CN112119549A - 直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法 - Google Patents
直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112119549A CN112119549A CN201980031956.9A CN201980031956A CN112119549A CN 112119549 A CN112119549 A CN 112119549A CN 201980031956 A CN201980031956 A CN 201980031956A CN 112119549 A CN112119549 A CN 112119549A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- power supply
- failure
- oscillation device
- direct diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 17
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
直接二极管激光方式的激光振荡装置(1)基于来自对具备激光加工头(3)的激光机器人(4)进行控制的系统控制装置(5)的驱动指令来向所述激光加工头(3)输出激光，其具备：激光模块(10)，组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管；电源电路(20)，对激光模块(10)进行恒流驱动；和电源控制部(30)，基于驱动指令来控制电源电路(20)，并且基于向激光模块(10)的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
Description
技术领域
本发明涉及主要用于切断、焊接等加工用途的直接二极管激光(Direct diodelaser)方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法。
背景技术
专利文献1、2中公开了在光纤激光加工装置以及激励用激光二极管电源装置中，基于向各个激光二极管的施加电流值来判断是否异常的异常检测装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-79966号公报
专利文献2：JP特开2012-84630号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
图6中示例了激光加工系统100。激光加工系统100具备：激光振荡装置1；对通过激光振荡装置1而振荡的激光束进行引导的光纤2；对由光纤2引导的激光束进行聚光并向被加工物出射的激光加工头3；将固定于前端的激光加工头3向被加工物引导的激光机器人4；对激光振荡装置1以及激光机器人4进行控制的系统控制装置5；和与系统控制装置5连接的示教器6等。图6中，符号L1、L2是通信线。
激光振荡装置1采用直接二极管激光方式，具备：组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管LD的激光模块10、对激光模块10进行恒流驱动的电源电路20、以及基于系统控制部5的指令来控制电源电路20的电源控制部30。
即，激光振荡装置1具备多个激光模块和合束器。激光模块构成为出射对从在内部具备的多个激光二极管得到的激光束进行合波的1根激光束，从各激光模块出射的激光束向具备反射镜和分束器的合束器入射并成为1根光束。
在使用激光加工系统100来对被加工物进行激光加工的情况下，系统控制装置5构成为向激光机器人4输出包含扫描轨迹的扫描指令以使得向被加工物的所希望的位置照射激光束，并且向电源控制部30输出激光驱动指令以使得在所希望的激光束的照射位置照射激光。
并且，电源控制部30为了得到基于来自系统控制装置5的指令的所希望的光强度，进行控制以使得控制电源电路20从而向激光模块10施加与该光强度对应的值的驱动电流。
此时，构成为对从电源电路20向激光模块10施加的驱动电流以及驱动电压进行检测的电流传感器以及电压传感器的输出经由信号线S而被输入到系统控制装置5，基于电流传感器以及电压传感器的值是否超过规定的允许阈值从而系统控制装置5诊断激光振荡装置1是否正常工作。具体而言，在超过预先设定的规定的允许阈值的情况下诊断为故障，向激光振荡装置1发出停止指令。
但是，在系统控制装置5基于向激光模块10施加的电流值来判断激光振荡装置1是否正常工作，若检测为故障的产生则向激光振荡装置1发出停止指令的情况下，担心产生从故障检测到停止激光振荡装置1的通信所需要的时间延迟，由于该时间延迟导致波及故障。
此外，为了故障的修复，例如即使构成为在系统控制装置5的显示部或者示教器6显示通知激光振荡装置1的故障的故障码，也不能确定由于哪种原因而出现了故障，因此需要确认预先假定的全部故障原因，恢复需要大量的时间。
