评价方法、评价系统以及激光加工系统与流程

1.一般地，本公开涉及评价方法、评价系统以及激光加工系统。更加详细地，本公开涉及利用激光束向对象物的照射导致在对象物产生的光来进行激光加工的评价的评价方法、评价系统以及激光加工系统。


背景技术：

2.现有的激光焊接品质评价方法根据激光焊接时在熔融部产生的焊接光(热辐射光、等离子体光以及激光反射光等)的峰值强度或者焊接光的强度的积分值，随机进行激光焊接品质评价。例如，在专利文献1中，利用在激光焊接时在熔融部产生的等离子体光或者反射光的峰值强度来进行焊接不合格的判断。此外，在专利文献2中，利用在激光焊接时在熔融部产生的反射光、等离子体光和红外光的时间积分强度来进行焊接不合格的判断。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第3154177号公报
6.专利文献2：日本特开2007-98442号公报


技术实现要素：

7.本公开的一方式是使来自激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于对象物相对移动来进行对象物的加工的激光加工的评价方法。评价方法包含测定步骤和评价步骤。测定步骤使用于测定光的强度的测光器的测定区域相对于对象物相对移动，通过测光器来测定伴随着测定区域的移动的光的强度的变化。评价步骤基于通过测定步骤而测定的伴随着测定区域的移动的光的强度的变化，进行激光加工的评价。测定步骤使测定区域相对于对象物相对移动，以使得测定区域的移动路径与照射区域的移动路径具有多个交叉点。
8.本公开的一方式是使来自激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于对象物相对移动来进行对象物的加工的激光加工的评价系统。评价系统包含执行测定处理以及评价处理的处理装置。测定处理使用于测定光的强度的测光器的测定区域相对于对象物相对移动，通过测光器来测定伴随着测定区域的移动的光的强度的变化。评价处理基于通过测定处理而测定的伴随着测定区域的移动的光的强度的变化，进行激光加工的评价。测定处理使测定区域相对于对象物相对移动，以使得测定区域的移动路径与照射区域的移动路径具有多个交叉点。
9.本公开的一方式是激光加工系统。激光加工系统具备：激光振荡器，用于向对象物照射激光束；测光器，测定光的强度；和处理装置，连接于激光振荡器以及测光器。处理装置执行加工处理、测定处理和评价处理。加工处理使来自激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于对象物相对移动来进行对象物的加工。测定处理使测光器的测定区域相对于对象物相对移动，通过测光器来测定伴随着测定区域的移动的光的强度的变化。评价处理
基于通过测定处理而测定的伴随着测定区域的移动的光的强度的变化，进行所述加工处理中的加工的评价。测定处理使测定区域相对于对象物相对移动，以使得测定区域的移动路径与照射区域的移动路径具有多个交叉点。
附图说明
10.图1是一实施方式所涉及的激光加工系统的结构例的框图。
11.图2是图1的激光加工系统的动作的流程图。
12.图3是表示对象物的熔融部存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
13.图4是图2所示的加工处理之前的对象物的外观的说明图。
14.图5是图2所示的加工处理之后的对象物的外观的说明图。
15.图6是表示图2所示的加工处理中的激光束的照射时间与输出的关系的一个例子的图表。
16.图7是图2所示的加工处理之后的对象物的外观的实际的照片。
17.图8是图1的激光加工系统具备的测定系统的动作的说明图。
18.图9是图1的激光加工系统具备的测定系统的动作的另一说明图。
19.图10是图1的激光加工系统具备的测定系统的动作又一说明图。
20.图11是图2所示的测定处理中的测定区域的移动路径的设定的方式的一个例子的说明图。
21.图12是表示对象物的熔融部存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
22.图13是表示对象物的熔融部存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的另一说明图。
23.图14是表示对象物的熔融部的一侧存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
24.图15是表示对象物的熔融部的另一侧存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
25.图16是表示对象物的熔融部的另一侧存在异常的情况下通过图2所示的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的另一说明图。
26.图17是比较例1的测定处理中的测定区域的移动的方式的说明图。
27.图18a是表示通过比较例1的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
28.图18b是表示通过比较例1的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的另一说明图。
29.图18c是表示通过比较例1的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的另一说明图。
30.图18d是表示通过比较例1的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的另一说明图。
31.图19a是表示通过比较例2的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
32.图19b是表示通过比较例3的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
33.图20是表示通过变形例的测定处理得到的测定波形与对象物的关系的说明图。
[0034]-符号说明-[0035]
1 激光加工系统
[0036]
21 激光振荡器
[0037]
3 测定系统
[0038]
31 测光器
[0039]
33 光学构件
[0040]
36 调整装置
[0041]
5 处理装置
[0042]
71 对象物
[0043]
l1 激光束
[0044]
l2 光
[0045]
r1 照射区域
[0046]
r2 测定区域
[0047]
m1 移动路径
[0048]
m2 移动路径
[0049]
p3 交叉点
[0050]
d1 移动方向
[0051]
s1 加工处理
[0052]
s2 测定处理
[0053]
s3 评价处理。
具体实施方式
[0054]
以往的激光焊接品质评价的方法使测定焊接光的监视区域(测定区域)与激光照射位置一致，仅在熔融部测定光的强度。因此，不能精度良好地检测并非熔融部而在焊接部的周围发生的熔融异常。具体地说，不能精度良好地检测熔融部的外侧的须状的熔融物、飞溅附着等。
[0055]
本公开提供能够提高激光加工的评价的精度的评价方法、评价系统以及激光加工系统。
[0056]
以下，适当参照附图，对实施方式详细进行说明。但是，可能省略非必要详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗余，使本领域技术人员容易理解。另外，发明人为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。
[0057]
(实施方式)
[0058]
[1-1.概要]
[0059]
图1是一实施方式所涉及的激光加工系统1的结构例的框图。激光加工系统1具备：激光振荡器21、测光器31、处理装置5。激光加工系统1通过将来自激光振荡器21的激光束l1向对象物71照射，来进行对象物71的加工。在图1中，激光加工系统1被用于将对象物71与另
一对象物72接合的激光焊接。对象物72被配置于对象物71的下方。通过向对象物71照射激光束l1并将对象物71以及对象物72的一部分熔融来形成熔融部74，从而对象物71与对象物72被相互熔融接合。
[0060]
在激光加工系统1中，处理装置5如图2所示，执行加工处理s1、测定处理s2、评价处理s3。
[0061]
加工处理s1如图3所示，使来自激光振荡器21的激光束l2向对象物71的照射区域r1相对于对象物71相对移动来进行对象物71的加工。在图3中，加工处理s1使照射区域r1相对于对象物71从最初的照射区域r1s相对移动到最后的照射区域r1e。照射区域r1的移动路径m1被设定为可得到所希望的熔融部74的形状。在图3中，熔融部74是直线状，移动路径m1也是直线状。
[0062]
测定处理s2如图1所示，对激光束l1向对象物71的照射所到导致的来自对象物71的光l2的强度进行测定。在图1中，为了容易理解，激光束l1和光l2错开描绘，但实际上为同轴上。测定处理s2如图3所示，使测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。在图3中，测定区域r2相对于对象物71从最初的测定区域r2s相对移动到最后的测定区域r2e。特别地，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2具有照射区域r1的移动路径m1和多个交叉点p3。
[0063]
评价处理s3基于伴随着通过测定处理s2而测定的测定区域r2的移动的光l2的强度的变化，进行激光加工的评价。伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化在图3中，图示为信号强队相对于时间经过的变化。信号强度是来自测定系统3的检测信号的强度，这对应于光l2的强度。
[0064]
