(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多波長のレーザ光を発振する複数のレーザダイオードを有するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器により発振された多波長のレーザ光を伝送する伝送ファイバと、
前記伝送ファイバにより伝送された多波長のレーザ光を集光して被加工材を加工するレーザ加工機と、
前記多波長のレーザ光の一部をサンプリングし、当該サンプリングしたレーザ光の光強度を波長毎に検出する検出機構と、
前記多波長のレーザ光の波長毎の光強度の変化に基づいて、前記多波長のレーザ光の出力低下を監視する監視部と、
前記監視部による監視結果に基づいて前記複数のレーザダイオードを制御する制御モジュール
とを備えることを特徴とするダイレクトダイオード加工装置。
【請求項２】
前記監視部が、前記多波長のレーザ光の波長毎の光強度のいずれかが正常時よりも所定の閾値以上変化した場合に、前記多波長のレーザ光の出力が低下したと判定するとともに、前記光強度が所定の閾値以下となった波長に対応するレーザダイオードを特定し、
前記制御モジュールが、前記監視部により特定されたレーザダイオードの出力を停止するとともに、当該出力を停止したレーザダイオードの出力分を補填するように他の正常なレーザダイオードの出力を高める
ことを特徴とする請求項１に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項３】
前記監視部が、前記多波長のレーザ光の波長毎の光強度の総和が正常時よりも所定の閾値以上変化した場合に、前記多波長のレーザ光の出力が低下したと判定し、
前記制御モジュールが、前記監視部により多波長のレーザ光の出力が低下したと判定された場合に、装置を停止することを特徴とする請求項１に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項４】
前記複数のレーザダイオードからそれぞれ出力されるレーザ光の光強度をそれぞれ検出する複数のフォトダイオードを更に備え、
前記制御モジュールは、前記監視部による監視結果と、前記複数のフォトダイオードの検出結果とに基づいて、前記多波長のレーザ光の出力低下の原因を特定することを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項５】
前記検出機構は、
前記多波長のレーザ光の一部を分離する分離素子と、
前記分離されたレーザ光を波長毎に分光する分光素子と、
前記分光されたレーザ光を波長毎に検出する検出素子群
とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項６】
前記検出機構が、前記レーザ加工機内に設けられ、前記伝送ファイバから射出された多波長のレーザ光の光強度を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項７】
前記伝送ファイバが、前記レーザ発振器に接続された第１の伝送ファイバと、前記第１の伝送ファイバと前記レーザ加工機との間に接続された第２の伝送ファイバとを備え、
前記検出機構が、前記第１及び第２の伝送ファイバの間に設けられ、前記第１の伝送ファイバから射出された多波長のレーザ光の光強度を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項８】
前記検出機構が、前記レーザ発振器内に設けられ、前記伝送ファイバに入射前の多波長のレーザ光の光強度を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のダイレクトダイオード加工装置の出力監視方法であって、
前記多波長のレーザ光の一部をサンプリングし、当該サンプリングしたレーザ光の光強度を波長毎に検出するステップと、
前記多波長のレーザ光の波長毎の光強度の変化に基づいて、前記多波長のレーザ光の出力低下を監視するステップ
とを含むことを特徴とするダイレクトダイオード加工装置の出力監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイレクトダイオードレーザ加工装置及びその出力監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板金加工用のレーザ加工装置として、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器、ファイバレーザ発振器をレーザ光源として用いたものが知られている。ファイバレーザ発振器は、ＹＡＧレーザ発振器よりも光品質に優れ、発振効率が極めて高い等の利点を有する。このため、ファイバレーザ発振器を用いたファイバレーザ加工装置は、産業用、特に板金加工用（切断又は溶接等）に利用されている。
【０００３】
