JP3007875B2 - レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置 - Google Patents
レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置Info
- Publication number
- JP3007875B2 JP3007875B2 JP10126813A JP12681398A JP3007875B2 JP 3007875 B2 JP3007875 B2 JP 3007875B2 JP 10126813 A JP10126813 A JP 10126813A JP 12681398 A JP12681398 A JP 12681398A JP 3007875 B2 JP3007875 B2 JP 3007875B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- output
- laser beam
- light
- emitted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 51
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 30
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 21
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 claims description 13
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0414—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or plane beam-splitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0425—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using optical fibers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライ方式で且つレーザ
光線による加工中でもその出力を連続的に演算・算出す
る事ができるレーザ出力検出方法とその装置並びに該方
法を利用したレーザ出力制御方法とその装置に関する。
光線による加工中でもその出力を連続的に演算・算出す
る事ができるレーザ出力検出方法とその装置並びに該方
法を利用したレーザ出力制御方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ出力測定装置には種々のも
のがあるが、その一例を示すと、入射レーザ光線をでき
るだけ吸収してそのエネルギ量を検出するセンサディス
クと、該センサディスクを中央に設置した水冷容器とで
構成された水冷式レーザ出力測定装置がある。このもの
は測定時にはレーザ出射装置の直下に配置され、レーザ
出射装置から射出されたレーザ光線を前記センサディス
クに照射してレーザ光線のできるだけ多くの量を吸収さ
せ、これを電気信号に変換してレーザ光線のエネルギ量
を計測していた。
のがあるが、その一例を示すと、入射レーザ光線をでき
るだけ吸収してそのエネルギ量を検出するセンサディス
クと、該センサディスクを中央に設置した水冷容器とで
構成された水冷式レーザ出力測定装置がある。このもの
は測定時にはレーザ出射装置の直下に配置され、レーザ
出射装置から射出されたレーザ光線を前記センサディス
クに照射してレーザ光線のできるだけ多くの量を吸収さ
せ、これを電気信号に変換してレーザ光線のエネルギ量
を計測していた。
【０００３】このタイプの測定装置の欠点は、射出さ
れたレーザ光線全体を吸収するため精度的には優れてい
るものの、加工位置に測定装置を設置しなければなら
ず、測定中は加工をストップしなければならないこと、
水冷方式であるから、水温を一定に保つためのクーラ
が必要であり、装置が大掛かりになると同時に費用も高
くなり、レーザ加工装置の台数に対して測定装置の台数
は必然的に絞られるという点にある。
れたレーザ光線全体を吸収するため精度的には優れてい
るものの、加工位置に測定装置を設置しなければなら
ず、測定中は加工をストップしなければならないこと、
水冷方式であるから、水温を一定に保つためのクーラ
が必要であり、装置が大掛かりになると同時に費用も高
くなり、レーザ加工装置の台数に対して測定装置の台数
は必然的に絞られるという点にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明に係るレーザ出
力検出方法並びにその装置の解決課題の第１は、レーザ
射出装置から出射されたレーザから直接検出できるよう
にしてレーザ加工中でも連続的な測定が可能になるよう
にすること、換言すれば、常時測定しつつ継続的加工が
出来るようにすることであり、第２は装置構造を簡便に
して装置コストを引き下げ、レーザ加工装置の必需品に
なるようにする事にある。また、該レーザ出力検出装置
を使用した制御方法並びにその装置の解決課題の第１
は、該レーザ出力検出装置を使用して出力フィードバッ
ク制御を行うことであり、第２はパターン認識により健
全な加工を確認しつつ出力フィードバック制御を行う事
にある。
力検出方法並びにその装置の解決課題の第１は、レーザ
射出装置から出射されたレーザから直接検出できるよう
にしてレーザ加工中でも連続的な測定が可能になるよう
にすること、換言すれば、常時測定しつつ継続的加工が
出来るようにすることであり、第２は装置構造を簡便に
して装置コストを引き下げ、レーザ加工装置の必需品に
なるようにする事にある。また、該レーザ出力検出装置
を使用した制御方法並びにその装置の解決課題の第１
は、該レーザ出力検出装置を使用して出力フィードバッ
ク制御を行うことであり、第２はパターン認識により健
全な加工を確認しつつ出力フィードバック制御を行う事
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のレーザ出力検出方法は『レーザ出射装置(3)から出射
されたレーザ光線(4)の収束部分(4a)或いは該収束部分
(4a)の周縁部の外側の非収束部分(4b)に、反射部材(44)
を可動的に差し入れて該光線(4)の一部を反射させて取
り出し、取り出された光信号を電気信号に変換してレー
ザ出射装置(3)から出射されたレーザ光線(4)の出射エネ
ルギを算出する』事を特徴とする。
のレーザ出力検出方法は『レーザ出射装置(3)から出射
されたレーザ光線(4)の収束部分(4a)或いは該収束部分
(4a)の周縁部の外側の非収束部分(4b)に、反射部材(44)
を可動的に差し入れて該光線(4)の一部を反射させて取
り出し、取り出された光信号を電気信号に変換してレー
ザ出射装置(3)から出射されたレーザ光線(4)の出射エネ
ルギを算出する』事を特徴とする。
【０００６】レーザ光線(4)は、レーザ出射装置(3)の光
学系(24)にてワーク(2)の加工面に集光され、溶接や切
断或いは彫刻などが加工面に施される。今、加工に供さ
れるレーザ光線(4)内の収束部分(4a)の極く一部を取り
出したとしても全体のエネルギ量からすれば極く僅かな
ものであるから加工性能に大きく影響するような事はな
い。そしてその取り出されたエネルギは、出射されたレ
ーザ光線(4)のエネルギ（即ち、実際は電気信号に変え
られてその大きさが算出された演算値）の(１/ｎ)で比
例している。換言すれば、ｎ倍すれば出射されたレーザ
光線(4)のエネルギを推算出来ることになる。
学系(24)にてワーク(2)の加工面に集光され、溶接や切
断或いは彫刻などが加工面に施される。今、加工に供さ
れるレーザ光線(4)内の収束部分(4a)の極く一部を取り
出したとしても全体のエネルギ量からすれば極く僅かな
ものであるから加工性能に大きく影響するような事はな
い。そしてその取り出されたエネルギは、出射されたレ
ーザ光線(4)のエネルギ（即ち、実際は電気信号に変え
られてその大きさが算出された演算値）の(１/ｎ)で比
例している。換言すれば、ｎ倍すれば出射されたレーザ
光線(4)のエネルギを推算出来ることになる。
【０００７】この場合、図２に示すように、レーザ光線
(4)のエネルギは収束部分(4a)の光軸を含む中心部分か
ら周縁部に行くに連れて低下して行く。エネルギ検出用
のレーザ光線(4)の取り出し位置は、中心部から周縁部
にかけてのいずれの部分でもよいが、中心部分はエネル
ギ強度が大き過ぎ且つエネルギロスが大きくなるので、
中心部分からの取り出しは加工上では好ましくない。
(4)のエネルギは収束部分(4a)の光軸を含む中心部分か
ら周縁部に行くに連れて低下して行く。エネルギ検出用
のレーザ光線(4)の取り出し位置は、中心部から周縁部
にかけてのいずれの部分でもよいが、中心部分はエネル
ギ強度が大き過ぎ且つエネルギロスが大きくなるので、
中心部分からの取り出しは加工上では好ましくない。
【０００８】これに対して、加工に使用されるのは主と
してレーザ光線(4)の収束部分(4a)の中心部分で、周縁
部は加工にほとんど寄与しないからこの部分からレーザ
光線(4)を計測用に取り出したとしても加工には全く影
響を与えない。そして、取り出したレーザ光線(4)を電
気信号に変換し、予め分かっている倍率を掛ける事でレ
ーザ出射装置(3)から出射され、加工に使用される収束
部分(4a)の出射エネルギを出射の度にリアルタイムで算
出する事が出来る。検出エネルギの表示は表示装置(5a)
によって行われる。表示の詳細は後述する。
してレーザ光線(4)の収束部分(4a)の中心部分で、周縁
部は加工にほとんど寄与しないからこの部分からレーザ
光線(4)を計測用に取り出したとしても加工には全く影
響を与えない。そして、取り出したレーザ光線(4)を電
気信号に変換し、予め分かっている倍率を掛ける事でレ
ーザ出射装置(3)から出射され、加工に使用される収束