在图1的激光加工系统1中，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的移动路径m1具有多个交叉点p3。测定处理s2不是使测定区域r2与照射区域r1的移动路径m1一直一致，而在与照射区域r1的移动路径m1不同的区域也设定测定区域r2。因此，评价处理s3不仅基于光l2的强度，评价与照射区域r1的移动路径m1一致的区域处的激光加工的异常，也能够评价与照射区域r1的移动路径m1不同的区域处的激光加工的异常。因此，通过图1的激光加工系统1，能够提高激光加工的评价的精度。
[0065]
[1-2.详细]
[0066]
以下，对图1的激光加工系统1进一步详细进行说明。激光加工系统1具备激光照射系统2、测定系统3、移动系统4、处理装置5。
[0067]
[1-2-1.激光照射系统]
[0068]
在图1中，激光照射系统2为了对象物71的激光加工，向对象物71照射激光束l1。激光照射系统2具备激光振荡器21、准直透镜22、分色镜23、聚光透镜24。激光振荡器21输出用于对象物71的激光加工的激光束l1。激光束l1的波长例如是1070nm，但可适当设定。激光束l1可以是连续波也可以是脉冲波。准直透镜22、分色镜23和聚光透镜24构成将激光束l1导向对象物71的光学系统。图1中，从激光振荡器21输出的激光束l1通过准直透镜22而被转换为平行光束，通过分色镜23而向对象物71直角地反射，被聚光透镜24聚光，并向对象物71照射。分色镜23的表面对与激光束l1的波长相等波长的光进行全反射，被特殊涂敷以使得透
射与激光束l1的波长不同的波长的光。
[0069]
[1-2-2.测定系统]
[0070]
图1中，测定系统3对激光加工时对象物71处产生的光l2的强度进行测定，输出表示光l2的强度的检测信号。光l2例如包含基于激光束l1向对象物71的照射的对象物71的熔融所导致的热辐射光。热辐射光的强度为与熔融温度、熔融面积等熔融状态相应的大小。另外，光l2不仅是热辐射光，也能够包含激光束l1的对象物71处的反射光、以及对象物71的材料被激励从而产生的固有的光。测定系统3具备：测光器31、检测信号放大器32、光学构件33、带通滤波器34、成像透镜35、调整装置36。
[0071]
测光器31对测定区域r2处的光l2的强度进行测定。测光器31包含受光传感器。测光器31对入射到受光传感器的光l2的强度进行测定，将表示光l2的强度的检测信号输出到检测信号放大器32。检测信号放大器32将来自测光器31的检测信号放大，输出到处理装置5。
[0072]
光学构件33、带通滤波器34和成像透镜35构成用于将测光器31的测定区域r2设定在对象物71上的光学系统。
[0073]
光学构件33相对于分色镜23处于与聚光透镜24相反的一侧。光学构件33将来自测定区域r2的光l2导向测光器31。光学构件33能够调整相对于测光器31的位置，以使得测定区域r2相对于对象物71相对移动。图1中，光学构件33能够顺时针以及逆时针旋转。光学构件33相对于测光器31的位置是光学构件33的围绕旋转轴的旋转位置。光学构件33例如具备可动式全反射镜。可动式全反射镜例如是电流镜。电流镜能够高精度并且高速地旋转。在光学构件33中，可动式全反射镜的旋转轴沿着工作台41的移动方向d2。因此，光学构件33能够使测定处区域r2在与工作台41的移动方向d2正交的方向移动，但不能使测定处区域r2在工作台41的移动方向d2移动。光学构件33被配置为与光学构件33的旋转无关地，在移动方向d2，测定区域r2与照射区域r1一致。图1中，光学构件33能够顺时针以及逆时针地旋转。
[0074]
带通滤波器34和成像透镜35依次处于光学构件33与测光器31之间。带通滤波器34使规定的波段的光通过，使其入射至成像透镜35。规定的波段例如是1300nm～1350nm的波段。该情况下，仅1300nm～1350nm的波段的光入射至测光器31。成像透镜35通过测光器31来使通过带通滤波器34的光l2成像。在图1中，来自测定区域r2的光l2通过聚光透镜24和分色镜23，入射至光学构件33。入射至光学构件33的光l2被光学构件33反射，通过带通滤波器34以及成像透镜35，入射至测光器31。
[0075]
调整装置36对光学构件33相对于测光器31的位置进行调整。在图1中，光学构件33能够顺时针以及逆时针地旋转。调整装置36例如是对使光学构件33旋转的电机进行控制的电机驱动器。
[0076]
[1-2-3.移动系统]
[0077]
在图1中，移动系统4使对象物71相对于来自激光照射系统2的激光束l1的照射区域r1移动。移动系统4具备工作台41和移动装置42。工作台41对激光加工的对象物71进行支承。图1中，在对象物71的下方设置对象物72。对象物71与对象物72被固定在工作台41上。移动装置42具备电机等的动力源，使工作台41移动。通过工作台41移动，对象物71以及对象物72也移动。在图1中，移动装置42使工作台41沿着与图1的纸面正交的方向直线地移动。图1的激光加工系统1与工作台41的移动同步地将激光束l1向对象物71照射，由此，对象物71与
对象物72通过激光焊接而被接合。
[0078]
[1-2-4.处理装置]
[0079]
图1中，处理装置5连接于激光照射系统2、测定系统3和移动系统4。处理装置5进行激光加工系统1的整体的控制。处理装置5具有进行激光振荡器21、调整装置36以及移动装置42的同步控制并进行来自检测信号放大器32的检测信号的运算处理的功能。
[0080]
处理装置5如图2所示，执行加工处理s1、测定处理s2、评价处理s3。处理装置5例如能够通过包含一个以上的处理器(微处理器)和一个以上的存储器的计算机系统来实现。通过一个以上的处理器执行(一个以上的存储器中存储的)程序，实现加工处理s1、测定处理s2、评价处理s3。这里，程序被预先记录于一个以上的存储器，但也可以通过因特网等的电气通信线路，或者记录于存储卡等的非暂时性的记录介质而被提供。
[0081]
[1-2-4-1.加工处理]
[0082]
加工处理s1如图3所示，使来自激光振荡器21的激光束l1向对象物71的照射区域r1相对于对象物71相对移动来进行对象物71的加工。图4是图3所示的加工处理s1之前的对象物71的外观的说明图。图4的(a)以及图4的(b)分别表示加工处理s1之前的对象物71的剖面以及俯视图。如图4的(b)所示，在对象物71设定用于将对象物71与对象物72熔融接合的熔融预定区域73。
[0083]
加工处理s1使照射区域r1相对于对象物71相对移动，以使得对象物71在熔融预定区域73熔融。加工处理s1通过移动系统4来使工作台41移动来使对象物71、72移动，从而使照射区域r1相对于对象物71相对移动。照射区域r1相对于对象物71相对移动的移动方向d1是与工作台41的移动方向d2相反的方向。图4中，照射区域r1是以激光束l1向对象物71的照射位置p1为中心的区域。照射区域r1例如是通过激光束l1向对象物71的照射从而产生对象物71的熔融的区域。照射区域r1是圆形的区域，照射区域r1的直径与熔融预定区域73的宽度相等。
[0084]
图5是加工处理s1之后的对象物的外观的说明图。图5的(a)以及图5的(b)分别表示加工处理s1之后的对象物71的剖面以及俯视图。
[0085]
图5的(c)表示加工处理s1之后的对象物71的与移动方向d1正交的面处的剖面。如图5的(a)以及图5的(b)所示，加工处理s1使照射区域r1相对于对象物71从最初的照射位置p1s所对应的照射区域r1相对移动到最后的照射位置p1e所对应的照射区域r1。由此，如图5的(a)～(c)所示，熔融预定区域73所对应的部位在对象物71、72熔融，形成一定深度的熔融部74。照射区域r1的移动路径m1根据熔融预定区域73的形状而确定。熔融预定区域73被设定为可得到所希望的熔融部74的形状。图5中，熔融部74是直线状，移动路径m1也是直线状。
[0086]
图6是表示加工处理s1中的激光束l1的照射时间[ms]与输出[w]的关系的一个例子的图表。激光束l1的输出波形是梯形波形，包含缓升部、平坦部以及缓降部。平坦部的激光束l1的输出w1例如是400w。激光束l1的全照射时间t1例如是4ms。缓升部以及缓降部为了防止激光焊接时的飞溅、凹陷而设置。这样激光束l1的输出波形是梯形波形，因此如图5的(b)那样，熔融部74的形状也为倒梯形形状。另外，移动系统4使工作台41移动的移动速度是500mm/s。熔融预定区域73以及熔融部74的宽度约为300μm。熔融部74的深度约为400μm。
[0087]
图7是加工处理s1之后的对象物71的外观的实际的照片。图7中，对象物71是厚度为0.2mm的铝板。对象物72是厚度为1.0mm的铝板。
[0088]
图7的(a)是对象物71的熔融部74不存在异常的正常时的对象物71的外观的照片。正常时，熔融部74具有一定程度的一定的宽度，是符合激光束l1的照射区域r1的移动路径m1的形状。
[0089]
图7的(b)是对象物71的熔融部74存在异常的异常时的对象物71的外观的照片。图7的(b)中，在熔融部74的中央附近产生异常部75。图7的(b)中，异常部75例如是孔。异常部75是穿孔导致的。穿孔是在熔融预定区域73的一部分未正常进行熔融、在对象物71开孔或者熔融部74凹陷为凹状的熔融的程度不充分的状态。异常部75例如除了孔，也可能是突起、凹陷等。在产生上述那样的异常部75的情况下，异常部75处的温度比熔融部74高，因此光l2的强度也增加。因此，若光l2的强度的变化存在异常的峰值，则能够推断为在峰值的产生部位产生异常。
[0090]
图7的(c)的在对象物71的熔融部74的周围存在异常的异常时的对象物71的外观的照片。在图7的(c)中，在对象物71的熔融部74的一侧产生异常部76。异常部76相对于熔融部74，处于与激光束l1的移动方向d1正交的一侧(图7的(c)中的熔融部74的上侧)。由于存在异常部76，则熔融部74的宽度在异常部76附近变大。异常部76例如是由于在对象物71与对象物72之间存在树脂等异物的情况下产生的过度的发热，导致在熔融预定区域73外对象物71熔融而形成的。