更に近年では、ダイレクトダイオードレーザ（ＤＤＬ：Direct Diode Laser）発振器をレーザ光源として用いるＤＤＬ加工装置が開発されている。ＤＤＬ加工装置は、複数のレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）を用いて多波長（multiple-wavelength）のレーザ光を重畳し、伝送ファイバを用いて加工ヘッドまで伝送する。そして、伝送ファイバの端面から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ及び集光レンズ等により被加工材上に集光されて照射される。
【０００４】
ところで、従来のレーザダイオードの出力等の監視手法として、フォトダイオードを用いてレーザダイオードの出力を監視し、レーザダイオードの故障や寿命を管理する手法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、光ファイバからの波長多重伝送されたレーザ光を偏光分離素子を用いて分離し、受光素子により各偏光成分を受光して、偏向成分同士の光強度比から波長の変化を計測する装置が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平７−５０３８１２号公報
【特許文献２】特開２０００−０８１３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、レーザダイオードの出力を個別に監視するものであり、ＤＤＬ加工装置で用いる多波長のレーザ光の出力を監視することができない。また、特許文献２では、偏向成分同士の光強度比の変化に応じて波長の変化を計測する。一方、ＤＤＬ加工装置で用いる多波長のレーザ光の出力は波長毎又は波長帯域毎に可変であり、特許文献２の手法はＤＤＬ加工装置には適用することができない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、多波長のレーザ光を用いて加工を行う際に、多波長のレーザ光の出力低下を適切に監視することができるダイレクトダイオードレーザ加工装置及びその出力監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、多波長のレーザ光を発振する複数のレーザダイオードを有するレーザ発振器と、レーザ発振器により発振された多波長のレーザ光を伝送する伝送ファイバと、伝送ファイバにより伝送された多波長のレーザ光を集光して被加工材を加工するレーザ加工機と、多波長のレーザ光の一部をサンプリングし、当該サンプリングしたレーザ光の光強度を波長毎に検出する検出機構と、多波長のレーザ光の波長毎の光強度の変化に基づいて、多波長のレーザ光の出力低下を監視する監視部と、監視部による監視結果に基づいて複数のレーザダイオードを制御する制御モジュールとを備えるダイレクトダイオードレーザ加工装置及びその出力監視方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多波長のレーザ光を用いて加工を行う際に、多波長のレーザ光の出力低下を適切に監視することができるダイレクトダイオードレーザ加工装置及びその出力監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施形態に係るレーザ発振器の一例を示す正面図である。図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係るレーザ発振器の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＤＤＬモジュールの一例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る検出機構及び監視部周辺の一例を示す概略図である。
【図５】図５（ａ）は、正常時の波長プロファイルの一例を示すグラフである。図５（ｂ）は、生成した波長プロファイルの一例を示すグラフである。図５（ｃ）は、生成した波長プロファイルの他の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置の出力監視方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１３】
図１を参照して、本発明の実施形態に係るダイレクトダイオードレーザ（以下、「ＤＤＬ」という）加工装置の全体構成を説明する。本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置は、図１に示すように、多波長のレーザ光ＬＢを発振するレーザ発振器１１と、レーザ発振器１１により発振されたレーザ光ＬＢを伝送する伝送ファイバ（プロセスファイバ）１２と、伝送ファイバ１２により伝送されたレーザ光ＬＢを高エネルギー密度に集光させて被加工材（ワーク）Ｗに照射するレーザ加工機１３とを備える。
【００１４】
レーザ加工機１３は、伝送ファイバ１２から射出されたレーザ光ＬＢをコリメータレンズ１５で略平行光に変換するコリメータユニット１４と、略平行光に変換されたレーザ光ＬＢを、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射するベンドミラー１６と、ベンドミラー１６により反射されたレーザ光ＬＢを集光レンズ１８で集光する加工ヘッド１７とを備える。コリメータレンズ１５及び集光レンズ１８としては、例えば石英製の平凸レンズ等の一般的なレンズが使用可能である。
