CN1115703A - 激光加工设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的激光加工设备用包括激光功率、脉冲频率和占空比的函数描述激光振荡器的特性，根据以该函数为基础的指令和以功率、占空比及频率为基础的指令计算对前馈控制部分中电源单元的指令，以及由功率传感器的功率指令值和功率测量值计算对反馈控制部分中电源单元的指令，将这些指令输入到电源单元中。本激光加工装置还确定改变激光振荡器中的特性及修正该激光振荡器的特性函数。

Description

激光加工设备及其控制方法

本发明涉及对于工件实现特定激光加工用的激光加工设备及其控制方法，更确切地说，涉及具有功率控制并能高速度及高精度控制功率的激光加工设备及其控制方法。

这种类型的激光加工设备，已被公开在例如日本专利早期公开No.228790/1986或者No.209790/1986中。此激光加工设备的结构表示在图67中。在该图中特指的编号1为激光振荡管，2为激光束，3为带反射板的光闸，4为功率监视器，5为中央控制部分，6为激光振荡管电流设定部分，7为强度设定(volume)，8为光闸开闭控制信号，9为线性估计方式，10为反馈方式。

由激光振荡管1发出的激光束2被导向光闸3，而且用于加工的激光束向外界辐射，是通过打开或关闭光闸3来控制的。光闸3的表面上镀以金属膜，例如具有高反射率的金，且当向外界的辐射未实现时，激光束2在该表面上发生镜面反射并被导入能量监视器4，以对激光束的功率进行检测。中央控制部分5的作用，是对激光振荡电流设定部分6进行控制以设定流过激光振荡管1中的电流，对于设定激光束功率的强度设定7中的强度值以及功率监视器4的输出值进行检测，并且对光闸3的开闭提供控制。由中央控制部分5实现的控制方式，被分为线性估计控制方式9，预先使激光振荡管中电流值和激光功率线性化，以及反馈控制方式10，以将功率监视器4的输出值反馈给激光器电流值。

接下去的描述是针对运行作出的。当激光加工设备的电源接通时，激光振荡管1发生振荡而光闸3保持在关闭状态。由中央控制部分5将电流值Ii设定在激光振荡管电流设定部分6之中，并对功率监视器4发出的激光束2的功率Pi进行检测。实现上述运行取决于至少在两点或者更多点上监控的电流值Ii。仿样函数是靠内插手段制定的，例如通过最小二乘法或者从Ii和Pi的逼近方法。由此仿样函数中，线性估计函数g被表示为下式(1)，以便推导出激光器电流值对其功率的函数。

               I＝g(P)

在此预备性运行实现之后，便能够使用此激光加工设备。由操作者使用强度设定7设定所需要的激光功率，并由中央控制部分5对所设定的功率值P_强度设定(W)进行检测。被设定的电流值I，是通过使用式(1)的函数直接由此设定的功率值P_强度设定决定的，且被设定在激光振荡管电流设定部分6中。这就是线性估计控制方式9。

当光闸3保持在关闭且激光束对外界的辐射尚未实现时，此加工设备要对功率监视器等待一段固定时间t_s，并且进入反馈控制方式10。按照反馈控制方式10，需将来自功率监视器4的输出值P_监视器与所设定的功率值P强度设定进行比较，如果影视器4的输出值P_监视器比较大，则激光振荡管的电流值I要减少一个△I。

为了让激光束向外界辐射，在光闸3打开之前立即开动激光振荡管的电流设定，并且激光的功率的精确发射是根据电流I实现的。而且当激光辐射时强度设定7中发生改变时，立即取消电流供给，并且与所设定的功率值P_强度设定改变对应的激光振荡管的电流值I，是通过式(1)及设定值得到的。

而且在反馈控制方式10中，对于激光振荡管电流I的反馈，是靠采用通过将此设定的功率值P_强度设定高(或低)百分之八十的上限值P高(或下限值P低)代入式(1)得到的电流值，作为电源上限值I高(或下限值I低)来实现的。当电流I高于电流上限值I高或大大低于电流下限值I低时，预备性步骤的线性估计功能再一次实现。

对于既采用了前馈控制F/F(其中激光振荡器的输入/输出特性预先储存在存储单元中，并且激光振荡器的控制是靠此储存的输入/输出特性来实现的)，又采用了反馈控制F/B(其中是将如上所述选定的实际激光输出值同激光输出的指令值加以比较，并根据比较结果来校正激光输出)的输出控制机构来说，有可获得具有快速响应速度的激光输出。

图68为表示带有即能实现前馈控制F/F又能实现反馈控制F/B的传统型激光输出控制机构的激光加工设备总体结构方框图，在该图中指定的编号16为用于输出激光的激光振荡器，15为用于激光振荡器16提供激励能的电源装置，18为用于检测激光振荡器16激光输出的功率传感器，97为用于指令激光输出强度的激光输出指令信号，101为用于储存激光振荡器16输入/输出特性的输入/输出特性存储装置； 102为前馈计算装置，用来为前馈控制装置90从储存在特性储存装置101中的输入/输出特性和激光输出指令信号97中获得输出信号；90为包括有前馈计算装置102和输入/输出特性存储装置101的前馈控制装置。

而且指定编号91为用于实现反馈控制的反馈控制装置，109为将来自前馈控制装置90的输出信号与来自反馈控制装置91的输出信号相加的加法器，95为来自前馈控制装置90的输出信号，96为来自反馈控制装置91的输出信号，105为来自功率传感器18的输出信号。并且在该图中，指定2为激光束，108为对工件加工用的加工头，22为驱动安装其上工件沿X或Y方向运动的XY工作台，90为用来对前馈控制装置90、反馈控制装置91、加工头108、XY工作台22和光闸(随后描述)提供控制的数控装置N/C。

而且指定编号19为用于使来自激光振荡器16的激光束偏转的反射器，21为作为加工目标的工件，99为使来自反馈镜19的激光束聚焦的聚焦透镜，17为控制激光束输出用的光闸，98为包括前馈控制装置90、反馈控制装置91和加法器109在内的激光输出控制装置。

接下去的描述是针对运行作出的。首先针对激光输出控制装置98的运行作出描述。因69为表示激光振荡器16的输入/输出特性的曲线图，以激光振荡器16的输入绘在水平轴上，并以其输出绘在垂直轴上。如图65所示，激光振荡器16的输入/输出特性是随激光振荡输出的形式(连续波CW或者脉冲)、脉冲频率和占空系数变化的。

其中至少一个是作为特性存储装置101的储存信号。当Wa被作为来自数控装置94的激光输出指令信号97在前馈控制装置90中给出时，前馈计算装置102从来自特性存储装置101的储存信号中获得的Ia提供作为前馈控制装置90的输出信号95。

Ia是来自前馈控制装置90的输出信号提供给激励电源的，且当激光束从激光振荡器16输出时，如果来自功率传感器18的输出信号不同于与激光输出指令信号97对应的值，则在激光输出105之间出现偏差，并且激光器的输出将根据来自反馈控制装置91自的输出信号进行校正，从而使激光器的输出与激光输出指令信号97对应的值相等。

假如来自前馈控制装置90的输出信号Ia等于为得到激光输出Wa而对激光振荡器16的输出，则激光输出指令信号97和来自功率传感器18的输出信号105间偏差为零，并且来自反馈控制装置的输出信号也为零，而且由于这种原因，对于激光输出的校正未完成。

此处的反馈控制装置91包括滤波器和反馈控制计算装置(未表示)，并且通过输入梯形激光输出指令信号97以及来自具有一定响应性的功率传感器18的输出信号105，便可以精确地获得激光输出指令信号97和来自功率传感器18的输出信息105之间的偏差，从而实现对反馈控制的计算。

作为激光振荡器特性之一的输入/输出特性，如上所述是随激光振荡输出的形式(连续波或者脉冲)、脉冲频率和占空系数变化的。作为连续波的输入/输出特性，在特性存储装置101中并不储存所有的脉冲频率和占空系数，但作为连续波或一定脉冲的输入/输出特性，脉冲频率和占空系数被储存在特性存储装置101中，而且对于不同脉冲频率和占空比的输入/输出特性，是通过使用前馈计算装置102从储存的输入/输出特性进行计算被推测出来的。

接下去的描述是针对激光加工设备的运行作出的。由激光振荡器16输出的激光束2被反射导向上述工件21，然后由加工头108中的聚焦透镜99将其聚焦在工件21上的特定位置。而且储存在数控装置91的存储器(未表示)中的是许多加工条件，即激光器的输出、激光振荡输出的形式(连续波或者脉冲)、脉冲的频率、脉冲的占空比等，而且最佳条件的选择，要根据工件21的材质和板的厚度、加工速度和加工形式，并根据选定的条件分别对激光振荡器16、电源装置15、加工头108、XY工作台102以及光闸17等进行控制。

在传统类型激光加工设备的中央控制部分中，线性估计函数是由上式(1)得出的。式(1)被用来计算为输出功率P所需要的电流值I，然而该函数仅只针对功率P，而且频率和占空比未被考虑。一般说来用在CO₂这类激光加工机中的激光加工设备的工作方式可分为连续波方式(其中输出的是连续波)和脉冲方式(其中输出的是脉冲波)，而且一般情况下象切割金属这样的激光加工，是以脉冲方式进行的。如果激光束是按照脉冲方式以式(1)中作为功率P函数表示的线性估计函数进行控制，那么就不可能计算出为输出功率P所需要的电流值I。即使激光功率的控制是靠使用上述线性估计函数来完成的，那么功率输出的误差也会变大，从而使其在良好的条件下也不可能完成加工。

而且对于由式(1)表示的线性估计函数来说，不可能实行占空比控制方法，其中激光振荡管的输入电流受到限制，而且激光功率的控制是靠将提供给激光振荡管的电流I的峰值保持在固定水平，并且还要改变电流的占空比。由于这个原因，该方法不能应用于很宽范围的加工方式。

在传统型激光加工设备的中央控制部分中，象通过加工时让激光功率反馈的那样，为提供设定的功率值进行反馈控制是无法实现的，即使在加工中产生出功率输出误差，仍然不意味着对它完全进行了校正。由于这个理由，具有较大误差的激光功率被输出，从而在良好的条件下不能进行加工。

进一步说来，在传统型激光加工设备的中央控制部分中，一般说来，激光振荡管中在很短时间周期内产生的能量波动可以被校正，然而对于加工时进行校正并不起作用。为了实现校正，要求打开或者关闭光闸和中断加工过程。当加工是长时间连续完成时，激光振荡管的特性就要发生变化，并且需要对线性估计函数进行校正。然而，例如当切割厚的平板如软的钢板或切割大尺寸工件时，有时候需要长时间连续来完成。但是对加工时的线性估计函数校正不起作用，于是便产生功率输出误差，有时会引起加工错误。

在传统型激光加工设备的中央控制部分中，线性估计函数的校正基本上只在预备阶段实行，除非电流I大大超出上限值或者低于下限值，线性估计函数的校正是不实行的。由于这种原因，当激光振荡器的特性改变时，线性估计函数中的误差变大，被输出的激光功率带有很大的误差，且在良好的条件下不能实现加工。

在传统型激光加工设备的中央控制部分中，按照反馈方式，来自功率监视器的输出值P_监视器要同设定的功率值P_强度设定进行对比，如果P_监视器比较大，那么就要通过将激光振荡管的电流I减少△I来实行校正。然而这种操作仅对设定的P_强度设定值校正设定的电流值实行，以致于，如果激光束辐射时加工条件发生变化，则被输出的低功率具有更大的误差，且在良好的条件下不能实现加工。

如具有图67所示结构的传统型激光加工设备，存在有下述许多问题：

第一，当把来自前馈装置的与激光输出指令信号相对应的输出信号提供给激励电源时，如果来自激光振荡管的被输出的激光输出值不同于激光输出指令信号值，就是说如果被储存在特性存储装置中的输入/输出特性偏离实际激光振荡管的输入/输出特性，那么激光器的输出就要根据来自反馈控制装置的输出信号进行校正。

然而，当功率传感器包括有热电偶时，响应时间相当长，而且对于激光的输出的校正是在对于功率传感器的响应被通过之后作出的。在这种情况下，一直到激光输出被校正的前一瞬息时间或者最后一瞬息时间内，对激光的输出的响应产生过量或者不足。当储存在特性存储装置中的输入/输出特性与实际激光振荡器的输入/输出特性之间偏差变大时，这响应过量或者不足的范围加大，这在要求高加工精度的激光加工设备中成为大问题。

第二，当使用前馈计算装置从激光输出指令信号中为前馈控制装置取得输出信号时，在输出信号作为脉冲频率或占空比未被储存在特性存储装置中的情况下，它是通过使用储存在特性存储装置中的输入/输出特性由前馈计算装置推测出来的，在这种推测中可能产生误差。这种推测误差随激光振荡器的输出形式、脉冲频率和占空比变化，在某些条件下此误差可能变得非常大。由于这个原因，在激光输出的第一瞬间或最后一瞬间会产生响应过量或者不足。产生推测误差的原因，例如包括低输出和低占空比。

第三，当反馈控制装置中的时间常数或时间延迟并非最佳时，在激光输出的第一瞬间或最后瞬间可能产生响应过量或不足。这种现象的产生，是由于不可能准确地得到来自激光输出检测器的输出信号和对应于激光输出指令信号的值之间的偏离。

第四，当工件是由具有高反射率的材料制成时，辐照在工件上的大多数激光束对加工无贡献地被反射并到达激光振荡器。假如该激光束的反射光被导入激光振荡器的功率传感器，则对于反射光的检测信号将被叠加在来自激光输出检测器的输出信号上，而且在误差放大器中将比对应于实际激光输出的值要大的激光输出检测值与激光输出的指令值进行比较，便不能对激光输出进行精确校正。

第五，假如存在一种将电流限制在激光输出控制装置外部的功能，例如限制在电源输出部件之中，而且供给激光振荡器的能量受该功能限制，那么由激光振荡器输出的激光功率所具有的值要比由激光振荡器输出指令信号表示的值小，以致于在激光输出指令信号和功率传感器的输出信号间不断地产生误差，而且来自反馈控制装置的输出信号最终会增加到无限大，从而使反馈控制装置的正常运转不可能。

第六，当构成激光振荡器的反射用的反光镜受到损害时，激光器的功率将显著下降，如果在这种状态下将来自电源的能量不断地提供给激光振荡器，那么除此反光镜外的激光振荡器的元件有时也会损坏。

本发明的第一个目的，是获得一种能在良好的条件下实现加工的激光加工设备，即使是按脉冲方式运转。

本发明的第二个目的，是获得一种能在良好的条件下实现占空比控制的激光加工设备。

本发明的第三个目的，是获得一种在正常条件下(即使有功率误差产生)能够将功率输出误差减小到零的激光加工设备。

本发明的第四个目的，是获得一种能够对加工过程中的输入/输出特性变化进行校正(即使激光振荡器的特性发生变化)的激光加工设备。

本发明的第五个目的，是获得一种能以少量数据保持实际激光振荡器特性的激光加工设备。

本发明的第六个目的，是获得一种能够实现具有良好响应特性的激光输出及其方法的激光加工设备。

进一步说来，本发明的第七个目的，是获得一种能够实现反馈控制以对激光输出的校正精确操作及其方法的激光加工设备。

此外，本发明的第八个目的，在于提供一种激光加工设备及其加工方法，能够防止反馈控制中的误动作。

本发明的第九个目的，在于提供一种激光加工设备及其能够提供高度安全性的激光加工方法。

在根据本发明的激光加工设备中，当指令值设定装置至少设定激光振荡器的频率或占空比之一和功率时，作为电源装置的输入，是使用激光振荡器的描述其特性的至少具有频率或占空比之一作为参数的特性被计算出来的。

在根据本发明的另一种激光加工设备中，当指令值设定装置至少设定激光振荡器的频率或占空比之一和功率时，第一操作速率，是从来自指令值设定装置的功率指令值以及反馈控制装置中的功率传感器测得的功率大小计算出来的。而且第二操作速率，是通过使用来自至少具有频率或占空比之一作为参数的激光振荡器特性函数描述装置的输出以及来自前馈装置中指令设定装置的输出，计算出来的。此外，对于电源装置的输入，是从第一操作速率和第二操作速率中计算出来的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，除了本发明的特性之外，前馈控制装置是由前馈校正装置进行校正的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，除了本发明的特性之外，不管校正前馈控制装置的前馈校正装置能否运转，都是受校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正运转的指令，是根据来自工件的反射光受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是根据来自反馈控制装置的输出受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，在一定的时间间隔内是受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是根据激光振荡器中的能量消耗受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是通过利用激光振荡器中的气体密度或气体温度受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是利用数字控制受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是根据工件的材质受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是在激光振荡器中恰好在气体交换之后受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，作为校正操作的指令，是恰好在能源接通之后受本发明的校正操作控制装置控制的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，不论受本发明前馈校正装置进行的校正是否正确地实现，都要受异常性核查装置的校查。

在根据本发明的另一激光加工设备中，除了本发明的特性之外，当异常性核查装置确定状态为不正常时，便发出对于激光振荡器中交换气体的指令。

在根据本发明的另一激光加工设备中，由本发明的校正操作控制装置或者异常性核查装置检测出来的运转状态被显示出来。

在根据本发明的另一激光加工设备中，对于激光振荡电源装置的输入，是利用激光振荡器的特性函数计算出来的，该函数是由第一函数描述装置(用于将激光振荡器中由气体接收到的放电能大小中接近于对激光器能量作出贡献的能量，至少在激光器输出的振荡极限处转换为电流值)和第二函数描述装置(用于描述本发明每一频率和占空比以及激光能量间的相似关系)作出描述的。

按照顺序，根据本发明的激光加工设备，对于激光振荡的电源装置的输入，是利用激光振荡器的特性函数计算出来的，该函数是由第一函数描述装置(用于将激光振荡器中由气体接收到的放电能大小中接近于对激光器能量作出贡献的能量，至少在激光器输出的振荡极限处转换成电流值)、特性校正函数描述装置(用于校正上面描述的相似性)，以及第二函数描述装置(用于描述本发明被校正过的相似性和激光能量之间的关系)进行描述的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，前馈校正，是通过调节表示激光器输出振荡极限处电流的参数来实现的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同计算装置的输出和指令输出装置相连的，而且由计算装置实现的计算内容，会由于根据由指令输出装置设定的加工条件而将计算条件信号输出给计算装置而发生变化。

