JP2001293587A - Laser oscillator - Google Patents

Laser oscillator

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JP2001293587A
JP2001293587A JP2000109553A JP2000109553A JP2001293587A JP 2001293587 A JP2001293587 A JP 2001293587A JP 2000109553 A JP2000109553 A JP 2000109553A JP 2000109553 A JP2000109553 A JP 2000109553A JP 2001293587 A JP2001293587 A JP 2001293587A
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beam diameter
laser
mirror
processing
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Hidefumi Omatsu
英文 尾松
Nobuo Shinno
暢男 新野
Atsuki Yamamoto
敦樹 山本
Satoshi Eguchi
聡 江口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser oscillator which controls a laser beam to keep the laser beam diameter always constant regardless machining spot. SOLUTION: The oscillator is provided with mirror driving devices 3A and 3B which collimate the laser beam by varying the distance between a convex mirror 2A and a concave mirror 2B installed in the transmitting path of the laser beam 4 and varying an angle of each of the mirrors, a beam diameter setting means 11 for preliminarily setting the laser beam diameter before the laser beam is collimated, and a controller 5 which controls the mirror driving devices 3A and 3B so that the laser beam diameter is kept constant at the machining spot even the position of the machining spot moves by calculating the distance and the angle with a correction coefficient corresponding to the optical path from the exit of the laser oscillator to the machining spot on the basis of the set laser beam diameter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
おいて、加工位置でのビーム径を常に一定に制御する事
により、安定した高品質な加工を提供するレーザ発振装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser oscillating device which provides stable and high quality processing by always controlling a beam diameter at a processing position in a laser processing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】レーザ加工装置では、レーザ発振器から
取出されたレーザビームは、数枚の反射ミラーを介して
加工位置まで伝送され、加工ヘッド内に設けられた集光
レンズで一定の集光スポット径に集光される。集光され
たレーザビームは被加工材に照射され、レーザ加工が行
われる。2. Description of the Related Art In a laser processing apparatus, a laser beam taken out of a laser oscillator is transmitted to a processing position via several reflection mirrors, and is condensed by a converging lens provided in a processing head. Focused on diameter. The condensed laser beam is irradiated on the workpiece to perform laser processing.

【０００３】レーザ加工の加工品質は、レーザビームの
集光スポット径に大きく依存し、常にこの集光スポット
径を一定に保つことが、安定したレーザ加工を行う上で
必須となる。[0003] The processing quality of laser processing largely depends on the diameter of the focused spot of the laser beam, and it is essential to keep the diameter of the focused spot constant for stable laser processing.

【０００４】集光スポット径は、集光レンズに入射する
ビーム径、すなわち加工位置でのビーム径によって決ま
るため、加工位置でのビーム径が変化すると、集光スポ
ット径も変化し、加工品質が低下してしまう。よって安
定したレーザ加工を行うためには、常に加工位置でのヒ
ーム径を一定に保つ必要がある。The diameter of the focused spot is determined by the diameter of the beam incident on the focusing lens, that is, the beam diameter at the processing position. Therefore, if the beam diameter at the processing position changes, the focused spot diameter also changes, and the processing quality is reduced. Will drop. Therefore, in order to perform stable laser processing, it is necessary to always keep the beam diameter at the processing position constant.

【０００５】従来のビーム径を一定にするレーザ発振装
置について図１０を参照しながら説明する。図１０は従
来のレーザ発振装置の構成図である。図１０において、
５１はレーザ発振器、５２は凹面鏡、５３は平面鏡、５
４はレーザビーム、５５は制御装置、５６は加工ヘッ
ド、５７は平面鏡、５８は集光レンズ、５９は被加工
材、６０は加工ヘッド駆動手段である。[0005] A conventional laser oscillation device for keeping the beam diameter constant will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional laser oscillation device. In FIG.
51 is a laser oscillator, 52 is a concave mirror, 53 is a plane mirror, 5
4 is a laser beam, 55 is a control device, 56 is a processing head, 57 is a plane mirror, 58 is a condenser lens, 59 is a workpiece, and 60 is a processing head driving means.

【０００６】図１０に示すように、レーザ発振器５１か
ら取出されたレーザビーム５４は一定の発散角を持って
いるので加工位置でのビーム径を一定にするため、凹面
鏡５２によりビームコリメーションされ、平面鏡５３、
５７を経由後、集光レンズ５８で集光して、被加工材５
９に照射される。そして、制御装置５５からの指令で加
工ヘッド駆動手段６０により加工ヘッド５６を動作させ
て加工が行われる。As shown in FIG. 10, a laser beam 54 extracted from a laser oscillator 51 has a constant divergence angle, so that the beam is collimated by a concave mirror 52 to make the beam diameter at a processing position constant, and a plane mirror is used. 53,
After passing through 57, the light is condensed by a condensing lens 58 and the workpiece 5
9 is irradiated. Then, the processing is performed by operating the processing head 56 by the processing head driving means 60 according to a command from the control device 55.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ発振装置では、加工ヘッドの移動距離に比べレーザ発
振器５１から加工ヘッドまでの光路長が長い場合は、ビ
ーム径の変化が少なく加工性能にあまり影響を与えない
が、反対にレーザ発振器から加工ヘッドまでの光路長に
比べ加工ヘッドの移動距離が長くなると、固定の凹面鏡
５２によるビームコリメーションでは対応できなく、加
工位置でのビーム径の変化が大きくなり、加工性能が変
化してしまうという問題があった。In such a conventional laser oscillating apparatus, when the optical path length from the laser oscillator 51 to the processing head is longer than the moving distance of the processing head, the change in the beam diameter is small and the processing performance is reduced. On the contrary, if the moving distance of the processing head is longer than the optical path length from the laser oscillator to the processing head, the beam collimation by the fixed concave mirror 52 cannot cope. However, there is a problem that the processing performance changes.

【０００８】また、レーザ発振器の共振器系を構成して
いるミラーのうち、レーザビームを取り出す出力鏡の大
気側は、常に大気中のごみや粉塵などにさらされている
ため、次第に汚れが付着し、そのことによる熱レンズ効
果により、経時的にレーザビームの発散角が変化し、加
工位置でのビーム径が小さくなってしまうという問題が
あった。[0008] Of the mirrors constituting the resonator system of the laser oscillator, the air side of the output mirror for extracting the laser beam is constantly exposed to dirt and dust in the air, so that dirt gradually adheres. However, due to the thermal lens effect, the divergence angle of the laser beam changes over time, and the beam diameter at the processing position is reduced.

【０００９】本発明は、上記の課題を解決するもので、
レーザ発振器とレーザビームを集光させる集光レンズと
のレーザビーム伝送経路途中に設けたビームコリメータ
を駆動装置により動かし、加工位置に関係なく常にレー
ザビーム径が一定になるように制御することができるレ
ーザ発振装置を提供することを目的としている。The present invention solves the above problems,
A beam collimator provided in the laser beam transmission path between the laser oscillator and the condenser lens for condensing the laser beam can be controlled by a driving device so that the laser beam diameter is always constant irrespective of the processing position. It is intended to provide a laser oscillation device.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザ発
振装置は、レーザ発振器から出力されるレーザビームを
集光光学部材を用いて集光させ、切断・溶接等の加工を
行うレーザ発振装置であって、レーザビームの伝送路に
設けられた凸面鏡および凹面鏡の相互間の距離および各
角度を変化させ、レーザビームをコリメーションするミ
ラー駆動装置と、コリメーション前のレーザビーム径を
予め設定するビ−ム径設定手段と、ビーム径設定手段に
より設定されたレーザビーム径を基にレーザ発振器出口
から加工位置までの光路長に対応してあらかじめ設定し
た補正係数より凸面鏡および凹面鏡間の距離および角度
を演算し、加工位置が変化した場合でも加工位置のレー
ザビーム径が一定となるようにミラー駆動装置を制御す
る制御装置とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser oscillation device for converging a laser beam output from a laser oscillator using a converging optical member and performing processing such as cutting and welding. A mirror drive device for collimating the laser beam by changing the distance and each angle between the convex mirror and the concave mirror provided on the laser beam transmission path, and a bead for presetting a laser beam diameter before collimation. Based on the laser beam diameter set by the beam diameter setting means and the laser beam diameter set by the beam diameter setting means, the distance and angle between the convex mirror and the concave mirror are calculated from a correction coefficient set in advance corresponding to the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position. And a control device for controlling the mirror driving device so that the laser beam diameter at the processing position is constant even when the processing position changes. Those were.

【００１１】請求項１記載のレーザ発振装置によれば、
レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装置と
ビーム径設定手段を設けたことにより、レーザ発振器か
ら加工位置までの光路長が変化した場合でも、予め設定
されたビーム径を基に光路長に対応した補正係数により
凸面鏡および凹面鏡間の距離および角度を演算し、ミラ
ー駆動装置を制御することにより、加工位置において敏
速かつ正確にビーム径を一定にすることが可能となる。According to the laser oscillation device of the first aspect,
By providing a mirror driving device for collimating the laser beam diameter and a beam diameter setting means, even if the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes, the correction corresponding to the optical path length based on the preset beam diameter By calculating the distance and angle between the convex mirror and the concave mirror using the coefficient and controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position.

【００１２】請求項２記載のレーザ発振装置は、レーザ
ビームを発生するレーザ発振器と、レーザビームの伝送
路に設けられた凸面鏡および凹面鏡の相互間の距離およ
び各角度を変化させ、レーザビームをコリメーションす
るミラー駆動装置と、ミラー駆動装置の近傍に備えられ
てレーザビーム径を検出するビーム径検出手段と、ビー
ム径検出手段により検出されたレーザビーム径を基にレ
ーザ発振器出口から加工位置までの光路長に対応した補
正係数を演算し記憶する補正係数記憶手段と、補正係数
により凸面鏡および凹面鏡間の距離および角度を演算
し、加工位置が変化した場合でも加工位置のレーザビー
ム径が一定となるようにミラー駆動装置を制御する制御
装置とを備えたものである。According to a second aspect of the present invention, a laser oscillator for generating a laser beam, and a distance and respective angles between a convex mirror and a concave mirror provided on a transmission path of the laser beam are changed to collimate the laser beam. A mirror driving device, a beam diameter detecting means provided near the mirror driving device for detecting a laser beam diameter, and an optical path from a laser oscillator outlet to a processing position based on the laser beam diameter detected by the beam diameter detecting means. A correction coefficient storage means for calculating and storing a correction coefficient corresponding to the length, and calculating a distance and an angle between the convex mirror and the concave mirror using the correction coefficient so that the laser beam diameter at the processing position is constant even when the processing position changes. And a control device for controlling the mirror driving device.

【００１３】請求項２記載のレーザ発振装置によれば、
レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装置と
ミラー駆動装置近傍のビーム径検出手段と補正係数記憶
手段を設けたことにより、レーザ発振器から加工位置ま
での光路長が変化した場合でも、光路長に対応した補正
係数を読み出し、ミラー駆動装置を制御することによ
り、加工位置において敏速かつ正確にビーム径を一定に
することが可能となる。また、レーザビーム径の測定
は、定期的に行われるため経時的にレーザビームの発散
角が変化した場合でもそれを検出することができ、安定
な加工が長期的に可能となる。According to the laser oscillation device of the second aspect,
By providing a mirror driving device that collimates the laser beam diameter, a beam diameter detecting device near the mirror driving device, and a correction coefficient storage device, even when the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes, the optical path length can be handled. By reading out the correction coefficient and controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position. Further, since the measurement of the laser beam diameter is performed periodically, even if the divergence angle of the laser beam changes over time, it can be detected, and stable processing can be performed for a long time.

【００１４】請求項３記載のレーザ発振装置は、レーザ
ビームを発生するレーザ発振器と、レーザビームの伝送
路に設けられた凸面鏡および凹面鏡の距離および各角度
を変化させ、レーザビームをコリメーシヨンするミラー
駆動装置と、加工ヘッドの近傍に備えられレーザビーム
径を検出するビーム径検出手段と、ビーム径検出手段に
より検出されたレーザビーム径を基にレーザ発振器出口
から加工位置までの光路長に対応した補正係数を演算し
記憶する補正係数記憶手段と、補正係数により凸面鏡お
よび凹面鏡間の距離および角度を演算し、加工位置が変
化した場合でも加工位置のレーザビーム径が一定となる
ようにミラー駆動装置を制御する制御装置とを備えたも
のである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator for generating a laser beam, and changing a distance and respective angles of a convex mirror and a concave mirror provided on a transmission path of the laser beam to drive the mirror to collimate the laser beam. A device, a beam diameter detecting means provided near the processing head for detecting a laser beam diameter, and a correction corresponding to an optical path length from a laser oscillator outlet to a processing position based on the laser beam diameter detected by the beam diameter detecting means. Correction coefficient storage means for calculating and storing coefficients; and a mirror driving device for calculating a distance and an angle between the convex mirror and the concave mirror using the correction coefficients so that the laser beam diameter at the processing position is constant even when the processing position changes. And a control device for controlling.

【００１５】請求項３記載のレーザ発振装置によれば、
レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装置と
加工ヘッド近傍のビーム径検出手段と補正係数記憶手段
を設けたことにより、レーザ発振器から加工位置までの
光路長が変化した場合でも、光路長に対応した補正係数
を読み出し、ミラー駆動装置を制御することにより、加
工位置において敏速かつ正確にビーム径を一定にするこ
とが可能となる。また、レーザビーム径測定は、定期的
に行われるため経時的にレーザビームの発散角が変化し
た場合でもそれを検出することができ、安定な加工が長
期的に可能となる。According to the laser oscillation device of the third aspect,
By providing a mirror driving device that collimates the laser beam diameter, a beam diameter detecting means near the processing head, and a correction coefficient storage means, even if the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes, correction corresponding to the optical path length is possible. By reading out the coefficients and controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position. In addition, since the laser beam diameter measurement is performed periodically, even when the divergence angle of the laser beam changes over time, it can be detected, and stable processing can be performed for a long time.

【００１６】請求項４記載のレーザ発振装置は、請求項
２または請求項３において、レーザビーム受光部と、制
御装置の指令により、測定時にレーザビーム経路に対し
レーザビーム受光部を挿入し、また加工時にレーザビー
ム受光部をレーザビーム経路より退避する受光部駆動手
段とを有し、ビーム径検出手段はレーザビーム受光部よ
り信号を入力してビーム径を検出するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the laser oscillation device according to the second or third aspect, the laser beam receiving unit is inserted into the laser beam path at the time of measurement according to a command from the laser beam receiving unit and a control device. Light-receiving unit driving means for retracting the laser beam receiving unit from the laser beam path during processing; the beam diameter detecting unit detects a beam diameter by inputting a signal from the laser beam receiving unit;

【００１７】請求項４記載のレーザ発振装置によれば、
請求項２または請求項３と同様な効果のほか、レーザビ
ーム受光部をレーザビーム経路に対して挿入、退避する
受光部駆動手段を設けたことにより、測定時にはビーム
径を正確に測定することが可能となり、また、加工時に
はビーム受光部に影響されることが無く、高品質な安定
したビーム径の制御が可能となる。According to the laser oscillation device of the fourth aspect,
In addition to the same effect as in the second or third aspect, the provision of the light receiving section driving means for inserting and retracting the laser beam receiving section in the laser beam path allows the beam diameter to be accurately measured at the time of measurement. This makes it possible to control the beam diameter with high quality without being affected by the beam receiving unit during processing.

【００１８】請求項５記載のレーザ発振装置は、請求項
２、請求項３または請求項４において、レーザビーム経
路挿入時にレーザビームを反射する１個または複数個の
反射形検出子と、反射形検出子を回転する検出子駆動手
段と、反射型検出子により反射されたレーザビームを受
光する光センサ部を有し、ビーム径検出手段は光センサ
部の出力信号と反射形検出子の回転角度又は回転時間に
より、レーザビーム径を検出するものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laser oscillation device according to the second, third or fourth aspect, wherein one or a plurality of reflection type detectors for reflecting a laser beam when a laser beam path is inserted, and a reflection type. A detector driving means for rotating the detector, and an optical sensor unit for receiving the laser beam reflected by the reflective detector, wherein the beam diameter detecting means comprises an output signal of the optical sensor unit and a rotation angle of the reflective detector. Alternatively, the laser beam diameter is detected based on the rotation time.

【００１９】請求項５記載のレーザ発振装置によれば、
請求項２、請求項３または請求項４と同様な効果のほ
か、レーザビームを反射する反射形検出子と検出子を回
転さす検出子駆動手段及び光センサを設けたことによ
り、経時的にレーザ発振器のビーム径が外乱要素などで
変化した場合でも、短時間で正確にビーム径を測定する
ことが可能となる。According to the laser oscillation device of the fifth aspect,
In addition to the same effects as those of claim 2, claim 3 or claim 4, the provision of a reflection type detector for reflecting a laser beam, a detector driving means for rotating the detector, and an optical sensor allows the laser to elapse over time. Even when the beam diameter of the oscillator changes due to a disturbance element or the like, the beam diameter can be accurately measured in a short time.

【００２０】請求項６記載のレーザ発振装置は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５にお
いて、制御装置が、加工条件として最適のレーザビーム
径をあらかじめ登録しておき、被加工物の材質または板
厚に応じてレーザビーム径を選択するものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the laser oscillation device according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the control device pre-registers an optimum laser beam diameter as a processing condition. The laser beam diameter is selected according to the material or the thickness of the workpiece.

【００２１】請求項６記載のレーザ発振装置によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項
５と同様な効果のほか、登録されていた被加工物の材質
または板厚に応じてのレーザビーム径を選択することに
より、加工時、材質または板厚に応じての最適のレーザ
ビーム径で安定かつ高品質な加工を行うことが可能とな
る。According to the laser oscillation device of the sixth aspect,
In addition to the same effects as those of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, by selecting the laser beam diameter according to the registered material or plate thickness of the workpiece. In processing, stable and high-quality processing can be performed with an optimum laser beam diameter according to the material or the plate thickness.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
るレーザ発振装置の構成図である。レーザ発振器１より
取り出されたレーザビーム４は、ビームコリメーション
部、すなわち反射面が凸の球面である凸面鏡２Ａおよび
反射面が凹の球面である凹面鏡２Ｂにて反射後、平面鏡
７で反射され、加工位置にある集光レンズ８に入射す
る。集光レンズ８で集光された後、被加工材９に照射さ
れ、加工が行われる。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser oscillation device according to a first embodiment of the present invention. The laser beam 4 taken out from the laser oscillator 1 is reflected by a beam collimation portion, that is, a convex mirror 2A having a convex spherical reflecting surface and a concave mirror 2B having a concave spherical reflecting surface, and then reflected by a plane mirror 7 to be processed. The light enters the condenser lens 8 at the position. After being condensed by the condensing lens 8, it is irradiated on the workpiece 9 to be processed.

【００２４】コリメーション部の凸面鏡２Ａと凹面鏡２
Ｂ間の距離は、それぞれに備えられたミラー駆動装置３
Ａ、３Ｂによって調整可能となっており、ミラー駆動装
置３Ａ、３Ｂは、制御装置５によって制御されている。
また凸面鏡２Ａと凹面鏡２Ｂ間距離を変えるときには、
それに応じて制御装置５が所定の演算を行い、レーザビ
ーム４の入射、出射位置および方向が一定に保たれるよ
うに、凸面鏡２Ａ、凹面鏡２Ｂの角度を変化させるよう
になっている。加工位置でのレーザビーム径を拡大する
場合は、コリメーション部の凸面鏡２Ａと凹面鏡２Ｂ間
の距離を長くし、レーザビーム４を一旦凸面鏡２Ａで拡
大後、凹面鏡２Ｂで再度縮小することにより所定のビー
ム径にすることが出来る。また反対にレーザビーム径を
縮小する場合は、コリメーション部の凸面鏡２Ａと凹面
鏡２Ｂ間の距離を短くすることにより可能となる。The convex mirror 2A and the concave mirror 2 of the collimation part
The distance between B is determined by the mirror driving device 3 provided for each.
A and 3B can be adjusted, and the mirror driving devices 3A and 3B are controlled by the control device 5.
When changing the distance between the convex mirror 2A and the concave mirror 2B,
In response to this, the control device 5 performs a predetermined calculation, and changes the angles of the convex mirror 2A and the concave mirror 2B so that the incident position, the emission position, and the direction of the laser beam 4 are kept constant. When the laser beam diameter at the processing position is increased, the distance between the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the collimation portion is increased, and the laser beam 4 is once expanded by the convex mirror 2A and then reduced again by the concave mirror 2B to obtain a predetermined beam. Diameter. Conversely, when the laser beam diameter is reduced, it becomes possible by shortening the distance between the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the collimation portion.

【００２５】一方、加工に伴い加工ヘッド６は、制御装
置５からの指令で加工ヘッド駆動手段１０により移動さ
れるため、レーザ発振器出口から加工位置までの光路長
が変化すると同時にビーム径も変化する。そのため、レ
ーザ発振器１のビーム特性やコリメーション前のレーザ
ビーム径を予めビーム径設定手段１１により設定してお
き、レーザ発振器出口から加工位置までの光路長が変化
した場合に制御装置５で所定の補正係数の演算を行い、
ミラー駆動装置３Ａ，３Ｂにレーザビーム径が一定とな
るように指令される。On the other hand, since the processing head 6 is moved by the processing head driving means 10 in accordance with a command from the control device 5 with the processing, the optical path length from the laser oscillator outlet to the processing position changes and the beam diameter also changes. . For this reason, the beam characteristics of the laser oscillator 1 and the laser beam diameter before collimation are set in advance by the beam diameter setting means 11, and when the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position changes, the controller 5 performs predetermined correction. Calculate the coefficient,
The mirror driving devices 3A and 3B are instructed to keep the laser beam diameter constant.

【００２６】図２は本発明の第１の実施の形態と従来例
との比較でレーザ発振器出口からの光路長とビーム径の
関係を示したものである。従来例１はレーザ発振器出口
からの光路長Ａ点に最適ビーム径を合わした場合、ま
た、従来例２はレーザ発振器出口からの光路長Ｂ点に最
適ビーム径を合わした場合であり、どららも光路長の変
化に伴いビーム径が大きく変化している。しかし、本発
明の第１の実施の形態においては光路長が変化した場合
でもコリメーションを行なうことにより、ビーム径を安
定に保つことが可能となっている。FIG. 2 shows the relationship between the optical path length from the laser oscillator outlet and the beam diameter in comparison between the first embodiment of the present invention and a conventional example. Conventional Example 1 is a case where the optimum beam diameter is adjusted to the optical path length A point from the laser oscillator exit, and Conventional Example 2 is a case where the optimal beam diameter is adjusted to the optical path length B point from the laser oscillator exit. Also, the beam diameter greatly changes with the change in the optical path length. However, in the first embodiment of the present invention, it is possible to stably maintain the beam diameter by performing collimation even when the optical path length changes.

【００２７】図３は本発明の制御装置５が処理を実行す
る工程をフローチャートとして示したものである。ま
ず、最初、Ｓ１０にて加工装置の機械座標より加工ヘッ
ドの現在位置を演算し、Ｓ１１にてレーザ発振器の出口
より加工ヘッドの位置までの光路長を演算する。そし
て、Ｓ１２にて予め設定記憶されていた光路長に対する
ビーム径の補正係数を読み出し、Ｓ１３にて補正係数に
よりコリメーション部の距離およびミラー角度を演算
し、Ｓ１４にてコリメーション部の距離及びミラー角度
を同時に移動してレーザビーム径が一定に制御される。FIG. 3 is a flowchart showing the steps in which the control device 5 of the present invention executes the processing. First, in S10, the current position of the processing head is calculated from the machine coordinates of the processing device, and in S11, the optical path length from the exit of the laser oscillator to the position of the processing head is calculated. Then, the correction coefficient of the beam diameter with respect to the optical path length which is set and stored in advance is read out in S12, the distance and the mirror angle of the collimation section are calculated by the correction coefficient in S13, and the distance and the mirror angle of the collimation section are calculated in S14. At the same time, the laser beam moves and the laser beam diameter is controlled to be constant.

【００２８】図４は本発明の第２の実施の形態における
レーザ発振装置の構成図を示したものである。図１に示
す第１の実施の形態と異なる点は、ミラー駆動装置３
Ａ、３Ｂの近傍にレーザビーム径を検出するビーム径検
出手段２２と補正係数記憶手段２３を設けた点である。
レーザ発振器１より取り出されたレーザビーム４は、ビ
ームコリメーション部の凸面鏡２Ａおよび凹面鏡２Ｂに
て反射後、平面鏡７で反射され、加工位置にある集光レ
ンズ８に入射する。このビームコリメーション部の近傍
のレーザビーム光路に、ビーム受光部２０を受光部駆動
手段２１により挿入、退避されるようになっている。ビ
ーム径測定時は、受光部駆動手段２１によりビーム受光
部２０をレーザ光路に挿入し、レーザ光を受光し、レー
ザパワーを信号に変換してビーム径検出手段２２に出力
される。ビーム径検出手段２２ではその信号を基にビー
ム径が判定処理されビーム径情報として制御装置５に送
られる。このビーム径測定は、コリメーション部の凸面
鏡２Ａおよび凹面鏡２Ｂの距離を一定の条件に設定して
行なわれ、レーザ発振器１のビーム特性とビーム径情報
を基に、レーザ発振器出口から加工位置までの光路長に
対応した補正係数を演算し、補正係数記憶手段２３に記
憶される。また、加工時には、受光部駆動手段２１によ
りビーム受光部２０をレーザ光路より退避し、ビーム受
光部２０がレーザ光に対して影響を与えないようになっ
ていて、加工の安定性を確保している。また、加工時に
はレーザ発振器出口から加工位置までの光路長が変化Ｌ
した場合に制御装置５で補正係数記憶手段２３に記憶さ
れる補正係数を読み出し、ミラー駆動装置３Ａ、３Ｂに
加工位置でのレーザビーム径が一定となるように制御さ
れる。FIG. 4 shows a configuration diagram of a laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG.
The difference is that a beam diameter detecting means 22 for detecting a laser beam diameter and a correction coefficient storing means 23 are provided near A and 3B.
The laser beam 4 taken out from the laser oscillator 1 is reflected by the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the beam collimating section, is reflected by the plane mirror 7, and is incident on the condenser lens 8 at the processing position. The beam receiving unit 20 is inserted into and retracted from the laser beam path near the beam collimation unit by the light receiving unit driving unit 21. When measuring the beam diameter, the light receiving unit driving unit 21 inserts the beam receiving unit 20 into the laser beam path, receives the laser beam, converts the laser power into a signal, and outputs the signal to the beam diameter detecting unit 22. The beam diameter detecting means 22 determines the beam diameter based on the signal and sends it to the controller 5 as beam diameter information. This beam diameter measurement is performed by setting the distance between the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the collimation section under certain conditions, and based on the beam characteristics and beam diameter information of the laser oscillator 1, the optical path from the laser oscillator exit to the processing position. The correction coefficient corresponding to the length is calculated and stored in the correction coefficient storage means 23. Also, during processing, the beam receiving unit 20 is retracted from the laser beam path by the light receiving unit driving means 21 so that the beam receiving unit 20 does not affect the laser beam, and the stability of the processing is ensured. I have. During processing, the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position changes L
In this case, the control unit 5 reads the correction coefficient stored in the correction coefficient storage unit 23 and controls the mirror driving devices 3A and 3B so that the laser beam diameter at the processing position is constant.

【００２９】レーザビーム径測定は、定期的に行なわれ
るため、レーザビームを取り出す出力鏡にごみや粉塵な
どの付着による熱レンズ効果でレーザビームの発散角が
変化し、加工位置でのビーム径が小さくなってしまった
場合でもそれを検出および修正することができ、安定な
加工が長期的に可能となる。Since the laser beam diameter measurement is performed periodically, the divergence angle of the laser beam changes due to the thermal lens effect due to the attachment of dirt or dust to the output mirror for extracting the laser beam, and the beam diameter at the processing position decreases. Even if it has become smaller, it can be detected and corrected, and stable machining can be performed for a long time.

【００３０】図５は本発明の第３の実施の形態における
レーザ発振装置の構成図を示したものである。図１に示
す第１の実施の形態と異なる点は、加工ヘッド６近傍に
レーザビーム径を検出するためのビーム受光部２０、受
光部駆動手段２１、ビーム径検出手段２２および補正係
数記憶手段２３を設けた点である。レーザ発振器１より
取り出されたレーザビーム４は、ビームコリメーション
部の凸面鏡２Ａおよび凹面鏡２Ｂにて反射後、平面鏡７
で反射され、加工位置にある集光レンズ８に入射する。
この加工ヘッド６の近傍のレーザビーム光路に、ビーム
受光部２０を受光部駆動手段２１により挿入、退避され
るようになっている。ビーム径測定時は、受光部駆動手
段２１によりビーム受光部２０をレーザ光路に挿入し、
レーザ光を受光し、レーザパワーを信号に変換してビー
ム径検出手段２２に出力される。ビーム径検出手段２２
ではその信号を基にビーム径が判定処理されビーム径情
報として制御装置５に送られる。このビーム径測定は、
コリメーション部の凸面鏡２Ａおよび凹面鏡２Ｂの距離
を一定の条件に設定して、加工ヘッドを移動しながら各
光路長ごとに段階的または連続的に行われ、レーザ発振
器１のビーム特性とビーム径情報を基に、レーザ発振器
出口から加工位置までの光路長に対応した補正係数を演
算し、補正係数記憶手段２３に記憶される。また、加工
時には、受光部駆動手段２１によりビーム受光部２０を
レーザ光路より退避し、ビーム受光部２０がレーザ光に
対して干渉しないようになっていて、加工の安定性を確
保している。また、加工時には、レーザ発振器出口から
加工位置までの光路長の変化に対応して、制御装置５で
補正係数記憶手段２３に記憶される補正係数を読み出
し、ミラー駆動装置３Ａ，３Ｂに加工位置でのレーザビ
ーム径が一定となるように制御される。FIG. 5 shows a configuration diagram of a laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that a beam receiving unit 20, a light receiving unit driving unit 21, a beam diameter detecting unit 22, and a correction coefficient storing unit 23 for detecting a laser beam diameter near the processing head 6 are provided. Is provided. The laser beam 4 extracted from the laser oscillator 1 is reflected by the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the beam collimation unit, and then reflected by the plane mirror 7
And is incident on the condenser lens 8 at the processing position.
The beam receiving unit 20 is inserted into and retracted from the laser beam optical path near the processing head 6 by the light receiving unit driving unit 21. At the time of measuring the beam diameter, the light receiving unit driving means 21 inserts the beam receiving unit 20 into the laser optical path,
The laser beam is received, the laser power is converted into a signal, and the signal is output to the beam diameter detecting means 22. Beam diameter detecting means 22
In, the beam diameter is determined based on the signal and sent to the control device 5 as beam diameter information. This beam diameter measurement is
The distance between the convex mirror 2A and the concave mirror 2B of the collimation section is set to a certain condition, and is performed stepwise or continuously for each optical path length while moving the processing head, and the beam characteristics and beam diameter information of the laser oscillator 1 are obtained. Based on this, a correction coefficient corresponding to the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position is calculated and stored in the correction coefficient storage means 23. At the time of processing, the beam receiving unit 20 is retracted from the laser beam path by the light receiving unit driving means 21 so that the beam receiving unit 20 does not interfere with the laser light, thereby ensuring the stability of the processing. At the time of processing, the control device 5 reads out the correction coefficient stored in the correction coefficient storage means 23 in accordance with the change in the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position, and stores the correction coefficient in the mirror driving devices 3A and 3B at the processing position. Is controlled so that the laser beam diameter becomes constant.

【００３１】図６は本発明の第４の実施の形態おけるレ
ーザビーム受光部２０の構成図を示したものである。レ
ーザビーム受光部２０は、反射形検出子駆動手段３０
と、反射形検出子３１と、光センサ３２により構成され
ている。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a laser beam receiving unit 20 according to a fourth embodiment of the present invention. The laser beam receiving unit 20 includes a reflection type detector driving unit 30.
, A reflective detector 31 and an optical sensor 32.

【００３２】反射形検出子３１は反射形検出子駆動手段
３０により一定の速度で回転運動をしていて、レーザビ
ーム４がレーザビーム受光部２０を通過すると反射形検
出子３１がレーザビーム４の一部を遮り光センサ３２に
向かって反射する。その反射されたレーザビームを光セ
ンサ３２が検出し、レーザパワーの強度に応じての信号
が光センサ３２から出力される。その信号はビーム径検
出手段２２で反射形検出子３１の回転角度または回転時
間に対して判定処理され、ビーム径情報として制御装置
５に出力される。The reflection type detector 31 is rotating at a constant speed by the reflection type detector driving means 30, and when the laser beam 4 passes through the laser beam receiving section 20, the reflection type detector 31 Part of the light is reflected toward the light sensor 32. The reflected laser beam is detected by the optical sensor 32, and a signal corresponding to the intensity of the laser power is output from the optical sensor 32. The signal is subjected to determination processing by the beam diameter detecting means 22 with respect to the rotation angle or the rotation time of the reflective detector 31, and is output to the control device 5 as beam diameter information.

【００３３】また、光センサ３２は、焦電型素子により
構成されていて、レーザパワーの強度に応じた信号が高
速に出力されるようになっている。しかし、光センサ３
２は、これに限定されるものでなく、フォトンドラッ
グ、常温形（ＨｇＣｄＴｅ）、サーモパイルなどのセン
サ素子で構成される場合もある。The optical sensor 32 is composed of a pyroelectric element, and outputs a signal corresponding to the intensity of the laser power at a high speed. However, the optical sensor 3
2 is not limited to this, and may be constituted by a sensor element such as a photon drag, a normal temperature type (HgCdTe), or a thermopile.

【００３４】図７は本発明の第４の実施の形態おける検
出子及び検出子駆動手段の構成図を示したものである。
反射形検出子３１は、複数個の反射棒または反射板が検
出子駆動手段３０の軸上に付いていて一定の速度で回転
するようになっている。反射形検出子３１は、レーザ光
に対して高反射材料、例えば金、銀、銅及びその合金を
用いたり、表面処理などで構成されている。FIG. 7 shows a configuration diagram of the detector and the detector driving means in the fourth embodiment of the present invention.
The reflection type detector 31 has a plurality of reflection rods or reflection plates on the axis of the detector driving means 30 and rotates at a constant speed. The reflective detector 31 is made of a material that is highly reflective to laser light, for example, gold, silver, copper, or an alloy thereof, or is made of a surface treatment.

【００３５】図８は本発明の実施の形態おける検出子の
回転角度又は回転時間と光センサー出力の関係を示した
ものである。反射形検出子の回転角度または回転時間に
対して光センサーの出力は、レーザビームのパワー強度
分布に応じて変化するため、そのパワー強度の変化と反
射形検出子の回転角度または回転時間を測定することに
よりビーム径を短時間で正確に測定することが可能とな
る。FIG. 8 shows the relationship between the rotation angle or rotation time of the detector and the output of the optical sensor in the embodiment of the present invention. Since the output of the optical sensor changes according to the power intensity distribution of the laser beam with respect to the rotation angle or rotation time of the reflection detector, the change in the power intensity and the rotation angle or rotation time of the reflection detector are measured. By doing so, the beam diameter can be accurately measured in a short time.

【００３６】図９は本発明の実施の形態と従来例におけ
る経時的な加工品質の変化を示したものである。従来例
はレーザビーム径のセンシング自体を行わない場合を示
しており、経時的にレーザ発振器より取り出されるレー
ザビームの発散角が変化するに従い、加工品質が低下し
ていっている事が判る。本発明の実施の形態において
は、高い加工品質を、経時変化無く保つ事が出来てい
る。FIG. 9 shows a change in processing quality over time in the embodiment of the present invention and the conventional example. The conventional example shows a case where the sensing of the laser beam diameter itself is not performed, and it can be seen that the processing quality decreases as the divergence angle of the laser beam extracted from the laser oscillator changes over time. In the embodiment of the present invention, high processing quality can be maintained without change over time.

【００３７】ところで、制御装置５には、加工条件とし
て最適のレーザビーム径を登録出来るようになってい
て、加工時、各材質または各板厚に応じてレーザビーム
径を選択して、加工が出来るようになっている。加工時
に、レーザビーム径を変えることにより、薄板切断には
切断幅の細い微細加工、また厚板切断には切断幅の広い
安定加工が可能となり、加工条件の変更ですべての材
質、板厚に速やかに最適加工が可能となる。By the way, the control device 5 can register an optimum laser beam diameter as a processing condition. At the time of processing, the laser beam diameter is selected according to each material or each plate thickness, and processing is performed. You can do it. By changing the laser beam diameter during processing, it is possible to perform fine processing with a narrow cutting width for thin plate cutting and stable processing with a wide cutting width for thick plate cutting. Optimal processing can be performed quickly.

【００３８】尚、本発明は以上の例示された実施の形態
に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の改良あるいは設計上の変更が可能である
ことは言うまでもない。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements or design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【００３９】[0039]

【発明の効果】請求項１記載のレーザ発振装置によれ
ば、レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装
置とビーム径設定手段を設けたことにより、レーザ発振
器から加工位置までの光路長が変化した場合でも、予め
設定されたビーム径を基に光路長に対応した補正係数に
より凸面鏡および凹面鏡間の距離および角度を演算し、
ミラー駆動装置を制御することにより、加工位置におい
て敏速かつ正確にビーム径を一定にすることが可能とな
る。According to the laser oscillation device of the first aspect, the mirror driving device for collimating the laser beam diameter and the beam diameter setting means are provided, so that the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes. However, the distance and angle between the convex mirror and the concave mirror are calculated based on a correction coefficient corresponding to the optical path length based on a preset beam diameter,
By controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position.

【００４０】請求項２記載のレーザ発振装置によれば、
レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装置と
ミラー駆動装置近傍のビーム径検出手段と補正係数記憶
手段を設けたことにより、レーザ発振器から加工位置ま
での光路長が変化した場合でも、光路長に対応した補正
係数を読み出し、ミラー駆動装置を制御することによ
り、加工位置において敏速かつ正確にビーム径を一定に
することが可能となる。また、レーザビーム径の測定
は、定期的に行われるため経時的にレーザビームの発散
角が変化した場合でもそれを検出することができ、安定
な加工が長期的に可能となる。According to the laser oscillation device of the second aspect,
By providing a mirror driving device that collimates the laser beam diameter, a beam diameter detecting device near the mirror driving device, and a correction coefficient storage device, even when the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes, the optical path length can be handled. By reading out the correction coefficient and controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position. Further, since the measurement of the laser beam diameter is performed periodically, even if the divergence angle of the laser beam changes over time, it can be detected, and stable processing can be performed for a long time.

【００４１】請求項３記載のレーザ発振装置によれば、
レーザビーム径をコリメーションするミラー駆動装置と
加工ヘッド近傍のビーム径検出手段と補正係数記憶手段
を設けたことにより、レーザ発振器から加工位置までの
光路長が変化した場合でも、光路長に対応した補正係数
を読み出し、ミラー駆動装置を制御することにより、加
工位置において敏速かつ正確にビーム径を一定にするこ
とが可能となる。また、レーザビーム径測定は、定期的
に行われるため経時的にレーザビームの発散角が変化し
た場合でもそれを検出することができ、安定な加工が長
期的に可能となる。According to the laser oscillation device of the third aspect,
By providing a mirror driving device that collimates the laser beam diameter, a beam diameter detecting means near the processing head, and a correction coefficient storage means, even if the optical path length from the laser oscillator to the processing position changes, correction corresponding to the optical path length is possible. By reading out the coefficients and controlling the mirror driving device, it is possible to quickly and accurately make the beam diameter constant at the processing position. In addition, since the laser beam diameter measurement is performed periodically, even when the divergence angle of the laser beam changes over time, it can be detected, and stable processing can be performed for a long time.

【００４２】請求項４記載のレーザ発振装置によれば、
請求項２または請求項３と同様な効果のほか、レーザビ
ーム受光部をレーザビーム経路に対して挿入、退避する
受光部駆動手段を設けたことにより、測定時にはビーム
径を正確に測定することが可能となり、また、加工時に
はビーム受光部に影響されることが無く、高品質な安定
したビーム径の制御が可能となる。According to the laser oscillation device of the fourth aspect,
In addition to the same effect as in the second or third aspect, the provision of the light receiving section driving means for inserting and retracting the laser beam receiving section in the laser beam path allows the beam diameter to be accurately measured at the time of measurement. This makes it possible to control the beam diameter with high quality without being affected by the beam receiving unit during processing.

【００４３】請求項５記載のレーザ発振装置によれば、
請求項２、請求項３または請求項４と同様な効果のほ
か、レーザビームを反射する反射形検出子と検出子を回
転さす検出子駆動手段及び光センサを設けたことによ
り、経時的にレーザ発振器のビーム径が外乱要素などで
変化した場合でも、短時間で正確にビーム径を測定する
ことが可能となる。According to the laser oscillation device of the fifth aspect,
In addition to the same effects as those of claim 2, claim 3 or claim 4, the provision of a reflection type detector for reflecting a laser beam, a detector driving means for rotating the detector, and an optical sensor allows the laser to elapse over time. Even when the beam diameter of the oscillator changes due to a disturbance element or the like, the beam diameter can be accurately measured in a short time.

【００４４】請求項６記載のレーザ発振装置によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項
５と同様な効果のほか、登録されていた被加工物の材質
または板厚に応じてのレーザビーム径を選択することに
より、加工時、材質または板厚に応じての最適のレーザ
ビーム径で安定かつ高品質な加工を行うことが可能とな
る。According to the laser oscillation device of the sixth aspect,
In addition to the same effects as those of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, by selecting the laser beam diameter according to the registered material or plate thickness of the workpiece. In processing, stable and high-quality processing can be performed with an optimum laser beam diameter according to the material or the plate thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるレーザ葬振
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser funeral vibration apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第１の実施の形態と従来例におけるレ
ーザ発振器出口からの光路長とビーム径の関係図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an optical path length from a laser oscillator outlet and a beam diameter in the first embodiment of the present invention and a conventional example.

【図３】本発明の制御装置の処理フローチャートであ
る。FIG. 3 is a processing flowchart of the control device of the present invention.

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるレーザ発振
装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施の形態におけるレーザ発振
装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第４の実施の形態おけるレーザビーム
受光部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a laser beam receiving unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第４の実施の形態における検出子及び
検出子駆動手段の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）
は側面図である。FIGS. 7A and 7B show a configuration of a detector and detector driving means according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a front view and FIG.
Is a side view.

【図８】本発明の第４の実施の形態おける検出子の回転
角度又は回転時間と光センサ出力の関係図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a rotation angle or a rotation time of a detector and an optical sensor output according to a fourth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第４の実施の形態と従来例における経
時的な加工性能の変化を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a change in processing performance over time in a fourth embodiment of the present invention and a conventional example.

【図１０】従来のレーザ発振装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional laser oscillation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ レーザ発振器 ２Ａ 凸面鏡 ２Ｂ 凹面鏡 ３Ａ 凸面鏡のミラー駆動装置 ３Ｂ 凹面鏡のミラー駆動装置 ４ レーザビーム ５ 制御装置 ６ 加工ヘッド ７ 平面鏡 ８ 集光レンズ ９ 被加工材 １０ 加工ヘッド駆動手段 １１ ビーム径設定手段 ２０ ビーム受光部 ２１ 受光部駆動手段 ２２ ビーム径検出手段 ２３ 補正係数記憶手段 ３０ 反射型検出子駆動手段 ３１ 反射型検出子 ３２ 光センサ ５１ レーザ発振器 ５２ 凹面鏡 ５３ 平面鏡 ５４ レーザビーム ５５ 制御装置 ５６ 加工ヘツド ５７ 平面鏡 ５８ 集光レンズ ５９ 被加工材 ６０ 加工ヘツド駆動手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2A Convex mirror 2B Concave mirror 3A Mirror drive device of a convex mirror 3B Mirror drive device of a concave mirror 4 Laser beam 5 Controller 6 Processing head 7 Planar mirror 8 Condensing lens 9 Workpiece material 10 Processing head driving means 11 Beam diameter setting means 20 Beam Light receiving unit 21 Light receiving unit driving means 22 Beam diameter detecting means 23 Correction coefficient storing means 30 Reflecting detector driving means 31 Reflecting detector 32 Optical sensor 51 Laser oscillator 52 Concave mirror 53 Planar mirror 54 Laser beam 55 Controller 56 Processing head 57 Planar mirror 58 Condensing lens 59 Workpiece material 60 Processing head driving means

フロントページの続き (72)発明者 山本 敦樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 江口 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 CA07 CB01 CB05 CC00 CD12 5F072 HH02 HH03 JJ05 KK05 MM08 MM09 MM14 YY06 Continuing on the front page (72) Inventor Atsushi Yamamoto 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Eguchi 1006 Kazuma Kadoma Kadoma City Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference) 4E068 CA07 CB01 CB05 CC00 CD12 5F072 HH02 HH03 JJ05 KK05 MM08 MM09 MM14 YY06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 レーザ発振器から出力されるレーザビー
ムを集光光学部材を用いて集光させ、切断・溶接等の加
工を行うレーザ発振装置であって、前記レーザビームの
伝送路に設けられた凸面鏡および凹面鏡の相互間の距離
および各角度を変化させ、レーザビームをコリメーショ
ンするミラー駆動装置と、コリメーション前のレーザビ
ーム径を予め設定するビ−ム径設定手段と、前記ビーム
径設定手段により設定されたレーザビーム径を基にレー
ザ発振器出口から加工位置までの光路長に対応してあら
かじめ設定した補正係数より前記凸面鏡および前記凹面
鏡間の距離および角度を演算し、加工位置が変化した場
合でも加工位置のレーザビーム径が一定となるように前
記ミラー駆動装置を制御する制御装置とを備えたレーザ
発振装置。1. A laser oscillation device that focuses a laser beam output from a laser oscillator using a focusing optical member and performs processing such as cutting and welding, and is provided in a transmission path of the laser beam. A mirror driving device for collimating a laser beam by changing the distance and each angle between the convex mirror and the concave mirror, a beam diameter setting means for presetting a laser beam diameter before collimation, and setting by the beam diameter setting means The distance and angle between the convex mirror and the concave mirror are calculated from a correction coefficient set in advance corresponding to the optical path length from the laser oscillator exit to the processing position based on the diameter of the laser beam, and processing is performed even when the processing position changes. A control device for controlling the mirror driving device so that a laser beam diameter at a position becomes constant. 【請求項２】 レーザビームを発生するレーザ発振器
と、前記レーザビームの伝送路に設けられた凸面鏡およ
び凹面鏡の相互間の距離および各角度を変化させ、レー
ザビームをコリメーションするミラー駆動装置と、前記
ミラー駆動装置の近傍に備えられてレーザビーム径を検
出するビーム径検出手段と、前記ビーム径検出手段によ
り検出されたレーザビーム径を基にレーザ発振器出口か
ら加工位置までの光路長に対応した補正係数を演算し記
憶する補正係数記憶手段と、前記補正係数により前記凸
面鏡および前記凹面鏡間の距離および角度を演算し、加
工位置が変化した場合でも加工位置のレーザビーム径が
一定となるように前記ミラー駆動装置を制御する制御装
置とを備えたレーザ発振装置。2. A laser oscillator for generating a laser beam, a mirror driving device for collimating the laser beam by changing a distance and each angle between a convex mirror and a concave mirror provided on a transmission path of the laser beam, and A beam diameter detecting means provided near the mirror driving device for detecting a laser beam diameter; and a correction corresponding to an optical path length from a laser oscillator outlet to a processing position based on the laser beam diameter detected by the beam diameter detecting means. Correction coefficient storage means for calculating and storing a coefficient; calculating a distance and an angle between the convex mirror and the concave mirror by the correction coefficient, so that the laser beam diameter at the processing position is constant even when the processing position changes. A laser oscillation device comprising: a control device that controls a mirror driving device. 【請求項３】 レーザビームを発生するレーザ発振器
と、前記レーザビームの伝送路に設けられた凸面鏡およ
び凹面鏡の距離および各角度を変化させ、レーザビーム
をコリメーシヨンするミラー駆動装置と、加工ヘッドの
近傍に備えられレーザビーム径を検出するビーム径検出
手段と、前記ビーム径検出手段により検出されたレーザ
ビーム径を基にレーザ発振器出口から加工位置までの光
路長に対応した補正係数を演算し記憶する補正係数記憶
手段と、前記補正係数により前記凸面鏡および前記凹面
鏡間の距離および角度を演算し、加工位置が変化した場
合でも加工位置のレーザビーム径が一定となるように前
記ミラー駆動装置を制御する制御装置とを備えたレーザ
発振装置。3. A laser oscillator for generating a laser beam, a mirror driving device for changing a distance and respective angles of a convex mirror and a concave mirror provided on a transmission path of the laser beam to collimate the laser beam, and a vicinity of a processing head. A beam diameter detecting means for detecting a laser beam diameter provided in the apparatus; and calculating and storing a correction coefficient corresponding to an optical path length from a laser oscillator outlet to a processing position based on the laser beam diameter detected by the beam diameter detecting means. Calculating a distance and an angle between the convex mirror and the concave mirror based on the correction coefficient storage means and the correction coefficient, and controlling the mirror driving device so that the laser beam diameter at the processing position is constant even when the processing position changes; A laser oscillation device comprising a control device. 【請求項４】 レーザビーム受光部と、制御装置の指令
により、測定時にレーザビーム経路に対し前記レーザビ
ーム受光部を挿入し、また加工時に前記レーザビーム受
光部をレーザビーム経路より退避する受光部駆動手段と
を有し、ビーム径検出手段は前記レーザビーム受光部よ
り信号を入力してビーム径を検出する請求項２または請
求項３記載のレーザ発振装置。4. A laser beam receiving unit, and a light receiving unit that inserts the laser beam receiving unit into the laser beam path at the time of measurement and retracts the laser beam receiving unit from the laser beam path at the time of processing according to a command from the control device. 4. The laser oscillation device according to claim 2, further comprising a driving unit, wherein the beam diameter detecting unit detects a beam diameter by inputting a signal from the laser beam receiving unit. 【請求項５】 レーザビーム経路挿入時にレーザビーム
を反射する１個または複数個の反射形検出子と、前記反
射形検出子を回転する検出子駆動手段と、前記反射型検
出子により反射された前記レーザビームを受光する光セ
ンサ部を有し、ビーム径検出手段は前記光センサ部の出
力信号と反射形検出子の回転角度又は回転時間により、
レーザビーム径を検出する請求項２、請求項３または請
求項４記載のレーザ発振装置。5. One or a plurality of reflective detectors for reflecting a laser beam when a laser beam path is inserted, detector driving means for rotating the reflective detector, and light reflected by the reflective detector. It has an optical sensor unit for receiving the laser beam, the beam diameter detection means by the output signal of the optical sensor unit and the rotation angle or rotation time of the reflective detector,
5. The laser oscillation device according to claim 2, wherein the laser beam diameter is detected. 【請求項６】 制御装置は、加工条件として最適のレー
ザビーム径をあらかじめ登録しておき、被加工物の材質
または板厚に応じて前記レーザビーム径を選択する請求
項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記
載のレーザ発振装置。6. The control device according to claim 1, wherein an optimum laser beam diameter is registered in advance as a processing condition, and the laser beam diameter is selected according to a material or a plate thickness of a workpiece. The laser oscillation device according to claim 3, 4 or 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2008520438A (en) * 2004-11-17 2008-06-19 メタル インプルーブメント カンパニー エルエルシー Active beam delivery system with variable optical path sections passing through the air

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