JP2020104157A - Laser processing device - Google Patents

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Abstract

To suppress deterioration in measurement accuracy and in processing performance due to stain in a transmissive window.SOLUTION: A laser processing device L comprises: a laser light output part 2 that emits near-infrared laser light; a laser light scanning part 4 that scans near-infrared laser light, on a surface of a work-piece W; a transmissive window 19 through which the near-infrared laser light scanned by the laser light scanning part 4 is transmitted; a ranging light emitting part 5A that emits ranging light; a ranging light receiving part 5B that receives the ranging light emitted from the ranging light emitting part 5A and reflected by the work-piece W; a distance measuring part 103 that measures a distance up to the work-piece W by a triangulation method, on the basis of a position where the ranging light is received in the ranging light receiving part 5B; a stain detecting part 104 that detects stain in the transmissive window 19, by specifying ranging light due to reflected light by the transmissive window 19, out of ranging light received by the ranging light receiving part 5B; and an output part 105 that outputs a detected result by the stain detecting part 104.SELECTED DRAWING: Figure 13B

Description

ここに開示する技術は、レーザマーキング装置等、被加工物にレーザ光を照射することによって加工を行うレーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing apparatus, such as a laser marking apparatus, which performs processing by irradiating a workpiece with laser light.

従来、被加工物までの距離を測定可能なレーザ加工装置が知られている。 Conventionally, a laser processing device capable of measuring a distance to a workpiece is known.

例えば特許文献１には、レーザ光源から出射される加工用のレーザ光（パルスレーザ光）を集光する対物集光用レンズと、この対物集光用レンズと被加工物（加工対象物）との距離を計測する測距センサと、この測距センサによる計測結果に基づき、レーザ光の焦点位置を調整するアクチュエータと、を備えたレーザ加工装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, an objective light condensing lens that condenses a processing laser light (pulse laser light) emitted from a laser light source, the objective light condensing lens, and a workpiece (workpiece) There is disclosed a laser processing apparatus that includes a distance measuring sensor that measures the distance and an actuator that adjusts the focus position of laser light based on the measurement result of the distance measuring sensor.

また特許文献２には、前記特許文献１に係る測距センサの別例として、被加工物（加工対象物）までの距離を測定するための測距光（計測用レーザ光）を出射する変位センサを備えたレーザ加工装置が開示されている。 Further, in Patent Document 2, as another example of the distance measuring sensor according to Patent Document 1, a displacement that emits distance measuring light (measuring laser light) for measuring a distance to a workpiece (working object) A laser processing apparatus including a sensor is disclosed.

前記特許文献２に開示されているレーザ加工装置は、ステージ上に設置された被加工物に対して変位センサから測距光を照射するとともに、その反射光を変位センサによって適宜検出することで、被加工物までの距離を測定するようになっている。 The laser processing device disclosed in Patent Document 2 irradiates the workpiece mounted on the stage with the distance measuring light from the displacement sensor, and detects the reflected light by the displacement sensor as appropriate. It is designed to measure the distance to the work piece.

特開２００６−３１５０３１号公報JP, 2006-315031, A 特開２００８−２１５８２９号公報JP, 2008-215829, A

ところで、一般的なレーザ加工装置の場合、筐体の内部でレーザ光を生成するとともに、そのレーザ光の出射に際しては、同筐体に設けた出射ウインドウを透過させることが考えられる。 By the way, in the case of a general laser processing apparatus, it is conceivable that a laser beam is generated inside the housing, and at the time of emitting the laser light, an emission window provided in the same housing is transmitted.

本願発明者らは、前記特許文献２に開示されているようなレーザ加工装置において、レーザ光ばかりでなく、測距光も出射ウインドウを透過させることを新たに思い立った。 The inventors of the present application newly found that in the laser processing apparatus as disclosed in Patent Document 2, not only the laser light but also the distance measuring light is transmitted through the emission window.

しかしながら、測距光が出射ウインドウを透過する場合、透過ウインドウにゴミ等が付着して汚れてくると、そのゴミ等によって測距光が反射される可能性がある。そうして反射された測距光は、距離の測定に誤りをもたらすため、測定精度を確保するには不都合である。 However, when the distance measuring light passes through the exit window and dust or the like adheres to the transmission window and becomes dirty, the distance measuring light may be reflected by the dust or the like. The distance measuring light reflected in this way causes an error in the distance measurement, which is inconvenient for ensuring the measurement accuracy.

また、透過ウインドウが汚れてしまうと、レーザ光が減衰してしまい、加工性能が低下する可能性があった。加工性能を確保するためには、透過ウインドウを定期的に洗浄することが求められるところ、洗浄を行うタイミングを適切に判断するためには、透過ウインドウの汚れを事前に検知することが望まれる。 Further, if the transmissive window becomes dirty, the laser light may be attenuated and the processing performance may be deteriorated. In order to secure the processing performance, it is required to regularly wash the transparent window. However, in order to appropriately determine the timing of washing, it is desirable to detect the dirt of the transparent window in advance.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、透過ウインドウの汚れに起因した、測定精度及び加工性能の低下を抑制することにある。 The technique disclosed here is made in view of such a point, and an object thereof is to suppress the deterioration of the measurement accuracy and the processing performance due to the contamination of the transmission window.

具体的に、本開示の第１の側面は、励起光を生成する励起光生成部と、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上で２次元走査するレーザ光走査部と、少なくとも前記レーザ光出力部及び前記レーザ光走査部が内部に設けられた筐体と、前記筐体に設けられ、前記レーザ光走査部により２次元走査されたレーザ光が透過する透過ウインドウと、を備えるレーザ加工装置に係る。 Specifically, the first aspect of the present disclosure is to generate a pump light and a laser light based on the pump light generated by the pump light generator, and to emit the laser light. A laser beam output section, a laser beam scanning section for irradiating the workpiece with the laser beam emitted from the laser beam output section, and for two-dimensionally scanning the surface of the workpiece, and at least the laser beam output. Processing apparatus and a casing internally provided with the laser beam scanning unit, and a transmission window provided in the casing and transmitting a laser beam two-dimensionally scanned by the laser beam scanning unit. Pertain.

そして、本開示の第１の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記筐体の内部に設けられ、前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部に向けて出射する測距光出射部と、前記筐体の内部に設けられ、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、前記測距光受光部において受光される測距光のうち、前記透過ウインドウによる反射光に起因した測距光を特定することにより、前記透過ウインドウにおける汚れを検知する汚れ検知部と、前記汚れ検知部による検知結果を出力する出力部と、を備える。 Further, according to the first aspect of the present disclosure, the laser processing device is provided inside the housing, and a distance measuring light for measuring a distance from the laser processing device to a surface of the workpiece. A distance-measuring light emitting section for emitting toward the laser beam scanning section, and distance-measuring light emitted from the distance-measuring light emitting section provided inside the housing and reflected by the workpiece. A distance measuring light receiving section that receives light through the laser beam scanning section and a light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving section based on a triangular distance measuring method from the laser processing device to the workpiece. A distance measuring unit that measures the distance to the surface and a distance measuring light received by the distance measuring light receiving unit that specifies the distance measuring light caused by the light reflected by the transmitting window, A dirt detection unit that detects dirt and an output unit that outputs a detection result of the dirt detection unit are provided.

この構成によれば、レーザ加工装置が被加工物を加工する場合、レーザ光出力部がレーザ光を出射する。レーザ光出力部から出射されたレーザ光は、レーザ光走査部と透過ウインドウを介して被加工物に照射される。被加工物に照射されるレーザ光を走査することで、この被加工物を加工することができる。 According to this configuration, when the laser processing device processes a workpiece, the laser light output unit emits laser light. The laser light emitted from the laser light output unit is applied to the workpiece through the laser light scanning unit and the transmission window. By scanning the laser beam with which the workpiece is irradiated, the workpiece can be processed.

一方、前記の構成によれば、レーザ加工装置から被加工物の表面までの距離を測定する場合、測距光出射部が測距光を出射する。測距光出射部から出射された測距光は、レーザ光走査部と透過ウインドウを介して被加工物に照射される。被加工物に照射された測距光は、被加工物によって反射された後、再び透過ウインドウを通過し、レーザ光走査部へ戻って測距光受光部に至る。この測距光受光部における受光位置に基づいて、距離測定部が被加工物の表面までの距離を測定する。 On the other hand, according to the above configuration, when measuring the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece, the distance measuring light emitting section emits the distance measuring light. The distance-measuring light emitted from the distance-measuring light emitting unit is applied to the workpiece through the laser light scanning unit and the transmission window. The distance measuring light with which the workpiece is irradiated is reflected by the workpiece, passes through the transmission window again, returns to the laser light scanning unit, and reaches the distance measuring light receiving unit. The distance measuring section measures the distance to the surface of the workpiece based on the light receiving position of the distance measuring light receiving section.

ここで、透過ウインドウに汚れが付着していた場合、測距光受光部は、被加工物の表面によって反射された測距光の代わりに、又は、この測距光に加えて、透過ウインドウによって反射された測距光を受光することになる。 Here, if dirt is attached to the transparent window, the distance measuring light receiving unit uses the transparent window instead of or in addition to the distance measuring light reflected by the surface of the workpiece. The reflected distance measuring light will be received.

ここで、透過ウインドウまでの距離は、被加工物の種別にかかわらず変動しない。したがって、透過ウインドウの汚れに起因した受光位置は、予め推定しておくことができる。 Here, the distance to the transparent window does not change regardless of the type of workpiece. Therefore, the light receiving position due to the dirt of the transmission window can be estimated in advance.

よって、例えば各受光位置の場所を考慮することで、汚れ検知部は、測距光受光部において受光される測距光のうち、透過ウインドウによる反射光に起因した測距光を特定することができる。そのことで、汚れ検知部は、透過ウインドウにおける汚れを検知することが可能になる。 Therefore, for example, by considering the location of each light receiving position, the dirt detection unit can specify the distance measuring light caused by the reflected light from the transmission window among the distance measuring light received by the distance measuring light light receiving unit. it can. As a result, the dirt detection unit can detect dirt in the transparent window.

汚れ検知部による検知結果は、出力部により出力される。出力部による出力先としては、ディスプレイ等の表示部としてもよいし、ＰＬＣ等の制御手段としてもよい。いずれにせよ、汚れ検知部による検知結果を出力することで、使用者に透過ウインドウの交換又は洗浄を促したり、汚れの有無を考慮した処理を実行させたりすることができる。これにより、透過ウインドウの汚れに起因した、測定精度及び加工性能の低下を抑制することが可能になる。 The detection result of the dirt detection unit is output by the output unit. The output destination of the output unit may be a display unit such as a display or a control unit such as a PLC. In any case, by outputting the detection result of the dirt detection unit, it is possible to prompt the user to replace or wash the transparent window, or to execute a process considering the presence or absence of dirt. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the measurement accuracy and the processing performance due to the contamination of the transparent window.

また、本開示の第２の側面によれば、前記透過ウインドウは、前記測距光出射部との間の光路長が既知となる基準位置に配置され、前記汚れ検知部は、前記測距光受光部における測距光の受光位置のうち、前記基準位置に対応した受光位置における受光状況に基づいて、前記透過ウインドウにおける汚れを検知する、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the transmission window is arranged at a reference position where an optical path length between the transmission window and the distance measurement light emission unit is known, and the stain detection unit is configured to detect the distance measurement light. The dirt in the transmissive window may be detected based on the light receiving state at the light receiving position corresponding to the reference position among the light receiving positions of the distance measuring light in the light receiving unit.

この構成によれば、基準位置に対応した受光位置における受光状況（例えば、受光量の大小）に基づいて、透過ウインドウにおける汚れを検知することができる。 According to this configuration, it is possible to detect the stain in the transmissive window based on the light receiving state (for example, the amount of received light) at the light receiving position corresponding to the reference position.

また、本開示の第３の側面によれば、前記測距光受光部は、受光量を検出可能に構成され、前記汚れ検知部は、前記基準位置に対応した受光位置における受光量に基づいて、前記透過ウインドウにおける汚れの程度を検知する、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, the distance-measuring-light receiving unit is configured to be able to detect the amount of received light, and the stain detection unit is based on the amount of received light at the light-receiving position corresponding to the reference position. Alternatively, the degree of contamination in the transparent window may be detected.

この構成によれば、透過ウインドウにおける汚れの程度を、より適切に検知することができる。 With this configuration, it is possible to more appropriately detect the degree of contamination in the transmission window.

また、本開示の第４の側面によれば、前記汚れ検知部は、前記基準位置に対応した受光位置における受光量と、予め設定されたしきい値とを比較し、前記受光量が前記しきい値を超えた場合は、前記透過ウインドウが汚れていると判定する、としてもよい。 In addition, according to the fourth aspect of the present disclosure, the stain detection unit compares the amount of light received at the light receiving position corresponding to the reference position with a preset threshold value, and the amount of received light is determined as described above. When the threshold value is exceeded, it may be determined that the transparent window is dirty.

この構成によれば、透過ウインドウにおける汚れの程度を、より適切に検知することができる。 With this configuration, it is possible to more appropriately detect the degree of contamination in the transmission window.

また、本開示の第５の側面によれば、前記レーザ加工装置は、前記出力部と接続され、前記汚れ検知部による検知結果の時間推移を記憶する履歴記憶部を備える、としてもよい。 Further, according to the fifth aspect of the present disclosure, the laser processing device may include a history storage unit that is connected to the output unit and stores a time transition of a detection result by the stain detection unit.

この構成によれば、検知結果の時間推移を記憶して、その記憶内容を使用者に提供するこができる。そのことで、使用者は、例えば透過ウインドウを交換又は洗浄するタイミングを把握することができる。これにより、レーザ加工装置の使い勝手が向上する。 With this configuration, it is possible to store the time transition of the detection result and provide the stored content to the user. This allows the user to know, for example, when to replace or wash the transparent window. This improves the usability of the laser processing apparatus.

以上説明したように、前記レーザ加工装置によれば、透過ウインドウの汚れに起因した、測定精度及び加工性能の低下を抑制することができる。 As described above, according to the laser processing apparatus, it is possible to suppress the deterioration of the measurement accuracy and the processing performance due to the contamination of the transmission window.

図１は、レーザ加工システムの全体構成を例示する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a laser processing system. 図２は、レーザ加工装置の概略構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the laser processing apparatus. 図３Ａは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。FIG. 3A is a block diagram illustrating a schematic configuration of the marker head. 図３Ｂは、マーカヘッドの概略構成を例示するブロック図である。FIG. 3B is a block diagram illustrating a schematic configuration of the marker head. 図４は、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 4 is a perspective view illustrating the appearance of the marker head. 図５は、レーザ光走査部の構成を例示する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the laser light scanning unit. 図６は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットの構成を例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the laser light guide unit, the laser light scanning unit, and the distance measuring unit. 図７は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットを結ぶ光路を例示する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an optical path connecting the laser light guide unit, the laser light scanning unit, and the distance measuring unit. 図８は、レーザ光案内部、レーザ光走査部及び測距ユニットを結ぶ光路を例示する斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating an optical path connecting the laser light guide unit, the laser light scanning unit, and the distance measuring unit. 図９は、透過ウインドウの構成を例示する断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the transparent window. 図１０は、三角測距方式について説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the triangulation method. 図１１は、ワークの加工手順を例示するフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure of the work. 図１２は、透過ウインドウの汚れについて説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining stains on the transparent window. 図１３Ａは、透過ウインドウによる測距光の反射について説明する図である。FIG. 13A is a diagram illustrating reflection of distance measuring light by a transmission window. 図１３Ｂは、透過ウインドウによる反射光の受光波形を例示する図である。FIG. 13B is a diagram illustrating a received light waveform of reflected light by the transmission window. 図１４は、透過ウインドウの汚れ判定に係る処理を例示するフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart exemplifying a process related to a stain determination on a transparent window. 図１５は、汚れ判定を含んだ各種情報の表示態様を例示する図である。FIG. 15 is a diagram exemplifying a display mode of various information including a stain determination. 図１６は、汚れ判定の時間推移を例示する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a time transition of the stain determination. 図１７は、汚れ判定の通知態様を例示する図である。FIG. 17 is a diagram exemplifying a notification mode of stain determination. 図１８は、汚れ判定のしきい値設定を例示する図である。FIG. 18 is a diagram exemplifying setting of a threshold value for the stain determination.

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The following description is an example.

すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてのレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置及びレーザマーカという名称に拘らず、レーザ応用機器一般に適用することができる。 That is, although the present specification describes a laser marker as an example of a laser processing apparatus, the technology disclosed herein can be applied to general laser application equipment regardless of the names of the laser processing apparatus and the laser marker.

また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 Further, in the present specification, printing processing will be described as a typical example of processing, but the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing using laser light, such as image marking.

＜全体構成＞
図１は、レーザ加工システムＳの全体構成を例示する図であり、図２はレーザ加工システムＳにおけるレーザ加工装置Ｌの概略構成を例示する図である。図１に例示するレーザ加工システムＳは、レーザ加工装置Ｌと、これに接続される操作用端末８００及び外部機器９００と、を備えている。 <Overall structure>
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a laser processing system S, and FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus L in the laser processing system S. The laser processing system S illustrated in FIG. 1 includes a laser processing device L, an operation terminal 800 connected to the laser processing device L, and an external device 900.

そして、図１及び図２に例示するレーザ加工装置Ｌは、マーカヘッド１から出射されたレーザ光を、被加工物としてのワークＷへ照射するとともに、そのワークＷの表面上で３次元走査することによって加工を行うものである。なお、ここでいう「３次元走査」とは、レーザ光の照射先をワークＷの表面上で走査する２次元的な動作（いわゆる「２次元走査」）と、レーザ光の焦点位置を調整する１次元的な動作と、の組み合わせを総称した概念を指す。 Then, the laser processing apparatus L illustrated in FIGS. 1 and 2 irradiates the work W as the workpiece with the laser light emitted from the marker head 1 and three-dimensionally scans the surface of the work W. By doing so, processing is performed. The "three-dimensional scanning" referred to here is a two-dimensional operation of scanning the irradiation destination of the laser light on the surface of the workpiece W (so-called "two-dimensional scanning") and the focus position of the laser light. Refers to the general term for the combination of one-dimensional movements.

特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、ワークＷを加工するためのレーザ光として、１０６４ｎｍ付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、近赤外線（Near-InfraRed：ＮＩＲ）の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークＷを加工するためのレーザ光を「近赤外レーザ光」と呼称して、他のレーザ光と区別する場合がある。なお、近赤外線以外のレーザ光をワークＷの加工に用いてもよい。 In particular, the laser processing apparatus L according to this embodiment can emit laser light having a wavelength near 1064 nm as the laser light for processing the work W. This wavelength corresponds to the near-infrared (NIR) wavelength range. Therefore, in the following description, the laser beam for processing the workpiece W may be referred to as "near infrared laser beam" to distinguish it from other laser beams. Laser light other than near infrared rays may be used for processing the work W.

また、本実施形態に係るレーザ加工装置Ｌは、マーカヘッド１に内蔵された測距ユニット５を介してワークＷまでの距離を測定するとともに、その測定結果を利用して近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。 Further, the laser processing apparatus L according to the present embodiment measures the distance to the work W via the distance measuring unit 5 built in the marker head 1 and uses the measurement result to measure the near infrared laser light. The focus position can be adjusted.

