WO2021117850A1 - レーザ装置 - Google Patents
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Definitions
- the technology disclosed here relates to a laser device.
- Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus.
- This laser processing device includes a holding means for holding the work, a laser light irradiating means for irradiating the work with laser light to perform a predetermined processing process, and a mirror means for reflecting the laser light and introducing the laser light irradiating means.
- An extraction means that branches and extracts a part of the laser light into the optical path of the laser light, a light receiving means that receives the laser light extracted by the extraction means, and a deviation of the optical axis of the laser light based on a signal from the light receiving means. It is provided with a detection means for detecting the above and a control means for controlling the reflection direction of the laser beam of the mirror means located in front of the extraction means according to the detection result of the detection means.
- the technique disclosed here aims to provide a laser device capable of determining the cause of an abnormality in the laser beam incident on the irradiated object.
- the technique disclosed herein relates to a laser device that irradiates an object to be irradiated with laser light, and the laser device is emitted from a laser light source that emits the laser light, a reference light source that emits reference light, and the laser light source.
- the first reflecting surface that guides the laser light to the object to be irradiated by reflecting the laser light in a direction different from the traveling direction, and the reference light emitted from the reference light source is reflected in a direction different from the traveling direction.
- the second reflection surface has a second reflection surface, and when the inclination angle of the first reflection surface with respect to the optical path of the laser light incident on the first reflection surface changes, the second reflection of the reference light incident on the second reflection surface with respect to the optical path.
- a folded mirror whose surface inclination angle changes, a reference receiver that receives the reference light reflected by the second reflecting surface of the folded mirror, and a laser beam from the first reflecting surface of the folded mirror toward the object to be irradiated.
- a condensing lens that is arranged in the optical path of the above and condenses the laser light, a partial reflection mirror that reflects a part of the laser light from the condensing lens toward the object to be irradiated, and the partial reflection mirror.
- the inclination angle of the first reflecting surface of the folded mirror with respect to the optical path of the laser light incident on the first reflecting surface of the folded mirror based on the output of the partial receiver that receives a part of the laser light and the output of the reference receiver. It is provided with a control unit that detects the abnormality of the laser beam and detects the abnormality of the spot of the laser light in the irradiated object based on the output of the partial receiver.
- the cause of the abnormality of the laser beam incident on the irradiated object is based on the result of the abnormality detection based on the output of the reference receiver and the result of the abnormality detection based on the output of the partial receiver. Can be determined.
- FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of a laser machining system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a schematic view illustrating the configuration of the laser apparatus.
- FIG. 3 is a schematic plan view illustrating the configuration of the reference receiver.
- FIG. 4 is a schematic view illustrating a change in the optical path accompanying a change in the position of the folded mirror.
- FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the light receiving position of the reference light, the output of the reference light receiver, and the position of the laser spot.
- FIG. 6 is a diagram illustrating correspondence relationship information.
- FIG. 7 is a timing chart for explaining the basic processing.
- FIG. 8 is a flowchart for explaining the abnormality detection process.
- FIG. 9 is a diagram for explaining the abnormality determination of the laser spot.
- FIG. 10 is a flowchart for explaining the calibration process.
- FIG. 1 illustrates the configuration of the laser machining system 1 according to the embodiment.
- the laser processing system 1 processes a work (not shown) using a laser beam LB. Specifically, the laser processing system 1 cuts the work by irradiating the work with laser light LB.
- the laser processing system 1 includes a laser device 10, an optical fiber 20, and an emission head 25.
- the laser device 10 irradiates the end portion (end face) of the optical fiber 20 with the laser beam LB.
- the end of the optical fiber 20 is an example of an object to be irradiated.
- optical fiber 20 One end of the optical fiber 20 is connected to the laser oscillator 11 of the laser apparatus 10, and the other end of the optical fiber 20 is connected to the exit head 25.
- the optical fiber 20 guides the laser beam LB emitted from the laser apparatus 10 to the emission head 25.
- the optical fiber 20 has a first core 20a, a second core 20b surrounding the first core 20a, and a film 20c surrounding the second core 20b.
- the cross-sectional shape of the first core 20a is circular.
- the cross-sectional shape of the second core 20b is an annular shape.
- a first clad (not shown) is provided between the second core 20b and the film 20c, and a second clad (not shown) is provided between the first core 20a and the second core 20b.
- the refractive indexes of the first clad and the second clad are lower than the refractive indexes of the first core 20a and the second core 20b.
- the second clad may be omitted, and the refractive index of the first core 20a may be higher than the refractive index of the second core 20b.
- the emission head 25 irradiates the work (not shown) with the laser beam LB guided by the optical fiber 20.
- the laser device 10 includes a laser oscillator 11, an operation unit 12, a display unit 13, and a control unit 14.
- the laser oscillator 11 irradiates the end of the optical fiber 20 as an object to be irradiated with the laser beam LB connected to the laser oscillator 11.
- the laser oscillator 11 includes a housing 15, a plurality of laser modules 16, a coupling unit 17, and a condensing unit 18.
- the laser oscillator 11 is a DDL (Direct Diode Laser) oscillator.
- the housing 15 houses a plurality of laser modules 16, a coupling unit 17, and a condensing unit 18.
- Each of the plurality of laser modules 16 emits a laser beam.
- the laser module 16 has a laser array composed of a plurality of laser diodes (not shown), each of which emits a laser beam having a different wavelength. Then, the laser module 16 wavelength-synthesizes the laser beams emitted from the plurality of laser diodes, and emits the wavelength-synthesized laser beam as the laser beam.
- the output of the laser module 16 may be variable.
- the output control of the laser module 16 may be performed by the control unit 14.
- the coupling unit 17 includes a laser light source 101, a reference light source 102, a first folded mirror 201, a second folded mirror 202, and a reference receiver 300, and the condensing unit 18 has a condensing unit 18. It has a condenser lens 400, a partial reflection mirror 500, a partial light receiver 600, a shutter 700, a beam damper 800, and a detector 900.
- the laser light source 101 emits the laser beam LB.
- the laser light source 101 as a coupler, combines the laser beams emitted from the plurality of laser modules 16 and emits the combined laser beams as the laser beam LB.
- the laser light source 101 as a coupler is composed of a plurality of optical components such as a mirror, a lens, and a beam splitter.
- the output of the laser light source 101 may be variable.
- the output control of the laser light source 101 may be performed by the control unit 14.
- the laser light source 101 is a coupler, it may be configured as an excitation unit including a plurality of laser modules 16. As a result, the laser light source 101 as an excitation unit combines the laser beams emitted from the plurality of laser modules 16 and emits the combined laser beams as the laser beam LB.
- the reference light source 102 emits the reference light RL.
- the reference light source 102 emits the reference light RL so that the reference light RL is diffused at a predetermined diffusion angle.
- the reference light source 102 emits the reference light RL so that the reference light RL gradually spreads in the traveling direction.
- the first folding mirror 201 guides the laser beam LB to the second folding mirror 202 by reflecting the laser beam LB emitted from the laser light source 101 in a direction different from the emitted traveling direction.
- the second folded mirror 202 guides the laser light LB to the end of the optical fiber 20 by reflecting the laser light LB reflected by the first folded mirror 201 in a direction different from the traveling direction.
- the second folded mirror 202 is composed of a folded mirror 200 having a first reflecting surface 200a and a second reflecting surface 200b.
- the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 reflects the laser light LB emitted from the laser light source 101 (in this example, the laser light LB reflected by the first folded mirror 201) in a direction different from the traveling direction.
- the laser beam LB is guided to the end of the optical fiber 20.
- the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200 reflects the reference light RL emitted from the reference light source 102 in a direction different from the traveling direction.
- the folded mirror 200 when the inclination angle of the first reflecting surface 200a with respect to the optical path of the laser light LB incident on the first reflecting surface 200a changes, the second reflection of the reference light RL incident on the second reflecting surface 200b with respect to the optical path.
- the inclination angle of the surface 200b is configured to change.
- the folded mirror 200 is formed in a plate shape, one surface of the folded mirror 200 is the first reflecting surface 200a, and the other surface of the folded mirror 200 is the second reflecting surface 200b.
- the folded mirror 200 can swing so that the inclination angle of the first reflecting surface 200a with respect to the optical path of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a changes.
- the coupling unit 17 has a mirror drive mechanism 250 that drives the folded mirror 200.
- the mirror drive mechanism 250 swings the folded mirror 200 around a predetermined swing axis so that the inclination angle of the reflecting surface of the folded mirror 200 changes.
- the swing axis extends in a direction orthogonal to the traveling direction of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 (in the example of FIG. 2, the direction orthogonal to the paper surface).
- the swing control of the folded mirror 200 (specifically, the control of the mirror drive mechanism 250) is performed by the control unit 14.
- the mirror drive mechanism 250 has a swing motor 251 and an encoder 252.
- a folding mirror 200 is fixed to the rotating shaft of the oscillating motor 251.
- the rotation axis of the swing motor 251 constitutes the swing axis of the folded mirror 200.
- the reference receiver 300 receives the reference light RL reflected by the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200. Then, the reference light receiver 300 outputs an electric signal according to the light receiving state (light receiving position and light receiving intensity) of the reference light RL. The output of the reference receiver 300 is transmitted to the control unit 14.
- the reference receiver 300 has a light receiving surface 301 that receives the reference light RL reflected by the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200.
- the light receiving surface 301 is divided into a plurality of unit regions arranged in a matrix. Then, the reference light receiver 300 outputs an electric signal corresponding to the light receiving intensity of the reference light RL for each unit region of the light receiving surface 301.
- the higher the light receiving intensity of the reference light RL in the unit region of the light receiving surface 301 the higher the level of the electric signal corresponding to the unit region.
- the reference receiver 300 has a light receiving surface 301 and a plurality of light receiving elements 302.
- the plurality of light receiving elements 302 are arranged in a matrix on the light receiving surface 301.
- the plurality of light receiving elements 302 are provided in each of the plurality of unit regions arranged in a matrix of the light receiving surface 301.
- 25 light receiving elements 302 arranged in a matrix of 5 rows and 5 columns are provided on the light receiving surface 301 of the reference light receiving receiver 300.
- the light receiving element 302 outputs an electric signal according to the light receiving intensity of the reference light RL.
- the light receiving element 302 may be a CCD (Charge Coupled Device) or a photodiode.
- the outputs of the plurality of light receiving elements 302 are transmitted to the control unit 14.
- one of the row direction and the column direction of the light receiving element 302 of the reference receiver 300 corresponds to the change in the swing angle of the folded mirror 200. This is the direction along the direction in which the light receiving position of the reference light RL in the reference receiver 300 changes.
- the condenser lens 400 is arranged in the optical path of the laser beam LB from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20 to collect the laser beam LB.
- the condenser lens 400 collects the laser beam LB so that the diameter of the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20 is smaller than the diameter of the first core 20a of the optical fiber 20.
- the condenser lens 400 is movable in the direction from the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20 (hereinafter referred to as "first direction").
- the condensing unit 18 has a lens driving mechanism 450.
- the lens driving mechanism 450 supports the condenser lens 400 and moves the condenser lens 400 in the first direction.
- the lens drive mechanism 450 has a support base that is slidable in the first direction and supports the condenser lens 400, a ball screw that extends in the first direction and is screwed with the support base, and a support base by rotating the ball screw. It is composed of a motor that moves the lens in the first direction.
- the position control of the condenser lens 400 (specifically, the control of the lens drive mechanism 450) is performed by the control unit 14.
- the partial reflection mirror 500 reflects a part of the laser beam LB from the condenser lens 400 toward the end of the optical fiber 20.
- the rest of the laser beam LB from the condenser lens 400 toward the end of the optical fiber 20 passes through the partial reflection mirror 500.
- 0.01% of the laser beam LB from the condenser lens 400 toward the end of the optical fiber 20 is reflected by the partial reflection mirror 500, and 99 of the laser beam LB from the condenser lens 400 toward the end of the optical fiber 20. .99% is transmitted through the partial reflection mirror 500.
- the partial receiver 600 receives a part of the laser beam LB reflected by the partial reflection mirror 500 (hereinafter, referred to as “partial light LBa”). Then, the partial light receiver 600 outputs an electric signal according to the light receiving state (light receiving position and light receiving intensity) of the partial light LBa. The output of the partial receiver 600 is transmitted to the control unit 14.
- the partial light receiver 600 has a light receiving surface 601 that receives the partial light LBa.
- the light receiving surface 601 is divided into a plurality of unit regions arranged in a matrix. Then, the partial light receiver 600 outputs an electric signal corresponding to the light receiving intensity of the partial light LBa for each unit region of the light receiving surface 601.
- the partial receiver 600 has a light receiving surface 601 and a plurality of light receiving elements (not shown).
- the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix on the light receiving surface 601.
- the plurality of light receiving elements of the partial light receiver 600 are provided in each of the plurality of unit regions of the light receiving surface 601.
- the outputs of the plurality of light receiving elements of the partial light receiver 600 are transmitted to the control unit 14.
- the shutter 700 can be switched between an open state and a closed state.
- the shutter 700 is a laser beam LB directed from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20 (in this example, the condensing lens 400 and partial reflection from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200).
- the laser beam LB) toward the end of the optical fiber 20 via the mirror 500 is allowed to enter the end of the optical fiber 20.
- the shutter 700 prohibits the laser beam LB from entering the end of the optical fiber 20 from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20.
- the shutter 700 can move in the direction intersecting the optical path of the laser beam LB toward the end of the optical fiber 20 (hereinafter referred to as "second direction"), and is in the open position (in the solid line of FIG. 2). It can be arranged at the indicated position) and the closed position (the position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 2).
- the open position is a position away from the optical path of the laser beam LB toward the end of the optical fiber 20.
- the closed position is a position existing in the optical path of the laser beam LB toward the end of the optical fiber 20.
- the condensing unit 18 has a shutter drive mechanism 750.
- the shutter drive mechanism 750 supports the shutter 700 and moves the shutter 700 in the second direction.
- the shutter 700 is slidable in the second direction and supports the shutter 700, a ball screw that extends in the second direction and is screwed with the support base, and a support base that is rotated in the second direction by rotating the ball screw. It is composed of a motor that moves to.
- the opening / closing control of the shutter 700 (specifically, the control of the shutter drive mechanism 750) is performed by the control unit 14.
- the beam damper 800 receives the laser beam LB reflected by the shutter 700 in the closed state and converts the laser beam LB into heat to consume the laser beam LB.
- the detector 900 detects the intensity of the laser beam LB.
- the detector 900 is provided near the end (incident end) of the optical fiber 20 and detects the intensity of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20.
- the detector 900 may be a power meter.
- the detector 900 may be provided on the exit head 25. The output of the detector 900 is transmitted to the control unit 14.
- the vertical direction on the paper surface of FIG. 2 is defined as the "X-axis direction”
- the horizontal direction on the paper surface of FIG. 2 is defined as the "Y-axis direction” orthogonal to the X-axis direction
- the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 2 is defined as the "Y-axis direction”.
- the traveling direction of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is the X-axis direction.
- the direction from the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20 is the Y-axis direction.
- the condenser lens 400, the partial reflection mirror 500, and the closed shutter 700 are aligned in the Y-axis direction between the folded mirror 200 and the end of the optical fiber 20.
- the traveling direction of the reference light RL incident on the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200 is the Y-axis direction.
- the direction from the folded mirror 200 to the reference receiver 300 is the X-axis direction.
- the direction of the swing axis of the folded mirror 200 is the Z-axis direction.
- the operation unit 12 is given an operation by the operator, and outputs a signal corresponding to the operation given by the operator. With such a configuration, the operator can operate the operation unit 12 to input information.
- the output of the operation unit 12 is transmitted to the control unit 14.
- the operation unit 12 may be an operation button pressed by the operator, or may be an operation unit of the touch panel.
- the display unit 13 displays information.
- the display unit 13 may be a display unit of a touch panel.
- the control unit 14 is electrically connected to each part of the laser device 10 and can transmit a signal to each part of the laser device 10.
- the control unit 14 is electrically connected to each unit of the laser oscillator 11 (for example, the laser light source 101), the operation unit 12, and the display unit 13. Then, the control unit 14 controls each unit of the laser device 10.
