(57)【要約】【課題】レーザ照射時及びレーザ非照射時ともに、容易にレーザ加工部を映像化することができるレーザ加工部のモニタ方法及び装置を提供する。【解決手段】加工用レーザ光２をレーザ加工部１０に照射したときに生じるモニタ光５をレーザ加工部１０を映像化する映像化装置９へ導くモニタ光光路に設けられモニタ光を減光する減光フィルター７と、減光フィルター７をモニタ光光路に出し入れする駆動装置１１とを備えている構成とする。【選択図】図１
2005313183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工用レーザ光をレーザ加工部に照射したときに生じるモニタ光を前記レーザ加工部を映像化する映像化装置へ導くモニタ光光路に設けられ前記モニタ光を減光する減光フィルターと、前記減光フィルターを前記モニタ光光路に出し入れする駆動装置とを備えていることを特徴とするレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項２】
加工用レーザ光をレーザ加工部に照射したときに生じるモニタ光を前記レーザ加工部を映像化する映像化装置へ導くモニタ光光路に設けられた一対の偏光フィルター対と、この一対の偏光フィルター対の一方を回動させる回動機構とを備えていることを特徴とするレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項３】
前記モニタ光の強度を測定する光強度測定装置と、前記光強度測定装置から出力された光強度情報をもとにレーザ加工部の映像化の可否を判定する演算装置と、前記判定に基づいて前記減光フィルターの駆動装置または前記偏光フィルターの回動機構を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項４】
前記映像化装置から出力された映像情報に画像処理を施して前記モニタ光の輝度を計測する画像処理装置と、前記輝度情報をもとにレーザ加工部の映像化の可否を判定する演算装置と、前記判定に基づいて前記減光フィルターの駆動装置または前記偏光フィルターの回動機構を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項５】
加工用レーザ光をレーザ加工部に照射したときに生じるモニタ光を前記レーザ加工部を映像化する映像化装置へ導くモニタ光光路に設けられ前記モニタ光を減光する減光フィルターと、前記減光フィルターを前記モニタ光光路に出し入れする駆動装置と、前記モニタ光光路に設けられた偏光フィルター対と、前記偏光フィルター対の一方を回動させる回動機構とを備えていることを特徴とするレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項６】
前記モニタ光の強度を測定する光強度測定装置と、前記光強度測定装置から出力された光強度情報をもとにレーザ加工部の映像化の可否を判定する演算装置と、前記判定に基づいて前記減光フィルターの駆動装置および前記偏光フィルターの回動機構を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項５記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項７】
前記映像化装置から出力された映像情報に画像処理を施して前記モニタ光の輝度を計測する画像処理装置と、前記輝度情報をもとにレーザ加工部の映像化の可否を判定する演算装置と、前記判定に基づいて前記減光フィルターの駆動装置および前記偏光フィルターの回動機構を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項５記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項８】
前記モニタ光光路は、可撓性のある光学的な映像伝送手段と、前記映像伝送手段によって伝送された映像を前記映像化装置に結像する結像光学系とを備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項９】
前記減光フィルターまたは前記偏光フィルターは前記結像光学系に設けられていることを特徴とする請求項８記載のレーザ加工部のモニタ装置。
【請求項１０】
加工用レーザ光をレーザ加工部に照射して生じるモニタ光の光量を前記モニタ光の光路に設けた減光フィルターの挿脱または偏光フィルターの回動によって調整し、前記光量調整されたモニタ光によって前記レーザ加工部の映像を得て前記レーザ加工部をモニタすることを特徴とするレーザ加工部のモニタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射して溶接や表面処理等の加工を施すレーザ加工部から放射される光を利用して加工状況をモニタするレーザ加工部のモニタ装置及びモニタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光によって溶接や表面処理を施す技術があるが、このようなレーザ加工部のモニタ方法及び装置においては、加工用レーザ光とモニタ用の光、一般には加工部から放射される可視光を分光し、その可視光をCCD（電荷結合素子）カメラに結像してレーザ加工部の画像を映像化する（下記特許文献１および２参照）。
【０００３】
図２０に示すように、従来のレーザ加工部のモニタ装置においては、光ファイバー１で伝送された加工用レーザ光２は集光レンズ３ａ，３ｂを介して集光され、被加工物４に照射されるが、その光路内に加工用レーザ光２と可視光５を分光するダイクロイックミラー６が設けられており、ダイクロイックミラー６で分光された可視光５は減光フィルター７及び結像レンズ８を介してCCDカメラ９に結像される。この減光フィルター７には、レーザ加工部１０から散乱及び反射される加工用レーザ光２や高温に加熱されたレーザ加工部１０の発光を遮光または減光する役目がある。このようにして、レーザ加工部１０の画像をCCDカメラ９に取り込みモニタリングしている。