部分(4a)の出射エネルギを出射の度にリアルタイムで算
出する事が出来る。検出エネルギの表示は表示装置(5a)
によって行われる。表示の詳細は後述する。
【０００９】
【００１０】また、加工に寄与するレーザ光線(4)の収
束部分(4a)の外側、即ち非収束部分(4b)《図２中、概念
的に破線と点々でその領域を示す》で測定を行うことも
できる。即ち、レーザ加工装置(A)で発生したレーザ光
線(4)は、レーザ出射装置(3)の光学系(24)で一点に集光
され、切断、溶接或いは彫刻などの加工を施すようにな
っているのであるが、レーザ出射装置(3)から出射され
たレーザ光線(4)の１００％が単一波長のビームとなっ
て一点に集中されるわけでなく、その極く一部は非収束
状態となって収束部分(4a)の周囲に存在する。この部分
を非収束部分(4b)とする。
束部分(4a)の外側、即ち非収束部分(4b)《図２中、概念
的に破線と点々でその領域を示す》で測定を行うことも
できる。即ち、レーザ加工装置(A)で発生したレーザ光
線(4)は、レーザ出射装置(3)の光学系(24)で一点に集光
され、切断、溶接或いは彫刻などの加工を施すようにな
っているのであるが、レーザ出射装置(3)から出射され
たレーザ光線(4)の１００％が単一波長のビームとなっ
て一点に集中されるわけでなく、その極く一部は非収束
状態となって収束部分(4a)の周囲に存在する。この部分
を非収束部分(4b)とする。
【００１１】この非収束部分(4b)も図２に示すように、
或いは図１３の実測値で示すように、収束部分(4a)の外
縁部から離れるに従って次第にエネルギ強度が低下する
ものの、レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光線
(4)に対して或る関係を持つエネルギ帯として存在す
る。従って、この非収束部分(4b)もレーザ出力検出用に
測定対象となりうる。
或いは図１３の実測値で示すように、収束部分(4a)の外
縁部から離れるに従って次第にエネルギ強度が低下する
ものの、レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光線
(4)に対して或る関係を持つエネルギ帯として存在す
る。従って、この非収束部分(4b)もレーザ出力検出用に
測定対象となりうる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】このように反射部材(44)にてレーザ光線
(4)の一部、或いは非収束部分(4b)の光を取り出す事に
より、レーザ出力検出装置(5)の設置位置が反射光の届
く位置であれば、どこでもよく、設置位置の制限がな
い。また、反射部材(44)を移動させる事により、光の取
り出し量が自由になり、最適位置に反射部材(44)を設定
する事が出来るようになる。
(4)の一部、或いは非収束部分(4b)の光を取り出す事に
より、レーザ出力検出装置(5)の設置位置が反射光の届
く位置であれば、どこでもよく、設置位置の制限がな
い。また、反射部材(44)を移動させる事により、光の取
り出し量が自由になり、最適位置に反射部材(44)を設定
する事が出来るようになる。
【００１６】反射部材(44)は、図３(a)のように単な
る棒材の先端を斜めに切落し、その切落面を鏡面仕上げ
して反射面(35)としたものや、図３(b)のように切落
面にプリズム(44a)を張り付け、プリズム(44a)の斜面を
反射面(35)としたものや、図３(c)のように切落面に
ミラー(44b)を張り付け、ミラー(44b)の斜面を反射面(3
5)としたものなど各種の例が挙げられる。
る棒材の先端を斜めに切落し、その切落面を鏡面仕上げ
して反射面(35)としたものや、図３(b)のように切落
面にプリズム(44a)を張り付け、プリズム(44a)の斜面を
反射面(35)としたものや、図３(c)のように切落面に
ミラー(44b)を張り付け、ミラー(44b)の斜面を反射面(3
5)としたものなど各種の例が挙げられる。
【００１７】また、請求項２に記載のレーザ出力検出方
法は、 『レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光
線(4)の収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の
外側の非収束部分(4b)に、光ファイバ(28)を差し入れて
該光線(4)の一部を取り出し、取り出された光信号を電
気信号に変換してレーザ出射装置から出射されたレーザ
光線の出射エネルギを算出する』事を特徴とするもの
で、これによれば、自由な光伝送経路を持つ光ファイバ
(28)を使用する事で、レーザ出力検出装置(5)の設定位
置に付いて、より一層の自由度を得ることが出来る。
法は、 『レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光
線(4)の収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の
外側の非収束部分(4b)に、光ファイバ(28)を差し入れて
該光線(4)の一部を取り出し、取り出された光信号を電
気信号に変換してレーザ出射装置から出射されたレーザ
光線の出射エネルギを算出する』事を特徴とするもの
で、これによれば、自由な光伝送経路を持つ光ファイバ
(28)を使用する事で、レーザ出力検出装置(5)の設定位
置に付いて、より一層の自由度を得ることが出来る。
【００１８】請求項１及び請求項２に記載のレーザ出力
検出方法は、いずれもレーザ光線の取出位置が可動的で
あるので、最適取出位置を選定する事が出来る。
検出方法は、いずれもレーザ光線の取出位置が可動的で
あるので、最適取出位置を選定する事が出来る。
【００１９】請求項３は、『請求項１又は２のレーザ出
力検出方法において算出されたレーザ光線(4)の出射エ
ネルギを実測出力値としてＣＰＵ(27)にフィードバック
し、これを基準出力値と比較して前記実測出力値が基準
出力値に合致するようにレーザ発生装置(6)の出力フィ
ードバック制御を行う』事を特徴とする。このようにす
る事で表示装置(5a)による目視チェックの他、自動的に
フィードバック制御による出力制御がなされるので、正
確且つ安定なレーザ加工が確保される。
力検出方法において算出されたレーザ光線(4)の出射エ
ネルギを実測出力値としてＣＰＵ(27)にフィードバック
し、これを基準出力値と比較して前記実測出力値が基準
出力値に合致するようにレーザ発生装置(6)の出力フィ
ードバック制御を行う』事を特徴とする。このようにす
る事で表示装置(5a)による目視チェックの他、自動的に
フィードバック制御による出力制御がなされるので、正
確且つ安定なレーザ加工が確保される。
【００２０】請求項４は、請求項３に記載のレーザ出力
制御方法において、『レーザ出射後に、ワーク(2)のレ
ーザ加工跡(2a)をパターン認識して基準加工跡と実測加
工跡(2a)とを比較し、基準加工跡に実測加工跡(2a)が一
致するように出力制御を行う加工フィードバック制御を
出力フィードバック制御に優先して行う』事を特徴とす
る。これにより、より安定な加工精度を確保することが
できる。
制御方法において、『レーザ出射後に、ワーク(2)のレ
ーザ加工跡(2a)をパターン認識して基準加工跡と実測加
工跡(2a)とを比較し、基準加工跡に実測加工跡(2a)が一
致するように出力制御を行う加工フィードバック制御を
出力フィードバック制御に優先して行う』事を特徴とす
る。これにより、より安定な加工精度を確保することが
できる。
【００２１】
【００２２】請求項５は、反射部材(44)を使用してレー
ザエネルギの一部を取り出して測定する方法を実施する
ためのレーザ出力検出装置(5)に関し『レーザ出射装置
(3)の出射部分に設けられ、出射されたレーザ光線(4)の
収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の外側の非
収束部分(4b)に可動的に差し入れられかつ反射させて該
光線の一部を取り出す反射部材(44)と、上記反射部材(4
4)の反射光を取り込んで電気信号に変換する変換装置(3
6)と、変換装置(36)の出力電気信号を演算して出射され
たレーザ光線(4)の出射エネルギを算出する検出回路(3
3)とで構成された』事を特徴とする。
ザエネルギの一部を取り出して測定する方法を実施する
ためのレーザ出力検出装置(5)に関し『レーザ出射装置
(3)の出射部分に設けられ、出射されたレーザ光線(4)の
収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の外側の非
収束部分(4b)に可動的に差し入れられかつ反射させて該
光線の一部を取り出す反射部材(44)と、上記反射部材(4
4)の反射光を取り込んで電気信号に変換する変換装置(3
6)と、変換装置(36)の出力電気信号を演算して出射され
たレーザ光線(4)の出射エネルギを算出する検出回路(3
3)とで構成された』事を特徴とする。
【００２３】請求項６は、光ファイバ(28)を使用してレ
ーザエネルギの一部を取り出して測定する方法を実施す
るためのレーザ出力検出装置(5)に関し『レーザ出射装
置(3)の出射部分に設けられ、出射されたレーザ光線(4)
の収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の外側の
非収束部分(4b)に差し入れられかつ光の一部を取り出し
て伝送する光ファイバ(28)と、上記光ファイバ(28)にて
伝送された光を取り込んで電気信号に変換する変換装置
(36)と、変換装置(36)の出力電気信号を演算して出射さ
れたレーザ光線(4)の出射エネルギを算出する検出回路
(33)とで構成された』事を特徴とする。
ーザエネルギの一部を取り出して測定する方法を実施す
るためのレーザ出力検出装置(5)に関し『レーザ出射装
置(3)の出射部分に設けられ、出射されたレーザ光線(4)
の収束部分(4a)或いは該収束部分(4a)の周縁部の外側の
非収束部分(4b)に差し入れられかつ光の一部を取り出し