- the control unit 14 controls the swing of the folded mirror 200, controls the position of the condenser lens 400, controls the opening and closing of the shutter 700, and the like.
- the control unit 14 is electrically connected to each unit of the laser processing system 1 (for example, the emission head 25) to control each unit of the laser processing system 1.
- the control unit 14 includes a processor and a memory for storing programs and information for operating the processor. The operation of the control unit 14 will be described in detail later.
- the tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 with respect to the optical path of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 is referred to as "the main tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200".
- the tilt angle of the second reflecting surface 200b of the folding mirror 200 with respect to the optical path of the reference light RL incident on the second reflecting surface 200b of the folding mirror 200 is referred to as "the main tilt angle of the second reflecting surface 200b of the folding mirror 200".
- the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20 is referred to as a “laser spot”.
- the position of the folding mirror 200 changes from the first position (the position shown by the solid line in FIG. 4) to the second position (the position shown by the broken line in FIG. 4)
- the first reflecting surface of the folding mirror 200 The main inclination angle of the 200a changes, and the reflection direction of the laser beam LB on the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 changes.
- the traveling direction of the laser beam LB from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 toward the end of the optical fiber 20 via the condenser lens 400 and the partially reflecting mirror 500 (not shown in FIG. 4) is changed. It changes, and the position of the laser spot (incident position) changes.
- the profile of the laser beam LB that is guided to the emission head 25 via the optical fiber 20 and emitted from the emission head 25 can be changed.
- the profile of the laser beam LB can be made a profile suitable for cutting a thin plate (for example, a plate having a thickness of 1 to 3 mm). ..
- the profile of the laser beam LB has a thickness of a medium-thick plate (for example, 4 to 16 mm). The profile can be made suitable for cutting the plate).
- the profile of the laser beam LB can be made a profile suitable for cutting a thick plate (for example, a plate having a thickness of 18 to 25 mm).
- the main inclination angle of the second reflecting surface 200b of the folding mirror 200 changes, and the second reflection of the folding mirror 200 changes.
- the reflection direction of the reference light RL on the surface 200b changes.
- the traveling direction of the reference light RL from the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200 toward the light receiving surface 601 of the reference receiver 300 changes, and the light receiving position of the reference light RL on the light receiving surface 301 of the reference receiver 300 changes.
- the upper column (upper) of FIG. 5 illustrates the light receiving position of the reference light RL on the light receiving surface 301 of the reference light receiver 300.
- the middle column (middle) of FIG. 5 illustrates the output of the reference receiver 300.
- the rectangle of "A" in the middle column (middle) of FIG. 5 indicates the light receiving element 302 belonging to the row of "A” among the plurality of light receiving elements 302 of the reference receiver 300 (for example, 5 belonging to the row of "A”).
- the output of the light receiving element 302) on the third row located at the center of the two light receiving elements 302 is shown.
- the rectangle of "A" in the middle column (middle) of FIG. 5 indicates the light receiving intensity of the reference light RL in the unit region in which the light receiving element 302 belonging to the row of "A” is arranged.
- the lower column (lower) of FIG. 5 illustrates the laser spot position.
- the position of the laser spot shifts from one end side to the other end side in the X-axis direction (lower part of FIG. 5).
- the light receiving position of the reference light RL on the light receiving surface 301 of the reference receiver 300 is from one end side to the other end side in the Y-axis direction (upper column of FIG. 5).
- the output of the reference receiver 300 is the first state in which the output of the light receiving element 302 of “A” as shown in FIG.
- the optical fiber 20 passes through the condensing lens 400 and the partially reflecting mirror 500 in order from the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200.
- the traveling direction of the laser beam LB toward the end changes, and the position of the laser spot changes.
- the reflection direction of the partial light LB (a part of the laser light LB) in the partial reflection mirror 500 changes due to the change in the traveling direction of the laser light LB incident on the partial reflection mirror 500.
- the traveling direction of the partial light LBa from the partial reflection mirror 500 toward the light receiving surface 601 of the partial receiver 600 changes, and the light receiving position of the partial light LBa on the light receiving surface 601 of the partial receiver 600 changes.
- the focal length of the laser beam LB from the condenser lens 400 to the end of the optical fiber 20 via the partial reflection mirror 500 changes, and the shape of the laser spot changes. ..
- the focal length of the partial light LB from the partial reflection mirror 500 to the partial receiver 600 changes due to the change in the focal length of the laser beam LB incident on the partial reflection mirror 500.
- the shape of the spot of the partial light LBa on the light receiving surface 601 of the partial light receiver 600 changes.
- the control unit 14 generates a spot image (image data) showing a spot of the partial light LBa on the light receiving surface 601 of the partial light receiver 600 based on the output of the partial light receiver 600.
- the spot image includes a spot of partial light LBa formed on the light receiving surface 601 of the partial light receiver 600.
- the first region 611 of the light receiving surface 601 in the spot image corresponds to the first core 20a of the optical fiber 20, and the second region 612 of the light receiving surface 601 in the spot image corresponds to the second core 20b of the optical fiber 20.
- the spot state (position and shape) of the partial light LBa in the spot image corresponds to the state of the laser spot. For example, when the spot of the partial light LBa is located in the first region 611 in the spot image, the laser spot is located in the first core 20a.
- the correspondence information shows the correspondence between the target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20, the target output of the reference receiver 300, and the target output of the partial receiver 600.
- target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is simply referred to as “target state”
- the target output of the reference receiver 300 is referred to as “target reference output”
- the partial receiver 600 is described.
- the target output is described as "target partial output”.
- the first (FIG. 6A) target state corresponds to a state in which the laser spot is located in the first region of the second core 20b.
- the first region of the second core 20b is a region of the second core 20b located on one end side (upper side in the example of FIG. 6) of the first core 20a in the X-axis direction.
- the second (FIG. 6B) target state corresponds to a state in which the laser spot straddles the first region of the first core 20a and the second core 20b.
- the third (FIG. 6 (C)) target state corresponds to the state in which the laser spot is located on the first core 20a.
- the fourth (FIG. 6D) target state corresponds to a state in which the laser spot straddles the second region of the first core 20a and the second core 20b.
- the second region of the second core 20b is a region of the second core 20b located on the other end side (lower side in the example of FIG. 6) of the first core 20a in the X-axis direction.
- the fifth (FIG. 6 (E)) target state corresponds to a state in which the laser spot is located in the second region of the second core 20b.
- the target reference output of the first (FIG. 6 (A)) corresponding to the target state of the first (FIG. 6 (A)) is that the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is the first target. It is set to the output of the reference receiver 300 when it is in the state.
- Each is set to 300 outputs.
- the target reference output may be set based on an experiment or a simulation, or may be performed by the same process as the calibration process described later.
- the target partial output of the first (FIG. 6 (A)) corresponding to the target state of the first (FIG. 6 (A)) the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is the first (FIG. 6 (A)). It is set to the output of the partial receiver 600 (in this example, a spot image generated based on the output of the partial receiver 600) in the target state of 6 (A)).
- the control unit 14 performs basic processing.
- the basic process is a process performed to irradiate the end portion of the optical fiber 20 with the laser beam LB.
- the basic process is an example of setting the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 to the target state shown in the correspondence information.
- the control unit 14 performs basic processing before starting the operation of the laser device 10.
- control unit 14 performs a target setting operation, an adjustment operation, and a shutter control operation.
- the control unit 14 selects one target state from the correspondence information. For example, when the operation unit 12 is given a target specification operation for designating a target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20, the control unit 14 responds to the target specification operation and performs a target setting operation. I do. As a result, the target state specified by the operator is selected from the correspondence information.
- the control unit 14 may be configured to automatically perform the target setting operation based on other information such as information on the processing conditions in the laser processing system 1 (for example, information indicating the thickness of the work).
- the control unit 14 activates the laser light source 101 and the reference light source 102.
- the shutter 700 is maintained in the closed state.
- the control unit 14 mainly sets the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 so that the output of the reference receiver 300 approaches a predetermined target reference output (target output of the reference receiver 300).
- the inclination angle (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a with respect to the optical path) is adjusted.
- the control unit 14 approaches the predetermined target reference output of the reference receiver 300, and the output of the partial receiver 600 approaches the predetermined target partial output (partial receiver).
- the main tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is adjusted, and the position of the condenser lens is adjusted so as to approach the target output of 600).
- the target reference output in the adjustment operation is the target reference output shown in the correspondence information, and specifically, the target reference output corresponding to the target state selected in the target setting operation.
- the target partial output in the adjustment operation is the target partial output shown in the correspondence information, and specifically, is the target partial output corresponding to the target state selected in the target setting operation.
- the output of the reference receiver 300 becomes a predetermined target reference output (target output of the reference receiver 300), and the output of the partial receiver 600 becomes a predetermined target partial output (target partial output).
- the shutter 700 is opened from the closed state on condition that the target output of the partial receiver 600) and the laser output (that is, the intensity of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20) become the predetermined target output. Put it in a state.
- the target reference output in the shutter control operation is the target reference output shown in the correspondence information, and specifically, the target state (at the end of the optical fiber 20) selected in the target setting operation. It is a target reference output corresponding to the target state of the incident laser beam LB).
- the target partial output in the shutter control operation is the target partial output shown in the correspondence information, and specifically, the target partial output corresponding to the target state selected in the target setting operation.
- the control unit 14 determines that the reference receiver 14 has a duration of a state in which the degree of coincidence between the output of the reference receiver 300 and the target reference output exceeds a predetermined threshold value exceeds a predetermined reference time. Consider that the output of 300 has become the target reference output.
- the control unit 14 considers that the output of the partial receiver 600 has become the target partial output when the degree of coincidence between the output of the partial receiver 600 and the target partial output exceeds a predetermined threshold value.
- the output of the reference receiver 300 refers to the target when the duration of the state in which the degree of coincidence between the output of the partial receiver 600 and the target partial output exceeds the threshold value exceeds a predetermined reference time. It may be configured to be considered as output.
- the above-mentioned state in which the laser output becomes the target output includes not only a state in which the laser output and the target output completely match, but also a state in which the laser output and the target output are considered to match.
- the control unit 14 considers that the laser output has reached the target output when the intensity of the laser beam LB detected by the detector 900 falls within a predetermined allowable range.
- the control unit 14 considers that the laser output has reached the target output when the duration of the state in which the intensity of the laser beam LB detected by the detector 900 is within the permissible range exceeds a predetermined reference time. It may be configured as follows.
- the target reference output and the target partial output are set.
- the target state is selected from the correspondence information.
- the control unit 14 adjusts the position (specifically, the swing angle) of the folded mirror 200 so that the output of the reference receiver 300 approaches the target reference output. As a result, the amount of misalignment of the folded mirror 200 gradually decreases.
- the laser output has reached the target output.
- the intensity of the laser beam LB detected by the detector 900 falls within an allowable range.
- the amount of misalignment of the folding mirror 200 falls within the permissible range RR. In other words, the degree of coincidence between the output of the reference receiver 300 and the target reference output exceeds the threshold value.
- the duration of the state in which the amount of misalignment of the folding mirror 200 is within the permissible range RR exceeds the reference time TT.
- the duration of the state in which the degree of coincidence between the output of the reference receiver 300 and the target reference output exceeds the threshold value exceeds the reference time.
- the control unit 14 adjusts the position of the condenser lens 400 so that the output of the partial receiver 600 approaches the target partial output.
- the state (shape and position of the spot) of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 gradually approaches the target state.
- the position control of the condenser lens 400 may be performed before the output of the reference receiver 300 is considered to be the target reference output (before the time t3 in the example of FIG. 7).
- the output of the partial receiver 600 is considered to have reached the target partial output.
- the degree of coincidence between the output of the partial receiver 600 (specifically, the spot image) and the target partial output exceeds the threshold value.
- the condition for changing the shutter 700 from the closed state to the open state is satisfied, and the control unit 14 changes the shutter 700 from the closed state to the open state.
- the laser beam LB heading toward the end of the optical fiber 20 enters the end of the optical fiber 20 and is guided to the exit head 25 via the optical fiber 20 from the exit head 25 to the work (not shown). It is emitted.
- time t5 After time t5, the same operation as the operation in the period from time t0 to time t5 is performed.
- the laser apparatus 10 of the embodiment receives the folded mirror 200 having the first reflecting surface 200a and the second reflecting surface 200b and the reference light RL reflected by the second reflecting surface 200b of the folded mirror 200.
- a reference receiver 300 is provided.
- the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the folding mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path). ) Can be detected.
- the output of the encoder 252 does not reflect the deviation of the reference angle (tilt angle in the reference posture) of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200. Therefore, in the detection of the main tilt angle of the first reflecting surface 200a based on the output of the encoder 252, the change in the main tilt angle of the first reflecting surface 200a due to the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is detected. Cannot be detected.
- the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 is caused by the installation deviation of the folding mirror 200, the distortion of the folding mirror 200, and the like.
- the main inclination angle (first reflecting surface) of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is based on the light receiving state (light receiving position and light receiving intensity) of the reference light RL in the reference receiver 300.
- the inclination angle of the laser beam LB incident on the 200a with respect to the optical path) can be detected.
- the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is reflected in the light receiving state of the reference light RL in the reference receiver 300.
- the first reflecting surface 200a caused by the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200. It is possible to detect a change in the main inclination angle of. Thereby, it is possible to detect the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200.
- the deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 is not only a change in the tilt angle of the first reflecting surface 200a in the swing direction of the folding mirror 200 (that is, a change in the main tilt angle), but also the folding mirror. It may cause a change in the inclination angle of the first reflecting surface 200a in a direction different from the swing direction of the 200.
- a plurality of light receiving elements 302 are arranged in a matrix on the light receiving surface 301 of the reference light receiving device 300. That is, the light receiving surface 301 of the reference light receiving device 300 is divided into a plurality of unit areas arranged in a matrix, and the reference light receiving device 300 detects the light receiving intensity of each unit area of the light receiving surface 301. With such a configuration, it is possible to two-dimensionally detect a change in the light receiving state of the reference light RL incident on the light receiving surface 301 of the reference light receiving device 300.
- the change in the tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 can be detected two-dimensionally, so that the tilt of the first reflecting surface 200a that can be detected based on the output of the reference receiver 300 can be detected.
- the number of directions of change in the angle can be increased. For example, not only the change in the tilt angle of the first reflecting surface 200a in the swing direction of the folded mirror 200 (that is, the change in the main tilt angle), but also the change in the first reflecting surface 200a in a direction different from the swing direction of the folded mirror 200.
- a change in the inclination angle (for example, a change caused by a deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a) can also be detected.
- the detection can be performed based on the output of the reference receiver 300. It is possible to increase the types of anomalies in the inclination angle of the first reflecting surface 200a. For example, an abnormality in the inclination angle of the first reflecting surface 200a in a direction different from the swing direction of the folded mirror 200 based on the output of the reference receiver 300 (an abnormality caused by a deviation of the reference angle of the first reflecting surface 200a). Can be detected.
- the folded mirror 200 can swing.
- the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a with respect to the optical path) can be adjusted.
- the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 can be appropriately adjusted based on the light receiving state of the reference light RL in the reference receiver 300. Thereby, the position (incident position) of the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20 can be appropriately adjusted.
- the condenser lens 400 and the partial reflection mirror 500 are provided, and the partial receiver 600 that receives the partial light LBa (a part of the laser light LB) reflected by the partial reflection mirror 500.
- the partial receiver 600 that receives the partial light LBa (a part of the laser light LB) reflected by the partial reflection mirror 500.
- the light receiving state (light receiving position and light receiving intensity) of the partial light LBa in the partial light receiver 600 and the spot state of the laser light LB at the end of the optical fiber 20. Therefore, the state of the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20 can be detected based on the light receiving state of the partial light LBa in the partial receiver 600.
- the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 (laser light LB incident on the first reflecting surface 200a) is based on the light receiving state of the reference light RL in the reference receiver 300. Abnormality of the inclination angle with respect to the optical path) can be detected, and an abnormality of the spot of the laser light LB at the end of the optical fiber 20 can be detected based on the light receiving state of the partial light LBa in the partial light receiver 600. ..
- the end of the optical fiber 20 is formed.
