(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発生器（２）から発生されるレーザ光線（５）の光路に配設され、該レーザ光線（５）を少なくとも部分的に透過させる少なくとも１個の出力レンズ（６）及び少なくとも１個の収束レンズ（８）を含む少なくとも１個の光学部品を有するレーザ加工機を含むレーザ装置において、該光学部品（６，８）の温度を検出するための少なくとも１個の温度検出装置が設けられ、この温度検出装置が当該の光学部品（６，８）を透過して、放射される前記レーザ光線（５）の可視光領域における光の強さを検出する光強度検出器を有し、検出された光の強さに応じて当該の光学部品（６，８）の温度を調節するように、前記レーザ光線（５）が制御可能になっていることを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記光強度検出器が少なくとも１個の感光センサを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記光学部品（６，８）を透過して、放射される光と加工光を含む妨害電磁放射とを分離する少なくとも１つの分離器を、前記光強度検出器を該光分離器を介して前記光学部品に光結合して前記光学部品（６，８）を透過して、放射される光を該光分離器を介して前記光強度検出器に到達するように設け、該分離器はさらに前記妨害電磁放射を前記光強度検出器から隔離して、遮蔽するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記分離器は、前記光学部品が前記光強度検出器への光から前記妨害電磁放射する光を除く遮蔽器から成ることを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記遮蔽器は、前記光強度検出器と前記光学部品（６，８）との間に配設された少なくとも１個の光学フィルタ（２２）であることを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光強度検出器が、前記レーザ光線（５）の軸線に対してある角をなして延びる観察路（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を経て観察される前記光学部品（６，８）と連絡するように前記レーザ光線（５）の光路の外に配設されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記レーザ光線（５）の軸線に対して前記観察路（１４ｂ，１４ｄ）がなす前記角は該軸線に対して実質的に垂直であることを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記レーザ光線（５）を案内するビーム案内空間（１５ａ）を更に設け、前記観察路（１４ａ）が前記レーザ光線（５）の前記光路において前記光学部品（６，８）の工作物（９）側で前記レーザ光線の軸に対して前記光学部品の方へ傾けられて前記ビーム案内空間（１５ａ）に連通するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記センサの少なくとも１つはフォトダイオード（１０，１１）から成ることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光強度検出器によって検出された光の強さに対応する信号と所定の光の強さの基準値とを比較する比較器（１７）を有する解析装置（１２，１３）と、該比較器（１７）に接続され該比較器の比較結果に基づき前記光学部品（６，８）の温度を調整するようにレーザ光線（５）を制御する装置制御部（４）とを更に設けて成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記装置制御部（４）が前記レーザ発生器（２）に接続されていて該レーザ発生器（２）を遮断することができるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記基準値が可変であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記比較器（１７）は、光検出用の前記フォトダイオードが検出した前記光の強さの実際値に相当するダイオード電圧及びダイオード電流の少なくとも一方に対応する信号と前記基準値に対応する信号とを比較するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記解析装置（１２，１３）は、前記光強度検出器によって検出された光の強さの実際値から外乱を取り除くための補正器（１６）を有し、前記比較器（１７）は、該光の実際値から前記外乱を取り除いた値と該基準値を比較する構成にされていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項１５】
前記解析装置（１２，１３）の前記比較器（１７）は、前記フォトダイオード（１０，１１）に流れるダイオード電流及び該フォトダイオード（１０，１１）に印可されるダイオード電圧の少なくとも一方に対応する実際値から前記フォトダイオード（１０，１１）の環境温度及び加工光の形の環境光を含む前記妨害放射の影響によって起こされたダイオード電流値及びダイオード電圧値の少なくとも一方を取り除き、これによって前記実際値から前記妨害放射の影響によって発生されたダイオード電流値及びダイオード電圧値の少なくとも一方を取り除いた処理値が前記比較器（１７）によって前記基準値と比較できる値に成るように構成されていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項１６】
前記比較器（１７）は、前記解折装置（１２，１３）を前記装置制御部（４）に接続するしきい値スイッチ（２１）を有し、該しきい値スイッチ（２１）は前記光の強さに対応する実際値又は前記処置値が前記基準値を超えると直ちに前記装置制御部（４）を前記レーザ光線（５）を制御させるように駆動させる構成にしたことを特徴とする請求項の１０乃至１５のいずれか１つに記載のレーザ装置。
【請求項１７】
前記光強度検出器及び解析装置（１２，１３）の少なくとも一方が前記レーザ装置（１）の使用状態に応じて接続及び遮断され又は接続若しくは遮断されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【請求項１８】
前記光強度検出器、前記解析装置（１２，１３）及び前記装置制御部（４）の少なくとも１つがコンピュータ制御されることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれかの１に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線の光路に配設され、レーザ光線を少なくとも部分的に透過する少なくとも１個の光学部品、例えば、少なくとも１個の出力レンズ若しくは少なくとも１個の収束レンズの少なくとも一方を有するレーザ装置、特に、レーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の種類のレーザ装置はすでにかなり前から慣用されている。その場合、単数個又は複数個の上記の光学部品がレーザ装置の機能にとって不可欠である。
【０００３】
公知のレーザ加工機では、高い品質の加工結果を保証するために、様々な種類の監視装置及び制御装置が使用されている。例えば、ドイツ国公開公報第ＤＥ−Ａ−３７１０８１６号明細書、ドイツ国公開公報第ＤＥ−Ａ−１９６３０４３７号明細書及び定期刊行誌ＶＤＩ−Ｚ、６号（１９９８年）７６頁以下に所載のハーファーカンプ（Haferkamp）その他著の論文（Springer-VDI-Verlag GmbH & Co. KG.（シュプリンガー−ファウデーイー−フェアトラーク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー）、ドイツ国デュッセルドルフ）は当該の工作物の加工部位の観察を行うため機械制御部に接続された装置を開示している。その場合、加工部位の観察は機械の加工ヘッドの収束レンズによって行なわれる。観察の結果に従って当該の機械が制御される。公知の装置は、工作物の加工部位から反射又は放射される放射から加工過程、特に、加工結果について知ることができるということを利用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれと異なる問題を取りあげる。
【０００５】
レーザ装置の光学部品、特に、レーザ加工機の収束レンズは装置の使用過程で沈着物、例えば、レーザ光線の加工部位で生じる飛沫によって汚れることが実際に観察される。汚れの結果、当該の光学部品は入射するレーザ放射の一部を吸収する。これが温度上昇をもたらし、今日慣用の高いレーザ出力では、例えば、当該の光学部品の蒸発が起こることがある。その場合に発生する蒸気は健康に有害であると共に、レーザ装置、例えば、レーザ加工機のビーム案内部を汚染する。
【０００６】
本発明はこうした不都合を取り除くことを課題にした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づき、レーザ光線の光路に配設され、該レーザ光線を少なくとも部分的に透過する少なくとも１個の光学部品、例えば、少なくとも１個の出力レンズ及び／又は少なくとも１個の収束レンズを有するレーザ装置、特にレーザ加工機において、前記少なくとも１個の光学部品の温度を検出するための少なくとも１個の温度検出装置が設けられ、この温度装置が前記光学部品を透過して、放射される光の可視光領域における光の強さを検出する光強度検出器を有し、検出された光の強さに応じて前記光学部品の温度を調節するようにレーザ光線を制御することにより上記の課題が解決される。監視される光学部品の検出された温度が蒸発温度に近い値をとり前記光の強さが検出されると、前記光学部品にそれ以上の加熱が起こらないように、直ちにレーザ光線が制御される。その場合、レーザ光線の制御は、例えば、光線を偏向させること、光エネルギーを減少させること及び／又はレーザ光線を遮断することによって行われる。適切な制御の後に、前記光学部品は完全に機能する光学部品と交換される。検出又は監視される温度のパラメータとして前記光学部品を透過して、放射される光の強さを利用することは、温度の検出又は監視のために使用される装置を光学部品から間隔を置いてレーザ光線の光路の外に、従って、場所的に可変に配設することができるという利点をもたらす。故に、光学部品を検出装置又は監視装置に接続するための、例えば、別個の接続線の形の特別の装置は必ずしも必要でない。その上、例えば工作物の加工時に大規模に発生する例えば不可視の熱放射としての妨害放射(Stoerstrahlung)は、より少ない費用で検知された光から処理され又は取り除かれる。このような妨害放射としては、例えば、観察される光学部品ではなくてむしろその環境に由来する光が問題になる。この光は観察される光学部品を透過して、放射される光の光強度検出器の方向へ広がっていくからである。
【０００８】
当該の光学部品から放射される光の強さを検出するために、本発明に基づいて種々の技術的解決策が考えられる。例えば、カメラを使用することができるが、本発明によれば少なくとも１個の感光センサを有する装置を用いるのが望ましい。その場合、当該の光学部品を観察するために、端部にカメラ又は感光センサがある光ケーブルを使用することもできる。
【０００９】
本発明による改良は次のようにして行われる。単数個又は複数個の光学部品の監視装置とこれと共にレーザ装置全体を最適に機能させ又はこれらに最大の信頼性を与えるために、当該の光学部品を透過して、放射される光の光強度検出器、場合によっては特に少なくとも１個のセンサが、妨害電磁放射特に加工光を当該の光学部品を透過して、放射される光から分離する少なくとも１個の分離器を介して当該の光学部品と光結合され、当該光学部品を透過して、放射される光が上記分離器を介してこの光強度検出器、場合によっては特に前記の少なくとも１個のセンサに到達し、上記分離器が妨害電磁放射(elektromagnetische Stoerstrahrung) 、特に加工光を当該の光学部品を透過して、放射される光の光強度検出器、特に少なくとも１個のセンサから隔離して、遮蔽するようにした。この処置によって、監視される光学部品の温度がすでに臨界値に達しているか又は間もなく到達するかを、いずれにせよ加工を妥当な費用で行った後に、その強さから直接かつ確実に推論できる電磁放射が、当該の光学部品を透過して、放射される光の光強度検出器に到達することが保証される。レーザ光線が加工ビームとして利用されるレーザ装置の場合は、レーザ光線の加工部位から妨害光線の形で激しい妨害電磁放射が出る。本発明に基づく前述の処置によれば、監視される光学部品を透過して、放射される光の強さの検出の際にこの妨害光線の影響が最も少なくなる。
【００１０】
本発明の有利な改良においては、妨害電磁放射特に加工光と当該の光学部品から放射される光との分離器として、当該の光学部品から放射される光の光強度検出器、場合によっては特に少なくとも１個のセンサを遮蔽する少なくとも１個の遮蔽器が設けられる。
【００１１】
本発明に基づき上記の種類の遮蔽器としては、当該の光学部品から放射される光の光強度検出器（場合によっては特に少なくとも１個のセンサ）と監視される光学部品との間に配設された光学フィルタが好適である。このようなフィルタは波長に関連した遮蔽を行う要素、即ち、所定の波長又は所定の波長範囲の電磁放射を当該の光学部品から放射される光の光強度検出器から隔離する遮蔽要素である。
【００１２】
出力レンズ又は収束レンズが放射する光は通常６００ｎｍを超える範囲の波長を有するという背景のもとで、６００ｎｍを超える範囲の波長の光は透過するが６００ｎｍ以下の範囲の波長の電磁放射は透過しない少なくとも１個の光学フィルタを設けることが好ましい。
【００１３】
当該の光学部品から放射される光の光強度検出器を僅かな製造費で効果的に遮蔽するために、請求項６乃至８の特徴部に示された本発明レーザ装置の特徴が利用される。これらの請求項は、遮蔽の効果が監視される光学部品に対する当該の光学部品から放射される光の光強度検出器の配列又は上記請求項に記載の観察路に基づいて遮蔽の仕方を規定する。
【００１４】
本発明の別の好適な実施形態では、当該の光学部品から放射される光の強さを検出するためのセンサ又はこれらのセンサの少なくとも１つがフォトダイオードから成るものとする。この種のフォトダイオードは実証済で、確実に機能し、しかも機械制御部に簡単に組み込むことができる部品である。
【００１５】
当該の光学部品から放射される光の光強度検出器が（本発明の別の変型の場合に設けられるように）解析装置を介して装置制御部に接続され、解析装置は検出された光の強さに対応する実際値と所定の基準値を比較する比較器を有し、比較結果に従って装置制御部が当該の光学部品の温度を調節するようにレーザ光線を制御することが、本発明レーザ装置の当該の光学部品の加熱防止を自動化するのに好都合である。
【００１６】
本発明において、当該の光学部品の過熱防止のためにレーザ光線を制御するための望ましい形態は、レーザ光線を遮断することである。この目的のために本発明に基づき装置制御部はレーザ発生器に接続され、装置制御部によってレーザ発生器を遮断することができる。
【００１７】
本発明のレーザ装置を変動する個々の要件に適応させて調整するために、基準値が可変であることが好ましい。例えば、光学部品が異なれば蒸発温度も異なる可能性があるから、基準値は可変であることが適切であるからである。
【００１８】
フォトダイオードの形のセンサを有する本発明レーザ装置の実施形態の場合は、検出された光の強さに対応する実際値としてダイオード電流及び／又はダイオード電圧に対応する実際値と当該の基準値が解析装置の比較器によって比較される。
【００１９】
また、当該の光学部品の過熱防止装置の誤作動を防止するために、解析装置は本発明に基づいて検出された光の強さに対応する出力の実際値から外乱を取り除くことができかつ比較器は外乱を除いた実際値と当該の基準値を比較することができる補正器を有する。この基本的解決策は、請求項１５の特徴部分によるフォトダイオードの形のセンサを有する本発明のレーザ装置で実現される。請求項１４に記載の補正器と、妨害電磁放射を当該の光学部品から放射される光を分離するための単数個又は複数個の上記の分離器とを組合わせて用いることによって、当該の光学部品の過熱防止を確実に行う。
【００２０】
本発明の好適な実施形態では、解析装置と装置制御部との間の連絡がしきい値スイッチによって行なわれ、検出された光の強さに対応する実際値、場合によっては外乱を除いた実際値が基準値を超えると、直ちにこのしきい値スイッチによって装置制御部がレーザ光線を制御する方向へ制御することができるようになっている。
【００２１】
本発明のレーザ装置ないしはレーザ加工機の好適な実施形態の場合は、レーザ光線の誤制御を回避することができるようにするために、光学部品から放射される光の強さ検知装置及び解析装置の双方又は一方がレーザ装置ないしはレーザ加工機の使用状態に応じて、接続及び遮断の双方又は片方ができるようになっている。レーザ加工機では、例えば、加工される工作物にレーザ光線を「突き刺す」時点で光強度検出器及び解析装置の双方または片方を遮断することができることをうまく利用する。何故ならば、レーザ光線のこの突き刺しは、監視される光学部品がなければ必要がないがこの光学部品があるためにレーザ装置の解析装置によって制御、特に遮断される急激な光発生を伴うからである。
【００２２】
本発明レーザ装置をなるべく広範に自動化するために、当該の光学部品から放射される光の光強度検出器、解析装置及び装置制御部の１つ又はこれらの任意の組合せをコンピュータ制御する。
【００２３】
本発明の好適な実施形態ではレーザ発生器としてＣＯ２ レーザ発生器が設けられる。このようなガスレーザ発生装置から発生する光線は不可視であるから、例えば、フォトダイオードで検出することはできない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、概略図を参照して本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳述する。
【００２５】
図１によれば、レーザ加工機又はレーザ切断機１の形のレーザ装置は、ガスレーザ発生器、特に、ＣＯ２ レーザ発生器２、加工ヘッド３及び装置制御部又は機械制御部４を具備する。レーザ光線５がレーザ発生器２内で発生される。その光路にレーザ発生器２の出力レンズ６、偏向ミラー７及び加工ヘッド３内に配設された収束レンズ８の形の光学部品が挿入されている。収束レンズ８によってレーザ光線５が加工される工作物９に集光される。
【００２６】
出力レンズ６及び収束レンズ８の温度が監視される。そのために、出力レンズ６ないしは収束レンズ８が放射する光強度検出器が利用される。これらの光強度検出器はいずれも、フォトダイオード１０又はフォトダイオード１１で形成される感光センサを有する。フォトダイオード１０は解析装置(Auswerteeinrichtung) １２を経て、また、フォトダイオード１１は解析装置(Auswerteeinrichtung) １３を経て機械制御部４に接続される。監視される光学部品から出る全ての光の他に、所定の波長又は所定の波長範囲の対応の光の強さだけを検出することもできる。
【００２７】
収束レンズ８に対してフォトダイオード１１を様々に配列できることが図２乃至４で明らかである。図示の全ての場合にフォトダイオード１１はレーザ光線５の光路の外に取付けられている。
【００２８】
図２によれば、フォトダイオード１１は観察路１４ａを経て収束レンズ８に連通する。この観察路１４ａは、収束レンズ８の工作物９寄りの側でレーザ光線５の軸線に対して収束レンズ８寄りに傾斜した状態で加工ヘッド３ａのビーム案内空間(Strahlfuehrungsraum) １５ａに連通している。図３では、観察路１４ｂは収束レンズ８の高さにあってレーザ光線５の軸線に対して垂直に延びて加工ヘッド３ｂのビーム案内空間(Strahlfuehrungsraum) １５ｂに連通しており、この観察路１４ｂの末端にフォトダイオード１１が設置されている。図４によれば、フォトダイオード１１用の観察路１４ｃは、収束レンズ８の、工作物９と反対側で、加工ヘッド３ｃのビーム案内空間(Strahlfuehrungsraum) １５ｃに連通している。この場合、観察路１４ｃはレーザ光線５の軸線に対して傾斜している。
【００２９】
観察路１４ａ，１４ｂ，１４ｃによって、フォトダイオード１１をレーザ光線５から後退した位置に配設することが可能になる。フォトダイオード１１は、この位置にあるために、レーザ光線５が工作物９の加工部位にあたってそこから来る光線からかなり遮蔽されることになる。
【００３０】
ブロック図の形の図５が示すように、フォトダイオード１０に接続された解析装置１２及びフォトダイオード１１に接続された解析装置１３は補正器１６と比較器（コンパレータ）１７とを具備する。なお、補正器１６は、おおむね第１の増幅段部１８、積分素子（積分部−Integrierglied）１９及び第２の増幅段部２０を含む。比較器１７は適当なしきい値回路２１の形のしきい値スイッチから成る。
【００３１】
時間ｔの間にフォトダイオード１０，１１を流れるダイオード電流ＩＤ の経過を図６に例示する。ダイオード電流ＩＤ は、一方ではフォトダイオード１０，１１に入射する光線によって引き起こされる。また、ダイオード電流ＩＤ の一部は自らの環境温度で決まるダイオード１０，１１の固有温度(Eigentemperatur) によって発生される。フォトダイオード１０，１１に入射する光線は種々の原因に由来する。１つの原因は、フォトダイオード１０，１１によって観察される光学部品、即ち、フォトダイオード１０の場合は出力レンズ６、フォトダイオード１１の場合は収束レンズ８にある。この光線の強さとダイオード電流ＩＤ の内のこの光線によって発生した部分とは、当該の光学部品の温度に関係がある。さらに、フォトダイオード１０，１１には出力レンズ６，収束レンズ８に由来しない一般環境の光線も入射し、これもまたダイオード電流ＩＤ の一部の原因となる。
【００３２】
レーザ切断機１のレーザ光線５を出力レンズ６及び収束レンズ８が気化（蒸発）しないように制御しなければならないから、ここで、ダイオード電流ＩＤ の内の、出力レンズ６又は収束レンズ８の明るさ状態によって発生する部分だけが重要である。その他の光線は妨害放射であり、従って、ダイオード電流ＩＤ の内のこの妨害放射に起因する部分は妨害電流(Stoerstrom)である。同様に、ダイオード電流ＩＤ の内のフォトダイオード１０ないしは１１の固有温度によって引き起こされる部分も妨害電流になる。妨害電流の和を「暗電流」(Dunkelstrom)と呼ぶ。
【００３３】
次に、図６にすべてのダイオード電流ＩＤ  、即ち、暗電流分を含むダイオード電流ＩＤ  の実際値の時間的経過を示す。横軸の値ｔ１  はレーザ光線５が突然の輝きを伴って工作物９に当たる時点を表示し、横軸値ｔ２  は出力レンズ６又は収束レンズ８の温度が蒸発温度に近い温度に達した時点を表示する。
【００３４】
図６に示されたダイオード電流ＩＤ の実際値から暗電流分を取り除くために、図５に示した解析装置１２，１３の補正器１６が使用される。その場合、フォトダイオード１０，１１のダイオード電流ＩＤ  を示す信号の内の暗電流分は、第１の増幅段部１８内で濾過される。増幅段部１８は差動増幅器として構成され、低周波信号分は積分素子１９を経て基準点(Bezugspunkt) へフィードバックされる。その結果の信号が第２の増幅段部２０で増幅され、続いて、しきい値回路（しきい値スイッチ）２１へ送られる。しきい値回路２１へ送られた信号の強さがしきい値回路２１で予め与えられている基準値を超えると、さらにデジタル信号として機械制御部４へ送られる。しきい値回路２１の上記の基準値は、出力レンズ６ないし収束レンズ８が蒸発寸前の状態にある時の出力レンズ６ないし当該の収束レンズ８の温度に対応する信号を表す。機械制御部４へ転送されたデジタル信号によって、機械制御部４がレーザ発生器２、それと共にレーザ光線５を遮断する。そこで、もはや機能することができなくなった出力レンズ６又は収束レンズ８を交換することができる。
【００３５】
図７（Ａ）は、上の図６から暗電流分を除いたダイオード電流ＩＤ’の実際値の時間的経過を示す。縦座標の値ＩＤ’Ｒ  は、出力レンズ６又は収束レンズ８が蒸発の少し前の状態にある時期における、従って、基準値としてレーザ発生器２の遮断時期ｔ２  における暗電流分を処理した後のダイオード電流実際値である。
【００３６】
図７（Ｂ）は、レーザ発生器２を遮断するために機械制御部４へ送られるデジタル信号ＤＳの時間的関係を示す。同様に、図７（Ｃ）はレーザ発生器２の接続状態ＬＧ（接続ｅｉｎ、遮断ａｕｓ）と時間ｔとの関係を示す。
【００３７】
最後に、図８は、図３の加工ヘッド３ｂと構造がほぼ同じな加工ヘッド３ｄを示す。加工ヘッド３ｄの場合も、収束レンズ８が放射する光強度検出器であるフォトダイオード１１は観察路、即ち、この場合は、レーザ光線５の軸線に対して垂直に延び収束レンズ８の高さでビーム案内空間１５ｄに連通する観察路１４ｄの末端にある。図２，３，４の加工ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃと同様に加工ヘッド３ｄも図１に示した種類のレーザ切断機１に使用される。
【００３８】
前述の加工ヘッド３ａ，３ｂ，３ｃと異なり、図８による加工ヘッド３ｄには、光学フィルタ２２が観察される収束レンズ８の後にあってフォトダイオード１１に接続されている。光学フィルタ２２は、長波長域フィルタ、即ち、比較的小さな波長の範囲では透過率が低く、比較的大きな波長の範囲では透過率が高い光学フィルタである。６００ｎｍを超える範囲の波長の光線は光学フィルタ２２によりフォトダイオード１１へ透過されるが、６００ｎｍより少ない範囲の波長の電磁放射は光学フィルタ２２によって取り除かれる。光学フィルタ２２による所定波長よりも小さな波長の光の透過の阻止又は光波長の透過限界をこのように設定した背景は、工作物９のレーザ光線５の加工部位から出る放射の波長、特にいわゆる「加工光」の波長は主として６００ｎｍ以下の領域の範囲であるのに対して、収束レンズ８から放射されるいわゆる「レンズ光」は上記の値を超える範囲の波長を有するという事情があるからである。
【００３９】
従って、観察される収束レンズ８から出てその強さが監視されるべきレンズ温度の尺度になる光線だけが、おおむね、フォトダイオード１１に到達することが、観察路１４ｄのフォトダイオード１１を完全に覆いこれによって遮蔽する光学フィルタ２２により行われる。図８に基づく加工ヘッド３ｄのフォトダイオード１１に光線が当たると（すでに述べたように）ダイオード電流が発生する。この電流又はこの電流に相当する信号は直ちに比較器、例えば、前述のしきい値回路２１で基準値と比較され、次に、比較結果が当該のレーザ切断機の制御の基礎として使用される。収束レンズ８の温度監視を最適にないしは最大の信頼性を持って行えるようにするために、フォトダイオード１１を流れるダイオード電流又はこの電流に相当する信号を特に図５に基づいて形成し妨害分を処理することが好ましい。処理されたダイオード電流の実際値又は信号は、その場合、前述のようにレーザ切断機を制御するための基礎として利用される。フォトダイオード１１に入射する光が発生するダイオード電流の「暗電流」分を考慮に入れることは比較的簡単である。その点で、上記の光の強さを検出することによって、当該の光学要素の温度を実用的に比較的少ない費用で監視することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に基づくレーザ装置は、その光学部品に発生する熱の温度を温度検出器で検出して該光学部品の蒸発温度よりも低く設定して該光学部品の蒸発を防止し、熱による該光学部品が汚染するのを安価に防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学部品の温度監視装置、解析装置及び機械制御部を有するレーザ切断機の構造の概略図である。
【図２】収束レンズ及びこれに対応する温度監視装置を備えた加工ヘッドの実施形態の概略図である。
【図３】収束レンズ及びこれに対応する温度監視装置を備えた加工ヘッドの他の実施形態の概略図である。
【図４】収束レンズ及びこれに対応する温度監視装置を備えた加工ヘッドの更に他の実施形態の概略図である。
【図５】図１の、対応のフォトダイオードを有する解析装置の基本構造を示す図である。
【図６】図５のフォトダイオードのダイオード電流の時間的経過の一例を示す。
【図７】図１のレーザ切断機の制御を説明するための線図である。
【図８】収束レンズと光学フィルタを備えた所属の温度監視装置とを有する加工ヘッドの概略図を示す。
【符号の説明】
１      レーザ装置（レーザ加工機、レーザ切断機）
２      レーザ発生器
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ    加工ヘッド
４      機械制御部（装置制御部）
５      レーザ光線
６      出力レンズ
７      偏向ミラー
８      収束レンズ
９      工作物
１０      フォトダイオード
１１      フォトダイオード
１２      解析装置
１３      解析装置
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ    観察路
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ    ビーム案内空間
１６      補正器
１７      比較器
１８      第１の増幅段部
１９      積分素子
２０      第２の増幅段部
２１      しきい値回路（しきい値スイッチ）
２２      光学フィルタ
【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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【図７】
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【図８】
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