て伝送する光ファイバ(28)と、上記光ファイバ(28)にて
伝送された光を取り込んで電気信号に変換する変換装置
(36)と、変換装置(36)の出力電気信号を演算して出射さ
れたレーザ光線(4)の出射エネルギを算出する検出回路
(33)とで構成された』事を特徴とする。
【００２４】請求項７又は請求項８は、請求項５又は６
記載のレーザ出力検出装置(5)において『反射部材(44)
又は光ファイバ(28)が加熱されている』事を特徴とする
もので、これにより例えば窒素ガスやアルゴンガスなど
不活性ガスを吹きかけてレーザ加工領域を不活性雰囲気
に保った時に、周囲環境の湿気が反射部材(44)の反射面
(35)や光ファイバ(28)の入射面(29)に接触しても結露を
生じて反射率や入射率を低下させると言うようなことが
なく、安定した光検出が可能となる。
記載のレーザ出力検出装置(5)において『反射部材(44)
又は光ファイバ(28)が加熱されている』事を特徴とする
もので、これにより例えば窒素ガスやアルゴンガスなど
不活性ガスを吹きかけてレーザ加工領域を不活性雰囲気
に保った時に、周囲環境の湿気が反射部材(44)の反射面
(35)や光ファイバ(28)の入射面(29)に接触しても結露を
生じて反射率や入射率を低下させると言うようなことが
なく、安定した光検出が可能となる。
【００２５】請求項９は、請求項６又は８に記載のレー
ザ出力検出装置(5)に関し、『光ファイバ(28)による光
の取出位置が保護筒(30)で被覆されており、保護筒(30)
の光取入口(40)がレーザ出射装置(3)の対物面(24a)に接
触或いは近接している』事を特徴とする。
ザ出力検出装置(5)に関し、『光ファイバ(28)による光
の取出位置が保護筒(30)で被覆されており、保護筒(30)
の光取入口(40)がレーザ出射装置(3)の対物面(24a)に接
触或いは近接している』事を特徴とする。
【００２６】これにより、対物面(24a)と光取入口(40)
との間に異物が入り込みにくくなり、たとえ周囲に金属
ヒュームが入り込んで来ても光を取り入れる光ファイバ
(28)の入射面(29)が汚れるというようなことがなく、安
定なレーザ出力検出が保証される事になる。
との間に異物が入り込みにくくなり、たとえ周囲に金属
ヒュームが入り込んで来ても光を取り入れる光ファイバ
(28)の入射面(29)が汚れるというようなことがなく、安
定なレーザ出力検出が保証される事になる。
【００２７】請求項１０は、請求項５〜９に記載のレー
ザ出力検出装置(5)に関し『光の取出位置がノズル(41)
で被覆されており、ノズル(41)内がパージガスでパージ
されている』事を特徴とする。
ザ出力検出装置(5)に関し『光の取出位置がノズル(41)
で被覆されており、ノズル(41)内がパージガスでパージ
されている』事を特徴とする。
【００２８】このようにすることで、レーザ光線(4)が
加工面に集光した時に、集光位置で発生し立ちのぼる金
属ヒュームがノズル(41)内に入り込む事を防止してい
る。即ち、金属ヒュームがノズル(41)内に入り込むと、
レーザ出力検出装置(5)に入ろうとする光を散乱させ
たり、反射部材(44)の反射面(35)や光ファイバ(28)の
入射面(29)に金属ヒュームが付着して曇らせる。従っ
て、パージによってこのような事がないようにして、光
の入射率の低下を防止し安定な検出を阻害するような事
がないようにする事が出来る。
加工面に集光した時に、集光位置で発生し立ちのぼる金
属ヒュームがノズル(41)内に入り込む事を防止してい
る。即ち、金属ヒュームがノズル(41)内に入り込むと、
レーザ出力検出装置(5)に入ろうとする光を散乱させ
たり、反射部材(44)の反射面(35)や光ファイバ(28)の
入射面(29)に金属ヒュームが付着して曇らせる。従っ
て、パージによってこのような事がないようにして、光
の入射率の低下を防止し安定な検出を阻害するような事
がないようにする事が出来る。
【００２９】請求項１１は、レーザ出力制御装置の出力
制御に関し、『請求項５〜１０のいずれかに記載のレー
ザ出力検出装置(5)と、前記レーザ出力検出装置(5)にて
算出されたレーザ光線(4)の出射エネルギに関する電気
信号を取り込んで実測出力値とし、これを基準出力値と
比較して前記実測出力値が基準出力値に合致するように
出力フィードバック制御を行うＣＰＵ(27)とで構成され
ている』事を特徴とする。 これにより、出力制御が、表
示装置(5a)による目視チェックだけでなくフィードバッ
ク制御も可能となってレーザ加工の安定化が図られる。
制御に関し、『請求項５〜１０のいずれかに記載のレー
ザ出力検出装置(5)と、前記レーザ出力検出装置(5)にて
算出されたレーザ光線(4)の出射エネルギに関する電気
信号を取り込んで実測出力値とし、これを基準出力値と
比較して前記実測出力値が基準出力値に合致するように
出力フィードバック制御を行うＣＰＵ(27)とで構成され
ている』事を特徴とする。 これにより、出力制御が、表
示装置(5a)による目視チェックだけでなくフィードバッ
ク制御も可能となってレーザ加工の安定化が図られる。
【００３０】請求項１２は、レーザ出力制御装置による
パターン認識技術を利用したレーザ制御で『レーザ出射
後に、ワークのレーザ加工跡をパターン認識して基準加
工跡と実測加工跡とを比較し、基準加工跡に実測加工跡
が一致するように加工フィードバック制御を行うパター
ン認識装置を備え、加工フィードバック制御が出力フィ
ードバック制御に優先して行われるように構成されてい
る』事を特徴とする。
パターン認識技術を利用したレーザ制御で『レーザ出射
後に、ワークのレーザ加工跡をパターン認識して基準加
工跡と実測加工跡とを比較し、基準加工跡に実測加工跡
が一致するように加工フィードバック制御を行うパター
ン認識装置を備え、加工フィードバック制御が出力フィ
ードバック制御に優先して行われるように構成されてい
る』事を特徴とする。
【００３１】これによれば、前述のように加工部位の状
態に拘わらず、出力フィードバック制御に優先してレー
ザ加工跡(2a)のパターンを認識し、これを基準にして出
力制御することで、より安定な加工精度を確保する事が
できる。
態に拘わらず、出力フィードバック制御に優先してレー
ザ加工跡(2a)のパターンを認識し、これを基準にして出
力制御することで、より安定な加工精度を確保する事が
できる。
【００３２】
【発明の実施の態様】以下、本発明を図示実施例に従っ
て説明する。図１は本発明に係るレーザ加工装置(A)の
ブロック回路図で、レーザ発生装置(6)はヤグロッド
（ＹＡＧロッド）(11)に光を投入する励起ランプ(14)
と、励起ランプ(14)を印加する電源(7)と、励起ランプ
(14)とヤグロッド(11)とを収納するハウジング(15)と、
ハウジング(15)の収納物を冷却するクーラ(16)と、光軸
合わせ用のＨｅ−Ｎｅレーザ(17)と、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
(17)から照射された光の進行方向を変える反射用ミラー
部材(18)と、反射用ミラー部材(18)と図中左側のシャッ
タ(12)との間に設置された全反射ミラー部材(19)と、シ
ャッタ(13)の前方に配置された出力ミラー部材(20)とで
構成されている。
て説明する。図１は本発明に係るレーザ加工装置(A)の
ブロック回路図で、レーザ発生装置(6)はヤグロッド
（ＹＡＧロッド）(11)に光を投入する励起ランプ(14)
と、励起ランプ(14)を印加する電源(7)と、励起ランプ
(14)とヤグロッド(11)とを収納するハウジング(15)と、
ハウジング(15)の収納物を冷却するクーラ(16)と、光軸
合わせ用のＨｅ−Ｎｅレーザ(17)と、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
(17)から照射された光の進行方向を変える反射用ミラー
部材(18)と、反射用ミラー部材(18)と図中左側のシャッ
タ(12)との間に設置された全反射ミラー部材(19)と、シ
ャッタ(13)の前方に配置された出力ミラー部材(20)とで
構成されている。
【００３３】レーザ光線(4)は、例えば連続発振、パル
ス発振、Ｑスイッチパルス発振、シングルモードなどの
手法により出力されており、出力ミラー部材(20)の部分
から漏れた光をモニタ(M)で検出し、ＣＰＵ(27)に電気
信号として入力し、出力ミラー部材(20)の部分における
出射エネルギを算出している。
ス発振、Ｑスイッチパルス発振、シングルモードなどの
手法により出力されており、出力ミラー部材(20)の部分
から漏れた光をモニタ(M)で検出し、ＣＰＵ(27)に電気
信号として入力し、出力ミラー部材(20)の部分における
出射エネルギを算出している。
【００３４】レーザ出射装置(3)には、シングルレン
ズ、ダブルレットレンズ、トリプルレットレンズ、平凸
レンズ、シリンドリカルレンズなど適宜なものが組み合
わされて最適の光学系(24)が内蔵されている。このレー
ザ出射装置(3)とレーザ発生装置(6)とは、カプラ(25)を
介してレーザトランスファ部材(8)《例えば光ファイバ
のような部材で構成されている。》で接続され、レーザ
光線(4)がレーザ出射装置(3)に入力されるようになって
いる。
ズ、ダブルレットレンズ、トリプルレットレンズ、平凸
レンズ、シリンドリカルレンズなど適宜なものが組み合
わされて最適の光学系(24)が内蔵されている。このレー
ザ出射装置(3)とレーザ発生装置(6)とは、カプラ(25)を
介してレーザトランスファ部材(8)《例えば光ファイバ
のような部材で構成されている。》で接続され、レーザ
光線(4)がレーザ出射装置(3)に入力されるようになって
いる。
【００３５】レーザ出射装置(3)の対物側には、図２に
示すようにアパーチャ(34)が取り付けられており、保護
ガラス(54)が交換可能に嵌め込まれており、光学系(24)
の対物レンズを保護している。本実施例におけるレーザ
出射装置(3)としては、対物面(24a)は保護ガラス(34)の
下面である。勿論、これに限られず、保護ガラス(34)を
使用しない場合は対物レンズの下面が対物面という事に