図１及び図２に示すように、レーザ加工装置Ｌは、レーザ光を出射するためのマーカヘッド１と、マーカヘッド１を制御するためのマーカコントローラ１００と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing apparatus L includes a marker head 1 for emitting a laser beam and a marker controller 100 for controlling the marker head 1.

マーカヘッド１及びマーカコントローラ１００は、この実施形態においては別体とされており、電気配線を介して電気的に接続されているとともに、光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。 The marker head 1 and the marker controller 100 are separate bodies in this embodiment, and are electrically connected via electrical wiring and optically coupled via an optical fiber cable.

より一般には、マーカヘッド１及びマーカコントローラ１００の一方を他方に組み込んで一体化することもできる。この場合、光ファイバーケーブル等を適宜省略することができる。 More generally, one of the marker head 1 and the marker controller 100 may be incorporated into the other to be integrated. In this case, the optical fiber cable or the like can be omitted as appropriate.

操作用端末８００は、例えば中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）及びメモリを有しており、マーカコントローラ１００に接続されている。この操作用端末８００は、印字設定など、種々の加工条件を設定するとともに、レーザ加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末８００は、ユーザに情報を表示するための表示部８０１と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部８０２と、種々の情報を記憶するための記憶装置８０３と、を備えている。 The operation terminal 800 has, for example, a central processing unit (CPU) and a memory, and is connected to the marker controller 100. The operation terminal 800 functions as a terminal for setting various processing conditions such as print settings and showing information related to laser processing to the user. The operation terminal 800 includes a display unit 801 for displaying information to the user, an operation unit 802 for receiving an operation input by the user, and a storage device 803 for storing various information.

具体的に、表示部８０１は、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬパネルにより構成されている。表示部８０１には、レーザ加工に関連した情報として、レーザ加工装置Ｌの動作状況および加工条件等が表示される。一方、操作部８０２は、例えばキーボード及び／又はポインティングデバイスにより構成されている。ここで、ポインティングデバイスには、マウス及び／又はジョイスティック等が含まれる。操作部８０２は、ユーザによる操作入力を受け付けるように構成されており、マーカコントローラ１００を介してマーカヘッド１を操作するために用いられる。 Specifically, the display unit 801 is composed of, for example, a liquid crystal display or an organic EL panel. The display unit 801 displays the operation status and processing conditions of the laser processing apparatus L as information related to laser processing. On the other hand, the operation unit 802 includes, for example, a keyboard and/or a pointing device. Here, the pointing device includes a mouse and/or a joystick. The operation unit 802 is configured to receive an operation input by the user, and is used to operate the marker head 1 via the marker controller 100.

上記のように構成される操作用端末８００は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、例えば、ワークＷに印字されるべき文字列等の内容（マーキングパターン）、レーザ光に求める出力（目標出力）、及び、ワークＷ上でのレーザ光の走査速度（スキャンスピード）が含まれる。 The operation terminal 800 configured as described above can set processing conditions in laser processing based on an operation input by the user. The processing conditions include, for example, the content (marking pattern) of a character string or the like to be printed on the work W, the output required for the laser light (target output), and the scanning speed of the laser light on the work W (scan speed). ) Is included.

また、本実施形態に係る加工条件には、前述の測距ユニット５に関連した条件及びパラメータ（以下、これを「測距条件」ともいう）も含まれる。そうした測距条件には、例えば、測距ユニット５による検出結果を示す信号と、ワークＷの表面までの距離と、を関連付けるデータ等が含まれる。 The processing conditions according to the present embodiment also include the conditions and parameters related to the distance measuring unit 5 described above (hereinafter, also referred to as “distance measuring conditions”). Such distance measuring conditions include, for example, data associating a signal indicating the detection result of the distance measuring unit 5 with the distance to the surface of the work W.

操作用端末８００により設定される加工条件は、マーカコントローラ１００に出力されて、その条件設定記憶部１０２に記憶される。必要に応じて、操作用端末８００における記憶装置８０３が加工条件を記憶してもよい。 The processing conditions set by the operation terminal 800 are output to the marker controller 100 and stored in the condition setting storage unit 102. If necessary, the storage device 803 in the operation terminal 800 may store the processing conditions.

なお、操作用端末８００は、例えばマーカコントローラ１００に組み込んで一体化することができる。この場合は「操作用端末」ではなく、コントロールユニット等の呼称が用いられることになるが、少なくとも本実施形態においては、操作用端末８００とマーカコントローラ１００は互いに別体とされている。 The operation terminal 800 can be integrated into the marker controller 100, for example. In this case, the name of the control unit or the like is used instead of the “operating terminal”, but in at least this embodiment, the operating terminal 800 and the marker controller 100 are separate entities.

外部機器９００は、必要に応じてレーザ加工装置Ｌのマーカコントローラ１００に接続される。図１に示す例では、外部機器９００として、画像認識装置９０１及びプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）９０２が設けられている。 The external device 900 is connected to the marker controller 100 of the laser processing apparatus L as needed. In the example illustrated in FIG. 1, an image recognition device 901 and a programmable logic controller (PLC) 902 are provided as the external device 900.

具体的に、画像認識装置９０１は、例えばライン上で搬送されるワークＷの種別及び位置を判定する。画像認識装置９０１として、例えばイメージセンサを用いることができる。ＰＬＣ９０２は、予め定められたシーケンスに従ってレーザ加工システムＳを制御するために用いられる。 Specifically, the image recognition device 901 determines the type and position of the work W conveyed on the line, for example. As the image recognition device 901, for example, an image sensor can be used. The PLC 902 is used to control the laser processing system S according to a predetermined sequence.

レーザ加工装置Ｌには、上述した機器や装置以外にも、操作及び制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を接続することもできる。この場合の接続は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２及びＵＳＢ等のシリアル接続、又はパラレル接続としてもよい。あるいは、１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的、磁気的、又は光学的な接続を採用することもできる。また、有線接続以外にも、ＩＥＥＥ８０２等の無線ＬＡＮ、又は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続でもよい。さらに、データの交換や各種設定の保存等を行うための記憶装置に用いる記憶媒体としては、例えば、各種メモリカード、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等を利用することができる。 In addition to the above-described devices and devices, the laser processing device L can be connected to devices for operating and controlling, computers for performing various other processes, storage devices, peripheral devices, and the like. The connection in this case may be, for example, serial connection such as IEEE1394, RS-232, RS-422 and USB, or parallel connection. Alternatively, electrical, magnetic, or optical connection can be adopted through a network such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T. Besides the wired connection, a wireless LAN such as IEEE 802 or a wireless connection using radio waves such as Bluetooth (registered trademark), infrared rays, optical communication, or the like may be used. Further, as a storage medium used in a storage device for exchanging data and storing various settings, for example, various memory cards, magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, hard disks, etc. can be used.

以下、マーカコントローラ１００及びマーカヘッド１それぞれのハード構成に係る説明と、マーカコントローラ１００によるマーカヘッド１の制御に係る構成と、について順番に説明をする。 Hereinafter, a description of the hardware configurations of the marker controller 100 and the marker head 1 and a configuration of the control of the marker head 1 by the marker controller 100 will be sequentially described.

＜マーカコントローラ１００＞
図２に示すように、マーカコントローラ１００は、上述した加工条件を記憶する条件設定記憶部１０２と、これに記憶されている加工条件に基づいてマーカヘッド１を制御する制御部１０１と、レーザ励起光（励起光）を生成する励起光生成部１１０と、を備えている。 <Marker controller 100>
As shown in FIG. 2, the marker controller 100 includes a condition setting storage unit 102 that stores the above-described processing conditions, a control unit 101 that controls the marker head 1 based on the processing conditions stored therein, and laser excitation. An excitation light generation unit 110 that generates light (excitation light).

（条件設定記憶部１０２）
条件設定記憶部１０２は、操作用端末８００を介して設定された加工条件を記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部１０１へと出力するように構成されている。 (Condition setting storage unit 102)
The condition setting storage unit 102 is configured to store the processing conditions set via the operation terminal 800, and to output the stored processing conditions to the control unit 101 as necessary.

具体的に、条件設定記憶部１０２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）等を用いて構成されており、加工条件を示す情報を一時的または継続的に記憶することができる。なお、操作用端末８００をマーカコントローラ１００に組み込んだ場合には、記憶装置８０３が条件設定記憶部１０２を兼用するように構成することができる。 Specifically, the condition setting storage unit 102 is configured by using a volatile memory, a non-volatile memory, a hard disk drive (Hard Disk Drive: HDD), etc., and temporarily or continuously stores information indicating a processing condition. can do. When the operation terminal 800 is incorporated in the marker controller 100, the storage device 803 can also be configured to serve as the condition setting storage unit 102.

（制御部１０１）
制御部１０１は、条件設定記憶部１０２に記憶された加工条件に基づいて、少なくとも、マーカコントローラ１００における励起光生成部１１０、並びに、マーカヘッド１におけるレーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を制御することにより、ワークＷの印字加工等を実行する。 (Control unit 101)
The control unit 101, based on the processing conditions stored in the condition setting storage unit 102, at least the excitation light generation unit 110 in the marker controller 100, the laser light output unit 2 in the marker head 1, the laser light guide unit 3, and the like. By controlling the laser beam scanning unit 4 and the distance measuring unit 5, printing work of the work W is executed.

具体的に、制御部１０１は、ＣＰＵ、メモリ、入出力バスを有しており、操作用端末８００を介して入力された情報を示す信号、及び、条件設定記憶部１０２から読み込んだ加工条件を示す信号に基づいて制御信号を生成する。制御部１０１は、そうして生成した制御信号をレーザ加工装置Ｌの各部へと出力することにより、ワークＷに対する印字加工、及び、ワークＷまでの距離の測定を制御する。 Specifically, the control unit 101 has a CPU, a memory, and an input/output bus, and outputs a signal indicating information input via the operation terminal 800 and a processing condition read from the condition setting storage unit 102. A control signal is generated based on the signal shown. The control unit 101 controls the printing processing on the work W and the measurement of the distance to the work W by outputting the control signal thus generated to each unit of the laser processing apparatus L.

例えば制御部１０１は、ワークＷの加工を開始するときには、条件設定記憶部１０２に記憶された目標出力を読み込んで、その目標出力に基づき生成した制御信号を励起光源駆動部１１２へと出力し、レーザ励起光の生成を制御する。 For example, the control unit 101 reads the target output stored in the condition setting storage unit 102 when starting the processing of the work W, and outputs the control signal generated based on the target output to the excitation light source driving unit 112, Controls the generation of laser excitation light.

（励起光生成部１１０）
励起光生成部１１０は、駆動電流に応じたレーザ光を生成する励起光源１１１と、その励起光源１１１に駆動電流を供給する励起光源駆動部１１２と、励起光源１１１に対して光学的に結合された励起光集光部１１３と、を備えている。励起光源１１１と励起光集光部１１３は、不図示の励起ケーシング内に固定されている。詳細は省略するが、この励起ケーシングは、熱伝導性に優れた銅等の金属で構成されており、励起光源１１１から効率よく放熱させることができる。 (Excitation light generation unit 110)
The pumping light generator 110 is optically coupled to the pumping light source 111 that generates a laser beam according to the driving current, the pumping light source driver 112 that supplies the driving current to the pumping light source 111, and the pumping light source 111. And the excitation light condensing unit 113. The excitation light source 111 and the excitation light condensing unit 113 are fixed inside an excitation casing (not shown). Although not described in detail, this excitation casing is made of metal such as copper having excellent thermal conductivity, and can efficiently radiate heat from the excitation light source 111.

以下、励起光生成部１１０の各部について順番に説明する。 Hereinafter, each part of the excitation light generator 110 will be described in order.

励起光源駆動部１１２は、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて、励起光源１１１へ駆動電流を供給する。詳細は省略するが、励起光源駆動部１１２は、制御部１０１が決定した目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光源１１１へ供給する。 The excitation light source drive unit 112 supplies a drive current to the excitation light source 111 based on the control signal output from the control unit 101. Although not described in detail, the excitation light source drive unit 112 determines a drive current based on the target output determined by the control unit 101, and supplies the drive current thus determined to the excitation light source 111.

励起光源１１１は、励起光源駆動部１１２から駆動電流が供給されるとともに、その駆動電流に応じたレーザ光を発振する。例えば、励起光源１１１は、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等で構成されており、複数のＬＤ素子を直線状に並べたＬＤアレイやＬＤバーを用いることができる。励起光源１１１としてＬＤアレイやＬＤバーを用いた場合、各素子から発振されるレーザ光は、ライン状に出力されて励起光集光部１１３に入射する。 The excitation light source 111 is supplied with a drive current from the excitation light source drive unit 112 and oscillates a laser beam according to the drive current. For example, the excitation light source 111 is composed of a laser diode (LD) or the like, and an LD array or LD bar in which a plurality of LD elements are linearly arranged can be used. When an LD array or LD bar is used as the excitation light source 111, the laser light oscillated from each element is output in a line and enters the excitation light condensing unit 113.

励起光集光部１１３は、励起光源１１１から出力されたレーザ光を集光するとともに、レーザ励起光（励起光）として出力する。例えば、励起光集光部１１３は、フォーカシングレンズ等で構成されており、レーザ光が入射する入射面と、レーザ励起光を出力する出射面と、を有している。励起光集光部１１３は、マーカヘッド１に対し、前述の光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。よって、励起光集光部１１３から出力されたレーザ励起光は、その光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド１へ導かれることになる。 The excitation light condensing unit 113 condenses the laser light output from the excitation light source 111 and outputs it as laser excitation light (excitation light). For example, the excitation light condensing unit 113 is composed of a focusing lens or the like, and has an incident surface on which the laser light is incident and an emission surface on which the laser excitation light is output. The excitation light condensing unit 113 is optically coupled to the marker head 1 via the above-mentioned optical fiber cable. Therefore, the laser excitation light output from the excitation light condensing unit 113 is guided to the marker head 1 via the optical fiber cable.

なお、励起光生成部１１０は、励起光源駆動部１１２、励起光源１１１及び励起光集光部１１３を予め組み込んだＬＤユニット或いはＬＤモジュールとすることができる。また、励起光生成部１１０から出射される励起光（具体的には、励起光集光部１１３から出力されるレーザ励起光）は、無偏光とすることができ、これにより偏光状態の変化を考慮する必要がなく、設計上有利となる。特に、励起光源１１１周辺の構成については、複数のＬＤ素子を数十個配列したＬＤアレイから各々得られる光を光ファイバーでバンドルして出力するＬＤユニット自体に、出力光を無偏光とする機構を備えることが好ましい。 The pumping light generator 110 can be an LD unit or an LD module in which the pumping light source driver 112, the pumping light source 111, and the pumping light condensing unit 113 are incorporated in advance. Further, the pumping light emitted from the pumping light generation unit 110 (specifically, the laser pumping light output from the pumping light condensing unit 113) can be non-polarized, thereby changing the polarization state. There is no need to consider it, which is advantageous in design. In particular, regarding the configuration around the excitation light source 111, a mechanism for making the output light non-polarized is provided to the LD unit itself which bundles the light obtained from the LD array in which several dozen LD elements are arranged with an optical fiber and outputs the bundled light. It is preferable to provide.

（他の構成要素）
マーカコントローラ１００はまた、測距ユニット５を介してワークＷまでの距離を測定する距離測定部１０３を有している。距離測定部１０３は、測距ユニット５と電気的に接続されており、測距ユニット５による測定結果に関連した信号（少なくとも、測距光受光部５Ｂによる測距光の受光位置を示す信号）を受信可能とされている。 (Other components)
The marker controller 100 also includes a distance measuring unit 103 that measures the distance to the work W via the distance measuring unit 5. The distance measuring unit 103 is electrically connected to the distance measuring unit 5 and is a signal related to the measurement result of the distance measuring unit 5 (at least a signal indicating the light receiving position of the distance measuring light by the distance measuring light receiving unit 5B). Is being received.

なお、測距ユニット５から出力される信号は、基本的には、ワークＷの表面までの距離に対応している。しかしながら、例えば透過ウインドウ１９が汚れていた場合には、ワークＷの表面までの距離に対応する信号に加えて、透過ウインドウ１９の表面までの距離に対応した信号が検出される場合がある。なお、ここでいう透過ウインドウ１９とは、マーカヘッド１の内部にて生成・増幅された近赤外レーザ光を外部へ出射するための窓部を指す。 The signal output from the distance measuring unit 5 basically corresponds to the distance to the surface of the work W. However, for example, when the transparent window 19 is dirty, in addition to the signal corresponding to the distance to the surface of the work W, a signal corresponding to the distance to the surface of the transparent window 19 may be detected. The transmissive window 19 mentioned here refers to a window portion for emitting the near-infrared laser light generated and amplified inside the marker head 1 to the outside.

そこで、本実施形態に係るマーカコントローラ１００は、透過ウインドウ１９における汚れを検知するための汚れ検知部１０４を備えている。汚れ検知部１０４による検知結果は、出力部１０５を介して距離測定部１０３、操作用端末８００、及び／又は、外部機器９００へ出力することができる。 Therefore, the marker controller 100 according to the present embodiment includes the stain detection unit 104 for detecting the stain on the transparent window 19. The detection result by the dirt detection unit 104 can be output to the distance measurement unit 103, the operation terminal 800, and/or the external device 900 via the output unit 105.

本実施形態に係る距離測定部１０３は、そうした汚れ検知部１０４を介して測距ユニット５と接続されるようになっている。 The distance measuring unit 103 according to the present embodiment is connected to the distance measuring unit 5 via the dirt detecting unit 104.

なお、距離測定部１０３、汚れ検知部１０４及び出力部１０５は、制御部１０１によって構成してもよい。例えば、制御部１０１に距離測定部１０３を兼用させてもよい。或いは、距離測定部１０３が、汚れ検知部１０４及び／又は出力部１０５を兼用してもよい。 The distance measuring unit 103, the dirt detection unit 104, and the output unit 105 may be configured by the control unit 101. For example, the control unit 101 may also serve as the distance measuring unit 103. Alternatively, the distance measuring unit 103 may also serve as the dirt detecting unit 104 and/or the output unit 105.

距離測定部１０３、汚れ検知部１０４及び出力部１０５の詳細は後述する。 Details of the distance measurement unit 103, the dirt detection unit 104, and the output unit 105 will be described later.

＜マーカヘッド１＞
前述のように、励起光生成部１１０により生成されたレーザ励起光は、光ファイバーケーブルを介してマーカヘッド１へ導かれる。このマーカヘッド１は、レーザ励起光に基づいてレーザ光を増幅・生成して出力するレーザ光出力部２と、レーザ光出力部２から出力されたレーザ光をワークＷの表面へ照射して２次元走査を行うレーザ光走査部４と、レーザ光出力部２からレーザ光走査部４へ至る光路を構成するレーザ光案内部３と、レーザ光走査部４を介して投光及び受光した測距光に基づいてワークＷの表面までの距離を測定するための測距ユニット５と、を備えている。 <Marker head 1>
As described above, the laser excitation light generated by the excitation light generator 110 is guided to the marker head 1 via the optical fiber cable. The marker head 1 irradiates the surface of the work W with a laser light output unit 2 that amplifies/generates laser light based on laser excitation light and outputs the laser light, and a laser light output from the laser light output unit 2 A laser beam scanning unit 4 that performs dimensional scanning, a laser beam guiding unit 3 that forms an optical path from the laser beam output unit 2 to the laser beam scanning unit 4, and distance measurement that projects and receives light through the laser beam scanning unit 4. The distance measuring unit 5 for measuring the distance to the surface of the work W based on light.

