[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2000135583A - Laser light collector - Google Patents

Laser light collector

Info

Publication number
JP2000135583A
JP2000135583A JP10324434A JP32443498A JP2000135583A JP 2000135583 A JP2000135583 A JP 2000135583A JP 10324434 A JP10324434 A JP 10324434A JP 32443498 A JP32443498 A JP 32443498A JP 2000135583 A JP2000135583 A JP 2000135583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
total reflection
reflection mirror
processing
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.)
Granted
Application number
JP10324434A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3038196B1 (en
Inventor
Nobuaki Iehisa
信明 家久
Hiroyuki Yoshida
宏之 吉田
Hisatada Machida
久忠 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP10324434A priority Critical patent/JP3038196B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3038196B1 publication Critical patent/JP3038196B1/en
Publication of JP2000135583A publication Critical patent/JP2000135583A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform monitoring with visible radiation. SOLUTION: A YAG laser light 2 (wavelength of 1.06 μm) generated at a Nd: YAG laser oscillator 1 is totally reflected in a rectangle direction by a lens 6, an optical fiber 7, and a 45 degree total reflection mirror 51. The laser light totally reflected by the total reflection mirror 51 is condensed at a light condensing lens 11 for processing, passed through a protecting window 12, and radiated to a workpiece 10. A ring-shaped white light source 30 irradiates the surface and the like of the workpiece 10 with a white light 30a via the total reflection mirror 51, the light condensing lens 11 and the like, and the image is picked up by a CCD camera 22 using the reflection lights. Coating on both sides of the light condensing lens 11, and the coating on the surface and the back face of the total reflection mirror, are designed to transmit visible radiation for monitoring at a good condition. Also, the coating on the surface of the total reflection mirror is designed to have a reflection rate of some extent against the enfolding guide light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光集光器に
関し、更に詳しく言えば、レーザ加工機のレーザ光集光
部に適用されるレーザ光集光器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam collector, and more particularly, to a laser beam collector applied to a laser beam focusing section of a laser beam machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般産業に用いられるレーザ装置のうち
高出力を発生することで知られる炭酸ガスレーザやYA
Gレーザは、金属に対する切断加工や溶接加工を行う際
に使用される代表的なレーザ装置である。特に高出力を
発生するYAGレーザはその発振波長が近赤外線の1.
06μmであり、この波長は透明石英等のガラス部品に
対して高い透過率を有しているため、レーザ加工機にお
いて広く採用されている。
2. Description of the Related Art Among laser devices used in general industries, a carbon dioxide gas laser and a YA which are known to generate high output are known.
The G laser is a typical laser device used for cutting or welding metal. In particular, a YAG laser that generates a high output has an oscillation wavelength of near-infrared 1.
It has a high transmittance for glass parts such as transparent quartz, and is widely used in laser processing machines.

【0003】即ち、この波長域の発振波長を持つレーザ
装置は、レーザ光の導光や集光に石英製の光ファイバケ
ーブルや、石英製の集光用光学部品(レンズ等)が使用
出来るため、加工対象物までの導光が容易であり、3次
元形状の加工対象物やレーザ発振器から加工点までの距
離が遠距離である加工系にも組み込めるという利点があ
る。
That is, a laser device having an oscillation wavelength in this wavelength range can use an optical fiber cable made of quartz or a condensing optical component made of quartz (such as a lens) for guiding or condensing laser light. In addition, there is an advantage that light can be easily guided to a processing object and can be incorporated into a processing system in which the distance from a processing object having a three-dimensional shape or a laser oscillator to a processing point is long.

【0004】導光されたレーザ光により加工対象物を熱
加工するためには、対象物質の溶融等を惹起させるため
にある一定値以上のエネルギー密度が必要である。そこ
で、レーザ光を効率良く集光して加工対象物に照射出来
るレーザ光集光器が求められることになる。
[0004] In order to thermally process an object to be processed by the guided laser beam, an energy density of a certain value or more is required to cause melting or the like of the object. Therefore, a laser light concentrator capable of efficiently condensing laser light and irradiating the object to be processed is required.

【0005】YAGレーザ光(波長1.06μm)を集
光するには、上記の通り石英製の光学部品を用いる事が
多い。その際、光学部品と空気との界面での透過効率を
向上させるためにコーティングを施して使用するのが通
例である。このコーティングには、YAGレーザ光波長
1.06μmに対する透過率が少なくとも95%以上と
なるものが選ばれている。
In order to collect YAG laser light (wavelength 1.06 μm), an optical component made of quartz is often used as described above. At this time, it is customary to use a coated material to improve the transmission efficiency at the interface between the optical component and air. The coating is selected to have a transmittance of at least 95% or more for a YAG laser light wavelength of 1.06 μm.

【0006】図2及び図3に、発振波長1.06μmの
Nd:YAGレーザ発振器を用いた代表的なレーザ加工
用導光系を示す。図2は直射ビーム加工系の例で、N
d:YAGレーザ発振器1より発生したレーザ光2を4
5度全反射鏡3、集光レンズ4等を用いて加工対象物1
0まで直接導くようになっている。なお、本明細書では
「全反射鏡」と言う呼称を「加工に使用する発振波長の
レーザ光を実質的に(少なくとも95%以上)反射する
鏡」の意で使用する。これは当技術分野における慣例に
従ったものである。
FIGS. 2 and 3 show a typical light guide system for laser processing using an Nd: YAG laser oscillator having an oscillation wavelength of 1.06 μm. FIG. 2 shows an example of a direct beam processing system,
d: The laser light 2 generated from the YAG laser
Processing object 1 using 5 degree total reflection mirror 3, condensing lens 4, etc.
It leads directly to zero. In this specification, the term “total reflection mirror” is used to mean “a mirror that substantially (at least 95% or more) reflects laser light having an oscillation wavelength used for processing”. This is in accordance with conventions in the art.

【0007】一方、図3はファイバ導光加工系の例で、
Nd:YAGレーザ発振器1より発生したレーザ光2
を、45度全反射鏡3、集光レンズ6(ファイバ入射
用)等により石英製光ファイバケーブル7に入射し、出
射したレーザ光8を更に集光レンズ9等により加工対象
物10まで導くようになっている。
FIG. 3 shows an example of a fiber light guide processing system.
Laser light 2 generated from Nd: YAG laser oscillator 1
Is incident on a quartz optical fiber cable 7 by a 45 ° total reflection mirror 3, a condenser lens 6 (for fiber incidence) and the like, and the emitted laser light 8 is further guided to a processing object 10 by a condenser lens 9 and the like. It has become.

【0008】いずれの場合でも、加工対象物10に対し
ては集光レンズを用いてレーザ光を集光し、その集光点
を加工対象物の表面近傍に設定し熱加工を行う。
In any case, the laser beam is focused on the object 10 using a condenser lens, and the focal point is set near the surface of the object to perform thermal processing.

