JPWO2019058522A1 - Laser processing equipment - Google Patents

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Abstract

レーザ加工装置は、パルスレーザ光であるレーザ光(3)を発振するレーザ発振器(2)と、パルスレーザ光を受光し検出信号を出力する光検出器である赤外線センサ(21)と、を備える。レーザ加工装置は、レーザ発振器(2)の動作中でパルスレーザ光がオンであるときに検出信号を積分する第1の積分回路(23)と、レーザ発振器(2)の動作中でパルスレーザ光がオフであるときに検出信号を積分する第2の積分回路(24)と、を備える。The laser processing apparatus includes a laser oscillator (2) that oscillates a laser beam (3) that is a pulse laser beam, and an infrared sensor (21) that is a photodetector that receives the pulse laser beam and outputs a detection signal. . The laser processing apparatus includes a first integration circuit (23) that integrates a detection signal when the pulse laser beam is on during operation of the laser oscillator (2), and a pulse laser beam during operation of the laser oscillator (2). And a second integrating circuit (24) for integrating the detection signal when is OFF.

Description

本発明は、パルスレーザ光の照射により被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiation with pulsed laser light.

パルスレーザ光の照射により被加工物に穴を形成するレーザ加工装置が知られている。レーザ加工装置は、パルスレーザ光が照射される領域であるスポットにおけるパルスレーザ光のエネルギーが規定値からずれることにより、加工品質の悪化を生じさせることがある。レーザ加工装置は、パルスレーザ光のエネルギーが規定値より小さい場合には、形成される穴の深さが所望の深さより浅くなる、形成される穴の径が所望の径より小さくなる、あるいは被加工物に加工屑が残るといった品質悪化を生じさせることがある。レーザ加工装置は、パルスレーザ光のエネルギーが規定値より大きい場合には、形成される穴の深さが所望の深さより深くなる、あるいは形成される穴の径が所望の径より大きくなるといった品質悪化を生じさせることがある。   There is known a laser processing apparatus that forms a hole in a workpiece by irradiation with pulsed laser light. In the laser processing apparatus, the energy of the pulsed laser beam at a spot that is an area irradiated with the pulsed laser beam may deviate from a specified value, thereby causing deterioration in processing quality. When the energy of the pulsed laser beam is smaller than the specified value, the laser processing apparatus makes the depth of the hole to be formed shallower than the desired depth, the diameter of the hole to be formed becomes smaller than the desired diameter, or is covered. It may cause quality deterioration such as processing scraps remaining on the workpiece. The quality of the laser processing apparatus is such that when the energy of the pulse laser beam is larger than the specified value, the depth of the hole to be formed becomes deeper than the desired depth, or the diameter of the hole to be formed becomes larger than the desired diameter. May cause deterioration.

レーザ加工装置は、被加工物へ進行するパルスレーザ光の一部を取り出し、取り出されたレーザ光の強度を測定した結果を基に、被加工物に照射するパルスレーザ光のエネルギーを計測し得る。レーザ加工装置は、取り出されたレーザ光の強度を電気量に変換して、得られた電気信号を積分回路にて積分した結果を基に、パルスレーザ光のエネルギーを算出する。レーザ加工装置は、パルスレーザ光のエネルギーの計測結果を基にパルスレーザ光の発振を制御することで、高い加工品質を安定して得ることが可能となる。   The laser processing apparatus can measure the energy of the pulsed laser light applied to the workpiece based on the result of taking out a part of the pulsed laser light traveling to the workpiece and measuring the intensity of the extracted laser light. . The laser processing apparatus calculates the energy of the pulsed laser light based on the result of converting the intensity of the extracted laser light into an electric quantity and integrating the obtained electric signal with an integrating circuit. The laser processing apparatus can stably obtain high processing quality by controlling the oscillation of the pulse laser beam based on the measurement result of the energy of the pulse laser beam.

レーザ光の強度を電気量に変換する光検出器では、オフセット電圧の変動が要因となって出力が変動する温度ドリフトが生じることがある。光検出器には、温度の変化により出力電圧が上昇あるいは降下する誤差であるオフセット電圧が生じ得る。温度ドリフトの発生は、パルスレーザ光のエネルギーの算出精度に影響を及ぼす。かかる問題について、特許文献1には、パルスとパルスとの間の期間においてオフセット電圧による出力の変動を補正する技術が開示されている。特許文献1の技術によると、レーザ加工装置は、パルスレーザ光を受けた光検出器から出力される電気信号を積分回路にて積分する。レーザ加工装置は、パルスレーザ光を受けていないときに光検出器から出力される電気信号を積分回路にて積分し、得られた積分信号を基に、光検出器の較正のためのオフセット電圧値を算出する。   In a photodetector that converts the intensity of laser light into an electrical quantity, there may be a temperature drift in which the output fluctuates due to fluctuations in the offset voltage. An offset voltage, which is an error that the output voltage rises or falls due to a change in temperature, can occur in the photodetector. The occurrence of temperature drift affects the calculation accuracy of the energy of the pulse laser beam. With regard to such a problem, Patent Document 1 discloses a technique for correcting output fluctuation due to an offset voltage in a period between pulses. According to the technique of Patent Document 1, the laser processing apparatus integrates the electric signal output from the photodetector that has received the pulsed laser light using an integration circuit. The laser processing device integrates the electrical signal output from the photodetector with the integration circuit when it does not receive the pulse laser beam, and based on the obtained integration signal, the offset voltage for calibration of the photodetector. Calculate the value.

特開2009−279631号公報JP 2009-279631 A

オフセット電圧値の算出において、積分回路は0V付近の微小な電圧レベルの電気信号を積分することから、オフセット電圧値の算出精度を高めるにはできるだけ長い積分時間を確保することが求められる。一方、特許文献1の技術では、パルスの間隔における積分時間の確保を要する。パルスレーザ光の発振周波数が高いほどパルスの間隔が短くなることから、特許文献1の技術では、オフセット電圧値の算出のために確保し得る積分時間が短縮されて、オフセット電圧値の高精度な算出が困難となる。オフセット電圧の算出精度が低下すると、パルスレーザ光のエネルギーの計測精度も低下することとなるため、被加工物に照射するパルスレーザ光のエネルギーの高精度な調整が困難となる。このため、特許文献1の技術によると、レーザ加工装置は、パルスレーザ光のエネルギーの調整精度の低下により、高い加工品質を安定して得ることが困難となる場合がある。   In calculating the offset voltage value, the integrating circuit integrates an electric signal having a minute voltage level in the vicinity of 0 V. Therefore, in order to increase the calculation accuracy of the offset voltage value, it is required to secure an integration time as long as possible. On the other hand, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to secure an integration time in the pulse interval. Since the pulse interval becomes shorter as the oscillation frequency of the pulsed laser beam is higher, the technique of Patent Document 1 shortens the integration time that can be secured for calculating the offset voltage value, and the offset voltage value is highly accurate. Calculation becomes difficult. If the calculation accuracy of the offset voltage is lowered, the measurement accuracy of the energy of the pulsed laser beam is also lowered, so that it is difficult to adjust the energy of the pulsed laser beam applied to the workpiece with high accuracy. For this reason, according to the technique of Patent Document 1, it may be difficult for the laser processing apparatus to stably obtain high processing quality due to a decrease in the adjustment accuracy of the energy of the pulse laser beam.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い加工品質を安定して得ることができるレーザ加工装置を得ることを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the laser processing apparatus which can obtain high processing quality stably.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ加工装置は、パルスレーザ光を発振するレーザ発振器と、パルスレーザ光を受光し検出信号を出力する光検出器と、レーザ発振器の動作中でパルスレーザ光がオンであるときに検出信号を積分する第1の積分回路と、レーザ発振器の動作中でパルスレーザ光がオフであるときに検出信号を積分する第2の積分回路と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a laser processing apparatus according to the present invention includes a laser oscillator that oscillates pulsed laser light, a photodetector that receives the pulsed laser light and outputs a detection signal, and a laser. A first integration circuit that integrates the detection signal when the pulse laser beam is on during operation of the oscillator, and a second integration that integrates the detection signal when the pulse laser beam is off during operation of the laser oscillator A circuit.

本発明にかかるレーザ加工装置は、高い加工品質を安定して得ることができるという効果を奏する。   The laser processing apparatus according to the present invention has an effect that high processing quality can be stably obtained.

本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the laser processing apparatus concerning embodiment of this invention 図1に示す積分信号算出装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the integral signal calculation apparatus shown in FIG. 図1に示す制御装置の機能構成を示すブロック図The block diagram which shows the function structure of the control apparatus shown in FIG. 図1に示す制御装置のハードウェア構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the control apparatus shown in FIG. 図2に示す第1の積分信号について説明する第1の図FIG. 2 is a first diagram for explaining the first integrated signal shown in FIG. 図2に示す第1の積分信号について説明する第2の図2nd figure explaining the 1st integral signal shown in FIG. 図1に示すレーザ加工装置による電気信号の補正のための動作について説明する図The figure explaining the operation | movement for correction | amendment of the electrical signal by the laser processing apparatus shown in FIG. 図7に示す電気信号について説明する図The figure explaining the electric signal shown in FIG. 図2に示す積分指令信号により指定される積分時間を可変とした場合について説明する図The figure explaining the case where the integration time designated by the integration command signal shown in FIG. 2 is made variable. 図1に示す増幅回路のゲインを可変とした場合について説明する図The figure explaining the case where the gain of the amplifier circuit shown in FIG. 1 is made variable

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置1の構成を示す図である。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光であるレーザ光3の照射により被加工物12に穴を形成する。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 1 forms a hole in the workpiece 12 by irradiation with laser light 3 that is pulsed laser light.

図1において、X軸とY軸とは、水平方向に平行、かつ互いに垂直な2軸とする。Z軸は、鉛直方向に平行、かつX軸とY軸とに垂直な軸とする。被加工物12は、X軸とY軸とに平行な面であるテーブル13の上面に置かれる。   In FIG. 1, an X axis and a Y axis are two axes parallel to the horizontal direction and perpendicular to each other. The Z axis is assumed to be an axis parallel to the vertical direction and perpendicular to the X axis and the Y axis. The workpiece 12 is placed on the upper surface of the table 13 which is a plane parallel to the X axis and the Y axis.