在根据本发明的另一激光设备中，不论选定的加工条件(例如材质、板的厚度以及加工速度)在前馈控制中是否分别包含很大误差，都要根据输入/输出特性进行核查，如果判定误差是大的，则前馈控制的内容就要改变。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同计算装置的输出终端以及反馈控制装置的输出终端相连的，如果判定反馈控制装置的输出值比鉴别装置设定的特定值高，那么就要根据来自鉴别装置的计算条件信号，由计算装置来改变前馈装置的输出信号。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同异常性显示装置和音响报警设备等相连的，在定时在恰好于反馈控制装置的输出信号值达到一定值(这时来自前馈控制装置的输出信号作到有效或者无效)之前，由异常性显示装置对音响报警设备等显示。

在根据本发明的另一激光加工设备中，前馈控制中的估计误差是根据反馈控制装置的输出值确定的，不论反馈控制装置的输出值是否高于特定值，都要进行核查，如果判定其值高于特定值，则要改变前馈控制装置的输出信号。

在根据本发明的另一激光加工设备中，前馈控制装置包括用于将激光振荡器的特性存储其中的特性存储装置和前馈计算装置，而鉴别装置是同计算装置的输出，特性存储装置和反馈控制装置相连的，当反馈控制装置的输出信号值高于鉴别装置设定的特定值时，激光振荡器的特性要根据鉴别装置的输出信号来评定，而且储存在特性存储装置中的激光振荡器特性，要根据该评定的结果加以改变。

在根据本发明的另一激光加工设备中，来自前馈控制装置的输出信号，一直到对于储存在特性存储装置中的激光振荡器特性进行校正的操作完成之前，都无效。

在根据本发明的另一激光加工设备中，前馈控制中的估计误差，是根据反馈控制装置的输出值检测的，不论反馈控制装置的值是否高于特定值，都要进行核查，如果判定其值高于特定值，则激光振荡器的输入/输出特性就要改变。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同计算装置的输出和反馈控制装置以及电源装置的输出或输入相连，假如对于电源装置的输入信号或输出信号中响应过量或者不足的范围大于特定的，与此同时来自反馈控制装置的输出信号值小于特定值，则来自反馈控制装置的输出信号便失效。

在根据本发明的另一激光加工设备中，异常性显示装置是同鉴别装置和音响警报设备等相连的，在电源装置的输入信号和反馈控制装置的输出信号值达到一定值，即前馈控制装置的输出信号和反馈控制装置的输出信号分别作到有效和失效之前，由异常性显示装置对音响应报警设备等显示。

在根据本发明的另一激光加工设备中，不论电源装置的输入信号或输出信号中响应过量或不足的范围是否高于特定值，与此同时反馈控制的输出信号值是否低于特定值，都要进行核查，如果判定该输入信号或输出信号响应过量或不足的范围高于特定值，与此同时反馈控制的输出信号值低于特定值，则来自反馈控制的输出信号便失效。

在根据本发明的另一激光加工设备中，反馈控制装置包括有滤波器和反馈计算装置，鉴别装置是同反馈控制装置的输出、电源装置的输入或输出、特性存储装置以及滤波器相连的，如果电源装置的输入信号或输出信号的响应过量或不足范围大于特定值，与此同时反馈控制装置的输出信号值大于特定值，要对激光振荡器的特性进行测量，而且储存在特性存储装置中的特性要根据此测量结果改变；而且，如果电源装置的输入信号或输出信号的响应过量或不足范围大于特定值，与此同时反馈控制装置的输出信号值小于特定值那么要对滤波器的时间常数和延迟时间进行校正。

在根据本发明另一激光加工设备中，来自前馈控制装置的输出信号或者来自反馈控制装置的输出信号分别失去作用，一直到鉴别装置完成对激光振荡器特性校正的运算，或完成对滤波器的时间常数以及延迟时间校正的运算为止。

在根据本发明的另一激光加工设备中，如果电源装置的输入信号或输出信号的响应过量或不足的范围高于特定值，且与此同时反馈控制的输出信号值高于特定值，就要对激光振荡器的特性进行测量，而储存在特性存储装置中的特性，要根据此测量结果改变；如果电源装置的输入信号或输出信号的响应过量或不足范围大于特定值，且与此同时反馈控制的输出信号值小于特定值，那么在反馈控制中要对滤波器的时间常数和迟时进行校正。

在根据本发明的另一激光加工设备中，测量激光振荡器特性的操作，是当激光振荡器的光闸保持在关闭时完成的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，测量激光振荡器特性的操作，是当激光束透过激光加工开始时使用的工件，即在所谓的贯穿操作过程中完成的。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同计算装置和指令输出装置相连的，包括高反射材料在内的每一种被加工材料，预先储存在指令输出装置中，且当这些材料中任何材料选定时，计算装置使基于鉴别装置输出信号的反馈控制装置的输出信号失去作用。

在根据本发明的另一激光加工设备中，被加工材料中每种由高反射材料制成的，被预先储存，且当任意材料被选定进行加工时，来自反馈控制的输出信号便失去作用。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同计算装置以及反馈控制装置的输出和输出检测装置的输出相连的，且在来自前馈控制装置的输出信号有效而来自反馈控制装置的输出信号失去作用的状态下，可以得到激光振荡器光闸关闭状态下输出检测装置的值和激光振荡器光闸打开状态下其输出信号值之间的差值，如果此差值大于特定值，则来自反馈控制装置的输出信号要根据来自鉴别装置的输出信号由计算装置加以改变。

在根据本发明的另一激光加工设备中，在来自前馈控制的输出信号有效，且来自反馈控制的输出信号失去作用的状态下，可以得到激光振荡器光闸关闭状态下检测到的激光输出值和该光闸打开状态下检测到的激光输出值之间的差值，如果此差值大于特定值，则来自反馈控制的输出信号要加以改变。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴别装置是同反馈控制装置的输出、计算装置、指令输出装置和输出检测装置相连的，如果指令输出装置的输出信号和输出检测装置的输出信号之间的差值大于鉴定装置设定的特定值，那么计算装置便根据来自鉴定装置的计算条件信号让反馈控制装置的输出信号失去作用，而且反馈控制装置也不能运转。

而且在根据本发明的激光加工设备的另一控制方法中，假如判定激光输出指令值和检测的激光输出值之间的差值大于预置的特定值，对来自反馈控制处理的输出信号便失去作用，而且反馈控制处理也不能运行。

在根据本发明的另一激光加工设备中，鉴定装置是同异常状态显示装置的输出、计算装置、指令输出装置以及输出检测装置相连的，如果由鉴定装置鉴定出，来自指令输出装置的输出信号和来自输出检测装置的输出信号间的差值大于鉴定装置设定的特定值，则异常状态显示装置便提供音响报警等显示，且/或此激光加工设备的运行停止。

而且在根据本发明的激光加工设备的另一控制方法中，如果判定激光输出指令值和检测出的激光输出值之间差值大于预置的特定值，便提供报警显示如音响报警，且/或此激光加工设备的运行停止。

从以下参照附图所作描述中，本发明其它一些目的和性能将变成更好地被理解。

图1为表示根据实施例1-1的激光加工设备结构的方框图；

图2A为表示根据实施例1-1的激光振荡器特性的曲线图；

图2B为表示根据实施例1-1的激光振荡器特性的曲线图；

图2C为表示根据实施例1-1的激光振荡器特性的曲线图；

图2D为表示根据实施例1-1的激光振荡器特性的曲线图；

图3为表示根据实施例1-1的处理图表；

图4为根据实施例1-1的进行处理的流程图；

图5为表示根据实施例1-2的激光加工设备结构的方框图；

图6为表示根据实施例1-2的激光振荡器特性图表；

图7为表示根据实施例1-2的进行处理的流程图；

图8为表示根据实施例1-3的激光加工设备结构的方框图；

图9为表示根据实施例1-3处理的流程图；

图10为表示根据实施例1-4的激光加工设备结构的方框图；

图11为表示根据实施例1-4进行处理的流程图；

图12为表示根据实施例1-5的激光加工设备结构的方框图；

图13为表示根据实施例1-5的激光振荡器中特性波动校正比例的图表；

图14为表示根据实施例1-5的由于气体特性变化造成的激光振荡器改变的曲线图；

图15为表示根据实施例1-5进行处理的流程图；

图16为表示根据实施例1-6的激光加工设备结构的方框图；

图17为表示根据实施例1-6进行处理的流程图；

图18为表示根据实施例1-7的激光加工设备结构的方框图；

图19为表示校正比例存储表的图表，其中对激光振荡器特性波动的校正比例，是当气体特性变化时产生的；

图20为表示激光振荡器特性变化的曲线性图，这种特性变化是由于气体特性发生变化造成的，用于描述实施例1-7中的运行；

图21为表示根据实施例1-7进行处理的流程图；

图22为表示根据实施例1-8的激光加工设备结构的方框图；

图23为表示根据实施例1-8进行处理的流程图；

图24为表示根据实施例1-9的激光加工设备结构的方框图；

图25为表示根据实施例1-9进行处理的流程图；

图26为表示根据实施例1-10的激光加工设备结构的方框图；

图27为表示根据实施例1-10进行处理的流程图；

图28为表示根据实施例1-11的激光加工设备结构的方框图；

图29为表示根据实施例1-12的激光加工设备结构的方框图；

图30为表示根据实施例1-13的激光加工设备结构的方框图；

图31为表示根据实施例1-14的激光加工设备结构的方框图；

图32为表示根据实施例1-15的激光加工设备结构的方框图；

图33为表示根据实施例1-16的激光加工设备结构的方框图；

图34为表示根据实施例1-17的激光加工设备结构的方框图；

图35为表示根据实施例1-18及1-19的激光加工设备结构的方框图；

图36为表示根据实施例1-18进行处理的流程图；

图37为表示根据实施例1-20的激光加工设备结构的方框图；

图38为根据实施例1-20表示对激光器功率作出贡献的功率与激光器功率之间关系的曲线图；

图39为根据实施例1-20表示描述激光振荡器特性的数据的图表；

图40为表示根据实施例1-21的激光加工设备结构的方框图；

图41为根据实施例1-21表示描述激光振荡器特性的数据的图表；

图42为表示根据实施例1-22的激光加工设备结构的方框图；

图43为表示根据实施例2-1的激光加工设备结构的方框图；

图44为表示根据实施例2-1进行处理的流程图；

图45为表示根据实施例2-2的激光加工设备结构的方框图；

图46为表示根据实施例2-2的进行处理的流程图；

图47为表示根据实施例2-3的激光加工设备结构的方框图；

图48为表示根据实施例2-4的激光加工设备结构的方框图；

图49为表示根据实施例2-4进行处理的流程图；

图50为表示根据实施例2-4进行处理的流程图；

图51为表示根据实施例2-5进行处理的流程图；

图52为表示根据实施例2-6的激光加工设备结构的方框图；

图53为表示根据实施例2-6进行处理的流程图；

图54为表示根据实施例2-7的激光加工设备结构的方框图；

图55为表示根据实施例2-8的激光加工设备结构的方框图；

图56为表示根据实施例2-8和2-9进行处理的流程图；

图57为表示根据实施例2-9进行处理的流程图；

图58为表示根据实施例2-10的激光加工设备结构的方框图；

图59为表示根据实施例2-10进行处理的流程图；

图60为表示根据实施例2-11进行处理的流程图；

图61为表示根据实施例2-12的激光加工设备结构的方框图；

图62为表示根据实施例2-12进行处理的流程图；

图63为表示根据实施例2-13的激光加工设备结构的方框图；

图64为表示根据实施例2-13进行处理的流程图；

图65为表示根据实施例2-14的激光加工设备结构的方框图；

图66为表示根据实施例2-14进行处理的流程图；

图67为表示涉及实施例1的传统型激光功率控制设备结构的方框图；

图68为表示涉及实施例2的传统型激光加工设备总体结构的方框图，以及

图69为表示涉及实施例2的传统型激光加工设备中激光振荡器输入/输出特性的曲线图。

实施例1

接下去的描述，是参照相关附图针对根据本发明实施例1的激光加工设备作出的。实施例1-1

图1为表示根据实施例1-1的激光加工设备结构的方框图。在该图中，编号2表示激光束，其与传统型加工设备中用法相同。编号11表示为激光加工条件给出指令的指令值设定装置，例如是一个为输出指令值的指令设定部分，该指令值至少包括激光振荡器的频率和占空比之一以及功率。应当指出的是，指令设定部分11是由例如数控装置(NC)来实现的。编号12表示激光振荡器特性描述装置，用来描述激光振荡器至少具有频率或占空比之一作为参数的特性函数，例如可以是在其中描述了激光振荡器特性的激光振荡器特性表。

而且指定编号13为峰值电流计算部分，用于从加工条件中计算出激光振荡器中的峰值电流；14为前馈控制装置，用于利用来自指令设定部分11的输出和激光特性表12计算出对电源装置的输入，此前馈控制部分例如包括了激光振荡器特性表12和峰值电流计算部分13。而且指定编号15为向激光振荡器供给激励能的电源装置，16为激光振荡器，17为遮断激光束用的光闸，18为功率传感器，用于测量由激光振荡器16辐射出来的输入激光束2的那部分功率和测量激光束的功率。而且指定编号19为反射镜，20为使激光束2聚焦用的喷嘴，21为工件，22为移动工件21用的XY工作台，虚线部分23为计算机系统，其中包括中央处理装置CPU、存储器和输入/输出接口(下面称之为I/O)，并靠软件在虚线部分中实现处理。

图2为表示根据实施例1的激光振荡器特性曲线图。在该图中，水平轴表示输入激光振荡器16的峰值电流(A)，由垂直轴表示由激光振荡器16输出的激光束2的平均功率(W)。图2A，2B，2C，2D表示当频率分别为f1，f2，f3和f4时激光振荡器的特性。在每个图中，d1，d2，d3和d4分别表示输入激光振荡器16的电流的占空比，而且其间存在着下述关系，d1＞d2＞d3＞d4以及f1＜f2＜f3＜f4。

图3为表示用在实施例1-1的激光加工设备中的激光振荡器特性图表。此表给出的数据，是在激光器功率为W1～W4，占空比为d1～d4以及频率为f1～f4的条件下对峰值电流(电流的高波值)测量结果。

接下去的描述，是针对根据实施例1-1的上述结构激光加工设备的操作进行的。首先将激光加工的条件设定在指令设定部分11中。加工条件的指令，包括对于激光功率的指令值W_指令，对于占空比的指令值D_指令，以及对于频率的指令值F_指令。然后将此加工条件输入前馈控制部分14，并对输入电源装置15的峰值电流指令值I_指令作出计算。

电源装置15对于峰值电流指令值I_指令和占空比指令值D_指令作为加工条件以及频率指令值F_指令进行接收，其中每一指令值都在前馈控制部分14中计算出来，并且将具有峰值电流指令值I_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令的电流输入激光振荡器16。

激光振荡器16辐射出激光束2。被辐射出的激光束2的光路是靠反射镜19来改变的，而且此激光束靠喷嘴20聚焦以对工件21加工。在这一步，假如输入激光振荡器16的峰值电流指令值I_指令并非适当值而不适合激光振荡器16的特性，那么激光振荡器16的输出功率W输出就不与激光功率指令值W_指令相匹配，于是就产生加工错误。当前馈控制部分14实行开环控制而不要求来自功率传感器18或其他相关部件的数据反馈时，应当具有精确的激光振荡器特性。此激光振荡器特性表示在图2中。该图表示输入激光振荡器16的峰值电流、占空比、频率和激光器功率(平均功率)输出之间的关系。如图2所示，激光功率是峰值电流、占空比和频率三个参数的函数。

接下去的描述是针对前馈控制部分的操作进行的。前馈控制部分14，包括激光振荡器特性表12和峰值电流计算部分13。激光振荡器特性表12是以图3中所示数据表的形式将激光振荡的特性储存其中。峰值电流计算部分13利用振荡器特性表12计算出与加工条件对应的峰值电流。具体说来，加工条件包括激光功率指令值W_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令，从指令设定部分11输入峰值电流计算部分13，并由其从激光振荡器特性表12中检索出接近被输入的加工条件的8个峰值电流值。

例如在加工条件W_指令、D_指令和F_指令之间的关系被表示为下式w1＜W_指令＜w2，d2＜D_指令＜d3以及f3＜F_指令＜f4的情况下，在接近加工条件的8个点上检索的数据表示在图3中，即(w1， d2，f3，I37)，(w2，d2，f3，I38)，(w1，d3，f3，I41)，(w2，d3，f3，I42)，(w1，d2，f4，I53)，(w2，d2，f4，I54)，(w1，d3，f4，I57)和(w2，d3，f4，I58)，而且对于被检索的8个点的峰值电流值是(I37，I38，I41，I42，I53，I54，I57，I58)。然后，作为加工条件(W_指令，D_指令，F_指令)的峰值电流值I_指令，利用检索出来的数据通过内插法被计算出来，并将算出来的值输出。峰值电流计算部分13和振荡器特性表12，分别起到描述激光振荡器特性函数的作用，并被称之为激光振荡器特性函数描述装置。而且振荡器特性表12预先储存在存储器中。

图4为表示涉及实施例1-1的在虚线部分23中进行处理的流程图。这种处理是通过中断一段时间间隔完成的。在步骤S1，作为加工条件的激光功率指令值W_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F指令由指令设定部分11输入。在步骤S2，利用被输入的加工条件和振荡器特性表12计算出峰值电流指令值I指令。在步骤S3，实现对输出给电源装置15的每一个指令值I_指令，D_指令和F_指令的处理。

如上所述，前馈控制部分14的结构是使其具有精确的激光振荡器特性，如激光功率、占空比和峰值电流，由于这个原因，即使加工是按脉冲方式实行的情况下，精确的峰值电流也能计算出来，而且在开环控制中，对于激光振荡器的功率也能够正确地控制。实施例1-2

接下去的描述是针对本发明实施例1-2的激光加工设备作出的。图5为表示根据实施例1-2的激光加工设备结构的方框图；图6为表示该加工设备中所用激光振荡器特性的图表；图7为涉及该实施例1-2在前馈控制部分中进行处理的流程图。

在图5中，同样的编号指令给与实施例1-1中相同的部件。在该图中，24为激光振荡器特性表，其中描述了激光振荡器的特性；25为占空比计算部分，为从加工条件中计算出激光振荡器的占空比；26为前馈控制部分，它包括激光振荡器特性表24和占空比计算部分25。图6是分别当功率为W1～W4、峰值电流为I1～I4、频率为f1～f4时，通过测量占空比d1～d4制定出来的振荡器特性图表。

接下去的描述，是针对具有上述结构的实施例1-2激光加工设备的操作进行的。首先将激光加工条件设置在指令设定部分11中。作为加工条件的指令，包括激光器功率指令值W_指令、峰值电流指令值I_指令和频率指令值F_指令。然后将加工条件输入前馈控制部分26，并对打算输入电源装置15的占空比指令值D_指令进行计算。

被输入电源装置15的，是在前馈控制部分26中计算出来的峰值电流指令值I_指令和作为加工条件的占空比指令值D_指令以及频率指令值F_指令，而且与上述I_指令、D_指令、F_指令指令值对应的电流，被输入激光振荡器16。

