DE102015100641B4

DE102015100641B4 - Gaslasersystem, das den Lasergaszustand während einer Abschaltung der Stromversorgung aufrechterhalten kann

Info

Publication number: DE102015100641B4
Application number: DE102015100641.3A
Authority: DE
Inventors: Ryusuke Miyata
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2035-01-20
Also published as: CN104810714B; US9147994B2; JP2015138944A; DE102015100641A8; CN104810714A; US20150214691A1; DE102015100641A1; JP5800925B2

Abstract

Gaslasersystem, umfassend:einen Laseroszillator (1), mit einem Gasströmungsweg (2) und einem Gebläse (7) zum Zirkulieren von Lasergas und einer Gaszufuhr- und -auslasseinheit (8, 9), die ein Gaszufuhrventil (8a) zum Zuführen von Lasergas zum Gasströmungsweg und ein Gasauslassventil (9a) und eine Vakuumpumpe (9b) zum Auslassen des Lasergases aus dem Gasströmungsweg umfasst;eine Energiezufuhreinheit (20), die zum Zuführen von Energie zum Laseroszillator ausgelegt ist;eine Energiespeichereinheit (21), die zum Speichern der Energie, welche von der Energiezufuhreinheit geliefert wird, ausgelegt ist;eine Energiereduzierungs-Feststellungseinheit (22), die zum Feststellen einer Energiereduzierung durch einen Stromnetzausfall oder durch manuelles Ausschalten der Hauptenergiequelle ausgebildet ist, in dem ein Wert der Energie unter einen Energiewert (Wa) fällt, der dem Laseroszillator ein normales Arbeiten ermöglicht; undeine Steuereinheit (10), die zum Steuern der Gaszufuhr- und -auslasseinheit durch Nutzen der Energie, die in der Energiespeichereinheit gespeichert ist, ausgebildet ist, um so den Gasströmungsweg abzudichten, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit eine Energiereduzierung feststellt; andeine Anomaliefeststellungseinheit (10a), die zum Feststellen einer Betriebsanomalität des Laseroszillators ausgelegt ist,wobei die Steuereinheiteinerseits eine vorgegebene Anomaliestoppoperation ausführt, wenn die Anomaliefeststellungseinheit die Anomalie des Betriebs des Laseroszillators feststellt und die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit keine Energiereduzierung feststellt, wobei die vorgegebene Anomaliestoppoperation das Anhalten des Antriebs der Vakuumpumpe (9b) und des Gebläses (7) und das Öffnen des Gaszufuhrventils (8a) und des Gasauslassventils (9a) umfasst, undandererseits die Gaszufuhr- und -auslasseinheit steuert, um den Gasströmungsweg abzudichten, sodass ein Gaszustand des Gasströmungswegs (2) während des Energiereduzierungszustands gleich dem Zustand vor dem Energiereduzierungszustand ist, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit eine Energiereduzierung durch den Stromnetzausfall oder durch das manuelle Ausschalten der Hauptenergiequelle feststellt, auch wenn die Anomaliefeststellungseinheit die Betriebsanomalie des Laseroszillators feststellt.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gaslasersystem, das einen Lasergaszustand aufrechterhalten kann, wenn ein Netzausfall oder dergleichen die Stromversorgung abschaltet.
Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein gesagt, wird ein Gaslaseroszillator aktiviert, nachdem Lasergas im Laseroszillator ausgetauscht wird. Um die Zeit zum Aktivieren eines Laseroszillators zu verkürzen, ist im Gegensatz dazu eine Vorrichtung bekannt, die dafür ausgelegt ist, einen Teil eines Lasergasaustauschprozesses zur Zeit der Aktivierung unter bestimmten Bedingungen wegzulassen. Diese Vorrichtung wird zum Beispiel in der JP 27 37177 B2 beschrieben. In der Vorrichtung, die in JP 27 37177 B2 beschrieben wird, wenn die Betriebsstoppzeit des Laseroszillators innerhalb des vorgegebenen Zeitabschnitts liegt oder eine Gastemperatur im Laseroszillator größer oder gleich einer vorgegebenen Temperatur ist, nachdem eine Stoppoperation des Laseroszillators ausgeführt wird, wird ein Teil des Lasergasaustauschprozesses weggelassen.
In der Vorrichtung, die in JP 27 37177 B2 beschrieben wird, zum Beispiel wenn Netzausfall oder dergleichen eine Unterbrechung der Energiezufuhr verursacht, kann die Stoppoperation des Laseroszillators jedoch nicht normal ausgeführt werden, was zu einem Problem beim Weglassen eines Teils des Lasergasaustauschprozesses zur Zeit der Reaktivierung des Laseroszillators führen kann.
Die JP S63-288 080 A zeigt einen Gaslaser, bei dem beim Ausschalten die Entladungsröhre mit einer einer Lasergasflasche verbunden wird, sodass der Druck in der Entladungsröhre vorzugsweise höher als ein Atmosphärendruck ist.
Die JP H01-321 671 A zeigt einen Gaslaser bei dem eine Anomalie festgestellt werden kann.
Die JP H07-142 794 A zeigt einen Laser, bei dem bei einer Erkennung einer Energiezufuhranomalie ein normalerweise geschlossener Schalter ausgeschaltet wird und diesen mechanisch in der ausgeschalteten Position hält.
Die JP H03-246 982 A zeigt einen Gaslaser der eine Umdrehungszahl eines Turbo-Gebläses bestimmt und mit der Frequenz eines Umrichters korreliert.
Die US 2011/0 243 177 A1 zeigt einen Gaslaser der einen temporären Stopp des Laseroszillators ermöglicht.
Die JP H02-130 981 A zeigt einen Gaslaser mit einem ersten Startverfahren nach einer langen Betriebspause und einem zweiten Startverfahren nach einer kurzen Betriebspause.
Die US 2006/0 114 959 A1 zeigt einen Gaslaser der eine Anomalie beim Starten der Entladung erkennen kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt ein Gaslasersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem abhängigen Anspruch.
Figurenliste
Die Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen ersichtlich, die sich auf die begleitenden Zeichnungen bezieht, dabei gilt:

1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration eines Laseroszillators illustriert, welcher ein Gaslasersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration des Gaslasersystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Hauptbetrieb des Gaslasersystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration eines Laseroszillators 1 illustriert, welcher ein Gaslasersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Gaslasersystem gemäß der Ausführungsform ist in einem weiten Bereich von Gebieten anwendbar, wie zum Beispiel Verarbeitung, Medizin und Messung.
Wie in 1 illustriert, umfasst der Laseroszillator 1 einen Gasströmungsweg 2 zum Zirkulieren von Lasergas, ein Entladungsrohr 3, das in Verbindung mit dem Gasströmungsweg 2 steht, einen Ausgabespiegel 4 und einen Rückspiegel 5, der auf beiden Seiten des Entladungsrohrs 3 angeordnet ist, eine Laserenergiequelle 6 zum Anlegen einer Spannung (Entladungsrohrspannung) an das Entladungsrohr 3, ein Gebläse 7 zum Zirkulieren des Lasergases entlang des Gasströmungswegs 2, eine Gaszufuhrvorrichtung 8 zum Zuführen des Lasergases zum Gasströmungsweg 2 und eine Gasauslassvorrichtung 9 zum Entleeren das Lasergases aus dem Strömungsweg 2.
Der Gasströmungsweg 2 ist eingerichtet für die Verwendung eines Lasergascontainers 2a. Der Lasergascontainer 2a ist ein abgedichteter Vakuumcontainer, und das Lasergas ist im Lasergascontainer 2a in einem Zustand eingeschlossen, bei dem das Lasergas von der Atmosphäre getrennt ist. Als Lasergas, Gasmedium für Laseroszillation, einschließlich eines Lasermediums, wie zum Beispiel Kohlendioxid, wird gasförmiger Stickstoff oder Argon verwendet.
Die Laserenergiequelle 6 ist mit einer Energiequelleneinheit 20 des Gaslasersystems (2) verbunden, und Energie wird an die Laserenergiequelle 6 von der Energiequelleneinheit 20 geliefert. Eine Steuereinheit 10 steuert die Energie, die von der Laserenergiequelle 6 an das Entladungsrohr 3 geliefert wird. Wenn die Energie von der Laserenergiequelle 6 an das Entladungsrohr 3 geliefert wird, mit anderen Worten, wenn eine Entladungsrohrspannung angelegt wird, wird das Lasergas angeregt während des Durchgangs durch das Entladungsrohr 3, so dass ein Laseraktivzustand entsteht. Licht, das durch das Entladungsrohr 3 erzeugt wird, wird zwischen dem Ausgabespiegel 4 und dem Rückspiegel 5 verstärkt, und ein Teil des Lichtes wird als Laserstrahl 11 vom Ausgabespiegel 4 ausgegeben. Der Laserstrahl 11 läuft durch einen zu öffnenden und zu schließenden Verschluss 12 und bestrahlt ein Objekt.
Das Gebläse 7 umfasst einen Lüfter oder ein Gebläse, das von einem Elektromotor angetrieben wird. Energie von der Energiequelleneinheit 20 (2) wird an das Gebläse 7 über einen Gebläseinverter geliefert, der nicht dargestellt ist. Das Gebläse 7 wird durch diese Energie in Drehung versetzt, um das Lasergas entlang des Gasströmungswegs 2 zirkulieren zu lassen. Ein erster Wärmetauscher 13 und ein zweiter Wärmetauscher 14 sind auf einer Seite vor bzw. hinter dem Gebläse 7 im Gasströmungsweg 2 angeordnet. Ein vorgegebenes Kühlmittel (zum Beispiel Kühlwasser) läuft durch jeden der Wärmetauscher 13 und 14. Das Lasergas wird während des Durchgangs durch die Wärmetauscher 13 und 14 durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel gekühlt und auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten.
Ein Gaszufuhrströmungsweg 15 und ein Gasauslassströmungsweg 16 sind jeweils mit dem Gasströmungsweg 2 verbunden. Die Gaszufuhrvorrichtung 8 ist auf dem Gaszufuhrströmungsweg 15 installiert, und die Gasauslassvorrichtung 9 ist auf dem Gasauslassströmungsweg 16 installiert. Die Gaszufuhrvorrichtung 8 umfasst ein Gaszufuhrventil 8a, und die Gasauslassvorrichtung 9 umfasst ein Gasauslassventil 9a und eine Vakuumpumpe 9b.
Das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a sind Ein-Aus-Ventile (Magnetventile), die durch Steuersignale von der Steuereinheit 10 geöffnet oder geschlossen werden. Mit anderen Worten, umfassen das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a Spulen und Federn und werden durch Federkräfte im unerregten neutralen Zustand der Spulen geschlossen. Wenn andererseits die Spulen Energie von Steuereinheit 10 zum Erregen erhalten, werden das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a gegen die Federkräfte geöffnet. Mit anderen Worten, werden das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a geöffnet, wenn die Steuereinheit 10 an dieselben ein EIN-Signal ausgibt, und geschlossen, wenn die Steuereinheit 10 ein AUS-Signal (Dichtsignal) an dieselben ausgibt. Das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a können als proportionale Magnetventile konfiguriert werden, deren Ventilöffnungsgrade eingestellt werden können. Ein Hochdrucktank (nicht dargestellt), der das Lasergas speichert, ist mit dem Gaszufuhrströmungsweg 15 verbunden. Wenn dementsprechend das Gaszufuhrventil 8a geöffnet ist, wird das Lasergas vom Tank zum Gasströmungsweg 2 über das Gaszufuhrventil 8a zugeführt. Wenn andererseits das Gasauslassventil 9a geöffnet ist und die Vakuumpumpe 9b betrieben wird, wird das Lasergas vom Gasströmungsweg 2 über das Gasauslassventil 9a entladen. Wenn das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a geschlossen sind, wird der Gasströmungsweg 2 in einen versiegelten Zustand versetzt.
Während der Laseroszillation wird das Lasergas dem Gasströmungsweg 2 über den Gaszufuhrströmungsweg 15 und den Gasauslassströmungsweg 16 zugeführt bzw. entladen, und das Lasergas im Lasergascontainer 2a wird durch eine kleine Menge ersetzt. Ein Gasdruckdetektor 17 wird auf der Abwärtsstromseite des ersten Wärmetauschers 13 und auf der Zustromseite des Gebläses 7 installiert, und Gasdruck im Lasergascontainer 2a wird durch den Gasdruckdetektor 17 festgestellt. Die Steuereinheit 10 gibt ein Steuersignal (Gasdrucksteuerbefehl) an das Gebläse 7, die Gaszufuhrvorrichtung 8 und die Gasauslassvorrichtung 9 auf der Basis eines Feststellungswertes des Gasdruckdetektors 17 aus, um den Gasdruck im Lasergascontainer 2a auf den vorgegebenen Gasdruck zu regeln.
Wenn die Aktivierung des Laseroszillators 1 oben konfiguriert angewiesen wird, führt der Laseroszillator 1 im Voraus eine vorgegebene vorbereitende Operation als Reaktion auf einen Befehl von der Steuereinheit 10 aus und beginnt dann eine Entladungs-Operation. Die vorbereitende Operation umfasst zum Beispiel einen Schritt des Auslassens des Gases aus dem Lasergascontainer 2a durch die Gasauslassvorrichtung 9 und einen Schritt der Zufuhr von Lasergas von vorgegebenem Druck in den Lasergascontainer 2a durch die Gaszufuhrvorrichtung 8 nach dem Gasauslassschritt. Das Gas im Lasergascontainer 2a wird durch den vorbereitenden Betrieb ersetzt. Der Gaszufuhrschritt kann gestartet werden vor dem Abschluss des Gasauslassschritts.
Wenn eine Operation des Laseroszillators 1 nach dem Ende der Entladung normal gestoppt wird, führt der Oszillator 1 eine vorgegebene normale Stoppoperation als Reaktion auf einen Befehl von der Steuereinheit 10 aus. Die normale Stoppoperation umfasst einen Schritt des Schließens des Gaszufuhrventils 8a der Gaszufuhrvorrichtung 8 und des Gasauslassventils 9a der Gasauslassvorrichtung 9, und einen Schritt des Antriebsstopps der Vakuumpumpe 9b und des Gebläses 7. Dann wird die Operation in einem Zustand beendet, in dem der Lasergascontainer 2a mit Lasergas von einem Druck gefüllt wird, der größer als der atmosphärische Druck ist. Im Ergebnis dessen wird das Eindringen der Atmosphäre in den Gasströmungsweg 2 verhindert, nachdem die Operation des Laseroszillators 1 gestoppt ist.
Die Steuereinheit 10 umfasst eine Anomaliefeststellungseinheit 10a, die zum Feststellen von Anomalien des Betriebs von Laseroszillator 1 ausgelegt ist. Nach dem Feststellen einer Betriebsanomalie durch die Anomaliefeststellungseinheit 10a wird der Betrieb des Laseroszillators 1 gewaltsam angehalten (Alarmstopp). Mit anderen Worten, der Betrieb des Laseroszillators 1 wird durch Ausführen einer Anomaliestoppoperation gestoppt. Die Anomaliefeststellungseinheit 10a stellt zum Beispiel den Gasdruck oder eine Temperatur im Lasergascontainer 2a, einen Entladungszustand oder einen Antriebszustand der Vakuumpumpe 9b oder des Gebläses 7 fest, um das Vorhandensein oder Fehlen einer Betriebsanomalität des Laseroszillators 1 festzustellen. Wenn eine Betriebsanomalität festgestellt wird, wird der Antrieb der Vakuumpumpe 9b und des Gebläses 7 gestoppt, und das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a werden geöffnet. Das bewirkt, dass der Laseroszillator 1 in einen Anfangszustand vor der Aktivierung zurückkehrt.
Wenn der Laseroszillator 1 nach einem Normalstoppbetrieb reaktiviert wird, stellt die Steuereinheit 10 fest, ob die Betriebsstopp-Zeitspanne innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne liegt. Das ist die Feststellung, ob das Lasergas im Lasergascontainer 2a in einem vorgegebenen Zustand gehalten wird. Mit anderen Worten, wenn die Betriebsstopp-Zeitspanne innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne liegt, stellt die Steuereinheit 10 fest, dass es kein Eindringen der Atmosphäre in den Gasströmungsweg 2 gibt oder keinen Austritt des Lasergases aus dem Gasströmungsweg 2 gibt, und daher wird das Lasergas im Gasströmungsweg 2 im vorgegebenen Zustand gehalten.
In diesem Fall wird ein Teil der vorbereitenden Operation oder die ganze vorbereitende Operation (zum Beispiel Ersetzen von Lasergas) weggelassen, um mit der Entladung zu beginnen. Damit wird die Zeit zum Aktivieren des Laseroszillators 1 verkürzt, um zu ermöglichen, dass die Entladung innerhalb kurzer Zeit fortgesetzt wird. Solange vom Lasergasdruck im Lasergascontainer 2a festgestellt werden kann, dass er in einem vorgegebenen Zustand gehalten wird, kann ein weiterer Parameter (zum Beispiel Temperatur oder Druck des Lasergases im Lasergascontainer 2a) als Bestimmungskriterium statt der Betriebsstopp-Zeitspanne verwendet werden.
Wenn ein Stromausfall eine Abschaltung von Energie während des Betriebs des Laseroszillators 1 zum Beispiel in einer Region verursacht, in der der Energiezustand nicht gut ist, besteht die Möglichkeit, dass die Anomaliefeststellungseinheit 10a eine Anomalität feststellt und dadurch den normalen Stoppbetrieb des Laseroszillators 1 deaktiviert. Wenn in diesem Fall der Laseroszillator 1 reaktiviert wird, kann der vorbereitende Betrieb nicht weggelassen werden, was die Wiederaufnahme der Entladung innerhalb einer kurzen Zeit deaktiviert. Um einen solchen Fall gemäß der Erfindung zu verhindern, wird das Gaslasersystem wie unten beschrieben konfiguriert.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Konfiguration des Gaslasersystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. In der Zeichnung umfasst ein Gaszirkulationssystem 1a des Laseroszillators 1 Komponenten, die die Zirkulation des Lasergases durch den Gasströmungsweg 2 betreffen, spezifisch das Gebläse 7, die Gaszufuhrvorrichtung 8, die Gasauslassvorrichtung 9 und den Gasdruckdetektor 17. 2 illustriert hauptsächlich eine Konfiguration, die die Steuerung das Gaszirkulationssystems 1a betrifft.
Wie in 2 illustriert, sind der Laseroszillator 1, die Steuereinheit 10, eine Energiespeichervorrichtung 21 und eine Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 mit der Energiequelleneinheit 20 des Gaslasersystems verbunden. Die Energiespeichervorrichtung 21 ist eine Batterie, die eine vorgegebene Kapazität hat und Zufuhrenergie von der Energiequelleneinheit 20 speichert. Die Energiespeichervorrichtung 21 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, und die Steuereinheit 10 kann durch Energie betrieben werden, die von der Energiespeichervorrichtung 21 zugeführt wird.
Die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 ist durch Einbeziehung eines Voltmeters konfiguriert und stellt einen Reduzierungszustand der Energie fest, die von der Energiequelleneinheit 20 geliefert wird, mit anderen Worten, sie stellt fest, dass die Zufuhrenergie W zu einem vorgegebenen Wert Wa oder geringer wird. Der vorgegebene Wert Wa ist äquivalent zum Beispiel zur Energie zur Zeit des Auftretens eines Energieausfalls, und das Auftreten eines Energieausfalls oder nicht wird durch die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 festgestellt. Mit anderen Worten, ist der vorgegebene Wert Wa ein Energieniveau, das einen normalen Betrieb des Laseroszillators 1 ermöglicht, und die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 stellt den Reduzierungszustand der Energie fest, wo ein Energiewert unter den Energiewert Wa fällt, der dem Laseroszillator 1 ermöglicht, normal zu arbeiten. Die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, und der Energiereduzierungszustand, der von der Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 festgestellt wird (Energiereduzierungssignal), wird der Steuereinheit 10 mitgeteilt.
Die Steuereinheit 10 gibt ein Steuersignal an das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a des Gaszirkulationssystem 1a aus, das auf den Signalen von der Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 und dem Gasdruckdetektor 17 des Gaszirkulationssystems 1a beruht. Mit anderen Worten, wenn es kein Energiereduzierungssignal gibt, das von der Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 ausgegeben wird, gibt die Steuereinheit 10 ein Steuersignal (Gasdrucksteuerbefehl) an das Gaszirkulationssystem 1a aus auf der Basis von Gasdruckdaten, die vom Gasdruckdetektor 17 festgestellt werden, um den Gasdruck des Gasströmungswegs 2 auf einen vorgegebenen Gasdruck zu regeln. Wenn es andererseits ein Energiereduzierungssignal gibt, das von der Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 ausgegeben wird, stoppt die Steuereinheit 10 die Ausgabe des Gasdrucksteuerbefehls und gibt ein AUS-Signal (Abdichtbefehl) aus an das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a zum Schließen des Gaszufuhrventils 8a und des Gasauslassventils 9a.
Eine Hauptoperation des Gaslasersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf eine Diagrammscheibe von 3 beschrieben. An einem Punkt bei Zeit t₀ ist die Zufuhrenergie W von der Energiezufuhreinheit 20 während des Betriebs des Laseroszillators 1 größer als der vorgegebene Wert Wa. Dementsprechend gibt die Steuereinheit 10 (ON / EIN) einen Gasdrucksteuerbefehl an das Gaszirkulationssystem 1a durch Nutzung von Energie aus der Energiequelleneinheit 20 aus. Wenn ein Energieausfall in diesem Zustand auftritt, wie in 3 illustriert, wird die Energie W, die von der Energiequelleneinheit 20 geliefert wird, reduziert.
Zu einem Zeitpunkt t₁ , wenn die gelieferte Energie W auf den vorgegebenen Wert Wa oder darunter fällt, gibt die Energiequelleneinheit-Feststellungseinheit 22 (ON / EIN) ein Energiereduzierungssignal aus. Zu dieser Zeit wird Energie von der Energiespeichervorrichtung 21 an die Steuereinheit 10 geliefert. Die Steuereinheit 10 stoppt (OFF / AUS) das Ausgeben des Gasdrucksteuerbefehls und gibt ein OFF-Signal an das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a durch Nutzen der Energie von der Energiespeichervorrichtung 21, mit anderen Worten, verursacht, dass ein Abdichtungsbefehl aktiv wird. Daher werden das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a geschlossen, um das Zirkulationssystem (Gasströmungsweg 2) in einen verschlossenen Zustand zu versetzen.
Das Ausgeben des Abdichtungsbefehls wird über eine vorgegebene Zeit vom Zeitpunkt t₁ bis zum Zeitpunkt t₂ fortgesetzt. Die vorgegebene Zeit ist äquivalent zur Entladungszeit der Energiespeichervorrichtung 21. Zum Zeitpunkt t₂ wird die Energiezufuhr aus der Energiespeichervorrichtung 21 an die Steuereinheit 10 abgeschnitten, und das Gaslasersystem geht in einen vollständig angehaltenen Zustand über. Selbst wenn die Anomaliefeststellungseinheit 10a eine Betriebsanomalie feststellt, wird daher keine Anomaliestoppoperation mit Öffnung des Gaszufuhrventils 8a und des Gasauslassventils 9a auf Grund der fortgesetzten Ausgabe des Abdichtbefehls für die vorgegebene Zeit ausgeführt, und der Gasströmungsweg 2 kann in einem abgedichteten Zustand gehalten werden.
Zum Zeitpunkt t₂ , nachdem das Gaslasersystem vollständig angehalten ist, wird kein Abdichtbefehl mehr ausgegeben, und das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a werden in nicht erregte neutrale Zustände der Magnetspulen versetzt. Dementsprechend werden das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a geschlossen gehalten, und der Lasergascontainer 2 wird im abgedichteten Zustand gehalten. Durch Aufrechterhalten des abgedichteten Zustandes des Gasströmungswegs 2 während des Energieausfalls ist ein Gaszustand des Gasströmungswegs 2 zur Zeit der Reaktivierung des Gaslasersystems nach der Wiederherstellung vom Energieausfall zu einem Zeitpunkt t₃ gleich dem vor dem Energieausfall. Im Ergebnis dessen kann das Entladen ohne Notwendigkeit, eine vorbereitende Operation immer wieder auszuführen, um den Laseroszillator 1 zu aktivieren, zu einem Zeitpunkt t₄ unmittelbar nach der Aktivierung des Gaslasersystems wieder aufgenommen werden.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die folgenden Betriebseffekte sorgen.

(1) Das Gaslasersystem umfasst die Energiequelleneinheit 20, die Energiespeichervorrichtung 21 zum Speichern der Energie, die von der Energiequelleneinheit 20 zugeführt wurde, die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 zum Feststellen des Reduzierungszustandes der Energie, die von der Energiequelleneinheit 20 geliefert wurde, und die Steuereinheit 10 zum Steuern des Öffnens/Schließens des Gaszufuhrventils 8a und des Gasauslassventils 9a des Laseroszillators 1. Wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 den Energiereduzierungszustand feststellt, gibt die Steuereinheit 10 den Abdichtbefehl aus an das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a unter Verwendung von Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 21 gespeichert ist, um den Gasströmungsweg 2 in den abgedichteten Zustand zu versetzen. Wenn die Energiezufuhr auf Grund des Energieausfalls oder dergleichen reduziert ist, wird der Gaszustand im Lasergascontainer 2a zum Zeitpunkt der Energiezufuhrreduzierung (Zeitpunkt t₁ in 3) selbst während des Energieausfalls aufrechterhalten. Im Ergebnis dessen kann zur Energiewiederherstellungszeit (Zeitpunkt t₃ in 3) der Erneuerungsschritt des Lasergases im Laseroszillator 1 weggelassen werden, und das Entladen kann innerhalb kurzer Zeit wieder aufgenommen werden.
(2) Wenn die Anomaliefeststellungseinheit 10a die Anomalie des Betriebs des Laseroszillators 1 feststellt, während die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 den Reduktionszustand der Energie nicht feststellt, führt die Steuereinheit 10 die Anomaliestoppoperation aus, um den Antrieb der Vakuumpumpe 9b und des Gebläses 7 anzuhalten und das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a zu öffnen. Andererseits steuert die Steuereinheit 10 das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a, um den Gasströmungsweg 2 abzudichten, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 den Reduktionszustand der Energie feststellt, selbst wenn die Anomaliefeststellungseinheit 10a die Anomalität des Betriebs des Laseroszillators 1 feststellt. Im Ergebnis dessen kann während des Energieausfalls der Gasströmungsweg 2 sicher im abgedichteten Zustand gehalten werden, ohne eine Alarmstoppoperation auszuführen.
(3) Das Gaszufuhrventil 8a und das Gasauslassventil 9a sind als Magnetventile ausgelegt, die im unerregten neutralen Zustand der Spulen geschlossen sind, nachdem der Befehl von der Steuereinheit 10 aufgehört hat. Im Ergebnis dessen wird die Energiezufuhr von der Energiespeichervorrichtung 21 an die Steuereinheit 10 angehalten, und der Gasströmungsweg 2 kann im abgedichteten Zustand erhalten werden, selbst nachdem das Gaslasersystem vollständig gestoppt ist.

Gemäß der obigen Ausführungsform wird die Energie, die von der Energiequelleneinheit 20 geliefert wird, in der Energiespeichervorrichtung 21 gespeichert. Jedoch ist die Energiespeichervorrichtung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann Energie in einem Kondensator gespeichert werden, der in der Steuereinheit 10 installiert ist. Gemäß der obigen Ausführungsform wird das Voltmeter für die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 verwendet, um den Energiereduktionsstatus festzustellen, wo ein Energiewert kleiner oder gleich dem vorgegebenen Wert Wa wird. Jedoch ist die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Gemäß der obigen Ausführungsform wird der Reduzierungszustand der Energiezufuhr während des Energieausfalls durch die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 festgestellt. Jedoch tritt der Reduzierungszustand der Zufuhrenergie nicht nur während des Energieausfalls auf, sondern zum Beispiel auch, wenn eine Hauptenergiequelle manuell AUS geschaltet wird. Dementsprechend kann die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 den Reduzierungszustand der Energie in diesem Fall feststellen, und daher kann das Gaslasersystem gemäß der vorliegenden Erfindung auf andere Fälle angewandt werden, zusätzlich zum Fall des Energieausfalls. Gemäß der obigen Ausführungsform wird die Energie von der Energiequelleneinheit 20 für das Entladungsrohr 3 über die Laserenergiequelle 6 angewendet. Die Laserenergiequelle 6 kann jedoch in der Energiequelleneinheit 20 enthalten sein. Mit anderen Worten, ist die Energiequelleneinheit 20, die als Hauptenergiequelle des Gaslasersystems dient, nicht auf die oben genannte Konfiguration beschränkt.
Gemäß der Ausführungsform wird das Lasergas an den Gasströmungsweg 2 geliefert und aus demselben ausgelassen durch die Gaszufuhrvorrichtung 8 bzw. die Gasauslassvorrichtung 9, wobei die Ventilvorrichtungen (Gaszufuhrventil 8a und Gasauslassventil 9a), die in dem Zustand geschlossen sind, in dem der Befehl von der Steuereinheit 10 gestoppt ist. Die Gaszufuhr- und -auslasseinheit ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Jede Konfiguration kann für den Gasströmungsweg 2 genutzt werden, durch welchen das Gas zirkuliert, und der Laseroszillator 1 ist nicht auf die oben erwähnte Konfiguration beschränkt. Es kann jede Konfiguration für die Steuereinheit 10 eingesetzt werden, solange die Gaszufuhr- und -auslasseinheit durch Verwenden der Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, gesteuert wird, um so den Gasströmungsweg 2 abzudichten, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit 22 den Reduzierungszustand der Energie feststellt. Die Ausführungsform kann beliebig mit einem oder mehreren modifizierten Beispielen kombiniert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Gaszufuhr- und -auslasseinheit durch Verwenden der Energie gesteuert, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, um so den Gasströmungsweg abzudichten, wenn die Energie auf Grund des Energieausfalls oder dergleichen reduziert ist. Der Lasergaszustand im Gasströmungsweg vor dem Energieausfall kann daher selbst während des Energieausfalls erhalten werden. Im Ergebnis dessen kann der Ersetzungsschritt des Lasergases zur Energierückgewinnungszeit weggelassen werden, und das Entladen kann innerhalb einer kurzen Zeit wieder aufgenommen werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, wie sie für die Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich ist, können verschiedene Korrekturen und Änderungen vorgenommen werden, ohne vom offenbarten Geltungsbereich der Ansprüche abzuweichen, die später beschrieben werden.

Claims

Gaslasersystem, umfassend: einen Laseroszillator (1), mit einem Gasströmungsweg (2) und einem Gebläse (7) zum Zirkulieren von Lasergas und einer Gaszufuhr- und -auslasseinheit (8, 9), die ein Gaszufuhrventil (8a) zum Zuführen von Lasergas zum Gasströmungsweg und ein Gasauslassventil (9a) und eine Vakuumpumpe (9b) zum Auslassen des Lasergases aus dem Gasströmungsweg umfasst; eine Energiezufuhreinheit (20), die zum Zuführen von Energie zum Laseroszillator ausgelegt ist; eine Energiespeichereinheit (21), die zum Speichern der Energie, welche von der Energiezufuhreinheit geliefert wird, ausgelegt ist; eine Energiereduzierungs-Feststellungseinheit (22), die zum Feststellen einer Energiereduzierung durch einen Stromnetzausfall oder durch manuelles Ausschalten der Hauptenergiequelle ausgebildet ist, in dem ein Wert der Energie unter einen Energiewert (Wa) fällt, der dem Laseroszillator ein normales Arbeiten ermöglicht; und eine Steuereinheit (10), die zum Steuern der Gaszufuhr- und -auslasseinheit durch Nutzen der Energie, die in der Energiespeichereinheit gespeichert ist, ausgebildet ist, um so den Gasströmungsweg abzudichten, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit eine Energiereduzierung feststellt; and eine Anomaliefeststellungseinheit (10a), die zum Feststellen einer Betriebsanomalität des Laseroszillators ausgelegt ist, wobei die Steuereinheit einerseits eine vorgegebene Anomaliestoppoperation ausführt, wenn die Anomaliefeststellungseinheit die Anomalie des Betriebs des Laseroszillators feststellt und die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit keine Energiereduzierung feststellt, wobei die vorgegebene Anomaliestoppoperation das Anhalten des Antriebs der Vakuumpumpe (9b) und des Gebläses (7) und das Öffnen des Gaszufuhrventils (8a) und des Gasauslassventils (9a) umfasst, und andererseits die Gaszufuhr- und -auslasseinheit steuert, um den Gasströmungsweg abzudichten, sodass ein Gaszustand des Gasströmungswegs (2) während des Energiereduzierungszustands gleich dem Zustand vor dem Energiereduzierungszustand ist, wenn die Energiereduzierungs-Feststellungseinheit eine Energiereduzierung durch den Stromnetzausfall oder durch das manuelle Ausschalten der Hauptenergiequelle feststellt, auch wenn die Anomaliefeststellungseinheit die Betriebsanomalie des Laseroszillators feststellt.
Gaslasersystem nach Anspruch 1, wobei das Gaszufuhrventil (8a) und das Gasausslassventil (9a) in einem Lasergaszufuhr- und -auslassweg (15, 16) installiert sind, der mit dem Gasströmungsweg kommuniziert, und in einem Zustand geschlossen sind, in dem ein Befehl von der Steuereinheit gestoppt ist.