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Allgemeiner Stand der Technik
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lasersystem, das mit mehreren Lasermodulen versehen ist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Vorrichtungen, die Laserlicht, das von mehreren Lasermodulen (Laserlichtquellen) ausgegeben wurde, kombiniert und das erhaltene kombinierte Laserlicht ausstrahlt, sind bereits bekannt (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift 2006-012888).
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Es ist auch eine Technik bekannt, die bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit mehreren Lasermodulen die Anzahl der angetriebenen Lasermodule auf Basis der Ausgangsleistung und des Laserpunktdurchmessers des kombinierten Laserlichts reguliert (siehe zum Beispiel die Patentoffenlegungsschrift 2012-227353 oder die Internationale Patentveröffentlichung Nr. 2014/133013).
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Da die einzelnen Lasermodule eine Untergrenze für die Lichtausgangsleistung, bei der Laserlicht stabil ausgegeben werden kann, aufweisen, wird eine passende Änderung der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule gewünscht, um bei einer Laservorrichtung, die mit mehreren Lasermodulen versehen ist, einen weiten Lichtausgangsleistungsbereich sicherzustellen. Wenn die Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule erhöht wird, wird eine Stromversorgung in Bezug auf wenigstens ein Lasermodul begonnen, doch da für den Start der Stromversorgung eine bestimmte Verzögerungszeit besteht, tritt direkt nach der Änderung der Anzahl eine als „Einbruch“ bezeichnete Erscheinung auf, bei der der tatsächliche Messwert gegenüber dem Befehlswert für das kombinierte Laserlicht stark abnimmt.
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Einfache Erklärung der Zeichnungen
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Die Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Erklärung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen noch klarer werden. In den beiliegenden Zeichnungen
- ist 1 ein Funktionsblockdiagramm der Hauptelemente einer Laservorrichtung nach einer idealen Ausführungsform,
- ist 2 ein Diagramm, das ein Beispiel für die zeitliche Veränderung des Lichtausgangsleistungsbefehls bei dem Stand der Technik zeigt,
- ist 3 ein Diagramm, das ein Beispiel für die zeitliche Veränderung des Lichtausgangsleistungsbefehls bei der Laservorrichtung von 1 zeigt,
- ist 4 eine Ansicht, die eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Ausgangsleistung der Laservorrichtung und der Anzahl der oszillierenden Lasermodule zeigt, und ein Beispiel zeigt, bei dem innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung vier Schwellenwerte für die Änderung der Anzahl bestehen,
- ist 5 eine Ansicht, die eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Ausgangsleistung der Laservorrichtung und der Anzahl der oszillierenden Lasermodule zeigt, und ein anderes Beispiel zeigt, bei dem innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung vier Schwellenwerte für die Änderung der Anzahl bestehen,
- ist 6 eine Ansicht, die eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Ausgangsleistung der Laservorrichtung und der Anzahl der oszillierenden Lasermodule zeigt, und ein Beispiel zeigt, bei dem innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung zwei Schwellenwerte für die Änderung der Anzahl bestehen,
- ist 7 eine Ansicht, die eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Ausgangsleistung der Laservorrichtung und der Anzahl der oszillierenden Lasermodule zeigt, und ein anderes Beispiel zeigt, bei dem innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung zwei Schwellenwerte für die Änderung der Anzahl bestehen, und
- ist 8 ein Diagramm, das ein Beispiel für die zeitliche Veränderung des Lichtausgangsleistungsbefehls bei der Laservorrichtung von 1 zeigt, und einen Fall zeigt, in dem der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl allmählich verändert wurde.