接下去的描述是针对前馈控制部分26的操作进行的。前馈控制控制26包括振荡器特性表24和占空比计算部分25。激光振荡器特性表24具有象图6所示数据表形式的激光振荡器特性。占空比计算部分25，利用振荡器特性表24，根据加工条件计算出占空比。即，输给占空比计算部分25以加工条件，其中包括激光功率指令值W_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令(均来自指令设定部分11)，象实施例1-1中那样，由占空比计算部分25检索出接近加工条件的对于8个点的占空比，其描述予以省略。然后，如上所述利用内插法从检索出来的占空比中计算出作为加工条件的占空比指令值D_指令，并将计算出来的占空比输出。占空比计算部分25和振特性表24分别用作描述激光振荡器特性的函数，被称之为激光振荡器特性函数描述装置。振荡器特性表24预先储存在存储器中。

接下去在虚线部分23中进行的处理，是参照图7所示流程图作出的。此处理是靠中断一时间间隔实现的。在步骤S4，从指令设定部分11输入加工条件，包括激光器功率指令值W_指令、峰值电流指令值I_指令和频率指令值F_指令。在步骤S5，利用被输入的加工条件和振荡器特性表24，计算出占空比指令值D_指令。在步骤S3，类似于实施例1-1中图4所示步骤S3那样进行处理。

如上所述，前馈控制部分26的结构是使其具有精确的激光振荡器特性，包括激光器功率、峰值电流、频率和占空比，以致于加工是按脉冲方式进行，另外还有占空比控制的情况下，准确的占空比也能计算出来，而且是按开环控制，激光振荡器的功率便能够准确地加以控制。实施例1-3

接下去的描述是针对实施例1-3的激光加工设备作出的。图8为表示根据实施例1-3的激光加工设备结构的方框图；图9为表示根据实施例1-3进行处理的流程图。在图8中，同样的编号被指定为与图1所示实施例1-1中相同的部件，而其描述被省略。在该图中，27为反馈控制装置，用来从来自指令设定部分11的功率指令值和由功率传感器18测出的功率测定值中计算出运行速率，例如它就是一个反馈控制部分。28表示用来相加两个运行速率的计算装置，例如是一个加法器。

接下去的描述是针对根据实施例1-3的上述结构激光加工设备的操作进行地，首先在指令设定部分11中将作为激光加工条件的指令值设定，即设定激光器功率指令值W_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令。然后将加工条件输入前馈控制部分14，作为要指令电源装置15控制比例的峰值电流指令值I_指令，被计算出来。而且被输入前馈控制部分27的，是激光功率指令值W_指令和由功率传感器18得到的激光功率测量值Wf。完成对于控制的计算，例如对于比例积分(PI)控制的计算，从而使被输入的激光功率指令值W_指令和激光功率测量值Wf之间的功率误差变为零，而且电流校正值△Ie被作为控制比例输出。

例如完成由下式(2)表示的计算

△Te＝Kp(W_指令－wf)＋Ki∑(W_指令－wf)        (2)其中Kp和Ki为常数。

然后由加法器28将由前馈控制部分14输出的峰值电流指令值I_指令和电流校正值△Tc之间的功率误差相加，其和被输出给电源装置15。

在此，假定前馈控制部分14中的激光振荡器特性与激光振荡器16的特性一致。在前馈控制部分14中不存在误差的情况下，当激光功率测量值wf变成与激光功率与激光功率指令值W_指令相等。换句话说，功率误差变为零，而且反馈控制部分27的输出也变为零。

假如前馈控制部分14中的激光振荡器特性与激光振荡器16的特性并不一致，那么激光功率指令值W_指令虽然暂时与激光功率测量值wf不一致，反馈控制部分27通常要输出一个电流校正值△Te，以改变输入电源装置15的电流，从而使激光功率指令值W_指令与激光功率测量值wf一致。

在本实施例中配备有反馈控制部分27和前馈控制部分14，而且前馈控制部分14的工作，是使对于激光功率指令的高速响应控制能够实现，而反馈控制部分27的工作，将使激光功率指令值W_指令和激光功率测量值wf之间的功率误差迅速地变为零。

随后的描述，是参照图9表示的流程图针对虚线部分23中进行的处理作出的。该处理是靠中断一段时间间隔实现的。在图9所示的步骤S6中，作为加工条件的指令，激光功率指令值W_指令、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令，从指令设定部分11中被输入，而激光功率测量测wf是从功率传感器18中输入的。在步骤S2中，完成与实施例1-1中相同的处理。步骤S7是由反馈控制部分27进行处理，其中对于式(2)表示的控制进行计算，是从W_指令和wf中实现的，被计算出来的是电流校正比例△Te。在步骤S8中，由步骤S2中得到的峰值电流指令值被加在电流校正值△Ie上，在步骤S9中，作为加工条件，将步骤S8中得到的I_指令和△Te之和、占空比指令值D_指令和频率指令值F_指令输出给电源装置15。

如上所述，在本实施例中，前馈控制部分14的构成是使其具有精确的激光振荡器特性，其中包括激光功率、占空比、频率和峰值电流，以致于即使是按脉冲方法实现加工的情况下，也能获得准确的峰值电流，而且也是开环控制，便可以精确地控制激光振荡器的功率。而且即使是在前馈控制部分14的激光振荡器特性表12中产生误差且在激光功率输出中产生误差的情况下，激光功率可以反馈，而且反馈控制是由反馈控制部分27来完成的，从而使功率误差变为零。由于这个原因，具有输出误差为零的高精度和高可靠性的激光功率控制便可以方便实现。实施例1-4

接下去的描述是针对实施例1-4的激光加工设备作出的。图10为表示根据本实施例的激光加工设备结构的方框图，图11为表示本实施例中进行处理的流程图。在图10中，同样的编号被指定为与图5所示实施例1-2中相同的部件，其描述在此省略。在本图中，编号29表示反馈控制部分，30表示加法器。

接下去的描述，是针对根据本实施例的具有上述结构的激光加工设备的操作进行的。首先在指令设定部分11中，将作为激光加工条件的指令W_指令、I_指令和F_指令进行设定。然后将加工条件输入前馈控制部分26，而且打算指令给电源装置15的占空比指令值D_指令被计算出来。输入反馈控制部分29的，是激光功率指令值W_指令和从功率传感器18得到的激光功率测量值wf。对于控制例如对比例积分控制进行计算，以使被输入的W_指令和wf间的能量误差变为零，并且输出一个占空比校正比例△De。例如完成由下式(3)表示的计算。

△De＝Kp2(W_指令－wf)＋Ki2∑(W_指令－wf)        (3)式中Kp和Ki为常数。

然后由加法器30将由前馈控制部分26输出的占空比指令值D_指令间的功率误差加到占空比校正值△De，其和输出给电源装置15。在此假定，前馈控制部分26中的激光振荡器特性与激光振荡器16的特性一致。当前馈控制部分26的特性中不存在误差时，激光振荡16输出的激光功率等于激光功率的指令值W_指令。在存在外部干扰例如反射光并不进入功率传感器18的情况下，要由功率传感器18进行激光功率的校正测量，以便激光功率测量值wf与指令值W_指令相等。即功率误差变为零，且来自反馈控制部分29的输出也变为零。

假如前馈控制部分26中激光振荡器的特性与激光激荡器16的特性不一致，那么激光功率的指令值W_指令虽然暂时与激光功率测量值wf不一致，反馈控制部分29通常能够输出一个占空比校正值△De，以改变输入电源装置15的电流，以使指令值W_指令与测量值wf相一致。

在本实施例中配备有反馈控制部分29和前馈控制部分26，而且前馈控制部分26的工作，是使对激光功率指令值的高速响应控制能够实现，而反馈控制部分29的工作，是使指令值W_指令和测量值wf之间的功率误差迅速变为零。

随后的描述是参照图11所示的流程图针对虚线部分23中进行的处理作出的。这种处理是通过中断一段时间间隔实现的。在图11所示的步骤S10中，作为加工条件指令的指令值W_指令、I_指令和F_指令，是从指令设定部分11输入的，而激光功率的测量值wf是从功率传感器18输入的。在步骤S5中，完成与图7所示实施例1-2中相同的处理。步骤S11是由反馈控制部分29进行的处理，其中对由式(3)表示的控制的计算，是由指令值W_指令和测量值wf实现的，而且占空比校正值△De是计算出来的。在步骤S12中，在步骤S5中得到的占空比指令值被加在占空比校正值△De上。在步骤S13中，在步骤S12中得到的D_指令和△De的和，以及作为加工条件的I_指令、F_指令，被输出给电源装置15。

如上所述，在本实施例中，前馈部分26的构成是使其具有精确的激光振荡器特性，包括激光器功率、峰值电流、频率和占空比，以致于加工是按脉冲方式进行的情况下，仍可得到精确的占空比。而且在开环控制中，激光振荡器16的功率能被精确地控制。即使是在前馈控制部分26的激光振荡器特性中产生误差且在激光器功率输出中产生误差的情况下，激光功率被反馈，并能实现反馈控制，使得功率误差变为零，由于这个原因，具有输出误差为零的高精确和高可靠性的激光功率控制便能实现。实施例1-5

接下去的描述是针对实施例1-5的激光加工设备作出的。图12为表示本实施例的激光加工设备结构的方框图；图13为表示校正比例储存表的图表，其中储存的是当所述气体的特性变化时对激光振荡器特性变化的校正值；图14为曲线图，它表示由于本实施例用的气体特性变化而使激光振荡器特性产生的变化；图15为涉及本实施例中处理的流程图。

在图12中，同样的编号被指定为与图8所示实施例1-3中相同的部件，且其描述被省略。在该图中，编号35表示加法器。50表示前馈控制部分，它包括激光振荡器特性表12、峰值电流计算部分13和加法器35。31表示前馈控制部分50计算来自前馈控制部分50的输出电流用的前馈校正部分。此前馈校正部分31，包括误差放大部分32、校正比例储存部分33和校正比例计算部分34。误差放大部分32，例如可包括具有积分特性的误差放大器。校正比例储存部分33则作为数据表，根据加工条件储存校正比例以及图13所示的内容。

接下去的描述是针对制定校正比例的方法作出的。图14为表示激光振荡器特性由于气体特性变化而产生变化的实例曲线图。水平轴表示被输入的峰值电流，而垂直轴表示被输出的激光器功率(W)，且在该图中，Xa，Xb分别表示占空比dx和频率fx，Ya，Yb分别表示占空比dy和频率fy。Xx和Ya表示气体特性未产生变化的状态，Xb，Yb则表示气体特性产生变化状态下的曲线。如该曲线图表示的那样，当气体特性改变时，同样的占空比和频率变化几乎是按平和垢方式，如箭头表示的那样。这种平行位移的比例αx和αy随占空比和频率而定。

图13以数据表的形式表示特性，是当输入激光振荡器16的占空比为d1～d4，频率为f1～f4时，通过测量由于气体特性改变带来的平行位移比例α1～α16制定的。应当指出的是，α1至α16表示对于具有占空比为100％的连续波的额定移动比例，且此额定的比例α1至α16分别用作校正比例。

预计储存在校正比例储存部分33中的数据，是通过测量预先收集起来的，并储存在存储器中。校正比例计算部分34则从校正比例储存部分33中检索出与加工条件相应的校正比例，并且通过内插法计算出前馈控制部分50特性的校正比例。

接下去的描述是针对上述结构的本实施例激光加工设备的操作进行的。当气体的特性变化时，激光振荡器16的特性也变化，如图14所示。由于这个原因，前馈控制部分50中的激光振荡器特性包括有误差，它能在激光振荡器16中造成激光器功率误差。该激光器功率误差在来自反馈控制部分27的输出中以△Ie的形式出现。

前馈校正部分引进行运算，以便利用来自该反馈控制部分27的输出△Ie校正前馈控制部分50的输出。前馈校正部分31中的误差放大部分32，对于此误差△Ie实行放大。前馈校正部分31中的校正比例计算部分34，将接收从指令设定部分11输入的加工条件，在接近现行加工条件的两个点上对校正比例检索，并且通过内插得到对于现行加工条件的校正比例。然后，对来自误差放大部分32的输出按上述校正比例进行放大，以对来自前馈控制部分50的输出计算并输出一个校正比例△I_指令。加法器35，通过将来自峰值电流计算部分13的输出加到上述校正比例△I_指令而实现校正。

上述校正运算是重复进行的，直到△Ie几乎变零为止。

接下去的描述是针对参照图15在虚线部分23中的处理作出的。图15中的步骤S6、S2和S7，与图9中表示的实施例1-3流程图中表示的处理相同。步骤S14是由误差放大部分32处理的。在步骤S14中，实现对于反馈控制部分27中得到的输出△Ie误差放大。在步骤S14中，利用的是综合项。用于计算的公式如下式(4)所示：

E(K)＝E(K－1)＋K1△I_指令                  (4)其中E(K)为综合项，E(K－1)为E(K)之前1个处理周期的集成结果，K1为综合增益。

步骤15为由校正比例计算部分34进行的处理，而且对于由指令设定部分11输入的作为加工条件的指令值D_指令和F_指令的校正比例，是从图13中检索出来的，并且作为加工条件的校正比例α_指令，是通过内插法计算出来的。在步骤S16中，对于前馈控制部分50输出的校正比例△I_指令，是由下式(5)计算出来的。

△I指令＝α_指令E(K)                      (5)

步骤S17是由加法器28和35进行的。在步骤S18中，I_指令＋△Ie、D_指令和F_指令被输出给电源装置15。

如上所述，在本实施例中，由于前馈校正部分31不断地校正前馈部分的输出，直到功率误差消除为止，从而可以实现极好的功率控制，即使气体的特性发生变化。而且即使加工条件变化了，适合新加工条件的校正比例也可以输出。此外，由于校正甚至在加工过程中也能进行，所以总能够实现精确的功率控制，即使加工是长时间进行。

应当旨出的是，误差放大部分32的响应性，它是不受包括在反馈控制部分27输出△Ie中的来自指令设定部分11的频率指令值F_指令的周期影响的。

尽管前馈控制部分50的输出是通过将特性校正部分31的输出加在其上进行校正的，然而通过校正前馈控制部分50中的激光振荡器特性表12也能达到同样的效果。

而且利用来自前馈校正部分31的输出，通过校正来自指令设定部分11指令输入前馈控制部分50的指令值W_指令，也能得到同样的效果。实施例1-6

接下去的描述是针对实施例1-6的激光加工设备作出的。图16为表示本实施例激光加工设备的方框图，图17为表示本实施例中进行处理的流程图。在图16中，同样的信号被指定为与图12所示实施例1-5中相同的部件，对其描述在此省略。在本图中，编号52表示对于实现前馈控制部分14校正的前馈控制校正部分，且为激光振荡器特性表12计算出校正比例。该前馈校正部分52，包括误差放大部分32、校正比例存储部分33以及校正比例计算部分。校正比例计算部分51，从储存在存储部分33中的校正比例和来自误差放大部分32的输出出发，为前馈控制部分14的激光振荡器特性表12计算出校正比例。

接下去的描述是针对上述结构的本实施例激光加工设备的操作进行的。当上述气体的特性变化时，激光振荡器16的特性也发生变化。由于这个原因，激光振荡器特性表12是从激光振荡器16的特性且有误差出发制定的。前馈校正部分52则为自反馈控制部分27的输出△Te，实现对于校正激光振荡器特性表12的操作。误差放大部分32交输出放大△Te的误差并输出校正比例(K)。校正比例计算部分51将利用来自误差放大部分32的输出E(K)和储存在校正比例储存部分33中的校正百分比α1至α16，通过下式(6)对于每一频率和每一占空比获得峰值电流校正比例△I1到△I16。

△I1＝α1△Ee

△I16＝α16△Ee                                (6)

然后在激光振荡器特性表12中，通过将上述对于每一频率和每一占空比的峰值电流校正比例△I1～△I16加在对于每一频率和每一占空比的峰值电流值I1～I64上，由校正计算部分51实现校正。按照这种相加方法，例如在激光振荡器特性表12中，△I1被加在I1～I4上，△I16被加在I61～I64上。这种运算由下式(7)表示。

I1＝I1＋△I1

I2＝I2＋△I1

I3＝I3＋△I1

I4＝I4＋△I1

I61＝I61＋△I16

I62＝I62＋△I16

I63＝I63＋△I16

I64＝I64＋△I16                              (7)

这种校正运算反复进行，直到△Ic几乎变零为止。

接下去的描述是参照图17表示的流程图在虚线部分32中进行处理作出的。这种处理是通过中断一段时间间隔完成的。在图17所示的处理中，同样的编号被指定为与图15中实施例1-5相同的处理步骤，其描述在此省略。步骤S19是由校正比例计算部分51进行的处理，它利用来自误差放大部分32的输出E(K)和储存在存储部分33中的校正百分比α1～α16，计算出峰值电流校正比例△I1～△I16。在步骤S20中，对于激光振荡器特性表12中峰值电流I1～I64的校正，是根据峰值电流校正比例△I1～△I16进行的。

在本实施例中，前馈校正部分31不断地对前馈控制部分14进行校正，直到振荡器特性表12中的误差被消除为止，以致于当气体特性变化时，仍可按良好的条件实行功率控制。而且即使加工条件改变，仍可输出对例行加工条件的校正比例。还由于校正甚至在加工过程中也能进行，即使加工是长时间进行，也总能实现精确的功率控制。实施例1-7

图18为表示根据实施例1-7的激光加工设备结构的方框图；图19为表示校正比例存储表的图表，其中的校正比例是当气体特性变化时对激光振荡器特性变化的校正；图20为曲线图，它表示由于本实施例中所用气体特性变化而给激光振荡器特性带来的变化；图21为表示本实施例中进行处理的流程图。

在图18中，同样的编号被指定为与图12所示实施例1-5中相同的部件，对其描述在此省略。编号53表示前馈控制部分，它包括激光振荡器特性表12、峰值电流计算部分13和加法器14。编号31为对于前馈控制部分53计算校正比例用的校正，例如它是一个为输入前馈控制部分53的功率校正指令的前馈校正部分。该前馈校正部分55，包括有误差放大部分32、校正比例存储部分56和校正比例计算部分57。校正比例存储部分56则把数据表形式的校正比例作为加工条件储存其中，且其内容表示在图19中。

接下去的描述是针对制定图19所示数据表的方法作出的。图20为曲线图，它表示如图14中那样由于气体特性变化而给激光振荡器特性带来变化的实例，有别于图14的是，虽然图14中的平行位移比例αx和αy是沿着峰值电流坐标轴方向，而此处的平行位移βx和βy却沿着激光器功率坐标轴的方向。在图19中的特性是以数据表形式表示的，且此数据表的制定是当占空比为d1～d4，频率为f1～f4时，通过测量由于气体特性变化带来的平行位移比例β1～β16完成的。然而β1～β16是在占空比继续保持在100％的条件下的额定平行位移比例，且被用作校正比例的。