本发明的目的在于，鉴于上述问题，提供一种迅速检测故障的产生以使得不导致波及故障、并且故障原因的筛查较容易的直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法。
-解决课题的手段-
本发明的一方面涉及一种直接二极管激光方式的激光振荡装置，基于来自对具备激光加工头的激光机器人进行控制的系统控制装置的驱动指令来向所述激光加工头输出激光，所述直接二极管激光方式的激光振荡装置具备：激光模块，组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管；电源电路，对所述激光模块进行恒流驱动；和电源控制部，基于所述驱动指令来控制所述电源电路，并且基于向所述激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
此外，本发明的另一方面涉及一种直接二极管激光方式的激光振荡装置的故障诊断方法，所述直接二极管激光方式的激光振荡装置具备组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管的激光模块、对所述激光模块进行恒流驱动的电源电路、和控制所述电源电路的电源控制部，所述故障诊断方法通过所述电源控制部而被执行，基于向所述激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
-发明效果-
根据本发明，能够提供一种迅速检测故障的产生以使得不会导致波及故障、并且故障原因的筛查较容易的直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法。
将本发明的新的特征记载于权利要求书中，但关于本发明的结构以及内容的双方，结合本发明的其他目的以及特征，通过参照附图的以下的详细的说明可进一步更好地理解。
附图说明
图1是组装有表示本发明的实施方式的激光振荡装置的激光加工系统的说明图。
图2是激光振荡装置的说明图。
图3是激光模块的说明图。
图4是组装于激光振荡装置的电源电路以及电源控制部的功能模块结构图。
图5A是激光模块的电压电流特性图。
图5B是诊断图的说明图。
图6是组装有其他激光振荡装置的激光加工系统的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明应用了本发明的直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法的实施方式。
[基本的方式]
本发明所涉及的直接二极管激光方式的激光振荡装置构成为基于来自对具备激光加工头的激光机器人进行控制的系统控制装置的驱动指令来向激光加工头输出激光。该激光振荡装置具备：激光模块，组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管；电源电路，对激光模块进行恒流驱动；电源控制部，基于来自系统控制装置的驱动指令来控制电源电路，并且基于向激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
通过基于来自系统控制装置的驱动指令，电源控制部控制电源电路，向激光模块施加规定的值的电流，从激光模块向激光加工头输出规定的强度的激光。电源控制部基于检测为反馈信号的向激光模块的施加电流以及施加电压来控制电源电路，以使得规定的恒定电流值被施加于激光模块。此时，基于该施加电流以及施加电压属于预先将电流值与电压值组合的诊断图的哪个区域，诊断是正常还是异常。
诊断图也可以与故障预测原因建立关联而被区域划分。诊断图例如优选以至少施加电流以及施加电压正常的范围为边界而在施加电流以及施加电压的上侧以及下侧被区域划分。即，优选至少基于施加电流以及施加电压各自的上下或高低从而诊断图被划分为多个区域。例如，诊断图被划分为施加电流以及施加电压正常的范围(区域)、与电压值无关系地成为过电流的区域、与电压值无关系地成为异常的低电流的区域、与电流值无关系地成为过电压的区域、电流值为正常范围但电压值过高的区域、电流值为正常范围但电压值过低的区域等。
若判明被检测的施加电流以及施加电压处于诊断图的哪个区域，则能够预测与该区域建立关联的故障原因，能够进行迅速并且顺利的恢复。
优选电源控制部构成为若检测为故障产生，则停止电源电路并且向系统控制装置发送故障诊断信息，故障诊断信息包含诊断图的区域信息。
诊断为故障产生的电源控制部能够立即停止作为控制对象的电源电路，不会导致从故障产生到停止的延迟时间所导致的波及故障。并且，通过故障诊断信息被发送给系统控制装置，激光加工系统整体被无障碍地停止。若故障诊断信息中包含诊断图的区域信息，则维修担当者能够经由系统控制装置或者示教器来获取该故障诊断信息，能够迅速地进行恢复工作。