【0009】次に図4には、後者の導光系を用いた従来
の加工装置の要部構成例を示した。同図を参照すると、
Nd:YAGレーザ発振器1で発生したYAGレーザ光
2(波長1.06μm)は、ファイバ入射用のレンズ6
を介して石英製光ファイバ7に入射される。光ファイバ
7は、レーザ光を長距離伝送し、加工用の集光光学系ま
で導く。直射直射ビーム加工系を用いる場合には、石英
製光ファイバ7を用いた導光系に代えて、45度全反射
鏡3(図2参照)を用いて空間伝送される。
Next, FIG. 4 shows an example of the configuration of a main part of a conventional processing apparatus using the latter light guide system. Referring to FIG.
The YAG laser beam 2 (wavelength 1.06 μm) generated by the Nd: YAG laser oscillator 1 is
Through the optical fiber 7 made of quartz. The optical fiber 7 transmits the laser beam over a long distance and guides it to a condensing optical system for processing. When a direct beam processing system is used, spatial transmission is performed using a 45-degree total reflection mirror 3 (see FIG. 2) instead of a light guide system using a quartz optical fiber 7.

【0010】光ファイバ7の出射面7bより出射された
レーザ光8は、45度全反射鏡5により直角方向に全反
射する(波長1.06μmに対して95%以上の反射
率)。
The laser beam 8 emitted from the emission surface 7b of the optical fiber 7 is totally reflected in a direction perpendicular to the 45 ° total reflection mirror 5 (a reflectance of 95% or more with respect to a wavelength of 1.06 μm).

【0011】全反射鏡5で全反射されたレーザ光は、入
射面9aと出射面9bを持つ加工用の集光レンズ9で集
光され、照射ノズル先端から出力される。符号10は加
工対象物を表わしている。また、符号12は保護用のウ
ィンドウである。
The laser light totally reflected by the total reflection mirror 5 is condensed by a processing condenser lens 9 having an entrance surface 9a and an exit surface 9b, and is output from the tip of an irradiation nozzle. Reference numeral 10 represents an object to be processed. Reference numeral 12 denotes a protection window.

【0012】以上が加工用レーザ光の経路であるが、加
工用レーザ光の加工対象物上の入射位置乃至入射予定位
置を視認(肉眼またはカメラ使用)するために、加工用
レーザ光と同軸で重畳用ガイド光が必要に応じて照射さ
れる。重畳用ガイド光の光源には、例えばNd:YAG
レーザ発振器1に内蔵付設されたHe-Neレーザ発振
器(図示省略)が使用される。重畳用ガイド光は、レン
ズ6、光ファイバ7、全反射鏡5、集光レンズ9を経
て、加工用レーザ光の光軸と同軸で路照射ノズル先端か
ら出力され、加工対象物上等に適当な径のスポットを形
成する。
The path of the processing laser light has been described above. In order to visually recognize (use the naked eye or a camera) the incident position or the expected incident position of the processing laser light on the object to be processed, the processing laser light is coaxial with the processing laser light. The guide light for superimposition is irradiated as needed. For example, Nd: YAG
A He—Ne laser oscillator (not shown) built in the laser oscillator 1 is used. The guide light for superposition passes through the lens 6, the optical fiber 7, the total reflection mirror 5, and the condenser lens 9 and is output from the tip of the path irradiation nozzle coaxially with the optical axis of the processing laser light, and is appropriately applied on the processing object or the like. Form spots of various diameters.

【0013】一方、全反射鏡5の上方には観察用の手段
が設けられる。ここでは、CCDカメラ22、白色光源
23及びレーザ光用の偏光フィルタ29が設けられてい
る。白色光源23は、加工用レーザ光照射前、照射中、
あるいは照射後に全反射鏡5、集光レンンズ9を介して
加工対象物10の表面等を白色光23aで照らし、その
反射光を利用してCCDカメラ22による撮影を行なう
ためのものである。なお、偏光フィルタ29は、加工中
に加工対象物10から来る乱反射光からCCDカメラ2
2を保護するためのフィルタである。
On the other hand, an observation means is provided above the total reflection mirror 5. Here, a CCD camera 22, a white light source 23, and a polarizing filter 29 for laser light are provided. The white light source 23 emits light before, during, and
Alternatively, the surface or the like of the processing object 10 is illuminated with white light 23a via the total reflection mirror 5 and the converging lens 9 after the irradiation, and an image is taken by the CCD camera 22 using the reflected light. Note that the polarizing filter 29 is configured to detect the irregularly reflected light coming from the processing target 10 during processing by the CCD camera 2.
2 is a filter for protecting the filter 2.

【0014】CCDカメラ22で取り込また画像は、制
御装置31に送られて観察結果の解析に利用される。例
えば、画像データはグラフィックボード38を経て位置
情報、輪郭形状、色度等を数値化され、大容量メモリ3
3に蓄えられている基準データと照合され、加工結果の
合否判定がなされる。
The image captured by the CCD camera 22 is sent to the control device 31 and used for analyzing the observation result. For example, the image data is digitized in position information, contour shape, chromaticity, and the like via the graphic board 38, and the large-capacity memory 3
3 is compared with the reference data stored in No. 3 to determine whether the machining result is acceptable or not.

【0015】なお、制御装置31は他に、RAM35
a、ROM35b、CPU36等を装備した通常の構成
(ハードウェア及びソフトウェア)のものである。ま
た、制御装置31に接続されたCRT39は、観察画
像、処理画像、結果表示等に使用される。I/Oユニッ
ト32を介して接続された操作パネル37は、加工装置
の諸操作のためのものである。
The control device 31 is additionally provided with a RAM 35
a, a ROM 35b, a CPU 36, etc., and have a normal configuration (hardware and software). The CRT 39 connected to the control device 31 is used for observation images, processed images, result display, and the like. The operation panel 37 connected via the I / O unit 32 is for various operations of the processing apparatus.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の構成
で実際にCCDカメラ22による観察を行なおうとする
と、実用に耐えるような画像が取得出来ないが実状であ
った。即ち、図4の構成における集光器では、白色光源
23から出射された白色光24の内加工対象物10に到
達する割合が非常に低く、その反射光の内CCDカメラ
22まで戻って来る割合は更に低くなってしまう。
However, when actually observing by the CCD camera 22 with the above configuration, an image which can be used practically cannot be obtained. That is, in the concentrator in the configuration of FIG. 4, the ratio of the white light 24 emitted from the white light source 23 to the inner processing object 10 is extremely low, and the ratio of the reflected light returning to the CCD camera 22. Will be even lower.

【0017】これは、全反射鏡5と集光レンズ9を可視
波長域の光が良好に透過しないことに主たる原因があ
る。即ち、従来の集光器で使用されている全反射鏡5や
集光レンズ(集光用光学部品)9は、可視波長域の透過
性について十分な配慮がなされていなかった。そのた
め、図4中に示したように、白色光24は往路で全反射
鏡5を経て相当減衰し、更にその多くの成分が集光レン
ズ9の入射面9a等で反射されてしまう。
This is mainly due to the fact that light in the visible wavelength range is not transmitted well through the total reflection mirror 5 and the condenser lens 9. That is, the total reflection mirror 5 and the condensing lens (condensing optical component) 9 used in the conventional concentrator have not been given sufficient consideration for the transmittance in the visible wavelength region. Therefore, as shown in FIG. 4, the white light 24 is considerably attenuated through the total reflection mirror 5 on the outward path, and many components thereof are reflected by the incident surface 9 a of the condenser lens 9 and the like.