【００１５】
なお、図１では図示を省略するが、コリメータユニット１４内には、コリメータレンズ１５を光軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に駆動するレンズ駆動部が設置されている。また、ＤＤＬ加工装置は、レンズ駆動部を制御する制御部を更に備える。
【００１６】
レーザ加工機１３は更に、被加工材Ｗが載置される加工テーブル２１と、加工テーブル２１上においてＸ軸方向に移動する門型のＸ軸キャリッジ２２と、Ｘ軸キャリッジ２２上においてＸ軸方向に垂直なＹ軸方向に移動するＹ軸キャリッジ２３とを備える。コリメータユニット１４内のコリメータレンズ１５、ベンドミラー１６、及び加工ヘッド１７内の集光レンズ１８は、予め光軸の調整が成された状態でＹ軸キャリッジ２３に固定され、Ｙ軸キャリッジ２３と共にＹ軸方向に移動する。なおＹ軸キャリッジ２３に対して上下方向へ移動可能なＺ軸キャリッジを設け、当該Ｚ軸キャリッジに集光レンズ１８を設けることも出来る。
【００１７】
本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置は、集光レンズ１８により集光されて最も小さい集光直径（最小集光直径）のレーザ光ＬＢを被加工材Ｗに照射し、また同軸にアシストガスを噴射して溶融物を除去しながら、Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３を移動させる。これにより、ＤＤＬ加工装置は被加工材Ｗを切断加工することができる。被加工材Ｗとしては、ステンレス鋼、軟鋼、アルミニウム等の種々の材料が挙げられる。被加工材Ｗの厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。本発明の実施形態においては、被加工材Ｗの厚さは、１５ｍｍ以上であるのが好ましく、２ｍｍ以上でも良く、また３０ｍｍでも良い。また当該厚さは、１００ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して、レーザ発振器１１について説明する。レーザ発振器１１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、筐体６０と、筐体６０内に収容され、伝送ファイバ１２に接続されているＤＤＬモジュール１０と、筐体６０内に収容され、ＤＤＬモジュール１０に電力を供給する電源部６１と、筐体６０内に収容され、ＤＤＬモジュール１０の出力等を制御する制御モジュール６２等が設けられている。また、筐体６０の外側には、筐体６０内の温度及び湿度を調整する空調機器６３が設置されている。
【００１９】
ＤＤＬモジュール１０は、図３に示すように、多波長（multiple-wavelength）λ１，λ２，λ３，・・・，λｎのレーザ光を重畳して出力する。ＤＤＬモジュール１０は、複数のレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という）３１，３２，３３,・・・３ｎ（ｎは４以上の整数）と、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎにファイバ４１，４２，４３,・・・４ｎを介して接続され、多波長λ１，λ２，λ３，・・・，λｎのレーザ光に対してスペクトルビーム結合（spectral beam combining）を行うスペクトルビーム結合部５０と、スペクトルビーム結合部５０からのレーザ光を集光して伝送ファイバ１２へ入射させる集光レンズ５４とを備える。
【００２０】
複数のＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎとしては、各種の半導体レーザが採用可能である。ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎの種類と数の組み合わせは特に限定されず、板金加工の目的に合わせて適宜選択可能である。ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎの波長λ１，λ２，λ３，・・・，λｎは、例えば１０００ｎｍ未満で選択したり、８００ｎｍ〜９９０ｎｍの範囲で選択したり、９１０ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲で選択したりすることができる。
【００２１】
多波長λ１，λ２，λ３，・・・，λｎのレーザ光は、例えば、波長帯域毎に群（ブロック）管理されて制御される。そして、波長帯域毎に個別に出力を可変調節することができる。また、全波長帯域の出力を吸収率が一定となるよう調整することができる。
【００２２】
