CN112136254B - 激光装置、激光加工机及激光装置的输出控制方法 - Google Patents

激光装置、激光加工机及激光装置的输出控制方法 Download PDF

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Abstract

具有多个激光模块的激光装置(100A)，具有：多个驱动电源部，它们对激光模块进行驱动；多个输出检测部，它们对来自激光模块的激光输出进行检测，将检测值作为第1输出信号而输出；耦合输出检测部(55)，其对将多个激光输出耦合后的全激光输出进行检测，将检测值作为第2输出信号而输出；运算部(1A)，其使用多个第1输出信号和第2输出信号，设定分别对激光模块进行控制的多个输出校正率；以及控制部(2A)，其使用多个输出校正率对多个驱动电源部进行控制，该激光装置以全激光输出成为恒定值的方式，对多个输出校正率分别进行设定。

Description

激光装置、激光加工机及激光装置的输出控制方法
技术领域
本发明涉及对激光的输出进行控制的激光装置、激光加工机及激光装置的输出控制方法。
背景技术
在输出激光的激光装置中，有时将从多个激光模块输出的激光进行耦合而输出。专利文献1所记载的激光装置具有：光耦合部，其对从多个激光模块输出的激光进行耦合；第1光检测部，其对各激光模块中的激光输出值进行检测；以及第2光检测部，其对光耦合部中的激光输出值进行检测。专利文献1所记载的激光装置，基于第1光检测部及第2光检测部中的检测结果，判定有无激光装置的故障或者劣化。
专利文献1：日本特开2017－092206号公报
发明内容
在上述专利文献1的激光装置中，在耦合后的激光输出降低的情况下，无法独立地控制各个激光模块，因此为了将从激光装置输出的耦合后的激光输出恢复为原来的输出值，要使多个激光模块的输出以相同的比例增加而恢复。其结果，劣化发展的激光模块也以相同的比例将输出增加，因此存在劣化发展的激光模块的劣化进一步发展这样的问题。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够将激光耦合后的激光输出值收敛于容许范围内，并且针对劣化的激光模块而抑制劣化的发展的激光装置。
为了解决上述的课题，并达到目的，本发明是一种激光装置，其具有多个激光模块，该激光装置的特征在于，具有：多个驱动电源部，它们对激光模块进行驱动；多个激光输出检测部，它们对来自激光模块的激光输出进行检测，将检测值作为第1输出信号而输出；以及耦合输出检测部，其对将多个激光输出耦合后的全激光输出进行检测，将检测值作为第2输出信号而输出。另外，激光装置具有：运算部，其使用多个第1输出信号和第2输出信号，设定分别对激光模块进行控制的多个输出校正率；以及控制部，其使用多个输出校正率对多个驱动电源部进行控制，该激光装置以全激光输出成为恒定值的方式，对多个输出校正率分别进行设定。
发明的效果
本发明所涉及的激光装置具有下述效果，即，能够将激光耦合后的激光输出值收敛于容许范围内，并且针对劣化的激光模块而抑制劣化的发展。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的激光装置的结构的图。
图2是表示具有实施方式所涉及的激光装置的激光加工机的第1结构例的图。
图3是表示具有实施方式所涉及的激光装置的激光加工机的第2结构例的图。
图4是表示实施方式所涉及的激光装置的处理顺序的流程图。
图5是表示通过实施方式所涉及的激光装置进行的输出校正率的计算处理顺序的流程图。
图6是表示实施方式所涉及的激光装置的初始状态下的激光输出值的图。
图7是表示实施方式所涉及的激光装置的第1状态下的激光输出值的图。
图8是表示实施方式所涉及的激光装置的第2状态下的激光输出值的图。
图9是表示实施方式所涉及的激光装置的第3状态下的激光输出值的图。
图10是表示实施方式所涉及的激光装置的第4状态下的激光输出值的图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的激光装置、激光加工机及激光装置的输出控制方法详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。
实施方式.
图1是表示实施方式所涉及的激光装置的结构的图。激光装置100A具有第1激光模块M1、第2激光模块M2和第3激光模块M3。另外，在激光装置100A中，作为多个驱动电源部而具有第1驱动电源41、第2驱动电源42及第3驱动电源43。另外，激光装置100A具有部分反射镜61～63、第1输出检测部51、第2输出检测部52和第3输出检测部53。另外，激光装置100A具有光耦合部15、耦合输出检测部55和控制装置5A。
第1激光模块M1、第1驱动电源41和第1输出检测部51是进行激光的输出和检测的1个激光单元。另外，第2激光模块M2、第2驱动电源42和第2输出检测部52是进行激光的输出和检测的1个激光单元。另外，第3激光模块M3、第3驱动电源43和第3输出检测部53是进行激光的输出和检测的1个激光单元。此外，在具有第1输出检测部51的激光单元的结构要素中可以包含有部分反射镜61。在具有第2输出检测部52的激光单元的结构要素中可以包含有部分反射镜62。在具有第3输出检测部53的激光单元的结构要素中可以包含有部分反射镜63。在本实施方式中，对激光装置100A具有第1激光模块M1、第2激光模块M2和第3激光模块M3这3个激光模块的情况进行说明，但激光装置100A所具有的激光模块也可以为2个或大于或等于4个。
第1激光模块M1是输出激光W1的模块，在框体的内部具有全反射镜11、部分反射镜21和激励部31。第2激光模块M2是输出激光W2的模块，在框体的内部具有全反射镜12、部分反射镜22和激励部32。第3激光模块M3是输出激光W3的模块，在框体的内部具有全反射镜13、部分反射镜23和激励部33。
第1激光模块M1、第2激光模块M2及第3激光模块M3各自具有相同的功能。即，全反射镜12、13具有与全反射镜11相同的功能，部分反射镜22、23具有与部分反射镜21相同的功能，激励部32、33具有与激励部31相同的功能。
在这里，对第1激光模块M1的结构进行说明。第1激光模块M1可以是使用气体激光器、光纤激光器、直接二极管激光器等任意激光器的模块。在本实施方式中，对第1激光模块M1是使用气体激光器的激光模块的情况进行说明。在第1激光模块M1的框体的内部封入有气体激光器中的激光介质即CO2(二氧化碳)、CO(一氧化碳)、He(氦气)、N2(氮气)、H2(氢气)等激光气体。在第1激光模块M1中，通过激励部31内的放电而激励激光气体，由此发出的光在全反射镜11和部分反射镜21之间重复进行往复而产生共振。部分反射镜21使射入的光的一部分透过。透过部分反射镜21的光作为激光W1从第1激光模块M1输出。
此外，在下面的说明中，有时将第1激光模块M1、第2激光模块M2或者第3激光模块M3称为激光模块Mx。另外，有时将第1激光模块M1、第2激光模块M2及第3激光模块M3汇总而称为激光模块组。另外，有时将第1驱动电源41、第2驱动电源42或者第3驱动电源43称为驱动电源40x。另外，有时将第1驱动电源41、第2驱动电源42及第3驱动电源43汇总而称为驱动电源组。
来自第1激光模块M1的激光W1的一部分通过部分反射镜61反射而输送至第1输出检测部51，剩余部分透过部分反射镜61而输送至光耦合部15。部分反射镜61使几乎全部的激光透过，通过部分反射镜61反射的激光的功率非常少，因此在本实施方式中，设为来自第1激光模块M1的激光和向光耦合部15输送的激光为相同的功率而进行说明。因此，下面，将来自第1激光模块M1的激光和透过部分反射镜61的激光一同称为激光W1。同样地，将来自第2激光模块M2的激光和透过部分反射镜62的激光一同称为激光W2，将来自第3激光模块M3的激光和透过部分反射镜63的激光一同称为激光W3。在下面的说明中，有时将激光W1、W2、W3的任意者称为激光Wx。另外，有时将激光W1、W2、W3汇总而称为激光组。
第1输出检测部51、第2输出检测部52及第3输出检测部53是对表示激光Wx的功率的激光Wx的输出值进行检测的传感器等激光输出检测部。第1输出检测部51对从部分反射镜61射入的激光进行检测，将检测出的激光变换为电信号(电压)即输出信号P1而发送至控制装置5A。输出信号P1与从第1激光模块M1输出的激光W1的输出值相对应。
第2输出检测部52对从部分反射镜62射入的激光进行检测，将检测出的激光变换为电信号即输出信号P2而发送至控制装置5A。输出信号P2与从第2激光模块M2输出的激光W2的输出值相对应。
第3输出检测部53对从部分反射镜63射入的激光进行检测，将检测出的激光变换为电信号即输出信号P3而发送至控制装置5A。输出信号P3与从第3激光模块M3输出的激光W3的输出值相对应。在下面的说明中，有时将第1输出检测部51、第2输出检测部52及第3输出检测部53汇总而称为输出检测部组。
透过部分反射镜61的激光W1、透过部分反射镜62的激光W2及透过部分反射镜63的激光W3输送至光耦合部15。
光耦合部15将来自激光模块组的激光W1、W2、W3进行耦合。在下面的说明中，有时将耦合后的激光W1、W2、W3称为耦合激光。光耦合部15具有部分反射镜65。耦合激光的一部分通过部分反射镜65反射而输送至耦合输出检测部55，剩余部分透过部分反射镜65而输出至激光装置100A的外部。部分反射镜65使几乎全部的激光透过，通过部分反射镜65反射的激光的功率非常少，因此在本实施方式中，设为进入部分反射镜65的激光和从部分反射镜65输出至外部的激光为相同的功率而进行说明。下面，将进入部分反射镜65的激光和从部分反射镜65输出至外部的激光一同称为耦合激光W10。
耦合输出检测部55是对表示耦合激光W10的功率的耦合激光W10的输出值进行检测的传感器。耦合输出检测部55对从部分反射镜65射入的激光进行检测，将检测出的激光变换为电信号即输出信号P10而发送至控制装置5A。输出信号P10与通过光耦合部15对激光W1、W2、W3进行耦合而输出的全激光输出，即耦合激光W10的输出值相对应。输出信号P1～P3是第1输出信号，输出信号P10是第2输出信号。
控制装置5A是对激光模块组及驱动电源组进行控制的装置。控制装置5A具有运算部1A、控制部2A和存储部3A。
存储部3A针对每个激光模块Mx对表示向驱动电源组的投入电力和激光Wx的输出值之间的对应关系的对应关系信息进行存储。存储部3A对激光装置100A的初始状态的对应关系信息和校对激光组的输出值时的对应关系信息进行存储。在向驱动电源组的投入电力的信息中包含各激光模块Mx的驱动电流的电流值及驱动电压的电压值。
在对应关系信息所包含的激光Wx的输出值中，包含有激光装置100A的初始状态的输出值即初始值、最新的输出值等。激光Wx的初始值是在对激光装置100A的初始状态进行设定的定时所输出的激光Wx的输出值。对初始状态进行设定的定时的例子为，在经过激光模块Mx发生初始不良的时期后，且直至针对激光模块Mx设想的寿命时间中的特定时间经过为止的期间的定时。针对激光模块Mx设想的寿命时间是对激光模块Mx设想的通电合计时间，即预想为可通电的时间的合计时间。针对激光模块Mx设想的寿命时间中的特定时间的例子为通电合计时间的1/100的时间。寿命时间及特定时间都是各激光模块Mx正在动作的时间，不对没有动作的时间进行计数。
另外，存储部3A对耦合激光W10的输出值进行存储。在由存储部3A存储的耦合激光W10的输出值中包含有输出值的初始值、最新的输出值等。耦合激光W10的初始值与激光W1、W2、W3的输出值的初始值相对应。激光W1、W2、W3及耦合激光W10的初始值被用作对激光输出值进行校正时的基准值。另外，存储部3A对激光Wx的输出值的上限值、用于校正激光Wx的输出值的输出校正率的上限值和激光Wx的输出值的测定误差范围进行存储。输出校正率是激光Wx的输出的校正率。对应关系信息及耦合激光W10的输出值是表示激光装置100A的装置状态的信息。激光装置100A的初始状态的对应关系信息和耦合激光W10的输出值的初始值是激光装置100A的装置状态的基准。
运算部1A对用于校正激光Wx的输出值的输出校正率进行设定。运算部1A在希望将激光Wx的输出值提高10％的情况下，将输出校正率设定为10％。本实施方式的运算部1A将耦合激光W10的输出值收敛于容许范围内，并且对于劣化越大的激光模块Mx设定越小的输出校正率，对于劣化越小的激光模块Mx设定越大的输出校正率。换言之，运算部1A对于劣化越大的激光模块Mx设定越小的输出校正率，并且在整体中以耦合激光W10的输出值处于特定范围内的方式，设定向激光模块组的输出校正率。运算部1A例如以耦合激光W10的输出值成为恒定值的方式对输出校正率进行设定。在这里的恒定值包含有大致恒定值。即，恒定值只要是视作特定的值的范围即可。控制部2A使用存储部3A内的对应关系信息等，对向与输出校正率相对应的驱动电源组的投入电力进行计算。控制部2A将计算出的投入电力输送至驱动电源组。
在这里，对具有激光装置100A的激光加工机的结构进行说明。图2是表示具有实施方式所涉及的激光装置的激光加工机的第1结构例的图。在图2中，省略了光耦合部15的图示。激光加工机200A具有激光装置100A、传送光纤111、作为加工部的加工机驱动部110和加工机控制装置120A。
激光装置100A与传送耦合激光W10的传送光纤111连接，经由传送光纤111向加工机驱动部110输送耦合激光W10。另外，激光装置100A的控制部2A将表示激光装置100A的状态的信息等发送至加工机控制部123。表示激光装置100A的状态的信息用于通过加工机控制装置120A进行的反馈控制。
加工机驱动部110使用从激光装置100A输送而来的耦合激光W10对被加工物即工件114进行加工。加工机驱动部110具有加工头112和工作台113。
加工头112经由传送光纤111而与激光装置100A连接，将从传送光纤111输送而来的耦合激光W10照射至工件114。加工头112在铅垂方向即Z轴方向能够移动。工作台113是用于载置工件114的工作台。工作台113在水平面内的X轴方向及Y轴方向能够移动。
加工机控制装置120A对加工机驱动部110及激光装置100A进行控制。加工机控制装置120A具有运算部121、存储部122、加工机控制部123和用户接口部124。加工机控制部123连接于运算部121、存储部122、用户接口部124、控制部2A及加工机驱动部110。用户接口部124接收由用户输入的信息而发送至加工机控制部123。另外，用户接口部124按照来自加工机控制部123的指示将各种信息输出至外部装置。
运算部121基于表示加工机驱动部110的状态的状态信息，对加工头112的位置、工作台113的位置等进行计算。存储部122对用于控制加工机驱动部110及激光装置100A的控制程序进行存储。
加工机控制部123从加工机驱动部110接收加工机驱动部110的状态信息，发送至运算部121。另外，加工机控制部123从激光装置100A接收用于对加工机驱动部110及激光装置100A进行控制的各种指令。另外，加工机控制部123向加工机驱动部110发送用于对加工机驱动部110进行控制的指令。
另外，加工机控制部123使由加工机控制部123生成的信息存储于存储部122。另外，加工机控制部123使从加工机驱动部110及激光装置100A接收到的信息存储于存储部122。
加工机控制部123使用通过运算部121得到的运算结果和存储部122内的控制程序，对向加工机驱动部110及激光装置100A发送的指令进行计算。加工机控制部123将计算出的指令发送至加工机驱动部110及激光装置100A，由此对加工机驱动部110及激光装置100A进行控制。
图3是表示具有实施方式所涉及的激光装置的激光加工机的第2结构例的图。在图3中，省略了光耦合部15的图示。对图3的各结构要素中的具有与图2所示的激光装置100A相同功能的结构要素标注同一标号，省略重复的说明。激光加工机200B具有激光装置100B、传送光纤111、加工机驱动部110和加工机控制装置120B。
在激光装置100B中，取代控制部2A而具有控制部2B。在激光加工机200B中，组合有运算部1A的功能和运算部121的功能的运算部1B配置于加工机控制装置120B。另外，在激光加工机200B中，组合有存储部3A的功能和存储部122的功能的存储部3B配置于加工机控制装置120B。此外，也可以是运算部1B及存储部3B的至少一者配置于激光装置100B。
加工机控制装置120B具有运算部1B、存储部3B、加工机控制部123和用户接口部124。加工机控制部123连接于运算部1B、存储部3B及用户接口部124、控制部2B及加工机驱动部110。
通过激光装置100B检测出的输出信号P1、P2、P3、P10，由控制部2B经由加工机控制部123而发送至运算部1B。由此，运算部1B通过与运算部1A相同的处理对输出校正率进行设定。加工机控制部123将由运算部1B计算出的输出校正率发送至控制部2B。另外，控制部2B经由加工机控制部123而读出存储部3B内的信息。
控制部2B通过与控制部2A相同的处理对驱动电源组进行控制。具体地说，控制部2B使用存储部3B内的对应关系信息等对向与输出校正率相对应的驱动电源组的投入电力进行计算。控制部2B将计算出的投入电力输送至驱动电源组。
图4是表示实施方式所涉及的激光装置的处理顺序的流程图。在激光装置100A和激光装置100B中执行相同的处理，因此在这里对激光装置100A的处理顺序进行说明。如果第1激光模块M1、第2激光模块M2及第3激光模块M3与光耦合部15连接，则控制装置5A对各激光模块Mx的初始状态及光耦合部15的初始状态进行登记(步骤S10)。具体地说，控制装置5A对各激光模块Mx的激光输出值的初始值和光耦合部15的激光输出值的初始值进行登记。激光W1、W2、W3的输出值的初始值是第1初始值，耦合激光W10的输出值的初始值是第2初始值。
在这里，对初始状态的登记处理进行说明。如果成为对激光装置100A的初始状态进行登记的定时，则控制部2A向驱动电源组投入电力。此时，控制部2A可以针对每个驱动电源40x而投入不同的电力。
在激光装置100A中，由第1输出检测部51、第2输出检测部52及第3输出检测部53对来自各激光模块Mx的激光W1、W2、W3进行检测，由耦合输出检测部55对来自光耦合部15的耦合激光W10进行检测。在该情况下，激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值在各激光模块Mx启动后，在经过特定的时间时被检测。即，激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值是在各激光模块Mx启动而完成一定的动作之后进行检测的。在该一定的动作完成之后检测出的激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值是激光输出值的初始值。此外，在激光模块组中的一部分被更换了的情况下，针对更换后的激光模块Mx对激光进行检测，对激光输出值的初始值进行检测。
运算部1A将检测出的初始值和向激光模块Mx的投入电力针对每个激光模块Mx相关联而登记于存储部3A内的对应关系信息。另外，运算部1A将耦合激光W10的初始值储存于存储部3A。在下面的说明中，将检测出激光输出值的初始值时的向激光模块Mx的投入电力称为激光输出条件A。
在这里，设为激光模块Mx中的激光Wx的输出值的初始值为V0(m)[kW]，光耦合部15中的耦合激光W10的输出值的初始值为Va0[kW]。在激光模块Mx的个数为N个的情况下，m在将N设为自然数的情况下是1至N的任意值。
另外，运算部1A对激光输出值的测定误差范围进行设定。测定误差范围的例子是X[％]以内。运算部1A将设定出的测定误差范围储存于存储部3A。
在激光装置100A的初始状态被登记后，各激光模块Mx输出激光，由此，耦合激光W10从激光装置100A输出。而且，在1天1次等特定的定时，控制装置5A定期地确认各激光模块Mx的状态及光耦合部15的状态(步骤S20)，对各激光模块Mx的状态及光耦合部15的状态进行登记。具体地说，控制装置5A使投入电力、各激光模块Mx的激光输出值和光耦合部15的激光输出值存储于存储部3A。
在这里，对激光输出值的确认处理进行说明。如果成为对激光装置100A的状态进行确认的定时，则控制部2A向各驱动电源40x投入电力。此时，控制部2A将激光输出条件A的电力投入至驱动电源40x。
在激光装置100A中，由第1输出检测部51、第2输出检测部52及第3输出检测部53对来自各激光模块Mx的激光W1、W2、W3的输出值进行检测而发送至运算部1A。另外，由耦合输出检测部55对来自光耦合部15的耦合激光W10的输出值进行检测而发送至运算部1A。在该情况下，激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值在各激光模块Mx启动后，在经过特定的时间时被检测。即，激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值是在各激光模块Mx启动而完成一定的动作之后进行检测的。在这里，设为激光模块Mx中的激光Wx的输出值为V(m)[kW]，光耦合部15中的耦合激光W10的输出值为Va[kW]。运算部1A将计算的输出值和在存储部3A中储存的输出值进行比较，基于比较的结果，对激光模块Mx的劣化程度即输出变化率进行计算。
在这里，运算部1A对α(m)＝1－V(m)/V0(m)进行计算而作为激光模块Mx中的输出变化率α(m)[％]，对αa＝1－Va/Va0进行计算而作为光耦合部15中的输出变化率αa[％]。
运算部1A使用各激光模块Mx的输出变化率α(m)和光耦合部15的输出变化率αa，对各激光模块Mx的输出校正率进行计算(步骤S30)。接下来，对输出校正率的计算处理顺序进行说明。
图5是表示通过实施方式所涉及的激光装置进行的输出校正率的计算处理顺序的流程图。在激光装置100A和激光装置100B中执行相同的处理，因此在这里对通过激光装置100A进行的输出校正率的计算处理顺序进行说明。
运算部1A判定耦合激光W10的输出变化率αa是否处于测定误差范围内(步骤S110)。在这里的运算部1A判定是否αa≤±X/m[％]。
在耦合激光W10的输出变化率αa处于测定误差范围内的情况下(步骤S110，Yes)，运算部1A均等地对各激光模块Mx的激光输出值进行校正(步骤S120)。具体地说，运算部1A在各激光模块Mx中设定相同的输出校正率η(m)＝ηa＝Va0/Va。例如，在耦合激光W10的输出变化率αa降低了1％的情况下，运算部1A对输出校正率η(m)设定ηa＝100/99。
在耦合激光W10的输出变化率αa大于测定误差范围的情况下(步骤S110，No)，运算部1A对激光模块Mx间的输出变化率α(m)的波动进行计算(步骤S130)。具体地说，运算部1A对激光模块组的输出变化率α(m)[％]的平均值αave[％]、最大值αmax[％]、最小值αmin[％]进行计算。而且，运算部1A对激光模块Mx间的输出变化率α(m)的波动β[％]进行计算。β的例子是β＝(αmax－αmin)/αave。
运算部1A判定输出变化率α(m)的波动β是否处于测定误差范围内(步骤S140)。在这里的运算部1A判定是否β≤±X[％]。在输出变化率α(m)的波动β处于测定误差范围内的情况下(步骤S140，Yes)，运算部1A均等地对各激光模块Mx的激光输出值进行校正(步骤S120)。
在输出变化率α(m)的波动β大于测定误差范围的情况下(步骤S140，No)，运算部1A基于各激光模块Mx的输出变化率α(m)，对各激光模块Mx进行分组(步骤S150)。
在这里，对激光模块Mx的分组的例子进行说明。例如，运算部1A从激光模块组中选择第1个激光模块Mx，提取与第1个激光模块Mx的输出变化率的差小于或等于X[％]的激光模块Mx，与第1个激光模块Mx一起登记于第1个组。运算部1A从激光模块组中将登记于组的激光模块排除在外，然后选择第2个激光模块Mx。运算部1A提取与第2个激光模块Mx的输出变化率的差小于或等于X[％]的激光模块Mx，与第2个激光模块Mx一起登记于第2个组。运算部1A直至激光模块组的全部激光模块Mx登记于任意组为止，重复如上所述的处理。在该情况下，设为在1个组中登记大于或等于1个激光模块Mx。
运算部1A对于输出变化率α越大的激光模块Mx，将输出校正值设定得越小(步骤S160)。具体地说，运算部1A将各激光模块Mx按照输出变化率α(m)从大到小的顺序附带编号。另外，运算部1A针对各激光模块Mx，对用于使激光输出值恢复为初始值的输出校正值进行计算。
而且，运算部1A针对输出变化率α最大的激光模块Mx，设定输出变化率α最小的激光模块Mx的输出校正值。另外，运算部1A针对输出变化率α最小的激光模块Mx，设定输出变化率α最大的激光模块Mx的输出校正值。另外，运算部1A针对输出变化率α第二大的激光模块Mx，设定输出变化率α第二小的激光模块Mx的输出校正值。另外，运算部1A针对输出变化率α第二小的激光模块Mx，设定输出变化率α第二大的激光模块Mx的输出校正值。
运算部1A直至在激光模块组的全部激光模块Mx中设定输出校正值为止，重复如上所述的输出校正值的调换处理。然后，运算部1A在组内将激光模块Mx的输出校正率η(m)均等化(步骤S170)。即，运算部1A针对登记于相同的组的激光模块Mx，设定相同的输出校正率η(m)。
另外，运算部1A计算通过设定于各激光模块Mx的输出校正值对激光输出进行了校正的情况下的耦合激光W10的输出值。具体地说，运算部1A将通过设定于各激光模块Mx的输出校正值对激光输出进行了校正的情况下的激光输出值进行合计，由此计算耦合激光W10的输出值。运算部1A对计算出的耦合激光W10的输出值和在存储部3A中储存的耦合激光W10的初始值的差是否处于容许范围内进行判定(步骤S180)。容许范围的例子是测定误差范围。
如果不处于容许范围内(步骤S180，No)，则运算部1A以组单位对输出校正率η(m)进行修正(步骤S190)。由此，能够将组内的输出校正率η(m)设为同等。运算部1A直至计算出的耦合激光W10的输出值和在存储部3A中储存的耦合激光W10的初始值的差处于容许范围内为止重复步骤S180及步骤S190的处理。运算部1A如果处于容许范围内(步骤S180，Yes)，则确定输出校正率η(m)，完成输出校正率η(m)的设定处理。控制部2A对与输出校正率η(m)相对应的投入电力进行计算，将计算出的投入电力输送至驱动电源组。
此外，运算部1A设为在刚刚确认各激光模块Mx的状态及光耦合部15的状态后，对输出校正率η(m)进行计算，将与输出校正率η(m)相对应的电力输送至驱动电源组。另外，运算部1A在进行步骤S160、S170、S190的处理时，以不超过在存储部3A内储存的输出校正率η(m)的上限值的方式对输出校正率η(m)进行设定。另外，运算部1A可以省略步骤S150、S170的处理。另外，运算部1A也可以在步骤S190的处理时不是以组单位，而是针对每个激光模块Mx对输出校正值进行修正。
另外，运算部1A在步骤S160的处理时，只要能够使用至少2个激光模块Mx进行输出校正值的调换即可。在该情况下，运算部1A将劣化大的激光模块Mx优先地设为输出校正值的调换对象。
接下来，对针对激光装置100A的每个状态设定何种输出校正率η(m)的具体例进行说明。图6是表示实施方式所涉及的激光装置的初始状态下的激光输出值的图。此外，在下面的说明中，将第1激光模块M1称为激光模块(1)，将第2激光模块M2称为激光模块(2)，将第3激光模块M3称为激光模块(3)。在图6至图10中，将第1激光模块M1图示为模块(1)，将第2激光模块M2图示为模块(2)，将第3激光模块M3图示为模块(3)。在图6至图10所示的图形中，纵轴是激光的输出值即激光输出值(kW)。
初始状态的激光装置100A，是没有由于劣化而激光输出降低的状态。在本实施方式中，在初始状态下，设为激光模块(1)的激光输出为1.1kW，激光模块(2)的激光输出为1.0kW，激光模块(3)的激光输出为0.9kW。该情况下的激光输出值的合计值为3.0kW。激光输出的合计值是耦合激光W10的输出值。在激光装置100A的初始状态被登记后，如果激光装置100A继续动作，则有时由于劣化而成为后面记述的第1至第4状态的任意状态。
图7是表示实施方式所涉及的激光装置的第1状态下的激光输出值的图。激光装置100A的第1状态是各激光模块Mx中的输出变化率α(m)处于测定误差范围内的状态。
在这里，对激光模块(1)、(3)的激光输出值没有降低，激光模块(2)的激光输出值降低2％，激光输出值的合计值降低0.67％的情况进行说明。
在第1状态的情况下，运算部1A在各激光模块Mx中设定相同的输出校正率η(m)。在该情况下，运算部1A将激光输出值的合计值和初始状态的合计值的差处于容许范围内的输出校正率η(m)设定于各激光模块Mx。
在图7中，示出了运算部1A在激光模块(1)至(3)中设定了+0.67％的输出校正率η的情况。由此，激光模块(1)至(3)的输出校正后的激光输出值分别成为1.107(kW)、0.987(kW)、0.906(kW)，输出校正后的合计值成为3.000(kW)。
图8是表示实施方式所涉及的激光装置的第2状态下的激光输出值的图。激光装置100A的第2状态是各激光模块Mx的激光输出值均等地降低的状态。即，第2状态是激光输出值的降低率的波动β处于特定范围内的状态。
在这里，对激光模块(1)的激光输出值降低10.0％，激光模块(2)的激光输出值降低10.0％，激光模块(3)的激光输出值降低8.9％，激光输出值的合计值降低9.7％的情况进行说明。
在第2状态的情况下，运算部1A在各激光模块Mx中设定相同的输出校正率η(m)。在该情况下，运算部1A将激光输出值的合计值和初始状态的合计值的差处于容许范围内的输出校正率η(m)设定于各激光模块Mx。
在图8中，示出了运算部1A在激光模块(1)至(3)中设定了+10.7％的输出校正率η的情况。由此，激光模块(1)至(3)的输出校正后的激光输出值分别成为1.096(kW)、0.996(kW)、0.908(kW)，输出校正后的合计值成为3.000(kW)。
图9是表示实施方式所涉及的激光装置的第3状态下的激光输出值的图。激光装置100A的第3状态是存在激光输出值稍微降低的激光模块Mx登记有多个的组和激光输出值大幅降低的激光模块Mx登记有少数的组的状态。设为激光输出值稍微降低的激光模块(1)、(3)登记于第1个组，激光输出值大幅降低的激光模块(2)登记于第2个组。
在这里，对激光模块(1)的激光输出值降低4.5％，激光模块(2)的激光输出值降低20.0％，激光模块(3)的激光输出值降低5.6％，激光输出值的合计值降低10.0％的情况进行说明。
在第3状态的情况下，运算部1A针对激光模块(1)至(3)，按照输出变化率α(m)从大到小的顺序附带编号。在这里，输出变化率α(m)从大到小的顺序是激光模块(2)、激光模块(3)、激光模块(1)的顺序。
另外，运算部1A针对激光模块(1)至(3)，对用于使激光输出值恢复为初始值的输出校正值进行计算。为了将激光模块(1)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+4.8％的输出校正率η，为了将激光模块(2)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+25.0％的输出校正率η，为了将激光模块(3)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+5.9％的输出校正率η。
运算部1A针对输出变化率α最大的激光模块(2)，设定输出变化率α最小的激光模块(1)的输出校正率η。即，运算部1A针对激光模块(2)设定+4.8％的输出校正率η。
另外，运算部1A针对输出变化率α最小的激光模块(1)，设定输出变化率α最大的激光模块(2)的输出校正率η。即，运算部1A针对激光模块(1)临时设定+25.0％的输出校正率η。
并且，运算部1A由于激光模块(1)、(3)为相同组，因此以激光模块(1)、(3)的输出校正率η成为相同值，且输出校正后的合计值和初始状态的合计值的差处于容许范围内的方式对激光模块(1)、(3)的输出校正率η进行修正。
在图9中，示出了运算部1A在激光模块(1)、(3)中对修正后的输出校正率η即15.5％进行设定，在激光模块(2)中对+4.8％的输出校正率η进行设定的情况。由此，激光模块(1)至(3)的输出校正后的激光输出值分别成为1.213(kW)、0.838(kW)、0.982(kW)，输出校正后的合计值成为3.033(kW)。
激光模块(1)、(3)由于输出变化率α小，因此即使设定大的输出校正率η，也能够抑制劣化加速度地发展。另外，激光模块(2)由于输出变化率α大，但设定了小的输出校正率η，因此能够抑制劣化加速度地发展。
图10是表示实施方式所涉及的激光装置的第4状态下的激光输出值的图。激光装置100A的第4状态是存在激光输出值稍微降低的激光模块Mx登记有少数的组和激光输出值大幅降低的激光模块Mx登记有多个的组的状态。设为激光输出值大幅降低的激光模块(1)、(3)登记于第1个组，激光输出值稍微降低的激光模块(2)登记于第2个组。
在这里，对激光模块(1)的激光输出值降低13.6％，激光模块(2)的激光输出值降低2.0％，激光模块(3)的激光输出值降低13.3％，激光输出值的合计值降低9.7％的情况进行说明。
在第4状态的情况下，运算部1A针对激光模块(1)至(3)，按照输出变化率α(m)从大到小的顺序附带编号。在这里，输出变化率α(m)从大到小的顺序是激光模块(1)、激光模块(3)、激光模块(2)的顺序。
另外，运算部1A针对激光模块(1)至(3)，对用于使激光输出值恢复为初始状态的激光输出值的输出校正值进行计算。为了将激光模块(1)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+15.8％的输出校正率η，为了将激光模块(2)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+2.0％的输出校正率η，为了将激光模块(3)的激光输出值恢复为初始状态的激光输出值，需要+15.4％的输出校正率η。
运算部1A针对输出变化率α最小的激光模块(2)，设定输出变化率α最大的激光模块(1)的输出校正率η。即，运算部1A针对激光模块(2)设定+15.8％的输出校正率η。
另外，运算部1A针对输出变化率α最大的激光模块(1)，设定输出变化率α最小的激光模块(2)的输出校正率η。即，运算部1A针对激光模块(1)临时设定+2.0％的输出校正率η。
并且，运算部1A由于激光模块(1)、(3)为相同组，因此以激光模块(1)、(3)的输出校正率η成为相同值，且输出校正后的合计值和初始状态的合计值的差处于容许范围内的方式对激光模块(1)、(3)的输出校正率η进行修正。
在图10中，示出了运算部1A在激光模块(1)、(3)中对修正后的输出校正率η即8.7％进行设定，在激光模块(2)中对+15.8％的输出校正率η进行设定的情况。由此，激光模块(1)至(3)的输出校正后的激光输出值分别成为1.033(kW)、1.133(kW)、0.848(kW)，输出校正后的合计值成为3.014(kW)。
激光模块(2)由于输出变化率α小，因此即使设定大的输出校正率η，也能够抑制劣化加速度地发展。另外，激光模块(1)、(3)由于输出变化率α大，但设定了小的输出校正率η，因此能够抑制劣化加速度地发展。
如上所述，在本实施方式中，在各激光模块Mx中的劣化正在发展的激光模块Mx中，以激光的输出校正所承受的负担减少的方式使各激光模块Mx的输出校正率η变化。另外，以耦合激光W10的输出值处于容许范围内的方式使输出校正率η变化。
在这里，对控制装置5A、5B的硬件结构进行说明。控制装置5A、5B均能够通过控制电路、即处理器及存储器而实现。此外，处理器及存储器也可以置换为处理电路。另外，也可以将运算部1A、1B通过控制电路实现。关于控制装置5A、5B、运算部1A、1B的功能，可以将一部分通过专用的硬件实现，将一部分通过软件或者固件实现。
如上所述，在本实施方式中，基于各激光模块Mx的激光输出值、各激光模块Mx的输出变化率α(m)和耦合激光W10的输出值的初始值，耦合激光W10的输出值处于容许范围内，且针对各激光模块Mx，输出变化率α越大则设定越小的输出校正率η。运算部1A与激光模块Mx的劣化状况相应地，能够对各激光模块Mx的输出校正率η(m)进行变更，因此能够与针对每个激光模块Mx的寿命的差相应地，减少寿命短的激光模块Mx的负荷。因此，能够将光耦合部15的激光输出值收敛于容许范围内，并且能够抑制激光模块Mx的加速度的劣化的发展。
另外，能够抑制激光模块Mx的加速度的劣化的发展，因此能够防止激光装置100A的突然的当机，能够确保用于更换激光模块Mx的准备期间。即，能够获得从激光模块Mx开始劣化至当机为止的时间。
另外，将激光模块Mx的状态与激光模块Mx的初始状态相比较，因此能够准确地掌握各激光模块Mx的劣化状态。换言之，即使将激光模块组中的一部分的激光模块Mx进行了更换，也能够针对每个激光模块Mx而准确地掌握劣化状态。
另外，在本实施方式中，激光W1、W2、W3及耦合激光W10的输出值在各激光模块Mx启动后，在经过特定的时间时被检测，且在刚刚检测后，计算输出校正率η(m)而对向驱动电源组的电力进行校正。由此，能够将各激光模块Mx的水温状态这样的与激光振荡相关的条件设为恒定，然后对激光输出值进行检测。因此，能够在减少各激光模块Mx的状态的波动的环境下针对驱动电源组进行可靠性高的输出校正控制。
以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1A、1B运算部，2A、2B控制部，3A、3B存储部，5A控制装置，15光耦合部，41第1驱动电源，42第2驱动电源，43第3驱动电源，51第1输出检测部，52第2输出检测部，53第3输出检测部，55耦合输出检测部，61～63、65部分反射镜，100A、100B激光装置，110加工机驱动部，111传送光纤，120A、120B加工机控制装置，200A、200B激光加工机，M1第1激光模块，M2第2激光模块，M3第3激光模块。

Claims (7)

1.一种激光装置，其具有多个激光模块，
该激光装置的特征在于，具有：
多个驱动电源部，它们对所述激光模块进行驱动；
多个激光输出检测部，它们对来自所述激光模块的激光输出进行检测，将检测值作为第1输出信号而输出；
耦合输出检测部，其对将多个激光输出耦合后的全激光输出进行检测，将检测值作为第2输出信号而输出；
存储部，其对由所述激光输出检测部针对每个所述激光模块检测出的所述第1输出信号的初始值即第1初始值、以及由所述耦合输出检测部检测出的所述第2输出信号的初始值即第2初始值进行存储；
运算部，其使用针对每个所述激光模块检测出的所述第1初始值、从各所述第1初始值变化后的各所述第1输出信号、所述第2初始值、以及从所述第2初始值变化后的所述第2输出信号，对分别控制所述激光模块的多个输出校正率进行设定；以及
控制部，其使用所述多个输出校正率对所述多个驱动电源部进行控制，
所述多个激光模块中的所述激光输出的输出变化率的差小于或等于特定值的激光模块设定于相同组，以所述全激光输出成为恒定值的方式，针对每个所述组对所述多个输出校正率进行设定，
所述运算部以越是从所述激光输出的初始值起的变化率大的组则输出校正率变得越小的方式，对所述多个输出校正率进行设定。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述存储部对所述多个激光模块的激光输出、由所述驱动电源的投入电力、及所述全激光输出的数据进行存储。
3.一种激光加工机，其特征在于，具有：
激光装置，其具有多个激光模块；
加工部，其通过由所述激光装置输出的激光对被加工物进行加工；以及
加工机控制部，其对所述加工部进行控制，
所述激光装置具有：
多个驱动电源部，它们对所述激光模块进行驱动；
多个激光输出检测部，它们对来自所述激光模块的激光输出进行检测，将检测值作为第1输出信号而输出；
耦合输出检测部，其对将多个激光输出耦合后的全激光输出进行检测，将检测值作为第2输出信号而输出；
存储部，其对由所述激光输出检测部针对每个所述激光模块检测出的所述第1输出信号的初始值即第1初始值、以及由所述耦合输出检测部检测出的所述第2输出信号的初始值即第2初始值进行存储；
运算部，其使用针对每个所述激光模块检测出的所述第1初始值、从各所述第1初始值变化后的各所述第1输出信号、所述第2初始值、以及从所述第2初始值变化后的所述第2输出信号，对分别控制所述激光模块的多个输出校正率进行设定；以及
控制部，其使用所述多个输出校正率对所述多个驱动电源部进行控制，
所述多个激光模块中的所述激光输出的输出变化率的差小于或等于特定值的激光模块设定于相同组，以所述全激光输出成为恒定值的方式，针对每个所述组对所述多个输出校正率进行设定，
所述运算部以越是从所述激光输出的初始值起的变化率大的组则输出校正率变得越小的方式，对所述多个输出校正率进行设定。
4.一种激光装置的输出控制方法，其特征在于，包含：
第1工序，其对具有多个激光模块的激光装置的装置状态的基准进行设定；
第2工序，其使所述基准存储于存储部；
第3工序，其定期地确认所述装置状态；
第4工序，其针对每个所述激光模块，将所述基准和确认后的所述装置状态进行比较；以及
第5工序，其基于所述比较的结果，对分别控制所述激光模块的多个输出校正率进行计算，
所述激光装置的装置状态是表示向对各所述激光模块进行驱动的驱动电源部的投入电力和各所述激光模块的激光输出之间的对应关系的对应关系信息、针对每个所述激光模块检测出的各激光输出、以及将来自所述多个激光模块的各激光输出耦合后的全激光输出，
所述基准是初始状态的所述对应关系信息、针对每个所述激光模块检测出的各激光输出的初始值、以及所述全激光输出的初始值，
进行计算的所述多个输出校正率是与所述装置状态相对应的、各所述激光模块的激光输出的校正率，
所述多个激光模块中的所述激光输出的输出变化率的差小于或等于特定值的激光模块设定于相同组，以所述全激光输出成为恒定值的方式，针对每个所述组对所述多个输出校正率进行设定，
以越是从所述激光输出的初始值起的变化率大的组则输出校正率变得越小的方式，对所述多个输出校正率进行设定。
5.根据权利要求4所述的激光装置的输出控制方法，其特征在于，
在所述第5工序中，以不超过上限值的方式对所述多个输出校正率进行计算。
6.根据权利要求4或5所述的激光装置的输出控制方法，其特征在于，
在所述第1工序中，在基于对各所述激光模块设想的寿命时间而设定出的定时，对所述装置状态的基准进行设定。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的激光装置的输出控制方法，其特征在于，
在所述第3工序中，在所述激光模块启动而进行了恒定的动作后确认所述装置状态。
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