JP3808128B2 - レーザ加工機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工機においてレーザ発振器内部のミラー,外部ベンドミラーの汚れ,光軸ずれを測定するレーザ加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,レーザ加工機に使用されている光学系のうち、レーザ発振器で使用しているレンズとミラーの劣化および傾き等のずれは、アクリル板等にレーザビームを照射してそのバーンパターンから調べる方法や出力の低下から推定している。
【0003】
また、レーザ発振器より発振されたレーザビームを加工点へ導くための外部ベンドミラーの劣化やずれは、加工点にアクリル板等を置き、バーンパターンをとって調べるか、各外部ベンドミラーを外して目視にて調べている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のアクリル板等を用いてバーンパターンをとる方法は、レーザビームを光軸カバーの外部に取り出して行うため、危険な作業であるから、サービスマン又はメーカ側の技術者が行う必要がある。また、レーザビーム自体を測定する他の方法では高価な装置が必要であった。
【0005】
この発明の目的は、簡単な装置でしかも安価でレーザ発振器内のミラーや外部ベンドミラーの汚れやずれを容易に測定できるようにしたレーザ加工機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、リアミラー及び出力ミラーを備えたレーザ発振器から発振されたレーザビームを外部ベンドミラーを経て集光レンズに導き、この集光レンズで集光されたレーザビームをワークへ照射してレーザ加工を行うレーザ加工機において、前記出力ミラーとこの出力ミラーに最も近い外部ベンドミラーとの間に出入可能に設けられた反射ミラーと、ガウスモードのHeNe光よりなるガイド光を前記反射ミラーに照射する光源と、前記外部ベンドミラーと前記集光レンズとの間において光軸に位置決め自在、光軸から退避自在のターゲット及びガイド光用出力計とを備え、前記ターゲットの中央部に設けた円形状の穴を通過した前記レーザビームの出力分布を前記ガイド光用出力計によって測定する構成であることを特徴とするものである。
【0008】
また、前記レーザ加工機において、複数備えた各外部ベンドミラーの間において光軸に位置決め自在,光軸から退避自在のターゲット及びガイド光用出力計とを備えていることを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基いて詳細に説明する。
【0017】
図1を参照するに、レーザ加工機1はレーザ発振器3,複数の外部ベンドミラー5,7,9および集光レンズ11を備えている。前記レーザ発振器3は特にリアミラー13,出力ミラー15を備えた光共振器17で構成されており、リアミラー13の脇には光出力計19が設けられている。
【0018】
上記構成により、レーザ発振器3における光共振器17のリアミラー13と出力ミラー15とにより発振されたレーザビームは、外部ベンドミラー5,7,9を経て集光レンズ11で集光される。この集光レンズ11で集光されたレーザビームはワークテーブル21上に載置されたワークWへ向けて照射されることにより、ワークWにレーザ加工が行われることになる。なお、レーザ発振器3で発振されたレーザビームの出力は光出力計19でもって出力されるものである。
【0019】
前記出力ミラー15と外部ベンドミラー5との間には両面に反射ミラー23,25を備えたシャッター27が図1において上下方向へ移動可能、すなわち出力ミラー15と外部ベンドミラー5との間に出入可能に設けられている。このシャッター27の図1において上下には第1ガイド光を照射せしめる光源29,光ダンパー31がそれぞれ設けられている。
【0020】
前記リアミラー13の前には反射ミラーとしてのダイクロイックミラーなどからなる特殊ミラー33が設けられている。この特殊ミラー33の図1において下方には第2ガイド光を照射せしめる光源35が設けられている。前記外部ベンドミラー9と集光レンズ11との間にはガイド光用出力計37とターゲット39を備えたセンサアッシー41が設けられている。
【0021】
このセンサアッシー41は図2によく示されているように、ガイド光用出力計37はエアシリンダ43に装着されたピストンロッド45の先端に取付けられている。また、ターゲット39はエアシリンダ47に装着されたピストンロッド49の先端に取付けられている。ターゲット39の真中には、図2より理解されるように円形状の穴39Hが形成されている。
【0022】
上記構成により、エアシリンダ43,47をそれぞれ作動せしめて、ピストンロッド45,49を図2において左右方向へ移動せしめることにより、ガイド光用出力計37,ターゲット39がそれぞれ個々に第1,第2ガイド光の光軸に位置決めされたり、あるいは退避位置に退避されることになる。
【0023】
前記光源29,35から照射される第1ガイド光,第2ガイド光は、例えば図3に示されているようなHeNe光のガウスモード(TEM00)が使用されるものである。
【0024】
上記構成により、まずエアシリンダ43を作動せしめてピストンロッド45を介してガイド光用出力計37をガイド光の光軸上に位置せしめる。この状態でシャッター23をガイド光の光軸上に位置せしめることにより、光源29から照射された第1ガイド光はシャッター27の一面に設けられた反射ミラー23で反射された後、外部ベンドミラー5,7,9を経てガイド光用出力計37でもって第1ガイド光の出力が図4の曲線Aに示されているように出力される。なお、レーザ発振器3から発振されるレーザビームはシャッター27の他面に設けられている反射ミラー25で反射されて光ダンパー31に吸収されるようになっている。
【0025】
したがって、ガイド光用出力計37で図4の曲線Aのごとき出力されるので、外部ベンドミラー5,7,9が汚れていないときの出力は例えば図4の直線Lで出力される出力値との差L1が外部ベンドミラー5,7,9のトータルの汚れとして測定することができる。
【0026】
また、エアシリンダ47を作動せしめてピストンロッド49を介してターゲット39を第1ガイド光の光軸に位置決めすると、図2より明らかなように、前記ターゲット39の中央に設けた円形状の穴39Hを通過してガイド光用出力計37で図5(A)に示すような出力分布が得られる。この場合、第1ガイド光の光軸を予めターゲット39の穴39Hの中心に合わせておけば、図5(B)に示すような出力分布が得られるはずであるから、この図5の(A)と(B)の出力分布を比較して出力の低下分を計算することにより、光軸ずれを測定することができる。
【0027】
同様にして、シヤッター27を図1において点線に示されているように移動せしめた状態にして、光源35から第2ガイド光を特殊ミラー33へ向けて照射せしめると、特殊ミラー33で反射された第2ガイド光はリアミラー13,出力ミラー15を通り、外部ベンドミラー5,7,9を経てガイド光用出力計37でもって、図4の曲線Bで示すような出力が測定される。この曲線Bの出力はリアミラー13,出力ミラー15および外部ベンドミラー5,7,9による出力であるから、この曲線Bの出力値と前回測定された曲線Aの出力値との差L2がレーザ発振器3のリアミラー13,出力ミラー15による汚れとして測定することができる。
【0028】
また、第2ガイド光がターゲット39の穴39Hを通過してガイド光用出力計37で図5(A)に示すような出力分布と、図5(B)に示すような出力分布とを比較して出力の低下分計算することにより、光軸ずれを測定することができる。
【0029】
こように第1ガイド光,第2ガイド光の出力をガイド光用出力計37,ターゲット39を用いて測定し計算することにより、レーザ発振器3内のリアミラー13,出力ミラー15によるミラー並びに外部ベンドミラー5,7,9によるミラーの汚れ並びに光軸ずれを、簡単な装置でしかも安価で、かつ容易に測定することができる。
【0030】
特殊ミラー33,シャッター27,ガイド光用出力計37およびターゲット39では加工光であるレーザビームを直接測定しないから、装置そのものが単純で、安価であり、しかも安全で長寿命となるものである。
【0031】
図6には他の実施例が示されている。図6において図1における部品と同じ品には同一の符号を符して重複する説明を省略する。図6において外部ベンドミラー5と外部ベンドミラー7との間および外部ベンドミラー7と外部ベンドミラー9との間に、図2に示されているようなガイド光用出力計37およびターゲット39を備えたセンサアッシー41を設けたものである。
【0032】
この場合には、外部ベンドミラー5と外部ベンドミラー7との間にガイド光用出力計37,ターゲット39を用いて、それぞれ作動せしめることにより、上述した要領でもって外部ベンドミラー5のみの汚れ並び光軸ずれを測定することができる。さらに、外部ベンドミラー7と外部ベンドミラー9との間に設けたガイド光用出力計37,ターゲット39も併せて用いて、それぞれ作動せしめることにより、上述した要領てもって外部ベンドミラー7のみの汚れ並びに光軸ずれを測定することができる。
【0033】
外部ベンドミラー5と外部ベンドミラー7との間、外部ベンドミラー7と外部ベンドミラー9との間および外部ベンドミラー9と集光レンズ11との間に設けたそれぞれのガイド光用出力計37並びターゲット39を用いてそれぞれを作動せしめることにより、上述した要領でもって外部ベンド9のみの汚れ並びに光軸ずれを測定することができる。
【0034】
したがって、外部ベンドミラー5,7,9の個々の汚れや光軸ずれ、また複数の外部ベンドミラー5,7あるいは外部ベンドミラー5,7,9の汚れや光軸ずれを測定することができると共に、上述した例と同様の効果を奏するものである。
【0035】
図7には別の実施の形態の例が示されている。図7において図1における部品と同じ部品には同一の符号を符して重複する説明を省略する。図7において、前記出力ミラー15と外部ベンドミラー5との間に図2に示したようなガイド光用出力計37,ターゲット39を備えたセンサアッシー41を設けたものである。
【0036】
上記構成により、シャッター27を点線の位置に移動せしめた状態において、光源35から第2ガイド光を特殊ミラー33へ照射せしめると、第2ガイド光は特殊ミラー33で反射された後、リアミラー33,出力ミラー15を経てガイド光用出力計37,ターゲット39により、上述した要領でもって、リアミラー13,出力ミラー15によるミラーの汚れ並びに光軸ずれを測定することができると共に、上述した例と同様の効果を奏するものである。
【0037】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。前記ガイド光用出力計37で測定された測定値を通信システムによりサービス営業所に送って管理し、ミラー等の定期点検を不用にすることもできる。また、測定値から加工部での出力を推計し出力を補正することにより、今までのレーザ発振器3の内部の出力補正から外部ベンドミラー5,7,9の汚れによる出力低下を含めた出力補正となり、加工安定性の向上を図ることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、本発明によれば、出力ミラーとこの出力ミラーに最も近い外部ベンドミラーとの間に設けた反射ミラーへガイド光を照射せしめると、ガイド光は反射ミラーで反射された後、外部ベンドミラーへ送られる。このとき、ベンドミラーの後に設けたターゲットの穴を通過したガイド光の出力分布がガイド光用出力計でもって測定され、外部ベンドミラーの汚れを測定することができる。而して、外部ベンドミラーの汚れや光軸ずれが簡単な装置でしかも安価で、かつ容易に測定することができる。
【0041】
また、本発明によれば、複数の外部ベンドミラーの汚れ及び光軸ずれを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施するレーザ加工機の光学系チェック装置の説明図である。
【図2】センサアッシー部を拡大した詳細な説明図である。
【図3】ガイド光に用いるHeNE光のガウスモードの出力分布図である。
【図4】各ミラーの汚れを測定する説明図である。
【図5】各ミラーの光軸ずれを測定する説明図である。
【図6】レーザ加工機の光学系チェック装置の他の例を説明する説明図である。
【図7】レーザ加工機の光学系チェック装置の別の例を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 レーザ加工機
3 レーザ発振器
5,7,9 外部ベンドミラー
11 集光レンズ
13 リアミラー
15 出力ミラー
17 光共振器
23,25 反射ミラー
27 シャッター
29 光源
33 特殊ミラー(反射ミラー)
35 光源
37 ガイド光用出力計
39 ターゲット
41 センサアッシー
Claims (2)
- リアミラー(13)及び出力ミラー(15)を備えたレーザ発振器(3)から発振されたレーザビームを外部ベンドミラーを経て集光レンズ(11)に導き、この集光レンズ(11)で集光されたレーザビームをワーク(W)へ照射してレーザ加工を行うレーザ加工機において、前記出力ミラー(15)とこの出力ミラー(15)に最も近い外部ベンドミラーとの間に出入可能に設けられた反射ミラー(23)と、ガウスモードのHeNe光よりなるガイド光を前記反射ミラー(23)に照射する光源(29)と、前記外部ベンドミラーと前記集光レンズ(11)との間において光軸に位置決め自在、光軸から退避自在のターゲット(39)及びガイド光用出力計(37)とを備え、前記ターゲット(39)の中央部に設けた円形状の穴(39H)を通過した前記レーザビームの出力分布を前記ガイド光用出力計(37)によって測定する構成であることを特徴とするレーザ加工機。
- 請求項1に記載のレーザ加工機において、複数備えた各外部ベンドミラーの間において光軸に位置決め自在,光軸から退避自在のターゲット(39)及びガイド光用出力計(37)とを備えていることを特徴とするレーザ加工機。
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