KR101718677B1 - Control device and laser processing device - Google Patents
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Abstract
제어 장치가, 파장 변환 결정으로부터 출력된 고조파 레이저광의 빔 지름을 조정하는 이동 광학계의 초기 위치와, 초기 위치로부터의 거리로 정의된 이동 광학계의 이동 허용 범위를 기억하는 기억부와, 고조파 레이저광의 피가공물상에서의 출력치인 가공점 출력치가 제1 설정치 이상이 되도록 이동 광학계의 위치를 이동시킴과 아울러, 이동 후의 이동 광학계의 위치가 이동 허용 범위 내 인지 여부를 판정하여, 이동 허용 범위 외인 경우에는, 파장 변환 결정의 이동을 행하게 하는 지시를 외부 출력하는 제어부를 구비한다. The control device comprising a storage section for storing an initial position of the moving optical system for adjusting the beam diameter of the harmonic laser beam output from the wavelength conversion determination and a movement allowable range of the moving optical system defined by a distance from the initial position, It is determined whether or not the position of the moving optical system after the movement is within the movement allowable range. If the position of the moving optical system is outside the movement allowable range, And a control unit for externally outputting an instruction to make the conversion determination move.
Description
본 발명은 레이저광의 출력치를 제어하는 제어 장치 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a control apparatus and a laser processing apparatus for controlling the output value of laser light.
종래, 고조파(高調波) 레이저광의 출력이 저하되었을 때에는, 파장 변환 결정의 온도 조정을 행하고, 온도 조정을 행하더라도 임계치 이상의 고조파 레이저 출력을 얻을 수 없는 경우에, 파장 변환 결정을 광로에 대해서 수직 방향으로 이동시키고 있었다. 이것에 의해, 고조파 레이저광의 파장 변환 결정에 있어서의 통과점이 갱신되므로, 고조파 레이저광의 출력치의 회복을 도모할 수 있다. Conventionally, when the output of the harmonic (high harmonic) laser light is reduced, the temperature of the wavelength conversion crystal is adjusted, and when the harmonic laser output equal to or higher than the threshold value can not be obtained even if the temperature is adjusted, . As a result, the passing point in the wavelength conversion determination of the harmonic laser light is updated, so that the output value of the harmonic laser light can be recovered.
파장 변환 결정의 온도 조정이 실시됨으로써, 파장 변환 결정의 온도가 낮춰지면, 파장 변환 결정의 측면과 레이저 통과점 사이의 온도 구배(勾配)가 커지고, 그 결과, 열(熱) 렌즈가 발생한다. 이 때문에, 발진기 출구의 고조파 레이저 출력이 동일하더라도, 고조파 레이저광의 전반(傳搬) 상태가 변화하여, 가공점에 있어서의 고조파 레이저 출력이 변화한다. 특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, 가공점에 있어서의 고조파 레이저 출력을 일정하게 하기 위해서, 이동 광학계의 위치를 조정하여, 마스크 위치에서의 빔 지름을 일정하게 유지하는 것이 행해지고 있었다. When the temperature of the wavelength conversion crystal is lowered by performing the temperature adjustment of the wavelength conversion crystal, the temperature gradient between the side of the wavelength conversion crystal and the laser transmission point becomes larger, and as a result, a thermal (thermal) lens is generated. Therefore, even if the harmonic laser output at the oscillator exit is the same, the propagation state of the harmonic laser light changes, and the harmonic laser output at the processing point changes. In the method described in
그렇지만, 상기 종래의 기술에서는, 레이저 발진기로부터의 고조파 레이저광의 출력치가 회복되었을 경우에도, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 일어나는 경우가 있었다. However, in the above-mentioned conventional technique, even when the output value of the harmonic laser light from the laser oscillator is restored, there are cases where processing defects occur during laser processing using the harmonic laser light.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 일어나는 것을 방지하는 제어 장치 및 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a control device and a laser machining apparatus which prevent machining failure during laser machining using harmonic laser light.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 파장 변환 결정으로부터 마스크측으로 출력된 고조파 레이저광의 마스크 위치에서의 빔 지름을 조정하는 콜리메이트 렌즈의 초기 위치와, 상기 초기 위치로부터의 거리로 정의된 상기 콜리메이트 렌즈의 이동 허용 범위를 기억하는 기억부와, 상기 고조파 레이저광의 피가공물상에서의 출력치인 가공점 출력치가 제1 설정치 이상이 되도록 상기 콜리메이트 렌즈의 위치를 이동시킴과 아울러, 이동 후의 상기 콜리메이트 렌즈의 위치가 상기 이동 허용 범위 내 인지 여부를 판정하여, 상기 이동 허용 범위 외인 경우에는, 상기 파장 변환 결정의 이동을 행하게 하는 지시를 출력하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above-described problems and to achieve the object, the present invention is characterized in that the initial position of the collimator lens for adjusting the beam diameter at the mask position of the harmonic laser beam output from the wavelength conversion crystal to the mask side, A position of the collimator lens is shifted so that a processing point output value which is an output value of the harmonic laser beam on the member to be processed on the member to be processed is equal to or greater than a first set value, And a control unit for outputting an instruction to move the wavelength conversion determination when the position of the collimator lens after the collimator lens is within the movement allowable range and when the position is outside the movement allowable range.
본 발명에 의하면, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 일어나는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 달성한다. According to the present invention, it is possible to prevent an occurrence of processing defects during laser machining using harmonic laser light.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 처리 절차를 나타내는 순서도이다.
도 3은 레이저 발진기의 부품 열화에 기인하는 열 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시 형태 2에 따른 레이저 가공 장치의 처리 절차를 나타내는 순서도이다.
도 5는 고조파 레이저광의 상승 완화 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다.
도 7은 파장 변환 결정의 열화 판정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 비교 출력이 하한 출력보다도 작은 경우의 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다.
도 9는 초기 출력치에 관계없이 온도 조정을 행했을 경우의 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다. Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to
2 is a flowchart showing a processing procedure of the laser machining apparatus according to the first embodiment.
3 is a view for explaining a thermal lens caused by component deterioration of the laser oscillator.
4 is a flowchart showing the processing procedure of the laser machining apparatus according to the second embodiment.
Fig. 5 is a diagram for explaining the phenomenon of the rise relaxation of the harmonic laser light.
6 is a diagram showing an example of a change in the output value of the harmonic laser light.
Fig. 7 is a diagram for explaining the deterioration judgment of the wavelength conversion decision. Fig.
8 is a diagram showing an example of a change in the output value of harmonic laser light when the comparison output is smaller than the lower limit output.
9 is a diagram showing an example of a change in the output value of the harmonic laser light when the temperature is adjusted irrespective of the initial output value.
