CN110394545B - 激光加工机及其电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够更加准确地控制脉冲激光束的强度或能量的激光加工机及其电源装置。电源装置(120)向激光振荡器(110)供给短脉冲状的高频电压(VRF)。光检测器(180)检测从激光振荡器(110)输出的脉冲激光(Lp),生成脉冲状的第1检测信号VS1。激光控制装置(140)根据定时信号(S1)向电源装置(120)提供激励信号(S4)以使其生成高频电压(VRF),并且将第1检测信号(VS1)平滑化而生成第2检测信号(VS2),通过第2检测信号(VS2)调节电源装置(120)的状态。
Description
本申请主张基于2018年4月20日申请的日本专利申请第2018-081677号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种电源装置。
背景技术
作为产业用加工工具,激光加工机已广泛普及。图1是激光加工机1r的框图。激光加工机1r具备CO2激光器等激光振荡器2及向激光振荡器2供给交流电力以使其激励的激光驱动装置4r。激光驱动装置4r具备直流电源6及高频电源8。直流电源6生成直流电压VDC。高频电源8接收直流电压VDC并将其转换为高频电压VRF供给至负载(即,激光振荡器2)。
在钻孔用激光加工机1r中,激光振荡器2进行不连续运转。即,交替重复比较短的几微秒~十微秒左右的发光期间及与之相同程度或比其更长(或更短)的发光停止期间,从而从激光振荡器2射出脉冲激光Lp。
脉冲激光Lp的强度可以根据高频电压VRF的振幅进行控制,但是,实际上受到环境温度和激光气体的劣化等的影响而变动。即,即使施加有相同振幅的高频电压VRF,所获得的脉冲激光Lp的强度也时时刻刻发生变化。脉冲激光强度的变动会导致加工精度的下降。因此,提出了使脉冲激光Lp的强度稳定化的技术。
专利文献1:日本特开2016-59932号公报
专利文献2:日本特开2015-223591号公报
图2是表示脉冲激光Lp强度的波形的一例的图。脉冲激光Lp的波形并非一定在发光时间Te期间均匀,通常在刚发光后急剧上升,而停止发光时则缓慢衰减。在本说明书中,将脉冲激光Lp的发光时间Te中的平均强度(脉冲宽度内平均输出)称为有效强度Ieff。有效强度Ieff可以看作是每个脉冲的能量除以发光时间Te而得出的值。
专利文献2中公开了一种检测脉冲激光Lp的强度并且以使该检测值的积分值与输出目标值的积分值之间的偏差减小的方式反馈控制脉冲激光的强度的指令值的技术。
在专利文献2的技术中,在包含多个脉冲激光的长一定程度的积分期间(例如1秒),能够使激光的能量的总和接近目标值。换言之,并不保証每个脉冲激光的有效强度Ieff保持在目标值。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的,其一种实施方式的示例性目的之一在于,提供一种能够更加准确地控制脉冲激光束的强度或能量的激光加工机及其电源装置。
本发明的一种实施方式涉及一种激光加工机。激光加工机具备:加工机控制装置,生成脉冲状的定时信号;激光振荡器;电源装置,向激光振荡器供给短脉冲状的高频电压;光检测元件,检测从激光振荡器输出的脉冲激光从而生成脉冲状的第1检测信号;及激光控制装置,根据定时信号向电源装置提供激励信号以使其生成高频电压,并且将第1检测信号平滑化而生成第2检测信号,根据第2检测信号调节电源装置的状态。
根据该方式,能够准确地控制脉冲激光的每次照射的有效强度或能量。
激光控制装置可以调节高频电压的振幅。由此,能够调节脉冲激光的强度。
取而代之或除此以外,激光控制装置也可以调节高频电压的生成时间。由此,能够调节每次照射的脉冲激光的能量。
在定时信号的脉冲宽度和/或频率可变的状态下,可以对第1检测信号进行二值化处理而生成第3检测信号,并且将第3检测信号平滑化而检测第4检测信号,对第2检测信号除以第4检测信号而得到第5检测信号,并根据第5检测信号调节电源装置的状态。由此,即使在定时信号的脉冲宽度或频率发生变动的情况下,也能够准确地控制每个脉冲激光的强度。