なる。
示すようにアパーチャ(34)が取り付けられており、保護
ガラス(54)が交換可能に嵌め込まれており、光学系(24)
の対物レンズを保護している。本実施例におけるレーザ
出射装置(3)としては、対物面(24a)は保護ガラス(34)の
下面である。勿論、これに限られず、保護ガラス(34)を
使用しない場合は対物レンズの下面が対物面という事に
なる。
【００３６】なお、アパーチャ(34)は絞りのようなもの
で、レーザ光線(4)の通過光量を調節する。アパーチャ
(34)の材質の一例を示せば、ガラス基材に半透光性フィ
ルムを貼着し、アパーチャ(34)を通過するレーザ光線
(4)の通過量を一定の割合に規制している。
で、レーザ光線(4)の通過光量を調節する。アパーチャ
(34)の材質の一例を示せば、ガラス基材に半透光性フィ
ルムを貼着し、アパーチャ(34)を通過するレーザ光線
(4)の通過量を一定の割合に規制している。
【００３７】パターン認識装置(1)は、例えばＣＣＤカ
メラのようにワーク(2)の表面の画像を解析してデジタ
ル電気信号に変えて出力するもので、主制御装置(B)内
のＣＰＵ(27)に接続されており、パターン認識装置(1)
で取り込んだワーク(2)のパターンをデジタル電気信号
に変えてＣＰＵ(27)に送り込むようになっている。
メラのようにワーク(2)の表面の画像を解析してデジタ
ル電気信号に変えて出力するもので、主制御装置(B)内
のＣＰＵ(27)に接続されており、パターン認識装置(1)
で取り込んだワーク(2)のパターンをデジタル電気信号
に変えてＣＰＵ(27)に送り込むようになっている。
【００３８】又、(21)はワーク照明用の光源で、光ファ
イバケーブル(22)を介してカプラ(25)に隣接して配設さ
れている入光端子(23)にてレーザ出射装置(3)に入光す
るようになっている。この入光した光は、透過型全反射
反射部材(26)を介してレーザ出射装置(3)の光学系(24)
を通過しワーク(2)上を照明するようになっている。
イバケーブル(22)を介してカプラ(25)に隣接して配設さ
れている入光端子(23)にてレーザ出射装置(3)に入光す
るようになっている。この入光した光は、透過型全反射
反射部材(26)を介してレーザ出射装置(3)の光学系(24)
を通過しワーク(2)上を照明するようになっている。
【００３９】また、カプラ(25)からレーザ出射装置(3)
内に入力したレーザ光線(4)及び照明用光、光軸合わせ
用のレーザ光線は透過型全反射ミラー部材(26)にて全反
射するようになっており、更にこれらの光は透過型全反
射ミラー部材(26)を透過したパターン認識装置(1)へ入
力する光の光軸とが一致している。従って、レーザ出射
装置(3)のレーザ光線(4)の集光位置をパターン認識装置
(1)で正確に捕らえる事ができ、ＣＲＴ(31)に加工状態
を写し出せる事ができる。
内に入力したレーザ光線(4)及び照明用光、光軸合わせ
用のレーザ光線は透過型全反射ミラー部材(26)にて全反
射するようになっており、更にこれらの光は透過型全反
射ミラー部材(26)を透過したパターン認識装置(1)へ入
力する光の光軸とが一致している。従って、レーザ出射
装置(3)のレーザ光線(4)の集光位置をパターン認識装置
(1)で正確に捕らえる事ができ、ＣＲＴ(31)に加工状態
を写し出せる事ができる。
【００４０】レーザ光線(4)は、レーザ出射装置(3)の光
学系(24)にて加工面に集光され、溶接や切断或いは彫刻
などが加工面に施されるが、その際、レーザ光線(4)の
エネルギ状態は図２に示すように収束部分(4a)の光軸を
含む中心部分から周縁部に向かって次第にある割合で低
下して行く。
学系(24)にて加工面に集光され、溶接や切断或いは彫刻
などが加工面に施されるが、その際、レーザ光線(4)の
エネルギ状態は図２に示すように収束部分(4a)の光軸を
含む中心部分から周縁部に向かって次第にある割合で低
下して行く。
【００４１】更に、この場合、レーザ出射装置(3)から
出射されたレーザ光線(4)の１００％が単一波長のビー
ムとなって一点に集光されるわけでなく、その極く一部
は非収束状態となって収束部分(4a)の周囲に存在する。
この部分を非収束部分(4b)とする。この非収束部分(4b)
も図２に示すように収束部分(4a)の外縁部から離れるに
従って次第にエネルギ強度が低下するものの、レーザ出
射装置(3)から出射されたレーザ光線(4)に対して或る関
係を持つエネルギ帯として存在する。
出射されたレーザ光線(4)の１００％が単一波長のビー
ムとなって一点に集光されるわけでなく、その極く一部
は非収束状態となって収束部分(4a)の周囲に存在する。
この部分を非収束部分(4b)とする。この非収束部分(4b)
も図２に示すように収束部分(4a)の外縁部から離れるに
従って次第にエネルギ強度が低下するものの、レーザ出
射装置(3)から出射されたレーザ光線(4)に対して或る関
係を持つエネルギ帯として存在する。
【００４２】図１３は非収束部分(4b)実測値で、縦軸は
検出値、横軸はレーザ出射装置(3)の光軸からの距離(m
m)である。折れ線グラフの実線は検出電圧(Vp)の変化、
破線は検出熱量＝検出パワー（ジュール）の変化、一点
鎖線は検出パワーのピーク値(Wp)の変化を示す。いずれ
も光軸から離れるに従って検出値は低下している。本実
測値は光軸から１４.５〜１５.５ｍｍの間を測定しただ
けであるが、光軸に近づくにつれて検出値は次第に大き
くなっていくと推定される。
検出値、横軸はレーザ出射装置(3)の光軸からの距離(m
m)である。折れ線グラフの実線は検出電圧(Vp)の変化、
破線は検出熱量＝検出パワー（ジュール）の変化、一点
鎖線は検出パワーのピーク値(Wp)の変化を示す。いずれ
も光軸から離れるに従って検出値は低下している。本実
測値は光軸から１４.５〜１５.５ｍｍの間を測定しただ
けであるが、光軸に近づくにつれて検出値は次第に大き
くなっていくと推定される。
【００４３】次に、本発明のレーザ出力検出方法に付い
て説明する。本法は、図３に示すように、レーザ出力装
置(3)から出射されたレーザ光線(4)の周縁部の外側（破
線と点々でその範囲を示しその領域を概念的に示す）で
該レーザ光線(4)の非収束部分(4b)の光の一部を取り出
す構成である。即ち、レーザ光線(4)の極く一部は非収
束状態となって収束部分(4a)の周囲にあるエネルギ帯を
もって存在する。この非収束部分(4b)も収束部分(4a)の
外縁部から離れるに従って次第にエネルギ強度が低下す
るものの、レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光
線(4)に対して或る関係を持つエネルギ帯として存在す
る。
て説明する。本法は、図３に示すように、レーザ出力装
置(3)から出射されたレーザ光線(4)の周縁部の外側（破
線と点々でその範囲を示しその領域を概念的に示す）で
該レーザ光線(4)の非収束部分(4b)の光の一部を取り出
す構成である。即ち、レーザ光線(4)の極く一部は非収
束状態となって収束部分(4a)の周囲にあるエネルギ帯を
もって存在する。この非収束部分(4b)も収束部分(4a)の
外縁部から離れるに従って次第にエネルギ強度が低下す
るものの、レーザ出射装置(3)から出射されたレーザ光
線(4)に対して或る関係を持つエネルギ帯として存在す
る。
【００４４】 従って、この加工に供されない非収束部
分(4b)から光を取り出し、そして、取り出したレーザ光
線(4)を電気信号に変換し、予め分かっている倍率を掛
ける事でレーザ出射装置(3)から出射され、加工に使用
される収束部分(4a)の出射エネルギを出射の度にリアル
タイムで算出する事が出来る。
分(4b)から光を取り出し、そして、取り出したレーザ光
線(4)を電気信号に変換し、予め分かっている倍率を掛
ける事でレーザ出射装置(3)から出射され、加工に使用
される収束部分(4a)の出射エネルギを出射の度にリアル
タイムで算出する事が出来る。
【００４５】
【００４６】次に、前記方法を実施するレーザ出力検出
装置(5)の構造について説明する。基本的には本装置(5)
はレーザ出射装置(3)の出射部分(3a)に設けられ、出射
されたレーザ光線(4)の収束部分(4a)の極く一部、或い
は非収束部分(4b)の一部から光を取り出して計測するも
のであり、取り出し方としては前述のように、反射部
材(44)による取出方式、光ファイバ(28)による取出方
式などがあり、第１実施例は、反射部材(44)による取
出方式である。そして、レーザ出力検出装置(5)は及
びとも全て同じ構造のものを使用しているので、まず
レーザ出力検出装置(5)を説明し、続いてレーザ光線(4)
の取出方法に付いて述べる。
装置(5)の構造について説明する。基本的には本装置(5)
はレーザ出射装置(3)の出射部分(3a)に設けられ、出射
されたレーザ光線(4)の収束部分(4a)の極く一部、或い
は非収束部分(4b)の一部から光を取り出して計測するも
のであり、取り出し方としては前述のように、反射部
材(44)による取出方式、光ファイバ(28)による取出方
式などがあり、第１実施例は、反射部材(44)による取
出方式である。そして、レーザ出力検出装置(5)は及
びとも全て同じ構造のものを使用しているので、まず
レーザ出力検出装置(5)を説明し、続いてレーザ光線(4)
の取出方法に付いて述べる。
【００４７】レーザ出力検出装置(5)は、光取入口(40)
が穿設されているカバー(38)と、光取入口(40)の入り口
部分に設けられているレーザ用フィルタ(37)《この場合
はヤグレーザ用であるが勿論、これに限定されない》
と、その背後に設けられているレーザ用の例えばピンフ
ォトダイオードのような光を電気信号に変換する変換素
子(36a)と、カバー(38)に続くハウジング(38a)と、ハウ
ジング(38a)内に収納され、変換素子(36a)の出力電気信
号を演算して出射されたレーザ光線(4)の出射エネルギ
を演算する検出回路(33)とで構成され、更にこれに表示
装置(5a)が接続されている。
が穿設されているカバー(38)と、光取入口(40)の入り口
