JPH0780671A - レーザ加工機のビーム異常検知方法及び装置 - Google Patents

レーザ加工機のビーム異常検知方法及び装置

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JPH0780671A
JPH0780671A JP5229778A JP22977893A JPH0780671A JP H0780671 A JPH0780671 A JP H0780671A JP 5229778 A JP5229778 A JP 5229778A JP 22977893 A JP22977893 A JP 22977893A JP H0780671 A JPH0780671 A JP H0780671A
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JP
Japan
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laser beam
temperature sensor
abnormality
laser
optical path
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JP5229778A
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English (en)
Inventor
Ryuichiro Takada
龍一郎 高田
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Sanyo Machine Works Ltd
Original Assignee
Sanyo Machine Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ加工機の光伝送系においてレーザビー
ム1が所定の光路から外れたりビーム径が異常に拡大し
たりしたときにこれを検知できるようにする。 【構成】 レーザ光の光路の近傍に温度センサ2を配置
し、温度センサ2の出力に基づいてレーザ光のビーム異
常を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機の光伝
送系においてレーザ光が所定の光路から外れたりビーム
径が拡大したりしたときにこのようなビーム異常を検知
する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年レーザを用いた切断・溶接・穴あけ
等の加工が広まってきているが、高い加工品質や複雑な
形状が要求されるに従って、光伝送系のアライメントも
要求が厳しくなりつつある。そのため何らかの原因によ
ってレーザ光の光軸が所定の光路から外れた場合、レー
ザ光は加工速度が他の手段に比して速いことから、品質
の劣る製品を大量に加工してしまう可能性がある。
【0003】また、最近はレーザの出力が大きくなって
きており、万一、光伝送系を構成する光路管等の内部に
直接ビームが照射された場合には、光路管の損傷や火災
といった安全上の問題が発生する危険もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】述べたように、レーザ
光が所定の光路から外れたりレーザビームが拡散してビ
ーム径が拡大するといったビーム異常は、加工品質や安
全に影響を及ぼし、特に大出力のレーザでは光路管等に
損傷を与えるおそれがあるため、早急に何らかの措置を
講じなければならない。しかしながら、従来、レーザ光
のアライメントのずれを短時間で検知する方法がない。
【0005】そこで、この発明の目的は、そのようなビ
ーム異常を検知できるようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために、レーザ光の光路の近傍に温度センサ
を配置し、温度センサの出力に基づいてビーム異常を検
知するようにしたものである。
【0007】この場合、温度センサをレーザ光の光路の
近傍に配置して、温度センサがレーザビームから直接受
ける熱エネルギーによる発熱を検知するようにしてもよ
いし、熱伝導性の良い素材からなる検知部材に温度セン
サを取り付けて、ビーム照射による検知部材の発熱を伝
導により間接的に検知するようにしてもよい。
【0008】使用する温度センサは1つだけでもよい
が、熱伝導の良くない場合、あるいは応答性を上げるた
めに、複数の温度センサを使用することもできる。ま
た、1つの検知部材に複数の温度センサを取り付けるこ
とも可能である。
【0009】ビーム異常が検知された場合、その信号出
力によりレーザ発振器若しくはレーザ加工機又はその両
方を非常停止するような使用も考えられる。
【0010】温度センサの出力信号を制御装置に入力
し、レーザビームの異常が検知されたとき、制御装置に
より、レーザビームを反射させるミラーの据え付け角度
を変更する駆動装置を介して、アライメント修正を行な
うようにしてもよい。たとえば、複数の温度センサの出
力値が平均化するようにミラーの据え付け角度を調節す
る。
【0011】
【作用】レーザ光の光路の近傍に温度センサを配置して
おくと、レーザビームが所定の光路から外れたり、レー
ザビームが拡大したりしたときは、レーザビームが温度
センサに近付き、あるいは温度センサから遠ざかるた
め、温度センサが感得する熱エネルギーが変化する。し
たがって、温度センサの出力に基づいてレーザ光の異常
を検知することができる。
【0012】レーザ光の光軸に垂直な平面内で、光軸の
周囲に複数の温度センサを配置した場合、レーザビーム
が光路内にあるときは各温度センサの出力は均等にな
る。ところが、レーザビームが光路から外れたり、ビー
ム径が異常に拡大したりすると、レーザビームとの距離
が短くなったところでは温度センサの出力が増加し、逆
に遠くなったところでは温度センサの出力が減少する。
このように、温度センサの出力が変動することからレー
ザビームの異常を検知できる。
【0013】温度センサを取り付けた検知部材をレーザ
光の光路の近傍に配置しておけば、レーザビームが検知
部材に当たると検知部材の温度が上昇するので、この温
度変化を温度センサにより検知することによってレーザ
ビームの異常を検知する。
【0014】温度センサの出力信号を制御装置に入力
し、レーザビームの異常が検知されたとき制御装置によ
りレーザ発振器又はレーザ加工機を自動的に停止させる
ようにすれば、レーザビームの異常による機器の損傷や
火災等を防止することができる。
【0015】さらに、レーザビームの異常が検知された
とき、制御装置により、レーザビームを反射させるミラ
ーの据え付け角度を変更する駆動装置を介してアライメ
ント修正を行なうようにすれば、レーザビームの異常に
よる機器の損傷や火災等を防止することができるばかり
でなく、レーザ加工を継続することができる。この場合
のアライメント修正は、たとえば、複数の温度センサの
出力値が平均化するようにミラーの据え付け角度を調節
する。
【0016】
【実施例】以下、図面に示す実施例に従ってこの発明を
詳細に説明する。
【0017】まず、図1は、レーザビーム(1)の光路
に垂直な平面において、複数の温度センサ(2)をレー
ザビーム(1)の光路の周囲に円形に配置した実施例を
示す。これらの温度センサ(2)はレーザビームの中心
(O)から等距離の位置にあり、相互に等間隔に離間し
ている。図示した状態を基準位置とすると、何らかの理
由でレーザビーム(1)がこの基準位置からずれると、
レーザビーム(1)との距離が短くなったところの温度
センサ(2)の出力は増加し、逆に遠くなったところの
温度センサ(2)の出力は減少する。したがって、この
ような温度センサ(2)の出力の変動から、レーザビー
ム(1)が光路からずれたことを検知することができ
る。何らかの理由でビーム径が拡大したときは、すべて
の温度センサ(2)の出力が増加するから、この場合も
温度センサ(2)の出力に基づいてビーム異常を検知で
きる。
【0018】温度センサ(2)は伝送管の壁面等に直接
あるいはブラケット等を介して支持される。温度センサ
(2)は制御装置(5)(図7)に接続され、制御装置
(5)は、温度センサ(2)からの入力信号に基づい
て、ビーム異常かどうかを判断する。温度センサ(2)
としては、熱電対、バイメタルその他の適当なものを選
択して採用することができる。なお、バイメタルの場合
は設置温度に達したらONまたはOFFとなってそれ自
体で電気回路を開閉することができるので、制御装置
(5)を介することなく温度センサ(バイメタル)によ
って直接、アラーム信号やレーザ発振器の停止信号を発
生するための電気回路をON/OFF操作することもで
きる。
【0019】基本的には、一つの温度センサ(2)を使
用して、その出力の変動からレーザビームの異常を検知
することも可能であるが、図1のように複数の温度セン
サ(2)を光路の周囲に配列しておくことにより、レー
ザビーム(1)がどの方向にずれたのかを検知すること
ができ、しかも、どの方向にずれても迅速に検知できる
という利点がある。
【0020】図2は、レーザビーム(1)が通過する部
分に切り欠き(4)を設けた板状の検知部材(3)に1
つの温度センサ(2)を取り付けた実施例を示す。検知
部材(2)の材料は、たとえば銅その他の金属のように
熱伝導性の良いものが望ましい。また、検知部材(3)
の表面は、反射を少なくするために黒く表面処理した
り、コーティングを施してもよい。
【0021】1つの検知部材(3)に複数の温度センサ
(2)を取り付けることもでき、図3は4つの温度セン
サ(2)を取り付けた場合を例示している。図2の実施
例の場合、レーザビーム(1)が光路からずれたりレー
ザビーム(1)が拡散してビーム径が拡大したりして検
知部材(3)を発熱させるに至ったときは、これを温度
センサ(2)で検知できるが、レーザビーム(1)がど
の方向にずれたかは判別できない。これに対して図3の
実施例では、温度センサ(2)の数が増えた分だけ応答
性が良く、しかも、レーザービーム(1)がどの方向に
ずれたかをも検知することができる。このような機能
は、温度センサ(2)の数が多いほど向上する。
【0022】図4に示す実施例は、図3の実施例におけ
る検知部材(3)を分割して、各分割片(3a)に1つの
温度センサ(2)を取り付けたものである。
【0023】図5に示すように、2枚の検知部材(3)
をレーザビーム(1)の光路方向に離間させて配置して
もよく、その場合、レーザビーム(1)が位置ずれによ
って光路から外れたときばかりでなく、破線で示すよう
にレーザビーム(1)の角度がずれたときでも検知する
ことができる。
【0024】図6は、検知部材を円筒状にしてその長さ
方向に複数の温度センサ(2)を配設した実施例を示
し、円筒状の検知部材(3b)の内部をレーザビーム
(1)が通過する。
【0025】図7に示すように、温度センサ(2)の出
力信号を制御装置(5)に入力し、レーザビーム(1)
の異常が検知されたとき、制御装置(5)により、レー
ザビーム(1)を反射させるミラー(6)の据え付け角
度を変更する駆動装置(7)を介してアライメント修正
を行なう。たとえば、図3の実施例のように検知部材
(3)に複数の温度センサ(2)を取り付けておき、す
べての温度センサ(2)の出力値が平均化するようにミ
ラー(6)の据え付け角度を調節する。また、温度セン
サ(2)からの出力を制御装置(5)に入力し、レーザ
ビーム(1)の異常が検知されたとき、報知信号を発す
るようにしてもよいし、あるいは、レーザ発振器または
レーザ加工機を自動的に停止させるようにしてもよい。
【0026】図8は、レーザビーム(1)を集光レンズ
(8)で集光してワーク(9)の加工を行なう場合の光
学系を示しており、折り返しミラー(6)と集光ミラー
(8)の間に検知部材(3)が配置されている。この場
合、ワーク(9)の表面特性によって破線で示すような
反射が起こった場合でも検知部材(3)によって検知で
きるため、早急に適当な措置を講じて伝送管等の損傷を
防止することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レーザビームが所定の光路から外れたりビーム径が
拡大するなどといったビーム異常が発生したときに、直
ちにこれを検知して作業者あるいは制御装置に報知する
ことができるため、迅速に適切な措置を取ることができ
る。したがって、レーザ加工の不良対策に大きな効果を
上げることができ、また、特に最近のレーザの大出力化
の傾向にあっては作業者の安全や機器の保全を図る上で
も顕著な効果が望めるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例を示すレーザ光の光路に垂直な平
面で見た略図
【図2】第2の実施例を示すレーザ光の光路に垂直な平
面で見た略図
【図3】第3の実施例を示すレーザ光の光路に垂直な平
面で見た略図
【図4】第4の実施例を示すレーザ光の光路に垂直な平
面で見た略図
【図5】第5の実施例を示す斜視図
【図6】第6の実施例を示す斜視図
【図7】第7の実施例を示すレーザ加工機の光学系の略
【図8】第8の実施例を示すレーザ加工機の光学系の略
【符号の説明】
1 レーザビーム 2 温度センサ 3 検知部材(板状) 3a 分割片 3b 検知部材(筒状) 4 切り欠き 5 制御装置 6 折り返しミラー 7 駆動装置 8 集光レンズ 9 ワーク

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光の光路の近傍に温度センサを配
    置し、温度センサの出力に基づいてレーザビームの異常
    を検知することを特徴とするレーザ加工機のビーム異常
    検知方法。
  2. 【請求項2】 レーザ光の光路に垂直な平面内で、レー
    ザビームの周囲に複数の温度センサを配置し、前記温度
    センサの出力に基づいてレーザビームの異常を検知する
    ことを特徴とするレーザ加工機のビーム異常検知方法。
  3. 【請求項3】 熱伝導性を有する素材からなる検知部材
    をレーザ光の光路の近傍に配置し、前記検知部材に温度
    センサを取り付け、前記温度センサにより検知された前
    記検知部材の温度変化に基づいてレーザビームの異常を
    検知するレーザ加工機のビーム異常検知方法。
  4. 【請求項4】 前記温度センサの出力信号を制御装置に
    入力し、レーザビームの異常が検知されたとき前記制御
    装置によりレーザ加工機を停止させることを特徴とする
    請求項1、請求項2又は請求項3のレーザ加工機のビー
    ム異常検知方法。
  5. 【請求項5】 前記温度センサの出力信号を制御装置に
    入力し、レーザビームの異常が検知されたとき、前記制
    御装置により前記レーザビームを反射させるミラーの据
    え付け角度を変更する駆動装置を介してアライメント修
    正を行なうことを特徴とする請求項1、請求項2又は請
    求項3のレーザ加工機のビーム異常検知方法。
  6. 【請求項6】 前記温度センサの出力値が平均化するよ
    うに前記ミラーの据え付け角度を調節することを特徴と
    する請求項5のレーザ加工機のビーム異常検知方法。
  7. 【請求項7】 レーザ光の光路の近傍に配置した熱伝導
    性を有する素材からなる検知部材と、前記検知部材に取
    り付けた温度センサとからなり、前記温度センサにより
    検知された前記検知部材の温度変化によりレーザビーム
    の異常を検知するレーザ加工機のビーム異常検知装置。
  8. 【請求項8】 前記検知部材を構成する素材が金属であ
    ることを特徴とする請求項7のレーザ加工機のビーム異
    常検知装置。
  9. 【請求項9】 前記温度センサがバイメタルであること
    を特徴とする請求項7のレーザ加工機のビーム異常検知
    装置。
  10. 【請求項10】 前記検知部材が、レーザビームが通過
    する部分を切り欠いた板状であることを特徴とする請求
    項7のレーザ加工機のビーム異常検知装置。
JP5229778A 1993-09-16 1993-09-16 レーザ加工機のビーム異常検知方法及び装置 Pending JPH0780671A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20020129