WO2021002188A1 - Laser processing head, laser processing device and laser processing control method - Google Patents
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- WO2021002188A1 WO2021002188A1 PCT/JP2020/023537 JP2020023537W WO2021002188A1 WO 2021002188 A1 WO2021002188 A1 WO 2021002188A1 JP 2020023537 W JP2020023537 W JP 2020023537W WO 2021002188 A1 WO2021002188 A1 WO 2021002188A1
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
Definitions
- the present disclosure relates to a laser processing head that emits laser light emitted by a laser oscillator and passed through an optical fiber toward a work, a laser processing apparatus provided with the laser processing head, and a laser processing control method by the laser processing apparatus. ..
- Patent Document 1 describes a collimating lens that parallelizes the laser light emitted from the exit end face of the optical fiber, and a condensing lens that collects the laser light parallelized by the collimating lens and emits it toward the work.
- a bend mirror that reflects a part of the reflected light reflected from the work and parallelized by the condensing lens toward the collimating lens as return light and transmits the rest of the reflected light.
- a laser processing head including an optical sensor that detects the amount of reflected light transmitted through a bend mirror is disclosed.
- a laser processing apparatus provided with a laser processing head as in Patent Document 1
- at least a part of the reflected light from the work passes through a collimating lens as return light and passes through a core or a cladding of an optical fiber.
- the light enters a plurality of places of the laser processing apparatus such as the inside of the oscillator, the connection portion of the optical fiber, and the protective layer arranged on the outer periphery of the clad of the optical fiber. Then, a problem such as damage occurs at a place where the incident light amount of the return light exceeds a predetermined allowable value.
- the present disclosure has been made in view of such a point, and the purpose of the present disclosure is to individually acquire the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus and set the allowable value of the incident light amount at each location.
- the purpose is to be able to predict or warn the degree of danger accordingly.
- the present disclosure is a laser processing head that emits laser light emitted from a laser oscillator and passed through an optical fiber toward a work, and the laser light emitted from the optical fiber is emitted.
- An optical system that divides the reflected light into a plurality of divided lights including a return light returning to the collimating lens, a first divided light, and a second divided light, and the first divided light, the reflected angle of the work is the first.
- a first window portion is formed through which light within the range of 1 is passed as the first passing light, and among the first divided lights, the first one that shields the light whose reflection angle in the work is outside the first range.
- a shielding member and a second window portion for passing light having a reflection angle in the work within a second range different from the first range among the second divided lights as the second passing light are formed.
- the second shielding member that shields the light whose reflection angle in the work is outside the second range the first optical sensor that detects the amount of the first passing light, and the first. 2 It is characterized by including a second optical sensor that detects the amount of passing light.
- the amount of light detected by the first optical sensor becomes a value corresponding to the amount of return light whose reflection angle in the work is within the first range
- the amount of light detected by the second optical sensor is the amount of light detected by the work.
- the reflection angle in is a value corresponding to the amount of return light within the second range.
- the return light whose reflection angle on the work is within the first range and the return light whose reflection angle on the work is within the second range are oppositely incident on different parts of the laser processing apparatus.
- the amount of light detected by the first and second optical sensors is a value corresponding to the amount of incident light of the return light at different points of the laser processing apparatus. Therefore, it is possible to individually measure the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus and predict or warn the degree of danger according to the permissible value of the incident light amount at each location.
- FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 2 of the second embodiment.
- (A) is a diagram corresponding to FIG. 4 (a) of the second embodiment, and (b) is a diagram corresponding to FIG. 4 (b) of the second embodiment.
- (A) is a plan view of the third shielding member, and (b) is a cross-sectional view taken along the line IXb-IXb of FIG. 9 (a).
- (A) is a diagram corresponding to FIG. 3 (a) of the third embodiment, and (b) is a diagram corresponding to FIG. 3 (b) of the third embodiment.
- (A) is a diagram corresponding to FIG. 4 (a) of the third embodiment, and (b) is a diagram corresponding to FIG. 4 (b) of the third embodiment.
- matching includes not only those that exactly match, but also those that include manufacturing tolerances and processing tolerances.
- approximately parallel includes not only those that are strictly parallel but also those that are almost parallel within a certain predetermined error range.
- FIG. 1 shows the configuration of the laser processing apparatus 100 according to the first embodiment.
- the laser processing apparatus 100 includes a laser processing head 30, a manipulator 60, a controller 70, a laser oscillator 80, and an optical fiber 90. There is.
- the laser processing head 30 irradiates the work W with the laser light LB from the optical fiber 90.
- a laser machining head 30 is attached to the tip of the manipulator 60 to move the laser machining head 30.
- the controller 70 controls the operation of the laser processing head 30, the operation of the manipulator 60, and the laser oscillation of the laser oscillator 80.
- the laser oscillator 80 emits the laser beam LB to the optical fiber 90 by oscillation.
- the optical fiber 90 guides the laser beam LB emitted by the laser oscillator 80 to the laser processing head 30.
- the laser processing apparatus 100 causes the laser processing head 30 and the manipulator 60 to operate the laser processing head 30 and the manipulator 60 to irradiate the work W with the laser light LB emitted from the laser oscillator 80 in a desired trajectory.
- the laser processing device 100 is used for cutting the work W, welding, and the like.
- the laser processing head 30 is emitted by a collimating lens 31 and a collimating lens 31 that parallelize the emitting beam OB (laser light) emitted from the emitting end surface of the optical fiber 90 and emit it as a collimating beam CB.
- the collimated beam CB (laser light) is focused so as to be focused at the processing point in the work W and emitted toward the work W as the processing beam PB, and the reflected light from the work W is parallelized.
- the condenser lens 32 of 1 and the protective glass 33 interposed between the first condenser lens 32 and the work W are provided.
- ⁇ 0 indicates the emission angle of the emission beam OB actually emitted from the optical fiber 90.
- the predetermined tilt angle can be set arbitrarily, but it is desirable to set it to approximately 45 degrees.
- the first mirror 34 transmits most of the collimated beam CB emitted by the collimating lens 31 toward the first condensing lens 32. It is desirable that the first mirror 34 is configured to transmit 99.0% or more of the collimated beam CB.
- the first mirror 34 reflects a part of the reflected light reflected from the work W and passed through the first condensing lens 32 as the first mirror reflected light RB1 and passes the rest of the reflected light. It returns to the collimating lens 31 and is emitted as light FB.
- a quartz glass mirror in which antireflection film coating for preventing reflection of the collimated beam CB is similarly applied to both surfaces thereof can be used. It is desirable to set the reflectance of the antireflection film as low as possible, and specifically, it is desirable to set it to 1.0% or less.
- the work W is arranged near the focal point of the first condensing lens 32 so that the power density of the laser beam incident on the work W is high.
- the return light FB reflected from the work W and passing through the first condenser lens 32 becomes substantially parallel light.
- the work W is arranged at a position away from the focal point of the first condensing lens 32, and only a part of the return light FB reflected from the work W and passing through the first condensing lens 32 is approximately parallel light. It may be set to.
- a second mirror 35 is arranged in parallel with the first mirror 34 at a position separated from the first mirror 34 in the emission direction of the first mirror reflected light RB1.
- the second mirror 35 transmits a part of the first mirror reflected light RB1 as the second mirror transmitted light TB2, and reflects the rest of the first mirror reflected light RB1 as the second mirror reflected light RB2. Therefore, the reflected light reflected from the work W by the first mirror 34 and the second mirror 35 and parallelized by the first condensing lens 32 is the return light FB and the second mirror as the first divided light.
- An optical system that divides the transmitted light TB2 and the second mirror reflected light RB2 as the second divided light is configured.
- the reflectance of the first mirror reflected light RB1 in the second mirror 35 is not particularly limited, but may be set to 50% so that the second mirror transmitted light TB2 and the second mirror reflected light RB2 are substantially equal. desirable.
- the square plate-shaped first shielding member 36 also shown in FIG. 3 is perpendicular to the optical axis of the second mirror transmitted light TB2. It is arranged.
- the first shielding member 36 is made of an aluminum alloy, a metal such as copper, iron, or stainless steel, or a resin having a property of not transmitting the second mirror transmitted light TB2.
- a first opening 36a as a circular first window portion is formed through the center of the first shielding member 36. The center of the first opening 36a coincides with the optical axis OA2 of the second mirror transmitted light TB2.
- the diameter D1 of the first opening 36a is set so that, of the second mirror transmitted light TB2, the light whose reflection angle at the work W is within the first range is passed as the first passing light PB1. Further, due to the non-formed region of the first opening 36a in the first shielding member 36, the reflection angle of the second mirror transmitted light TB2 of the second mirror transmitted light TB2 is out of the first range. Some light) is shielded. That is, the first shielding member 36 has a first window portion (first opening 36a) in a circular region having a diameter D1 and shields light incident on the outside of the circular region. Specifically, the first range is a range corresponding to a predetermined first set angle SA1 or less at 0 degrees or more.
- the first set angle SA1 is the return light FB, when the light whose reflection angle at the work W is the first set angle SA1 returns to the emission end of the optical fiber 90, the light has an incident angle equal to the maximum light receiving angle ⁇ 1. It is set to enter the fiber 90.