レーザ加工装置1は、被加工物12に照射させるパルスレーザ光であるレーザ光3を発振するレーザ発振器2を備える。レーザ光3は赤外光である。レーザ発振器2によるパルスレーザ光の発振周波数は、100Hzから10000Hzの範囲に含まれる。レーザ光3が出射される1パルスの期間であるパルス幅は、1μ秒から100μ秒の範囲に含まれる。レーザ発振器2の動作中において、レーザ発振器2は、レーザ光3のオンとオフとを繰り返す。レーザ光3がオンであるとは、レーザ発振器2がレーザ光3を出射していることを指す。レーザ光3がオフであるとは、レーザ発振器2がレーザ光3を出射していないことを指す。   The laser processing apparatus 1 includes a laser oscillator 2 that oscillates a laser beam 3 that is a pulsed laser beam irradiated onto a workpiece 12. The laser beam 3 is infrared light. The oscillation frequency of the pulse laser beam by the laser oscillator 2 is included in the range of 100 Hz to 10000 Hz. A pulse width that is a period of one pulse in which the laser beam 3 is emitted is included in a range of 1 μsec to 100 μsec. During the operation of the laser oscillator 2, the laser oscillator 2 repeats turning on and off of the laser beam 3. The laser beam 3 being on indicates that the laser oscillator 2 is emitting the laser beam 3. The laser beam 3 being off means that the laser oscillator 2 is not emitting the laser beam 3.

部分反射ミラー4は、レーザ発振器2からのレーザ光3の一部を反射し、かつ残りのレーザ光3を透過させる。実施の形態では、部分反射ミラー4は、レーザ発振器2からのレーザ光3のうちの95%を透過させ、かつ5%を反射する。部分反射ミラー4を透過したレーザ光3は、被加工物12へ向けて進行する。レーザ発振器2からのレーザ光3のうち部分反射ミラー4での反射により分岐されたレーザ光14は、積分信号算出装置15へ向けて進行する。ミラー5,6は、部分反射ミラー4を透過したレーザ光3を反射する。   The partial reflection mirror 4 reflects a part of the laser beam 3 from the laser oscillator 2 and transmits the remaining laser beam 3. In the embodiment, the partial reflection mirror 4 transmits 95% of the laser light 3 from the laser oscillator 2 and reflects 5%. The laser beam 3 transmitted through the partial reflection mirror 4 travels toward the workpiece 12. Of the laser light 3 from the laser oscillator 2, the laser light 14 branched by the reflection at the partial reflection mirror 4 travels toward the integrated signal calculation device 15. The mirrors 5 and 6 reflect the laser light 3 transmitted through the partial reflection mirror 4.

スキャンミラー8は、ミラー6からのレーザ光3を反射する。ガルバノスキャナ7は、スキャンミラー8を回転駆動するサーボモータである。ガルバノスキャナ7は、スキャンミラー8を回転させることにより、被加工物12上におけるレーザ光3の入射位置をX軸方向において変位させる。スキャンミラー10は、スキャンミラー8からのレーザ光3を反射する。ガルバノスキャナ9は、スキャンミラー10を回転駆動するサーボモータである。ガルバノスキャナ9は、スキャンミラー10を回転させることにより、被加工物12上におけるレーザ光3の入射位置をY軸方向において変位させる。   The scan mirror 8 reflects the laser light 3 from the mirror 6. The galvano scanner 7 is a servo motor that rotationally drives the scan mirror 8. The galvano scanner 7 rotates the scan mirror 8 to displace the incident position of the laser beam 3 on the workpiece 12 in the X-axis direction. The scan mirror 10 reflects the laser light 3 from the scan mirror 8. The galvano scanner 9 is a servo motor that rotationally drives the scan mirror 10. The galvano scanner 9 rotates the scan mirror 10 to displace the incident position of the laser beam 3 on the workpiece 12 in the Y-axis direction.

集光光学系11は、スキャンミラー10からのレーザ光3を収束する。集光光学系11は、1つあるいは複数の集光レンズを備える。集光光学系11は、fθレンズであっても良い。fθレンズによるレーザ光3の集光位置は、集光光学系11の焦点距離fにスキャンミラー8,10の偏向角θを掛け合せたfθの位置である。   The condensing optical system 11 converges the laser light 3 from the scan mirror 10. The condensing optical system 11 includes one or a plurality of condensing lenses. The condensing optical system 11 may be an fθ lens. The condensing position of the laser beam 3 by the fθ lens is a position of fθ obtained by multiplying the focal length f of the condensing optical system 11 by the deflection angle θ of the scan mirrors 8 and 10.

テーブル13は、X軸方向とY軸方向とに移動可能である。被加工物12は、テーブル13とともにX軸方向とY軸方向とに移動する。実施の形態では、テーブル13には、300mm四方の被加工物12が載置される。ガルバノスキャナ7,9は、テーブル13上の被加工物12における50mm四方の範囲においてレーザ光3を走査させる。   The table 13 is movable in the X axis direction and the Y axis direction. The workpiece 12 moves with the table 13 in the X-axis direction and the Y-axis direction. In the embodiment, a work piece 12 of 300 mm square is placed on the table 13. The galvano scanners 7 and 9 scan the laser beam 3 in a 50 mm square range on the workpiece 12 on the table 13.

レーザ加工装置1は、テーブル13の移動と被加工物12へのレーザ光3の照射とを繰り返して、被加工物12の複数の位置に穴を形成する。レーザ加工装置1は、10μmオーダーあるいは100μmオーダーの径の穴を形成する。レーザ発振器2は、テーブル13を移動させる間はレーザ光3をオフにする。レーザ発振器2は、テーブル13が所望の位置にて停止した後、レーザ光3をオンにする。   The laser processing apparatus 1 repeats the movement of the table 13 and the irradiation of the laser beam 3 onto the workpiece 12 to form holes at a plurality of positions on the workpiece 12. The laser processing apparatus 1 forms a hole having a diameter on the order of 10 μm or 100 μm. The laser oscillator 2 turns off the laser beam 3 while moving the table 13. The laser oscillator 2 turns on the laser beam 3 after the table 13 stops at a desired position.

レーザ加工装置1においてレーザ光3を進行させる光路には、部分反射ミラー4、ミラー5,6、スキャンミラー8,10および集光光学系11以外の光学素子が設けられていても良い。レーザ加工装置1では、部分反射ミラー4、ミラー5,6、スキャンミラー8,10、ガルバノスキャナ7,9、集光光学系11およびテーブル13のいずれかが省略されていても良い。   An optical element other than the partial reflection mirror 4, the mirrors 5 and 6, the scan mirrors 8 and 10, and the condensing optical system 11 may be provided in the optical path in which the laser beam 3 travels in the laser processing apparatus 1. In the laser processing apparatus 1, any of the partial reflection mirror 4, the mirrors 5 and 6, the scan mirrors 8 and 10, the galvano scanners 7 and 9, the condensing optical system 11, and the table 13 may be omitted.

レーザ加工装置1は、積分信号算出装置15と制御装置16とを備える。積分信号算出装置15は、部分反射ミラー4にて分岐されたレーザ光14の強度を測定する。積分信号算出装置15は、レーザ光14の強度を電気量に変換して、得られた電気信号を積分した結果である積分信号を出力する。   The laser processing apparatus 1 includes an integrated signal calculation device 15 and a control device 16. The integrated signal calculation device 15 measures the intensity of the laser beam 14 branched by the partial reflection mirror 4. The integrated signal calculation device 15 converts the intensity of the laser light 14 into an electric quantity, and outputs an integrated signal that is a result of integrating the obtained electric signal.

制御装置16は、積分信号算出装置15とレーザ発振器2とに接続されている。制御装置16は、積分信号算出装置15から入力された積分信号を基に、被加工物12に照射するレーザ光3のエネルギー値を求める。制御装置16は、求めたエネルギー値を基に、レーザ発振器2を制御する。レーザ加工装置1は、被加工物12上のスポットごとのレーザ光3の発射回数を調整することで、スポットごとのレーザ光3のエネルギー値と規定値とのずれによる加工品質の悪化を低減可能とする。   The control device 16 is connected to the integrated signal calculation device 15 and the laser oscillator 2. The control device 16 obtains the energy value of the laser beam 3 irradiated on the workpiece 12 based on the integration signal input from the integration signal calculation device 15. The control device 16 controls the laser oscillator 2 based on the obtained energy value. The laser processing apparatus 1 can reduce deterioration in processing quality due to a deviation between the energy value of the laser beam 3 for each spot and the specified value by adjusting the number of times the laser beam 3 is emitted for each spot on the workpiece 12. And

なお、制御装置16は、ガルバノスキャナ7,9とテーブル13との制御を行っても良い。ここでは、ガルバノスキャナ7,9とテーブル13との制御についての詳細は省略する。   The control device 16 may control the galvano scanners 7 and 9 and the table 13. Here, the details of the control of the galvano scanners 7 and 9 and the table 13 are omitted.

次に、積分信号算出装置15の構成と動作について説明する。図2は、図1に示す積分信号算出装置15の構成を示す図である。積分信号算出装置15は、部分反射ミラー4にて分岐されたレーザ光14を検出する光検出器である赤外線センサ21を備える。赤外線センサ21は、レーザ光14を受光し検出信号を出力する。赤外線センサ21は、受光したレーザ光14の強度に応じた電圧レベルの検出信号である電気信号31を出力する。赤外線センサ21は、第1の電気信号である電気信号31を出力する。   Next, the configuration and operation of the integral signal calculation device 15 will be described. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the integrated signal calculation device 15 shown in FIG. The integrated signal calculation device 15 includes an infrared sensor 21 that is a photodetector that detects the laser light 14 branched by the partial reflection mirror 4. The infrared sensor 21 receives the laser beam 14 and outputs a detection signal. The infrared sensor 21 outputs an electric signal 31 that is a detection signal having a voltage level corresponding to the intensity of the received laser beam 14. The infrared sensor 21 outputs an electrical signal 31 that is a first electrical signal.