- the cause of the abnormality of the incident laser beam LB can be determined. This makes it possible to easily identify the location that causes the abnormality of the laser beam LB.
- a detector 900 for detecting the intensity of the laser beam LB is provided.
- the intensity of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 can be detected based on the output of the detector 900.
- the position of the folding mirror 200 is used.
- a predetermined waiting time elapses from the start of the control, it is considered that the positioning of the folding mirror 200 is completed.
- This waiting time is set to the time required to reliably set the position of the folded mirror 200 to the target position. Therefore, it is difficult to shorten the time (setting time) from the start of controlling the position of the folding mirror 200 to the completion of the positioning of the folding mirror 200.
- the position of the folded mirror 200 can be confirmed in real time based on the output of the reference receiver 300, the positioning of the folded mirror 200 can be completed quickly. As a result, the settling time can be shortened.
- control unit 14 performs an abnormality detection process.
- the abnormality detection process is a process performed to detect an abnormality in the laser beam LB.
- the control unit 14 performs an abnormality detection process during the operation of the laser device 10.
- the control unit 14 is configured to perform the abnormality detection process when the execution of the abnormality detection process is instructed (for example, when an operation for instructing the execution of the abnormality detection process is given to the operation unit 12). You may. Further, the abnormality detection process is performed when the cumulative operating time of the laser device 10 reaches a predetermined time (for example, 1000 hours) before shipment from the factory, during installation, during maintenance and inspection, and after installation (or after maintenance and inspection). You may.
- a predetermined time for example, 1000 hours
- the control unit 14 performs an abnormality detection process after activating the laser device 10. At this time, it is desirable to start the laser device 10 with the shutter 700 kept in the closed state. Specifically, the control unit 14 activates the laser light source 101 and the reference light source 102, appropriately adjusts the position of the folding mirror 200 and the position of the condenser lens 400, and then starts the abnormality detection process.
- the control unit 14 may be configured to perform the target setting operation and the adjustment operation of the basic processing before the abnormality detection processing.
- the control unit 14 determines the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the folded mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path) based on the output of the reference receiver 300. ) Is detected.
- the control unit 14 detects an abnormality in the position (specifically, the swing angle) of the folded mirror 200 based on the output of the reference receiver 300.
- the abnormality in the position of the folded mirror 200 corresponds to the abnormality in the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200. Therefore, by detecting the abnormality in the position of the folding mirror 200, it is possible to detect the abnormality in the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200.
- control unit 14 detects an abnormality in the laser spot (the spot of the laser light LB at the end of the optical fiber 20) based on the output of the partial receiver 600.
- control unit 14 detects an abnormality in the laser output (intensity of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20) based on the output of the detector 900.
- control unit 14 can output the first information, the second information, and the third information in the abnormality detection process. Then, the control unit 14 preferentially outputs the second information over the third information, and preferentially outputs the first information over the second information.
- the first information, the second information, and the third information will be described in detail later.
- the control unit 14 has an abnormality in the position of the folded mirror 200, an abnormality in the laser spot (spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20), and a laser output.
- the shutter 700 is changed from the open state to the closed state.
- step ST11 the control unit 14 determines whether or not there is an abnormality in the position of the folded mirror 200 based on the output of the reference receiver 300. If there is an abnormality in the position of the folded mirror 200 (that is, if there is an abnormality in the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200), the process of step ST14 is performed, and if not, step ST12 Is processed.
- the control unit 14 of the folding mirror when it is determined that the position is normal and the degree of coincidence between the output of the reference receiver 300 and the target reference output does not exceed the threshold value, it is determined that the position of the folding mirror is abnormal.
- the above target reference output is the target reference output shown in the correspondence information, and specifically, the target reference output corresponding to the target state selected in the target setting operation.
- step ST12 the control unit 14 determines whether or not the laser spot (the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20) is abnormal based on the output of the partial receiver 600. If there is an abnormality in the laser spot, the process of step ST15 is performed, and if not, the process of step ST13 is performed.
- the control unit 14 sets the laser spot when the degree of coincidence between the output of the partial receiver 600 and the predetermined target partial output (target output of the partial receiver 600) exceeds a predetermined threshold value.
- the target partial output is the target partial output shown in the correspondence information, and specifically, the target partial output corresponding to the target state selected in the target setting operation.
- the control unit 14 generates a spot image (an image including a spot of the partial light LBa formed on the light receiving surface 601 of the partial light receiver 600) based on the output of the partial light receiver 600. Then, the control unit 14 determines whether or not the laser spot is abnormal based on the spot image.
- the target output of the partial receiver 600 is the target reference output corresponding to the third target state of the correspondence information in FIG. 6 (the output of the partial receiver 600 when the laser spot is located on the first core 20a). If so, when the spot state (position and shape) of the partial light LBa in the spot image is the state shown in the upper left column of FIG. 9, the control unit 14 determines that the laser spot is normal (determination result). OK). On the other hand, when the state of the spot of the partial light LBa in the spot image is not the state shown in the upper left column of FIG. 9, the control unit 14 determines that the laser spot is abnormal (determination result NG).
- step ST13 the control unit 14 determines whether or not the laser output (intensity of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20) is abnormal based on the output of the detector 900. If there is an abnormality in the laser output, the process of step ST16 is performed, and if not, the abnormality detection process is terminated.
- control unit 14 determines that the laser output is normal when the intensity of the laser beam LB detected by the detector 900 is within a predetermined allowable range, and is detected by the detector 900. When the intensity of the laser beam LB is not within the permissible range, it is determined that the laser output is abnormal.
- the first information is information for notifying an abnormality in the position of the folded mirror 200. That is, the first information is information for notifying an abnormality of the main inclination angle (inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path) of the first reflection surface 200a of the folded mirror 200.
- the first information may be information for prompting the inspection of the folded mirror 200.
- control unit 14 outputs the first information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the first information.
- the control unit 14 outputs the first information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the first information.
- Step ST15 when there is an abnormality in the laser spot (the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20), the control unit 14 outputs the second information in step ST15.
- the second information is information for notifying the abnormality of the laser spot.
- the second information may be information for prompting the inspection of parts (condensing lens 400, partial reflection mirror 500, etc.) that may affect the state (position and shape) of the laser spot. ..
- control unit 14 outputs the second information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the second information.
- the operator can be notified of the abnormality of the laser spot.
- the third information is information for notifying an abnormality of the laser output.
- the third information may be information for encouraging the inspection of parts (laser light source 101, etc.) that may affect the laser output.
- control unit 14 outputs the third information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the third information. This makes it possible to notify the operator of an abnormality in the laser output.
- the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 is based on the output of the reference receiver 300. Abnormality of the inclination angle of the laser beam LB with respect to the optical path) can be detected. Further, based on the output of the partial receiver 600, it is possible to detect an abnormality in the laser spot (the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20).
- the cause of the abnormality of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is determined. It can be determined. This makes it possible to easily identify the location that causes the abnormality of the laser beam LB.
- an abnormality of the laser output (intensity of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20) can be detected based on the output of the detector 900. .. Thereby, it is possible to determine whether or not the cause of the abnormality of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is the abnormality of the laser output.
- the control unit 14 returns more than the second information for notifying the abnormality of the laser spot (the spot of the laser light LB at the end of the optical fiber 20) in the abnormality detection process.
- the first information for notifying the abnormality of the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path) is preferentially output.
- the swing angle (tilt angle) of the folded mirror 200 is adjusted in order to eliminate the abnormality of the main tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200, and the light is focused in order to eliminate the abnormality of the laser spot.
- the position of the lens 400 is adjusted.
- the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200 can be used.
- the traveling direction of the laser beam LB toward the condenser lens 400 becomes normal, and as a result, the state of the laser spot can be appropriately controlled by adjusting the position of the condenser lens 400. Therefore, by preferentially outputting the first information over the second information, it is possible to preferentially eliminate the abnormality of the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200, so that the end of the optical fiber 20 can be eliminated. It is possible to efficiently eliminate the abnormality of the laser beam LB incident on the portion.
- the control unit 14 has more information than the third information for notifying the abnormality of the laser output (intensity of the laser light incident on the end of the optical fiber 20) in the abnormality detection process.
- the first information and the second information are output preferentially. With such a configuration, the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the folded mirror 200 (the inclination angle of the laser light LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path) and the laser spot (the end portion of the optical fiber 20) are abnormal.
- the laser output is appropriate when there is no abnormality in both the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 and the laser spot. Can be adjusted to.
- the control unit 14 determines the laser output (intensity of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20) based on the intensity of the laser light (partial light LBa) received by the partial light receiver 600. ) May be configured to detect anomalies. Specifically, the control unit 14 determines that the laser output is normal when the intensity of the partial light LBa received by the partial light receiver 600 is within a predetermined allowable range, and determines that the laser output is normal, and the partial light receiver 600 When the intensity of the partial light LBa received by the laser is not within the permissible range, it may be determined that the laser output is abnormal.
- the detector 900 can be omitted. Further, the laser output (intensity of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20) can be detected based on the intensity of the partial light LB (a part of the laser light LB) received by the partial light receiver 600. it can. As a result, the abnormality of the laser output can be detected, so that it is possible to determine whether or not the cause of the abnormality of the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20 is the abnormality of the laser output.
- the control unit 14 determines the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the folded mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path) based on the output of the encoder 252. ) May be configured to detect anomalies. For example, when the control unit 14 matches the output of the encoder 252 with the predetermined target output of the encoder 252 (the output of the encoder 252 corresponding to the target position of the folding mirror 200) exceeds a predetermined threshold value.
- the first of the folding mirror 200 It is determined that the main inclination angle of the reflecting surface 200a is abnormal.
- the control unit 14 determines the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 based on the result of abnormality detection based on the output of the reference receiver 300 and the result of abnormality detection based on the output of the encoder 252. It may be configured to determine the type of anomaly of the tilt angle of. For example, when an abnormality is detected based on the output of the reference receiver 300 and an abnormality is detected based on the output of the encoder 252, the control unit 14 causes the main inclination of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200. It is determined that the angle (the angle of inclination of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a with respect to the optical path) is abnormal.
- the control unit 14 refers to the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200. It is determined that there is an angle shift (for example, distortion of the folded mirror 200). Further, the control unit 14 may be configured to output information for notifying the type of abnormality in the inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 in the abnormality detection process.
- the control unit 14 performs a calibration process.
- the calibration process is a process performed to update the correspondence information.
- the control unit 14 determines the laser spot (laser at the end of the optical fiber 20) when the output of the reference receiver 300 becomes the target reference output (target output of the reference receiver 300) indicated in the correspondence information.
- the calibration process is performed. Specifically, the control unit 14 determines the position (ideal position) of the laser spot observed when the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is the target state indicated in the correspondence information. , When the difference from the position (actual position) of the laser spot observed when the output of the reference receiver 300 is the target reference output corresponding to the above target state in the correspondence information exceeds a predetermined allowable value. In addition, the calibration process is performed.
- the control unit 14 is configured to perform the calibration process when an abnormality in the position of the folding mirror 200 (that is, an abnormality in the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folding mirror 200) is detected in the abnormality detection process. May be done. Further, the control unit 14 is configured to perform the calibration process when the execution of the calibration process is instructed (for example, when an operation for instructing the execution of the calibration process is given to the operation unit 12). You may. Further, the calibration process is performed when the cumulative operating time of the laser apparatus 10 reaches a predetermined time (for example, 1000 hours) before shipment from the factory, at the time of installation, at the time of maintenance / inspection, and after installation (or after maintenance / inspection). You may.
- a predetermined time for example, 1000 hours
- the control unit 14 sequentially changes the main inclination angle of the first reflection surface 200a of the folded mirror 200 (the inclination angle of the laser beam LB incident on the first reflection surface 200a with respect to the optical path), and the optical fiber 20 Observe the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber and the output of the reference receiver 300, and based on the observation result, the correspondence information (the target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 and the reference receiver). Information indicating the correspondence with the target output of the device 300) is updated.
- the control unit 14 observes the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 based on the output of the partial receiver 600.
- the output of the partial receiver 600 corresponds to the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20. Therefore, by observing the output of the partial receiver 600, it is possible to observe the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20.
- the control unit 14 generates a spot image based on the output of the partial receiver 600, and based on the state of the partial light LBa in the spot image, the laser light LB incident on the end of the optical fiber 20. Determine (estimate) the state.
- the laser spot (the spot of the laser light LB at the end of the optical fiber 20) is located in the first core 20a. Determine (estimate) that it is in a state.
- control unit 14 outputs information for notifying that the correspondence information cannot be updated when the correspondence information cannot be updated in the calibration process.
- step ST21 the control unit 14 sets the position (specifically, the swing angle) of the folding mirror 200 to a predetermined observation position.
- This observation position is determined so that the position of the folding mirror 200 changes stepwise within the movable range of the folding mirror 200.
- the first observation position is set to the lower swing angle of the lower limit of the movable range of the folding mirror 200
- the second observation position is the second smallest after the lower swing angle of the lower limit of the movable range of the folded mirror 200.
- the swing angle is set to a swing angle (a swing angle larger than the lower limit swing angle by a predetermined unit angle), and the final observation position is set to the swing angle of the upper limit of the movable range of the folded mirror 200.
- step ST22 the control unit 14 observes the output of the reference receiver 300 and the output of the partial receiver 600 (that is, the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20), and the reference receiver The output of 300 and the output of the partial receiver 600 are stored in association with each other (see FIG. 6).
- step ST23 the control unit 14 determines whether or not to complete the observation of the output of the reference receiver 300 and the output of the partial receiver 600.
- the process of step ST24 is performed. If this is not the case (NO in step ST23), the process of step ST21 is performed, and the position of the folding mirror 200 is set to the next observation position.
- step ST23 when the number of observations of the output of the reference receiver 300 and the output of the partial receiver 600 has reached a predetermined number of times, the control unit 14 of the reference receiver 300 Complete the observation of the output and the output of the partial receiver 600. For example, the control unit 14 completes the observation of the output of the reference receiver 300 and the output of the partial receiver 600 when the position of the folding mirror 200 is set to the last observation position.
- step ST24 the control unit 14 selects a target state (target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20) from the correspondence information (see FIG. 6). This selection is made so that the target states shown in the correspondence information are selected in order. For example, in the first selection, the first target state (FIG. 6 (A)) is selected from the correspondence information, and in the second selection, the second (FIG. 6) of the correspondence information is selected. The target state of 6 (B)) is selected.
- a target state target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20
- Step ST25> the control unit 14 selects a target partial output (target output of the partial receiver 600) corresponding to the target state selected in step ST24 from the correspondence information.
- the control unit 14 sets the output of the partial receiver 600 corresponding to the target partial output (that is, to the target state) from the outputs of the partial receiver 600 observed by the processes of steps ST21 to ST23 in step ST25.
- the corresponding "state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20" is detected.
- the control unit 14 transfers the reference receiver 300 associated with the output of the detected partial receiver 600 from the outputs of the reference receiver 300 observed by the processes of steps ST21 to ST23 in step ST25. Detect the output of. If the output of the reference receiver 300 is detected (YES in step ST25), the process of step ST26 is performed, and if not (NO in step ST25), the process of step ST28 is performed. ..
- step ST26 the control unit 14 outputs the target output of the reference receiver 300 corresponding to the above target state (target state selected in step ST24) in the correspondence information to the reference receiver 300 detected in step ST25. Update to output.
- step ST27 the control unit 14 determines whether or not to complete the update of the correspondence information.
- the update of the correspondence information is completed (YES in step ST27)
- the calibration process is terminated. If not (NO in step ST27), the process of step ST24 is performed, and the next target state is selected from the correspondence information.
- control unit 14 completes the update of the correspondence information when the output of the reference receiver 300 is completed for all the target states shown in the correspondence information (YES in step ST27). To do.
- the control unit 14 completes the update of the correspondence information when the target state selected from the correspondence information in step ST24 is the final target state (YES in step ST27).
- step ST28 the control unit 14 outputs information (update non-updateable notification information) for notifying that the correspondence information cannot be updated. Further, the control unit 14 returns the correspondence information to the original state (the state before the calibration process is performed).
- control unit 14 outputs the non-updateable notification information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the non-updateable notification information.