本发明的另一实施方式涉及一种根据脉冲状的定时信号驱动激光振荡器的电源装置。电源装置具备:直流电源,生成直流电压;高频电源,将直流电压转换为高频电压,并且根据定时信号向激光振荡器间歇性地供给高频电压;光检测元件,检测从激光振荡器输出的脉冲激光从而生成脉冲状的第1检测信号;及激光控制装置,将第1检测信号平滑化而生成第2检测信号,并且根据第2检测信号调节直流电源的直流电压及高频电源的动作时间中的至少一方。
定时信号的脉冲宽度和/或频率可变。激光控制装置可以对第1检测信号进行二值化处理而生成第3检测信号,并且将第3检测信号平滑化而检测第4检测信号,对第2检测信号除以第4检测信号而得到第5检测信号,并以使第5检测信号接近目标值的方式进行反馈控制。
激光控制装置可以针对定时信号的每个脉冲(即,针对激光的每次照射)更新直流电源和/或高频电源的动作参数。
另外,以上构成要件的任意组合或在方法、装置、系统等之间彼此替换本发明的构成要件和表述的方式也作为本发明的方式而有效。
根据本发明的一种实施方式,能够更加准确地控制脉冲激光束的强度或能量。
附图说明
图1是激光加工机的框图。
图2是表示脉冲激光Lp的强度的波形的一例的图。
图3是表示激光加工机的结构的框图。
图4是第1实施方式所涉及的激光装置的框图。
图5是图4的激光装置的动作波形图。
图6是表示电源装置的结构例的框图。
图7是第1实施例所涉及的激光控制装置的框图。
图8是表示校正动作的一例的波形图。
图9是第2实施例所涉及的激光控制装置的框图。
图10是第3实施例所涉及的激光控制装置的框图。
图11是第4实施例所涉及的激光控制装置的框图。
图12是第2实施方式所涉及的激光控制装置的框图。
图13是变形例所涉及的激光装置的框图。
图中:100-激光装置,110-激光振荡器,120-电源装置,140-激光控制装置,142-平滑电路,144-校正部,146-激励信号发生器,150-A/D转换器,152-减法器,154-反馈控制器,156-加法器,158-存储器,160-D/A转换器,162-A/D转换器,164-除法器,166-乘法器,170-占空比检测器,172-二值化电路,174-平滑电路,180-光检测器,200-直流电源,202-电容器组,204-直流母线,210-充电电路,230-充电控制器,300-高频电源,302-升压变压器,310-逆变器,900-激光加工机,910-光学系统,920-加工机控制装置,930-工作台,Lp-脉冲激光,S1-定时信号,S2-强度指令,S3-位置控制信号,S4-激励信号,S5-电压指令。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。在各附图中,对相同或等同的构成要件、构件及处理标注相同的符号,并适当省略重复说明。并且,实施方式仅为示例,其并不用于限定本发明,实施方式中记载的所有特征及其组合未必一定是发明的本质内容。
图3是表示激光加工机的结构的框图。激光加工机900向对象物902照射脉冲激光束904从而对对象物902进行加工。对象物902的种类并不受特别限定,并且加工的种类虽可例示冲孔(钻孔)及切割等,但也不只限于此。
激光加工机900具备激光装置100、光学系统910、加工机控制装置920及工作台930。对象物902载置在工作台930上,并且根据需要固定于工作台930上。
加工机控制装置920集中控制激光加工机900。具体而言,加工机控制装置920向激光装置100输出定时信号S1及指定脉冲激光束的强度的强度指令S2。并且,加工机控制装置920生成用于按照描述加工处理的数据(配方)控制工作台930的位置控制信号S3。
工作台930根据来自加工机控制装置920的位置控制信号S3对对象物902进行定位并使对象物902相对于脉冲激光束904的照射位置进行扫描。工作台930可以是单轴、双轴(XY)或三轴(XYZ)工作台。
激光装置100以来自加工机控制装置920的定时信号S1作为触发信号而进行振荡,生成脉冲激光束906。定时信号S1为高电平或低电平两个值的脉冲信号,例如,高电平的区间成为发光区间,低电平的区间成为发光停止区间。脉冲激光束906的发光区间中的强度根据强度指令S2而设定。光学系统910向对象物902照射脉冲激光束904。光学系统910的结构并不受特别限定,其可以包括用于将光束引导至对象物902的反射镜组、用于对光束进行整形的透镜或光圈等。
以上为激光加工机900的结构。以下,对根据来自加工机控制装置920的定时信号S1及强度指令S2进行动作的激光装置100进行说明。
<第1实施方式>
图4是第1实施方式所涉及的激光装置100的框图。激光装置100具备激光振荡器110、电源装置120、激光控制装置140及光检测器180。
激光振荡器110具备一对放电电极及形成激光谐振腔的一对反射镜等。
电源装置120生成高频电压VRF并将其施加于激光振荡器110的一对放电电极。高频电压VRF的频率(称为同步频率)根据激光振荡器110的一对放电电极的静电电容及与之相伴的电感器的谐振频率而规定。
电源装置120具备直流电源200及高频电源300。直流电源200生成直流电压VDC。例如,指定直流电压VDC的目标电平(level)的电压指令S5输入于直流电源200。电压指令S5可以是表示直流电压VDC的目标值的模拟的基准电压VREF,也可以是表示基准电压VREF的数字(digital)值。直流电源200使直流电压VDC的电平稳定在基准电压VREF。
高频电源300接收直流电压VDC并将其转换为交流的高频电压VRF。高频电源300可以包括将直流电压VDC转换成交流电压的逆变器及使逆变器的输出升压的变压器。由于高频电压VRF的振幅与直流电压VDC成比例,因此,可以根据电压指令S5(基准电压VREF)控制脉冲激光Lp的有效强度。
定时信号S1及强度指令S2输入于激光控制装置140。激光控制装置140在定时信号S1为高电平的期间向电源装置120的逆变器供给同步频率的激励信号S4。由此,从电源装置120向激光振荡器110供给短脉冲(burst)状的高频电压VRF,激光振荡器110根据定时信号S1交替重复振荡和停止。作为典型,定时信号S1的重复频率为1kHz~10kHz左右,脉冲宽度(即,激光的激励时间)为几十μs的量级。
激光控制装置140根据强度指令S2生成基准电压VREF。由此,根据强度指令S2控制高频电压VRF的振幅甚至脉冲激光Lp的强度。
以上为激光装置100的基本结构。接着,对激光装置100的基本动作进行说明。图5是图4的激光装置100的动作波形图。在图5中,从上朝下依次示出了定时信号S1、激励信号S4、高频电压VRF、流过激光振荡器110的放电电极的放电电流IDIS及脉冲激光Lp的强度。另外,在本说明书中,为了便于理解,适当放大或缩小表示所参考的波形图及时序表的纵轴及横轴,并且为了便于理解,还简化、夸张或强调表示各波形。
若在时刻t0定时信号S1成为高电平,则生成具有同步频率的激励信号S4。高频电源300根据激励信号S4进行开关动作,从而将高频电压VRF供给至激光振荡器110。若高频电压VRF施加于激光振荡器110的放电电极则产生放电,放电电流IDIS开始流过。在定时信号S1处于高电平的开启时间(激励时间)Ton的期间,激励信号S4持续生成。
在开始放电并经过了一定延迟时间之后的时刻t1,脉冲激光Lp的强度增加。激光脉冲的波形依赖于激光振荡器的特性。在该例子中,激光脉冲上升之后马上出现峰值,之后,持续出现平坦的部分。
若在时刻t2定时信号S1成为低电平,则激励信号S4停止生成,高频电压VRF也停止产生。如此一来,放电会逐渐变弱而最终消失。脉冲激光Lp的强度也在时刻t2之后逐渐衰减。
激光装置100通过重复上述动作而生成脉冲激光Lp。
如上所述,即使施加有规定振幅的高频电压VRF,脉冲激光Lp的强度也会根据温度或气体的劣化而发生变化。对此,为了将脉冲激光Lp的强度保持为恒定,激光控制装置140对电源装置120的状态进行校正。下面,返回到图4,对校正脉冲激光Lp的强度(或能量)的情况进行说明。
从激光振荡器110输出的脉冲激光Lp的一部分被光束分离器等分支之后输入于光检测器180。光检测器180检测脉冲激光Lp的强度,并向激光控制装置140供给第1检测信号VS1。光检测器180需要具有能够足以检测每个脉冲的强度的高响应性,因此,优选使用量子型检测元件而非热型检测元件。光检测器180的输出(第1检测信号)VS1成为对应于脉冲激光Lp的波形的脉冲状的信号。
激光控制装置140根据第1检测信号VS1使脉冲激光Lp的强度(及能量)稳定化,从而减少温度或气体的劣化等带来的影响。更具体而言,激光控制装置140包括将脉冲状的第1检测信号VS1平滑化的平滑电路142,并根据平滑化后的第2检测信号VS2调节电源装置120的状态(动作参数)。平滑电路142可以由模拟或数字的低通滤波器构成。低通滤波器的时间常数(即,截止频率)只要根据所设定的定时信号S1的重复频率来确定即可,例如,低通滤波器的时间常数设定为1~20ms左右。例如,在定时信号S1的频率为1kHz~10kHz的情况下,若将低通滤波器的时间常数设成5ms,则时间常数成为定时信号S1周期的5~50倍。由平滑电路142生成的第2检测信号VS2可以理解为表示第1检测信号VS1的连续的多个脉冲的有效强度的平均。
若将Tp设为定时信号S1的重复周期、将Te设为激光的发光时间(脉冲宽度),则它们的比成为占空比DR。
DR=Te/Tp
第2检测信号VS2与脉冲激光的有效强度Ieff乘以定时信号S1的占空比DR的量成比例。换言之,有效强度Ieff的检测值由以下式表示。
Ieff∝VS2/DR
假设占空比DR恒定,则第2检测信号VS2表示有效强度Ieff。
激光控制装置140包括校正部144,该校正部144以使基于第2检测信号VS2获得的激光的有效强度的检测值与其目标值一致的方式进行反馈控制从而校正电源装置120的动作参数。有效强度的目标值根据强度指令S2而生成。在本实施方式中,校正对象的动作参数为高频电压VRF的振幅,即,激光控制装置140对直流电压VDC进行校正。
根据该激光装置100,通过参考由平滑电路142平滑化后的第2检测信号VS2,能够准确地控制脉冲激光的每次照射(one shot)的有效强度或能量。该优点通过与专利文献2的技术进行对比而得以明确。
在专利文献2中,按照每次照射累计脉冲激光能量。若将单次照射的能量设为1作为标准,则每次照射的目标值会递增为1,2,3……。例如,在第100次照射的1个脉冲的能量(强度)为1.1时,反馈过来的累计值为1000.1,此时的目标值成为1000。因此,即使一次照射中存在10%的误差,对累计值而言,误差成为0.01%。因此,通过相对较弱的反馈以长时间等级调节脉冲激光的强度。
相对于此,在本实施方式中,第2检测信号VS2表示第1检测信号VS1的连续的多个脉冲的有效强度的平均。例如,假设为五个脉冲的平均值。若连续的五个脉冲中的四个的检测值为1而剩下的一个为1.1,则它们的平均成为1.02,其与目标值(1)之间的误差成为2%。因此,与专利文献2相比,误差相对较大,因而利用较强的反馈来校正脉冲激光的强度。因此,根据本实施方式,与专利文献2相比,能够更加准确且快速地控制光强度。
图6是表示电源装置120的结构例的框图。直流电源200具备电容器组202、充电电路210及充电控制器230。直流电源200与高频电源300通过直流(DC)母线204连接。直流母线204连接于电容器组202。
激光照射结束之后,电容器组202放电,导致直流电压VDC下降。充电电路210向电容器组202供给充电电流ICHG直至进行下一次照射为止以使直流电压VDC恢复。充电控制器230控制充电电路210的充电动作以使直流母线204的直流电压VDC接近对应于电压指令S5的目标电压VREF。例如,充电控制器230可以根据电压指令S5控制充电电路210的充电时间和/或充电次数。
充电电路210可以由开关转换器(例如,降压DC/DC转换器)构成。充电控制器230可以通过先行进行的主充电及后续进行的副充电来对电容器组202进行充电。
在主充电中,生成具有对应于电压指令S5的脉冲宽度的单触发脉冲(One shotpulse),使充电电路210进行一次开关动作,以较低的精度进行充电。由此,将较大的充电电流供给至电容器组202,直流电压VDC恢复至大致接近基准电压VREF的电平。接着,进入副充电,使DC/DC转换器进行多次开关动作,以使直流电压VDC与基准电压VREF一致。
高频电源300具备升压变压器302及逆变器310。升压变压器302的次级绕组W2与激光振荡器110的放电电极连接。逆变器310例如包括全桥电路等。直流电压VDC供给至逆变器310的电源端子。逆变器310根据激励信号S4进行开关动作,向升压变压器302的初级绕组W1施加交流电压VAC,在次级绕组W2生成高频电压VRF。另外,逆变器310或升压变压器302的结构及拓扑结构并不受特别限定。
<第1实施例>
图7是第1实施例所涉及的激光控制装置140A的框图。激光控制装置140A的主要部分由PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)等数字电路构成。为了方便起见,假设定时信号S1的重复频率及脉冲宽度(换言之,占空比)恒定。
校正部144A针对定时信号S1的每个周期(即,脉冲激光Lp的每次照射)进行动作,从而校正电压指令S5(基准电压VREF)。图中,(n)表示第n次循环的信号,(n-1)表示上一个第(n-1)次循环的信号。
校正部144A包括A/D转换器150、减法器152、反馈控制器154、加法器156、存储器158及D/A转换器160。另外,在校正部144A由PLC构成的情况下,减法器152、反馈控制器154、加法器156及存储器158表示执行软件程序的处理器所具的功能。A/D转换器150针对定时信号S1的每次循环(即,激光的每次照射)将模拟的第2检测信号VS2转换为数字信号DVS2。
在生成第n次循环的电压指令S5时,参考上一次的第(n-1)循环中的A/D转换器150的输出DVS2(n-1)。A/D转换器150的动作时间可以是刚结束激光照射之后。
减法器152生成数字的第2检测信号DVS2(n-1)与目标值DREF的差值ΔI(n)。反馈控制器154以使差值ΔI接近零的方式生成校正量ΔDV。在本实施方式中,反馈控制器154为P(比例)控制器,其对差值ΔI乘以增益而生成校正量DCMP(n)。另外,作为反馈控制器154,也可以使用PI(比例积分)控制器或PID(比例积分微分)控制器等。
加法器156将校正量DCMP(n)与上一次循环的目标值DVREF(n-1)相加而作为下一次循环的目标值DVREF(n)。D/A转换器160将目标值DVREF(n)转换为模拟的基准电压VREF(n)。目标值DVREF(n)储存于存储器158中,并在下一次循环中输入至加法器156。
另外,加法器156也可以将校正量DCMP(n)与基准电压VREF的标准值相加。
接着,对激光装置100的校正动作进行说明。图8是表示校正动作的一例的波形图。即将进入激光振荡器110的发光期间之前,直流电压VDC被稳定在目标电压VREF。根据定时信号S1,激光振荡器110进行振荡,生成表示脉冲激光Lp的强度的第1检测信号VS1。
第1检测信号VS1在激光控制装置140中平滑化而生成第2检测信号VS2。第2检测信号VS2按照每次循环转换为数字检测值DVS2。在该例子中,刚发光之后马上进行基于A/D转换器的采样。若获取到数字检测值DVS2,则基于数字检测值DVS2与其目标值DREF之间的误差ΔI而生成校正量DCMP,从而更新数字值DVREF。
例如,第(n-1)次循环的照射结果,数字检测值DVS2(n-1)低于目标值DREF。因此,产生正的校正量DCMP(n),下一个的第n次循环的基准电压VREF(n)增加。直流电源200在到达下一次照射为止将直流电压VDC充电至新的基准电压VREF(n)。
由此,第n次循环的高频电压VRF的振幅变得大于上一个的第(n-1)次循环的振幅,第n次循环的脉冲激光Lp的强度增加。其结果,第2检测信号VS2也增加。在该例子中,DVS2(n)高于其目标值DREF,因此在下一次循环中,以使基准电压VREF减小的方式进行反馈。通过重复该动作,能够与温度变化和气体的劣化等无关地使脉冲激光Lp的强度稳定化。
<第2实施例>
在此考虑定时信号S1的占空比DR发生变化的情况(即,定时信号S1的脉冲宽度(激励时间)与重复频率中的至少一方发生变化的状况)。
如上所述,第2检测信号VS2(DVS2)表示脉冲激光的有效强度Ieff乘以占空比DR的量。因此,在占空比DR可变的系统中,只要根据占空比DR增减第2检测信号DVS2或其目标值DREF即可。
图9是第2实施例所涉及的激光控制装置140B的框图。校正部144B以使第2检测信号DVS2除以占空比DR而得的值DVS5(=DVS2/DR)接近目标值DREF的方式调整校正量DCMP。
激光控制装置140B除了具备图7的激光控制装置140A以外还具备占空比检测器170。占空比检测器170检测占空比DR。例如,占空比检测器170可以根据表示脉冲激光Lp的强度的第1检测信号VS1检测出占空比DR。二值化电路172为电压比较器,其将第1检测信号VS1与规定阈值进行比较,并对其进行高电平、低电平(1/0)的二值化处理。平滑电路174为具有与平滑电路142相同的特性的低通滤波器,其使二值化处理后的第3检测信号VS3平滑化,生成第4检测信号VS4。第4检测信号VS4表示上述占空比DR。
校正部144B除了具备图7的校正部144A以外还具备A/D转换器162及除法器164。A/D转换器162将第4检测信号VS4转换为数字值DVS4。除法器164对DVS2除以DVS4而生成增减后的DVS5。DVS5表示脉冲激光Lp的有效强度Ieff。
根据图9的激光控制装置140B,在占空比DR发生变化的系统中,能够使脉冲激光的有效强度Ieff稳定化。
另外,占空比检测器170的结构并不受特别限定。在定时信号S1的占空比能够接近发光期间的占空比时,可以向平滑电路174输入定时信号S1。
<第3实施例>
图10是第3实施例所涉及的激光控制装置140C的框图。校正部144C以使第2检测信号DVS2接近目标值DREF乘以占空比DR而得的值DREF’(=DREF×DR)的方式调整校正量DCMP。校正部144C具备乘法器166以取代图9的校正部144B的除法器164。
<第4实施例>
图11是第4实施例所涉及的激光控制装置140D的框图。校正部144D可以分别独立地检测发光时间Te和重复周期Tp。发光时间Te可以使用定时信号S1的脉冲宽度。
校正部144D可以以使DVS2乘以Tp而得的值EFB接近DREF乘以Te而得的目标值EREF的方式调整校正量DCMP。乘法器169a、169b进行乘法运算。EREF=DREF×Te表示每个脉冲的能量,同样地,DVS2乘以Tp而得的值EFB也表示每个脉冲的能量。即,校正部144D以使能量的误差ΔE(n)接近零的方式(换言之,以使每个脉冲的能量接近其目标值的方式)调节基准电压VREF。
(第2实施方式)
在第1实施方式中,使脉冲激光Lp的有效强度稳定在目标值,但本发明的应用并不只限于此。根据激光的用途及加工的种类,每个脉冲的能量有时会影响到加工精度。此时,可以使每个脉冲的能量稳定在目标值。
在第2实施方式中,调节向激光控制装置140供给激励信号S4的激励时间Ton’。图12是第2实施方式所涉及的激光控制装置140E的框图。校正部144E的基本结构与图11的校正部144D相同,但是,校正对象为激励时间Ton’。激励时间Ton’的指令值可以设为将定时信号S1的脉冲宽度Ton与校正量DCMP(n)相加而得的值。
激励信号发生器146在激励时间Ton’期间向激光振荡器110供给激励信号S4。
根据第2实施方式,能够使每个脉冲的能量稳定化。
以上,通过若干实施方式对本发明进行了说明。这些实施方式为示例,本领域技术人员应当理解这些各构成要件或各处理程序的组合可以存在各种变形例,并且这些变形例也在本发明的范围内。以下,对这些变形例进行说明。
也可以组合第1实施方式和第2实施方式。即,也可以控制激励时间Ton及直流电压VDC这两者。
此外,激光控制装置140的校正对象并不只限定于直流电压VDC及激励时间Ton。
图13是变形例所涉及的激光装置100F的框图。激光装置100F还具备用于冷却激光振荡器110或使激光振荡器110的温度稳定的冷却器102及鼓风机104。激光控制装置140可以校正冷却器102的流量,也可以校正冷却器102的冷却水的设定温度。或者,激光控制装置140还可以校正鼓风机的转速。这些校正可以单独进行或者也可以与直流电压VDC、激励时间Ton的校正组合进行。
以上,使用具体语句对本发明的实施方式进行了说明,但是,实施方式仅示出了本发明的原理、应用的一侧面,在不脱离技术方案中规定的本发明的宗旨范围内,实施方式容许多种变形例和配置的变更。
Claims (5)
1.一种激光加工机,其特征在于,具备:
加工机控制装置,生成脉冲状的定时信号;
激光振荡器;
电源装置,向所述激光振荡器供给短脉冲状的高频电压;
光检测元件,检测从所述激光振荡器输出的脉冲激光从而生成脉冲状的第1检测信号;及
激光控制装置,根据所述定时信号向所述电源装置提供激励信号以使其生成所述高频电压,并且将所述第1检测信号平滑化而生成第2检测信号,根据所述第2检测信号调节所述电源装置的状态,
所述定时信号的占空比可变,
所述激光控制装置还具备检测所述脉冲激光的发光时间与重复周期之比即占空比的占空比检测器,并且根据所述占空比增减所述第2检测信号或其目标值,
所述占空比检测器对所述第1检测信号进行二值化处理而生成第3检测信号,并将所述第3检测信号平滑化而生成表示所述占空比的第4检测信号。
2.根据权利要求1所述的激光加工机,其特征在于,
所述激光控制装置调节所述高频电压的振幅。
3.根据权利要求1所述的激光加工机,其特征在于,
所述激光控制装置调节所述高频电压的生成时间。
4.一种电源装置,其根据脉冲状的定时信号驱动激光振荡器,所述电源装置的特征在于,具备:
直流电源,生成直流电压;
高频电源,将所述直流电压转换为高频电压,并且根据所述定时信号向所述激光振荡器供给短脉冲状的所述高频电压;
光检测元件,检测从所述激光振荡器输出的脉冲激光从而生成脉冲状的第1检测信号;及
激光控制装置,将所述第1检测信号平滑化而生成第2检测信号,并且根据所述第2检测信号调节所述直流电源的所述直流电压及所述高频电源的动作时间中的至少一方,
所述定时信号的脉冲宽度和/或频率可变,
所述激光控制装置还具备检测所述脉冲激光的发光时间与重复周期之比即占空比的占空比检测器,并且根据所述占空比增减所述第2检测信号或其目标值,
所述占空比检测器对所述第1检测信号进行二值化处理而生成第3检测信号,并且将所述第3检测信号平滑化而生成表示所述占空比的第4检测信号。
5.一种激光加工机,其特征在于,具备:
加工机控制装置,生成脉冲状的定时信号;
激光振荡器;
电源装置,向所述激光振荡器供给短脉冲状的高频电压;
光检测元件,检测从所述激光振荡器输出的脉冲激光从而生成脉冲状的第1检测信号;及
激光控制装置,根据所述定时信号向所述电源装置提供激励信号以使其生成所述高频电压,并且将所述第1检测信号平滑化而生成第2检测信号,根据所述第2检测信号调节所述电源装置的状态,
所述激光控制装置包括输入所述第1检测信号而输出所述第2检测信号并且由模拟的低通滤波器构成的平滑电路,所述平滑电路的时间常数为所述第1检测信号的周期的5倍至50倍。
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