【特許文献１】特開平１１−２７７２３１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６０９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のレーザ加工部のモニタ方法及び装置においては、CCDカメラに結像される光がフィルターによって減光されるため、レーザ照射していない時には画像が非常に暗くなり、十分に被加工物表面を映像化することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、レーザ照射時及びレーザ非照射時ともに、容易にレーザ加工部を映像化することができるレーザ加工部のモニタ装置及びモニタ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工部のモニタ装置は、加工用レーザ光をレーザ加工部に照射したときに生じるモニタ光を前記レーザ加工部を映像化する映像化装置へ導くモニタ光光路に設けられ前記モニタ光を減光する減光フィルターと、前記減光フィルターを前記モニタ光光路に出し入れする駆動装置とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明のレーザ加工部のモニタ方法は、加工用レーザ光をレーザ加工部に照射して生じるモニタ光の光量を前記モニタ光の光路に設けた減光フィルターの挿脱または偏光フィルターの回動によって調整し、前記光量調整されたモニタ光によって前記レーザ加工部の映像を得て前記レーザ加工部をモニタすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザ照射時及びレーザ非照射時ともに、容易にレーザ加工部を映像化することができるレーザ加工部のモニタ装置及びモニタ方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るレーザ加工部のモニタ方法及び装置の第１ないし第１９の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて第１の実施の形態を説明する。光ファイバー１で伝送された加工用レーザ光２は集光レンズ３ａ，３ｂを介して集光され、被加工物４に照射されるが、その照射光光路内に加工用レーザ光２を通しモニタ光である可視光５を反射するダイクロイックミラー６が設けられており、ダイクロイックミラー６で反射された可視光５はモニタ光光路に入り、可視光５を遮光または減光する減光フィルター７及び結像レンズ８を介して映像化装置であるCCDカメラ９に結像される。さらに、減光フィルター７をスライド駆動させるためのエアーシリンダー１１が取りつけられており、減光フィルター７をモニタ光光路内に出し入れすることができる構成になっている。
【００１１】
このように構成された本実施の形態において、レーザ照射時にはレーザ加工部１０の発光が強いため、図１（ａ）に示すように、エアーシリンダー１１を駆動させて減光フィルター７を可視光５の通るモニタ光光路に挿入する。一方、レーザ非照射時には、図１（ｂ）に示すように、エアーシリンダー１１を駆動させてモニタ光光路から減光フィルター７を抜き出すことができる。
【００１２】
本実施の形態によれば、レーザ照射時と非照射時にCCDカメラ９に結像される可視光５の強度を容易に調節することができるので、レーザ照射時の画像及び非照射時の画像を明瞭に取り込むことができる。なおモニタ光は可視光５のほかに紫外線や赤外線であってもよい。
【００１３】
（第２の実施の形態）
図２を用いて第２の実施の形態を説明する。この実施の形態は、モニタ光光路に部分反射ミラー１２を設けてある。減光フィルター７及び結像レンズ８を透過した可視光５は部分反射ミラー１２で90°に折り返されてCCDカメラ９に結像される。また、部分反射ミラー１２を透過した微弱な可視光５は光強度測定装置である光センサー１３に受光され、受光強度に対応した電圧信号を出力する。その出力信号をアンプ１４で増幅して、コンピュータ１５に取り込み、コンピュータ１５で演算処理後、エアー供給装置１６に信号を送り、エアーシリンダー１１の駆動用エアーの供給を制御する構成になっている。
【００１４】
このように構成された本実施の形態において、レーザ照射時にはレーザ加工部１０の発光が強いため、光センサー１３に受光される可視光強度が高くなり、コンピュータ１５に取り込まれる電圧信号も高くなる。一方、レーザ非照射時にはその電圧信号は低くなる。このように、電圧信号の強弱を利用して、電圧信号が高い場合にはエアー供給装置１６を介してエアーシリンダー１１を駆動して、減光フィルター７を可視光５のモニタ光光路に挿入する。また、電圧信号が低い場合には、減光フィルター７をモニタ光光路から抜き出す。
【００１５】
本実施の形態によれば、レーザ照射時と非照射時に減光フィルター７の出し入れを自動化してレーザ照射時と非照射時の双方において適度な明るさのモニタ画像を得ることができる。
【００１６】
（第３の実施の形態）
図３を用いて第３の実施の形態を説明する。この実施の形態は、CCDカメラ９からの信号は画像処理装置１７に取り込まれ、コンピュータ１５を介してエアー供給装置１６を制御して、エアーシリンダー１１を駆動する構成とする。
【００１７】
このように構成された本実施の形態において、CCDカメラ９の映像信号をもとに画像処理装置１７でCCDカメラ９に受けた輝度を計測し、そのデータをもとにコンピュータ１５において、輝度が高い場合には減光フィルター７をモニタ光光路に挿入する、輝度が低い場合には減光フィルター７をモニタ光光路から抜き出すように動作を制御する。