【0018】従来の集光器では、集光レンズ等の光学部
品9の両表面(入射面9a及ぴ出射面9b)に、YAG
レーザ光2の波長に適合した反射防止コーティングが施
されているのが一般的である。しかし、この様なレーザ
光反射防止コーティングは、可視光(波艮400〜70
0nm)における透過率は通常低く、高々20%程度で
しかないのが一般的である。
In the conventional condenser, both surfaces of the optical component 9 such as a condenser lens (the entrance surface 9a and the exit surface 9b) are provided with YAG.
Generally, an antireflection coating suitable for the wavelength of the laser beam 2 is provided. However, such a laser light anti-reflection coating is not suitable for visible light (Nami 400-70).
The transmittance at 0 nm) is usually low, generally only about 20% at most.

【0019】集光光学部品9の1枚当たりの可視光透過
には入射面、出射面の2界面が有り、例えぱ一界面当た
りの透過率が20%とすると、二界面にてわずかに4%
(=0.2×0.2)の透過率となってしまう。
The visible light transmission of one light condensing optical component 9 has two interfaces of an entrance surface and an exit surface. For example, if the transmittance per interface is 20%, only four interfaces are required at two interfaces. %
(= 0.2 × 0.2) transmittance.

【0020】観察のための代替手段として、集光ユニッ
ト26の周囲からの外部白色光源25にて加工対象物1
0を照らすことも考えられる。しかし、集光ユニット2
6周辺の機械的な干渉も発生し易く、物理的寸法も大き
くなる。また、この外部白色光源25はレーザ加工面に
対して露出しているため、レーザ加工時のスパッタ等に
より表面が汚れ易く、保守の工数も余分に発生する。
As an alternative means for observation, an external white light source 25 from around the light collecting unit 26
Illuminating 0 is also conceivable. However, the light collection unit 2
6) Mechanical interference around the periphery is likely to occur, and the physical dimensions are also increased. In addition, since the external white light source 25 is exposed to the laser processing surface, the surface is easily stained by sputtering or the like at the time of laser processing, and the number of maintenance steps is increased.

【0021】更に、外部白色光源25により照明された
加工対象物10をCCDカメラ22で観察する場合、加
工対象物10の反射光は集光レンズ9、全反射鏡5を1
回は透過しなければならない。従って、若干の改善は期
待出来るが、明るい画像は得られない。
Further, when the object 10 illuminated by the external white light source 25 is observed by the CCD camera 22, the light reflected from the object 10 passes through the condenser lens 9 and the total reflection mirror 5 by one.
The times must be transmitted. Therefore, although a slight improvement can be expected, a bright image cannot be obtained.

【0022】このように、従来技術では、特に加工中や
加工後にCCDカメラで加工進行状況あるいは加工結果
等を観察することが実質不可能であった。そのため、C
CDカメラ観察結果を加工条件のリアルタイム制御、最
適加工条件の決定等に利用することも出来なかった。
As described above, according to the prior art, it is substantially impossible to observe the processing progress or the processing result with a CCD camera, particularly during or after processing. Therefore, C
Neither can the results of CD camera observation be used for real-time control of processing conditions, determination of optimum processing conditions, and the like.

【0023】そこで従来は、レーザ加工を行うに際し
て、予めレーザ加工の目的の加工対象物と同様の材料に
対して、試行錯誤的に、レーザ出力、出力形態、照射時
問、集光点の位置、集光用レンズの焦点距離、アシスト
ガスの種類、噴出量等の様々な加工条件パラメータを求
めておく必要があった。
Therefore, conventionally, when performing laser processing, the laser output, the output form, the irradiation time, the position of the focal point, and the like are determined in advance by trial and error for the same material as the object to be processed by the laser processing. In addition, various processing condition parameters, such as the focal length of the condensing lens, the type of the assist gas, and the ejection amount, must be obtained.

【0024】この従来手法では、過去に求められていた
上述の加工条件パラメータに対して同様の条件をなぞる
形で加工が実施されるため、一連のレーザ熱加工が終了
するまでレーザ加工の合否を判断することが困難であっ
た。特に、過去に決定されていた加工条件パラメータを
超える様な不測の事態が発生した際、同時間内リアルタ
イムでのレーザ加工の制御が不可能となる。
In this conventional method, machining is performed by following the same conditions with respect to the above-mentioned machining condition parameters determined in the past. Therefore, the success or failure of laser machining is determined until a series of laser thermal machining is completed. It was difficult to judge. In particular, when an unexpected situation occurs that exceeds the processing condition parameters determined in the past, laser processing cannot be controlled in real time within the same time.

【0025】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決することにある。即ち、本発明は、加工対象物のレ
ーザ加工されている表面状態を、可視光を十分透過する
集光光学部品を透過した可視光により観察出来るように
することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to make it possible to observe the surface state of an object to be processed by laser processing with visible light transmitted through a light-collecting optical component that sufficiently transmits visible light.

【0026】また、それにより、レーザ加工対象物の位
置を自ら修正し、一連のレーザ熱加工の途中であって
も、レーザ出力等の加工条件を自ら判断して修正補正す
るなどの自動化乃至知能化されたレーザ加工装置に実現
するための前提条件を満たすことの出来るレーザ光集光
器を得ることを併せて企図している。
Further, thereby, the position of the laser processing object is corrected by itself, and even during a series of laser heat processing, automation or intelligence such as self-determination and correction correction by judging processing conditions such as laser output by itself. It is also intended to obtain a laser beam concentrator that can satisfy the prerequisites for realizing an integrated laser processing apparatus.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を集
光して加工対象物に照射するレーザ光集光器に適用され
るものである。本発明に従ったレーザ光集光器は、加工
のために照射されるレーザ光と観察用の可視光の波長域
の透過率を向上させるためのコーティングが両面に施さ
れた集光用光学部品と、集光用光学部品に対してレーザ
光を導く位置に配置された全反射鏡とを備える。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is applied to a laser beam condensing device for converging a laser beam and irradiating the object with a laser beam. The laser light condensing device according to the present invention is a condensing optical component having a coating on both sides for improving the transmittance in a wavelength range of laser light irradiated for processing and visible light for observation. And a total reflection mirror arranged at a position for guiding the laser light to the condensing optical component.

【0028】そして、この全反射鏡の表面には、該表面
に入射するレーザ光及び重畳用ガイ卜光を反射し、且
つ、観察用可視光の透過を向上させるためのコーティン
グが施される一方、全反射鏡の裏面には、該裏面に入射
する観察用可視光の透過を向上させるためのコーティン
グが施されている。これにより、集光用光学部品及び全
反射鏡を通して、可視光によるレーザ光照射領域周辺の
観察が可能となる。
On the surface of this total reflection mirror, a coating is applied to reflect the laser light and the guide light for superimposition incident on the surface and to improve the transmission of visible light for observation. The back surface of the total reflection mirror is provided with a coating for improving transmission of visible light for observation incident on the back surface. This makes it possible to observe the area around the laser light irradiation area with visible light through the condensing optical component and the total reflection mirror.

【0029】好ましい実施形態に従えば、集光用光学部
品の両面に施されたコーティングは、加工のために照射
されるレーザ光に対して95%以上の透過率を有し、且
つ、波長400〜600nmの範囲の可視光に対して6
0%以上の透過率を有している。
According to a preferred embodiment, the coating applied to both sides of the condensing optical component has a transmittance of 95% or more to a laser beam irradiated for processing, and has a wavelength of 400%. 6 for visible light in the range of
It has a transmittance of 0% or more.

【0030】また、全反射鏡の表面に施されたコーティ
ングは、加工のために照射されるレーザ光に対して95
%以上の反射率を有するとともに重畳用ガイド光に対し
て20%以上の反射率を有し、且つ、波長400〜60
0nmの範囲の可視光に対して60%以上の透過率%を
有しており、全反射鏡の裏面に施されたコーティング
は、波長400〜700nmの範囲の可視光に対して6
0%以上の透過率を有していることが好ましい。
Further, the coating applied to the surface of the total reflection mirror is 95% to the laser beam irradiated for processing.
% And at least 20% with respect to the superposing guide light, and has a wavelength of 400 to 60.
It has a transmittance% of 60% or more for visible light in the range of 0 nm, and the coating applied to the back surface of the total reflection mirror has a transmittance of 6% for visible light in the wavelength range of 400 to 700 nm.
Preferably, it has a transmittance of 0% or more.

【0031】観察は、例えば全反射鏡の背後に設けられ
た、観察用の可視光を出射する光源とカメラを設け、加
工対象物の表面を全反射鏡及び集光用光学部品を介して
照明し、撮影する形態で実行出来る。
For observation, for example, a light source and a camera, which are provided behind the total reflection mirror and emit visible light for observation, are provided, and the surface of the object to be processed is illuminated via the total reflection mirror and the condensing optical parts. It can be executed in the form of shooting.

【0032】この発明においては、レーザ熱加工された
対象物の表面状態を観察するための可視光透過用の反射
防止コーティングを施された典光レンズ(光学部品)を
使用している。従って、集光ユニット内部に白色光源を
有し加工対象物を照らすことにより、例えば集光ユニッ
ト内にCCDカメラを設けて加工対象物の位置情報やレ
ーザ加工結果の画像データを取り込むことが可能にな
る。
In the present invention, an optical component (optical part) provided with an antireflection coating for transmitting visible light for observing the surface state of the object subjected to laser thermal processing is used. Therefore, by illuminating the object to be processed with the white light source inside the light collecting unit, it is possible to capture the position information of the object to be processed and image data of the laser processing result, for example, by providing a CCD camera in the light collecting unit. Become.

【0033】この画像データを利用すれば、例えば制御
装置に教示された合否判定ソフトウェアに従って、加工
状態の合否を判断するなどの自動化が可能になる。
The use of the image data makes it possible to perform automation such as judging whether the machining state is acceptable or not in accordance with, for example, acceptance / rejection software taught by the control device.

【0034】また、レーザ加工時の位置のずれやレーザ
加工時の欠陥に対する修正を実行することも可能とな
る。これらにより、常時均一なレーザ加工を実行するこ
とが容易となり、レーザ加工の安定化や、従来まで熟練
者の経験に頼っていたレーザ加工の判断を白動化するこ
とが出来る。なお、作業者がCRT画面等の画像を見な
がら、レーザ加工時の欠陥に対する修正作業を実行する
ことも容易となる。
It is also possible to execute correction for a position shift during laser processing and a defect during laser processing. Accordingly, it is easy to always perform uniform laser processing, and it is possible to stabilize the laser processing and to whiten the judgment of the laser processing that has conventionally relied on the experience of a skilled person. In addition, it becomes easy for the operator to execute the repair work for the defect at the time of laser processing while viewing the image such as the CRT screen.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1は、光ファイバ導光系を用い
た加工装置の集光器に本発明を適用した実施形態の概略
を表わした図である。同図を参照すると、Nd:YAG
レーザ発振器1で発生したYAGレーザ光2(波長1.
06μm)は、ファイバ入射用のレンズ6を介して石英
製光ファイバ7に入射される。光ファイバ7は、レーザ
光を長距離伝送し、加工用の集光光学系まで導く。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment in which the present invention is applied to a light collector of a processing apparatus using an optical fiber light guide system. Referring to the figure, Nd: YAG
YAG laser light 2 (wavelength 1.
06 μm) is incident on a quartz optical fiber 7 via a fiber incident lens 6. The optical fiber 7 transmits the laser beam over a long distance and guides it to a condensing optical system for processing.

【0036】光ファイバ7の出射面7bより出射された
レーザ光8は、45度全反射鏡51により直角方向に全
反射する(波長1.06μmに対して95%以上の反射
率)。全反射鏡51で全反射されたレーザ光は、加工用
の集光レンズ11(1枚または複数枚)で集光され、照
射ノズル先端から出力される。符号10は加工対象物を
表わしている。また、符号12は保護用のウィンドウで
ある。以上のように、加工用レーザ光の経路は従来(図
4)と基本的な差異はない。
The laser light 8 emitted from the emission surface 7b of the optical fiber 7 is totally reflected in a direction perpendicular to the 45 ° total reflection mirror 51 (a reflectance of 95% or more with respect to a wavelength of 1.06 μm). The laser light totally reflected by the total reflection mirror 51 is condensed by the condensing lens 11 (one or more) for processing, and is output from the tip of the irradiation nozzle. Reference numeral 10 represents an object to be processed. Reference numeral 12 denotes a protection window. As described above, the path of the processing laser light is not basically different from the conventional one (FIG. 4).

【0037】加工用レーザ光の加工対象物上の入射位置
乃至入射予定位置を視認(肉眼またはカメラ使用)する
ために、加工用レーザ光と同軸で重畳用ガイド光が必要
に応じて照射される。重畳用ガイド光の光源には、例え
ばNd:YAGレーザ発振器1に内蔵付設されたHe-
Neレーザ発振器(図示省略)が使用される。重畳用ガ
イド光は、レンズ6、光ファイバ7、全反射鏡51、集
光レンズ11、保護用ウインドウ12を経て、加工用レ
ーザ光の光軸と同軸で路照射ノズル先端から出力され、
加工対象物上等に適当な径のスポットを形成する。
In order to visually recognize (use the naked eye or a camera) an incident position or an expected incident position of the processing laser light on the object to be processed, a guide light for superimposition is irradiated as necessary coaxially with the processing laser light. . As a light source of the superimposition guide light, for example, a He— built in the Nd: YAG laser oscillator 1 is provided.
A Ne laser oscillator (not shown) is used. The guide light for superposition passes through the lens 6, the optical fiber 7, the total reflection mirror 51, the condenser lens 11, and the protective window 12, and is output from the tip of the path irradiation nozzle coaxially with the optical axis of the processing laser light.
A spot having an appropriate diameter is formed on an object to be processed or the like.

【0038】一方、全反射鏡51の背後(上方)には観
察用の手段が設けられる。ここでは、CCDカメラ2
2、白色光源30及び偏光フィルタ29が設けられてい
る。リング形状の白色光源30は、加工用レーザ光照射
前、照射中、あるいは照射後に全反射鏡51、集光レン
ンズ11、保護用ウインドウ12を介して加工対象物1
0の表面等を白色光30aで照らし、その反射光を利用
してCCDカメラ22による撮影を行なうためのもので
ある。なお、白色光のリングライト30は、例えば20
0W程度の消費電力の白色光源から光ファイバにて導光
され、CCDカメラ22を1周するる形で60本程配置
される。
On the other hand, a means for observation is provided behind (above) the total reflection mirror 51. Here, the CCD camera 2
2. A white light source 30 and a polarizing filter 29 are provided. The ring-shaped white light source 30 is used for processing the workpiece 1 via the total reflection mirror 51, the converging lens 11, and the protective window 12 before, during, or after the irradiation of the processing laser light.
The surface 0 is illuminated with white light 30a, and the reflected light is used to capture an image with the CCD camera 22. The white light ring light 30 is, for example, 20
The light is guided by an optical fiber from a white light source having a power consumption of about 0 W, and is arranged about 60 around the CCD camera 22.

【0039】偏光フィルタ29は、加工中に加工対象物
10から来る乱反射光からCCDカメラ22を保護する
ためのフィルタである。CCDカメラ22は、対物レン
ズ27、焦点補正機構28を備えている。
The polarizing filter 29 is a filter for protecting the CCD camera 22 from irregularly reflected light coming from the processing object 10 during processing. The CCD camera 22 includes an objective lens 27 and a focus correction mechanism 28.

【0040】CCDカメラ22で取り込また画像は、制
御装置31に送られて観察結果の解析に利用される。例
えば、画像データはグラフィックボード38を経て位置
情報、輪郭形状、色度等を数値化され、大容量メモリ3
3に蓄えられている基準データと照合され、加工結果の
合否判定がなされる。
The image captured by the CCD camera 22 is sent to the control device 31 and used for analyzing the observation result. For example, the image data is digitized in position information, contour shape, chromaticity, and the like via the graphic board 38, and the large-capacity memory 3
3 is compared with the reference data stored in No. 3 to determine whether the machining result is acceptable or not.

【0041】制御装置31は他に、RAM35a、RO
M35b、CPU36等を装備した通常の構成(ハード
ウェア及びソフトウェア)のものである。また、制御装
置31に接続されたCRT39は、観察画像、処理画
像、結果表示等に使用される。I/Oユニット32を介
して接続された操作パネル37は、加工装置の諸操作の
ためのものである。
The control device 31 also includes a RAM 35a, an RO
It has a normal configuration (hardware and software) equipped with M35b, CPU 36, and the like. The CRT 39 connected to the control device 31 is used for observation images, processed images, result display, and the like. The operation panel 37 connected via the I / O unit 32 is for various operations of the processing apparatus.

【0042】さて、図4に示した従来構成では、白色光
23aが加工対象物10への往路及びそこからCCDカ
メラ22までの復路で大きな反射ロスを蒙るために、良
好な観察が不可能であったが、本実施形態ではそのよう
な事態は回避される。それは、全反射鏡51と集光レン
ズ11に可視光透過性を高めるための工夫がなされてい
るからである。具体的には、これら光学部品に次のよう
なコーティングが施されている。
In the conventional configuration shown in FIG. 4, the white light 23a suffers a large reflection loss on the outward path to the processing object 10 and the return path from the white light 23a to the CCD camera 22, so that good observation is impossible. However, such a situation is avoided in the present embodiment. This is because the total reflection mirror 51 and the condenser lens 11 are devised to enhance the transmittance of visible light. Specifically, the following coatings are applied to these optical components.

【0043】(1)集光用光学部品である集光レンズ1
1の両面に施されたコーティングは、加工のために照射
されるレーザ光に対して95%以上の透過率を有し(垂
直入射時)、且つ、波長400〜600nmの範囲の可
視光に対して60%以上の透過率(反射率40%以下:
垂直入射時)を有している。
(1) Condensing lens 1 as a condensing optical component
The coating applied to both surfaces has a transmittance of 95% or more with respect to a laser beam irradiated for processing (at the time of vertical incidence) and a visible light with a wavelength of 400 to 600 nm. 60% or more transmittance (reflectance 40% or less:
(At normal incidence).

【0044】(2)全反射鏡の表面(おもて面;図中右
下向きの面)に施されたコーティングは、加工のために
照射されるレーザ光に対して95%以上の反射率(45
度斜め入射時)を有するとともに重畳用ガイド光に対し
て20%以上の反射率を有し、且つ、波長400〜60
0nmの範囲の可視光に対して60%以上の透過率(4
5度斜め入射時)を有している。
(2) The coating applied to the surface of the total reflection mirror (front surface; the surface facing downward right in the figure) has a reflectance (not less than 95%) of the laser beam irradiated for processing. 45
At oblique incidence), a reflectance of 20% or more with respect to the superposing guide light, and a wavelength of 400 to 60.
60% or more transmittance (4%) for visible light in the range of 0 nm.
5 ° oblique incidence).

【0045】なお、重畳用ガイド光(可視光)の波長は
典型的には633nmである。この波長633nmと
は、一般的に重畳用レーザ(赤色ガイド光)として用い
られるHe‐Neレーザの波長である。He‐Neレー
ザは、前述したように、不可視光であるYAGレーザ光
と同一光軸上に配置される(図示省略)。
The wavelength of the superposing guide light (visible light) is typically 633 nm. The wavelength of 633 nm is a wavelength of a He-Ne laser generally used as a superposing laser (red guide light). As described above, the He-Ne laser is arranged on the same optical axis as the YAG laser light, which is invisible light (not shown).

【0046】(3)全反射鏡の裏面(図中左上向きの
面)に施されたコーティングは、波長400〜700n
mの範囲の可視光に対して60%以上の透過率を有して
いる。
(3) The coating applied to the back surface of the total reflection mirror (surface facing upward and left in the figure) has a wavelength of 400 to 700 n.
It has a transmittance of 60% or more for visible light in the range of m.

【0047】なお、これらの分光透過/反射特性を持つ
コーティングを得る技術は周知であり、本発明の主題で
はないので詳細説明は省略する。これらコーティング
は、例えば誘電体の多層膜からなり、層数、各層の屈折
率、層厚の組合せにより多様な分光透過/反射特性を持
つコーティング(フィルタ)が実現出来る。
Techniques for obtaining a coating having these spectral transmission / reflection characteristics are well known and are not the subject of the present invention, so that detailed description will be omitted. These coatings are composed of, for example, a dielectric multilayer film, and coatings (filters) having various spectral transmission / reflection characteristics can be realized by a combination of the number of layers, the refractive index of each layer, and the layer thickness.

【0048】CCDカメラ22にて取り込まれる加工対
象物表面の画像の精度は、この集光レンズllの枚数ま
たは可視光の波長域(波長400〜700nm)におけ
る反射率に依存している。
The accuracy of the image of the surface of the processing object captured by the CCD camera 22 depends on the number of the condensing lenses 11 or the reflectance in the visible light wavelength range (wavelength 400 to 700 nm).

【0049】例えば、可視光の波艮域における透過率が
60%以下の場合、集光レンズll四枚+保護ウインド
ウ12一枚の計五枚の集光光学系が実際的な限界であ
り、これ以上の枚数では鮮明な映像を得ることは難しく
なる。
For example, when the transmittance of visible light in the wave area is 60% or less, a total of five condensing optical systems including four condensing lenses 11 and one protective window 12 is a practical limit, If the number of images exceeds this, it is difficult to obtain clear images.

【0050】集光されたレーザ光により加工される対象
物(ワーク)は、一般産業界では鉄、銅、アルミニウム
等が良く用いられるが、ある程度レーザ光が吸収可能の
ものなら材料は問わない。
As an object (work) to be processed by the condensed laser light, iron, copper, aluminum or the like is often used in the general industry, but any material can be used as long as it can absorb laser light to some extent.

【0051】具体的な実施施例の一つとして、高ピーク
出力のパルスレーザを用いてアルミ材料の溶接加工を行
った。出射されたレーザはワークのアルミ表面に直径4
00〜600μmの加工痕を残す。
As one specific embodiment, welding of an aluminum material was performed using a pulse laser having a high peak output. The emitted laser has a diameter of 4 on the aluminum surface of the work.
A processing mark of 00 to 600 μm is left.

【0052】そこで、この加工痕をの大きさをCCDカ
メラ22の画像を制御装置31で監視し、次のような自
動化を行なった。
Therefore, the size of the processing marks was monitored by the control device 31 on the image of the CCD camera 22 and the following automation was performed.

【0053】何らかの事由によりこの加工痕が小さく
(又は大きく)、しかもモニターしていたレーザ出力エ
ネルギーが通常より小さい(又は大きい)と制御装置3
1で判断した場合、制御装置31からは次のレーザ出射
条件に対してレーザ出力を数%上げる(又は下げる)フ
ィードバック指令が出力されるようにした。
If the processing trace is small (or large) for some reason and the monitored laser output energy is smaller (or larger) than normal,
When the determination is made in step 1, the control device 31 outputs a feedback command to increase (or decrease) the laser output by several% for the next laser emission condition.

【0054】なお、通常はレーザ発振器の励起源(励起
ランプまたは励起用半導体レーザ)の電流制御により本
フィードバックは行われる。
Normally, this feedback is performed by current control of an excitation source (excitation lamp or semiconductor laser for excitation) of a laser oscillator.

【0055】また、前述のモニターされていたレーザ光
出力エネルギーに変化が無く、集光レンズ11と加工対
象物ワーク10との問の焦点距離が変化し、さらに加工
痕の大きさに変化が発生したと判断された場合には、集
光ユニットの高さや位置を変更するようにした。
Further, there is no change in the monitored laser beam output energy, the focal length between the condenser lens 11 and the workpiece 10 changes, and the size of the processing mark also changes. If it is determined that the light collection unit has been changed, the height and the position of the light collecting unit are changed.

【0056】さらに、加工対象物の所定の位置にレーザ
加工が行われず、許容範囲を超えた位置にレーザ加工さ
れてしまったと判断される場合にには、前述と同様の方
法にて集光ユニッ卜26自体の位置の修正を行った。
Further, when it is determined that laser processing has not been performed on a predetermined position of the object to be processed and that laser processing has been performed on a position beyond an allowable range, the condensing unit is processed in the same manner as described above. The position of the tab 26 itself was corrected.

【0057】前述のフィードバックは制御装置31に含
まれるグラフィックボード38を経て、メモリ33内の
基準データとの照合により判断し実施されているが、こ
の制御装置に代わり、作業者がCRT39の画面の画像
データを確認し、異常を判断したうえで、各フィードバ
ックを行っても良い。
The above-mentioned feedback is determined and executed by comparing with the reference data in the memory 33 via the graphic board 38 included in the control device 31. Instead of this control device, the operator can display the screen of the CRT 39. Each feedback may be performed after confirming the image data and determining an abnormality.

【0058】1ワーク当たり300shotパルス出射する
レーザ加工において、本システム導入前には、約100
ワークに1個の発生頻度の溶接欠陥品がレーザ加工後に
発見されていたが、上記実施例の結果では、レーザ加工
後に発見される溶接欠陥頻度は103 の1程度に減少し
た。
In laser processing for emitting 300 shot pulses per work, about 100 shots before introducing this system.
Although one welding defect having a frequency of occurrence was found in the work after the laser processing, the frequency of welding defects found after the laser processing was reduced to about 1 in 10 3 according to the results of the above embodiment.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、レ
ーザ集光器において、レーザ熱加工された対象物の表面
状態を観察するための可視光波艮域に対して高透過コー
ティングを施された集光レンズ(光学部品)を使用する
ことにより、観察装置による観察が容易になる。
As described above, according to the present invention, in a laser concentrator, a high transmittance coating is applied to a visible light wave area for observing a surface state of an object subjected to laser thermal processing. By using the condensing lens (optical component) thus obtained, observation with an observation device becomes easy.

【0060】また、それにより、例えばレーザ加工対象
物の位置を自ら修正し、一連のレーザ熱加工の途中であ
っても、レーザ出力等の加工条件を自ら判断して修正補
正するなどの自動化乃至知能化されたレーザ加工装置に
実現するための前提条件を満たすことの出来るようにな
った。
In addition, thereby, for example, automation or correction such as correcting the position of the laser processing object by itself and determining and correcting the processing conditions such as laser output by itself even during a series of laser thermal processing. It is now possible to satisfy the prerequisites for realizing an intelligent laser processing device.

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

【図1】光ファイバ導光系を用いた加工装置の集光器に
本発明を適用した実施形態の概略を表わした図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a light collector of a processing apparatus using an optical fiber light guide system.

【図2】発振波長1.06μmのNd:YAGレーザ発
振器を用いた直射ビーム加工系の従来例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional example of a direct beam processing system using an Nd: YAG laser oscillator having an oscillation wavelength of 1.06 μm.

【図3】発振波長1.06μmのNd:YAGレーザ発
振器を用いた直ファイバ導光加工系の従来例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a conventional example of a straight fiber light guide processing system using an Nd: YAG laser oscillator having an oscillation wavelength of 1.06 μm.

【図4】光ファイバ導光系を用いた加工装置の従来構成
例の概略を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a conventional configuration example of a processing apparatus using an optical fiber light guide system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Nd:YAGレーザ発振器 2 YAGレーザ光 3 45度全反射鏡(直射ビーム光用) 5、51 45度全反射鏡(光ファイバ出射光用) 6 集光レンズ(ファバ入射用) 7 石英製光ファイバケーブル 7a 光ファイバ入射面 7b 光ファイバ出射面 8 光ファイバ出射レーザ光 9 集光レンズ(加工用:可視光波長域透過困難) 9a 集光レンズ入射面 9b 集光レンズ出射面 10 加工対象物 ll 集光レンズ(加工用;可視光波長域透過可能) 12 保護ウィンド(可祝光波長域透過可能) 22 CCDカメラ 23 白色光源 23a 白色光 24 白色反射光 25 外部白色光源 26 集光ユニット 27 CCDカメラ用対物レンズ 28 焦点補正機構 29 レーザ光フィルタ(偏光フィルタ) 30 白色光源リングライト 31 レーザ制御装置 32 I/Oユニット 33 大容量メモリ 34 CPU 35a RAM 35b ROM 36 CPU 37 操作パネル 38 グラフィックボード 39 CRT Reference Signs List 1 Nd: YAG laser oscillator 2 YAG laser light 3 45-degree total reflection mirror (for direct beam light) 5, 51 45-degree total reflection mirror (for optical fiber emission light) 6 Condensing lens (for fiber incidence) 7 Quartz light Fiber cable 7a Optical fiber incident surface 7b Optical fiber emitting surface 8 Optical fiber emitting laser beam 9 Condensing lens (for processing: difficult to transmit in visible light wavelength range) 9a Condensing lens incident surface 9b Condensing lens emitting surface 10 Processing object 11 Condensing lens (for processing; transmission of visible light wavelength range) 12 Protective window (transmission of visible light wavelength range) 22 CCD camera 23 White light source 23a White light 24 White reflected light 25 External white light source 26 Condensing unit 27 CCD camera Objective lens 28 Focus correction mechanism 29 Laser light filter (polarization filter) 30 White light source ring light 31 Laser control device 3 2 I / O unit 33 Large-capacity memory 34 CPU 35a RAM 35b ROM 36 CPU 37 Operation panel 38 Graphic board 39 CRT

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年11月29日(1999.11.
29)
[Submission date] November 29, 1999 (1999.11.
29)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】次に図4には、後者の導光系を用いた従来
の加工装置の要部構成例を示した。同図を参照すると、
Nd:YAGレーザ発振器1で発生したYAGレーザ光
2(波長1.06μm)は、ファイバ入射用のレンズ6
を介して石英製光ファイバ7に入射される。光ファイバ
7は、レーザ光を長距離伝送し、加工用の集光光学系ま
で導く。直射ビーム加工系を用いる場合には、石英製光
ファイバ7を用いた導光系に代えて、45度全反射鏡3
(図2参照)を用いて空間伝送される。
Next, FIG. 4 shows an example of the configuration of a main part of a conventional processing apparatus using the latter light guide system. Referring to FIG.
The YAG laser beam 2 (wavelength 1.06 μm) generated by the Nd: YAG laser oscillator 1 is
Through the optical fiber 7 made of quartz. The optical fiber 7 transmits the laser beam over a long distance and guides it to a condensing optical system for processing. When a direct beam processing system is used, a 45 ° total reflection mirror 3 is used instead of the light guide system using the quartz optical fiber 7.
(See FIG. 2).

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0038[Correction target item name] 0038

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0038】一方、全反射鏡51の背後(上方)には観
察用の手段が設けられる。ここでは、CCDカメラ2
2、白色光源30及び偏光フィルタ29が設けられてい
る。リング形状の白色光源30は、加工用レーザ光照射
前、照射中、あるいは照射後に全反射鏡51、集光レン
ンズ11、保護用ウインドウ12を介して加工対象物1
0の表面等を白色光30aで照らし、その反射光を利用
してCCDカメラ22による撮影を行なうためのもので
ある。なお、白色光のリングライト30は、例えば20
0W程度の消費電力の白色光源から光ファイバにて導光
され、CCDカメラ22を1周する形で60本程配置さ
れる。
On the other hand, a means for observation is provided behind (above) the total reflection mirror 51. Here, the CCD camera 2
2. A white light source 30 and a polarizing filter 29 are provided. The ring-shaped white light source 30 is used for processing the workpiece 1 via the total reflection mirror 51, the converging lens 11, and the protective window 12 before, during, or after the irradiation of the processing laser light.
The surface 0 is illuminated with white light 30a, and the reflected light is used to capture an image with the CCD camera 22. The white light ring light 30 is, for example, 20
The light is guided by an optical fiber from a white light source having a power consumption of about 0 W, and about 60 CCD cameras 22 are arranged around the CCD camera 22.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 久忠 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Fターム(参考) 2H042 DA08 DB02 DE07 4E068 CA17 CB08 CC02 CD12 CD15 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hisadachu Machida 3580 Kobaba, Oshino-son, Oshino-mura, Minamitsuru-gun, Yamanashi F-Fac Co., Ltd. F-term (reference) 2H042 DA08 DB02 DE07 4E068 CA17 CB08 CC02 CD12 CD15

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を集光して加工対象物に照射す
るレーザ光集光器において、 加工のために照射されるレーザ光と観察用の可視光の波
長域の透過率を向上させるためのコーティングが両面に
施された集光用光学部品と、 前記集光用光学部品に対してレーザ光を導く位置に配置
された全反射鏡とを備え、 前記全反射鏡の表面には、該表面に入射するレーザ光及
び重畳用ガイ卜光を反射し、且つ、観察用可視光の透過
を向上させるためのコーティングが施される一方、 前記全反射鏡の裏面には、該裏面に入射する観察用可視
光の透過を向上させるためのコーティングが施されてお
り、 それによって前記集光用光学部品及び前記全反射鏡を通
して、可視光によるレーザ光照射領域周辺の観察が可能
になっている前記レーザ光集光器。
1. A laser light condensing device for condensing a laser beam and irradiating the object to be processed with a laser beam condensing device for improving the transmittance in a wavelength range of a laser beam irradiated for processing and a visible light for observation. A light-collecting optical component having a coating on both surfaces thereof, and a total reflection mirror disposed at a position for guiding laser light to the light-collecting optical component. While a coating is applied to reflect the laser light and the guide light for superimposition incident on the front surface and to improve the transmission of visible light for observation, the rear surface of the total reflection mirror impinges on the rear surface. A coating is applied to improve transmission of visible light for observation, thereby enabling observation around the laser light irradiation area by visible light through the condensing optical component and the total reflection mirror. Laser light concentrator.
【請求項2】 前記集光用光学部品の両面に施されたコ
ーティングは、加工のために照射されるレーザ光に対し
て95%以上の透過率を有し、且つ、波長400〜60
0nmの範囲の可視光に対して60%以上の透過率を有
している、請求項1のレーザ光集光器。
2. A coating applied to both surfaces of the condensing optical component has a transmittance of 95% or more with respect to a laser beam irradiated for processing, and has a wavelength of 400 to 60.
The laser beam concentrator according to claim 1, which has a transmittance of 60% or more for visible light in a range of 0 nm.
【請求項3】 前記全反射鏡の表面に施されたコーティ
ングは、加工のために照射されるレーザ光に対して95
%以上の反射率を有するとともに重畳用ガイド光に対し
て20%以上の反射率を有し、且つ、波長400〜60
0nmの範囲の可視光に対して60%以上の透過率%を
有しており、 前記全反射鏡の裏面に施されたコーティングは、波長4
00〜700nmの範囲の可視光に対して60%以上の
透過率を有している、請求項1のレーザ光集光器。
3. The coating applied to the surface of the total reflection mirror has a thickness of 95% with respect to a laser beam irradiated for processing.
% And at least 20% with respect to the superposing guide light, and has a wavelength of 400 to 60.
It has a transmittance% of 60% or more for visible light in the range of 0 nm, and the coating applied to the back surface of the total reflection mirror has a wavelength of 4%.
The laser beam concentrator according to claim 1, wherein the laser beam concentrator has a transmittance of 60% or more for visible light in a range of 00 to 700 nm.
【請求項4】 前記全反射鏡の背後には、前記加工対象
物の表面を前記全反射鏡及び前記集光用光学部品を介し
て観察用の可視光で照明するための光源と、前記観察用
の可視光で照明された前記加工対象物の表面を前記集光
用光学部品及び前記全反射鏡を介して撮影するカメラが
設けられている、請求項1、請求項2または請求項3に
記載されたレーザ光集光器。
4. A light source behind the total reflection mirror for illuminating the surface of the object with visible light for observation via the total reflection mirror and the condensing optical component; 4. The camera according to claim 1, further comprising a camera for photographing the surface of the processing object illuminated with visible light through the condensing optical component and the total reflection mirror. The described laser light collector.
JP10324434A 1998-10-30 1998-10-30 Laser light concentrator Expired - Fee Related JP3038196B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10324434A JP3038196B1 (en) 1998-10-30 1998-10-30 Laser light concentrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10324434A JP3038196B1 (en) 1998-10-30 1998-10-30 Laser light concentrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3038196B1 JP3038196B1 (en) 2000-05-08
JP2000135583A true JP2000135583A (en) 2000-05-16

Family

ID=18165772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10324434A Expired - Fee Related JP3038196B1 (en) 1998-10-30 1998-10-30 Laser light concentrator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3038196B1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007098777A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh +Co. Kg Mirror arrangement of a laser machining unit comprising a mirror having at least two mirror regions and a shadow zone
WO2013057935A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 株式会社 東芝 Laser irradiation device and method for diagnosing integrity of laser irradiation head
JP2017047454A (en) * 2015-09-02 2017-03-09 トヨタ自動車株式会社 Laser welder
WO2020084114A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 Bystronic Laser Ag Machining apparatus for laser machining a workpiece and method for laser machining a workpiece
JP2020142276A (en) * 2019-03-06 2020-09-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser beam emission head, laser machining apparatus using the same, and method for inspecting laser beam emission head
JP2020146727A (en) * 2019-03-14 2020-09-17 マイクロエッヂプロセス株式会社 Laser processing device
KR102173947B1 (en) * 2019-07-18 2020-11-04 (주)제이스텍 Laser processing coaxial vision system
KR102173946B1 (en) * 2019-07-18 2020-11-04 (주)제이스텍 Laser processing coaxial vision system for display panel cutting
WO2023042543A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser processing device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6600927B1 (en) 2018-10-04 2019-11-06 晃 門脇 Fishing bait fixture

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007098777A1 (en) * 2006-02-24 2007-09-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh +Co. Kg Mirror arrangement of a laser machining unit comprising a mirror having at least two mirror regions and a shadow zone
US8246185B2 (en) 2006-02-24 2012-08-21 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh +Co. Kg Mirror arrangement of a laser processing system
WO2013057935A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 株式会社 東芝 Laser irradiation device and method for diagnosing integrity of laser irradiation head
JP2017047454A (en) * 2015-09-02 2017-03-09 トヨタ自動車株式会社 Laser welder
WO2020084114A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 Bystronic Laser Ag Machining apparatus for laser machining a workpiece and method for laser machining a workpiece
DE102018126846A1 (en) 2018-10-26 2020-04-30 Bystronic Laser Ag Machining device for laser machining a workpiece and method for laser machining a workpiece
JP2020142276A (en) * 2019-03-06 2020-09-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser beam emission head, laser machining apparatus using the same, and method for inspecting laser beam emission head
JP2020146727A (en) * 2019-03-14 2020-09-17 マイクロエッヂプロセス株式会社 Laser processing device
JP7157450B2 (en) 2019-03-14 2022-10-20 マイクロエッヂプロセス株式会社 Laser processing equipment
KR102173947B1 (en) * 2019-07-18 2020-11-04 (주)제이스텍 Laser processing coaxial vision system
KR102173946B1 (en) * 2019-07-18 2020-11-04 (주)제이스텍 Laser processing coaxial vision system for display panel cutting
WO2023042543A1 (en) * 2021-09-16 2023-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3038196B1 (en) 2000-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7863544B2 (en) Arrangement and method for the on-line monitoring of the quality of a laser process exerted on a workpiece
JP6049391B2 (en) Laser irradiation apparatus and method for diagnosing soundness of laser irradiation head
JP2720744B2 (en) Laser processing machine
US8207471B2 (en) Method for measuring phase boundaries of a material during machining with a machining beam using additional illumination radiation and an automated image processing algorithm, and associated device
JP3162254B2 (en) Laser processing equipment
US9452544B2 (en) Method for monitoring cutting processing on a workpiece
JP2013528495A (en) Laser cutting head and method for cutting a workpiece using a laser cutting head
CN107377530A (en) Laser spot control system and its application, laser cleaning head
JP3038196B1 (en) Laser light concentrator
JP3007875B2 (en) Laser output detection method and device, and laser output control method and device using the method
Kratzsch et al. Coaxial process control during laser beam welding of tailored blanks
CN101795810A (en) Laser welding quality evaluation method and its device
US20210260700A1 (en) Methods and devices for monitoring a welding process for welding glass workpieces
JP7523088B2 (en) Laser Processing Equipment
JP2002239767A (en) Device for monitoring laser beam machining and illuminator
CN115178860A (en) Laser processing head, detection system and detection method for laser processing
JP5667344B2 (en) Laser emission unit
JP7462211B2 (en) Laser Processing Equipment
JP2019201031A (en) Converging optical unit and laser oscillator using the same, laser processing device, and abnormality diagnostic method of laser oscillator
JP2766742B2 (en) How to monitor laser cutting
JP7157450B2 (en) Laser processing equipment
JPH0691384A (en) Laser beam machine
JPH1133764A (en) Processing point lighting device
JP2024151409A (en) Sputter Measurement System
JP2024151407A (en) Sputter Measurement System

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000208

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees