JPH0515427Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0515427Y2 JPH0515427Y2 JP1987014216U JP1421687U JPH0515427Y2 JP H0515427 Y2 JPH0515427 Y2 JP H0515427Y2 JP 1987014216 U JP1987014216 U JP 1987014216U JP 1421687 U JP1421687 U JP 1421687U JP H0515427 Y2 JPH0515427 Y2 JP H0515427Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- laser processing
- processing head
- laser
- condensing lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は炭酸ガスレーザー加工機等に用いるレ
ーザー加工ヘツドの構造に関する。
ーザー加工ヘツドの構造に関する。
第２図は従来の炭酸ガスレーザー加工機の加工
ヘツド断面図である。加工ヘツドの構成を簡単に
説明すると、炭酸ガスレーザービームを通すビー
ム導入管の先端に集光レンズ（ZnSe）を内蔵し
た本体を取付ける。集光レンズを固定した集光レ
ンズ用マウントは該本体内に挿着し、該マウント
の近傍の本体に冷却水通路を設け、該本体の先端
をノズル形状となし、該ノズル基部にアシストガ
スを導入する口を設け、集光レンズ表面の汚染防
止を図つたものである。
ヘツド断面図である。加工ヘツドの構成を簡単に
説明すると、炭酸ガスレーザービームを通すビー
ム導入管の先端に集光レンズ（ZnSe）を内蔵し
た本体を取付ける。集光レンズを固定した集光レ
ンズ用マウントは該本体内に挿着し、該マウント
の近傍の本体に冷却水通路を設け、該本体の先端
をノズル形状となし、該ノズル基部にアシストガ
スを導入する口を設け、集光レンズ表面の汚染防
止を図つたものである。
これらのレーザー加工ヘツドはビーム導入管を
通過したレーザービームを集光レンズで絞り、加
工物表面で焦点を形成するようになつている。加
工処理が繰返されるとレンズ表面にスパツタや雰
囲気中のダスト、油などの汚れが付着してレーザ
光の吸収率を増大させ、レンズの温度を上昇させ
る。第２図のレーザー加工ヘツドではレンズを冷
却水で冷却するものの、汚れが進めばこの冷却も
十分でなくなり、集光レンズの表面コーテイング
膜を破壊したり、レンズ自体の破壊にまでつなが
る。このため集光レンズを定期的に洗浄して汚れ
を除去し、レンズの性能を維持し、レンズの破壊
を防いでいる。
通過したレーザービームを集光レンズで絞り、加
工物表面で焦点を形成するようになつている。加
工処理が繰返されるとレンズ表面にスパツタや雰
囲気中のダスト、油などの汚れが付着してレーザ
光の吸収率を増大させ、レンズの温度を上昇させ
る。第２図のレーザー加工ヘツドではレンズを冷
却水で冷却するものの、汚れが進めばこの冷却も
十分でなくなり、集光レンズの表面コーテイング
膜を破壊したり、レンズ自体の破壊にまでつなが
る。このため集光レンズを定期的に洗浄して汚れ
を除去し、レンズの性能を維持し、レンズの破壊
を防いでいる。
しかし、レンズの汚れを使用途中に正確に知る
手段がなかつたので、適切な洗浄間隔がわから
ず、通常は過度に洗浄頻度を設定し、ムダな労力
を費したり、その結果、コーテイング膜の破損を
早めたりする問題があつた。また、洗浄頻度が少
なくレンズ表面にダメージを発生させることもあ
つた。
手段がなかつたので、適切な洗浄間隔がわから
ず、通常は過度に洗浄頻度を設定し、ムダな労力
を費したり、その結果、コーテイング膜の破損を
早めたりする問題があつた。また、洗浄頻度が少
なくレンズ表面にダメージを発生させることもあ
つた。
本考案は従来のレーザー加工ヘツドの欠点を解
消し、集光レンズの温度上昇を精確に検出する検
出手段を付設することにより、集光レンズの汚れ
の程度を適確に検知することができるレーザー加
工ヘツドを提供しようとするものである。
消し、集光レンズの温度上昇を精確に検出する検
出手段を付設することにより、集光レンズの汚れ
の程度を適確に検知することができるレーザー加
工ヘツドを提供しようとするものである。
本考案は、ビーム導入管の端部に集光レンズを
内蔵し、先端をビームの直径に近く絞つたノズル
を有するレーザー加工ヘツドにおいて、前記集光
レンズがZnSe又はGaAsからなり、該集光レンズ
からの20〜30μm帯域の輻射線を感受して集光レ
ンズの温度上昇を検出する輻射温度計をビーム導
入管を貫通して付設したことを特徴とするレーザ
ー加工ヘツドである。
内蔵し、先端をビームの直径に近く絞つたノズル
を有するレーザー加工ヘツドにおいて、前記集光
レンズがZnSe又はGaAsからなり、該集光レンズ
からの20〜30μm帯域の輻射線を感受して集光レ
ンズの温度上昇を検出する輻射温度計をビーム導
入管を貫通して付設したことを特徴とするレーザ
ー加工ヘツドである。
第１図は本考案の具体例であるレーザー加工ヘ
ツドの断面図である。第１図は、集光レンズの温
度上昇の検出手段として輻射温度計を採用したも
ので、前述の第３図のレーザー加工ヘツドの改良
に係る。即ち、ビーム導入管の側壁を貫通するよ
うに輻射温度計を設け、集光レンズ表面の温度を
検出可能としたものである。
ツドの断面図である。第１図は、集光レンズの温
度上昇の検出手段として輻射温度計を採用したも
ので、前述の第３図のレーザー加工ヘツドの改良
に係る。即ち、ビーム導入管の側壁を貫通するよ
うに輻射温度計を設け、集光レンズ表面の温度を
検出可能としたものである。
また、集光レンズの汚染の程度がある限度を越
え、洗浄の必要性が生じたときには、温度上昇に
連動して音や光による報知手段を作動させて警報
を発することもできる。
え、洗浄の必要性が生じたときには、温度上昇に
連動して音や光による報知手段を作動させて警報
を発することもできる。
レーザー光はCO2レーザーに限らず、COレー
ザーや、他のレーザーについても適用することが
できる。
ザーや、他のレーザーについても適用することが
できる。
第１図のレーザー加工ヘツドを用いて出力
3KWのCO2レーザーで鉄板S45Cの切断加工を行
いつつ、集光レンズの汚れ度合と温度上昇を測定
した。その結果、汚れ度合と温度上昇との関係は
第３図に示す通りであつた。
3KWのCO2レーザーで鉄板S45Cの切断加工を行
いつつ、集光レンズの汚れ度合と温度上昇を測定
した。その結果、汚れ度合と温度上昇との関係は
第３図に示す通りであつた。
即ち、表面ダメージが発生する汚れ度合は、
0.8以上でありその時の温度上昇は６℃であつた。
0.8以上でありその時の温度上昇は６℃であつた。
これにより、集光レンズの使用につれて汚れが
付着すれば温度上昇するが、４〜５℃の上昇温度
でレンズを取りはずし洗浄すればレーザーダメー
ジも発生せず、レンズの寿命も伸びることがわか
つた。したがつて、それぞれのレーザー出力、レ
ーザー照射時間等に見合つたレンズの温度上昇を
測定しダメージが起こる前にレンズの洗浄を行な
うようにした。
付着すれば温度上昇するが、４〜５℃の上昇温度
でレンズを取りはずし洗浄すればレーザーダメー
ジも発生せず、レンズの寿命も伸びることがわか
つた。したがつて、それぞれのレーザー出力、レ
ーザー照射時間等に見合つたレンズの温度上昇を
測定しダメージが起こる前にレンズの洗浄を行な
うようにした。
集光レンズの温度上昇の検出手段としては、輻
射温度計を採用することにより、輻射線を直接感
受してレンズ表面温度を計測するため、計測精度
が高く、即応性がよい。特に、20〜30μm帯域の
輻射線を感受する輻射温度計を用いるときには、
炭酸ガスレーザービームのレンズ表面における反
射光10.6μmや集光レンズを通過した後被加工物
等により反射して再び集光レンズを通して入射す
る反射光などをフイルター（20〜30μmのみ透過）
により計測対象から外ずし、集光レンズ（ZnSe）
を透過しない20μm以上の波長域輻射線のみを計
測することにより、集光レンズ表面の精確な温度
計測を可能とした。
射温度計を採用することにより、輻射線を直接感
受してレンズ表面温度を計測するため、計測精度
が高く、即応性がよい。特に、20〜30μm帯域の
輻射線を感受する輻射温度計を用いるときには、
炭酸ガスレーザービームのレンズ表面における反
射光10.6μmや集光レンズを通過した後被加工物
等により反射して再び集光レンズを通して入射す
る反射光などをフイルター（20〜30μmのみ透過）
により計測対象から外ずし、集光レンズ（ZnSe）
を透過しない20μm以上の波長域輻射線のみを計
測することにより、集光レンズ表面の精確な温度
計測を可能とした。
なお、30μm以上の長波長の輻射線はエネルギ
ーが大変弱いので、計測に滴さず、また20μm以
下の波長を感受すると、レンズの裏側の影響を受
けて絶対精度が悪化する。
ーが大変弱いので、計測に滴さず、また20μm以
下の波長を感受すると、レンズの裏側の影響を受
けて絶対精度が悪化する。
レーザー加工ヘツドに用いた温度上昇検出手段
について絶対精度を比較すると20〜30μmの波長
を感受する輻射温度計を用いるときには±５℃で
あるのに対し、30μm以下の波長を感受する輻射
温度計を用いるときには±20℃であつた。
について絶対精度を比較すると20〜30μmの波長
を感受する輻射温度計を用いるときには±５℃で
あるのに対し、30μm以下の波長を感受する輻射
温度計を用いるときには±20℃であつた。
本考案は上記構成を採用することによつて、レ
ンズの汚れ度合を正確に検出することができ、洗
浄時期を的確に把握し、洗浄頻度を適度に保つこ
とができるので、洗浄の労度を軽減するととも
に、レンズの寿命を大幅に延ばすことができた。
ンズの汚れ度合を正確に検出することができ、洗
浄時期を的確に把握し、洗浄頻度を適度に保つこ
とができるので、洗浄の労度を軽減するととも
に、レンズの寿命を大幅に延ばすことができた。
第１図は、本考案の実施例であるレーザー加工
ヘツドの断面図、第２図は従来装置の断面図、第
３図はレンズの汚れ度合と温度上昇の関係を示し
たグラフである。
ヘツドの断面図、第２図は従来装置の断面図、第
３図はレンズの汚れ度合と温度上昇の関係を示し
たグラフである。
Claims (1)
- ビーム導入管の端部に集光レンズを内蔵し、先
端をビームの直径に近く絞つたノズルを有するレ
ーザー加工ヘツドにおいて、前記集光レンズが
ZnSe又はGaAsからなり、該集光レンズからの20
〜30μm帯域の輻射線を感受して集光レンズの温
度上昇を検出する輻射温度計をビーム導入管を貫
通して付設したことを特徴とするレーザー加工ヘ
ツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987014216U JPH0515427Y2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987014216U JPH0515427Y2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63122784U JPS63122784U (ja) | 1988-08-10 |
| JPH0515427Y2 true JPH0515427Y2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=30803996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987014216U Expired - Lifetime JPH0515427Y2 (ja) | 1987-02-04 | 1987-02-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515427Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025248945A1 (ja) * | 2024-05-28 | 2025-12-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 加工状態モニタリング装置、方法、プログラム、および記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5927793A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-14 | Toshiba Corp | レ−ザ光光路保護カバ− |
| JPS61137693A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
-
1987
- 1987-02-04 JP JP1987014216U patent/JPH0515427Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63122784U (ja) | 1988-08-10 |
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