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Ausführliche Erklärung
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm der Hauptelemente einer Laservorrichtung nach einer idealen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Laservorrichtung 10 ist zum Beispiel eine Laserbearbeitungsvorrichtung und weist mehrere Laseroszillatormodule (Lasermodule) 12, Laserstromquelleneinheiten 14 (gewöhnlich in der gleichen Anzahl wie jener der Lasermodule), die den Lasermodulen 12 Antriebsstrom liefern, einen Kombinierer 16, der die von den Lasermodulen 12 ausgegebenen (oszillierten) Laserlichter kombiniert und als kombiniertes Laserlicht nach außen ausgibt, eine Lichtausgangsleistungsbefehlseinheit 18, die einen ersten Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) für das kombinierte Laserlicht erzeugt, eine Lasermodulwahl/befehlseinheit 20, die auf Basis des ersten Lichtausgangsleistungsbefehls jene Lasermodule, die angetrieben werden sollen (eine Laseroszillation vornehmen sollen) aus den mehreren Lasermodulen 12 wählt und für jedes der mehreren gewählten Lasermodule einen zweiten Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) erzeugt, und eine Steuereinheit 22, die die Laserstromquelleneinheiten 14 und die Lasermodule 12 auf Basis des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehls steuert, auf. Die Anzahl der Lasermodule 12 wird gemäß dem Verwendungszweck und dergleichen der Laservorrichtung 10 passend bestimmt und ist beispielsweise ein Wert von 2 bis 30, obwohl keine Beschränkung darauf besteht.
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Außerdem weist die Laservorrichtung 10 einen ersten Lichtdetektor 24 wie etwa einen Lichtsensor, der die tatsächliche Stärke des von dem Kombinierer 16 ausgegebenen kombinierten Laserlichts detektiert, und einen zweiten Lichtdetektor 26 wie etwa einen Lichtsensor, der die Stärke des von jedem Lasermodul 12 oszillierten Laserlichts detektiert, auf. Die Detektionswerte dieser Lichtsensoren können an die Steuereinheit 22 rückgemeldet werden, wodurch die Steuereinheit 22 eine Rückkopplungssteuerung auf Basis der detektierten Stärke des kombinierten Laserlichts und der Stärke des Laserlichts der einzelnen Module vornehmen kann.
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Die Lichtausgangsleistungsbefehlseinheit 18, die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 und die Steuereinheit 22 können zum Beispiel in der Form eines Prozessors bereitgestellt werden, der in die Laservorrichtung 10 oder eine sie steuernde Steuervorrichtung aufgenommen werden kann oder als von (dem Gehäuse) der Laservorrichtung 10 externer gesonderter Personal Computer oder dergleichen bereitgestellt werden kann. Wenigstens eines aus der Lichtausgangsleistungsbefehlseinheit 18, der Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 und der Steuereinheit 22 kann auch mit der Funktion zur Speicherung von Daten zur Vornahme einer später beschriebenen Rechenverarbeitung oder einer Speichereinheit wie etwa einem Speicher versehen sein.
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Nachstehend wird die Funktion zur Änderung der zu betreibenden Lasermodule bei der Laservorrichtung 10 beschrieben. 2 ist ein Diagramm, das zum Vergleich mit der vorliegenden Offenbarung den Lichtausgangsleistungsbefehl (Pa) in Bezug auf das kombinierte Laserlicht und den Lichtausgangsleistungsbefehl (Pb) an jedes Lasermodul bei einer Laservorrichtung nach dem Stand der Technik durch die gleiche Zeitachse zeigt. Hier weist die Laservorrichtung zwei Lasermodule (Lasermodul 1, 2) auf, und wird ein Fall erklärt, bei dem die Anzahl der laseroszillierenden (angetriebenen) Lasermodule von zwei Modulen zu einem Modul (es wird nur das Lasermodul 1 angetrieben) und zu zwei Modulen geändert wird. In der Zeichnung wird der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl an das Modul 1 mit Pb1 und der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl an das Modul 2 mit Pb2 bezeichnet. Dies gilt auch für die später beschriebenen 3 und 8.