ここで、本実施形態に係るレーザ光案内部３は、単に光路を構成するばかりでなく、レーザ光の焦点位置を調整するＺスキャナ（焦点調整部）３３、及び、ガイド光を出射するガイド光源（ガイド光出射部）３６など、複数の部材が組み合わされてなる。 Here, the laser light guide unit 3 according to the present embodiment not only constitutes an optical path, but also a Z scanner (focus adjustment unit) 33 for adjusting the focus position of laser light and a guide light source for emitting guide light. A plurality of members such as (guide light emitting portion) 36 are combined.

また、レーザ光案内部３はさらに、レーザ光出力部２から出力される近赤外レーザ光とガイド光源３６から出射されるガイド光を合流せしめる上流側合流機構３１と、レーザ光走査部４へ導かれるレーザ光と測距ユニット５から投光される測距光を合流せしめる下流側合流機構３５と、を有している。 Further, the laser light guide unit 3 is further connected to an upstream merging mechanism 31 for merging the near infrared laser light output from the laser light output unit 2 and the guide light emitted from the guide light source 36, and the laser light scanning unit 4. It has a downstream merging mechanism 35 for merging the guided laser light and the distance measuring light projected from the distance measuring unit 5.

図３Ａ〜図３Ｂはマーカヘッド１の概略構成を例示するブロック図であり、図４はマーカヘッド１の外観を例示する斜視図である。図３Ａ〜図３Ｂのうち、図３Ａは近赤外レーザ光を用いてワークＷを加工する場合を例示し、図３Ｂは測距ユニット５を用いてワークＷの表面までの距離を測定する場合を例示している。 3A and 3B are block diagrams illustrating the schematic configuration of the marker head 1, and FIG. 4 is a perspective view illustrating the appearance of the marker head 1. 3A to 3B, FIG. 3A exemplifies a case where the work W is processed by using the near infrared laser light, and FIG. 3B shows a case where the distance to the surface of the work W is measured using the distance measuring unit 5. Is illustrated.

図３Ａ〜図４に例示するように、マーカヘッド１は、少なくともレーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５が内部に設けられた筐体１０を備えている。この筐体１０は、図４に示すような略直方状の外形を有している。筐体１０の下面は、板状の底板１０ａによって区画されている。この底板１０ａには、マーカヘッド１から、該マーカヘッド１の外部にレーザ光を出射するための透過ウインドウ１９が設けられている。透過ウインドウ１９は、底板１０ａを板厚方向に貫く貫通孔に対し、近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光を透過可能な板状の部材を嵌め込むことによって構成されている。 As illustrated in FIGS. 3A to 4, the marker head 1 includes a housing 10 in which at least a laser light output unit 2, a laser light guide unit 3, a laser light scanning unit 4, and a distance measuring unit 5 are provided. ing. The housing 10 has a substantially rectangular outer shape as shown in FIG. The lower surface of the housing 10 is partitioned by a plate-shaped bottom plate 10a. The bottom plate 10a is provided with a transmission window 19 for emitting laser light from the marker head 1 to the outside of the marker head 1. The transmissive window 19 is configured by fitting a plate-shaped member that can transmit near-infrared laser light, guide light, and distance measuring light into a through hole that penetrates the bottom plate 10a in the plate thickness direction.

なお、以下の記載では、図４における筐体１０の長手方向を単に「長手方向」又は「前後方向」と呼称したり、同図における筐体１０の短手方向を単に「短手方向」又は「左右方向」と呼称したりする場合がある。同様に、図４における筐体１０の高さ方向を単に「高さ方向」又は「上下方向」と呼称する場合もある。 In the following description, the longitudinal direction of the housing 10 in FIG. 4 is simply referred to as “longitudinal direction” or “front-back direction”, and the lateral direction of the housing 10 in FIG. 4 is simply referred to as “lateral direction” or It may be referred to as "left-right direction". Similarly, the height direction of the housing 10 in FIG. 4 may be simply referred to as “height direction” or “vertical direction”.

図５は、レーザ光走査部４の構成を例示する斜視図である。また、図６はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５の構成を例示する断面図であり、図７はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を結ぶ光路を例示する断面図であり、図８はレーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５を結ぶ光路を例示する斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of the laser light scanning unit 4. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laser beam guide unit 3, the laser beam scanning unit 4, and the distance measuring unit 5, and FIG. 7 is the laser beam guide unit 3, the laser beam scanning unit 4, and the distance measuring unit 5. 9 is a cross-sectional view illustrating an optical path that connects the laser light guide unit 3, the laser light scanning unit 4, and the distance measuring unit 5. FIG.

図５〜図６に例示するように、筐体１０の内部には仕切部１１が設けられている。筐体１０の内部空間は、この仕切部１１によって長手方向の一側と他側に仕切られている。 As illustrated in FIGS. 5 to 6, a partition portion 11 is provided inside the housing 10. The internal space of the housing 10 is partitioned by the partition portion 11 into one side and the other side in the longitudinal direction.

具体的に、仕切部１１は、筐体１０の長手方向に対して垂直な方向に延びる平板状に形成されている。また、仕切部１１は、筐体１０の長手方向においては、同方向における筐体１０の中央部に比して、長手方向一側（図４における前側）に寄せた配置とされている。 Specifically, the partition part 11 is formed in a flat plate shape extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing 10. Further, in the longitudinal direction of the casing 10, the partition portion 11 is arranged closer to one side in the longitudinal direction (front side in FIG. 4) than the central portion of the casing 10 in the same direction.

よって、筐体１０内の長手方向一側に仕切られるスペースは、長手方向他側（図４における後側）に仕切られるスペースよりも、長手方向の寸法が短くなっている。以下、筐体１０内の長手方向他側に仕切られるスペースを第１スペースＳ１と呼称する一方、その長手方向一側に仕切られるスペースを第２スペースＳ２と呼称する。 Therefore, the space partitioned into one side in the longitudinal direction in the housing 10 has a shorter dimension in the longitudinal direction than the space partitioned into the other side in the longitudinal direction (rear side in FIG. 4). Hereinafter, the space partitioned to the other side in the longitudinal direction in the housing 10 is referred to as a first space S1, while the space partitioned to the one side in the longitudinal direction is referred to as a second space S2.

この実施形態では、第１スペースＳ１の内部には、レーザ光出力部２と、レーザ光案内部３における一部の部品と、レーザ光走査部４と、測距ユニット５が配置されている。一方、第２スペースＳ２の内部には、レーザ光案内部３における主要な部品が配置されている。 In this embodiment, a laser beam output unit 2, a part of the laser beam guide unit 3, a laser beam scanning unit 4, and a distance measuring unit 5 are arranged inside the first space S1. On the other hand, inside the second space S2, main components of the laser light guide portion 3 are arranged.

詳しくは、第１スペースＳ１は、略平板状のベースプレート１２によって、短手方向の一側（図４の左側）の空間と、他側（図４の右側）の空間と、に仕切られている。前者の空間には、主に、レーザ光出力部２を構成する部品が配置されている。 Specifically, the first space S1 is partitioned by the substantially flat plate-shaped base plate 12 into a space on one side (left side in FIG. 4) in the lateral direction and a space on the other side (right side in FIG. 4). .. In the former space, the components forming the laser light output unit 2 are mainly arranged.

さらに詳しくは、レーザ光出力部２を構成する部品のうち、光学レンズや光学結晶など、可能な限り気密状に密閉することが求められる光学部品２１については、第１スペースＳ１における短手方向一側の空間において、ベースプレート１２等によって包囲された収容空間の内部に配置されている。 More specifically, among the components forming the laser light output unit 2, the optical component 21 such as an optical lens or an optical crystal that is required to be hermetically sealed as much as possible is provided in the short-side direction in the first space S1. In the side space, it is arranged inside the accommodation space surrounded by the base plate 12 and the like.

対して、レーザ光出力部２を構成する部品のうち、電気配線や、図５に示すヒートシンク２２など、必ずしも密閉することが求められない部品については、光学部品２１に対し、ベースプレート１２を挟んで反対側（第１スペースＳ１における短手方向他側）に配置されている。 On the other hand, among the components of the laser light output unit 2, for components such as electric wiring and the heat sink 22 shown in FIG. 5, which are not necessarily required to be sealed, the base plate 12 is sandwiched between the optical components 21. It is arranged on the opposite side (the other side in the lateral direction of the first space S1).

また、図５及び図６に例示するように、レーザ光走査部４は、レーザ光出力部２における光学部品２１と同様に、ベースプレート１２を挟んで短手方向の一側に配置することができる。具体的に、この実施形態に係るレーザ光走査部４は、長手方向においては前述の仕切部１１に隣接するとともに、上下方向においては筐体１０の内底面に沿って配置されている。 Further, as illustrated in FIGS. 5 and 6, the laser light scanning unit 4 can be arranged on one side in the lateral direction with the base plate 12 sandwiched therebetween, as with the optical component 21 in the laser light output unit 2. .. Specifically, the laser beam scanning unit 4 according to this embodiment is adjacent to the partition unit 11 described above in the longitudinal direction, and is arranged along the inner bottom surface of the housing 10 in the vertical direction.

また、図６に示すように、測距ユニット５は、レーザ光出力部２におけるヒートシンク２２と同様に、第１スペースＳ１における短手方向他側の空間に配置されている。 Further, as shown in FIG. 6, the distance measuring unit 5 is arranged in the space on the other side in the short-side direction of the first space S1, similarly to the heat sink 22 in the laser light output unit 2.

また、レーザ光案内部３を構成する部品は、主に第２スペースＳ２に配置されている。この実施形態では、レーザ光案内部３を構成する大部分の部品は、仕切部１１と、筐体１０の前面を区画するカバー部材１７と、により包囲された空間に収容されている。 In addition, the components forming the laser light guide unit 3 are mainly arranged in the second space S2. In this embodiment, most of the components that make up the laser light guide portion 3 are housed in a space surrounded by the partition portion 11 and the cover member 17 that partitions the front surface of the housing 10.

なお、レーザ光案内部３を構成する部品のうち、下流側合流機構３５については、第１スペースＳ１における仕切部１１付近の部位に配置されている（図５を参照）。すなわち、この実施形態では、下流側合流機構３５は、第１スペースＳ１と第２スペースＳ２との境界付近に位置することになる。 Note that, of the components forming the laser light guide unit 3, the downstream merging mechanism 35 is arranged in a region near the partition unit 11 in the first space S1 (see FIG. 5). That is, in this embodiment, the downstream merging mechanism 35 is located near the boundary between the first space S1 and the second space S2.

またベースプレート１２には、該ベースプレート１２を板厚方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。この貫通孔を通じて、レーザ光案内部３及びレーザ光走査部４と、測距ユニット５とが光学的に結合されることになる。 Further, the base plate 12 is formed with a through hole (not shown) which penetrates the base plate 12 in the plate thickness direction. The laser light guide portion 3 and the laser light scanning portion 4 are optically coupled to the distance measuring unit 5 through the through hole.

以下、レーザ光出力部２、レーザ光案内部３、レーザ光走査部４及び測距ユニット５の構成について順番に説明をする。 Hereinafter, the configurations of the laser light output unit 2, the laser light guide unit 3, the laser light scanning unit 4, and the distance measuring unit 5 will be sequentially described.

（レーザ光出力部２）
レーザ光出力部２は、励起光生成部１１０により生成されたレーザ励起光に基づいて印字加工用の近赤外レーザ光を生成するとともに、その近赤外レーザ光をレーザ光案内部３へと出力するように構成されている。 (Laser light output unit 2)
The laser light output unit 2 generates near-infrared laser light for printing processing based on the laser excitation light generated by the excitation light generation unit 110, and directs the near-infrared laser light to the laser light guide unit 3. It is configured to output.

具体的に、レーザ光出力部２は、レーザ励起光に基づき所定の波長を有するレーザ光を生成するとともに、これを増幅して近赤外レーザ光を出射するレーザ発振器２１ａと、レーザ発振器２１ａから発振された近赤外レーザ光の一部を分離させるためのビームサンプラー２１ｂと、ビームサンプラー２１ｂによって分離せしめた近赤外レーザ光が入射するパワーモニタ２１ｃと、を備えている。 Specifically, the laser light output unit 2 generates a laser light having a predetermined wavelength based on the laser excitation light, amplifies the laser light, and emits near-infrared laser light, and a laser oscillator 21a. A beam sampler 21b for separating a part of the oscillated near infrared laser light, and a power monitor 21c on which the near infrared laser light separated by the beam sampler 21b is incident are provided.

詳細は省略するが、本実施形態に係るレーザ発振器２１ａは、レーザ励起光に対応した誘導放出を行ってレーザ光を出射するレーザ媒質と、レーザ媒質から出射されるレーザ光をパルス発振するためのＱスイッチと、Ｑスイッチによりパルス発振されたレーザ光を共振させるミラーと、を有している。 Although not described in detail, the laser oscillator 21a according to the present embodiment is for lasing a laser medium that emits a laser beam by performing stimulated emission corresponding to the laser excitation light and a laser beam that is emitted from the laser medium. It has a Q switch and a mirror that resonates the laser light pulse-oscillated by the Q switch.

特に本実施形態では、レーザ媒質としてロッド状のＮｄ：ＹＶＯ４（イットリウム・バナデイト）が用いられている。これにより、レーザ発振器２１ａは、レーザ光として、１０６４ｎｍ付近の波長を有するレーザ光（前述の近赤外レーザ光）を出射することができる。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたＹＡＧ、ＹＬＦ、ＧｄＶＯ４等を用いることもできる。レーザ加工装置Ｌの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。 In particular, in this embodiment, rod-shaped Nd:YVO 4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium. As a result, the laser oscillator 21a can emit laser light having a wavelength near 1064 nm (the above-mentioned near infrared laser light) as the laser light. However, the laser medium is not limited to this example, and for example, YAG, YLF, GdVO 4 or the like doped with a rare earth can be used as another laser medium. Various solid-state laser media can be used depending on the application of the laser processing apparatus L.

また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換することもできる。また、固体レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザを利用してもよい。 Further, a wavelength conversion element may be combined with the solid-state laser medium to convert the wavelength of the output laser light into an arbitrary wavelength. Further, a so-called fiber laser in which a fiber is used as an oscillator instead of a bulk as a solid-state laser medium may be used.

さらには、Ｎｄ：ＹＶＯ４等の固体レーザ媒質と、ファイバーとを組み合わせてレーザ発振器２１ａを構成してもよい。その場合、固体レーザ媒質を用いたときのように、パルス幅の短いレーザを出射してワークＷへの熱ダメージを抑制する一方で、ファイバーを用いたときのように、高出力化を実現してより早い印字加工を実現することが可能となる。 Furthermore, the laser oscillator 21a may be configured by combining a solid-state laser medium such as Nd:YVO 4 and a fiber. In that case, while a solid laser medium is used, a laser with a short pulse width is emitted to suppress thermal damage to the work W, while high output is realized as when a fiber is used. It is possible to realize faster printing processing.

パワーモニタ２１ｃは、近赤外レーザ光の出力を検出する。パワーモニタ２１ｃは、マーカコントローラ１００と電気的に接続されており、その検出信号を制御部１０１等へ出力することができる。 The power monitor 21c detects the output of near infrared laser light. The power monitor 21c is electrically connected to the marker controller 100 and can output the detection signal thereof to the control unit 101 and the like.

（レーザ光案内部３）
レーザ光案内部３は、レーザ光出力部２から出射された近赤外レーザ光をレーザ光走査部４へと案内する光路Ｐを成す。レーザ光案内部３は、そうした光路Ｐを形成するためのベンドミラー３４に加えて、Ｚスキャナ（焦点調整部）３３及びガイド光源（ガイド光出射部）３６等を備えている。これらの部品は、いずれも筐体１０の内部（主に第２スペースＳ２）に設けられている。 (Laser light guide 3)
The laser light guide unit 3 forms an optical path P that guides the near infrared laser light emitted from the laser light output unit 2 to the laser light scanning unit 4. The laser light guide unit 3 includes a Z mirror (focus adjustment unit) 33, a guide light source (guide light emission unit) 36, and the like, in addition to the bend mirror 34 for forming the optical path P. All of these components are provided inside the housing 10 (mainly in the second space S2).

レーザ光出力部２から入射した近赤外レーザ光は、ベンドミラー３４によって反射され、レーザ光案内部３を通過する。ベンドミラー３４へ至る途中には、近赤外レーザ光の焦点位置を調整するためのＺスキャナ３３が配置されている。Ｚスキャナ３３を通過してベンドミラー３４によって反射された近赤外レーザ光が、レーザ光走査部４に入射することになる。 The near infrared laser light incident from the laser light output unit 2 is reflected by the bend mirror 34 and passes through the laser light guide unit 3. On the way to the bend mirror 34, a Z scanner 33 for adjusting the focus position of the near infrared laser light is arranged. The near-infrared laser light that has passed through the Z scanner 33 and reflected by the bend mirror 34 enters the laser light scanning unit 4.

レーザ光案内部３により構成される光路Ｐは、焦点調整部としてのＺスキャナ３３を境として２分することができる。詳しくは、レーザ光案内部３により構成される光路Ｐは、レーザ光出力部２からＺスキャナ３３へ至る上流側光路Ｐｕと、Ｚスキャナ３３からレーザ光走査部４へ至る下流側光路Ｐｄと、に区分することができる。 The optical path P formed by the laser light guide unit 3 can be divided into two parts with the Z scanner 33 as a focus adjustment unit as a boundary. Specifically, the optical path P formed by the laser light guide unit 3 includes an upstream optical path Pu from the laser light output unit 2 to the Z scanner 33, and a downstream optical path Pd from the Z scanner 33 to the laser light scanning unit 4. Can be divided into

さらに詳しくは、上流側光路Ｐｕは、筐体１０の内部に設けられており、レーザ光出力部２から、前述の上流側合流機構３１を経由してＺスキャナ３３に至る。 More specifically, the upstream optical path Pu is provided inside the housing 10, and reaches the Z scanner 33 from the laser light output unit 2 via the upstream merging mechanism 31 described above.

一方、下流側光路Ｐｄは、筐体１０の内部に設けられており、Ｚスキャナ３３から、ベンドミラー３４と、前述の下流側合流機構３５と、を順番に経由してレーザ光走査部４における第１スキャナ４１に至る。 On the other hand, the downstream side optical path Pd is provided inside the housing 10, and in the laser beam scanning section 4 from the Z scanner 33 through the bend mirror 34 and the downstream side joining mechanism 35 in order. It reaches the first scanner 41.

このように、筐体１０の内部においては、上流側光路Ｐｕの途中に上流側合流機構３１が設けられているとともに、下流側光路Ｐｄの途中に下流側合流機構３５が設けられている。 As described above, inside the housing 10, the upstream merging mechanism 31 is provided in the middle of the upstream optical path Pu, and the downstream merging mechanism 35 is provided in the middle of the downstream optical path Pd.

以下、レーザ光案内部３に関連した構成について順番に説明をする。 Hereinafter, the configuration related to the laser light guide unit 3 will be sequentially described.