对于校正比例存储部分56的数据，是通过测量预先收集起来，并被储存在存储器中的。校正比例计算部分57则根据加工条件从校正比例存储部分56中检索出校正比例，并且通过内插法为前馈控制部分53计算出校正比例。

接下去的描述是针对根据本实施例的上述结构激光加工设备的操作进行的。当气体特性变化时，激光振荡器16特性随之改变，如图19所示。由于这个原因，参于前馈控制部分53的振荡器特性表12包括有误差，而且来自前馈控制部分53的输出并不和功率指令对应。以致于激光振荡器16的功率输出包括有误差，但可由反馈控制部分27加以校正，并由其给出输出△Ie。

前馈校正部分55则通过利用该输出△Ie由前馈控制部分53实现对校正的运算。在前馈校正部分55中的误差放大部分32实现对△Ie的误差放大。校正计算部分57将接收由指令设定部分11输入的加工条件，从校正比例存储部分56中检索出对于接近例行加工条件的两点的校正比例，通过内插法获得对例行加工条件的校正比例，并且输出β_指令。然后将来自误差放大部分32的输出E(K)由上述β_指令相乘，而且对于前馈控制部分53的校正比例△W_指令被计算出来。加法器54则计算激光功率指令值W指令对校正比例△W_指令的增加。对于这种校正的操作重复进行，直到△Ie几乎变零为止。

接下去的描述是参照图21所示流程图针对虚线部分23中进行处理的流程图作出的。该处理是通过中断一段时间间隔完成的。在图21的处理中，同样的编号被指定为与图17中实施例1-6相同的部件，对其描述在此省略。步骤S21为由校正比例校正部分57进行的处理，而且对于作为加工条件由指令设定部分11输入的指令值D_指令、F_指令的校正比例，是从图19中检索出来的。然后通过内插法计算出对于加工条件的校正比例β_指令。在步骤S22中，对于前馈控制部分53的校正值△W指令，是通过下式(8)得到。

△_指令＝β_指令E(K)                        (8)

步骤S23为由加法器54进行的处理。步骤S24为由峰值电流计算部分13进行的处理，而且在此进行的是和步骤S2中相同的处理。然而所不同的是，激光功率指令是被校正过的W_指令＋△W_指令之和。峰值电流I_指令则作为输出被输出。

由于这个原因，对于上述实施例来说，前馈控制部分55继续对校正进行操作，直至控制部分53中的误差消除为止，以致于即使在气体特性变化的情况下，也能在良好的条件下实现功率控制。甚至当加工条件变化时，适合于新加工条件的校正比例也能够输出。此外，由于校正甚至能在加工过程中进行，所以精确的功率控制总能够实现，即使加工是长时间进行。

应当指出的是，误差放大部分32的响应性，并不受包括在反馈控制部分27输出△Ie中的来自指令设定部分11的频率指令值F_指令的周期的影响。实施例1-8

图22为表示根据实施例1-8的激光加工设备结构的方框图；图23为表示本实施例中进行处理的流程图。在图22中，同样的编号被指定为与图12所示实施例1-5中相同的部件，对其描述在此省略。在本图中，编号58表示进行判定用的校正操作控制装置，而不论前馈校正部分31的运行是按照连续的还是按照随输入信号工作的，例如是一个校正操作的控制部分。编号59表示光传感器。

按下去的描述是针对根据本实施例的上述结构激光加工设备的操作进行的。此处作出的描述是，假定工件21中使用了高反射材料的情况。如果前馈控制部分50中的激光振荡器特性表12精确地表示出激光振荡器16的特性，则激光振荡器输出的激光功率恰好为指令的。但当工件21由高反射材料制成时，被反射的光Rf由功率传感器18检测，而且表示误差的激光功率的测量值wf被反馈。由于这个原因，为了校正由反射光Rf引起的误差因素，反馈控制部分27将输出一个校正输出△Ie，以致于在无误差存在时，前馈校正部分31可以校正来自前馈控制部分50的输出。由前馈控制部分50对于校正的运行重复进行，直到反馈控制部分27的输出△Ie变零为止。为避免前馈校正部分31运转故障，反射光是由光传感器59检测的，而且此检测到的信号被输入校正操作控制部分58。校正操作控制部分58根据输入的检测信号作出判定，即按照反射光是强或者是弱。这种判断是通过将该输入的检测信号与预置的信号值相比作出的。如果判定反射光是强的，则此校正操作控制部分58输出一个操作停止信号给前馈校正部分31。当此操作停止信号输入时，前馈校正部分31立即停止校正操作。

接下去的描述是参照图23所示流程图在虚线部分23中进行处理作出的。这个处理是通过中断一段时间间隔完成的。在图23所示的处理中，同样的编号被指定为与图12中相同的步骤，对其描述在此省略。在步骤S25中，如果反射光Rf大于预置的能够允许的反射光最大值R_极限，那么就判定为异常，且此系统的控制进入步骤S26；如果小于R_极限，则判定为无异常，处理转移到步骤S14。这是一种在校正操作控制部分58中的处理。在步骤S26中，对于积分器停止运转的操作E(K)＝E(K－1)，是由误差放大部分32的操作实现的，而且系统的控制进入步骤S15。如果在步骤S25中来鉴别出异常，则进行如实施例1-5步骤S14中同样的处理，而且校正操作被启动。

对于本实施例来说，即使在大量光从工件反射的情况下，前馈校正部分31也不会产生误差，且可稳定地实现加工。实施例1-9

图24为表示根据实施例1-9的激光加工设备结构的方框图；图25为该实施例中进行处理的流程图。在图24中，同样的编号被指定为与图8所示实施例1-3中相同的部件，对其描述在此省略。编号78表示为校正前馈控制部分14用的前馈校正部分，它包括特性拟定部分60和校正操作控制部分61。特性拟定部分60是为激光振荡器特性表12制定的。校正操作控制部分61，是根据输入信号确定特性表拟定部分60的运算是否应当启动。

接下去的描述是针对本实施例的上述结构激光加工设备作出的。当气体特性变化时，激光振荡器16的特性也发生变化，如图14所示。由于这个原因，在前馈控制部分14的振荡器特性表12中也产生误差，而且此误差是作为激光振荡器16的功率输出误差出现的。该误差将在反馈控制部分27中进行校正，并作为其输出△Ie出现。

校正操作控制部分61则利用该输出△Ie来判定是否应当拟定新的激光振荡器特性表12。这种判定是通过下式(9)作出的。式中△Ie极限是对于△Ie能够允许的最大误差，并且是预置的。

丨△Ie丨＞丨△I极限丨                     (9)

当上述(9)满足时，为拟定激光振荡器特性表12的操作启动。当被判定校正操作控制部分61为制表启动操作时，特性表拟定部分60实现对制定振荡器特性表12的操作。对于制表的这种操作，例如可按照以下顺序进行。首先在图3所示振荡器特性表12中选定作为加工条件的激光功率W1、占空比d1和频率f1，并作为指令值设定，启动对激光器功率的控制。在激光器功率被设定为固定值之后，对输入电源装置15的电流进行测量。该电流就是前馈控制部分14的输出I_指令和后馈控制部分27的输出△Ie之和，同样作为峰值电流I1储存在振荡器特性表12中。与此类似，对于振荡器特性表12中的其它加工条件进行选择，并对峰值电流I1至I64进行测量及储存在该特性表12中。对于制备振荡器特性表12的操作，如上所述完成。

接下去的描述是参照图25所示流程图24针对虚线部分23中进行的处理作出的。该处理是通过中断一段时间间隔实现的。同样的编号被指为与图12所示实施例1-5中相同的步骤，对其描述在此省略。在步骤S27中，不论为拟定上述特性表12的操作是否实现，都要进行核查。如果表被拟定，则处理进入步骤S30来完成，否则转移到步骤S6。在步骤S28中，如果△Ie大于允许的最大误差△Ie极限，则处理进入步骤S29，否则转移到步骤S2。当转移到步骤S29时，依次从振荡器特性表12中选择功率、占空比、频率作为加工条件。在步骤S31中，当判定对振荡器特性表12中所有加工条件下的峰值电流测量处在步骤S30中，则处理转移到步骤S32，否则转移到S33。在步骤S33中，激光器功率wf是由功率传感器18输入的。从步骤S2直到S18，激光器功率的控制是在步骤S30中设定的加工条件下完成的，且为电源装置15输出一个峰值电流。

在步骤S34中，当激光器功率wf与步骤S30中设定的频率一致时，定时等候。此处To表示一个等候的预置值，而且是预先设定的。它是一个测量时间用的参数，且其起始值设定为零。在步骤S34中，当判定等候时间结束时，处理转移到步骤S36，否则转移到S35。在步骤S35中，等侯时间是通过将时间间隔Ts加在时间参数t上进行测量的。步骤S36是等候时间结束的情况，而且作为峰值电流的值被读出。该峰值电流就是步骤S17中得到的I_指令＋△Ie之和。在振荡器特性表12中，此值被储存在与加工条件对应的峰值电流位置上。例如，如果加工条件如表6所示为w1、d3和f3，则峰值电流的位置为125。在步骤S37中，时间参数t被清除为零。步骤S37后面是S30，然而在这种情况下，步骤S30的加工条件是改变的。当为全部加工条件准备的数据完成时，处理进入步骤S31，且在步骤S32中旗标Fg返回到零，因而制备数据表的操作完成。

由于这个原因，对于上述实施例来说，存在着自动制定激光振荡器特性表12的装置，纵然它有误差，也可使功率控制能够在良好的条件下实现，甚至当气体特性发生变化时。实施例1-10

图26为表示根据实施例1-10的激光加工设备的方框图，图27为表示该实施例中进行处理的流程图。在图26中，同样的编号被指定为与图12所示实施例1-5中相同的部件，对其描述被省略。编号62表示校正操作控制部分，利用来自反馈控制部分27的输出△Ie，由它来确定对于由前馈校正部分31进行校正的操作应当进行与否。

接下去的描述是针对本实施例中上述结构激光加工设备的操作进行的。区别于实施例1-5的本加工设备的操作，在于对前馈校正部分31进行校正的操作，是受校正操作控制部分62控制的。当气体的特性变化时，激光振荡器16的特性也发生变化，如图14所示。由于这个原因，在前馈控制部分50的振荡器特性表12中便产生误差，而且作为前馈控制部分50输出的峰值电流I_指令，未能设定为恰当值，由其在激光振荡器16的激光功率方面产生出误差。此功率误差被反馈控制部分27校正，并且作为其输出△Ie出现。前馈校正部分31则利用此输出△Ie实现前馈控制部分50的校正。然而，如果工件21是由高反材料制做的，则由于反射光的作用，在功率传感器18中将产生测量误差，且此测量误差作为反馈控制部分27的输出△Ie出现。当反射光的影响很大时，假如前馈校正部分31是利用△Ie进行工作，则在前馈控制部分50中实现错误的校正，从而对激光功率控制的高速处理能力造成损害。

校正操作控制部分62将接收被输入的△Ie，并且判定反射光的影响是大或小。这种判定是靠鉴别△Ie为正或负来完成的。即当激光振荡器16中气体特性变化时，激光振荡效率下降，以致于△Ie增大以提高峰值电流，且△Ie变为正值。另一方面，如在功率传感器18中由反射光产生测量误差，则传感器18的输出wf被作为更大的值被检测，而且△Ie变为负值以减小峰值电流。由于这个原因，如果△Ie为负，则校正操作控制部分62将对前馈校正部分31中的误差放大部分32给出一个停止校正操作的指令，如果△Ie为正，则给出一个启动校正操作的指令。

甚至在△Ie为正时，如果其值非常小，当式(9)表示的条件象实施例1-9那样满足时，则校正操作控制部分62也会停止前馈校正部分31的校正操作，以避免实现不必要的校正操作。

接下去的描述是参照图27所示流程图针对虚线部分23中进行的处理作出的。该处理是通过中断一段时间间隔完成的。同样的编号被指定为与图12所示实施例1-5中相同的步骤，对其描述在此省略。在步骤S38中，如果△I为负，则转移到步骤S20，如果△I不为负，则转移到步骤S39。在步骤S39中，如果△Ie值变为比所允许的最大误差△Ie极限大，则转移到步骤S14，否则转移到步骤S20。在步骤S20中，由于前馈校正部分31进行的校正运转停止，反射光的作用便被尽可能大的抑制。而且不需要的校正操作就可避免。

由于这个原因，对上述实施例来说，如果反射光导入，则前馈校正部分31停止其校正进行，以便错差不会产生，甚至当加工高反射材料时。如果工件是由高反射材料制做的，则前馈控制部分50继续其校正进行，以使功率控制能在良好的条件下实现，即使气体特性发生变化。此外，校正甚至能在加工过程中继续进行，所以总能够实现精确的功率控制，甚至加工是长时间继续时。实施例1-11

图28为表示根据实施例1-11的激光加工设备结构的方框图。在图28中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。当激光振荡器16开始其运转时，使用时间测量部分63测量时间，并在一定时间间隔内输出一个信号。校正操作控制部分64，将按照使用时间测量部分63的输出信号，对前馈校正部分31进行的校正运转进行控制。

接下去的描述是针对本实施例构成的激光加工设备的操作进行的。同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。当激光器长期使用时，振荡器16中的气体特性大大变化，而且气体特性和振荡器特性表12中特性之间的误差逐渐变大。使用时间测量部分63对激光振荡器16的使用时间进行测量，并在预置的时间间隔T1内输出信号。校正操作控制部分64，则接收由使用时间测量部分63输入的信号。对于误差放大部分32进行控制，以便前馈校正部分31进行的校正操作按照此输入的定时启动，并在预定的时间T2内停止。此处时间间隔T1被设定一个值，以使气体特性变化的作用变大，而T2被设定为校正前馈控制部分50所需要的值。由于这个原因，当前馈控制部分50的校正在一定时间间隔内完成时，便可在良好的条件下实现功率控制，即使气体特性发生了变化。实施例1-12

图29表示根据实施例1-12的激光加工设备结构的框图。在图29中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。编号65表示消耗能量测量部分，对激光振荡器16消耗的能量进行测量并将其值输出。编号66表示校正操作控制部分，根据消耗能量测量部分65的输出信号，由该控制部分66做出决定，前馈校正部分31的校正操作是否应当进行。

接下去的描述是针对构成本实施例上述激光加工设备的操作进行的。在本图中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。激光振荡器中气体的特性根据激光振荡器16消耗的能量大小变化，且与振荡器特性表12中特性的差异逐渐变大。消耗能量测量部分65，将接收输入电流装置15的电流，以对激光振荡器16消耗的能量测量，并且通过对电流装置15中电压值进行积分来测定消耗的能量。或者通过接收来自能量传感器18的输出并对其积分，由消耗能量测量部分65得到一个与消耗能量对应的能量值。由消耗能量测量部分65测得的值，被输出给校正操作控制部分66。

校正操作控制部分66将利用消耗能量测量部分65测得的值来控制前馈校正部分31的校正操作，如果测量值超过预置的能量值Em1，则校正操作控制部分66将对误差放大部分32进行控制，以使前馈校正部分31的校正操作启动，然后在预置的时间T2内停止。在校正操作停止之后，立即将消耗能量测量部分65中蓄积的消耗能量消除，然后对消耗能量进行测量。Em1被设定为前馈控制部分50中误差未被忽略不计范围内的最小值，且T2被设定为校正前馈控制部分50所需要的时间。如上所述，前馈控制部分50的校正能够根据对消耗能量的测量值完成，故激光器功率的控制能在良好的条件下，即使气体特性发生了变化。实施例1-13

图30为表示根据实施例1-13的激光加工设备结构的框图。在图30中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。编号67表示测量激光振荡器16中CO₂气体浓度的气体传感器。编号68表示校正操作控制部分，由其根据CO₂气体浓度作出决定，前馈校正部分31的校正操作是否应当进行。

接下去的描述是针对构成本实施例的激光加工设备的操作进行的。同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。在激光振荡实现之后，激光振荡器16中气体特别是CO₂气体的浓度下降。随着气体浓度变低，激光振荡器16的效率也变低，且与振荡器特性表12中特性的差异逐渐变大。气体传感器67对上述CO₂气体的浓度进行测量。校正操作控制部分68，将接收由气体传感器67输入的测量值，并作出判断前馈校正部分31的校正操作是否应当进行。校正操作控制部分68，将对校正进行之前和之后检测到的气体浓度对此，以获得两者之差，将此差同预置的浓度变化比例△N1进行比较，并控制误差放大部分32，以使其差大于△Ni时前馈校正部分的校正操作启动，且在预置时间T2内停止。此处△N1被设定少前馈控制部分50中误差未被忽略不计范围内的最小值，而T2被设定为对前馈控制部分50校正所需要的时间。

如上所述，对于本实施例来说，激光振荡器中气体的浓度用气体传感器67进行测定，而且前馈控制部分50根据此测量值进行过校正，故激光的功率的控制能在良好的条件下实现，即使气体特性发生了变化。

应当指出的是，尽管上述假定的情况是根据CO₂气体浓度判断前馈校正部分31的校正操作是否应当进行，然而气体并不总限于CO₂气体。例如通过使用能够测量水蒸汽浓度的传感器作为气体传感器67，可以达到类似的效果。对水蒸汽浓度变化进行测量，将其浓度变化比例同预置的浓度变化比例△N2对比，且当检测到的变化比例大于△N2时，让校正操作控制部分68启动前馈校正部分31的校正操作。

此外，尽管上述假定的情况是测量气体浓度用于校正的，然而通过使用气体温度传感器作为气体传感器67，也能达到类似的效果。将检测到的温度变化同预置的温度变化比值△N3进行对比，当检测到的温度变化比值大于△N3时，让校正操作控制部分68启动前馈校正部分31的校正操作。这是由于气体温度变化时，激光振荡器16的振荡效果也随之变化的缘故。实施例1-14

图31为表示根据实施例1-14的激光加工设备结构的框图。在图31中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。编号69表示指令值产生部分，用于产生作为加工条件的激光器功率、占空比和频率，还能给出有关前馈控制部分50的校正是否应当进行的指令，例如它可以是一个数控装置。编号70表示校正操作控制部分，它根据来自指令值产生部分69的指令，作为有关前馈校正部分31的校正操作是否应当启动的决定。