이하에, 본 발명에 따른 제어 장치 및 레이저 가공 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이들 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a control apparatus and a laser machining apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공 장치(1)는 레이저 발진기(20), 가공기 광로계(30), 제어 장치(10)를 구비하고 있다. 레이저 가공 장치(1)는 UV(Ultra Violet) 레이저광 등의 고조파 레이저광을 피가공물(2)에 조사함으로써 피가공물(2)을 레이저 가공하는 장치이다. Fig. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to
본 실시 형태의 레이저 가공 장치(1)는 이동 광학계(31)의 위치를 이동시켰을 때의 초기 위치를 기억해 두고, 열 렌즈 등의 발생에 의해서 가공점에 있어서의 고조파 레이저 출력이 변화했을 경우에는, 이동 광학계(31)의 위치를 소정 범위 내에서 이동시킨다. 이것에 의해, 레이저 가공 장치(1)는 열 렌즈 등이 발생했을 경우에도, 마스크 위치에서의 빔 지름을 대략 일정하게 유지한다. The
이 경우에 있어서, 레이저 가공 장치(1)는 초기 위치로부터의 이동 광학계(31)의 거리가 소정치 이상이 되면, 파장 변환 결정(42)의 열화 또는 손상이 현저하다고 판단하여, 파장 변환 결정(42)의 이동이나 온도 조정을 실시한다. 구체적으로는, 레이저 가공 장치(1)는 이동 광학계(31)의 위치 이동과, 레이저 가공을 반복한다. 그리고 레이저 가공 장치(1)는 초기 위치로부터 소정의 변위량보다도 많이 이동 광학계(31)를 이동시키지 않으면, 마스크 위치에서의 빔 지름을 소정 범위 내에 넣을 수 없는 상태가 되면, 파장 변환 결정(42)의 이동이나 온도 조정을 실시한다. In this case, when the distance of the moving optical system 31 from the initial position becomes equal to or larger than a predetermined value, the
레이저 발진기(20)는 기본파 레이저 파워 미터(laser power meter)(21), 기본파 유닛(22), 파장 변환 유닛(23), 고조파 레이저 파워 미터(24)를 가지고 있다. 기본파 유닛(22)은 여기광원(41)을 가지고 있어, 여기광원(41)으로부터 기본파 레이저광을 출사한다. 기본파 유닛(22)으로부터의 기본파 레이저광은, 파장 변환 유닛(23)에 보내진다. 기본파 레이저 파워 미터(21)는 기본파 레이저광의 출력치를 검출하여 제어 장치(10)에 보낸다. The
파장 변환 유닛(23)은 파장 변환 결정(42)과 결정 이동 기구(43)를 가지고 있다. 파장 변환 결정(42)은 기본파 레이저광을 고조파 레이저광으로 변환하여 가공기 광로계(30)에 보낸다. 파장 변환 결정(42)은, 예를 들면, SHG(Second Harmonic Generation) 결정, THG(Third Harmonic Generation) 결정, FHG(Forth Harmonic Generation) 결정 등이다. The
결정 이동 기구(43)는 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. 결정 이동 기구(43)는 파장 변환 결정(42)을 광로에 대해서 수직 방향으로 이동시킴으로써, 기본파 레이저광의 파장 변환 결정(42)으로의 조사 위치를 변경한다. 결정 이동 기구(43)는 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 행하더라도 소정치 이상의 고조파 레이저 출력을 얻을 수 없는 경우에, 파장 변환 결정(42)을 광로에 대해서 수직 방향으로 이동시킨다. 또, 결정 이동 기구(43)는 소정치 이상의 고조파 레이저 출력을 얻기 위해서, 후술하는 이동 광학계(31)를 이동시키는 처리를 반복한다. 그리고 결정 이동 기구(43)는 이동 광학계(31)와 초기 위치 사이의 거리가 소정치 이상이 되었을 경우에, 파장 변환 결정(42)을 광로에 대해서 수직 방향으로 이동시킨다. The
고조파 레이저 파워 미터(24)는 레이저 발진기(20)로부터 가공기 광로계(30)에 보내지는 고조파 레이저광의 출력치를 측정한다. 고조파 레이저 파워 미터(24)는 측정 결과를 제어 장치(10)의 후술하는 제어부(11)에 보낸다. The harmonic laser power meter 24 measures the output value of the harmonic laser beam sent from the
가공기 광로계(30)는 이동 광학계(31), 마스크(37), 가공점 출력용 파워 미터(32)를 가지고 있고, 고조파 레이저광을 피가공물(2)로 안내한다. 이동 광학계(31)는 렌즈 등이다. 이동 광학계(31)는 광축 방향으로 이동됨으로써, 마스크(37)로 조사하는 고조파 레이저광의 빔계를 조정한다. 마스크(37)에는 소정의 반경을 가진 개구부가 마련되어 있고, 개구부를 통과한 고조파 레이저광이 피가공물(2)로 조사된다. The machining system
가공점 출력용 파워 미터(32)는 피가공물(2)상의 가공점에 출력되는 고조파 레이저광의 출력치를 측정한다. 또한, 이하의 설명에서는, 레이저 발진기(20)에 있어서의 고조파 레이저광의 출력치를 출력치 P3ω라고 하고, 피가공물(2)상의 가공점에 출력되는 고조파 레이저광의 출력치를 가공점 출력치라고 한다. The machining point output power meter 32 measures the output value of the harmonic laser beam output to the machining point on the
가공점 출력용 파워 미터(32)는, 예를 들면, 마스크(37)를 통과한 후, 피가공물(2)에 조사될 때까지의 고조파 레이저광을 이용하여 가공점 출력치를 측정한다. 가공점 출력용 파워 미터(32)는 측정 결과를 제어 장치(10)의 후술하는 제어부(11)에 보낸다. The machining point output power meter 32 measures the machining point output value using, for example, harmonic laser light from the time when the
제어 장치(10)는 제어부(11), 여기광원용 전원(12), 온도 조정 유닛(13), 결정 이동 기구 제어 유닛(14), 이동 광학계 제어 유닛(15), 기억부(16)를 가지고 있다. 여기광원용 전원(12)은 여기광원(41)에 여기광을 보낸다. 여기광원용 전원(12)은, 예를 들면, LD 전류 등이다. 여기광원용 전원(12)은 LD 전류 등을 조정함으로써, 여기광원(41)으로부터 출사되는 기본파 레이저광의 광량 등을 조정한다. The
온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)의 온도를 조정한다. 온도 조정 유닛(13)은 레이저 발진기(20)에 있어서의 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제1 임계치(Pmin)보다도 저하된 경우로서 제5 임계치(Pdmg)보다도 높은 경우에, 파장 변환 결정(42)이 제1 온도 T1까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. 제1 임계치인 Pmin과 제5 임계치인 Pdmg는, 각각 파장 변환 결정(42)의 열화의 정도를 판정하기 위한 기준치이다. 또한, Pdmg<Pmin이다. The temperature adjusting unit 13 adjusts the temperature of the
또, 온도 조정 유닛(13)은 온도 조정을 행하더라도, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제2 임계치(Pmin+Pm)보다도 낮고, 또한 기본파 레이저광의 출력치가 제3 임계치(Px)보다도 낮은 경우에, 파장 변환 결정(42)의 온도가 제2 온도 T2까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. 제1 임계치인 Pmin은 파장 변환 결정(42)이 열화되어 있지 않은 경우에 허용되는 하한 출력이며, Pm는 출력 마진이다. When the output value P3? Of the harmonic laser beam is lower than the second threshold value Pmin + Pm and the output value of the fundamental wave laser light is lower than the third threshold value Px even if the temperature adjustment is performed, The temperature of the
또, 온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨 후에, 파장 변환 결정(42)의 온도가 제3 온도 T3까지 오르도록 온도 조정을 행한다. 또한, 제1 온도 T1 ~ 제3 온도 T3은 어느 온도라도 좋다. 예를 들면, 제2 온도 T2는 제1 온도 T1이나 제3 온도 T3보다도 낮은 온도이다. 본 실시 형태에서는, 제1 온도 T1~ 제3 온도 T3가 모두 같은 온도 Tx인 경우에 대해 설명한다. 또, 제1 임계치인 Pmin은 제2 임계치인 (Pmin+Pm) 이하의 값이다. After the position of the
결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 결정 이동 기구(43)를 제어한다. 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은, 파장 변환 결정(42)의 온도를 온도 Tx까지 내려도 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제4 임계치(Pmin+Pm)보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. The crystal moving mechanism control unit 14 controls the
또, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제5 임계치(Pdmg)보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. The crystal moving mechanism control unit 14 moves the position of the
또, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치(Pmin+Pm)보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. 또, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 이동 광학계(31)의 위치가 소정 영역 외가 되는 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. The crystal moving mechanism control unit 14 moves the position of the
이동 광학계 제어 유닛(15)은 이동 광학계(31)의 위치를 제어한다. 이동 광학계 제어 유닛(15)은 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 행한 후에, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 합격 범위 내이면, 이동 광학계(31)의 위치 조정을 행한다. The moving optical system control unit 15 controls the position of the moving optical system 31. The moving optical system control unit 15 adjusts the position of the moving optical system 31 when the output value P3ω of the harmonic laser light is within the acceptable range after the temperature adjustment of the
제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)로부터의 측정 결과 및 가공점 출력용 파워 미터(32)로부터의 측정 결과에 기초하여, 여기광원용 전원(12), 온도 조정 유닛(13), 결정 이동 기구 제어 유닛(14), 이동 광학계 제어 유닛(15)을 제어한다. 제어부(11)는 피가공물(2)로의 가공의 사이의 임의의 타이밍에서, 레이저 발진기(20)의 출구에 있어서의 고조파 레이저광의 출력치 P3ω 및, 가공점에 있어서의 가공점 출력치의 조정을 행한다. The
기억부(16)는 고조파 레이저 파워 미터(24)로부터의 측정 결과 및 가공점 출력용 파워 미터(32)로부터의 측정 결과를 기억한다. 또, 기억부(16)는 제1 ~ 제6 임계치를 기억한다. The
또, 기억부(16)는 피가공물(2)이 손상을 받는 일 없이 이동 광학계(31)가 초기 위치로부터 이동 가능한 범위인 이동 허용 범위를 기억한다. 이동 허용 범위는 초기 위치로부터의 거리에 따라서 정의되는 것이며, 초기 위치가 갱신되었을 경우에는, 이동 허용 범위로 규정되는 영역도 갱신된다.The
또, 기억부(16)는 파장 변환 결정(42)의 위치 이동 및 온도 조정이 행해진 후에, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 측정되었을 때의 이동 광학계(31)의 초기 위치를 기억한다. 파장 변환 결정(42)의 위치 이동 및 온도 조정이 행해진 후에는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치(Pmin+Pm)보다도 커져, 가공점에 있어서의 가공점 출력이 이동 광학계(31)의 위치 조정으로 조정된다. 이때의 이동 광학계(31)의 위치가 초기 위치이며, 기억부(16)에 의해서 기억된다. The