部分に設けられているレーザ用フィルタ(37)《この場合
はヤグレーザ用であるが勿論、これに限定されない》
と、その背後に設けられているレーザ用の例えばピンフ
ォトダイオードのような光を電気信号に変換する変換素
子(36a)と、カバー(38)に続くハウジング(38a)と、ハウ
ジング(38a)内に収納され、変換素子(36a)の出力電気信
号を演算して出射されたレーザ光線(4)の出射エネルギ
を演算する検出回路(33)とで構成され、更にこれに表示
装置(5a)が接続されている。
【００４８】加えて、前記検出回路(33)には前記モニタ
(M)からの電気信号も入力されており、モニタ(M)からの
電気信号と変換素子(36a)の出力電気信号とを比較して
表示する事も出来る。この実測値が図１５である。以
下、同様である。そして前記カバー(38)と、必要に応じ
て設けられて且つ交換により選択自由であるレーザ用フ
ィルタ(37)と、変換素子(36a)とで変換装置(36)が形成
される。
(M)からの電気信号も入力されており、モニタ(M)からの
電気信号と変換素子(36a)の出力電気信号とを比較して
表示する事も出来る。この実測値が図１５である。以
下、同様である。そして前記カバー(38)と、必要に応じ
て設けられて且つ交換により選択自由であるレーザ用フ
ィルタ(37)と、変換素子(36a)とで変換装置(36)が形成
される。
【００４９】
【００５０】次に、 反射部材(44)を利用した場合の第
１例を、図３、４に従って説明する。この場合は、光軸
に直角にレーザ出力検出装置(5)がサポート(39)にてレ
ーザ出射装置(3)に固定されており、レーザ光線(4)を介
してその反対側に反射部材(44)が配設された例である。
反射部材(44)としては、その先端がレーザ光線(1)の
光軸に対して或る角度（一般的には４３゜）に切落され
た鏡面の反射面(35)を有する棒状材、先端に或る角度
（一般的には４３゜）にて光を反射するプリズム(44a)
が接着されている棒状材、先端に或る角度（一般的に
は４３゜）にて接着されたミラー(44b)を有する棒状材
などがある。ここでは、の棒状材をその代表例とす
る。
１例を、図３、４に従って説明する。この場合は、光軸
に直角にレーザ出力検出装置(5)がサポート(39)にてレ
ーザ出射装置(3)に固定されており、レーザ光線(4)を介
してその反対側に反射部材(44)が配設された例である。
反射部材(44)としては、その先端がレーザ光線(1)の
光軸に対して或る角度（一般的には４３゜）に切落され
た鏡面の反射面(35)を有する棒状材、先端に或る角度
（一般的には４３゜）にて光を反射するプリズム(44a)
が接着されている棒状材、先端に或る角度（一般的に
は４３゜）にて接着されたミラー(44b)を有する棒状材
などがある。ここでは、の棒状材をその代表例とす
る。
【００５１】反射部材(44)は、反射光軸と変換装置(35)
の受光面の光軸とが一致するようにして、移動可能とな
るようにスライド機構部(9)に取り付けられている。
の受光面の光軸とが一致するようにして、移動可能とな
るようにスライド機構部(9)に取り付けられている。
【００５２】スライド機構部(9)は、固定ギア部(48)
と、固定ギア部(48)をレーザ出射装置(3)に装着するた
めのホルダ(50)と、固定ギア部(48)に取り付けられてい
る板状ギア(48a)と、固定ギア部(48)に対して平行にス
ライドする深度調節部(46)と、深度調節部(46)に取り付
けられているミラーホルダ(45)と、板状ギア(48a)に噛
合し、回転させる事で深度調節部(46)を前進・後退させ
るハンドル(47)とで構成されている。ミラーホルダ(45)
には、必要に応じてヒータ(45a)が取り付けられてお
り、反射部材(44)を若干加熱して結露を防止するように
なっている。
と、固定ギア部(48)をレーザ出射装置(3)に装着するた
めのホルダ(50)と、固定ギア部(48)に取り付けられてい
る板状ギア(48a)と、固定ギア部(48)に対して平行にス
ライドする深度調節部(46)と、深度調節部(46)に取り付
けられているミラーホルダ(45)と、板状ギア(48a)に噛
合し、回転させる事で深度調節部(46)を前進・後退させ
るハンドル(47)とで構成されている。ミラーホルダ(45)
には、必要に応じてヒータ(45a)が取り付けられてお
り、反射部材(44)を若干加熱して結露を防止するように
なっている。
【００５３】更に、レーザ出射装置(3)の対物側にはコ
ーン状《勿論、筒状のものでもよいが本実施例ではコー
ン状となっている。》のノズル(41)が取り付けられてお
り、レーザ光線(4)が外部に露光するのを防止してい
る。このノズル(41)には反射部材(44)の挿脱用の小孔(4
3a)と、これに対応して穿設され、反射光が通過する反
射光通過孔(43b)、並びに必要に応じてパージがス供給
孔(42)が穿設されている。
ーン状《勿論、筒状のものでもよいが本実施例ではコー
ン状となっている。》のノズル(41)が取り付けられてお
り、レーザ光線(4)が外部に露光するのを防止してい
る。このノズル(41)には反射部材(44)の挿脱用の小孔(4
3a)と、これに対応して穿設され、反射光が通過する反
射光通過孔(43b)、並びに必要に応じてパージがス供給
孔(42)が穿設されている。
【００５４】しかして、ハンドル(47)を操作して反射部
材(44)を小孔(43a)からノズル(41)内に挿入して行き、
適当な深さの所で停止させる。続いて必要に応じてパー
ジガスを流し、ノズル(41)内を不活性雰囲気とし、ノズ
ル(41)の下面開口部からゆっくりとパージガスを流出さ
せ、ワーク(2)の加工部分を覆う。
材(44)を小孔(43a)からノズル(41)内に挿入して行き、
適当な深さの所で停止させる。続いて必要に応じてパー
ジガスを流し、ノズル(41)内を不活性雰囲気とし、ノズ
ル(41)の下面開口部からゆっくりとパージガスを流出さ
せ、ワーク(2)の加工部分を覆う。
【００５５】この状態でレーザ光線(4)を出射するとレ
ーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分(4b)の光の
一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって光取入口(4
0)の方向に反射され内部に取り込まれる。取り込まれた
光は前述同様変換素子(36a)にて電気信号に変えて出力
され、前述のように検出回路(33)にて演算され、表示装
置(5a)にて出射されたレーザ光線(4)のエネルギ強さと
して表示される。表示の方法は数字が最も一般的である
が、棒グラフ、円グラフその他適当な表示方法で表示さ
れる事になる。図の場合は、非収束部分(4b)の光を取り
出している。
ーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分(4b)の光の
一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって光取入口(4
0)の方向に反射され内部に取り込まれる。取り込まれた
光は前述同様変換素子(36a)にて電気信号に変えて出力
され、前述のように検出回路(33)にて演算され、表示装
置(5a)にて出射されたレーザ光線(4)のエネルギ強さと
して表示される。表示の方法は数字が最も一般的である
が、棒グラフ、円グラフその他適当な表示方法で表示さ
れる事になる。図の場合は、非収束部分(4b)の光を取り
出している。
【００５６】また、このような状況においてハンドル(4
7)を回すことで反射部材(44)のレーザ光線(4)への差し
込み深さを変える事ができ、レーザエネルギ検出の最適
条件を探る事ができる。
7)を回すことで反射部材(44)のレーザ光線(4)への差し
込み深さを変える事ができ、レーザエネルギ検出の最適
条件を探る事ができる。
【００５７】図５、６は反射部材(44)の第２例の場合
で、レーザ出射装置(4)に取着されたホルダ(50)に回転
軸(51)が螺着されており、この回転軸(51)に軸受(52)を
介してミラーホルダ(45)が回転自在に取り付けられてお
り、そのレーザ光線(4)側の面に光取入口(40)の光軸に
一致するように反射部材(44)が装着されている。そし
て、ホルダ(52)に穿設された位置決め孔(53a)とミラー
ホルダ(45)に穿設されている通孔(53b)とを合致させて
位置決めピン(53)を差し込むことで、光取入口(40)の光
軸と反射部材(44)の反射光とが一致して固定されるよう
になっている。
で、レーザ出射装置(4)に取着されたホルダ(50)に回転
軸(51)が螺着されており、この回転軸(51)に軸受(52)を
介してミラーホルダ(45)が回転自在に取り付けられてお
り、そのレーザ光線(4)側の面に光取入口(40)の光軸に
一致するように反射部材(44)が装着されている。そし
て、ホルダ(52)に穿設された位置決め孔(53a)とミラー
ホルダ(45)に穿設されている通孔(53b)とを合致させて
位置決めピン(53)を差し込むことで、光取入口(40)の光
軸と反射部材(44)の反射光とが一致して固定されるよう
になっている。
【００５８】位置決めピン(53)を抜くと回転軸(51)を中
心にしてミラーホルダ(45)を回転させて反射部材(44)を
レーザ光線(4)から離脱させる事ができる。また、反射
部材(44)のレーザ光線(4)への深度調節はミラーホルダ
(45)に穿設されたホルダ孔(44a)への挿入深さを変える
事によって調整する事ができる。固定は止めネジで行
う。
心にしてミラーホルダ(45)を回転させて反射部材(44)を
レーザ光線(4)から離脱させる事ができる。また、反射
部材(44)のレーザ光線(4)への深度調節はミラーホルダ
(45)に穿設されたホルダ孔(44a)への挿入深さを変える
事によって調整する事ができる。固定は止めネジで行
う。
【００５９】しかして、適当な位置に反射部材(44)を調
整して固定し、この状態でレーザ光線(4)を出射すると
前述同様レーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分
(4b)の光の一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって
光取入口(40)の方向に反射され内部に取り込まれ、変換
素子(36a)にて電気信号に変えて出力され、前述のよう
に検出回路(33)にて演算され、表示装置(5a)にて出射さ
れたレーザ光線(4)のエネルギ強さとして表示される。
表示の方法は数字が最も一般的であるが、棒グラフ、円
グラフその他適当な表示方法で表示される事になる。図
の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出している。
整して固定し、この状態でレーザ光線(4)を出射すると
前述同様レーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分
(4b)の光の一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって
光取入口(40)の方向に反射され内部に取り込まれ、変換
素子(36a)にて電気信号に変えて出力され、前述のよう
に検出回路(33)にて演算され、表示装置(5a)にて出射さ
れたレーザ光線(4)のエネルギ強さとして表示される。
表示の方法は数字が最も一般的であるが、棒グラフ、円
グラフその他適当な表示方法で表示される事になる。図
の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出している。
【００６０】なお、この場合はノズル(41)を設けていな
い場合を図示したが、勿論ノズル(41)を設ける事も可能
である。また、必要に応じてパージガスを流す事も可能
であり、その場合はゆっくりとパージガスを流出させ、
ワーク(2)の加工部分を覆う事になる。
い場合を図示したが、勿論ノズル(41)を設ける事も可能
である。また、必要に応じてパージガスを流す事も可能
であり、その場合はゆっくりとパージガスを流出させ、
ワーク(2)の加工部分を覆う事になる。
【００６１】図７は反射部材(44)の第３例の場合で、ホ
ルダ(39)に取り付けられたレーザ出力検出装置(5)の光
取入口(40)の光軸に一致するように、反射部材(44)が一
体或いは別体で反射部材(44)が装着されている例であ
る。この場合の深度調整は、ホルダ(39)とレーザ出射装
置(3)との間に取り付けられているスペーサ(39a)の厚さ
を変える事で行われる。勿論、第１実施例のようにハン
ドル(47)でホルダ(39)を移動可能にしてもよい。
ルダ(39)に取り付けられたレーザ出力検出装置(5)の光
取入口(40)の光軸に一致するように、反射部材(44)が一
体或いは別体で反射部材(44)が装着されている例であ
る。この場合の深度調整は、ホルダ(39)とレーザ出射装
置(3)との間に取り付けられているスペーサ(39a)の厚さ
を変える事で行われる。勿論、第１実施例のようにハン
ドル(47)でホルダ(39)を移動可能にしてもよい。
【００６２】この場合はノズル(41)を設けた例を示して
いる。勿論、ノズル(41)を外す事も可能である。また、
必要に応じてパージガスを流す事も同様に可能であり、
その場合はゆっくりとパージガスを流出させワーク(2)
の加工部分を覆う事になる。
いる。勿論、ノズル(41)を外す事も可能である。また、
必要に応じてパージガスを流す事も同様に可能であり、
その場合はゆっくりとパージガスを流出させワーク(2)
の加工部分を覆う事になる。
【００６３】しかして、適当な位置に反射部材(44)を調
整して固定し、この状態でレーザ光線(4)を出射すると
前述同様レーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分
(4b)の光の一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって
光取入口(40)の方向に反射され内部に取り込まれ、変換
素子(36a)にて電気信号に変えて出力され、前述のよう
に検出回路(33)にて演算され、表示装置(5a)にて出射さ
れたレーザ光線(4)のエネルギ強さとして表示される。
表示の方法は数字が最も一般的であるが、棒グラフ、円
グラフその他適当な表示方法で表示される事になる。図
の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出している。
整して固定し、この状態でレーザ光線(4)を出射すると
前述同様レーザ光線(4)の極く一部、或いは非収束部分
(4b)の光の一部が反射部材(44)の反射面(35)に当たって
光取入口(40)の方向に反射され内部に取り込まれ、変換
素子(36a)にて電気信号に変えて出力され、前述のよう
に検出回路(33)にて演算され、表示装置(5a)にて出射さ
れたレーザ光線(4)のエネルギ強さとして表示される。
表示の方法は数字が最も一般的であるが、棒グラフ、円
グラフその他適当な表示方法で表示される事になる。図
の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出している。
【００６４】図８は光ファイバ(28)を使用した例で、カ
バー(38)及びノズル(41)に挿通された保護筒(30)に光フ
ァイバ(28)が挿通され、その入射面(29)がレーザ出射装
置(3)の対物側に向いており、前述同様レーザ光線(4)の
極く一部、或いは非収束部分(4b)の光の一部が光ファイ
バ(28)を通って変換素子(36a)に伝送されるようになっ
ている。伝送された光は変換素子(36a)にて電気信号に
変えて出力され、前述のように検出回路(33)にて演算さ
れ、表示装置(5a)にて出射されたレーザ光線(4)のエネ
ルギ強さとして表示される。
バー(38)及びノズル(41)に挿通された保護筒(30)に光フ
ァイバ(28)が挿通され、その入射面(29)がレーザ出射装
置(3)の対物側に向いており、前述同様レーザ光線(4)の
極く一部、或いは非収束部分(4b)の光の一部が光ファイ
バ(28)を通って変換素子(36a)に伝送されるようになっ
ている。伝送された光は変換素子(36a)にて電気信号に
変えて出力され、前述のように検出回路(33)にて演算さ
れ、表示装置(5a)にて出射されたレーザ光線(4)のエネ
ルギ強さとして表示される。
【００６５】表示の方法は数字が最も一般的であるが、
棒グラフ、円グラフその他適当な表示方法で表示される
事になる。図の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出し
ている。なお、採光位置はノズル(41)への差し込み深さ
を変えるだけで調節可能となる。
棒グラフ、円グラフその他適当な表示方法で表示される
事になる。図の場合は、非収束部分(4b)の光を取り出し
ている。なお、採光位置はノズル(41)への差し込み深さ
を変えるだけで調節可能となる。
【００６６】入射面(29)は、レーザ出射装置(3)の対物
面(24a)《ここでは保護ガラス(54)の下面》に接触或い
は近接するように配設されている。このようにすること
でレーザ光線(4)がワーク(2)の加工面を照射し、金属ヒ
ュームが立ちのぼった時に、入射面(29)に金属ヒューム
が付着することがない。また、この場合も必要に応じて
ノズル(41)が設けられるようになっており、その場合は
内部にパージガスが供給されるようになっている。
面(24a)《ここでは保護ガラス(54)の下面》に接触或い
は近接するように配設されている。このようにすること
でレーザ光線(4)がワーク(2)の加工面を照射し、金属ヒ
ュームが立ちのぼった時に、入射面(29)に金属ヒューム
が付着することがない。また、この場合も必要に応じて
ノズル(41)が設けられるようになっており、その場合は
内部にパージガスが供給されるようになっている。
【００６７】図９〜１４は表示装置(5a)による表示画面
の例である。図９はランプ電圧５００Ｖでレーザ光線
(4)を出射した場合に、出射毎に本装置(5)で計測し、表
示装置(5a)にグラフ表示させたものである。縦軸に電
圧、横軸に時間を取り、約５×１０-2秒毎に射出され、
最大値は３.４２ボルトであった。ピーク値を比較して
みるとほぼ全てのショットのピーク値はほぼ同じ高さに
あってほぼ一定しており、再現性良く検出されている事
が分かる。
の例である。図９はランプ電圧５００Ｖでレーザ光線
(4)を出射した場合に、出射毎に本装置(5)で計測し、表
示装置(5a)にグラフ表示させたものである。縦軸に電
圧、横軸に時間を取り、約５×１０-2秒毎に射出され、
最大値は３.４２ボルトであった。ピーク値を比較して
みるとほぼ全てのショットのピーク値はほぼ同じ高さに
あってほぼ一定しており、再現性良く検出されている事
が分かる。
【００６８】図１０は図９の１つの波形を拡大したもの
で、その面積を計算することで１ショットのレーザ光線
(4)のエネルギが計算出来る。計算はどのショットでも
選択すれば可能である。この場合、平均熱量(Pj)（単位
＝ジュール）は、０.４８ジュール、ピークパワー(Wp)
は１.３９kＷであった。
で、その面積を計算することで１ショットのレーザ光線
(4)のエネルギが計算出来る。計算はどのショットでも
選択すれば可能である。この場合、平均熱量(Pj)（単位
＝ジュール）は、０.４８ジュール、ピークパワー(Wp)
は１.３９kＷであった。
【００６９】図１１はランプ電圧７００Ｖでレーザ光線
(4)を出射毎に本装置(5)で計測し、表示装置(5a)にグラ
フ表示させたもので、最大値５.８０ボルトであった。
この場合は図９の場合より、より再現性良く検出されて
いる。
(4)を出射毎に本装置(5)で計測し、表示装置(5a)にグラ
フ表示させたもので、最大値５.８０ボルトであった。
この場合は図９の場合より、より再現性良く検出されて
いる。
【００７０】図１２は図１１の１つの波形を拡大したも
ので、この場合平均熱量（単位＝ジュール）は、１７.
７９ジュール、ピークパワーは５.１４kＷであった。
ので、この場合平均熱量（単位＝ジュール）は、１７.