積分信号算出装置15は、オペアンプである増幅回路22を備える。増幅回路22は、赤外線センサ21から出力された電気信号31を増幅して、増幅後の電気信号32を出力する。増幅回路22は、増幅率の変更のための構成を備えていても良い。増幅回路22は、赤外線センサ21と増幅回路22との較正のためのオフセット電圧値35を電気信号31から差し引くことにより電気信号31を補正し、補正後の電気信号31である第2の電気信号を増幅する。増幅回路22は、赤外線センサ21と増幅回路22とのオフセット電圧による誤差がキャンセルされた電気信号31である第2の電気信号を増幅して、増幅後の第2の電気信号である電気信号32を出力する。   The integrated signal calculation device 15 includes an amplifier circuit 22 that is an operational amplifier. The amplification circuit 22 amplifies the electrical signal 31 output from the infrared sensor 21 and outputs an amplified electrical signal 32. The amplifier circuit 22 may have a configuration for changing the amplification factor. The amplifying circuit 22 corrects the electric signal 31 by subtracting the offset voltage value 35 for calibration of the infrared sensor 21 and the amplifying circuit 22 from the electric signal 31, and the second electric signal which is the corrected electric signal 31. Amplify. The amplifying circuit 22 amplifies the second electric signal that is the electric signal 31 in which the error due to the offset voltage between the infrared sensor 21 and the amplifying circuit 22 is canceled, and the electric signal 32 that is the amplified second electric signal. Is output.

積分信号算出装置15は、増幅回路22からの電気信号32を積分する第1の積分回路23と第2の積分回路24とを備える。第1の積分回路23と第2の積分回路24とは、増幅回路であるオペアンプとコンデンサとを含む積分回路である。第1の積分回路23と第2の積分回路24とは、並列に接続されている。   The integration signal calculation device 15 includes a first integration circuit 23 and a second integration circuit 24 that integrate the electric signal 32 from the amplification circuit 22. The first integration circuit 23 and the second integration circuit 24 are integration circuits including an operational amplifier that is an amplifier circuit and a capacitor. The first integration circuit 23 and the second integration circuit 24 are connected in parallel.

第1の積分回路23は、レーザ発振器2の動作中でレーザ光3がオンであるときに赤外線センサ21および増幅回路22から出力される検出信号である電気信号32をパルスごとに積分する。第1の積分回路23は、積分指令信号37により指定される第1の積分時間において電気信号32を積分する。第1の積分回路23は、入力された電気信号32の時間積分に比例した第1の積分信号33を出力する。第1の積分回路23による積分結果である第1の積分信号33は、レーザ光14の強度の時間積分を表す。第1の積分回路23は、1パルスごとに電気信号32を積分する。   The first integration circuit 23 integrates an electric signal 32 that is a detection signal output from the infrared sensor 21 and the amplification circuit 22 for each pulse when the laser oscillator 3 is on during the operation of the laser oscillator 2. The first integration circuit 23 integrates the electric signal 32 in a first integration time designated by the integration command signal 37. The first integration circuit 23 outputs a first integration signal 33 that is proportional to the time integration of the input electrical signal 32. A first integration signal 33 that is an integration result by the first integration circuit 23 represents time integration of the intensity of the laser light 14. The first integration circuit 23 integrates the electric signal 32 for each pulse.

第2の積分回路24は、レーザ発振器2の動作中でレーザ光3がオフであるときに赤外線センサ21および増幅回路22から出力される検出信号である電気信号32を積分する。第2の積分回路24は、積分指令信号38により指定される第2の積分時間において電気信号32を積分する。第2の積分回路24は、入力された電気信号32の時間積分に比例した第2の積分信号34を出力する。第2の積分回路24による積分結果である第2の積分信号34は、赤外線センサ21と増幅回路22とにおけるオフセット電圧の時間積分を表す。第2の積分回路24は、パルスの間隔ごとに電気信号32を積分する。   The second integration circuit 24 integrates an electric signal 32 that is a detection signal output from the infrared sensor 21 and the amplification circuit 22 when the laser beam 3 is off during the operation of the laser oscillator 2. The second integration circuit 24 integrates the electric signal 32 in the second integration time specified by the integration command signal 38. The second integration circuit 24 outputs a second integration signal 34 proportional to the time integration of the input electrical signal 32. A second integration signal 34 that is an integration result of the second integration circuit 24 represents time integration of the offset voltage in the infrared sensor 21 and the amplifier circuit 22. The second integration circuit 24 integrates the electric signal 32 at every pulse interval.

積分信号算出装置15は、第1の積分回路23の出力である第1の積分信号33と第2の積分回路24の出力である第2の積分信号34とを制御装置16へ出力する。制御装置16は、第2の積分信号34により補正された第1の積分信号33を用いて、次に発振するレーザ光3を制御する。制御装置16からのオフセット電圧値35と、積分指令信号37,38と、ゲイン信号39とは、積分信号算出装置15へ入力される。   The integration signal calculation device 15 outputs a first integration signal 33 that is the output of the first integration circuit 23 and a second integration signal 34 that is the output of the second integration circuit 24 to the control device 16. The control device 16 controls the laser light 3 to be oscillated next by using the first integrated signal 33 corrected by the second integrated signal 34. The offset voltage value 35, the integration command signals 37 and 38, and the gain signal 39 from the control device 16 are input to the integration signal calculation device 15.

図3は、図1に示す制御装置16の機能構成を示すブロック図である。制御部40は、制御装置16の各機能部を制御する機能部である。制御部40は、各機能部間の信号の受け渡しを統括する。第1の積分信号入力部41は、積分信号算出装置15からの第1の積分信号33を受け付ける機能部である。第1の積分信号入力部41は、入力された第1の積分信号33を制御部40へ送る。制御部40は、第1の積分信号33をエネルギー算出部48へ送る。   FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 16 shown in FIG. The control unit 40 is a functional unit that controls each functional unit of the control device 16. The control unit 40 supervises signal exchange between the functional units. The first integration signal input unit 41 is a functional unit that receives the first integration signal 33 from the integration signal calculation device 15. The first integration signal input unit 41 sends the input first integration signal 33 to the control unit 40. The control unit 40 sends the first integration signal 33 to the energy calculation unit 48.

第2の積分信号入力部42は、積分信号算出装置15からの第2の積分信号34を受け付ける機能部である。第2の積分信号入力部42は、入力された第2の積分信号34を制御部40へ送る。制御部40は、第2の積分信号34をオフセット電圧算出部43へ送る。   The second integration signal input unit 42 is a functional unit that receives the second integration signal 34 from the integration signal calculation device 15. The second integration signal input unit 42 sends the input second integration signal 34 to the control unit 40. The control unit 40 sends the second integration signal 34 to the offset voltage calculation unit 43.

オフセット電圧算出部43は、オフセット電圧値35を算出する機能部である。オフセット電圧算出部43は、第2の積分信号34に係数パラメータを掛けることにより、オフセット電圧値35を算出する。オフセット電圧算出部43は、オフセット電圧値35を制御部40へ送る。制御部40は、オフセット電圧値35をオフセット電圧出力部44へ送る。オフセット電圧出力部44は、図2に示す増幅回路22へオフセット電圧値35を出力する機能部である。   The offset voltage calculation unit 43 is a functional unit that calculates the offset voltage value 35. The offset voltage calculation unit 43 calculates an offset voltage value 35 by multiplying the second integration signal 34 by a coefficient parameter. The offset voltage calculation unit 43 sends the offset voltage value 35 to the control unit 40. The control unit 40 sends the offset voltage value 35 to the offset voltage output unit 44. The offset voltage output unit 44 is a functional unit that outputs an offset voltage value 35 to the amplifier circuit 22 shown in FIG.

第1の積分指令出力部45は、図2に示す第1の積分回路23へ積分指令信号37を出力する機能部である。第1の積分時間は、積分指令信号37によって指定される。第2の積分指令出力部46は、図2に示す第2の積分回路24へ積分指令信号38を出力する機能部である。第2の積分時間は、積分指令信号38によって指定される。   The first integration command output unit 45 is a functional unit that outputs an integration command signal 37 to the first integration circuit 23 shown in FIG. The first integration time is specified by the integration command signal 37. The second integration command output unit 46 is a functional unit that outputs an integration command signal 38 to the second integration circuit 24 shown in FIG. The second integration time is specified by the integration command signal 38.

エネルギー算出部48は、オフセット電圧がキャンセルされた電気信号32の積分により得られた第1の積分信号33を基に、被加工物12のスポットに照射するレーザ光3のエネルギー値を算出する機能部である。エネルギー算出部48は、第1の積分信号33に係数パラメータを掛けることにより、スポットごとにおけるレーザ光3のエネルギー値を算出する。エネルギー算出部48で算出されたエネルギー値を、適宜「実測値」と称する。エネルギー算出部48は、スポットごとにおけるレーザ光3のエネルギーの規定値と実測値との差分を算出する。エネルギー算出部48は、規定値と実測値との差分を制御部40へ送る。制御部40は、規定値と実測値との差分をレーザ発振制御部47へ送る。   The energy calculation unit 48 calculates the energy value of the laser beam 3 that irradiates the spot of the workpiece 12 based on the first integrated signal 33 obtained by integrating the electrical signal 32 with the offset voltage canceled. Part. The energy calculation unit 48 calculates the energy value of the laser beam 3 for each spot by multiplying the first integrated signal 33 by a coefficient parameter. The energy value calculated by the energy calculation unit 48 is appropriately referred to as “actual value”. The energy calculation unit 48 calculates the difference between the prescribed value of the energy of the laser beam 3 and the actual measurement value for each spot. The energy calculation unit 48 sends the difference between the specified value and the actual measurement value to the control unit 40. The control unit 40 sends the difference between the specified value and the actual measurement value to the laser oscillation control unit 47.

レーザ発振制御部47は、エネルギーの規定値と実測値との差分を基に、レーザ発振器2によるレーザ光3の発振を制御する機能部である。レーザ発振制御部47は、エネルギーの実測値が規定値より小さい場合、レーザ光3の照射を追加させる制御信号36を生成する。レーザ発振制御部47は、規定値と実測値との差分に応じて、レーザ光3の照射回数を決定する。また、レーザ発振制御部47は、エネルギーの実測値が規定値より大きくなると判定したときに、レーザ光3をオフにする制御信号36を生成する。レーザ発振制御部47は、図2に示すレーザ発振器2へ制御信号36を出力する。   The laser oscillation control unit 47 is a functional unit that controls the oscillation of the laser light 3 by the laser oscillator 2 based on the difference between the prescribed value of energy and the actual measurement value. The laser oscillation control unit 47 generates a control signal 36 for adding irradiation of the laser light 3 when the actual measured value of energy is smaller than the specified value. The laser oscillation control unit 47 determines the number of times of irradiation with the laser light 3 according to the difference between the specified value and the actually measured value. Further, the laser oscillation control unit 47 generates a control signal 36 for turning off the laser beam 3 when it is determined that the actual measured value of energy is larger than the specified value. The laser oscillation control unit 47 outputs a control signal 36 to the laser oscillator 2 shown in FIG.

ゲイン信号出力部49は、ゲイン信号39を生成して、図2に示す増幅回路22へゲイン信号39を出力する機能部である。増幅回路22の増幅率を表すゲインは、ゲイン信号39によって指定される。   The gain signal output unit 49 is a functional unit that generates the gain signal 39 and outputs the gain signal 39 to the amplifier circuit 22 shown in FIG. A gain representing the amplification factor of the amplifier circuit 22 is designated by the gain signal 39.

オフセット電圧記憶部50は、ゲイン信号39により指定可能なゲインの数に相当する数のデータ領域を備える。オフセット電圧記憶部50は、ゲインに対応するオフセット電圧値35を保持する機能部である。ゲインが変更された場合であって、変更後のゲインに対応するオフセット電圧値35がオフセット電圧記憶部50に保持されている場合、制御部40は、変更後のゲインに対応するオフセット電圧値35をオフセット電圧記憶部50から読み出す。制御部40は、読み出されたオフセット電圧値35をオフセット電圧出力部44へ送る。オフセット電圧出力部44は、図2に示す増幅回路22へオフセット電圧値35を出力する。   The offset voltage storage unit 50 includes a number of data areas corresponding to the number of gains that can be specified by the gain signal 39. The offset voltage storage unit 50 is a functional unit that holds an offset voltage value 35 corresponding to the gain. When the gain is changed and the offset voltage value 35 corresponding to the changed gain is held in the offset voltage storage unit 50, the control unit 40 sets the offset voltage value 35 corresponding to the changed gain. Is read from the offset voltage storage unit 50. The control unit 40 sends the read offset voltage value 35 to the offset voltage output unit 44. The offset voltage output unit 44 outputs an offset voltage value 35 to the amplifier circuit 22 shown in FIG.

制御装置16による機能は、ハードウェア構成を使用して実現される。図4は、図1に示す制御装置16のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態において、制御装置16のハードウェア構成は、マイクロコントローラである。制御装置16の機能は、マイクロコントローラにて解析および実行されるプログラム上で実行される。なお、制御装置16の機能の一部は、ワイヤードロジックによるハードウェア上で実行しても良い。   The function by the control device 16 is realized using a hardware configuration. FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the control device 16 shown in FIG. In the embodiment, the hardware configuration of the control device 16 is a microcontroller. The function of the control device 16 is executed on a program analyzed and executed by the microcontroller. Note that some of the functions of the control device 16 may be executed on hardware by wired logic.

制御装置16は、各種処理を実行するプロセッサ51と、各種処理のためのプログラムが格納されるメモリ52とを備える。プロセッサ51とメモリ52とは、バス53を介して互いに接続されている。プロセッサ51は、ロードされたプログラムを展開して、制御装置16によるレーザ加工装置1の制御のための各種処理を実行する。図3に示す制御部40、第1の積分信号入力部41、第2の積分信号入力部42、オフセット電圧算出部43、オフセット電圧出力部44、第1の積分指令出力部45、第2の積分指令出力部46、レーザ発振制御部47、エネルギー算出部48およびゲイン信号出力部49は、プロセッサ51を使用して実現される。オフセット電圧記憶部50は、メモリ52を使用して実現される。   The control device 16 includes a processor 51 that executes various processes, and a memory 52 that stores programs for the various processes. The processor 51 and the memory 52 are connected to each other via a bus 53. The processor 51 expands the loaded program and executes various processes for controlling the laser processing apparatus 1 by the control device 16. The control unit 40, the first integration signal input unit 41, the second integration signal input unit 42, the offset voltage calculation unit 43, the offset voltage output unit 44, the first integration command output unit 45, the second integration signal shown in FIG. The integration command output unit 46, the laser oscillation control unit 47, the energy calculation unit 48, and the gain signal output unit 49 are realized using the processor 51. The offset voltage storage unit 50 is realized using the memory 52.

次に、増幅回路22から出力される電気信号32と、第1の積分回路23から出力される第1の積分信号33とについて説明する。図5は、図2に示す第1の積分信号33について説明する第1の図である。赤外線センサ21と増幅回路22とには、温度の変化により出力電圧が上昇あるいは降下する誤差であるオフセット電圧が生じ得る。また、増幅回路22には、ゲインの変化により出力電圧が上昇あるいは降下する誤差であるオフセット電圧も生じ得る。図5には、赤外線センサ21のオフセット電圧の変動が要因となって出力が変動する温度ドリフトが生じていない場合における電気信号32と、かかる電気信号32の積分により得られた第1の積分信号33とを示している。   Next, the electrical signal 32 output from the amplification circuit 22 and the first integration signal 33 output from the first integration circuit 23 will be described. FIG. 5 is a first diagram for explaining the first integrated signal 33 shown in FIG. The infrared sensor 21 and the amplifier circuit 22 may generate an offset voltage, which is an error in which the output voltage increases or decreases due to a change in temperature. The amplifier circuit 22 may also generate an offset voltage, which is an error that causes the output voltage to rise or fall due to a change in gain. FIG. 5 shows the electric signal 32 when the output drift fluctuates due to the fluctuation of the offset voltage of the infrared sensor 21 and the first integrated signal obtained by integrating the electric signal 32. 33.

赤外線センサ21のオフセット電圧が生じていない場合において、レーザ光3がオフであるとき、電気信号32の電圧レベルは基準値である0Vとなる。増幅回路22におけるオフセット電圧が生じていない場合、増幅回路22は、オフセット電圧による変動を含まない電気信号32を出力する。   When the offset voltage of the infrared sensor 21 is not generated, when the laser beam 3 is off, the voltage level of the electrical signal 32 is 0 V, which is a reference value. When the offset voltage is not generated in the amplifier circuit 22, the amplifier circuit 22 outputs an electrical signal 32 that does not include fluctuation due to the offset voltage.

図3に示す第1の積分指令出力部45は、電気信号32のパルスの立ち上がりより前に積分指令信号37を立ち上げる。第1の積分指令出力部45は、電気信号32の立ち下がりより後に、積分指令信号37を立ち下げる。第1の積分回路23は、積分指令信号37の立ち上がりから立ち下がりまでの時間において電気信号32を積分する。   The first integration command output unit 45 shown in FIG. 3 raises the integration command signal 37 before the rise of the pulse of the electrical signal 32. The first integration command output unit 45 causes the integration command signal 37 to fall after the fall of the electrical signal 32. The first integration circuit 23 integrates the electric signal 32 in the time from the rise to the fall of the integration command signal 37.

第1の積分回路23における電気信号32の時間積分は、電気信号32のパルス波形の面積を求めることに相当する。オフセット電圧による変動を含まない電気信号32が入力されることで、第1の積分回路23は、正確な第1の積分信号33を得ることができる。エネルギー算出部48は、パルスレーザ光の正確なエネルギー値を算出することができる。   The time integration of the electric signal 32 in the first integration circuit 23 corresponds to obtaining the area of the pulse waveform of the electric signal 32. By inputting the electric signal 32 that does not include fluctuation due to the offset voltage, the first integration circuit 23 can obtain an accurate first integration signal 33. The energy calculation unit 48 can calculate an accurate energy value of the pulse laser beam.

図6は、図2に示す第1の積分信号33について説明する第2の図である。図6には、赤外線センサ21に温度ドリフトが生じている場合における電気信号32と、積分指令信号37と、第1の積分信号33とを示している。   FIG. 6 is a second diagram illustrating the first integrated signal 33 shown in FIG. FIG. 6 shows an electrical signal 32, an integration command signal 37, and a first integration signal 33 when a temperature drift occurs in the infrared sensor 21.

赤外線センサ21のオフセット電圧のレベルがプラスレベル、すなわち0Vより高いレベルである場合、レーザ光3がオフであるときの電気信号32の電圧レベルは、プラス側にシフトする。増幅回路22へ入力されるオフセット電圧値35がゼロである場合、増幅回路22は、電圧レベルがプラス側にシフトした電気信号32を出力する。第1の積分回路23は、電圧レベルがプラス側へシフトした第1の積分信号33を得る。   When the level of the offset voltage of the infrared sensor 21 is a plus level, that is, a level higher than 0 V, the voltage level of the electrical signal 32 when the laser beam 3 is off is shifted to the plus side. When the offset voltage value 35 input to the amplifier circuit 22 is zero, the amplifier circuit 22 outputs an electrical signal 32 whose voltage level is shifted to the positive side. The first integration circuit 23 obtains a first integration signal 33 whose voltage level is shifted to the plus side.

赤外線センサ21のオフセット電圧のレベルがマイナスレベル、すなわち0Vより低いレベルである場合、レーザ光3がオフであるときの電気信号32の電圧レベルは、マイナス側にシフトする。増幅回路22へ入力されるオフセット電圧値35がゼロである場合、増幅回路22は、電圧レベルがマイナス側にシフトした電気信号32を出力する。第1の積分回路23は、電圧レベルがマイナス側へシフトした第1の積分信号33を得る。   When the level of the offset voltage of the infrared sensor 21 is a minus level, that is, a level lower than 0 V, the voltage level of the electrical signal 32 when the laser beam 3 is off is shifted to the minus side. When the offset voltage value 35 input to the amplifier circuit 22 is zero, the amplifier circuit 22 outputs an electrical signal 32 whose voltage level is shifted to the minus side. The first integration circuit 23 obtains a first integration signal 33 whose voltage level is shifted to the minus side.

第1の積分信号33の電圧レベルがプラス側あるいはマイナス側へシフトすることで、エネルギー算出部48は、レーザ光3の正確なエネルギー値を算出することが困難となる。実施の形態では、増幅回路22は、第2の積分信号34を基に算出されたオフセット電圧値35を電気信号31から差し引くことで、オフセット電圧による変動が補正された電気信号32を得る。オフセット電圧による変動が補正された電気信号32が入力されることで、第1の積分回路23は、正確な第1の積分信号33を得ることができる。これにより、エネルギー算出部48は、レーザ光3の正確なエネルギー値を算出することが可能となる。   When the voltage level of the first integration signal 33 is shifted to the plus side or the minus side, it is difficult for the energy calculation unit 48 to calculate the accurate energy value of the laser beam 3. In the embodiment, the amplifier circuit 22 obtains the electric signal 32 in which the fluctuation due to the offset voltage is corrected by subtracting the offset voltage value 35 calculated based on the second integrated signal 34 from the electric signal 31. The first integration circuit 23 can obtain an accurate first integration signal 33 by inputting the electric signal 32 in which the fluctuation due to the offset voltage is corrected. Thereby, the energy calculation unit 48 can calculate an accurate energy value of the laser beam 3.

