JPH07245437A - Method and apparatus for determining life of output mirror of gas laser oscillator, and laser processing machine - Google Patents

Method and apparatus for determining life of output mirror of gas laser oscillator, and laser processing machine

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JPH07245437A
JPH07245437A JP6034468A JP3446894A JPH07245437A JP H07245437 A JPH07245437 A JP H07245437A JP 6034468 A JP6034468 A JP 6034468A JP 3446894 A JP3446894 A JP 3446894A JP H07245437 A JPH07245437 A JP H07245437A
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JP
Japan
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output mirror
power density
laser
laser oscillator
life
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Application number
JP6034468A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Shinonaga
秀之 篠永
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To judge the life of the output mirror of a gas laser oscillator surely. CONSTITUTION:The power density distribution of the laser beam from a CO2 laser oscillator is measured, and the diameter D of the power density is detected by comparing this power density distribution with a minimum threshold value CS contributing laser beam machining. And the judgment of the life of the output mirror of the CO2 laser oscillator is performed by detecting a rapid changing point Da of this diameter D which appears with the increase of its working time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスレーザ発振器の出
力ミラーの寿命を判定する判定方法、及び、その具体的
な判定装置、並びに、該判定装置を搭載したレーザ加工
機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a judging method for judging the life of an output mirror of a gas laser oscillator, a concrete judging device therefor, and a laser processing machine equipped with the judging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスレーザ発振器、例えば、CO2 レー
ザ発振器は、高エネルギー密度の熱源とて、材料の切
断,溶接或いは熱処理等の加工に広く利用されている。
そして、レーザ光のパワー密度分布は、一般に、ガウシ
アン分布と称される理想的な分布を基に種々の形態の分
布(低次モード,マルチモード等)が個々のCO2 レー
ザ発振器により決定されている。この場合、CO2 レー
ザ発振器を長時間使用すると、使用部品の経年変化に伴
う劣化により、初期のレーザ発振性能を維持できなくな
ることが往々にしてあり、このようになると、レーザ光
としての加工能力に変動を生じ、必要とされる切断,溶
接或いは熱処理等の加工性能が得られなくなる。
2. Description of the Related Art Gas laser oscillators, such as CO2 laser oscillators, are widely used as a high energy density heat source for cutting, welding or heat treating materials.
The power density distribution of the laser light is generally determined by individual CO2 laser oscillators based on an ideal distribution called a Gaussian distribution, in various forms (low-order mode, multimode, etc.). . In this case, when the CO2 laser oscillator is used for a long time, it is often impossible to maintain the initial laser oscillation performance due to the deterioration of the parts used over time. This causes fluctuations and the required processing performance such as cutting, welding or heat treatment cannot be obtained.

【0003】ところで、CO2 レーザ発振器の共振器に
試用される光学部品の内で、レーザ光を出力する側に配
設されるハーフミラーからなる出力ミラーの長時間使用
による劣化は、上記のようなCO2 レーザ発振器の加工
能力の低下の主要因と考えられている。即ち、一般に、
出力ミラーを長時間使用すると、出力ミラーの表面のコ
ーティング層が劣化してレーザ光を吸収し易くなり、こ
れにより、使用中の出力ミラーの温度が上昇してその温
度分布が不均一になり、出力ミラーのレーザ光の屈折率
に大きな影響を及ぼすことになって、発振するレーザ光
の性能が著しく変化すると言われている。従って、出力
ミラーの劣化度合、即ち、寿命を判断し、出力ミラーの
適切な交換時期を知ってCO2 レーザ発振器の発振性能
を維持する必要がある。
By the way, among the optical parts used for the resonator of the CO 2 laser oscillator, the deterioration due to the long-time use of the output mirror composed of the half mirror arranged on the side for outputting the laser light is as described above. It is considered to be the main cause of the reduction in the processing capability of the CO2 laser oscillator. That is, in general,
When the output mirror is used for a long time, the coating layer on the surface of the output mirror is deteriorated and it is easy to absorb the laser beam, which increases the temperature of the output mirror during use and makes its temperature distribution non-uniform, It is said that the refractive index of the laser light of the output mirror is greatly affected and the performance of the oscillated laser light is significantly changed. Therefore, it is necessary to maintain the oscillation performance of the CO2 laser oscillator by determining the degree of deterioration of the output mirror, that is, the life of the output mirror and knowing the proper replacement time of the output mirror.

【0004】しかしながら、従来では、出力ミラーの劣
化度合を判定することは行なわれておらず、通常は、出
力ミラーの使用時間を積算し、その総使用時間が設定時
間(例えば2000時間〜4000時間)に到達したこ
とを目安として出力ミラーを新品のものと交換するよう
にしており、出力ミラー交換は、その劣化度とは関係な
く経験的な判断に基づいて行なわれているのが現状であ
る。
However, conventionally, the degree of deterioration of the output mirror has not been determined. Normally, the usage time of the output mirror is integrated and the total usage time is set to a set time (for example, 2000 hours to 4000 hours). ), The output mirror is replaced with a new one, and the output mirror is currently replaced based on empirical judgment regardless of the degree of deterioration. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のような、出力ミ
ラーの使用時間を基に交換を行なう場合には、次のよう
な不具合がある。
When the replacement is performed based on the usage time of the output mirror as in the prior art, there are the following problems.

【0006】例えば、CO2 レーザ発振器が塵埃が多い
環境,若しくは、高湿度の環境で使用された場合には、
出力ミラーには塵埃が付着したり、或いは、結露が生じ
たりして、出力ミラーの劣化を助長し易いものである。
又、CO2 レーザ発振器が安定した環境下にあっても、
レーザ加工機の回転部品から発生する潤滑油分,磨耗粉
或いは放電電極の放電により発生する異物が出力ミラー
に付着して、出力ミラーの劣化を引起す。従って、従来
のように、設定時間後に出力ミラーを交換する方法で
は、CO2レーザ発振器の発振性能を維持することはで
きず、必要な加工性能を供給することができない。
For example, when the CO 2 laser oscillator is used in a dusty environment or a high humidity environment,
Dust adheres to the output mirror, or dew condensation occurs, which easily promotes the deterioration of the output mirror.
Also, even if the CO2 laser oscillator is in a stable environment,
Lubricating oil components, abrasion powder generated from rotating parts of the laser processing machine, or foreign substances generated by discharge of the discharge electrode adhere to the output mirror, causing deterioration of the output mirror. Therefore, the conventional method of exchanging the output mirror after the set time cannot maintain the oscillation performance of the CO2 laser oscillator and cannot supply the required processing performance.

【0007】それならば、逆に、使用限度の設定時間を
短時間に設定して出力ミラーの交換を実施し、CO2 レ
ーザ発振器の加工性能を維持することも考えられるが、
これでは、出力ミラーの劣化が進行しないにもかかわら
ず交換を余儀なくされる場合も生じ、コストの増大にな
る。
In this case, conversely, it is conceivable to set the use limit time to a short time and replace the output mirror to maintain the processing performance of the CO 2 laser oscillator.
In this case, the output mirror may have to be replaced even though the deterioration of the output mirror has not progressed, resulting in an increase in cost.

【0008】一方、最近では、CO2 レーザ発振器から
出力されるレーザ光のパワー密度分布を測定することに
より、出力ミラーの寿命を判定する方法が試みられてい
る。即ち、レーザ光のパワー密度分布をガウシアン分布
と仮定し、パワー密度分布のピーク値の1/eの二乗の
パワー密度の径をレーザ光の径とし、その径の大小によ
りレーザ光の良否、即ち、出力ミラーの寿命を判定する
ものである。ところが、この方法では、レーザ光のパワ
ー密度分布がガウシアン分布の場合には、適している
が、レーザ光が回折,干渉等が生じる場合には、そのパ
ワー密度分布はガウシアン分布にはならないので、適切
な判断は下せない。
On the other hand, recently, a method of determining the life of an output mirror by measuring the power density distribution of laser light output from a CO 2 laser oscillator has been attempted. That is, assuming that the power density distribution of the laser light is a Gaussian distribution, the diameter of the power density that is the square of 1 / e of the peak value of the power density distribution is the diameter of the laser light, and whether the laser light is good or bad depends on the size of the diameter. , The life of the output mirror is determined. However, this method is suitable when the power density distribution of the laser light is a Gaussian distribution, but when the laser light causes diffraction, interference, etc., the power density distribution does not become a Gaussian distribution. I can't make a proper decision.

【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ガスレーザ発振器の出力ミラーの寿
命を確実に判定することができる判定方法及びその装置
を提供することにあり、更に、レーザ加工の性能を維持
することができるレーザ加工機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a determination method and an apparatus therefor capable of reliably determining the life of an output mirror of a gas laser oscillator. It is an object of the present invention to provide a laser processing machine that can maintain the performance of laser processing.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のガスレーザ発振
器の出力ミラーの寿命判断方法は、ガスレーザ発振器の
出力ミラーから出力されるレーザ光のパワー密度分布を
測定し、この測定されたパワー密度分布とレーザ加工に
寄与する最小しきい値とからパワー密度の径を検出し、
この径の使用時間とともに現われる急激な変化点をもっ
て前記出力ミラーの寿命と判定するようにしたことを特
徴とする(請求項1)。
A method of determining the life of an output mirror of a gas laser oscillator according to the present invention measures a power density distribution of laser light output from the output mirror of the gas laser oscillator, and measures the measured power density distribution with the measured power density distribution. The diameter of the power density is detected from the minimum threshold value that contributes to laser processing,
It is characterized in that the life of the output mirror is judged by the point of abrupt change that appears with the use time of the diameter (claim 1).

【0011】本発明のガスレーザ発振器の出力ミラーの
寿命判定装置は、ガスレーザ発振器の出力ミラーから出
力されるレーザ光のパワー密度分布を測定する測定手段
と、この測定手段によって測定されたパワー密度分布と
レーザ加工に寄与する最小しきい値とを比較してパワー
密度の径を検出する検出手段と、この検出手段によって
検出された径を順次記憶してその径の使用時間とともに
現われる急激な変化点をもって前記出力ミラーの寿命と
判定する判定手段とを具備してなる構成に特徴を有する
(請求項2)。
An apparatus for determining the life of an output mirror of a gas laser oscillator according to the present invention comprises a measuring means for measuring the power density distribution of laser light output from the output mirror of the gas laser oscillator, and a power density distribution measured by this measuring means. The detection means for detecting the diameter of the power density by comparing with the minimum threshold value that contributes to the laser processing, and the diameters detected by this detection means are sequentially stored and have a sudden change point that appears with the use time of the diameter. The present invention is characterized in that it comprises a determination means for determining the life of the output mirror (claim 2).

【0012】本発明のレーザ加工機は、請求項2記載の
ガスレーザ発振器の出力ミラーの寿命判定装置を搭載し
たことを特徴とする(請求項3)。
A laser beam machine according to the present invention is equipped with a life determining device for an output mirror of a gas laser oscillator according to claim 2 (claim 3).

【0013】[0013]

【作用】請求項1及び2記載のガスレーザ発振器の出力
ミラーの寿命判定方法及びその装置によれば、レーザ光
のパワー密度分布とレーザ加工に寄与する最小しきい値
とによりレーザ光のパワー密度の径を検出して、この径
の使用時間とともに現われる急激な変化点をもって出力
ミラーの寿命と判定するので、出力ミラーの寿命を劣化
の過不足なく正確に判定することができる。
According to the method and apparatus for determining the life of the output mirror of the gas laser oscillator according to the first and second aspects, the power density distribution of the laser light and the minimum threshold value contributing to the laser processing are used to determine the power density of the laser light. Since the diameter is detected and the sudden change point that appears with the use time of this diameter is determined as the life of the output mirror, the life of the output mirror can be accurately determined without excess or deficiency of deterioration.

【0014】請求項3記載のレーザ加工機によれば、請
求項2記載のガスレーザ発振器の出力ミラーの寿命判定
装置を搭載するようにしたので、出力ミラーの交換時期
を適切に判断することができて、加工性能を維持するこ
とができる。
According to the laser processing machine of the third aspect, the life determining device of the output mirror of the gas laser oscillator according to the second aspect is mounted, so that it is possible to appropriately determine the replacement time of the output mirror. Therefore, the processing performance can be maintained.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面を参照
しながら説明する。先ず、図3において、ガスレーザ発
振器たるCO2 レーザ発振器1は、ハーフミラーからな
る出力ミラー2からレーザ光LSを出力するようになっ
ており、このレーザ光LSは、ベンダミラー3,4及び
5によって回折されてレーザ加工機たるレーザ切断機6
の加工ヘッド7に供給されるようになっている。この加
工ヘッド7内にはレンズ8が収納されており、このレン
ズ8は、ベンダミラー5からのレーザ光LSを集光して
加工台9上の被加工物10に照射するようになってい
る。尚、CO2 レーザ発振器1からのレーザ光LSが加
工ヘッド7に達するまでのレーザ光経路は、レーザ光L
Sが誤まって外部に照射されないように難燃材の保護チ
ューブによって保護されているが、ベンダミラー4及び
5間の保護チューブは、加工ヘッド7の移動に追従し得
るように伸縮自在な蛇腹状チューブ11で構成されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, in FIG. 3, a CO 2 laser oscillator 1 which is a gas laser oscillator outputs a laser beam LS from an output mirror 2 which is a half mirror. The laser beam LS is diffracted by bender mirrors 3, 4 and 5. Laser cutting machine 6 which is a laser processing machine
Is supplied to the processing head 7. A lens 8 is housed in the processing head 7, and the lens 8 condenses the laser light LS from the bender mirror 5 and irradiates the workpiece 10 on the processing table 9. . The laser light path from the laser light LS from the CO2 laser oscillator 1 to the processing head 7 is the laser light L
A protective tube made of a flame-retardant material is used to prevent S from being accidentally irradiated to the outside, but the protective tube between the bender mirrors 4 and 5 is a bellows that can expand and contract so as to follow the movement of the processing head 7. It is composed of a tubular tube 11.

【0016】一方、レーザ切断機6において、加工台9
は、X軸駆動モータ12を含むX軸駆動機構13により
X軸方向に往復移動され、又、Y軸駆動モータ14を含
むY軸駆動機構15によりY軸方向に往復移動されるよ
うになっている。又、マイクロコンピュータ及びその周
辺回路からなる制御回路16は、CO2 レーザ発振器
1,X軸駆動機構13及びY軸駆動機構15を制御する
ものである。即ち、制御回路16は、周知のように、C
O2 レーザ発振器1との間での情報信号の授受により、
CO2 レーザ発振器1の動作開始,動作停止及びレーザ
光のパワー増減の制御を行なうとともに、X軸駆動機構
13のX軸駆動モータ12及びY軸駆動機構15のY軸
駆動モータ14との間での情報信号の授受により、加工
台9のX軸及びY軸方向の位置制御を行なうようになっ
ている。
On the other hand, in the laser cutting machine 6, the processing table 9
Is reciprocated in the X-axis direction by an X-axis drive mechanism 13 including an X-axis drive motor 12, and is reciprocated in the Y-axis direction by a Y-axis drive mechanism 15 including a Y-axis drive motor 14. There is. A control circuit 16 composed of a microcomputer and its peripheral circuits controls the CO2 laser oscillator 1, the X-axis drive mechanism 13 and the Y-axis drive mechanism 15. That is, as is well known, the control circuit 16 uses C
By exchanging the information signal with the O2 laser oscillator 1,
The operation of the CO2 laser oscillator 1 is started, stopped, and the power of the laser light is increased / decreased, and is controlled between the X-axis drive motor 12 of the X-axis drive mechanism 13 and the Y-axis drive motor 14 of the Y-axis drive mechanism 15. The position of the processing table 9 in the X-axis and Y-axis directions is controlled by transmitting and receiving the information signal.

【0017】さて、CO2 レーザ発振器1とベンダミラ
ー3との間には、測定手段としてのビームプロファイル
検出器17が配設されている。即ち、図4に示すよう
に、CO2 レーザ発振器1の出力ミラー2からベンダミ
ラー3へのレーザ光LSの光路中には、ハーフミラーか
らなる検出ミラー18が配設されており、この検出ミラ
ー18は、レーザ光LSの一部を検出レーザ光LSaと
して所定部位に反射するようになっている。更に、この
検出ミラー18によって検出された検出レーザ光LSa
は、集光レンズ19により所定のビーム径に集光された
後にヒートシンク20に到達するようになっている。
A beam profile detector 17 as a measuring means is arranged between the CO 2 laser oscillator 1 and the bender mirror 3. That is, as shown in FIG. 4, in the optical path of the laser light LS from the output mirror 2 of the CO 2 laser oscillator 1 to the bender mirror 3, a detection mirror 18 composed of a half mirror is arranged. Is configured to reflect a part of the laser light LS as a detection laser light LSa to a predetermined portion. Further, the detection laser light LSa detected by the detection mirror 18
The laser light reaches the heat sink 20 after being condensed into a predetermined beam diameter by the condenser lens 19.

【0018】ビームプロファイル検出器17の駆動源た
るシンクロモータ21のシャフト21aには、回転円板
22が固定されており、この回転円板22には、その径
方向に延びる検出ワイヤ23が取付けられている。そし
て、その検出ワイヤ23は、集光レンズ19により集光
された検出レーザ光LSaを横断して、順次その一部を
反射レーザ光LSbとして受光器24に反射して受光さ
せるようになっている。この場合、シンクロモータ21
及び受光器24と前記制御回路16との間では信号の授
受がなされるようになっている。尚、制御回路16は、
後述するように出力ミラー2が寿命であると判定したと
きには、CO2 レーザ発振器1の発振動作を停止させる
とともに、報知手段とてのブザー,ランプ等の報知器2
5に報知動作を行なわせるようになっている。
A rotating disc 22 is fixed to a shaft 21a of a synchro motor 21 which is a driving source of the beam profile detector 17, and a detecting wire 23 extending in the radial direction is attached to the rotating disc 22. ing. Then, the detection wire 23 traverses the detection laser beam LSa condensed by the condenser lens 19, and a part of the detection wire 23 is sequentially reflected as a reflected laser beam LSb by the light receiver 24 to receive the reflected laser beam LSb. . In this case, the synchro motor 21
Signals are exchanged between the light receiver 24 and the control circuit 16. The control circuit 16 is
As will be described later, when it is determined that the output mirror 2 has reached the end of its life, the oscillating operation of the CO2 laser oscillator 1 is stopped and the alarm device 2 such as a buzzer or a lamp serving as an alarm means.
5 is made to perform a notification operation.

【0019】次に、本実施例の作用につき、図1及び図
2をも参照しながら説明する。制御回路16によりビー
ムプロファイル検出器17が動作されると、検出ワイヤ
23からの反射レーザ光LSbが受光器24で受光さ
れ、以て、図1(a)で示すようなパワー密度分布が測
定され、これが制御回路16に与えられる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. When the beam profile detector 17 is operated by the control circuit 16, the reflected laser light LSb from the detection wire 23 is received by the photodetector 24, whereby the power density distribution as shown in FIG. 1A is measured. This is given to the control circuit 16.

【0020】この場合、図1(a)に示されるように、
出力ミラー2の劣化が進展するに従って、レーザ光のパ
ワー密度分布が変化する。即ち、新品の出力ミラー2を
使用した場合には、ガウシアン分布の第1のパワー密度
分布Aとなるが、発振時間の経過とともに出力ミラー2
の劣化が著しくなると、第2のパワー密度分布B,第3
のパワー密度分布Cのようにガウシアン分布から次第に
変形し、一定のパワー密度で一義的に分布を表わすこと
は不可能になる。
In this case, as shown in FIG.
As the deterioration of the output mirror 2 progresses, the power density distribution of the laser light changes. That is, when a new output mirror 2 is used, the first power density distribution A of the Gaussian distribution is obtained, but with the passage of oscillation time, the output mirror 2
Of the second power density distribution B, the third power density distribution B
The power density distribution C is gradually transformed from the Gaussian distribution, and it becomes impossible to uniquely represent the distribution with a constant power density.

【0021】ところで、レーザ切断機6でレーザ切断を
行なう場合、レーザ加工たるレーザ切断に寄与するパワ
ー密度が存在する。荒田ら(Yoshiaki ARA
TA,Hiroshi MARUO,Isamu MI
YAMOTO and Sadao TAKEUCH
I,“Dynamic Behavior in La
ser Gas Cutting of Mild S
teel”,Transactions of JWR
I,Vol.8,No.2(1979))によれば、図
2に示されるように、軟鉄(SS41)の場合、鉄の酸
化反応開始のパワー密度ES と酸化反応停止のパワー密
度EF とは切断速度に依存している。例えば、切断速度
が100cm/分において、酸化反応開始のパワー密度
は約50KW/cm2 であり、酸化反応停止のパワー密
度は約20KW/cm2 である。これらの内の、より低
いパワー密度が切断に寄与するとすると、切断に寄与す
るパワー密度は酸化反応停止のパワー密度ということが
でき、その最小値をレーザ切断の最小しきい値CSと
し、これが制御回路16の記憶手段(ROM)に予め記
憶されている。
When performing laser cutting with the laser cutting machine 6, there is a power density that contributes to laser cutting, which is laser processing. Arata et al. (Yoshiaki ARA
TA, Hiroshi MARUO, Isamu MI
YAMOTO and Sadao TAKEUCH
I, "Dynamic Behavior in La
ser Gas Cutting of Mild S
"Teel", Transactions of JWR
I, Vol. 8, No. 2 (1979)), as shown in FIG. 2, in the case of soft iron (SS41), the power density ES for starting the oxidation reaction of iron and the power density EF for stopping the oxidation reaction depend on the cutting speed. . For example, when the cutting speed is 100 cm / min, the power density at the start of the oxidation reaction is about 50 KW / cm @ 2 and the power density at the end of the oxidation reaction is about 20 KW / cm @ 2. If the lower power density of these contributes to the cutting, the power density contributing to the cutting can be said to be the power density for stopping the oxidation reaction, and its minimum value is the minimum threshold CS for laser cutting, which is controlled It is stored in advance in the storage means (ROM) of the circuit 16.

【0022】而して、制御回路16は、ビームプロファ
イル検出器17を動作させる毎に受光器24から与えら
れるパワー密度分布の情報と最小しきい値CSとからパ
ワー密度の径Dを演算して順次バックアップ電源を有す
る記憶手段(RAM)に記憶させ、その径Dの変化を観
測する。出力ミラー2の使用時間(発振時間)に依存す
る劣化度とパワー密度の径Dとの関係を表わすと、図1
(b)のようになる。即ち、総発振時間が短い場合に
は、径Dには大きな変化はないが、総発振時間が長くな
ると、径Dが急激に変化する。そこで、制御回路16
は、径Dが急激に変化する変化点Daにおける総発振時
間を出力ミラー2の寿命を判定し、CO2 レーザ発振器
1の発振動作を停止させるとともに、報知器25に報知
動作を行なわせ、以て、作業者に出力ミラー2の交換時
期である旨を知らせる。
The control circuit 16 calculates the diameter D of the power density from the information of the power density distribution given from the light receiver 24 and the minimum threshold value CS every time the beam profile detector 17 is operated. The data is sequentially stored in a storage means (RAM) having a backup power source, and changes in the diameter D are observed. The relationship between the degree of deterioration depending on the usage time (oscillation time) of the output mirror 2 and the diameter D of the power density is shown in FIG.
It becomes like (b). That is, when the total oscillation time is short, the diameter D does not change significantly, but when the total oscillation time becomes long, the diameter D changes rapidly. Therefore, the control circuit 16
Determines the life of the output mirror 2 by determining the total oscillation time at the change point Da where the diameter D changes rapidly, stops the oscillation operation of the CO2 laser oscillator 1, and causes the alarm 25 to perform the alarm operation. , Informs the operator that it is time to replace the output mirror 2.

【0023】尚、ビームプロファイル検出器17による
レーザ光のパワー密度分布の測定は、CO2 レーザ発振
器1の発振動作中は常に行なってもよく、又は、加工開
始直前に行なってもよく、或いは、CO2 レーザ発振器
1の一定時間の発振動作毎に定期的に行なってもよく、
若しくは、CO2 レーザ発振器1の所定時間の発振動作
後に常時又は定期的に行なうようにしてもよい。
The measurement of the power density distribution of the laser light by the beam profile detector 17 may be performed during the oscillating operation of the CO2 laser oscillator 1, or immediately before the start of machining, or CO2. The laser oscillator 1 may be periodically performed every oscillation operation for a fixed time,
Alternatively, it may be performed constantly or periodically after the CO2 laser oscillator 1 oscillates for a predetermined time.

【0024】このように、本実施例によれば、ビームプ
ロファイル検出器17によって、レーザ光のパワー密度
分布を測定し、制御回路16によって、その測定したパ
ワー密度分布とレーザ切断に寄与する最小しきい値CS
との比較によりパワー密度の径Dを検出し、この径Dの
使用時間にともなって現われる急激な変化点Daをもっ
て出力ミラー2の寿命と判定するようにした。従って、
単に設定時間の経過をもって寿命を判定するようにした
従来に比し、出力ミラー2を長時間にわたって使用し過
ぎて切断不良を発生することを防止することができると
ともに、逆に、使用可能な出力ミラー2を不良と判定す
ることがない等、出力ミラー2の寿命を劣化の過不足な
く確実に判定することができる。しかも、前述したよう
に、レーザ光の回折,干渉が混在したパワー密度分布の
場合でも、径Dの急激な変化点Daをもって出力ミラー
2の寿命を判定するので、出力ミラー2の寿命を適切に
判定することができる。
As described above, according to the present embodiment, the beam profile detector 17 measures the power density distribution of the laser light, and the control circuit 16 minimizes the measured power density distribution and laser cutting. Threshold CS
The diameter D of the power density is detected by comparison with the above, and a sudden change point Da that appears with the use time of the diameter D is determined as the life of the output mirror 2. Therefore,
It is possible to prevent the output mirror 2 from being used excessively for a long time and causing a disconnection defect, as compared with the conventional method in which the life is simply determined by the lapse of a set time. The life of the output mirror 2 can be surely determined without excess or deficiency of the deterioration, such that the mirror 2 is not determined to be defective. Moreover, as described above, even in the case of the power density distribution in which the diffraction and interference of the laser light are mixed, the life of the output mirror 2 is determined based on the sudden change point Da of the diameter D. Can be determined.

【0025】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のような変更若しくは拡張を行なうことが
できる。レーザ光のパワー密度分布を測定する測定手段
としては、検出ワイヤ23を用いたビームプロファイル
検出器17以外のものを用いてもよい。レーザ加工機は
レーザ切断器6のみならず、溶接,熱処理を行なうもの
でもよい。この場合でも、レーザ加工に寄与する最小し
きい値を設定すればよいのである。制御回路16として
は、ソフトウェア構成の他に、ハードウェア構成として
もよい。ガスレーザ発振器としては、CO2 レーザ発振
器1の他に、他のレーザガスを利用したものを設けても
よい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but the following modifications or expansions can be made. As the measuring means for measuring the power density distribution of the laser light, other than the beam profile detector 17 using the detection wire 23 may be used. The laser processing machine is not limited to the laser cutter 6, and may be one that performs welding and heat treatment. Even in this case, the minimum threshold value that contributes to laser processing may be set. The control circuit 16 may have a hardware configuration in addition to the software configuration. As the gas laser oscillator, in addition to the CO2 laser oscillator 1, one using another laser gas may be provided.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りであるの
で、次のような優れた効果を奏するものである。請求項
1及び2記載のガスレーザ発振器の出力ミラーの寿命判
定方法及びその装置によれば、レーザ光のパワー密度分
布とレーザ加工に寄与する最小しきい値との比較により
レーザ密度の径を検出して、この径の使用時間とともに
現われる急激な変化点をもって出力ミラーの寿命を判定
するようにしたので、出力ミラーの寿命を劣化の過不足
なく確実且つ適切に判定することができる。
Since the present invention is as described above, it has the following excellent effects. According to the method for determining the life of the output mirror of the gas laser oscillator and the apparatus therefor according to claim 1 and 2, the diameter of the laser density is detected by comparing the power density distribution of the laser light with the minimum threshold value that contributes to the laser processing. Then, the life of the output mirror is determined based on the sudden change point that appears with the use time of this diameter, so that the life of the output mirror can be reliably and appropriately determined without excess or deficiency of deterioration.

【0027】請求項3記載のレーザ加工機によれば、請
求項2記載のガスレーザ発振器の出力ミラーの寿命判定
装置を搭載したことにより、レーザ加工の安定した維持
を図ることができる。
According to the laser processing machine of the third aspect, since the life determining device for the output mirror of the gas laser oscillator of the second aspect is mounted, stable maintenance of the laser processing can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示し、(a)は出力ミラー
の劣化度とパワー密度分布の変化との関係を示す図及び
(b)は出力ミラーの劣化度とパワー密度の径との関係
を示す図
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, (a) is a diagram showing the relationship between the degree of deterioration of the output mirror and the change in the power density distribution, and (b) is the degree of deterioration of the output mirror and the diameter of the power density. Diagram showing the relationship between

【図2】最小しきい値の根拠を示す図FIG. 2 is a diagram showing the basis of the minimum threshold value.

【図3】レーザ切断機の構成図FIG. 3 is a block diagram of a laser cutting machine.

【図4】ビームプロファイル検出器の構成図FIG. 4 is a block diagram of a beam profile detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1はCO2 レーザ発振器(ガスレーザ発振
器)、2は出力ミラー、6はレーザ切断機(レーザ加工
機)、7は加工ヘッド、16は制御回路(検出手段,判
定手段)、17はビームプロファイル検出器(測定手
段)を示す。
In the drawing, 1 is a CO2 laser oscillator (gas laser oscillator), 2 is an output mirror, 6 is a laser cutting machine (laser processing machine), 7 is a processing head, 16 is a control circuit (detection means, determination means), and 17 is a beam profile. A detector (measuring means) is shown.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスレーザ発振器の出力ミラーから出力
されるレーザ光のパワー密度分布を測定し、この測定さ
れたパワー密度分布とレーザ加工に寄与する最小しきい
値とからパワー密度の径を検出し、この径の使用時間と
ともに現われる急激な変化点をもって前記出力ミラーの
寿命と判定するようにしたことを特徴とするガスレーザ
発振器の出力ミラーの寿命判定方法。
1. A power density distribution of laser light output from an output mirror of a gas laser oscillator is measured, and a diameter of the power density is detected from the measured power density distribution and a minimum threshold value that contributes to laser processing. A method for determining the life of an output mirror of a gas laser oscillator, characterized in that the life of the output mirror is determined based on a sudden change point that appears with the use time of the diameter.
【請求項2】 ガスレーザ発振器の出力ミラーから出力
されるレーザ光のパワー密度分布を測定する測定手段
と、 この測定手段によって測定されたパワー密度分布とレー
ザ加工に寄与する最小しきい値とを比較してパワー密度
の径を検出する検出手段と、 この検出手段によって検出された径を順次記憶してその
径の使用時間とともに現われる急激な変化点をもって前
記出力ミラーの寿命と判定する判定手段とを具備してな
るガスレーザ発振器の出力ミラーの寿命判定装置。
2. A measuring means for measuring a power density distribution of laser light output from an output mirror of a gas laser oscillator and a power density distribution measured by this measuring means and a minimum threshold value contributing to laser processing are compared. A detecting means for detecting the diameter of the power density, and a judging means for sequentially storing the diameters detected by the detecting means and determining the life of the output mirror at a sudden change point that appears with the use time of the diameter. A life determining device for an output mirror of a gas laser oscillator provided.
【請求項3】 請求項2記載のガスレーザ発振器の出力
ミラーの寿命判定装置を搭載したことを特徴とするレー
ザ加工機。
3. A laser beam machine equipped with the life determining device for the output mirror of the gas laser oscillator according to claim 2.
JP6034468A 1994-03-04 1994-03-04 Method and apparatus for determining life of output mirror of gas laser oscillator, and laser processing machine Pending JPH07245437A (en)

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