JP2012024781A - Fiber laser machining device and method of controlling the same - Google Patents

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浅実 森野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the variation of a focal position, which occurs after starting machining.SOLUTION: A fiber laser machining device, with which a workpiece is machined by emitting a laser beam LB, includes: a collimator lens 28 for transforming the laser beam LB, which is emitted from a fiber 12 for transmitting the laser beam LB, into a parallel luminous flux; a condensing lens 27 for emitting the laser beam LB to the workpiece by condensing the laser beam LB which is transformed into the parallel luminous flux with the collimator lens 28; a lens driving part 31 for driving the collimator lens 28 in a direction parallel to an optical axis; and a control part 17 for controlling the lens driving part 31. The control part 17 moves the collimator lens 28 in the direction parallel to the optical axis in accordance with time from the start of the emission of the laser beam LB.

Description

本発明は、加工開始後に生じる焦点位置の変動を補正するファイバーレーザ加工装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a fiber laser processing apparatus that corrects a variation in a focal position that occurs after the start of processing, and a control method thereof.

従来から、板金加工用のレーザ加工機として、炭酸ガスレーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器に代わり、ファイバーレーザ発振器（発振波長１μｍ帯）をレーザ光源として用いるファイバーレーザ加工装置が知られている（特許文献１参照）。このファイバーレーザ発振器は、ＹＡＧレーザ発振器よりも光品質に優れることや、発振効率が極めて高いことなどの利点を有し、産業用、特に板金加工用（切断または溶接等）に利用されている。   Conventionally, as a laser processing machine for sheet metal processing, a fiber laser processing apparatus using a fiber laser oscillator (oscillation wavelength 1 μm band) as a laser light source instead of a carbon dioxide laser oscillator or a YAG laser oscillator is known (see Patent Document 1). ). This fiber laser oscillator has advantages such as superior light quality and extremely high oscillation efficiency compared to a YAG laser oscillator, and is used for industrial purposes, particularly for sheet metal processing (cutting or welding).

ファイバーレーザ加工装置は、ファイバーレーザ発振器で生成されたレーザ光を、伝送用光ファイバを用いて加工ヘッドまで伝送する。そして、伝送用光ファイバの端面から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ及び集光レンズ等により被加工材上に集光されて照射される。   The fiber laser processing apparatus transmits the laser light generated by the fiber laser oscillator to the processing head using a transmission optical fiber. Then, the laser light emitted from the end face of the transmission optical fiber is condensed and irradiated on the workpiece by a collimator lens and a condensing lens.

しかし、伝送用光ファイバの伝送歪みによって、レーザ光のビーム品質に変化が生じる場合がある。そこで、特許文献１では、実際に加工を行う際に、予め、集光されたレーザ光の集光直径が最も小さくなる焦点位置が被加工材にくるように、光学系を調整している。光学系の調整は、コリメータレンズ及び集光レンズを移動させることによって行う。   However, the beam quality of the laser light may change due to transmission distortion of the transmission optical fiber. Therefore, in Patent Document 1, the optical system is adjusted in advance such that the focal position where the condensed diameter of the condensed laser beam is the smallest is brought to the workpiece when actually processing. The adjustment of the optical system is performed by moving the collimator lens and the condenser lens.

特開２００９−２２６４７３号公報JP 2009-226473 A

しかし、実際に加工を開始してから、すなわち、レーザ光を被加工材に照射し始めてから、焦点位置が変動してしまう場合がある。この焦点位置の変動の原因は、主にレンズの熱歪みによるものである。特許文献１では、加工開始後の焦点位置の変動を補正することは出来ない。   However, the focal position may fluctuate after actually starting processing, that is, after starting to irradiate the workpiece with laser light. The cause of the fluctuation of the focal position is mainly due to thermal distortion of the lens. In Patent Document 1, it is not possible to correct the fluctuation of the focal position after the start of processing.

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、加工開始後に生じる焦点位置の変動を補正するファイバーレーザ加工装置及びその制御方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fiber laser processing apparatus and a control method therefor that correct a variation in the focal position that occurs after the start of processing.

本発明の第１の特徴は、レーザ光を照射することにより被加工材を加工するファイバーレーザ加工装置に関する。ファイバーレーザ加工装置は、レーザ光を伝送するファイバーから射出されたレーザ光を平行光束に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズにより平行光束に変換されたレーザ光を集光して被加工材に照射する集光レンズと、コリメータレンズを光軸に平行な方向に駆動するレンズ駆動部と、レンズ駆動部を制御する制御部とを備える。制御部は、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて、コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させる。   A first feature of the present invention relates to a fiber laser processing apparatus that processes a workpiece by irradiating a laser beam. The fiber laser processing apparatus collects the collimator lens that converts the laser light emitted from the fiber that transmits the laser light into a parallel light beam, and the laser light converted into the parallel light beam by the collimator lens and irradiates the workpiece. A condenser lens; a lens driving unit that drives the collimator lens in a direction parallel to the optical axis; and a control unit that controls the lens driving unit. The control unit moves the collimator lens in a direction parallel to the optical axis in accordance with the time from the start of laser light irradiation.

本発明の第１の特徴によれば、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置に応じて、コリメータレンズを移動させることができる。よって、加工開始後に発生するレンズの熱ひずみによる焦点位置の変動を補正することができる。したがって、加工開始直後から安定した加工を実施することができる。   According to the first feature of the present invention, it is possible to move the collimator lens according to the focal position of the laser light that changes according to the time from the start of laser light irradiation. Therefore, it is possible to correct the variation in the focal position due to the thermal distortion of the lens that occurs after the start of processing. Therefore, stable processing can be performed immediately after the start of processing.

本発明の第１の特徴において、制御部は、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータと、コリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータとを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたデータに基づいて、コリメータレンズの位置を制御するレンズ制御部とを備えていてもよい。これにより、レーザ光の照射を開始した後の焦点位置の変動を補正して焦点位置を一定に保つように、コリメータレンズを移動させることができる。   In the first feature of the present invention, the control unit includes data indicating the focal position of the laser light that changes according to the time since the start of laser light irradiation, and the relationship between the position of the collimator lens and the focal position of the laser light. And a lens control unit that controls the position of the collimator lens based on the data stored in the storage unit. As a result, the collimator lens can be moved so as to correct the fluctuation of the focal position after the start of the laser beam irradiation and keep the focal position constant.

本発明の第１の特徴において、制御部は、レーザ光を照射し終えてからの時間に応じて、コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させてもよい。これにより、レーザ光を照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置に応じて、コリメータレンズを移動させることができる。よって、加工終了直後から緩和される集光レンズの熱ひずみによる焦点位置の変動を補正して、その後、加工が再開される場合に、その直後から安定した加工を実施することができる。   In the first feature of the present invention, the control unit may move the collimator lens in a direction parallel to the optical axis in accordance with the time after the completion of the laser beam irradiation. As a result, the collimator lens can be moved according to the focal position of the laser light that changes according to the time after the completion of the laser light irradiation. Therefore, when the focal position variation due to the thermal distortion of the condensing lens that is relaxed immediately after the end of the processing is corrected, and then the processing is resumed, stable processing can be performed immediately after that.

本発明の第１の特徴において、記憶部は、レーザ光を照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータを更に記憶し、レンズ制御部は、記憶部に記憶されたデータに基づいて、コリメータレンズの位置を制御してもよい。これにより、レーザ光の照射を終了した後の焦点位置の変動を補正して焦点位置を一定に保つように、コリメータレンズを移動させることができる。   In the first feature of the present invention, the storage unit further stores data indicating the focal position of the laser beam that changes according to the time after the completion of the laser beam irradiation, and the lens control unit stores the data in the storage unit. The position of the collimator lens may be controlled based on the obtained data. As a result, the collimator lens can be moved so as to correct the fluctuation of the focal position after the end of the laser light irradiation and keep the focal position constant.

本発明の第２の特徴は、レーザ光を伝送するファイバーから射出されたレーザ光をコリメータレンズを用いて平行光束に変換し、平行光束に変換されたレーザ光を集光して被加工材に照射することにより被加工材を加工するファイバーレーザ加工装置の制御方法であって、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて、コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させることである。   The second feature of the present invention is that the laser light emitted from the fiber transmitting the laser light is converted into a parallel light beam using a collimator lens, and the laser light converted into the parallel light beam is condensed to be processed. A method of controlling a fiber laser processing apparatus that processes a workpiece by irradiating, wherein the collimator lens is moved in a direction parallel to the optical axis in accordance with the time from the start of laser irradiation.

本発明の第２の特徴において、制御方法は、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータと、コリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータとに基づいて、コリメータレンズを移動させる第1の段階と、加工後の被加工材に加工不良が発生したか否かを判断する第２の段階と、加工後の被加工材に加工不良が発生した場合に、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータ、及びコリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータの少なくともいずれか一方を更正する第３の段階とを有していてもよい。これにより、コリメータレンズの移動に関するデータをフィイードバック制御することができるので、焦点距離の補正精度が向上する。   In the second aspect of the present invention, the control method includes data indicating the focal position of the laser light that changes according to the time since the start of laser light irradiation, and the relationship between the position of the collimator lens and the focal position of the laser light. The first stage of moving the collimator lens based on the data indicating the second stage, the second stage of determining whether or not processing defects have occurred in the processed material after processing, and the processed material after processing At least of data indicating the focal position of the laser light that changes according to the time since the start of laser light irradiation when processing failure occurs, and data indicating the relationship between the position of the collimator lens and the focal position of the laser light You may have the 3rd step which corrects either one. As a result, data relating to the movement of the collimator lens can be feedback-controlled, so that the focal length correction accuracy is improved.

本発明のファイバーレーザ加工装置及びその制御方法によれば、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置に応じて、コリメータレンズを移動させることにより、加工開始後に生じる焦点位置の変動を補正することができる。   According to the fiber laser processing apparatus and the control method thereof of the present invention, the collimator lens is moved in accordance with the focal position of the laser light that changes according to the time from the start of the laser light irradiation, and thus occurs after the start of processing. The fluctuation of the focal position can be corrected.

本発明の第１の実施の形態に関わるファイバーレーザ加工装置の全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of a fiber laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図１のコリメータユニット２９内の構成及びレーザ光ＬＢの光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure in the collimator unit 29 of FIG. 1, and the optical path of laser beam LB. レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点距離ＢＦＬの一例を示すデータ、及びこの焦点距離ＢＦＬの変動を補正するためのコリメータレンズ２８の位置制御例を示すグラフである。Data showing an example of the focal length BFL of the laser beam LB that changes according to the time since the start of the irradiation of the laser beam LB, and a graph showing an example of position control of the collimator lens 28 for correcting the fluctuation of the focal length BFL It is. コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰとの関係を示すデータの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the data which show the relationship between the position of the collimator lens 28, and the focus position FP of the laser beam LB. コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの最小集光直径ｄ１との関係を示すデータの一例を示すグラフである。Is a graph showing an example of data indicating the relationship between the position and the minimum condensing diameter d 1 of the laser beam LB of the collimator lens 28. 図１及び図２に示したファイバーレーザ加工装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control method of the fiber laser processing apparatus shown in FIG.1 and FIG.2. レーザ光を照射し始めてからの集光レンズ２７外周部の温度を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the temperature of the condensing lens 27 outer periphery part after starting to irradiate a laser beam. 第２の実施の形態に関わるコリメータユニット２９の構成及びレーザ光ＬＢの光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the collimator unit 29 in connection with 2nd Embodiment, and the optical path of laser beam LB. レーザ光ＬＢを照射し始めてからの焦点位置ＦＰの変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of change of focal position FP after starting irradiation of laser beam LB. レーザ光ＬＢを照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点距離ＢＦＬの一例を示すデータ、及びこの焦点距離ＢＦＬの変動を補正するためのコリメータレンズ２８の位置制御例を示すグラフである。Data showing an example of the focal length BFL of the laser beam LB that changes according to the time after the end of the irradiation with the laser beam LB, and an example of position control of the collimator lens 28 for correcting fluctuations in the focal length BFL are shown. It is a graph.

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.

（第１の実施の形態）
先ず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に関わるファイバーレーザ加工装置の全体構成を説明する。本発明の第１の実施の形態に関わるファイバーレーザ加工装置は、レーザ光ＬＢを生成するファイバーレーザ発振器１１と、ファイバーレーザ発振器１１により生成されたレーザ光ＬＢを伝送するプロセスファイバー１２と、プロセスファイバー１２により伝送されたレーザ光ＬＢを高エネルギー密度に集光させて被加工材（ワーク）Ｗに照射するレーザ加工ユニット１５とを備える。 (First embodiment)
First, the overall configuration of the fiber laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fiber laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a fiber laser oscillator 11 that generates a laser beam LB, a process fiber 12 that transmits a laser beam LB generated by the fiber laser oscillator 11, and a process fiber. And a laser processing unit 15 that irradiates the workpiece (workpiece) W by condensing the laser beam LB transmitted by the laser beam LB to a high energy density.

ファイバーレーザ発振器１１で発生したレーザ光は、プロセスファイバー１２により、レーザ加工ユニット１５まで伝送される。プロセスファイバー１２は、レーザ加工ユニット１５に配置されたＸ軸及びＹ軸のケーブルダクト（図示省略）に沿って装着されている。レーザ加工ユニット１５は、被加工材Ｗが載せられる加工テーブル２１と、加工テーブル２１上においてＸ軸方向に移動する門型のＸ軸キャリッジ２２と、Ｘ軸キャリッジ２２の上においてＸ軸に垂直なＹ軸方向に移動するＹ軸キャリッジ２３とを備える。   The laser beam generated by the fiber laser oscillator 11 is transmitted to the laser processing unit 15 through the process fiber 12. The process fiber 12 is mounted along X-axis and Y-axis cable ducts (not shown) arranged in the laser processing unit 15. The laser processing unit 15 includes a processing table 21 on which a workpiece W is placed, a portal X-axis carriage 22 that moves in the X-axis direction on the processing table 21, and a vertical X-axis on the X-axis carriage 22. And a Y-axis carriage 23 that moves in the Y-axis direction.

Ｙ軸キャリッジ２３には、コリメータユニット２９が固定され、コリメータユニット２９は、Ｙ軸キャリッジ２３と共にＹ軸方向に移動する。コリメータユニット２９には、プロセスファイバー１２から射出されたレーザ光ＬＢを略平行光束に変換するコリメータレンズ２８、略平行光束に変換されたレーザ光ＬＢをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射するベンドミラー２５、ベンドミラー２５により反射されたレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ２７、及び加工ベッド２６が含まれる。コリメータレンズ２８、ベンドミラー２５、集光レンズ２７及び加工ベッド２６は、予め光軸の調整が成された状態でコリメータユニット２９内に固定され、Ｙ軸キャリッジ２３と共にＹ軸方向に移動する。図１には図示しないが、コリメータユニット２９内には、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に駆動するレンズ駆動部が設置され、ファイバーレーザ加工装置は、レンズ駆動部を制御する制御部を備える。レンズ駆動部及び制御部について図２を参照して後述する。   A collimator unit 29 is fixed to the Y-axis carriage 23, and the collimator unit 29 moves in the Y-axis direction together with the Y-axis carriage 23. The collimator unit 29 includes a collimator lens 28 for converting the laser light LB emitted from the process fiber 12 into a substantially parallel light beam, and the laser light LB converted into a substantially parallel light beam in a lower direction in the Z-axis direction perpendicular to the X axis and the Y axis. A bend mirror 25 that reflects toward the surface, a condensing lens 27 that condenses the laser light LB reflected by the bend mirror 25, and a processing bed 26. The collimator lens 28, the bend mirror 25, the condenser lens 27, and the processing bed 26 are fixed in the collimator unit 29 in a state where the optical axis is adjusted in advance, and move in the Y-axis direction together with the Y-axis carriage 23. Although not shown in FIG. 1, a lens driving unit for driving the collimator lens 28 in a direction parallel to the optical axis (X-axis direction) is installed in the collimator unit 29. The fiber laser processing apparatus includes a lens driving unit. A control unit for controlling is provided. The lens driving unit and the control unit will be described later with reference to FIG.

ファイバーレーザ加工装置は、集光レンズ２７により集光されて最も小さい集光直径（最小集光直径）のレーザ光ＬＢを被加工材Ｗに照射し、また同軸にアシストガスを噴射して溶融物を除去しながら、Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３を移動させる。これにより、ファイバーレーザ加工装置は被加工材Ｗを切断加工することができる。   The fiber laser processing apparatus irradiates the workpiece W with laser light LB having the smallest condensing diameter (minimum condensing diameter) that is condensed by the condensing lens 27, and injects an assist gas coaxially to the melt. The X-axis carriage 22 and the Y-axis carriage 23 are moved while removing. Thereby, the fiber laser processing apparatus can cut the workpiece W.

図２に示すように、コリメータユニット２９には、プロセスファイバー１２の射出端面ＴＦから所定の広がり角度をもって射出されたレーザ光ＬＢを平行光束に変換するコリメータレンズ２８と、コリメータレンズ２８により平行光束に変換されたレーザ光ＬＢを略垂直に反射するベンドミラー２５と、ベンドミラー２５により反射されたレーザ光ＬＢを集光して被加工材Ｗに照射する集光レンズ２７と、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向に駆動するレンズ駆動部の一例としてのコリメータ駆動用モータ３１及びステージ３２と、集光レンズ２７を駆動する集光レンズ駆動用モータ３５とが搭載されている。そして、コリメータ駆動用モータ３１及び集光レンズ駆動用モータ３５は、制御部１７に接続されている。制御部１７は、コリメータ駆動用モータ３１を制御して、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向に移動させ、集光レンズ駆動用モータ３５を制御して集光レンズ２７を光軸に平行な方向に移動させる。   As shown in FIG. 2, the collimator unit 29 includes a collimator lens 28 that converts the laser beam LB emitted from the emission end face TF of the process fiber 12 with a predetermined spread angle into a parallel beam, and a collimator lens 28 that converts the laser beam LB into a parallel beam. The bend mirror 25 that reflects the converted laser beam LB substantially vertically, the condensing lens 27 that collects the laser beam LB reflected by the bend mirror 25 and irradiates the workpiece W, and the collimator lens 28 A collimator driving motor 31 and a stage 32 as an example of a lens driving unit that drives in a direction parallel to the axis, and a condensing lens driving motor 35 that drives the condensing lens 27 are mounted. The collimator driving motor 31 and the condenser lens driving motor 35 are connected to the control unit 17. The control unit 17 controls the collimator driving motor 31 to move the collimator lens 28 in a direction parallel to the optical axis, and controls the condensing lens driving motor 35 to make the condensing lens 27 parallel to the optical axis. Move in the direction.

集光レンズ駆動用モータ３５は、ＮＣサーボモータからなり、ウォームギア（図示省略）を介して集光レンズ２７に結合され、光軸方向に２０ｍｍ程度のストロークで集光レンズ２７を移動させることができる。コリメータ駆動用モータ３１は、ＮＣサーボモータからなり、ウォームギア（図示省略）を介してコリメータレンズ２８に結合され、ステージ３２上において光軸方向にコリメータレンズ２８を移動させることができる。   The condensing lens driving motor 35 is composed of an NC servo motor, is coupled to the condensing lens 27 via a worm gear (not shown), and can move the condensing lens 27 with a stroke of about 20 mm in the optical axis direction. . The collimator driving motor 31 is composed of an NC servo motor, is coupled to the collimator lens 28 via a worm gear (not shown), and can move the collimator lens 28 on the stage 32 in the optical axis direction.

制御部１７は、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置を示すデータと、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置との関係を示すデータとを記憶する記憶部１８と、記憶部１８に記憶されたデータに基づいて、コリメータレンズ２８の位置を制御するレンズ制御部１９とを備える。   The control unit 17 includes data indicating the focal position of the laser light LB that changes according to the time since the start of irradiation with the laser light LB, and data indicating the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position of the laser light LB. And a lens control unit 19 that controls the position of the collimator lens 28 based on the data stored in the storage unit 18.

先ず、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置との関係を示すデータについて説明する。通常、レンズの基本的な性質に従えば、コリメータレンズ２８をプロセスファイバー１２の射出端面ＴＦに対してレンズ有効焦点長さ(ＥＦＬ：Effective Focal Length)に等しく配置（図２中のＺ＝０）すれば、コリメータレンズ２８によりレーザ光ＬＢはほぼ平行光に変換される（ビーム直径Ｄ１＝Ｄ２）。これに対して、コリメータレンズ２８をプロセスファイバー１２の射出端面ＴＦに対して遠ざけた場合（Ｚ＋側へ移動）、コリメータレンズ２８によりレーザ光ＬＢは収束傾向ビーム（ビーム直径Ｄ１＞Ｄ２）に変換される。この結果、光パラメータとして、ビーム直径Ｄ２は収縮し、焦点距離(ＢＦＬ：Back Focal Length)は短くなり、最小集光直径ｄ１は大きくなる。一方、コリメータレンズ２８をプロセスファイバー１２の射出端面ＴＦに対して近づけた場合（Ｚ−側へ移動）、レーザ光ＬＢは拡大傾向ビーム（ビーム直径Ｄ１＜Ｄ２）に変換される。この結果、光パラメータとして、ビーム直径Ｄ２は拡大し、焦点距離ＢＦＬは長くなり、最小集光直径ｄ１は小さく変化する。なお、焦点距離ＢＦＬは、集光レンズ２７の端面から、レーザ光ＬＢの集光直径が最も小さくなる、つまり最小集光直径となる焦点位置ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３までの距離を示す。 First, data indicating the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position of the laser beam LB will be described. Normally, according to the basic properties of the lens, the collimator lens 28 is arranged to be equal to the effective focal length (EFL) with respect to the exit end face TF of the process fiber 12 (Z = 0 in FIG. 2). Then, the laser light LB is converted into substantially parallel light by the collimator lens 28 (beam diameter D 1 = D 2 ). On the other hand, when the collimator lens 28 is moved away from the exit end face TF of the process fiber 12 (moved to the Z + side), the collimator lens 28 causes the laser beam LB to become a convergent beam (beam diameter D 1 > D 2 ). Converted. Consequently, as a light parameter, beam diameter D 2 contracts, a focal length (BFL: Back Focal Length) is shortened, the minimum condensing diameter d 1 is increased. On the other hand, when the collimator lens 28 is brought close to the exit end face TF of the process fiber 12 (moved to the Z-side), the laser light LB is converted into an expanding tendency beam (beam diameter D 1 <D 2 ). Consequently, as a light parameter, beam diameter D 2 is expanded, the focal length BFL becomes longer, the minimum condensing diameter d 1 is changed small. The focal length BFL indicates the distance from the end face of the condensing lens 27 to the focal positions FP 1 , FP 2 , and FP 3 where the condensing diameter of the laser beam LB is the smallest, that is, the minimum condensing diameter.

このように、レーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３は、コリメータレンズ２８の位置に応じて変化する。記憶部１８は、例えば、図４に示すような、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置との関係を示すデータを格納する。図４の横軸は、コリメータレンズ２８の位置（相対値）を示し、縦軸は焦点距離ＢＦＬを示す。コリメータレンズ２８の位置が＋方向に移動するほど、焦点距離ＢＦＬは短くなり、レーザ光ＬＢの焦点距離ＢＦＬは、コリメータレンズ２８の位置の一次関数で近似することができる。なお、図４のＢＰＰ値３、ＢＰＰ値４は、最小集光半径ｗ０（ｍｍ）に焦点位置ＦＰ以後のレーザ光ＬＢの広がり各α（ｍｒａｄ）を乗じて得られるビーム品質定数ＢＰＰを示す。 As described above, the focal positions FP 1 , FP 2 , and FP 3 of the laser beam LB change according to the position of the collimator lens 28. The storage unit 18 stores, for example, data indicating the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position of the laser beam LB as shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the position (relative value) of the collimator lens 28, and the vertical axis indicates the focal length BFL. As the position of the collimator lens 28 moves in the + direction, the focal length BFL becomes shorter, and the focal length BFL of the laser light LB can be approximated by a linear function of the position of the collimator lens 28. Note that BPP value 3 and BPP value 4 in FIG. 4 indicate beam quality constants BPP obtained by multiplying the minimum condensing radius w 0 (mm) by the spread α (mrad) of the laser light LB after the focal position FP. .

更に、記憶部１８は、例えば、図５に示すような、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの最小集光直径ｄ１との関係を示すデータを格納してもよい。図５の横軸は、コリメータレンズ２８の位置（相対値）を示し、縦軸は最小集光直径ｄ１を示す。コリメータレンズ２８の位置が＋方向に移動するほど、最小集光直径ｄ１は大きくなり、最小集光直径ｄ１は、コリメータレンズ２８の位置を変数とする二次関数で近似することができる。 Furthermore, the storage unit 18, for example, as shown in FIG. 5, the data may be stored that shows the relationship between the position and the minimum condensing diameter d 1 of the laser beam LB of the collimator lens 28. The horizontal axis in FIG. 5, the position of the collimator lens 28 shown (relative value) and the vertical axis represents the minimum condensing diameter d 1. The minimum condensing diameter d 1 increases as the position of the collimator lens 28 moves in the + direction, and the minimum condensing diameter d 1 can be approximated by a quadratic function having the position of the collimator lens 28 as a variable.

次に、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置を示すデータについて説明する。前述したように、図２に示す光学系を介してレーザ光を被加工材Ｗに照射し始めてから、主にレンズの熱歪みによって焦点位置ＦＰが変動してしまう場合がある。レンズの熱歪みは、レーザ光ＬＢを照射し始めてから数十秒から数分で収束する。   Next, data indicating the focal position of the laser beam LB that changes according to the time since the start of irradiation with the laser beam LB will be described. As described above, the focus position FP may fluctuate mainly due to thermal distortion of the lens after starting to irradiate the workpiece W with laser light via the optical system shown in FIG. The thermal distortion of the lens converges in several tens of seconds to several minutes after starting to irradiate the laser beam LB.

例えば、図１及び図２に示したファイバーレーザ加工装置において、レーザ出力１ｋＷ及び２ｋＷのレーザ光ＬＢを、１０秒、３０秒及び６０秒それぞれ照射した時の焦点位置ＦＰの変化を図９に示す。例えば、レーザ出力２ｋＷの場合には焦点位置は、レーザ光照射開始時６．５ｍｍであったが、レーザ光照射開始から１０秒後には５．５ｍｍ、３０秒後及び６０秒後には５．０ｍｍまで変化する。焦点位置のシフト量は１．５ｍｍであり、焦点位置ＦＰが安定するまでには６０秒を要する。一方、レーザ出力１ｋＷの場合は、焦点位置ＦＰは、レーザ光照射開始時７．０ｍｍからレーザ光照射開始から６０秒後には６．５ｍｍまで変化する。焦点位置のシフト量は０．５ｍｍであり、焦点位置ＦＰが安定するまでには３０秒を要する。なお、レーザ光照射開始後の焦点位置ＦＰの変動については、レーザ出力の他にもビーム品質定数ＢＰＰやシステムの光学系構成などに依存する。このような焦点ドリフトの時間変化は、実加工上で加工不良に繋がる為できるだけ焦点位置ＦＰは一定の加工が望まれる。   For example, in the fiber laser processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the change in the focal position FP when the laser beams LB with the laser outputs of 1 kW and 2 kW are irradiated for 10 seconds, 30 seconds and 60 seconds, respectively, is shown in FIG. . For example, in the case of a laser output of 2 kW, the focal position was 6.5 mm at the start of laser light irradiation, but it was 5.5 mm after 10 seconds from the start of laser light irradiation, and 5.0 mm after 30 seconds and 60 seconds. Change to. The shift amount of the focal position is 1.5 mm, and it takes 60 seconds until the focal position FP is stabilized. On the other hand, when the laser output is 1 kW, the focal position FP changes from 7.0 mm at the start of laser light irradiation to 6.5 mm 60 seconds after the start of laser light irradiation. The shift amount of the focal position is 0.5 mm, and it takes 30 seconds until the focal position FP is stabilized. Note that the fluctuation of the focal position FP after the start of laser light irradiation depends on the beam quality constant BPP, the system optical system configuration, and the like in addition to the laser output. Such a change in the focus drift over time leads to a processing failure in actual processing, so that it is desired that the focus position FP be as constant as possible.

そこで、制御部１７は、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向に移動させることにより、加工開始後に発生するレンズの熱ひずみによる焦点位置ＦＰの変動を補正して、焦点位置ＦＰを一定に保つ。具体的には、記憶部１８に記憶された、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータ（図９）と、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータ（図４）に基づいて、レンズ制御部１９は、コリメータレンズ２８の位置を制御する。   Therefore, the control unit 17 moves the collimator lens 28 in a direction parallel to the optical axis according to the time from the start of irradiation with the laser beam LB, so that the focal position FP due to thermal distortion of the lens generated after the start of processing. Is corrected, and the focal position FP is kept constant. Specifically, data indicating the focal position of the laser light (FIG. 9) stored in the storage unit 18 and changing according to the time since the start of laser irradiation, the position of the collimator lens 28, and the laser light The lens control unit 19 controls the position of the collimator lens 28 based on data (FIG. 4) indicating the relationship with the focal position.

例えば、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータ（図４）から、ＢＰＰ値＝３の場合、一次関数の傾きは約−１．６４となる。これから、図３に示すように、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて短くなるレーザ光ＬＢの焦点距離ＢＦＬに対して、焦点距離ＢＦＬが一定になるように、コリメータレンズ２８を図３に示すように＋方向に移動させる。   For example, from the data (FIG. 4) showing the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position of the laser light, when the BPP value = 3, the slope of the linear function is about −1.64. From now on, as shown in FIG. 3, the collimator lens 28 is shown so that the focal length BFL becomes constant with respect to the focal length BFL of the laser light LB which becomes shorter according to the time from the start of irradiation of the laser light LB. As shown in FIG.

次に、図６を参照して、図１及び図２に示したファイバーレーザ加工装置における焦点位置の補正方法について説明する。ここでは制御部１７の動作として説明する。   Next, a focal position correction method in the fiber laser processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. Here, the operation of the control unit 17 will be described.

（イ）先ずＳ０１段階において加工ワーク（被加工材Ｗ）を決定する。これにより、被加工材Ｗの材質、厚さなどの属性が特定される。Ｓ０３段階に進み、レンズの材質、レーザ出力、加工光学系、ビーム品質定数ＢＰＰなどの光学パラメータが入力される。   (A) First, a workpiece (workpiece W) is determined in step S01. Thereby, attributes such as the material and thickness of the workpiece W are specified. In step S03, optical parameters such as lens material, laser output, processing optical system, and beam quality constant BPP are input.

（ロ）Ｓ０５段階に進み、これらの決定され或いは入力された情報、及び図４及び図９に示したデータに従って、コリメータレンズ２８の移動に関するパラメータを演算する。具体的には、図３に示したようなコリメータレンズ２８の位置変化を実現するための、コリメータレンズ２８の初期位置、移動量、移動速度が入力される。   (B) Proceeding to step S05, parameters relating to the movement of the collimator lens 28 are calculated according to the determined or inputted information and the data shown in FIGS. Specifically, the initial position, movement amount, and movement speed of the collimator lens 28 for realizing the change in position of the collimator lens 28 as shown in FIG. 3 are input.

（ハ）Ｓ０７段階に進み、実際にレーザ光ＬＢが図２に示した光学系を介して被加工材Ｗに照射されて加工が開始されると、これと同時に、コリメータレンズ２８の移動に関するパラメータに基づいて、コリメータレンズ２８を移動させる（第1の段階）。   (C) Proceeding to step S07, when the workpiece W is actually irradiated with the laser beam LB via the optical system shown in FIG. 2 and the machining is started, at the same time, parameters relating to the movement of the collimator lens 28 Based on the above, the collimator lens 28 is moved (first stage).

（ニ）Ｓ０９段階に進み、加工後の被加工材Ｗに加工不良が発生したか否かを判断する（第２の段階）。例えば、加工断面を測定用レーザで走査して、または、ＣＣＤカメラで撮像して断面粗さを測定し、所定基準値以上の粗さである場合には、加工不良が発生したと判断すればよい。或いは、切断加工の場合、加工後に被加工材Ｗが切断されていない場合に加工不良が発生したと判断してもよい。   (D) Proceeding to step S09, it is determined whether or not a processing defect has occurred in the processed workpiece W (second step). For example, if the processing section is scanned with a measuring laser or imaged with a CCD camera and the section roughness is measured and the roughness is equal to or greater than a predetermined reference value, it is determined that a processing defect has occurred. Good. Alternatively, in the case of cutting, it may be determined that a processing failure has occurred when the workpiece W is not cut after processing.

（ホ）加工不良が発生した場合（Ｓ０９段階でＹＥＳ）、Ｓ１１段階に進み、Ｓ０５段階で演算したコリメータレンズ２８の移動に関するパラメータを変更する。具体的には、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータ（図９）、及びコリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置との関係を示すデータ（図４）の少なくともいずれか一方を更正する（第３の段階）。これにより、Ｓ０５段階で演算されるコリメータレンズ２８の移動に関するパラメータを変更することができる。一方、加工不良が発生していない場合（Ｓ０９段階でＮＯ）、図６のフローチャートは終了する。   (E) If a processing defect has occurred (YES in step S09), the process proceeds to step S11, and the parameter relating to the movement of the collimator lens 28 calculated in step S05 is changed. Specifically, the data (FIG. 9) showing the focal position of the laser beam that changes according to the time since the start of irradiation with the laser beam LB, and the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position of the laser beam LB. At least one of the data shown (FIG. 4) is corrected (third step). Thereby, the parameter regarding the movement of the collimator lens 28 calculated in step S05 can be changed. On the other hand, if no processing failure has occurred (NO in step S09), the flowchart of FIG. 6 ends.

図７は、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの集光レンズ２７外周部の温度を測定した結果を示す。レーザ光ＬＢの照射開始直後には、集光レンズ２７外周部の温度上昇に比例して、レンズの熱ひずみにより焦点距離ＢＦＬが変化する。レーザ光ＬＢの照射終了後には集光レンズ２７外周部の温度下降に比例して、レンズの熱ひずみの影響も無くなり、焦点距離ＢＦＬは通常の位置に戻る。この結果から焦点距離ＢＦＬと集光レンズ２７の温度に相関性が見られ、レンズの熱ひずみによる焦点距離ＢＦＬの変化の現象を確認することができる。   FIG. 7 shows the result of measuring the temperature of the outer peripheral portion of the condenser lens 27 after starting to irradiate the laser beam LB. Immediately after the start of irradiation with the laser beam LB, the focal length BFL is changed by thermal distortion of the lens in proportion to the temperature rise at the outer periphery of the condenser lens 27. After the irradiation of the laser beam LB, the influence of the thermal distortion of the lens disappears in proportion to the temperature decrease of the outer periphery of the condenser lens 27, and the focal length BFL returns to the normal position. From this result, there is a correlation between the focal length BFL and the temperature of the condenser lens 27, and it is possible to confirm the phenomenon of change in the focal length BFL due to thermal distortion of the lens.

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the following operational effects can be obtained.

制御部１７は、図３に示したように、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向に移動させる。これにより、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰに応じて、コリメータレンズ２８を移動させることができる。よって、加工開始後に発生するレンズの熱ひずみによる焦点位置ＦＰの変動を補正することができる。したがって、加工開始直後から安定した加工を実施することができる。   As shown in FIG. 3, the control unit 17 moves the collimator lens 28 in a direction parallel to the optical axis in accordance with the time from the start of irradiation with the laser beam LB. Thereby, the collimator lens 28 can be moved according to the focal position FP of the laser beam LB that changes according to the time from the start of the laser beam irradiation. Therefore, it is possible to correct the fluctuation of the focal position FP due to the thermal distortion of the lens that occurs after the start of processing. Therefore, stable processing can be performed immediately after the start of processing.

具体的に、制御部１７は、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰを示すデータ（図９、図３）と、コリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰとの関係を示すデータ（図４）とを記憶する記憶部１８と、記憶部１８に記憶されたデータに基づいて、コリメータレンズ２８の位置を制御するレンズ制御部１９とを備える。これにより、レーザ光ＬＢの照射を開始した後の焦点位置ＦＰの変動を補正して焦点位置ＦＰを一定に保つように、コリメータレンズ２８を移動させることができる。   Specifically, the control unit 17 includes data (FIGS. 9 and 3) indicating the focal position FP of the laser light LB that changes according to the time since the start of the irradiation with the laser light LB, the position of the collimator lens 28, and the laser. A storage unit 18 that stores data (FIG. 4) indicating the relationship with the focal position FP of the light LB, and a lens control unit 19 that controls the position of the collimator lens 28 based on the data stored in the storage unit 18. Is provided. Thereby, the collimator lens 28 can be moved so as to correct the fluctuation of the focal position FP after starting the irradiation of the laser beam LB and keep the focal position FP constant.

図６に示したように、加工後の被加工材Ｗに加工不良が発生した場合（Ｓ０９でＹＥＳ）、レーザ光ＬＢを照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰを示すデータ、及びコリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰとの関係を示すデータの少なくともいずれか一方を更正する（Ｓ１１）。これにより、Ｓ０５段階において演算されるコリメータレンズ２８の移動に関するパラメータを変更することができる。よって、コリメータレンズ２８の移動に関するパラメータをフィイードバック制御することができるので、焦点距離ＢＦＬの補正精度が向上する。   As shown in FIG. 6, when a processing defect occurs in the processed workpiece W after processing (YES in S09), the focal position FP of the laser light LB that changes according to the time from the start of irradiation with the laser light LB. And at least one of data indicating the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position FP of the laser beam LB is corrected (S11). Thereby, the parameter regarding the movement of the collimator lens 28 calculated in step S05 can be changed. Therefore, since the parameters related to the movement of the collimator lens 28 can be feedback controlled, the correction accuracy of the focal length BFL is improved.

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に関わるコリメータユニットの構成を示す。第２の実施の形態では、図２のベンドミラー２５の代わりに入射角４５度で動作する曲率可変ミラー３６を配置している点が異なる。その他のコリメータユニットの構成及びレーザ光ＬＢの光路は、図２と同じであり、説明を省略する。曲率可変ミラー３６は、空圧やピエゾ素子等のアクチュエータによって駆動される、既に市販されているものを使用することができる。 (Second Embodiment)
FIG. 8 shows a configuration of a collimator unit according to the second embodiment. The second embodiment is different in that a variable curvature mirror 36 that operates at an incident angle of 45 degrees is arranged instead of the bend mirror 25 of FIG. Other configurations of the collimator unit and the optical path of the laser beam LB are the same as those in FIG. As the variable curvature mirror 36, a commercially available one that is driven by an actuator such as a pneumatic pressure or a piezo element can be used.

（第３の実施の形態）
図７に示したレンズ温度の測定結果でも示したように、レーザ光ＬＢの照射終了後、集光レンズ２７外周部の温度は下降し、これに比例してレンズの熱ひずみの影響も無くなり、焦点距離ＢＦＬは通常の位置に戻る。すなわち、レンズの熱ひずみによる焦点距離ＢＦＬの変動は、レーザ光ＬＢの照射開始後のみならず、レーザ光ＬＢの照射終了後にも発生している。 (Third embodiment)
As shown in the measurement result of the lens temperature shown in FIG. 7, the temperature of the outer peripheral portion of the condenser lens 27 is lowered after the irradiation of the laser beam LB, and the influence of the thermal distortion of the lens disappears in proportion thereto. The focal length BFL returns to the normal position. That is, the fluctuation of the focal length BFL due to the thermal distortion of the lens occurs not only after the irradiation of the laser beam LB but also after the irradiation of the laser beam LB.

そこで、本発明の第３の実施の形態では、制御部１７が、更に、レーザ光ＬＢを照射し終えてからの時間に応じて、コリメータレンズ２８を光軸に平行な方向に移動させる場合について説明する。   Therefore, in the third embodiment of the present invention, the control unit 17 further moves the collimator lens 28 in a direction parallel to the optical axis in accordance with the time after the completion of the irradiation with the laser beam LB. explain.

具体的に、記憶部１８は、レーザ光ＬＢを照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータを更に記憶し、レンズ制御部１９は、記憶部１８に記憶されたデータに基づいて、レーザ光ＬＢの照射が終了した後に、コリメータレンズ２８の位置を制御する。   Specifically, the storage unit 18 further stores data indicating the focal position of the laser light that changes according to the time after the irradiation with the laser light LB, and the lens control unit 19 is stored in the storage unit 18. Based on the obtained data, the position of the collimator lens 28 is controlled after the irradiation of the laser beam LB is completed.

例えば、記憶部１８は、レーザ光ＬＢを照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰを示すデータとして、図１０の「ＢＦＬ」に示す曲線データを記憶する。レンズ制御部１９は、記憶部１８に記憶された図１０の「ＢＦＬ」に示す曲線データ、及び図４に示したコリメータレンズ２８の位置とレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰとの関係を示すデータを用いて、コリメータレンズ２８の位置を制御する。これにより、レーザ光ＬＢを照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光ＬＢの焦点位置ＦＰに応じて、コリメータレンズ２８を移動させることができる。よって、加工終了直後から緩和される集光レンズ２７の熱ひずみによる焦点位置ＦＰの変動を補正して、その後、加工が再開される場合に、その直後から焦点位置を一定に保つことができる。   For example, the storage unit 18 stores the curve data indicated by “BFL” in FIG. 10 as data indicating the focal position FP of the laser light LB that changes according to the time after the completion of the irradiation with the laser light LB. The lens control unit 19 stores the curve data indicated by “BFL” in FIG. 10 stored in the storage unit 18 and the data indicating the relationship between the position of the collimator lens 28 and the focal position FP of the laser beam LB shown in FIG. Used to control the position of the collimator lens 28. As a result, the collimator lens 28 can be moved according to the focal position FP of the laser light LB that changes according to the time since the irradiation with the laser light LB is completed. Therefore, when the fluctuation of the focal position FP due to the thermal distortion of the condenser lens 27 that is relaxed immediately after the end of the processing is corrected and then the processing is resumed, the focal position can be kept constant immediately after that.

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、３つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。 (Other embodiments)
As described above, the present invention has been described in terms of three embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings that form part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

図４には、ビーム品質定数ＢＰＰ毎のデータを示したが、ビーム品質定数ＢＰＰの他に、例えばレーザ出力毎やプロセスファイバー１２のコア径毎のデータを作成してもよい。また、図９には、レーザ出力毎のデータを示したが、レーザ出力の他に、例えばビーム品質定数ＢＰＰ毎やプロセスファイバー１２のコア径毎のデータを作成してもよい。   Although FIG. 4 shows data for each beam quality constant BPP, in addition to the beam quality constant BPP, for example, data for each laser output and each core diameter of the process fiber 12 may be created. Although FIG. 9 shows data for each laser output, in addition to the laser output, data for each beam quality constant BPP or each core diameter of the process fiber 12 may be created.

１２ プロセスファイバー（ファイバー）
１７ 制御部
１８ 記憶部
１９ レンズ制御部
２７ 集光レンズ
２８ コリメータレンズ
３１ モータ（レンズ駆動部）
３２ ステージ（レンズ駆動部）
ＦＰ 焦点位置
ＬＢ レーザ光
Ｗ 被加工材 12 Process fiber (fiber)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 Control part 18 Memory | storage part 19 Lens control part 27 Condensing lens 28 Collimator lens 31 Motor (lens drive part)
32 stages (lens drive)
FP Focus position LB Laser light W Work material

Claims (6)

レーザ光を照射することにより被加工材を加工するファイバーレーザ加工装置であって、
レーザ光を伝送するファイバーから射出されたレーザ光を平行光束に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズにより平行光束に変換されたレーザ光を集光して被加工材に照射する集光レンズと、
前記コリメータレンズを光軸に平行な方向に駆動するレンズ駆動部と、
前記レンズ駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて、前記コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させる
ことを特徴とするファイバーレーザ加工装置。 A fiber laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating a laser beam,
A collimator lens that converts the laser light emitted from the fiber transmitting the laser light into a parallel light beam;
A condensing lens that condenses the laser beam converted into a parallel light beam by the collimator lens and irradiates the workpiece;
A lens driving unit that drives the collimator lens in a direction parallel to the optical axis;
A control unit for controlling the lens driving unit,
The fiber laser processing apparatus, wherein the control unit moves the collimator lens in a direction parallel to the optical axis in accordance with a time from the start of laser irradiation. 前記制御部は、
レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータと、前記コリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータとを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されたデータに基づいて、前記コリメータレンズの位置を制御するレンズ制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のファイバーレーザ加工装置。 The controller is
A storage unit for storing data indicating the focal position of the laser light that changes according to the time since the start of laser irradiation, and data indicating the relationship between the position of the collimator lens and the focal position of the laser light;
The fiber laser processing apparatus according to claim 1, further comprising: a lens control unit that controls a position of the collimator lens based on data stored in the storage unit. 前記制御部は、レーザ光を照射し終えてからの時間に応じて、前記コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のファイバーレーザ加工装置。   3. The fiber laser processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit moves the collimator lens in a direction parallel to the optical axis in accordance with a time after the completion of the laser beam irradiation. 前記記憶部は、レーザ光を照射し終えてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータを更に記憶し、
前記レンズ制御部は、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて、前記コリメータレンズの位置を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のファイバーレーザ加工装置。 The storage unit further stores data indicating the focal position of the laser beam that changes according to the time after the end of the laser beam irradiation,
The fiber laser processing apparatus according to claim 3, wherein the lens control unit controls the position of the collimator lens based on data stored in the storage unit. レーザ光を伝送するファイバーから射出されたレーザ光をコリメータレンズを用いて平行光束に変換し、平行光束に変換されたレーザ光を集光して被加工材に照射することにより被加工材を加工するファイバーレーザ加工装置の制御方法であって、
レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて、前記コリメータレンズを光軸に平行な方向に移動させることを特徴とするファイバーレーザ加工装置の制御方法。 The laser beam emitted from the fiber that transmits the laser beam is converted into a parallel beam using a collimator lens, and the workpiece is processed by collecting the laser beam converted into the parallel beam and irradiating the workpiece. A method for controlling a fiber laser processing apparatus,
A control method of a fiber laser processing apparatus, wherein the collimator lens is moved in a direction parallel to an optical axis in accordance with a time from the start of laser beam irradiation. レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータと、前記コリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータとに基づいて、前記コリメータレンズを移動させる第1の段階と、
加工後の被加工材に加工不良が発生したか否かを判断する第２の段階と、
加工後の被加工材に加工不良が発生した場合に、レーザ光を照射し始めてからの時間に応じて変化するレーザ光の焦点位置を示すデータ、及び前記コリメータレンズの位置とレーザ光の焦点位置との関係を示すデータの少なくともいずれか一方を更正する第３の段階と
を有することを特徴とする請求項５に記載のファイバーレーザ加工装置の制御方法。 Based on the data indicating the focal position of the laser light, which changes according to the time since the start of laser light irradiation, and the data indicating the relationship between the position of the collimator lens and the focal position of the laser light, the collimator lens A first stage to move,
A second stage for determining whether or not a processing defect has occurred in the processed material after processing;
Data indicating the focal position of the laser beam, which changes according to the time since the start of laser irradiation when a machining defect occurs in the workpiece after processing, and the position of the collimator lens and the focal position of the laser beam The method for controlling a fiber laser processing apparatus according to claim 5, further comprising: a third step of correcting at least one of the data indicating the relationship with.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139797A (en) * 2014-01-28 2015-08-03 株式会社ディスコ Processing device
JP2018072854A (en) * 2014-02-26 2018-05-10 ビエン チャン， Systems and methods for multiple-beam laser arrangements with variable beam parameter product
DE102017200080A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Hollow shaft and non-rotating lens laser tool
JP2022523405A (en) * 2019-03-06 2022-04-22 シノヴァ エスアー Methods and equipment for turning processed products into products
US11660701B2 (en) 2017-01-05 2023-05-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Laser tool with a focus adjustment unit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061672A (en) * 1998-08-20 2000-02-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser welding state detecting method
JP2006088163A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Fanuc Ltd Laser apparatus
JP2009226473A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Amada Co Ltd Transmutation control method and apparatus for condensing diameter in fiber laser beam machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061672A (en) * 1998-08-20 2000-02-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser welding state detecting method
JP2006088163A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Fanuc Ltd Laser apparatus
JP2009226473A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Amada Co Ltd Transmutation control method and apparatus for condensing diameter in fiber laser beam machine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139797A (en) * 2014-01-28 2015-08-03 株式会社ディスコ Processing device
JP2018072854A (en) * 2014-02-26 2018-05-10 ビエン チャン， Systems and methods for multiple-beam laser arrangements with variable beam parameter product
DE102017200080A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Hollow shaft and non-rotating lens laser tool
US11623302B2 (en) 2017-01-05 2023-04-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Laser tool having a hollow shaft drive and non-rotating lens; method for setting the focal position of the laser beams in a laser tool
US11660701B2 (en) 2017-01-05 2023-05-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Laser tool with a focus adjustment unit
JP2022523405A (en) * 2019-03-06 2022-04-22 シノヴァ エスアー Methods and equipment for turning processed products into products
JP7290358B2 (en) 2019-03-06 2023-06-13 シノヴァ エスアー Method and apparatus for turning processed goods into products

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