−ガイド光源３６−
ガイド光源３６は、筐体１０内部の第２スペースＳ２に設けられており、所定の加工パターンをワークＷの表面上に投影するためのガイド光を出射する。このガイド光の波長は、可視光域に収まるように設定されている。その一例として、本実施形態に係るガイド光源３６は、ガイド光として、６５５ｎｍ付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。よって、マーカヘッド１からガイド光が出射されると、使用者は、そのガイド光を視認することできる。 -Guide light source 36-
The guide light source 36 is provided in the second space S2 inside the housing 10 and emits guide light for projecting a predetermined processing pattern onto the surface of the work W. The wavelength of this guide light is set so that it falls within the visible light range. As an example thereof, the guide light source 36 according to the present embodiment emits red laser light having a wavelength near 655 nm as guide light. Therefore, when the guide light is emitted from the marker head 1, the user can visually recognize the guide light.

なお、本実施形態では、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。また後述のように、測距ユニット５における測距光出射部５Ａは、ガイド光及び近赤外レーザ光とは異なる波長を有する測距光を出射する。よって、測距光と、ガイド光と、レーザ光と、は互いに異なる波長を有するようになっている。 In addition, in the present embodiment, the wavelength of the guide light is set to be different from at least the wavelength of the near infrared laser light. Further, as described later, the distance measuring light emitting unit 5A of the distance measuring unit 5 emits distance measuring light having a wavelength different from that of the guide light and the near infrared laser light. Therefore, the distance measuring light, the guide light, and the laser light have different wavelengths.

具体的に、ガイド光源３６は、第２スペースＳ２において上流側合流機構３１と略同じ高さに配置されており、筐体１０の短手方向の内側に向かって可視光レーザ（ガイド光）を出射することができる。ガイド光源３６はまた、該ガイド光源３６から出射されるガイド光の光軸と、上流側合流機構３１と、が交わるような姿勢とされている。 Specifically, the guide light source 36 is disposed at substantially the same height as the upstream merging mechanism 31 in the second space S2, and emits a visible light laser (guide light) toward the inner side in the lateral direction of the housing 10. Can be emitted. The guide light source 36 is also arranged such that the optical axis of the guide light emitted from the guide light source 36 and the upstream merging mechanism 31 intersect.

なお、ここでいう「略同じ高さ」とは、筐体１０の下面をなす底板１０ａから見て、高さ位置が実質的に等しいことを指す。他の記載においても、底板１０ａから見た高さを指す。 The “substantially the same height” here means that the height positions are substantially the same when viewed from the bottom plate 10a that forms the lower surface of the housing 10. In other description, it also means the height viewed from the bottom plate 10a.

よって、例えば近赤外レーザ光による加工パターンを使用者に視認させるべく、ガイド光源３６からガイド光が出射されると、そのガイド光は、上流側合流機構３１へ至る。上流側合流機構３１は、光学部品としてのダイクロイックミラー（不図示）を有している。後述のように、このダイクロイックミラーは、ガイド光を透過させつつも、近赤外レーザ光を反射させる。これにより、ダイクロイックミラーを透過したガイド光と、同ミラーにより反射された近赤外レーザ光とが合流して同軸になる。 Therefore, for example, when the guide light is emitted from the guide light source 36 so that the user can visually recognize the processing pattern by the near infrared laser light, the guide light reaches the upstream merging mechanism 31. The upstream merging mechanism 31 has a dichroic mirror (not shown) as an optical component. As described later, this dichroic mirror reflects the near infrared laser light while transmitting the guide light. As a result, the guide light that has passed through the dichroic mirror and the near-infrared laser light that has been reflected by the mirror merge and become coaxial.

なお、本実施形態に係るガイド光源３６は、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて、ガイド光を出射するように構成されている。 The guide light source 36 according to the present embodiment is configured to emit the guide light based on the control signal output from the control unit 101.

−上流側合流機構３１−
上流側合流機構３１は、ガイド光出射部としてのガイド光源３６から出射されたガイド光を、上流側光路Ｐｕに合流させる。上流側合流機構３１を設けることで、ガイド光源３６から出射されたガイド光と、上流側光路Ｐｕにおける近赤外レーザ光と、を同軸にすることができる。 -Upstream merging mechanism 31-
The upstream merging mechanism 31 merges the guide light emitted from the guide light source 36 serving as a guide light emitting portion into the upstream optical path Pu. By providing the upstream merging mechanism 31, the guide light emitted from the guide light source 36 and the near infrared laser light in the upstream optical path Pu can be made coaxial.

前述のように、ガイド光の波長は、少なくとも近赤外レーザ光の波長と相違するように設定されている。そのため、上流側合流機構３１は、前述のように、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。このダイクロイックミラーによって同軸化された近赤外レーザ光及びガイド光は、下方に向かって伝搬し、Ｚスキャナ３３を通過してベンドミラー３４へ至る。 As described above, the wavelength of the guide light is set to be at least different from the wavelength of the near infrared laser light. Therefore, the upstream merging mechanism 31 can be configured by using, for example, a dichroic mirror, as described above. The near-infrared laser light and the guide light coaxialized by the dichroic mirror propagate downward, pass through the Z scanner 33, and reach the bend mirror 34.

−Ｚスキャナ３３−
焦点調整部としてのＺスキャナ３３は、上流側合流機構３１とベンドミラー３４との間に配置されており、レーザ光出力部２から出射された近赤外レーザ光の焦点位置を調整することができる。焦点調整部としてのＺスキャナ３３は、近赤外レーザ光を上下方向に走査するための手段として機能する。 -Z scanner 33-
The Z scanner 33 as a focus adjusting unit is arranged between the upstream merging mechanism 31 and the bend mirror 34, and can adjust the focus position of the near infrared laser light emitted from the laser light output unit 2. it can. The Z scanner 33 as a focus adjustment unit functions as a unit for vertically scanning the near infrared laser light.

なお、Ｚスキャナ３３を通過する近赤外レーザ光は、前述のように、ガイド光源３６から出射されるガイド光と同軸とされている。そのため、Ｚスキャナ３３を作動させることにより、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置も併せて調整することができる。 The near infrared laser light passing through the Z scanner 33 is coaxial with the guide light emitted from the guide light source 36 as described above. Therefore, by operating the Z scanner 33, not only the near infrared laser light but also the focus position of the guide light can be adjusted together.

なお、本実施形態に係るＺスキャナ３３は、ガイド光源３６と同様に、制御部１０１から出力された制御信号に基づいて作動するように構成されている。 The Z scanner 33 according to the present embodiment is configured to operate based on the control signal output from the control unit 101, similarly to the guide light source 36.

−ベンドミラー３４−
ベンドミラー３４は、下流側光路Ｐｄの途中に設けられており、該光路Ｐｄを折り曲げて後方に指向させるように配置されている。図６に示すように、ベンドミラー３４は、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａと略同じ高さに配置されており、Ｚスキャナ３３を通過した近赤外レーザ光及びガイド光を反射することができる。 -Bend mirror 34-
The bend mirror 34 is provided in the middle of the downstream optical path Pd, and is arranged so as to bend the optical path Pd and direct it toward the rear. As shown in FIG. 6, the bend mirror 34 is disposed at substantially the same height as the dichroic mirror 35a in the downstream merging mechanism 35, and reflects the near infrared laser light and the guide light that have passed through the Z scanner 33. You can

ベンドミラー３４によって反射された近赤外レーザ光及びガイド光は、後方に向かって伝搬し、下流側合流機構３５を通過してレーザ光走査部（具体的には第１スキャナ４１）へ至る。 The near infrared laser light and the guide light reflected by the bend mirror 34 propagate backward, pass through the downstream merging mechanism 35, and reach the laser light scanning unit (specifically, the first scanner 41).

−下流側合流機構３５−
下流側合流機構３５は、測距ユニット５における測距光出射部５Ａから出射された測距光を、前述の下流側光路Ｐｄに合流させることによりレーザ光走査部４を介してワークＷへ導く。加えて、下流側合流機構３５は、ワークＷにより反射されてレーザ光走査部４及び下流側光路Ｐｄの順に戻る測距光を、測距ユニット５における測距光受光部５Ｂへ導く。 -Downstream merging mechanism 35-
The downstream merging mechanism 35 guides the distance-measuring light emitted from the distance-measuring light emitting unit 5A of the distance-measuring unit 5 to the work W via the laser light scanning unit 4 by merging the distance-measuring light with the downstream optical path Pd. .. In addition, the downstream merging mechanism 35 guides the distance measuring light reflected by the work W and returning in the order of the laser light scanning unit 4 and the downstream optical path Pd to the distance measuring light receiving unit 5B in the distance measuring unit 5.

下流側合流機構３５を設けることで、測距光出射部５Ａから出射された測距光と、下流側光路Ｐｄにおける近赤外レーザ光及びガイド光と、を同軸にすることができる。それと同時に、下流側合流機構３５を設けることで、マーカヘッド１から出射されてワークＷにより反射された測距光のうち、マーカヘッド１に入射した測距光を測距光受光部５Ｂまで導くことができる。 By providing the downstream merging mechanism 35, the distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting unit 5A can be coaxial with the near infrared laser light and the guide light in the downstream optical path Pd. At the same time, by providing the downstream merging mechanism 35, out of the distance measuring light emitted from the marker head 1 and reflected by the work W, the distance measuring light incident on the marker head 1 is guided to the distance measuring light receiving portion 5B. be able to.

前述のように、測距光の波長は、近赤外レーザ光及びガイド光の波長と相違するように設定されている。そのため、下流側合流機構３５は、上流側合流機構３１と同様に、例えばダイクロイックミラーを用いて構成することができる。 As described above, the wavelength of the distance measuring light is set to be different from the wavelengths of the near infrared laser light and the guide light. Therefore, the downstream merging mechanism 35 can be configured by using, for example, a dichroic mirror, similarly to the upstream merging mechanism 31.

具体的に、本実施形態に係る下流側合流機構３５は、測距光及びガイド光の一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラー３５ａを有している（図６及び図７を参照）。より詳細には、ダイクロイックミラー３５ａは、ベンドミラー３４と略同じ高さ位置で、かつベンドミラー３４の後方に配置されており、筐体１０内の短手方向の左側のスペースに配置される。 Specifically, the downstream merging mechanism 35 according to the present embodiment has a dichroic mirror 35a that transmits one of the distance measuring light and the guide light and reflects the other (see FIGS. 6 and 7). More specifically, the dichroic mirror 35a is arranged at substantially the same height as the bend mirror 34 and behind the bend mirror 34, and is arranged in the space on the left side in the lateral direction within the housing 10.

ダイクロイックミラー３５ａはまた、図６等に示すように、その一方側の鏡面をベンドミラー３４に向け、かつ他方側の鏡面をベースプレート１２に向けた姿勢で固定されている。よって、ダイクロイックミラー３５ａにおける一方側の鏡面には近赤外レーザ光及びガイド光が入射する一方、他方側の鏡面には測距光が入射することになる。 As shown in FIG. 6 and the like, the dichroic mirror 35a is also fixed in a posture in which the mirror surface on one side faces the bend mirror 34 and the mirror surface on the other side faces the base plate 12. Therefore, the near infrared laser light and the guide light are incident on the mirror surface on one side of the dichroic mirror 35a, while the distance measuring light is incident on the mirror surface on the other side.

そして、本実施形態に係るダイクロイックミラー３５ａは、測距光を反射し、かつ近赤外レーザ光とガイド光とを透過させることができる。これにより、例えば測距ユニット５から出射された測距光がダイクロイックミラー３５ａに入射したときには、その測距光を下流側光路Ｐｄに合流させ、近赤外レーザ光及びガイド光と同軸にすることができる。そうして同軸化された近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光は、図３Ａ〜図３Ｂに示すように第１スキャナ４１へ至る。 The dichroic mirror 35a according to this embodiment can reflect the distance measuring light and transmit the near infrared laser light and the guide light. Thus, for example, when the distance measuring light emitted from the distance measuring unit 5 is incident on the dichroic mirror 35a, the distance measuring light is merged with the downstream optical path Pd to be coaxial with the near infrared laser light and the guide light. You can The near-infrared laser light, the guide light, and the distance-measuring light thus coaxialized reach the first scanner 41 as shown in FIGS. 3A and 3B.

一方、ワークＷにより反射された測距光は、レーザ光走査部４へ戻ることにより下流側光路Ｐｄに至る。下流側光路Ｐへ戻った測距光は、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａにより反射されて測距ユニット５に至る。 On the other hand, the distance measuring light reflected by the work W returns to the laser light scanning unit 4 and reaches the downstream optical path Pd. The distance measuring light returning to the downstream optical path P is reflected by the dichroic mirror 35 a in the downstream merging mechanism 35 and reaches the distance measuring unit 5.

なお、測距ユニット５からダイクロイックミラー３５ａに入射する測距光、及び、ダイクロイックミラー３５ａにより反射されて測距ユニット５に入射する測距光は、図７に示すように、双方とも、筐体１０を平面視したときの左右方向（筐体１０の短手方向）に沿って伝搬するようになっている。 It should be noted that, as shown in FIG. 7, both the distance measuring light that enters the dichroic mirror 35a from the distance measuring unit 5 and the distance measuring light that is reflected by the dichroic mirror 35a and enters the distance measuring unit 5 are The light is propagated along the left-right direction when viewed in plan view (the lateral direction of the housing 10 ).

（レーザ光走査部４）
図３Ａに示すように、レーザ光走査部４は、レーザ光出力部２から出射されてレーザ光案内部３により案内されたレーザ光（近赤外レーザ光）をワークＷへ照射するとともに、そのワークＷの表面上で２次元走査するように構成されている。 (Laser light scanning unit 4)
As shown in FIG. 3A, the laser beam scanning unit 4 irradiates the work W with the laser beam (near infrared laser beam) emitted from the laser beam output unit 2 and guided by the laser beam guide unit 3, and The surface of the work W is configured to be two-dimensionally scanned.

図５に示す例では、レーザ光走査部４は、いわゆる２軸式のガルバノスキャナとして構成されている。すなわち、このレーザ光走査部４は、レーザ光案内部３から入射した近赤外レーザ光を第１方向に走査するための第１スキャナ４１と、第１スキャナ４１により走査された近赤外レーザ光を第２方向に走査するための第２スキャナ４２と、を有している。 In the example shown in FIG. 5, the laser beam scanning unit 4 is configured as a so-called biaxial galvano scanner. That is, the laser light scanning unit 4 includes a first scanner 41 for scanning the near infrared laser light incident from the laser light guiding unit 3 in the first direction, and a near infrared laser scanned by the first scanner 41. A second scanner 42 for scanning the light in the second direction.

ここで、第２方向は、第１方向に対して略直交する方向を指す。よって、第２スキャナ４２は、第１スキャナ４１に対して略直交する方向に近赤外レーザ光を走査することができる。本実施形態では、第１方向は前後方向（筐体１０の長手方向）に等しく、第２方向は左右方向（筐体１０の短手方向）に等しい。 Here, the second direction refers to a direction substantially orthogonal to the first direction. Therefore, the second scanner 42 can scan the near-infrared laser light in a direction substantially orthogonal to the first scanner 41. In the present embodiment, the first direction is equal to the front-rear direction (longitudinal direction of the housing 10) and the second direction is equal to the left-right direction (shorter direction of the housing 10).

第１スキャナ４１は、その先端に第１ミラー４１ａを有している。第１ミラー４１ａは、ベンドミラー３４及びダイクロイックミラー３５ａと略同じ高さ位置で、かつダイクロイックミラー３５ａの後方に配置されている。よって、図５に示すように、ベンドミラー３４と、ダイクロイックミラー３５ａと、第１ミラー４１ａは、前後方向（筐体１０の長手方向）に沿って一列に並ぶようになっている。 The first scanner 41 has a first mirror 41a at its tip. The first mirror 41a is arranged at substantially the same height as the bend mirror 34 and the dichroic mirror 35a and behind the dichroic mirror 35a. Therefore, as shown in FIG. 5, the bend mirror 34, the dichroic mirror 35a, and the first mirror 41a are arranged in a line in the front-rear direction (longitudinal direction of the housing 10).

第１ミラー４１ａはまた、第１スキャナ４１に内蔵されたモータ（不図示）によって回転駆動される。このモータは、上下方向に延びる回転軸まわりに第１ミラー４１ａを回転させることができる。第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、第１ミラー４１ａによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。 The first mirror 41a is also rotationally driven by a motor (not shown) built in the first scanner 41. This motor can rotate the first mirror 41a around a rotation axis extending in the vertical direction. By adjusting the rotation posture of the first mirror 41a, the reflection angle of the near infrared laser light by the first mirror 41a can be adjusted.

同様に、第２スキャナ４２は、その先端に第２ミラー４２ａを有している。第２ミラー４２ａは、第１スキャナ４１における第１ミラー４１ａと略同じ高さ位置でかつ、この第１ミラー４１ａの右方に配置されている。よって、図６に示すように、第１ミラー４１ａと、第２ミラー４２ａは、左右方向（筐体１０の短手方向）に沿って並ぶようになっている。 Similarly, the second scanner 42 has a second mirror 42a at its tip. The second mirror 42a is arranged at substantially the same height as the first mirror 41a in the first scanner 41 and to the right of the first mirror 41a. Therefore, as shown in FIG. 6, the first mirror 41a and the second mirror 42a are arranged side by side in the left-right direction (the lateral direction of the housing 10).

第２ミラー４２ａはまた、第２スキャナ４２に内蔵されたモータ（不図示）によって回転駆動される。このモータは、前後方向に延びる回転軸まわりに第２ミラー４２ａを回転させることができる。第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、第２ミラー４２ａによる近赤外レーザ光の反射角を調整することができる。 The second mirror 42a is also driven to rotate by a motor (not shown) built in the second scanner 42. This motor can rotate the second mirror 42a around a rotation axis extending in the front-rear direction. By adjusting the rotation attitude of the second mirror 42a, the reflection angle of the near infrared laser light by the second mirror 42a can be adjusted.

よって、下流側合流機構３５からレーザ光走査部４へ近赤外レーザ光が入射すると、その近赤外レーザ光は、第１スキャナ４１における第１ミラー４１ａと、第２スキャナ４２における第２ミラー４２ａとによって順番に反射され、透過ウインドウ１９を介してマーカヘッド１の外部へ出射することになる。 Therefore, when the near-infrared laser light enters the laser light scanning unit 4 from the downstream merging mechanism 35, the near-infrared laser light is the first mirror 41a in the first scanner 41 and the second mirror in the second scanner 42. 42a in turn, and is emitted to the outside of the marker head 1 through the transmission window 19.

そのときに、第１スキャナ４１のモータを作動させて第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で近赤外レーザ光を第１方向に走査することが可能となる。それと同時に、第２スキャナ４２のモータを作動させて第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で近赤外レーザ光を第２方向に走査することが可能になる。 At that time, by operating the motor of the first scanner 41 to adjust the rotation posture of the first mirror 41a, it becomes possible to scan the surface of the work W with the near infrared laser light in the first direction. .. At the same time, by operating the motor of the second scanner 42 to adjust the rotation posture of the second mirror 42a, it becomes possible to scan the surface of the work W with the near infrared laser light in the second direction.