- the control unit 14 outputs the non-updateable notification information to the display unit 13, and the display unit 13 displays the non-updateable notification information.
- the target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 and the target output of the reference receiver 300 (the second of the folded mirror 200) are performed by performing the calibration process. It is possible to appropriately update the correspondence information indicating the correspondence with the optical path of the laser beam LB incident on the reflection surface 200a) with the inclination angle of the first reflection surface 200a).
- the output of the reference receiver is output.
- the main tilt angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 (the tilt of the laser beam LB incident on the first reflecting surface 200a with respect to the optical path so as to approach the target output of the reference receiver 300 corresponding to the target state in the correspondence information. Adjust the corner).
- the main inclination angle of the first reflecting surface 200a of the folded mirror 200 can be appropriately adjusted.
- the condenser lens 400 and the partial reflection mirror 500 are provided, and the partial receiver 600 that receives the partial light LBa (a part of the laser light LB) reflected by the partial reflection mirror 500. Is provided. Then, in the calibration process, the state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 is observed based on the output of the partial receiver 600. With such a configuration, the calibration process can be appropriately performed based on the output of the partial receiver 600.
- control unit 14 outputs information for notifying that the correspondence relation information cannot be updated when the correspondence relation information cannot be updated in the calibration process. To do. With such a configuration, it is possible to notify that the correspondence information cannot be updated.
- the control unit 14 determines the laser beam LB at the end of the optical fiber 20 when the output of the reference receiver 300 is the target output of the reference receiver 300 shown in the correspondence information. If the position of the spot is abnormal, the calibration process is performed. With such a configuration, the calibration process can be performed when the correspondence between the target state of the laser beam LB incident on the end of the optical fiber 20 and the target output of the reference receiver 300 is not appropriate in the correspondence information. it can.
- the spot image is given as an example of the target output of the partial receiver 600 registered in the correspondence information, but the present invention is not limited to this.
- the correspondence information may be the target condition of the spot of the partial light LBa in the spot image as the target output of the partial receiver 600.
- the target condition that "the spot of the partial light LBa fits in the first region 611" is registered as the target output of the third partial receiver 600 shown in FIG. 6 (see (C) in FIG. 6). Good.
- the state of the laser spot (the spot of the laser beam LB at the end of the optical fiber 20) is considered to be the target state corresponding to the target condition.
- the folded mirror 200 has a plate shape is given as an example, but the present invention is not limited to this.
- the folded mirror 200 may be formed in a polygonal columnar shape extending along the swing axis.
- the folding mirror 200 is swingable is taken as an example, but the folding mirror 200 may be fixed so as not to swing. In other words, the tilt angle of the folded mirror 200 may be variable or fixed.
- the condenser lens 400 is movable has been taken as an example, but the condenser lens 400 may be fixed so as not to be movable. In other words, the position of the condenser lens 400 may be variable or fixed.
- the end portion of the optical fiber 20 is mentioned as an example of the irradiated object, but the irradiated object is not limited to this.
- the technology disclosed here is useful as a laser device.
- Laser processing system 10
- Laser device 11
- Laser oscillator 12
- Operation unit 13
- Control unit 20
- Optical fiber 25
- Emission head 101
- Laser light source 102
- Reference light source 200
- Folded mirror 201
- 1st folded mirror 202
- Reference receiver 301
- Light receiving Surface 302
- Light receiving element 400
- Condensing lens 500
- Partial reflection mirror 600
- Partial light receiver 601
- Shutter 800 Beam damper 900
Landscapes
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Abstract
参照受光器(300)は、折り返しミラー(200)の第2反射面(200b)で反射された参照光(RL)を受光する。部分受光器(600)は、部分反射ミラー(500)で反射されたレーザ光(LB)の一部を受光する。制御部(14)は、参照受光器(300)の出力に基づいて、折り返しミラー(200)の第1反射面(200a)に入射するレーザ光(LB)の光路に対する折り返しミラー(200)の第1反射面(200a)の傾斜角の異常を検出し、部分受光器(600)の出力に基づいて、被照射物におけるレーザ光(LB)のスポットの異常を検出する。
Description
ここに開示する技術は、レーザ装置に関する。
特許文献1には、レーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、ワークを保持する保持手段と、ワークにレーザ光を照射して所定の加工処理を施すレーザ光照射手段と、レーザ光を反射させてレーザ光照射手段まで導入するミラー手段と、レーザ光の光路中にレーザ光の一部を分岐抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出されたレーザ光を受光する受光手段と、受光手段からの信号に基づいてレーザ光の光軸のずれを検出する検出手段と、検出手段の検出結果に応じて抽出手段よりも前に位置するミラー手段のレーザ光の反射方向を制御する制御手段とを備える。
しかしながら、特許文献1の装置では、被照射物に入射するレーザ光の異常の原因がミラー手段の反射面の傾斜角(反射面に入射するレーザ光の光路に対する傾斜角)の異常であるのか否かを判別することが困難である。
そこで、ここに開示する技術は、被照射物に入射するレーザ光の異常の原因を判別することが可能なレーザ装置を提供することを目的とする。
ここに開示する技術は、被照射物にレーザ光を照射するレーザ装置に関し、このレーザ装置は、前記レーザ光を出射するレーザ光源と、参照光を出射する参照光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を進行方向とは異なる方向に反射することで前記レーザ光を前記被照射物へ導く第1反射面と、前記参照光源から出射される参照光を進行方向とは異なる方向に反射する第2反射面とを有し、前記第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記第1反射面の傾斜角が変化すると前記第2反射面に入射する参照光の光路に対する前記第2反射面の傾斜角が変化する折り返しミラーと、前記折り返しミラーの第2反射面で反射された参照光を受光する参照受光器と、前記折り返しミラーの第1反射面から前記被照射物へ向かうレーザ光の光路に配置されて前記レーザ光を集光する集光レンズと、前記集光レンズから前記被照射物へ向かうレーザ光の一部を反射する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーで反射されたレーザ光の一部を受光する部分受光器と、前記参照受光器の出力に基づいて、前記折り返しミラーの第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記折り返しミラーの第1反射面の傾斜角の異常を検出し、前記部分受光器の出力に基づいて、前記被照射物における前記レーザ光のスポットの異常を検出する制御部とを備える。
ここに開示する技術によれば、参照受光器の出力に基づく異常検出の結果と、部分受光器の出力に基づく異常検出の結果とに基づいて、被照射物に入射するレーザ光の異常の原因を判別することができる。
以下、図面を参照して実施の形態を詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
(レーザ加工システム)
図1は、実施形態によるレーザ加工システム1の構成を例示する。レーザ加工システム1は、レーザ光LBを用いてワーク(図示省略)の加工を行う。具体的には、レーザ加工システム1は、レーザ光LBをワークに照射することでワークを切断する。この例では、レーザ加工システム1は、レーザ装置10と、光ファイバ20と、出射ヘッド25とを備える。レーザ装置10は、光ファイバ20の端部(端面)にレーザ光LBを照射する。なお、光ファイバ20の端部は、被照射物の一例である。
図1は、実施形態によるレーザ加工システム1の構成を例示する。レーザ加工システム1は、レーザ光LBを用いてワーク(図示省略)の加工を行う。具体的には、レーザ加工システム1は、レーザ光LBをワークに照射することでワークを切断する。この例では、レーザ加工システム1は、レーザ装置10と、光ファイバ20と、出射ヘッド25とを備える。レーザ装置10は、光ファイバ20の端部(端面)にレーザ光LBを照射する。なお、光ファイバ20の端部は、被照射物の一例である。
〔光ファイバ〕
光ファイバ20の一端部は、レーザ装置10のレーザ発振器11に接続され、光ファイバ20の他端部は、出射ヘッド25に接続される。光ファイバ20は、レーザ装置10から出射されたレーザ光LBを出射ヘッド25に導く。
光ファイバ20の一端部は、レーザ装置10のレーザ発振器11に接続され、光ファイバ20の他端部は、出射ヘッド25に接続される。光ファイバ20は、レーザ装置10から出射されたレーザ光LBを出射ヘッド25に導く。
図2に示すように、この例では、光ファイバ20は、第1コア20aと、第1コア20aの周囲を囲う第2コア20bと、第2コア20bの周囲を囲う皮膜20cとを有する。第1コア20aの断面形状は、円形状である。第2コア20bの断面形状は、円環状である。第2コア20bと皮膜20cとの間には、図示しない第1クラッドが設けられ、第1コア20aと第2コア20bとの間には、図示しない第2クラッドが設けられる。第1クラッドおよび第2クラッドの屈折率は、第1コア20aおよび第2コア20bの屈折率よりも低い。なお、第2クラッドを省略し、第1コア20aの屈折率を第2コア20bの屈折率よりも高くしてもよい。
〔出射ヘッド〕
出射ヘッド25は、光ファイバ20により導かれたレーザ光LBをワーク(図示省略)に照射する。
出射ヘッド25は、光ファイバ20により導かれたレーザ光LBをワーク(図示省略)に照射する。
〔レーザ装置〕
この例では、レーザ装置10は、レーザ発振器11と、操作部12と、表示部13と、制御部14とを備える。
この例では、レーザ装置10は、レーザ発振器11と、操作部12と、表示部13と、制御部14とを備える。
〔レーザ発振器〕
レーザ発振器11は、レーザ発振器11に接続される、被照射物としての光ファイバ20の端部にレーザ光LBを照射する。レーザ発振器11は、筐体15と、複数のレーザモジュール16と、結合ユニット17と、集光ユニット18とを備える。この例では、レーザ発振器11は、DDL(Direct Diode Laser)発振器である。
レーザ発振器11は、レーザ発振器11に接続される、被照射物としての光ファイバ20の端部にレーザ光LBを照射する。レーザ発振器11は、筐体15と、複数のレーザモジュール16と、結合ユニット17と、集光ユニット18とを備える。この例では、レーザ発振器11は、DDL(Direct Diode Laser)発振器である。
筐体15は、複数のレーザモジュール16と、結合ユニット17と、集光ユニット18とを収納する。複数のレーザモジュール16の各々は、レーザ光を出射する。例えば、レーザモジュール16は、それぞれが異なる波長のレーザビームを出射する図示しない複数のレーザダイオードにより構成されたレーザアレイを有する。そして、レーザモジュール16は、複数のレーザダイオードから出射されたレーザビームを波長合成し、波長合成されたレーザビームをレーザ光として出射する。なお、レーザモジュール16の出力は、可変であってもよい。レーザモジュール16の出力制御は、制御部14により行われてもよい。
図2に示すように、結合ユニット17は、レーザ光源101と、参照光源102と、第1折り返しミラー201と、第2折り返しミラー202と、参照受光器300とを有し、集光ユニット18は、集光レンズ400と、部分反射ミラー500と、部分受光器600と、シャッタ700と、ビームダンパ800と、検出器900とを有する。
〈レーザ光源〉
レーザ光源101は、レーザ光LBを出射する。レーザ光源101は結合器として、複数のレーザモジュール16から出射されたレーザ光を結合し、結合されたレーザ光をレーザ光LBとして出射する。例えば、結合器としてのレーザ光源101は、ミラーやレンズやビームスプリッタなどの複数の光学部品により構成される。なお、レーザ光源101の出力は、可変であってもよい。レーザ光源101の出力制御は、制御部14により行われてもよい。
レーザ光源101は、レーザ光LBを出射する。レーザ光源101は結合器として、複数のレーザモジュール16から出射されたレーザ光を結合し、結合されたレーザ光をレーザ光LBとして出射する。例えば、結合器としてのレーザ光源101は、ミラーやレンズやビームスプリッタなどの複数の光学部品により構成される。なお、レーザ光源101の出力は、可変であってもよい。レーザ光源101の出力制御は、制御部14により行われてもよい。
なお、レーザ光源101は、結合器としたが複数のレーザモジュール16を含めた励起部としての構成としても良い。これにより励起部としてのレーザ光源101は、複数のレーザモジュール16から出射されたレーザ光を結合し、結合されたレーザ光をレーザ光LBとして出射するものである。
〈参照光源〉
参照光源102は、参照光RLを出射する。この例では、図5に示すように、参照光源102は、参照光RLが所定の拡散角で拡散するように参照光RLを出射する。言い換えると、参照光源102は、参照光RLが進行方向へ向けて次第に広がるように参照光RLを出射する。
参照光源102は、参照光RLを出射する。この例では、図5に示すように、参照光源102は、参照光RLが所定の拡散角で拡散するように参照光RLを出射する。言い換えると、参照光源102は、参照光RLが進行方向へ向けて次第に広がるように参照光RLを出射する。
〈折り返しミラー〉
第1折り返しミラー201は、レーザ光源101から出射されたレーザ光LBを、出射された進行方向とは異なる方向に反射することでレーザ光LBを第2折り返しミラー202へ導く。第2折り返しミラー202は、第1折り返しミラー201で反射されたレーザ光LBを進行方向とは異なる方向に反射することでレーザ光LBを光ファイバ20の端部へ導く。
第1折り返しミラー201は、レーザ光源101から出射されたレーザ光LBを、出射された進行方向とは異なる方向に反射することでレーザ光LBを第2折り返しミラー202へ導く。第2折り返しミラー202は、第1折り返しミラー201で反射されたレーザ光LBを進行方向とは異なる方向に反射することでレーザ光LBを光ファイバ20の端部へ導く。
この例では、第2折り返しミラー202は、第1反射面200aおよび第2反射面200bを有する折り返しミラー200により構成される。
折り返しミラー200の第1反射面200aは、レーザ光源101から出射されるレーザ光LB(この例では第1折り返しミラー201で反射されたレーザ光LB)を進行方向とは異なる方向に反射することでレーザ光LBを光ファイバ20の端部へ導く。折り返しミラー200の第2反射面200bは、参照光源102から出射される参照光RLを進行方向とは異なる方向に反射する。
また、折り返しミラー200は、第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する第1反射面200aの傾斜角が変化すると、第2反射面200bに入射する参照光RLの光路に対する第2反射面200bの傾斜角が変化するように構成されている。この例では、折り返しミラー200は、板状に形成され、折り返しミラー200の一方面が第1反射面200aとなり、折り返しミラー200の他方面が第2反射面200bとなる。
また、この例では、折り返しミラー200は、第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する、第1反射面200aの傾斜角が変化するように、揺動可能である。具体的には、結合ユニット17は、折り返しミラー200を駆動するミラー駆動機構250を有する。ミラー駆動機構250は、予め定められた揺動軸線を中心として折り返しミラー200を、折り返しミラー200の反射面の傾斜角が変化するように、揺動させる。この例では、揺動軸線は、折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの進行方向と直交する方向(図2の例では紙面と直交する方向)に延びる。なお、折り返しミラー200の揺動制御(具体的にはミラー駆動機構250の制御)は、制御部14により行われる。
また、この例では、ミラー駆動機構250は、揺動モータ251と、エンコーダ252とを有する。揺動モータ251の回転軸には、折り返しミラー200が固定される。揺動モータ251の回転軸線は、折り返しミラー200の揺動軸線を構成する。このような構成により、揺動モータ251が駆動すると、揺動モータ251の回転角の変化に応じて折り返しミラー200の揺動角が変化し、その結果、折り返しミラー200に入射するレーザ光LBの光路に対する第1反射面200aの傾斜角が変化する。エンコーダ252は、揺動モータ251の回転角を検出する。エンコーダ252の出力は、制御部14に送信される。
〈参照受光器〉
参照受光器300は、折り返しミラー200の第2反射面200bで反射された参照光RLを受光する。そして、参照受光器300は、参照光RLの受光状態(受光位置および受光強度)に応じた電気信号を出力する。参照受光器300の出力は、制御部14に送信される。
参照受光器300は、折り返しミラー200の第2反射面200bで反射された参照光RLを受光する。そして、参照受光器300は、参照光RLの受光状態(受光位置および受光強度)に応じた電気信号を出力する。参照受光器300の出力は、制御部14に送信される。