본 실시 형태의 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 초기 위치로부터의 거리가 이동 허용 범위 내 인지를 판정한다. 이것에 의해, 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 초기 위치로부터의 거리에 기초하여, 가공 불량으로 이어지는 파장 변환 결정(42)의 열화의 정도를 판단한다. The
제어부(11)는 이동 광학계(31)가 이동 허용 범위 내인 경우에는, 이동 광학계(31)의 위치를 채용한다. 제어부(11)는 이동 허용 범위 외가 되는 경우에는, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)에 파장 변환 결정(42)의 위치 이동을 실행시킴과 아울러, 기억부(16)에 이동 광학계(31)의 위치를 조정시킨다. The
도 2는 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치의 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 레이저 가공 장치(1)에 파장 변환 결정(42)이 배치되면, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수를 리셋한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수 n(n은 자연수)를 n=0으로 설정한다(스텝 S10). 2 is a flowchart showing a processing procedure of the laser machining apparatus according to the first embodiment. When the
그리고 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에, 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S20). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정하고, 측정 결과를 제어부(11)에 보낸다. Then, the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제1 임계치인 Pmin 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제1 임계치인 Pmin 미만인 경우에는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제5 임계치인 Pdmg 이하인지 여부를 판정한다. The
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제5 임계치인 Pdmg보다도 크고 제1 임계치인 Pmin 미만인 경우에는 불합격(1)이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제5 임계치인 Pdmg 이하인 경우에는 불합격(2)이라고 판정한다. 환언하면, Pdmg<P3ω<Pmin이면, 불합격(1)이라고 판정되고, P3≤Pdmg이면, 불합격(2)이라고 판정된다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제1 임계치인 Pmin 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. When the output value P3? Of the harmonic laser light is larger than the fifth threshold value Pdmg and less than the first threshold value Pmin, the
Pdmg<P3ω<Pmin인 경우(스텝 S20, 불합격(1)), 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다(스텝 S30). 이것에 의해, 온도 조정 유닛(13)은, 파장 변환 결정(42)이 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. If Pdmg <P3? <Pmin (step S20, rejection (1)), the
그리고 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에, 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S40). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정하고, 측정 결과를 제어부(11)에 보낸다. Then, the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제2 임계치인 (Pmin+Pm) 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제2 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제2 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. The
P3ω<(Pmin+Pm)인 경우(스텝 S40, 불합격), 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력 체크를 행한다(스텝 S50). 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치인 Px 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. If P3 < (Pmin + Pm) (step S40, rejection), the
Pω<Px인 경우(스텝 S50, 불합격), 제어부(11)는 LD 전류 등을 조정함으로써, 여기광원(41)으로부터 출사되는 기본파 레이저광의 광량 등을 조정한다(스텝 S60). 추가로, 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다(스텝 S70). 이것에 의해, 온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)이 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. If P? <Px (step S50, rejection), the
이와 같이, 온도 조정 유닛(13)은 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행하더라도, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제2 임계치보다도 낮고, 또한 기본파 레이저광의 출력치가 제3 임계치보다도 낮은 경우에, LD 전류를 조정한 후에 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. In this way, even when the temperature adjustment unit 13 adjusts the temperature to be lowered to the temperature Tx, when the output value P3? Of the harmonic laser beam is lower than the second threshold value and the output value of the fundamental wave laser light is lower than the third threshold value, After adjusting the current, the temperature is adjusted so as to decrease to the temperature Tx.
이 후, 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S80). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정하고, 측정 결과를 제어부(11)에 보낸다.Thereafter, the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제4 임계치인 (Pmin+Pm) 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제4 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제4 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. The
P3ω<(Pmin+Pm)인 경우(스텝 S80, 불합격), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트 수 N(N은 자연수)이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90). 또한, 여기서의 사용 포인트수 N의 값은, 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수 n과 같은 값이다. The
또, 스텝 S20의 처리에 있어서 P3≤Pdmg이면(스텝 S20, 불합격(2)), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90). If it is determined in step S20 that P3? Pdmg (step S20, rejection (2)), the
또, 스텝 S50의 처리에 있어서 Pω≥Px인 경우(스텝 S50, 합격), 제어부(11)는, 파장 변환 결정의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90).If P? Px in step S50 (step S50, pass), the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N>규정수인 경우(스텝 S90, No), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 수명(壽命)이 다했다고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. 환언하면, 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수를 넘으면, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다.If the number of used points N of the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N≤규정수인 경우(스텝 S90, Yes), 제어부(11)는 결정 이동 기구 제어 유닛(14)에 결정 이동 기구(43)를 제어하게 한다. 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다(스텝 S100). The
그리고 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수 n을 1개 카운트 UP 한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수 n에 대해서, n=n+1로 한다(스텝 S110). 추가로, 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다(스텝 S120). 이것에 의해, 온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)이 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. Then, the
이 후, 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S130). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정하고, 측정 결과를 제어부(11)에 보낸다.Thereafter, the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치인 (Pmin+Pm) 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치 이상인 경우(스텝 S130, 합격), 초기치 갱신 플래그(flag) F에 F=1을 설정한다(스텝 S140).The
초기치 갱신 플래그 F는 이동 광학계(31)의 초기 위치를 갱신할지 여부를 나타내는 플래그이며, 이동 광학계(31)의 초기 위치를 갱신하는 경우에 F=1로 설정된다. 초기치 갱신 플래그 F는 파장 변환 결정(42)의 결정 이동이 행해진 경우에 「1」로 설정된다. 그리고 제어부(11)는 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). The initial value update flag F is a flag indicating whether or not to update the initial position of the moving optical system 31 and is set to F = 1 when updating the initial position of the moving optical system 31. [ The initial value update flag F is set to " 1 " when the decision shift of the
또, 제어부(11)는 스텝 S20의 처리에 있어서 Pmin≤P3ω이면(스텝 S20, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에, 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). If Pmin? P3? (Step S20, pass) in the processing of step S20, the
또, 제어부(11)는, 스텝 S40의 처리에 있어서 (Pmin+Pm)≤P3ω이면(스텝 S40, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). If (Pmin + Pm)? P3? In step S40 (step S40, pass), the
또, 제어부(11)는, 스텝 S80의 처리에 있어서 P3ω≥(Pmin+Pm)인 경우(스텝 S80, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160).The
스텝 S160의 처리 후, 제어부(11)는 가공점 출력치의 측정 결과에 기초하여, 이동 광학계(31)의 위치를 이동 광학계 제어 유닛(15)으로 이동시킨다. 이동 광학계 제어 유닛(15)은 제어부(11)로부터의 지시에 따라서, 가공점 출력치가 제1 설정치 이상이 되도록 이동 광학계(31)의 위치를 조정한다(스텝 S170). After the processing in step S160, the