接下来，本发明所涉及的故障诊断方法是通过直接二极管激光方式的激光振荡装置的电源控制部而执行的故障诊断方法，所述激光振荡装置具备：组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管的激光模块、对激光模块进行恒流驱动的电源电路、控制电源电路的电源控制部，所述故障诊断方法执行以下工序：基于向激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
并且，诊断图与故障预测原因建立关联而被区域划分，若诊断为故障产生，则输出包含诊断图的区域信息的故障诊断信息。
[具体的方式]
如图1所示，激光加工系统100具备：激光振荡装置1、对通过激光振荡装置1而振荡出的激光束进行引导的光纤2、将由光纤2引导的激光束聚光并向被加工物出射的激光加工头3、将固定于前端的激光加工头3向被加工物引导的激光机器人4、对激光振荡装置1以及激光机器人4进行控制的系统控制装置5、以及与系统控制装置5连接的示教器6等。
激光机器人4具备：多个连杆4L分别经由接头4J而可转动地结合的多关节型臂即机械手、控制机械手的控制部4A，在机械手的前端部安装激光加工头3。
系统控制装置5具备：CPU、保存有由CPU执行的控制程序等的存储器以及由输入输出电路等构成的电子控制电路，构成有通过该电子控制电路来控制激光机器人4的机器人控制部5A、控制激光振荡装置1的激光振荡装置控制部5B等的功能模块。因此，系统控制装置5与激光振荡装置1通过通信线L1来连接，系统控制装置5与激光机器人4通过通信线L2来连接。
激光加工头3具备：经由托架而安装于机械手的前端的外壳3A、和收容于外壳3A的聚光光学系统3B以及保护玻璃3C等。
从激光振荡装置1经由光纤2而引导至激光加工头3的激光束被聚光光学系统3B聚光，向设置于工作台WT的焊接对象物即被加工物W的焊接部位照射。
在该外壳3A，设置焊丝提供机构3D，该焊丝提供机构3D具备向焊接位置提供焊丝并且从焊丝的周围提供保护气体的保护气体喷嘴。从焊丝提供机构3D提供的焊丝通过激光束而熔融从而焊接被加工物W。并且，氩气等的保护气体G被提供给焊接部位，以使得焊接时熔融的金属不会由于周围的空气的氧化而劣化。
另外，图1中，仅图示了焊丝提供机构3D的保护气体喷嘴，但实际上，焊丝提供机构3D是焊丝提供机构3D的主体例如被安装于外壳3A的侧壁，以使得保护气体喷嘴的前端向焊接部位延伸。
在激光加工头3，进一步在保护玻璃3C与被加工物W之间，设置防污气体提供装置3E，该防污气体提供装置3E从与激光束的光轴L交叉的方向喷射防污气体来对保护玻璃3C进行防污。
示教器6构成为具备：与系统控制装置5的通信接口电路、用于显示各种信息的显示部6A、和用于进行焊接条件的设定等的数据设定部6B等。
教示者操作示教器6的数据设定部6B，进行针对激光机器人4的机械手的动作参数、针对激光加工头3以及激光振荡装置1的焊接参数(例如包含激光的强度、激光的重复频率)等教示数据的输入作业。被输入的教示数据的集合体换句话说示教信息经由通信接口电路而从示教器6向系统控制装置5发送，被存储于系统控制装置5的存储器。
系统控制装置5在焊接作业的开始时基于从存储器读取的示教信息，通过运算部来执行必要的运算处理，向激光机器人4输出必要的动作指令，并且向激光振荡装置1输出促使激光束的振荡的驱动指令等。系统控制装置5随着焊接作业的进展，对激光机器人4、激光振荡装置1以及激光加工头3所需的指令进行更新输出，从而如教示数据那样，激光机器人4和激光振荡装置1以及激光加工头3被控制。另外，激光加工头3经由激光机器人4中具备的控制部4A而被控制。向激光加工头3输出的指令中包含防污气体的喷射指令等。
图2中表示激光振荡装置1的一个例子。激光振荡装置1具备：采用直接二极管激光方式并组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管LD的多个激光模块10(10A、10B)、将从激光模块10(10A、10B)输出的激光束合波为1根激光束的合束器12、对各激光模块10(10A、10B)进行恒流驱动的电源电路20、以及基于系统控制部5的驱动指令来控制电源电路20的电源控制部30。
在合束器12设置反射镜12A和分束器(Beam splitter)12B。从激光模块10A、10B出射的激光束分别偏振光面正交，以一个为P偏振光、另一个为S偏振光的方式向各反射镜12A入射并被空间合成，通过分束器12B而被极化合成。另外，各反射镜12A被配置为激光束不相互干扰。
激光模块10(10A、10B)构成为对将从在内部具备的多个激光二极管出射的激光束合波为1根的激光束进行出射，激光束的光强度根据从与各激光模块10(10A、10B)连接的电源电路20提供的电流的值而被调整。各激光模块10(10A、10B)的最大强度例如被设定为1kW左右。
各激光模块10(10A、10B)与电源电路20中具备的恒流电路串联连接，通过向各激光模块10(10A、10B)施加规定的电流来输出相同等级的输出的激光束。在本实施方式中，成为将1kW的激光模块连接8个的结构，激光束的光强度最大为8kW。另外，激光模块的数量并不限定于8个，能够根据激光振荡装置1被要求的最大输出来增减其数量。