この例では、参照受光器300は、折り返しミラー200の第2反射面200bで反射された参照光RLを受光する受光面301を有する。受光面301は、マトリクス状に配置される複数の単位領域に区分される。そして、参照受光器300は、受光面301の単位領域毎の参照光RLの受光強度に応じた電気信号を出力する。この例では、受光面301の単位領域における参照光RLの受光強度が高くなるほど、その単位領域に対応する電気信号のレベルが高くなる。
具体的には、図3に示すように、参照受光器300は、受光面301と、複数の受光素子302とを有する。複数の受光素子302は、受光面301においてマトリクス状に配置される。言い換えると、複数の受光素子302は、受光面301のマトリクス状に配置される複数の単位領域にそれぞれ設けられる。図3の例では、参照受光器300の受光面301に、5行5列のマトリクス状に配置された25個の受光素子302が設けられている。また、受光素子302は、参照光RLの受光強度に応じた電気信号を出力する。この例では、受光素子302で受光される参照光RLの強度が高くなるほど、その受光素子302から出力される電気信号のレベルが高くなる。例えば、受光素子302は、CCD(Charge Coupled Device)であってもよいし、フォトダイオードであってもよい。複数の受光素子302の出力は、制御部14に送信される。
なお、この例では、参照受光器300の受光素子302の行方向および列方向の一方(具体的にはA~Eのアルファベッドが並ぶ方向)は、折り返しミラー200の揺動角の変化に応じて参照受光器300における参照光RLの受光位置が変化する方向に沿う方向である。
〈集光レンズ〉
集光レンズ400は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光路に配置されてレーザ光LBを集光する。この例では、集光レンズ400は、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの径が光ファイバ20の第1コア20aの径よりも小さくなるように、レーザ光LBを集光する。
集光レンズ400は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光路に配置されてレーザ光LBを集光する。この例では、集光レンズ400は、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの径が光ファイバ20の第1コア20aの径よりも小さくなるように、レーザ光LBを集光する。
また、この例では、集光レンズ400は、折り返しミラー200から光ファイバ20の端部へ向かう方向(以下「第1方向」と記載)において移動可能である。具体的には、集光ユニット18は、レンズ駆動機構450を有する。レンズ駆動機構450は、集光レンズ400を支持し、集光レンズ400を第1方向に移動させる。集光レンズ400の位置を調整することで、レーザ光LBのスポット径のサイズを調整可能である。例えば、レンズ駆動機構450は、第1方向にスライド可能であり集光レンズ400を支持する支持台と、第1方向に延伸し支持台と螺合するボールネジと、ボールネジを回転させることで支持台を第1方向に移動させるモータとにより構成される。なお、集光レンズ400の位置制御(具体的にはレンズ駆動機構450の制御)は、制御部14により行われる。
〈部分反射ミラー〉
部分反射ミラー500は、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの一部を反射する。なお、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの残部は、部分反射ミラー500を透過する。例えば、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの0.01%が部分反射ミラー500で反射され、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの99.99%が部分反射ミラー500を透過する。
部分反射ミラー500は、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの一部を反射する。なお、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの残部は、部分反射ミラー500を透過する。例えば、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの0.01%が部分反射ミラー500で反射され、集光レンズ400から光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの99.99%が部分反射ミラー500を透過する。
〈部分受光器〉
部分受光器600は、部分反射ミラー500で反射されたレーザ光LBの一部(以下では「部分光LBa」と記載)を受光する。そして、部分受光器600は、部分光LBaの受光状態(受光位置および受光強度)に応じた電気信号を出力する。部分受光器600の出力は、制御部14に送信される。
部分受光器600は、部分反射ミラー500で反射されたレーザ光LBの一部(以下では「部分光LBa」と記載)を受光する。そして、部分受光器600は、部分光LBaの受光状態(受光位置および受光強度)に応じた電気信号を出力する。部分受光器600の出力は、制御部14に送信される。
この例では、部分受光器600は、部分光LBaを受光する受光面601を有する。受光面601は、マトリクス状に配置される複数の単位領域に区分される。そして、部分受光器600は、受光面601の単位領域毎の部分光LBaの受光強度に応じた電気信号を出力する。
具体的には、参照受光器300と同様に、部分受光器600は、受光面601と、複数の受光素子(図示省略)とを有する。複数の受光素子は、受光面601においてマトリクス状に配置される。言い換えると、部分受光器600の複数の受光素子は、受光面601の複数の単位領域にそれぞれ設けられる。部分受光器600の複数の受光素子の出力は、制御部14に送信される。
〈シャッタ〉
シャッタ700は、開状態と閉状態とに切り換え可能である。開状態では、シャッタ700は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LB(この例では折り返しミラー200の第1反射面200aから集光レンズ400と部分反射ミラー500とを経由して光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LB)の光ファイバ20の端部への入射を許容する。閉状態では、シャッタ700は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光ファイバ20の端部への入射を禁止する。
シャッタ700は、開状態と閉状態とに切り換え可能である。開状態では、シャッタ700は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LB(この例では折り返しミラー200の第1反射面200aから集光レンズ400と部分反射ミラー500とを経由して光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LB)の光ファイバ20の端部への入射を許容する。閉状態では、シャッタ700は、折り返しミラー200の第1反射面200aから光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光ファイバ20の端部への入射を禁止する。
この例では、シャッタ700は、光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光路と交差する方向(以下では「第2方向」と記載)に移動可能であり、開位置(図2の実線で示す位置)と閉位置(図2の二点鎖線で示す位置)とに配置可能である。開位置は、光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光路から離れた位置である。閉位置は、光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの光路に存在する位置である。シャッタ700が開位置に配置されると、光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBが光ファイバ20の端部に入射する。シャッタ700が閉位置に配置されると、シャッタ700が光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBをビームダンパ800へ向けて反射する。具体的には、集光ユニット18は、シャッタ駆動機構750を有する。シャッタ駆動機構750は、シャッタ700を支持し、シャッタ700を第2方向に移動させる。例えば、シャッタ700は、第2方向にスライド可能でありシャッタ700を支持する支持台と、第2方向に延伸し支持台と螺合するボールネジと、ボールネジを回転させることで支持台を第2方向に移動させるモータとにより構成される。なお、シャッタ700の開閉制御(具体的にはシャッタ駆動機構750の制御)は、制御部14により行われる。
〈ビームダンパ〉
ビームダンパ800は、閉状態のシャッタ700で反射されたレーザ光LBを受光し、レーザ光LBを熱に変換することでレーザ光LBを消費する。
ビームダンパ800は、閉状態のシャッタ700で反射されたレーザ光LBを受光し、レーザ光LBを熱に変換することでレーザ光LBを消費する。
〈検出器〉
検出器900は、レーザ光LBの強度を検出する。この例では、検出器900は、光ファイバ20の端部(入射端)の近傍に設けられ、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBの強度を検出する。例えば、検出器900は、パワーメータであってもよい。なお、検出器900は、出射ヘッド25に設けられてもよい。検出器900の出力は、制御部14に送信される。
検出器900は、レーザ光LBの強度を検出する。この例では、検出器900は、光ファイバ20の端部(入射端)の近傍に設けられ、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBの強度を検出する。例えば、検出器900は、パワーメータであってもよい。なお、検出器900は、出射ヘッド25に設けられてもよい。検出器900の出力は、制御部14に送信される。
〈レーザ発振器の構成部品の配置〉
この例では、図2の紙面における上下方向を「X軸方向」とし、図2の紙面における左右方向を、X軸方向と直交する「Y軸方向」とし、図2の紙面と直交する方向をX軸方向およびY軸方向の両方と直交する「Z軸方向」とすると、折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの進行方向は、X軸方向である。折り返しミラー200から光ファイバ20の端部へ向かう方向は、Y軸方向である。集光レンズ400と部分反射ミラー500と閉状態のシャッタ700は、折り返しミラー200と光ファイバ20の端部との間においてY軸方向に一直線に並ぶ。折り返しミラー200の第2反射面200bに入射する参照光RLの進行方向は、Y軸方向である。折り返しミラー200から参照受光器300へ向かう方向は、X軸方向である。折り返しミラー200の揺動軸線の方向は、Z軸方向である。
この例では、図2の紙面における上下方向を「X軸方向」とし、図2の紙面における左右方向を、X軸方向と直交する「Y軸方向」とし、図2の紙面と直交する方向をX軸方向およびY軸方向の両方と直交する「Z軸方向」とすると、折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの進行方向は、X軸方向である。折り返しミラー200から光ファイバ20の端部へ向かう方向は、Y軸方向である。集光レンズ400と部分反射ミラー500と閉状態のシャッタ700は、折り返しミラー200と光ファイバ20の端部との間においてY軸方向に一直線に並ぶ。折り返しミラー200の第2反射面200bに入射する参照光RLの進行方向は、Y軸方向である。折り返しミラー200から参照受光器300へ向かう方向は、X軸方向である。折り返しミラー200の揺動軸線の方向は、Z軸方向である。
〔操作部と表示部〕
操作部12は、操作者による操作が与えられ、操作者により与えられた操作に応じた信号を出力する。このような構成により、操作者は、操作部12を操作して情報を入力することができる。操作部12の出力は、制御部14に送信される。例えば、操作部12は、操作者により押下される操作ボタンであってもよいし、タッチパネルの操作部であってもよい。表示部13は、情報を表示する。例えば、表示部13は、タッチパネルの表示部であってもよい。
操作部12は、操作者による操作が与えられ、操作者により与えられた操作に応じた信号を出力する。このような構成により、操作者は、操作部12を操作して情報を入力することができる。操作部12の出力は、制御部14に送信される。例えば、操作部12は、操作者により押下される操作ボタンであってもよいし、タッチパネルの操作部であってもよい。表示部13は、情報を表示する。例えば、表示部13は、タッチパネルの表示部であってもよい。
〔制御部〕
制御部14は、レーザ装置10の各部と電気的に接続され、レーザ装置10の各部との間において信号を伝送可能である。この例では、制御部14は、レーザ発振器11の各部(例えばレーザ光源101など)、操作部12、表示部13と電気的に接続される。そして、制御部14は、レーザ装置10の各部を制御する。例えば、制御部14は、折り返しミラー200の揺動制御、集光レンズ400の位置制御、シャッタ700の開閉制御などを行う。なお、この例では、制御部14は、レーザ加工システム1の各部(例えば出射ヘッド25など)と電気的に接続され、レーザ加工システム1の各部を制御する。例えば、制御部14は、プロセッサと、プロセッサを動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリとにより構成される。制御部14の動作については、後で詳しく説明する。
制御部14は、レーザ装置10の各部と電気的に接続され、レーザ装置10の各部との間において信号を伝送可能である。この例では、制御部14は、レーザ発振器11の各部(例えばレーザ光源101など)、操作部12、表示部13と電気的に接続される。そして、制御部14は、レーザ装置10の各部を制御する。例えば、制御部14は、折り返しミラー200の揺動制御、集光レンズ400の位置制御、シャッタ700の開閉制御などを行う。なお、この例では、制御部14は、レーザ加工システム1の各部(例えば出射ヘッド25など)と電気的に接続され、レーザ加工システム1の各部を制御する。例えば、制御部14は、プロセッサと、プロセッサを動作させるためのプログラムや情報を記憶するメモリとにより構成される。制御部14の動作については、後で詳しく説明する。
〔折り返しミラーの位置の変化に伴う光路の変化〕
次に、図4を参照して、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)の変化に伴う光路の変化について説明する。以下では、折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角を「折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角」と記載し、折り返しミラー200の第2反射面200bに入射する参照光RLの光路に対する折り返しミラー200の第2反射面200bの傾斜角を「折り返しミラー200の第2反射面200bの主傾斜角」と記載し、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットを「レーザスポット」と記載する。
次に、図4を参照して、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)の変化に伴う光路の変化について説明する。以下では、折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角を「折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角」と記載し、折り返しミラー200の第2反射面200bに入射する参照光RLの光路に対する折り返しミラー200の第2反射面200bの傾斜角を「折り返しミラー200の第2反射面200bの主傾斜角」と記載し、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットを「レーザスポット」と記載する。
図4に示すように、折り返しミラー200の位置が第1位置(図4の実線で示す位置)から第2位置(図4の破線で示す位置)に変化すると、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が変化し、折り返しミラー200の第1反射面200aにおけるレーザ光LBの反射方向が変化する。これにより、折り返しミラー200の第1反射面200aから集光レンズ400と部分反射ミラー500(図4では図示省略)とを順に経由して光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの進行方向が変化し、レーザスポットの位置(入射位置)が変化する。
このように、レーザスポットの位置を変化させることにより、光ファイバ20を経由して出射ヘッド25に導かれて出射ヘッド25から出射されるレーザ光LBのプロファイルを変化させることができる。具体的には、レーザスポットの位置を第1コア20aの位置にすることにより、レーザ光LBのプロファイルを薄板(例えば1~3mmの厚みを有する板)の切断に適したプロファイルにすることができる。また、レーザスポットの位置を第1コア20aの端面と第2コア20bの端面の両方に跨がる位置にすることにより、レーザ光LBのプロファイルを中厚板(例えば4~16mmの厚みを有する板)の切断に適したプロファイルにすることができる。また、レーザスポットの位置を第2コア20bの位置にすることにより、レーザ光LBのプロファイルを厚板(例えば18~25mmの厚みを有する板)の切断に適したプロファイルにすることができる。
また、図4に示すように、折り返しミラー200の位置が第1位置から第2位置に変化すると、折り返しミラー200の第2反射面200bの主傾斜角が変化し、折り返しミラー200の第2反射面200bにおける参照光RLの反射方向が変化する。これにより、折り返しミラー200の第2反射面200bから参照受光器300の受光面601へ向かう参照光RLの進行方向が変化し、参照受光器300の受光面301における参照光RLの受光位置が変化する。
〔参照光の受光位置と参照受光器の出力とレーザスポットの位置との関係〕
次に、図5を参照して、参照受光器300の受光面301における参照光RLの受光位置と、参照受光器300の出力と、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の位置との関係について説明する。なお、この例では、参照受光器300の受光素子302の行方向および列方向の一方(具体的にはA~Eのアルファベッドが並ぶ方向)は、折り返しミラー200の揺動角の変化に応じて参照受光器300における参照光RLの受光位置が変化する方向に沿う方向である。
次に、図5を参照して、参照受光器300の受光面301における参照光RLの受光位置と、参照受光器300の出力と、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の位置との関係について説明する。なお、この例では、参照受光器300の受光素子302の行方向および列方向の一方(具体的にはA~Eのアルファベッドが並ぶ方向)は、折り返しミラー200の揺動角の変化に応じて参照受光器300における参照光RLの受光位置が変化する方向に沿う方向である。
図5の上欄(上)は、参照受光器300の受光面301における参照光RLの受光位置を例示する。図5の中欄(中)は、参照受光器300の出力を例示する。例えば、図5の中欄(中)における「A」の長方形は、参照受光器300の複数の受光素子302のうち「A」の列に属する受光素子302(例えば「A」の列に属する5つの受光素子302のうち中央に位置する3行目の受光素子302)の出力を示す。言い換えると、図5の中欄(中)における「A」の長方形は、「A」の列に属する受光素子302が配置された単位領域における参照光RLの受光強度を示す。図5の下欄(下)は、レーザスポット位置を例示する。
図5に示すように、折り返しミラー200が正回転方向(図5の上欄では時計回り方向)に揺動すると、レーザスポットの位置がX軸方向の一端側から他端側(図5の下欄(下)では上側から下側)へ向けて移動する一方で、参照受光器300の受光面301における参照光RLの受光位置がY軸方向の一端側から他端側(図5の上欄(上)では左側から右側)へ向けて移動する。参照受光器300の出力は、図5の(A)に示すような「A」の受光素子302の出力が最大となる第1状態、図5の(B)に示すような「B」の受光素子302の出力が最大となる第2状態、図5の(C)に示すような「C」の受光素子302の出力が最大となる第3状態、図5の(D)に示すような「D」の受光素子302の出力が最大となる第4状態、図5の(E)に示すような「E」の受光素子302の出力が最大となる第5状態の順で変化する。
〔レーザ光のスポットの状態と部分受光器の出力との関係〕
次に、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの状態(位置および形状)と部分受光器の出力との関係について説明する。
次に、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの状態(位置および形状)と部分受光器の出力との関係について説明する。
上述のとおり、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が変化すると、折り返しミラー200の第1反射面200aから集光レンズ400と部分反射ミラー500とを順に経由して光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの進行方向が変化し、レーザスポットの位置が変化する。このとき、部分反射ミラー500に入射するレーザ光LBの進行方向の変化により、部分反射ミラー500における部分光LBa(レーザ光LBの一部)の反射方向が変化する。これにより、部分反射ミラー500から部分受光器600の受光面601へ向かう部分光LBaの進行方向が変化し、部分受光器600の受光面601における部分光LBaの受光位置が変化する。
また、集光レンズ400の位置が変化すると、集光レンズ400から部分反射ミラー500を経由して光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBの焦点距離が変化し、レーザスポットの形状が変化する。このとき、部分反射ミラー500に入射するレーザ光LBの焦点距離の変化により、部分反射ミラー500から部分受光器600へ向かう部分光LBaの焦点距離が変化する。これにより、部分受光器600の受光面601における部分光LBaのスポットの形状が変化する。
この例では、制御部14は、部分受光器600の出力に基づいて、部分受光器600の受光面601における部分光LBaのスポットを示すスポット画像(画像データ)を生成する。図6に示すように、スポット画像には、部分受光器600の受光面601に形成される部分光LBaのスポットが含まれる。スポット画像における受光面601の第1領域611は、光ファイバ20の第1コア20aに対応し、スポット画像における受光面601の第2領域612は、光ファイバ20の第2コア20bに対応する。スポット画像における部分光LBaのスポットの状態(位置および形状)は、レーザスポットの状態に対応している。例えば、スポット画像において部分光LBaのスポットが第1領域611に位置する場合、レーザスポットが第1コア20aに位置する。
〔対応関係情報〕