接下去的描述是针对上述构成本实施例的激光加工设备的操作进行的。同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。当激光振荡器16的特性和振荡器特性表12中特性之间的差异由于气体特性变化而变大时，指令值产生部分69将输出一个指令前馈控制部分50进行校正的信号。校正操作控制部分70将接收来自指令产生部分69的指令信号，并对误差放大部分32控制，以使前馈校正部分31的校正操作启开，然后在预置时间T2内停止。如果此处的数控装置被用作指令值产生部分69，那么指令上述校正的信号便从该数控装置的输入处进入。而且如果加工是长时间进行的，那么指令就按数控程序的M代码发出。应当指出的是，T2被设定为校正前馈控制部分50所需要的时间。

如上所述，前馈控制部分50的校正能够根据来自指令值产生部分69的指令信号完成，以致于很容易就能实现此校正，而且能够实现最好的激光器功率控制。实施例1-15

图32为表示根据实施例1-15的激光加工设备结构的框图。在图32中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对此描述在此省略。编号71表示指令值产生部分，用于产生作为加工条件的激光器功率、占空比和频率，而且还对气体交换给出指令，它是一种数控装置。编号72表示校正操作控制部分，它根据工件21的材料做出有关前馈校正部分31的校正操作是否应当进行的决定。

接下去的描述是针对上述的构成本实施例激光加工设备的操作进行的。同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。指令值产生部分71将输出有关工件材料的信息。在高反材料的情况下，所涉及实施例1-10描述的那样，如果启动前馈校正部分31的校正操作便产生误差，而且为了防止这种误差，便将有关材料的信息从指令值产生部分71输入校正操作控制部分72，并且实现有关材料是否高反的判断。假如材料是高反材料，则误差放大部分32受到控制，以便前馈校正部分31的校正操作停止。

由于这个原因，对上述实施例来说，当材料为高反时，通过由指令产生部分71输入有关工件21材料是否高反的信息，前馈校正部分31的误差便可以避免。实施例1-16

图33为表示根据实施例1-16的激光加工设备结构的框图。在图33中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。编号73表示指令值产生部分，用于输出作为加工条件的激光器功率、占空比和频率，而且给出气体更换的指令，是一个同样的数控装置。编号74表示校正操作控制部分，当激光振荡器16中气体更换时，由它来控制前馈校正部分31的校正操作。

接下去的描述是针对上述构成本实施例的激光加工设备的操作进行的。同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。指令值产生部分73将输出作为加工条件的激光器功率、占空比和频率，以及当激光振荡中气体变质时将激光器功率指令设定为零，并将气体更换指令输出给激光振荡器16。当激光振荡器16接收到该指令时，它将进行气体更换，然后将气体更换完成信号输给指令值产生部分73和校正操作控制部分74。当气体更换完成时，指令值产生部分73将输出适当的加工条件，以实现前馈控制部分50的校正，并启动功率控制。如果判定前馈控制部分50的校正操作并未完成，则校正操作控制部分74便控制误差放大部分32，以使该操作启动，然后在预置的时间T2中停止。如果校正操作完成，那么校正操作完成的旗标就被显示出来，而且前馈校正部分的校正便停止。假如前馈校正部分31的操作在激光振荡器16中气体更换之后立即就能启动，则加工就能在良好的条件下进行，甚至立即在气体更换之后进行。

应当指出的是，作为实现前馈控制部分50校正操作合适的加工条件，所利用的是具有频率为零，占空比为1的连续波。其理由在于，当加工条件为脉冲方式的，能量传感器18的输出中包括模拟-数字(AD)成份，且此模拟-数字成分也包括在反馈控制部分27的输出△Ie中，会对前馈控制部分50的校正操作造成妨碍。实施例1-17

图34为表示根据实施例1-17的激光加工设备结构的框图。在图34中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。编号75表示指令值产生部分，用以输出作为加工条件的激光器功率、占空比和频率，并且还给出对前馈校正部分31进行校正操作的指令，同样是一个数控装置。编号76表示校正操作控制部分，它接收从指令值产生部分75输入的校正操作指令，并且控制前馈校正部分31的校正操作。

接下去的描述是针对上述构成本实施例激光加工设备的操作进行的。在图34中，同样的编号被指定为与图26所示实施例1-10中相同的部件，对其描述在此省略。在电源接通之后，立即由指令产生部分75设定适当的加工条件，以进行前馈控制部分50的校正操作，并启动功率控制。与此同时，指令值产生部分75输出一个对校正操作控制部分76进行校正操作的指令。当校正操作控制部分76接收到来自指令值产生部分75的校正操作指令之后，便对误差放大部分32进行控制，以使前馈校正部分31的校正操作启动，然后在预置时间T2内停止。当校正操作完成时，校正操作完成的旗标被显示出来，而且前馈校正操作的校正停止。因此，在电源接通之后立即由前馈校正部分31进行校正操作，于是加工就能在良好的条件下实现，甚至在电源接通之后立即进行。实施例1-18

图35为表示根据实施例1-18的激光加工设备结构的框图，图36为表示本实施例中进行处理的流程图。在图35中，同样的编号被指定为与图16所示实施例1-6中相同的部件，对其描述在此省略。编号38表示异常性鉴别装置，用以确定气体特性变化状态是否正常。编号39表示音响报警指示装置，例如音响报警显示部分。编号77表示校正操作控制部分，它根据异常性鉴别部分38作出的判定对前馈校正部分31进行控制。

接下去的描述是针对上述构成本实施例激光加工设备的操作进行的。当激光振荡器16中气密特性变化而后激光器振荡特性变化时，如涉及实施例1-5描述的那样，激光振荡器16特性的变化经反馈控制部分27输出一个输出误差△Ie。该误差△Ie被输入前馈校正部分31，并由后者校正前馈控制部分50的输出。当气体特性变化比例变大时，来自前馈校正部分31中误差放大部分32的输出也变大。于是前馈校正部分31将来自误差放大部分32的输出输给异常性鉴别部分38。

异常性鉴别部分38对来自前馈校正部分31的输出信号进行接收，并将此输信号同预置值比较以鉴别异常性。如果由其判定作为比较结果的状态是异常的，此结果便被输出给音响报警显示部分39和校正操作控制部分77。音响报警显示部分39将显示音响报警。当异常性鉴别部分38判定状态为异常，则校正操作控制部分77输出一个指令，停止前馈校正部分31的操作。前馈校正部分31对停止校正操作控制部分77操作的指令进行接收，并停止该校正操作。

随后的描述是参照图36所示流程图针对虚线部分23中所作处理进行的。该处理是通过中断一段时间间隔完成的。在图36中，同样的编号被指定为与图17所示实施例1-6中相同的步骤，对其描述在此省略。在步骤S40中，如果在处理过程中由异常性鉴别部分38判定，误差放大部分32的输出E(K)大于鉴别异常性的极限值E极限，于是就判定为异常状态，由音响报警显示部分39进行音响报警显示。如果并非异常，则处理步骤转移到步骤S15。

如上所述，对本实施例来说，当气体特性变得非常大时，音响报警自动输出，于是激光加工便能在良好的条件下进行，直到气体使用极限为止。而且能够知道更换气体的定时是否适当。

假如来自异常性鉴别部分38的输出为异常，则更换气体的指令可以送给操作者。在这种情况下，气体更换是在适当的定时完成，且加工错误预先就能避免。此外，如果来自异常性鉴别部分38的输出为异常，则气体更换可以根据该系统的结构自动完成。在这种情况下，更换气体操作的工作负荷被省去，以在加工工作中节约能量。

在异常性鉴别部分38中，通过将异常性鉴别值预置在接近前馈校正部分31的校正极限值，就能有效的更换气体，因为音响报警是在接近气体使用极限的定时时显示的。实施例1-19

根据实施例1-19的激光加工设备，基本上具有与实施例1-18相同的结构，除掉下一点之外，即由异常性鉴别部分38测量时间和前馈校正部分31校正所需要的时间，且当测量值大于预置时显示音响报警。对于这种结构来说，不论前馈校正部分31的校正操作能否正确完成，很容易就能作出判断，并且预先就能防止加工错误。[实施例1-20]

图37是说明实施例1-20激光加工设备的结构的方框图。该图中，与图8所示实施例1-3中相同的参考标号表示同样的部分，因而省略了对它们的描述。图37中，参考标号79为第一描述函数部分；80为第二描述函数部分，81为由第一描述函数部分79和第二描述函数部分80所描述的激光振荡器特性；82是用来计算由指令设定部分11及激光振荡器特性81所指明的加工条件下的峰值电流的峰值电流计算部分；83是由激光振荡器特性81和峰值电流计算部分82组成的F/F控制部分。

以下描述有上述结构的实施例1-20激光加工设备的工作过程。在该实施例中，其工作过程除了由F/F控制部分83控制之外，基本上与图8所示之实施例1-3的工作过程一样，对此将详细描述F/F控制部分83的工作过程。首先对激光振荡器特征81的方法进行描述。如图2所示，一般的激光振荡器特征要随峰值电流、占空比和频率变化，此外还要随气体的损耗及气体温度而变化。为了描述图2所示的激光振荡器16中的气体接受放电的能量特性，用第一种描述函数接近于影响激光功率的能量大小，其中至少采用激光输出的振荡极限做为参数。

例如，由下式(10)表示影响激光振荡的能量Ec的值：

Ec＝P(I，f，d，I_o)＝d(I＋Q(f，I_o)－IO－Q(f，I_o) (10)这里Io是激光输出振荡极限时的电流，I为峰值电流，f是频率，而d则是占空比。P和Q是特定函数。

之后，同第二种函数描述频率近似值与占空比及激光功率近似值之间的关系。例如有如下述的关系式(11)：

W＝R(Ec)                    (11)这里W是激光功率。

图38表示激光振荡器特性、这些特性相应的近似值与不同阶段气体耗损及气体温度时的激光功率之间的关系。恰如该图所示，即使存在气体的损耗和气体温度的变化，这种关系可以表示成曲线，表明即使存在气体的损耗以及气体温度的变化，函数P和Q是常量。而且，即使频率改变，这种曲线都通过座标原点，这表明可以用此制定表3所需要的那些数据小得多的数据来描述激光振荡器的特性。图39是表示对应于函数P、Q数据的一个举例的表格。

接下去描述峰值电流计算部分82中的计算方法。峰值电流计算部分82计算对应于由指令设定部分11指示的激光功率Wcom、频率Fcom、占空比Dcom的Ec，这里的Ec还与通用的激光输出振荡极限时的Io相对应，而且所说的计算是根据图39所示的与表示式(11)相对应的W-Ec数据表进行的。随之，由Q(f，Io)数据表及表示式(10)得出的Q(Fcom，Io)值计算峰值电流Io不过这个表中的必要数据是由诸如内插法得到的。

上面描述了F/F控制部分83的工作过程，同时，在本实施例中总能象实施例1-3中那样得到一个精确的峰值电流，甚至还总能以开环控制方式精确地控制激光振荡器16的功率。即使用于比如F/F控制部分83中的激光振荡器特性81发生误差而使激光功率输出产生误差，还可以反馈一个较小的功率并进行F/B控制，使得这种功率误差减小到零，从而总能实现输出误差为零的高精度和高准确性的激光功率控制。

无需谈及可以用本实施例中的F/F控制部分83来代替实施例1-1中的F/F控制部分14。此外，虽然通过控制峰值电流实现功率的控制，但仍可利用由指令设定部分11设定的激光功率Wcom、频率Fcom、峰值电流Icom，以及在通常的激光输出振荡极限时的电流值Io、对应于来自图39所示数据的激光功率Wcom得到的Ec，还有设置占空比计算部分以便用表示式(10)得到占空比D以替代设置峰值电流计算部分82来实现取决于占空比的功率控制。另外，也无需谈及用具有上述占空比计算部分的F/F控制部代替实施例1-2中的F/F控制部分26。[实施例1-21]

图40是说明实施例1-21激光加工设备结构的方框图。该图中，用同样的参考标号表示如图8所示之实施例1-3以及图37所示之实施例1-20中那些相同的部分，从而省去对它们的描述。图40中，指定参考标号84是用来修正第一描述函数部分79描述的值的特征修正函数描述部分；标号85是第二描述函数部分；标号86是由第一描述函数部分79，特征修正函数描述部分84以及第二描述函数部分85所描述的激光振荡器特征；标号87是峰值电流计算部分，用以由设定在指令设定部分11的加工条件和激光振荡器特性86来计算峰值电流；标号88是由激光振荡器特性86和峰值电流计算部分87组成的F/F控制部分。

以下描述如上述结构之实施例1-21的激光加工设备的工作过程。本实施例中的工作情况，除去F/F控制部分外基本上与图8所示之实施例1-3的情况一样，所以基本上只对F/F控制部分88的工作情况做详细描述。第一步操作用于描述激光振荡器特性86的方法。正如关于实施例1-20所描述的那样，激光振荡器特性86中的第一描述函数部分79是按照激光振荡器16中的气体受到放电的能量大小和对激光功率按一种函数产生影响的能量大小来设置的，其中所说的函数中至少将激光输出的振荡极限时的电流值作为参数，通常符合关系式(10)。在此，正如图38所清楚地表示的那样，可对激光功率产生影响的能量Ec的大小与激光功率之间的关系随频率或负荷比变化。然后在特征修正函数描述部分84中按关系式(12)修正近似的量值EC：

Ec′＝S(f，d)Ec              (12)

按照上述修正，在第二描述函数部分85中，只使用与频率和占空比无关的函数R′，同时修正了的近似值Ec′与激光功率之间的关系被描述如下：

W＝R′(Ec′)                 (13)S与R′是特征函数。

由于本实施例中使用了第一描述函数部分29，即使在气体耗损或者气体温度变化的情况下，也能使数据的大小减小至用于描述激光振荡器特性86所需。同样地，由于可以通过提供特征修正函数描述部分84减少为描述第二描述函数部分85所用的数据大小，因而就可以用此实施例1-20中数据更小些的值来描述激光振荡器特性86。

图41是说明对应于函数Q、S和R数据举例的表格。以下的描述按照峰值电流计算部分87中的计算方法来进行。在峰值电流计算部分87中，利用指令设定部分11中设定的功率Wcom、频率Fcom和占空比Dcom，以及在通用的激光输出振荡极限时的电流值Io，并按照图41所示的与表示式(13)对应的W-Ec′数据表得出与激光功率Wcom对应的Ec′。然后，根据由与表示式(12)对应的S(f，d)数据表得到的S(Fcom、 Dcom)值得出Ec。最后，利用由Q(f，Io)数据表及表示式(10)得到的Q(Fcom，Io)值得出峰值电流I。不过，该数据表中的必要数据是借助于诸如直接内插法得到的。

上面描述了F/F控制部分83的工作过程，但是，本实施例总能象实施例1-3那样得到一个精确的峰值电流。为此，甚至可借助开环控制来精确地控制激光振荡器16的功率。另外，在由于F/F控制部分88中的激光振荡器特性86发生误差而使激光功率输出产生误差的情况下，也可以反馈一个激光功率并进行F/B控制，使得这种误差功率减至零(0)，从而总能实现输出误差为零的高精度和高准确性的激光功率控制。

无需谈及可以用本实施例中的F/F控制部分88来代替实施例1-1中的F/F控制部分14。此外，虽然通过控制峰值电流实现功率的控制，但仍可利用由指令设定部分11设定的激光功率Wcom、频率Fcom和峰值电流Icom，以及在通用的激光输出振荡极限时的电流值Io提供的得到负荷比D的负荷比计算部分来替代设置峰值电流计算部分87。另外，也无需谈及用具有上述负荷比计算部分的F/F控制部分代替F/F控制部分26。[实施例1-22]

图42是说明实施例1-22激光加工设备结构的方框图。该图中，用同样的参考标号表示如图37所示之实施例1-20中那些相同的部分，并且在此省去对它们的描述。参考标数89表示用来修正F/F控制部分83的F/F修正部分。

以下描述如上述结构之实施例1-22的激光加工装置的工作过程。本实施例中的工作情况，除去F/F修正部分89外基本上与图37所示之实施例1-20的情况一样，所以在此特别对F/F修正部分89的工作情况做详细描述。正如有关对实施例1-20的描述那样，它描述一个接近对激光功率产生影响的能量值，所说的功率是指激光振荡器16中的气体受到作用的能量，这种作用时，将通常的激光输出振荡极限时的电流用作参数，所以即使气体耗损或者气体温度发生变化，也可将上述近似值与激光功率之间的关系表示成一条曲线。换句话说，这表明可以通过检测在激光输出振荡极限时的电流值来了解气体耗损的情况或气体温度的变化情况。如果由于比如气体温度变化，而使激光振荡器的特性与激光振荡器特性81所示的特性不相同，则不能按F/F控制部分83的峰值电流指令值输出所需要的激光功率，同时可通过F/B控制部分27实行峰值电流值的修正。

于是，F/F修正部分89利用F/B控制部分27的输出△Te修正作为第一描述函数部分79中的参数的激光输出振荡极限时的电流值Io，并修正激光振荡器特性81。可利用诸如下面表示的关系式(14)来计算这种修正值。应当说明的是，关系式(14)中的Ki是积分增益，Kp是线性增益。 $\mathrm{\ΔIo}=\mathrm{Ki}\∫\mathrm{\ΔIe}+\mathrm{Kp\ΔIe}--\left(14\right)$

重复表示式(14)所表示的修正运算，使变量Io连续变动，直到最后△Ie变为等于零。

作为一种改变在另一个激光输出振荡极限时的电流值Io的方法，可以通过测试振荡测量在实际振荡时的电流值，同时可将测得的值设定为Io。可将这种方法与前面描述的修正方法合并。

如上所述，按照上述实施例，可以只用一个参数来改变激光振荡器特性81，从而能够容易地构成F/F修正部分89，另外，使F/F修正部分89工作，即使气体耗损或者气体温度发生变化，也能在良好的条件下实行功率控制。应当说明的是，尽管将F/F修正部分89附加到这里的激光加工设备上，这种F/F修正部分89也可附加于实施例1-21上。[实施例2]

以下参照有关的附图描述本发明实施例2的激光加工设备。[实施例2-1]

对照有关附图描述本发明的多种激光加工设备的实施例和一种激光加工方法的实施例。先来描述实施例2-1。图43是说明按照实施例2-1激光加工设备的结构，其结构与上述各设备及以常规技术为基础的设备不同之处在于，它们备有计算装置92，用以改变F/F控制装置90和鉴别装置93的输出信号95的值。

以下描述它的工作情况。图44是说明图43所示激光加工设备工作过程的操作流程图。首先，在步骤S50将包括工件21的材料、根据金属板厚度和加工速度的激光输出、激光振荡输出方式(连续波或脉冲)，脉冲频率以及脉冲占空等在内的加工条件预先设定在NC装置94的存储单元中，同时操作者选择材料、金属板厚度以及加工速度，根据操作者所确定的条件判断加工条件。

