DE102017206074B4

DE102017206074B4 - Laservorrichtung, die in der Lage ist, einen kleinen Kühler zu verwenden

Info

Publication number: DE102017206074B4
Application number: DE102017206074.3A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Takigawa; Yuji Nishikawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2020-02-13
Anticipated expiration: 2037-04-11
Also published as: JP6328683B2; US9985409B2; JP2017191833A; CN107293929A; DE102017206074A1; CN107293929B; US20170294755A1

Abstract

Laservorrichtung (1), die mindestens Wärme kühlt, die von einem Laseroszillator (3) ausgestrahlt wird, mittels eines Kühlers (2), der eine Kühlmittel-Zirkulationsversorgungsvorrichtung ist, wobei die Laservorrichtung umfasst:mindestens einen Laseroszillator (3);eine Stromversorgungseinheit (4), die den Laseroszillator (3) mit elektrischem Strom für die Laseroszillation versorgt;ein Ausgangslicht-Erkennungsteil (5), das eine Laserstrahlleistung von dem Laseroszillator (3) erkennt;ein optisches Lasersystem (12) zum Ausgeben eines Laserstrahls von der Laservorrichtung (1);mindestens ein Temperaturerkennungsteil (6), das die Temperatur des Kühlmittels oder einer Komponente, deren Temperatur durch eine Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, erkennt;eine Eingabeeinheit (8);eine Anzeigeeinheit (7);ein Aufzeichnungsteil (10), das Merkmale der Laservorrichtung (1), umfassend ein optisches Leistungsmerkmal des Laseroszillators (3) und ein Merkmal des Kühlers (2), aufzeichnet;ein Berechnungsteil (9), das einen Zustand der Laservorrichtung (1) berechnet; undeine Steuereinheit (11), die jedes Teil der Laservorrichtung (1) steuert, dadurch gekennzeichnet, dassdas Berechnungsteil (9), bevor die Laserbearbeitung beginnt, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit (11) den Zustand der Laservorrichtung (1) basierend auf einer Kühlkapazität des Kühlers (2) und dem Tankvolumen des Kühlers (2), mindestens einem Wärmeerzeugungsbetrag von dem Laseroszillator (3) und einer Wärmekapazität eines gekühlten Teils der Laservorrichtung (1), der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist, die in dem Aufzeichnungsteil (10) aufgezeichnet werden, in Bezug auf die Laserbearbeitungsbedingungen berechnet, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator (3) oder die Stromleistungsbefehlsdaten für den Laseroszillator (3) an die Stromversorgungseinheit (4), die durch die Eingabeeinheit (8) eingegeben wurden oder eingestellt wurden, undwobei die Steuereinheit (11), bevor die Laserbearbeitung beginnt und wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen, bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die eingegeben oder eingestellt wurden, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung (1), das von dem Berechnungsteil (9) berechnet wurde, übersteigt,a) eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs auf der Anzeigeeinheit (7) anzeigt und/oderb) eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Aufzeichnungsteil (10) aufzeichnet.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laservorrichtung zur Durchführung von Bearbeitungen, wie Schneiden und Schweißen, an einem Werkstück, die in der Lage ist, einen kleinen Kühler einer Spezifikation zu verwenden, die zu den Laserstrahlleistungs-Bedingungen passt, als Zirkulationskühlmittel-Versorgungsvorrichtung (Kühler), die Kühlmittel, wie Kühlwasser, zum Kühlen von wärmeerzeugenden Teilen, wie einem Laseroszillator, bereitstellt, wenn sie nicht gemäß den Bedingungen verwendet werden, beispielsweise, wenn eine Laservorrichtung einen Laserstrahl kontinuierlich über eine längere Zeit mit der maximalen optischen Ausgangsnennleistung ausgibt.
Normalerweise wird ein Kühler, der eine Kühlkapazität aufweist, die beim Ausgeben eines Laserstrahls über eine lange Zeit bei der maximalen optischen Nennleistung durch die Laservorrichtung den Wärmeerzeugungsbetrag übersteigt, als Kühler zum Kühlen eines wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators einer Laservorrichtung, ausgewählt. Kühler, die solch eine große Kühlkapazität aufweisen, sind jedoch im Allgemeinen groß bemessen, erfordern eine große Installationsfläche und sind kostspielig. Andererseits gibt es bei der normalerweise vom Anwender einer Laservorrichtung ausgeführten Bearbeitung aufgrund dessen, dass geringere optische Leistung als die maximale optische Nennleistung verwendet wird, der Tastzyklus (Nutzungsgrad) der Laseroszillation gering und die kontinuierliche Bearbeitungszeit kurz ist, eine Nachfrage nach der Verwendung eines kleinen Kühlers mit geringer Kühlkapazität, der zu den Arbeitsbedingungen der Laservorrichtung passt.
Bei Verwendung eines kleinen Kühlers mit geringer Kühlkapazität wird, wenn die Laserbearbeitung über eine längere Zeit kontinuierlich ausgeführt wird oder die Laseroszillation bei einem höheren Tastzyklus ausgeführt wird als ursprünglich geplant, die Temperatur eines wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators, auf die zulässige Temperatur oder höher ansteigen, und es besteht das Risiko, dass der Laseroszillator etc. Schaden nimmt. Obgleich verhindert werden kann, dass der Laseroszillator, etc. Schaden nimmt, wenn die Konfiguration derart ist, dass die Laserbearbeitung unterbrochen wird, indem die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators oder des Kühlmittels, erkannt wird, und die Laseroszillation gestoppt wird, wenn ein übermäßiger Temperaturanstieg erkannt wird, hat es aus diesem Grund dahingehend ein Problem gegeben, dass das Werkstück bei der Bearbeitung ein fehlerhaftes Produkt wird und nicht länger verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laservorrichtung, die eine Funktion aufweist, eine Warnung anzuzeigen, um zu benachrichtigen, dass es möglicherweise einen übermäßigen Temperaturanstieg gibt, für den Fall, dass es möglicherweise ein wärmeerzeugendes Teil gibt, wie den Laseroszillator, dessen Temperatur während der Laserbearbeitung übermäßig ansteigt, in dem Moment, in dem die Laserbearbeitungsbedingungen eingestellt (eingegeben) werden, sowie alternative Laserbearbeitungsbedingungen vorschlägt, wie die Bearbeitungszeit kürzer einzustellen, oder die Bearbeitung zu starten, nachdem die Temperatur des Kühlmittels gefallen ist, oder eine Funktion, die Laserbearbeitung auszuführen, indem die eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen automatisch durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt werden, sodass ein kleinformatiger Kühler mit geringer Kühlkapazität, der zu den normalen Verwendungsbedingungen der Laservorrichtung passt, ohne Probleme, wie dem Stoppen der Laseroszillation während der Laserbearbeitung, verwendet werden kann.
Stand der Technik
Bei normalen Laserbearbeitungsbedingungen wird, selbst wenn ein kleinformatiger Kühler, der eine geringe Kühlkapazität und ein kleines Kühltankvolumen aufweist, ohne Probleme verwendet werden kann, die Temperatur des Laseroszillators, Kühlmittels oder Ähnlichem gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen übermäßig ansteigen. Bei der herkömmlichen Technologie ist, wenn die Temperatur des Laseroszillators, Kühlmittels oder Ähnlichem übermäßig ansteigt, der Laseroszillator selbst mitten in der Laserbearbeitung gestoppt oder die Laserleistung herabgesetzt worden.
JP 2007-218457 A offenbart beispielsweise, obgleich die Laservorrichtung nicht darauf beschränkt ist, „eine Kühlflüssigkeits-Zirkulationsvorrichtung, die mit einem Flüssigkeitszufuhrmittel zum Zirkulieren einer Kühlflüssigkeit zu einem Zirkulationskanal zum Kühlen einer thermischen Last ausgestattet ist; ein Temperatursteuermittel zum Anpassen der Temperatur durch mindestens Kühlen einer Kühlflüssigkeit, die zurückgekehrt ist, indem sie durch den Zirkulationskanal gelangt ist, wobei die Vorrichtung umfasst: a) ein Temperaturerkennungsmittel zum Erkennen der Temperatur der Kühlflüssigkeit, die durch das Temperatursteuermittel angepasst ist; und b) ein Anomalie-Erkennungsmittel zum Bestimmen eines anomalen Zustands, wenn eine erkannte Temperatur durch das Temperaturerkennungsmittel zumindest als anomale Temperatur vorbestimmt ist, nach dem Moment, wenn eine vorbestimmte Zeit seit Betriebsstart abgelaufen ist, und umfassend ein Betriebssteuermittel zum Stoppen des Betriebs, wenn eine Anomalie erkannt wurde“. Bei Verwendung in einer Laservorrichtung kann, da die Laseroszillation der Laservorrichtung gestoppt werden muss, bevor der Betrieb der Kühlflüssigkeits-Zirkulationsvorrichtung gestoppt wird, das Werkstück mitten in der Laserbearbeitung ein fehlerhaftes Produkt werden.
Außerdem wird in JP 2011-49376 A offenbart: „Ein Laserbearbeitungssystem, umfassend: einen Laseroszillator, der einen Laserstrahl ausgibt; eine Laserstrahlmaschine, die ein Werkstück mit dem Laserstrahl bearbeitet, der von dem Laseroszillator ausgegeben wird; eine Kühlvorrichtung, die Kühlwasser zum Kühlen des Laseroszillators liefert; ein Temperaturmessmittel zum Messen der Temperatur von Kühlwasser, das von der Kühlvorrichtung geliefert wird; und eine Steuervorrichtung, die den Laseroszillator steuert, sodass ein Laserstrahlleistungswert des Laseroszillators für den Fall herabgesetzt wird, dass eine Kühlwassertemperatur, die von dem Temperaturmessmittel gemessen wurde, einen Referenzwert übersteigt.“ Da der Laserstrahlleistungswert des Laseroszillators in dem Fall herabgesetzt wird, dass die Kühlwassertemperatur einen Referenzwert überstiegen hat, kann das gerade bearbeitete Werkstück dennoch ein fehlerhaftes Produkt werden.
JP 2012-59993 A offenbart außerdem „eine Laservorrichtung, die mit einem Kühlmechanismus ausgestattet ist, der einen Kühlmitteldurchgang mit Oszillationsteil aufweist, der innerhalb eines Laseroszillationsteils vorgesehen ist, das einen Laserstrahl oszilliert, einen Kühlmittel-Versorgungsdurchgang, der ein Kühlmittel zu dem Kühlmitteldurchgang mit Oszillationsteil führt; und einen Kühlmittel-Ablassdurchgang, der das Kühlmittel umwälzt, das von dem Kühlmitteldurchgang mit Oszillationsteil geführt wird, wobei die Laservorrichtung umfasst: ein Laseroszillations-Steuerteil, das das Laseroszillationsteil antreibt und steuert; ein Ein-Aus-Ventil, das den Kühlmittelversorgungsdurchgang öffnet und schließt; ein Ein-Aus-Ventil-Steuerteil, das das Ein-Aus-Ventil zum Öffnen und Schließen steuert; und ein Anomalie-Erkennungsmittel zum Erkennen einer Anomalie im Kühlmechanismus, wobei das Laseroszillations-Steuerteil die Oszillationen des Laserstrahls stoppt und das Ein-Aus-Ventil-Steuerteil das Ein-Aus-Ventil schließt, wenn eine Anomalie im Kühlmechanismus von dem Anomalie-Erkennungsmittel erkannt wird“. Obgleich das Anomalie-Erkennungsmittel zum Erkennen einer Anomalie im Kühlmechanismus auch ein Temperaturerkennungsteil umfasst, das die Temperatur von Kühlwasser erkennt, besteht, da die Oszillation des Laserstrahls für den Fall gestoppt wird, dass eine Anomalie im Kühlmechanismus erkannt wird, keine Möglichkeit, dass das gerade bearbeitete Werkstück ein fehlerhaftes Produkt werden kann. Eine weitere Laservorrichtung ist in der US 6,144,684 A offenbart.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wie zuvor beschrieben kann, wenn die Temperatur des Kühlmittels oder Ähnlichem einen Referenzwert während der Laserbearbeitung übersteigt, da die Laseroszillation gestoppt wird oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird, das gerade mit Laser bearbeitete Werkstück ein fehlerhaftes Produkt werden, und es ist keine Technologie offenbart worden, die einen kleinen Kühler in einer Laservorrichtung ohne Probleme, wie die Erzeugung fehlerhafter Produkte, sicher verwenden kann. Daher gibt es keine Alternative, als dass das gerade bearbeitete Werkstück ein fehlerhaftes Produkt wird, oder dass ein groß bemessener Kühler verwendet wird, der eine übermäßige Kühlkapazität für normale Bearbeitungsbedingungen aufweist, wobei in beiden Fällen verschwenderische Kosten entstehen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laservorrichtung bereitzustellen, bei der die oben beschriebene Situation berücksichtigt wird, und die in der Lage ist, einen kleinen Kühler mit geringer Kühlkapazität bereitzustellen, der problemlos bei normalen Laserbearbeitungsbedingungen verwendet werden kann, ohne dass beispielsweise die Laseroszillation während der Laserbearbeitung stoppt.
Der Gegenstand des Anspruchs 1 stellt eine entsprechende Laservorrichtung bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Um die zuvor erwähnte Aufgabe zu erzielen, stellt ein erster Gesichtspunkt der Erfindung eine Laservorrichtung bereit (zum Beispiel die später beschriebene Laservorrichtung 1), die mittels einer Kühlmittel-Zirkulationsversorgungsvorrichtung (Kühler) (zum Beispiel des später beschriebenen Kühlers 2) mindestens Wärme kühlt, die von einem Laseroszillator ausgestrahlt wird (zum Beispiel dem später beschriebenen Laseroszillator 3), wobei die Laservorrichtung umfasst: mindestens einen Laseroszillator; eine Stromversorgungseinheit (zum Beispiel die später beschriebene Stromversorgungseinheit 4), die elektrischen Strom für die Laseroszillation an den Laseroszillator liefert; ein Ausgangslicht-Erkennungsteil (zum Beispiel das später beschriebene Ausgangslicht-Erkennungsteil 5), das die Laserstrahlleistung von dem Laseroszillator erkennt; ein optisches Lasersystem (zum Beispiel das später beschriebene optische Lasersystem 12) zum Ausgeben eines Laserstrahls von der Laservorrichtung; mindestens ein Temperaturerkennungsteil (zum Beispiel das später beschriebene Temperaturerkennungsteil 6), das die Temperatur von Kühlmittel oder einer Komponente, deren Temperatur durch eine Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, erkennt; eine Eingabeeinheit (zum Beispiel die später beschriebene Eingabeeinheit 8); eine Anzeigeeinheit (zum Beispiel die später beschriebene Anzeigeeinheit 7); ein Aufzeichnungsteil (zum Beispiel das später beschriebene Aufzeichnungsteil 10), das Merkmale der Laservorrichtung, umfassend ein optisches Leistungsmerkmal des Laseroszillators und ein Merkmal des Kühlers aufzeichnet; ein Berechnungsteil (zum Beispiel das später beschriebene Berechnungsteil 9), das einen Zustand der Laservorrichtung berechnet; und eine Steuereinheit (zum Beispiel die später beschriebene Steuereinheit 11), die jedes Teil der Laservorrichtung steuert, wobei das Berechnungsteil, bevor die Laserbearbeitung beginnt, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit den Zustand der Laservorrichtung basierend auf einer Kühlkapazität des Kühlers und einem Tankvolumen (zum Beispiel dem später beschriebenen Tankvolumen 15) des Kühlers mindestens einem Wärmeerzeugungsbetrag von dem Laseroszillator und einer Wärmekapazität eines gekühlten Teils der Laservorrichtung, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist, berechnet, die in dem Aufzeichnungsteil in Bezug auf die Laserbearbeitungsbedingungen, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator oder die Stromleistungsbefehlsdaten für den Laseroszillator an die Stromversorgungseinheit, aufgezeichnet werden, die durch die Eingabeeinheit eingegeben wurden oder eingestellt wurden und wobei die Steuereinheit, bevor die Laserbearbeitung beginnt, und wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen, bei den Laserbearbeitungsbedingung, die eingegeben oder eingestellt wurde, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung, das von dem Berechnungsteil berechnet wurde, übersteigt: a) einer Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs auf der Anzeigeeinheit anzeigt und/oder b) einer Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Aufzeichnungsteil aufzeichnet.
Gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, da eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird oder die Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs vor Beginn der Laserbearbeitung im Aufzeichnungsteil aufgezeichnet wird, das Problem zu überwinden, bei dem das gerade bearbeitete Werkstück minderwertig wird, weil die Laserbearbeitung begonnen wird, ohne zu bemerken, dass die Temperatur des Kühlmittels oder wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators, während der Laserbearbeitung übermäßig ansteigt und dann erkannt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels oder des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators, übermäßig angestiegen ist und die Laseroszillation gestoppt wird oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung weist die Steuereinheit des ersten Gesichtspunkts überdies eine der folgenden Funktionen auf wenn erkannt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, bei der Laserbearbeitungsbedingung, die durch die Eingabeeinheit eingegeben wurde oder eingestellt wurde, Anzeigen auf der Anzeigeeinheit eine alternative Laserbearbeitungsbedingung, bei der die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, nicht die vorbestimmte jeweils zulässige Temperatur übersteigt, und/oder Aufzeichnen der alternativen Laserbearbeitungsbedingung in dem Aufzeichnungsteil, und/oder Ausführen der Laserbearbeitung durch automatisches Ersetzen der Laserbearbeitungsbedingung durch die alternative Laserbearbeitungsbedingung.
Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann, selbst bei Verwendung eines kleinen Kühlers mit geringer Kühlkapazität, wenn die Möglichkeit eines Temperaturanstiegs des Kühlmittels oder einer Komponente besteht, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und sie die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, da die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen angezeigt werden, das Problem, dass die Bearbeitung im Rahmen der Aufgabe nicht möglich ist, vermieden werden, indem erneut auf die angezeigten Laserbearbeitungsbedingungen eingestellt wird. Durch die Funktion des automatischen Ersetzens durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ist es möglich, dass die Laserbearbeitung ohne zu stoppen und sogar ohne das Eingreifen einer Person beendet wird.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung führt die Steuereinheit des ersten oder zweiten Gesichtspunkts der Erfindung überdies Folgendes aus: Senden eines Befehls an die Stromversorgungseinheit, sodass der Laseroszillator mindestens mit einem vorbestimmten Wert eines Stroms oder einer Spannung versorgt wird, einem vorbestimmten eingestellten Plan folgend, der eingestellt wurde; Empfangen von Stromdaten, die an den Laseroszillator von der Stromversorgungseinheit gesendet werden, und von optischen Leistungsdaten von dem Ausgangslicht-Erkennungsteil; und Aktualisieren mindestens eines Merkmals, des optischen Leistungsmerkmals der Laservorrichtung, das im Auf zeichnungsteil aufgezeichnet wurde, das ein Merkmal einer Laserstrahlleistung in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit geliefert wird oder eines Wärmeerzeugungsmerkmals des Laseroszillators, das einen Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit geliefert wird.
Gemäß dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist es möglich, wenn sich die Merkmale des Laseroszillators ändern, eine optische Leistung gemäß dem Befehl auszugeben, indem das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung aktualisiert wird, und es ist möglich, genau zu bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, indem das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators aktualisiert wird.
Gemäß dem vierten Gesichtspunkt ist, wie in dem ersten bis dritten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben, in der Laservorrichtung mindestens ein Temperaturerkennungsteil der Temperaturerkennungsteile ein Temperaturerkennungsteil, das die Temperatur einer Umgebung erkennt, in der mindestens eine Vorrichtung, die Laservorrichtung oder der Kühler, installiert ist; mindestens ein Datensatz, die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Kühlkapazität des Kühlers oder die umgebungstemperaturabhängigen Daten einer Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung eindringt, wird in dem Aufzeichnungsteil aufgezeichnet; das Berechnungsteil berechnet überdies den Zustand der Laservorrichtung unter Verwendung mindestens eines Datensatzes, die Daten der Kühlkapazität des Kühlers oder die Daten einer Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil eindringt, bei der Umgebungstemperatur, die von dem Temperaturerkennungsteil erkannt wurde; und die Steuereinheit bestimmt überdies, ob die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur ansteigt, durch Wärmeerzeugung mindestens des Laseroszillators die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die eingegeben oder eingestellt wurden, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung, das von dem Berechnungsteil berechnet wurde, übersteigt.
Gemäß dem vierten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, indem bestimmt wird, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, wie des Laseroszillators, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, durch Berücksichtigen der Änderung der Kühlkapazität des Kühlers oder der Änderung der Wärmemenge, die wegen der Umgebungstemperaturänderung von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung eindringt, auch dann genau zu bestimmen, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist.
Gemäß einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung weist die Steuereinheit des ersten bis vierten Gesichtspunkts der Erfindung überdies die Funktion des Stoppens der Laseroszillation oder des Herabsetzens der Laserstrahlleistung auf, für den Fall eines Temperaturanstiegs eines Kühlmittels oder einer Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung ansteigt, weil mindestens der Laseroszillator die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen überstiegen hat.
Gemäß dem fünften Gesichtspunkt der Erfindung ist es auch für den Fall, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur ansteigt, beispielsweise wenn die Temperatur des Laseroszillators übermäßig ansteigt, und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, entgegen der Erwartung aufgrund des Problems des Kühlers usw. möglich, eine Beschädigung oder Ähnliches des Laseroszillators zu vermeiden.
Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung weist die Steuereinheit des ersten bis fünften Gesichtspunkts der Erfindung überdies mindestens eine der folgenden Funktionen auf: wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, vorbestimmte jeweils zulässige Temperaturen übersteigt, für die Laserbearbeitungsbedingungen, die von der Eingabeeinheit eingegeben wurde oder eingestellt wurden, Anzeigen einer Spezifikation eines erforderlichen Kühlers, zum Bearbeiten, ohne die Laserbearbeitungsbedingungen an der Anzeigeeinheit zu ändern, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung, das von dem Berechnungsteil berechnet wurde, gemäß einer Anforderung, die von der Eingabeeinheit eingegeben wurde oder von einer Einstellung, und/oder Aufzeichnen der Kühler-Spezifikation in dem Aufzeichnungsteil.
Gemäß dem sechsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, unverzüglich zu bemerken, mit welchem Kühler mit welcher Kühlkapazität und welchem Tankvolumen am besten zu ersetzen ist, wenn die Notwendigkeit aufkommt, ein Ersetzen des Kühlers zu erwägen.
Gemäß dem siebten Gesichtspunkt der Erfindung, wie im ersten bis sechsten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben, zeichnet in der Laservorrichtung das Aufzeichnungsteil, damit das Berechnungsteil berechnet, ob die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, vorbestimmte jeweils zulässige Temperaturen übersteigt, bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die eingestellt wurde, basierend auf der Kühlkapazität des Kühlers und dem Tankvolumen des Kühlers, dem Wärmeerzeugungsbetrag von mindestens dem Laseroszillator und der Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung, der von dem Kühlmittel wirksam zu kühlen ist, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit, Aufzeichnen, zusätzlich zum Aufzeichnen im Voraus, mindestens der Kühlkapazität des Kühlers und des Tankvolumens des Kühlers, und der Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist im Voraus im Auf zeichnungsteil mindestens einen Rechenausdruck zum Berechnen eines Wärmeerzeugungsbetrag von mindestens dem Laseroszillator gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen und Aufzeichnen, im Voraus im Aufzeichnungsteil, mindestens eines Rechenausdrucks, der einen Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, berechnet.
Gemäß dem siebten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Temperaturanstieg der Komponente oder des Kühlmittels einfach durch Aufzeichnen der Rechenausdrücke in dem Aufzeichnungsteil, zusätzlich zu numerischen Informationen, die bei der Berechnung erforderlich sind, zu berechnen.
Gemäß einem achten Gesichtspunkt der Erfindung ist in der Laservorrichtung, wie im ersten bis siebten Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben, mindestens eines der Temperaturerkennungsteile in einer Position zum Erkennen mindestens einer Temperatur, der Temperatur eines gekühlten Teils des Laseroszillators oder der Temperatur des Kühlmittels, installiert, und Aufzeichnen von Daten im Aufzeichnungsteil, die eine Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung und der Temperatur angeben, die von dem Temperaturerkennungsteil erkannt wurde, das die mindestens eine Temperatur erkennt, die Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators oder die Temperatur des Kühlmittels, und die Steuereinheit weist überdies eine Funktion zum Anpassen eines optischen Leistungsbefehls auf, sodass die Laserleistung stabil wird, gemäß der Änderung der Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator ansteigt, unter Bezugnahme auf die Daten, die in dem Aufzeichnungsteil aufgezeichnet werden, die die Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung und der Temperatur angeben, die von dem Temperaturerkennungsteil erkannt wird, das die mindestens eine Temperatur, die Temperatur des gekühlten Abschnitts des Laseroszillators oder die Temperatur des Kühlmittels, erkennt.
Gemäß dem achten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird sich, da die Kühlkapazität des Kühlers gering ist, die Temperatur des Laseroszillators und des Kühlmittels ändern; selbst wenn sich die Temperatur ändert, ist es jedoch möglich, die Laserleistung zu stabilisieren.
Gemäß einem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist, wie im ersten bis achten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beschrieben, die Steuereinheit in der Laservorrichtung eine numerische Steuerungseinheit.
Gemäß dem neunten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es bei einer numerischen Steuerungseinheit möglich, beide Funktionen des Berechnungsteils und des Aufzeichnungsteils bereitzustellen, und es wird möglich, dass die zuvor erwähnte Funktion ohne Zusätze, wie neue Komponenten, in der numerischen Steuerungseinheit zum Steuern der Laservorrichtung vorhanden ist.
Gemäß einem zehnten Gesichtspunkt der Erfindung, wie im ersten bis neunten Gesichtspunkt beschrieben, teilt die Laservorrichtung die Steuereinheit mit einer Vielzahl der Laservorrichtungen.
Gemäß dem zehnten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Kostenreduktion durch Teilen einer Steuereinheit oder numerischen Steuerungseinheit mit einer Vielzahl der Laservorrichtungen erzielt.
Gemäß der Laservorrichtung der vorliegenden Erfindung wird aufgrund der Tatsache, dass es eine Funktion gibt zum Aussenden einer Warnung beim Schritt des Einstellens der Laserbearbeitungsbedingungen oder des Ausführens der Laserbearbeitung durch automatisches Ersetzen der eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen vor dem Beginn der Laserbearbeitung, wenn die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Laseroszillators oder Kühlmittels die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, da das Problem eines Werkstücks unter Laserbearbeitung geringer wird als ein Ergebnis des Erkennens eines übermäßigen Temperaturanstiegs des Laseroszillators oder Kühlmittels, und ein Stoppen der Laseroszillation oder Herabsetzen der Laserstrahlleistung während der Laserbearbeitung nicht entstehen wird, ein Effekt ausgeübt, durch den es möglich wird, die Laserbearbeitung ohne das Anfallen verschwenderischer Kosten auszuführen, selbst wenn ein kleinformatiger Kühler ausgewählt wird, der sich durch geringe Kosten auszeichnet und wenig Raum einnimmt.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine konzeptionelle Ausgestaltung einer Laservorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Berechnungsteils und Steuerungsteils der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3A ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3B ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel der Temperaturänderung jedes Teils der Laservorrichtung aufgrund der die kontinuierliche Laserstrahlleistung begleitenden Wärmeerzeugung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel der Temperaturänderung jedes Teils der Laservorrichtung aufgrund der die gepulste Laserstrahlleistung begleitenden Wärmeerzeugung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt; und
6A ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs eines abgewandelten Beispiels 1 der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6B ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs eines abgewandelten Beispiels 1 der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Es ist zu beachten, dass in den Erklärungen des abgewandelten Beispiels 1 der ersten Ausführungsform und später den Ausgestaltungen die gleichen Bezugszeichen zugewiesen sind, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen. Daher wird ihre Erklärung ausgelassen. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine konzeptionelle Ausgestaltung einer Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Laservorrichtung 1 der ersten Ausführungsform, die Wärme kühlt, die von einem Laseroszillator 3 etc. mittels einer Kühlmittel-Zirkulationsvorrichtung (Kühler) 2 gekühlt wird, umfasst: mindestens einen Laseroszillator 3, eine Stromversorgungseinheit 4, die den Laseroszillator 3 mit elektrischem Strom für die Laseroszillation versorgt, ein Ausgangsstrahl-Erkennungsteil 5, das die Laserstrahlleistung vom Laseroszillator 3 erkennt, ein optisches Lasersystem 12 zum Ausgeben eines Laserstrahls von der Laservorrichtung 1, mindestens ein Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur des Kühlmittels oder einer Komponente erkennt, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, eine Eingabeeinheit 8, eine Anzeigeeinheit 7, eine Aufzeichnungseinheit 10, die Merkmale der Laservorrichtung 1 aufzeichnet, umfassend das optische Leistungsmerkmal des Laseroszillators 3 und das Merkmal des Kühlers 2, eine Berechnungseinheit 9, die einen Zustand der Laservorrichtung berechnet, und eine Steuereinheit 11, die jedes Teil der Laservorrichtung steuert.
In der Laservorrichtung 1 zeigt die Steuereinheit 11 auf der Anzeigeeinheit 7 eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs an, wie die Möglichkeit, dass die Temperatur des Laseroszillators 3 etc. so übermäßig ansteigt, dass sie die zulässige Temperatur übersteigt, wenn eine Bearbeitung bei den Laserbearbeitungsbedingungen ausgeführt wird, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder die Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4, die eingegeben oder eingestellt wurden, bevor die Laserbearbeitung begonnen wird, in dem Fall, dass bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen bei den eingegebenen oder eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt, unter Bezugnahme auf die Ergebnisse, die von der Berechnungseinheit 9 basierend auf der Kühlkapazität des Kühlers 2 und der Tankkapazität des Kühlers 2, des Wärmeerzeugungsbetrags von dem Laseroszillator 3 etc. und der Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der von dem Kühlmittel wirksam zu kühlen ist, berechnet wurden, die im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden, in Bezug auf Laserbearbeitungsbedingungen, umfassend mindestens entweder Leistungsbefehlsdaten der optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder elektrische Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4, die über die Eingabeeinheit 8 eingegeben oder eingestellt wurden, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 11. Wie später beschrieben wird, ist, wenn die Laserbearbeitung durch automatisches Ersetzen durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ausgeführt wird, die Anzeige einer Warnung auf der Anzeigeeinheit 7 nicht notwendig, und die Warnung kann im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden.
Da, wenn die Möglichkeit besteht, dass das Kühlmittel oder das wärmeerzeugende Teil, wie der Laseroszillator 3, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen während der Laserbearbeitung übersteigt, eine Warnung ausgegeben wird, selbst wenn ein kleinformatiger Kühler ausgewählt wird, der kostengünstig ist und wenig Raum einnimmt, ist es möglich, das Problem zu beheben, dass das gerade bearbeitete Werkstück aufgrund des Beginns der Laserbearbeitung minderwertig wird, ohne dass bemerkt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators 3, während der Laserbearbeitung übermäßig angestiegen ist, dann erkannt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels oder wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators 3, übermäßig angestiegen ist, und die Laseroszillation gestoppt oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird. Ein konkretes Beispiel für die Berechnungen, die in der Berechnungseinheit 9 ausgeführt werden, wird später beschrieben.
In 1 kann, obgleich nur eine der Laseroszillatoren 3 dargestellt ist, eine Vielzahl der Laseroszillatoren 3 vorgesehen sein. Zusätzlich kann der Laseroszillator 3 ein Gaslaseroszillator wie ein Kohlendioxidlaser, ein Festkörperlaseroszillator, umfassend einen Glasfaserlaser, der einen Halbleiterlaser als Anregungslichtquelle aufweist, oder ein Direkt-Diodenlaseroszillator sein, der den Halbleiterlaser als Laserstrahlquelle selbst aufweist, wobei der Typ des Laseroszillators nicht beschränkt ist. Wenn eine Vielzahl von Laseroszillatoren bereitgestellt wird, kann eine Struktur vorgenommen werden, die Laseroszillation ausführen kann, indem jeder der Laseroszillatoren unabhängig gesteuert wird und derart ausgestaltet ist, sodass er in der Lage ist, die optische Leistung oder das optische Leistungsmerkmal von jedem der Laseroszillatoren gleichzeitig zu erkennen oder zu messen, indem an jedem Laseroszillator mindestens ein Ausgangslicht-Erkennungsteil 5 vorgesehen ist. Zusätzlich kann das optische Lasersystem 12, wenn eine Vielzahl von Laseroszillatoren vorgesehen ist, die Vielzahl von Laserstrahlquellen in dem optischen Lasersystem dadurch multiplexen, dass es einen optischen Koppler oder Ähnliches umfasst.
Außerdem ist 1, obgleich der weiße Pfeil simulativ den Strahl des Laserstrahls darstellt, nicht auf Strahlen beschränkt, die sich im Raum ausbreiten und beispielsweise werden Strahlen, die sich in der optischen Faser etc. ausbreiten, dadurch ebenfalls simulativ ausgedrückt. Dies gilt ähnlich für Laserstrahlen, die von der Laservorrichtung 1 ausgegeben werden und simuliert und umfasst eine Struktur, die mit einem Bearbeitungskopf bereitgestellt ist, der so ausgestaltet ist, dass sich der Laserstrahl in der optischen Faser ausbreitet und der Laserstrahl sich grob auf die Fläche des Werkstücks am Anschlussende der optischen Faser fokussiert.
Außerdem veranschaulicht 1 schematisch, dass das Laserlicht in das Ausgangslicht-Erkennungsteil 5 eindringt; als Verfahren, damit der Laserstrahl auf das Ausgangslicht-Erkennungsteil 5 einfällt, ist es jedoch beispielsweise möglich, wenn die Strahlen sich im Raum ausbreiten, einen Teil der Strahlen, die von einem Halbspiegel divergiert werden, und das Licht, das sich in der optischen Faser ausbreitet, zu erkennen; es ist möglich, Licht von dem Anschlussende der optischen Faser, das unter Verwendung eines optischen Teilers divergiert wird, zu erkennen, und Lecklicht aus dem Mantel der optischen Faser zu erkennen, wobei die einfallende Struktur des Lichts zum Ausgangslicht-Erkennungsteil nicht auf die in 1 gezeigte Struktur beschränkt ist.
Obgleich das Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur des Laseroszillators 3 erkennt, das Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur des Kühlmittels erkennt und das Temperaturerkennungsteil 6, das die Umgebungstemperatur außerhalb der Laservorrichtung erkennt, beispielhaft dargestellt sind, ist die Position, an der das Temperaturerkennungsteil 6 zu installieren ist, nicht auf diese Beispiele beschränkt, sodass es an anderen Positionen, für die die Temperatur unvermeidbar ansteigt, vorgesehen sein kann, beispielsweise an der Stromversorgungseinheit 4. Das Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur des Laseroszillators 3 erkennt, kann, obgleich 1 simulativ veranschaulicht, dass es außerhalb des Laseroszillators 3 installiert ist, in dem Laseroszillator 3, für den eine Laserdiode als Laserlichtquelle oder Anregungslichtquelle dient, an einem Laserdiodenpaket, wobei ein Laserdiodenmodul-Paket eine Vielzahl von Laserdioden umfasst, oder an eine Kühlplatte installiert sein, auf der die Laserdiodenmodule montiert sind, wobei nicht beschränkt ist, an welchem Ort des Laseroszillators 3 es installiert ist.
Obgleich 1 schematisch eine Struktur veranschaulicht, in der das Berechnungsteil 9 von der Steuereinheit 11 umfasst ist, und das Aufzeichnungsteil 10 überdies von dem Berechnungsteil 9 umfasst ist, kann es sich außerdem natürlich um eine Struktur handeln, in der jedes getrennt ist. Das Aufzeichnungsteil 10 und das Berechnungsteil 9 und die Steuereinheit 11 sind Funktionsblöcke, und es ist auch möglich, beispielsweise eine Vielzahl von Funktionen oder alle drei Funktionen mittels eines Blocks der Steuereinheit 11 zu erhalten. Das Berechnungsteil 9 und die Steuereinheit 11 werden durch eine vorbestimmte Software realisiert, die in einem Speicherteil eines Rechners gespeichert ist, und die von einer CPU ausgeführt wird. Das Aufzeichnungsteil 10 kann in dem Speicherteil des Rechners realisiert sein. Außerdem können die Eingabeeinheit 8 und die Anzeigeeinheit 7 integriert und so konfiguriert sein, dass ein Teil der Funktionen der Eingabeeinheit 8 mit Softkeys an der Anzeigeeinheit 7 gehandhabt wird.
Außerdem zeigt 1 simulativ mittels fetter Linien mit Pfeilen Kühlrohre 13. Ein elektromagnetisches Ventil des Einlassrohrs und Auslassrohrs zum Schalten zwischen einem Zuflusszustand und einem isolierten Zustand des Kühlmittels von dem Kühler 2 zur Laservorrichtung 1 und ein Überströmrohr mit einem elektromagnetischen Ventil zum Umwälzen von Kühlmittel an den Kühler 2, im isolierten Zustand, werden ausgelassen. Obgleich 1 veranschaulicht, dass nur der Laseroszillator 3 mit Kühlmittel gekühlt wird, können auch andere wärmeerzeugende Teile als die Stromversorgungseinheit 4 und Komponenten, die Wärme empfangen, durch das Kühlmittel gekühlt werden. Außerdem ist die innere Struktur des Kühlers 2 von 1 eine beispielhafte Veranschaulichung, und die innere Struktur des Kühlers 2 ist nicht darauf beschränkt. Der Tank 15 und die Auslasspumpe 18 können außerhalb des Kühlers 2 vorgesehen sein.
Außerdem weist die Laservorrichtung 1 vorzugsweise mindestens eine Funktion der folgenden Funktionen auf: eine Funktion des Anzeigens auf der Anzeigeeinheit 7 der alternativen Laserbearbeitungsbedingungen, die unter Verwendung der Berechnung durch die Berechnungseinheit 9 erhalten wird, und bei der die Temperatur des Kühlmittels oder einer Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, nicht die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, eine Funktion des Aufzeichnen der alternativen Laserbearbeitungsbedingungen in dem Aufzeichnungsteil 10 und eine Funktion des Ausführens der Laserbearbeitung durch automatisches Ersetzen der Laserbearbeitungsbedingungen durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen, wenn die Steuereinheit 11 bestimmt hat, dass möglicherweise die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die durch die Eingabeeinheit 8 eingegeben oder eingestellt wurden.
Wenn eine Bearbeitung bei Laserbearbeitungsbedingungen ausgeführt wird, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder die Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4, die eingegeben oder eingestellt wurden, besteht durch einfaches Anzeigen einer Warnung, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Laseroszillators 3 etc. übermäßig ansteigt, sodass die zulässige Temperatur überstiegen wird, obgleich verhindert wird, dass die zulässige Temperatur während der Laserbearbeitung überstiegen wird oder das Werkstück dadurch minderwertig wird, dass die Laserstrahlleistung stoppt oder herabgesetzt wird, das Problem, dass die Arbeit stoppt, wenn nicht bekannt ist, wie die Laserbearbeitungsbedingungen am besten geändert werden.
Wenn die Möglichkeit eines Temperaturanstiegs des Kühlmittels oder einer Komponente besteht, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, kann, da die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen angezeigt werden, wie eine Verlängerung der Restzeit zwischen der kontinuierlichen Bearbeitung und der kontinuierlichen Bearbeitung oder dem Beginn der Bearbeitung, nachdem ein paar Minuten gewartet wurde, wenn die Temperatur des Kühlmittels ansteigt, das Problem vermieden werden, dass die Bearbeitung im Rahmen der Aufgabe nicht möglich ist, indem erneut auf die angezeigten Laserbearbeitungsbedingungen eingestellt wird. Es kann so konfiguriert werden, dass eine Vielzahl von alternativen Laserbearbeitungsbedingungen angezeigt und durch Softkeys ausgewählt werden kann. Durch die Funktion des automatischen Ersetzens durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ist es außerdem möglich, dass die Laserbearbeitung ohne zu stoppen und sogar ohne das Eingreifen einer Person beendet wird. Wenn durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt wird, kann konfiguriert werden, dass es nicht erforderlich ist, die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen auf der Anzeigeeinheit 7 anzuzeigen und einfach in dem Aufzeichnungsteil 10 aufzuzeichnen.
Außerdem ist es wünschenswert, dass die Steuereinheit 11 in der Laservorrichtung 1 einem vorbestimmten eingestellten Plan folgt, um Befehle an die Stromversorgungseinheit 4 auszugeben, sodass sie mindestens den Strom oder die Spannung eines vorbestimmten Werts an den Laseroszillator 3 liefert sowie die Stromdaten empfängt, die von der Stromversorgungseinheit 4 an den Laseroszillator 3 geliefert werden, und optische Leistungsdaten von dem Lichtleistungs-Erkennungsteil 5, und dann das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 aktualisiert, das das Merkmal der Laserstrahlleistung in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert werden, oder das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, das den Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden.
Wenn sich die Merkmale des Laseroszillators 3 ändern, und sich der Laseroszillator 3 verschlechtert hat, ist es durch Aktualisieren des optischen Leistungsmerkmals der Laservorrichtung 1 für den Laserstrahlleistungsbefehl der Laservorrichtung 1 möglich geworden, den entsprechenden Stromversorgungsbefehl an die Stromversorgungseinheit 4 auszugeben und somit möglich, optische Leistung gemäß dem Befehl auszugeben. Entsprechend ist es, wenn sich die Merkmale des Laseroszillators 3 ändern oder ähnlich, durch Aktualisieren des Wärmeerzeugungsmerkmals des Laseroszillators 3 möglich geworden, für den Laserstrahlleistungsbefehl an die Laservorrichtung 1 einen genauen Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 zu berechnen und somit möglich, genau zu bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt. Wenn eine Vielzahl der Laseroszillatoren 3, wie zuvor erwähnt, bereitgestellt wird, können das optische Leistungsmerkmal oder das Wärmeerzeugungsmerkmal jedes Laseroszillators 3 gleichzeitig durch Bereitstellen mindestens eines der Lichterkennungsteile 5 für jeden Laseroszillator 3 gemessen werden.
In der Laservorrichtung 1 ist außerdem mindestens ein Temperaturerkennungsteil 6 der Temperaturerkennungsteile 6 ein Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur der Umgebung erkennt, wobei mindestens die Laservorrichtung 1 oder der Kühler 2 installiert ist, mindestens ein Datensatz, die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Kühlkapazität des Kühlers 2 oder die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 eindringt, in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden, und die Steuereinheit 11 bestimmen kann, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen bei den eingegebenen oder eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt, unter Bezugnahme auf die Ergebnisse, die von dem Berechnungsteil 9 unter Verwendung des mindestens einen Datensatzes, die Daten der Kühlkapazität des Kühlers 2 oder die Daten der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil eindringt, für die Umgebungstemperatur, die von dem Temperaturerkennungsteil 6 erkannt wird, berechnet werden.
Der Temperaturanstieg von Kühlmittel oder Komponenten, wie dem Laseroszillator 3, der die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen entgegen der Schätzung aufgrund dessen übersteigt, dass die Umgebungstemperatur hoch ist, wird verhindert, indem bestimmt wird, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg der Komponente, wie des Laseroszillators 3 oder des Kühlmittels, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, unter Berücksichtigung einer Änderung der Kühlkapazität des Kühlers 2 oder einer Änderung in der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 abhängig von der Umgebungstemperaturänderung eindringt. Außerdem ist es möglich, ebenfalls zu verhindern, dass der Kühler 2 nicht wesentlich in der Größe vermindert werden kann, indem eine übermäßige Spanne in der Kühlkapazität des Kühlers 2 aus Angst vor dem Auftreten einer Situation gewährleistet wird, in der der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder einer Komponente, wie des Laseroszillators 3, aufgrund dessen, dass die Umgebungstemperaturen hoch sind, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen entgegen der Schätzung übersteigt. Es ist zu beachten, dass ein konkretes Beispiel der Berechnungen, die im Berechnungsteil 9 ausgeführt werden, später beschrieben wird.
Außerdem ist es wünschenswert, dass die Laservorrichtung 1, für den Fall, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, eine Funktion des Stoppens der Laseroszillation oder der Abnahme der Laserstrahlleistung gemäß einem Befehl von der Steuereinheit 11 aufweist.
Wenn die Temperatur des Kühlmittels oder einer Komponente ansteigt, beispielsweise wenn die Temperatur des Laseroszillators 3 stärker ansteigt als erwartet, ist es möglich, durch Eingeben oder Einstellen der Laserbearbeitungsbedingungen vor Beginn der Laserbearbeitung und bevor das Problem des Kühlers 2 oder der plötzliche Anstieg der Umgebungstemperatur während der Bearbeitung auftritt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen überschritten werden, durch das Lassen der Funktion des Stoppens der Laseroszillation oder die Abnahme der Laserstrahlleistung eine Beschädigung etc. des Laseroszillators 3 zu vermeiden.
Außerdem ist es wünschenswert, dass die Laservorrichtung 1 für die Laserbearbeitungsbedingungen, die von der Eingabeeinheit 8 eingegeben wurden oder eingestellt wurden, wenn die Steuereinheit 11 bestimmt, dass die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, unter Bezugnahme auf die Berechnungsergebnisse des Berechnungsteils 9 eine Funktion des Anzeigens einer Spezifikation des erforderlichen Kühlers 2 aufweist, um zu bearbeiten, ohne die Laserbearbeitungsbedingungen 7 an der Anzeigeeinheit zu ändern, oder eine Funktion des Aufzeichnens der Spezifikation in dem Aufzeichnungsteil 10 unter Bezugnahme auf die Berechnungsergebnisse, die von der Steuereinheit 11 an das Berechnungsteil 9 gesteuert werden, gemäß einer Anforderung, die von der Eingabeeinheit 8 eingegeben wurde oder von einer Einstellung.
Indem eine Funktion des Anzeigens oder Aufzeichnens der Spezifikation des erforderlichen Kühlers 2 vorliegt, um bei den Laserbearbeitungsbedingungen ohne Änderung zu bearbeiten, wenn sich die normalen Bearbeitungsbedingungen ändern oder wenn es aus einem Grund notwendig werden sollte, den Kühler 2 zu ersetzen oder zu vergrößern, ist es möglich, sofort zu erkennen, welche Kühlkapazität und welches Tankvolumen der montierte Kühler 2 am besten aufweisen sollte. Wie zuvor erwähnt ist es, wenn die Laserbearbeitung ausgeführt wird, indem automatisch durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt wird, ausreichend, die Spezifikation des erforderlichen Kühlers 2 aufzuzeichnen und bei Bedarf auszulesen, ohne dass dies auf der Anzeigeeinheit 7 angezeigt werden muss.
Das Aufzeichnungsteil 10 stellt wenigstens einen Bereich bereit, der die folgenden Daten (1) bis (11) aufzeichnet.

(1) Kühlkapazität des Kühlers 2 (P, später beschrieben)
(2) Tankvolumen des Kühlers 2
(3) Wärmeerzeugungsbetrag von dem Laseroszillator 3 etc. (Q₁ , später beschrieben)
(4) Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist (H_o , später beschrieben)
(5) Optisches Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1, das das Merkmal der Laserstrahlleistung in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird
(6) Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, das den Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird
(7) umgebungstemperaturabhängige Daten der Kühlkapazität (P) des Kühlers 2
(8) umgebungstemperaturabhängige Daten der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 eindringt (Q_1c (T' _i , T_c ))
(9) Rechenausdruck zum Berechnen des Wärmewerts (Q₁ ) von dem Laseroszillator 3 etc. gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen
(10) Rechenausdruck, der den Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente berechnet, für das/die die Temperatur durch Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt (Gleichung (3), Gleichung (4), Gleichung (8), später beschrieben)
(11) Daten, die die Beziehung zwischen der Temperatur des gekühlten Abschnitts des Laseroszillators 3 und dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 angeben und/oder Daten, die die Beziehung zwischen der Temperatur des Kühlmittels und dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 angeben. Der Gegenstand des Aufzeichnens der Rechenausdrücke der Posten (9) und (10) im Aufzeichnungsteil 10 entspricht dem siebten Gesichtspunkt der Erfindung.

2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Berechnungsteils 9 und der Steuereinheit 11. Das Berechnungsteil 9 umfasst einen Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91. Der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 berechnet die Posten (8) oder (9) von den folgenden Posten (1) bis (7) unter Verwendung von Rechenausdrücken, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden.

(1) Kühlkapazität des Kühlers 2 (P)
(2) Tankvolumen des Kühlers 2
(3) Wärmeerzeugungsbetrag von dem Laseroszillator 3 etc. (Q₁ )
(4) Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist (H_o )
(5) Temperatur jedes Teils (T_s , später beschrieben)
(6) Laserbearbeitungsbedingungen, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder die Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4
(7) Wärmewert, der von außerhalb eindringt (Q_1c (T'_i , T_c ))
(8) zulässige Zeit für kontinuierliche Bearbeitung (tmax, später beschrieben)
(9) von der Komponente oder dem Kühlmittel erreichte Höchsttemperatur

Q_1c

T_'i

T_c

Q₁

3

Die Steuereinheit 11 umfasst einen Wärmeerzeugungsbetrag-Erfassungsabschnitt 1101, einen Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102, einen Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Verarbeitungsabschnitt 1103, einen Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104, Laserverarbeitungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt 1105 einen Laseroszillations-Verminderungs-/Unterbrechungsabschnitt 1106 und einen Optischer-Leistungsbefehl-Anpassungsabschnitt 1107. Nachfolgend werden die Funktionen jedes dieser Teile erklärt.
Der Wärmeerzeugungsbetrag-Erfassungsabschnitt 1101 erfasst den Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 von dem Strom oder der Spannung, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird, unter Bezugnahme auf das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, das in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet ist.
Der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102 erzeugt Laserbearbeitungsbedingungen, derart, dass die Höchsttemperatur, die von der Komponente oder dem Kühlmittel erreicht wird, nicht die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur übersteigt, durch Ändern der Laserbearbeitungsbedingungen, wie Verkürzen der Zeit des kontinuierlichen Ausgebens eines Laserstrahls oder Verlängern der Zeit des Stoppens der Ausgabe eines Laserstrahls. Die erzeugten Laserbearbeitungsbedingungen werden als „alternative Laserbearbeitungsbedingungen“ bezeichnet. Unter Verwendung des Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitts 91 wird bestätigt, dass die Höchsttemperatur, die von der Komponente oder dem Kühlmittel erreicht wird, nicht die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur übersteigt, solange bei den alternativen Laserbearbeitungsbedingungen bearbeitet wird.
Der Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Erzeugungsabschnitt 1103 erzeugt die Spezifikation des Kühlers, sodass die von der Komponente oder dem Kühlmittel erreichte Höchsttemperatur nicht die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur übersteigt, ohne die Laserbearbeitungsbedingungen zu ändern, mittels Erhöhen der Kühlkapazität des Kühlers 2, Erhöhen des Tankvolumens des Kühlers 2 oder Ähnlichem. Diese erzeugte Kühlerspezifikation wird als „Spezifikation des erforderlichen Kühlers“ bezeichnet. Unter Verwendung des Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitts 91 wird bestätigt, dass die Höchsttemperatur, die von der Komponente oder dem Kühlmittel erreicht wird, auch ohne Ändern der Bearbeitungsbedingungen, nicht die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur übersteigt, solange ein Kühler verwendet wird, der die Spezifikation des erforderlichen Kühlers erfüllt.
Wenn die Bearbeitung bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die über die Eingabeeinheit 8 eingegeben oder eingestellt wurden, erfolgt, und wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmte jeweils zulässige Temperatur übersteigt, zeigt der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104 die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen an, die von dem Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102 an der Anzeigeeinheit 7 erzeugt werden, und/oder zeichnet die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen in dem Aufzeichnungsteil 10 auf, und/oder ersetzt automatisch die eingegebenen oder eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen durch die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen.
Der Laservorrichtungsmerkmale-Aktualisierungsabschnitt 1105 empfängt Stromdaten, die von der Stromversorgungseinheit 4 an den Laseroszillator 3 gesendet werden, und optische Leistungsdaten von dem Ausgangslicht-Erkennungsteil 5, misst das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3 und aktualisiert mindestens einen Merkmalsatz, das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1, das das Merkmal der Laserstrahlleistung in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird, oder das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, das den Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit 4 geliefert wird, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden.
Der Laseroszillations-Verminderungs-/ Unterbrechungsabschnitt 1106 verursacht, dass die Laseroszillation stoppt, oder verursacht, dass die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird, wenn der Temperaturanstieg der Komponente oder des Kühlmittels, die/das von dem Temperaturerkennungsteil 6 erkannt wird, die jeweils zulässige Temperatur übersteigt.
Der Optische-Leistungsbefehl-Anpassungsabschnitt 1107 passt den optischen Leistungsbefehl an, sodass die Laserleistung stabil ist, in Reaktion auf eine Änderung der Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, unter Bezugnahme auf die Daten, die die Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und mindestens einer Temperatur, der Temperatur des gekühlten Abschnitts des Laseroszillators 3 oder der Temperatur des Kühlmittels, angibt, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden.
In diesem Dokument wird ein Beispiel einer Reihe von Operationen der Laservorrichtung 1 erklärt. 3A und 3B sind Flussdiagramme, die ein Beispiel des Betriebs der Laservorrichtung 1 von 1 zeigen. In Schritt S101 wird die Laservorrichtung 1 aktiviert, und anschließend wird das Werkstück so eingestellt, dass ein Laserbearbeitungsschritt beginnt. In Schritt S102 werden die Laserbearbeitungsbedingungen, die mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz umfassen, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder die Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4, durch Eingeben von der Eingabeeinheit 8 eingestellt.
In Schritt S103 erfasst das Temperaturerkennungsteil 6, das an jedem Teil, wie dem Laseroszillator 3 und dem Kühlmittel, installiert ist, die Temperaturdaten jedes Teils gemäß einem Befehl der Steuereinheit 11. In Schritt S104 berechnet der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 die zulässige Zeit (tmax) für die kontinuierliche Bearbeitung oder die erreichte Höchsttemperatur jedes Teils von Rechenausdrücken, basierend auf der Temperatur jedes Teils (T_s ), den Laserbearbeitungsbedingungen, der Kühlkapazität (P) des Kühlers und des Tankvolumens des Kühlers, des Wärmeerzeugungsbetrags (Q₁ ) von dem Laseroszillator etc. und der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils der Laservorrichtung, der wirksam von dem Kühlmittel etc. zu kühlen ist, was in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet ist. In Schritt S105 wird bestimmt, ob die Höchsttemperatur, die von jedem Teil erreicht wird, geringer ist als die zulässige Höchsttemperatur jedes Teils. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S106 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S116 fort.
In Schritt S106 erzeugt die Steuereinheit 11 einen Laserstrahlleistungsbefehl. In Schritt S107 sendet die Laservorrichtung 1 einen Laserstrahl aus und führt eine Laserbearbeitung durch. In Schritt S108 erkennen die Temperaturerkennungsteile 6 die Temperatur jedes Teils konstant während der Laserbearbeitung.
In Schritt S109 wird bestimmt, ob die Temperatur jedes so erkannten Teils (T_s ) geringer ist als die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S110 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S121 fort. In Schritt S110 wird bestimmt, ob die Ausführung des Laserstrahlleistungsbefehls beendet ist. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S111 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S107 fort.
In Schritt S111 wird bestimmt, ob es eine Eingabe neuer Laserbedingungen gibt. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S103 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S112 fort. In Schritt S111 wird, wenn neue Laserbearbeitungsbedingungen eingegeben wurden, ein Zyklus des Zurückkehrens zu Schritt S103 und dann des erneuten Bestimmens, ob die Temperatur jedes Teils nicht höher geworden ist als die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen, wiederholt.
In Schritt S112 wird bestimmt, ob es sich um einen Aktualisierungszeitraum des optischen Leistungsmerkmals oder des Wärmeerzeugungsmerkmals des Laseroszillators 3 nach einem vorbestimmten Plan handelt. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S113 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S115 fort.
Die in den Schritten S113 und S114 ausgeführte Verarbeitung entspricht dem dritten Gesichtspunkt der Erfindung. In Schritt S113 misst der Laservorrichtungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt 1105 das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3. In Schritt S114 aktualisiert der Laservorrichtungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt 1105 das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, die im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden. In Schritt S115 wird der Laserbearbeitungsschritt beendet, und Operationen zum Entfernen des Werkstücks und Stoppen der Laservorrichtung werden ausgeführt.
In der in Schritt S116 ausgeführten Verarbeitung entspricht die Verarbeitung des Anzeigens einer Warnung dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung und die Verarbeitung des Anzeigens alternativer Laserbearbeitungsbedingungen entspricht dem Anzeigen der alternativen Laserbearbeitungsbedingungen an der Anzeigeeinheit des zweiten Gesichtspunkts der Erfindung.
In Schritt S116 erzeugt der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102 alternative Laserbearbeitungsbedingungen, und der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104 zeigt eine Warnung, wie „Möglichkeit, dass die Temperatur des Laseroszillators die zulässige Höchsttemperatur bei den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt“, an, und zeigt an der Anzeigeeinheit 7 die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen, wie „Bitte stellen Sie die kontinuierliche Bearbeitungszeit auf maximal 5 Minuten ein, oder beginnen Sie die Bearbeitung 3 Minuten, nachdem die Temperatur des Kühlmittels fällt“, an.
In Schritt S117 wird bestimmt, ob ein Befehl zum Anzeigen, welche Spezifikation des Kühlers zum Bearbeiten erforderlich ist, ohne dass die eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen geändert werden, durch Softkeys eingegeben worden ist, die an der Anzeigeeinheit oder Ähnlichem angezeigt werden. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S118 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S120 fort.
Die in Schritten S118 und S119 ausgeführte Verarbeitung entspricht dem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung. In Schritt S118 berechnet der Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Erzeugungsabschnitt 1103, dass die Spezifikation des erforderlichen Kühlers für die Temperatur jedes Teils die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen nicht übersteigen, ohne die Laserbearbeitungsbedingungen zu ändern, die ursprünglich eingestellt wurden. In Schritt S119 wird die Spezifikation des Kühlers an der Anzeigeeinheit 7 angezeigt, der für die Bedingungen geeignet ist, die die Laserbearbeitung bei den ursprünglich eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen ausführt.
In Schritt S120 wird bestimmt, ob alternative Laserbearbeitungsbedingungen eingegeben oder ausgewählt wurden. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S103 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S111 fort. Wenn neue Laserbearbeitungsbedingungen eingegeben oder ausgewählt wurden, wird ein Zyklus des Zurückkehrens zu Schritt S103 und dann des erneuten Bestimmens, ob die Temperatur jedes Teils nicht höher geworden ist als die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen, wiederholt.
Die in Schritt S121 ausgeführte Verarbeitung entspricht dem fünften Gesichtspunkt der Erfindung. In Schritt S121 führt der Laseroszillations-Verminderungs-/Unterbrechnungsabschnitt 1106 eine Warnungsnotfallverarbeitung aus, damit der Laseroszillator gestoppt oder veranlasst wird, dass die optische Leistung herabgesetzt wird, um eine Beschädigung des Laseroszillators etc. zu vermeiden. In Schritt S122 wird ein Grund für das Stoppen, wie „Laseroszillator gestoppt, weil die Temperatur des Laseroszillators die zulässige Höchsttemperatur übersteigt“, an der Anzeigeeinheit angezeigt. In Schritt S123 wird, da eine Ursache, wie Versagen des Kühlers, berücksichtigt wird, die Ursache untersucht und beseitigt. Nachfolgend kehrt die Verarbeitung zu Schritt S102 zurück und startet die Laserbearbeitung erneut.
Mittels der Operationen der zuvor genannten Schritte S101 bis S123 ist es möglich, selbst wenn ein kleinformatiger Kühler ausgewählt wird, der kostengünstig ist und wenig Raum einnimmt, sofern nicht eine unerwartete Situation auftritt, wie das Versagen des Kühlers 2, das Problem zu beheben, dass das Werkstück während der Bearbeitung aufgrund dessen minderwertig wird, dass die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators 3 oder des Kühlmittels, während der Laserbearbeitung übermäßig ansteigt und die Laseroszillation gestoppt wird oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird, da gemäß den Berechnungsergebnissen des Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitts 91 eine Warnung beim Schritt des Einstellens der Laserbearbeitungsbedingungen ausgegeben wird, bevor mit der Laserbearbeitung begonnen wird, wenn die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Laseroszillators 3 oder des Kühlmittels die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt.
Auch wenn die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, kann außerdem, da die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen angezeigt werden, die von dem Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102 erzeugt werden, das Problem vermieden werden, dass die Zielbearbeitung nicht möglich ist, indem auf die angezeigten alternativen Laserbearbeitungsbedingungen zurückgesetzt wird. Da der Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Bearbeitungsabschnitt 1103 die Spezifikation des erforderlichen Kühlers erzeugt, wenn sich der Typ etc. des Werkstücks, das das Ziel der Laserbearbeitung ist, in hohem Maße ändert oder es notwendig wird, den Ersatz des Kühlers 2 zu erwägen, ist es möglich, unverzüglich festzustellen, welcher Kühler mit welcher Kühlkapazität und welchem Tankvolumen am besten zu ersetzen wäre.
Auch wenn die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, wie des Laseroszillators 3, ansteigt, für das/die die Temperatur ansteigt und die vorbestimmten jeweiligen zulässigen Temperaturen übersteigt, ist es entgegen der Erwartung des Versagens des Kühlers 2 oder Ähnlichem möglich, eine Beschädigung oder Ähnliches des Laseroszillators durch Stoppen der Laseroszillation oder Herabsetzen der Laserleistung mittels des Laseroszillations-Verminderungs-/Unterbrechungsabschnitts 116 zu vermeiden.
Wenn sich die Merkmale des Laseroszillators 3 ändern, ist es außerdem möglich, eine optische Leistung gemäß dem Befehl abzugeben, indem das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 mittels des Laservorrichtungsmerkmal -Aktualisierungsabschnitts 1105 aktualisiert wird, und es ist möglich, genau zu bestimmen, ob es die Möglichkeit gibt, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, indem das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3 aktualisiert wird.
Damit der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 von der Kühlkapazität (P) des Kühlers 2 und dem Tankvolumen des Kühlers 2, dem Wärmeerzeugungsbetrag (Q₁ ) von dem Laseroszillator 3 etc. und der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist, berechnet, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen bei den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt, gemäß einem Befehl der Steuereinheit 11 kann die Laservorrichtung 1 außerdem in dem Auf zeichnungsteil 10 Rechenausdrücke zum Berechnen des Wärmeerzeugungsbetrags von dem Laseroszillator 3 etc. gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen aufzeichnen und Rechenausdrücke, die den Temperaturanstieg des Kühlmittels und der Komponente berechnen, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, aufzeichnen, (Gleichung (3), Gleichung (4), Gleichung (8), später beschrieben), zusätzlich zum Aufzeichnen mindestens der Kühlkapazität (P) des Kühlers 2 und dem Tankvolumen des Kühlers 2 und der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils der Laservorrichtung, der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist. Es ist möglich, den Temperaturanstieg der Komponente oder des Kühlmittels einfach durch Aufzeichnen der Rechenausdrücke in dem Auf zeichnungsteil 10, zusätzlich zu numerischen Informationen, die bei der Berechnung erforderlich sind, zu berechnen.
In diesem Dokument werden die spezifischen Rechenausdrücke erwähnt. Obgleich der Typ des Laseroszillators 3 nicht beschränkt ist, wird die Verwendung einer Laserdiode (LD), wie der Laserstrahlquelle oder der Anregungslichtquelle, in diesem Dokument beschrieben. 4 zeigt ein Beispiel der Zeitänderung der Höchsttemperatur der LD, der (maximalen) Temperatur einer Kühlplatte, die die LD kühlt, und der Temperatur des Kühlmittels, das zur Kühlplatte strömt, wenn die Leistung eines Laserstrahls bei bestimmten Laserbearbeitungsbedingungen begonnen wird. Wenn der Zeitraum der Inbetriebnahme ausgeschlossen wird, stimmen die Steigungen der zuvor erwähnten drei Temperaturen in Bezug auf die Zeit überein. Die Steigung, das heißt die Anstiegsrate der Temperatur (v_up ), wird dargestellt durch Gleichung (1), nachfolgend beschrieben.
[math.01] $v_{up} = (Q_{1} - P) / H_{t}$
wobei

Q₁ = durchschnittlicher Wärmeerzeugungsbetrag (W) unter eingestellten Laserstrahlleistungbedingungen,
P = Kühlkapazität des Kühlers (W) und
H_t = Gesamtwärmekapazität(J/K) = Wärmekapazität des Kühlmittels (H_w) + Wärmekapazität des gekühlten Teils (H_o ).

Der so genannte durchschnittliche Wärmeerzeugungsbetrag gibt an, dass er auf einen durchschnittlichen Wärmeerzeugungsbetrag pro Zeit angewandt wird, wenn die Laseroszillation eine gepulste Oszillation ist, wobei der durchschnittliche Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 normalerweise durch einen Wert gegeben ist, der durch Multiplizieren des Tastverhältnisses mit dem Wärmeerzeugungsbetrag während der optischen Spitzenleistung erhalten wird. Es ist zu beachten, dass es notwendig ist, wenn andere Komponenten als der Laseroszillator 3 mit Kühlmittel gekühlt werden, wie die Stromversorgungseinheit 4, den Wärmeerzeugungsbetrag des anderen gekühlten Teils zu dem Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 zu addieren.
Die Wärmekapazität des Kühlmittels (H_w ) ist gegeben durch Multiplizieren des Volumens, der Dichte und der spezifischen Wärme des Kühlmittels, das in dem Tank 15 des Kühlers untergebracht ist, mit den Kühlmittelrohren 13, wobei die Wärmekapazität des gekühlten Teils (H_o ) in dem Laseroszillator 3 der gleichen Struktur konstant ist und durch Thermofluid-Analyse oder Messung erhalten werden kann. Gleichung (1) drückt das Phänomen aus, dass die Temperatur mit der Geschwindigkeit des Wärmewerts/der Wärmekapazität ansteigt, wenn der Wärmewert (Q₁ -P) relativ zur Wärmekapazität H_t ist.
Wird der Zeitraum der Inbetriebnahme ausgeschlossen, ist außerdem die Differenz zwischen der LD-Höchsttemperatur und der Temperatur des Einström-Kühlmittels zur Kühlplatte (ΔT(Q₁ )) konstant, und wird, wenn die Wärmequelle nur die LD ist, durch die nachfolgende Gleichung (2) ausgedrückt. Wenn es eine andere Wärmequelle als die LD gibt, ist es notwendig, den Wärmeerzeugungsbetrag der LD zu verwenden, der durch Substrahieren des Wärmeerzeugungsbetrags einer anderen Wärmequelle als der LD in Q₁ und Q₀ erhalten wird, die bei der Berechnung von ΔT(Q₁ ) verwendet wird.
[math.02] $Δ T (Q_{1}) = Δ T (Q_{0}) \times Q_{1} / Q_{0}$
wobei

ΔT(Q₀) = Temperaturdifferenz zwischen LD-Höchsttemperatur während der maximalen optischen Nennleistung und dem Einström-Kühlmittel, und
Q₀ = Wärmeerzeugungsbetrag während der maximalen Nennleistung (W) . Die Gleichung (2) drückt das Phänomen aus, dass die Temperaturdifferenz ΔT(Q₁ ) zwischen beiden proportional zur Wärmemenge Q₁ ist, die von der LD zum Kühlmittel strömt, wenn der Wärmewiderstand von der LD zum Kühlmittel festgelegt ist. Es ist zu beachten, dass „Delta“ in Gleichung (2) bis (8) die gleiche Bedeutung hat wie „Δ“.

Die nachfolgende Gleichung (3) kann von Gleichung (1) und Gleichung (2) oben abgeleitet werden.
[math.03] $t_{m a x} = \frac{T_{m a x} - Δ T (Q_{0}) x Q_{1} / Q_{0} - T_{s}}{(Q_{1} - P) / H_{t}}$
wobei

tmax = zulässige Zeit (s) für kontinuierliche Bearbeitung,
Tmax = zulässige LD-Höchsttemperatur (Grad), und
T_s = Temperatur des Kühlmittels bei Bearbeitungsbeginn (Grad).

ΔT(Q₀ ) ist in den Laseroszillatoren 3 der gleichen Struktur konstant, und kann durch Thermofluid-Analyse oder Messung erhalten werden; wenn der Wärmeerzeugungsbetrag (Q₁ ) bei den Laserstrahl-Leistungsbedingungen, die in den Laserbearbeitungsbedingungen umfasst sind, bekannt ist, ist es möglich zu berechnen, bis zu welchem Grad die Temperatur der LD bei den eingestellten Bearbeitungsbedingungen von Gleichung (3) ansteigen wird. Beispielsweise ist in dem Beispiel von 4, Tmax = 65,4 °C und T_s = 25 °C, und ΔT(Q₀) = 36,3 °C, Q₀ = 2,518 W, Q₁ = 2,014 W, P = 604 W, H_w = 84,500 J/K, und H_o = 14,700 J/K, und somit ist die zulässige Zeit für die kontinuierliche Bearbeitung, die durch Gleichung (3) berechnet wird, tmax = 800 s. Umgekehrt ist es möglich, wenn eine willkürliche Zeit für tmax ersetzt und Tmax berechnet wird, zu berechnen, auf wie viel Grad die Temperatur der LD bei dieser willkürlichen Zeit ansteigen wird.
Der zuvor erwähnte berechnete Wert tmax = 800 s ist etwas geringer als der Wert tmax = 825 s in 4. Dies liegt daran, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme gering ist. In physikalischer Hinsicht ist die Temperatur des Wärmepfads der LD zum Kühlmittel gering, und ein Temperaturgradient, der sich aus dem Wärmewiderstand des Wärmepfads und der Wärmemenge ergibt, die dort hindurch gelangt, wird nicht gebildet, weshalb die Wärmemenge verwendet wird, um die Temperatur dieses Wärmepfads zu erhöhen. Dies führt zu der Annahme, der Anstieg der Kühlmitteltemperatur sei gering. Daher kann, obgleich Gleichung (3) angewandt werden und diese Differenz als Spanne berücksichtigt werden kann, Gleichung (4) unter Hinzufügen der Zeit, bis der Temperaturgradient erhalten wird, der die Temperatur des Wärmepfads von der LD zum Kühlmittel basierend auf dem Wärmewiderstand und der hindurch gelangenden Wärmemenge wiedergibt, anstelle von Gleichung (3) verwendet werden.
[math 04] $t_{m a x} = \frac{T_{m a x} - Δ T (Q_{0}) x Q_{1} / Q_{0} - T_{s}}{(Q_{1} - P) / H_{t}} + \frac{k x Δ T (Q_{0}) x Q_{1} / Q_{0} x H_{2}}{Q_{1} - P}$
Hier ist k ein Koeffizient, und aufgrund des Temperaturanstiegs eines Teils des durch das Kühlmittel gekühlten Teils ist k kleiner als 1. Im Falle der Laservorrichtung 1 von 1, gibt es nahezu keine der zuvor erwähnten Differenzen, wenn k = 0,08 eingestellt wird
Unter Beobachtung der Temperatur jedes Teils, umfassend die oben erwähnte Kühlmitteltemperatur, basierend auf der Kühlkapazität (P) des Kühlers, der Wärmekapazität (H_w ) des Kühlmittels, der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils, der Temperaturdifferenz ΔT(Q₀ ) zwischen dem Einström-Kühlmittel und der LD-Höchsttemperatur während der maximalen optischen Nennleistung, dem Wärmeerzeugungsbetrag (Q₀ ) während der maximalen Nennleistung, der zulässigen Höchsttemperatur (T_max ) der LD, dem Wärmeerzeugungsbetrag (Q₁ ) während der Ausführung des optischen Leistungsbefehls entsprechend den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen und mindestens einem Rechenausdruck der Gleichung (3) oder Gleichung (4) berechnet der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 die LD-Temperatur beim Ausführen von Laserbearbeitungsbedingungen, die eingegeben oder eingestellt wurden, und kann, wenn geschätzt wird, dass die LD-Temperatur die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, eine Warnung anzeigen. Außerdem ist es mittels des Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitts 1102 und des Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitts 1104 möglich, alternative Laserbearbeitungsbedingungen anzuzeigen, bei denen die LD-Temperatur die voreingestellte zulässige Höchsttemperatur Tmax nicht übersteigen wird. Überdies ist es mittels des Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Erzeugungsabschnitts 1103 möglich, anzuzeigen, mit welchem Kühler welcher Spezifikation am besten wiederhergestellt oder ersetzt wird, um die Laserbearbeitungsbedingungen wie eingegeben oder eingestellt auszuführen, ohne dass die LD-Temperatur die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt.
Im Folgenden werden die Beschränkungen bei wiederholt ausgeführter Laserbearbeitung erwähnt. Wie in 4 gezeigt, ist, wenn die Temperatur des Kühlmittels ansteigt, die Laserstrahlleistung nicht länger möglich, und es ist notwendig, zu warten, bis die Temperatur des Kühlmittels abfällt. 5 zeigt einen Gesichtspunkt des kontinuierlichen Ausgebens eines Laserstrahls über ungefähr 825 Sekunden, des Stoppens der Laserstrahlleistung in dem Moment, wenn die Temperatur der LD die zulässige Höchsttemperatur Tmax = 65,4 °C erreicht und die Temperatur des Kühlmittels abfällt, durch Einstellen des gleichen Wärmeerzeugungsbetrags (Q₁ ) in der Laservorrichtung 1, wie in der Laservorrichtung 1, für die die Daten von 4 erfasst wurden. Die nachlassende Geschwindigkeit (v_down) der Kühlmitteltemperatur wird durch Gleichung (5) nachfolgend ausgedrückt.
[math 05] $v_{down} = P / H_{t}$
Daher ist Gleichung (6) wahr, und Gleichung (7) kann von Gleichung (6) abgeleitet werden.
[math 06] $t_{st} / t_{max} = (Q_{1} - P) / P$
[math 07] $t_{max} / (t_{max} + t_{st}) = P / Q_{1}$
Hier ist t_st die Zeit, die nach dem Stoppen der Laserstrahlleistung erforderlich ist, bis die Temperatur des Kühlmittels auf die ursprüngliche Temperatur abfällt, bevor die Laserstrahlleistung begonnen wird, wie in 5 gezeigt. Wie aus 5 hervorgeht, ändern sich, wenn die Kühlmitteltemperatur wieder zu der ursprünglichen Temperatur zurückkehrt, bei erneutem Beginn der Laserstrahlleistung, sodass sie die gleiche ist, wie vor diesem Moment, die Temperatur der LD und dem Kühlmittel auf gleiche Weise wie zuvor. Auf diese Weise kann die Änderung der Temperaturen der LD und des Kühlmittels mittels Berechnung sowohl für den Temperaturanstieg als auch für den Temperaturabstieg vorausgesagt werden. Gleichung (7) verdeutlicht das Verhältnis (langer Impulstaktzyklus) der Zeit, während der die Laserstrahlleistung ausgeführt wird, wie aus 5 ersichtlich ist. Wie aus Gleichung (7) ersichtlich ist, ergibt sich die obere Grenze des langen Impulstaktzyklus gemäß der Kühlkapazität des Kühlers und dem Wärmeerzeugungsbetrag während der Laserstrahlleistung, und die LD-Temperatur wird schließlich die zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigen, wenn die eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen des langen Impulstaktzyklus diese obere Grenze übersteigen.
Auf diese Weise kann, wenn die Laserbearbeitungsbedingungen, umfassend eine Reihe von Laserstrahlleistungen, bei denen die LD-Temperatur schließlich die eingestellte zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, eine Warnung hinsichtlich des übermäßigen Temperaturanstiegs in dem eingestellten Moment angezeigt werden oder es kann eine Laserstrahlleistung ausgeführt werden, bei der die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax von einer Reihe von Laserstrahlleistungen nicht übersteigt, und eine Einstellung vorgenommen werden, die eine Warnung des übermäßigen Temperaturanstiegs unverzüglich vor der Laserstrahlleistung anzeigt, bei der vorhersehbar ist, dass die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, wenn die nächste Laserstrahlleistung durchgeführt wird. Wenn die Einstellung vorgenommen wird, dass eine Warnung des übermäßigen Temperaturanstiegs unmittelbar vor der Laserstrahlleistung angezeigt wird, bei der vorhergesehen wird, dass die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, wenn die Laserstrahlleistung durchgeführt wird, kann in Schritt S110 des Flussdiagramms, das ein Beispiel von Operationen der Laservorrichtungen von 3B zeigt, konfiguriert werden, dass zu Schritt S103 zurückgekehrt wird, ohne zu Schritt S107 zurückzukehren, wenn bestimmt wird, dass die Ausführung der Laserstrahlleistung nicht beendet worden ist.
Wenn vorhergesehen wird, dass die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, wenn die Laserstrahlleistung durchgeführt wird, wenn dies für die Durchführung der Laserbearbeitung durch den Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104 eingestellt wurde, was die Laserbearbeitungsbedingungen automatisch durch die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt, ist es möglich, durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen zu ersetzen, beispielsweise automatisch den restlichen Zeitraum der Laserstrahlleistung zu verlängern, der vor der Laserstrahlleistung liegt, von einer Reihe von Laserstrahlleistungen, bei dem vorhergesehenen wird, dass die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax übersteigt, wenn die Laserstrahlleistung durchgeführt wird. Indem durch solche alternativen Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt wird, ist es möglich, die Laserbearbeitung sogar ohne das Eingreifen einer Person erfolgreich zu beenden, ohne dass ein Problem verursacht wird, wie ungeplantes und abruptes Stoppen, wenn die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur Tmax mitten in der Abgabe eines Laserstrahls für die Laserbearbeitung übersteigt, und daraufhin das Werkstück ein fehlerhaftes Produkt wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte:

(1) Da eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs auf der Anzeigeeinheit 7 angezeigt wird oder die Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs vor Beginn der Laserbearbeitung im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet wird, ist es möglich, das Problem zu überwinden, bei dem das gerade bearbeitete Werkstück minderwertig wird, weil die Laserbearbeitung begonnen wird, ohne zu bemerken, dass die Temperatur des Kühlmittels oder wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators 3, während der Laserbearbeitung übermäßig ansteigt, dann erkannt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels oder des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators 3, übermäßig angestiegen ist und die Laseroszillation gestoppt oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird.
(2) Wenn die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder einer Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt und die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, ist es möglich, da alternative Laserbearbeitungsbedingungen angezeigt werden, dass das Problem, dass die Zielbearbeitung nicht möglich ist, vermieden wird, indem auf die angezeigten alternativen Laserbearbeitungsbedingungen zurückgesetzt wird.
(3) Da das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 aktualisiert wird, wenn sich die Merkmale des Laseroszillators 4 ändern, ist es möglich, eine optische Leistung gemäß dem Befehl auszugeben, und da das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3 aktualisiert wird, ist es möglich, genau zu bestimmen, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt.
(4) Wenn der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, da die Laseroszillation gestoppt wird oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird, ist es möglich, eine Beschädigung oder Ähnliches des Laseroszillators 3 zu vermeiden, selbst wenn die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, wie des Laseroszillators 3, für das/die die Temperatur ansteigt, übermäßig ansteigt, und entgegen den Erwartungen die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt.
(5) Wenn bestimmt wird, dass der Temperaturanstieg einer Komponente oder des Kühlmittels möglicherweise die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, da die Spezifikation des für die Bearbeitung erforderlichen Kühlers, ohne dass die Laserbearbeitungsbedingungen geändert werden, auf der Anzeigeeinheit 7 angezeigt wird, ist es möglich, unverzüglich festzustellen, mit welchem Kühler welcher Kühlkapazität und welchem Tankvolumen am besten zu ersetzen ist, wenn die Notwendigkeit entsteht, ein Ersetzen des Kühlers 2 in Betracht zu ziehen.
(6) Da zusätzlich zu den numerischen Informationen, die bei der Berechnung im Aufzeichnungsteil 10 erforderlich sind, Rechenausdrücke aufgezeichnet werden, ist es möglich, den Temperaturanstieg von Komponenten oder Kühlmittel einfach zu berechnen.

(Abgewandeltes Beispiel 1 der ersten Ausführungsform)
Das abgewandelte Beispiel 1 der ersten Ausführungsform entspricht dem Fall, dass die Laserbearbeitungsbedingungen automatisch durch die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen des zweiten Gesichtspunkts der Erfindung ersetzt werden. Die Konfiguration der Vorrichtung des abgewandelten Beispiels 1 der ersten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Das abgewandelte Beispiel 1 der ersten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Verarbeitung, wenn die erreichte Höchsttemperatur jedes Teils die zulässige Höchsttemperatur jedes Teils in Schritt S105 des Flussdiagramms der ersten Ausführungsform übersteigt. 6A und 6B sind Flussdiagramme, die die Operationen in dem abgewandelten Beispiel 1 der Laservorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigen, in dem zu erwarten ist, dass die LD-Temperatur die zulässige Höchsttemperatur T_max bei der Durchführung von Laserbearbeitung übersteigt, und automatisch eingestellt wird, dass eine Laserbearbeitung durch Ersetzen der Laserbearbeitungsbedingungen durch alternative Laserbearbeitungsbedingungen ausgeführt wird. In Schritt S201 wird die Laservorrichtung von 1 aktiviert und anschließend das Werkstück eingestellt, sodass ein Laserbearbeitungsschritt beginnt. In Schritt S202 werden die Laserbearbeitungsbedingungen durch Eingeben von Laserbearbeitungsbedingungen von der Eingabeeinheit 8 eingestellt, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator 3 oder die Stromleistungsbefehlsdaten an die Stromversorgungseinheit 4.
In Schritt S203 erfasst das Temperaturerkennungsteil 6, das an jedem Teil, wie dem Laseroszillator 3 und dem Kühlmittel, installiert ist, die Temperaturdaten jedes Teils gemäß einem Befehl der Steuereinheit 11. In Schritt S204 berechnet der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 die von jedem Teil erreichte Höchsttemperatur von den zuvor erwähnten Rechenausdrücken, basierend auf der Temperatur jedes Teils (T_s ), den Laserbearbeitungsbedingungen, der Kühlkapazität (P) des Kühlers 2 und dem Tankvolumen des Kühlers 2, dem Wärmeerzeugungsbetrag (Q₁ ) von dem Laseroszillator 3 etc. und der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der wirksam von dem Kühlmittel etc. zu kühlen ist, was in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet ist. In Schritt S205 wird bestimmt, ob die berechnete Höchsttemperatur, die von jedem Teil erreicht wird, geringer ist als die zulässige Höchsttemperatur Tmax jedes Teils. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S206 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S216 fort.
In Schritt S206 gibt die Steuereinheit 11 einen Laserstrahlleistungsbefehl aus. In Schritt S207 sendet die Laservorrichtung 1 einen Laserstrahl aus und führt eine Laserbearbeitung durch. In Schritt S208 erkennen die Temperaturerkennungsteile 6 die Temperatur jedes Teils konstant während der Laserbearbeitung. In Schritt S209 wird bestimmt, ob die Temperatur jedes erkannten Teils geringer ist als die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen Tmax. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S210 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S221 fort.
In Schritt S210 wird bestimmt, ob die Ausführung des Laserstrahlleistungsbefehls beendet wurde. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S211 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S207 fort. Bis bestimmt ist, dass die Ausführung des Laserstrahlleistungbefehls beendet worden ist, während die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen Tmax nicht überstiegen werden, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S207 zurück und die Laserbearbeitung wird fortgesetzt. In Schritt S211 wird bestimmt, ob es eine Eingabe neuer Laserbearbeitungsbedingungen gibt. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S203 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S212 fort. Wenn neue Laserbearbeitungsbedingungen eingegeben wurden, wird ein Zyklus des Zurückkehrens zu Schritt S203 und anschließend des erneuten Bestimmens, ob die Temperatur jedes Teils nicht höher geworden ist als die vorbestimmten jeweils zulässigen Höchsttemperaturen T_max , wiederholt.
In Schritt S212 wird bestimmt, ob es sich um einen Aktualisierungszeitraum des optischen Leistungsmerkmals oder des Wärmeerzeugungsmerkmals des Laseroszillators 3 nach einem vorbestimmten Plan handelt. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S213 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S215 fort. In Schritt S213 misst der Laservorrichtungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt 1105 das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3. In Schritt S214 aktualisiert der Laservorrichtungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt 1105 das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 und das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators 3, die im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden. In Schritt S215 wird der Laserverarbeitungsschritt beendet, und Operationen zum Entfernen des Werkstücks und Stoppen der Laservorrichtung werden ausgeführt.
In Schritt S216 wird eine Warnung im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet, beispielsweise, dass die Temperatur des Laseroszillators 3 möglicherweise die zulässige Höchsttemperatur Tmax bei den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt. In Schritt S217 berechnet der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt 1102 alternative Laserbearbeitungsbedingungen unter Verwendung der zuvor erwähnten Rechenausdrücke, basierend auf der Temperatur (T_s ) jedes Teils, der Kühlkapazität (P) des Kühlers 2 und dem Tankvolumen des Kühlers 2, dem Wärmeerzeugungsbetrag (Q₁ ) von dem Laseroszillator 3 etc. und der Wärmekapazität (H_o ) des gekühlten Teils der Laservorrichtung 1, der wirksam von dem Kühlmittel etc. zu kühlen ist, was in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet wird. In Schritt S218 ersetzt der Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104 die eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen durch die berechneten alternativen Laserbearbeitungsbedingungen.
In Schritt S219 wird bestimmt, ob eine Einstellung erforderlich ist, die die Berechnung einer Kühlerspezifikation erfordert, die für die Laserbearbeitungsbedingungen geeignet ist, bei denen die Laserbearbeitung ausgeführt wird, ohne die eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen zu ändern. Wenn JA bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S220 fort, und wenn NEIN bestimmt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S206 fort. Bei einer Einstellung, die die Berechnung der Spezifikation des Kühlers nicht erfordert, fährt die Verarbeitung mit Schritt S206 fort und führt die Laserbearbeitung aus. In Schritt S220 berechnet der Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Erstellungsabschnitt 1103 die Kühlerspezifikation, die für die Laserbearbeitungsbedingungen geeignet ist, und zeichnet in dem Aufzeichnungsteil 10 auf. Nachfolgend fährt die Verarbeitung mit Schritt S206 fort und die Laserbearbeitung wird ausgeführt.
In Schritt S221 führt der Laseroszillations-Verminderungs-/Unterbrechnungsabschnitt 1106 eine Warnungsnotfallverarbeitung zum Stoppen des Laseroszillators 3 aus oder veranlasst, dass die optische Leistung herabgesetzt wird, um eine Beschädigung des Laseroszillators 3 etc. zu vermeiden. In Schritt S222 wird ein Grund für das Stoppen, wie „Laseroszillator gestoppt, weil die Temperatur des Laseroszillators die zulässige Höchsttemperatur übersteigt“, an der Anzeigeeinheit 7 angezeigt. In Schritt S223 wird, da eine Ursache, wie Versagen des Kühlers, berücksichtigt wird, die Ursache untersucht und beseitigt. Nachfolgend kehrt die Verarbeitung zu Schritt S202 zurück und startet die Laserbearbeitung erneut.
Es ist zu beachten, dass, wenn eine lange Zeit für die erfolgreiche Beendigung der Laserbearbeitung aufgebracht wird, umfassend eine Reihe von Laserstrahlleistungen, da die Möglichkeit besteht, dass sich die Abweichung der vorhergesagten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur aufgrund eines Vorhersagefehlers, einer Veränderung der Umgebungstemperatur etc. vergrößert, so konfiguriert werden kann, dass die Zeit von einem Zeitgeber gezählt wird, und jedes Mal, wenn eine vorbestimmte Zeit ab dem Moment des Beginns der Laserbearbeitung abläuft, wenn in Schritt S210 bestimmt wird, dass die Ausführung des Laserstrahlleistungsbefehls nicht beendet worden ist, zu Schritt S203 anstatt zu Schritt 207 zurückgekehrt wird, die Temperaturdaten jedes Teils erfasst werden und die erreichte Höchsttemperatur etc. erneut berechnet wird.
Gemäß dem modifizierten Beispiel 1 der ersten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte: Selbst wenn ein kleinformatiger Kühler ausgewählt wird, der kostengünstig ist und wenig Raum einnimmt, ist es möglich, wenn die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Laseroszillators 3 oder des Kühlmittels die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, da die Laserbearbeitung von dem Alternativer-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt 1104 ausgeführt wird, der automatisch durch die alternativen Laserbearbeitungsbedingungen ersetzt wird, sofern nicht eine unerwartete Situation auftritt, wie ein Versagen des Kühlers 2, das Problem zu überwinden, dass das gerade bearbeitete Werkstück minderwertig wird, indem erkannt wird, dass die Temperatur des Kühlmittels oder des wärmeerzeugenden Teils, wie des Laseroszillators, während der Laserbearbeitung übermäßig angestiegen ist und die Laseroszillation gestoppt oder die Laserstrahlleistung herabgesetzt wird. Es ist sogar möglich, die Laserbearbeitung ohne das Eingreifen einer Person erfolgreich zu beenden, ohne dass die Bearbeitung stoppt.
(Abgewandeltes Beispiel 2 der ersten Ausführungsform)
Das abgewandelte Beispiel 2 der ersten Ausführungsform entspricht dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung. Die Konfiguration der Vorrichtung und das Flussdiagramm des abgewandelten Beispiels 2 der ersten Ausführungsform sind ähnlich der ersten Ausführungsform oder dem abgewandelten Beispiel 1 der ersten Ausführungsform. Das abgewandelte Beispiel 2 der ersten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, die den Rechenausdruck zum Erhalten der Höchsttemperatur, die von jedem Teil erreicht wird, einrichtet und den Rechenausdruck der ersten Ausführungsform revidiert. Gemäß dem vierten Gesichtspunkt ist das mindestens eine Temperaturerkennungsteil 6 der Temperaturerkennungsteile 6 ein Temperaturerkennungsteil 6, das die Temperatur der Umgebung erkennt, in der mindestens eine Vorrichtung, die Laservorrichtung 1 oder der Kühler 2, installiert sind. Gemäß dem vierten Gesichtspunkt berechnet der Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt 91 unter Verwendung mindestens eines Datensatzes, die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Kühlkapazität des Kühlers 2 oder die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 eindringt, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden, die Höchsttemperatur, die von der Komponente oder dem Kühlmittel erreicht wird und bestimmt, ob der Laseroszillator 3 nicht die vorbestimmte zulässige Höchsttemperatur Tmax oder Ähnliches bei den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen übersteigt. Nachfolgend wird erwähnt, wie dies genau berechnet wird.
Zunächst ist es einfach aus Berücksichtigung der Umgebungstemperaturabhängigkeit der Kühlkapazität des Kühlers 2 am besten, die Berechnung unter Verwendung der Kühlkapazität bei der erkannten Umgebungstemperatur als die Kühlkapazität (P) des Kühlers 2 in dem zuvor erwähnten Rechenausdruck auszuführen. Da es viele Fälle gibt, in denen die Umgebungstemperaturabhängigkeit der Kühlkapazität des Kühlers 2 beträchtlich ist, ist es wünschenswert, die Umgebungstemperaturabhängigkeit der Kühlkapazität des Kühlers 2 zu berücksichtigen. Andererseits ist die Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 (Q_1c (T'_i ,T_c )) eindringt, häufig klein im Vergleich zu dem Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators 3 etc. , und somit ist es nicht notwendigerweise erforderlich, die Wärmemenge zu berücksichtigen, die von außen in das gekühlte Teil (Q_1c (T' _i , T_c ) ) eindringt; wird diese Wärmemenge jedoch berücksichtigt, so ist folgendes Verfahren anzuwenden:

Zunächst wird Gleichung (8) als Gleichung verwendet und ersetzt Gleichung (3). [math 08] $Δ t_{1} = t_{i + 1} - t_{1} = \frac{T (t_{i + 1}) - T (t_{i}) - Δ T (Q_{0}) x Q_{1 H} / Q_{0}}{(Q_{1} - P) / H_{t}}$
Hier sind T(t_i+1), T(t_i ) die LD-Temperatur, T(t_i+1) - T(t_i) = ΔT = konstante feine Temperaturdifferenz, t_i+1 - t_i ist die für den Temperaturanstieg erforderliche Zeit durch ΔT, Q_1H ist der Wärmeerzeugungsbetrag der LD und Gleichung (9) berücksichtigt die eindringende Wärmemenge in den gekühlten Teil von außen und wird als Q₁ verwendet. [math 09] $Q_{1} = Q_{1 H} + Q_{1 C} ({T'}_{i}, T_{c}) = Q_{1 H} + Q_{1 C} (T_{i}, T_{c})$

Hier ist (Q_1c (T'_i ,T_c )) die von außen eindringende Wärmemenge in den gekühlten Teil und eine Funktion der Temperatur des gekühlten Teils (T'_i ) und der Umgebungstemperatur (T_c ), und ist im Wesentlichen eine Funktion der Temperaturdifferenz zwischen T' _i und T_c . Daher kann die eindringende Wärmemenge Q_1c (T'_i ,T_c ) in den gekühlten Teil von außen als Funktion der Temperaturdifferenz zwischen T_c und T'_i im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden. Außerdem ist die Temperaturdifferenz zwischen der LD-Temperatur T_i und der Temperatur des gekühlten Teils T'_i proportional zu Q_1H /Q₀ , ähnlich zur Temperaturdifferenz ΔT (Q₁ ) zwischen der LD-Temperatur und dem Kühlmittel; daher kann Q_1c (T'_i , T_c ) als Q_1c (T_i , T_c ) definiert werden.
Aus Gleichung (8) und Gleichung (9) kann, da es möglich ist, die Zeit zu berechnen, bis die LD-Temperatur von einer bestimmten Temperatur T_i um ΔT ansteigt, unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur, die Zeitänderung der LD-Temperatur durch Berechnung von ΣΔt_i berechnet werden. Ähnlich wie bei Gleichung (3) ist es möglich, durch eine Formel zu ersetzen, durch die die Zeitänderung der LD-Temperatur, die die Umgebungstemperatur berücksichtigt, auch für Gleichung (4) berechnet werden kann.
Gemäß dem abgewandelten Beispiel 2 der ersten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte: Da bestimmt wird, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponenten, wie des Laseroszillators 3, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, kann dies unter Berücksichtigung der Änderung der Kühlkapazität des Kühlers 2 oder der Änderung der Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung 1 eindringt, auf Grund von Änderungen der Umgebungstemperatur auch in dem Fall genau bestimmt werden, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist.
(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die zweite Ausführungsform entspricht dem achten Gesichtspunkt der Erfindung. Die Konfiguration der Vorrichtung und das Flussdiagramm der zweiten Ausführungsform sind ähnlich der ersten Ausführungsform oder dem abgewandelten Beispiel 1 der ersten Ausführungsform. In der Laservorrichtung 1 wird mindestens eines der Temperaturerkennungsteile 6 in einer Position installiert und erkennt mindestens eine Temperatur, die Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators 3 oder die Temperatur des Kühlmittels, wobei die Daten die Beziehung zwischen der Temperatur zeigen, die von dem Temperaturerkennungsteil 6 erkannt wurde, das die mindestens eine Temperatur erkennt, die Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators 3 oder die Temperatur des Kühlmittels, wobei das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung 1 im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet ist. Der Optische-Leistungsbefehl-Anpassungsabschnitt 1107 kann den optischen Leistungsbefehl anpassen, sodass die Laserleistung stabil ist, gemäß einer Änderung der Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, unter Bezugnahme auf die Daten, die die Beziehung zwischen der mindestens einen Temperatur, die Temperatur des gekühlten Abschnitts des Laseroszillators oder die Temperatur des Kühlmittels und des optischen Leistungsmerkmals der Laservorrichtung zeigen, die in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet sind. Da die Kühlkapazität des Kühlers 2 gering ist, wird sich die Temperatur des Laseroszillators 3 und des Kühlmittels ändern; selbst wenn sich die Temperatur ändert, ist es möglich, die Laserleistung zu stabilisieren.
Es ist zu beachten, dass, da der Ansteuerungsstrom der LD gemäß der LD-Temperatur geändert wird, um die Laserleistung zu stabilisieren, sich der Wärmeerzeugungsbetrag der LD ebenfalls ändert. Daher werden die Tabellendaten etc., die die Beziehung der LD-Temperatur zum Laserstrahl-Leistungsmerkmal und dem Wärmeerzeugungsmerkmal zeigen, in dem Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet; die Zeitänderung der LD-Temperatur kann auch für den Fall berechnet werden, dass sich der Wärmeerzeugungsbetrag der LD ändert, indem ΣΔt_i, ähnlich mit Q_1H als Funktion der LD-Temperatur in Gleichung (8) und Gleichung (9) berechnet wird, wobei die Wärmemenge berücksichtigt wird, die von außen in den gekühlten Teil eindringt (Q_1c (T'_i ,T_c ).
Indem nur die Änderung des Wärmeerzeugungsbetrags der LD berücksichtigt wird, kann, wenn nicht die Wärmemenge berücksichtigt werden muss, die von außen in den gekühlten Teil eindringt, (Q_1c (T'_i , T_c )), (Q_1c (T_i , T_c )) in Gleichung (9) auf Null eingestellt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte: Da der optische Leistungsbefehl so angepasst wird, dass sich die Laserleistung gemäß den Änderungen der Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente stabilisiert, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, unter Bezugnahme auf Daten, die die Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung und mindestens einer Temperatur, der Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators 3 oder der Temperatur des Kühlmittels, zeigen, die im Aufzeichnungsteil 10 aufgezeichnet werden, ist es möglich, die Laserleistung zu stabilisieren, selbst wenn sich die Temperatur des Laseroszillators 3 oder des Kühlmittels ändert, weil die Kühlkapazität des Kühlers 2 gering ist.
(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die dritte Ausführungsform entspricht dem neunten Gesichtspunkt der Erfindung. Die Konfiguration der Vorrichtung und das Flussdiagramm der dritten Ausführungsform sind ähnlich der ersten Ausführungsform oder dem abgewandelten Beispiel 1 der ersten Ausführungsform. Die Laservorrichtung 1 kann die Steuereinheit 11 als numerische Steuerung umfassen. Bei einer numerischen Steuerung ist es möglich, über beide Funktionen, das Berechnungsteil 9 und das Aufzeichnungsteil 10, zu verfügen, und durch Berechnung und Bestimmung, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen Tmax in der numerischen Steuerung zum Steuern der Laservorrichtung 1 übersteigt oder nicht, sind Zusätze, wie neue Komponenten, unnötig. Da die Berechnung eine kleine Last auf der numerischen Steuerung darstellt und vor der Laserbearbeitung ausgeführt wird, wird sie keine andere Steuerung beeinflussen.
Gemäß der dritten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte: Bei einer numerischen Steuerung ist es möglich, über beide Funktionen, das Berechnungsteil 9 und das Aufzeichnungsteil 10, zu verfügen, und es wird möglich, in der numerischen Steuerung zum Steuern der Laservorrichtung ohne Zusätze, wie neue Komponenten, die Funktion der zuvor erwähnten Steuereinheit 11 zu haben.
(Vierte Ausführungsform)
Nachfolgend wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Die vierte Ausführungsform entspricht einem zehnten Gesichtspunkt der Erfindung. In 1 wird veranschaulicht, dass eine Laservorrichtung 1 mit einer Steuereinheit 11 ausgestattet ist; die Laservorrichtung 1 kann jedoch die Steuereinheit 11 mit einer Vielzahl der Laservorrichtungen 1 teilen. Die andere Konfiguration der Vorrichtung und die Flussdiagramme entsprechen denen der ersten Ausführungsform oder dem abgewandelten Beispiel 1 der ersten Ausführungsform. Eine Kostenreduktion wird dadurch erzielt, dass mit einer Steuereinheit 1 oder numerischen Steuerung berechnet und bestimmt wird, ob die Möglichkeit besteht, dass der Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, für das /die die Temperatur durch die Wärmeerzeugung von dem Laseroszillator 3 etc. ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen Tmax in Bezug auf eine Vielzahl der Laservorrichtungen 1 übersteigt oder nicht.
Gemäß der vierten Ausführungsform ergeben sich folgende Effekte : Eine Kostenreduktion wird durch Teilen einer Steuereinheit 11 oder numerischen Steuerung mit einer Vielzahl der Laservorrichtungen 1 erzielt.
Obgleich die erste bis vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen beschränkt. Außerdem führen die in der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform beschriebenen Effekte nur die günstigsten Effekte auf, die aus der vorliegenden Erfindung hervorgehen, wobei die Effekte gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschränkt sind, die in der ersten Ausführungsform bis vierten Ausführungsform beschrieben sind.
Das Steuerverfahren durch die Steuereinheit 11 wird mittels Software ausgeführt. Wenn es durch Software ausgeführt wird, werden die Programme, die diese Software darstellen, auf einem Computer (Steuereinheit 11) installiert. Zusätzlich können diese Programme in entfernbaren Medien aufgezeichnet und an den Benutzer verteilt werden, oder sie können verteilt werden, indem sie auf den Computer des Benutzers über ein Netzwerk heruntergeladen werden. Überdies können diese Programme dem Computer (Steuereinheit 11) des Benutzers als Webservice über ein Netzwerk bereitgestellt werden, ohne heruntergeladen zu werden.
Bezugszeichenliste

1: Laservorrichtung
2: Kühlmittel-Zirkulationsversorgungsvorrichtung (Kühler)
3: Laseroszillator
4: Stromversorgungseinheit
5: Ausgangslicht-Erkennungsteil
6: Temperaturerkennungteil
7: Anzeigeeinheit
8: Eingabeeinheit
9: Berechnungsteil
10: Aufzeichnungsteil
11: Steuereinheit
12: Optisches Lasersystem
13: Kühlmittelrohr
14: Laserstrahl
15: Tank
16: Kühlvorrichtung
17: Wärmetauscher
18: Auslasspumpe
91: Temperaturanstieg-Berechnungsabschnitt
1101: Wärmeerzeugungsbetrag-Erfassungsabschnitt
1102: Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Erzeugungsabschnitt
1103: Erforderlicher-Kühler-Spezifikation-Erzeugungsabschnitt
1104: Alternative-Laserbearbeitungsbedingungs-Verarbeitungsabschnitt
1105: Laservorrichtungsmerkmal-Aktualisierungsabschnitt
1106: Laseroszillations-Verminderungs-/Unterbrechungsabschnitt
1107: Optischer-Leistungsbefehl-Anpassungsabschnitt

Claims

Laservorrichtung (1), die mindestens Wärme kühlt, die von einem Laseroszillator (3) ausgestrahlt wird, mittels eines Kühlers (2), der eine Kühlmittel-Zirkulationsversorgungsvorrichtung ist, wobei die Laservorrichtung umfasst: mindestens einen Laseroszillator (3); eine Stromversorgungseinheit (4), die den Laseroszillator (3) mit elektrischem Strom für die Laseroszillation versorgt; ein Ausgangslicht-Erkennungsteil (5), das eine Laserstrahlleistung von dem Laseroszillator (3) erkennt; ein optisches Lasersystem (12) zum Ausgeben eines Laserstrahls von der Laservorrichtung (1); mindestens ein Temperaturerkennungsteil (6), das die Temperatur des Kühlmittels oder einer Komponente, deren Temperatur durch eine Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, erkennt; eine Eingabeeinheit (8); eine Anzeigeeinheit (7); ein Aufzeichnungsteil (10), das Merkmale der Laservorrichtung (1), umfassend ein optisches Leistungsmerkmal des Laseroszillators (3) und ein Merkmal des Kühlers (2), aufzeichnet; ein Berechnungsteil (9), das einen Zustand der Laservorrichtung (1) berechnet; und eine Steuereinheit (11), die jedes Teil der Laservorrichtung (1) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsteil (9), bevor die Laserbearbeitung beginnt, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit (11) den Zustand der Laservorrichtung (1) basierend auf einer Kühlkapazität des Kühlers (2) und dem Tankvolumen des Kühlers (2), mindestens einem Wärmeerzeugungsbetrag von dem Laseroszillator (3) und einer Wärmekapazität eines gekühlten Teils der Laservorrichtung (1), der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist, die in dem Aufzeichnungsteil (10) aufgezeichnet werden, in Bezug auf die Laserbearbeitungsbedingungen berechnet, umfassend mindestens einen Leistungsbefehl-Datensatz, die optischen Leistungsbefehlsdaten an den Laseroszillator (3) oder die Stromleistungsbefehlsdaten für den Laseroszillator (3) an die Stromversorgungseinheit (4), die durch die Eingabeeinheit (8) eingegeben wurden oder eingestellt wurden, und wobei die Steuereinheit (11), bevor die Laserbearbeitung beginnt und wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen, bei den Laserbearbeitungsbedingungen, die eingegeben oder eingestellt wurden, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung (1), das von dem Berechnungsteil (9) berechnet wurde, übersteigt, a) eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs auf der Anzeigeeinheit (7) anzeigt und/oder b) eine Warnung eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Aufzeichnungsteil (10) aufzeichnet.
Laservorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei ferner die Steuereinheit (11), a) auf der Anzeigeeinheit (7) eine alternative Laserbearbeitungsbedingung, bei der die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, nicht die vorbestimmte jeweils zulässige Temperatur übersteigt, anzeigt und/oder b) die alternativen Laserbearbeitungsbedingung in dem Aufzeichnungsteil (10) aufzeichnet, und/oder c) die Laserbearbeitung durch automatisches Ersetzen der Laserbearbeitungsbedingung durch die alternative Laserbearbeitungsbedingung ausführt.
Laservorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (11) ausgestaltet ist die eine Schritte auszuführen: a) Senden eines Befehls an die Stromversorgungseinheit (4), sodass der Laseroszillator (3) mindestens mit einem vorbestimmten Wert eines Stroms oder einer Spannung nach einem vorbestimmten und eingestellten Plan versorgt wird; b) Empfangen von Stromdaten, mit denen der Laseroszillator (3) von der Stromversorgungseinheit (4) versorgt wird, und optischer Leistungsdaten von dem Ausgangslicht-Erkennungsteil (5); und c) Aktualisieren mindestens eines Merkmals, das in dem Aufzeichnungsteil (10) aufgezeichnet ist: das optische Leistungsmerkmal der Laservorrichtung (1), das ein Merkmal einer Laserstrahlleistung in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit (4) geliefert wird, oder das Wärmeerzeugungsmerkmal des Laseroszillators (3), das einen Wärmeerzeugungsbetrag des Laseroszillators (3) in Bezug auf den Strom oder die Spannung darstellt, der/die von der Stromversorgungseinheit (4) geliefert wird.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das mindestens eine Temperaturerkennungsteil (6) der Temperaturerkennungsteile (6) ein Temperaturerkennungsteil (6) ist, das die Temperatur einer Umgebung erkennt, in der die Laservorrichtung (1) oder der Kühler (2) installiert sind, wobei die umgebungstemperaturabhängigen Daten der Kühlkapazität des Kühlers (2) oder die umgebungstemperaturabhängigen Daten von einer Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil der Laservorrichtung (1) eindringt, in dem Aufzeichnungsteil (10) aufgezeichnet werden, wobei das Berechnungsteil (9) überdies den Zustand der Laservorrichtung (1) bei der Umgebungstemperatur berechnet, die von dem Temperaturerkennungsteil (6) erkannt wird, unter Verwendung der Daten der Kühlkapazität des Kühlers (2) oder der Daten einer Wärmemenge, die von außen in den gekühlten Teil eindringt, und wobei die Steuereinheit (11) überdies bestimmt, ob die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen übersteigt, bei der eingegebenen oder eingestellten Laserbearbeitungsbedingung, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung (1)von dem Berechnungsteil (9).
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuereinheit (11) ferner ausgestaltet ist die Laseroszillation zu stoppen oder die Laserstrahlleistung herabzusetzen, für den Fall eines Temperaturanstiegs eines Kühlmittels oder einer Komponente, deren Temperaturanstieg durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) die vorbestimmten jeweils zulässigen Temperaturen überstiegen hat.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (11) ferner ausgestaltet ist a) eine Spezifikation eines erforderlichen Kühlers (2) für eine Bearbeitung, ohne die Laserbearbeitungsbedingungen an der Anzeigeeinheit (7) zu ändern, anzuzeigen, unter Bezugnahme auf ein Berechnungsergebnis des Zustands der Laservorrichtung (1) des Berechnungsteils (9), gemäß einer Anforderung, die von der Eingabeeinheit (8) eingegeben wurde oder von einer Einstellung, und/oder b) die Kühler-Spezifikation in dem Aufzeichnungsteil (10) aufzuzeichnen.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Aufzeichnungsteil (10) ausgestaltet ist, gemäß einem Befehl von der Steuereinheit (11), mindestens einen Rechenausdruck im Aufzeichnungsteil (10) im Voraus aufzuzeichnen, um einen Wärmeerzeugungsbetrag von mindestens dem Laseroszillator (3) gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen zu berechnen, und mindestens einen Rechenausdruck im Aufzeichnungsteil (10) im Voraus aufzuzeichnen, der einen Temperaturanstieg des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, berechnet, und zusätzlich im Voraus mindestens die Kühlkapazität des Kühlers (2) und das Tankvolumen des Kühlers (2), und die Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung (1), der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist, aufzuzeichnen, damit das Berechnungsteil (9) berechnen kann, ob die Möglichkeit gemäß den eingestellten Laserbearbeitungsbedingungen besteht, dass die Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, für das/die der Temperaturanstieg durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) eine vorbestimmte jeweils zulässige Temperaturen übersteigt, basierend auf der Kühlkapazität des Kühlers (2) und dem Tankvolumen des Kühlers (2), dem Wärmeerzeugungsbetrag von mindestens dem Laseroszillator (3) und der Wärmekapazität des gekühlten Teils der Laservorrichtung (1), der wirksam von dem Kühlmittel zu kühlen ist.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens eines der Temperaturerkennungsteile (6) in einer Position installiert ist um die Temperatur eines gekühlten Teils des Laseroszillators (3) oder die Temperatur des Kühlmittels zu erkennen, und im Auf zeichnungsteil (10) Daten, die eine Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtung (1) und der Temperatur angeben, die von dem Temperaturerkennungsteil (6), welches die Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators (3) oder die Temperatur des Kühlmittels erkennt, erkannt werden, aufgezeichnet werden, und wobei die Steuereinheit (11) ferner ausgestaltet ist einen optischen Leistungsbefehl anzupassen, sodass die Laserleistung stabil wird, gemäß einer Änderung der Temperatur des Kühlmittels oder der Komponente, deren Temperatur durch Wärmeerzeugung von mindestens dem Laseroszillator (3) ansteigt, unter Bezugnahme auf die Daten, die in dem Auf zeichnungsteil (10) aufgezeichnet wurden, welche die Beziehung zwischen dem optischen Leistungsmerkmal der Laservorrichtungen (1) und der Temperatur angibt, die von dem Temperaturerkennungsteil (6) erkannt werden, welches die Temperatur des gekühlten Teils des Laseroszillators (3) oder die Temperatur des Kühlmittels, erkennt.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuereinheit (11) eine numerische Steuerungseinheit ist.
Laservorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Laservorrichtung (1) die Steuereinheit (11) mit mehreren der Laservorrichtungen (1) teilt.