次に、レーザ加工装置1による電気信号32の補正のための動作のタイミングについて説明する。図7は、図1に示すレーザ加工装置1による電気信号32の補正のための動作について説明する図である。図8は、図7に示す電気信号32について説明する図である。   Next, the timing of the operation for correcting the electric signal 32 by the laser processing apparatus 1 will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining an operation for correcting the electric signal 32 by the laser processing apparatus 1 shown in FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the electrical signal 32 shown in FIG.

オフセット電圧算出部43は、パルスレーザ光がオンである期間と、次のパルスレーザ光がオンである期間との間の、パルスレーザ光がオフである期間において、オフセット電圧値35を算出する。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光がオフである期間において、補正のための動作を行う。レーザ加工装置1は、補正のための動作を行ってから、次のパルスレーザ光がオンである期間とさらに次のパルスレーザ光がオンである期間との間にも、補正のための動作を行う。レーザ加工装置1は、1発のパルスレーザ光の出射と補正のための動作とを交互に繰り返す。   The offset voltage calculation unit 43 calculates an offset voltage value 35 in a period in which the pulse laser beam is off between a period in which the pulse laser beam is on and a period in which the next pulse laser beam is on. The laser processing apparatus 1 performs an operation for correction during a period in which the pulse laser beam is off. After performing the operation for correction, the laser processing apparatus 1 performs the operation for correction between a period when the next pulse laser beam is on and a period when the next pulse laser beam is on. Do. The laser processing apparatus 1 alternately repeats the emission of one pulse laser beam and the operation for correction.

レーザ加工装置1は、複数のパルスレーザ光を出射して、被加工物12を加工する。被加工物12へ進行するパルスレーザ光から分岐されたレーザ光14は、赤外線センサ21へ連続して入力される。パルスレーザ光がオフである期間における補正が行われない場合、図8にて二点鎖線により示すように、時間が経つにしたがい電気信号32の電圧レベルと基準値との間のずれが大きくなる。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光がオンである期間と次のパルスレーザ光がオンである期間との間に補正を行うことで、図8にて実線により示すように、電気信号32の電圧レベルと基準値との間のずれを少なくすることができる。   The laser processing apparatus 1 processes a workpiece 12 by emitting a plurality of pulsed laser beams. The laser beam 14 branched from the pulsed laser beam traveling to the workpiece 12 is continuously input to the infrared sensor 21. When correction is not performed in a period in which the pulse laser beam is off, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 8, the deviation between the voltage level of the electrical signal 32 and the reference value increases with time. . The laser processing apparatus 1 performs correction between the period in which the pulse laser beam is on and the period in which the next pulse laser beam is on, so that the voltage of the electric signal 32 is indicated by a solid line in FIG. Deviation between the level and the reference value can be reduced.

第1の積分指令出力部45は、パルスレーザ光の出射が開始される前に、積分指令信号37をオフからオンに切り換える。パルスレーザ光が出射されている間、増幅回路22は、パルスレーザ光の強度に応じた電圧レベルの電気信号32を出力する。パルスレーザ光の出射が停止された後、第1の積分信号入力部41に第1の積分信号33が入力される。第1の積分回路23は、積分時間T11において電気信号32を積分する。積分時間T11は、積分指令信号37の立ち上がり時から第1の積分信号入力部41への第1の積分信号33の入力が開始されるまでの時間である。   The first integration command output unit 45 switches the integration command signal 37 from OFF to ON before emission of pulsed laser light is started. While the pulse laser beam is emitted, the amplifier circuit 22 outputs an electric signal 32 having a voltage level corresponding to the intensity of the pulse laser beam. After the emission of the pulse laser beam is stopped, the first integration signal 33 is input to the first integration signal input unit 41. The first integration circuit 23 integrates the electric signal 32 at the integration time T11. The integration time T11 is a time from when the integration command signal 37 rises until the input of the first integration signal 33 to the first integration signal input unit 41 is started.

第1の積分信号入力部41は、パルスレーザ光の出射が停止された後の測定時間T12において、アナログ信号である第1の積分信号33を読み取る。ここで、第1の積分信号入力部41での第1の積分信号33の読み取りを、第1の積分信号33の測定と称する。第1の積分信号入力部41は、第1の積分信号33の測定のためのアナログデジタル(Analog to Digital,AD)変換を実施する。   The first integration signal input unit 41 reads the first integration signal 33 that is an analog signal at the measurement time T12 after the emission of the pulsed laser beam is stopped. Here, reading of the first integration signal 33 at the first integration signal input unit 41 is referred to as measurement of the first integration signal 33. The first integration signal input unit 41 performs analog to digital (AD) conversion for measuring the first integration signal 33.

第1の積分信号入力部41での第1の積分信号33の測定が終わるタイミングにおいて、第1の積分指令出力部45は、積分指令信号37をオンからオフに切り換える。第1の積分回路23は、積分指令信号37がオンからオフに切り換えられてからの放電時間T13において、コンデンサに蓄積された電荷を放出する。   At the timing when the measurement of the first integration signal 33 at the first integration signal input unit 41 ends, the first integration command output unit 45 switches the integration command signal 37 from on to off. The first integration circuit 23 releases the electric charge accumulated in the capacitor at the discharge time T13 after the integration command signal 37 is switched from on to off.

第2の積分指令出力部46は、第1の積分信号入力部41による第1の積分信号33の測定が開始されるタイミングにて、積分指令信号38をオフからオンに切り換える。パルスレーザ光の出射が停止されている間、増幅回路22は、赤外線センサ21と増幅回路22とのオフセット電圧のレベルに応じた電気信号32を出力する。次のパルスレーザ光の出射が開始される前に、第2の積分信号入力部42に第2の積分信号34が入力される。第2の積分回路24は、積分時間T21において電気信号32を積分する。積分時間T21は、積分指令信号38の立ち上がり時から第2の積分信号入力部42への第2の積分信号34の入力が開始されるまでの時間である。   The second integration command output unit 46 switches the integration command signal 38 from OFF to ON at the timing when the measurement of the first integration signal 33 by the first integration signal input unit 41 is started. While the emission of the pulse laser beam is stopped, the amplification circuit 22 outputs an electrical signal 32 corresponding to the level of the offset voltage between the infrared sensor 21 and the amplification circuit 22. Before the emission of the next pulse laser beam is started, the second integration signal 34 is input to the second integration signal input unit 42. The second integration circuit 24 integrates the electric signal 32 at the integration time T21. The integration time T21 is the time from when the integration command signal 38 rises until the input of the second integration signal 34 to the second integration signal input unit 42 is started.

第2の積分信号入力部42は、測定時間T22において、アナログ信号である第2の積分信号34を読み取る。ここで、第2の積分信号入力部42での第2の積分信号34の読み取りを、第2の積分信号34の測定と称する。第2の積分信号入力部42は、第2の積分信号34の測定のためのAD変換を実施する。   The second integration signal input unit 42 reads the second integration signal 34 that is an analog signal at the measurement time T22. Here, reading of the second integrated signal 34 at the second integrated signal input unit 42 is referred to as measurement of the second integrated signal 34. The second integration signal input unit 42 performs AD conversion for measuring the second integration signal 34.

第2の積分信号入力部42での第2の積分信号34の測定が終わるタイミングにおいて、第2の積分指令出力部46は、積分指令信号38をオンからオフに切り換える。第2の積分回路24は、積分指令信号38がオンからオフに切り換えられてからの放電時間T23において、コンデンサに蓄積された電荷を放出する。   At the timing when the measurement of the second integration signal 34 at the second integration signal input unit 42 ends, the second integration command output unit 46 switches the integration command signal 38 from on to off. The second integration circuit 24 releases the charge accumulated in the capacitor at the discharge time T23 after the integration command signal 38 is switched from on to off.

仮に、パルスレーザ光のエネルギー値の算出のための積分とオフセット電圧値35の算出のための積分とに1つの積分回路が用いられる場合、パルスレーザ光のエネルギー値の算出のための積分の後の測定および放電より後に、オフセット電圧値35の算出のための積分が開始される。   If one integration circuit is used for the integration for calculating the energy value of the pulse laser beam and the integration for calculating the offset voltage value 35, the integration is performed after the integration for calculating the energy value of the pulse laser beam. After measurement and discharge, integration for calculating the offset voltage value 35 is started.

これに対して、実施の形態にかかるレーザ加工装置1は、第1の積分信号33の測定と第1の積分回路23の放電とに並行して、第2の積分回路24により電気信号32を積分可能とする。レーザ加工装置1は、第1の積分信号33についての測定時間T12と放電時間T13を待たずに、オフセット電圧値35の算出のための積分時間T21を開始できる。レーザ加工装置1は、第1の積分回路23と第2の積分回路24とが設けられたことで、1つの積分回路が用いられる場合より長い積分時間T21を確保することができる。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光の出射間隔が短い場合においても、長い積分時間T21の確保が可能となる。   On the other hand, the laser processing apparatus 1 according to the embodiment outputs the electric signal 32 by the second integration circuit 24 in parallel with the measurement of the first integration signal 33 and the discharge of the first integration circuit 23. Enable integration. The laser processing apparatus 1 can start the integration time T21 for calculating the offset voltage value 35 without waiting for the measurement time T12 and the discharge time T13 for the first integration signal 33. Since the laser processing apparatus 1 is provided with the first integration circuit 23 and the second integration circuit 24, it is possible to ensure a longer integration time T21 than when one integration circuit is used. The laser processing apparatus 1 can ensure a long integration time T21 even when the pulse laser beam emission interval is short.

レーザ発振器2の発振周波数が10kHz、パルスの間隔が100μ秒であって、積分時間T11を55μ秒、測定時間T12,T22を5μ秒、放電時間T13,T23を10μ秒と設定した場合に、積分時間T21は45μ秒とすることができる。レーザ加工装置1は、長い積分時間T21を確保可能とすることで、オフセット電圧値35を正確に算出することが可能となる。   Integration is performed when the oscillation frequency of the laser oscillator 2 is 10 kHz, the pulse interval is 100 μsec, the integration time T11 is 55 μsec, the measurement times T12 and T22 are 5 μsec, and the discharge times T13 and T23 are 10 μsec. The time T21 can be 45 microseconds. The laser processing apparatus 1 can accurately calculate the offset voltage value 35 by ensuring a long integration time T21.

