JPH012795A - 炭酸ガスレ−ザ加工モニタ−装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はレーザ加工装置の焦点位置の加工状態をモニ
ターする装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の炭酸ガスレーザ加工装置の一例を示すも
のでレー士発振器（１）はレーザ光（２）を出力しベン
ドミラー（３）により加工へ・・ド（４）に導く。加工
ヘッド（４）には加工レンズ（５ンを備え、レーザ光（
２）を集光し、被加工物（６）を切断、溶接等のレーザ
加工を行う。

ま１こ、酸素、窒素、アルコン等の加工カス（７）を加
工へ・ラド（４）に送入し、ノズル（８）からレーザ光
（２）と同軸状に吹き出すことによりレーザ加工を促進
する。ノズル（３）の穴径は１〜２鰭が使用され、レー
ザ光の焦点スポ、ット径は０．１−０．２　ｆｉである
ので焦点スボ、・−ト径はノズル径に対して十分に小さ
い、まｒこ、加工レンズ（５）の材料はＺｎ８ｅ、ＫＯ
ｌ　などの可視光でも透明に近い物を使用する。

〔発明が解決し・ようとする問題点〕

従来の炭酸ガスレーザ加工装置は以上のようにｒ４成さ
れているので、Ｍ加工物（６）の可視光における反射光
は加工レンズ（５）を通ると炭酸ガスレーザ光（２）よ
りも加工レンズ（５）の屈折率が高い。そのためレーザ
光（２）より近くに集光され焦点付＠（９）に集光する
。しかしこの焦点位置（９）は加工レンズ（５）から遠
く離れてしまう１こめ被加工物（６）の加工位置を拡大
して見ろことは困難であり、まγこ、加工レンズ（５）
のつくる被カロエ物（６）の加工位置の像はレーザ光（
２）のビーム径に比べ遥かに小さく、レーザ光（２）に
影響を与えずにレーザ加工中の状態をモニターすること
は従来装置では困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような問題点を解決するｔコめになさ
れｆこものでレーザ光に影響を与え寸に艮好な加工を行
うことができるとともに、加工中であっても加工状態を
モニターすることが出来るレーザ加工モニター装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段） この発明に係わるレーザ加工モニター装置は炭酸ガスレ
ーザ光の波長１０．６ｊクロンに対して可視光線の波長
は０．４〜０．７６ｊクロンでＪ）す、波長が異なるこ
とを利用して、レンズの屈折率の違いにより炭酸ガスレ
ーザ光と可視光線を分離しレーザ加工中でもレーザ加工
をモニターすることができろようにし１こものである。

〔作用〕

この発明におけるレーザ加エモニター装舒は加工レンズ
の屈折率が炭酸ガスレーザ光と可視光線で異なることを
利用して炭酸ガスレーザ光と可視光線を焦点位置におい
て分離する、。

〔発明の実施例〕

り下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図ま１こは第２図において、レーサ発振器（１）はレー
ザ光（２）を出力する。ベンドミラー（３）はレーザ光
（２）を加工へ・・・ド（４）に導き被加工物（６）を
切断、溶接などのレーザ加工をする。

加工レンズ（５）とベンドミラー（３）の光路の中に、
ベンドミラー（３）側に第一のレンズαηと加工レンズ
（５）側に第二のレンズａＯを備え、レーザ光（２）は
第一のレンズαυにより集光され、第゛１のレンズの焦
点位置（２）を過ぎると発散する。第二のレンズαＱの
焦点位置は第１のレンズの焦点位置（２）と同じ位置に
設定する。

発散するレーザ光（２）は第二のレンズａＧにより平行
光にもどり加工レンズ（５）により再度集光され被加工
物（６）の位置を焦点位置とする。

可視光卯は図では点線であられすと、被加工物（６）の
表面から照明器α４の反射光ま１こはレーザ加工による
発光が加工レンズ（５）および第二のレンズ００を通る
と炭酸ガスレーザ光（２）より大きく屈折する。

例えば炭酸ガスレーザ光の波長１０．６＜クロンではＺ
ｎ８ｅのレンズの屈折率は２．４０であるのに対し可視
光線例えば赤い光として波長０．６３３ｊクロンのヘリ
ウムネオンレーザの光に対して屈折率は２．５９である
。さらに可視光線の波長の短い緑。

青等の光に対しては屈折率は小さくなる　焦点距離に換
算すると波長１０．６ｔクロンに対して波長０．６８３
ＥクロンにおけるＺｎ８ｅのレンズの焦点距離は０．８
８２倍となる。可視光線０は加工レンズ（５）、第二の
レンズαＱにより焦点位置（ト）に集光されろ。この焦
点位置α９は炭酸ガスレーザ光の焦点位置■にくらべて
加工レンズ（５）に近い位置になる。

可視光線Ｕは焦点位置Ｑ５を過ぎると発散し炭酸ガスレ
ーザ光の焦点付１１（２）ではかなり拡かっている。

一方、炭酸ガスレーザ光の焦点位置（２）におけるビー
ム径は０．１〜０．８ｆｆであるので微小穴Ｑｌ１９を
有する穴付きミラーαηを傾斜して設け、炭酸ガスレー
ザ光（２）を通過させることにより可視光線０のみを反
射することができる。結像レンズ（至）は微小穴付きミ
ラーαηにより反射された可視光線ａ３を集光しテレビ
カメラα１または目による結像位置に被加工物（６）の
焦点位置■の像を結像する。結像レンズ０引マ炭酸ガス
レー→ト先の全反射コーティングｅ；！υをすることに
よって強力な炭酸ガスレーザ光がテレビカメラαｌには
いりこ１１．を焼損してしまうことを防ぐことができる
。

テレビカメラα９は被加工物（６）の焦点位置−の可視
光線の像を撮り、制御装置（イ）によりテレピロに映す
。このテレビのはレーザ加工の操作位置に備え付けるこ
とによって遠隔で加工状態を知ることができる。

第３図はａｔのレンズ＠が焦点距離を短くして、入射す
るレーザ光（２）のビーム径が細いものを第二のレンズ
α０において太くするビームコリメーションをおこなう
ことかでき、加工性能を向上することができる。

ま１こ、加工レンズ（５）と第二のレンズＱＯは同一の
レンズであってもよく上記実施例と同様の効果を奏する
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれはレーザ光を集光する第
一のレンズと第一のレンズにより発散されるレーザ光を
平行光に戻す第二のレンズ、第一のレンズの焦点位負近
傍に傾斜して設置されろ微小穴付きミラー及び結像レン
ズを備えるように構成し１こので、炭酸ガスレーザ光に
影＃を与えずに被加工物の焦点位置のレーぜ加工中の状
態をモニターすることかできる。その１こめ加工の状態
や、異常加工を遠隔で容易に監視することが出来、加工
の失敗などを本然に防ぐことができる。

まｒこ、加工していないときでも被加工物につζブγこ
印に対して、焦点位置・＼の昂精度の位置合わセをする
ことができる。

さらに、微小穴付きミラーの微小穴は、レーザ光の集光
スポー・ト径に近くすること（−よｔ）、レーザ光の不
用成分を取り除くスベーシ々ルフィルタの効果も持１こ
せることができる等の効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工モニター
装置の構成図、第２図は第１図に示す装置の動作を説明
する１こめのレーザ加工モニター装置の拡大図、第３図
はこの発明の他の実施例をしめず構成図、第４図は従来
のレーザ加工装置を示す構成図である。 図において（１）はレーサ発振器、（２）はレーザ光、
（３）はベンドミラー、（４）は加工へ・・ド、（５）
は加工レンズ、（６）は被加工物、（７）は加工カス、
（８）はノズル、（９）（２）０９（４）は焦点位置、
ＱＯは第二のレンズ、ａυ（財）は第一のレンズ、日は
可視光線、α４は照明器、αＧは微小穴、αＤは微小穴
付きミラー、（ト）は結像レンズ、α９はテレビカメラ
、シηは全反射コーチインク、（イ）は制御ｌＩ！Ｉ装
訛、ａはテレビである−なお、図中、同一符号は同一、
又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭酸ガスレーザ発振器の出力するレーザ光を、ベ
   ンドミラーにより加工ヘッドに導き、加工ヘッド内に具
   備する加工レンズにより前記レーザ光を集光し、焦点位
   置において被加工物を加工する炭酸ガスレーザ加工装置
   において、加工レンズとベンドミラーの光路の途中に、
   前記ベンドミラー側に第一のレンズと、前記加工レンズ
   側に第二のレンズを備えると共に、前記第一のレンズの
   焦点位置に傾斜して取り付けた微小穴付きミラーと、前
   記ミラーに基づく像を結像する結像レンズを備えたこと
   を特徴とする炭酸ガスレーザ加工モニター装置。
2. （２）結像レンズは炭酸ガスレーザ光の全反射コーティ
   ングをしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の炭酸ガスレーザ加工モニター装置。
3. （３）結像レンズの結像位置にテレビカメラを設け、加
   工の状態をテレビによりモニターすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の炭酸ガスレーザ
   加工モニター装置。