リアルタイムフォーカスシフトモニタ
オンラインフォーカストラッカーはレーザ加工中にリアルタイムでフォーカスシフトのモニタリングを行うツールです。
高出力レーザによる加工中には、レーザにより加熱されることにより、光学部品上に温度分布が形成されます。光学部品は温められると形状が変わり、また屈折率も変化します。
温度の分布ができるということは、膨張量も分布があり、また屈折率も分布ができることを意味します。
これにより、熱レンズ効果が発生し、フォーカスシフトなどの影響が出てきます。
レーザ加工中にフォーカスシフトが起きると、加工点でのレーザスポット径やレーザビームプロファイルに変化が生じてしまうため、加工品質にも影響してきます。例えば溶接の溶け込みが浅くなったり、ある部分だけに穴が空いてしまったりなど様々です。
高出力レーザで一般的に使用される合成石英はクリーンな状態では、透過率が高く熱レンズ効果は限定的です。しかし、一度汚れが付着してしまうと、そこでレーザ光の吸収が始まり、加熱されます。
保護ガラスは、レーザ加工中にヒュームやスパッタなどの汚れが付着してしまうため、加工中にフォーカスシフト量を変化させてしまう主な原因となります。
オンラインフォーカストラッカーはレーザ加工中にリアルタイムでフォーカスシフト量をモニタリングすることができ、またそれをアウトプットすることができます。
レーザ加工機側で、受け取った信号を元に加工ヘッドの位置を調整し、加工点に適切なスポット径のビームを照射することができます。
また、レーザ加工機のオペレータは定期的に保護ガラスの交換作業を行っていますが、これはあくまでも経験によるものです。
オンラインフォーカストラッカーを使うことで、全フォーカスシフトの内、保護ガラスによるフォーカスシフト量がどれくらいあるかという情報を得ることができますので、適切な保護ガラスの交換タイミングを知ることに役立てることができます。