また前述のように、レーザ光走査部４には、近赤外レーザ光ばかりでなく、下流側合流機構３５のダイクロイックミラー３５ａを通過したガイド光、又は、同ミラー３５ａによって反射された測距光も入射することになる。本実施形態に係るレーザ光走査部４は、第１スキャナ４１及び第２スキャナ４２をそれぞれ作動させることで、そうして入射したガイド光又は測距光を２次元走査することができる。 Further, as described above, the laser light scanning unit 4 includes not only the near infrared laser light but also the guide light that has passed through the dichroic mirror 35a of the downstream merging mechanism 35 or the distance measuring light reflected by the mirror 35a. Will also be incident. The laser light scanning unit 4 according to the present embodiment can two-dimensionally scan the guide light or the distance measuring light thus entered by operating the first scanner 41 and the second scanner 42, respectively.

なお、第１ミラー４１ａ及び第２ミラー４２ａが取り得る回転姿勢は、基本的には、第２ミラー４２ａによって近赤外レーザ光が反射されたときに、その反射光が透過ウインドウ１９を通過するような範囲内に設定される（図７〜図８も参照）。 The rotational postures that the first mirror 41a and the second mirror 42a can take are basically such that when the near infrared laser light is reflected by the second mirror 42a, the reflected light passes through the transmission window 19. It is set within such a range (see also FIGS. 7 to 8).

（透過ウインドウ１９）
図９は、透過ウインドウ１９の構成を例示する図である。同図に示すように、透過ウインドウ１９は、２枚の窓部から構成されている。本実施形態に係る透過ウインドウ１９は、筐体１０に設けられているとともに、レーザ光走査部４により２次元走査された近赤外レーザ光、ガイド光及び測距光が透過するように構成されている。 (Transparent window 19)
FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the transparent window 19. As shown in the figure, the transparent window 19 is composed of two window portions. The transmissive window 19 according to the present embodiment is provided in the housing 10 and configured to transmit the near-infrared laser light, the guide light, and the distance measuring light that are two-dimensionally scanned by the laser light scanning unit 4. ing.

具体的に、透過ウインドウ１９は、筐体１０の外側に配置される第１ウインドウ１９ａと、筐体１０の内側に配置される第２ウインドウ１９ｂと、を有する。 このうち、第２ウインドウ１９ｂは、筐体１０の底板１０ａに対して固定されており、第２ミラー４２ａによって反射された近赤外レーザ光等を透過させる。 Specifically, the transparent window 19 has a first window 19a arranged outside the housing 10 and a second window 19b arranged inside the housing 10. Of these, the second window 19b is fixed to the bottom plate 10a of the housing 10 and allows the near infrared laser light or the like reflected by the second mirror 42a to pass through.

一方、第１ウインドウ１９ａは、筐体１０の底板１０ａに対して取り外し可能に取り付けられており、第２ウインドウ１９ｂを透過した近赤外レーザ光等を再度透過させる。 On the other hand, the first window 19a is detachably attached to the bottom plate 10a of the housing 10, and allows the near-infrared laser light and the like transmitted through the second window 19b to pass therethrough again.

第１ウインドウ１９ａと第２ウインドウ１９ｂを組み合わせて用いることで、筐体１０の内部を密閉する上で有利になる。また、第１ウインドウ１９ａは、第２ウインドウ１９ｂに比して外気に接触し易いところ、これを取り外し可能に構成することで、マーカヘッド１、ひいてはレーザ加工装置Ｌのメンテナンス性が向上する。 Using the first window 19a and the second window 19b in combination is advantageous in sealing the inside of the housing 10. Further, the first window 19a is more likely to come into contact with the outside air than the second window 19b, but by making it detachable, the maintainability of the marker head 1, and thus the laser processing apparatus L, is improved.

なお、透過ウインドウ１９は、測距光出射部５Ａとの間の光路長が既知となる基準位置に配置されるようになっている。特に本実施形態では、第１ウインドウ１９ａと、測距光源５１とを結ぶ光路の光路の光路長が既知とされている。 The transmission window 19 is arranged at a reference position where the optical path length between the transmission window 19 and the distance measurement light emission unit 5A is known. Particularly in this embodiment, the optical path length of the optical path connecting the first window 19a and the distance measuring light source 51 is known.

（測距ユニット５）
図３Ｂに示すように、測距ユニット５は、レーザ光走査部４を介して測距光を投光し、これをワークＷの表面に照射する。測距ユニット５はまた、ワークＷの表面により反射された測距光を、レーザ光走査部４を介して受光する。 (Distance measuring unit 5)
As shown in FIG. 3B, the distance measuring unit 5 projects distance measuring light through the laser light scanning unit 4 and irradiates the surface of the work W with the distance measuring light. The distance measuring unit 5 also receives the distance measuring light reflected by the surface of the workpiece W via the laser light scanning unit 4.

測距ユニット５は、主に、測距光を投光するためのモジュールと、測距光を受光するためのモジュールと、に大別される。具体的に、測距ユニット５は、筐体１０の内部に設けられ、レーザ加工装置Ｌにおけるマーカヘッド１からワークＷの表面までの距離を測定するための測距光を、レーザ光走査部４に向けて出射する測距光出射部５Ａと、筐体１０の内部に設けられ、測距光出射部５Ａから出射されてワークＷにより反射された測距光を、レーザ光走査部４を介して受光する測距光受光部５Ｂと、を備えている。また、測距ユニット５はさらに、測距光出射部５Ａ及び測距光受光部５Ｂを下方から支持する支持台５０を備えており、この支持台５０を介して筐体１０の内部に固定されている。 The distance measuring unit 5 is mainly divided into a module for projecting distance measuring light and a module for receiving distance measuring light. Specifically, the distance measuring unit 5 is provided inside the housing 10, and measures the distance measuring light for measuring the distance from the marker head 1 in the laser processing apparatus L to the surface of the work W by the laser light scanning unit 4. Distance measuring light emitting section 5A that emits toward the camera, and the distance measuring light that is provided inside the housing 10 and that is emitted from the distance measuring light emitting section 5A and reflected by the work W is passed through the laser beam scanning section 4. The distance-measuring light receiving section 5B for receiving the light. Further, the distance measuring unit 5 further includes a support base 50 that supports the distance measuring light emitting unit 5A and the distance measuring light receiving unit 5B from below, and is fixed to the inside of the housing 10 via the support base 50. ing.

前述のように、測距ユニット５は、第１スペースＳ１における短手方向他側の空間に設けられている。図７に示すように、測距ユニット５は、筐体１０の長手方向に沿って前方に測距光を出射するとともに、同長手方向に沿って略後方に伝搬する測距光を受光する。 As described above, the distance measuring unit 5 is provided in the space on the other side in the lateral direction of the first space S1. As shown in FIG. 7, the distance measuring unit 5 emits the distance measuring light forward along the longitudinal direction of the housing 10 and receives the distance measuring light propagating substantially rearward along the longitudinal direction.

また、測距ユニット５は、前述のダイクロイックミラー３５ａを介してレーザ光案内部３と光学的に結合される。前述のように、測距ユニット５は、筐体１０の長手方向に沿って測距光を投光する。それに対し、ダイクロイックミラー３５ａは、筐体１０の長手方向ではなく、その短手方向に沿って伝搬した測距光を反射するようになっている。 The distance measuring unit 5 is optically coupled to the laser light guide unit 3 via the dichroic mirror 35a described above. As described above, the distance measuring unit 5 projects distance measuring light along the longitudinal direction of the housing 10. On the other hand, the dichroic mirror 35a is configured to reflect the distance measuring light propagating not along the longitudinal direction of the housing 10 but along the lateral direction thereof.

そこで、測距ユニット５とダイクロイックミラー３５ａを結ぶ光路を構成するべく、筐体１０の内部にはベンドミラー５９が設けられている（図６及び図７を参照）。 Therefore, a bend mirror 59 is provided inside the housing 10 to form an optical path connecting the distance measuring unit 5 and the dichroic mirror 35a (see FIGS. 6 and 7).

よって、測距光出射部５Ａからベンドミラー５９に入射した測距光は、同ミラー５９によって反射されてダイクロイックミラー３５ａに入射する。一方、レーザ光走査部４に戻ってダイクロイックミラー３５ａによって反射された測距光は、ベンドミラー５９に入射するとともに、同ミラー５９によって反射されて測距光受光部５Ｂに入射する。 Therefore, the distance measuring light that has entered the bend mirror 59 from the distance measuring light emitting unit 5A is reflected by the mirror 59 and enters the dichroic mirror 35a. On the other hand, the distance measuring light returning to the laser beam scanning unit 4 and reflected by the dichroic mirror 35a is incident on the bend mirror 59 and also reflected by the mirror 59 and incident on the distance measuring light receiving unit 5B.

以下、測距ユニット５を成す各部の構成について、順番に説明をする。 Hereinafter, the configuration of each part of the distance measuring unit 5 will be described in order.

−測距光出射部５Ａ−
測距光出射部５Ａは、筐体１０の内部に設けられており、レーザ加工装置Ｌにおけるマーカヘッド１から、ワークＷの表面までの距離を測定するための測距光を出射するよう構成されている。 -Distance measuring light emitting section 5A-
The distance measuring light emitting unit 5A is provided inside the housing 10, and is configured to emit distance measuring light for measuring the distance from the marker head 1 in the laser processing apparatus L to the surface of the work W. ing.

具体的に、測距光出射部５Ａは、前述の測距光源５１及び投光レンズ５２と、これらを収容するケーシング５３と、投光レンズ５２によって集光された測距光を案内する一対のガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒと、を有している。測距光源５１、投光レンズ５２及びガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒは筐体１０の後側から順番に並んでおり、それらの並び方向は、筐体１０の長手方向と実質的に等しい。 Specifically, the distance measuring light emitting unit 5A includes the distance measuring light source 51 and the light projecting lens 52 described above, a casing 53 that houses them, and a pair of distance measuring lights that are guided by the light projecting lens 52. It has guide plates 54L and 54R. The distance measuring light source 51, the light projecting lens 52, and the guide plates 54L and 54R are arranged in order from the rear side of the housing 10, and the arrangement direction thereof is substantially the same as the longitudinal direction of the housing 10.

ケーシング５３は、筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿って延びる筒状に形成されており、同方向における一側、すなわち筐体１０の後側に対応する一端部には測距光源５１が取り付けられている一方、筐体１０の前側に対応する他端部には投光レンズ５２が取り付けられている。測距光源５１と投光レンズ５２との間の空間は、略気密状に密閉されている。 The casing 53 is formed in a cylindrical shape extending along the longitudinal direction of the housing 10 and the support base 50, and the distance measuring light source 51 is provided at one end in the same direction, that is, at one end corresponding to the rear side of the housing 10. On the other hand, a light projecting lens 52 is attached to the other end corresponding to the front side of the housing 10. The space between the distance measuring light source 51 and the light projecting lens 52 is sealed in a substantially airtight manner.

測距光源５１は、制御部１０１から入力された制御信号にしたがって、筐体１０の前側に向かって測距光を出射する。詳しくは、測距光源５１は、測距光として、可視光域にあるレーザ光を出射することができる。特に、本実施形態に係る測距光源５１は、測距光として、６９０ｎｍ付近の波長を有する赤色レーザ光を出射する。 The distance measuring light source 51 emits distance measuring light toward the front side of the housing 10 in accordance with a control signal input from the control unit 101. Specifically, the distance measuring light source 51 can emit laser light in the visible light range as distance measuring light. In particular, the distance measuring light source 51 according to the present embodiment emits red laser light having a wavelength near 690 nm as distance measuring light.

測距光源５１はまた、測距光として出射される赤色レーザ光の光軸Ａｏが、ケーシング５３の長手方向に沿うような姿勢で固定されている。よって、測距光の光軸Ａｏは、筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿うこととなり、投光レンズ５２の中央部を通過してケーシング５３の外部に至る。 The distance measuring light source 51 is also fixed such that the optical axis Ao of the red laser light emitted as the distance measuring light is along the longitudinal direction of the casing 53. Therefore, the optical axis Ao of the distance measuring light extends along the longitudinal direction of the housing 10 and the support base 50, passes through the central portion of the light projecting lens 52, and reaches the outside of the casing 53.

投光レンズ５２は、支持台５０の長手方向においては、測距光受光部５Ｂにおける一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、の間に位置している。投光レンズ５２は、測距光の光軸Ａｏが通過するような姿勢とされている。 The light projecting lens 52 is located between the light receiving lens 57 and the pair of light receiving elements 56L and 56R in the distance measuring light receiving section 5B in the longitudinal direction of the support base 50. The light projecting lens 52 is in such a posture that the optical axis Ao of the distance measuring light passes through.

投光レンズ５２は、例えば平凸レンズとすることができ、球面状の凸面をケーシング５３の外部に向けた姿勢で固定することができる。投光レンズ５２は、測距光源５１から出射された測距光を集光し、ケーシング５３の外部に出射する。ケーシング５３の外部に出射された測距光は、ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒに至る。 The light projecting lens 52 can be, for example, a plano-convex lens, and the spherical convex surface can be fixed in a posture facing the outside of the casing 53. The light projecting lens 52 condenses the distance measuring light emitted from the distance measuring light source 51 and emits it to the outside of the casing 53. The distance measuring light emitted to the outside of the casing 53 reaches the guide plates 54L and 54R.

ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒは、支持台５０の短手方向に並んだ一対の部材として構成されており、それぞれ、支持台５０の長手方向に延びる板状体とすることができる。一方のガイドプレート５４Ｌと、他方のガイドプレート５４Ｒとの間には、測距光を出射するためのスペースが区画される。ケーシング５３の外部に出射された測距光は、そうして区画されたスペースを通過して出力される。 The guide plates 54</b>L and 54</b>R are configured as a pair of members arranged in the lateral direction of the support base 50, and each can be a plate-shaped member extending in the longitudinal direction of the support base 50. A space for emitting the distance measuring light is defined between the one guide plate 54L and the other guide plate 54R. The distance measuring light emitted to the outside of the casing 53 passes through the space thus partitioned and is output.

よって、測距光源５１から出射された測距光は、ケーシング５３内部の空間、投光レンズ５２の中央部、ガイドプレート５４Ｌ、５４Ｒの間のスペースを通過して、測距ユニット５の外部に出力される。そうして出力された測距光は、ベンドミラー５９と、下流側合流機構３５におけるダイクロイックミラー３５ａと、によって反射されて、レーザ光走査部４に入射する。 Therefore, the distance measuring light emitted from the distance measuring light source 51 passes through the space inside the casing 53, the central portion of the light projecting lens 52, and the space between the guide plates 54L and 54R to the outside of the distance measuring unit 5. Is output. The distance measuring light thus output is reflected by the bend mirror 59 and the dichroic mirror 35a in the downstream merging mechanism 35, and enters the laser light scanning unit 4.

レーザ光走査部４に入射した測距光は、第１スキャナ４１の第１ミラー４１ａと、第２スキャナ４２の第２ミラー４２ａと、によって順番に反射され、透過ウインドウ１９からマーカヘッド１の外部へ出射することになる。 The distance measuring light incident on the laser light scanning unit 4 is sequentially reflected by the first mirror 41a of the first scanner 41 and the second mirror 42a of the second scanner 42, and is transmitted from the transmission window 19 to the outside of the marker head 1. Will be emitted to.

レーザ光走査部４の説明に際して記載したように、第１スキャナ４１の第１ミラー４１ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で測距光を第１方向に走査することできる。それと同時に、第２スキャナ４２のモータを作動させて第２ミラー４２ａの回転姿勢を調整することで、ワークＷの表面上で測距光を第２方向に走査することが可能になる。 As described in the description of the laser beam scanning unit 4, by adjusting the rotation posture of the first mirror 41a of the first scanner 41, the surface of the work W can be scanned with the distance measuring light in the first direction. At the same time, the motor of the second scanner 42 is operated to adjust the rotational posture of the second mirror 42a, so that the surface of the work W can be scanned with the distance measuring light in the second direction.

そうして走査された測距光は、ワークＷの表面上で反射される。そうして反射された測距光の一部（以下、これを「反射光」ともいう）は、透過ウインドウ１９を介してマーカヘッド１の内部に入射する。マーカヘッド１の内部に入射した反射光は、レーザ光走査部４を介してレーザ光案内部３に戻る。反射光は、測距光と同じ波長を有することから、レーザ光案内部３における下流側合流機構３５のダイクロイックミラー３５ａによって反射され、ベンドミラー５９を介して測距ユニット５に入射する。 The distance measuring light thus scanned is reflected on the surface of the work W. A part of the distance measuring light thus reflected (hereinafter, also referred to as “reflected light”) enters the inside of the marker head 1 through the transmission window 19. The reflected light that has entered the inside of the marker head 1 returns to the laser light guide unit 3 via the laser light scanning unit 4. Since the reflected light has the same wavelength as the distance measuring light, the reflected light is reflected by the dichroic mirror 35a of the downstream merging mechanism 35 in the laser light guide portion 3 and enters the distance measuring unit 5 via the bend mirror 59.

−測距光受光部５Ｂ−
測距光受光部５Ｂは、筐体１０の内部に設けられており、測距光出射部５Ａから出射されてワークＷにより反射された測距光（前述の「反射光」に等しい）を受光するよう構成されている。 -Distance measuring light receiver 5B-
The distance measuring light receiving section 5B is provided inside the housing 10, and receives the distance measuring light (equivalent to the above-mentioned “reflected light”) emitted from the distance measuring light emitting section 5A and reflected by the work W. Is configured to.

具体的に、測距光受光部５Ｂは、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、を有している。一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒが、それぞれ支持台５０の後端部に配置されている一方、受光レンズ５７は、それぞれ支持台５０の前端部に配置されている。したがって、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒと、受光レンズ５７と、は実質的に筐体１０及び支持台５０の長手方向に沿って並ぶようになっている。 Specifically, the distance measuring light receiving section 5B has a pair of light receiving elements 56L and 56R and a light receiving lens 57. The pair of light receiving elements 56</b>L and 56</b>R are arranged at the rear end of the support base 50, respectively, while the light receiving lens 57 is arranged at the front end of the support base 50. Therefore, the pair of light receiving elements 56L and 56R and the light receiving lens 57 are arranged substantially along the longitudinal direction of the housing 10 and the support base 50.

一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、筐体１０の内部において、測距光出射部５Ａにおける測距光の光軸Ａｏを挟むように各々の光軸Ａｌ、Ａｒが配置されている。一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、レーザ光走査部４へ戻った反射光をそれぞれ受光する。 In the pair of light receiving elements 56L and 56R, the optical axes Al and Ar are arranged inside the housing 10 so as to sandwich the optical axis Ao of the distance measuring light in the distance measuring light emitting unit 5A. The pair of light receiving elements 56L and 56R respectively receive the reflected light returned to the laser light scanning unit 4.

詳しくは、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、測距光出射部５Ａの光軸Ａｏに直交する方向に並んでいる。この実施形態では、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒの並び方向は、筐体１０及び支持台５０の短手方向、すなわち左右方向に等しい。同方向において、一方の受光素子５６Ｌが測距光源５１の左側に配置され、他方の受光素子５６Ｒが測距光源５１の右側に配置されている。 Specifically, the pair of light receiving elements 56L and 56R are arranged in a direction orthogonal to the optical axis Ao of the distance measuring light emitting unit 5A. In this embodiment, the alignment direction of the pair of light receiving elements 56L and 56R is equal to the lateral direction of the housing 10 and the support base 50, that is, the horizontal direction. In the same direction, one light receiving element 56L is arranged on the left side of the distance measuring light source 51, and the other light receiving element 56R is arranged on the right side of the distance measuring light source 51.