【００１８】
本実施の形態によれば、光センサーを使わずにレーザ照射時と非照射時に減光フィルター７の出し入れを自動化してレーザ照射時と非照射時の双方において適度な明るさのモニタ画像を得ることができる。
【００１９】
（第４の実施の形態）
図４を用いて第４の実施の形態を説明する。この実施の形態は、ダイクロイックミラー６によって分光された可視光５の光路に第１の偏光フィルター１８と第２の偏光フィルター１９を設け、第２の偏光フィルター１９を回動させるためのモーター２０が設けられている構成である。
【００２０】
このように構成された本実施の形態において、ダイクロイックミラー６によって分光された可視光５は第１の偏光フィルター１８によって直線偏光となるため、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して同軸（0°）から直交軸（90°）まで回動させることで透過する光量を調整することができる。ちなみに、第１の偏光フィルター１８に対して第２の偏光フィルターが同軸の場合には光が透過し、直交軸の場合には透過しない。
【００２１】
本実施の形態によれば、レーザ加工部１０の発光状態に対して、CCDカメラ９に到達する光量を連続的に調整することができる。
【００２２】
（第５の実施の形態）
図５を用いて第５の実施の形態を説明する。この実施の形態は、偏光フィルター１８，１９および部分反射ミラー１２を設けた構成である。２枚の偏光フィルター１８、１９及び結像レンズ８を透過した可視光５は部分反射ミラー１２で90°に折り返されてCCDカメラ９に結像される。また、部分反射ミラー１２を透過した微弱な可視光は光センサー１３に受光され、受光強度に対応した電圧信号を出力する。その出力信号をアンプ１４で増幅して、コンピュータ１５に取り込み、コンピュータ１５で演算処理後モーターコントローラー２１を制御して、モーター２０の回転駆動を調節する構成である。
【００２３】
このように構成された本実施の形態において、可視光５の強度変化を光センサー１３で検出して、光強度が高い場合には、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して直交軸方向にモーター２０で回動させる。光強度が低い場合には、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して同軸方向にモーター２０で回動させて、CCDカメラ９に到達する光量を調整する。
【００２４】
本実施の形態によれば、CCDカメラ９に到達する光量を安定化することができ、さらに、この安定化のための動作を自動的に行うことができる。
【００２５】
（第６の実施の形態）
図６を用いて第６の実施の形態を説明する。この実施の形態は、CCDカメラ９の出力信号が画像処理装置１７に取り込まれ、コンピュータ１５を介してモーターコントローラー２１を制御して、第２の偏光フィルター１９を回動させる構成である。
【００２６】
このように構成された本実施の形態において、CCDカメラ９の映像信号をもとに画像処理装置１７でCCDカメラ９に受けた輝度を計測し、そのデータをもとにコンピュータ１５において、輝度が高い場合には透過光量を減少させるように第２の偏光フィルター１９を直交軸方向に回動させる。輝度が低い場合には透過光量を増加させるために第２の偏光フィルター１９を同軸方向に回動させるように動作を制御する。
【００２７】
本実施の形態によれば、光センサーを使わずにCCDカメラ９に到達する光量を安定化することができ、さらに、この安定化のための動作を自動的に行うことができる。
【００２８】
（第７の実施例の形態）
図７を用いて第７の実施の形態を説明する。ダイクロイックミラー６で分光された可視光５は結像レンズ８を介してCCDカメラ９に結像されるが、そのモニタ光光路内に減光フィルター７と第１の偏光フィルター１８と第２の偏光フィルター１９を設けている。そして、減光フィルター７をスライド駆動させるためのエアーシリンダー１１と第２の偏光フィルター１９を回動させるためのモーター２０を設けた構成である。
【００２９】
このように構成された本実施の形態において、ダイクロイックミラー６で分光された可視光５の強度が強い場合には、エアーシリンダー１１を駆動させて減光フィルター７を可視光５の光路に挿入して減光するとともに、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して同軸（0°）から直交軸（90°）まで回動させることで透過する光量を減少させて調整する。一方、可視光５の強度が低い場合には、減光フィルター７を可視光５の光路から抜き出すとともに、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して直交軸（90°）から同軸（0°）まで回動させることで透過する光量を増加させる。
【００３０】
本実施の形態によれば、CCDカメラ９に到達する光量を大幅にかつ連続的に調整することができ、明瞭な画像を取り込むことができる。
【００３１】
（第８の実施の形態）
図８を用いて第８の実施の形態を説明する。この実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置は、結像レンズ８とCCDカメラ９の間に可視光５を90°に折り返す部分反射ミラー１２を備え、部分反射ミラー１２を透過した微弱な光を受光する光センサー１３と光センサー１３の出力電圧を増幅するアンプ１４と、その増幅された電圧信号を計測し演算処理を行うコンピュータ１５を備えている。そしてさらにコンピュータ１５からの信号を受けてエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６と、モーター２０の回転駆動を制御するモーターコントローラー２１を備えている構成である。
【００３２】
このように構成された本実施の形態において、可視光５の強度変化を光センサー１３で検出して、CCDカメラ９での映像化の可否をコンピュータ１５で判定し、その結果をもとに、エアー供給装置１６とモーターコントローラー２１を制御して、減光フィルター７の光路への出し入れと第２の偏光フィルター１９を回動させるモーター２０の駆動を行う。
【００３３】
本実施の形態によれば、CCDカメラ９に到達する光量を大幅に連続的に精密に調整することが可能であり、さらにその調整動作を自動的に行うことができる。
【００３４】
（第９の実施の形態）
図９を用いて第９の実施の形態を説明する。この実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置は、CCDカメラ９からの映像信号をもとに画像処理する画像処理装置１７と、画像処理装置１７から入力されるデータの計測及び演算処理を行うコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号を受けてエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６と、同じくコンピュータ１５からの信号を受けてモーター２０の回転駆動を制御するモーターコントローラー２１を備えた構成である。
【００３５】
このように構成された本実施の形態において、CCDカメラ９の信号をもとに画像処理装置１７でCCDカメラ９に受けた輝度を計測し、そのデータをもとにCCDカメラ９での映像化の可否をコンピュータ１５で判定し、その結果をもとに、エアー供給装置１６とモーターコントローラー２１を制御して、減光フィルター７の光路への出し入れと第２の偏光フィルター１９を回動させるモーター２０の駆動を行う。
【００３６】
本実施の形態によれば、光センサーを使わずにCCDカメラ９に到達する光量を効果的に調整することが可能であり、さらにその調整動作を自動的に行うことができる。
【００３７】
（第１０の実施の形態）
図１０を用いて第１０の実施の形態を説明する。本実施の形態は第５の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置（図５）において、CCDカメラ９の取りつけ部に可撓性のある光学的な映像伝送手段であるイメージファイバー２２の入射端を取りつけ、イメージファイバー２２の出射端に結像レンズ２３ａ，２３ｂを備えた結像光学系２３を設け、結像された像をCCDカメラ９でモニタする構成である。この構成は第１〜第４、第６〜第９の実施の形態に対しても同様に適用することができる。
【００３８】
このように構成された本実施の形態において、レーザ加工部１０の画像は結像レンズ８によってイメージファイバー２２の入射端に結像され、その像はイメージファイバー２２で伝送されて、出射端に取りつけられた結像レンズ２３ａ，２３ｂによってCCDカメラ９に再結像される。さらに、イメージファイバー２２の入射端に結像される像の光量は２枚の偏光フィルター１８，１９で調整される。
【００３９】
本実施の形態によれば、CCDカメラ９をレーザ加工環境から離して、騒音等の少ない良好な環境でレーザ加工部１０をモニタすることができ、なおかつ、その像の光量を調整することが可能である。本実施の形態の構成を第１〜第４、第６〜第９の実施の形態に適用した場合も同様の効果が得られる。
【００４０】
（第１１の実施の形態）
図１１を用いて第１１の実施の形態を説明する。この実施の形態においては、集光レンズ３ａ，３ｂおよびダイクロイックミラー６はレーザ加工ヘッド２４を構成し、レーザ加工部１０をモニタするための可視光５はフィルター等を通ることなく直接結像レンズ８によってイメージファイバー２２の入射端に結像される。イメージファイバー２２の出射端には伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像光学系２３のレンズ２３ａ，２３ｂが設けられている。さらに結像光学系２３には、CCDカメラ９に結像する光の光量を調整するための減光フィルター７が設けられ、減光フィルター７を駆動するエアーシリンダー１１が取りつけられている。
【００４１】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像の光量を、エアーシリンダー１１を用いて減光フィルター７を光路から出し入れすることで調整する。
【００４２】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ照射時と非照射時にCCDカメラ９に結像される像の光量を容易に調節することができ、レーザ照射時及び非照射時の像を明瞭に取り込むことができ、なおかつ、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００４３】
（第１２の実施の形態）
図１２を用いて第１２の実施の形態を説明する。この実施の形態は、レーザ加工ヘッド２４に接続されたイメージファイバー２２の出射端の結像光学系２３にはレーザ加工ヘッド２４から伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像レンズ２３ａ，２３ｂと、光量を調整するための減光フィルター７が設けられ、減光フィルター７を駆動するためのエアーシリンダー１１が取りつけられており、結像レンズ２３ｂとCCDカメラ９の間には部分反射ミラー１２が設けられている。そして部分反射ミラー１２を透過する微弱な光を受光できる位置に光センサー１３が取りつけられており、光センサー１３の信号を増幅するアンプ１４と、アンプ信号を取り込み演算処理するコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号でエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６が設けられている。
【００４４】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送され結像レンズ２３ａ，２３ｂで結像される像の光量を光センサー１３で検出し、コンピュータ１５において光量の大小を判断して、減光フィルター７を光路に出し入れする。
【００４５】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に結像される像の光量調節を自動的に行うことができ、なおかつ、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００４６】
（第１３の実施の形態）
図１３を用いて第１３の実施の形態を説明する。この実施の形態は、イメージファイバー２２の出射端の結像光学系２３にはレーザ加工ヘッド２４から伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像レンズ２３ａ，２３ｂと光量を調整するための減光フィルター７が設けられ、減光フィルター７を駆動するためのエアーシリンダー１１が取りつけられている。さらに、CCDカメラ９の信号を処理する画像処理装置１７と、画像処理装置１７から得られるデータを演算処理するコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号でエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６を備えている。
【００４７】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像は結像光学系２３によってCCDカメラ９に結像される。画像処理装置１７はCCDカメラ９に結像された像の輝度を計測し、そのデータをコンピュータ１５に出力する。コンピュータ１５は、そのデータをもとに、輝度が高い場合には減光フィルター７を光路に挿入し、輝度が低い場合には減光フィルター７を光路から抜き出すようにエアー供給装置１６を制御してエアーシリンダー１１を駆動させる。
【００４８】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に結像される像の光量調節を自動的に行うことができ、なおかつ、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００４９】
（第１４の実施の形態）
図１４を用いて第１４の実施の形態を説明する。この実施の形態は、イメージファイバー２２の出射端に伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像光学系２３が設けられ、結像光学系２３は結像レンズ２３ａ，２３ｂと、光量を調整するための第１の偏光フィルター１８及び第２の偏光フィルター１９を備え、第２の偏光フィルター１９を回動させるためのモーター２０が取りつけられている。
【００５０】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像は結像レンズ２３ａ，２３ｂによってCCDカメラ９に結像される。その光路中に設けられた２枚の偏光フィルター１８、１９のうち、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して同軸から直交軸までモーター２０を用いて回動させることで透過する光の強度を調整する。
【００５１】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に結像される像の光量を連続的に調整することができ、さらに、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００５２】
（第１５の実施の形態）
図１５を用いて第１５の実施の形態を説明する。この実施の形態は、イメージファイバー２２の出射端に伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像光学系２３が設けられ、結像光学系２３は結像レンズ２３ａ，２３ｂと、光量を調整するための第１の偏光フィルター１８及び第２の偏光フィルター１９を備え、第２の偏光フィルター１９を回動させるためのモーター２０が取りつけられている。さらに、結像レンズ２３ｂとCCDカメラ９の間には部分反射ミラー１２が設けられている。この部分反射ミラー１２を透過する微弱な光を受光できる位置に光センサー１３が取りつけられており、光センサー１３の信号を増幅するアンプ１４と、アンプ信号を取り込み演算処理するコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号でモーター２０の回転を制御するモーターコントローラー２１が設けられている。
【００５３】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送され、結像光学系２３で結像される像の光量を光センサー１３で検出し、光量の大小をコンピュータ１５で判断して、モーターコントローラー２１を介して第２の偏光フィルター１９をモーター２０で回動させて、透過する光量を調節する。
【００５４】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に結像される像の光量を連続的に調整することができ、さらに、光量の調整を自動化しレーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００５５】
（第１６の実施の形態）
図１６を用いて第１６の実施の形態を説明する。この実施の形態は、レーザ加工ヘッド２４で採取した可視光５を伝送するイメージファイバー２２の出射端に伝送された像をCCDカメラ９に結像するための結像光学系２３が設けられ、この結像光学系２３は結像レンズ２３ａ，２３ｂと、光量を調整するための第１の偏光フィルター１８及び第２の偏光フィルター１９を備え、第２の偏光フィルター１９を回動させるためのモーター２０が取りつけられている。さらに、CCDカメラ９の信号を処理する画像処理装置１７と、画像処理装置１７から得られるデータを演算処理するコンピュータ１５と、モーター２０の回転を制御するモーターコントローラー２１が設けられている。
【００５６】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像は結像光学系２３によってCCDカメラ９に結像される。画像処理装置１７はCCDカメラ９に結像された像の輝度を計測し、そのデータをコンピュータ１５に出力する。コンピュータ１５はそのデータをもとに、輝度が高い場合には第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８の直交軸方向に回動させて透過光を減少させ、輝度が低い場合には第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８の同軸方向に回動させて透過光を増加させるようにモーターコントローラー２１を制御して透過光量を安定化させる。
【００５７】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に結像される像の光量を連続的に調整することができ、さらに光量の調整を自動化し、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００５８】
（第１７の実施の形態）
図１７を用いて第１７の実施の形態を説明する。この実施の形態は、レーザ加工ヘッド２４に接続されたイメージファイバー２２の出射端に伝送された像を結像する結像光学系２３が設けられ、結像光学系２３には、結像された像を映像化するCCDカメラ９が取りつけられている。さらに、結像光学系２３の光路内に減光フィルター７と第１の偏光フィルター１８と第２の偏光フィルター１９が設けられ、結像光学系２３の筐体には減光フィルター７をスライド駆動させるためのエアーシリンダー１１と第２の偏光フィルター１９を回転させるためのモーター２０が取りつけられている。
【００５９】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像は結像光学系２３によってCCDカメラ９に結像されるが、その光強度が強い場合には、エアーシリンダー１１を駆動させて減光フィルター７を光路に挿入して減光するとともに、モーター２０を駆動させて第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して同軸（0°）から直交軸（90°）まで回動させることで透過する光量を減少させて調整する。一方、光強度が低い場合には、減光フィルター７を光路から抜き出すとともに、第２の偏光フィルター１９を第１の偏光フィルター１８に対して直交軸（90°）から同軸（0°）まで回動させることで透過する光量を増加させて調整する。
【００６０】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に到達する光量を大幅にかつ連続的に調整し、明瞭な画像の取り込みを行うことができる。また、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００６１】
（第１８の実施の形態）
図１８を用いて第１８の実施の形態を説明する。この実施の形態は、レーザ加工ヘッド２４に接続されたイメージファイバー２２の出射端に接続され伝送された像を結像する結像光学系２３の結像レンズ２３ｂとCCDカメラ９の間に結像された像を90°に折り返す部分反射ミラー１２が設けられている。そして部分反射ミラー１２を透過した微弱な光を受光する光センサー１３が結像光学系２３の筐体に取り付けられ、光センサー１３の出力電圧を増幅するアンプ１４と、その増幅された電圧信号を計測し演算処理を行うコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号を受けてエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６と、モーター２０の回転駆動を制御するモーターコントローラー２１を備えている。
【００６２】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送され、CCDカメラ９に結像される像の光強度を光センサー１３で検出して、CCDカメラ９での映像化の可否をコンピュータ１５で判定し、その結果をもとに、エアー供給装置１６とモーターコントローラー２１を制御して、エアーシリンダー１１の光路への出し入れと第２の偏光フィルター１９を回動させるモーター２０の駆動を行う。
【００６３】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、CCDカメラ９に到達する光量を大幅かつ連続的に自動調整することができ、さらに、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【００６４】
（第１９の実施の形態）