[0091]
图7的(d)是在对象物71的熔融部74的周围存在异常的异常时的对象物71的外观的照片。在图7的(d)中，在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部76。异常部76相对于熔融部74，处于与激光束l1的移动方向d1正交的另一侧(图7的(d)中的熔融部74的下侧)。由于存在异常部76，熔融部74的宽度在异常部76附近变大。异常部76例如是由于在对象物71与对象物72之间存在树脂等异物的情况下产生的过度的发热，导致在熔融预定区域73外对象物71熔融而形成的。
[0092]
这样，在加工处理s1中的激光加工中，可能发生异常。因此，图1的激光加工系统1执行用于加工处理s1中的加工的评价的评价方法。评价方法包含测定步骤和评价步骤。测定步骤对应于图2的测定处理s2。评价步骤对应于图2的评价处理s3。
[0093]
[1-2-4-2.测定处理]
[0094]
测定处理s2如图1所示，使用测定系统3，测定激光束l1向对象物71的照射所引起的来自对象物71的光l2的强度。测定处理s2与加工处理s1并行执行。测定处理s2如图3所示，使测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。测定区域r2的位置以测定区域r2的中心p2的位置为基准。图3中，测定区域r2相对于对象物71而从最初的测定区域r2s相对移动到最后的测定区域r2e。特别地，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的移动路径m1具有多个交叉点p3。进一步地，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得在多个交叉点p3的至少一个，测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。
[0095]
在图1的激光加工系统1的测定系统3中，调整装置36能够调整光学构件33相对于测光器31的位置。通过调整光学构件33相对于测光器31的位置，能够调整对象物71上的测定区域r2的位置。
[0096]
图8～图10是测定系统3的动作的说明图。另外，在图9的(a)以及图10的(a)中，仅
为了附图的简略化，省略处理装置5的图示。此外，图8～图10中，在熔融部74的宽度方向，测定区域r2的尺寸与熔融部74的尺寸相同。
[0097]
图8是图1中的对象物71的激光束l1的照射区域r1附近的放大图。图1中，光学构件33相对于测光器31而处于基本位置。在基本位置，光学构件33的旋转角度被设定为使得穿过聚光透镜24的光l1的光轴与穿过聚光透镜24的激光束l1的光轴一致。换句话说，在光学构件33处于基本位置的情况下，测定区域r2处于熔融部74上，与照射区域r1一致。因此，测光器31能够测定来自熔融部74的光l2的强度。图3中，测定区域r21对应于光学构件33处于基本位置的情况。测定区域r21的中心p2与照射区域r1的照射位置p1以及交点p3一致。
[0098]
图9中，光学构件33相对于测光器31而处于第1位置。第1位置是光学构件33从基本位置在顺时针方向旋转的位置。在第1位置，如图9的(a)所示，光学构件33的旋转角度被设定为使得穿过聚光透镜24的光l1的光轴相对于穿过聚光透镜24的激光束l1的光轴具有规定的第1角度。图9的(b)是图9的(a)中的对象物71的激光束l1的照射区域r1附近的放大图。如图9的(b)所示，规定的第1角度例如被设定为测定区域r2不位于熔融部74上而位于熔融部74的宽度方向的一侧(图9的(b)中的左侧)。换句话说，在光学构件33处于第1位置的情况下，测定区域r2不为熔融部74上，与照射区域r1不重叠。该情况下，测光器31能够测定来自熔融部74的宽度方向的一侧的区域的光l2的强度。图3中，测定区域r22对应于光学构件33处于第1位置的情况。
[0099]
图10中，光学构件33相对于测光器31而处于第2位置。第2位置是光学构件33从基本位置在逆时针方向旋转的位置。在第2位置，如图10的(a)所示，光学构件33的旋转角度被设定为使得穿过聚光透镜24的光l1的光轴相对于穿过聚光透镜24的激光束l1的光轴具有规定的第2角度。图10的(b)是图10的(a)中的对象物71的激光束l1的照射区域r1附近的放大图。如图10的(b)所示，规定的第2角度例如被设定为使得测定区域r2不位于熔融部74上，而位于熔融部74的宽度方向的另一侧(图10的(b)中的右侧)。换句话说，在光学构件33处于第2位置的情况下，测定区域r2不为熔融部74上，与照射区域r1不重叠。该情况下，测光器31能够对来自熔融部74的宽度方向的另一侧的区域的光l2的强度进行测定。图3中，测定区域r23对应于光学构件33处于第2位置的情况。
[0100]
如图8～图10所示，测定处理s2通过利用测定系统3的调整装置36来调整光学构件33相对于测光器31的位置，使测定区域r2相对于对象物71相对移动。
[0101]
测定处理s2在图5的(a)以及图5的(b)所示的照射区域r1的移动方向d1，使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。在图1的激光加工系统1中，移动系统4使对象物71与工作台41一起在移动方向d2移动。测定区域r2在移动方向d2，与照射区域r1一致。因此，移动系统4仅使对象物71与工作台41一起在移动方向d2移动，就成为在测定区域r2与照射区域r1一致的状态下，相对于对象物71而在移动方向d1相对移动的结果。
[0102]
另一方面，测定处理s2在与照射区域r1的移动方向d1交叉的规定方向，以照射区域r1的移动路径m1为基准而使测定区域r2相对于对象物71相对的往返。规定方向例如是与移动方向d1正交的方向，是图5的(c)所示的熔融部74的宽度方向(图5的(c)的左右方向)。测定处理s2通过调整装置36来使光学构件33在图9所示的第1位置与图10所示的第2位置之间往返移动。基本位置是第1位置与第2位置的中间的位置。由此，测定区域r2以照射区域r1
的移动路径m1为基准而相对于对象物71，在规定方向相对往返。
[0103]
基于调整装置36的测定区域r2的往返移动的期间，移动系统4也使对象物71与工作台41一起在移动方向d2移动，因此测定区域r2如图3所示，相对于对象物71相对移动以使得测定区域r2的移动路径m2为蛇行。这样，测定处理s2如图3所示，使测定区域r2相对于对象物71相对移动以使得测定区域r2的移动路径m2蛇行。进一步地，在照射区域r1的移动方向d1，测定区域r2与照射区域r1一致，光学构件33处于基本位置时，在与照射区域r1的移动方向d1正交的方向，测定区域r2也与照射区域r1一致。因此，分别在测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的移动路径m1的多个交叉点p3，测定区域r2与照射区域r1重叠。
[0104]
图11是测定处理s2中的测定区域r1的移动路径m2的设定的方式的一个例子的说明图。图11表示激光加工的中途的对象物71的状态。
[0105]
如图11所示，测定处理s2使测定区域r2在与熔融部74的宽度方向一致的规定方向(图11的上下方向)，以规定的宽度w[mm]往返。规定的宽度w是测定区域r2的扫描宽度。规定的宽度w是规定方向上的移动路径m2的宽度。规定的宽度w是规定方向上的测定区域r22与测定区域r23之间的距离。
[0106]
规定的宽度w被设定为能够在对象物71的熔融部74的宽度方向，评价对象物71的熔融部74的周围的状态。规定的宽度w例如被设定为至少能够进行熔融部74的宽度方向的两侧的区域处的光l2的强度的评价。若将熔融部74的宽度设为d[mm]，则规定的宽度w被设定为满足w≥2
×
d。熔融部74的宽度与基于激光束l1向对象物71的照射的对象物71的熔融预定区域73的宽度相等。
[0107]
另一方面，在测定区域r2的移动路径m2，将熔融部74中的扫描间距设为p[mm]，将测定区域r2的往返移动的端部处的端间距设为pt[mm]。扫描间距p是光学构件33处于基本位置的情况下的测定区域r21的中心p2间的距离。端间距pt是光学构件33处于第1位置的情况下的测定区域r22的中心p2间的距离，或者光学构件33处于第2位置的情况下的测定区域r23的中心p2间的距离。
[0108]
进一步地，将照射区域r1的移动速度设为v[mm/s]，将测定区域r2的规定方向上的往返的频率设为f[hz]。移动速度v是基于移动系统4的工作台41的速度。频率f是基于测定系统3的调整装置36的光学构件33的往返的频率。频率f例如是光学构件33从第1位置移动并再次返回到第1位置所花费的时间的倒数。
[0109]
该情况下，扫描间距p是p＝v/(f/2)。端间距pt是pt＝p/2。因此，端间距pt是pt＝v/f。
[0110]
端间距pt被设定为能够在照射区域r1的移动方向d1，进行对象物71的熔融部74整体的评价。在此，若将照射区域r1的移动方向d1上的测定区域r2的尺寸设为d[mm]，则端间距pt被设定为满足pt≤d。
[0111]
从以上的方面出发，测定区域r2的规定方向上的往返的频率f被设定为满足f≥v/d。
[0112]
如以上那样，通过设定移动路径m2的宽度w以及频率f，能够在照射区域r1的移动方向d1进行熔融部74的整体的状态的评价，以及在与照射区域r1的移动方向d1交叉的规定方向进行对象物71的熔融部74的周围的状态的评价。
[0113]
在激光加工系统1中，若将测定区域r2的尺寸设为dm[mm]，则表示为dm＝ds
×
f1/