图3中表示激光模块10的结构。激光模块10由设置于冷却板14的多个激光二极管LD和对多波长的激光进行光谱光束耦合的光学元件形成。
各激光模块10构成为使用全反射镜15、聚光透镜16以及衍射光栅17来叠加多波长λ1、λ2、λ3、...λn的激光11并输出为1根激光束18。各激光模块10为了小型化，成为使用全反射镜15来能够在较小的空间内进行光学共振以及激光的叠加的结构。另外，多个激光二极管LD并不局限于相互串联连接的方式，也可以是一部分被并联连接的方式。
通过衍射光栅17而叠加的激光束18从激光模块10出射，如上所述，与从其他激光模块10出射的激光极化合成以及空间合成，被合成的激光束经由光纤2(参照图1)而被导向激光加工头3。
图4中表示组装于激光振荡装置1的电源电路20以及电源控制部30的电路模块结构。电源电路20具备：将从三相商用电源提供的交流电力转换为直流电力的AC/DC转换器21、将AC/DC转换器21的直流输出电压调整为规定的直流电压值的DC/DC转换器22、被输入DC/DC转换器的直流电压并输出所希望的恒定电流值的直流电流的恒流电路23，均构成为通过半导体开关元件的开关周期的调整来输出所希望的直流电压或者直流电流。
电源控制部30中具备微型计算机以及保存控制程序的存储器电路，通过利用微型计算机中具备的CPU来执行控制程序，AC/DC转换器21、DC/DC转换器22、恒流电路23各自的输出被控制。
电源控制部30为了基于从系统控制部5指示的驱动指令，向串联连接的各激光模块10施加直流电流或者脉冲电流，基于检测激光模块10的两端电压的电压传感器V、检测向激光模块10提供的电流的电流传感器A的值，对恒流电路23进行反馈控制。
驱动指令中，作为参数而包含从激光振荡装置1输出的激光束的光强度、连续光或者脉冲光的选择、若是脉冲光则是其周期，电源控制部30根据其值来控制恒流电路23以使得适当的电流值被施加于各激光模块10。
图5A中示例了激光模块10的电压电流特性。该电压电流特性根据被串联连接的激光模块10的数量、是脉冲驱动还是连续驱动而不同，但一般的趋势相同。此外，根据被串联连接的激光二极管LD的数量，点亮开始电压Vs不同。
电源控制部30构成为基于实际的控制中被检测的电压传感器V以及电流传感器A的值来进行激光振荡装置1的故障诊断。具体而言，向激光模块10的施加电流以及施加电压被预先划分为多个区域的诊断图被保存于存储器电路，基于属于该诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
图5B中示例诊断图。诊断图在电压电流空间内，以施加电流以及施加电压为正常的范围(图5B中的白色区域)为边界而在上侧以及下侧被划分为区域R1至R5的5个区域。即，正常的范围以外被划分为5个区域。并且，各区域与故障预测原因建立关联而被划分。
区域R1是与电压值无关系地成为过电流的情况下的异常判定区域，是组装于电源电路20的恒流电路23未适当地发挥作用的状态的情况下的故障区域。能够判断为电源控制部30和恒流电路23的故障的可能性高。
区域R2是与电流值无关系地成为过电压的情况下的异常判定区域。在从初始状态被异常检测的情况下能够判断为接线错误的可能性高，在正常动作后被异常检测的情况下能够判断为激光模块10的开路模式故障的可能性高。
区域R3是与电压值无关系地成为异常的低电流的情况下的异常判定区域，能够判断为是电源的故障。
区域R4是尽管电流值为正常范围但电压值较低的情况下的异常判定区域。能够判断为激光模块10内部的激光二极管LD的一部分处于短路模式故障的可能性高。
区域R5是尽管电流值为正常范围但电压值较高的情况下的异常判定区域。能够判断为激光模块10内部的激光二极管LD的一部分处于开路模式故障的可能性高。
图5B所示的诊断图是一个例子，根据串联连接的激光模块10的数量、是连续点亮还是脉冲状地间歇点亮，而电流电压特性不同，因此优选以代表性的多个电流电压特性为基准准备多个诊断图，优选使用与驱动指令中包含的参数、串联连接的激光模块10的数量对应的诊断图来进行故障诊断。
电源控制部30构成为若诊断为故障产生，则停止电源电路20并且向系统控制装置5发送包含诊断图的区域信息的故障诊断信息，构成为在系统控制装置5的显示部或者示教器6显示对应的异常码。维修担当者能够经由系统控制装置5来获取该故障诊断信息，能够迅速地进行恢复工作。
在上述实施方式中，说明了将针对激光模块10的电流电压的二维空间划分为多个区域的诊断图，也可以构成将进一步将激光模块10的温度添加为指标的三维空间划分为多个区域的诊断图。能够附加若激光模块10表示异常高温则激光模具LD中产生短路模式的故障的可能性高这一诊断要素，能够附加若激光模块10表示异常低温则激光模具LD中产生开路模式的故障的可能性高这一诊断要素，能够附加若激光模块10为正常的温度范围则激光模具LD中未产生异常这一诊断要素。
上述实施方式仅仅是本发明的一个例子，各部的具体结构并不限定于上述具体例，当然在起到本发明的作用效果的范围内能够适当地变更设计。
产业上的可利用性
根据本发明，能够实现迅速地检测故障的产生以使得不导致波及故障并且故障原因的筛查容易的直接二极管激光方式的激光振荡装置。