切断加工に際しては、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎを同時に動作させると共に、酸素、窒素等の適宜のアシストガスを焦点位置近傍へ吹き付ける。これにより、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎからの各波長のレーザ光が、相互に協働すると共に、酸素等のアシストガスとも協働してワークを高速で溶融する。また当該溶融ワーク材料がアシストガスにより吹き飛ばされてワークが高速で切断される。
【００２３】
スペクトルビーム結合部５０は、ファイバ４１，４２，４３,・・・４ｎの射出端側を束ねて固定しファイバアレイ４とする固定部５１と、ファイバ４１，４２，４３,・・・４ｎからのレーザ光を平行光にするコリメータレンズ５２と、多波長λ１，λ２，λ３，・・・，λｎのレーザ光を回折し光軸を一致させる回折格子（diffraction grating）５３と、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎ後端部に設けた反射面と共に共振器を構成する部分反射カプラ５５を備える。なお、図３に示す部分反射カプラ５５の配置位置は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２４】
このようなＤＤＬ加工装置による切断加工等の加工においては、多波長λ１，λ２，λ３，・・・，λｎのレーザ光の波長毎のビームウエストは、例えば１００μｍ〜４００μｍ程度であって、これら複数の径で以って多焦点をなす。ビームウエストは、集光レンズ１８の入射径が２ｍｍ〜２０ｍｍ程度であって、焦点距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍである光学要素により形成される。レーザ発振器１１の波長毎又は波長帯域毎の制御の出力可変調節において、被加工材Ｗの切断面に垂直な軸を入射角０°として、入射角が０〜４０°においては短波長側の波長帯域の出力を、長波長側の波長帯域より高めることができる。被加工材Ｗの切断速度は、例えば６０ｍ／ｍｉｎ〜２５０ｍ／ｍｉｎの範囲で選択できる。
【００２５】
ＤＤＬ加工装置において、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎの劣化（寿命）又は故障や、スペクトルビーム結合部５０内の光学素子のミスアライメントを主な原因として、多波長のレーザ光の出力が低下する場合がある。
【００２６】
そこで、多波長のレーザ光の出力を監視するために、本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置は更に、図４に示すように、検出機構７と、検出機構７に接続された監視部７３とを有する。検出機構７は、伝送ファイバ１２から射出された多波長λ１，λ２，λ３のレーザ光の一部を分離（サンプリング）し、サンプリングされたレーザ光の光強度を波長λ１，λ２，λ３毎に検出する。なお、ここでは３つの波長λ１，λ２，λ３で説明するが、波長の数はこれに限定されるものではない。
【００２７】
検出機構７は、コリメータレンズ１５と集光レンズ１８との間に配置され、コリメータレンズ１５を通過した多波長λ１，λ２，λ３のレーザ光の一部を分離する分離素子７１と、分離されたレーザ光を波長λ１，λ２，λ３毎に分散させる分光素子７２と、分散したレーザ光を波長λ１，λ２，λ３毎に検出する検出素子群８１，８２，８３とを備える。分離素子７１から検出素子群８１，８２，８３までの光の伝播は、空間又はファイバ伝送によって行われる。
【００２８】
分離素子７１としては、例えばビームスプリッタ又はクラッドライトストリッパ等の光学素子が使用可能である。分光素子７２としては、回折格子（グレーティング）又はプリズム等の光学素子が使用可能である。検出素子群８１，８２，８３としては、波長λ１，λ２，λ３の発振領域をそれぞれ含んだ波長域毎に、目的の制御を十分に行えるような範囲及び分解能で分光された光を検出できる単一もしくは複数の光検出器又は同様の機能を有する測定器が使用可能である。例えば、スペクトルビーム結合部５０のミスアライメントの場合、波長λ１，λ２，λ３以外の波長が変化する場合があるので、波長λ１，λ２，λ３以外の波長を測定可能な検出素子を、検出素子群８１，８２，８３とは個別に設けていてもよい。また、分光素子７２と検出素子群８１，８２，８３とが個別に設けられている代わりに、分光素子７２と検出素子群８１，８２，８３とを統合し内蔵した光スペクトラムアナライザ等を有していてもよい。
【００２９】
監視部７３は中央演算処理装置（ＣＰＵ）等で構成される。監視部７３は、検出素子群８１，８２，８３による検出結果に基づいて、多数のレーザ光の出力低下を監視する。監視部７３は、図５（ａ）に示すような正常時の波長λ１，λ２，λ３毎の強度分布（以下、「波長プロファイル」ともいう）をメモリ等に予め記憶しておく。監視部７３は、検出素子群８１，８２，８３による検出結果から、図５（ｂ）に示すような波長プロファイルを生成する。図５（ｂ）においては、波長λ２の強度が正常時よりも低下している。これは、波長λ２に対応するＬＤの劣化又は故障や、波長λ２に対応するＬＤのミスアライメントが原因と想定される。
【００３０】