７９ジュール、ピークパワーは５.１４kＷであった。
【００７１】図１４は、本レーザ加工装置(A)のモニタ
(M)と、本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)との検出
結果の比較グラフで、２０ショットを比較したものであ
る。両者はほとんど同じ傾向を示しており、誤差は２％
程度で本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)は十分使
用に耐える事が分かる。
(M)と、本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)との検出
結果の比較グラフで、２０ショットを比較したものであ
る。両者はほとんど同じ傾向を示しており、誤差は２％
程度で本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)は十分使
用に耐える事が分かる。
【００７２】次に、本発明によるフィードバック制御の
場合を簡単に説明する。これは本装置(5)とは別にオプ
ションとして付加する事のできるものである。図１によ
れば、本レーザー加工装置(A)のモニタ(M)でレーザ発生
装置(6)の出力をシャッタ(13)の直後で検出している。
この検出値と本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)の
検出結果とを比較して出力し、その偏差をＣＰＵ(27)に
入力し、レーザ出力検出装置(5)の検出結果にモニタ(M)
の検出値が合致するようにフィードバック制御してやれ
ばよい。これにより、安定的な出力の確保が容易にな
る。
場合を簡単に説明する。これは本装置(5)とは別にオプ
ションとして付加する事のできるものである。図１によ
れば、本レーザー加工装置(A)のモニタ(M)でレーザ発生
装置(6)の出力をシャッタ(13)の直後で検出している。
この検出値と本発明にかかるレーザ出力検出装置(5)の
検出結果とを比較して出力し、その偏差をＣＰＵ(27)に
入力し、レーザ出力検出装置(5)の検出結果にモニタ(M)
の検出値が合致するようにフィードバック制御してやれ
ばよい。これにより、安定的な出力の確保が容易にな
る。
【００７３】また、パターン認識装置(1)を利用して出
力制御する事も可能であり、前記同様オプションとして
装備する事ができる。これによれば、ワーク(2)をセッ
トし、パターン認識装置(1)を作動させてワーク(2)の表
面パターンを認識させ、その画像をデジタル信号化して
制御装置(cont)に取り込む。制御装置(cont)では、基準
位置(O)に対する加工位置(P)をＸ−Ｙ座標（勿論、極座
標でも可能）で決定し、何らかの移動手段(10)を作動さ
せてワーク(2)又はレーザ照射装置(3)を移動させ、レー
ザ照射位置(R)と加工位置(P)とを一致させる。
力制御する事も可能であり、前記同様オプションとして
装備する事ができる。これによれば、ワーク(2)をセッ
トし、パターン認識装置(1)を作動させてワーク(2)の表
面パターンを認識させ、その画像をデジタル信号化して
制御装置(cont)に取り込む。制御装置(cont)では、基準
位置(O)に対する加工位置(P)をＸ−Ｙ座標（勿論、極座
標でも可能）で決定し、何らかの移動手段(10)を作動さ
せてワーク(2)又はレーザ照射装置(3)を移動させ、レー
ザ照射位置(R)と加工位置(P)とを一致させる。
【００７４】レーザ照射位置(R)が加工位置(P)に一致し
た所で、レーザ発生装置(6)を作動させレーザ光線(4)を
照射して正確に加工位置(P)を加熱して溶接、穿孔乃至
刻印など所定の加工を行う。レーザ光線(4)による加工
が完了すると、再度パターン認識装置(1)を作動させ、
ワーク(2)の加工位置(P)の画像(2a)と既に制御装置(con
t)に入力されている基準レーザ加工パターンと比較し、
認識されたレーザ加工パターン(2a)が前記基準レーザ加
工パターンに対してほぼ許容範囲内で一致するかどうか
を判定する。許容範囲内であれば、加工完了となり、次
の加工位置に移動手段(10)を作動させて移動し、逆に許
容範囲外であれば、再度レーザ発生装置(6)を作動させ
てレーザ再加工行う。これにより、再加工が完全に基準
内になるまでレーザ加工を繰り返す事になり、加工不良
の発生が未然に防がれ、高い歩留まり率を得る事が出来
るようになる。
た所で、レーザ発生装置(6)を作動させレーザ光線(4)を
照射して正確に加工位置(P)を加熱して溶接、穿孔乃至
刻印など所定の加工を行う。レーザ光線(4)による加工
が完了すると、再度パターン認識装置(1)を作動させ、
ワーク(2)の加工位置(P)の画像(2a)と既に制御装置(con
t)に入力されている基準レーザ加工パターンと比較し、
認識されたレーザ加工パターン(2a)が前記基準レーザ加
工パターンに対してほぼ許容範囲内で一致するかどうか
を判定する。許容範囲内であれば、加工完了となり、次
の加工位置に移動手段(10)を作動させて移動し、逆に許
容範囲外であれば、再度レーザ発生装置(6)を作動させ
てレーザ再加工行う。これにより、再加工が完全に基準
内になるまでレーザ加工を繰り返す事になり、加工不良
の発生が未然に防がれ、高い歩留まり率を得る事が出来
るようになる。
【００７５】
【発明の効果】本発明方法は、レーザ出射装置から出射
されたレーザ光線の収束部分或いは該収束部分の周縁部
の外側の非収束部分に、反射部材を可動的に差し入れて
該光線の一部を反射させて取り出し、取り出された光信
号を電気信号に変換してレーザ出射装置から出射された
レーザ光線の出射エネルギを算出するので、出射された
レーザ光線のエネルギを出射毎にリアルタイムで実測す
る事が出来る。検出エネルギの表示は表示装置によって
行われ、目視により確認する事が出来、作業者にとって
非常に簡便に出射エネルギ管理が出来る事になる。ま
た、周縁部或いは非収束部分からの取り出しを行うよう
にすれば、エネルギロスを防止する事が出来る。また、
光の取り出しのための反射部材を移動させる事が出来る
ようにしておけば、光の取り出し量が自由になり、最適
位置に反射部材を設定する事が出来るようになる。光の
取り出し方法を、光ファイバ方式にすれば、レーザ出力
検出装置の設置位置に付いてより一層の自由度を得るこ
とが出来る。
されたレーザ光線の収束部分或いは該収束部分の周縁部
の外側の非収束部分に、反射部材を可動的に差し入れて
該光線の一部を反射させて取り出し、取り出された光信
号を電気信号に変換してレーザ出射装置から出射された
レーザ光線の出射エネルギを算出するので、出射された
レーザ光線のエネルギを出射毎にリアルタイムで実測す
る事が出来る。検出エネルギの表示は表示装置によって
行われ、目視により確認する事が出来、作業者にとって
非常に簡便に出射エネルギ管理が出来る事になる。ま
た、周縁部或いは非収束部分からの取り出しを行うよう
にすれば、エネルギロスを防止する事が出来る。また、
光の取り出しのための反射部材を移動させる事が出来る
ようにしておけば、光の取り出し量が自由になり、最適
位置に反射部材を設定する事が出来るようになる。光の
取り出し方法を、光ファイバ方式にすれば、レーザ出力
検出装置の設置位置に付いてより一層の自由度を得るこ
とが出来る。
【図１】本発明装置全体のブロック回路構成図
【図２】本発明にかかるレーザ出射装置周辺の拡大正面
図
図
【図３】本発明にかかるレーザ出射装置の第１実施例の
一部切欠側面図
一部切欠側面図
【図４】図３の底面図
【図５】本発明にかかるレーザ出射装置の第１実施例の
他の例の一部切欠側面図
他の例の一部切欠側面図
【図６】図５の底面図
【図７】本発明にかかるレーザ出射装置の第１実施例の
更に他の例の一部切欠側面図
更に他の例の一部切欠側面図
【図８】本発明にかかるレーザ出射装置の第２実施例の
一部切欠側面図
一部切欠側面図
【図９】本発明におけるレーザの連続ショットの表示画
面図
面図
【図１０】図９における１ショットの拡大表示画面図
【図１１】本発明におけるレーザの他の連続ショットの
表示画面図
表示画面図
【図１２】図１１における１ショットの拡大表示画面図
【図１３】本発明におけるレーザ光線の光軸からの距離
と検出値との相関関係を示す表示画面図
と検出値との相関関係を示す表示画面図
【図１４】本発明装置によるレーザ光線の検出値とモニ
タの検出値との比較関係を示す表示画面図
タの検出値との比較関係を示す表示画面図
【図１５】本発明において、パターン認識により原点か
らの加工位置迄のＸ−Ｙ座標距離を演算する場合の表示
画面図
らの加工位置迄のＸ−Ｙ座標距離を演算する場合の表示
画面図
【図１６】本発明におけるレーザ光線の１ショットによ
る加工跡のパターン認識表示画面図
る加工跡のパターン認識表示画面図
【図１７】本発明におけるレーザ光線の連続ショットに
よるビーム溶接加工跡のパターン認識表示画面図
よるビーム溶接加工跡のパターン認識表示画面図
Claims (12)
- 【請求項１】 レーザ出射装置から出射されたレーザ
光線の収束部分或いは該収束部分の周縁部の外側の非収
束部分に、反射部材を可動的に差し入れて該光線の一部
を反射させて取り出し、取り出された光信号を電気信号
に変換してレーザ出射装置から出射されたレーザ光線の
出射エネルギを算出する事を特徴とするレーザ出力検出
方法。 - 【請求項２】 レーザ出射装置から出射されたレーザ
光線の収束部分或いは該収束部分の周縁部の外側の非収
束部分に、光ファイバを差し入れて該光線の一部を取り
出し、取り出された光信号を電気信号に変換してレーザ
出射装置から出射されたレーザ光線の出射エネルギを算
出する事を特徴とするレーザ出力検出方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２のレーザ出力検出方法
において算出されたレーザ光線の出射エネルギを実測出
力値としてＣＰＵにフィードバックし、これを基準出力
値と比較して前記実測出力値が基準出力値に合致するよ
うにレーザ発生装置の出力フィードバック制御を行う事
を特徴とするレーザ出力制御方法。 - 【請求項４】 請求項３のレーザ出力制御方法におい
て、レーザ出射後に、ワークのレーザ加工跡をパターン
認識して基準加工跡と実測加工跡とを比較し、基準加工
跡に実測加工跡が一致するように出力制御を行う加工フ
ィードバック加工を出力フィードバック制御に優先して
行う事を特徴とするレーザ出力制御方法。 - 【請求項５】 レーザ出射装置の出射部分に設けら
れ、出射されたレーザ光線の収束部分或いは該収束部分
の周縁部の外側の非収束部分に可動的に差し入れられか
つ反射させて該光線の一部を取り出す反射部材と、上記
反射部材の反射光を取り込んで電気信号に変換する変換
装置と、変換装置の出力電気信号を演算して出射された
レーザ光線の出射エネルギを算出する検出回路とで構成
された事を特徴とするレーザ出力検出装置。 - 【請求項６】 レーザ出射装置の出射部分に設けら
れ、出射されたレーザ光線の収束部分或いは該収束部分
の周縁部の外側の非収束部分に差し入れ られかつ光の一
部を取り出して伝送する光ファイバと、上記光ファイバ
にて伝送された光を取り込んで電気信号に変換する変換
装置と、変換装置の出力電気信号を演算して出射された
レーザ光線の出射エネルギを算出する検出回路とで構成
された事を特徴とするレーザ出力検出装置。 - 【請求項７】 反射部材が加熱されている事を特徴と
する請求項５記載のレーザ出力検出装置。 - 【請求項８】 光ファイバが加熱されている事を特徴
とする請求項６記載のレーザ出力検出装置。 - 【請求項９】 光ファイバによる光の取出位置が保護
筒で被覆されており、保護筒の光取入口がレーザ出射装
置の対物面に接触或いは近接している事を特徴とする請
求項６又は８のいずれかに記載のレーザ出力検出装置。 - 【請求項１０】 光の取出位置がノズルで被覆されてお
り、ノズル内がパージガスでパージされている事を特徴
とする請求項５〜９のいずれかに記載のレーザ出力検出
装置。 - 【請求項１１】 請求項５〜１０のいずれかに記載のレ
ーザ出力検出装置と、前記レーザ出力検出装置にて算出
されたレーザ光線の出射エネルギに関する電気信号を取
り込んで実測出力値とし、これを基準出力値と比較して
前記実測出力値が基準出力値に合致するように出力フィ
ードバック制御を行うＣＰＵとで構成されている事を特
徴とするレーザ出力制御装置。 - 【請求項１２】 レーザ出射後に、ワークのレーザ加工
跡をパターン認識して基準加工跡と実測加工跡とを比較
し、基準加工跡に実測加工跡が一致するように加工フィ
ードバック制御を行うパターン認識装置を備え、加工フ
ィードバック制御が出力フィードバック制御に優先して
行われるように構成されている事を特徴とする請求項１
１記載のレーザ出力制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126813A JP3007875B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置 |
| EP99303012A EP0952437A3 (en) | 1998-04-20 | 1999-04-19 | Laser output detector |
| US09/294,009 US6169758B1 (en) | 1998-04-20 | 1999-04-19 | Laser output detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10126813A JP3007875B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307841A JPH11307841A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3007875B2 true JP3007875B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=14944605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10126813A Expired - Lifetime JP3007875B2 (ja) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6169758B1 (ja) |
| EP (1) | EP0952437A3 (ja) |
| JP (1) | JP3007875B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1535694A3 (en) * | 2003-11-26 | 2006-03-29 | Fanuc Ltd | Laser oscillator |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002168688A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Omc Kk | レーザ出力検出方法とその装置 |
| DE10120251B4 (de) * | 2001-04-25 | 2006-03-23 | Precitec Kg | Verfahren und Sensorvorrichtung zur Überwachung eines an einem Werkstück durchzuführenden Laserbearbeitungsvorgangs sowie Laserbearbeitungskopf mit einer derartigen Sensorvorrichtung |
| FR2843902A1 (fr) * | 2002-08-27 | 2004-03-05 | Usinor | Dispositif et procede de controle d'une operation de soudage, de rechargement ou d'usinage par faisceau laser d'une piece |
| FR2846581B1 (fr) * | 2002-10-31 | 2006-01-13 | Usinor | Procede et dispositif de pointage d'un jet fin de fluide, notamment en soudage, usinage, ou rechargement laser |
| JP2009222502A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Jfe Engineering Corp | 水質測定装置 |
| US8674259B2 (en) * | 2008-05-28 | 2014-03-18 | Caterpillar Inc. | Manufacturing system for producing reverse-tapered orifice |
| DE102009007769B4 (de) * | 2009-02-05 | 2016-07-14 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Laserbearbeitungskopf mit integrierter Sensoreinrichtung zur Fokuslagenüberwachung |
| EP2496379B1 (en) * | 2009-11-03 | 2017-01-04 | The Secretary, Department Of Atomic Energy, Govt. of India | Method of manufacturing niobium based superconducting radio frequency (scrf) cavities comprising niobium components by laser welding |
| DE102010020183B4 (de) * | 2010-05-11 | 2013-07-11 | Precitec Kg | Laserschneidkopf und Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserschneidkopfes |
| JP2014020789A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Oputei:Kk | 光測定装置 |
| US20160016261A1 (en) * | 2013-03-29 | 2016-01-21 | Photon Automation, Inc. | Laser welding system and method |
| CN104195543A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-12-10 | 苏州克兰兹电子科技有限公司 | 一种光内同轴复合送丝、送粉激光熔覆*** |
| DE102016001355B4 (de) * | 2016-02-08 | 2022-03-24 | Primes GmbH Meßtechnik für die Produktion mit Laserstrahlung | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Laserstrahlen in Anlagen für generative Fertigung |
| CN110494253B (zh) * | 2016-09-23 | 2022-03-22 | Ipg光子公司 | 焊前分析和相关激光焊接方法以及利用避免金属/合金蒸汽的电子跃迁的光谱的预选择光谱带宽的光纤激光器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3532047A1 (de) * | 1985-09-09 | 1987-03-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Einrichtung zum erfassen der radialen intensitaetsverteilung einer laserstrahlung |
| JPS63177990A (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | ノズル光軸ずれ検出装置 |
| US5050174A (en) * | 1989-02-14 | 1991-09-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser device |
| DE4015447C1 (en) * | 1990-05-14 | 1991-12-05 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | Laser power meter - uses polarisation-sensitive semi-transparent mirrors as beam splitter and reflector for diversion of beam |
| DE4111844C1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-08-13 | Weidmueller Interface Gmbh & Co, 4930 Detmold, De | Machining workpiece using laser beam - in which radiation detectors around beam receive intensity moulded edge rays and emit corresp. signals |
| JP3309430B2 (ja) * | 1992-07-28 | 2002-07-29 | ソニー株式会社 | レーザ光発生装置 |
| JP3222288B2 (ja) * | 1993-11-05 | 2001-10-22 | 富士写真フイルム株式会社 | 光波長変換装置 |
| US6002706A (en) * | 1997-12-30 | 1999-12-14 | General Electric Company | Method and apparatus for controlling the size of a laser beam |
| JPH11241946A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-09-07 | Miyachi Technos Corp | レーザ出力測定装置 |
-
1998
- 1998-04-20 JP JP10126813A patent/JP3007875B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-19 US US09/294,009 patent/US6169758B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-19 EP EP99303012A patent/EP0952437A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1535694A3 (en) * | 2003-11-26 | 2006-03-29 | Fanuc Ltd | Laser oscillator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0952437A3 (en) | 2000-06-21 |
| JPH11307841A (ja) | 1999-11-05 |
| US6169758B1 (en) | 2001-01-02 |
| EP0952437A2 (en) | 1999-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3007875B2 (ja) | レーザ出力検出方法とその装置並びに該方法を利用したレーザ出力制御方法とその装置 | |
| US8030594B2 (en) | Color sensing for laser decoating | |
| EP2648873B1 (en) | Imaging system for coating removal | |
| US6621060B1 (en) | Autofocus feedback positioning system for laser processing | |
| JP4107833B2 (ja) | レーザ加工ヘッド | |
| JP5809145B2 (ja) | アークによるプロセスを監視する監視モジュール | |
| US5609780A (en) | Laser system | |
| JP2013528495A (ja) | レーザ切断ヘッドおよびレーザ切断ヘッドを用いて被加工物を切断する方法 | |
| US20070000885A1 (en) | Color sensing for laser decoating | |
| JPH03504214A (ja) | レーザーにより溶接または切断を行う時の品質確認方法及び装置 | |
| JPH06252485A (ja) | レーザ加工機 | |
| EP0811453B1 (en) | Focus control of lasers in material processing operations | |
| JP2004195502A (ja) | 溶接用レーザセンサ | |
| JP3038196B1 (ja) | レーザ光集光器 | |
| JPH05185228A (ja) | 溶接パラメータ測定のための溶接ヘッド、およびこの溶接ヘッドを使用した自動溶接装置 | |
| US11897052B2 (en) | Apparatus for machining a workpiece with a laser beam coupled into a fluid jet, with automatic laser-nozzle alignment; method of aligning such a beam | |
| JP7308355B2 (ja) | レーザ加工モニタ装置、レーザ加工モニタ方法、およびレーザ加工装置 | |
| JP2002239767A (ja) | レーザ加工モニタリング装置および照明装置 | |
| JP5667344B2 (ja) | レーザー出射ユニット | |
| JPH1133764A (ja) | 加工点照明装置 | |
| JPH069743B2 (ja) | 開先検出方法および装置 | |
| EP4228848B1 (en) | Beam machining head and method for beam machining | |
| US20220331911A1 (en) | Method for comparing laser processing systems and method for monitoring a laser processing process and associated laser processing system | |
| US20230067967A1 (en) | Novel design of an inspection tool for an extreme ultraviolet radiation source to observe tin residual | |
| Richardson | control of Welding using Optical Sensing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081126 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091126 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101126 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111126 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121126 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131126 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |