAO、加工レンズ7の焦点距離fに依存する値である。そして、ω2を決定するためのこれら4つの要素のうち、設定出力Pには多項式を用いる。したがって、使用者は、上述した4つの値を設定情報入力部21に入力しておく。これにより、算出部22がω2を算出し、このω2を用いて焦点位置変化量Δzを算出する。
つぎに、図8〜図10を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、設定出力Pなどに基づいてベンドミラー6が焦点位置を制御する。具体的には、本実施の形態のベンドミラー6は、レーザ発振器1から出力されるレーザ光のパワーの大きさ等に応じて曲率が調整される。レーザ光の設定出力はレーザ加工中に種々変化するので、レーザ加工装置100は、レーザ加工の間、ベンドミラー6の曲率をレーザ光の設定出力に応じて種々変化させる。これにより、レーザ加工装置100は、熱レンズ効果に起因する焦点位置のずれを補正しながら被加工物9のレーザ加工を行なう。レーザ加工装置100での熱レンズ効果は、PRミラー2や加工レンズ7の熱吸収に起因して生じる。したがって、本実施の形態では、PRミラー2や加工レンズ7の熱レンズ効果に起因する焦点位置のずれを解消するよう、ベンドミラー6の曲率を制御(調整)する。以下、実施の形態2に係るレーザ加工装置の機能構成と動作手順について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。レーザ加工装置100は、レーザ発振器(レーザ光出力部)1、PR(Partial Reflection)ミラー2、ベンドミラー3、ビーム最適化ユニット4、ベンドミラー5,6、加工レンズ7を含んで構成されている。
Δz=(α×Aw×P/ω2−z)×Δt/τ・・・(1)
式(1)に示すように、焦点位置変化量Δzは、加工レンズ7の熱吸収率Awと、単位面積当たりのビーム強度(P/ω2)に依存している。式(1)において、αは定数である。ω2は、設定出力P、PRミラー2の熱吸収率Ap、ビーム最適化ユニット設定値DAO、加工レンズ7の焦点距離fに依存する値である。そして、ω2を決定するためのこれら4つの要素のうち、設定出力Pには多項式を用いる。したがって、使用者は、上述した4つの値を設定情報入力部21に入力しておく。これにより、算出部22がω2を算出し、このω2を用いて焦点位置変化量Δzを算出する。
つぎに、図8〜図10を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、設定出力Pなどに基づいてベンドミラー6が焦点位置を制御する。具体的には、本実施の形態のベンドミラー6は、レーザ発振器1から出力されるレーザ光のパワーの大きさ等に応じて曲率が調整される。レーザ光の設定出力はレーザ加工中に種々変化するので、レーザ加工装置100は、レーザ加工の間、ベンドミラー6の曲率をレーザ光の設定出力に応じて種々変化させる。これにより、レーザ加工装置100は、熱レンズ効果に起因する焦点位置のずれを補正しながら被加工物9のレーザ加工を行なう。レーザ加工装置100での熱レンズ効果は、PRミラー2や加工レンズ7の熱吸収に起因して生じる。したがって、本実施の形態では、PRミラー2や加工レンズ7の熱レンズ効果に起因する焦点位置のずれを解消するよう、ベンドミラー6の曲率を制御(調整)する。以下、実施の形態2に係るレーザ加工装置の機能構成と動作手順について説明する。
2 ミラー
3 ベンドミラー
4 ビーム最適化ユニット
5,6 ベンドミラー
7 加工レンズ
9 被加工物
10 加工ヘッド
11 レンズ保持筒
13 レンズ保持スペーサ
14 加工ノズル
21 設定情報入力部
22 算出部
23 制御部
31 熱レンズ情報
32 設定情報
40,41 駆動部
100 レーザ加工装置
200 加工制御装置
300 レーザ加工機構
Claims (5)
- レーザ加工装置がレーザ光を所定の焦点位置に集光して被加工物のレーザ加工を行なう際の前記レーザ光の焦点位置を制御する加工制御装置において、
レーザ加工中に変化する前記レーザ光の出力の大きさに基づいて、レーザ光の照射位置でレーザ加工中に変化する光軸方向の焦点位置の位置ずれの変化量を算出する算出部と、
前記算出部が算出した位置ずれの変化量に基づいて、前記焦点位置の位置ずれを解消するようレーザ加工中の前記レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御部と、
を備えることを特徴とする加工制御装置。 - 前記レーザ加工装置は、前記レーザ光を所定の焦点位置に集光する加工レンズを備え、
前記焦点位置制御部は、レーザ加工中の前記加工レンズの光軸方向の位置を制御することによって、前記レーザ光の焦点位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の加工制御装置。 - 前記レーザ加工装置は、
前記レーザ光を所定の焦点位置に集光する加工レンズと、
前記レーザ光を前記加工レンズへ導くベンドミラーと、
をさらに備え、
前記焦点位置制御部は、レーザ加工中の前記ベンドミラーの曲率を制御することによって、前記レーザ光の焦点位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の加工制御装置。 - 前記算出部は、前記レーザ光の出力の大きさを用いて前記レーザ光の単位面積当たりのビーム強度を算出するとともに、算出した単位面積当たりのビーム強度と、外部入力される前記加工レンズの熱吸収率と、を用いて前記位置ずれの変化量を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の加工制御装置。
- レーザ光の焦点位置を制御することによって前記レーザ光を所定の焦点位置に集光して被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、
レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
レーザ加工中に変化する前記レーザ光の出力の大きさに基づいて、レーザ光の照射位置でレーザ加工中に変化する光軸方向の焦点位置の位置ずれの変化量を算出する算出部と、
前記算出部が算出した位置ずれの変化量に基づいて、前記焦点位置の位置ずれを解消するようレーザ加工中の前記レーザ光の焦点位置を制御する焦点位置制御部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
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---|---|---|---|
JP2010505411A JP5100827B2 (ja) | 2008-04-04 | 2009-04-03 | 加工制御装置およびレーザ加工装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2008098524 | 2008-04-04 | ||
JP2010505411A JP5100827B2 (ja) | 2008-04-04 | 2009-04-03 | 加工制御装置およびレーザ加工装置 |
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010505411A Active JP5100827B2 (ja) | 2008-04-04 | 2009-04-03 | 加工制御装置およびレーザ加工装置 |
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WO2013054445A1 (ja) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工制御装置およびレーザ加工制御方法 |
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JP5460934B1 (ja) * | 2013-04-26 | 2014-04-02 | 三菱電機株式会社 | 曲率制御装置およびレーザ加工機 |
JP6254036B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-12-27 | 三菱重工業株式会社 | 三次元積層装置及び三次元積層方法 |
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DE102015106618B4 (de) * | 2015-04-29 | 2017-04-13 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zur Anpassung der Fokuslage in einer laserbasierten Werkzeugmaschine und Werkzeugmaschine |
DE102016103055A1 (de) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Konrad Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks |
DE102017213511A1 (de) | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Lasermaterialbearbeitung und Lasermaschine |
JP6616368B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-12-04 | ファナック株式会社 | レーザ加工前に光学系の汚染レベルに応じて加工条件を補正するレーザ加工装置 |
DE102018124627B4 (de) * | 2018-10-05 | 2022-02-10 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Einstellen einer Fokuslage eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungssystem, Laserbearbeitungssystem mit derselben und Verfahren zum Einstellen einer Fokuslage eines Laserstrahls in einem Laserbearbeitungssystem |
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JPS6393492A (ja) | 1986-10-06 | 1988-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工用集光レンズ制御装置 |
DE4333801C2 (de) * | 1993-10-04 | 1996-08-29 | Primes Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung des Durchmessers von Laserstrahlen |
JPH11202110A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-07-30 | Nippon Steel Corp | 可変形反射鏡 |
JP2000094173A (ja) | 1998-09-18 | 2000-04-04 | Nippei Toyama Corp | レーザ加工機におけるレーザビームの焦点位置調節装置及び調節方法 |
US6392192B1 (en) * | 1999-09-15 | 2002-05-21 | W. A. Whitney Co. | Real time control of laser beam characteristics in a laser-equipped machine tool |
US6787734B2 (en) * | 2002-07-25 | 2004-09-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | System and method of laser drilling using a continuously optimized depth of focus |
DE50209599D1 (de) * | 2002-11-29 | 2007-04-12 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh | Spiegel einer Laserbearbeitungsmaschine |
JP2006088163A (ja) | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Fanuc Ltd | レーザ装置 |
ATE422983T1 (de) | 2005-04-29 | 2009-03-15 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh | Einrichtung mit einem adaptiven spiegel zur veränderung der fokuseigenschaften einer laserbearbeitungsmaschine |
DE102007039878A1 (de) | 2006-08-18 | 2008-05-08 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Fokuslagen-Stabilisierung bei Optiken für Hochleistungs-Laserstrahlung |
-
2009
- 2009-04-03 JP JP2010505411A patent/JP5100827B2/ja active Active
- 2009-04-03 US US12/936,120 patent/US8648279B2/en active Active
- 2009-04-03 DE DE112009000774.0T patent/DE112009000774B4/de active Active
- 2009-04-03 CN CN200980112362.7A patent/CN101990478B/zh active Active
- 2009-04-03 WO PCT/JP2009/001575 patent/WO2009122758A1/ja active Application Filing
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Publication number | Publication date |
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US20110042360A1 (en) | 2011-02-24 |
DE112009000774T5 (de) | 2011-02-24 |
CN101990478B (zh) | 2014-10-29 |
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US8648279B2 (en) | 2014-02-11 |
CN101990478A (zh) | 2011-03-23 |
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