将那些在实行F/F控制时会发生较大的激光输出误差的加工条件预先存储在Nc装置94的存储单元中，在步骤51中确定现行的加工条件是否在F/F控制时引起较大的误差，如果确定已将引起较大误差的加工条件选入F/F控制中，则在步骤52时由计算单元92根据鉴别装置93的指令改变F/F控制装置90的输出信号95的值。如果确定在于所选择的材料、金属板厚度以及加工速度的加工条件在F/F控制时未引起发生较大的激光输出误差，则在步骤53时进行有效的F/F控制与F/B控制相结合的计算。

图44中，步骤51和步骤52所表示的“有效”意思是，按实际情形计算F/F控制装置90的输出信号值。还有“可变”意思是，给F/F控制装置90的输出信号值乘上一比如在0至100％范围内的系数。

由上述要点，可以防止由于F/F控制中的估计误差所致的加工误差。[实施例2-2]

以下描述实施例2-2。图45是说明按照实施例2-2激光加工设备的结构框图。该实施例中，设置计算部分92，它能改变由F/F控制装置90和鉴别部分93的输出信号95的值。

实施例2-2中，在正常情况下，F/F控制装置90的输出信号95的值受F/B控制装置91输出信号96之值的控制。在正常情况下，F/F控制装置90的输出信号95发生的误差由F/B控制装置91修正。

如果F/F控制装置的输出信号95不发生任何误差，则F/B控制装置91输出信号96的值为零。由此，就可以通过检验F/B控制装置91输出信号96的值来测定F/F控制装置90输出信号95的误差。

下面描述其工作过程。图46是说明图45所示激光加工设备之工作流程图。首先，在步骤S54进行同时采用F/F控制和F/B控制的双重控制。在步骤S55，检查F/B控制装置91输出信号96(Ier)的值是否处于正常状态(是否所测定值的变率比规定时间内的给定值(＝a)小或处于不正常状态即，检查下面所述的表示式(1A)在规定的时间内是否得到满足，即 $\left|\frac{\mathrm{dIer}}{\mathrm{dt}}\right|\≤a--\left(1A\right)$

随后，若确定上述表示式(1A)被满足，则在S56前，检查相对于激光输出指令信号97的值(Wa)的绝对值是否大于规定的百分比值(＝b)，也即检查表示式(2A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\≥b--\left(2A\right)$

结果，若确定上述表示式(2A)被满足，则在S57步，利用计算装置92按鉴别装置93的指令改变F/F控制装置90输出信号95的值。

由上述要点，可防止由于F/F控制中的估计误差所致的加工误差。[实施例2-3]

以下描述实施例2-3。图47是说明实施例2-3激光加工设备的结构框图。与图45所示实施例2-2的区别在于，它设置异常显示装置100。

接下去描述其工作过程。实施例2-2中，F/B控制装置91在其定常态时的输出信号96的绝对值达到使F/F控制装置90的输出信号95改变的值时，也即下面由表示式(3A)表述的阶段，则由处于激光加工设备中指定位置的异常显示装置100示警。这种指定位置包括操作者可确认该报警的诸如NC装置94、激光振荡器16或XY加工台22的显示屏。 $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&le;c(c<b)--\left(3A\right)$

由上述工作过程，可连续进行有效地F/F控制和反馈控制的控制过程。[实施例2-4]

以下描述实施例2-4。图48是说明实施例2-4激光加工设备的结构框图。与图46所示激光加工设备结构之区别在于，它具有鉴别装置93。

接下去描述其工作过程。图49是说明图48所示激光加工设备工作过程的流程图。在S58步，执行采用正常F/F控制及F/B控制的双重控制，并在S59步检查F/B控制装置91输出信号96的值是否显示正常状态(测定值变化的百分比在规定的时间内小于规定值(＝C)的状态)，也即检查在规定的时间内下述表示式(4A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&le;c(c<b)---\left(4A\right)$

结果，若确定在规定的时间内表示式(4A)被满足，则在S60步检查相对于激光输出指令信号4的值的绝对值是否大于给定值(＝b)，也即检查下述表示式(5A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;b---\left(5A\right)$

结果，若确定表示式(5A)被满足，则按照鉴别装置93的指令判定I/O特性，并调整存储在特性存储装置101中的I/O特性。应当说明的是，这种判定是在包括打孔(激光束穿过工件)在内的加工过程中，或者在未进行加工时进行的。

由上述要点，可连续进行既有有效的F/F控制又有有效的反馈控制的控制过程。[实施例2-5]

以下描述实施例2-5。图50是说明实施例2-5激光加工设备的结构框图。与图46所示激光加工设备的区别在于，它备有计算装置92，用以改变F/F控制装置90输出信号95的值并改变鉴别装置93。

接下去描述其工作过程。图51是说明图50所示激光加工设备工作过程的流程图。在S62步，执行既采用F/F控制又采用F/B控制的控制过程，并在S63步，检查F/B控制装置输出信号96的值是否显示正常状态(测得值的变率在规定的时间内小于规定值(＝a)的状态)，也即检查在规定的时间内下面的表示式(6A)是否被满足 $\left|\frac{\mathrm{dIer}}{\mathrm{dt}}\right|\&le;a---\left(6A\right)$

结果，若确定表示式(6A)被满足，随之在S64步检查相对于激光输出指令信号97值Wa的绝对值是否大于规定百分比(＝b)，也即检查下述表示式(7A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;b--\left(7A\right)$

结果，若确定上述表示式(7A)被满足，则在S65步，按照鉴别装置93的指令改变F/F控制装置90输出信号95的值，并在S66步同时判定I/O特性并且开始调整存储在特性存储单元101中的I/C特性。在完成对存储在特性存储单元101中I/O特性的调整时，于S67步将F/F控制装置90的输出信号重新返回初始值，并进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

由上述要点，在实现调整操作之前，可以通过检查F/F控制中的估计误差来防止加工的差错。[实施例2-6]

以下描述实施例2-6。图52是说明实施例2-6激光加工设备的结构框图。与图46所示激光加工设备的区别在于，它备有计算装置92，可以改变F/F控制装置90和鉴别装置93输出信号95的值。为了确定激光输出和得到过剩值或者不足值，或者采用使用硬件的方法，或者采用带有微型计算机等一起使用的软件的方法。

当F/F控制装置90的输出信号95中发生误差时，也即当存储在特性存储单元101中的I/O特性与实际振荡器16I/O特性不相同时，或者当F/B控制装置91中滤波器的时间常数或时间延迟并非最优的时候，均可发生激光输出的过冲或者下冲。

当F/F控制装置90的输出信号95发生误差时，处于正常状态的F/B控制装置91输出信号96的值变得较大，反之，当不发生误差时，此值变为零或者变为一个较小的值。为此，当激光输出中产生过冲或者下冲时，可以根据F/B控制装置91输出信号96的正常状态下的值是否发生过冲或者下冲来做出判定，这是因为存储在特性存储单元101中的I/O特性与激光振荡器16的实际I/O特性之间发生偏差。或者因为F/B控制装置91中滤波器的时间常数或时间延迟并非最优的缘故。

接下去描述其工作过程。图53是说明图52所述激光加工设备工作过程的流程图。在此，假定上述过冲值或下冲值是采用与微型计算机在一起的软件得到的。为此，利用A/D传感器将激光输出的测定值转换成数字信号，并引入微型计算机中，同时进行各种数字处理。

首先，在S68步，执行既有正常F/F控制又有正常的F/B控制的控制过程，随后，在S69步，将自NC装置94引出的激光输出指令信号97的值引入激光振荡器16，检查改变后的指令值(Wr)是否小于改变前的指令值(＝Wi)，也即检查下列表示式

Wr＜Wi是否被满足，或者不做此检查。如果确定Wr并不小于Wi，则得到一个来自电源单元15的输出信号104的最大值(＝Imax)，并将此最大值存储在特性存储单元101中。

此后，当电源单元15输出信号104的值处于正常状态(在给定的时间内输出信号的变率小于规定值的状态)时，则在S70步，将该值(Ist)存储之，同时得到一个与上述最大值的差。此差值即为过冲值，也即

Ios＝Imax－Ist成为过冲值。

在上面所说的S69步，若确定激光输出指令4的改变后的值(Wr)小于改变前的值(＝Wi)，则得到一个电源单元15输出信号104的最小值(Imin)，并将此最小值存储在特性存储单元101中。

然后在S71步，当电源单元15输出信号104的值处于正常状态(在指定的时间内，输出信号的变率小于规定的值)时，存储该值(Ist)，同时得到一个与上述最小值的差。此差值即被用做下冲值，也即

Ius＝Ist－Imin成为下冲值。

在S72号，检查上述过冲值或者下冲值相对于电源单元15输出信号104的一个给定值(＝Ist)是否大于一个规定的百分比，也即检查下述表示式(8A)是否被满足， $\frac{\mathrm{Ios}}{\mathrm{Ist}}\&GreaterEqual;d$ 或 $\frac{\mathrm{Ius}}{\mathrm{Ist}}\&GreaterEqual;d---\left(8A\right)$

如果确定上述表示式(8A)被满足，则随之在步骤S73，检查F/B控制装置91在其正常状态(测定值的变率在给定的时间内小于规定值(＝a)的状态)下的输出信号96的值相对于一个输出指令值(Wa)是否大于一个规定的百分比(＝b)，也即检查下述表示式(9A)是否被满足。如果确定上述表示式(8A)被满足，则于S75步，按照鉴别装置93的指令改变F/F控制装置90的输出信号95的值， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;b---\left(9A\right)$

如果在S72步确定过冲值(＝Ios)或者下冲值(＝Ius)相对于电源单元15输出信号的值(＝Ist)大于一个规定的百分比，并且上述表示式(SA)被满足，另外还确定所说的F/B控制装置91在其正常状态(测定值的变率在给定的时间内小于一个规定值(＝a)的状态)下输出信号96的值对于激光输出指令依赖的值(Wr)小于一个给定的百分比(＝b)，也即下面表示式(10A)所指的情况，则在S74步，根据鉴别装置93的指令改变F/B控制装置91输出信号96的值， $\left|\frac{\mathrm{Ier}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;b---\left(10A\right)$

应当说明的是，虽然在本实施例中确定了电源单元15输出信号104的过冲值或下冲值，但通过检查送入电源单元15的输出信号103或者检查F/B控制装置91输出信号96的过冲值或下冲值也能改到同样的效果。

由上述要点，就可以防止因反馈控制装置之滤波器并非最优而导致的加工差错。[实施例2-7]

以下描述实施例2-7。图54是说明实施例2-7激光加工设备的结构框图。与上面的实施例2-6的激光加工设备的区别在于，这里备有异常显示装置100。

在上面的实施例2-6中，在过冲值或下冲值相对于电源单元15输出信号104的一个给定值的百分比达到使F/F控制装置90或F/B控制装置91的输出信号信被改变的值时，也就是由下列表示式(11A)所表示的情况下，就由处于该激光加工设备中一个规定位置处的异常显示装置100显示报警。这个规定的位置如同实施例2-3中所述的一样。 $\frac{\mathrm{Ios}}{\mathrm{Ist}}\&GreaterEqual;d\text{'}$ 或 $\frac{\mathrm{Ius}}{\mathrm{Ist}}\&GreaterEqual;d\text{'}---\left(11A\right)$ (d′＜d)

由上述要点，就可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。[实施例2-8]

以下描述实施例2-8。图55是说明实施例2-8激光加工设备的结构框图。与图46所示激光加工设备不同之处在于，这里备有鉴别装置93。另，如该图所示，F/B控制装置91由滤波器106、减法器107和F/B计算装置108组成。

这里为了减小激光输出的过冲值或下冲值，必须调整存储在F/F控制装置90中的特性存储单元101中的I/O特性，或者调整F/B控制装置91的滤波器106的时间常数，或者调整滤波器106中的延迟时间。

接下去描述其工作过程。图56是说明图55所示激光加工设备工作过程的流程图。应当说明的是，本流程图中的步骤S76至S79与图53所示流程图中的步骤S68至S71相同，所以这里省略了对它们的描述。

再有，计算激光输出过冲值或下冲值的方法也与上面的实施例2-6情况相同。若在S80步确定这种过冲值或下冲值相对于电源单元15的输出信号值大于一个给定的百分比(如表示式(8A)所示者)，并且在S81步还确定F/F控制装置90在其正常情况(测定值的变率在一个特定的时间内小于一个给定值的情况)下的输出信号95的值相对于激光输出指令信号大于一个给定的百分比(如表示式(9A)所示者)时，则在S83步，由鉴别装置14根据一个指令测定I/O特性，同时调整存储在特性存储单元101中的I/O特性。

反之，若在S80步确定该过冲值或下冲值相对于电源单元15输出信号值大于一个给定的百分比(如表示式(8A)所示者)，并确定F/B控制装置91在其正常情况(测定值的变率在一个特定时间内小于一个给定值的情况)下的输出信号96的值相对于一个输出指令值小于一个定的值(如表示式(9A)所示者)时，则执行调整F/B控制装置91的滤波器106中的时间常数以及延迟时间。

应当说明的是，I/O特性的测定是在包括打孔(激光束穿过工件)在内的加工过程中，或者在不进行加工(激光振荡器16的光闸17被关闭)情况下进行的。

由上述要点，就可以连续进行既有有效的F/F控制又有有效的反馈控制的控制过程。[实施例2-9]

以下描述实施例2-9。按照实施例2-9的激光加工设备的结构与上述实施例2-8的相同。

接下去描述其工作过程。图57是说明实施例2-9激光加工设备工作过程的流程图。应当说明的是，本流程图中的步骤S84至S87与图56所示流程图中的步骤S76至S79相同，所以省去了对它们的描述。另外，计算激光输出的过冲值或下冲值的方法也与实施例2-6中的方法相同。若在S88步确定过冲值或下冲值相对于电源单元15输出信号104的值大于一个给定的值，则在S89步中按照鉴别装置93的指令改变存储在特性存储单元101中的I/O特性，并在S90步中调整F/B控制装置91的滤波器106的时间常数和延迟时间。调整的方法与上面实施例2-8中的方法相同。

由上述要点，就可以防止在完成修正操作之前由于F/F控制装置中的估算误差所致加工的差错，或者由于反馈装置的滤波器不是最优的所致加工的不合格。[实施例2-10]

以下描述实施例2-10。按照实施例2-10的激光加工装置的结构如图58所示。它与图46所示的激光加工装置结构的区别在于，这里备有计算装置92和鉴别装置93，它们用来改变F/F控制装置90的输出信号95的值。

接下去描述其工作过程。图59是说明图58所示激光加工设备工作过程的流程图。该图中的步骤S91至S94与图57所示流程图中的步骤S84至S87相同，所以省去对它们的描述。计算激光输出过冲值或下冲值的方法与上面所述实施例2-6中的方法相同。如果在S95步确定过冲值或者下冲值相对于电源单元15的输出信号104的值大于一个给定的百分比(如表示式(8A)所示)，而且F/B控制装置91在正常情况(测定值的变率小于一个给定值的情况)下的输出信号96的值大于一个给定值(如表示式(9A)所示)，则在S98步，按照鉴别装置93的指令改变F/F控制装置90的输出信号95的值，同时执行调整存储在特性存储单元101中的I/O特性。在完成这种I/O特性的调整之后，由S101步使得F/F控制装置90的输出信号95为有效的，并执行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

反之，若确定过冲值或者下冲值相对于电源单元15输出信号104的值大于一个给定的值(如表示式(8A)所示)，而且F/B控制装置91在其正常状态(测定值的变率小于一个给定值的状态)下的输出信号值小于一个给定值(如表示式(9A)所示)，则于步骤S97，按照鉴别装置14的指令改变F/B控制装置91输出信号96的值，并在S99步执行调整滤波器的时间常数和延迟时间。在完成对滤波器时间常数和延迟时间的调整时，由S101步使F/B控制装置91的输出信号成为正常，并执行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。[实施例2-11]

以下描述实施例2-11。该激光加工设备的一般结构与实施例2-1所述相同。

接下去参照图60所示之操作流程图描述其工作过程。在用激光加工设备进行加工之前，在S102步，操作者选择诸如材料、金属板厚度、加工速度以及加工方式等数据，并将它们输入NC单元94中。NC单元94选择最优的加工条件，并进行激光加工。预先将能较好地反射激光束的高反射材料的数据存储NC单元94中，在S103步检查是否由操作者将这些材料中的任何一种逐一存入NC单元94中，也就是检查材料是否为高反射的，如果在S103步判定材料是高反射的，则在S105步按照鉴别装置93的指令改变F/B控制装置91的输出信号。反之，若判定操作者所给定的材料不是预先存入NC单元94中的高反射材料，则在S104步执行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

由上述要点，可防止由于以高反射材料所反射的光所致的激光输出的降低或者加工的差错。[实施例2-12]

以下描述实施例2-12。图61是说明实施例2-12激光加工设备的结构框图。与图46所示激光加工设备不同之处在于，它备有计算装置92和鉴别装置93。在上面所述的实施例2-11中，预先将高反射材料存入NC单元94中，当这些存入在材料中的任一个被选择时，就改变F/B控制装置91的输出信号。而本实施例中，一旦开始加工后，处理程序立即与上述实施例2-11的相同，但一旦开始加工后，立即测定从工件反射的光，并根据其强度来改变F/B控制装置91的输出信号，这种就可以由F/B来控制输出的修正。

接下去对照图62所示的操作流程图描述其工作过程。在用激光加工设备进行加工之前，在S106步操作者选择诸如材料、金属板厚度、加工速度以及加工方式等数据，并将它们输入NC单元94中。NC单元94选择最优加工条件并进行激光加工。预先将很好地反射激光束的高反射材料数据存入NC单元94中，在S107步检查这些材料中的任一种是否均已被操作者逐一存入NC单元94中，也就是检查材料是否为高反射的，而且如果在S108步判定材料是高反射的，则在S108步根据鉴别装置14的指令改变F/B控制装置91的输出信号。反之，若判定操作者所指定的材料并非预先存入NC单元94中的高反射材料，则在S109步执行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在上面的S108步被执行以后，在开始加工之前，于S110步检查激光振荡器16的光闸17是否被关闭，而且若判定光闸17被关闭，则在S111步就如同刚开始加工之后那样，根据脉冲频率、占空比以及激光输出指令信号97的值以同样的激光振荡形式(连续波或者脉冲)输出一束激光，同时把确认为常数(＝Ic)的功率变换器18输出信号105的值存储起来。若采用微型计算机，则利用A/D转换器将此输出信号值输入该微型计算机中。此后，通过S112步开启光闸17(光闸17已开启，激光束也已到达工作21上)，在S113步，利用A/D转换器把在上面所述的包括激光振荡输出形式(连续波或脉冲)、脉冲频率、占空比以及激光输出指令值在内的同样条件下的功率传感器18的输出信号(＝Id)输入微型计算机中，并将正常情况下的值与加工开始之前的功率传感器18的输出信号105的值相比较，得到一个差。通过下述表示式得到这个差，也就是反射光的强度(＝If)，

I_f＝Ic－Id

此后，在S115步检查这个差相对于输出指令值(＝Wr)是否大于一个给定的百分比(＝e)，也就是检查下述表示式(12A)是否被满足，若判定表示式(12A)被满足，则于S115步，在如此情况下，即在F/B控制装置91的输出信号被改变而F/F控制装置90的输出信号为正常的情况下继续加工。另一方面，若判定此差相对于输出指令值小于一个给定的百分比，则在S116步，反射光强度小，因而使得F/B控制装置91的输出信号有效，同时还利用F/B控制装置使输出的修正也有效， $\frac{\mathrm{If}}{\mathrm{Wr}}\&GreaterEqual;e---\left(12A\right)$ [实施例2-13]

下方将参照各附图详细描述本发明激光加工设备及其控制方法的实施例。首先描述本发明的实施例2-13。实施例2-13激光加工设备的结构如图63所示。该结构与图68所示常规类型设备的结构不同之处在于，它备有计算装置92，可以改变F/B控制装置91输出信号96的值，还备有判定装置14，它接受功率传感器18的输出和NC装置94的输出，进行规定的判定处理并将判定结果输出到反馈控制装置91和计算装置92。

在这个实施例中，F/B控制装置91输出信号96的值将按照NC装置94的输出指令值97和作为激光输出检测器的功率传感器18的输出信号105的值受到控制。在具有外部限制输出控制装置98的情况下，如电源15的输出部分的电流的功能的情况下，如果送给激光振荡器16的电流受到这种功能的限制，则在输出指令值97与功率传感器18的输出信号105之间就会产生一个恒定的差值。它与输出指令值97和功率传感器18输出信号105之间的这个恒定差值相应，就能确定该外部限制功能的可能情况，并使F/B控制装置91的输出指令信号96的值无效。

接下去描述其工作过程。图64是说明本实施例工作过程的操作流程图，首先是采用既有F/F控制又有F/B控制的控制过程(S117)；判断输出指令值97(＝Wa)与功率传感器18的输出信号105(＝Wb)之间的差值在一个给定的时间内是否大于一个规定的值(＝α)(S118)，也就是判断下述表示式(13A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Wa}-\mathrm{Wb}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;\mathrm{\&alpha;}---\left(13A\right)$

结果，若判定上述表示式(13A)被满足，就由计算装置92根据判定装置93的指令使F/B控制装置91输出信号96的值为无效(S119)，随后终止F/B控制装置91的动作。反之，若在S118步表示式(13A)未被满足，则操作程序结束。[实施例2-14]

以下描述本发明的实施例2-14。图65示出实施例2-14激光加工设备的结构。它与图68所示常规类型设备的结构不同之处在于，它备有判定装置93和异常情况显示装置215。

在本实施例中，根据输出指令值97和功率传感器18的输出信号105点亮报警显示器和/或停止控制。当激光振荡器16中存在任何异常时，比如，构成激光振荡器的反射镜被打破，则激光功率显著地下降，由功率传感器18给出的值几乎变为零。根据该功率传感器18输出信号105的值之间的差值即可确定激光振荡器16中的异常情况，也就是从这里的输出指令值97与功率传感器18输出信号105之间的差值即可确定激光振荡器16中的异常情况，与此同时，报警装置由异常情况显示装置215所起动，和/或由此而停止控制。

接下去描述其工作过程。图66是说明该实施例工作过程的操作流程图。首先是采用既有F/F控制又有F/B控制的控制过程(S121)，判定输出指令值97(＝Wa)与功率传感器18的输出信号105(＝Wb)之间的差值在一个特定的时间内是否大于一个给定值(＝β)(S122)，也即判定下述表示式(14A)是否被满足， $\left|\frac{\mathrm{Wa}-\mathrm{Wb}}{\mathrm{Wa}}\right|\&GreaterEqual;\mathrm{\&beta;}---\left(14A\right)$

结果，若上述表示式(14A)被满足，则该激光加工设备的反映异常情况显示装置215所指示的报警，和/或控制的一个特定部分停止工作。上述特定部分可以是NC装置94、激光振荡器16或者XY加工合22中任何一个的显示屏，它可适合于操作者目视观察。反之，若在S122步判定上述表示式(14A)未被满足，则操作程序终止。

如上所述，在本发明的激光加工设备中，当指令值设定装置设定激光振荡器的频率或占空比以及功率中的任何一个时，就用所述具有以频率或负荷比当中至少一个作为参数的激光振荡器特性的激光振荡器特性函数计算电源单元的输入，以致即使在脉冲方式下也能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，当指令值设定装置设定激光振荡器的频率或占空比以及功率当中的任何一个时，就由指令值设定装置的功率指令值和由F/B控制装置中的功率变换器测得的功率测量值计算第一运行率。还用来自具有频率或占空比中的至少一个做为参数的激光振荡器特征函数所述装置的输出，以及来自F/F控制装置中的指令设定装置之输出计算第二运行率。此外，由该第一运行率和第二运行率计算对电源单元的输入，从而可以得到对电源单元的精确输入，同时还能得到没有任何固定功率输出误差的激光加工设备。

在本发明的其它激光加工设备中，由前馈修正装置修正前馈控制装置中的误差，所以总能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正操作控制装置控制前馈修正装置的工作是否能修正前馈控制装置，因而可以自由地选择对修正动作的控制。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置根据从工件反射的光量来控制修正动作的指令，因而即使在从工件反射的光量较大的情况下，也能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置根据F/B控制装置的输出控制修正动作的指令，因而可以尽可能多地降低反射光的作用，能够排除不必要的修正动作，并能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置在确定的时间间隔内控制修正动作的指令，因而即使气体的特性改变，也能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置利用激光振荡器中消耗的能量大小控制修正动作的指令，因而即使气体的特性改变，也能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置利用激光振荡器中气体的密度或气体的温度控制修正动作的指令，因而即使气体的特性改变，也能得到对电源的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置利用NC控制修正动作的指令，因而即使气体的特性改变，也能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由修正动作控制装置根据工件的材料控制修正动作的指令，因而即使工件是由高反射材料制成的，也能得到对电源的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，在激光振荡器中的气体放电之后，立刻由修正动作控制装置调整修正动作的指令，因而即使气体放电也能立即得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，一旦电源被接通，立即就由修正动作控制装置的调整修正动作指令，因而即使电源刚刚接通，就能得到对电源单元的精确输入。

在本发明的其它激光加工设备中，由异常检查装置检查是否由前馈修正装置正确地进行修正，因而能确定前馈修正装置的误动作和或是激光振荡器中的异常情况。

在本发明的其它激光加工设备中，一旦异常检查装置判定情况异常，就发出激光振荡器中的气体放电指令，因而可以很容易而且是精确地得到气体放电的定时的标记。

在本发明的其他激光加工设备中，由修正动作控制装置或异常检查装置确定的状态被显示出来，因而能够很容易而且及时地确定异常情况的发生。

在本发明的其他激光加工设备中，利用激光振荡器特性函数计算对激光振荡器之电源单元的输入。所说的特性函数由第一描述函数装置和第二描述函数装置描述，前者用来将激光振荡器中的气体为放电所接受的能量、接近于影响激光功率能量的能量转化成至少是在激光输出振荡极限时的电流值，后者用来描述频率占空比以及激光功率之间相似性的关系。因而，可以用少量的数据描述激光振荡器的特性，还可以很容易地进行获得所需激光功率的输入计算。

在本发明的其它激光加工设备中，利用激光振荡器特性函数计算对激光振荡器之电源单元的输入。所说的特性函数由第一描述函数装置，特性修正描述函数装置，以及第二描述函数装置来描述，其中第一描述函数装置用来将激光振荡器中的气体为放电所接受的能量、接近影响激光功率能量的能量转化成至少在激光输出振荡极限时的电流值，其中特性修正描述函数装置用来修正上述的近似值，其中第二描述函数装置用来描述被修正的近似值与激光功率之间的关系。因而，可以用少量的数据描述激光振荡器的特性，还可以很容易地进行获得所需激光功率的输入计算。

在本发明的其它激光加工设备中，通过调整表示在激光输出振荡极限时电流的参数来进行前馈修正，因而即使气体耗损或者气体温度发生变化，也可以非常容易地进行激光振荡特性的修正，并能在良好的条件下进行功率控制。

在本发明的其它激光加工设备中，将一些加工条件预存入NC单元内，在所说的这些条件下，进行F/F控制过程中会使估算误差变得较大，此外在选择这些加工条件时，根据鉴别装置的指令改变F/F控制装置的输出信号，因而可以防止用于F/F控制时的估算误差所致的加工差错。

在本发明的其它激光加工设备中，通过按照鉴别装置的指令改变F/F控制装置的输出信号，可以防止由于F/F控制中的估算误差所致的加工差错。

在本发明的其它激光加工设备中，根据F/F控制装置输出值判定F/F控制时的估算误差，若判定值高于给定值，则改变F/F控制装置的输出信号，因而能防止各工件受到由于F/F控制时的估算误差所致加工不合格的影响。

在本发明的其它激光加工设备中，在改变F/F控制装置的输出信号之前，显示报警，向操作者指明在F/F控制时已经发生估算误差，于是，操作者可以调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，并连续进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明激光加工设备的控制方法中，一旦F/F控制装置的输出信号值大于一个给定值，则改变F/F控制装置的输出信号，因而能防止各工件受到因F/F控制中的估算误差所致加工差错的影响。

在本发明的其它激光加工设备中，根据F/B控制装置的输出信号值判定F/F控制中的估算误差，当F/B控制装置的输出信号值大于一个给定值时，就调整存储在F/F控制单元的存储单元中的I/O特性，以致即使操作者不在现场，例如夜间时，也能改变存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，并能连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明的其它激光加工设备中，根据F/B控制装置的输出信号值判定在F/F控制中的估算误差，当F/B控制装置的输出信号值大于一个给定值时，就改变存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，并改变F/F控制装置的输出信号，直至这种修正操作过程完成，因而可以连续进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程，还能防止因完成这种修正操作过程之前的F/F控制中的估算误差所致的加工差错。

在本发明激光加工设备的其它控制方法中，当F/B控制的输出信号值大于一个给定值时可以调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，为的是即使操作者不在场，例如夜间时，也能改变存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，并且可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明的其它激光加工设备中，当激光输出的过冲值或下冲值超过给定值时，就根据F/B控制装置的输出信号值判定所存在的这种过冲值或下冲值究竟是由于F/F控制装置中的估算误差原因，还是由于F/F控制装置的滤波器不是最优的所致。若判定所存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置中的估算误差缘故，则将F/F控制装置的输出信号改变，以提高F/F控制装置输出信号的百分比。另外，若判定所存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置的滤波器并非最优的原因，则将F/B控制装置的输出信号改变，以提高F/F控制输出信号的百分比。从而能够防止由于F/F控制装置的滤波器不是最优的所引起的加工不合格。

在本发明的其它激光加工设备中，在F/F控制装置的输出信号被改变之前要显示报警，以便向操作者指出F/F控制装置的滤波器不是最优的，从而操作者可以调整F/B控制装置的滤波器，还可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明激光加工设备的控制方法中，当激光输出的过冲值或下冲值超过给定值时，根据F/B控制装置的输出信号值检查所存在的这种过冲值或下冲值究竟是由于F/F控制装置中的估算误差所致，还是F/F控制装置的滤波器并非最优者的缘故。若判定存在的过冲值或下冲值是因F/F控制装置中的估算误差所致，则改变F/F控制装置的输出信号，以提高F/F控制装置的输出信号比率。若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置的滤波器不是最优的缘故，则改变F/B控制装置的输出信号，以提高F/F控制装置的输出信号比率。因而可以防止由于F/F控制装置的滤波器不是最优的所致的加工不合格。

在本发明的其它激光加工装置中，当激光输出的过冲值或下冲值超过给定值时，根据F/B控制装置的输出信号值检查所存在的这种过冲值或下冲值究竟是由于F/F控制装置中的估算误差所致，还是由于F/F控制装置的滤波器并非最优的所致。若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置中的估算误差的缘故，则自动调整存储在F/F控制装置的存储单元中I/O特性。若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置的滤波器不是最优的缘故，则自动调整F/B控制装置的滤波器。从而即使操作者不在场，例如夜间时候，也能自动调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性和F/B控制装置的滤波器，还可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明的其它激光加工设备中，当激光输出的过冲值或下冲值超过给定值时，根据F/B控制装置的输出信号值判定所存在的这种过冲值或下冲值究竟是由于F/F控制装置中的估算误差所致，还是由于F/F控制装置的滤波器并非最优的所致。若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置中的估算误差的缘故，则自动调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，并在完成这种修正操作过程前改变F/F控制装置的输出信号。另外，若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置的滤波器不是最优的缘故，则自动调整F/B控制装置的滤波器，并改变F/B控制装置的输出信号，直至这种调整操作过程被完成。通过使F/F控制或者F/B控制的比率减小，直至这种调整操作被完成。可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程，并且在进行这种调整操作进能够防止由于F/F控制装置中的估算误差，以及F/B控制装置的滤波器并非最优所致的加工不合格。

在本发明激光加工设备的其他控制方法中，当激光输出的过冲值或下冲值超过给定值时，根据F/B控制装置的输出信号值检查所存在的这种过冲值或下冲值究竟由于F/F控制装置中的估算误差所致，还是由于F/F控制装置的滤波器并非最优的所致。若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置中的估算误差缘故，则自动调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性。另外，若判定存在的过冲值或下冲值是由于F/F控制装置的滤波器不是最优的缘故，则自动调整F/B控制装置的滤波器。因而，即使操作者不在场，例如夜间时候，也可以调整存储在F/F控制装置的存储单元中的I/O特性，以及F/B控制装置的滤波器，还可以连续地进行既有有效的F/F控制又有有效的F/B控制的控制过程。

在本发明的其它激光加工设备中，在激光振荡器的光闸被关闭的情况下，通过调整存储在F/F控制装置中的I/O特性或F/B控制装置的滤波器，可以不对加工产生作用地进行测量，从而能够安全地和精确地进行测量。

在本发明的其它激光加工设备中，在加工的最初阶段，将激光束穿过工件的过程中，进行调整存储在F/F控制装置中的I/O特性，或者调整F/B控制装置的滤波器的操作，从而可以缩短加工所需要的时间，而无需安排任何特别的调整操作的时间。

在本发明的其他激光加工设备中，预先将有关高反射材料制成的工件的材料数据存入上述NC单元的存储单元中。当加工过程中选择所存入的任何一种材料时，就改变F/B控制的输出信号，从而可以防止由于来自高反射材料的反射光引起激光输出下降或者发生加工不合格。

在本发明的其它激光加工设备中，在开始加工时，测量工件的反射光，而且若反射光的值高于给定值时，就改变F/B控制装置的输出信号，从而可以防止由于来自高反射材料的反射光引起激光输出下降或者加工不合格的结果。

在本发明激光加工设备的其它控制方法中，开始加工时，测量工件的反射光，而且若反射光的值高于给定值时，就改变F/B控制装置的输出信号，从而可以防止由于来自高反射材料的反射光引起激光输出下降或者加工不合格的结果。

在本发明的其它激光加工设备中，根据指令输出装置的输出信号值和输出检测装置的输出信号值来测定设在输出控制装置外面的限制功能元件的动作。当该指令输出装置的输出信号与输出检测装置的输出信号之间的差值大于给定值时，就停止F/B控制并使F/B控制的输出信号无效，从而可以防止F/B控制中的不正常工作。

在本发明激光加工设备的其它控制方法中，当指令输出装置的输出信号与输出检测装置的输出信号之间的差值大于给定值时，就停止F/B控制并使F/B控制的输出信号无效，从而以防止F/B控制中的不正常工作。

在本发明的其它激光加工设备中，根据指令输出装置的输出信号值以及输出检测装置的输出信号值检测激光振荡器的异常情况。当指令输出装置的输出信号与输出控制装置输出信号之间的差值大于给定值时，就提供报警，和/或停止控制，从而能够防止激光振荡器中的异常情况愈为加重。

另外，在本发明激光加工设备的其它控制方法中，当指令输出装置的输出信号与输出检测装置输出信号之间的差值大于给定值时，就提供报警，和/或停止控制，从而可以防止激光振荡器中的异常情况愈为加重。

虽然已经对本发明就特定实施例做了完整的和清楚的描述，所附权利要求也并非要限制，而是被认作本领域熟练技术人员所能想到的各种具体变形结构和可供选择的结构，它们完全包含在本文所陈述的基本教导中。

Claims (76)

1.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用以给所述激光振荡器供送激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出当中的至少一个；

指令设定单元，用来输出包括所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出当中的至少一个在内的指令值；

激光振荡器特性描述函数单元，用来描述至少具有所述频率或者占空比中的一个做为参数的激光振荡器特性函数；

前馈控制单元，它根据所述指令值设定单元的输出和由所述激光振荡器特性描述函数单元描述的激光振荡器特性函数的输出，对所述电源单元计算所述的控制输入。

2.一种如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元用来描述所述激光振荡器中的气体为放电接受的能量值、影响至少与作为参数的激光输出振荡极限时电流值有关的激光功率的能量值；所述第二描述函数单元用来描述频率或者占空比的近似值与激光功率之间的关系，所述前馈控制单元还根据由所述第一描述函数单元及第二描述函数单元所描述激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器的电源单元的输入。

3.一种如权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，它用来调整指示激光输出的振荡极限时电流的参数。

4.一种如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元、特性修正函数描述单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述激光振荡器中的气体为放电接受的能量值、影响采用激光输出振荡极限时电流值做参数的激光功率的能量值；所述特性修正函数描述单元用来修正所述的近似值；所述第二描述函数单元用来描述所述修正的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元根据由所述第一描述函数单元、所述特性修正函数描述单元以及所述第二描述函数单元所描述的激光振荡器特性函数计算时所述激光振荡器电源单元的输入。

5.一种如权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用来调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

6.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出中的至少一个；

指令设定单元，用来输出包括所述激光振荡器的频率和占空比中至少一个以及功率在内的指令值；

功率传感器，用来测量所述激光振荡器的功率；

反馈控制单元，用来计算所述指令设定单元设定的功率指令值和由所述功率传感器测得的功率测量值的第一运行率；

激光振荡器特性描述单元，用于描述至少具有所述频率或占空比中的一个做为参数的激光振荡器特性函数；

前馈控制单元，用于根据所述指令值设定单元和所述激光振荡器特性函数描述单元描述的激光振荡器特性函数计算第二运行率；

计算单元，用来根据所述第一运行率和第二运行率计算对所述电源单元的控制输入。

7.一种如权利要求6所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述所述激光振荡器中的气体为放电接收的能量值、影响至少采用激光输出振荡极限时的电流值做为参数的激光功率的能量值；所述第二描述函数单元用来描述频率或占空比的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元根据由所述第一描述函数单元和第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

8.一种如权利要求7所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用于调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

9.一种如权利要求6所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元、特性修正函数描述单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述激光振荡器中的气体为放电接收的能量值、影响至少采用激光输出振荡极限时的电流值做为参数的激光功率的能量值；所述特性修正函数描述单元用来修正所述近似值；所述第二描述函数单元用来描述所述修正的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元采用由所述第一描述函数单元、所述特性修正函数描述单元以及所述第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

10.一种如权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用于调整指令激光器输出振荡极限时电流的参数。

11.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比及功率输出中的至少一个；

指令设定单元，用来输出包括所述激光振荡器的频率和占空比中至少一个以及功率在内的指令值；

激光振荡器特性描述单元，用以描述至少具有所述频率或占空比当中之一为参数的激光振荡器特性函数；

前馈控制单元，用于根据所述指令值设定单元和所述激光振荡器特性描述单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述电源单元的控制输入；

前馈修正单元，用以修正所述前馈控制单元。

12.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述所述激光振荡器中的气体为放电接受的能量值、影响至少采用在激光输出振荡极限时的电流值为参数的功率的能量值；所述第二描述函数单元用来描述频率或占空比的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元用由所述第一描述函数单元和第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

13.一种如权利要求12所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用以调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

14.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元、特性修正函数描述单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述所述激光振荡器中的气体为放电接受的能量值、影响至少用激光输出振荡极限时的电流值做为参数的激光功率的能量值；所述特性修正函数描述单元用来修正所述的近似值；所述第二描述函数单元描述所述修正的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元利用由所述第一描述函数单元、所述特性修正函数描述单元以及所述第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

15.一种如权利要求14所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用来调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

16.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用以判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作。

17.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用以判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作；还包括一个气体放电指令单元，当所述异常鉴别单元判定电流情况异常时，对所述激光振荡器中的气体放电给出指令。

18.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用以判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作；还包括一个显示单元，用以显示所述异常鉴别单元检测到的状态。

19.一种如权利要求11所述的激光加工设备，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个修正动作控制单元，用以确定所述前馈修正单元是否应当开始工作。

20.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元根据工件反射的光产生修正动作指令。

21.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述反馈控制单元的输出产生修正动作指令。

22.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元在预先确定的时间间隔内产生修正动作指令。

23.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述激光振荡器内消耗的能量值产生修正动作指令。

24.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述激光振荡器内的气体密度或气体温度产生修正动作指令。

25.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元借助NC单元(数值控制)产生修正动作指令。

26.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元根据工件的材料产生修正动作指令。

27.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元在所述激光振荡器中的气体放电之后立即产生修正动作指令。

28.一种如权利要求19所述的激光加工设备，其特征在于：所述修正动作控制单元在所述电源被接通之后立即产生修正动作指令。

29.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出中的至少一个；

指令设定单元，用来输出包括所述激光振荡器的频率和占空比中至少一个以及功率在内的指令值；

功率传感器，用以测量所述激光振荡器的功率；

反馈控制单元，由所述指令设定单元内设定的功率指令值和所述功率传感器测得的功率测量值计算第一运行率；

激光振荡器特性描述单元，用于描述至少具有所述频率或占空比当中的一个为参数的激光振荡器特性函数；

前馈控制单元，根据所述指令值设定单元的输出和由所述激光振荡器特性函数描述单元描述的激光振荡器特性函数计算第二运行率；

前馈修正单元，用于修正所述前馈控制单元；

计算单元，用于由所述第一运行率和第二运行率对所述电源单元的控制输入。

30.一种如权利要求28所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述所述激光振荡器中的气体为放电所接受的能量值、影响至少采用激光输出振荡极限时电流值为参量的功率的能量值；所述第二描述函数单元描述频率或占空比的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元用由所述第一描述函数单元和第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

31.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用于调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

32.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈控制单元包括第一描述函数单元、特性修正函数描述单元和第二描述函数单元；其中第一描述函数单元描述所述激光振荡器中的气体为放电所接受的能量值、影响至少用激光输出振荡极限时的电流值做为参数的激光功率的能量值；所述特性修正函数描述单元用于修正所述的近似值；所述第二描述函数单元描述所述修正的近似值与激光功率之间的关系；所述前馈控制单元利用由所述第一描述函数单元、所述特性修正函数描述单元和所述第二描述函数单元描述的激光振荡器特性函数计算对所述激光振荡器电源单元的输入。

33.一种如权利要求32所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈控制单元包括一个前馈修正单元，用以调整指示激光输出振荡极限时电流的参数。

34.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用于判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作。

35.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用于判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作，还包括一个气体放电指令单元，当所述异常鉴别单元判定电流情况异常时，它对所述激光振荡器中的气体放电给出指令。

36.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个异常鉴别单元，用于判定所述前馈修正单元是否正在正确地进行工作，还包括一个显示单元，用来显示所述异常鉴别单元测得的状态。

37.一种如权利要求29所述的激光加工装置，其特征在于：所述前馈修正单元包括一个修正动作控制单元，用于判定所述前馈修正单元是否应当开始工作。

38.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元根据工件反射的光量产生修正动作指令。

39.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述反馈控制单元的输出产生修正动作指令。

40.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元在预先确定的时间间隔内产生修正动作指令。

41.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述激光振荡器内消耗的能量值产生修正动作指令。

42.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元根据所述激光振荡器内的气体密度或气体温度产生修正动作指令。

43.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元包括一个数值控制单元，用以产生修正动作指令。

44.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元根据工件的材料产生修正动作指令。

45.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元在所述激光振荡器中的气体放电之后立即产生修正动作指令。

46.一种如权利要求37所述的激光加工装置，其特征在于：所述修正动作控制单元在所述电源被接通之后立即产生修正动作指令。

47.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，并对所述电源单元输出电流指令；

指令输出单元，它输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元的输出信号的前馈控制单元，接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算对所述电源单元的电流指令的计算单元；还包括一个对所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；所述鉴别单元与所述计算单元和指令输出单元相连在一起；所述计算单元根据所述指令输出单元所设定的加工条件，通过对该计算单元输出计算条件信号来进行改变计算常数。

48.一种控制激光加工装置的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，为激光振荡器存储I/O特性；

根据存储在所述激光振荡器中的I/O特性对该激光振荡器执行前馈控制；

通过比较激光输出的测定值与激光输出的指令值进行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：根据所述I/O特性检查包括材料、金属板厚度以及加工速度当中至少一个的规定加工条件在前馈控制时是否可能包含较大的误差，若判定这些加工条件包含了较大的误差，就改变该前馈控制。

49.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器，用以发出激光束；

电源单元，用以对所述激光振荡器提供激励能量；

输出检测单元，用以测定由所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，对所述电源单元输出电流控制指令；

指令输出单元，用以输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元输出信号的前馈控制单元；接受所述指令输出单元输出信号和所述输出检测单元输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便对所述电源单元计算电流控制指令的计算单元；还包括对所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；所述鉴别单元连接到所述计算单元和所述反馈控制单元的输出端；当所述反馈控制单元的输出值大于由所述鉴别单元设定的给定值时，所述计算单元根据所述鉴别单元的计算条件信号改变所述前馈控制单元的输出信号。

50.一种如权利要求49所述的激光加工装置，其特征在于：所述鉴别单元与一异常显示单元相连，用以在所述反馈控制单元的输出信号值达到一个使所述前馈控制单元的输出信号为有效或者无效的值之前的阶段在该异常显示单元上显示报警。

51.一种控制激光加工装置的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件给激光振荡器存储I/O特性；

根据存储在所述激光振荡器内的I/O特性执行对所述激光振荡器的前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，执行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：通过按所述反馈控制的输出值检测前馈控制时的估算误差，检查所述反馈控制的输出值是否大于预先设定的设定值，若判定所述反馈控制的输出值大于所述设定值，则改变所述前馈控制的输出信号

52.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用于给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率，占空比以及功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条伯，以便对所述电源单元输出电流指令；

指令输出单元，输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元的输出信号的前馈控制单元；接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算对所述电源单元的电流控制指令的计算单元；还包括一个对所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；所述前馈控制单元包括其中存储有所述激光振荡器特性的特性存储单元和前馈计算单元；所说的鉴别单元与所述计算单元、特性存储单元及反馈控制单元的输出端相连；当所述反馈控制单元的输出信号值大于预定的设定值时，测量所述振荡器的特性，并根据所述测量结果调整存储在所述特性存储单元中的激光振荡器特性。

53.一种如权利要求52所述的激光加工装置，其特征在于：在切断所述激光振荡器输出的情况下，进行所述激光振荡器特性的测定。

54.一种如权利要求52所述的激光加工装置，其特征在于：在开始激光加工，使激光穿过工件的钻孔操作过程中，进行所述激光振荡器特性的测定。

55.一种如权利要求52所述的激光加工装置，其特征在于：直到完成对存储在所述特性存储单元中的激光振荡器特性的调整之前，所述计算单元使所述前馈控制单元的输出信号无效。

56.一种如权利要求55所述的加工装置，其特征在于：在切断所述激光振荡器输出的情况下，进行所述激光振荡器特性的测定。

57.一种如权利要求55所述的激光加工装置，其特征在于：在开始激光加工，使激光束穿过工件的钻孔操作过程中，进行所述激光振荡器特性的测定。

58.一种控制激光加工装置的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，给激光振荡器存储I/O特性；

根据存储在所述激光振荡器内的I/O特性，执行对该激光振荡器的前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，执行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：通过按所述反馈控制的输出值检测前馈控制时的估算误差，检查所述反馈控制的输出值是否大于预先设定的设定值，若判定所述反馈控制的输出值大于所述设定值，则调整所述激光振荡器的I/O特性。

59.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用以对所述激光振荡器提供激励能量；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，以便对所述电源单元输出电流控制指令；

指令输出单元，输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元的输出信号的前馈控制单元接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算对所述电源单元输出的电流控制指令的计算单元；还包括一个对所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元，所述鉴别单元连接到所述计算单元和所述反馈控制单元的输出端，并与所述电源单元或者从该电源输出的信号的过冲值或者下冲值大于设定值，同时从所述反馈控制单元输出的信号值小于设定值时，所述计算单元使所述反馈控制单元的输出信号无效。

60.一种如权利要求59所述的激光加工装置，其特征在于：所述鉴别单元与一个异常显示单元相连，在输入到所述电源单元的信号或者从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值，还有从所述反馈单元输出的信号值达到某个值之前，在这个值时，分别使前馈控制单元的输出信号和反馈控制单元的输出信号有效或者无效，在此阶段，所述异常显示单元显示报警之类的信号。

61.一种控制激光加工装置的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，给激光振荡器存储I/O特性；

根据存储在所述激光振荡器内的I/O特性，执行对该激光振荡器的前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，执行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：检查输入到电源单元的信号或者从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值是否大于设定值，同时从所述反馈控制单元输出的信号值是否小于设定值，如果判定所述输入信号或者所述输出信号的过冲值或下冲值大于设定值，而与此同时，所述反馈控制的输出信号值小于设定值，则使反馈控制输出信号无效。

62.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用于对所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，以便对所述电源单元输出电流控制指令；

指令输出单元，输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元的输出信号的前馈控制单元；接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算对所述电源单元输出的电流指令的计算单元；还包括一个对所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；所述反馈控制单元包括一个滤波器和一个反馈计算单元；所述鉴别单元与所述反馈控制单元的输出端和所述电源单元的输入端或者输出端相连；而且，为了进行所述激光振荡器的特性测定，若判定输入所述电源单元的信号或从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值大于设定值，同时所述反馈控制单元的输出信号值大于设定值，则根据测量结果调整存储在所述特性存储单元的特性，该鉴别单元还与所述特性存储单元和所述滤波器相连；若判定输入所述电源单元的信号或从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值大于给定值，同时所述反馈控制单元的输出信号值小于设定值时，则调整所述滤波器的时间常数和延迟时间。

63.一种如权利要求62所述的激光加工装置，其特征在于：在切断所述激光振荡器输出的情况下，进行所述激光振荡器特性的测定。

64.一种如权利要求62所述的激光加工装置，其特征在于：在开始激光加工，使激光束穿过工件的钻孔操作过程中，进行所述激光振荡器特性的测定。

65.一种如权利要求62所述的激光加工装置，其特征在于：直至完成调整所述激光振荡器特性的操作或者修正所述滤波器的时间常数或延迟时间的动作之前，所述鉴别单元使前馈控制单元反馈控制单元的输出信号无效。

66.一种如权利要求65所述的激光加工装置，其特征在于：在切断所述激光振荡器输出的情况下，进行所述激光振荡器特性的测定。

67.一种如权利要求65所述的激光加工装置，其特征在于：在开始激光加工，使激光束穿过工件的钻孔操作过程中，进行所述激光振荡器特性的测定。

68.一种控制激光加工装置的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，给激光振荡器存储I/O特性；

根据所存储的I/O特性，执行对所述激光振荡器的前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，执行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：若输入电源单元的信号或者从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值大于设定值，与此同时所述反馈控制的输出信号值大于设定值时，测定激光振荡器的特性，并根据测量的结果调整所述激光振荡器的特性；若输入所述电源单元的信号或者从该电源单元输出的信号的过冲值或下冲值大于设定值，与此同时，所述反馈控制的输出信号值小于设定值，则在反馈控制中调整滤波器的时间常数和延迟时间。

69.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，并对所述电源单元输出电流控制指令；

指令输出单元，它输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输出单元输出信号的前馈控制单元；接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算输出给所述电源单元的电流控制指令的计算单元；还包括给所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；

所述鉴别单元包括所述计算单元和所述指令输出单元；将待加工工件的材料数据预先存储到所述指令输出单元中；当选择这些材料中的任一种时，所述计算单元根据所述鉴别单元的输出信号，使反馈控制的输出信号无效。

70.一种控制激光加工设备的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，给激光振荡器存储I/O特性；

根据所存储的I/O特性进行对所述激光振荡器的前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，执行反馈控制，以修正激光输出；

其特征在于：预先存储高反射材料的未知数，当选择任何一种这样的材料时，使反馈控制的输出信号无效。

71.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器，用以输出激光束；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比和功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，对所述电源单元输出电流指令；

指令输出单元，输出所说的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括接受所述指令输函单元的输出信号的前馈控制单元；接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号的反馈控制单元；接受所述前馈控制单元和反馈控制单元的输出信号，以便计算输出给所述电源单元的电流指令的计算单元；还包括给所述计算单元输出计算条件信号的鉴别单元；

其中所述鉴别单元与所述计算单元和所述反馈控制单元的输出端相连，还与所述输出检测单元的输出端相连；在所述前馈控制单元的输出信号为有效，同时所述反馈控制单元的输出为无效的情况下，得到在切断所述激光振荡器输出时从所述输出检测单元输出的信号值与在不切断所述激光振荡器输出时从所述输出检测单元输出的信号值之间的差，如果这个差大于设定值，则由所述计算单元根据所述鉴别单元的输出信号改变所述反馈控制单元的输出信号。

72.一种控制激光加工设备的方法，它包括以下步骤：

根据加工条件，给激光振荡器存储I/O特性；

根据存储在所述激光振荡器内的I/O特性，对所述激光振荡器进行前馈控制；

比较激光输出的测量值和激光输出的指令值，进行反馈控制，修正激光输出；

其特征在于：在所述前馈控制的输出信号为有效，同时所述反馈控制的输出信号为无效的情况下，得到切断所述激光振荡器输出时所测得的激光输出值与不切断所述激光振荡器输出时测得的输出值之间的差，若此差大于设定值，则改变所述反馈控制的输出信号。

73.一种激光加工设备，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用以给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比以及功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，它接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，以便对所述电源单元输出电流控制信号；

指令输出单元，它输出所述的加工条件；

其特征在于：所述输出控制单元包括：

接受所述指令输出单元输出信号的前馈控制单元；

接受所述指令输出单元输出信号和所述输出检测单元输出信号的反馈控制单元；

接受所述前馈控制单元输出信号和所述反馈控制单元输出信号的计算单元，它用计算输出给所述电源单元的电流控制信号指令；

对所述计算单元输出计算条件信号的判别单元；其中所述判别单元与所述反馈控制单元、所述计算单元、所述指令输出单元以及所述输出检测单元的输出端相连；当所述指令输出单元的输出信号与所述输出检测单元输出信号之间的差超过由所述判别单元设定的设定值时，所述计算单元根据所述判别单元的计算条件信号使所述反馈控制单元的输出信号无效，同时停止所述反馈控制单元的工作。

74.一种控制激光加工设备的方法，按照激光振荡器的加工条件，以预先存储的输入/输出特性为基础，对激光振荡器进行前馈控制，并通过比较测得的激光输出值与激光输出指令值，进行反馈控制，以修正激光输出，其特征在于：当所述激光输出指令值与所述测得的激光输出值之间的差值超过设定值时，使所述反馈控制过程的输出信号为无效，同时停止所述反馈控制过程的操作。

75.一种激光加工装置，它包括：

激光振荡器；

电源单元，用于给所述激光振荡器提供激励能量，该单元根据控制输入来控制所述激光振荡器的频率、占空比和功率输出中的至少一个；

输出检测单元，用以测定所述激光振荡器输出的激光束强度；

输出控制单元，用以接受包括至少一个激光输出指令在内的加工条件，以便对所述电源单元输出电流控制信号；

指令输出单元，用以输出所述加工条件；其特征在于，所述输出控制单元包括：

接受所述指令输出单元输出信号的前馈控制单元；

接受所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元输出信号的反馈控制单元；

接受所述前馈控制单元输出信号和所述反馈控制单元的输出信号，以便计算输出给所述电源单元电流控制信号的指令的计算单元；

鉴别单元，用于给所述计算单元输出计算条件信号；

异常情况显示单元，用以显示系统的故障，其中所述鉴别单元与所述异常情况显示单元、所述计算单元、所述指令输出单元及所述输出检测单元相连，当所述指令输出单元的输出信号和所述输出检测单元的输出信号之间的差值超过由所述鉴别单元给出的指定值时，执行在所述异常情况显示单元上产生报警和停止所述激光加工装置工作当中的至少一种情况。

76.一种控制激光加工设备的方法，按照激光振荡器的加工条件，以预先存储的输入/输出特性为基础，对所述激光振荡器进行前馈控制并通过比较测得的激光输出值与激光输出指令值，进行反馈控制，以修正激光输出，其特征在于：当所述激光输出指令值与所述测得的激光输出值之间的差值超过设定值时，至少执行产生报警和停止该激光加工装置工作当中之一情况。

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