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Der Lichtausgangsleistungsbefehl Pa wird allmählich verringert, der Antrieb (die Stromversorgung) des Lasermoduls 2 bei Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts Pd (Zeitpunkt t1) angehalten, und bis zu dem Zeitpunkt (t2), zu dem der Lichtausgangsleistungsbefehl Pa erneut den Schwellenwert Pd erreicht, nur ein Antrieb des Lasermoduls 1 vorgenommen. Zu diesem Zeitpunkt t2 wird die Stromversorgung des Lasermoduls 2 begonnen, doch da für den Start der Stromversorgung eine bestimmte Verzögerungszeit (Δt) besteht, beträgt die tatsächliche Lichtausgangsleistung Pb2' des zweiten Lasermoduls von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Ablauf der Verzögerungszeit (t2 bis t3) fast null, und nimmt daher auch die tatsächliche Lichtausgangsleistung des kombinierten Laserlichts von dem Zeitpunkt t2 bis zu t3 stark unter den Lichtausgangsleistungsbefehl Pa ab (Pa') und kommt es zu der als sogenannter „Einbruch“ bezeichneten Erscheinung. Dieser Einbruch macht die Laserausgangsleistung instabil, und wenn die Laservorrichtung zum Beispiel als Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet wird, besteht die Gefahr, dass in der Bearbeitungsfläche (Schneidefläche) ein streifenförmiges Muster gebildet wird oder ein Schneiderückstand gebildet wird.
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3 ist ein Diagramm, das zum Vergleich mit 2 den Lichtausgangsleistungsbefehl (Pa) in Bezug auf das kombinierte Laserlicht und den Lichtausgangsleistungsbefehl (Pb) an jedes Lasermodul bei der Laservorrichtung 10 nach der vorliegenden Offenbarung durch die gleiche Zeitachse zeigt. Die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 gibt zu dem Zeitpunkt (t2), zu dem die Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule erhöht werden soll, einen derartigen zweiten Lichtausgangsleistungsbefehl Pb1 an das Lasermodul 1 aus, dass das kombinierte Laserlicht von dem Zeitpunkt der Änderung der Anzahl (noch konkreter von dem Zeitpunkt der Ausgabe eines Befehls mit dem Inhalt, die Stromversorgung des Moduls 2 zu beginnen) bis zum Ablauf einer bestimmten Zeit (t3) nur durch das Lasermodul 1, das vor der Änderung der Anzahl eine Laseroszillation vorgenommen hat, eine dem ersten Ausgangsleistungsbefehl entsprechende Ausgangsleistung erreicht.
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Noch genauer wird von dem Zeitpunkt t2 bis zum Ablauf einer bestimmten Zeit, die im Großen und Ganzen der oben genannten Verzögerungszeit Δt entspricht, (t2 bis t3) der gleiche zweite Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) Pb2 (bei dem dargestellten Beispiel ein Befehl mit dem Inhalt, zu dem Zeitpunkt t2 aus dem angehaltenen Zustand eine Oszillation mit einer Ausgangsleistung von Pd/2 zu beginnen) wie bei dem Stand der Technik an die Laserstromquelleneinheit 14 des Lasermoduls 2, das nach der Änderung der Anzahl mit der Laseroszillation beginnen soll, gesendet, aber in Bezug auf das Lasermodul 1, das vor der Änderung der Anzahl eine Laseroszillation vorgenommen hat, ein derartiger zweiter Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) Pb1 an die Laserstromquelleneinheit 14 des Lasermoduls 1 gesendet, dass von dem Kombinierer 16 nur durch die Ausgangsleistung des Lasermoduls 1 kombiniertes Laserlicht mit einer dem ersten Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) entsprechenden Ausgangsleistung ausgegeben wird. Das heißt, in dem Fall von 3 ist der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl Pb1 an das Lasermodul 1 von dem Zeitpunkt t1 bis t3 dem ersten Lichtausgangsleistungsbefehl Pa gleich. Außerdem wird ab dem Zeitpunkt t3, zu dem die bestimmte Zeit vergangen ist, auch an die Stromversorgungseinheit 14 des Lasermoduls 1 der gleiche zweite Lichtausgangsleistungsbefehl Pb1 wie bei dem Stand der Technik (ein Befehl mit dem Inhalt, dass durch beide Lasermodule 1 und 2 kombiniertes Laserlicht mit einer dem ersten Lichtausgangsleistungsbefehl (Wert) entsprechenden Ausgangsleistung ausgegeben wird) gesendet.