그리고 제어부(11)는 초기치 갱신 플래그 F가 F=1인지 여부를 확인한다(스텝 S180). F=1인 경우(스텝 S180, Yes), 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 초기 위치를 갱신한다(스텝 S190). 구체적으로는, 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 초기 위치를 현재 위치로 설정하고, 설정한 정보를 기억부(16)에 기억시킨다. 이것에 의해, 이동 광학계(31)의 초기 위치는 현재의 이동 광학계(31)의 위치가 된다. 그리고 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 현재 위치가 규정 범위 내 인지 여부를 확인한다(스텝 S200).Then, the
한편, F=1이 아닌 경우(스텝 S180, No), 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 초기 위치를 갱신하지 않는다. 그리고 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 현재 위치가 규정 범위 내 인지 여부를 확인한다(스텝 S200). On the other hand, when F = 1 is not satisfied (step S180, No), the
이동 광학계(31)의 현재 위치가 규정 범위 내인 경우(스텝 S200, Yes), 제어부(11)는 레이저 발진기(20)는 정상이라고 판단하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다.If the current position of the moving optical system 31 is within the specified range (step S200, Yes), the
한편, 이동 광학계(31)의 현재 위치가 규정 범위 내가 아닌 경우(스텝 S200, No), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S210). On the other hand, if the current position of the moving optical system 31 is not within the specified range (step S200, No), the
또, 제어부(11)는 스텝 S130의 처리에 있어서, P3ω<(Pmin+Pm)이라고 판정된 경우(스텝 S130, 불합격), 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S210). If it is determined in step S130 that P3ω <(Pmin + Pm) (step S130, rejection), the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N>규정수인 경우(스텝 S210, No), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 수명이 다했다고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. If the number of used points N of the
한편, 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N≤규정 횟수인 경우(스텝 S210, Yes), 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 규정 횟수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S220). On the other hand, when the number of used points N of the
이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n>규정 횟수인 경우(스텝 S220, No), 제어부(11)는 레이저 발진기(20)의 이상이라고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다.If the number n of movements of the moving optical system 31 is n> the predetermined number of times (step S220, No), the
한편, 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n≤규정 횟수인 경우(스텝 S220, Yes), 제어부(11)는 스텝 S100~S130의 처리를 행한다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치 미만인 경우(스텝 S130, 불합격), 스텝 S210의 처리를 행한다. 또, 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제6 임계치 이상인 경우(스텝 S130, 합격), 스텝 S140~S200의 처리를 행한다. On the other hand, if the number n of movements of the moving optical system 31 is n? Defined times (step S220, Yes), the
제어부(11)는, 스텝 S200의 처리에 있어서 이동 광학계(31)의 현재 위치가 규정 범위 내라고 판단되던지, 스텝 S210의 처리에 있어서 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N>규정수라고 판단되던지, 스텝 S220의 처리에 있어서 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n>규정 횟수라고 판단될 때까지, 스텝 S100~S220의 처리를 반복한다. 또한, 본 실시 형태에서는 제2 임계치와, 제4 임계치와, 제6 임계치가 같은 경우에 대해 설명했지만, 이것들은 다른 값이어도 된다. The
여기서, 레이저 발진기(20)의 부품 열화에 기인하는 열 렌즈와 빔 전파 상황에 대해 설명한다. 도 3은 레이저 발진기의 부품 열화에 기인하는 열 렌즈를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)는 이동 광학계(31)의 위치를 조정하기 전의 빔 전파 상황을 나타내고, 도 3의 (b)는 이동 광학계(31)의 위치를 조정한 후의 빔 전파 상황을 나타내고 있다. 도 3의 (a)과 (b)에 있어서는, 파장 변환 결정(42)에서부터 마스크(37)까지의 광로를 나타내고 있다. Here, the thermal lens and the beam propagation state caused by the component deterioration of the
도 3에서는, 위치 조정 전의 이동 광학계(31)를 이동 광학계 렌즈(31A)로서 도시하고, 위치 조정 후의 이동 광학계(31)를 이동 광학계 렌즈(31B)로서 도시하고 있다. 또한, 도 3에서는, 이동 광학계 렌즈(31A, 31B)가 콜리메이트(collimate) 렌즈인 경우를 나타내고 있지만, 이동 광학계 렌즈(31A, 31B)는 λ/2판(板) 등이어도 된다. In Fig. 3, the moving optical system 31 before position adjustment is shown as a moving
파장 변환 결정(42)의 레이저광의 통과점인 빔 통과점에 있어서 경시적(經時的)인 열화나 손상이 발생했을 경우, 레이저 발진기(20)의 출구에 있어서의 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 개선하기 위해서, 파장 변환 결정(42)의 온도 조정이 실시된다. 환언하면, 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점 온도가, 열화나 손상에 의해서 상승하여, 최적치로부터 시프트된 만큼을 냉각하기 위해서, 파장 변환 결정(42)의 온도가 내려진다. 그 때문에, 파장 변환 결정(42)의 측면과 빔 통과점 사이의 온도 구배가 커지고, 이 결과, 열 렌즈가 발생한다. The output value P3ω of the harmonic laser beam at the exit of the
파장 변환 결정(42)의 열화 등에 기인하는 열 렌즈의 발생이 없는 경우의 고조파 레이저광(51)은, 원하는 가공점 출력치를 얻을 수 있도록, 마스크(37)에 조사된다. 구체적으로는, 원하는 가공점 출력치를 얻을 수 있는 빔 지름의 고조파 레이저광(51)이, 마스크(37)에 조사된다. 이때, 파장 변환 결정(42)으로부터 출력되는 고조파 레이저광(51)은, 콜리메이트 렌즈(35) 및 이동 광학계(31)를 통해서 마스크(37)에 조사된다. The
파장 변환 결정(42)은 굴절률 온도 특성이 음(negative)이므로, 열 렌즈는 오목 렌즈로서 나타난다. 그리고 열 렌즈가 오목 렌즈로서 나타나면, 파장 변환 결정(42)의 열화 등에 기인하는 열 렌즈의 발생이 있는 경우의 고조파 레이저광(52)은, 원하는 빔 지름보다도 큰 빔 지름으로 마스크(37)에 조사된다. Since the refractive index temperature characteristic is negative in the
이 결과, 열 렌즈의 발생의 유무에 따라서 마스크(37)에서의 고조파 레이저광(51, 52)의 이용률이 다르게 된다. 이 때문에, 마스크(37)를 통과한 후에 취출되는 가공점 출력치는, 열 렌즈의 발생의 유무에 따라서 변화한다. 이와 같이, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 레이저 발진기(20)의 출구에서 같아도, 레이저광의 전반이 변화하여, 가공점 출력치가 변화한다. As a result, the usage rates of the
이 때문에, 마스크(37)에서의 빔 지름이 열 렌즈의 발생의 전후에서 같아지도록 이동 광학계(31)의 위치가 조정된다. 환언하면, 가공점 출력치를 일정하게 하기 위해서, 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 위치를 조정하고, 이것에 의해, 마스크(37)에서의 빔 지름을 같게 한다. Therefore, the position of the moving optical system 31 is adjusted so that the beam diameter in the
그런데, 파장 변환 결정(42)의 열화(劣化) 전후에서 마스크(37)에 있어서의 고조파 레이저광의 파면(波面)이 변화하므로, 피가공물(2)의 가공 상태가 바뀌는 것을 알았다. 환언하면, 파장 변환 결정(42)의 열화에 의해서 고조파 레이저 파면인 발산각(發散角)이 변화하는 것을 알았다. It has been found that the processing state of the
이에, 본 실시 형태에서는, 제어부(11)가, 레이저 발진기(20)의 출구에 있어서의 고조파 레이저광의 초기 출력치를 취득할 때에, 이동 광학계(31)의 위치를 초기 위치로서 기억부(16)에 기억하게 한다. 여기서의 이동 광학계(31)의 위치는, 예를 들면, 이동식의 콜리메이트 렌즈 및 마스크(37)에서 가공점 출력치를 조정하는 경우, 콜리메이트 렌즈의 위치이다. 환언하면, 이동 광학계(31)가 콜리메이트 렌즈인 경우, 콜리메이트 렌즈의 광로 방향의 위치가 조정됨으로써 가공점 출력치가 조정된다. 또, λ/2판 및 편광자(偏光子)로 가공점 출력치를 조정하는 경우, 이동 광학계(31)의 위치는, λ/2판의 회전 위치가 조정됨으로써 가공점 출력치가 조정된다. In this embodiment, when the
도 3의 (b)에서는, 이동 광학계 렌즈(31A)의 위치가 이동 광학계 렌즈(31B)의 위치로 조정됨으로써, 고조파 레이저광(52)이 고조파 레이저광(53)으로 변화된 모습을 나타내고 있다. 고조파 레이저광(53)은 고조파 레이저광(51)과 같은 빔 지름으로 마스크(37)에 조사되는 레이저광이다. 이 고조파 레이저광(51, 53)은 피가공물(2)이 레이저 가공시에 손상을 받지 않는 레이저광이다. 3B shows a state in which the
레이저 가공 장치(1)에서는, 이동 광학계 렌즈(31A)의 위치가 조정됨으로써 마스크(37)에서의 빔 지름이 열 렌즈 발생전과 같아지도록 조정된다. 파장 변환 결정(42)의 열화에 의해서 고조파 레이저광(53)의 파면은, 고조파 레이저광(51)보다도 볼록면이 날카로워진다. 본 실시 형태에서는, 소정 범위 내에서 이동 광학계(31)의 위치를 조정시키고 있으므로, 열 렌즈의 발생 전후에서 마스크(37)상의 고조파 레이저광이 같은 파면을 가지게 된다. In the
본 실시 형태에서는, 피가공물(2)이 레이저 가공시에 손상을 받지 않은 초기 위치로부터의 이동 허용 범위를 기억부(16)가 기억해 둔다. 그리고 제어부(11)는 가공점 출력치를 조정하기 위해서 이동한 이동 광학계(31)가 초기 위치로부터의 이동 허용 범위를 넘었을 경우에, 파장 변환 결정(42)의 열화가 현저하다고 판단하여 파장 변환 결정(42)을 고조파 레이저광(52)에 대해서 수직으로 이동시키고, 이것에 의해 빔 통과점을 변경시킨다. 또, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 후는 온도 조정을 실시시켜서, 새롭게 이동 광학계(31)의 위치를 조정시켜, 초기 위치로서 새롭게 기억시킨다. In the present embodiment, the
이와 같이, 마스크 위치에서의 빔 지름이 소정 범위 내로 들어가게 됨으로써, 가공점에서의 레이저광의 이용률이 소정의 범위 내에 들어가므로, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. As described above, since the beam diameter at the mask position falls within a predetermined range, the utilization ratio of the laser light at the processing point falls within a predetermined range, and thus processing defects can be prevented from occurring during laser processing using the harmonic laser light .
이와 같이 실시 형태 1에 의하면, 이동 광학계(31)의 초기 위치를 기억해 두고, 이동 광학계(31)가 이동 허용 범위를 넘었을 경우에, 파장 변환 결정(42)을 이동시키므로, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 일어나는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the first embodiment, since the initial position of the moving optical system 31 is stored and the
실시 형태 2.
다음으로, 도 4~도 9를 이용하여 이 발명의 실시 형태 2에 대해 설명한다. 실시 형태 2에서는, 레이저 발진기(20)로부터 가공기 광로계(30)에 보내지는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 초기 출력치로부터 소정의 비율보다도 저하되었을 경우에 파장 변환 결정(42)을 이동시킨다. 환언하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω의 변화량이, 초기 출력치로부터 소정의 비율 이상 저하되었을 경우에, 파장 변환 결정(42)이 이동된다. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 4 to 9. Fig. In the second embodiment, the
본 실시 형태의 온도 조정 유닛(13)은, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제7 임계치(Pmin 또는 Pc(x))보다도 저하된 경우로서 제10 임계치(Pdmg)보다도 높은 경우에, 파장 변환 결정(42)이 제4 온도 T4까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. Pc(x)는 파장 변환 결정(42)의 열화 판정에 이용되는 비교 출력이며, 초기 출력에서부터의 저하 비율을 이용하여 정의된 값이다. The temperature adjusting unit 13 of the present embodiment determines whether the output value P3ω of the harmonic laser light is lower than the seventh threshold value Pmin or Pc (x) and is higher than the tenth threshold value Pdmg, 42 are lowered to the fourth temperature T4. Pc (x) is a comparison output used for the deterioration judgment of the
또, 온도 조정 유닛(13)은 온도 조정을 행하여도, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제8 임계치(Pmin 또는 Pc(x))보다도 낮고, 또한 기본파 레이저광의 출력치가 제3 임계치(Px)보다도 낮은 경우에, 파장 변환 결정(42)의 온도가 제5 온도 T5까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. The output value of the harmonic laser beam P3 is lower than the eighth threshold value Pmin or Pc (x) and the output value of the fundamental wave laser light is lower than the third threshold value Px even if the temperature adjustment unit 13 performs temperature adjustment Temperature adjustment is performed so that the temperature of the
또, 온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨 후에, 파장 변환 결정(42)의 온도가 제6 온도 T6까지 내려가도록 온도 조정을 행한다. 또한, 제4 온도 T4 ~ 제6 온도 T6은 어느 온도라도 된다. 예를 들면, 제5 온도 T5는 제4 온도 T4나 제6 온도 T6보다도 낮은 온도이다. 본 실시 형태에서는, 제4 온도 T4 ~ 제6 온도 T6가 모두 같은 온도 Tx인 경우에 대해 설명한다. The temperature adjusting unit 13 adjusts the temperature so that the temperature of the
결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 결정 이동 기구(43)를 제어한다. 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 파장 변환 결정(42)의 온도를 온도 Tx까지 내려도 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제9 임계치(Pjdg(x))보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. 또, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제10 임계치(Pmin+Pm)보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. 또, 결정 이동 기구 제어 유닛(14)은 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제11 임계치(Pdmg)보다도 낮은 경우에, 결정 이동 기구(43)에 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨다. The crystal moving mechanism control unit 14 controls the
기억부(16)는 제7 ~ 제11 임계치를 기억한다. 또, 기억부(16)는 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시켰을 때의, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω의 초기 출력치(P0)를 기억한다. 또, 기억부(16)는 파장 변환 결정(42)의 열화 판정에 이용되는 비교 출력을 기억한다. The
본 실시 형태의 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 초기 출력치로부터 소정 비율의 변화 범위 내 인지를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 초기 출력치의 저하 비율로 정의된 출력치 허용 범위 내 인지를 판정한다. 이것에 의해, 제어부(11)는 초기 출력치로부터의 변동량에 기초하여, 가공 불량으로 이어지는 파장 변환 결정(42)의 열화의 정도를 판단한다. The
도 4는 실시 형태 2에 따른 레이저 가공 장치의 처리 절차를 나타내는 순서도이다. 도 4의 각 처리 중 도 2에 도시하는 실시 형태 1의 처리와 마찬가지의 처리에 대해서는 그 설명을 생략한다. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the laser machining apparatus according to the second embodiment. 4, the description of the same processing as the processing of the first embodiment shown in Fig. 2 will be omitted.
레이저 가공 장치(1)에 파장 변환 결정(42)이 배치되면, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 이동 횟수를 리셋한다(스텝 S10). 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S21). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정한다. When the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태의 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제7 임계치 미만인지 여부를 판정한다. 제7 임계치는, 예를 들면, Pc(x)>Pmin인 경우에는, Pc(x)이며, Pc(x)≤Pmin인 경우에는, Pmin이다. The
Pc(x)는 파장 변환 결정(42)의 열화 판정에 이용되는 비교 출력이며, 예를 들면, Pc(x)=(1-αx)P0이다. 이와 같이, 비교 출력인 Pc(x)는 초기 출력인 P0로부터의 저하 비율인 αx로 정의되고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 파장 변환 결정(42)을 1회째 이동시켰을 때의 Pc(x)를 Pc(1)이라고 하고, M(M은 자연수)번째 이동시켰을 때의 Pc(x)를 Pc(M)로서 설명한다. Pc (x) is a comparison output used for the deterioration judgment of the
제어부(11)는 제7 임계치가 Pc(x)인 경우에는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 Pc(x) 이상인지 여부를 판정하여, 제7 임계치가 Pmin인 경우에는, 고조파 레이저광의 출력치인 P3ω가 Pmin 이상인지 여부를 판정한다. 제어부(11)는, P3ω가 Pc(x) 이상인 경우, 또는 Pmin 이상인 경우에는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제11 임계치인 Pdmg 이하인지 여부를 판정한다. If the seventh threshold is Pc (x), the
제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제11 임계치인 Pdmg보다도 크고 제7 임계치인 Pmin 또는 Pc(x) 미만인 경우에는 불합격(3)이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제11 임계치인 Pdmg 이하인 경우에는 불합격(4)이라고 판정한다. 환언하면, Pdmg<P3ω<Pc(x) 또는 Pdmg<P3ω<Pmin이면, 불합격(3)이라고 판정되고, P3ω≤Pdmg이면, 불합격(4)이라고 판정된다. 또, 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제7 임계치인 Pmin 또는 Pc(x) 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. 또한, 이하의 설명에서는, Pc(x)>Pmin인 경우에 대해 설명한다. When the output value P3? Of the harmonic laser beam is larger than Pdmg, which is the eleventh threshold value, and less than Pmin or Pc (x), which is the seventh threshold value, the
Pdmg<P3ω<Pc(x)인 경우(스텝 S21, 불합격(3)), 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다(스텝 S30). The
그리고 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S41). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정한다. Then, the
제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태의 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제8 임계치인 Pc(x) 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제8 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제8 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다.The
P3ω<Pc(x)인 경우(스텝 S41, 불합격), 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력 체크를 행한다(스텝 S50). 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치인 Px 미만인지 여부를 판정한다. 그리고 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 기본파 레이저광의 출력치 Pω가 제3 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다.If P3? <Pc (x) (step S41, rejection), the
Pω<Px인 경우(스텝 S50, 불합격), 제어부(11)는 LD 전류 등을 조정함으로써, 여기광원(41)으로부터 출사되는 기본파 레이저광의 광량 등을 조정한다(스텝 S60). 추가로, 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다(스텝 S70). 이것에 의해, 온도 조정 유닛(13)은 파장 변환 결정(42)이 온도 Tx까지 내려가도록 온도 조정을 행한다.If P? <Px (step S50, rejection), the
이 후, 제어부(11)는 고조파 레이저 파워 미터(24)에 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S81). 이것에 의해, 고조파 레이저 파워 미터(24)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 측정한다. Thereafter, the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 소정치 이상인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태의 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제9 임계치인 출력 판정치 Pjdg(x) 미만인지 여부를 판정한다. 출력 판정치 Pjdg(x)는 제8 임계치인 Pc(x)에 출력 마진인 Pm를 가산한 것으로, 파장 변환 결정(42)을 이동시킬지 여부의 판정 기준에 이용된다. 출력 판정치 Pjdg(x)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω로서 허용되는 출력 하한치이며, 이 값보다도 고조파 레이저광의 출력치 P3ω의 값이 작아지는 경우에는, 파장 변환 결정(42)의 이동이 실행된다. The
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제9 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 또, 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제9 임계치 이상인 경우에는 합격이라고 판정한다. When the output value P3? Of the harmonic laser light is less than the ninth threshold value, the
P3ω<Pjdg(x)인 경우(스텝 S81, 불합격), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90). 또, 스텝 S21의 처리에 있어서 P3ω≤Pdmg이면(스텝 S21, 불합격(4)), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90). If P3? <Pjdg (x) (step S81, rejection), the
또, 스텝 S50의 처리에 있어서 Pω≥Px인 경우(스텝 S50, 합격), 제어부(11)는 파장 변환 결정의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S90). If P?? Px in step S50 (step S50, pass), the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N>규정수인 경우(스텝 S90, No), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 수명이 다했다고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. When the number of used points N of the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N≤규정수인 경우(스텝 S90, Yes), 제어부(11)는 실시 형태 1의 스텝 S100~S130과 마찬가지의 처리를 행한다. 즉, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시키고(스텝 S100), 결정 이동 횟수를 1개 카운트 UP 한다(스텝 S110). 추가로, 제어부(11)는 온도 조정 유닛(13)에 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시키고(스텝 S120), 그 후, 고조파 레이저 파워 미터(24)에, 고조파 레이저광의 출력 체크를 행하게 한다(스텝 S130).If the number of used points N of the
제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제10 임계치인 (Pmin+Pm) 미만인지 여부를 판정한다. 또한, 제10 임계치는 Pc(x)여도 된다. 그리고 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제10 임계치 미만인 경우에는 불합격이라고 판정한다. 제어부(11)는 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 제10 임계치 이상인 경우(스텝 S130, 합격), 초기치 갱신 플래그 F에 F=1을 설정한다(스텝 S140). The
그리고 제어부(11)는 사용 포인트수 N에 대응하는 결정 위치 Np에 있어서의 레이저 발진기(20)의 초기 출력치를 갱신한다(스텝 S150). 이것에 의해, 파장 변환 결정(42)을 이동시킨 후, 고조파 레이저광의 초기 출력치가 갱신되게 된다. 이 초기 출력치는 기억부(16)에 의해서 기억된다. Then, the
그리고 제어부(11)는 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). 또, 제어부(11)는 스텝 S21의 처리에 있어서 Pc(x)≤P3ω이면(스텝 S21, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). Then, the
또, 제어부(11)는 스텝 S41의 처리에 있어서 Pc(x)≤P3ω이면(스텝 S41, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). In step S41, the
또, 제어부(11)는 스텝 S81의 처리에 있어서 Pjdg(x)≤P3ω이면(스텝 S81, 합격), 가공점 출력용 파워 미터(32)에 가공점 출력치를 측정시킨다(스텝 S160). If Pjdg (x)? P3? In step S81, the
스텝 S160의 처리 후, 제어부(11)는 가공점 출력치의 측정 결과에 기초하여, 이동 광학계(31)의 위치를 이동 광학계 제어 유닛(15)으로 이동시킨다. 이동 광학계 제어 유닛(15)은 제어부(11)로부터의 지시에 따라서, 가공점 출력치가 소정 범위 내에 들어가도록 이동 광학계(31)의 위치를 조정한다(스텝 S170). 그리고 제어부(11)는, 레이저 발진기(20)는 정상이라고 판단하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. After the processing in step S160, the
한편, 제어부(11)는, 스텝 S130의 처리에 있어서, P3ω<(Pmin+Pm)이라고 판정했을 경우(스텝 S130, 불합격), 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 규정수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S210). On the other hand, when it is determined in step S130 that P3ω <(Pmin + Pm) (step S130, rejection), the
파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N>규정수인 경우(스텝 S210, No), 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 수명이 다했다고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. If the number of used points N of the
한편, 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N≤규정 횟수인 경우(스텝 S210, Yes), 제어부(11)는 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이, 규정 횟수 이하인지 여부를 판정한다(스텝 S220). On the other hand, when the number of used points N of the
이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n>규정 횟수인 경우(스텝 S220, No), 제어부(11)는 레이저 발진기(20)의 이상이라고 판정하고, 고조파 레이저광의 출력 조정 처리를 종료한다. If the number n of movements of the moving optical system 31 is n> the predetermined number of times (step S220, No), the
한편, 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n≤규정 횟수인 경우(스텝 S220, Yes), 제어부(11)는 스텝 S100~S130의 처리를 행한다.On the other hand, if the number n of movements of the moving optical system 31 is n? Defined times (step S220, Yes), the
제어부(11)는 스텝 S210의 처리에 있어서 파장 변환 결정(42)의 사용 포인트수 N이 N≥규정수라고 판단되던지, 스텝 S220의 처리에 있어서 이동 광학계(31)의 이동 횟수 n이 n>규정 횟수라고 판단될 때까지, 스텝 S100~S130, S210, S220의 처리를 반복한다. The
여기서, 레이저 발진기(20)의 부품 열화에 기인하는 고조파 레이저광의 상승 완화 현상에 대해 설명한다. 도 5는 고조파 레이저광의 상승 완화 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 가로축은 시간이고, 세로축은 고조파 레이저광의 규격화된 출력이다. Here, the rise relaxation phenomenon of the harmonic laser light caused by the component deterioration of the
도 5에서는, 파장 변환 결정(42)의 오염이 작은 경우나 적은 경우의 특성을 특성(61)으로 도시하고 있다. 또, 도 5에서는, 파장 변환 결정(42)의 오염이 큰 경우나 많은 경우의 특성을 특성(62)으로 도시하고 있다. Fig. 5 shows the characteristic 61 when the
파장 변환 결정(42)에서는, 기본파 레이저광이나 고조파 레이저광 등의 레이저광의 통과에 따라서, 분진의 달라붙음이나 열화가 발생한다. 이것에 의해, 파장 변환 결정(42)은 고조파 레이저를 흡수하기 쉬워져서, 레이저광 통과시에, 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점 온도가 일시적으로 상승한다. 그 후, 온도는 열확산되어, 파장 변환 결정(42) 내의 온도 분포가 균일하게 된다. In the
이와 같이, 레이저 발진기(20)에서는, 고조파 레이저광의 출력을 개시한 직후부터 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점의 온도가 경시적으로 변화하므로, 파장 변환 결정(42)에 있어서의 파장 변환 효율이 변화한다. 이 때문에, 고조파 레이저광의 출력 개시시인 상승시에는, 고조파 레이저광의 펄스 출력이 경시적으로 변화하고, 그 결과, 원하는 출력으로 안정되기까지 장시간을 필요로 하게 된다. 본 실시 형태에서는, 이 현상을 완화 현상이라고 부른다. Thus, in the
예를 들면, 파장 변환 결정(42)의 오염이 작은 경우나 적은 경우에는, 특성(61)으로 도시하는 것처럼, 고조파 레이저광의 펄스 출력이 단시간에 원하는 출력까지 상승한다. 한편, 파장 변환 결정(42)의 오염이 큰 경우나 많은 경우에는, 특성(62)으로 도시하는 것처럼, 고조파 레이저광의 펄스 출력이 원하는 출력까지 상승하는데 장시간을 필요로 한다. For example, when the contamination of the
파장 변환 결정(42)에 있어서의 빔 통과점의 온도 변화는, 레이저광의 통과의 유무, 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점의 손상, 열화 정도에 의해서 항상 발생 할 수 있는 상태에 있다. 이 온도 변화에 기인하는 완화 현상의 정도를 규정 범위 내로 넣기 위해서, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)상의 빔 통과점에 있어서, 처음으로 레이저광을 통과시켰을 때의 고조파 레이저광의 출력치인 초기 출력치를 기억시켜 둔다. 제어부(11)는, 예를 들면, 파장 변환 결정(42)의 위치를 이동시킨 후, 최초로 레이저광을 통과시켰을 때의 고조파 레이저광의 초기 출력치를 기억시켜 둔다. The temperature change of the beam passing point in the
그리고 초기 출력치로부터의 출력 저하 비율이 소정의 임계치를 넘었을 경우에, 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)의 열화가 현저하다고 판단한다. 그리고 제어부(11)는 파장 변환 결정(42)을 레이저광에 대해서 수직 방향으로 이동시킴으로써, 빔 통과점을 변경한다. 파장 변환 결정(42)의 이동 후는, 온도 조정이 실시되고, 새로운 초기 출력치가 기억된다. 이 플로우에 의해서, 고조파 레이저광의 펄스 변동폭을 규정 범위 이내로 넣을 수 있으므로, 완화 현상에 기인하는 가공 불량을 방지할 수 있다. When the output decrease rate from the initial output value exceeds a predetermined threshold value, the
또한, 제어부(11)는 초기 출력치의 저하 비율의 임계치인 Pc(x)를 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점마다 바꾸어도 된다. 예를 들면, 제어부(11)는 초기 출력치를 기억했을 때의 기본파 레이저광의 출력치의 크기에 따라 Pc(x)를 변경해도 좋다. 이때, 제어부(11)는 Pc(x)=(1-αx)P0의 αx의 값을 다양하게 변경함으로써, Pc(x)의 값을 다양하게 변경한다. 또, 제어부(11)는 출력 판정치 Pjdg(x)를 파장 변환 결정(42)의 빔 통과점마다 바꾸어도 된다. The
도 6은 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다. 도 6에서는, 본 실시 형태의 처리를 따라서 파장 변환 결정(42)의 온도 조정 및 이동을 실행했을 경우의, 고조파 레이저광의 출력치의 추이를 나타내고 있다. 6 is a diagram showing an example of a change in the output value of the harmonic laser light. 6 shows the transition of the output value of the harmonic laser light when the temperature adjustment and movement of the
여기에서는, 빔 통과점(1)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(1)로 도시하고, 빔 통과점(2)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(2)로 도시하고 있다. 출력 판정치 Pjdg(1)은 빔 통과점(1)에 있어서의 출력 판정치이고, 출력 판정치 Pjdg(2)는 빔 통과점(2)에 있어서의 출력 판정치이다. 또, Pc(1)은 빔 통과점(1)에 있어서의 비교 출력이고, Pc(2)는 빔 통과점(2)에 있어서의 비교 출력이다. Here, an initial output value at the
출력 마진을 Pm이라고 하면, Pc(1)=(1-α1)P0인 경우, Pjdg(1)=(1-α1)P0+Pm이 되고, Pc(2)=(1-α2)P0인 경우, Pjdg(2)=(1-α2)P0+Pm이 된다. Pjdg (1) = (1 -? 1) P0 + Pm when Pc (1) = (1 -? 1) P0 and Pjdg (2) = (1 -? 2) P0 + Pm.
초기 출력치 P0(1)의 고조파 레이저광을 계속 사용하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하되어 간다. 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 빔 통과점(1)에 있어서의 비교 출력인 Pc(1)보다도 작아지면, 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다. 이것에 의해, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω는 상승한다. 레이저 가공 장치(1)에서는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하하는 현상과, 온도 조정에 의해서 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 상승시키는 처리가 반복된다. When the harmonic laser light of the initial output value P0 (1) is continuously used, the output value P3? Of the harmonic laser light is lowered. The
그리고 온도 조정이 실행되어도 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 출력 판정치 Pjdg(1)보다도 커지지 않는 경우에는, 파장 변환 결정(42)의 이동 처리가 실행된다. 이것에 의해, 파장 변환 결정(42)에 있어서의 레이저광의 통과 위치는, 빔 통과점(1)에서 빔 통과점(2)으로 변경된다. When the output value P3? Of the harmonic laser beam is not larger than the output determination value Pjdg (1) even if the temperature adjustment is performed, the process of moving the
그리고 빔 통과점(2)에 대해서도, 빔 통과점(1)과 마찬가지의 처리가 실행된다. 초기 출력치 P0(2)의 고조파 레이저광을 계속 사용하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하되어 간다. 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 빔 통과점(2)에 있어서의 비교 출력인 Pc(2)보다도 작아지면, 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다. 이것에 의해, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω는 상승한다. 레이저 가공 장치(1)에서는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하하는 현상과, 온도 조정에 의해서 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 상승시키는 처리와, 파장 변환 결정(42)을 이동시키는 처리가 반복된다.The
도 7은 파장 변환 결정의 열화 판정을 설명하기 위한 도면이다. 초기 출력치 P0(1)의 고조파 레이저광을 계속 사용하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하되어 간다. 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 빔 통과점(1)에 있어서의 비교 출력치인 Pjdg(1)보다도 작아지면, 그 후, 어느 타이밍에서 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 0이 된다. 이 때문에, 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 Pjdg(1)보다도 작아지면, 파장 변환 결정(42)의 열화가 소정치보다도 진행되었다고 판단하여 파장 변환 결정(42)의 이동을 행하게 한다. Fig. 7 is a diagram for explaining the deterioration judgment of the wavelength conversion decision. Fig. When the harmonic laser light of the initial output value P0 (1) is continuously used, the output value P3? Of the harmonic laser light is lowered. When the output value P3? Of the harmonic laser light becomes smaller than the comparative output value Pjdg (1) at the
다음으로, 비교 출력인 Pc(M)이 하한 출력인 Pmin보다도 작은 경우의, 고조파 레이저광의 출력치의 추이에 대해 설명한다. 도 8은 비교 출력이 하한 출력보다도 작은 경우의 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다. Next, the transition of the output value of the harmonic laser light when the comparison output Pc (M) is smaller than the lower limit output Pmin will be described. 8 is a diagram showing an example of a change in the output value of harmonic laser light when the comparison output is smaller than the lower limit output.
여기에서는, 빔 통과점(M)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(M)으로 도시하고, 빔 통과점(M+1)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(M+1)로 도시하고 있다. 출력 판정치 Pjdg(M)은 빔 통과점(M)에 있어서의 출력 판정치이다. 그리고 Pmin은 Pc(M)보다도 큰 값이다. Here, an initial output value at the beam passing point M is shown as an initial output value P0 (M), and an initial output value at a beam passing point (M + 1) is shown as an initial output value P0 (M + 1). The output determination value Pjdg (M) is an output decision value at the beam passing point M. [ And Pmin is larger than Pc (M).
초기 출력치 P0(M)의 고조파 레이저광을 계속 사용하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하되어 간다. 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 하한 출력인 Pmin보다도 작아지면, 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다. 이것에 의해, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω는 상승한다. 레이저 가공 장치(1)에서는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하하는 현상과, 온도 조정에 의해서 고조파 레이저광의 출력치 P3ω를 상승시키는 처리가 반복된다. When the harmonic laser light of the initial output value P0 (M) is continuously used, the output value P3? Of the harmonic laser light is lowered. When the output value P3? Of the harmonic laser light becomes smaller than the lower limit output Pmin, the
그리고 온도 조정이 실행되어도 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 출력 판정치 Pjdg(M)보다도 커지지 않는 경우에는, 파장 변환 결정(42)의 이동 처리가 실행된다. 이것에 의해, 파장 변환 결정(42)에 있어서의 레이저광의 통과 위치는 빔 통과점(M)에서 빔 통과점(M+1)으로 변경된다. 그리고 빔 통과점(M+1)에 대해서도 빔 통과점(M)과 마찬가지의 처리가 실행된다. When the output value P3? Of the harmonic laser beam is not larger than the output determination value Pjdg (M) even if the temperature adjustment is performed, the process of moving the
도 9는 초기 출력치에 관계없이 온도 조정을 행했을 경우의 고조파 레이저광의 출력치의 추이예를 나타내는 도면이다. 도 9에서는, 고조파 레이저광의 상승 완화 현상으로의 대책을 행하는 일 없이 파장 변환 결정(42)의 온도 조정 및 이동을 실행했을 경우의, 고조파 레이저광의 출력치의 추이를 나타내고 있다. 9 is a diagram showing an example of a change in the output value of the harmonic laser light when the temperature is adjusted irrespective of the initial output value. 9 shows the transition of the output value of the harmonic laser light when the temperature adjustment and movement of the
여기에서는, 빔 통과점(Z1)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(Z1)으로 도시하고, 빔 통과점(Z2)에 있어서의 초기 출력치를 초기 출력치 P0(Z2)로 도시하고 있다. 출력 판정치 Pjdg(Zx)는 모든 빔 통과점에 공통의 출력 판정치이다. 또, Pmin은 모든 빔 통과점에 공통의 하한 출력이다. 또, Pdmg는 파장 변환 결정(42)이 열화되어 있는지 여부를 판정하는 기준치이며, 모든 빔 통과점에 공통의 값이다. Here, the initial output value at the beam passing point Z1 is shown as the initial output value P0 (Z1), and the initial output value at the beam passing point Z2 is shown as the initial output value P0 (Z2). The output determination value Pjdg (Zx) is an output decision value common to all the beam passing points. Pmin is a lower limit output common to all the beam passing points. Pdmg is a reference value for determining whether or not the
초기 출력치 P0(Z1)의 고조파 레이저광을 계속 사용하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 저하되어 간다. 제어부(11)는, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 하한 출력인 Pmin보다도 작아지면, 파장 변환 결정(42)의 온도 조정을 실행시킨다. 이것에 의해, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω는 상승한다.If the harmonic laser light of the initial output value P0 (Z1) is continuously used, the output value P3? Of the harmonic laser light is lowered. When the output value P3? Of the harmonic laser light becomes smaller than the lower limit output Pmin, the
모든 빔 통과점에서 공통의 Pmin을 이용하여 온도 조정의 요부(要否)가 판단되면, 온도 조정이 행해졌을 때, 고조파 레이저광의 상승 완화 현상이 발생한다. 이 상승 완화 현상은 피가공물(2)로의 가공 불량으로 이어진다. When the necessity of temperature regulation is judged by using a common Pmin at all beam passing points, the phenomenon of lifting of the harmonic laser beam occurs when temperature adjustment is performed. This rise relaxation phenomenon leads to processing defects in the
또한, 레이저 가공 장치(1)는, 실시 형태 1에서 설명한 처리와 실시 형태 2에서 설명한 처리를 조합 처리를 실행해도 된다. 이 경우, 레이저 가공 장치(1)는, 예를 들면, 실시 형태 1에서 설명한 열 렌즈 대책의 처리와, 실시 형태 2에서 설명한 상승 완화 현상 대책의 처리의 양쪽을 실행한다. 구체적으로는, 레이저 가공 장치(1)는, 도 2에서 설명한 스텝 S20, S40, S80의 처리 대신에, 도 4에서 설명한 스텝 S21, S41, S81의 처리를 실행함으로써, 도 2에서 설명한 처리를 실행한다. Further, the
이와 같이 실시 형태 2에 의하면, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω의 초기 출력치를 기억해 두고, 고조파 레이저광의 출력치 P3ω가 초기 출력치로부터 소정의 비율 이상 저하했을 경우에, 파장 변환 결정(42)을 이동시키므로, 고조파 레이저광을 이용한 레이저 가공시에 가공 불량이 일어나는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. As described above, according to the second embodiment, the initial output value of the output value P3? Of the harmonic laser light is stored, and when the output value P3? Of the harmonic laser light is lowered from the initial output value by a predetermined ratio or more, the
[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]
이상과 같이, 본 발명에 따른 제어 장치 및 레이저 가공 장치는, 레이저광의 출력치 제어에 적합하다.As described above, the control device and the laser machining apparatus according to the present invention are suitable for controlling the output value of laser light.
1: 레이저 가공 장치, 2: 피가공물,
10: 제어 장치, 11: 제어부,
13: 온도 조정 유닛, 14: 결정 이동 기구 제어 유닛,
15: 이동 광학계 제어 유닛, 16: 기억부,
20: 레이저 발진기, 23: 파장 변환 유닛,
24: 고조파 레이저 파워 미터, 30: 가공기 광로계,
31: 이동 광학계, 31A, 31B: 이동 광학계 렌즈,
32: 가공점 출력용 파워 미터, 37: 마스크,
42: 파장 변환 결정, 43: 결정 이동 기구,
51~53: 고조파 레이저광.1: laser processing device, 2: workpiece,
10: control device, 11: control part,
13: temperature adjusting unit, 14: crystal moving mechanism control unit,
15: Moving optical system control unit, 16: Storage unit,
20: laser oscillator, 23: wavelength conversion unit,
24: Harmonic laser power meter, 30: Processor optical system,
31: moving optical system, 31A, 31B: moving optical system lens,
32: power meter for outputting the machining point, 37: mask,
42: wavelength conversion determination, 43: crystal movement mechanism,
51 ~ 53: Harmonic Laser Beam.
Claims (9)
상기 고조파 레이저광의 피가공물상에서의 출력치인 가공점 출력치가 제1 설정치 이상이 되도록 상기 콜리메이트 렌즈의 위치를 이동시킴과 아울러, 이동 후의 상기 콜리메이트 렌즈의 위치가 상기 이동 허용 범위 내 인지 여부를 판정하여, 상기 이동 허용 범위 외인 경우에는, 상기 파장 변환 결정의 이동을 행하게 하는 지시를 출력하는 제어부를 구비하고,
상기 이동 허용 범위는 상기 파장 변환 결정의 열화가 기준치 이하라고 판단되는 범위인 것을 특징으로 하는 제어 장치.An initial position of the collimator lens for adjusting the beam diameter at the mask position of the harmonic laser beam output from the wavelength conversion determination to the mask side, and a storage area for storing the movement allowable range of the collimator lens defined by the distance from the initial position, Wow,
The position of the collimator lens is moved so that the output value of the harmonic laser beam on the workpiece becomes the first setting value or more and the position of the collimator lens after the movement is within the movement allowable range And a control unit for outputting an instruction to make the wavelength conversion determination move when the wavelength is outside the movement allowable range,
Wherein the movement allowable range is a range in which deterioration of the wavelength conversion determination is judged to be equal to or lower than a reference value.
상기 제어부는, 상기 파장 변환 결정의 이동을 행하게 한 후, 상기 가공점 출력치가 상기 제1 설정치 이상이 되도록 상기 콜리메이트 렌즈의 위치를 다시 이동시키고, 이동 후의 상기 콜리메이트 렌즈의 초기 위치를 상기 기억부에 갱신시키고, 갱신 후의 초기 위치에 기초하여, 상기 콜리메이트 렌즈의 위치가 상기 이동 허용 범위 내 인지 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1,
The control unit moves the position of the collimator lens so that the processing point output value becomes equal to or greater than the first set value after moving the wavelength conversion determination, And determines whether or not the position of the collimator lens is within the movement allowable range based on the initial position after the update.
상기 이동 허용 범위는, 상기 콜리메이트 렌즈의 광로 방향의 위치에 관련된 범위인 것을 특징으로 하는 제어 장치.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the movement allowable range is a range related to a position in the optical path direction of the collimator lens.
콜리메이트 렌즈를 이용하여 상기 고조파 레이저광을 피가공물상으로 안내하는 가공기 광로계와,
상기 레이저 발진기 및 상기 가공기 광로계를 제어하는 제어 장치를 가지고,
상기 제어 장치는,
상기 파장 변환 결정으로부터 마스크측으로 출력된 상기 고조파 레이저광의 마스크 위치에서의 빔 지름을 조정하는 상기 콜리메이트 렌즈의 초기 위치와, 상기 초기 위치로부터의 거리로 정의된 상기 콜리메이트 렌즈의 이동 허용 범위를 기억하는 기억부와,
상기 고조파 레이저광의 피가공물상에서의 출력치인 가공점 출력치가 제1 설정치 이상이 되도록 상기 콜리메이트 렌즈의 위치를 이동시킴과 아울러, 이동 후의 상기 콜리메이트 렌즈의 위치가 상기 이동 허용 범위 내 인지 여부를 판정하여, 상기 이동 허용 범위 외인 경우에는, 상기 파장 변환 결정의 이동을 행하게 하는 지시를 출력하는 제어부를 구비하고,
상기 이동 허용 범위는 상기 파장 변환 결정의 열화가 기준치 이하라고 판단되는 범위인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.A laser oscillator for outputting a harmonic laser beam using a wavelength conversion decision;
A machining system optical path system for guiding the harmonic laser beam onto the workpiece using a collimator lens,
And a control device for controlling the laser oscillator and the optical path system of the machine,
The control device includes:
An initial position of the collimator lens for adjusting a beam diameter at a mask position of the harmonic laser light output from the wavelength conversion determination and a movement allowable range of the collimator lens defined by a distance from the initial position is stored And
The position of the collimator lens is moved so that the output value of the harmonic laser beam on the workpiece becomes the first setting value or more and the position of the collimator lens after the movement is within the movement allowable range And a control unit for outputting an instruction to make the wavelength conversion determination move when the wavelength is outside the movement allowable range,
Wherein the movement allowable range is a range in which deterioration of the wavelength conversion determination is judged to be equal to or lower than a reference value.
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