[发明专利]激光加工前对外部光学系统异常进行警报的激光加工装置

说明书

本发明涉及激光加工装置，尤其涉及在激光加工前对外部光学系统的异常进行警报的激光加工装置。激光加工装置具备：反射板，其相对于出射光的光轴被垂直配置且相对于出射光具有一定的反射率；返回光测定部，其经由分束器对由反射板反射并返回至外部光学系统的返回光的强度分布进行测定；存储部，其将正常时的返回光的强度分布作为基准数据进行存储；预处理部，其根据返回光的强度分布的测定数据与基准数据的比较，在激光加工前进行如下处理：对光轴偏移、光束直径异常、模式异常、重影、保护窗口的脏污、以及由热透镜效应引起的焦点偏移中的至少1种进行确定；以及警报部，其按照预处理部对外部光学系统的异常进行警报。

技术领域

本发明涉及激光加工装置，尤其涉及在激光加工前对外部光学系统的异常进行警报的激光加工装置。

背景技术

根据进行激光切割的材料、厚度等预先设定焦点位置来进行激光加工。在出现了加工不良的情况下，对用于向工件射出来自激光振荡器的输出光的外部光学系统有没有被污染进行确认，或者通过在外部光学系统上安装温度传感器、散射光传感器从而检测出外部光学系统的污染。

作为与本申请相关的技术，例如后述的文献是公知的。在日本特开2009-039779号公报中，公开了一种不受附着在保护玻璃上的异物影响而对焊接质量进行评价的激光加工装置。在这样的激光加工装置中，通过对使激光经由保护玻璃照射到照射板并反射而得到的功率监测时图像和在焊接时使激光经由保护玻璃照射到工件并反射而得到的焊接时图像进行差分，从而取得不包括附着在保护玻璃上的异物图像的差分处理反射光图像，并根据差分处理反射光图像对焊接质量进行评价。

在日本特开2016-097412号公报中公开了一种当在保护玻璃上附着有溅射物时易于对焊接不良的产生进行抑制的激光焊接方法。在这样的激光焊接方法中，在进行激光焊接前，经由镜面接收对焊接部照射输出较小的检查用激光并使其返回而得到的返回光，将返回光的强度与基准强度进行比较，计算激光输出的降低量以及焦点偏移量，并且对激光振荡器的输出及焦点距离进行调整。

在日本特开平01-218788号公报中公开了一种具有对激光的焦点位置与被加工物的加工位置的相对偏移进行修正的功能的激光加工机。在这样的激光加工机中，经由切换镜面并使用电视摄像机来拍摄加工位置的影像，检测出预先设定的焦点位置与加工位置的相对的位置偏移量，并使加工位置对准焦点位置。

在日本特开2008-210977号公报中公开了一种具备CCD摄像机的光源装置，该CCD摄像机用于经由分束器来观察从激光源输出的激光的强度分布。

在日本特开2006-247681号公报中公开了一种以在线的方式切实地监视光学部件的状态、加工点处的激光输出状态的激光加工用监视装置。这样的监视装置具备：激光检测器，其经由弯曲镜面对从光纤的终端面射出的激光的光强度进行检测；反射光检测器，其对从被加工物的加工点反射至激光照射单元的光的强度进行检测；以及第1判定部，其根据激光的强度和反射光的强度来判定光学部件的状态。

在日本特开2012-179627号公报中公开了一种光纤激光加工机中的激光输出以及返回光检测方法。在这样的光纤激光加工机中，使从加工光纤射出的激光的弯曲镜面透过光和来自加工部的返回光的弯曲镜面透过光分别射入第1吸收体和第2吸收体，并分别通过第1光电转换元件以及第2光电转换元件检测来自第1吸收体以及第2吸收体的散射光。

在日本特表2016-530611号公报中公开了一种用于评价加工状态的系统。在这样的系统中，使激光输出光经由半透明的单面可视镜照射到工件，由单面可视镜对反射光进行反射并由摄像机进行受光，对加工质量进行评价。

发明内容

外部光学系统随着时间而劣化。其结果是，会在聚光点发生激光功率的损失。即使是轻度的污染，也会发生光轴偏移、光束直径异常、模式异常(强度分布异常)、由热透镜效应引起的焦点偏移等，因此会导致激光加工质量的明显劣化。在该情况下，必须迅速更换光学部件或者进行清洗。然而，若在发生加工不良之后进行光学部件的维护，则存在自动运转时产生大量不良部件的问题。