关于当前时刻下的优选的实施方式说明了本发明，但并不限定性地解释这样的公开。通过阅读上述公开，各种变形以及改变无疑对于属于本发明的技术领域中的本领域技术人员而言是明确的。因此，应理解为权利要求书在不脱离本发明的真正精神以及范围的情况下包含全部变形以及改变。
-符号说明-
100：激光加工系统
1：激光振荡装置
10、10A、10B：激光模块
12A：反射镜
12B：分束器
LD：激光二极管
15：全反射镜
16：聚光透镜
17：衍射光栅
20：电源电路
30：电源控制部
2：光纤
3：激光加工头
4：激光机器人
5：系统控制装置(系统控制部)
5A：机器人控制部
5B：激光振荡装置控制部
6：示教器。
Claims (7)
1.一种直接二极管激光方式的激光振荡装置，基于来自对具备激光加工头的激光机器人进行控制的系统控制装置的驱动指令来向所述激光加工头输出激光，所述直接二极管激光方式的激光振荡装置具备：
激光模块，组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管；
电源电路，对所述激光模块进行恒流驱动；和
电源控制部，基于所述驱动指令来控制所述电源电路，并且基于向所述激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
2.根据权利要求1所述的直接二极管激光方式的激光振荡装置，其中，
所述诊断图与故障预测原因建立关联来进行区域划分。
3.根据权利要求1或者2所述的直接二极管激光方式的激光振荡装置，其中，
所述诊断图至少将施加电流以及施加电压正常的范围设为边界来在施加电流以及施加电压的上侧以及下侧进行区域划分。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的直接二极管激光方式的激光振荡装置，其中，
所述电源控制部若诊断为故障产生，则停止所述电源电路并且向所述系统控制装置发送故障诊断信息。
5.根据权利要求4所述的直接二极管激光方式的激光振荡装置，其中，
所述故障诊断信息包含所述诊断图的区域信息。
6.一种直接二极管激光方式的激光振荡装置的故障诊断方法，所述直接二极管激光方式的激光振荡装置具备组装有被串联或者并联连接的多个激光二极管的激光模块、对所述激光模块进行恒流驱动的电源电路、以及控制所述电源电路的电源控制部，
所述故障诊断方法通过所述电源控制部而被执行，基于向所述激光模块的施加电流以及施加电压属于预先被划分为多个区域的诊断图的哪个区域来进行故障诊断。
7.根据权利要求6所述的直接二极管激光方式的激光振荡装置的故障诊断方法，其中，
所述诊断图与故障预测原因建立关联来进行区域划分，若诊断为故障产生，则输出包含所述诊断图的区域信息的故障诊断信息。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018-096572 | 2018-05-18 | ||
| JP2018096572 | 2018-05-18 | ||
| PCT/JP2019/016096 WO2019220832A1 (ja) | 2018-05-18 | 2019-04-15 | ダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ発振装置、および、レーザ発振装置の故障診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112119549A true CN112119549A (zh) | 2020-12-22 |
Family
ID=68540140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980031956.9A Pending CN112119549A (zh) | 2018-05-18 | 2019-04-15 | 直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210044081A1 (zh) |
| EP (1) | EP3796490A4 (zh) |
| JP (1) | JP7329733B2 (zh) |
| CN (1) | CN112119549A (zh) |
| WO (1) | WO2019220832A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7415389B2 (ja) * | 2019-09-18 | 2024-01-17 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットの故障診断装置 |
| JP7462219B2 (ja) | 2020-05-08 | 2024-04-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1507124A (zh) * | 2002-12-12 | 2004-06-23 | ��ʿͨ��ʽ���� | 发光元件驱动装置 |