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Da bei der Laservorrichtung 10 durch die oben beschriebene Verarbeitung zwar die tatsächliche Lichtausgangsleistung Pb' des Lasermoduls 2 für eine Zeit, die einer Verzögerungszeit ab dem Empfang des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehl Pb2 entspricht, verspätet ist, aber das Lasermodul 1 einen Laser mit einer diese Verzögerung kompensierenden Ausgangsleistung oszilliert, stimmen der Lichtausgangsleistungsbefehl Pa und die tatsächliche Lichtausgangsleistung Pa' wie in dem oberen Diagramm von 3 annähernd überein und entsteht kein wie in 2 gezeigter Einbruch. Folglich wird bei der Laservorrichtung 10 die Ausgangsleistung des kombinierten Laserlichts stabil und kann dann, wenn die Laservorrichtung 10 zum Beispiel als Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet wird, eine Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit oder eine Entstehung von Bearbeitungsmängeln in Verbindung mit einem solchen Einbruch beseitigt oder verringert werden.
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In 2 und 3 ist die Zeit von dem Zeitpunkt t2 bis t3 (die Verzögerungszeit) zur Klarheit übertrieben dargestellt. Die tatsächliche Verzögerungszeit Δt hängt zwar von den Spezifikationen und dergleichen der Lasermodule ab, liegt aber im Großen und Ganzen in einem Bereich von 5 µs bis 300 µs, und ist normalerweise ein bekannter Wert. Folglich kann die Entstehung des Einbruchs durch Festlegen der bestimmten Zeit auf den gleichen oder einen etwas größeren Wert als jenen der Verzögerungszeit (zum Beispiel 100 bis 150 % der Verzögerungszeit) verhindert werden. Doch da es auch Fälle gibt, bei denen hinsichtlich der Verzögerungszeit individuelle Unterschiede zwischen den Lasermodulen vorhanden sind, ist es günstig, die Verzögerungszeit so zu gestalten, dass sie ein Betreiber durch Verwenden eines passenden Eingabemittels (eines an der Laservorrichtung ausgebildeten Touchpanels, einer Tastatur oder dergleichen) in Form von Parametern oder dergleichen festlegen/ändern kann.
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Wenn die Zeit nach dem Anhalten der Stromversorgung bis zur erneuten Stromversorgung bei dem gleichen Lasermodul vergleichsweise kurz ist, kann es sein, dass der Start rascher erfolgt (die Verzögerungszeit kürzer ist), als wenn die Zeit länger ist. Nun kann auch ein Timer, der für jedes Modul die Zeit nach dem Anhalten der Stromversorgung bis zur erneuten Stromversorgung misst, ausgebildet werden und die bestimmte Zeit auf Basis des Messinhalts dieses Timers automatisch reguliert werden. Oder anstelle des Timers kann ein Temperatursensor, der die Temperatur einer Komponente (zum Beispiel einer Schaltkomponente des Laserstromquellenelements 14), die mit der Zeit nach dem Anhalten der Stromversorgung bis zur erneuten Stromversorgung in einer Wechselbeziehung steht, misst, ausgebildet werden und die bestimmte Zeit auf Basis des Messinhalts dieses Temperatursensors automatisch reguliert werden.
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Wie oben beschrieben kann bei der Laservorrichtung 10 nach der vorliegenden Offenbarung die Entstehung eines Einbruchs bei der Änderung (bei der obigen Ausführungsform einer Vermehrung) der Anzahl der oszillierenden Lasermodule in einem hohen Maße unterdrückt werden, doch wenn die Veränderung des Lichtausgangsleistungsbefehlswerts an die einzelnen Lasermodule vor und nach der Änderung der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule vergleichsweise groß ist, kann es durch Faktoren wie die Eigenschaften der Laserstromquelleneinheiten zu einem Einbruch in der Lichtausgangsleistung von den Lasermodulen kommen. Folglich ist es günstig, wenn das Veränderungsausmaß des Lichtausgangsleistungsbefehlswerts an die einzelnen Lasermodule vor und nach der Änderung der Anzahl klein ist. Doch auch wenn das Veränderungsausmaß des Lichtausgangsbefehlswerts an die einzelnen Lasermodule klein ist, kann es zur Zeit der Änderung der Anzahl zu einem kleinen Einbruch kommen, weshalb es günstig ist, wenn auch die Häufigkeit der Änderungen der Anzahl gering ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 bis 7 werden Ausführungsformen zur Beschränkung der Größe oder der Häufigkeit des Auftretens eines Einbruchs, der bei der Änderung der Anzahl der oszillierenden Lasermodule entsteht, erklärt. Bei den nachstehenden Beispielen wird angenommen, dass die Laservorrichtung 10 sechzehn Lasermodule 12 aufweist und der Ausgangsleistungsbereich jedes Lasermoduls 50 W bis 500 W beträgt. Daher erreicht die Nennausgangsleistung (der Umfang der höchstmöglichen Ausgangsleistung) der Laservorrichtung 10 in diesem Fall 8000 W.