- the maximum light receiving angle ⁇ 1 is the maximum value of the incident angle of light that can propagate in the opposite direction (toward the laser oscillator 80) through the core 91 (see FIG. 6) of the optical fiber 90. That is, this ⁇ 1 corresponds to the NA (Numerical Aperture) of the optical fiber 90. Therefore, the diameter D1 of the first opening 36a corresponds to the maximum diameter of the incident beam that can propagate through the core 91 (see FIG.
- D0 corresponds to the diameter of the incident beam of the return light FB when the return light FB returns by the path opposite to the emission beam OB actually emitted from the optical fiber 90.
- a second condensing lens 37 is arranged in parallel with the first shielding member 36 at a position separated from the first shielding member 36 in the emission direction of the second mirror transmitted light TB2.
- the optical axis of the second condenser lens 37 coincides with the center of the first opening 36a (the optical axis OA2 of the second mirror transmitted light TB2).
- a first optical sensor 38 is arranged at a position away from the second condensing lens 37 in the emission direction of the second mirror transmitted light TB2 with its light receiving surface facing the second condensing lens 37. Has been done.
- the light receiving surface of the first optical sensor 38 is preferably located at the focal point of the second condenser lens 37, but this is not the case.
- the amount of light detected by the first optical sensor 38 is the amount of light of the first passing light PB1.
- the square plate-shaped second shielding member 39 also shown in FIG. 4 is perpendicular to the optical axis of the second mirror reflected light RB2. It is arranged in a state.
- the second shielding member 39 is also made of a metal such as an aluminum alloy, copper, iron, or stainless steel, or a resin having a property of not transmitting the second mirror reflected light RB2.
- the second shielding member 39 has a pair of elongated hole-shaped second window portions 39a extending in a semicircular shape centered on a common point, with their open sides facing each other. It is formed through at intervals from each other.
- the distance DE1 between the second openings 39a is preferably set short as long as the mechanical strength for supporting the circular region surrounded by the second openings 39a can be secured.
- the diameter D1 of the inner peripheral edge of both the second openings 39a is the same as the diameter D1 of the first opening 36a of the first shielding member 36.
- the radial position and width of the second opening 39a are set so that, of the second mirror reflected light RB2, the light whose reflection angle in the work W is within the second range is passed as the second passing light PB2.
- the second range is a range that exceeds the first set angle SA1 and is equal to or less than the predetermined second set angle SA2.
- the reflection angle of the second mirror reflected light RB2 of the second mirror reflected light RB2 is out of the second range. Some light) is shielded. That is, the second shielding member 39 has a second window portion (both second openings 39a) in an annular region formed by an inner peripheral edge having a diameter D1 and an outer peripheral edge having a diameter D2 larger than the diameter D1. Then, the light incident on the outside of this annular region is shielded.
- the second set angle SA2 exceeds the maximum light receiving angle ⁇ 1 and the maximum projection angle when the light whose reflection angle at the work W is the second set angle SA2 among the return light FB returns to the emission end of the optical fiber 90. It is set to be incident on the optical fiber 90 at an incident angle that exceeds ⁇ 3 and is equal to or less than the maximum incident angle ⁇ 2.
- the maximum projection angle ⁇ 3 is the maximum value of the incident angle of light that can propagate in the clad 92 of the optical fiber 90 in the opposite direction.
- the maximum incident angle ⁇ 2 is the maximum value of the incident angle of light that can be incident on the protective layer 93 of the optical fiber 90.
- the maximum incident angle ⁇ 2 may be set to a predetermined angle that exceeds the maximum projection angle ⁇ 3. Therefore, the diameter D2 of the outer peripheral edge of the second opening 39a exceeds the diameter of the incident beam of light that can propagate in the opposite direction through the clad 92 of the optical fiber 90.
- a third condensing lens 40 is arranged in parallel with the second shielding member 39 at a position separated from the second shielding member 39 in the emission direction of the second mirror reflected light RB2.
- the optical axis OA3 of the third condenser lens 40 coincides with the center of both second openings 39a (the optical axis of the second mirror reflected light RB2).
- a second optical sensor 41 is arranged at a position away from the third condenser lens 40 in the emission direction of the second mirror reflected light RB2 with its light receiving surface facing the third condenser lens 40. Has been done.
- the light receiving surface of the second optical sensor 41 is preferably located at the focal point of the third condenser lens 40, but this is not the case.
- the amount of light detected by the second optical sensor 41 is the amount of light of the second passing light PB2.
- the manipulator 60 has a servomotor (not shown) and an encoder (not shown) for each joint axis.
- the controller 70 has a control unit 71 and a display unit 72.
- the control unit 71 is configured to control the laser light output of the laser oscillator 80 according to the input control program.
- control unit 71 transmits a position command to the servomotor (not shown) provided in the manipulator 60 according to the feedback signal from the control program and the encoder (not shown) provided in the manipulator 60, and the servomotor Control the rotation speed and the amount of rotation (not shown).
- control unit 71 causes the display unit 72 to display and output a warning when the amount of light detected by the first optical sensor 38 exceeds a predetermined first warning threshold value Vfa1. .. Further, the control unit 71 refers to the laser oscillator 80 with respect to the laser when the amount of light detected by the first optical sensor 38 exceeds a predetermined first stop threshold value Vfs1 larger than the first warning threshold value Vfa1. Controls to stop oscillation.
- control unit 71 causes the display unit 72 to display and output a warning when the amount of light detected by the second optical sensor 41 exceeds a predetermined second warning threshold value Vfa2. .
- control unit 71 refers to the laser oscillator 80 with respect to the laser when the amount of light detected by the second optical sensor 41 exceeds a predetermined second stop threshold value Vfs2, which is larger than the second warning threshold value Vfa2. Controls to stop oscillation.
- the display unit 72 is configured to display the output state of the laser oscillator 80, the operating state of the manipulator 60, a warning, and the like under the control of the control unit 71.
- the laser oscillator 80 emits the laser light LB.
- the emitted laser light LB is guided to the laser processing head 30 by the optical fiber 90.
- the laser beam LB is emitted from the emission end of the optical fiber 90 as an emission beam OB, parallelized by the collimating lens 31, and incident on the first mirror 34 as the collimating beam CB.
- the collimated beam CB transmitted through the first mirror 34 is focused by the first focusing lens 32 and emitted as a processed beam PB.
- the processed beam PB emitted from the first condenser lens 32 passes through the protective glass 33 and is irradiated to the work W, and a part of the processed beam PB is reflected from the work W.
- the reflected light reflected from the work W passes through the first condenser lens 32 and is incident on the first mirror 34. Then, a part of the reflected light that has reached the first mirror 34 passes through the first mirror 34 as return light FB and is incident on the exit end of the optical fiber 90 by the collimating lens 31.
- This light propagates in the optical fiber 90, and a plurality of laser processing devices 100 such as the inside of the laser oscillator 80, the connection portion of the optical fiber 90, and the protective layer 93 arranged on the outer periphery of the clad 92 shown in FIG. It is incident on the spot.
- FIG. 6 shows the return lights FB1, FB2 and FB3.
- the return light FB1 is light whose reflection angle in the work W is equal to or less than the first set angle SA1.
- the return light FB1 is incident on the optical fiber 90 at an incident angle equal to or less than the maximum light receiving angle ⁇ 1 of the optical fiber 90, propagates in the core 91, and is incident on the inside of the laser oscillator 80.
- the return light FB2 is light whose reflection angle in the work W is equal to or less than the third set angle SA3 and exceeds the first set angle SA1.
- the return light FB2 is incident on the optical fiber 90 at an incident angle that exceeds the maximum light receiving angle ⁇ 1 and is equal to or less than the maximum projection angle ⁇ 3, propagates in the cladding 92, and is incident on the inside of the laser oscillator 80.
- the return light F3 is light whose reflection angle in the work W exceeds the third set angle SA3 and is equal to or less than the second set angle SA2.
- the return light FB3 is incident on the optical fiber 90 at an incident angle exceeding the maximum projection angle ⁇ 3, passes through the clad 92, and then is incident on the protective layer 93.
- the return light FB3 in this range passes through the protective layer 93 of the optical fiber 90, is absorbed by the protective layer 93, and is converted into heat.
- the exit end of the optical fiber 90 usually includes a light absorbing structure that penetrates the clad 92 and absorbs the return light FB3 that can enter the protective layer 93.
- the light absorption structure converts this return light FB3 into heat.
- the risk of the return light FB3 not damaging the optical fiber 90 is avoided.
- a part of the reflected light that has reached the first mirror 34 is reflected by the first mirror 34 and is incident on the second mirror 35 as the first mirror reflected light RB1.
- a part of the first mirror reflected light RB1 incident on the second mirror 35 passes through the second mirror 35 as the second mirror transmitted light TB2 and is incident on the first shielding member 36.
- the light whose reflection angle in the work W is equal to or less than the first set angle SA1 passes through the first opening 36a as the first passing light PB1.
- the second condensing lens 37 condenses the light so as to focus on the light receiving surface of the first optical sensor 38.
- a part of the first mirror reflected light RB1 incident on the second mirror 35 is reflected by the second mirror 35 as the second mirror reflected light RB2 and is incident on the second shielding member 39.
- the light whose reflection angle in the work W exceeds the first set angle SA1 and is equal to or less than the second set angle SA2 is the second opening 39a. Is passed as the second passing light PB2, and is condensed by the third condensing lens 40 so as to be focused on the light receiving surface of the second optical sensor 41.
- the amount of light detected by the first optical sensor 38 is a value corresponding to the amount of light of the return light FB1 whose reflection angle in the work W is equal to or less than the first set angle SA1, that is, the amount of light that can propagate through the core 91. It becomes.
- the amount of light detected by the second optical sensor 41 is the amount of light of the return lights FB2 and FB3 whose reflection angle in the work W exceeds the first set angle SA1 and is equal to or less than the second set angle SA2, that is, the clad 92 and the protective layer.
- the value corresponds to the amount of light that can propagate in 93.
- the amount of incident light of the return light FB2 and FB3 can be measured individually.
- the return light FB3 that can be incident on the protective layer 93 is absorbed by the light absorption structure provided at the exit end of the optical fiber 90.
- the return light FB3 increases too much, it cannot be completely absorbed by the light absorption structure.
- the display unit 72 displays and outputs a warning under the control of the control unit 71. Further, even when the amount of light detected by the second optical sensor 41 exceeds the second warning threshold value Vfa2, the display unit 72 displays and outputs a warning under the control of the control unit 71. Further, when the amount of light detected by the first optical sensor 38 exceeds the first stop threshold value Vfs1, the laser oscillator 80 stops the laser oscillation under the control of the control unit 71. Further, even when the amount of light detected by the second optical sensor exceeds the second stop threshold value Vfs2, the laser oscillator 80 stops the laser oscillation under the control of the control unit 71.
- the first warning threshold value Vfa1 and the first stop threshold value Vfs1 are individually set to values corresponding to the locations where the return light FB1 passes through the core 91 and is incident in the opposite direction, that is, the internal structure of the laser oscillator 80. May be done. As a result, damage to the laser oscillator 80 can be reliably suppressed, and it is possible to prevent the warning output and the stop of the laser oscillation from being wasted when the laser oscillator 80 can tolerate more incident light.
- the second warning threshold value Vfa2 and the second stop threshold value Vfs2 are the internal structure of the portion where the return light FB2 and FB3 pass through the clad 92 and enter in the opposite direction, and the protective layer 93 and the light absorption structure.
- the values may be set individually according to the characteristics. As a result, damage to the optical fiber 90 or the laser oscillator 80 is surely suppressed, and the warning output and the stop of the laser oscillation are wasted in a state where the optical fiber 90 or the laser oscillator 80 can tolerate more incident light. Can be prevented.
- a third mirror 42 is arranged between the first mirror 34 and the second mirror 35 in parallel with the first mirror 34 and the second mirror 35.
- the third mirror 42 transmits a part of the first mirror reflected light RB1 as the third mirror transmitted light TB3, and reflects the rest of the first mirror reflected light RB1 as the third mirror reflected light RB3.
- a part of the third mirror transmitted light TB3 is transmitted through the second mirror 35 as the second mirror transmitted light TB2, and the rest of the third mirror transmitted light TB3 is reflected by the second mirror 35 as the second mirror reflected light RB2.
- the reflected light reflected from the work W by the first mirror 34, the second mirror 35, and the third mirror 42 and passed through the first condensing lens 32 is used as the return light FB and the first divided light.
- An optical system that divides the light into the second mirror transmitted light TB2, the second mirror reflected light RB2 as the second divided light, and the third mirror reflected light RB3 as the third divided light is configured.
- the reflectance of the first mirror reflected light RB1 in the third mirror 42 is not particularly limited, but may be set to 50% so that the third mirror transmitted light TB3 and the third mirror reflected light RB3 are substantially equal. desirable. Further, as shown in FIG. 8, the width of the second opening 39a of the second shielding member 39 is narrower than that of the first embodiment.
- the reflection angle of the work W in the second mirror reflected light RB2 exceeds the first set angle SA1 and is equal to or less than the third set angle SA3.
- the light is set to pass as the second passing light PB2. Therefore, in the second embodiment, the second range is a range that exceeds the first set angle SA1 and is equal to or less than the third set angle SA3.
- the second range corresponds to the range of the return light FB2 that can propagate in the opposite direction through the clad 92 of the optical fiber 90.
- the diameter D3 of the outer peripheral edge of the second opening 39a corresponds to the maximum diameter of the incident beam that can propagate through the clad 92 of the optical fiber 90 as a whole.
- the diameter D1 of the inner peripheral edge of the second opening 39a corresponds to the maximum diameter of the incident beam that can propagate through the core 91 of the optical fiber 90, and is equal to the diameter D1 of FIG.
- the square plate-shaped third shielding member 43 shown in FIG. 9 is perpendicular to the optical axis of the third mirror reflected light RB3. It is arranged in a state.
- the third shielding member 43 is also made of a metal such as an aluminum alloy, copper, iron, or stainless steel, or a resin having a property of not transmitting the third mirror reflected light RB3.
- the third shielding member 43 has a pair of elongated hole-shaped third openings 43a as a third window portion extending in a semicircular shape centered on a common point, with their open sides facing each other. It is formed through at intervals from each other.
- the distance DE1 between the third openings 43a is preferably set short as long as the mechanical strength for supporting the circular region surrounded by the third openings 43a can be secured.
- the diameter D3 of the inner peripheral edge of both third openings 43a is equal to the diameter D3 of the outer peripheral edge of the second opening 39a of the second shielding member 39.
- the radial position and width of the third opening 43a are set so that the light of the third mirror reflected light RB3 whose reflection angle in the work W is within the third range is passed as the third passing light PB3. To.
- the third range is a range that exceeds the third set angle SA3 and is equal to or less than the second set angle SA2.
- the diameter D2 of the outer peripheral edge of both third openings 43a is equal to the diameter D2 of the outer peripheral edge of the second opening 39a.
- a fourth condensing lens 44 is arranged in parallel with the third shielding member 43 at a position separated from the third shielding member 43 in the emission direction of the third mirror reflected light RB3.
- the optical axis OA4 of the fourth condenser lens 44 coincides with the center of both third openings 43a (the optical axis of the third mirror reflected light RB3).
- a third optical sensor 45 is arranged at a position away from the fourth condensing lens 44 in the emission direction of the third mirror reflected light RB3 with its light receiving surface facing the fourth condensing lens 44. Has been done.
- the light receiving surface of the third optical sensor 45 is preferably located at the focal point of the fourth condenser lens 44, but this is not the case. Therefore, the amount of light detected by the third optical sensor 45 is the amount of light of the third passing light PB3, that is, the amount of light of the return light FB3 that can pass through the protective layer 93 of the optical fiber 90.
- control unit 71 of the controller 70 causes the display unit 72 to display and output a warning even when the amount of light detected by the third optical sensor 45 exceeds a predetermined third warning threshold value. Further, even when the amount of light detected by the third optical sensor 45 exceeds a predetermined third stop threshold value larger than the third warning threshold value, the laser oscillator 80 is controlled to stop the laser oscillation. Do.
- the second warning threshold value Vfa2 and the second stop threshold value Vfs2 are internal structures (laser oscillators) of locations where the return light FB2 passes through the clad 92 of the optical fiber 90 and is incident in the opposite direction.
- the value may be set according to the internal structure of 80).
- the third warning threshold value and the third stop threshold value may be set to values according to the location where the return light FB3 is incident, that is, the characteristics of the protective layer 93 and the light absorption structure. As a result, damage to the optical fiber 90 can be reliably suppressed, and it is possible to prevent the output of the warning and the stop of the laser oscillation from being wasted in a state where the optical fiber 90 can tolerate more incident light.
- the first shielding member 36 is a square first plate-shaped member 36b made of translucent glass or resin, and the first plate-shaped member 36b. It is composed of a translucent first coating layer 36c formed in a region excluding the central portion on one surface.
- the first coating layer 36c is made of a metal or resin having a property of not transmitting the second mirror transmitted light TB2.
- the non-formed region of the first coating layer 36c of the first plate-shaped member 36b constitutes the first window portion 36d having translucency.
- the region of the first window portion 36d corresponds to the region of forming the first opening portion 36a of the first embodiment.
- the second shielding member 39 is also a region excluding a square second plate-shaped member 39b made of translucent glass or resin and an annular region on one surface of the second plate-shaped member 39b. It is composed of a translucent second coating layer 39c formed in.
- the second coating layer 39c is made of a metal or resin having a property of not transmitting the second mirror reflected light RB2.
- the non-formed region of the second coating layer 39c of the second plate-shaped member 39b constitutes the second window portion 39d having translucency.
- the region of the second window portion 39d corresponds to the formation region of the second opening portion 39a of the first embodiment.
- the translucent plate-shaped member is coated with the impermeable coating layer as in the third embodiment. You may use the one which formed.
- the first shielding member 36 and the second shielding member 39 have a square plate shape, but other shapes such as a rectangular plate shape and a circular plate shape may be used.
- the third shielding member 43 may have a shape other than the square plate shape.
- the laser processing head 30 detects the amount of light in the first range from the second mirror transmitted light TB2, and detects the amount of light in the second range from the second mirror reflected light RB2. doing. Not limited to this, the laser processing head 30 may detect the amount of light in the second range from the second mirror transmitted light TB2 and detect the amount of light in the first range from the second mirror reflected light RB2. Good. In the second embodiment, the laser processing head 30 detects the amount of light in the first range from the second mirror transmitted light TB2, and detects the amount of light in the second range from the second mirror reflected light RB2. The amount of light within the third range from the third mirror reflected light RB3 is detected.
- the laser processing head 30 detects, for example, the amount of light in the range from the second mirror transmitted light TB2 to the third range, and detects the amount of light in the first range from the second mirror reflected light RB2. , The amount of light within the second range from the third mirror reflected light RB3 may be detected.
- the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus can be individually acquired, and the degree of danger can be predicted or warned according to the permissible value of the incident light amount at each location. It is extremely useful and highly industrially useful because it has a highly practical effect.
- Laser processing head 31 Collimating lens 32 First condensing lens 34 First mirror (optical system) 35 Second mirror (optical system) 36 First shielding member 36a First opening (first window) 36d 1st window 38 1st optical sensor 39 2nd shielding member 39a 2nd opening (2nd window) 39d 2nd window 41 2nd optical sensor 42 3rd mirror (optical system) 43 Third shielding member 43a Third opening (third window) 45 Third optical sensor 70 Controller 80 Laser oscillator 90 Optical fiber 91 Core 93 Protective layer 100 Laser processing device LB Laser light FB Return light TB2 Second mirror transmitted light (first division light) RB2 2nd mirror reflected light (2nd divided light) RB3 3rd mirror reflected light (3rd division light) PB1 1st passing light PB2 2nd passing light PB3 3rd passing light Vfa1 1st warning threshold Vfs1 1st stop threshold Vfa2 2nd warning threshold Vfs2 2nd stop threshold ⁇ 1 Maximum light receiving angle ⁇ 2 Maximum incident angle ⁇
Landscapes
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Abstract
Description
本開示は、レーザ発振器により出射されて光ファイバを通過したレーザ光をワークに向けて出射するレーザ加工ヘッド、当該レーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工装置、及び当該レーザ加工装置によるレーザ加工制御方法に関する。 The present disclosure relates to a laser processing head that emits laser light emitted by a laser oscillator and passed through an optical fiber toward a work, a laser processing apparatus provided with the laser processing head, and a laser processing control method by the laser processing apparatus. ..
特許文献1には、光ファイバの出射端面から出射されたレーザ光を平行化するコリメートレンズと、前記コリメートレンズによって平行化されたレーザ光を集光して前記ワークに向けて出射する集光レンズと、前記ワークから反射して前記集光レンズによって平行化された反射光の一部を、前記コリメートレンズに向けて戻り光として反射させるとともに、当該反射光の残りを透過させるベンドミラーと、前記ベンドミラーを透過した反射光の光量を検出する光センサとを備えたレーザ加工ヘッドが開示されている。
ところで、特許文献1のようなレーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工装置では、一般に、ワークからの反射光の少なくとも一部は、戻り光としてコリメートレンズを透過し、光ファイバのコア又はクラッドを通過して発振器の内部、光ファイバの接続部、及び光ファイバのクラッドの外周に配設された保護層等、レーザ加工装置の複数箇所に逆に入射してしまう。そして、当該戻り光の入射光量が所定の許容値を超えた箇所には、損傷等の不具合が生じる。なお、通常のレーザ加工装置では、当該戻り光が入射する複数箇所における入射光量の許容値が異なる場合が多い。そのため、レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に取得し、各々の箇所の許容値と比較してその危険度を予知又は警告したいという要望がある。しかし、上記特許文献1では、ワークからの反射光の光量を検出するための光センサが1つしか設けられていないので、レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に取得できない。
By the way, in a laser processing apparatus provided with a laser processing head as in
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に取得し、各々の箇所における入射光量の許容値に応じてその危険度を予知又は警告できるようにすることにある。 The present disclosure has been made in view of such a point, and the purpose of the present disclosure is to individually acquire the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus and set the allowable value of the incident light amount at each location. The purpose is to be able to predict or warn the degree of danger accordingly.
上記の目的を達成するため、本開示は、レーザ発振器により出射されて光ファイバを通過したレーザ光をワークに向けて出射するレーザ加工ヘッドであって、前記光ファイバから出射された前記レーザ光を平行化するコリメートレンズと、前記コリメートレンズによって平行化された前記レーザ光を集光して前記ワークに向けて出射する集光レンズと、前記ワークから反射して前記集光レンズによって平行化された反射光を、前記コリメートレンズに戻る戻り光、第1分割光、及び第2分割光を含む複数の分割光に分割する光学系と、前記第1分割光のうち、前記ワークにおける反射角が第1の範囲内にある光を第1通過光として通過させる第1窓部が形成され、前記第1分割光のうち、前記ワークにおける反射角が第1の範囲外にある光を遮蔽する第1遮蔽部材と、前記第2分割光のうち、前記ワークにおける反射角が第1の範囲とは異なる第2の範囲内にある光を第2通過光として通過させる第2窓部が形成され、前記第2分割光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第2の範囲外にある光を遮蔽する第2遮蔽部材と、前記第1通過光の光量を検出する第1の光センサと、前記第2通過光の光量を検出する第2の光センサとを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present disclosure is a laser processing head that emits laser light emitted from a laser oscillator and passed through an optical fiber toward a work, and the laser light emitted from the optical fiber is emitted. A collimating lens to be parallelized, a condensing lens that condenses the laser light parallelized by the collimating lens and emits it toward the work, and a condensing lens that reflects from the work and is parallelized by the condensing lens. An optical system that divides the reflected light into a plurality of divided lights including a return light returning to the collimating lens, a first divided light, and a second divided light, and the first divided light, the reflected angle of the work is the first. A first window portion is formed through which light within the range of 1 is passed as the first passing light, and among the first divided lights, the first one that shields the light whose reflection angle in the work is outside the first range. A shielding member and a second window portion for passing light having a reflection angle in the work within a second range different from the first range among the second divided lights as the second passing light are formed. Of the second divided light, the second shielding member that shields the light whose reflection angle in the work is outside the second range, the first optical sensor that detects the amount of the first passing light, and the first. 2 It is characterized by including a second optical sensor that detects the amount of passing light.
これにより、第1の光センサにより検出される光量は、ワークにおける反射角が第1の範囲内にある戻り光の光量に応じた値となり、第2の光センサにより検出される光量は、ワークにおける反射角が第2の範囲内にある戻り光の光量に応じた値となる。そして、ワークにおける反射角が第1の範囲内にある戻り光と、ワークにおける反射角が第2の範囲内にある戻り光とは、レーザ加工装置の異なる箇所に逆に入射する。第1及び第2の光センサにより検出される光量は、レーザ加工装置の異なる箇所における戻り光の入射光量に応じた値となる。したがって、レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に測定し、各々の箇所における入射光量の許容値に応じてその危険度を予知または警告することができる。 As a result, the amount of light detected by the first optical sensor becomes a value corresponding to the amount of return light whose reflection angle in the work is within the first range, and the amount of light detected by the second optical sensor is the amount of light detected by the work. The reflection angle in is a value corresponding to the amount of return light within the second range. Then, the return light whose reflection angle on the work is within the first range and the return light whose reflection angle on the work is within the second range are oppositely incident on different parts of the laser processing apparatus. The amount of light detected by the first and second optical sensors is a value corresponding to the amount of incident light of the return light at different points of the laser processing apparatus. Therefore, it is possible to individually measure the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus and predict or warn the degree of danger according to the permissible value of the incident light amount at each location.
レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に取得し、各々の箇所における入射光量の許容値に応じてその危険度を予知または警告することができる。 It is possible to individually acquire the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing device and predict or warn the degree of danger according to the permissible value of the incident light amount at each location.
以下、本開示の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary and is not intended to limit the disclosure, its application or its use.
また、以降の説明において、「一致」するとは、厳密に一致するものの他、製造上の組立公差や加工公差を含んで一致するものも含まれる。なお、「概略平行」とは、厳密に平行するものの他に、ある所定の誤差の範囲で殆ど平行に近いものも含まれる。 Also, in the following explanation, "matching" includes not only those that exactly match, but also those that include manufacturing tolerances and processing tolerances. The term "approximately parallel" includes not only those that are strictly parallel but also those that are almost parallel within a certain predetermined error range.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るレーザ加工装置100の構成を示し、レーザ加工装置100は、レーザ加工ヘッド30と、マニピュレータ60と、コントローラ70と、レーザ発振器80と、光ファイバ90とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of the
レーザ加工ヘッド30は、光ファイバ90からのレーザ光LBをワークWに照射する。マニピュレータ60は、先端にレーザ加工ヘッド30が取り付けられ、レーザ加工ヘッド30を移動させる。コントローラ70は、レーザ加工ヘッド30の動作とマニピュレータ60の動作と、レーザ発振器80のレーザ発振を制御する。レーザ発振器80は、発振によりレーザ光LBを光ファイバ90に出射する。光ファイバ90は、レーザ発振器80により出射されたレーザ光LBをレーザ加工ヘッド30に導く。このような構成により、レーザ加工装置100は、レーザ発振器80から出射されたレーザ光LBを、レーザ加工ヘッド30及びマニピュレータ60を動作させてワークWに所望の軌跡で照射させる。
The
レーザ加工装置100は、ワークWの切断や溶接加工等を行うのに使用される。
The
レーザ加工ヘッド30は、図2に示すように、光ファイバ90の出射端面から出射された出射ビームOB(レーザ光)を平行化してコリメートビームCBとして出射するコリメートレンズ31と、コリメートレンズ31によって出射されたコリメートビームCB(レーザ光)を、ワークWにおける加工点で焦点を結ぶように集光して加工ビームPBとしてワークWに向けて出射するとともに、ワークWからの反射光を平行化する第1の集光レンズ32と、第1の集光レンズ32とワークWとの間に介在する保護ガラス33とを備えている。図2中、θ0は、光ファイバ90から実際に出射される出射ビームOBの出射角を示す。
As shown in FIG. 2, the
コリメートレンズ31と、第1の集光レンズ32との間には、第1ミラー34が、コリメートレンズ31及び第1の集光レンズ32の光軸OA1に対して所定の傾斜角度で傾斜した状態で配設されている。当該所定の傾斜角度は、任意に設定できるが、概略45度に設定することが望ましい。第1ミラー34は、コリメートレンズ31によって出射されたコリメートビームCBの殆どを、第1の集光レンズ32に向けて透過させる。第1ミラー34は、コリメートビームCBの99.0%以上を透過させるように構成するのが望ましい。また、第1ミラー34は、ワークWから反射して第1の集光レンズ32を通過した反射光の一部を第1ミラー反射光RB1として反射させて、当該反射光の残りを通過させてコリメートレンズ31に戻り光FBとして出射する。第1ミラー34としては、コリメートビームCBの反射を防止するための反射防止膜のコーティングをその両面に同様に施した石英ガラス製のミラーを用いることができる。当該反射防止膜における反射率はできるだけ低く設定することが望ましく、具体的には、1.0%以下に設定することが望ましい。図1では、ワークWに入射するレーザビームのパワー密度が高くなるように、ワークWを第1の集光レンズ32の焦点の近傍に配置している。したがって、ワークWから反射して第1の集光レンズ32を通過した戻り光FBが概略平行な光となる。しかし、ワークWを第1の集光レンズ32の焦点から離れた位置に配置し、ワークWから反射して第1の集光レンズ32を通過した戻り光FBの一部だけが概略平行な光となるようにしてもよい。
A state in which the
第1ミラー34から第1ミラー反射光RB1の出射方向に離れた箇所には、第2ミラー35が第1ミラー34と平行に配設されている。第2ミラー35は、第1ミラー反射光RB1の一部を第2ミラー透過光TB2として透過させるとともに、当該第1ミラー反射光RB1の残りを第2ミラー反射光RB2として反射させる。したがって、第1ミラー34と第2ミラー35とで、ワークWから反射して第1の集光レンズ32によって平行化された反射光を、上記戻り光FB、第1分割光としての第2ミラー透過光TB2、及び第2分割光としての第2ミラー反射光RB2に分割する光学系が構成されている。第2ミラー35における第1ミラー反射光RB1の反射率は、特に限定されないが、第2ミラー透過光TB2と第2ミラー反射光RB2とがほぼ均等になるように、50%に設定することが望ましい。
A
第2ミラー35から第2ミラー透過光TB2の出射方向に離れた箇所には、図3にも示す正方形板状の第1遮蔽部材36が第2ミラー透過光TB2の光軸に垂直な状態で配設されている。第1遮蔽部材36は、アルミニウム合金、銅、鉄、ステンレス等の金属、又は第2ミラー透過光TB2を透過させない性質の樹脂からなる。第1遮蔽部材36の中央には、円形の第1窓部としての第1開口部36aが貫通形成されている。当該第1開口部36aの中心は、第2ミラー透過光TB2の光軸OA2に一致している。第1開口部36aの直径D1は、第2ミラー透過光TB2のうち、ワークWにおける反射角が第1の範囲内にある光を第1通過光PB1として通過させるように設定される。また、第1遮蔽部材36における第1開口部36a非形成領域によって、第2ミラー透過光TB2の残り(すなわち、第2ミラー透過光TB2のうち、ワークWにおける反射角が第1の範囲外にある光)が遮蔽される。すなわち、第1遮蔽部材36は、直径D1を有する円形領域内に第1窓部(第1開口部36a)を有し、この円形領域外に入射した光を遮蔽する。上記第1の範囲は、具体的には、0度以上で所定の第1設定角度SA1以下と対応する範囲とされる。第1設定角度SA1は、戻り光FBのうち、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1となる光が、光ファイバ90の出射端に戻った時に、最大受光角θ1と等しい入射角で光ファイバ90に入射するように設定される。最大受光角θ1は、光ファイバ90のコア91(図6参照)を逆方向に(レーザ発振器80に向けて)伝搬可能な光の入射角の最大値である。すなわち、このθ1は、光ファイバ90のNA(Numerical Aperture)と対応するものである。したがって、第1開口部36aの直径D1は、その全体が光ファイバ90のコア91(図6参照)を逆方向(レーザ発振器80側)へ伝搬可能な入射ビームの最大の直径と対応する。また、図3中、D0は、戻り光FBのうち、光ファイバ90から実際に出射される出射ビームOBと逆の経路で戻った時の入射ビームの直径と対応する。
At a location distant from the
第1遮蔽部材36から第2ミラー透過光TB2の出射方向に離れた箇所には、第2の集光レンズ37が第1遮蔽部材36と平行に配設されている。第2の集光レンズ37の光軸は、第1開口部36aの中心(第2ミラー透過光TB2の光軸OA2)と一致している。
A
第2の集光レンズ37から第2ミラー透過光TB2の出射方向に離れた箇所には、第1の光センサ38がその受光面を第2の集光レンズ37に対向させた状態で配設されている。第1の光センサ38の受光面は、第2の集光レンズ37の焦点に位置していることが望ましいが、この限りではない。第1の光センサ38により検出される光量は、第1通過光PB1の光量となる。
A first
また、第2ミラー35から第2ミラー反射光RB2の出射方向に離れた箇所には、図4にも示す正方形板状の第2遮蔽部材39が第2ミラー反射光RB2の光軸に垂直な状態で配設されている。第2遮蔽部材39も、アルミニウム合金、銅、鉄、ステンレス等の金属、又は第2ミラー反射光RB2を透過させない性質の樹脂からなる。第2遮蔽部材39には、共通の点を中心とする半円弧状に延びる長孔状の1対の第2窓部としての第2開口部39aが、その開放側を互いに対向させた状態で互いに間隔を空けて貫通形成されている。両第2開口部39aの間隔DE1は、両第2開口部39aによって囲まれた円形の領域を支持するための機械的強度を確保できる範囲で、短く設定することが好ましい。両第2開口部39aの内周縁の直径D1は、第1遮蔽部材36の第1開口部36aの直径D1と同じである。第2開口部39aの径方向の位置及び幅は、第2ミラー反射光RB2のうち、ワークWにおける反射角が第2の範囲内にある光を第2通過光PB2として通過させるように設定される。第2の範囲は、具体的には、第1設定角度SA1を超え、かつ所定の第2設定角度SA2以下となる範囲とされる。また、第2遮蔽部材39における第2開口部39a非形成領域によって、第2ミラー反射光RB2の残り(すなわち、第2ミラー反射光RB2のうち、ワークWにおける反射角が第2の範囲外にある光)が遮蔽される。すなわち、第2遮蔽部材39は、直径D1を有する内周縁および直径D1よりも大きな直径D2を有する外周縁により形成される円環領域内に第2窓部(両第2開口部39a)を有し、この円環領域外に入射した光を遮蔽する。第2設定角度SA2は、戻り光FBのうち、ワークWにおける反射角が第2設定角度SA2となる光が、光ファイバ90の出射端に戻った時に、最大受光角θ1を超え、最大投射角θ3をも超え、最大入射角θ2以下となる入射角で光ファイバ90に入射するように設定される。最大投射角θ3は、光ファイバ90のクラッド92内を逆方向に伝搬可能な光の入射角の最大値である。最大入射角θ2は、光ファイバ90の保護層93に入射可能な光の入射角の最大値である。なお、最大入射角θ2は、最大投射角θ3を超えた、所定の角度に設定してよい。したがって、第2開口部39aの外周縁の直径D2は、光ファイバ90のクラッド92を逆方向へ伝搬可能な光の入射ビームの直径を超える。
Further, at a location separated from the
第2遮蔽部材39から第2ミラー反射光RB2の出射方向に離れた箇所には、第3の集光レンズ40が第2遮蔽部材39と平行に配設されている。第3の集光レンズ40の光軸OA3は、両第2開口部39aの中心(第2ミラー反射光RB2の光軸)と一致している。
A
第3の集光レンズ40から第2ミラー反射光RB2の出射方向に離れた箇所には、第2の光センサ41がその受光面を第3の集光レンズ40に対向させた状態で配設されている。第2の光センサ41の受光面は、第3の集光レンズ40の焦点に位置していることが望ましいが、この限りではない。第2の光センサ41により検出される光量は、第2通過光PB2の光量となる。
A second
マニピュレータ60は、サーボモータ(図示せず)及びエンコーダ(図示せず)を関節軸毎に有している。
The
コントローラ70は、制御部71と、表示部72とを有している。
The
制御部71は、入力された制御プログラムに従って、レーザ発振器80のレーザ光出力を制御するように構成されている。
The
さらに、制御部71は、制御プログラム及びマニピュレータ60に設けられたエンコーダ(図示せず)からのフィードバック信号に従って、マニピュレータ60に設けられたサーボモータ(図示せず)に位置指令を送信し、サーボモータ(図示せず)の回転速度及び回転量を制御する。
Further, the
また、制御部71は、図5Aに示すように、第1の光センサ38によって検出された光量が、所定の第1の警告閾値Vfa1を超えたときに、表示部72に警告を表示出力させる。また、制御部71は、第1の光センサ38によって検出された光量が、第1の警告閾値Vfa1よりも大きい所定の第1の停止閾値Vfs1を超えたときに、レーザ発振器80に対し、レーザ発振を停止させる制御を行う。
Further, as shown in FIG. 5A, the
また、制御部71は、図5Bに示すように、第2の光センサ41によって検出された光量が、所定の第2の警告閾値Vfa2を超えたときに、表示部72に警告を表示出力させる。また、制御部71は、第2の光センサ41によって検出された光量が、第2の警告閾値Vfa2よりも大きい所定の第2の停止閾値Vfs2を超えたときに、レーザ発振器80に対し、レーザ発振を停止させる制御を行う。
Further, as shown in FIG. 5B, the
表示部72は、制御部71による制御により、レーザ発振器80の出力状態、マニピュレータ60の動作状態、及び警告等を表示するように構成されている。
The
そして、上述のように構成されたレーザ加工装置100では、レーザ発振器80がレーザ光LBを出射する。出射されたレーザ光LBは、光ファイバ90によってレーザ加工ヘッド30に導かれる。そして、レーザ光LBが、光ファイバ90の出射端から出射ビームOBとして出射され、コリメートレンズ31によって平行化され、コリメートビームCBとして第1ミラー34に入射する。第1ミラー34を透過したコリメートビームCBは、第1の集光レンズ32によって集光され、加工ビームPBとして出射される。第1の集光レンズ32から出射された加工ビームPBは、保護ガラス33を通過してワークWに照射され、その一部がワークWから反射する。ワークWから反射した反射光は、第1の集光レンズ32を通過して第1ミラー34に入射する。そして、第1ミラー34に到達した反射光の一部は、戻り光FBとして第1ミラー34を透過してコリメートレンズ31によって光ファイバ90の出射端に入射する。この光は、光ファイバ90内を伝搬して、レーザ発振器80の内部、光ファイバ90の接続部及び図6に示すクラッド92の外周に配設された保護層93等、レーザ加工装置100の複数箇所に入射する。図6は、戻り光FB1、FB2およびFB3を示す。戻り光FB1は、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1以下となる光である。戻り光FB1は、光ファイバ90の最大受光角θ1以下の入射角で光ファイバ90に入射し、コア91内を伝搬してレーザ発振器80の内部に入射する。また、戻り光FB2は、ワークWにおける反射角が第3設定角度SA3以下で、かつ第1設定角度SA1を超える光である。戻り光FB2は、最大受光角θ1を超え、かつ最大投射角θ3以下となる入射角で光ファイバ90に入射し、クラッド92内を伝搬してレーザ発振器80の内部に入射する。戻り光F3は、ワークWにおける反射角が第3設定角度SA3を超え、かつ第2の設定角度SA2以下となる光である。戻り光FB3は、最大投射角θ3を超える入射角で光ファイバ90に入射し、クラッド92内を通過してから保護層93に入射する。この範囲の戻り光FB3は光ファイバ90の保護層93を通過しながら、保護層93によって吸収され、熱に変わってしまう。図6に示していないが、通常、光ファイバ90の出射端は、クラッド92を突き抜けて保護層93に入射可能な戻り光FB3を吸収する光吸収構造体を備える。光吸収構造体は、この戻り光FB3を熱に変換する。更に、冷却水によってこの光吸収構造体を冷却することによって、この戻り光FB3が光ファイバ90に被害を与えないようそのリスクを回避している。一方、第1ミラー34に到達した反射光の一部は、第1ミラー34で反射して第1ミラー反射光RB1として第2ミラー35に入射する。第2ミラー35に入射した第1ミラー反射光RB1の一部は、第2ミラー透過光TB2として第2ミラー35を透過し、第1遮蔽部材36に入射する。そして、第1遮蔽部材36に入射した第2ミラー透過光TB2のうち、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1以下となる光が、第1開口部36aを第1通過光PB1として通過し、第2の集光レンズ37によって、第1の光センサ38の受光面で焦点を結ぶように集光される。一方、第2ミラー35に入射した第1ミラー反射光RB1の一部は、第2ミラー反射光RB2として第2ミラー35で反射し、第2遮蔽部材39に入射する。そして、第2遮蔽部材39に入射した第2ミラー反射光RB2のうち、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1を超え、かつ第2設定角度SA2以下となる光が、第2開口部39aを第2通過光PB2として通過し、第3の集光レンズ40によって、第2の光センサ41の受光面で焦点を結ぶように集光される。これにより、第1の光センサ38により検出される光量は、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1以下となる戻り光FB1の光量、すなわちコア91を伝搬しうる光の光量に応じた値となる。第2の光センサ41により検出される光量は、ワークWにおける反射角が第1設定角度SA1を超え、かつ第2設定角度SA2以下となる戻り光FB2,FB3の光量、すなわちクラッド92と保護層93内を伝搬しうる光の光量に応じた値となる。したがって、コア91を伝搬してレーザ発振器80の内部へ到達しうる戻り光FB1の入射光量と、クラッド92内又は保護層93を伝搬して光ファイバ90の端面又はレーザ発振器80の内部へ到達しうる戻り光FB2,FB3の入射光量とを個別に測定できる。前述の通り、保護層93に入射しうる戻り光FB3は、光ファイバ90の出射端に設けられる光吸収構造体によって吸収される。但し、この戻り光FB3が増えすぎると、光吸収構造体によって吸収しきれなくなってしまう。
Then, in the
そして、第1の光センサ38によって検出された光量が、第1の警告閾値Vfa1を超えたとき、表示部72が、制御部71の制御により警告を表示出力させる。また、第2の光センサ41によって検出された光量が、第2の警告閾値Vfa2を超えたときも、表示部72が、制御部71の制御により警告を表示出力させる。さらに、第1の光センサ38によって検出された光量が、第1の停止閾値Vfs1を超えたとき、レーザ発振器80が、制御部71の制御によりレーザ発振を停止する。また、第2の光センサによって検出された光量が、第2の停止閾値Vfs2を超えたときも、レーザ発振器80が、制御部71の制御によりレーザ発振を停止する。例えば、第1の警告閾値Vfa1及び第1の停止閾値Vfs1は、戻り光FB1がコア91を通過して逆方向に入射する箇所、すなわちレーザ発振器80の内部構造、に応じた値に個別に設定されてもよい。これにより、レーザ発振器80の損傷を確実に抑制するとともに、レーザ発振器80がさらに多くの入射光を許容できる状態で警告の出力やレーザ発振の停止が無駄になされるのを防止できる。また、第2の警告閾値Vfa2、及び第2の停止閾値Vfs2は、戻り光FB2,FB3がクラッド92を通過して逆方向に入射する箇所の内部構造や、保護層93及び光吸収構造体の特性に応じた値に個別に設定されてもよい。これにより、光ファイバ90又はレーザ発振器80の損傷を確実に抑制するとともに、光ファイバ90又はレーザ発振器80がさらに多くの入射光を許容できる状態で警告の出力やレーザ発振の停止が無駄になされるのを防止できる。
Then, when the amount of light detected by the first
(実施形態2)
実施形態2では、図7に示すように、第1ミラー34と第2ミラー35との間に、第3ミラー42が第1ミラー34及び第2ミラー35と平行に配設されている。第3ミラー42は、第1ミラー反射光RB1の一部を第3ミラー透過光TB3として透過させるとともに、当該第1ミラー反射光RB1の残りを第3ミラー反射光RB3として反射させる。そして、第3ミラー透過光TB3の一部が第2ミラー透過光TB2として第2ミラー35を透過するとともに、第3ミラー透過光TB3の残りが第2ミラー反射光RB2として第2ミラー35で反射する。したがって、第1ミラー34と第2ミラー35と第3ミラー42とで、ワークWから反射して第1の集光レンズ32を通過した反射光を、上記戻り光FB、第1分割光としての第2ミラー透過光TB2、第2分割光としての第2ミラー反射光RB2、及び第3分割光としての第3ミラー反射光RB3に分割する光学系が構成されている。第3ミラー42における第1ミラー反射光RB1の反射率は、特に限定されないが、第3ミラー透過光TB3と第3ミラー反射光RB3とがほぼ均等になるように、50%に設定することが望ましい。また、図8に示すように、第2遮蔽部材39の第2開口部39aの幅が、実施形態1よりも狭くなっている。具体的には、第2開口部39aの径方向の位置及び幅は、第2ミラー反射光RB2のうち、ワークWにおける反射角が、第1設定角度SA1を超え、かつ第3設定角度SA3以下となる光を第2通過光PB2として通過させるように設定される。したがって、本実施形態2では、第2の範囲が、第1設定角度SA1を超え、かつ第3設定角度SA3以下となる範囲となる。第2の範囲は、光ファイバ90のクラッド92を逆方向に伝搬しうる戻り光FB2の範囲と対応する。したがって、第2開口部39aの外周縁の直径D3は、その全体が光ファイバ90のクラッド92を伝搬可能な入射ビームの最大直径と対応する。言うまでもなく、第2開口部39aの内周縁の直径D1は光ファイバ90のコア91を伝搬しうる入射ビームの最大直径と対応するものであり、図3の直径D1と等しい。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, a
また、第3ミラー42から第3ミラー反射光RB3の出射方向に離れた箇所には、図9にも示す正方形板状の第3遮蔽部材43が第3ミラー反射光RB3の光軸に垂直な状態で配設されている。第3遮蔽部材43も、アルミニウム合金、銅、鉄、ステンレス等の金属、又は第3ミラー反射光RB3を透過させない性質の樹脂からなる。第3遮蔽部材43には、共通の点を中心とする半円弧状に延びる長孔状の1対の第3窓部としての第3開口部43aが、その開放側を互いに対向させた状態で互いに間隔を空けて貫通形成されている。両第3開口部43aの間隔DE1は、両第3開口部43aによって囲まれた円形の領域を支持するための機械的強度を確保できる範囲で、短く設定することが好ましい。両第3開口部43aの内周縁の直径D3は、第2遮蔽部材39の第2開口部39aの外周縁の直径D3と等しい。第3開口部43aの径方向の位置及び幅は、第3ミラー反射光RB3のうち、ワークWにおける反射角が第3の範囲内にある光を第3通過光PB3として通過させるように設定される。また、第3遮蔽部材43における第3開口部43a非形成領域によって、第3ミラー反射光RB3の残り(すなわち、ワークWにおける反射角が第3の範囲外にある光)が遮蔽される。上記第3の範囲は、具体的には、第3設定角度SA3を超え、かつ第2設定角度SA2以下となる範囲とされる。両第3開口部43aの外周縁の直径D2は、第2開口部39aの外周縁の直径D2と等しい。
Further, at a location separated from the
第3遮蔽部材43から第3ミラー反射光RB3の出射方向に離れた箇所には、第4の集光レンズ44が第3遮蔽部材43と平行に配設されている。第4の集光レンズ44の光軸OA4は、両第3開口部43aの中心(第3ミラー反射光RB3の光軸)と一致している。
A
第4の集光レンズ44から第3ミラー反射光RB3の出射方向に離れた箇所には、第3の光センサ45がその受光面を第4の集光レンズ44に対向させた状態で配設されている。第3の光センサ45の受光面は、第4の集光レンズ44の焦点に位置していることが望ましいが、この限りではない。したがって、第3の光センサ45により検出される光量は、第3通過光PB3の光量、すなわち光ファイバ90の保護層93を通過しうる戻り光FB3の光量となる。
A third
また、コントローラ70の制御部71が、第3の光センサ45によって検出された光量が、所定の第3の警告閾値を超えたときにも、表示部72に警告を表示出力させる。また、第3の光センサ45によって検出された光量が、第3の警告閾値よりも大きい所定の第3の停止閾値を超えたときにも、レーザ発振器80に対し、レーザ発振を停止させる制御を行う。
Further, the
その他の構成は実施形態1と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態2において、例えば、第2の警告閾値Vfa2、及び第2の停止閾値Vfs2は、戻り光FB2が光ファイバ90のクラッド92を通過して逆方向に入射する箇所の内部構造(レーザ発振器80の内部構造)に応じた値に設定されてもよい。これにより、レーザ発振器80の損傷を確実に抑制するとともに、レーザ発振器80がさらに多くの入射光を許容できる状態で警告の出力やレーザ発振の停止がなされるのを防止できる。また、第3の警告閾値、及び第3の停止閾値は、戻り光FB3が入射する箇所、すなわち保護層93及び光吸収構造体の特性に応じた値に設定されてもよい。これにより、光ファイバ90の損傷を確実に抑制するとともに、光ファイバ90がさらに多くの入射光を許容できる状態で警告の出力やレーザ発振の停止が無駄になされるのを防止できる。
In the second embodiment, for example, the second warning threshold value Vfa2 and the second stop threshold value Vfs2 are internal structures (laser oscillators) of locations where the return light FB2 passes through the clad 92 of the
(実施形態3)
実施形態3では、図10及び図11に示すように、第1遮蔽部材36が、透光性を有するガラス又は樹脂からなる正方形状の第1板状部材36bと、当該第1板状部材36bの一方の面における中央部を除く領域に形成された不透光性の第1コーティング層36cとで構成されている。第1コーティング層36cは、第2ミラー透過光TB2を透過させない性質を有する金属又は樹脂からなる。そして、第1板状部材36bの第1コーティング層36c非形成領域が、透光性を有する第1窓部36dを構成している。第1窓部36dの領域は、実施形態1の第1開口部36a形成領域に該当する。同様に、第2遮蔽部材39も、透光性を有するガラス又は樹脂からなる正方形状の第2板状部材39bと、当該第2板状部材39bの一方の面における円環状の領域を除く領域に形成された不透光性の第2コーティング層39cとで構成されている。第2コーティング層39cは、第2ミラー反射光RB2を透過させない性質を有する金属又は樹脂からなる。そして、第2板状部材39bの第2コーティング層39c非形成領域が、透光性を有する第2窓部39dを構成している。第2窓部39dの領域は、実施形態1の第2開口部39aの形成領域に該当する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the first shielding
その他の構成は実施形態1と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
なお、上記実施形態2でも、第1遮蔽部材36、第2遮蔽部材39、及び第3遮蔽部材43として、実施形態3と同様に、透光性の板状部材に不透光性のコーティング層を形成したものを用いてもよい。
In the second embodiment as well, as the first shielding
また、上記実施形態1,3では、第1遮蔽部材36及び第2遮蔽部材39を正方形板状としたが、長方形板状、円形板状等、他の形状としてもよい。同様に、実施形態2でも、第3遮蔽部材43を正方形板状以外の形状としてもよい。
Further, in the above-described first and third embodiments, the first shielding
上記実施形態1では、レーザ加工ヘッド30は、第2ミラー透過光TB2から第1の範囲内の光の光量を検出し、第2ミラー反射光RB2から第2の範囲内の光の光量を検出している。これに限らず、レーザ加工ヘッド30は、第2ミラー透過光TB2から第2の範囲の光の光量を検出し、第2ミラー反射光RB2から第1の範囲の光の光量を検出してもよい。上記実施形態2では、レーザ加工ヘッド30は、第2ミラー透過光TB2から第1の範囲内の光の光量を検出し、第2ミラー反射光RB2から第2の範囲内の光量を検出し、第3ミラー反射光RB3から第3の範囲内の光量を検出している。これに限らず、レーザ加工ヘッド30は、例えば、第2ミラー透過光TB2から第3の範囲内の光の光量を検出し、第2ミラー反射光RB2から第1の範囲内の光量を検出し、第3ミラー反射光RB3から第2の範囲内の光量を検出してもよい。
In the first embodiment, the
以上説明したように、本開示は、レーザ加工装置の複数箇所における戻り光の入射光量を個別に取得し、各々の箇所における入射光量の許容値に応じてその危険度を予知又は警告できるようにするという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用性は高い。 As described above, in the present disclosure, the incident light amount of the return light at a plurality of locations of the laser processing apparatus can be individually acquired, and the degree of danger can be predicted or warned according to the permissible value of the incident light amount at each location. It is extremely useful and highly industrially useful because it has a highly practical effect.
30 レーザ加工ヘッド
31 コリメートレンズ
32 第1の集光レンズ
34 第1ミラー(光学系)
35 第2ミラー(光学系)
36 第1遮蔽部材
36a 第1開口部(第1窓部)
36d 第1窓部
38 第1の光センサ
39 第2遮蔽部材
39a 第2開口部(第2窓部)
39d 第2窓部
41 第2の光センサ
42 第3ミラー(光学系)
43 第3遮蔽部材
43a 第3開口部(第3窓部)
45 第3の光センサ
70 コントローラ
80 レーザ発振器
90 光ファイバ
91 コア
93 保護層
100 レーザ加工装置
LB レーザ光
FB 戻り光
TB2 第2ミラー透過光(第1分割光)
RB2 第2ミラー反射光(第2分割光)
RB3 第3ミラー反射光(第3分割光)
PB1 第1通過光
PB2 第2通過光
PB3 第3通過光
Vfa1 第1の警告閾値
Vfs1 第1の停止閾値
Vfa2 第2の警告閾値
Vfs2 第2の停止閾値
θ1 最大受光角
θ2 最大入射角
θ3 最大投射角
W ワーク
30
35 Second mirror (optical system)
36
39d
43
45 Third
RB2 2nd mirror reflected light (2nd divided light)
RB3 3rd mirror reflected light (3rd division light)
PB1 1st passing light PB2 2nd passing light PB3 3rd passing light Vfa1 1st warning threshold Vfs1 1st stop threshold Vfa2 2nd warning threshold Vfs2 2nd stop threshold θ1 Maximum light receiving angle θ2 Maximum incident angle θ3 Maximum projection Corner W work
Claims (10)
前記光ファイバから出射された前記レーザ光を平行化するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズによって平行化された前記レーザ光を集光して前記ワークに向けて出射する集光レンズと、
前記ワークから反射して前記集光レンズによって平行化された反射光を、前記コリメートレンズに戻る戻り光、第1分割光、及び第2分割光を含む複数の分割光に分割する光学系と、
前記第1分割光のうち、前記ワークにおける反射角が第1の範囲内にある光を第1通過光として通過させる第1窓部が形成され、前記第1分割光のうち、前記ワークにおける反射角が第1の範囲外にある光を遮蔽する第1遮蔽部材と、
前記第2分割光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第1の範囲とは異なる第2の範囲内にある光を第2通過光として通過させる第2窓部が形成され、前記第2分割光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第2の範囲外にある光を遮蔽する第2遮蔽部材と、
前記第1通過光の光量を検出する第1の光センサと、
前記第2通過光の光量を検出する第2の光センサとを備えていることを特徴とするレーザ加工ヘッド。 A laser processing head that emits laser light emitted by a laser oscillator and passed through an optical fiber toward a workpiece.
A collimating lens that parallelizes the laser beam emitted from the optical fiber and
A condenser lens that collects the laser beam parallelized by the collimating lens and emits it toward the work.
An optical system that divides the reflected light reflected from the work and parallelized by the condenser lens into a plurality of divided lights including a return light returning to the collimating lens, a first divided light, and a second divided light.
A first window portion is formed to allow light having a reflection angle within the first range of the work among the first divided light to pass as the first passing light, and the reflected light of the first divided light in the work is reflected. A first shielding member that shields light whose corners are outside the first range,
Of the second divided light, a second window portion is formed to allow light having a reflection angle in the work within a second range different from the first range to pass as the second passing light, and the second divided light is formed. Of the light, a second shielding member that shields the light whose reflection angle in the work is outside the second range, and
The first optical sensor that detects the amount of light of the first passing light and
A laser processing head including a second optical sensor that detects the amount of light of the second passing light.
前記戻り光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第1の範囲内にある光が、前記光ファイバのコアを伝搬可能な光の最大受光角以下の入射角で前記光ファイバに入射し、かつ前記戻り光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第2の範囲内にある光が、前記最大受光角を超え、かつ前記光ファイバの保護層へ入射可能な光の最大入射角以下となる入射角で前記光ファイバに入射することを特徴とするレーザ加工ヘッド。 In the laser processing head according to claim 1,
Of the return light, light whose reflection angle in the work is within the first range is incident on the optical fiber at an incident angle equal to or less than the maximum light receiving angle of light that can propagate through the core of the optical fiber. Of the return light, the light whose reflection angle in the work is within the second range exceeds the maximum light receiving angle and is incident at least the maximum incident angle of light that can be incident on the protective layer of the optical fiber. A laser processing head characterized in that it is incident on the optical fiber at an angle.
前記複数の分割光は、第3分割光をさらに含み、
当該レーザ加工ヘッドは、前記第3分割光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第1及び第2の範囲とは異なる第3の範囲内にある光を第3通過光として通過させる第3窓部が形成され、前記第3分割光の残りを遮蔽する第3遮蔽部材と、
前記第3通過光の光量を検出する第3の光センサとをさらに備え、
前記戻り光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第2の範囲内にある光が、前記最大受光角を超え、かつ光ファイバのクラッドを伝搬可能な光の最大投射角以下となる入射角で前記光ファイバに入射し、かつ前記戻り光のうち、前記ワークにおける反射角が前記第3の範囲内にある光が、前記最大投射角を超え、かつ前記最大入射角以下となる入射角で前記光ファイバに入射することを特徴とするレーザ加工ヘッド。 In the laser processing head according to claim 2,
The plurality of divided lights further include a third divided light.
The laser processing head is a third window through which, of the third divided light, light whose reflection angle in the work is in a third range different from the first and second ranges is passed as the third passing light. A third shielding member for which a portion is formed and shields the rest of the third divided light,
A third optical sensor for detecting the amount of the third passing light is further provided.
Of the return light, the light whose reflection angle in the work is within the second range exceeds the maximum light receiving angle and is equal to or less than the maximum projection angle of light capable of propagating through the clad of the optical fiber. Of the return light that is incident on the optical fiber, the light whose reflection angle in the work is within the third range exceeds the maximum projection angle and is equal to or less than the maximum incident angle. A laser processing head characterized by being incident on an optical fiber.
前記レーザ発振器と、
前記光ファイバと、
前記第1の光センサによって検出された光量が、所定の第1の閾値を超えたとき、及び前記第2の光センサによって検出された光量が、所定の第2の閾値を超えたときに、所定の処理を行うコントローラとを備えていることを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing head according to any one of claims 1 to 3 and
With the laser oscillator
With the optical fiber
When the amount of light detected by the first optical sensor exceeds a predetermined first threshold value, and when the amount of light detected by the second optical sensor exceeds a predetermined second threshold value. A laser processing apparatus including a controller that performs a predetermined process.
前記所定の処理は、警告の出力であることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 4,
A laser processing apparatus characterized in that the predetermined processing is a warning output.
前記所定の処理は、前記レーザ発振器のレーザ発振を停止させる制御であることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 4,
The laser processing apparatus, wherein the predetermined process is a control for stopping the laser oscillation of the laser oscillator.
前記第1の光センサによって検出された光量が、所定の第1の閾値を超えたとき、及び前記第2の光センサによって検出された光量が、所定の第2の閾値を超えたときに、所定の処理を行うことを特徴とするレーザ加工制御方法。 A laser machining control method using a laser machining apparatus including the laser machining head according to any one of claims 1 to 3, the laser oscillator, and the optical fiber.
When the amount of light detected by the first optical sensor exceeds a predetermined first threshold value, and when the amount of light detected by the second optical sensor exceeds a predetermined second threshold value. A laser processing control method characterized by performing a predetermined process.
前記光学系は、
前記コリメートレンズと前記集光レンズとの間に配置され、前記反射光を受けて、前記反射光の一部を前記戻り光として透過し、前記反射光の残りの一部を前記第1分割光および前記第2分割光を含む第1ミラー反射光として反射する、第1ミラーと、
前記第1ミラー反射光を受けて、前記第1ミラー反射光内の前記第1分割光を前記第1遮蔽部材に向け、前記第1ミラー反射光内の前記第2分割光を前記第2遮蔽部材に向ける、第2ミラーと、
を備えるレーザ加工ヘッド。 The laser processing head according to claim 1.
The optical system is
It is arranged between the collimating lens and the condensing lens, receives the reflected light, transmits a part of the reflected light as the return light, and the remaining part of the reflected light is the first divided light. And the first mirror, which is reflected as the first mirror reflected light including the second divided light,
In response to the first mirror reflected light, the first divided light in the first mirror reflected light is directed to the first shielding member, and the second divided light in the first mirror reflected light is directed to the second shielding member. The second mirror facing the member,
Laser machining head equipped with.
前記第1の範囲は、前記ワークにおける反射角が0度以上で第1設定角度以下の範囲であり、
前記第2の範囲は、前記ワークにおける反射角が第1設定角度を超え、前記第1設定角度よりも大きな第2設定角度以下の範囲である、
レーザ加工ヘッド。 The laser processing head according to claim 1.
The first range is a range in which the reflection angle of the work is 0 degrees or more and is equal to or less than the first set angle.
The second range is a range in which the reflection angle of the work exceeds the first set angle and is equal to or less than the second set angle larger than the first set angle.
Laser machining head.
前記第1遮蔽部材は、第1の直径を有する円形領域内に前記第1窓部を有し、前記円形領域外に入射した光を遮蔽し、
前記第2遮蔽部材は、前記第1の直径を有する内周縁および前記第1の直径よりも大きな第2の直径を有する外周縁により形成される円環領域内に前記第2窓部を有し、前記円環領域外に入射した光を遮蔽する、
レーザ加工ヘッド。 The laser processing head according to claim 1.
The first shielding member has the first window portion in a circular region having a first diameter, and shields light incident on the outside of the circular region.
The second shielding member has the second window portion in an annular region formed by an inner peripheral edge having the first diameter and an outer peripheral edge having a second diameter larger than the first diameter. , Shields light incident outside the annular region,
Laser machining head.
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