FR2806020A1 - Machine d'usinage par faisceau laser avec controle de la position interne du faisceau laser - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à une machine d'usinage par faisceau laser avec contrôle de la position du faisceau laser sur le trajet qu'il parcourt à l'intérieur de la machine, et plus particulièrement à une telle machine susceptible de mettre en oeuvre un faisceau laser de grande puissance. Une telle machine (10) est remarquable en ce qu'elle comporte :- des capteurs (30) disposés successivement sur le trajet (2) du faisceau laser (1), chaque capteur (30) comportant lui-même un diaphragme (31) percé d'un trou (32) et une cellule photoélectrique (34) regardant la surface dite "éclairable" (33) entourant le trou (32), - des moyens d'alerte (55) connectés aux cellules photoélectriques (34), - des moyens de commande (60) pour interrompre le faisceau laser (1).

Description

<B><U>Description</U></B> <B><U>Domaine technique de l'invention</U></B> L'invention se rapporte à une machine d'usinage par faisceau laser avec contrôle de la position du faisceau laser sur le trajet qu'il parcourt à l'intérieur de la machine, et plus particulièrement à une telle machine susceptible de mettre en oeuvre un faisceau laser de grande puissance.

Etat <B><U>de la technique et problème posé</U></B> Les machines d'usinage par faisceau laser comportent habituellement un bâti et différents modules optiques tels un générateur de faisceau laser et des modules déviation et de focalisation du faisceau laser. Ces modules optiques comportent mêmes des composants optiques tels des miroirs ou des lentilles optiques convergentes ou divergentes, lesdits composants optiques étant fréquemment amovibles afin pouvoir être adaptés au traitement à faire subir au faisceau laser. Ces composants optiques peuvent être mal positionnés au moment du montage ou bien ils peuvent se déplacer pendant l'utilisation de la machine, ce qui produit une déviation inappropriée du faisceau laser par rapport à sa position normale ou "nominale", cette déviation étant susceptible de conduire au rebut de la pièce usinée.

Un procédé habituel pour contrôler en permanence la position du faisceau laser consiste à en dévier une faible partie à l'aide d'un miroir sans teint, à faire converger le faisceau ainsi dévié au foyer d'une lentille convergente et à contrôler à l'aide de transducteurs photoélectriques, tels des photodiodes, la position du faisceau ainsi concentré. Un premier inconvénient de ce procédé est d'exiger un dispositif encombrant et coûteux dont l'intégration sur la machine doit être prévue au moment de la conception de ladite machine. De plus, le dispositif ne permet pas de localiser le composant optique déréglé. Un second inconvénient du procédé est de ne pas détecter les variations de position du faisceau laser tant que celui-ci reste parallèle à sa position initiale, car dans ce cas, le faisceau laser converge toujours au même endroit. Un troisième inconvénient du procédé est d'être plus difficilement utilisable avec les faisceaux laser de forte puissance et risquant de détruire les transducteurs photoélectriques. Un quatrième inconvénient procédé est qu'il fait appel à des composants optiques supplémentaires risquant mêmes de se dérégler.

Un autre procédé connu pour contrôler la position du faisceau laser consiste à disposer des thermocouples en crois pénétrant radialement dans le faisceau laser et à mesurer les variations des signaux électriques émis par ces thermocouples lorsque la position faisceau laser varie. Un premier inconvénient du procédé est d'être difficiles à mettre oeuvre avec des lasers de forte puissance, car les thermocouples sont plongés en permanence dans ce faisceau laser. Un second inconvénient du procédé est le temps de réponse relativement lent des thermocouples.

<B><U>Exposé de l'invention</U></B> L'invention propose une machine d'usinage par faisceau laser avec contrôle de la position du faisceau laser, ladite machine comportant un trajet interne susceptible d'être suivi par ledit faisceau laser.