そして、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、それぞれ、斜め前方に指向せしめた受光面を有しており、各受光面における反射光の受光位置を検出し、その検出結果を示す信号（検出信号）を出力する。各受光素子５６Ｌ、５６Ｒから出力される検出信号は、マーカコントローラ１００に入力され、汚れ検知部１０４を介して距離測定部１０３に至る。 Each of the pair of light receiving elements 56L and 56R has a light receiving surface directed obliquely forward, detects the light receiving position of the reflected light on each light receiving surface, and outputs a signal (detection signal) indicating the detection result. Is output. The detection signals output from the light receiving elements 56L and 56R are input to the marker controller 100 and reach the distance measuring unit 103 via the dirt detection unit 104.

各受光素子５６Ｌ、５６Ｒとして使用可能な素子としては、例えば、相補型ＭＯＳ（Complementary MOS：ＣＭＯＳ）から成るＣＭＯＳイメージセンサ、電荷結合素子（Charge-Coupled Device：ＣＣＤ）から成るＣＣＤイメージセンサ、光位置センサ（Position Sensitive Detector：ＰＳＤ）等が挙げられる。 Examples of elements that can be used as the light receiving elements 56L and 56R include, for example, a CMOS image sensor including a complementary MOS (CMOS), a CCD image sensor including a charge-coupled device (CCD), and an optical position. A sensor (Position Sensitive Detector: PSD) etc. are mentioned.

本実施形態では、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて構成されている。この場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、反射光の受光位置ばかりでなく、その受光量分布（受光波形）を検出することができる。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて各受光素子５６Ｌ、５６Ｒを構成した場合、各々の受光面ａには、少なくとも左右方向に画素が並ぶことになる。この場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、画素ごとに信号を読み出して増幅し、外部に出力することができる。各画素における信号の強度は、反射光が受光面５６ａ上でスポットを形成したときに、そのスポットにおける反射光の強度に基づき決定される。 In this embodiment, each of the light receiving elements 56L and 56R is configured using a CMOS image sensor. In this case, each of the light receiving elements 56L and 56R can detect not only the light receiving position of the reflected light but also the light receiving amount distribution (light receiving waveform) thereof. That is, when each of the light receiving elements 56L and 56R is configured by using the CMOS image sensor, the pixels are lined up at least in the left-right direction on each light receiving surface a. In this case, each of the light receiving elements 56L and 56R can read out and amplify a signal for each pixel and output the signal to the outside. The intensity of the signal at each pixel is determined based on the intensity of the reflected light at the spot when the reflected light forms a spot on the light receiving surface 56a.

なお、ＣＭＯＳイメージセンサのように、受光量分布（受光波形）を検出可能な素子を用いて各受光素子５６Ｌ、５６Ｒを構成した場合、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒにおける受光量の大きさは、測距光の強度、すなわち測距光出射部５Ａから出射される測距光の強度（以下、これを「投射光量」ともいう）と、画素毎に信号を増幅する際のゲイン（以下、これを「受光ゲイン」ともいう）と、を用いて調整することができる。また、ゲインの他にも、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒにおける露光時間を用いて調整することができる。 When each of the light receiving elements 56L and 56R is configured by using an element capable of detecting a light receiving amount distribution (light receiving waveform) such as a CMOS image sensor, the amount of light receiving in each of the light receiving elements 56L and 56R is measured. The intensity of the distance light, that is, the intensity of the distance measuring light emitted from the distance measuring light emitting unit 5A (hereinafter, also referred to as “projection light amount”) and the gain for amplifying the signal for each pixel (hereinafter, "Also referred to as "light-receiving gain"). In addition to the gain, the exposure time of each of the light receiving elements 56L and 56R can be used for adjustment.

本実施形態に係る一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、少なくとも、反射光の受光位置を示すピーク位置と、その反射光の受光量を検出することができる。受光量を示す指標としては、例えば、反射光の受光量分布における、ピークの高さを用いることができる。これに代えて、受光量分布の合算値、平均値、積分値を用いてもよい。 The pair of light receiving elements 56L and 56R according to the present embodiment can detect at least the peak position indicating the light receiving position of the reflected light and the received light amount of the reflected light. As an index indicating the amount of received light, for example, the height of a peak in the received light amount distribution of reflected light can be used. Instead of this, a summed value, an average value, and an integrated value of the received light amount distribution may be used.

なお、反射光の受光位置を示す指標として、本実施形態では受光量分布のピーク位置を用いているが、これに代えて、受光量分布の重心位置としてもよい。 Although the peak position of the received light amount distribution is used as an index indicating the received light position of the reflected light in this embodiment, the position of the center of gravity of the received light amount distribution may be used instead.

受光レンズ５７は、筐体１０の内部において一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒそれぞれの光軸が通過するように配置されている。受光レンズ５７はまた、下流側合流機構３５と一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒとを結ぶ光路の途中に設けられており、下流側合流機構３５を通過した反射光を、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒそれぞれの受光面に集光させることができる。 The light receiving lens 57 is arranged inside the housing 10 so that the optical axes of the pair of light receiving elements 56L and 56R pass through. The light receiving lens 57 is also provided in the middle of the optical path connecting the downstream merging mechanism 35 and the pair of light receiving elements 56L and 56R, and reflects the reflected light that has passed through the downstream merging mechanism 35 into the pair of light receiving elements 56L and 56R. The light can be collected on each light receiving surface.

受光レンズ５７は、レーザ光走査部４へ戻った反射光を集光し、各受光素子５６Ｌ、５６Ｒの受光面上に反射光のスポットを形成させる。各受光素子５６Ｌ、５６Ｒは、そうして形成されたスポットのピーク位置と、受光量を示す信号を距離測定部１０３に出力する。 The light receiving lens 57 collects the reflected light returned to the laser light scanning unit 4 and forms a spot of the reflected light on the light receiving surface of each of the light receiving elements 56L and 56R. Each of the light receiving elements 56L and 56R outputs a signal indicating the peak position of the spot thus formed and the amount of received light to the distance measuring unit 103.

レーザ加工装置Ｌは、基本的には、受光素子５６Ｌ、５６Ｒ各々の受光面における反射光の受光位置（本実施形態ではスポットのピークの位置）に基づいて、ワークＷの表面までの距離を測定することができる。距離の測定手法としては、いわゆる三角測距方式が用いられる。 The laser processing apparatus L basically measures the distance to the surface of the work W based on the light receiving position (the peak position of the spot in this embodiment) of the reflected light on the light receiving surface of each of the light receiving elements 56L and 56R. can do. A so-called triangulation method is used as a distance measuring method.

＜距離の測定手法について＞
図１０は、三角測距方式について説明する図である。図１０においては、測距ユニット５のみが図示されているが、以下の説明は、前述のようにレーザ光走査部４を介して測距光が出射される場合にも適用可能である。 <About distance measurement method>
FIG. 10 is a diagram for explaining the triangulation method. Although only the distance measuring unit 5 is shown in FIG. 10, the following description is also applicable to the case where the distance measuring light is emitted through the laser light scanning unit 4 as described above.

図１０に例示するように、測距光出射部５Ａにおける測距光源５１から測距光が出射されると、その測距光は、ワークＷの表面に照射される。ワークＷによって測距光が反射されると、その反射光（特に拡散反射光）は、仮に正反射の影響を除いたならば、略等方的に伝搬することになる。 As illustrated in FIG. 10, when the distance measuring light is emitted from the distance measuring light source 51 in the distance measuring light emitting unit 5A, the distance measuring light is applied to the surface of the work W. When the distance measuring light is reflected by the work W, the reflected light (especially diffuse reflected light) propagates isotropically if the influence of specular reflection is removed.

そうして伝搬する反射光には、受光レンズ５７を介して受光素子５６Ｌに入射する成分が含まれるものの、マーカヘッド１とワークＷとの距離に応じて、受光素子５６Ｌへの入射角が増減することになる。受光素子５６Ｌへの入射角が増減すると、その受光面５６ａにおける受光位置が増減することになる。 The reflected light thus propagating includes a component that is incident on the light receiving element 56L via the light receiving lens 57, but the angle of incidence on the light receiving element 56L increases or decreases depending on the distance between the marker head 1 and the workpiece W. Will be done. When the incident angle on the light receiving element 56L increases or decreases, the light receiving position on the light receiving surface 56a increases or decreases.

このように、マーカヘッド１とワークＷとの距離と、受光面５６ａにおける受光位置と、は所定の関係を持って関連付いている。したがって、その関係を予め把握するとともに、例えばマーカコントローラ１００に記憶させておくことで、受光面５６ａにおける受光位置から、マーカヘッド１とワークＷまでの距離を算出することができる。このような算出方法は、いわゆる三角測距方式を用いた手法に他ならない。 In this way, the distance between the marker head 1 and the work W and the light receiving position on the light receiving surface 56a are associated with each other with a predetermined relationship. Therefore, the distance between the marker head 1 and the work W can be calculated from the light receiving position on the light receiving surface 56a by grasping the relationship in advance and storing it in the marker controller 100, for example. Such a calculation method is nothing but a method using a so-called triangulation method.

すなわち、前述の距離測定部１０３が、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式によりレーザ加工装置ＬからワークＷの表面までの距離を測定する。 That is, the distance measuring unit 103 described above measures the distance from the laser processing device L to the surface of the workpiece W by the triangulation distance measuring method based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit 5B.

具体的に、前述の条件設定記憶部１０２には、受光面５６ａにおける受光位置と、マーカヘッド１とワークＷの表面までの距離との関係が予め記憶されている。一方、距離測定部１０３には、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置、詳しくは反射光が受光面５６ａ上に形成するスポットのピークの位置を示す信号が入力される。 Specifically, the above-described condition setting storage unit 102 stores in advance the relationship between the light receiving position on the light receiving surface 56a and the distance between the marker head 1 and the surface of the work W. On the other hand, the distance measuring unit 103 is supplied with a signal indicating the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit 5B, specifically, the position of the peak of the spot formed by the reflected light on the light receiving surface 56a.

距離測定部１０３は、そうして入力された信号と、条件設定記憶部１０２が記憶している関係と、に基づいて、ワークＷの表面までの距離を測定する。そうして得られた測定値は、例えば制御部１０１に入力されて、制御部１０１によるＺスキャナ３３等の制御に用いられる。 The distance measuring unit 103 measures the distance to the surface of the work W based on the signal thus input and the relationship stored in the condition setting storage unit 102. The measurement value thus obtained is input to, for example, the control unit 101, and is used by the control unit 101 to control the Z scanner 33 and the like.

＜ワークＷの加工手順について＞
以下、距離測定部１０３による測定結果の使用例として、レーザ加工装置ＬによるワークＷの加工手順について説明する。図１１は、ワークＷの加工手順を例示するフローチャートである。 <Working procedure of work W>
Hereinafter, as a usage example of the measurement result by the distance measuring unit 103, a processing procedure of the work W by the laser processing apparatus L will be described. FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure of the work W.

図１１に例示する制御プロセスは、励起光生成部１１０、レーザ光出力部２、Ｚスキャナ３３、レーザ光走査部４、測距光出射部５Ａ及びガイド光源３６を制御可能な制御部１０１によって実行可能である。 The control process illustrated in FIG. 11 is executed by the control unit 101 that can control the excitation light generation unit 110, the laser light output unit 2, the Z scanner 33, the laser light scanning unit 4, the distance measurement light emission unit 5A, and the guide light source 36. It is possible.

まず、ステップＳ１０１において、使用者が操作用端末８００を操作することにより、レーザ加工における加工条件が設定される。ステップＳ１０１にて設定される加工条件には、例えばワークＷの表面上に印字される文字列等の内容（マーキングパターン）、及び、そうした文字列等のレイアウトが含まれる。 First, in step S101, the user operates the operation terminal 800 to set the processing conditions for laser processing. The processing conditions set in step S101 include, for example, the content (marking pattern) of a character string or the like printed on the surface of the work W, and the layout of the character string or the like.

続くステップＳ１０２において、制御部１０１は、ステップＳ１０１にて設定された加工条件に基づき、ワークＷの表面のうち、マーカヘッド１からの距離を測定するべき箇所（以下、「測定箇所」ともいう）を複数箇所にわたり決定する。 In the following step S102, the control unit 101 measures the distance from the marker head 1 on the surface of the work W based on the processing conditions set in step S101 (hereinafter, also referred to as "measurement position"). Is determined at multiple points.

続くステップＳ１０３において、制御部１０１は、測距光出射部５Ａを制御することにより、レーザ加工装置ＬからワークＷの表面までの距離を、距離測定部１０３を介して測定する。 In subsequent step S103, the control unit 101 controls the distance measuring light emitting unit 5A to measure the distance from the laser processing device L to the surface of the work W via the distance measuring unit 103.

具体的に、このステップＳ１０３において、制御部１０１は、ステップＳ１０２において決定された各測定箇所に対し、測距光出射部５Ａから測距光を出射させ、その反射光を測距光受光部５Ｂにより受光させる。そして、測距光受光部５Ｂにおける反射光の受光位置を示す信号が距離測定部１０３に入力されて、距離測定部１０３がワークＷの表面までの距離を測定する。距離測定部１０３は、そうして測定された距離を示す信号を制御部１０１へと入力する。 Specifically, in step S103, the control unit 101 causes the distance measuring light emitting unit 5A to emit the distance measuring light to the respective measurement points determined in step S102, and the reflected light thereof is used as the distance measuring light receiving unit 5B. To receive light. Then, a signal indicating the light receiving position of the reflected light in the distance measuring light receiving unit 5B is input to the distance measuring unit 103, and the distance measuring unit 103 measures the distance to the surface of the work W. The distance measuring unit 103 inputs a signal indicating the distance thus measured to the control unit 101.

続くステップＳ１０４において、制御部１０１は、ステップＳ１０３における測定結果、つまり各測定箇所における距離の測定値に基づいて、それぞれ測定値に見合う焦点位置となるようにＺスキャナ３３の制御パラメータを決定する。 In the following step S104, the control unit 101 determines the control parameter of the Z scanner 33 based on the measurement result in step S103, that is, the measured value of the distance at each measurement location so that the focus position matches the measured value.

具体的に、このステップＳ１０４において、制御部１０１は、各測定箇所におけるＺスキャナ３３の制御パラメータを決定する。 Specifically, in step S104, the control unit 101 determines the control parameter of the Z scanner 33 at each measurement location.

続くステップＳ１０５において、制御部１０１は、Ｚスキャナ３３を介して各測定箇所における焦点位置を調整するとともに、Ｚスキャナ３３により焦点位置を調整した後に、ガイド光源３６を介してワークＷの表面へガイド光を照射させる。それとともに、制御部１０１は、レーザ光走査部４を制御することにより、ガイド光源３６から照射されるガイド光によってマーキングパターンをトレースする。 In the following step S105, the control unit 101 adjusts the focus position at each measurement point via the Z scanner 33, and after adjusting the focus position by the Z scanner 33, guides it to the surface of the work W via the guide light source 36. Light is emitted. At the same time, the control unit 101 controls the laser light scanning unit 4 to trace the marking pattern with the guide light emitted from the guide light source 36.

近赤外レーザ光にガイド光を合流させる上流側合流機構３１は、Ｚスキャナ３３の上流側に設けられているため、Ｚスキャナ３３により焦点位置を調整することで、近赤外レーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点位置を併せて調整することができる。 Since the upstream merging mechanism 31 for merging the near infrared laser light with the guide light is provided on the upstream side of the Z scanner 33, by adjusting the focus position by the Z scanner 33, only the near infrared laser light is obtained. Instead, the focus position of the guide light can be adjusted together.

また、ガイド光によるマーキングパターンのトレースは、レーザ光走査部４を適宜制御することにより、繰り返し行われるようになっている。これにより、人間の目の残像作用により、ワークＷの表面にはマーキングパターンが連続表示される。この際、残像作用による連続表示を有効なものとするためには、ガイド光の走査速度を残像現象が生じる最低速度以上に設定することが考えられる。一方、ワークＷの材料、近赤外レーザ光の出力等の条件によっては、印字加工の際に近赤外レーザ光の走査速度が過度に遅くなる可能性がある。これを受けて、ガイド光の走査速度は、近赤外レーザ光の走査速度よりも速い速度、つまり残像現象が生ずる最低速度以上の速度に設定される。 Further, the tracing of the marking pattern by the guide light is repeated by appropriately controlling the laser light scanning unit 4. As a result, the marking pattern is continuously displayed on the surface of the work W due to the afterimage effect of human eyes. At this time, in order to make the continuous display by the afterimage effect effective, it is conceivable that the scanning speed of the guide light is set to be equal to or higher than the minimum speed at which the afterimage phenomenon occurs. On the other hand, depending on the material of the work W, the output of the near-infrared laser light, and the like, the scanning speed of the near-infrared laser light may be excessively slowed during the printing process. In response to this, the scanning speed of the guide light is set to a speed higher than the scanning speed of the near infrared laser light, that is, a speed equal to or higher than the minimum speed at which the afterimage phenomenon occurs.

続くステップＳ１０６において、制御部１０１は、マーキングパターンに係る設定を完了し、その設定に基づいて印字加工を実行する。なお、このステップＳ１０６に代えて、マーキングパターンに係る設定を条件設定記憶部１０２又は操作用端末８００に転送し、これを保存してもよい。 In subsequent step S106, the control unit 101 completes the setting related to the marking pattern and executes the printing process based on the setting. Note that instead of step S106, the setting related to the marking pattern may be transferred to the condition setting storage unit 102 or the operation terminal 800 and saved.

＜透過ウインドウ１９の汚れについて＞
図１２は、透過ウインドウ１９の汚れについて説明する図である。また、図１３Ａは透過ウインドウ１９による測距光の反射について説明する図であり、図１３Ｂは透過ウインドウ１９による反射光の受光波形を例示する図である。 <About dirt on the transparent window 19>
FIG. 12 is a diagram for explaining stains on the transparent window 19. 13A is a diagram for explaining reflection of distance measuring light by the transmissive window 19, and FIG. 13B is a diagram illustrating a received light waveform of reflected light by the transmissive window 19.

図１２に示すように、レーザ加工装置Ｌを長期にわたって運用すると、透過ウインドウ１９（特に第１ウインドウ１９ａ）には、汚れが付着することになる。図１２の右図に示すように、透過ウインドウ１９が過度に汚れてしまうと、測距ユニット５による測定に影響を与えたり、近赤外レーザ光による加工性能、ひいてはワークＷの加工品質に影響を与えたりする可能性がある。 As shown in FIG. 12, when the laser processing apparatus L is operated for a long period of time, the transparent window 19 (particularly the first window 19a) is contaminated with dirt. As shown in the right diagram of FIG. 12, when the transmission window 19 is excessively soiled, the measurement by the distance measuring unit 5 is affected, the processing performance by the near infrared laser light, and the processing quality of the work W are further affected. May be given.