監視部７３は、生成した波長プロファイルを正常時の波長プロファイルと比較することにより、正常時に対する各波長λ１，λ２，λ３の光強度の変化から出力低下を判定する。例えば、図５（ｂ）に示すように、生成した波長プロファイルにおいて、少なくとも１つの波長λ２の強度が、正常時から所定の閾値以下に変化（低下）した場合、監視部７３は、出力が低下したと判定するとともに、波長λ２に対応するＬＤを異常のあるＬＤとして特定する。所定の閾値は、正常時の波長プロファイルに対して許容される範囲で設定可能であり、監視部７３のメモリ等に予め記憶しておけばよい。監視部７３は、アラーム及び異常のあるＬＤの識別情報を制御モジュール６２に通知する。
【００３１】
制御モジュール６２は、監視部７３からのアラームを受けて、装置全体を停止したり、異常のあるＬＤの識別情報を表示部等に表示したりできる。或いは、制御モジュール６２は、監視部７３からの異常のあるＬＤの識別情報に基づいて、異常のあるＬＤの出力を停止し、他の正常なＬＤの出力を高めて異常のあるＬＤの出力分を補填してもよい。これにより、生成した波長プロファイルの各波長の出力の総和を、正常時の波長プロファイルの各波長の出力の総和に近づける又は一致させることができ、装置の運転を継続させることができる。
【００３２】
また、監視部７３は、図５（ｃ）に示すように、複数の波長λ１，λ３の強度が低下した波長プロファイルを生成する場合もある。これは、波長混合部のミスアライメント等が原因と想定される。監視部７３は、生成した波長プロファイルにおいて、複数の波長λ１，λ３の強度が所定の閾値以下に変化（低下）した場合、監視部７３は、出力が低下したと判定するとともに、波長λ１，λ３に対応するＬＤを異常のあるＬＤとして特定する。
【００３３】
また、監視部７３は、生成した波長プロファイルの各波長λ１，λ２，λ３の出力の総和が、正常時の波長プロファイルの各波長λ１，λ２，λ３の出力の総和に対して所定の閾値以下に低下した場合に、出力が低下したと判定してもよい。この場合、監視部７３は、アラーム及び波長プロファイルの比較結果を制御モジュール６２に通知し、制御モジュール６２は装置全体を停止したり、波長プロファイルの比較結果を表示部に表示したりできる。
【００３４】
更に、制御モジュール６２には、複数の寿命測定素子（寿命測定素子群）７４が接続されている。寿命測定素子群７４は、例えば複数のｐｉｎフォトダイオード等で構成される。寿命測定素子群７４に含まれる素子は、図３に示した各ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎの近傍に配置されている。寿命測定素子群７４は、各ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎから出力されるレーザ光を受光して、レーザ光の光強度を検出することにより、ＬＤ３１，３２，３３,・・・３ｎの寿命（劣化）又は故障を測定する。
【００３５】
制御モジュール６２は、寿命測定素子群７４による検出結果に基づいて、寿命（劣化）又は故障したＬＤの出力を停止し、他の正常なＬＤの出力を高めて異常のあるＬＤの出力分を補填してもよい。また、制御モジュール６２は、寿命測定素子群７４による検出結果に基づいて、劣化したＬＤの制御電流値を上げて、定格出力に近づけてもよい。
【００３６】
制御モジュール６２は更に、監視部７３による監視結果と、寿命測定素子群７４による検出結果とに基づいて、多波長のレーザ光の出力低下の原因を特定（推測）してもよい。具体的には、制御モジュール６２は、監視部７３からの異常のあるＬＤの識別情報に含まれるＬＤが、寿命測定素子群７４からの検出結果では光強度が低下していない（故障又は劣化と検出されていない）場合には、多波長のレーザ光の出力低下の原因はＬＤの故障又は劣化ではなく、多波長のレーザ光のミスアライメントが原因であると特定する。なおこの機能は、制御モジュール６２側ではなく、監視部７３側の機能としてもよい。
【００３７】
これにより、多波長のレーザ光の出力が低下したときに、その原因がＬＤの故障又は劣化か、或いは多波長のレーザ光のミスアライメントかを区別することができる。ここで、出力低下がスペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因であることを特定することにより、ＬＤの故障又は劣化したときの対策のように定格出力を得るため電流値を増やすようなフィードバックを回避することができ、ファイバロス及びファイバ焼損を防止することができる。また、出力低下の原因が明確であるため、的確な対策をとることができる。
【００３８】
更に、スペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因で出力低下した場合、ビームパラメータ積（ＢＰＰ）が劣化する。単波長のレーザ光の場合には問題とならない程度の出力低下であっても、多波長のレーザ光の場合にはそれに伴うＢＰＰの劣化によって加工不良となる場合がある。更には、スペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因で出力低下した場合、伝送ファイバ１２に入射時の発熱は段違いに高くなり焼損しやすい。このため、出力低下がスペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因であることを特定することにより、ＬＤの故障又は劣化が原因では対策が不要な程度の出力低下であっても、直ちに装置を停止させて伝送ファイバ１２の焼損を防止することができる。