| CN102089949A (zh) * | 2008-07-11 | 2011-06-08 | 小威廉·R·本纳 | 用于光电子器件的故障保护器及相关方法 |
| WO2015145742A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 株式会社島津製作所 | レーザダイオードの駆動回路及びレーザ装置 |
| JP2016081994A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 株式会社アマダホールディングス | ダイレクトダイオードレーザ発振器 |
| CN107073643A (zh) * | 2014-10-14 | 2017-08-18 | 株式会社天田控股集团 | 直接二极管激光加工装置及其输出监视方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6931048B2 (en) | 2000-12-27 | 2005-08-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Solid-state laser device |
| US6697402B2 (en) * | 2001-07-19 | 2004-02-24 | Analog Modules, Inc. | High-power pulsed laser diode driver |
| JP2005085871A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ装置 |
| JP2005294449A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Sharp Corp | 半導体装置の検査方法および検査装置 |
| US7787766B2 (en) * | 2005-12-06 | 2010-08-31 | Jds Uniphase Corporation | Fault sensor for a laser driver circuit |
| JP2009026889A (ja) | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の動作停止回避方法 |
| JP5117524B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2013-01-16 | 古河電気工業株式会社 | レーザダイオード制御装置およびレーザダイオードの制御方法 |
| JP5583442B2 (ja) | 2010-03-20 | 2014-09-03 | 株式会社フジクラ | 励起光源装置 |
| JP2012079966A (ja) | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Miyachi Technos Corp | ファイバレーザ加工装置及び励起用レーザダイオード電源装置 |
| JP5713622B2 (ja) | 2010-10-08 | 2015-05-07 | 株式会社アマダミヤチ | ファイバレーザ加工装置及び励起用レーザダイオード電源装置 |
| JP5452539B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2014-03-26 | 三菱電機株式会社 | 光源点灯装置及び照明器具 |
| JP6145719B2 (ja) | 2015-04-28 | 2017-06-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
| JP6626036B2 (ja) * | 2017-04-18 | 2019-12-25 | ファナック株式会社 | 測定機能を有するレーザ加工システム |
-
2019
- 2019-04-15 CN CN201980031956.9A patent/CN112119549A/zh active Pending
- 2019-04-15 JP JP2020519520A patent/JP7329733B2/ja active Active
- 2019-04-15 EP EP19804359.8A patent/EP3796490A4/en active Pending
- 2019-04-15 WO PCT/JP2019/016096 patent/WO2019220832A1/ja active Application Filing
-
2020