f2。图11中，测定距离r2是圆形的区域。测定区域r2的尺寸与测定区域r2的直径相等。换句话说，dm＝d。在此，ds[mm]是测光器31的受光部的尺寸。受光部例如是圆形。受光部的尺寸与受光部的直径相等。f1[mm]是聚光透镜24的焦点距离。f2[mm]是成像透镜35相对于测光器31的焦点距离。
[0114]
这样，测定区域r2的尺寸dm根据测光器31的受光部的尺寸ds、聚光透镜24的焦点距离f1以及成像透镜35相对于测光器31的焦点距离f2而被设定。通过调整ds、f1、f2，能够调整测定区域r2的尺寸dm。图11中，测定区域r2的尺寸dm与熔融部74的宽度d相等。例如，在熔融部74的宽度d是300μm的情况下，将测光器31的受光部的尺寸ds设定为300μm，将f1设定为100mm，将f2设定为100μm即可。
[0115]
以上所述的测定处理s2如图3所示，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71，从最初的测定区域r2s相对移动到最后的测定区域r2e。测光器31对表示来自测定区域r2的光l2的强度的检测信号进行输出。来自测光器31的检测信号通过检测信号放大器32而被放大，输入到处理装置5。处理装置5如图3所示，获取表示检测信号的强度相对于经过时间的变化的测定波形。经过时间对应于测定区域r2沿着移动路径m2而移动的距离。测定处理s2与加工处理s1并行执行。换句话说，进行激光加工，并使测定区域r2相对于照射区域r1的移动方向d1在垂直方向往返，因此来自测定区域r2的光l2的强度随着远离熔融部74而变弱，在最端部为最小，以使得在穿过熔融部74时为最大。因此，测定波形为图3所示的示意正弦波形。图3表示在对象物71的熔融部74不存在异常的情况下通过测定处理s2而得到的测定波形。
[0116]
更加详细地，图3中，ts对应于最初的测定区域r2s。测定区域r2s是在熔融部74的宽度方向，与测定区域r22相同的位置。测定区域r22最远离熔融部74，与照射区域r1也不一致。因此，在ts，信号强度为最小值。t11、t12、t13、t14分别对应于测定区域r21、r23、r21、r22。测定区域r21在熔融部74上与照射区域r1一致。因此，在t11、t13，信号强度是最大值。测定区域r22、r23最远离熔融部74，与照射区域r1也不一致。因此，在t12、t14，信号强度是最小值。te对应于最后的测定区域r2e。测定区域r2e在熔融部74的宽度方向，是与测定区域r23相同的位置，因此在te，信号强度是最小值。这样，检测信号的强度相对于经过时间的变化对应于伴随着通过测定处理s2而测定的测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。图3的测定波形包含正常熔融波形a1和正常未熔融波形a2。正常熔融波形a1表示伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化中，最大值附近的信号强度的变化。在光学构件33处于基本位置的情况下的测定区域r21，信号强度为最大，测定区域r21对应于对象物71的熔融部74。因此，正常熔融波形a1表示正常时的来自熔融部74的光l2的强度的波形。正常未熔融波形a2表示伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化中，最小值附近的信号强度的变化。在光学构件33处于第1位置或者第2位置的情况下的测定区域r22、r23，信号强度为最小，测定区域r22、r23对应于对象物71中未熔融的未熔融部。因此，正常未熔融波形a2表示正常时的来自未熔融部的光l2的强度的波形。
[0117]
接下来，参照图12以及图13，说明在对象物71的熔融部74存在异常的情况下通过测定处理s2而得到的测定波形。图12以及图13是表示与图7的(b)同样地，在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况下，通过测定处理s2而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。
[0118]
图12中，测定区域r2通过异常部75一次。图12的测定波形包含在产生异常部75的时刻，异常熔融波形a3。异常熔融波形a3表示熔融部74的异常即异常部75所导致的信号强度的变化。图12中，异常熔融波形a3包含一个峰值。异常熔融波形a3的一个峰值比正常熔融波形a1的峰值大。
[0119]
图13中，测定区域r2通过异常部75两次。图13的测定波形包含在产生异常部75的时刻附近，含有2个峰值的异常熔融波形a4。异常熔融波形a4的两个峰值比正常熔融波形a1的峰值大。异常熔融波形a4表示熔融部74的异常即异常部75所导致的信号强度的变化。
[0120]
接下来，参照图14～图16来说明在对象物71的熔融部74的周围存在异常的情况下通过测定处理s2而得到的测定波形。
[0121]
图14是表示与图7的(c)同样地，在对象物71的熔融部74的一侧产生异常部76的情况下，通过测定处理s2而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图14中，在测定区域r2通过熔融部74并通过异常部76之后，再次通过异常部76并通过熔融部74。图14中，测定区域r2通过异常部76两次，但第一次通过异常部76与第二次通过异常部76的时间间隔比扫描间距p所对应的时间短。图14的测定波形包含在产生异常部76的时刻附近，含有2个峰值的异常熔融波形a5。异常熔融波形a5的两个峰值比正常熔融波形a1的峰值大。此外，异常熔融波形a5两个峰值的谷的信号强度比正常未熔融波形a2中的峰值的谷的信号强度大。上述那样的异常熔融波形a5表示熔融部74的异常即异常部76所导致的信号强度的变化。异常熔融波形a5如上所述，与正常熔融波形a1以及正常未熔融波形a2不同。进一步地，异常熔融波形a5也与在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况所对应的异常熔融波形a3、a4不同。因此，能够区分在对象物71的熔融部74的一侧产生异常部76的情况和在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况。
[0122]
图15是表示与图7的(d)同样地，在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况下，通过测定处理s2而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图15中，在测定区域r2通过熔融部74并通过异常部77之后，再次通过异常部77并通过熔融部74。图15中，测定区域r2通过异常部77两次，但第一次通过异常部77与第二次通过异常部77的时间间隔比扫描间距p所对应的时间短。图15的测定波形包含在产生异常部77的时刻附近，含有两个峰值的异常熔融波形a6。异常熔融波形a6的两个峰值比正常熔融波形a1的峰值大。此外，异常熔融波形a6的两个峰值的谷的信号强度比正常未熔融波形a2中的峰值的谷的信号强度大。上述那样的异常熔融波形a6表示熔融部74的异常即异常部77所导致的信号强度的变化。异常熔融波形a6如上所述，与正常熔融波形a1以及正常未熔融波形a2不同。进一步地，异常熔融波形a6与在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况所对应的异常熔融波形a3、a4也不同。因此，能够区分在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况和在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况。
[0123]
图14的异常熔融波形a5对应于在对象物71的熔融部74的一侧产生异常部76的情况，图15的异常熔融波形a6对应于在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况。图14的异常熔融波形a5和图15的异常熔融波形a6分别对应于不同部位的异常部76、77，但为几乎相同的形状。为了判断在规定期间观测的波形该当于异常熔融波形a5、a6哪个，能够利用规定期间中的光学构件33的移动方向。在规定期间中的光学构件33的移动方向从自基本位置向第1位置的方向变化为自第1位置向基本位置的方向的情况下，测定区域r2处于熔
融部74的一侧。因此，在规定期间观测的波形是异常熔融波形a5。在规定期间中的光学构件33的移动方向从自基本位置向第2位置的方向变化为自第2位置向基本位置的方向的情况下，测定区域r2处于熔融部74的另一侧。因此，在规定期间观测的波形是异常熔融波形a6。
[0124]
图16是表示与图7的(d)同样地，在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况下，通过测定处理s2而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图16中，测定区域r2通过异常部77并通过熔融部74之后，再次通过熔融部74并通过异常部77。图16中，测定区域r2通过异常部77两次，但第一次通过异常部77与第二次通过异常部77的时间间隔比扫描间距p所对应的时间长。图16的测定波形包含在产生异常部77的时刻附近，含有两个峰值的异常熔融波形a7。异常熔融波形a7的两个峰值比正常熔融波形a1的峰值大。异常熔融波形a7的两个峰值的谷的信号强度与正常未熔融波形a2中的峰值的谷的信号强度相等。与异常熔融波形a7的两个峰值的谷相反的一侧的谷的信号强度比正常未熔融波形a2中的峰值的谷的信号强度大。上述那样的异常熔融波形a7表示熔融部74的异常即异常部77所导致的信号强度的变化。异常熔融波形a7如上所述，与正常熔融波形a1以及正常未熔融波形a2不同。进一步地，异常熔融波形a7与在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况所对应的异常熔融波形a3、a4也不同。因此，能够区分在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况和在熔融部74的中央附近产生异常部75的情况。
[0125]
通过以上所述的测定处理s2，能够得到表示伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的测定波形。测定波形与图3所示的对象物71的熔融部74不存在异常的情况不同，如图12～图16所示，在对象物71的熔融部74存在异常的情况下包含异常熔融波形a3、a4、a5、a6、a7。因此，若分析通过测定处理s2而得到的测定波形(伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化)，则能够检测熔融部74的异常，能够评价激光加工。进一步地，能够基于产生异常的时刻的附近处的测定区域r2的位置，评价异常部在对象物71的哪个位置产生。
[0126]
在此，为了确认本实施方式的测定处理s2的优点，参照图17来说明比较例1的测定处理。为了将说明简略化，以下，说明图1的激光加工系统1执行比较例1的测定处理的情况。图17是比较例1的测定处理中的测定区域r2的移动的方式的说明图。图17表示激光加工的中途的对象物71的状态。比较例1的测定处理使用测定系统3，测定激光束l1向对象物71的照射所导致的来自对象物71的光l2的强度。比较例1的测定处理如图17所示，使测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。图17中，比较例1的测定处理使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m21与照射区域r1的移动路径m1一致。
[0127]
接下来，参照图18a～图18d，对通过比较例1的测定处理而得到的测定波形进行说明。图18a是表示与图7的(a)同样地，在熔融部74不存在异常的情况下，通过比较例1的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图18a的测定波形在时刻t21～t22，信号强度与图6的激光束l1的输出的变化同样地变化。
[0128]
图18b是表示与图7的(b)同样地，在熔融部74产生异常部75的情况下，通过比较例1的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图18b的测定波形在测定区域r2与异常部75重叠的时刻t23～t24，信号强度变大。在产生异常部75的情况下，异常部75相比于正常的熔融部74变为异常的高温，因此光l2的信号强度也急剧变大。因此，若在测定波形可看到较大的峰值，则认为在该较大的峰值所对应的对象物71的部位发生熔融异常。
[0129]
图18c是表示与图7的(c)同样地，在熔融部74的一侧产生异常部76的情况下，通过比较例1的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图18c的测定波形在时刻t23～t24，测定区域r2与异常部76的一部分重叠，但不可看到图18b那样大的信号强度的变化。图18c所示的程度的信号强度的变化与一般的信号强度的变动几乎不变，因此难以判断是否发生熔融异常。
[0130]
图18d是表示与图7的(d)同样地，在熔融部74的另一侧产生异常部77的情况下，通过比较例1的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。图18d的测定波形在时刻t23～t24，测定区域r2与异常部77的一部分重叠，但不可看到图18b那样大的信号强度的变化。图18d所示的程度的信号强度的变化与一般的信号强度的变动几乎不变，因此难以判断是否发生熔融异常。
[0131]
图18c的测定波形对应于在对象物71的熔融部74的一侧产生异常部76的情况，图18d的测定波形对应于在对象物71的熔融部74的另一侧产生异常部77的情况。图18c的测定波形与图18d的测定波形分别对应于不同部位的异常部76、77，但为几乎相同的形状。因此，在可得到与图18c以及图18d的测定波形类似的测定波形的情况下，难以判断该测定波形该当于图18c的测定波形和图18d的测定波形的哪个。
[0132]
如以上所述的比较例1的测定处理那样，若使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m21与照射区域r1的移动路径m1一致，则即使在熔融部74的一侧的异常部76或者另一侧存在异常部77，也难以判断为在激光加工存在异常。
[0133]
参照图19a来对比较例2的测定处理进行说明。为了将说明简略化，以下，说明图1的激光加工系统1执行比较例2的测定处理的情况。图19a是表示与图7的(c)同样地，在熔融部74产生异常部76的情况下，通过比较例2的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。比较例2的测定处理使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m22与照射区域r1的移动路径m1平行但不通过熔融部74。图19a中，移动路径m22处于熔融部74的一侧。图19a的测定波形在异常部76与测定区域r2重叠的时刻t23～t24，信号强度变大。比较例2的测定处理能够进行异常部76的检测，另一方面，针对异常部75、77，信号强度的变化与一般的信号强度的变动几乎不变。因此，在比较例2的测定处理中，难以进行异常部75、77的检测。
[0134]
参照图19b来对比较例3的测定处理进行说明。为了将说明简略化，以下，说明图1的激光加工系统1执行比较例3的测定处理的情况。图19b是表示与图7的(d)同样地，在熔融部74产生了异常部77的情况下，通过比较例3的测定处理而得到的测定波形与对象物71的关系的说明图。比较例3的测定处理使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m22与照射区域r1的移动路径m1平行但不通过熔融部74。图19b中，移动路径m22处于熔融部74的另一侧。图19b的测定波形在异常部77与测定区域r2重叠的时刻t23～t24，信号强度变大。比较例3的测定处理能够进行异常部77的检测，另一方面，针对异常部75、76，信号强度的变化与一般的信号强度的变动几乎不变。因此，在比较例3的测定处理中，难以进行异常部75、76的检测。
[0135]
如以上所述，在比较例1～3的测定处理的测定波形中，难以稳定地检测异常部75、76、77的全部。对此，通过本实施方式的测定处理s2的测定波形，能够进行异常部75、76、77的检测。
[0136]
[1-2-4-3.评价处理]
[0137]
评价处理s3基于通过测定处理s2而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化，进行激光加工的评价、换句话说、加工处理s1中的加工的评价。如上所述，通过测定处理s2而得到的测定波形在激光加工存在异常的情况下，包含异常熔融波形a3～a7等的异常熔融波形。因此，能够根据异常熔融波形的有无，进行激光加工是正常还是异常的评价。
[0138]
评价处理s3基于测定波形与基准波形的比较，进行激光加工的评价。测定波形是表示通过测定处理s2而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的波形。作为测定波形，例如举例图3、图12～图16所示的测定波形。基准波形是表示激光加工不存在异常的情况下的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的波形。在激光加工不存在异常的情况下，来自测定区域r2的光l2的强度在通过熔融部74时为最大，随着远离熔融部74而变弱，在最端部为最小。基准波形例如为图3所示的测定波形那样的示意正弦波形。
[0139]
评价处理s3基于测定波形与基准波形的比较，判断测定波形中是否存在基准波形中不存在的光l2的强度的变化。若测定波形中不存在基准波形中不存在的光l2的强度的变化，则评价处理s3判断为激光加工不存在异常。例如，在通过测定处理s2而得到图3所示的测定波形的情况下，评价处理s3判断为激光加工不存在异常。若测定波形中存在基准波形中不存在的光l2的强度的变化，则评价处理s3判断为激光加工存在异常。例如，在通过测定处理s2得到图12所示的测定波形的情况下，由于测定波形中存在表示基准波形中不存在的光l2的强度的变化的异常熔融波形a3，因此评价处理s3判断为激光加工中存在异常。同样地，在通过测定处理s2，得到图13～图16所示的测定波形的情况下，由于测定波形中存在基准波形中不存在的表示光l2的强度的变化的异常熔融波形a4、a5、a6、a7，因此评价处理s3判断为激光加工中存在异常。
[0140]
此外，评价处理s3基于测定波形中存在基准波形中不存在的光l2的强度的变化时的测定区域r2的位置，判断对象物71中产生激光加工的异常的部位。测定波形中，经过时间对应于测定区域r2沿着移动路径m2移动的距离。因此，评价处理s3根据基准波形中不存在的光l2的强度的变化产生的时间，确定对象物71上的测定区域r2的位置。评价处理s3根据对象物71上的测定区域r2的位置，判断对象物71中产生激光加工的异常的部位。
[0141]
评价处理s3输出激光加工的评价的结果。评价处理s3例如能够通过无线或者有线通信，将表示激光加工的评价的结果的信息输出给终端装置等的外部装置。此外，评价处理s3例如能够将表示激光加工的评价的结果的信息输出给图像显示装置。
[0142]
[1-3.效果等]
[0143]
如以上所述，图1的激光加工系统1具备：用于向对象物71照射激光束l1的激光振荡器21、对光l2的强度进行测定的测光器31、连接于激光振荡器21以及测光器31的处理装置5。处理装置5执行加工处理s1、测定处理s2、评价处理s3。加工处理s1使来自激光振荡器21的激光束l1向对象物71的照射区域r1相对于对象物71相对移动来进行对象物71的加工。测定处理s2使测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。评价处理s3基于通过测定处理s2而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化，进行加工处理s1中的加工的评价。测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的
移动路径m1具有多个交叉点p3。
[0144]
在图1的激光加工系统1中，是测定热辐射光l2的测定区域r2在与激光束l1的照射区域r1的移动方向d1交叉的方向高速地往返移动。由此，不仅能够评价对象物71中被激光束l1熔融的熔融部74，也能够评价包含熔融部74的周围、未受到激光束l1的照射的影响的未熔融部(凝固部)的整体的激光加工的品质。此外，在图1的激光加工系统1中，能够在照射区域r1的移动方向d1和与移动方向d1交叉的方向这二维的范围中，进行激光加工的评价。因此，能够减少将激光加工中存在异常的对象物71提供给激光加工之后的工序的可能性。
[0145]
在图1的激光加工系统1中，执行激光加工的评价方法，即处理装置5使来自激光振荡器21的激光束l1向对象物71的照射区域r1相对于对象物71相对移动来进行对象物71的加工。评价方法包含测定步骤和评价步骤。测定步骤使用于测定光l2的强度的测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。评价步骤基于通过测定步骤而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化，进行激光加工的评价。测定步骤使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的移动路径m1具有多个交叉点p3，并且在多个交叉点p3的至少一个，测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。通过该评价方法，能够提高激光加工的评价的精度。
[0146]
若从另外观点出发，处理装置5构成使来自激光振荡器21的激光束l1向对象物71的照射区域r1相对于对象物71相对移动来进行对象物71的加工的激光加工的评价系统。评价系统具备执行测定处理s2以及评价处理s3的处理装置5。测定处理s2使用于测定光l2的强度的测光器31的测定区域r2相对于对象物71相对移动，通过测光器31来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。评价处理s3基于通过测定处理s2而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化，进行激光加工的评价。测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2与照射区域r1的移动路径m1具有多个交叉点p3，并且在多个交叉点p3的至少一个测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。通过该评价系统，能够提高激光加工的评价的精度。
[0147]
此外，评价系统还具备测定系统3。测定系统3具备：测光器31；光学构件33，将来自测定区域r2的光l2导向测光器31，通过相对于测光器31的位置变化，使测定区域r2相对于对象物71相对移动；和调整装置36，使光学构件33相对于测光器31的位置变化。测定处理s2通过利用调整装置36来使光学构件33相对于测光器31的位置变化，从而使测定区域r2相对于对象物71相对移动。通过该评价系统，能够提高激光加工的评价的精度。
[0148]
此外，在图1的激光加工系统1中，测定处理s2使测定区域(r2)相对于对象物(71)相对移动，以使得在多个交叉点(p3)的至少一个，测定区域(r2)与照射区域(r1)的至少一部分重叠。由此，能够进行照射区域(r1)处的光l2的强度的变化的测定。
[0149]
此外，在图1的激光加工系统1中，测定处理s2使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2的移动路径m2蛇行。由此，能够仅在一个测定区域r2进行伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的测定。
[0150]
此外，在图1的激光加工系统1中，测定处理s2在照射区域r1的移动方向d1，使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。测定处理s2在与移动方向d1交叉的规定方向，以照射区域r1的移动路径m1为基准，使测定区
域r2相对于对象物71相对往返。由此，能够通过简易的结构，进行伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的测定。
[0151]
此外，在图1的激光加工系统1中，测定处理s2使用测定系统3，测定光l2的强度相对于测定区域r2的移动的变化。测定系统3具备：测光器31；光学构件33，将来自测定区域r2的光l2导向测光器31，能够调整相对于测光器31的位置，以使得测定区域r2相对于对象物71相对移动；和调整装置36，调整光学构件33相对于测光器31的位置。测定处理s2通过利用调整装置36来调整光学构件33相对于测光器31的位置，来使测定区域r2相对于对象物71相对移动。由此，能够通过简易的结构来测定伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化。
[0152]
此外，在图1的激光加工系统1中，测定处理s2在规定方向，使测定区域r2以规定的宽度往返。若将规定的宽度设为w[mm]，将激光束l1向对象物71的照射所导致的对象物71的熔融预定区域73的宽度设为d[mm]，则w满足w≥2
×
d。由此，能够在与照射区域r1的移动方向d1交叉的规定方向，评价对象物71的熔融部74的周围的状态。
[0153]
此外，在图1的激光加工系统1中，若将照射区域r1的移动速度设为v[mm/s]，将照射区域r1的移动方向d1上的测定区域r2的尺寸设为d[mm]，将测定区域r2的规定方向上的往返的频率设为f[hz]，则f满足f≥v/d。由此，能够在照射区域r1的移动方向d1评价对象物71的熔融部74的整体的状态。
[0154]
此外，在图1的激光加工系统1中，评价处理s3基于测定波形与基准波形的比较，进行激光加工的评价。测定波形是表示通过测定处理s2而测定的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的波形。基准波形是表示激光加工中不存在异常的情况下的伴随着测定区域r2的移动的光l2的强度的变化的波形。由此，能够提高激光加工的评价的精度。
[0155]
此外，在图1的激光加工系统1中，评价处理s3在测定波形中确认基准波形中不存在的光l2的强度的变化，判断为激光加工中存在异常。由此，能够提高激光加工的评价的精度。
[0156]
此外，在图1的激光加工系统1中，评价处理s3基于测定波形中存在基准波形中不存在的光l2的强度的变化时的测定区域r2的位置，进行对象物71中产生激光加工的异常的部位的判断。由此，能够知晓在激光加工的评价中产生了异常的部位。
[0157]
(变形例)
[0158]
本公开的实施方式并不限定于上述实施方式。若能够达成本公开的课题，则上述实施方式能够根据设计等进行各种变更。以下，列举上述实施方式的变形例。以下说明的变形例能够适当组合并应用。
[0159]
在上述实施方式中，测定处理s2通过调整装置36来使光学构件33在图9所示的第1位置与图10所示的第2位置之间往返移动。基本位置是第1位置与第2位置的中间的位置。在一变形例中，基本位置不是第1位置与第2位置的中间的位置，而能够调整第1位置和第2位置，以使得基本位置相比于第1位置与第2位置的另一方，更接近于第1位置与第2位置的一方。
[0160]
图20是表示通过变形例的测定处理而得到的测定波形与对象物的关系的说明图。在变形例的测定处理中，设定移动路径m24，以使得移动路径m1在规定方向不通过移动路径m24的中心。规定方向上的测定区域r21与测定区域r23的距离w2比规定方向上的测定区域r21与测定区域r22的距离w1小。在图20的变形例中，可调整第1位置和第2位置，以使得基本
位置相比于第1位置而更接近于第2位置。
[0161]
图20的测定波形包含：峰值所对应的波形a21、峰值间的谷所对应是波形a22、a23。波形a21对应于测定区域r21中的光l2的强度变化。波形a22、a23均是峰值间的谷的波形，但波形a22的谷的强度比波形a23的谷的强度低。在移动路径m24中，测定区域r22比测定区域r23更远离熔融部74。因此，测定区域r22中的光l2的强度比测定区域r23中的光l2的强度小。因此，波形a22对应于测定区域r22中的光l2的强度变化，波形a23对应于测定区域r23中的光l2的强度变化。这样，在图20的测定波形中，能够通过信号强度，判断是测定区域r22和测定区域r23的哪个的光l2的强度。
[0162]
在一变形例中，测定处理s2也可以不是必须使测定区域r2相对于对象物71相对移动，以使得在多个交叉点p3的至少一个，测定区域r2与照射区域r1的至少一部分重叠。换句话说，在交叉点p3，测定区域r2也可以不与照射区域r1一致。例如，在交叉点p3，可以测定区域r2与上次的照射区域r1一致。换言之，可以照射区域r1的移动方向d1的后侧的位置为中心，使测定区域r2在与移动方向d1交叉的规定方向高速地往返扫描。这样，能够不是在基于激光束l1的熔融时，而是评价从基于激光束l1的熔融起经过了时间的熔融部74、熔融部74的周围以及凝固部的激光加工的品质。
[0163]
在一变形例中，激光加工系统1也可以不用于上下重叠的对象物71、72的焊接，而用于横向排列的对象物71、72的焊接。此外，激光加工系统1中的激光加工并不局限于激光焊接，也可以是激光切断。
[0164]
在一变形例中，激光照射系统2、测定系统3以及移动系统4的结构并不限定于上述的实施方式的结构。激光照射系统2、测定系统3以及移动系统4的结构能够适当变更。
[0165]
在激光照射系统2中，激光振荡器21的数量并不被特别限定。包含准直透镜22、分色镜23以及聚光透镜24的光学系统的结构以及配置并不被特别限定。
[0166]
在测定系统3中，测光器31的数量并不被特别限定。可以多个测定区域r2沿着移动路径m2移动。多个测定区域r2可以沿着相互不同的移动路径m2移动。包含带通滤波器34以及成像透镜35的光学系统的结构以及配置并不被特别限定。光学构件33以及调整装置36的结构并不被特别限定。测定系统3也可以是在照射区域r1的移动方向d1，使测定区域r2以规定的宽度往返的结构。该情况下，测定处理能够在照射区域r1的移动方向d1，以照射区域r1为基准而使测定区域r2相对于对象物71相对往返。上述那样的结构能够通过将光学构件33的旋转轴的朝向设为与移动方向d1正交的方向来实现。由此，能够使测定区域r2在与照射区域r1的移动方向d1相同方向高速地往返移动，从而不是在基于激光束l1的熔融时，而是能够评价基于激光束l1的熔融前后的熔融部74、熔融部74的周围以及凝固部的激光加工的品质。
[0167]
移动系统4并不限定于使载置对象物71的工作台41直线地移动的结构。移动系统4可以使工作台41沿着所希望的移动路径移动。
[0168]
工作台41的移动路径可以根据激光加工的内容而适当决定。此外，移动系统4也可以不是使工作台41而是使激光照射系统2以及测定系统3移动。
[0169]
(方式)
[0170]
根据上述实施方式以及变形例可知，本公开包含下述的方式。以下，仅仅为了明示与实施方式的对应关系，带括弧地附上符号。
[0171]
第1方式是使来自激光振荡器(21)的激光束(l1)向对象物(71)的照射区域(r1)相对于所述对象物(71)相对移动来进行所述对象物(71)的加工的激光加工的评价方法。所述评价方法包含测定步骤和评价步骤。所述测定步骤使用于测定光(l2)的强度的测光器(31)的测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，通过所述测光器(31)来测定伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化。所述评价步骤基于通过所述测定步骤而测定的伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化，进行所述激光加工的评价。所述测定步骤使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得所述测定区域(r2)的移动路径(m2)与所述照射区域(r1)的移动路径(m1)具有多个交叉点(p3)。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0172]
第2方式是基于第1方式的评价方法。在第2方式中，所述测定步骤使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得在所述多个交叉点(p3)的至少一个，所述测定区域(r2)与所述照射区域(r1)的至少一部分重叠。通过该方式，能够进行照射区域(r1)中的光l2的强度的变化的测定。
[0173]
第3方式是基于第1或者第2方式的评价方法。在第3方式中，所述测定步骤使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得所述测定区域(r2)的移动路径(m2)蛇行。通过该方式，能够仅在一个测定区域(r2)进行伴随着测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化的测定。
[0174]
第4方式是基于第1～第3方式的任一方式的评价方法。在第4方式中，所述测定步骤使所述测定区域(r2)在所述照射区域(r1)的移动方向(d1)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得所述测定区域(r2)与所述照射区域(r1)的至少一部分重叠。所述测定步骤在与所述移动方向(d1)交叉的规定方向，以所述照射区域(r1)的移动路径(m1)为基准，使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对往返。通过该方式，能够通过简易的结构，进行伴随着测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化的测定。
[0175]
第5方式是基于第4方式的评价方法。在第5方式中，所述测定步骤使用测定系统(3)，测定光(l2)的强度相对于所述测定区域(r2)的移动的变化。所述测定系统(3)具备：所述测光器(31)；光学构件(33)，将来自所述测定区域(r2)的光(l2)导向所述测光器(31)，能够调整相对于所述测光器(31)的位置，以使得所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动；和调整装置(36)，调整所述光学构件(33)相对于所述测光器(31)的位置。所述测定步骤通过利用所述调整装置(36)来调整所述光学构件(33)相对于所述测光器(31)的位置，从而使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动。通过该方式，能够通过简易的结构来进行伴随着测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化的测定。
[0176]
第6方式是基于第4或者第5方式的评价方法。在第6方式中，所述测定步骤使所述测定区域(r2)在所述规定方向，以规定的宽度往返。若将所述规定的宽度设为w[mm]，将基于所述激光束(l1)向所述对象物(71)的照射的所述对象物(71)的熔融预定区域(73)的宽度设为d[mm]，则w满足w≥2
×
d。通过该方式，在与照射区域(r1)的移动方向(d1)交叉的规定方向，能够进行对象物(71)的熔融部(74)的周围的状态的评价。
[0177]
第7方式是基于第4～第6方式的任一方式的评价方法。在第7方式中，若将所述照射区域(r1)的移动速度设为v[mm/s]，将所述照射区域(r1)的移动方向(d1)上的所述测定区域(r2)的尺寸设为d[mm]，将所述测定区域(r2)的所述规定方向上的往返的频率设为f
[hz]，则f满足f≥v/d。通过该方式，能够在照射区域(r1)的移动方向(d1)进行对象物(71)的熔融部(74)的整体的状态的评价。
[0178]
第7方式是基于第1～第7方式的任一方式的评价方法。在第8方式中，所述评价步骤基于测定波形与基准波形的比较，进行所述激光加工的评价。所述测定波形是表示通过所述测定步骤而测定的伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化的波形。所述基准波形是表示所述激光加工中不存在异常的情况下的伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化的波形。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0179]
第9方式是基于第8方式的评价方法。在第9方式中，所述评价步骤在所述测定波形中确认所述基准波形中不存在的光(l2)的强度的变化，判断为所述激光加工中存在异常。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0180]
第10方式是基于第8或者第9方式的评价方法。在第10方式中，所述评价步骤基于所述测定波形中存在所述基准波形中不存在的光(l2)的强度的变化时的所述测定区域(r2)的位置，进行所述对象物(71)中发生了所述激光加工的异常的部位的判断。通过该方式，能够知晓激光加工的评价中发生了异常的部位。
[0181]
第11方式是使来自激光振荡器(21)的激光束(l1)向对象物(71)的照射区域(r1)相对于所述对象物(71)相对移动来进行所述对象物(71)的加工的激光加工的评价系统。所述评价系统具备执行测定处理(s2)以及评价处理(s3)的处理装置(5)。所述测定处理(s2)使用于测定光(l2)的强度的测光器(31)的测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，通过所述测光器(31)来测定伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化。所述评价处理(s3)基于通过所述测定处理(s2)而测定的伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化，进行所述激光加工的评价。所述测定处理(s2)使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得所述测定区域(r2)的移动路径(m2)与所述照射区域(r1)的移动路径(m1)具有多个交叉点(p3)。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0182]
第12方式是基于第11方式的评价系统。在第12方式中，所述评价系统还具备测定系统(3)。所述测定系统(3)具备：所述测光器(31)；光学构件(33)，将来自所述测定区域(r2)的光(l2)导向所述测光器(31)，通过相对于所述测光器(31)的位置变化来使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动；和调整装置(36)，使所述光学构件(33)相对于所述测光器(31)的位置变化。所述测定处理(s2)通过利用所述调整装置(36)来使所述光学构件(33)相对于所述测光器(31)的位置变化，从而使所述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0183]
第13方式是激光加工系统(1)。所述激光加工系统(1)具备：激光振荡器(21)，用于向对象物(71)照射激光束(l1)；测光器(31)，对光(l2)的强度进行测定；和处理装置(5)，连接于所述激光振荡器(21)以及所述测光器(31)。所述处理装置(5)执行加工处理(s1)、测定处理(s2)、评价处理(s3)。所述加工处理(s1)使来自所述激光振荡器(21)的激光束(l1)向对象物(71)的照射区域(r1)相对于所述对象物(71)相对移动来进行所述对象物(71)的加工。所述测定处理(s2)使所述测光器(31)的测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，通过所述测光器(31)来测定伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化。所述评价处理(s3)基于通过所述测定处理(s2)而测定的伴随着所述测定区域(r2)的移动的光(l2)的强度的变化，进行所述加工处理(s1)中的加工的评价。所述测定处理(s2)使所
述测定区域(r2)相对于所述对象物(71)相对移动，以使得所述测定区域(r2)的移动路径(m2)与所述照射区域(r1)的移动路径(m1)具有多个交叉点(p3)。通过该方式，能够提高激光加工的评价的精度。
[0184]
如以上那样，作为本公开中的技术示例，说明了实施方式。因此，提供附图以及详细说明。因此，附图以及详细的说明中所述的结构要素之中，不仅包含为了课题解决所必须的结构要素，也能够包含为了示例上述技术而并非为了课题解决所必须的结构要素。因此，这些非必须的结构要素记载于附图、详细说明，但不应直接认定为这些非必须的结构要素是必须的。此外，上述的实施方式为了示例本公开中的技术，因此在权利要求书或者其等同的范围内能够进行各种变更、置换、附加、省略等。
[0185]
产业上的可利用性
[0186]
本公开能够应用于评价方法、评价系统以及激光加工系统。具体地说，本公开能够应用于利用激光束向对象物的照射导致在对象物产生的光来进行激光加工的评价的评价方法、评价系统以及激光加工系统。

技术特征：
1.一种评价方法，是使来自激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于所述对象物相对移动来进行所述对象物的加工的激光加工的评价方法，所述评价方法包含：测定步骤，使用于测定光的强度的测光器的测定区域相对于所述对象物相对移动，通过所述测光器来测定伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化；和评价步骤，基于通过所述测定步骤而测定的伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化，进行所述激光加工的评价，所述测定步骤使所述测定区域相对于所述对象物相对移动，以使得所述测定区域的移动路径与所述照射区域的移动路径具有多个交叉点。2.根据权利要求1所述的评价方法，其中，所述测定步骤使所述测定区域相对于所述对象物相对移动，以使得在所述多个交叉点的至少一个，所述测定区域与所述照射区域的至少一部分重叠。3.根据权利要求1或者2所述的评价方法，其中，所述测定步骤使所述测定区域相对于所述对象物相对移动，以使得所述测定区域的移动路径为蛇行。4.根据权利要求1～3的任一项所述的评价方法，其中，所述测定步骤使所述测定区域在所述照射区域的移动方向相对于所述对象物相对移动，以使得所述测定区域与所述照射区域的至少一部分重叠，所述测定步骤在与所述移动方向交叉的规定方向，以所述照射区域的移动路径为基准，使所述测定区域相对于所述对象物相对往返。5.根据权利要求4所述的评价方法，其中，所述测定步骤使用测定系统，测定光的强度相对于所述测定区域的移动的变化，所述测定系统具备：所述测光器；光学构件，将来自所述测定区域的光导向所述测光器，能够调整相对于所述测光器的位置，以使得所述测定区域相对于所述对象物相对移动；和调整装置，调整所述光学构件相对于所述测光器的位置，所述测定步骤通过利用所述调整装置来调整所述光学构件相对于所述测光器的位置，从而使所述测定区域相对于所述对象物相对移动。6.根据权利要求4或者5所述的评价方法，其中，所述测定步骤使所述测定区域在所述规定方向以规定的宽度往返，若将所述规定的宽度设为w[mm]，将基于所述激光束向所述对象物的照射的所述对象物的熔融预定区域的宽度设为d[mm]，则w满足下式w≥2
×
d。7.根据权利要求4～6的任一项所述的评价方法，其中，若将所述照射区域的移动速度设为v[mm/s]，将所述照射区域的移动方向上的所述测定区域的尺寸设为d[mm]，将所述测定区域的所述规定方向上的往返的频率设为f[hz]，则f满足下式f≥v/d。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的评价方法，其中，所述评价步骤基于测定波形与基准波形的比较，进行所述激光加工的评价，所述测定波形是表示通过所述测定步骤而测定的伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化的波形，所述基准波形是表示所述激光加工中不存在异常的情况下的伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化的波形。9.根据权利要求8所述的评价方法，其中，所述评价步骤在所述测定波形中确认所述基准波形中不存在的光的强度的变化，判断为所述激光加工中存在异常。10.根据权利要求8或者9所述的评价方法，其中，所述评价步骤基于所述测定波形中存在所述基准波形中不存在的光的强度的变化时的所述测定区域的位置，进行所述对象物中产生所述激光加工的异常的部位的判断。11.一种评价系统，是使来自激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于所述对象物相对移动来进行所述对象物的加工的激光加工的评价系统，所述评价系统具备：执行测定处理以及评价处理的处理装置，所述测定处理使用于测定光的强度的测光器的测定区域相对于所述对象物相对移动，通过所述测光器来测定伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化，所述评价处理基于通过所述测定处理而测定的伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化，进行所述激光加工的评价，所述测定处理使所述测定区域相对于所述对象物相对移动，以使得所述测定区域的移动路径与所述照射区域的移动路径具有多个交叉点。12.根据权利要求11所述的评价系统，其中，所述评价系统还具备测定系统，所述测定系统具备：所述测光器；光学构件，将来自所述测定区域的光导向所述测光器，通过相对于所述测光器的位置变化从而使所述测定区域相对于所述对象物相对移动；和调整装置，使所述光学构件相对于所述测光器的位置变化，所述测定处理通过利用所述调整装置来使所述光学构件相对于所述测光器的位置变化，从而使所述测定区域相对于所述对象物相对移动。13.一种激光加工系统，具备：激光振荡器，用于向对象物照射激光束；测光器，测定光的强度；和处理装置，连接于所述激光振荡器以及所述测光器，所述处理装置执行加工处理、测定处理和评价处理，所述加工处理使来自所述激光振荡器的激光束向对象物的照射区域相对于所述对象物相对移动来进行所述对象物的加工，所述测定处理使所述测光器的测定区域相对于所述对象物相对移动，通过所述测光器来测定伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化，
所述评价处理基于通过所述测定处理来测定的伴随着所述测定区域的移动的光的强度的变化，进行所述加工处理中的加工的评价，所述测定处理使所述测定区域相对于所述对象物相对移动，以使得所述测定区域的移动路径与所述照射区域的移动路径具有多个交叉点。

技术总结
评价方法是用于使激光束的照射区域(R1)相对于对象物(71)相对移动来进行对象物(71)的加工的激光加工的评价的方法，包含测定步骤和评价步骤。测定步骤使用于测定光的强度的测定区域(R2)相对于对象物(71)相对移动，对伴随着测定区域(R2)的移动的光的强度的变化进行测定。评价步骤基于伴随着测定区域(R2)的移动的光的强度的变化，进行激光加工的评价。测定步骤使测定区域(R2)相对于对象物(71)相对移动，以使得测定区域(R2)的移动路径(M2)与照射区域(R1)的移动路径(M1)具有多个交叉点(P3)。区域(R1)的移动路径(M1)具有多个交叉点(P3)。区域(R1)的移动路径(M1)具有多个交叉点(P3)。


技术研发人员：船见浩司 藤原和树 中井出
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/5/25