図１９を用いて第１９の実施の形態を説明する。この実施の形態は、レーザ加工ヘッド２４に接続されたイメージファイバー２２の出射端に伝送された像を結像する結像光学系２３が接続され、結像光学系２３には結像された像を映像化するCCDカメラ９が取り付けられている。そしてCCDカメラ９からの映像信号をもとに画像処理をする画像処理装置１７と、画像処理装置１７からのデータの計測及び演算処理を行うコンピュータ１５と、コンピュータ１５からの信号を受けてエアーシリンダー１１の駆動を制御するエアー供給装置１６と、モーター２０の回転駆動を制御するモーターコントローラー２１を備えている。
【００６５】
このように構成された本実施の形態において、イメージファイバー２２で伝送された像は結像光学系２３によってCCDカメラ９に結像される。このCCDカメラ９の信号をもとに画像処理装置１７でCCDカメラ９に受けた輝度を計測し、そのデータをもとにCCDカメラ９での映像化の可否をコンピュータ１５で判定し、その結果をもとに、エアー供給装置１６とモーターコントローラー２１を制御して、エアーシリンダー１１の光路への出し入れと第２の偏光フィルター１９を回動させるモーター２０の駆動を行う。
【００６６】
本実施の形態によれば、レーザ加工環境から離れた場所でレーザ加工部１０をモニタすることができ、光センサーを使わずにCCDカメラ９に到達する光量を大幅かつ連続的に自動調整することができ、さらに、レーザ加工ヘッド２４を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示し、（ａ）はモニタ光光路に減光フィルターを挿入した状態を示す図、（ｂ）はモニタ光光路から減光フィルターを抜き出した状態を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図５】本発明の第５の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第６の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第７の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第８の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第９の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１１】本発明の第１１の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１２】本発明の第１２の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１３】本発明の第１３の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１４】本発明の第１４の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１５】本発明の第１５の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１６】本発明の第１６の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１７】本発明の第１７の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１８】本発明の第１８の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図１９】本発明の第１９の実施の形態のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【図２０】従来のレーザ加工部のモニタ装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１…光ファイバー、２…加工用レーザ光、３ａ，３ｂ…集光レンズ、４…被加工物、５…可視光、６…ダイクロイックミラー、７…減光フィルター、８…結像レンズ、９…CCDカメラ、１０…レーザ加工部、１１…エアーシリンダー、１２…部分反射ミラー、１３…光センサー、１４…アンプ、１５…コンピュータ、１６…エアー供給装置、１７…画像処理装置、１８…第１の偏光フィルター、１９…第２の偏光フィルター、２０…モーター、２１…モーターコントローラー、２２…イメージファイバー、２３…結像光学系、２３ａ，２３ｂ…結像レンズ、２４…レーザ加工ヘッド、２５…反射ミラー。
【図１】
2005313183.tif 000003
【図２】
2005313183.tif 000004
【図３】
2005313183.tif 000005
【図４】
2005313183.tif 000006
【図５】
2005313183.tif 000007
【図６】
2005313183.tif 000008
【図７】
2005313183.tif 000009
【図８】
2005313183.tif 000010
【図９】
2005313183.tif 000011
【図１０】
2005313183.tif 000012
【図１１】
2005313183.tif 000013
【図１２】
2005313183.tif 000014
【図１３】
2005313183.tif 000015
【図１４】
2005313183.tif 000016
【図１５】
2005313183.tif 000017
【図１６】
2005313183.tif 000018
【図１７】
2005313183.tif 000019
【図１８】
2005313183.tif 000020
【図１９】
2005313183.tif 000021
【図２０】
2005313183.tif 000022