次に、図6を参照して、対応関係情報について説明する。制御部14は、対応関係情報を記憶する。この例では、対応関係情報は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と、参照受光器300の目標出力と、部分受光器600の目標出力との対応関係を示す。
次に、図6を参照して、対応関係情報について説明する。制御部14は、対応関係情報を記憶する。この例では、対応関係情報は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と、参照受光器300の目標出力と、部分受光器600の目標出力との対応関係を示す。
以下では、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態を単に「目標状態」と記載し、参照受光器300の目標出力を「目標参照出力」と記載し、部分受光器600の目標出力を「目標部分出力」と記載する。
図6の左欄に示すように、対応関係情報には、5つの目標状態((A)から(E))が登録されている。第1番目(図6(A))の目標状態は、レーザスポットが第2コア20bの第1領域に位置する状態に対応する。第2コア20bの第1領域は、第1コア20aのX軸方向における一端側(図6の例では上側)に位置する第2コア20bの領域である。第2番目(図6(B))の目標状態は、レーザスポットが第1コア20aと第2コア20bの第1領域とに跨がる状態に対応する。第3番目(図6(C))の目標状態は、レーザスポットが第1コア20aに位置する状態に対応する。第4番目(図6(D))の目標状態は、レーザスポットが第1コア20aと第2コア20bの第2領域とに跨がる状態に対応する。第2コア20bの第2領域は、第1コア20aのX軸方向における他端側(図6の例では下側)に位置する第2コア20bの領域である。第5番目(図6(E))の目標状態は、レーザスポットが第2コア20bの第2領域に位置する状態に対応する。
また、図6の中欄に示すように、対応関係情報には、5つの目標状態にそれぞれ対応する5つの目標参照出力が登録されている。第1番目(図6(A))の目標状態に対応する第1番目(図6(A))の目標参照出力は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBが第1番目の目標状態であるときの参照受光器300の出力に設定される。これと同様に、第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標状態に対応する第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標参照出力は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBが第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標状態であるときの参照受光器300の出力にそれぞれ設定される。なお、目標参照出力の設定は、実験またはシミュレーションに基づいて行われてもよいし、後述するキャリブレーション処理と同様の処理により行われてもよい。
また、図6の右欄に示すように、対応関係情報には、5つの目標状態((A)から(E))にそれぞれ対応する5つの目標参照出力が登録されている。第1番目(図6(A))の目標状態に対応する第1番目(図6(A))の目標部分出力は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBが第1番目(図6(A))の目標状態であるときの部分受光器600の出力(この例では部分受光器600の出力に基づいて生成されるスポット画像)に設定される。これと同様に、第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標状態に対応する第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標部分出力は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBが第2(図6(B))~第5番目(図6(E))の目標状態であるときの部分受光器600の出力にそれぞれ設定される。なお、目標部分出力の設定は、実験またはシミュレーションに基づいて行われてもよい。
〔基本処理〕
次に、制御部14の動作について説明する。制御部14は、基本処理を行う。基本処理は、光ファイバ20の端部にレーザ光LBを照射するために行われる処理である。なお、基本処理は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を対応関係情報に示された目標状態にする場合の一例である。例えば、制御部14は、レーザ装置10の運転開始前に基本処理を行う。
次に、制御部14の動作について説明する。制御部14は、基本処理を行う。基本処理は、光ファイバ20の端部にレーザ光LBを照射するために行われる処理である。なお、基本処理は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を対応関係情報に示された目標状態にする場合の一例である。例えば、制御部14は、レーザ装置10の運転開始前に基本処理を行う。
基本処理において、制御部14は、目標設定動作と、調節動作と、シャッタ制御動作とを行う。
〈目標設定動作〉
目標設定動作において、制御部14は、対応関係情報の中から1つの目標状態を選出する。例えば、制御部14は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態を指定するための目標指定操作が操作部12に与えられると、その目標指定操作に応答して目標設定動作を行う。これにより、対応関係情報の中から操作者により指定された目標状態が選出される。なお、制御部14は、レーザ加工システム1における加工条件に関する情報(例えばワークの厚みを示す情報)などの他の情報に基づいて目標設定動作を自動的に行うように構成されてもよい。
目標設定動作において、制御部14は、対応関係情報の中から1つの目標状態を選出する。例えば、制御部14は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態を指定するための目標指定操作が操作部12に与えられると、その目標指定操作に応答して目標設定動作を行う。これにより、対応関係情報の中から操作者により指定された目標状態が選出される。なお、制御部14は、レーザ加工システム1における加工条件に関する情報(例えばワークの厚みを示す情報)などの他の情報に基づいて目標設定動作を自動的に行うように構成されてもよい。
〈調節動作〉
調節動作において、制御部14は、レーザ光源101および参照光源102を起動させる。なお、調節動作において、シャッタ700は、閉状態に維持される。そして、調節動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力(参照受光器300の目標出力)に近づくように、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を調節する。この例では、調節動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力に近づき、且つ、部分受光器600の出力が予め定められた目標部分出力(部分受光器600の目標出力)に近づくように、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角を調節し、且つ、集光レンズの位置を調節する。
調節動作において、制御部14は、レーザ光源101および参照光源102を起動させる。なお、調節動作において、シャッタ700は、閉状態に維持される。そして、調節動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力(参照受光器300の目標出力)に近づくように、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を調節する。この例では、調節動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力に近づき、且つ、部分受光器600の出力が予め定められた目標部分出力(部分受光器600の目標出力)に近づくように、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角を調節し、且つ、集光レンズの位置を調節する。
なお、この例では、調節動作における目標参照出力は、対応関係情報に示された目標参照出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態に対応する目標参照出力である。また、調節動作における目標部分出力は、対応関係情報に示された目標部分出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態に対応する目標部分出力である。
〈シャッタ制御動作〉
シャッタ制御動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力(参照受光器300の目標出力)となり、部分受光器600の出力が予め定められた目標部分出力(部分受光器600の目標出力)となり、レーザ出力(すなわち光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)が予め定められた目標出力となることを条件として、シャッタ700を閉状態から開状態にする。
シャッタ制御動作において、制御部14は、参照受光器300の出力が予め定められた目標参照出力(参照受光器300の目標出力)となり、部分受光器600の出力が予め定められた目標部分出力(部分受光器600の目標出力)となり、レーザ出力(すなわち光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)が予め定められた目標出力となることを条件として、シャッタ700を閉状態から開状態にする。
なお、この例では、シャッタ制御動作における目標参照出力は、対応関係情報に示された目標参照出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態)に対応する目標参照出力である。また、シャッタ制御動作における目標部分出力は、対応関係情報に示された目標部分出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態に対応する目標部分出力である。
また、上記の「参照受光器300の出力が目標参照出力となる」という状態には、参照受光器300の出力と目標参照出力とが完全に一致する状態だけでなく、参照受光器300の出力と目標参照出力とが一致するとみなされる状態も含まれる。この例では、制御部14は、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が予め定められた閾値を上回る状態の継続時間が予め定められた基準時間を上回る場合に、参照受光器300の出力が目標参照出力になったとみなす。
また、上記の「部分受光器600の出力が目標部分出力となる」という状態には、部分受光器600の出力と目標部分出力とが完全に一致する状態だけでなく、部分受光器600の出力と目標部分出力とが一致するとみなされる状態も含まれる。この例では、制御部14は、部分受光器600の出力と目標部分出力との一致度が予め定められた閾値を上回る場合に、部分受光器600の出力が目標部分出力になったとみなす。なお、制御部14は、部分受光器600の出力と目標部分出力との一致度が閾値を上回る状態の継続時間が予め定められた基準時間を上回る場合に、参照受光器300の出力が目標参照出力になったとみなすように構成されてもよい。
また、上記の「レーザ出力が目標出力となる」という状態には、レーザ出力と目標出力とが完全に一致する状態だけでなく、レーザ出力と目標出力とが一致するとみなされる状態も含まれる。この例では、制御部14は、検出器900により検出されたレーザ光LBの強度が予め定められた許容範囲内に収まる場合に、レーザ出力が目標出力となったとみなす。なお、制御部14は、検出器900により検出されたレーザ光LBの強度が許容範囲内に収まる状態の継続時間が予め定められた基準時間を上回る場合に、レーザ出力が目標出力となったとみなすように構成されてもよい。
〔基本処理における動作〕
次に、図7を参照して、基本処理における制御部14の動作について説明する。なお、以下では、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度の変化を説明するために、参照受光器300の出力から推定される折り返しミラー200の位置(揺動角)と目標参照出力から推定される折り返しミラー200の目標位置(目標揺動角)との差である折り返しミラー200の位置ずれの変化を例に挙げている。参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が高くなるほど、折り返しミラー200の位置ずれの量(絶対値)が小さくなる。
次に、図7を参照して、基本処理における制御部14の動作について説明する。なお、以下では、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度の変化を説明するために、参照受光器300の出力から推定される折り返しミラー200の位置(揺動角)と目標参照出力から推定される折り返しミラー200の目標位置(目標揺動角)との差である折り返しミラー200の位置ずれの変化を例に挙げている。参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が高くなるほど、折り返しミラー200の位置ずれの量(絶対値)が小さくなる。
時刻t0になると、目標参照出力と目標部分出力とが設定される。例えば、対応関係情報の中から目標状態が選出される。時刻t0以降、制御部14は、参照受光器300の出力が目標参照出力に近づくように、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)を調節する。これにより、折り返しミラー200の位置ずれの量が次第に小さくなる。
時刻t1になると、レーザ出力が目標出力になったとみなされる。例えば、検出器900により検出されるレーザ光LBの強度が許容範囲内に収まる。
時刻t2になると、折り返しミラー200の位置ずれの量が許容範囲RR内になる。言い換えると、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が閾値を上回る。
時刻t3になると、折り返しミラー200の位置ずれの量が許容範囲RR内に収まる状態の継続時間が基準時間TTを上回る。言い換えると、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が閾値を上回る状態の継続時間が基準時間を上回る。これにより、参照受光器300の出力が目標参照出力になったとみなされる。そして、折り返しミラー200の位置の位置決めが完了したとみなされる。
時刻t3から時刻t4までの期間では、制御部14は、部分受光器600の出力が目標部分出力に近づくように、集光レンズ400の位置を調節する。これにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態(スポットの形状および位置)が目標状態に次第に近づく。なお、集光レンズ400の位置制御は、参照受光器300の出力が目標参照出力になったとみなされる前(図7の例では時刻t3よりも前)に行われてもよい。
時刻t4になると、部分受光器600の出力が目標部分出力になったとみなされる。例えば、部分受光器600の出力(具体的にはスポット画像)と目標部分出力との一致度が閾値を上回る。これにより、シャッタ700を閉状態から開状態にするための条件が成立し、制御部14は、シャッタ700を閉状態から開状態にする。その結果、光ファイバ20の端部へ向かうレーザ光LBは、光ファイバ20の端部に入射し、光ファイバ20を経由して出射ヘッド25に導かれ、出射ヘッド25からワーク(図示省略)に出射される。
時刻t5以降では、時刻t0から時刻t5までの期間における動作と同様の動作が行われる。
〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、第1反射面200aと第2反射面200bとを有する折り返しミラー200と、折り返しミラー200の第2反射面200bで反射した参照光RLを受光する参照受光器300とが設けられる。参照受光器300における参照光RLの受光状態(受光位置および受光強度)と、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)との間には、相関がある。したがって、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の変化を検出することができる。これにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常を検出することができる。
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、第1反射面200aと第2反射面200bとを有する折り返しミラー200と、折り返しミラー200の第2反射面200bで反射した参照光RLを受光する参照受光器300とが設けられる。参照受光器300における参照光RLの受光状態(受光位置および受光強度)と、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)との間には、相関がある。したがって、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の変化を検出することができる。これにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常を検出することができる。
なお、エンコーダ252の出力(すなわち揺動モータ251の回転角)に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を検出することが考えられる。しかしながら、エンコーダ252の出力には、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角(基準となる姿勢における傾斜角)のずれが反映されない。そのため、エンコーダ252の出力に基づく第1反射面200aの主傾斜角の検出では、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれに起因する第1反射面200aの主傾斜角の変化を検出することができない。なお、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれは、折り返しミラー200の設置ずれ、折り返しミラー200の歪みなどにより発生する。
一方、実施形態のレーザ装置10では、参照受光器300における参照光RLの受光状態(受光位置および受光強度)に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を検出することができる。参照受光器300における参照光RLの受光状態には、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれが反映される。したがって、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づく第1反射面200aの主傾斜角の検出では、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれに起因する第1反射面200aの主傾斜角の変化を検出することができる。これにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれを検出することが可能である。
なお、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれは、折り返しミラー200の揺動方向における第1反射面200aの傾斜角の変化(すなわち主傾斜角の変化)だけでなく、折り返しミラー200の揺動方向とは異なる方向における第1反射面200aの傾斜角の変化を引き起こす可能性がある。
実施形態のレーザ装置10では、参照受光器300の受光面301に、複数の受光素子302がマトリクス状に配置される。すなわち、参照受光器300の受光面301は、マトリクス状に配置される複数の単位領域に区分され、参照受光器300は、受光面301の単位領域毎の受光強度を検出する。このような構成により、参照受光器300の受光面301に入射する参照光RLの受光状態の変化を二次元的に検出することができる。これにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角の変化を二次元的に検出することができるので、参照受光器300の出力に基づいて検出することができる第1反射面200aの傾斜角の変化の方向の数を増加させることができる。例えば、折り返しミラー200の揺動方向における第1反射面200aの傾斜角の変化(すなわち主傾斜角の変化)だけでなく、折り返しミラー200の揺動方向とは異なる方向における第1反射面200aの傾斜角の変化(例えば第1反射面200aの基準角のずれに起因する変化)も検出することができる。このように、参照受光器300の出力に基づいて検出することができる第1反射面200aの傾斜角の変化の方向の数を増加させることができるので、参照受光器300の出力に基づいて検出することができる第1反射面200aの傾斜角の異常の種類を増加させることができる。例えば、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の揺動方向とは異なる方向における第1反射面200aの傾斜角の異常(第1反射面200aの基準角のずれに起因する異常)を検出することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、折り返しミラー200が揺動可能である。折り返しミラー200を揺動させることにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を調節することができる。また、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角を適切に調節することができる。これにより、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの位置(入射位置)を適切に調節することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、集光レンズ400と部分反射ミラー500とが設けられ、部分反射ミラー500で反射された部分光LBa(レーザ光LBの一部)を受光する部分受光器600が設けられる。部分受光器600における部分光LBaの受光状態(受光位置および受光強度)と、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの状態との間には、相関がある。したがって、部分受光器600における部分光LBaの受光状態に基づいて、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの状態を検出することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出することができ、部分受光器600における部分光LBaの受光状態に基づいて、光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの異常を検出することができる。そして、参照受光器300における参照光RLの受光状態に基づく異常検出の結果と、部分受光器600における部分光LBaの受光状態に基づく異常検出の結果とに基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常の原因を判別することができる。これにより、レーザ光LBの異常の原因となる箇所の特定を容易にすることができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、レーザ光LBの強度を検出する検出器900が設けられる。このような構成により、検出器900の出力に基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度を検出することができる。これにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度の異常を検出することができる。
なお、参照受光器300の出力を用いずにエンコーダ252の出力(揺動モータ251の回転角)に基づいて折り返しミラー200の位置(揺動角)の制御を行う場合、折り返しミラー200の位置の制御の開始から予め定められた待機時間が経過すると、折り返しミラー200の位置決めが完了したとみなされる。この待機時間は、折り返しミラー200の位置を確実に目標位置にするために要する時間に設定される。そのため、折り返しミラー200の位置の制御の開始から折り返しミラー200の位置決めが完了したとみなされるまでの時間(整定時間)を短縮することが困難である。
一方、実施形態のレーザ装置10では、参照受光器300の出力に基づいて折り返しミラー200の位置をリアルタイムで確認することができるので、折り返しミラー200の位置決めを素早く完了させることができる。これにより、整定時間を短縮することができる。
〔異常検出処理〕
次に、制御部14の別の動作について説明する。制御部14は、異常検出処理を行う。
次に、制御部14の別の動作について説明する。制御部14は、異常検出処理を行う。
異常検出処理は、レーザ光LBの異常を検出するために行われる処理である。例えば、制御部14は、レーザ装置10の運転中に異常検出処理を行う。なお、制御部14は、異常検出処理の実行が指示された場合(例えば異常検出処理の実行を指示するための操作が操作部12に与えられた場合)に異常検出処理を行うように構成されてもよい。また、異常検出処理は、工場出荷前、設置時、保守点検時、設置後(または保守点検後)のレーザ装置10の累積稼働時間が所定時間(例えば1000時間)に到達した場合などに行われてもよい。
なお、レーザ装置10が運転中ではない場合、制御部14は、レーザ装置10を起動させた後に異常検出処理を行う。このとき、シャッタ700が閉状態に維持された状態でレーザ装置10を起動させることが望ましい。具体的には、制御部14は、レーザ光源101および参照光源102を起動させ、折り返しミラー200の位置と集光レンズ400の位置を適宜調節した後に、異常検出処理を開始する。例えば、制御部14は、異常検出処理の前に基本処理の目標設定動作と調節動作を行うように構成されてもよい。
異常検出処理において、制御部14は、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出する。この例では、制御部14は、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)の異常を検出する。なお、折り返しミラー200の位置の異常は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常に対応している。したがって、折り返しミラー200の位置の異常を検出することにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常を検出することができる。
また、異常検出処理において、制御部14は、部分受光器600の出力に基づいて、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常を検出する。
また、異常検出処理において、制御部14は、検出器900の出力に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)の異常を検出する。
この例では、制御部14は、異常検出処理において、第1情報と、第2情報と、第3情報とを出力可能である。そして、制御部14は、第3情報よりも第2情報を優先的に出力し、第2情報よりも第1情報を優先的に出力する。なお、第1情報、第2情報、第3情報については、後で詳しく説明する。
また、制御部14は、レーザ装置10の運転中に行われる異常検出処理において、折り返しミラー200の位置の異常、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)の異常のうち少なくとも1つを検出すると、シャッタ700を開状態から閉状態にする。なお、制御部14は、異常検出処理において、折り返しミラー200の位置の異常、レーザスポットの異常、レーザ出力の異常のうち少なくとも1つを検出すると、レーザ装置10を停止させるように構成されてもよい。
〔異常検出処理における動作〕
次に、図8を参照して、異常検出処理における制御部14の動作について説明する。
次に、図8を参照して、異常検出処理における制御部14の動作について説明する。
〈ステップST11〉
制御部14は、ステップST11において、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の位置に異常があるか否かを判定する。折り返しミラー200の位置に異常がある場合(すなわち折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角に異常がある場合)には、ステップST14の処理が行われ、そうでない場合には、ステップST12の処理が行われる。
制御部14は、ステップST11において、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の位置に異常があるか否かを判定する。折り返しミラー200の位置に異常がある場合(すなわち折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角に異常がある場合)には、ステップST14の処理が行われ、そうでない場合には、ステップST12の処理が行われる。
この例では、制御部14は、参照受光器300の出力と予め定められた目標参照出力(参照受光器300の目標出力)との一致度が予め定められた閾値を上回る場合に、折り返しミラーの位置が正常であると判定し、参照受光器300の出力と目標参照出力との一致度が閾値を上回らない場合に、折り返しミラーの位置が異常であると判定する。なお、この例では、上記の目標参照出力は、対応関係情報に示された目標参照出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態に対応する目標参照出力である。
〈ステップST12〉
制御部14は、ステップST12において、部分受光器600の出力に基づいて、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)が異常であるか否かを判定する。レーザスポットに異常がある場合には、ステップST15の処理が行われ、そうでない場合には、ステップST13の処理が行われる。
制御部14は、ステップST12において、部分受光器600の出力に基づいて、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)が異常であるか否かを判定する。レーザスポットに異常がある場合には、ステップST15の処理が行われ、そうでない場合には、ステップST13の処理が行われる。
この例では、制御部14は、部分受光器600の出力と予め定められた目標部分出力(部分受光器600の目標出力)との一致度が予め定められた閾値を上回る場合に、レーザスポットが正常であると判定し、部分受光器600の出力と目標部分出力との一致度が閾値を上回らない場合に、レーザスポットが異常であると判定する。なお、この例では、上記の目標部分出力は、対応関係情報に示された目標部分出力であり、具体的には、目標設定動作において選出された目標状態に対応する目標部分出力である。
具体的には、制御部14は、部分受光器600の出力に基づいて、スポット画像(部分受光器600の受光面601に形成される部分光LBaのスポットを含む画像)を生成する。そして、制御部14は、スポット画像に基づいて、レーザスポットが異常であるか否かを判定する。例えば、部分受光器600の目標出力が図6の対応関係情報の第3番目の目標状態に対応する目標参照出力(レーザスポットが第1コア20aに位置するときの部分受光器600の出力)であるとすると、スポット画像における部分光LBaのスポットの状態(位置および形状)が図9の左上欄に示した状態である場合、制御部14は、レーザスポットが正常であると判定する(判定結果OK)。一方、スポット画像における部分光LBaのスポットの状態が図9の左上欄に示した状態ではない場合、制御部14は、レーザスポットが異常であると判定する(判定結果NG)。
〈ステップST13〉
制御部14は、ステップST13において、検出器900の出力に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)が異常であるか否かを判定する。レーザ出力に異常がある場合には、ステップST16の処理が行われ、そうでない場合には、異常検出処理を終了する。
制御部14は、ステップST13において、検出器900の出力に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)が異常であるか否かを判定する。レーザ出力に異常がある場合には、ステップST16の処理が行われ、そうでない場合には、異常検出処理を終了する。
この例では、制御部14は、検出器900により検出されるレーザ光LBの強度が予め定められた許容範囲内である場合に、レーザ出力が正常であると判定し、検出器900により検出されるレーザ光LBの強度が許容範囲内ではない場合に、レーザ出力が異常であると判定する。
〈ステップST14〉
ステップST11において、折り返しミラー200の位置に異常がある場合、制御部14は、ステップST14において、第1情報を出力する。第1情報は、折り返しミラー200の位置の異常を通知する情報である。すなわち、第1情報は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を通知するための情報である。例えば、第1情報は、折り返しミラー200の点検実施を促すための情報であってもよい。
ステップST11において、折り返しミラー200の位置に異常がある場合、制御部14は、ステップST14において、第1情報を出力する。第1情報は、折り返しミラー200の位置の異常を通知する情報である。すなわち、第1情報は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を通知するための情報である。例えば、第1情報は、折り返しミラー200の点検実施を促すための情報であってもよい。
この例では、制御部14は、第1情報を表示部13に出力し、表示部13は、第1情報を表示する。これにより、折り返しミラー200の位置の異常(すなわち折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常)を操作者に通知することができる。
〈ステップST15〉
また、ステップST12において、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)に異常がある場合、制御部14は、ステップST15において、第2情報を出力する。第2情報は、レーザスポットの異常を通知するための情報である。例えば、第2情報は、レーザスポットの状態(位置および形状)に影響を及ぼす可能性がある部品(集光レンズ400や部分反射ミラー500など)の点検実施を促すための情報であってもよい。
また、ステップST12において、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)に異常がある場合、制御部14は、ステップST15において、第2情報を出力する。第2情報は、レーザスポットの異常を通知するための情報である。例えば、第2情報は、レーザスポットの状態(位置および形状)に影響を及ぼす可能性がある部品(集光レンズ400や部分反射ミラー500など)の点検実施を促すための情報であってもよい。
この例では、制御部14は、第2情報を表示部13に出力し、表示部13は、第2情報を表示する。これにより、レーザスポットの異常を操作者に通知することができる。
〈ステップST16〉
また、ステップST13において、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)に異常がある場合、制御部14は、ステップST16において、第3情報を出力する。第3情報は、レーザ出力の異常を通知するための情報である。例えば、第3情報は、レーザ出力に影響を及ぼす可能性がある部品(レーザ光源101など)の点検実施を促すための情報であってもよい。
また、ステップST13において、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)に異常がある場合、制御部14は、ステップST16において、第3情報を出力する。第3情報は、レーザ出力の異常を通知するための情報である。例えば、第3情報は、レーザ出力に影響を及ぼす可能性がある部品(レーザ光源101など)の点検実施を促すための情報であってもよい。
この例では、制御部14は、第3情報を表示部13に出力し、表示部13は、第3情報を表示する。これにより、レーザ出力の異常を操作者に通知することができる。
〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、異常検出処理において、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出することができる。また、部分受光器600の出力に基づいて、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常を検出することができる。そして、参照受光器300の出力に基づく異常検出の結果と、部分受光器600の出力に基づく異常検出の結果とに基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常の原因を判別することができる。これにより、レーザ光LBの異常の原因となる箇所の特定を容易にすることができる。
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、異常検出処理において、参照受光器300の出力に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出することができる。また、部分受光器600の出力に基づいて、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常を検出することができる。そして、参照受光器300の出力に基づく異常検出の結果と、部分受光器600の出力に基づく異常検出の結果とに基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常の原因を判別することができる。これにより、レーザ光LBの異常の原因となる箇所の特定を容易にすることができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、異常検出処理において、検出器900の出力に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)の異常を検出することができる。これにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常の原因がレーザ出力の異常であるのか否かを判別することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、制御部14は、異常検出処理において、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常を通知するための第2情報よりも、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を通知するための第1情報を優先的に出力する。なお、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常を解消するために、折り返しミラー200の揺動角(傾斜角)が調節され、レーザスポットの異常を解消するために、集光レンズ400の位置が調節される。また、レーザ光LBの光路において集光レンズ400の上流側に位置する折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常が解消されることで、折り返しミラー200の第1反射面200aから集光レンズ400へ向かうレーザ光LBの進行方向が正常となり、その結果、集光レンズ400の位置の調節によりレーザスポットの状態を適切に制御することが可能となる。したがって、第2情報よりも第1情報を優先的に出力することにより、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常を優先的に解消させることができるので、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常を効率よく解消することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、制御部14は、異常検出処理において、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光の強度)の異常を通知するための第3情報よりも、第1情報および第2情報を優先的に出力する。このような構成により、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常と、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の異常とを優先的に解消させることができるので、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角およびレーザスポットの両方に異常がない状態で、レーザ出力を適切に調節することができる。
〔異常検出処理の変形例1〕
なお、制御部14は、異常検出処理において、部分受光器600により受光されるレーザ光(部分光LBa)の強度に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)の異常を検出するように構成されてもよい。具体的には、制御部14は、部分受光器600により受光される部分光LBaの強度が予め定められた許容範囲内である場合に、レーザ出力が正常であると判定し、部分受光器600により受光される部分光LBaの強度が許容範囲内ではない場合に、レーザ出力が異常であると判定してもよい。
なお、制御部14は、異常検出処理において、部分受光器600により受光されるレーザ光(部分光LBa)の強度に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)の異常を検出するように構成されてもよい。具体的には、制御部14は、部分受光器600により受光される部分光LBaの強度が予め定められた許容範囲内である場合に、レーザ出力が正常であると判定し、部分受光器600により受光される部分光LBaの強度が許容範囲内ではない場合に、レーザ出力が異常であると判定してもよい。
以上のような構成により、検出器900を省略することができる。また、部分受光器600により受光される部分光LBa(レーザ光LBの一部)の強度に基づいて、レーザ出力(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの強度)を検出することができる。これにより、レーザ出力の異常を検出することができるので、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの異常の原因がレーザ出力の異常であるのか否かを判別することができる。
〔異常検出処理の変形例2〕
また、制御部14は、異常検出処理において、エンコーダ252の出力に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出するように構成されてもよい。例えば、制御部14は、エンコーダ252の出力と予め定められたエンコーダ252の目標出力(折り返しミラー200の目標位置に対応するエンコーダ252の出力)との一致度が予め定められた閾値を上回る場合に、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が正常であると判定し、エンコーダ252の出力とエンコーダ252の目標出力との一致度が閾値を上回らない場合に、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が異常であると判定する。
また、制御部14は、異常検出処理において、エンコーダ252の出力に基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)の異常を検出するように構成されてもよい。例えば、制御部14は、エンコーダ252の出力と予め定められたエンコーダ252の目標出力(折り返しミラー200の目標位置に対応するエンコーダ252の出力)との一致度が予め定められた閾値を上回る場合に、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が正常であると判定し、エンコーダ252の出力とエンコーダ252の目標出力との一致度が閾値を上回らない場合に、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角が異常であると判定する。
〔異常検出処理の変形例3〕
また、制御部14は、異常検出処理において、参照受光器300の出力に基づく異常検出の結果と、エンコーダ252の出力に基づく異常検出の結果とに基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角の異常の種類を判別するように構成されてもよい。例えば、参照受光器300の出力に基づいて異常が検出され、且つ、エンコーダ252の出力に基づいて異常が検出された場合に、制御部14は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)に異常があると判定する。また、参照受光器300の出力に基づいて異常が検出されず、且つ、エンコーダ252の出力に基づいて異常が検出された場合に、制御部14は、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれ(例えば折り返しミラー200の歪み)があると判定する。また、制御部14は、異常検出処理において、折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角の異常の種類を通知するための情報を出力するように構成されてもよい。
また、制御部14は、異常検出処理において、参照受光器300の出力に基づく異常検出の結果と、エンコーダ252の出力に基づく異常検出の結果とに基づいて、折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角の異常の種類を判別するように構成されてもよい。例えば、参照受光器300の出力に基づいて異常が検出され、且つ、エンコーダ252の出力に基づいて異常が検出された場合に、制御部14は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)に異常があると判定する。また、参照受光器300の出力に基づいて異常が検出されず、且つ、エンコーダ252の出力に基づいて異常が検出された場合に、制御部14は、折り返しミラー200の第1反射面200aの基準角のずれ(例えば折り返しミラー200の歪み)があると判定する。また、制御部14は、異常検出処理において、折り返しミラー200の第1反射面200aの傾斜角の異常の種類を通知するための情報を出力するように構成されてもよい。
〔キャリブレーション処理〕
次に、制御部14の別の動作について説明する。制御部14は、キャリブレーション処理を行う。キャリブレーション処理は、対応関係情報を更新するために行われる処理である。
次に、制御部14の別の動作について説明する。制御部14は、キャリブレーション処理を行う。キャリブレーション処理は、対応関係情報を更新するために行われる処理である。
この例では、制御部14は、参照受光器300の出力が対応関係情報に示された目標参照出力(参照受光器300の目標出力)となるときのレーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の位置が異常である場合に、キャリブレーション処理を行う。具体的には、制御部14は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態が対応関係情報に示された目標状態であるときに観測されるレーザスポットの位置(理想位置)と、参照受光器300の出力が対応関係情報において上記の目標状態に対応する目標参照出力であるときに観測されるレーザスポットの位置(実位置)との差が予め定められた許容値を上回る場合に、キャリブレーション処理を行う。
なお、制御部14は、異常検出処理において折り返しミラー200の位置の異常(すなわち折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角の異常)が検出された場合にキャリブレーション処理を行うように構成されてもよい。また、制御部14は、キャリブレーション処理の実行が指示された場合(例えばキャリブレーション処理の実行を指示するための操作が操作部12に与えられた場合)にキャリブレーション処理を行うように構成されてもよい。また、キャリブレーション処理は、工場出荷前、設置時、保守点検時、設置後(または保守点検後)のレーザ装置10の累積稼働時間が所定時間(例えば1000時間)に到達した場合などに行われてもよい。
キャリブレーション処理において、制御部14は、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を順次変更しながら、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態と参照受光器300の出力とを観測し、観測結果に基づいて対応関係情報(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と参照受光器300の目標出力との対応関係を示す情報)を更新する。
この例では、制御部14は、部分受光器600の出力に基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を観測する。部分受光器600の出力は、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態に対応している。したがって、部分受光器600の出力を観測することにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を観測することができる。具体的には、制御部14は、部分受光器600の出力に基づいてスポット画像を生成し、スポット画像における部分光LBaの状態に基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を決定(推定)する。例えば、制御部14は、スポット画像において部分光LBaのスポットが第1領域611に位置する場合に、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)が第1コア20aに位置する状態であると決定(推定)する。
また、制御部14は、キャリブレーション処理において、対応関係情報を更新することができない場合に、対応関係情報を更新することができないことを通知するための情報を出力する。
〔キャリブレーション処理における動作〕
次に、図10を参照して、キャリブレーション処理における制御部14の動作について説明する。
次に、図10を参照して、キャリブレーション処理における制御部14の動作について説明する。
〈ステップST21〉
制御部14は、ステップST21において、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)を予め定められた観測位置に設定する。この観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲内において折り返しミラー200の位置が段階的に変化するように定められる。例えば、第1回目の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の下限の揺動角に設定され、第2回目の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の下限の揺動角の次に小さい揺動角(下限の揺動角よりも予め定められた単位角だけ大きい揺動角)に設定され、最後の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の上限の揺動角に設定される。
制御部14は、ステップST21において、折り返しミラー200の位置(具体的には揺動角)を予め定められた観測位置に設定する。この観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲内において折り返しミラー200の位置が段階的に変化するように定められる。例えば、第1回目の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の下限の揺動角に設定され、第2回目の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の下限の揺動角の次に小さい揺動角(下限の揺動角よりも予め定められた単位角だけ大きい揺動角)に設定され、最後の観測位置は、折り返しミラー200の可動範囲の上限の揺動角に設定される。
〈ステップST22〉
次に、制御部14は、ステップST22において、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力(すなわち光ファイバ20の端部に入射されるレーザ光LBの状態)を観測し、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力とを対応付けて記憶する(図6参照)。
次に、制御部14は、ステップST22において、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力(すなわち光ファイバ20の端部に入射されるレーザ光LBの状態)を観測し、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力とを対応付けて記憶する(図6参照)。
〈ステップST23〉
次に、制御部14は、ステップST23において、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了するか否かを判定する。参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了場合(ステップST23でYES)には、ステップST24の処理が行われる。そうでない場合(ステップST23でNO)には、ステップST21の処理が行われ、折り返しミラー200の位置が次の観測位置に設定される。
次に、制御部14は、ステップST23において、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了するか否かを判定する。参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了場合(ステップST23でYES)には、ステップST24の処理が行われる。そうでない場合(ステップST23でNO)には、ステップST21の処理が行われ、折り返しミラー200の位置が次の観測位置に設定される。
ステップST23でYESについて、この例では、制御部14は、参照受光器300の出力および部分受光器600の出力の観測回数が予め定められた回数に到達している場合に、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了する。例えば、制御部14は、折り返しミラー200の位置が最後の観測位置に設定されている場合に、参照受光器300の出力と部分受光器600の出力の観測を完了する。
〈ステップST24〉
制御部14は、ステップST24において、対応関係情報(図6参照)の中から目標状態(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態)を選択する。この選択は、対応関係情報に示された目標状態が順に選択されるように行われる。例えば、第1回目の選択では、対応関係情報の中から第1番目(図6(A))の目標状態が選択され、第2回目の選択では、対応関係情報の中から第2番目(図6(B))の目標状態が選択される。
制御部14は、ステップST24において、対応関係情報(図6参照)の中から目標状態(光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態)を選択する。この選択は、対応関係情報に示された目標状態が順に選択されるように行われる。例えば、第1回目の選択では、対応関係情報の中から第1番目(図6(A))の目標状態が選択され、第2回目の選択では、対応関係情報の中から第2番目(図6(B))の目標状態が選択される。
〈ステップST25〉
次に、制御部14は、対応関係情報の中からステップST24において選択された目標状態に対応する目標部分出力(部分受光器600の目標出力)を選出する。次に、制御部14は、ステップST25において、ステップST21~ST23の処理により観測された部分受光器600の出力の中から上記の目標部分出力に対応する部分受光器600の出力(すなわち目標状態に対応する「光ファイバ20の端部に入射されるレーザ光LBの状態」)を検出する。そして、制御部14は、ステップST25において、ステップST21~ST23の処理により観測された参照受光器300の出力の中から上記の検出された部分受光器600の出力に対応付けられた参照受光器300の出力を検出する。このような参照受光器300の出力が検出された場合(ステップST25でYES)には、ステップST26の処理が行われ、そうでない場合(ステップST25でNO)には、ステップST28の処理が行われる。
次に、制御部14は、対応関係情報の中からステップST24において選択された目標状態に対応する目標部分出力(部分受光器600の目標出力)を選出する。次に、制御部14は、ステップST25において、ステップST21~ST23の処理により観測された部分受光器600の出力の中から上記の目標部分出力に対応する部分受光器600の出力(すなわち目標状態に対応する「光ファイバ20の端部に入射されるレーザ光LBの状態」)を検出する。そして、制御部14は、ステップST25において、ステップST21~ST23の処理により観測された参照受光器300の出力の中から上記の検出された部分受光器600の出力に対応付けられた参照受光器300の出力を検出する。このような参照受光器300の出力が検出された場合(ステップST25でYES)には、ステップST26の処理が行われ、そうでない場合(ステップST25でNO)には、ステップST28の処理が行われる。
〈ステップST26〉
制御部14は、ステップST26では、対応関係情報において上記の目標状態(ステップST24において選択された目標状態)に対応する参照受光器300の目標出力を、ステップST25において検出された参照受光器300の出力に更新する。
制御部14は、ステップST26では、対応関係情報において上記の目標状態(ステップST24において選択された目標状態)に対応する参照受光器300の目標出力を、ステップST25において検出された参照受光器300の出力に更新する。
〈ステップST27〉
次に、制御部14は、ステップST27において、対応関係情報の更新を完了するか否かを判定する。対応関係情報の更新を完了する場合(ステップST27でYES)には、キャリブレーション処理を終了する。そうでない場合(ステップST27でNO)には、ステップST24の処理が行われ、対応関係情報の中から次の目標状態が選択される。
次に、制御部14は、ステップST27において、対応関係情報の更新を完了するか否かを判定する。対応関係情報の更新を完了する場合(ステップST27でYES)には、キャリブレーション処理を終了する。そうでない場合(ステップST27でNO)には、ステップST24の処理が行われ、対応関係情報の中から次の目標状態が選択される。
この例では、制御部14は、対応関係情報に示された目標状態の全部に対して参照受光器300の出力が完了している場合(ステップST27でYES)に、対応関係情報の更新を完了する。例えば、制御部14は、ステップST24において対応関係情報の中から選択された目標状態が最後の目標状態である場合(ステップST27でYES)に、対応関係情報の更新を完了する。
〈ステップST28〉
制御部14は、ステップST28において、対応関係情報を更新することができないことを通知するための情報(更新不可通知情報)を出力する。また、制御部14は、対応関係情報を元の状態(キャリブレーション処理が行われる前の状態)に戻す。
制御部14は、ステップST28において、対応関係情報を更新することができないことを通知するための情報(更新不可通知情報)を出力する。また、制御部14は、対応関係情報を元の状態(キャリブレーション処理が行われる前の状態)に戻す。
例えば、制御部14は、更新不可通知情報を表示部13に出力し、表示部13は、更新不可通知情報を表示する。これにより、対応関係情報を更新することができないことを操作者に通知することができる。
〔実施形態の効果〕
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、キャリブレーション処理を行うことにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と参照受光器300の目標出力(折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する第1反射面200aの傾斜角に関連する情報)との対応関係を示す対応関係情報を適切に更新することができる。
以上のように、実施形態のレーザ装置10では、キャリブレーション処理を行うことにより、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と参照受光器300の目標出力(折り返しミラー200の第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する第1反射面200aの傾斜角に関連する情報)との対応関係を示す対応関係情報を適切に更新することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、基本処理(すなわち光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を対応関係情報に示された目標状態にする場合)において、参照受光器の出力が対応関係情報において目標状態に対応する参照受光器300の目標出力に近づくように、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角(第1反射面200aに入射するレーザ光LBの光路に対する傾斜角)を調節する。この制御では、キャリブレーション処理により適切に更新された対応関係情報を用いることができるので、折り返しミラー200の第1反射面200aの主傾斜角を適切に調節することができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、集光レンズ400と部分反射ミラー500とが設けられ、部分反射ミラー500で反射された部分光LBa(レーザ光LBの一部)を受光する部分受光器600が設けられる。そして、キャリブレーション処理において、部分受光器600の出力に基づいて、光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの状態を観測する。このような構成により、部分受光器600の出力に基づいてキャリブレーション処理を適切に行うことができる。
また、実施形態のレーザ装置10では、制御部14は、キャリブレーション処理において、対応関係情報を更新することができない場合に、対応関係情報を更新することができないことを通知するための情報を出力する。このような構成により、対応関係情報を更新することができないことを通知することができる。
また、実施形態によるレーザ装置10では、制御部14は、参照受光器300の出力が対応関係情報に示された参照受光器300の目標出力であるときの光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポットの位置が異常である場合に、キャリブレーション処理を行う。このような構成により、対応関係情報において光ファイバ20の端部に入射するレーザ光LBの目標状態と参照受光器300の目標出力との対応関係が適切でない場合に、キャリブレーション処理を行うことができる。
(その他の実施形態)
以上の説明では、対応関係情報に登録される部分受光器600の目標出力の例としてスポット画像を挙げたが、これに限定されない。例えば、対応関係情報には、部分受光器600の目標出力として、スポット画像における部分光LBaのスポットの目標条件であってもよい。例えば、図6に示した第3番目の部分受光器600の目標出力(図6の(C)参照)として「部分光LBaのスポットが第1領域611に収まる」という目標条件が登録されてもよい。この場合、目標条件が成立すると、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の状態が目標条件に対応する目標状態になっているとみなされる。
以上の説明では、対応関係情報に登録される部分受光器600の目標出力の例としてスポット画像を挙げたが、これに限定されない。例えば、対応関係情報には、部分受光器600の目標出力として、スポット画像における部分光LBaのスポットの目標条件であってもよい。例えば、図6に示した第3番目の部分受光器600の目標出力(図6の(C)参照)として「部分光LBaのスポットが第1領域611に収まる」という目標条件が登録されてもよい。この場合、目標条件が成立すると、レーザスポット(光ファイバ20の端部におけるレーザ光LBのスポット)の状態が目標条件に対応する目標状態になっているとみなされる。
また、以上の説明では、折り返しミラー200が板状である場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、折り返しミラー200は、揺動軸線に延びる多角柱状に形成されてもよい。
また、以上の説明では、折り返しミラー200が揺動可能である場合を例に挙げたが、折り返しミラー200は、揺動不可に固定されてもよい。言い換えると、折り返しミラー200の傾斜角は、可変であってもよいし、固定であってもよい。
また、以上の説明では、集光レンズ400が移動可能である場合を例に挙げたが、集光レンズ400は、移動不可に固定されてもよい。言い換えると、集光レンズ400の位置は、可変であってもよいし、固定であってもよい。
また、以上の説明では、被照射物の一例として光ファイバ20の端部を挙げたが、被照射物は、これに限定されない。
また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、ここに開示する技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、ここに開示する技術は、レーザ装置として有用である。
1 レーザ加工システム
10 レーザ装置
11 レーザ発振器
12 操作部
13 表示部
14 制御部
20 光ファイバ
25 出射ヘッド
101 レーザ光源
102 参照光源
200 折り返しミラー
201 第1折り返しミラー
202 第2折り返しミラー
300 参照受光器
301 受光面
302 受光素子
400 集光レンズ
500 部分反射ミラー
600 部分受光器
601 受光面
700 シャッタ
800 ビームダンパ
900 検出器
LB レーザ光
RL 参照光
10 レーザ装置
11 レーザ発振器
12 操作部
13 表示部
14 制御部
20 光ファイバ
25 出射ヘッド
101 レーザ光源
102 参照光源
200 折り返しミラー
201 第1折り返しミラー
202 第2折り返しミラー
300 参照受光器
301 受光面
302 受光素子
400 集光レンズ
500 部分反射ミラー
600 部分受光器
601 受光面
700 シャッタ
800 ビームダンパ
900 検出器
LB レーザ光
RL 参照光
Claims (6)
- 被照射物にレーザ光を照射するレーザ装置であって、
前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
参照光を出射する参照光源と、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を進行方向とは異なる方向に反射することで前記レーザ光を前記被照射物へ導く第1反射面と、前記参照光源から出射される参照光を進行方向とは異なる方向に反射する第2反射面とを有し、前記第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記第1反射面の傾斜角が変化すると前記第2反射面に入射する参照光の光路に対する前記第2反射面の傾斜角が変化する折り返しミラーと、
前記折り返しミラーの第2反射面で反射された参照光を受光する参照受光器と、
前記折り返しミラーの第1反射面から前記被照射物へ向かうレーザ光の光路に配置されて前記レーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズから前記被照射物へ向かうレーザ光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射されたレーザ光の一部を受光する部分受光器と、
前記参照受光器の出力に基づいて、前記折り返しミラーの第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記折り返しミラーの第1反射面の傾斜角の異常を検出し、前記部分受光器の出力に基づいて、前記被照射物における前記レーザ光のスポットの異常を検出する制御部とを備えることを特徴とするレーザ装置。 - 請求項1において、
前記折り返しミラーは、前記第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記第1反射面の傾斜角が変化するように揺動可能であることを特徴とするレーザ装置。 - 請求項1または2において、
前記制御部は、前記部分受光器により受光されるレーザ光の強度に基づいて、前記被照射物に入射するレーザ光の強度の異常を検出することを特徴とするレーザ装置。 - 請求項1または2において、
前記レーザ光の強度を検出する検出器を備え、
前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて、前記被照射物に入射するレーザ光の強度の異常を検出することを特徴とするレーザ装置。 - 請求項1~4のいずれか1つにおいて、
前記制御部は、前記折り返しミラーの第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記折り返しミラーの第1反射面の傾斜角の異常を通知するための第1情報と、前記被照射物における前記レーザ光のスポットの異常を通知するための第2情報とを出力可能であり、前記第2情報よりも前記第1情報を優先的に出力することを特徴とするレーザ装置。 - 請求項3または4において、
前記制御部は、前記折り返しミラーの第1反射面に入射するレーザ光の光路に対する前記折り返しミラーの第1反射面の傾斜角の異常を通知するための第1情報と、前記被照射物における前記レーザ光のスポットの異常を通知するための第2情報と、前記レーザ光の出力の異常を通知するための第3情報とを出力可能であり、前記第3情報よりも前記第2情報を優先的に出力し、前記第2情報よりも前記第1情報を優先的に出力することを特徴とするレーザ装置。
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