すなわち、図１２の左図に示すように、透過ウインドウ１９にさほど汚れが付着していない場合、図１３Ａの左図に示すように、測距光は、透過ウインドウ１９に付着した汚れによって反射されることなく、これを透過することになる。この場合、仮に正反射光の影響を無視したとすると、図１３Ｂの（ａ）に示すように、受光素子５６Ｌは、ワークＷの表面によって反射されて所定位置Ｘ１にピークを成す反射光のみを検出することになる。 In other words, as shown in the left diagram of FIG. 12, when the transmissive window 19 is not much soiled, as shown in the left diagram of FIG. 13A, the distance measuring light is reflected by the dirt attached to the transmissive window 19. Without this, this will be transmitted. In this case, if the influence of the specularly reflected light is ignored, as shown in FIG. 13B (a), the light receiving element 56L reflects only the reflected light reflected by the surface of the work W and having a peak at the predetermined position X1. Will be detected.

しかしながら、図１２の右図に示すように、透過ウインドウ１９が過度に汚れてしまうと、図１３Ａの右図に示すように、測距光の少なくとも一部が、透過ウインドウ１９に付着した汚れによって反射されてしまうことになる。この場合、図１３Ｂ（ｂ）及び（ｃ）に示すように、受光素子５６Ｌは、透過ウインドウ１９の表面によって反射されて所定位置Ｘ２（≠Ｘ１）にピークを成す反射光を検出することになる。この反射光の受光量は、透過ウインドウ１９の汚れが大きいときには、これが小さいときに比して大きくなる。 However, when the transparent window 19 is excessively soiled as shown in the right diagram of FIG. 12, at least a part of the distance measuring light is stained by the soiled window 19 as shown in the right diagram of FIG. 13A. It will be reflected. In this case, as shown in FIGS. 13B and 13C, the light receiving element 56L detects the reflected light reflected by the surface of the transmission window 19 and having a peak at the predetermined position X2 (≠X1). .. The amount of the reflected light received is larger when the transmission window 19 is heavily contaminated than when it is small.

特に、図１３Ｂ（ｂ）及び（ｃ）に示すように、透過ウインドウ１９における汚れの状況次第では、受光素子５６Ｌは、ワークＷの表面によって反射された測距光と、透過ウインドウ１９によって反射された測距光と、を両方とも検出する可能性がある。 In particular, as shown in FIGS. 13B and 13C, the light receiving element 56</b>L is reflected by the transparent window 19 and the distance measuring light reflected by the surface of the work W, depending on the condition of contamination in the transparent window 19. Both the distance measuring light and the distance measuring light may be detected.

それに対し、本実施形態に係るマーカコントローラ１００は、透過ウインドウ１９における汚れを検知し、当該検知結果を考慮した処理を実行することができる。 On the other hand, the marker controller 100 according to the present embodiment can detect the stain on the transparent window 19 and execute the process in consideration of the detection result.

具体的に、汚れ検知部１０４は、測距光受光部５Ｂにおいて受光される測距光のうち、透過ウインドウ１９による反射光に起因した測距光を特定することにより、透過ウインドウ１９における汚れを検知する。そして、この汚れ検知部１０４に対して電気的に接続されている出力部１０５は、汚れ検知部１０４による検知結果を出力する。 Specifically, the dirt detection unit 104 identifies the distance measuring light caused by the reflected light from the transmissive window 19 in the distance measuring light received by the distance measuring light receiving unit 5B, and thereby removes the dirt in the transmissive window 19. Detect. The output unit 105 electrically connected to the dirt detection unit 104 outputs the detection result of the dirt detection unit 104.

前述のように、透過ウインドウ１９は、測距光出射部５Ａとの間の光路長が既知となる基準位置に配置されている。光路長が既知であるため、透過ウインドウ１９の表面によって反射された測距光がピークを成す位置は、予め推測することができる。 As described above, the transmission window 19 is arranged at the reference position where the optical path length between the transmission window 19 and the distance measuring light emitting unit 5A is known. Since the optical path length is known, the position where the distance measuring light reflected by the surface of the transmission window 19 makes a peak can be estimated in advance.

そのため、汚れ検知部１０４は、測距光受光部５Ｂにおける測距光の受光位置のうち、前述の基準位置に対応した受光位置における受光状況に基づいて、透過ウインドウ１９における汚れを検知することができる。 Therefore, the dirt detection unit 104 can detect dirt on the transmissive window 19 based on the light receiving state at the light receiving position corresponding to the above-described reference position among the light receiving positions of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit 5B. it can.

例えば、汚れ検知部１０４は、受光面５６ａ上で反射光がピークを成す位置が所定範囲内に収まるならば、その反射光が、透過ウインドウ１９の汚れに起因したものであると判定することができる。この判定に用いる所定範囲は、基準位置に対応した受光位置を含んだ数値範囲とすればよい。 For example, if the position where the reflected light makes a peak on the light receiving surface 56a falls within a predetermined range, the dirt detection unit 104 may determine that the reflected light is due to dirt on the transmissive window 19. it can. The predetermined range used for this determination may be a numerical range including the light receiving position corresponding to the reference position.

以下、基準位置に対応した受光位置を「基準受光位置」と呼称する。説明の便宜を図るため、基準受光位置は、図１３Ｂに示した所定位置Ｘ２に等しいものとする。この場合、前述の所定範囲は、基準受光位置Ｘ２を用いて、Ｘ２−ΔＸ＜Ｘ２＜Ｘ２＋ΔＸとすることができる。 Hereinafter, the light receiving position corresponding to the reference position will be referred to as “reference light receiving position”. For convenience of description, it is assumed that the reference light receiving position is equal to the predetermined position X2 shown in FIG. 13B. In this case, the above-mentioned predetermined range can be set to X2-ΔX<X2<X2+ΔX by using the reference light receiving position X2.

このように、汚れ検知部１０４は、反射光の受光位置に基づいて、透過ウインドウ１９によって反射された反射光を特定することができる。これに加えて、汚れ検知部１０４は、反射光の受光量に基づいて、透過ウインドウ１９における汚れの程度を判定することもできる。 In this way, the dirt detection unit 104 can identify the reflected light reflected by the transmission window 19 based on the light receiving position of the reflected light. In addition to this, the dirt detection unit 104 can also determine the degree of dirt in the transmissive window 19 based on the amount of reflected light received.

具体的に、汚れ検知部１０４は、基準受光位置Ｘ２における受光量に基づいて、透過ウインドウ１９における汚れの程度を判定することができる。詳しくは、汚れ検知部１０４は、基準受光位置Ｘ２における受光量と、予め設定されたしきい値Ｔとを比較し、受光量がしきい値Ｔを超えた場合は、透過ウインドウ１９が汚れていると判定することができる（図１３Ｂ（ｃ）を参照）。 Specifically, the dirt detection unit 104 can determine the degree of dirt on the transmission window 19 based on the amount of light received at the reference light receiving position X2. Specifically, the dirt detection unit 104 compares the amount of light received at the reference light receiving position X2 with a preset threshold value T, and when the amount of received light exceeds the threshold value T, the transparent window 19 becomes dirty. It can be determined that there is (see FIG. 13B(c)).

このような判定を実施する場合、基準受光位置Ｘ２における受光量を示す指標としては、受光量分布（受光波形）のピークの高さを用いてもよいし、受光量分布の合算値、平均値、積分値等を用いてもよい。なお、受光量分布の合算値、平均値、積分値等を用いる場合、ワークＷによる反射光の影響を抑制するために、基準受光位置Ｘ２を含んだ所定範囲をマスクして、この所定範囲外に受光した反射光の影響を除外してもよい。 When such a determination is performed, the peak height of the received light amount distribution (received light waveform) may be used as the index indicating the received light amount at the reference light receiving position X2, or the sum of the received light amount distribution and the average value. , Integral value, etc. may be used. When using the summed value, average value, integrated value, or the like of the received light amount distribution, in order to suppress the influence of the reflected light from the work W, the predetermined range including the reference light receiving position X2 is masked, and outside this predetermined range. You may exclude the influence of the reflected light received by.

また、上記判定において用いられるしきい値Ｔとしては、マーカコントローラ１００における条件設定記憶部１０２、及び／又は、操作用端末８００における記憶装置８０３に予め記憶させてもよいし、操作用端末８００を介してユーザに都度設定させてもよい。 Further, the threshold value T used in the above determination may be stored in advance in the condition setting storage unit 102 of the marker controller 100 and/or the storage device 803 of the operation terminal 800, or the operation terminal 800 may be stored in advance. You may make it set each time via a user.

なお、以下の記載では、透過ウインドウ１９における汚れの有無及び程度を判定する処理を「ウインドウモニター」と呼称する。マーカコントローラ１００は、図１０に示すような制御プロセスに加えて、ウインドウモニターに係る制御プロセスを実行することができる。 In the following description, the process of determining the presence/absence and the degree of contamination in the transparent window 19 is referred to as a “window monitor”. The marker controller 100 can execute a control process relating to a window monitor in addition to the control process shown in FIG.

ここで、マーカコントローラ１００がウインドウモニターを実行するタイミングとしては、レーザ加工システムＳ、レーザ加工装置Ｌ及びマーカヘッド１等の起動時としてもよいし、図１０に例示した制御プロセスを実行する前後としてもよいし、操作部８０２を介してユーザによって指定されたタイミングとしてもよい。 Here, the timing at which the marker controller 100 executes the window monitor may be when the laser processing system S, the laser processing apparatus L, the marker head 1 and the like are started up, or before and after the control process illustrated in FIG. 10 is executed. Alternatively, the timing may be designated by the user via the operation unit 802.

出力部１０５は、汚れ検知部１０４がウインドウモニターを実行すると、このウインドウモニターによる検知結果を出力する。出力部１０５による出力先としては、操作用端末８００としてもよいし、外部機器９００としてもよいし、レーザ加工装置Ｌを構成する他の要素としてもよい。出力部１０５による出力先は、１つのみではなく、複数とすることもできる。 The output unit 105 outputs the detection result of the window monitor when the stain detection unit 104 executes the window monitor. The output destination of the output unit 105 may be the operation terminal 800, the external device 900, or another element forming the laser processing apparatus L. The output destination by the output unit 105 is not limited to one, but may be plural.

例えば、出力部１０５による出力先を操作用端末８００とした場合、汚れ検知部１０４による検知結果を表示部８０１に表示させたり、記憶装置８０３に記憶させたりすることができる。これにより、例えば、ユーザに対し、透過ウインドウ１９の交換又は洗浄を促すことができる。 For example, when the output destination of the output unit 105 is the operation terminal 800, the detection result of the dirt detection unit 104 can be displayed on the display unit 801 or stored in the storage device 803. Thereby, for example, the user can be prompted to replace or wash the transparent window 19.

また、出力部１０５による出力先を外部機器９００とした場合、汚れ検知部１０４による検知結果をＰＬＣ９０２に入力することができる。この場合、ＰＬＣ９０２は、透過ウインドウ１９の汚れに対応した処理を実行することができる。 When the output destination of the output unit 105 is the external device 900, the detection result of the dirt detection unit 104 can be input to the PLC 902. In this case, the PLC 902 can execute the process corresponding to the dirt of the transparent window 19.

また、出力部１０５による出力先を、レーザ加工装置Ｌを構成する他の要素とした場合、汚れ検知部１０４による検知結果を距離測定部１０３に入力することができる。この場合、距離測定部１０３は、透過ウインドウ１９からの反射光に起因した受光量分布を排除してもよい。これによれば、ワークＷの表面までの距離を測定するときに、透過ウインドウ１９の汚れの影響を抑制することができ、距離の測定精度を確保することが可能となる。 When the output destination of the output unit 105 is another element of the laser processing apparatus L, the detection result of the dirt detection unit 104 can be input to the distance measurement unit 103. In this case, the distance measuring unit 103 may exclude the received light amount distribution due to the reflected light from the transmission window 19. According to this, when measuring the distance to the surface of the work W, it is possible to suppress the influence of dirt on the transmissive window 19 and ensure the accuracy of distance measurement.

前述のように、汚れ検知部１０４は、透過ウインドウ１９における汚れの程度を判定することができる。この検知結果を活用するべく、前記出力部１０５は、履歴記憶部１０６に接続されている。出力部１０５は、汚れ検知部１０４による検知結果を履歴記憶部１０６に入力する。 As described above, the dirt detection unit 104 can determine the degree of dirt on the transparent window 19. In order to utilize this detection result, the output unit 105 is connected to the history storage unit 106. The output unit 105 inputs the detection result of the dirt detection unit 104 to the history storage unit 106.

履歴記憶部１０６は、汚れ検知部１０４による検知結果の時間推移を記憶することができる。本実施形態に係る履歴記憶部１０６は、基準受光位置Ｘ２における受光量の時間推移を記憶することができる。履歴記憶部１０６における記憶内容は、表示部８０１等を介してユーザ（使用者）に伝えることができる。 The history storage unit 106 can store the time transition of the detection result of the dirt detection unit 104. The history storage unit 106 according to the present embodiment can store the time transition of the amount of received light at the reference light receiving position X2. The stored contents in the history storage unit 106 can be transmitted to the user (user) via the display unit 801 and the like.

ところで、透過ウインドウ１９は、長期にわたり使用するにつれて、次第に汚れていくものと考えられる。本実施形態に係るマーカコントローラ１００を用いた場合、基準受光位置Ｘ２における受光量は、運用直後はしきい値Ｔを下回っていたところ、経時変化によってしきい値Ｔを超えるものと考えられる。 By the way, it is considered that the transparent window 19 gradually becomes dirty as it is used for a long period of time. When the marker controller 100 according to the present embodiment is used, the light receiving amount at the reference light receiving position X2 is below the threshold value T immediately after the operation, but it is considered that the light receiving amount exceeds the threshold value T due to a change with time.

そこで、マーカコントローラ１００は、履歴記憶部１０６に記憶されている受光量（基準位置Ｘ２における受光量）がしきい値Ｔを超えたときは、ユーザに警告を通知することができる。この通知は、表示部８０１上に表示させてもよいし、ブザーの鳴動などを用いてもよい。 Therefore, the marker controller 100 can notify the user when the amount of received light (the amount of received light at the reference position X2) stored in the history storage unit 106 exceeds the threshold value T. This notification may be displayed on the display unit 801, or a buzzer may sound.

なお、図２に示す例では、履歴記憶部１０６は、マーカコントローラ１００の一部として構成されているが、この構成には限定されない。例えば、履歴記憶部１０６を操作用端末８００の構成要素としてもよいし、外部機器９００として別途設けてもよい。 Note that, in the example shown in FIG. 2, the history storage unit 106 is configured as a part of the marker controller 100, but the configuration is not limited to this configuration. For example, the history storage unit 106 may be a component of the operation terminal 800, or may be separately provided as the external device 900.

なお、汚れ検知部１０４は、透過ウインドウ１９における特定の部位について、ウインドウモニターを実施してもよいし、透過ウインドウ１９全体を複数のエリアに分割したときの各エリアについて、ウインドウモニターを実施してもよい。 It should be noted that the dirt detection unit 104 may perform a window monitor for a specific part of the transparent window 19, or may perform a window monitor for each area when the entire transparent window 19 is divided into a plurality of areas. Good.

前者の構成を取った場合、汚れ検知部１０４は、透過ウインドウ１９のうち、印字加工に際して測距光及び近赤外レーザ光が透過することになる部位についてのみ、ウインドウモニターを実施してもよい。これに代えて、ウインドウモニターを実施する部位を、ユーザに都度指定させてもよい。 In the case of the former configuration, the dirt detection unit 104 may perform window monitoring only on the portion of the transmission window 19 through which the distance measuring light and the near infrared laser light are transmitted during printing processing. .. Instead of this, the user may be allowed to specify the site where the window monitor is implemented.

本実施形態では、後者の構成が採用されている。この場合、履歴記憶部１０６は、エリア毎に受光量を記憶してもよいし、エリア全体の受光量の平均値等を記憶してもよい。また、各エリアについてウインドウモニターを実施する場合、エリア毎に投射光量、及び／又は、受光ゲインを異ならせてもよい。 In this embodiment, the latter configuration is adopted. In this case, the history storage unit 106 may store the amount of received light for each area, or may store the average value of the amount of received light for the entire area. Further, when the window monitor is performed for each area, the projected light amount and/or the light receiving gain may be different for each area.

一般に、第２ミラー４２ａに近い部位ほど、反射光の強度は高くなる。また、図９に示すように、第２ミラー４２ａは、透過ウインドウ１９の略中央部の直上方に配置されている。すなわち、透過ウインドウ１９の中央部は、その周縁部に比して、反射光の強度が高くなる傾向にある。このような傾向に鑑みて、透過ウインドウ１９の中央部に相当するエリアと、その周縁部に相当するエリアと、で同ウインドウ１９の汚れに起因した反射光の強度が均一になるように設定してもよい。この設定は、エリア毎に投射光量、及び／又は、受光ゲインを異ならせることで実施可能である。 In general, the closer to the second mirror 42a, the higher the intensity of the reflected light. Further, as shown in FIG. 9, the second mirror 42 a is arranged immediately above the substantially central portion of the transmissive window 19. That is, the intensity of the reflected light tends to be higher in the central portion of the transmissive window 19 than in the peripheral portion thereof. In consideration of such a tendency, it is set so that the intensity of the reflected light due to the dirt on the window 19 is uniform in the area corresponding to the central portion of the transmission window 19 and the area corresponding to the peripheral portion thereof. May be. This setting can be performed by changing the projected light amount and/or the light receiving gain for each area.

また、各エリアについてウインドウモニターを実施する場合、エリア毎に複数回、ウインドウモニターを実施してもよい。各ウインドウモニターによって得られた受光波形を平均し、その平均値に基づいて、透過ウインドウ１９における汚れを検知することもできる。 When the window monitor is performed for each area, the window monitor may be performed multiple times for each area. It is also possible to average the received light waveforms obtained by each window monitor and detect the stain in the transmission window 19 based on the average value.

また、レーザ加工装置Ｌが複数台設定されている場合、各レーザ加工装置Ｌにおける検知結果を集約し、レーザ加工装置Ｌの運用環境に依存した問題（例えば、空気中に舞っているゴミの多寡、及び、レーザ加工装置Ｌの設定位置に係る問題）の有無を調査することもできる。 Further, when a plurality of laser processing devices L are set, the detection results of each laser processing device L are aggregated, and the problem depends on the operating environment of the laser processing device L (for example, the amount of dust flying in the air is high). , And whether there is a problem related to the setting position of the laser processing apparatus L).

本実施形態に係るマーカコントローラ１００は、ウインドウモニターの実施と前後して、同モニターに関連した事前情報を読み込むよう構成されている。事前情報は、記憶装置８０３及び条件設定記憶部１０２等に予め記憶されている。事前情報には、透過ウインドウ１９の初期情報、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒに関連した受光素子情報、ウインドウモニターの日時情報、ウインドウモニターの履歴情報、及び、紐付けデータが含まれる。 The marker controller 100 according to the present embodiment is configured to read the prior information related to the window monitor before and after the window monitor is implemented. The advance information is stored in advance in the storage device 803, the condition setting storage unit 102, and the like. The prior information includes initial information of the transparent window 19, light receiving element information related to the pair of light receiving elements 56L and 56R, window monitor date/time information, window monitor history information, and linking data.

