DE102015007501B4 - Gaslaseroszillator mit Abschätzung der Abdichtung des Gasbehälters - Google Patents

Gaslaseroszillator mit Abschätzung der Abdichtung des Gasbehälters Download PDF

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Abstract

Gaslaseroszillator (1), aufweisend:
einen Gasbehälter (31), in dem ein Lasergas zirkuliert;
zumindest eine Entladungsröhre (41), die im Zirkulationsweg des Lasergases angeordnet ist;
eine Ausgabebefehlseinheit (61), die eingerichtet ist, einen Stromversorgungsabgabebefehl auszugeben;
eine Stromversorgungseinheit (5), die eingerichtet ist, einen Gleichstrom entsprechend dem Stromversorgungsabgabebefehl mittels einer Anpassungseinheit (53) in hochfrequente elektrische Leistung zu konvertieren und an die Entladungsröhre (41) abzugeben, um eine Entladung in der Entladungsröhre (41) einzuleiten;
wobei die Stromversorgungseinheit (5) einen Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls bis zum Erreichen eines Schwellenwertes (TH3) für den Gleichstrom durchführt,
eine Spannungsdetektoreinheit (54), die eingerichtet ist, eine Entladungsröhrenspannung zu detektieren;
eine Entladungsbeginnbestimmungseinheit (21), die eingerichtet ist, auf Basis eines durch die Spannungsdetektoreinheit (54) bei dem Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls detektierten Wertes zu bestimmen, ob die Gasentladung in der Entladungsröhre (41) gestartet ist oder nicht, wobei bei Ausbleiben einer Gasentladung in der Entladungsröhre (41) während eines Betriebsvorgangs gradueller Erhöhung der Stromversorgungsabgabebefehl reduziert und der Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls wiederholt wird; und
eine Abdichtungsbestimmungseinheit (23), die eingerichtet ist, festzustellen, dass die Abdichtung des Gasbehälters (31) reduziert ist, wenn eine Entladungsstartzeit (TS) vom Beginn des Abgebens der hochfrequenten elektrischen Leistung an die Entladungsröhre (41) bis zum Zeitpunkt, zu dem die Entladungsbeginnbestimmungseinheit (21) den Start der Entladung feststellt, einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (TH1) überschreitet, wobei die Abdichtungsbestimmungseinheit (23) bestimmt, dass eine Reduzierung der Abdichtung des Gasbehälters (31) vorliegt; wenn der Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls wiederholt wird, und die Abdichtungsbestimmungseinheit (23) dazu eingerichtet ist, bei über die Zeit zunehmender Anzahl von Wiederholungen der Betriebsvorgänge gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls bis zum Start der Entladung eine zunehmende Reduzierung der Abdichtung des Gasbehälters festzustellen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Gaslaseroszillator, der ein Lasergas als Medium verwen- - det.
  • Zum Stand der Technik
  • Bei einem Gaslaseroszillator (Gaslaser), bei dem die Laserstrahlung unter Verwendung eines Lasergases als Medium erzeugt wird, ist es wichtig, die Abdichtung eines Gasbehälters, der das Lasergas enthält, zu erhalten. Bei einem Gasbehälter mit geringer Abdichtung kann beispielsweise Luft oder Feuchtigkeit in das Lasergas gelangen, wodurch sich die Zusammensetzung des Lasergases ändert. Im Ergebnis kann eine gewünschte Laserleistung nicht erreicht werden, was zu einer mangelhaften Bearbeitung oder einer verlängerten Bearbeitungszeit führt. Weiterhin kann eine Impedanzanpassung zwischen einer Laserleistungsversorgungsseite und einer Entladungslastseite verloren gehen (die Anpassungskomponenten: Elektroden, Entladungsrohr, Lasergas im Entladungsraum), so dass ein Überstrom durch die Laserleistungsversorgung strömen kann oder eine Überspannung an die Entladungsröhre angelegt werden kann. Dies kann zu einem Ausfall der Leistungsversorgungeinheit oder der Entladungsröhre oder auch zu einem Alarmstopp des Gaslaseroszillators bei einer Fehlerdetektion führen.
  • Die JP-U-H09-000405 beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einem Gasleckdetektor, der in der Lage ist, ein Lasergasleck zu detektieren durch Vergleich eines Gasdruckes vor Ausschalten des Gaslaseroszillators mit einem Gasdruck vor dem nächsten Einschalten. Diese Patentliteratur beschreibt auch den Einsatz eines Temperatursensors zum Messen einer Lasergastemperatur, um so die Gasdrücke genau zu messen.
  • Die JP-A-2008-153281 beschreibt einen Gaslaseroszillator, der eingerichtet ist, eine Regelwidrigkeit einer Lasergaszusammensetzung auf Basis eines Stromwertes, einer Stromversorgungseinheit in einem Zustand, in dem der Lasergasdruck kleiner ist als bei Normalbetrieb zu bestimmen.
  • Die JP-A-2008-004773 beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einer Lasergasprüfeinrichtung, welche die Art des Lasergases prüft auf Basis einer Beziehung zwischen dem Lasergasdruck und der elektrischen Leistung, die einem Turbogebläse zugrführt wird zur Zirkulation des Lasergases, und eine Prüfeinrichtung für eine Regelwidrigkeit ermittelt eine solche bei dem Gaslaseroszillator entsprechend dem Ergebnis der obigen Prüfung.
  • Der Stand der Technik gemäß der JP-U-H09-000405 kann nicht die Abdichtungsqualität des Gascontainers abschätzen, ohne das der Gaslaseroszillator für eine hinreichend lange Zeitspanne gestoppt wird, und es ist auch nicht möglich, einen Verlust an Abdichtung zu ermitteln, der graduell mit Einsatz des Containers fortschreitet, wie z. B. der Verschleiß eines O-Ringes. Auch wird ein Temperatursensor gebraucht, um den Gasdruck genau zu messen, was die Kosten erhöht.
  • Die bekannten Techniken gemäß der JP-A-2008-153281 und JP-A-2008-004773 erfordern das Ablassen von Lasergas für jede Messung und sodann eine neue Einfüllung von Lasergas. Dies erhöht den Lasergasverbrauch und damit die Kosten. Wenn das Ausmaß des Verlustes an Abdichtung eines Gascontainers sehr gering ist, dann ist auch der Betrag der Änderung des Gleichstromwertes oder der elektrischen Leistung des Turbogebläses entsprechend gering, so dass Messfehler auftreten können. Deshalb kann damit die Lasergaskomposition nicht genau bestimmt werden.
  • Die JP-A-2011-222586 und die JP-A-2014-053423 beschreiben eine Technik, bei der in einem Gaslaseroszillator eine Spannung an die Entladungsröhre angelegt wird die Schrittweise ansteigt und es wird ermittelt, ob die Entladung in der Entladungsröhre eingeleitet ist oder nicht auf Basis eines Verhältnisses der Spannungsänderung an der Entladungsröhre zu einem Stromversorgungsbefehl.
  • Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung stellt auf den Umstand ab, dass bei Änderung der Komposition eines Lasergases, d. h. bei Reduzierung der Abdichtqualität des Gascontainers, die Entladung weniger leicht einsetzt, also die Zeit zum Starten der Entladung sich verlängert (nachfolgend als Entladungsstartzeit bezeichnet) und daraus wurde ein Gaslaseroszillator entwickelt, der die Dichtqualität des Gasbehälters auf Basis der Entladungsstartzeit abschätzt.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Der Gegenstand der Erfindung und in Anspruch 1 wiedergesehen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat der Gaslaseroszillator weiterhin eine Speichereinheit, eingerichtet zum Speichern einer Anzahl von Feststellungen durch die Abdichtungsbestimmungseinheit, dass die Abdichtung (Abdichtungsqualität) des Gasbehälters vermindert ist, wobei der Gaslaseroszillator eingerichtet ist, gestoppt zu werden wenn die Anzahl der in der Speichereinheit abgespeicherten Feststellungen einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert überschreitet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat der Gaslaseroszillator weiterhin eine Anzeigeeinrichtung, die eingerichtet ist zum Anzeigen von zumindest der Enladungsstartzeit und/oder der Anzahl von Feststellungen durch die Abdichtungsbestimmungseinheit, dass die Abdichtung des Gasbehälters vermindert ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der ist ein Gaslaseroszillator eingerichtet, dann, wenn eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist nach Anlegen der Entladungsröhrenspannung, ohne dass die Entladungsbeginnbestimmungseinheit den Start einer Entladung festgestellt hat, der Druck des Lasergases zum Start der Entladung reduziert wird.
  • Diese sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Einzelnen mit Blick auf die Figuren.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt den Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 2 ist ein funktionales Blockdiagramm des Gaslaseroszillators;
    • 3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrensablaufes, bei dem der Gaslaseroszillator aus einer Bereitschaftsposition, (standby) neu gestartet wird;
    • 4 zeigt ein Beispiel für die Eigenschaften der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes beim Neustart;
    • 5 zeigt ein weiteres Beispiel für die Eigenschaften der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes beim Neustart;
    • 6 zeigt ein anderes Beispiel für die Eigenschaften der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes beim Neustart;
    • 7 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Verfahrensablaufs beim Neustart eines Gaslaseroszillators mit einer Funktion zur Bestimmung eines Alarmstopps; und
    • 8 ist ein Flussdiagramm des Verfahrensablaufs beim Neustart eines Gaslaseroszillators gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung im Einzelnen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Figuren näher beschrieben. Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung haben einige der Figuren unterschiedliche Maßstäbe. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleiche oder einander entsprechende Komponenten verwendet.
  • 1 zeigt den Aufbau eines Gaslaseroszillators 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Gaslaseroszillator 1 hat eine CNC (nummerische Rechnersteuerung) 2 welche den Gaslaseroszillator 1 steuert, ein Gaszirkulationssystem 3, welches ein Lasergas als Lasermedium zirkuliert, einen Resonator 4 im Zirkulationsweg des Lasergases, eine Stromversorgungseinheit 5, welche elektrische Energie an Entladungsröhren 41 des Resonators 4 liefert, eine Schnittstelleneinheit 6 zwischen der CNC 2 und der Stromversorgungseinheit 5, und eine Anzeigeeinrichtung 7, welche unterschiedliche Informationen visuell darstellt.
  • Das Gaszirkulationssystem 3 hat einen Gasbehälter 31, welcher den Zirkulationsweg des Lasergases bildet. Ein Innenraum 311 des Gasbehälters 31 ist mit dem Lasergas gefüllt. Das Lasergas ist beispielsweise eine Mischung aus Kohlendioxid, Stickstoff, Helium etc. in einem bestimmten Mischungsverhältnis. Der Innenraum 311 des Gasbehälters 31 kommuniziert mit Entladungsräumen 32, die durch ein Paar von Entladungsröhren 41 geformt sind, die über ein Verbindungsstück 33 miteinander verbunden sind.
  • Das Gaszirkulationssystem 3 hat ein Turbogebläse 35 mit einem Sauganschluss nahe dem Verbindungsstück 33. Das Lasergas zirkuliert im Innenraum 311 des Gasbehälters 31 und des Entladungsraumes 32 mittels des Turbogebläses 35, wie in der Figur mit Pfeilen dargestellt ist. Stromauf (auf Seite der Ansaugstelle) und stromab (auf Seite der Gasabgabe) des Turbogebläses 35 sind Wärmetauscher 34 angeordnet, welche das Lasergas kühlen.
  • Das Gaszirkulationssystem 3 hat weiterhin ein Kühlwasserzirkulationssystem 36 und ein Gasdruckeinstellsystem 37. Das Kühlwasserzirkulationssystem 36 zirkuliert Kühlwasser zum Kühlen der Wärmetauscher 34 und des Gasbehälters 31. Das Gasdruckeinstellsystem 37 steuert den Druck des Lasergases durch Zufuhr desselben in den Gasbehälter 31 von außen oder durch Entnahme von Lasergas aus dem Gasbehälter 31 nach außen. Das Kühlwasserzirkulationssystem 36 und das Gasdrucksteuersystem 37 werden durch die die CNC 2 oder eine andere Steuereinrichtung (nicht in der Figur dargestellt) gesteuert.
  • Der Resonator 4 hat ein Paar von Entladungsröhren 41, einen Rückspiegel 44 als teilreflektierendem Spiegel an einer stromauf gelegenen Seite der Entladungsröhren 41 mit Bezug auf die Lasergasströmung, und einen Ausgangsspiegel 45, der als teilreflektierender Spiegel stromauf der Entladungsröhren 41 angeordnet ist. Jede der Entladungsröhren 41 ist mit einer Hauptelektrode 42 versehen, so dass eine Entladung auftritt im Entladungsraum 32 bei Anlegen einer bestimmten Spannung an jede der Hauptelektroden 42 mittels der Stromversorgungseinheit 5. Stromauf jeder der Entladungsröhren 41 ist eine Hilfselektrode 43 angeordnet zur Unterstützung bei der Entladung mittels der Hauptelektrode 42. Bei Betrieb des Gaslaseroszillators 1 erhalten die Hilfselektroden 43 und die Hauptelektroden 42 elektrische Leistung von der Stromversorgungseinheit 5.
  • Tritt eine Entladung im Entladungsraum 32 auf, wird das Lasergas angeregt zur Emission von Licht. Das emittierte Licht wird durch stimulierte Emission verstärkt unter wiederholter Reflexion zwischen dem Rückspiegel 44 und dem Ausgangsspiegel 45. Ein Teil des hinreichend verstärkten Laserlichtes geht durch den Ausgangsspiegel 45 um nach außen abgegeben zu werden. Das Laserlicht wird beispielsweise für eine Laserbearbeitung eingesetzt. Auf der Ausgangsseite des Ausgangsspiegels 45 ist ein Verschluss 46 angeordnet, so dass die Laserstrahlung bei Bedarf abgeblockt werden kann. Weiterhin hat der Resonator 4 einen Leistungssensor 47, der den Laserausgang detektiert. Der mit dem Leistungssensor 47 detektierte Messwert wird in einen Monitor 62 der Schnittstelleneinheit 6 eingegeben.
  • Die Stromversorgungseinheit 5 liefert hochfrequente elektrische Leistung an jede der Entladungsröhren 41 entsprechend einem Leistungsabgabebefehl, der von einer Ausgabebefehlseinheit 61 gegeben wird. Die Stromversorgungseinheit 5 hat eine Stromversorgungseinheit 51 und eine Anpassungseinheit 53. Beim in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind Stromversorgungseinheiten 51 und Anpassungseinheiten 53 für jede der Entladungsröhren 41 vorgesehen. Nachfolgend werden aber die Stromversorgungseinheit 51 und die Anpassungseinheit 53 nur für eine der Entladungsröhren 41 näher erläutert, da die Struktur, Funktion und Wirkungen der anderen gleich sind.
  • Die Stromversorgungseinheit 51 gibt einen Gleichstrom ab entsprechend einem Stromversorgungsabgabebefehl, der von der Ausgabebefehlseinheit 61 der Schnittstelleneinheit 6 eingegeben wird. Die Ausgabebefehlseinheit 61 erzeugt einen Abgabebefehl entsprechend einem Steuersignal von der CNC 2. Der von der Stromversorgungseinheit 51 abzugebende Gleichstrom wird in hochfrequente elektrische Leistung konvertiert und in die Anpassungseinheit 53 eingegeben. Die Anpassungseinheit 53 passt die Ausgangsimpedanz auf Seiten der Stromversorgungseinheit 5 an die Eingangsimpedanz auf Seiten der Entladungsröhre an, um an die Entladungsröhren 41 eine Spannung anzulegen entsprechend dem Leistungsabgabebefehl (nachfolgend mit „Entladungsröhrenspannung“ bezeichnet).
  • Die Stromversorgungseinheit 51 hat einen Stromdetektor 52, welcher einen Gleichstrom detektiert, der durch die Stromversorgungseinheit 51 abgegeben wird. Weiterhin hat die Anpassungseinheit 53 einen Spannungsdetektor 54, welcher eine Entladungsröhrenspannung detektiert. Die jeweiligen Messwerte der Stromdetektoreinheit 52 und der Spannungsdetektoreinheit 54 werden in die Überwachungseinheit 62 der Schnittstelleneinheit 6 eingegeben.
  • 2 ist ein funktionales Blockdiagramm des Gaslaseroszillators 1. Wie die Figur zeigt, hat die CNC 2 eine Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21, eine Wiederholungsausführungseinheit 22, eine Abdichtungsbestimmungseinheit 23 und eine Speichereinheit 24. Die CNC 2 hat einen Hardwareaufbau mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen. Nachfolgend wird der Einfachheit halber nur eine der Entladungsröhren 41 näher erläutert. Für die Fachperson ist jedoch klar, dass die gleichen Merkmale für mehrere Entladungsröhren eines Gaslaseroszillators dieser Art gelten.
  • Die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 ermittelt, ob die Entladung in der Entladungsröhre 41 gestartet ist oder nicht wenn der Gaslaseroszillator 1 aus dem Bereitschaftszustand („Standby“) neu startet. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 den Beginn der Entladung auf Basis des Kriteriums ob ein Betrag der Änderung der Entladungsröhrenspannung, wie durch die Spannungsdetektoreinheit 54 detektiert, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet wenn ein Stromversorgungsbefehl schrittweise angehoben wird.
  • Die Wiederholungsausführungseinheit 22 reduziert den Stromversorgungsbefehl und führt danach wieder ein schrittweises Anheben des Stromversorgungsbefehls durch (Wiederholungsausführung), wenn der von der Stromversorgungseinheit 51 abgegebene Gleichstrom einen vorgegebenen Schwellenwert während der Ausführung des Neustarts des Gaslaseroszillators 1 überschreitet. Bei einem Ausführungsbeispiel führt die Wiederholungsausführungseinheit 22 die Wiederholung aus wenn ein durch die Stromdetektoreinheit 52 detektierter Wert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  • Die Abdichtungsbestimmungseinheit 23 ermittelt auf Basis der Entladungsstartzeit, ob die Abdichtung des Gasbehälters 31 schlechter geworden ist oder nicht. Bei einem Ausführungsbeispiel bedeutet die Entladungsstartzeit diejenige Zeitspanne, die vergeht von der Anlegung der Entladungsröhrenspannung an die Entladungsröhre 41 bis zum Start der Entladung. Beispielsweise kann die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 eingesetzt werden zur Ermittlung, ob die Entladung gestartet ist oder nicht.
  • Die Speichereinheit 24 speichert unterschiedliche Arten von Informationen, je nach Bedarf. Beispielsweise speichert die Speichereinheit 24 die Anzahl der durch die Abdichtungsbestimmungseinheit 23 durchgeführten Feststellungen, dass die Abdichtung des Gasbehälters 31 sich verschlechtert hat. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Speichereinheit 24 eingerichtet sein, die Anzahl der Wiederholversuche zu speichern. Die Speichereinheit 24 speichert jede Information in einem nichtflüchtigen Speicher, um so die gespeicherte Information zu sichern, auch bei Abschalten der Stromzufuhr zum Gaslaseroszillator 1.
  • Andererseits kann die Speichereinheit 24 eingerichtet sein, Informationen im Zusammenwirken mit einer externen Speichereinrichtung zu speichern, welche von einer Stromquelle gestützt sein kann, die unabhängig ist von der Stromversorgung des Gaslaseroszillators 1.
  • Die Anzeigeeinrichtung 7 hat eine als solches bekannte Struktur, ist z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD), welche unterschiedliche Arten von Informationen nach Bedarf anzeigt. Die Anzeigeeinrichtung 7 ist beispielsweise eine herkömmliche Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Steuerprogramms, von Parametern der CNC 2 oder dergleichen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Anzeigeeinrichtung 7 eingerichtet sein, beispielsweise die Anzahl der Bestimmungen bezüglich der Verschlechterung der Abdichtung des Gasbehälters 31 durch die Abdichtungsbestimmungseinheit 23 anzuzeigen. Weiterhin kann bei einem Ausführungsbeispiel die Anzeigeeinrichtung 7 eingerichtet sein, die Entladungsstartzeit anzuzeigen, die in der CNC 2 gespeichert ist.
  • 3 zeigt die Bestimmung (Prüfung) der Abdichtung des Gasbehälters 31 im Gaslaseroszillator 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Prüfung der Abdichtung (Abdichtungsqualität) wenn der Gaslaseroszillator 1 aus einem Bereitschaftszustand neu startet. Dementsprechend zeigt das Flussdiagramm gemäß 3 den Verfahrensablauf, bei dem der Gaslaseroszillator aus einem Bereitschaftszustand neu startet.
  • Der Neustart aus dem Bereitschaftszustand erfolgt entsprechend einem vorgegebenen Steuersignal an die CNC 2. „Bereitschaftszustand“ bedeutet hier einen Zustand, in dem kein Leistungsabgabebefehl von der Ausgabebefehlseinheit 61 vorliegt und keine Entladung in der Entladungsröhre 41 auftritt. Beginnt der Neustart, wird die Anzahl der Wiederholungen M in Schritt S301 auf Null gesetzt. Eine Uhr zum Messen der Entladungsstartzeit wird aktiviert.
  • In Schritt S302 gibt die Ausgabebefehlseinheit 61 einen Leistungsabgabebefehl C1 (0) für eine vorgegebene Zeitspanne Δt ab. Die Anzahl der Schritte N wird auf Null gesetzt.
  • In Schritt S303 detektiert die Stromdetektoreinheit 52 einen Gleichstrom I (0), der von der Stromversorgungseinheit 51 entsprechend dem Befehl abgegeben wird und die Spannungsdetektoreinheit 54 detektiert eine Entladungsröhrenspannung V (0), die an die Entladungsröhre 41 angelegt wird. Der Gleichstrom I (0) und die Entladungsröhrenspannung V (0) werden in die Überwachungseinheit 62 eingegeben und auch in der Speichereinheit 24 der CNC abgespeichert.
  • In Schritt S304 wird „N+1“ für die Anzahl „N“ der Schritte gesetzt und die Ausgabebefehlseinheit 61 gibt in Schritt S305 einen Leistungsabgabebefehl C1 (N) ab, der gewonnen wird durch Addition von ΔC1 zum unmittelbar vorhergehenden Leistungsabgabebefehl C1 (N-1) für die vorgegebene Zeitspanne Δt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit die Ausgabebefehlseinheit 61 eingerichtet, den Leistungsabgabebefehl um ΔC1 schrittweise anzuheben gemäß einem vorgegebenen Zyklus (Δt).
  • In Schritt S306 detektieren die Stromdetektoreinheit 52 und die Spannungsdetektoreinheit 54 einen Gleichstrom I (N) bzw. eine Entladungsröhrenspannung V (N) entsprechend dem Leistungsabgabebefehl C1 (N). Der Gleichstrom I (N) und die Entladungsröhrenspannung V (N) werden in die Überwachungseinheit 62 eingegeben und im Speicher 24 der CNC gespeichert.
  • In Schritt S307 ermittelt die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 der CNC 2, ob die Entladung in der Entladungsröhre 41 gestartet ist oder nicht. Die Entladungsstartbestimmung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die Differenz zwischen der laufenden Entladungsröhrenspannung V (N) und der unmittelbar vorangehenden Entladungsröhrenspannung V (N-1) kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert TH5 oder nicht. Wird der Leistungsabgabebefehl um einen vorgegebenen Betrag schrittweise angehoben, wird die Änderungsrate der Entladungsröhrenspannung in Bezug auf den Leistungsabgabebefehl nach Start der Entladung kleiner als vor dem Start der Entladung. Dementsprechend kann daraus ermittelt werden, ob die Entladung gestartet ist oder nicht, nämlich durch Vergleich des Betrages der Änderung der Entladungsröhrenspannung mit einem Schwellenwert TH5 jedes Mal dann, wenn der Leistungsabgabebefehl angehoben wird. Siehe auch JP-A-2011-222586 und JP-A-2014-053423 . Der Schwellenwert TH5 wird passend gewählt auf Basis des Betrages der Änderung der Entladungsröhrenspannung in Bezug auf den Leistungsabgabebefehl bei Normalbetrieb des Gaslaseroszillators.
  • Ist das Ergebnis der Prüfung in Schritt S307 negativ, geht das Verfahren zu Schritt S308 zur Ausführung einer Überstrombestimmung . Die Überstrombestimmung erfolgt auf Basis des Kriteriums, ob der Gleichstrom I (N) einen vorgegebenen Schwellenwert TH3 (dritter Schwellenwert) überschreitet oder nicht. Die Überstrombestimmung erfolgt, um ein übermäßiges Anwachsen des Gleichstromes I (N) zu verhindern, was einen Alarmstopp des Gaslaseroszillators zur Folge hätte. Dementsprechend wird der Schwellenwert TH3 beispielsweise auf einen Wert gesetzt, der kleiner ist als ein Gleichstromwert, bei dem ein Alarmstopp für den Gaslaseroszillator 1 durchgeführt werden sollte.
  • Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S308 negativ, geht das Verfahren zurück zu Schritt S404, um wiederum den Leistungsabgabebefehl um ΔC1 anzuheben. Die Reihe der Schritte von S304 bis S307 wird wiederholt bis das Ergebnis der Bestimmung in entweder Schritt S307 oder Schritt S308 positiv ist.
  • Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S307 positiv, geht das Verfahren zu Schritt S309, wo die Ausgabebefehlseinheit 61 einen Leistungsabgabebefehl C2 abgibt, der so bestimmt ist, dass die Hilfsentladung durch die Hilfselektrode 43 aufrecht erhalten bleibt, jedoch die Hauptentladung durch die Hauptelektrode 42 nicht stattfindet (d. h. der Laserausgang ist 0 W). So dann wird in Schritt S310 eine Entladungsstartzeit TS gewonnen als diejenige Zeitspanne, die es braucht vom Neustart bis zur Feststellung des Beginns der Entladung.
  • 4 zeigt ein Beispiel für den Verlauf der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes bei Durchführung eines Neustartbetriebs. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Leistungsabgabebefehl, der Entladungsröhrenspannung und dem Gleichstrom wenn das Ergebnis der Entladungsstartbestimmung in Schritt S307 positiv ist während das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S308 nicht positiv ist. In 4 sind der Leistungsabgabebefehl, die Entladungsröhrenspannung und der Gleichstrom mit einer durchgezogenen Linie, einer Punkt-Linie bzw. einer gestrichelten Linie dargestellt.
  • Wie oben beschrieben, steigen die Entladungsröhrenspannung und der Gleichstrom jeweils schrittweise in Abhängigkeit vom Anstieg des Leistungsabgabebefehls an. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Zeitspanne TS nach Beginn des Neustartbetriebs abgelaufen ist, wird der Betrag einer Änderung ΔV der Entladungsröhrenspannung kleiner als der Schwellenwert TH5 und die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 stellt den Start der Entladung fest (d.h. das Ergebnis der Bestimmung im Schritt S307 ist positiv). Beim in 4 gezeigten Beispiel wird die Entladung allmählich in einer relativ kurzen Zeitspanne gestartet. Dementsprechend kann davon ausgegangen werden, dass die Abdichtung des Gasbehälters 31 hinreichend gut ist.
  • Zurück zu 3: Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S308 positiv, geht das Verfahren zu Schritt S311, wo die Wiederholungsausführungseinheit 22 die Wiederholung ausführt. In Schritt S311 wird „M+1“ eingesetzt für die Anzahl der Wiederholungen „M“. Sodann geht das Verfahren zu Schritt S312 zur Ausführung einer Gasdruckabsenkungsbestimmung.
  • Die Gasdruckabsenkungsbestimmung wird ausgeführt auf Basis des Kriteriums, ob die Anzahl der Wiederholungen M einen vorgegebenen Schwellenwert TH4 (vierter Schwellenwert) überschreitet oder nicht. Im Normalfall kann die Entladung gestartet werden durch eine bestimmte Anzahl an Wiederholungen. Ändert sich aber beispielsweise die Lasergaszusammensetzung, kann die Anzahl M der Wiederholungen den Schwellenwert TH überschreiten, ohne dass eine Entladung gestartet wird. In diesem Fall wird das Verfahren zur Gasdruckreduktion ausgeführt, um sicherzustellen, dass die Entladung startet.
  • Wenn andererseits das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S312 negativ ist, geht das Verfahren zurück zu Schritt S302 und die Ausgabebefehlseinheit 61 gibt einen Leistungsabgabefehl C1 (0) ab (einen Anfangswert).
  • 5 zeigt ein zweites Beispiel für den Verlauf der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes bei Ausführung eines Neustartbetriebs. Beim Beispiel gemäß 5 wird die Wiederholungsausführung zur Zeit TR eingeleitet und die Entladungsbeginnbestimmungseinheit 21 bestimmt den Start der Entladung zum Zeitpunkt TF. Mit anderen Worten: Der Gleichstrom überschreitet den Schwellenwert TH3 (das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S308 ist positiv) zum Zeitpunkt TR und bei Ausführung der Wiederholung gibt die Ausgabebefehlseinheit 61 den Leistungsausgangsbefehl C1 (0) wiederum. Muss eine Wiederholung ausgeführt werden, wie beim Beispiel gemäß 5, kann davon ausgegangen werden, dass die Abdichtung nur relativ geringfügig schlechter geworden ist. Es kann auch davon ausgegangen werden, dass die Abdichtung schlechter wird mit steigender Anzahl von Ausführungen des Wiederholungsvorganges. Wird beispielsweise der Wiederholvorgang öfter ausgeführt als eine vorgegebene Anzahl, kann davon ausgegangen werden, dass ein O-Ring in der Entladungsröhre 41 oder dergleichen schlechter wird und erneuert werden muss.
  • Zurück zu 3: Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S312 positiv, geht das Verfahren zu Schritt S313 zum Ausführen einer Gasdruckreduktion, um sicherzustellen, dass die Entladung gestartet werden kann. Das Gasdrucksteuersystem 37 führt Lasergas aus dem Gasbehälter 31 nach außen ab, um den Gasdruck auf einen Druckwert P' zu reduzieren, der um ΔP kleiner ist als der Gasdruck P im Normalzustand.
  • In Schritt S314 gibt die Ausgabebefehlseinheit 61 einen Leistungsabgabebefehl C2 ab, der so eingestellt ist, dass die Laserausgangsleistung bei 0W liegt. Empirisch gilt, dass bei Abgabe des Leistungsabgabefehls C2 in dem Zustand mit reduziertem Gasdruck P' die Entladung gestartet wird. Mit anderen Worten: der Lasergasdruck P' nach Reduzierung des Druckes ist so eingestellt, dass ein Starten der Entladung gesichert ist wenn der Leistungsabgabebefehl C2 gegeben wird.
  • Nach Starten der Entladung liefert das Gasdrucksteuersystem 37 in Schritt S315 Lasergas in den Gasbehälter 31 zum Erhöhen des Gasdruckes auf den Gasdruck P bei Normalbetrieb (ein Lasergasdruck vor Ausführung der Gasdruckreduktion).
  • Sodann geht das Verfahren zu Schritt S310 zum Gewinnen einer Entladungsstartzeit TS. Wird die Entladung durch Gasdruckreduktion gestartet, kann als Entladungsstartzeit TS die Gesamtzeit angesehen werden, die sich ergibt durch Addition der für die Ausführung der Schritte S313 bis S315 erforderlichen Zeit (eine Zeit, die sich ergibt aus dem Volumen des Gasbehälters 31) bis zum Zeitpunkt, zu dem das Ergebnis der Bestimmung gemäß Schritt S312 positiv ist.
  • 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für den Verlauf der Entladungsröhrenspannung und des Gleichstromes bei Ausführung eines Neustarts. Beim Beispiel gemäß 6 wird das Wiederholungsverfahren zu jedem Zeitpunkt TR (1), TR (2), .... und TR (i) ausgeführt und es wird davon ausgegangen, dass die Entladung zum Zeitpunkt TS startet. Bei dem Beispiel nach 6 ergibt sich, dass zum Zeitpunkt TR (i) die Anzahl der Wiederholungen M den Schwellenwert TH4 überschritten hat (d.h. das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S312 ist positiv) und bei Ausführung der Gasdruckreduktion reduziert das Gasdrucksteuersystem 37 den Gasdruck um ΔP. Wenn es erforderlich ist, wie beim Beispiel nach 6, eine Gasdruckreduktion durchzuführen, kann davon ausgegangen werden, dass der Verlust an Abdichtqualität relativ groß ist. Beispielsweise kann angenommen werden, dass wahrscheinlich ein Riss im Gasbehälter 31 vorliegt oder ein Fehler bei einem Ventil im Gasdrucksteuersystem 37.
  • Wiederum zu 3: wird die Eritladungsstartzeit TS gewonnen, geht das Verfahren zu Schritt S316, wo die Abdichtungsbestimmungseinheit 23 ermittelt, ob die Abdichtung das Gasbehälters 31 schlechter geworden ist oder nicht. Die Prüfung der Abdichtung wird auf Basis des Kriteriums ausgeführt, ob die Entladungsstartzeit TS einen vorgegebenen Schwellenwert TH1 (erster Schwellenwert) überschreitet oder nicht.
  • Ist das Ergebnis der Prüfung gemäß Schritt S316 positiv, geht das Verfahren zu Schritt S317, um die Verschlechterung der Abdichtung des Gasbehälters 31 festzustellen und den Neustartbetrieb abzuschließen. Ist andererseits das Ergebnis der Prüfung in Schritt S316 negativ, ist der Neustartbetrieb abgeschlossen mit Umgehung des Schrittes S317.
  • Das Gaslaseroszillator 1 gemäß der Erfindung bringt die folgenden Vorteile:
    • (1) Jedes mal wenn der Gaslaseroszillator 1 aus einem Bereitschaftszustand neu startet, wird geprüft, ob die Abdichtung des Gasbehälters 31 sich verschlechtert hat. Auf diese Weise wird die Abdichtung des Gasbehälters 31 geprüft, auch wenn die Laserbearbeitung fortgesetzt wird ohne vollständigen Stopp das Gaslaseroszillators 1. Beispielsweise kann die Abdichtung des Gasbehälters 31 geprüft werden unter Ausnutzung der Zeit zum Neustart des Gaslaseroszillators aus einem zeitweisen Bereitschaftszustand während einer Reihe von Laserbearbeitungen, die sich über einen langen Zeitraum erstrecken können. Weiterhin ist es möglich, eine Verminderung der Abdichtqualität des Gasbehälters 31 festzustellen, die sich allmählich beim Betrieb des Gaslaseroszillators 1 vollzieht aufgrund von Verschleiß eines O-Ringes oder dergleichen. Deshalb kann die Abdichtung des Gasbehälters 31 sehr zuverlässig überwacht werden.
    • (2) Durch Überprüfung der Abdichtung des Gasbehälters 31 entsprechend der Entladungsstartzeit TS kann eine Verminderung der Abdichtung auch festgestellt werden, wenn diese Verminderung sehr klein ist. Das Ausmaß der Reduktion der Abdichtung kann bis zu einem gewissen Grad aus der Länge der Entladungsstartzeit abgeleitet werden. Daraus kann der Grund für die Abschwächung der Abdichtung abgeschätzt werden. Beispielsweise kann abgeschätzt werden, wie weit der Verschleiß des O-Ringes fortgeschritten ist, entsprechend der Verlängerung der Entladungsstartzeit TS aufgrund der wachsenden Anzahl von Schritten N oder der Ausführung der Wiederholungen. Steigt die Entladungsstartzeit TS bis zu einem Grad an, wo die Anzahl der Wiederholungen M ansteigt und eine Gasdruckreduzierung erforderlich wird, kann daraus abgeschätzt werden, dass eine Wahrscheinlichkeit besteht dahingehend dass der Gasbehälter 31 oder die Verbindungsrohre einen Fehler aufweisen. Dabei besteht keine Notwendigkeit für einen Temperatursensor, welcher herkömmlicherweise eingesetzt wird zum Detektieren der Lasergaszusammensetzung und somit ergibt sich eine Kostenreduzierung.
    • (3) Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine Schwächung der Abdichtung des Gasbehälters 31 ermittelt werden, ohne dass das Lasergas ersetzt werden müsste. Dementsprechend kann die Bestimmung der Abdichtqualität in kurzer Zeit ausführt werden, beispielsweise in 0,5 bis 2 Sekunden, was die Ausfallzeit des Gaslaseroszillators 1 verkürzt. Auch kann der Lasergasverbrauch reduziert werden.
    • (4) Der Gaslaseroszillator 1 ist so konfiguriert, dass die Anzeigeeinrichtung 7 die Anzahl der durch die Abdichtungsbestimmungseinheit 23 durchgeführten Prüfungen bezüglich einer Verschlechterung der Abdichtung des Gasbehälters 31 oder die Entladungsstartzeit TS anzeigt. Der Gaslaseroszillator 1 kann auch so konfiguriert . sein, dass die Anzeigeeinrichtung 7 den Inhalt einer erforderlichen Reparaturarbeit anzeigt. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit 7 eine Warnung anzeigen, wie das Erfordernis des Austausches des O-Ringes oder die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des Gasbehälters 31 oder dergleichen. Eine Bedienungsperson kann erforderliche Wartungs- und Reparaturarbeiten entsprechend der auf der Anzeigeeinrichtung 7 angezeigten Information ausführen. In einigen Fällen kann eine Bedienungsperson auf Basis der auf der Anzeigeeinrichtung 7 angezeigten Information abschätzen, welche Komponente zu reparieren ist. Wenn beispielsweise die Entladungsstartzeit TS unmittelbar nach Austausch einer Lasergas enthaltenden Flasche ansteigt, gibt dies der Bedienungsperson einen Hinweis auf eine mögliche Fehlfunktion der Austauschflasche.
  • 7 erläutert als Flussdiagramm einen Verfahrensablauf bei einem Neustartbetrieb in einem Gaslaseroszillator 1 mit einer Funktion zum Bestimmen eines Alarmstopps. Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel wird in Schritt S701 eine Entladungsstartzeit TS gewonnen, wie beim Verfahren, das mit Bezug auf 3 beschrieben worden ist. Mit anderen Worten: Schritt S701 entspricht Schritt S310 gemäß 3. Zur Vereinfachung sind in 7 die Schritte vor der Gewinnung der Entladungsstartzeit TS weggelassen. Die Schritte S702 und S703 entsprechen den Schritten S316 bzw. S316 gemäß 3. Der Gaslaseroszillator 1 ist so konfiguriert, dass der Neustartvorgang abgeschlossen ist, wenn das Ergebnis der Prüfung gemäß Schritt S702 negativ ist, wie beim Ausführungsbeispiel nach 3.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei Feststellung einer Reduktion der Abdichtqualität des Gasbehälters 31 in Schritt S703 die Anzahl „X“ der Feststellungen einer Abdichtungsminderung (nachfolgend als „Anzahl der Bestimmungen“ bezeichnet) in Schritt S704 ersetzt durch „X + 1“. Die Anzahl der Bestimmungen X wird beispielsweise in der Speichereinheit 24 der CNC 2 abgespeichert. Die Speichereinheit 24 speichert die Anzahl der Bestimmungen X in einem nichtflüchtigen Speicher oder einer externen Speichereinrichtung, sodass die Anzahl der Bestimmungen X gesichert ist, auch wenn die elektrische Stromversorgung des Gaslaseroszillators 1 abgeschaltet ist. Die Anzahl der Bestimmungen X wird neu gesetzt, wenn der Grund für die Abdichtungsabschwächung nach Wartung oder Reparatur eliminiert ist.
  • Sodann geht das Verfahren zu Schritt S705 zur Ausführung einer Alarmstoppbestimmung. Die Alarmstoppbestimmung wird ausgeführt auf Basis des Kriteriums, ob die Anzahl der Bestimmungen X einen vorgegebenen Schwellenwert TH2 (zweiter Schwellenwert) überschreitet oder nicht. Ist das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S705 positiv, wird davon ausgegangen, dass eine signifikante Verschlechterung der Abdichtung des Gasbehälters 31 wahrscheinlich ist, welche einen Defekt, wie einen Defekt der Entladungsröhre 41, auslösen kann, sodass ein Alarmstopp des Gaslaseroszillators 1 erforderlich ist. Ist andererseits das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S706 negativ, wird der Neustartbetrieb abgeschlossen.
  • Ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Beeinträchtigung der Abdichtung ernsthaft, wird der Alarmstopp des Gaslaseroszillators 1 durchgeführt. Dies kann schlimmere Defekte am Gaslaseroszillator 1 aufgrund von zum Beispiel Überströmen oder Überspannungen verhindern, die durch eine Änderung der Lasergaszusammensetzung ausgelöst werden können. Die Alarmstoppprüfung wird jedes Mal ausgeführt wenn der Gaslaseroszillator 1 aus einem Bereitschaftsbetrieb neu startet, ähnlich wie die Abdichtungsüberprüfung. Somit kann auch dann, wenn der Gaslaseroszillator 1 unbeaufsichtigt in Betrieb ist, das Auftreten von Störungen verhindert werden.
  • 8 erläutert als Flussdiagramm den Verfahrensablauf beim Neustartbetrieb des Gaslaseroszillators gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel. In diesem Falle erfolgt die Gasdruckreduktionsbestimmung in Schritt S810 auf Basis der seit Beginn des Neustartes abgelaufenen Zeit TE, anstelle der Anzahl M von Wiederholungen. Überschreitet die abgelaufene Zeit TE einen vorgegebenen Schwellenwert TH6, geht das Verfahren zu Schritt S811, um den Gasdruck zu reduzieren. Außer Schritt S810 sind die Schritte die Gleichen wie beim obigen Ausführungsbeispiel gemäß 3 und deshalb kann eine wiederholte Beschreibung weggelassen werden.
  • Wenn bei diesem modifizierten Ausführungsbeispiel die verstrichene Zeit TE den Schwellenwert TH6 überschreitet, erfolgt eine Gasdruckreduzierung. Dementsprechend sichert die Gasdruckreduktion auch dann, wenn die Entladung aufgrund einer Änderung der Lasergaszusammensetzung erschwert ist, den Start der Entladung, was die Wahrscheinlichkeit von Ausfallzeiten verringert.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Bei einem Gaslaseroszillator gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ermittelt, ob eine Abschwächung der Abdichtung des Gasbehälters aufgetreten ist auf Basis der Entladungsstartzeit. Dies ermöglicht eine schnelle und genaue Prüfung der Abdichtung des Gasbehälters.

Claims (4)

  1. Gaslaseroszillator (1), aufweisend: einen Gasbehälter (31), in dem ein Lasergas zirkuliert; zumindest eine Entladungsröhre (41), die im Zirkulationsweg des Lasergases angeordnet ist; eine Ausgabebefehlseinheit (61), die eingerichtet ist, einen Stromversorgungsabgabebefehl auszugeben; eine Stromversorgungseinheit (5), die eingerichtet ist, einen Gleichstrom entsprechend dem Stromversorgungsabgabebefehl mittels einer Anpassungseinheit (53) in hochfrequente elektrische Leistung zu konvertieren und an die Entladungsröhre (41) abzugeben, um eine Entladung in der Entladungsröhre (41) einzuleiten; wobei die Stromversorgungseinheit (5) einen Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls bis zum Erreichen eines Schwellenwertes (TH3) für den Gleichstrom durchführt, eine Spannungsdetektoreinheit (54), die eingerichtet ist, eine Entladungsröhrenspannung zu detektieren; eine Entladungsbeginnbestimmungseinheit (21), die eingerichtet ist, auf Basis eines durch die Spannungsdetektoreinheit (54) bei dem Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls detektierten Wertes zu bestimmen, ob die Gasentladung in der Entladungsröhre (41) gestartet ist oder nicht, wobei bei Ausbleiben einer Gasentladung in der Entladungsröhre (41) während eines Betriebsvorgangs gradueller Erhöhung der Stromversorgungsabgabebefehl reduziert und der Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls wiederholt wird; und eine Abdichtungsbestimmungseinheit (23), die eingerichtet ist, festzustellen, dass die Abdichtung des Gasbehälters (31) reduziert ist, wenn eine Entladungsstartzeit (TS) vom Beginn des Abgebens der hochfrequenten elektrischen Leistung an die Entladungsröhre (41) bis zum Zeitpunkt, zu dem die Entladungsbeginnbestimmungseinheit (21) den Start der Entladung feststellt, einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (TH1) überschreitet, wobei die Abdichtungsbestimmungseinheit (23) bestimmt, dass eine Reduzierung der Abdichtung des Gasbehälters (31) vorliegt; wenn der Betriebsvorgang gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls wiederholt wird, und die Abdichtungsbestimmungseinheit (23) dazu eingerichtet ist, bei über die Zeit zunehmender Anzahl von Wiederholungen der Betriebsvorgänge gradueller Erhöhung des Stromversorgungsabgabebefehls bis zum Start der Entladung eine zunehmende Reduzierung der Abdichtung des Gasbehälters festzustellen.
  2. Gaslaseroszillator (1) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Speichereinheit (24), die eingerichtet ist zum Speichern einer Anzahl von Bestimmungen durch die Abdichtungsbestimmungseinheit (23), dass die Abdichtung des Gasbehälters (31) reduziert ist, wobei der Gaslaseroszillator (1) eingerichtet ist, gestoppt zu werden, wenn die Anzahl der in der Speichereinheit (24) gespeicherten Bestimmungen einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert überschreitet.
  3. Gaslaseroszillator (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend eine Anzeigeeinrichtung (7), die eingerichtet ist, zumindest die Entladungsstartzeit und/oder die Anzahl der Bestimmungen durch die Abdichtungsbestimmungseinheit (23), dass die Abdichtung des Gasbehälters reduziert ist, anzuzeigen.
  4. Gaslaseroszillator (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gaslaseroszillator (1) eingerichtet ist, dann, wenn nach einer vorgebebenen Zeitspanne nach Anlegen der Entladungsröhrenspannung kein Start der Entladung durch die Entladungsbeginnbestimmungseinheit (21) festgestellt worden ist, den Druck des Lasergases zum Start der Entladung zu reduzieren.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6162768B2 (ja) * 2015-10-05 2017-07-12 ファナック株式会社 補助電極を備えたガスレーザ発振器
DE102017107248A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Steckverbindersystem
US11588293B2 (en) * 2017-11-21 2023-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Methods and systems for aligning master oscillator power amplifier systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63133585A (ja) * 1986-11-25 1988-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスレ−ザ装置等のガス圧安定化装置
US20060114959A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Fanuc Ltd Gas laser oscillator
US20080043799A1 (en) * 2006-06-22 2008-02-21 Fanuc Ltd Gas laser oscillator
DE102011012387A1 (de) * 2010-04-05 2011-10-06 Fanuc Corporation Gaslaseroszillator mit einer Funktion zum Bestimmen der Auflösung der Entladung
DE102013109593A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Fanuc Corporation Gaslaseroszillator mit Entladungsbeginn-Beurteilungsfunktion

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236580A (ja) * 1988-07-27 1990-02-06 Nec Corp ハロゲンガス濃度検知方法
JP2561510Y2 (ja) 1997-01-13 1998-01-28 株式会社小松製作所 ガスレーザ装置
JP4326172B2 (ja) * 2001-09-10 2009-09-02 独立行政法人科学技術振興機構 低圧軸方向励起方式f2レーザ装置
JP4137972B2 (ja) 2006-12-14 2008-08-20 ファナック株式会社 ガス組成異常判断方法及び放電励起ガスレーザ発振器
JP2010212553A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Panasonic Corp レーザ発振装置およびレーザ加工機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63133585A (ja) * 1986-11-25 1988-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスレ−ザ装置等のガス圧安定化装置
US20060114959A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 Fanuc Ltd Gas laser oscillator
US20080043799A1 (en) * 2006-06-22 2008-02-21 Fanuc Ltd Gas laser oscillator
DE102011012387A1 (de) * 2010-04-05 2011-10-06 Fanuc Corporation Gaslaseroszillator mit einer Funktion zum Bestimmen der Auflösung der Entladung
DE102013109593A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Fanuc Corporation Gaslaseroszillator mit Entladungsbeginn-Beurteilungsfunktion

Also Published As

Publication number Publication date
JP5829311B1 (ja) 2015-12-09
US9252552B2 (en) 2016-02-02
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JP2016004945A (ja) 2016-01-12
CN105322417A (zh) 2016-02-10
US20150372441A1 (en) 2015-12-24
CN105322417B (zh) 2016-12-21

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