【００３９】
制御モジュール６２は、監視部７３による監視結果のみに基づいて、スペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因であることを特定（推定）できる場合もある。具体的には、図５（ｃ）に示すように、正常時の波長プロファイルに対して複数の波長λ１，λ３の強度が大幅に低下した場合や、設計上、レーザ発振をしておらず変化しないはずの波長域の強度が変化した場合には、ＬＤの劣化又は故障が原因ではなく、スペクトルビーム結合部５０のミスアライメントが原因であることを特定（推定）することができる。
＜レーザ光の出力監視方法＞
【００４０】
次に、図６のフローチャートを参照しながら、本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置を用いた出力監視方法の一例を説明する。
【００４１】
ステップＳ１において、検出機構７が、伝送ファイバ１２から射出された多波長のレーザ光の一部をサンプリングし、サンプリングしたレーザ光の光強度を波長毎に検出する。
【００４２】
ステップＳ２において、監視部７３が、検出機構７による検出結果から波長プロファイルを生成する。ステップＳ３において、監視部７３が、生成した波長プロファイルと、メモリから読み出した正常時の波長プロファイルとを比較する。生成した波長プロファイルの変化が正常時に対して所定の閾値以上であれば、ＬＤに異常があると判定し、ステップＳ４に移行する。
【００４３】
ステップＳ４において、監視部７３が、制御モジュール６２に対して、異常のあるＬＤの識別情報とともにアラームを通知する。制御モジュール６２は、アラームを受信し、装置を停止させる。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、多波長のレーザ光の一部をサンプリングし、サンプリングしたレーザ光の光強度を波長毎に検出し、多波長のレーザ光の波長毎の光強度の変化に基づいて、多波長のレーザ光の出力低下を監視し、監視結果に基づいて複数のレーザダイオードを制御することにより、適切に出力低下を監視することができる。したがって、焼損やＢＰＰ増加による加工不良を防止することができる。
【００４５】
（その他の実施形態）
本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４６】
本発明の実施形態では、検出機構７が、レーザ加工機１３内のコリメータレンズ１５と集光レンズ１８の間（加工ヘッド部分）に搭載され、伝送ファイバ１２から射出後のレーザ光をサンプリングする場合を説明したが、これに特に限定されない。例えば、図３に示したレーザ発振器１１内のスペクトルビーム結合部５０と伝送ファイバ１２との間に搭載されていてもよい。検出機構７は、伝送ファイバ１２に入射前のレーザ光の光強度を検出する。
【００４７】
また、図１に示した伝送ファイバ１２が、レーザ発振器１１に接続された第１の伝送ファイバと、第１の伝送ファイバとレーザ加工機１３との間に接続された第２の伝送ファイバの２本からなり、第１及び第２の伝送ファイバがビームカプラ等の光学要素で接続されている場合、その光学要素部分に検出機構７が搭載されていてもよい。検出機構７は、第１のファイバから射出されたレーザ光の光強度を検出する。
【００４８】
本発明の実施形態に係るＤＤＬ加工装置による板金加工としては、切断加工の他にも、レーザフォーミング加工、焼鈍、アニーリング及びアブレーション等の種々の板金加工に適用可能である。
【００４９】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５０】
７…検出機構
１０…ＤＤＬモジュール
１１…レーザ発振器
１２…伝送ファイバ（プロセスファイバ）
１３…レーザ加工機
１４…コリメータユニット
１５…コリメータレンズ
１６…ベンドミラー
１７…加工ヘッド
１８…集光レンズ
２１…加工テーブル
２２…Ｘ軸キャリッジ
２３…Ｙ軸キャリッジ
３１，３２，３３,・・・３ｎ…レーザダイオード（ＬＤ）
４１，４２，４３,・・・４ｎ…ファイバ
５０…スペクトルビーム結合部
５１…固定部
５２…コリメータレンズ（光学素子）
５３…回折格子（光学素子）
５４…集光レンズ（光学素子）
５５…部分反射カプラ
６０…筐体
６１…電源部
６２…制御モジュール
６３…空調機器
７１…分離素子
７２…分光素子
７３…監視部
７４…寿命測定素子群
８１，８２，８３…検出素子群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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