JPH0199792A

JPH0199792A - レーザ加工機

Info

Publication number: JPH0199792A
Application number: JP62257256A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ogawa; 小川　周治; Hajime Osanai; 肇小山内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1989-04-18

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］本発明は、レーザ光線で被加工物を加工するレーザ加工
機に関するものである。

［従来の技術］第２図はレーザ加工機の一例を示す構成図である。図に
おいて、（１）はレーザ光を発生させるレーザ発振器、
（２）はレーザ発振器（１）から出射したレーザ光、（
２ａ）はレーザ光（２）を直角方向に反射させる反射鏡
、（３）はレーザ光（２）を集光して被加工物に照射す
る光学系を構成する加工ヘッドである。（４）は被加工
物、（５）は被加工物（４）を載置して水平面のＸ−Ｙ
軸方向に移動させるＸ−Ｙテーブル、（６）はＸ−Ｙテ
ーブル（５）を移動させ、被加工物（４）とレーザ光（
２）の相対位置関係を制御するＮＣである。

第３図は従来の加工ヘッド（３）の拡大縦断面図である
。（３ａ）はレーザ光（２〉を集光させる光学素子（加
工レンズ）　、（３ｂ）は加工レンズ（３ａ）のレンズ
ホルダーで、レーザ光（２）が加工レンズ（３ａ）を通
過するときに発生する熱エネルギーを吸収し、加工レン
ズ（３ａ）が熱破壊するのを防ぐため冷却水（３０）で
冷却されている。また、（３ｃ）は加工ヘッド（３）の
先端部に設けられたノズルである。なお、（７）は被加
工物（４）をレーザ加工するときに発生するスパッタで
ある。

次に動作について説明する。レーザ発振器（１）で発生
したレーザ光（２）は、加工ヘッド（３）の加工レンズ
（３ａ）に導入され、集光されて被加工物（４）に照射
される。この際、加工レンズ（３ａ）はレーザ光（２）
が通過したときに発生する熱エネルギーで加熱されるが
、冷却水（３０）で冷却されたレンズホルダー（３ｂ）
により間接的に冷却されるので、加工レンズ（３ａ）の
熱破壊は防止される。一方、ＮＣ（６）はｘ−ｙテーブ
ル（５）をＸ−Ｙ軸方向に駆動制御し、Ｘ−Ｙテーブル
（５）上に載置された被加工物（４）を所望の位置に移
動させ、レーザ光（２）が照射される被加工物（４）表
面の照射位置を変化させる。被加工物（４）上に照射さ
れるレーザ光（２）のエネルギー密度は、被加工物（４
）上で１０　−１０　　ｗ／（１）２と非常に大きく、
このためレーザ光（２）で照射された被加工物（４）は
溶融、蒸発され、所望の形状に熱加工される。

［発明が解決しようとする問題点］上記のように構成した従来のレーザ加工機によれば、被
加工物（４）を熱加工するときスパッタ（ア）が発生し
、その一部はノズル（３ｃ）内を矢印方向に上昇し、加
工レンズ（３ａ）の被加工物側の面（３ｄ）に付着する
。このため、加工レンズ（３ａ）をレーザ光（２）が通
過するとき加工レンズ（３ａ）に生じる熱エネルギーが
増大し、加工レンズ（３ａ）に変形が生じたり温度の不
均一分布による光学的歪みを発生させる。従って加工レ
ンズ（３ａ）の焦点位置、ビーム集光径等が変化し、被
加工物（４）の加工が出来なくなる。このため加工レン
ズ（３ａ）を定期的にクリニングしたり、場合によって
は交換しなければならないが、作業環境、使用頻度等の
条件によりクリニング時期や交換時期が変わるので、そ
の時期的判断が困難であった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためなされた
もので、加工レンズのクリニング時期、交換時期を明確
に判定できるレーザ加工機を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
レーザ光を集光する光学素子に近接して光学素子の被加
工物側の面に光を照射する投光器と、その反射光の光量
を７１１１定する受光器とを設けたレーザ加工機を提供
するものである。

［作用コレーザ光を集光する光学素子の被加工物側の面にスパッ
タが付着すると付着量に応じて反射光の光量が変動する
。反射光の光量が一定基準値以下になったときを受光器
の出力によって判定し、光学素子をクリーニングまたは
交換する。

［発明の実施例］第１図は本発明の実施例を示す縦断面図である。

なお、第３図と同じ機能の部分には同じ記号を付し、説
明を省略する。（８）は加工レンズ（３ａ）の被加工物
側の面（３ｄ）に斜め方向から光を照射する投光器、（
９）は加工レンズ（３ａ）から反射した光の光量を受光
し、光量に応じた電気信号を発生する受光器、（１０）
は投光器（８）の電源、（１１）は受光器（９）で発生
した電気信号を表示する表示メータである。

上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。なお、レーザ加工の原理にっいては第２図、
第３図で示した場合と同じなので、説明を省略する。レ
ーザ光（２）により被加工物（４）を加工すると、加工
により発生したスパッタ（７）はノズル（３ａ）内を矢
印方向に上昇し、加工レンズ（３ａ）の被加工物側の面
（３ｄ）に付着する。いま、投光器（８）の電源（１０
）を入れると、投光器（８）から一定光量の光が加工レ
ンズ（３ａ）の被加工物側の面（３ｄ）に照射される。

この光は加工レンズ（３ａ）の表面で反射され、受光器
（９）に入射する。このようにして受光器（９）に入射
した光の光量を表示メータ（１１）で表示する。この場
合、レーザ加工時に発生したスパッタ（７）が加工レン
ズ（３ａ）の被加工物側の面（３ｄ）に付着しているの
で、スパッタ（７）の付’Ｉｆ　ｈｋＬが大きいほど表
示メータ（１１）で表示される光量は低下する。すなわ
ち、表示される光量がある基準値以下になったときは、
加工レンズ（３ａ）のクリニングまたは交換を要するこ
とが判断可能となる。

上記の説明では、レーザ光を集光する光学素子として加
工レンズを使用した場合を示したが、同様の働きをする
光学素子であればいかなるものでもよい。また、上記の
説明では、表示メータにより光量を表示してクリニング
時期、交換時期を判断する場合について述べたが、受光
器から発せられる電気信号を自己判断機能をもつマイク
ロコンピュータまたはアナログ処理電気回路に取り入れ
てアラーム等の信号を発生させ、クリニング時期、交換
時期を判断させるようにしてもよい。

［発明の効果コ以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レー
ザ加工ヘッドのレーザ光を集光させる光学素子のよごれ
状態をモニタすることができるので、光学素子の性能を
一定条件範囲に管理することができ、このため高性能の
レーザ加工機が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例要部の縦断面図、第２図はレー
ザ加工機の構成図、第３図は従来の加工ヘッドの一例を
示す拡大縦断面図である。（１）・・・レーザ発振器、（２）・・・レーザ光、（
３）・・・加工ヘッド、（３ａ）・・・加工レンズ、（
３ｂ）・・・レンズホルダー、（３ｃ）・・・ノズル、
（３ｄ）・・・被加工物側の面、（４）・・・被加工物
、（５）・・・Ｘ−Ｙテーブル、（６）・・・ＮＣ，（
７）・・・スパッタ、（８）・・・投光器、（９）・・
・受光器、（１０）・・・電源、（１１）・・・表示メ
ータ。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

Claims

【特許請求の範囲】レーザ光を発生させるレーザ発振器と、レーザ光を集光
して被加工物に照射する光学素子と、被加工物と集光照
射されるレーザ光との相対位置関係を制御する駆動系と
を備えてなるレーザ加工機において、上記光学素子に近接して該光学素子の被加工物側の面に
光を照射する投光器と、この光の反射光の光量を測定す
る受光器とを設けたことを特徴とするレーザ加工機。