- 2020-10-27 US US17/081,955 patent/US20210044081A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1507124A (zh) * | 2002-12-12 | 2004-06-23 | ��ʿͨ��ʽ���� | 发光元件驱动装置 |
| CN102089949A (zh) * | 2008-07-11 | 2011-06-08 | 小威廉·R·本纳 | 用于光电子器件的故障保护器及相关方法 |
| WO2015145742A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 株式会社島津製作所 | レーザダイオードの駆動回路及びレーザ装置 |
| JP2016081994A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 株式会社アマダホールディングス | ダイレクトダイオードレーザ発振器 |
| CN107073643A (zh) * | 2014-10-14 | 2017-08-18 | 株式会社天田控股集团 | 直接二极管激光加工装置及其输出监视方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3796490A4 (en) | 2021-06-30 |
| US20210044081A1 (en) | 2021-02-11 |
| WO2019220832A1 (ja) | 2019-11-21 |
| JPWO2019220832A1 (ja) | 2021-07-01 |
| JP7329733B2 (ja) | 2023-08-21 |
| EP3796490A1 (en) | 2021-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9685758B2 (en) | Laser system having fault diagnosis function | |
| CN107443429B (zh) | 具有非人眼安全操作模式和人眼安全操作模式的过程跟踪激光相机 | |
| CN112119549A (zh) | 直接二极管激光方式的激光振荡装置以及激光振荡装置的故障诊断方法 | |
| US20170157703A1 (en) | Device and method for monitoring work area for laser processing of material | |
| JP2005161361A (ja) | レーザ加工機の管理方法及びレーザ加工機 | |
| EP0997224B1 (en) | Laser processing apparatus | |
| JP2006247681A (ja) | レーザ加工用モニタリング装置 | |
| JPH10263859A (ja) | レーザモニタ装置及びレーザ装置 | |
| CN101247917B (zh) | 控制保护罩的方法 | |
| US6538231B2 (en) | Laser machining apparatus | |
| CN210201154U (zh) | 一种脉冲激光器驱动电源系统 | |
| KR100672827B1 (ko) | 레이저 용접기의 용접 확인장치 | |
| CN105269119B (zh) | 弧焊系统、弧焊方法及焊接件的制造方法 | |
| JP6287928B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
| US10840664B2 (en) | Laser cutting device, method of diagnosing laser oscillator and computer-readable recording medium | |
| JP4676314B2 (ja) | レーザ発振器及びレーザ発振器の劣化部品判定方法 | |
| US11289874B2 (en) | Control device and control method for controlling laser oscillator | |
| WO2009157034A1 (en) | Control device for machine tool for laser cutting | |
| JP2705485B2 (ja) | レーザ加工機 | |
| JP2016068110A (ja) | レーザ加工装置 | |
| JP4241962B2 (ja) | レーザ加工方法及びその装置 | |
| JP2012076106A (ja) | レーザ加工装置 | |
| WO2017018200A1 (ja) | 温度制御装置 | |
| JP3107126B2 (ja) | レーザ装置 | |
| JP2019147176A (ja) | レーザ加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |