JPS6018288A - Monitoring method of laser working device - Google Patents
Monitoring method of laser working deviceInfo
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- JPS6018288A JPS6018288A JP58124646A JP12464683A JPS6018288A JP S6018288 A JPS6018288 A JP S6018288A JP 58124646 A JP58124646 A JP 58124646A JP 12464683 A JP12464683 A JP 12464683A JP S6018288 A JPS6018288 A JP S6018288A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザを用いたレーザ加工装置におけるレーザ
走査装置ｃ以下スキャニング装置きいう）の保護透明板
で反射したレーザを検出して、レーザスキャニング装置
を監視する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for monitoring a laser scanning device by detecting a laser reflected by a protective transparent plate of a laser scanning device (hereinafter referred to as scanning device) in a laser processing device using a laser. It is.
連続状又はパルス状のレーザを利用した加工法の利点は
、レーザ光が単一波長でコヒーレントな光源であるため
に、光学系（ミラー、レンズ等）によって容易に集光し
、エネルギ密度を大きくすることが可能であるためであ
る。レーザを用いた加工方法としては、レンズ等で単に
集光して、被加工物をＸ−’Ｙテーブル等で移動させる
方法と、レーザ光を光学系で集光させると同時に被加工
物体上にレーザ光を走査させるスキャニング装置を利用
する方法とがあるが、いずれの方法においても、レーザ
加工する場合には、規定のエネルギを照射させることが
必要であるが、レーザ加工時には必ず、急激に加工物表
面が高温に加熱されるために、スパッター（飛散物）が
発生する。The advantage of processing methods using continuous or pulsed lasers is that laser light is a coherent light source with a single wavelength, so it can be easily focused by optical systems (mirrors, lenses, etc.) and the energy density can be increased. This is because it is possible to do so. There are two processing methods using a laser: one method is to simply focus the light with a lens, etc., and move the workpiece using an There is a method that uses a scanning device that scans a laser beam, but in either method, when performing laser processing, it is necessary to irradiate a specified energy, but during laser processing, there is always a sudden processing. Spatter is generated because the surface of the object is heated to a high temperature.
このスパッターが光学系部品に付着すると、レーザの透
過が減少し、規定レーザエネルギを加工物体に照射され
ず、レーザ加工の目的を達成することができなくなる。If this spatter adheres to optical system components, the transmission of the laser will be reduced, and the object to be processed will not be irradiated with the specified laser energy, making it impossible to achieve the purpose of laser processing.
さらにこれが進行すると光学部品に付着したスパッタに
レーザが吸収され、光学部品にクランク等が発生する原
因となることがある。従ってか＼る問題点を解決するた
めには、一般的にスキャニング装置のレーザ出口に保護
透明板（出口窓ガラス）を装着することが行われている
。If this progresses further, the laser beam may be absorbed by the spatter attached to the optical component, which may cause cranks or the like to occur in the optical component. Therefore, in order to solve these problems, a protective transparent plate (exit window glass) is generally installed at the laser exit of the scanning device.
本発明は、上記保護透明板からレーザ光が反射すること
に着目し、この反射光を検出することを主要部として、
次に示す２つの発明をなしたものである。即ち、その第
１の発明の目的は上記保護透明板の汚染状況を知る方法
を提供することであり、第２の目的はスキャニング装置
内で使用される振動ミラー又は回転ミラーの作動状況を
知る方法を提供することである。The present invention focuses on the fact that laser light is reflected from the protective transparent plate, and the main part of the present invention is to detect this reflected light.
This invention has the following two inventions. That is, the first object of the invention is to provide a method for knowing the contamination status of the protective transparent plate, and the second purpose is to provide a method for knowing the operating status of a vibrating mirror or rotating mirror used in a scanning device. The goal is to provide the following.
以下本発明の実施例を図面によって説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は振動ミラー法による場合を示し、図において１
はレーザ発振器であり、２はスキャニング装置である。Figure 1 shows the case using the vibrating mirror method, and in the figure 1
is a laser oscillator, and 2 is a scanning device.
２のスキャニング装置は、３の全反射ミラーで９０°光
軸を変化して、４の振動ミラーに照射する。４の振動ミ
ラーは全反射ミラーで振動しているために、（振動機構
は省略）５のｆｅミラーにレーザを反射して、出口窓ガ
ラス板６を透過し７の被加工物表面で集光し走査するも
のである。スキャニング装置２の構成は前述の通り光学
系であ条ために防塵構造とする必要があり、スキャニン
グ装置の出口窓は特殊なガラス６を設けである。被加工
表面７は、高いエネルギ密度になったレーザ光が集光（
２走査されるために、急激に高温度に加熱されスパッタ
ー８が発生する。このスパッター８が、出口窓ガラス６
面に付着すると、レーザ光は透過率が減少し、規定のレ
ーザ光を照射することができない。このことはレーザ光
はガラス６で反射されることを意味している。この反射
したレーザを９の光検出器で検出することが本発明の基
本的特徴で屯る。The scanning device 2 changes the optical axis by 90 degrees using the total reflection mirror 3 and irradiates the vibrating mirror 4. Since the vibrating mirror 4 is a total reflection mirror that vibrates, the laser beam is reflected on the FE mirror 5 (the vibration mechanism is omitted), passes through the exit window glass plate 6, and is focused on the surface of the workpiece 7. It is used for scanning. As described above, the scanning device 2 has an optical system, so it needs to be dust-proof, and the exit window of the scanning device is provided with a special glass 6. The laser beam with high energy density is focused on the surface 7 to be processed (
Since the laser beam is scanned twice, it is rapidly heated to a high temperature and spatter 8 is generated. This spatter 8 is transferred to the exit window glass 6.
If it adheres to the surface, the transmittance of the laser beam decreases, making it impossible to irradiate the specified laser beam. This means that the laser beam is reflected by the glass 6. A basic feature of the present invention is that this reflected laser is detected by a photodetector 9.
窓ガラス６は防塵対策が目的であるが、レーザの透過率
はできるだけ高いものが必要であり、実用的には９８％
〜９９％の透過率の材料が用いられている。例えば１０
０Ｗのレーザを使用する場合、この窓ガラス面での反射
は１〜２Ｗ程度である。この程度のレーザパワーであれ
ば、一般のフォトダイオードで十分に検出可能である。The purpose of the window glass 6 is to prevent dust, but the laser transmittance must be as high as possible, and for practical purposes it is 98%.
Materials with a transmittance of ~99% are used. For example 10
When using a 0W laser, the reflection on the window glass surface is about 1 to 2W. This level of laser power can be sufficiently detected with a general photodiode.
第２図はレーザ発振器出力１００Ｗにおいて、出口窓ガ
ラス６に、レーザ加工時に発生するスノくンターを付着
させて、レーザ透過率（レーザ発信器から発信されたレ
ーザパワーエ。、窓ガラスでの反射Ｉ）と、前述のフォ
トダイオード出力との関係を示すものである。レーザの
透過率が減少するほど出口窓ガラス６での反射率が増加
することを示している。尚、この検出信号は、スキャニ
ング装置人口のレーザパワーに比例するものである。Figure 2 shows the laser transmittance (laser power emitted from the laser oscillator, reflection on the window glass) with a laser oscillator output of 100 W, with snow particles generated during laser processing attached to the exit window glass 6. It shows the relationship between I) and the photodiode output described above. It is shown that as the laser transmittance decreases, the reflectance at the exit window glass 6 increases. Note that this detection signal is proportional to the laser power of the scanning device.
従って第２図のフォトダイオードの出力から、出口窓ガ
ラス６の汚染状況を知ることができ、その程度に応じて
出口窓ガラス６の清掃又は取替えにより、所望の安定し
たレーザ加工が行えるものである。Therefore, the contamination status of the exit window glass 6 can be known from the output of the photodiode shown in FIG. 2, and the desired stable laser processing can be performed by cleaning or replacing the exit window glass 6 depending on the degree of contamination. .
またこの出口窓ガラス６でのレーザの反射は、振動ミラ
ー４で一定周期で走査しているために、ガルバミラーの
振動周期で発生する。従っ又この検出信号のレベル変化
の周期的変化を検出することによって、振動ミラーの振
動周波数の監視、つまり振動ミラーの振動状況を知るこ
とができ、設定周波数から外れた場合にけガルバミラー
の振動を調整することにより安定な規定周波数でレーザ
加工を行なうことができるものである。Further, the reflection of the laser on the exit window glass 6 occurs at the vibration period of the galvanic mirror because the vibration mirror 4 scans at a constant period. Therefore, by detecting periodic changes in the level changes of this detection signal, the vibration frequency of the vibrating mirror can be monitored, that is, the vibration status of the vibrating mirror can be known, and if the frequency deviates from the set frequency, the vibration of the galvanic mirror can be detected. By adjusting the , laser processing can be performed at a stable specified frequency.
以上は主として振動ミラーの場合について段切したが、
第３図Ａに示す回転ミラー４′を用いた場合にも同様に
実施できることは勿論である。更に又第３図Ｂに示す如
くｆ○ミラーに代えてｆｅレンズ５′を用いることもで
きる。The above is mainly concerned with the case of vibrating mirrors, but
It goes without saying that the same method can be implemented using the rotating mirror 4' shown in FIG. 3A. Furthermore, as shown in FIG. 3B, an FE lens 5' may be used in place of the f* mirror.
次に第４図は本実施例の電気回路構成図である。Next, FIG. 4 is a diagram showing the electrical circuit configuration of this embodiment.
１ｏはレーザ発振器ｌの出、カレーザバヮー検出器テあ
り、１１で増幅する。なお、パルスレーザの揚合忙は１
２で平均化する。一方出口窓ガラス６で反射したレーザ
を９の光検出器例えばピンフォートダイオードで検出し
、１３で増幅、１４で平均化する。1o is the output of the laser oscillator 1, there is a laser beam detector, and 11 amplifies the output. In addition, the pulse laser lift time is 1
Average by 2. On the other hand, the laser reflected by the exit window glass 6 is detected by a photodetector 9 such as a pinfort diode, amplified by 13, and averaged by 14.
前述１２の出力信号と１４の出力信号とを１５で除算演
算する。この結果を１６の比較器で１７の設定値との比
較を行い、この結果を１８に表示する。なお除算演算を
行うのは検出器１０の信号レベルは、Ｊのレーザ発振器
のレーザ出力によって変化するためである。以上が第１
の発明である。次に第２の発明について説明する。１３
の増幅信号を１９の包絡線回路を通して、２０で周波数
を電圧信号に変換し、２１の比較器で２２の設定信号と
の比較を行いこの結果を１８に表示する。The aforementioned 12 output signals and 14 output signals are divided by 15. This result is compared with the set value of 17 by comparator 16, and this result is displayed on 18. Note that the division operation is performed because the signal level of the detector 10 changes depending on the laser output of the J laser oscillator. The above is the first
It is an invention of Next, the second invention will be explained. 13
The amplified signal is passed through an envelope circuit 19, the frequency is converted into a voltage signal at 20, the comparator 21 compares it with the setting signal 22, and the result is displayed at 18.
なお、以上の実施例電気回路構成は、便宜上保護透明板
の汚染状況監視（第１の発明）と、振動ミラー又は回転
ミラーの作動状況監視（第２の発明）とを同時に行ない
うるものを示した。It should be noted that, for convenience, the electrical circuit configuration of the embodiment described above is one that can simultaneously monitor the contamination status of the protective transparent plate (first invention) and the operating status of the vibrating mirror or rotating mirror (second invention). Ta.
以上説明したように、スキャニング装置の出口窓ガラス
６で反射したレーザを検出して、適当に信号処理を行な
うことにより窓ガラスの汚れと、振動ミラーの周動周波
数を監視することが可能となり、高精度且つ安定なレー
ザ加工を行なうことができるものである。As explained above, by detecting the laser reflected by the exit window glass 6 of the scanning device and performing appropriate signal processing, it is possible to monitor the dirt on the window glass and the circumferential frequency of the vibrating mirror. It is possible to perform highly accurate and stable laser processing.
第１図はレーザ加工装置の一例の説明図、第２図はスキ
ャニング装置出口窓ガラスのレーザ透過率と窓ガラス反
射レーザ光を検出したフォトダイオード出力との関係を
示す図表、第３図Ａ、Ｂは第１図装置の一部変更例を示
す図面、第４図は本発明実施例の電気回路構成−である
。
１・・・レーザ発信器、２・・・スキャニング装置、６
・・・出口窓ガラス、７・・・被加工物表面代理人 弁
理士 矢 葺 知 之 外１名第１図
笛 ３図
（Ｉ／Ｉ、）（Ｂ）
第４図Fig. 1 is an explanatory diagram of an example of a laser processing device, Fig. 2 is a chart showing the relationship between the laser transmittance of the scanning device exit window glass and the output of the photodiode that detects the laser beam reflected from the window glass, and Fig. 3A. B is a drawing showing a partial modification of the device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an electric circuit configuration of an embodiment of the present invention. 1... Laser transmitter, 2... Scanning device, 6
...Exit window glass, 7... Workpiece surface agent Patent attorney Tomoyuki Ya Fuki (1 person) Fig. 1 Whistle Fig. 3 (I/I, ) (B) Fig. 4
Claims (1)
は回転ミラーで集光ミラー又は集光レンズに入射さセ、
保護透明板を通して被加工物表面で集光走査するレーザ
加工装置において上記レーザ発信器から発信されたレー
ザと上記保護透明板から反射したレーザ検出器信号との
比を計測し、設定値との差により上記保護透明板の汚染
状況を知ることを特徴とする、レーザ加工装置のモニタ
ーリング方法。 ２、 レーザ発信器から発信されたレーザを振動ミラー
又は回転ミラーで集光ミラー又は集光レンズに入射させ
、保護透明板を通して被加工物表面で集光走査するレー
ザ加工装置において、上記保護透明板から反射したレー
ザ検出器信号な包絡線処理してその周波数をめ、設定周
波数との差によって上記振動ミラー又は回転ミラーの作
動状況を知ることを特徴とする、レーザ加工装置のモニ
ターリング方法。[Claims] 1. A laser emitted from a laser transmitter is incident on a condensing mirror or a condensing lens using a vibrating mirror or a rotating mirror,
In a laser processing device that condenses and scans the workpiece surface through a protective transparent plate, the ratio of the laser emitted from the laser transmitter to the laser detector signal reflected from the protective transparent plate is measured, and the difference from the set value is measured. A method for monitoring laser processing equipment, characterized in that the contamination status of the protective transparent plate is determined by: 2. In a laser processing device in which a laser beam emitted from a laser transmitter is made incident on a condensing mirror or a condensing lens using a vibrating mirror or a rotating mirror, and the laser beam is condensed and scanned on the surface of the workpiece through a protective transparent plate, the above-mentioned protective transparent plate 1. A method for monitoring a laser processing device, comprising processing an envelope of a laser detector signal reflected from a laser beam to determine its frequency, and determining the operating status of the vibrating mirror or rotating mirror based on the difference from a set frequency.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124646A JPS6018288A (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | Monitoring method of laser working device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58124646A JPS6018288A (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | Monitoring method of laser working device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6018288A true JPS6018288A (en) | 1985-01-30 |
| JPS6245036B2 JPS6245036B2 (en) | 1987-09-24 |
Family
ID=14890554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58124646A Granted JPS6018288A (en) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | Monitoring method of laser working device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018288A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4777341A (en) * | 1987-08-18 | 1988-10-11 | Quantum Laser Corporation | Back reflection monitor and method |
| US5938953A (en) * | 1996-07-27 | 1999-08-17 | Jurca Optoelektronik Gmbh | Laser beam apparatus for machining a workpiece |
| JP2010240674A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Ihi Corp | Laser welding device and laser welding method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4253365B2 (en) * | 1997-10-17 | 2009-04-08 | オリンパス株式会社 | Wafer transfer device |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP58124646A patent/JPS6018288A/en active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4777341A (en) * | 1987-08-18 | 1988-10-11 | Quantum Laser Corporation | Back reflection monitor and method |
| US5938953A (en) * | 1996-07-27 | 1999-08-17 | Jurca Optoelektronik Gmbh | Laser beam apparatus for machining a workpiece |
| JP2010240674A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Ihi Corp | Laser welding device and laser welding method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6245036B2 (en) | 1987-09-24 |
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