ここで、透過ウインドウ１９の初期情報には、レーザ加工装置Ｌの製造時、又は、透過ウインドウ１９の洗浄時又は交換時における、基準受光位置Ｘ２での受光量、投射光量、受光ゲイン等が含まれる。これらの情報は、透過ウインドウ１９全体を複数のエリアに分割したときのエリア毎に設定される。 Here, the initial information of the transmissive window 19 includes the amount of light received at the reference light receiving position X2, the amount of projected light, the light receiving gain, etc. when the laser processing apparatus L is manufactured, or when the transparent window 19 is cleaned or replaced. Be done. These pieces of information are set for each area when the entire transparent window 19 is divided into a plurality of areas.

また、受光素子情報には、一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒのうち、エリア毎にどちらを用いるかを示す情報が含まれる。すなわち、透過ウインドウ１９からの反射光には、その汚れに起因したものに加えて、正反射に起因したものが含まれる。一対の受光素子５６Ｌ、５６Ｒのレイアウトは、互いに異なっているため、一方の受光素子５６Ｌに正反射光が入射したとしても、他方の受光素子５６Ｒに正反射光が入射するとは限られない。また、エリア毎に、正反射光が入射し得る受光素子５６Ｌ、５６Ｒは異なる。よって、受光素子情報として、正反射光が入射しないと考えられる受光素子５６Ｌ、５６Ｒが、エリア毎に設定されている。 Further, the light receiving element information includes information indicating which of the pair of light receiving elements 56L and 56R is used for each area. That is, the reflected light from the transmissive window 19 includes not only the light caused by the dirt but also the light caused by the specular reflection. Since the layouts of the pair of light receiving elements 56L and 56R are different from each other, even if the specularly reflected light is incident on one of the light receiving elements 56L, the specularly reflected light is not necessarily incident on the other light receiving element 56R. Further, the light receiving elements 56L and 56R to which specularly reflected light can enter are different for each area. Therefore, as the light-receiving element information, the light-receiving elements 56L and 56R that are considered not to receive the specularly reflected light are set for each area.

受光素子情報には、基準受光位置Ｘ２を示す情報も含まれる。この情報を用いることで、基準受光位置Ｘ２を含んだ所定範囲をマスクして、その所定範囲外に受光した反射光の影響を除外することが可能となる。 The light receiving element information also includes information indicating the reference light receiving position X2. By using this information, it is possible to mask the predetermined range including the reference light receiving position X2 and exclude the influence of the reflected light received outside the predetermined range.

ウインドウモニターの日付情報には、ウインドウモニターを実施した日時が含まれる。この情報は、主に、履歴記憶部１０６によって記憶されることになる。 The date information of the window monitor includes the date and time when the window monitor was implemented. This information is mainly stored in the history storage unit 106.

ウインドウモニターの履歴情報には、エリア毎に得られた、基準受光位置Ｘ２における受光量、及び、その全エリアでの平均値が含まれる。 The window monitor history information includes the amount of light received at the reference light receiving position X2, which is obtained for each area, and the average value thereof in all areas.

紐付けデータには、ウインドウモニターによって得られた、基準受光位置Ｘ２における受光量と、実際に印字できたか否かを紐付けるデータを含めることができる。このデータを用いることで、受光量と比較されるべきしきい値Ｔを定める上で有利になる。 The linking data can include data for linking the received light amount at the reference light receiving position X2 obtained by the window monitor and whether or not the actual printing is possible. Using this data is advantageous in determining the threshold value T to be compared with the received light amount.

（ウインドウモニターの具体例）
以下、ウインドウモニターの具体例について説明する。図１４は、透過ウインドウ１９の汚れ判定に係る処理を例示するフローチャートである。 (Specific example of window monitor)
Hereinafter, a specific example of the window monitor will be described. FIG. 14 is a flowchart exemplifying a process related to the stain determination of the transparent window 19.

まず、図１４のステップＳ２０１において、マーカコントローラ１００が、ウインドウモニターを実行するタイミングが否かを判定する。このタイミングとしては、前述のように、レーザ加工システムＳ、レーザ加工装置Ｌ及びマーカヘッド１等の起動時としてもよいし、図１０に例示した制御プロセスを実行する前後としてもよいし、操作部８０２を介してユーザが指定したタイミングとしてもよい。ウインドウモニターを実行するタイミングであると判定された場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）はステップＳ２０２に進み、ウインドウモニターを実行するタイミングではないと判定された場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）はステップＳ２０１を繰り返す。 First, in step S201 of FIG. 14, the marker controller 100 determines whether or not it is time to execute the window monitor. As described above, the timing may be when the laser processing system S, the laser processing apparatus L, the marker head 1 and the like are started up, before or after executing the control process illustrated in FIG. 10, or the operation unit. The timing may be designated by the user via 802. When it is determined that it is the timing to execute the window monitor (step S201: YES), the process proceeds to step S202, and when it is determined that it is not the timing to execute the window monitor (step S201: NO), step S201 is repeated.

続くステップＳ２０２において、汚れ検知部１０４が、ウインドウモニターに関連した事前情報のうち、ウインドウモニターの実施に要する情報を読み込む。ステップＳ２０２において読み込まれる情報には、例えば、受光素子情報と、受光量の比較対象となるしきい値Ｔと、が含まれる。 In the following step S202, the dirt detection unit 104 reads the information required for implementing the window monitor among the prior information related to the window monitor. The information read in step S202 includes, for example, the light receiving element information and the threshold value T that is a comparison target of the received light amount.

続くステップＳ２０３において、マーカコントローラ１００がレーザ光走査部４を制御することにより、ウインドウモニターの実施対象となるエリアへ測距光を走査する。 In the following step S203, the marker controller 100 controls the laser light scanning unit 4 to scan the area for which the window monitor is to be executed with the distance measuring light.

続くステップＳ２０４において、履歴記憶部１０６が記憶内容を更新する。具体的に、履歴記憶部は、新たに得られた受光量を、エリア毎に時系列に沿って記憶する。 In subsequent step S204, history storage unit 106 updates the stored content. Specifically, the history storage unit stores the newly obtained amount of received light in time series for each area.

続くステップＳ２０５において、汚れ検知部１０４が、ステップＳ２０４において新たに記憶された受光量、及び／又は、その平均値と、ステップＳ２０２で読み込まれたしきい値Ｔと、を比較する。この判定はＹＥＳの場合はステップＳ２０６へ進み、ＮＯの場合は、ステップＳ２０６をスキップしてステップＳ２０７へ進む。 In subsequent step S205, dirt detection unit 104 compares the received light amount newly stored in step S204 and/or its average value with threshold value T read in step S202. If this determination is YES, the process proceeds to step S206, and if NO, the process skips step S206 and proceeds to step S207.

ステップＳ２０６において、マーカコントローラ１００は、ユーザに警告を通知する。この通知は、図１４に示す例では表示部８０１上に表示される。 In step S206, the marker controller 100 notifies the user of a warning. This notification is displayed on the display unit 801 in the example shown in FIG.

ステップＳ２０７において、履歴記憶部２０４が、受光量の履歴を表示部８０１上に表示してリターンする。 In step S207, the history storage unit 204 displays the history of the amount of received light on the display unit 801 and returns.

なお、ステップＳ２０５からステップＳ２０６に係る処理は、適宜、省略可能である。 The processing from step S205 to step S206 can be omitted as appropriate.

また、ステップＳ２０７に係る表示を行うか否かは、ユーザによって選択可能である。例えば、ウインドウモニターを実施するたびに、受光量の履歴を都度表示させてもよいし、ウインドウモニターを一定回数にわたり実施するたびに、受光量の履歴を表示させてもよい。 The user can select whether or not to perform the display in step S207. For example, the history of the amount of received light may be displayed each time the window monitor is performed, or the history of the amount of received light may be displayed each time the window monitor is performed a certain number of times.

また、ステップＳ２０７における表示態様は、適宜、変更可能である。例えば、受光量の数値を表示してもよいし、グラフ表示してもよい。また、ステップＳ２０４において更新された記憶内容は、ログファイルとして定期的に出力してもよいし、電子メールによって自動的に出力してもよい。 Further, the display mode in step S207 can be changed as appropriate. For example, the numerical value of the amount of received light may be displayed or a graph may be displayed. The storage content updated in step S204 may be output as a log file on a regular basis, or may be automatically output by electronic mail.

図１５、図１６、図１７及び図１８は、表示部８０１における表示態様を例示している。具体的に、図１５は、汚れ判定を含んだ各種情報の表示態様を例示する図であり、図１６は汚れ判定の時間推移を例示する図である。また、図１７は汚れ判定の通知態様を例示する図であり、図１８は汚れ判定のしきい値設定を例示する図である。 15, FIG. 16, FIG. 17, and FIG. 18 exemplify the display mode on the display unit 801. Specifically, FIG. 15 is a diagram illustrating a display mode of various information including stain determination, and FIG. 16 is a diagram illustrating a time transition of stain determination. In addition, FIG. 17 is a diagram illustrating a notification mode of the stain determination, and FIG. 18 is a diagram illustrating a threshold setting for the stain determination.

まず、図１５に示すように、表示部８０１には、レーザマーカとしてのレーザ加工装置Ｌの稼動情報として、ウインドウモニターの実施日、及び、ウインドウモニターの結果を表示することができる。また、マウス等によってボタンＢ１を押下することで、受光量の履歴をグラフ表示したり、ボタンＢ２を押下することで、受光量の履歴をまとめたログファイルを出力したり、することができる。 First, as shown in FIG. 15, the display unit 801 can display the execution date of the window monitor and the result of the window monitor as the operation information of the laser processing apparatus L as the laser marker. By pressing the button B1 with a mouse or the like, the history of the amount of received light can be displayed in a graph, and by pressing the button B2, a log file that summarizes the history of the amount of received light can be output.

また、図１６に示すように、表示部８０１には、ウインドウモニターによって得られた受光量の履歴をグラフ表示することができる。図１６に示すグラフにおいて、横軸はウインドウモニターの実施日を指し、縦軸は受光量を指す。このグラフにおいては、過去１ヶ月間の履歴が表示されているが、例えばボタンＢ３を操作することで、履歴の表示期間を変更することができる。また図１６に示すグラフにおいて、しきい値を示す直線Ｔを表示してもよい。 In addition, as shown in FIG. 16, the display unit 801 can display a graph of the history of the amount of received light obtained by the window monitor. In the graph shown in FIG. 16, the horizontal axis indicates the window monitor implementation date, and the vertical axis indicates the amount of received light. Although the history of the past month is displayed in this graph, the history display period can be changed by operating the button B3, for example. Further, in the graph shown in FIG. 16, a straight line T indicating the threshold value may be displayed.

また、図１７は、図１４のステップＳ２０６において表示される警告を例示している。例えばボタンＢ４を押下することで、警告の履歴を確認することができる。 Further, FIG. 17 exemplifies the warning displayed in step S206 of FIG. For example, by pressing the button B4, the history of warnings can be confirmed.

また、図１８は、受光量と比較されるべきしきい値Ｔの設定画面を例示している。この設定画面に示すように、入力ボックスＢ５を操作することにより、しきい値Ｔを手動で変更してもよいし、チェックボックスＢ６を操作することにより、警告を出すか否かを手動で切り替えてもよい。また、例えば「測定」なるボタンＢ７を押下することで、ウインドウモニターを手動で開始させることもできる。 Further, FIG. 18 exemplifies a setting screen of the threshold value T to be compared with the received light amount. As shown in this setting screen, the threshold value T may be manually changed by operating the input box B5, or by operating the check box B6, it is possible to manually switch whether or not to issue a warning. May be. Alternatively, the window monitor can be started manually by pressing the button B7 "Measure".

以上説明したように、透過ウインドウ１９に汚れが付着していた場合、測距光受光部５Ｂは、図１３Ｂに例示した如く、ワークＷの表面によって反射された測距光の代わりに、又は、この測距光に加えて、透過ウインドウ１９によって反射された測距光を受光することになる。 As described above, when dirt is attached to the transmissive window 19, the distance-measuring-light receiving unit 5B replaces the distance-measuring light reflected by the surface of the work W as illustrated in FIG. 13B, or In addition to the distance measuring light, the distance measuring light reflected by the transmission window 19 is received.

ここで、ワークＷの表面までの距離は、ワークＷの種別等に応じて変動する。それに対して、透過ウインドウ１９までの距離は、ワークＷの種別にかかわらず変動しない。したがって、透過ウインドウ１９の汚れに起因した受光位置は、予め推定しておくことができる。 Here, the distance to the surface of the work W varies depending on the type of the work W and the like. On the other hand, the distance to the transparent window 19 does not change regardless of the type of the work W. Therefore, the light receiving position due to the dirt of the transmissive window 19 can be estimated in advance.

よって、例えば各受光位置の場所を考慮することで、汚れ検知部１０４は、測距光受光部５Ｂにおいて受光される測距光の中から、透過ウインドウ１９による反射光に起因した測距光を特定することができる。そのことで、汚れ検知部１０４は、透過ウインドウ１９における汚れを検知することが可能になる。 Therefore, for example, by considering the position of each light receiving position, the dirt detection unit 104 detects the distance measuring light caused by the light reflected by the transmission window 19 from the distance measuring light received by the distance measuring light receiving unit 5B. Can be specified. As a result, the dirt detection unit 104 can detect dirt on the transparent window 19.

汚れ検知部１０４による検知結果は、出力部１０５により出力される。そのことで、図１４に示すように、ユーザに透過ウインドウ１９の交換を促したり、汚れの有無を考慮した処理を実行させたりすることができる。これにより、透過ウインドウ１９の汚れに起因した、測定精度及び加工性能の低下を抑制することが可能になる。 The detection result of the dirt detection unit 104 is output by the output unit 105. As a result, as shown in FIG. 14, it is possible to prompt the user to replace the transparent window 19 or to execute a process in consideration of the presence or absence of dirt. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the measurement accuracy and the processing performance due to the contamination of the transparent window 19.

１ マーカヘッド
１０ 筐体
１９ 透過ウインドウ
１９ａ 第１ウインドウ
１９ｂ 第２ウインドウ
２ レーザ光出力部
４ レーザ光走査部
５ 測距ユニット
５Ａ 測距光出射部
５Ｂ 測距光受光部
５６Ｌ 受光素子
５６Ｒ 受光素子
１００ マーカコントローラ
１０１ 制御部
１０３ 距離測定部
１０４ 汚れ検知部
１０５ 出力部
１０６ 履歴記憶部
１１０ 励起光生成部
Ｌ レーザ加工装置
Ｓ レーザ加工システム
Ｔ しきい値
Ｗ ワーク（被加工物）
Ｘ２ 基準受光位置（基準位置に対応した受光位置） 1 Marker Head 10 Case 19 Transparent Window 19a First Window 19b Second Window 2 Laser Light Output Unit 4 Laser Light Scanning Unit 5 Distance Measuring Unit 5A Distance Measuring Light Emitting Section 5B Distance Measuring Light Receiving Section 56L Light Receiving Element 56R Light Receiving Element 100 Marker controller 101 Control unit 103 Distance measuring unit 104 Contamination detection unit 105 Output unit 106 History storage unit 110 Excitation light generation unit L Laser processing device S Laser processing system T Threshold W Work (workpiece)
X2 reference light receiving position (light receiving position corresponding to the reference position)

Claims (5)

励起光を生成する励起光生成部と、
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物へ照射するとともに、該被加工物の表面上で２次元走査するレーザ光走査部と、
少なくとも前記レーザ光出力部及び前記レーザ光走査部が内部に設けられた筐体と、
前記筐体に設けられ、前記レーザ光走査部により２次元走査されたレーザ光が透過する透過ウインドウと、を備えるレーザ加工装置であって、
前記筐体の内部に設けられ、前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定するための測距光を、前記レーザ光走査部に向けて出射する測距光出射部と、
前記筐体の内部に設けられ、前記測距光出射部から出射されて前記被加工物により反射された測距光を、前記レーザ光走査部を介して受光する測距光受光部と、
前記測距光受光部における測距光の受光位置に基づいて、三角測距方式により前記レーザ加工装置から前記被加工物の表面までの距離を測定する距離測定部と、
前記測距光受光部において受光される測距光のうち、前記透過ウインドウによる反射光に起因した測距光を特定することにより、前記透過ウインドウにおける汚れを検知する汚れ検知部と、
前記汚れ検知部による検知結果を出力する出力部と、を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。 A pumping light generator that generates pumping light;
While generating laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, a laser light output unit that emits the laser light,
A laser beam scanning unit that irradiates a laser beam emitted from the laser beam output unit onto a workpiece and two-dimensionally scans the surface of the workpiece.
At least the laser light output unit and the housing provided with the laser light scanning unit,
A laser processing apparatus comprising: a transmission window that is provided in the housing and that transmits a laser beam that is two-dimensionally scanned by the laser beam scanning unit;
A distance measuring light emitting unit that is provided inside the housing and emits distance measuring light for measuring a distance from the laser processing device to the surface of the workpiece, toward the laser light scanning unit.
A distance-measuring light receiving portion which is provided inside the housing, receives the distance-measuring light emitted from the distance-measuring light emitting portion and reflected by the workpiece through the laser light scanning portion,
A distance measuring unit that measures the distance from the laser processing device to the surface of the workpiece based on the light receiving position of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit by a triangulation distance measuring method;
A dirt detection unit that detects dirt in the transparent window by specifying the distance measurement light caused by the reflected light from the transmission window among the distance measurement light received by the distance measurement light receiving unit,
An output unit configured to output a detection result of the dirt detection unit, the laser processing apparatus. 請求項１に記載されたレーザ加工装置において、
前記透過ウインドウは、前記測距光出射部との間の光路長が既知となる基準位置に配置され、
前記汚れ検知部は、前記測距光受光部における測距光の受光位置のうち、前記基準位置に対応した受光位置における受光状況に基づいて、前記透過ウインドウにおける汚れを検知する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1,
The transmission window is arranged at a reference position where the optical path length between the transmission window and the distance measuring light emitting unit is known,
The dirt detection unit detects dirt in the transmission window based on a light receiving state at a light receiving position corresponding to the reference position among the light receiving positions of the distance measuring light in the distance measuring light receiving unit. Laser processing equipment. 請求項２に記載されたレーザ加工装置において、
前記測距光受光部は、受光量を検出可能に構成され、
前記汚れ検知部は、前記基準位置に対応した受光位置における受光量に基づいて、前記透過ウインドウにおける汚れの程度を検知する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 2,
The distance measuring light receiver is configured to be able to detect the amount of light received,
The laser processing apparatus, wherein the dirt detection unit detects the degree of dirt in the transmission window based on the amount of light received at a light receiving position corresponding to the reference position. 請求項３に記載されたレーザ加工装置において、
前記汚れ検知部は、前記基準位置に対応した受光位置における受光量と、予め設定されたしきい値とを比較し、前記受光量が前記しきい値を超えた場合は、前記透過ウインドウが汚れていると判定する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 3,
The dirt detection unit compares the amount of light received at a light receiving position corresponding to the reference position with a preset threshold value, and when the amount of received light exceeds the threshold value, the transmission window becomes dirty. A laser processing apparatus, characterized in that it is determined that 請求項１から４のいずれか１項に記載されたレーザ加工装置において、
前記出力部と接続され、前記汚れ検知部による検知結果の時間推移を記憶する履歴記憶部を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A laser processing apparatus comprising: a history storage unit that is connected to the output unit and stores a time transition of a detection result of the stain detection unit.
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