Une telle machine est remarquable en ce que a. elle comporte au moins un capteur de position du faisceau laser, ledit capteur comportant un diaphragme comportant lui-même une face dite "surface éclairable" et un trou traversant ledit diaphragme de part en part, ledit trou débouchant par une extrémité dans la surface éclairable, ladite surface éclairable entourant le trou et arrivant jusqu bord du trou, ladite surface éclairable étant susceptible de renvoyer avec diffusion éventuelle lumière venant l'éclairer au moins au bord du trou, ladite lumière après renvoi étant dite "lumière secondaire", ledit diaphragme étant réalisé en un matériau qui n'absorbe pas la lumière laser, ledit capteur comportant également une cellule photoélectrique regardant ladite surface éclairable, ladite cellule photoélectrique étant susceptible de recevoir et de détecter la lumière secondaire issue de la surface éclairable au moins au bord du trou, b. le diaphragme est disposé sur le trajet du faisceau laser et ce faisceau laser est susceptible de passer entièrement par le trou, c. la surface, éclairable est tournée vers l'amont du trajet faisceau laser, ladite surface éclairable diffusant ainsi la lumière secondaire lorsqu'elle est éclairée par le faisceau laser, d. machine comporte également au moins un moyen d'alerte connecté aux cellules photoélectriques, ledit moyen d'alerte étant actif lorsque au moins une cellule photoélectrique, à laquelle le moyen d'alerte est connecté détecte une lumière secondaire.

Le terme diaphragme est pris au sens de l'optique. C'est un objet traversé par un trou et qui est susceptible de limiter la section d'un faisceau lumineux passant par ce trou.

On comprend que le diaphragme permet de définir localement position d'un trajet dit "nominal" faisceau laser de section plus petite que celle trou. Ainsi, lorsque le faisceau laser est sur le trajet nominal à une valeur E près, il passe entièrement par le trou du diaphragme et n'éclaire donc pas la surface éclairable. Cette surface éclairable ne diffuse alors de lumière secondaire susceptible d'être détectée par la cellule photoélectrique et d'activer le moyen d'alerte.

On comprend également que lorsque le faisceau laser s'écarte du trajet nominal ainsi défini d'une valeur supérieure à E, il ne passe plus entièrement par le trou du diaphragme une partie du faisceau laser vient éclairer le surface d'éclairage au moins au bord du trou. La surface éclairable intercepte alors la partie du faisceau laser débordant du trou et renvoi par diffusion la lumière ainsi interceptée sous la forme d'une lumière dite "secondaire" dont la présence est détectée par la cellule photoélectrique. Le diaphragme peut résister au faisceau laser car il le renvoie sans l'absorber. La diffusion disperse cette lumière secondaire, de sorte que la cellule photoélectrique ne reçoit plus qu'une très faible partie de l'énergie du faisceau laser, ce évite de la détruire. Le reste de l'énergie du faisceau laser intercepté par la surface éclairable est absorbé par la structure de la machine entourant le faisceau laser à cet endroit.

En pratique, l'homme du métier donnera au trou du diaphragme une forme complémentaire à la section du faisceau laser, avec toutefois des dimensions un peu supérieures à celles de la section du faisceau laser, ce faisceau laser étant ainsi susceptible de passer entièrement par le trou du diaphragme avec le jeu E. Par exemple, dans le cas le plus fréquent d'un faisceau laser ayant une section ronde de diamètre D1, le trou du diaphragme sera également rond, centré sur le trajet nominal à définir au niveau du diaphragme et aura un diamètre D = D1 + 2xE, le diaphragme étant alors disposé perpendiculairement au trajet du faisceau laser. Par exemple, avec un laser YAG et un faisceau laser de diamètre allant de 15mm à 40mm, E = 0,5mm. Un avantage de l'invention est d'être simple, peu coûteuse et n'occuper qu'un encombrement réduit autour du faisceau laser. Le diaphragme est pièce mécanique simple qui peut être facilement positionnée avec précision sur le trajet du faisceau laser dans la machine. La cellule photoélectrique reçoit une lumière diffusée et ne nécessite donc pas non plus un positionnement rigoureux. L'homme du métier veillera seulement à protéger la cellule photoélectrique des lumières parasites pour qu'elle ne provoque pas de fausses alertes. Bien évidemment, l'homme du métier veillera ce que la cellule photoélectrique ne soit pas directement touchée par le faisceau laser afin qu'elle ne soit pas détruite par lui.' Le diaphragme sera réalisé par exemple en téflon dans le cas laser YAG et en céramique dans le cas d'un laser de puissance COZ, ces deux matériaux n'absorbant pas la lumière laser ou ne l'absorbant que suffisamment faiblement pour résister à elle. Avantageusement, la machine comporte au moins deux capteurs distants l'un de l'autre sur le trajet du.faisceau laser. Une telle disposition permet de définir position du trajet nominal à au moins deux endroits distants sur le trajet du faisceau laser, et permet donc de contrôler linéairement et angulairement la position du faisceau laser. Si on appelle d la distance entre deux diaphragmes, la position angulaire du faisceau laser sera définie à un angle a près donné en degrés par la formule a =360xE1(IIxd) Un avantage de l'invention est d'autoriser un contrôle plus complet de la position du faisceau laser sur tout le trajet qu'il doit parcourir à l'intérieur de machine. Un tel contrôle reste cependant simple et peu coûteux, car il s'effectue disposant des capteurs à des endroits appropriés sur le trajet du faisceau laser, chacun de ces capteurs étant lui-même peu coûteux et peu encombrant, donc facile à intégrer aux différents endroits de la machine.

Un autre avantage de l'invention de permettre de localiser plus facilement le composant optique déréglé. En effet, si on dispose N > 1 capteurs successivement sur le trajet du faisceau laser, le composant optique déréglé sera situé entre deux capteurs successifs sur le trajet du faisceau laser, le capteur en amont n'ayant pas détecté d'anomalie, le capteur en aval ayant détecté une anomalie. En d'autres termes chaque doublet de capteurs permet de détecter le dérèglement des composants situés entre eux. Dans le cas où c'est le premier capteur qui a détecté une anomalie, composant optique déréglé sera tout simplement en amont de ce premier capteur. Avantageusement, la machine comporte un moyen de commande permettant d'interrompre le faisceau laser, chaque cellule photoélectrique étant connectée audit moyen commande, ledit moyen de commande interrompant le faisceau laser lorsque au moins une cellule photoélectrique a détecté une lumière secondaire. tel moyen de commande pourra être par exemple un télérupteur disposé sur le circuit d'alimentation électrique du générateur. La plupart des machines étant aujourd'hui à commande numérique, c'est à dire commandées par un programme d'ordinateur chaque cellule photoélectrique sera ainsi connectée à cet ordinateur.

Cette interruption automatique est par définition très rapide. De ce fait, pièce en cours d'usinage ne sera que faiblement dégradée car elle ne sera exposée à faisceau laser déréglé pendant une durée très courte.

Une machine d'usinage à faisceau laser comporte habituellement plusieurs organes qui sont un bâti et une succession de modules optiques disposés sur le trajet du faisceau laser et assurant chacun un traitement dudit faisceau laser, l'un des modules optiques pouvant exemple être le générateur du faisceau laser lui-même, autres modules optiques assurant par exemple des fonctions de déviation de focalisation. Avantageusement - Le capteur comporte un tube droit ouvert à chaque extrémité, ledit tube étant constitué par Ï une paroi étanche à la lumière, le diaphragme étant disposé transversalement à l'intérieur du tube entre les deux ouvertures, le trou étant à l'intérieur du tube, la cellule photoélectrique étant disposée sur la paroi du tube, ledit capteur comportant également au moins une bride solidaire du tube par laquelle susceptible d'être attaché à un objet extérieur, par exemple par des vis, - le capteur est disposé sur le trajet du faisceau laser entre deux organes adjacents de la machine, ledit faisceau laser étant susceptible de passer successivement et entièrement par une première ouverture, par le trou diaphragme et par la seconde ouverture, ledit tube étant abouché à chacun des deux organes de la machine, ledit abouchage étant étanche à la lumière, ledit capteur étant attaché à l'un des deux organes par la bride.

On comprend que le tube permet de maintenir ensemble le diaphragme la cellule photoélectrique, et de les positionner l'un par rapport à l'autre et par rapport à la machine et au trajet du faisceau laser. Une telle disposition permet ainsi de positionner simplement un diaphragme et une cellule photoélectrique différents endroits de la machine sur le trajet du faisceau laser.

On comprend également que le tube entoure le faisceau laser et permet d'isoler ledit faisceau laser, le trou du diaphragme, la surface éclairable la cellule photoélectrique de l'extérieur de la machine, ceci au moins sur la portion du trajet du faisceau laser entouré par le tube. De ce fait - la lumière renvoyée par la surface éclairable ne peut passer à l'extérieur de la machine, - la cellule photoélectrique n'est pas perturbée par la lumière ambiante.

L'invention peut ainsi être appliquée sur les machines existantes sans devoir modifier les modules optiques. II suffit d'adapter les formes des brides moyens de liaison des deux organes de la machine entre lesquels le capteur est disposé.

Avantageusement, le capteur comporte deux brides disposées chacune à une extrémité du tube, une première bride étant attachée à l'un des organes entre lesquels est disposé le capteur, l'autre bride étant attachée à l'autre organe. Ceci permet de lier mécaniquement entre eux les deux organes de la machine entre lesquels il est disposé, soit un module optique avec le bâti de la machine, ou deux modules optiques entre eux. Ceci permet également de localiser le module dans lequel se trouve un composant optique déréglé.

Avantageusement - Le diaphragme est constitué par une plaque percée dans le sens de son épaisseur par le trou, - le tube comporte une glissière transversale débouchant à l'extérieur du tube, ladite glissière traversant le tube perpendiculairement à lui, - le diaphragme coulisse dans la glissière transversalement au tube, ladite glissière comportant également des moyens de positionnement du diaphragme dans le tube, par exemple une butée, le trou étant à l'intérieur du tube lorsque le diaphragme est positionné dans la glissière, ladite glissière comportant également des moyens pour faire obstacle à la lumière susceptible de passer entre la glissière et le diaphragme, par exemple des joints à brosse.

Ainsi, le coté de la plaque tourné vers l'amont du faisceau laser constitue au voisinage du trou la surface éclairable. Une telle disposition permet de mettre en place et de retirer très simplement le diaphragme, ce qui permet de changer le diaphragme en fonction du diamètre du faisceau laser à contrôler et de remplacer simplement les diaphragmes qui se sont détériorés. De tels diaphragmes sont par ailleurs très simples à réaliser, puisqu'ils sont constitués chacun d'une plaque aux dimensions de la glissière et percée d'un trou au diamètre du faisceau laser augmenté de deux fois le jeu <B><U>Description des</U></B> fiaures La figure 1 illustre le perçage d'un trou avec un faisceau laser correctement positionné. La figure 2 illustre le perçage d'un trou avec un faisceau laser déréglé. Par mesure de clarté, l'écart du faisceau par rapport au trajet nominal et ses conséquences sur la géométrie du trou à percer ont étés agrandis.

La figure 3 illustre une machine d'usinage par faisceau laser, ladite machine comportant deux capteurs selon l'invention.

Les figures 4 et 5 illustrent par des vues agrandies chacun des capteurs. Description détaillée On se reportera en premier lieu à la figure 1. Le faisceau laser 1 collimaté, c'est à dire parallèle, ledit faisceau ayant une section ronde et suivant un trajet 2 matérialisé par son axe géométrique 2a. Dans cet exemple, le trajet 2 est le trajet nominal, et le faisceau laser est centré sur l'axe géométrique 2a du trajet 2. Le faisceau laser 1 traverse une lentille frontale 3 convergente, et converge sur le foyer 4 de ladite lentille frontale 3. Une pièce 5 est positionnée devant la lentille frontale 3 afin de percer trou 6 dans ladite pièce 5. A cet effet, la surface 5a de la pièce 5 est positionnée en avant du foyer 4 vers la lentille frontaleà3.

On se rapportera maintenant à la figure 2. Le faisceau laser 1 a ici dévié linéairement et angulairement du trajet nominal 2. Le faisceau laser 1 suit maintenant un trajet dévié 2a différent, traverse la lentille frontale 3 et converge sur un foyer dévié 4a distinct du foyer 4. On comprend que le trou 6 est défectueux, car sa position sur la pièce 5 et l'angle qu'il fait avec la surface 5a de la pièce 5 sont différents. Les écarts de position peuvent être calculés en fonction des caractéristiques de la déviation du faisceau laser 1 par la simple application des lois de l'optique géométrique.

On rapportera maintenant à la figure 3. La machine 10 d'usinage par faisceau laser comporte une structure fixe 11 sur laquelle est disposée un générateur laser 12 produisant un faisceau laser 1 selon un trajet 2 horizontal à ce niveau. A ce niveau, le faisceau laser est collimaté de section ronde et suit le trajet 2 à l'intérieur de la machine 10. faisceau laser 1 pénètre dans un premier module de déviation 15 et se réfléchit sur premier miroir 16 qui le renvoi suivant une direction verticale vers le bas. Le faisceau laser 1 pénètre ensuite dans un deuxième module de déviation 20 et se réfléchit sur un second miroir 21 qui le renvoi horizontalement vers la pièce 5 à usiner. Le second module de déviation 20 pivote suivant un axe géométrique de pivotement 22 vertical, ledit axe géométrique de pivotement 22 coïncidant avec le trajet 2 entre les deux miroirs 16 et 21, ce qui permet un réglage de l'orientation du faisceau laser 1 dans un plan horizontal en direction de la pièce 5. Le faisceau laser 1 pénètre ensuite dans la tête laser 25 constituée successivement d'un corps cylindrique creux 26 et d'une extremité conique 27 dont le sommet 27a est ouvert et présenté devant le trou 6 à percer. A l'intérieur de la tête laser 25, le faisceau laser 1 arrive sur lentille frontale 3, converge vers le foyer 4 de la lentille frontale 3, sort de la tête laser 25 et arrive à la surface 5a de la pièce à usiner 5.

Dans cet exemple, la machine 10 comporte deux capteurs 30 de position du faisceau laser, le premier capteur 30a étant disposé sur le trajet 2 entre la source laser 12 et le premier module de déviation 15, le second capteur 30b étant disposé le trajet 2 entre le second module de déviation 20 et la tête laser 25.

On reportera maintenant simultanément aux figure 4 et 5. La description qui va suivre est commune aux deux capteurs 30, soit 30a et 30b. Le capteur comporte un diaphragme 31 disposé sur le trajet 2. Ce diaphragme 31 est une plaque disposée perpendiculairement au trajet 2 à ce niveau. Le diaphragme 31 est percé d'un trou circulaire 32 centré également sur le trajet nominal 2 à ce niveau. Le diamètre D du trou 32 est donné par la formule D = D1 + 2xE, D1 étant le diamètre du faisceau laser 1 à ce niveau, et E le jeu laissé entre le faisceau laser et le bord du trou 32. Le trajet nominal est ainsi défini par la position du trou 32. On référencera 33 la surface dite "éclairable" du diaphragme 31 ladite surface éclairable 33 étant constituée simplement par la surface du diaphragme tournée vers l'amont du faisceau laser 1, ladite surface éclairable 33 entourant le trou et arrivant jusqu'au bord dudit trou 32. Une cellule photoélectrique 34 est disposée amont du diaphragme 31 et regarde la surface éclairable 33 au moins au bord du trou 32. Par le terme "regarder la surface éclairable", on entend que la cellule photoélectrique est capable de détecter de la lumière en provenance de ladite surface éclairable 33, au moins au voisinage du trou 32. La cellule photoélectrique 34 est évidemment disposée en dehors du faisceau laser 1 afin qu'elle ne soit pas détériorée par lui. capteur 30 comporte également un tube 36 droit dont la paroi 37 entoure le faisceau laser 1 et forme une cavité intérieure 38 traversée de part en part par ledit faisceau laser 1. Le diaphragme 31 coulisse dans une glissière 39 aménagée dans le tube 36, ladite glissière 39 étant perpendiculaire audit faisceau laser 1. Le diaphragme 31 arrive contre une butée 39a pour positionner le trou 32 au centre du tube 36. Le diaphragme dépasse à l'extérieur de la glissière 39 afin de pouvoir être saisi depuis l'extérieur du capteur. La glissière comporte également à l'extérieur un joint 39b assurant l'étanchéité à la lumière entre la glissière 39 et le diaphragme 31, par exemple un joint à brosse ou un ajustage mécanique. La paroi 37 du tube 36 comporte une partie oblique 37a dans laquelle on a percé un trou, cellule photoélectrique 34 étant scellée dans ledit trou de la paroi 37 du tube 36. Le tube 36 est bien évidemment étanche à la lumière afin de protéger l'opérateur du faisceau laser et de protéger la cellule photoélectrique des lumières parasites venant de l'extérieur. Pour la même raison, le tube 36 est abouché par une première extrémité 36a au module 12,20 en amont de lui, ledit tube 36 étant également abouché par autre extrémité 36b au module optique 15,25 en aval de lui, lesdits abouchages étant également étanches à la lumière. De ce fait, la cellule photoélectrique ne peut recevoir que la lumière secondaire 40 diffusée par la surface éclairable 33 lorsque le faisceau laser 1 a dévié du trajet nominal définit par le diaphragme 31 et vient toucher ladite surface éclairable 33. Le diaphragme sera en téflon dans le cas d'un laser YAG, et en céramique dans le cas d'un laser C02, ces deux matériaux étant capables de résister au faisceau laser car ils ne l'absorbent pas. Un diaphragme en céramique peut avoir une épaisseur au moins égale à 1 mm. Du fait que le téflon est un matériau peu rigide, un diaphragme en téflon doit avoir une épaisseur au moins égale à 3mm.

On se reportera maintenant à la seule figure 4. Le tube 36 du capteur 30a comporte un prolongateur amont 45 de forme cylindrique arrivant contre le générateur laser 12 et entourant le faisceau laser 1, ledit prolongateur amont 45 étant étanche à la lumière. Le tube 36 comporte également un prolongateur aval 46 terminé une bride aval 47 fixée au premier module de déviation 15 par exemple par les ' non représentées. Le prolongateur aval 46 et la bride aval 47 sont également étanches à la lumière. Le prolongateur amont 45 et le prolongateur aval 46 permettent d'écarter les modules optiques 12,20 entre lesquels le capteur est disposé, afin d'accéder plus facilement au diaphragme 31. Du fait que le générateur laser 12 et le premier module de déviation 15 sont tous les deux tenus par la structure fixe référencée 11 sur la figure 3, le capteur 30,30a peut ainsi-n'être tenu que par une seule bride 47.

On se reportera maintenant à la seule figure 5. Dans ce cas, le tube 36 du capteur 30,30b comporte une bride amont 48 par laquelle il est attaché au second module de déviation 20, ledit tube 36 comportant également une bride aval 47 par laquelle il est attaché à la tête laser 25. On comprend que dans ce cas, le tube 36 permet également de tenir la tête laser 25 sur le second module de déviation 20, ladite tête laser 25 suivant ainsi les déplacements dudit second module de déviation 20.

On se reportera de nouveau à la figure 3. La cellule photoélectrique 34,34a du capteur 30,30a est connectée à un moyen d'alerte 55,55a proche dudit capteur 30a, alors que la cellule photoélectrique 34,34b du capteur 30,30b est connectée à un moyen d'alerte 55,55b proche dudit capteur 30,30b. Dans cet exemple, ces moyens d'alerte 55 comportent un premier voyant dit "ok" 56 de couleur verte allumé lorsque la source laser 12 est active alors que la cellule photoélectrique 34 ne détecte pas de lumière secondaire référencée 40 sur les figures 4 et 5. Ces moyens d'alerte 55 comportent également un voyant d'alerte 57 de couleur rouge allumé lorsque la cellule photoélectrique 34 détecte de la lumière secondaire. Ainsi, on voit immédiatement quand le générateur laser 12 est en fonctionnement et à quel endroit le faisceau laser 1 a dévié du trajet nominal définit par les diaphragmes 31. Chaque cellule photoélectrique 34 est également connectée à des moyens de commande 60 de la source laser 12, lesdits moyens de commande 60 permettant d'interrompre la source laser 12 lorsque l'une des cellule photoélectrique 34 détecte de la lumière en provenance d'une surface éclairable 33. Le voyant d'alerte 37 est avantageusement actionné par l'intermédiaire d'un basculeur non représenté, afin de rester allumé après l'interruption de la source laser 12. Les moyens de commande 60 comportant un télérupteur 61 par lequel passe circuit d'alimentation 62 du générateur laser 12, ledit télérupteur étant ouvert lorsque moins une cellule photoélectrique 34 a détecté une lumière secondaire 40, ce qui interrompt alors le faisceau laser 1.

On comprend que les moyens d'alerte 55 et les moyens de commande 60 relevent des technologies habituelles utilisées sur les machines outils.

On comprend également qu'un nombre variable de capteurs 30 peuvent être disposés sur machine 10 en fonction de la complexité du trajet 2 suivi par faisceau laser 1, afin détecter et de localiser très rapidement un dérèglement faisceau laser, l'encombrement et le coût des capteurs restant modiques. Les capteurs peuvent être externes aux modules optiques, comme dans l'exemple donné. capteurs peuvent également être intégrés aux modules optiques et en particulier au générateur de faisceau laser

Claims (8)

<U>Revendications</U>

1. Machine d'usinage par faisceau laser avec contrôle de la position interne du faisceau laser, ledit faisceau laser (1) étant susceptible de suivre dans ladite machine (10) un trajet (22) interne, caractérisée en ce que a. elle comporte au moins un capteur (30) de position du faisceau laser (1), ledit capteur (30) comportant un diaphragme (31) comportant lui-même une face dite "surface éclairable" (33) et un trou (32) traversant ledit diaphragme (31) de part en part, ledit trou (32) débouchant par une extrémité dans la surface éclairable (33), ladite surface éclairable (33) entourant le trou (32) et arrivant jusqu'au bord du trou (32), ladite surface éclairable (33) étant susceptible de renvoyer avec diffusion une éventuelle lumière venant l'éclairer au moins au bord du trou (32), ladite lumière après renvoi étant dite "lumière secondaire" (40), ledit diaphragme (31) étant réalisé un matériau qui n'absorbe pas la lumière laser, ledit capteur (30) comportant également une cellule photoélectrique (34) regardant ladite surface éclairable (33), ladite cellule photoélectrique (34) étant susceptible de recevoir et de détecter de la lumière secondaire (40) issue de la surface éclairable (33) au moins au bord trou (32), b. le diaphragme (31) est disposé sur le trajet (2) du faisceau laser (1) et ce faisceau laser (1) est susceptible de passer entièrement par le trou (32), c. la surface éclairable (33) est tournée vers l'amont du trajet faisceau laser (1), d. la machine (10) comporte également au moins un moyen d'alerte (55) connecté aux cellules photoélectriques (34), ledit moyen d'alerte (55) étant actif lorsque au moins une cellule photoélectrique (34) détecte une lumière secondaire (40).

2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le faisceau laser (1) est du type YAG et en ce que le diaphragme (31) est en téflon.

3. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le faisceau laser (1) est du type C02 et en ce que le diaphragme (31) est en céramique.

4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux capteurs (30,30a,30b) distants l'un de l'autre le trajet (2) du faisceau laser (1).

5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de commande (60) permettant d'interrompre le faisceau laser (1), en ce que chaque cellule photoélectrique (34) est connectée audit moyen de commande (60) et en ce que le moyen de commande (60) interrompt le faisceau laser (1) lorsque au moins cellule photoélectrique (34) a détecté une lumière secondaire (40).

6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, ladite machine 0) comportant plusieurs organes qui sont un bâti (11) et une succession de modules optiques 15,20,25) disposés sur le trajet (2) du faisceau laser (1) et assurant chacun un traitement dudit faisceau laser (1), caractérisé en ce que Le capteur (30) comporte un tube (36) droit avec une ouverture (41, à chaque extrémité (36a,36b), ledit tube (36) étant constitué par une paroi (37) étanche à la lumière, le diaphragme (31) étant disposé transversalement à l'intérieur du tube (36) entre deux ouvertures (41,42), le trou (32) étant à l'intérieur du tube (36), la cellule photoélectrique (34) étant disposée sur la paroi (37) du tube (36), ledit capteur (30) comportant également au moins une bride (47,48) solidaire du tube (36), - le capteur (30) est disposé sur le trajet (2) du faisceau laser (1) entre deux organes (12,15,20,25) adjacents de la machine (10), ledit faisceau laser (1) étant susceptible de passer successivement et entièrement par une première ouverture (41,42), par le trou (32) du diaphragme (31) et par la seconde ouverture (42,41), ledit tube (36) étant abouché à chacun des deux organes (12,15,20,25) de la machine ledit abouchage étant étanche à la lumière, ledit capteur (30) étant attaché à l'un deux organes (12,15,20,25) parla bride (47,48).

7. Machine selon la revendication 6 caractérisée en ce que le capteur (30) comporte deux brides (47,48) disposées chacune à une extrémité (36a,36b) du tube (36), première bride (36a,36b) étant attachée à l'un des organes (12,15,20,25) entre lesquels est disposé le capteur (30), l'autre bride (36b,36a) étant attachée à l'autre organe (12,15,20,25).

8. Machine selon la. revendication 6 ou 7 caractérisée en ce que - le diaphragme (31) est constitué par une plaque percée dans le sens de son épaisseur par le trou (32), - le tube (36) comporte une glissière (39) transversale débouchant à l'extérieur du tube (36), - le diaphragme (31) coulisse dans la glissière (39) transversalement au tube (36), ladite glissière (39) comportant également des moyens de positionnement (39a) du diaphragme (31) dans le tube (36), le trou (32) étant à l'intérieur du tube (36) lorsque le diaphragme (31) est positionné dans la glissière (39), ladite glissière (39) comportant également des moyens (39b) pour faire obstacle à la lumière susceptible de passer entre la glissière (39) et le diaphragme (31).