なお、レーザ加工装置1は、1発のパルスレーザ光が出射されるごとに電気信号32を補正しても良く、複数発のパルスレーザ光が出射されるごとに電気信号32を補正しても良い。   The laser processing apparatus 1 may correct the electric signal 32 every time one pulse laser beam is emitted, or correct the electric signal 32 every time a plurality of pulse laser beams are emitted. good.

次に、第1の積分回路23における積分時間T11を可変とする場合について説明する。第1の積分指令出力部45は、積分指令信号37により指定される積分時間T11を可変としても良い。レーザ加工装置1は、レーザ発振器2の発振周波数あるいはパルス幅に応じて積分時間T11を変更しても良い。   Next, a case where the integration time T11 in the first integration circuit 23 is variable will be described. The first integration command output unit 45 may change the integration time T11 specified by the integration command signal 37. The laser processing apparatus 1 may change the integration time T11 according to the oscillation frequency or pulse width of the laser oscillator 2.

図9は、図2に示す積分指令信号37により指定される積分時間T11を可変とした場合について説明する図である。第1の積分指令出力部45は、レーザ発振器2の発振周波数あるいはパルス幅を基に、積分時間を算出する。第1の積分指令出力部45は、パルスレーザ光の出射が開始される前に、積分指令信号37をオフからオンに切り換える。第1の積分指令出力部45は、積分指令信号37をオフからオンに切り換えてから、積分時間T11が経過したときに、積分指令信号37をオンからオフに切り換える。   FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the integration time T11 specified by the integration command signal 37 shown in FIG. 2 is variable. The first integration command output unit 45 calculates an integration time based on the oscillation frequency or pulse width of the laser oscillator 2. The first integration command output unit 45 switches the integration command signal 37 from OFF to ON before emission of pulsed laser light is started. The first integration command output unit 45 switches the integration command signal 37 from ON to OFF when the integration time T11 has elapsed since the integration command signal 37 was switched from OFF to ON.

仮に、積分時間T11が60μ秒で不変であった場合において、電気信号32のパルス幅が60μ秒であったとする。この場合、電気信号32のパルスの立ち上がりより前に積分時間T11が開始されることで、電気信号32のパルスが立ち下がるより前に積分時間T11が終了する。このため、電気信号32のパルスの一部が積分されないことになる。実施の形態にかかるレーザ加工装置1は、かかる電気信号32のパルスについては、積分時間T11を60μ秒より長い時間を適宜設定する。レーザ加工装置1は、積分時間T11を110μ秒と設定し得る。これにより、レーザ加工装置1は、電気信号32のパルスの一部が積分されないという事態を回避できる。   Suppose that the pulse width of the electric signal 32 is 60 μs when the integration time T11 is unchanged at 60 μs. In this case, the integration time T11 is started before the rise of the pulse of the electric signal 32, so that the integration time T11 ends before the pulse of the electric signal 32 falls. For this reason, a part of the pulse of the electric signal 32 is not integrated. The laser processing apparatus 1 according to the embodiment appropriately sets the integration time T11 longer than 60 μsec for the pulse of the electric signal 32. The laser processing apparatus 1 can set the integration time T11 to 110 μsec. Thereby, the laser processing apparatus 1 can avoid the situation where a part of pulse of the electric signal 32 is not integrated.

仮に、積分時間T11が120μ秒で不変であった場合において、パルス幅が20μ秒である2つの電気信号32のパルスが連続していたとする。この場合、電気信号32の2つのパルスが分離されず一括して積分されることとなる。実施の形態にかかるレーザ加工装置1は、かかる電気信号32のパルスについては積分時間T11を120μ秒より短い時間を適宜設定する。レーザ加工装置1は、積分時間T11を70μ秒と設定し得る。これにより、レーザ加工装置1は、電気信号32の2つのパルスが分離されずに積分されるという事態を回避できる。   Suppose that when the integration time T11 is invariable at 120 μs, two pulses of the electric signal 32 having a pulse width of 20 μs are continuous. In this case, the two pulses of the electric signal 32 are integrated without being separated. The laser processing apparatus 1 according to the embodiment appropriately sets an integration time T11 shorter than 120 μsec for the pulse of the electric signal 32. The laser processing apparatus 1 can set the integration time T11 to 70 μsec. Thereby, the laser processing apparatus 1 can avoid the situation where the two pulses of the electric signal 32 are integrated without being separated.

レーザ加工装置1は、積分時間T11を可変としたことで、パルスの期間における信号の一部が積分されない、あるいは複数のパルスの期間における信号から1つの積分信号への積分がなされる、といった不具合を回避することができる。レーザ加工装置1は、発振周波数あるいはパルス幅が変化する場合であっても、パルスレーザ光ごとのエネルギー量を算出することができる。   The laser processing apparatus 1 has a variable integration time T11 so that a part of the signal in the pulse period is not integrated, or the signal in the plurality of pulse periods is integrated into one integrated signal. Can be avoided. The laser processing apparatus 1 can calculate the amount of energy for each pulse laser beam even when the oscillation frequency or the pulse width changes.

次に、増幅回路22のゲインを可変とする場合について説明する。ゲイン信号出力部49は、ゲイン信号39により指定されるゲインを可変としても良い。レーザ加工装置1は、レーザ発振器2から出力されるパルスレーザ光の強度に応じて、増幅回路22のゲインを変更しても良い。   Next, a case where the gain of the amplifier circuit 22 is variable will be described. The gain signal output unit 49 may change the gain specified by the gain signal 39. The laser processing apparatus 1 may change the gain of the amplifier circuit 22 according to the intensity of the pulsed laser light output from the laser oscillator 2.

図10は、図1に示す増幅回路22のゲインを可変とした場合について説明する図である。ゲイン信号出力部49は、パルスレーザ光のエネルギー値に応じてゲインを設定する。ゲイン信号出力部49は、当該ゲインの指定を含めたゲイン信号39を生成する。   FIG. 10 is a diagram illustrating a case where the gain of the amplifier circuit 22 shown in FIG. 1 is variable. The gain signal output unit 49 sets the gain according to the energy value of the pulse laser beam. The gain signal output unit 49 generates a gain signal 39 including the designation of the gain.

増幅回路22は、電気信号31からオフセット電圧値35を差し引くことにより電気信号31を補正し、補正後の電気信号31を増幅する。増幅回路22は、オフセット電圧がキャンセルされた電気信号31を増幅して、増幅後の電気信号32を出力する。   The amplification circuit 22 corrects the electrical signal 31 by subtracting the offset voltage value 35 from the electrical signal 31, and amplifies the corrected electrical signal 31. The amplifier circuit 22 amplifies the electrical signal 31 from which the offset voltage has been canceled, and outputs the amplified electrical signal 32.

図10に示すレベルLは、第1の積分信号入力部41による測定が可能である第1の積分信号33の電圧レベルの上限を表している。仮に、ゲインを固定とした場合、赤外線センサ21へ入射するレーザ光14のエネルギー値が高いことで、第1の積分信号33の電圧レベルがレベルLを超えることがあり得る。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光のエネルギー値が高い場合において増幅回路22のゲインを下げることで、レベルLより低い電圧レベルの第1の積分信号33を得る。レーザ加工装置1は、第1の積分信号入力部41による第1の積分信号33の測定が可能となる。図10に示す例では、第1の積分信号33の電圧レベルがレベルLを超える程度にまでパルスレーザ光のエネルギー値が高い場合において、ゲインを10倍に設定している。このように、レーザ加工装置1は、基準値である0VからレベルLまでの範囲である制御装置16の入力可能範囲に、第1の積分信号33の電圧レベルを収める。   The level L shown in FIG. 10 represents the upper limit of the voltage level of the first integration signal 33 that can be measured by the first integration signal input unit 41. If the gain is fixed, the voltage level of the first integration signal 33 may exceed the level L because the energy value of the laser light 14 incident on the infrared sensor 21 is high. The laser processing apparatus 1 obtains the first integration signal 33 having a voltage level lower than the level L by lowering the gain of the amplification circuit 22 when the energy value of the pulse laser beam is high. The laser processing apparatus 1 can measure the first integrated signal 33 by the first integrated signal input unit 41. In the example shown in FIG. 10, the gain is set to 10 times when the energy value of the pulsed laser beam is high enough that the voltage level of the first integration signal 33 exceeds the level L. As described above, the laser processing apparatus 1 stores the voltage level of the first integration signal 33 in the input possible range of the control device 16 that is the range from 0 V as the reference value to the level L.

また、ゲインを固定とした場合、赤外線センサ21へ入射するレーザ光14のエネルギー値が低いことで、第1の積分信号33の信号対雑音比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)が低下することがあり得る。第1の積分信号33のSNRが低下することで、第1の積分信号入力部41による第1の積分信号33の正確な測定が困難となる。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光のエネルギー値が低い場合において増幅回路22のゲインを上げることで、第1の積分信号入力部41による第1の積分信号33の正確な測定が可能となる。図10に示す例では、第1の積分信号33のSNRが低下する程度にまでパルスレーザ光のエネルギー値が低い場合において、ゲインを20倍に設定している。このように、レーザ加工装置1は、SNRの低下を抑制し得る程度の第1の積分信号33の電圧レベルを維持する。   Further, when the gain is fixed, the signal-to-noise ratio (SNR) of the first integrated signal 33 is lowered because the energy value of the laser light 14 incident on the infrared sensor 21 is low. It can happen. Since the SNR of the first integration signal 33 is reduced, it is difficult to accurately measure the first integration signal 33 by the first integration signal input unit 41. The laser processing apparatus 1 can accurately measure the first integration signal 33 by the first integration signal input unit 41 by increasing the gain of the amplification circuit 22 when the energy value of the pulse laser beam is low. In the example shown in FIG. 10, the gain is set to 20 times when the energy value of the pulse laser beam is low enough to reduce the SNR of the first integrated signal 33. In this way, the laser processing apparatus 1 maintains the voltage level of the first integration signal 33 to such an extent that the decrease in SNR can be suppressed.

次に、パルスレーザ光の出射ごとにおけるゲインの切り替えについて説明する。ゲイン信号出力部49は、パルスレーザ光の出射が開始される前に、増幅回路22へゲイン信号39を送る。増幅回路22は、ゲイン信号39にしたがってゲインを切り替える。   Next, a description will be given of the switching of the gain every time the pulse laser beam is emitted. The gain signal output unit 49 sends the gain signal 39 to the amplifier circuit 22 before the emission of the pulse laser beam is started. The amplifier circuit 22 switches the gain according to the gain signal 39.

オフセット電圧算出部43は、ゲインの変更によるオフセット電圧値35の算出結果の変動を回避するために、ゲインに応じて係数パラメータを変更する。エネルギー算出部48は、ゲインの変更によるエネルギーの実測値の算出結果の変動を回避するために、ゲインに応じて係数パラメータを変更する。   The offset voltage calculation unit 43 changes the coefficient parameter according to the gain in order to avoid fluctuations in the calculation result of the offset voltage value 35 due to the gain change. The energy calculation unit 48 changes the coefficient parameter in accordance with the gain in order to avoid fluctuations in the calculation result of the actual measured value of energy due to the change in gain.

増幅回路22のオフセット電圧は、ゲインに応じて変化する。レーザ加工装置1は、ゲインが変更されると、オフセット電圧による増幅回路22の出力の変動を補正する。増幅回路22のゲインが変更されると、第2の積分指令出力部46は、第2の積分回路24へ積分指令信号38を出力する。第2の積分回路24は、パルスレーザ光の出射が停止されているときにおける電気信号32を積分して、第2の積分信号入力部42へ第2の積分信号34を送る。   The offset voltage of the amplifier circuit 22 changes according to the gain. When the gain is changed, the laser processing apparatus 1 corrects the fluctuation in the output of the amplifier circuit 22 due to the offset voltage. When the gain of the amplifier circuit 22 is changed, the second integration command output unit 46 outputs the integration command signal 38 to the second integration circuit 24. The second integration circuit 24 integrates the electric signal 32 when the emission of the pulsed laser beam is stopped, and sends a second integration signal 34 to the second integration signal input unit 42.

オフセット電圧算出部43は、第2の積分信号入力部42による第2の積分信号34の測定結果に、ゲインに応じて変更された係数パラメータを掛けることにより、オフセット電圧値35を算出する。これにより、オフセット電圧出力部44は、ゲインが変更されたときに、増幅回路22へ出力するオフセット電圧値35を更新する。   The offset voltage calculation unit 43 calculates the offset voltage value 35 by multiplying the measurement result of the second integration signal 34 by the second integration signal input unit 42 by the coefficient parameter changed according to the gain. Thereby, the offset voltage output unit 44 updates the offset voltage value 35 output to the amplifier circuit 22 when the gain is changed.

レーザ加工装置1による被加工物12の加工が開始されると、レーザ発振制御部47は、レーザ発振器2へ制御信号36を送る。第1の積分回路23は、パルスレーザ光が出射されているときにおける電気信号32を積分して、第1の積分信号入力部41へ第1の積分信号33を送る。エネルギー算出部48は、第1の積分信号入力部41による第1の積分信号33の測定結果に、ゲインに応じて変更された係数パラメータを掛けることにより、パルスレーザ光のエネルギーの実測値を算出する。   When the processing of the workpiece 12 by the laser processing apparatus 1 is started, the laser oscillation control unit 47 sends a control signal 36 to the laser oscillator 2. The first integration circuit 23 integrates the electrical signal 32 when the pulse laser beam is emitted, and sends a first integration signal 33 to the first integration signal input unit 41. The energy calculation unit 48 calculates the actual measurement value of the energy of the pulsed laser light by multiplying the measurement result of the first integration signal 33 by the first integration signal input unit 41 by the coefficient parameter changed according to the gain. To do.

このように、レーザ加工装置1は、増幅回路22のゲインが変更された場合に、オフセット電圧値35を更新して増幅回路22の出力を補正する。また、レーザ加工装置1は、ゲインに応じて係数パラメータを変更する。これにより、レーザ加工装置1は、ゲインが切り替えられた場合においても、パルスレーザ光の正確なエネルギー値を算出することができる。   Thus, when the gain of the amplifier circuit 22 is changed, the laser processing apparatus 1 updates the offset voltage value 35 and corrects the output of the amplifier circuit 22. Moreover, the laser processing apparatus 1 changes a coefficient parameter according to a gain. Thereby, the laser processing apparatus 1 can calculate an accurate energy value of the pulse laser beam even when the gain is switched.

次に、ゲインの設定について説明する。同じ条件による発振を指示する制御信号36がレーザ発振器2へ入力される場合であっても、レーザ発振器2から出力されるパルスレーザ光の強度は加工ごとに変動することがある。以下、制御信号36により指示される条件を、加工条件と称する。   Next, gain setting will be described. Even when the control signal 36 instructing oscillation under the same conditions is input to the laser oscillator 2, the intensity of the pulsed laser light output from the laser oscillator 2 may vary from processing to processing. Hereinafter, the condition indicated by the control signal 36 is referred to as a machining condition.

加工の前に、レーザ加工装置1は、加工条件ごとのパルスレーザ光を順次出射させて、エネルギー算出部48にてパルスレーザ光のエネルギー値を算出することにより、各加工条件におけるパルスレーザ光のエネルギーを測定する。レーザ加工装置1は、ゲイン信号出力部49にて指定されるゲインを変更しながらエネルギーを測定する。ゲイン信号出力部49は、上述の入力可能範囲に第1の積分信号33の電圧レベルを収めるとともに、SNRの低下を抑制し得る程度の第1の積分信号33の電圧レベルを維持可能なゲインを、各加工条件について選択する。これにより、レーザ加工装置1は、加工条件ごとにゲインを調整して、加工に適するゲインを設定する。   Before processing, the laser processing apparatus 1 sequentially emits pulsed laser light for each processing condition, and the energy calculation unit 48 calculates the energy value of the pulsed laser light, so that the pulsed laser light in each processing condition is calculated. Measure energy. The laser processing apparatus 1 measures energy while changing the gain designated by the gain signal output unit 49. The gain signal output unit 49 has a gain capable of keeping the voltage level of the first integration signal 33 within the above-described input-capable range and maintaining the voltage level of the first integration signal 33 to an extent that can suppress a decrease in SNR. Select for each processing condition. Thereby, the laser processing apparatus 1 adjusts a gain for every processing condition, and sets the gain suitable for a process.

次に、オフセット電圧記憶部50によるオフセット電圧値35の保持について説明する。増幅回路22のオフセット電圧はゲインに応じて変化するため、レーザ加工装置1は、加工中においてゲインが変更された場合、オフセット電圧値35を更新する。   Next, holding of the offset voltage value 35 by the offset voltage storage unit 50 will be described. Since the offset voltage of the amplifier circuit 22 changes according to the gain, the laser processing apparatus 1 updates the offset voltage value 35 when the gain is changed during processing.

変更後のゲインに対応するオフセット電圧値35がオフセット電圧記憶部50に保持されている場合、オフセット電圧出力部44は、変更後のゲインに対応するオフセット電圧値35をオフセット電圧記憶部50から読み出し、読み出されたオフセット電圧値35を出力する。   When the offset voltage value 35 corresponding to the changed gain is held in the offset voltage storage unit 50, the offset voltage output unit 44 reads the offset voltage value 35 corresponding to the changed gain from the offset voltage storage unit 50. The read offset voltage value 35 is output.

一方、変更後のゲインに対応するオフセット電圧値35がオフセット電圧記憶部50に保持されていない場合、オフセット電圧算出部43は、オフセット電圧値35を算出し、算出されたオフセット電圧値35をオフセット電圧出力部44へ出力する。また、オフセット電圧算出部43は、算出されたオフセット電圧値35をオフセット電圧記憶部50へ送る。オフセット電圧記憶部50は、データ領域にオフセット電圧値35を格納する。   On the other hand, when the offset voltage value 35 corresponding to the changed gain is not held in the offset voltage storage unit 50, the offset voltage calculation unit 43 calculates the offset voltage value 35 and offsets the calculated offset voltage value 35. The voltage is output to the voltage output unit 44. Further, the offset voltage calculation unit 43 sends the calculated offset voltage value 35 to the offset voltage storage unit 50. The offset voltage storage unit 50 stores the offset voltage value 35 in the data area.

レーザ加工装置1は、増幅回路22に設定可能な各ゲインに対応するオフセット電圧値35をオフセット電圧記憶部50に保持することで、ゲインの切り替え時におけるオフセット電圧値35の算出を省くことができる。レーザ加工装置1は、ゲインの切り替えによるオフセット電圧値35の更新に要する処理を低減でき、かつ更新に要する時間を短縮できる。   The laser processing apparatus 1 can save the calculation of the offset voltage value 35 at the time of gain switching by holding the offset voltage value 35 corresponding to each gain that can be set in the amplification circuit 22 in the offset voltage storage unit 50. . The laser processing apparatus 1 can reduce the process required for updating the offset voltage value 35 by switching the gain, and can shorten the time required for the update.

レーザ加工装置1は、加工時以外のときに、増幅回路22にて取り得る全てのゲインについてオフセット電圧値35を算出して、オフセット電圧記憶部50の各データ領域にオフセット電圧値35を格納しても良い。レーザ加工装置1は、加工が行われない時間が一定時間以上続いたときに、オフセット電圧値35の算出および格納を行っても良い。レーザ加工装置1は、次に加工が開始されるより前に、全てのゲインについてオフセット電圧値35を保持することで、加工時におけるオフセット電圧値35の算出を省くことができる。   The laser processing apparatus 1 calculates the offset voltage value 35 for all gains that can be obtained by the amplifier circuit 22 at times other than during processing, and stores the offset voltage value 35 in each data area of the offset voltage storage unit 50. May be. The laser processing apparatus 1 may calculate and store the offset voltage value 35 when the time during which processing is not performed continues for a certain time or more. The laser processing apparatus 1 can omit the calculation of the offset voltage value 35 during processing by holding the offset voltage values 35 for all gains before the next processing is started.

オフセット電圧算出部43は、増幅回路22に設定可能な全てのゲインについてのオフセット電圧値35の算出に代えて、増幅回路22に設定可能なゲインのうちの最大ゲインと最小ゲインとについてオフセット電圧値35を算出しても良い。この場合において、オフセット電圧算出部43は、最大ゲインについてのオフセット電圧値35と最小ゲインについてのオフセット電圧値35との線形補間により、最大ゲインおよび最小ゲイン以外のゲインについてのオフセット電圧値35を求めても良い。この場合も、レーザ加工装置1は、全てのゲインについてオフセット電圧値35を保持することができる。   The offset voltage calculation unit 43 replaces the calculation of the offset voltage value 35 for all gains that can be set in the amplifier circuit 22 with respect to the maximum gain and the minimum gain among the gains that can be set in the amplifier circuit 22. 35 may be calculated. In this case, the offset voltage calculation unit 43 obtains the offset voltage value 35 for gains other than the maximum gain and the minimum gain by linear interpolation between the offset voltage value 35 for the maximum gain and the offset voltage value 35 for the minimum gain. May be. Also in this case, the laser processing apparatus 1 can hold the offset voltage value 35 for all gains.

なお、図2に示す積分信号算出装置15の構成要素の一部あるいは全部は、制御装置16に設けられることとしても良い。エネルギー算出部48は、第1の積分信号33に代えて、パルスレーザ光がオンであるときの電気信号32を用いてエネルギー値を算出しても良い。オフセット電圧算出部43は、第2の積分信号34に代えて、パルスレーザ光がオフであるときの電気信号32を用いてオフセット電圧値35を算出しても良い。   Note that some or all of the components of the integrated signal calculation device 15 shown in FIG. 2 may be provided in the control device 16. The energy calculation unit 48 may calculate the energy value using the electric signal 32 when the pulsed laser beam is on instead of the first integration signal 33. The offset voltage calculation unit 43 may calculate the offset voltage value 35 using the electric signal 32 when the pulse laser beam is off, instead of the second integration signal 34.

実施の形態によると、レーザ加工装置1は、第1の積分回路23とは別に設けられた第2の積分回路24により、オフセット電圧値35の算出のための積分を実施する。レーザ加工装置1は、第1の積分信号33の測定と第1の積分回路23の放電とに並行して、第2の積分回路24により電気信号32を積分可能とすることで、オフセット電圧値35の算出のための積分時間T21を長くすることができる。レーザ加工装置1は、長い積分時間T21の確保によりオフセット電圧値35を正確に算出することができ、パルスレーザ光のエネルギーの高精度な計測が可能となる。レーザ加工装置1は、パルスレーザ光のエネルギーの高精度な調整が可能となり、高い加工品質を安定して得ることができる。これにより、レーザ加工装置1は、高い加工品質を安定して得ることができるという効果を奏する。   According to the embodiment, the laser processing apparatus 1 performs integration for calculating the offset voltage value 35 using the second integration circuit 24 provided separately from the first integration circuit 23. The laser processing apparatus 1 enables the integration of the electric signal 32 by the second integration circuit 24 in parallel with the measurement of the first integration signal 33 and the discharge of the first integration circuit 23, thereby providing an offset voltage value. The integration time T21 for calculating 35 can be increased. The laser processing apparatus 1 can accurately calculate the offset voltage value 35 by ensuring the long integration time T21, and can measure the energy of the pulsed laser light with high accuracy. The laser processing apparatus 1 can adjust the energy of pulsed laser light with high accuracy, and can stably obtain high processing quality. Thereby, the laser processing apparatus 1 has an effect that high processing quality can be obtained stably.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 レーザ加工装置、2 レーザ発振器、3,14 レーザ光、4 部分反射ミラー、5,6 ミラー、7,9 ガルバノスキャナ、8,10 スキャンミラー、11 集光光学系、12 被加工物、13 テーブル、15 積分信号算出装置、16 制御装置、21 赤外線センサ、22 増幅回路、23 第1の積分回路、24 第2の積分回路、31,32 電気信号、33 第1の積分信号、34 第2の積分信号、35 オフセット電圧値、36 制御信号、37,38 積分指令信号、39 ゲイン信号、40 制御部、41 第1の積分信号入力部、42 第2の積分信号入力部、43 オフセット電圧算出部、44 オフセット電圧出力部、45 第1の積分指令出力部、46 第2の積分指令出力部、47 レーザ発振制御部、48 エネルギー算出部、49 ゲイン信号出力部、50 オフセット電圧記憶部、51 プロセッサ、52 メモリ、53 バス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus, 2 Laser oscillator, 3,14 Laser beam, 4 Partial reflection mirror, 5,6 Mirror, 7,9 Galvano scanner, 8,10 Scan mirror, 11 Condensing optical system, 12 Workpiece, 13 Table , 15 Integral signal calculation device, 16 control device, 21 infrared sensor, 22 amplification circuit, 23 first integration circuit, 24 second integration circuit, 31, 32 electrical signal, 33 first integration signal, 34 second Integration signal, 35 Offset voltage value, 36 Control signal, 37, 38 Integration command signal, 39 Gain signal, 40 Control unit, 41 First integration signal input unit, 42 Second integration signal input unit, 43 Offset voltage calculation unit 44 Offset voltage output unit 45 First integration command output unit 46 Second integration command output unit 47 Laser oscillation control unit 48 Energy Calculation unit, 49 gain signal output unit, 50 offset voltage storage unit, 51 processor, 52 memory, 53 bus.

Claims (13)

パルスレーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記パルスレーザ光を受光し検出信号を出力する光検出器と、
前記レーザ発振器の動作中で前記パルスレーザ光がオンであるときに前記検出信号を積分する第1の積分回路と、
前記レーザ発振器の動作中で前記パルスレーザ光がオフであるときに前記検出信号を積分する第2の積分回路と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
A laser oscillator that oscillates pulsed laser light;
A photodetector that receives the pulsed laser light and outputs a detection signal;
A first integration circuit that integrates the detection signal when the pulsed laser beam is on during operation of the laser oscillator;
A second integrating circuit for integrating the detection signal when the pulsed laser beam is off during operation of the laser oscillator;
A laser processing apparatus comprising:
前記第2の積分回路の出力により補正された前記第1の積分回路の出力を用いて、次に発振する前記パルスレーザ光を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。   2. The control device according to claim 1, further comprising a control device that controls the pulsed laser light to be oscillated next by using the output of the first integration circuit corrected by the output of the second integration circuit. Laser processing equipment. 前記第1の積分回路は、1パルスごとに前記検出信号を積分し、
前記第2の積分回路は、パルスの間隔ごとに前記検出信号を積分することを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。
The first integration circuit integrates the detection signal for each pulse,
The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the second integration circuit integrates the detection signal for each pulse interval.
前記第1の積分回路は、前記光検出器の較正のためのオフセット電圧値が差し引かれた前記検出信号を積分した結果である第1の積分信号を出力し、
前記制御装置は、前記第2の積分回路による積分結果である第2の積分信号から前記オフセット電圧値を算出するオフセット電圧算出部を備えることを特徴とする請求項2または3に記載のレーザ加工装置。
The first integration circuit outputs a first integration signal that is a result of integrating the detection signal from which an offset voltage value for calibration of the photodetector has been subtracted,
4. The laser processing according to claim 2, wherein the control device includes an offset voltage calculation unit that calculates the offset voltage value from a second integration signal that is an integration result of the second integration circuit. 5. apparatus.
前記光検出器は、検出された前記パルスレーザ光の強度に応じた電圧レベルの前記検出信号である第1の電気信号を出力し、
前記第1の積分回路は、前記オフセット電圧値が差し引かれた前記第1の電気信号である第2の電気信号を積分して前記第1の積分信号を出力し、
前記制御装置は、
前記第1の積分信号を基に前記パルスレーザ光のエネルギー値を算出するエネルギー算出部と、
前記エネルギー値を基に前記レーザ発振器を制御するレーザ発振制御部と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。
The photodetector outputs a first electric signal that is the detection signal having a voltage level corresponding to the detected intensity of the pulsed laser beam,
The first integration circuit integrates a second electrical signal, which is the first electrical signal from which the offset voltage value has been subtracted, and outputs the first integration signal,
The controller is
An energy calculator that calculates an energy value of the pulsed laser light based on the first integrated signal;
A laser oscillation control unit for controlling the laser oscillator based on the energy value;
The laser processing apparatus according to claim 4, comprising:
前記オフセット電圧算出部は、前記パルスレーザ光がオンである期間と次の前記パルスレーザ光がオンである期間との間の期間において前記オフセット電圧値を算出し、
前記エネルギー値の算出のための前記第1の積分信号の測定および前記第1の積分回路の放電に並行して、前記第2の積分回路は前記第2の電気信号を積分することを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工装置。
The offset voltage calculation unit calculates the offset voltage value in a period between a period in which the pulse laser beam is on and a period in which the next pulse laser beam is on,
In parallel with the measurement of the first integration signal for calculating the energy value and the discharge of the first integration circuit, the second integration circuit integrates the second electric signal. The laser processing apparatus according to claim 5.
前記第1の積分回路における前記第2の電気信号の積分時間が可変であることを特徴とする請求項5または6に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 5, wherein an integration time of the second electric signal in the first integration circuit is variable. 前記第2の電気信号を増幅する増幅回路を備え、
前記第1の積分回路と前記第2の積分回路とは、前記増幅回路で増幅された前記第2の電気信号を積分することを特徴とする請求項5から7のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。
An amplifying circuit for amplifying the second electric signal;
The said 1st integration circuit and the said 2nd integration circuit integrate the said 2nd electrical signal amplified by the said amplifier circuit, The one of Claim 5 to 7 characterized by the above-mentioned. Laser processing equipment.
前記増幅回路のゲインが可変であることを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 8, wherein a gain of the amplification circuit is variable. 前記オフセット電圧算出部は、前記ゲインが変更されたときに前記オフセット電圧値を更新することを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 9, wherein the offset voltage calculation unit updates the offset voltage value when the gain is changed. 前記制御装置は、前記増幅回路に設定可能な各ゲインに対応する前記オフセット電圧値を保持するオフセット電圧記憶部を備えることを特徴とする請求項10に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 10, wherein the control device includes an offset voltage storage unit that holds the offset voltage value corresponding to each gain that can be set in the amplifier circuit. 前記オフセット電圧算出部は、前記増幅回路に設定可能なゲインのうちの最大ゲインと最小ゲインとについて前記オフセット電圧値を算出し、前記最大ゲインについての前記オフセット電圧値と前記最小ゲインについての前記オフセット電圧値との補間により、前記最大ゲインおよび前記最小ゲイン以外のゲインについての前記オフセット電圧値を求めることを特徴とする請求項11に記載のレーザ加工装置。   The offset voltage calculation unit calculates the offset voltage value for the maximum gain and the minimum gain among the gains that can be set in the amplifier circuit, and the offset voltage value for the maximum gain and the offset for the minimum gain. The laser processing apparatus according to claim 11, wherein the offset voltage value for a gain other than the maximum gain and the minimum gain is obtained by interpolation with a voltage value. 前記ゲインは、加工の前における前記パルスレーザ光のエネルギーの測定結果に基づいて選択されることを特徴とする請求項9から12のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 9, wherein the gain is selected based on a measurement result of energy of the pulsed laser light before processing.
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