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Zunächst kann die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 als Verarbeitung zur Beschränkung der Größe des Einbruchs bei einer Änderung der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule 12 gemäß einer Veränderung des ersten Lichtausgangsleistungsbefehlswerts den Schwellenwert des ersten Lichtausgangsleistungsbefehls, der die Basis für die Änderung darstellt, und die Anzahl der Lasermodule vor und nach der Änderung (oder die Anzahl der Lasermodule vor der Änderung und die Anzahl ihrer Vermehrung/Verminderung) so festlegen, dass ein Veränderungsausmaß ΔPi des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehls an jedes Modul vor und nach der Änderung höchstens einen bestimmten oberen Grenzwert erreicht. Durch das Beschränken des Veränderungsausmaßes des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehls auf höchstens einen bestimmten oberen Grenzwert kann das Auftreten eines Einbruchs verhindert werden. Der hier vorliegende obere Grenzwert kann zum Beispiel auf Basis von Ergebnissen in der Vergangenheit empirisch festgelegt werden.
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Da die Tendenz besteht, dass die Größe des entstehenden Einbruchs umso kleiner ist, je kleiner das Veränderungsausmaß ΔPi des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehls ist, ist es dann, wenn das Augenmerk nur auf ΔPi gelegt wird, wünschenswert, die Änderung der Anzahl der oszillierenden Lasermodule möglichst häufig vorzunehmen. Doch da wie oben beschrieben auch durch die Änderung der Anzahl selbst ein Einbruch entsteht, kann die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 ΔPi, die Anzahl N der oszillierenden Module vor der Änderung und das Änderungsausmaß ΔN der Anzahl zur Zeit der Änderung (oder die Anzahl der oszillierenden Module nach der Änderung) bestimmen, während ΔPi bei höchstens dem bestimmten oberen Grenzwert behalten wird.
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Wenn der obere Grenzwert für ΔPi zum Beispiel auf 250 W festgelegt wurde, kann die Anzahl der Male der Änderung, wenn sich der erste Lichtausgangsleistungsbefehl innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung
10 von dem Umfang der höchstmöglichen Ausgangsleistung (hier 8000 W) bis zu dem Umfang der mindestmöglichen Ausgangsleistung (hier 50 W) verändert, wie in
4 gezeigt auf „vier“ eingerichtet werden (das heißt, innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung bestehen vier Schwellenwerte). Konkret wird die Beziehung zwischen Pd, N, ΔN und ΔPi wie in der nachstehenden Tabelle 1. Somit wird es durch Minimieren der Häufigkeit der Änderungen der Anzahl der oszillierenden Lasermodule, während ΔPi bei höchstens einem bestimmten oberen Grenzwert behalten wird, möglich, sowohl die Größe des Einbruchs als auch die Häufigkeit seines Auftretens ideal zu minimieren.
Tabelle 1
| Pd | N | ΔN | ΔPi |
| 500 W | 1 (2) | 1 | 250 W (= 500 W/1 - 500 W/2) |
| 1000 W | 2 (4) | 2 | 250 W (= 1000 W/2 - 1000 W/4) |
| 2000 W | 4 (8) | 4 | 250 W (= 2000 W/4 - 2000 W/8) |
| 4000 W | 8 (16) | 8 | 250 W (= 4000 W/8 - 4000 W/16) |
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4 zeigt den Bereich der möglichen Ausgangsleistung der Laservorrichtung als Ganzes (50 W bis 8000 W) und den Bereich der möglichen Ausgangsleistung gemäß der Anzahl der oszillierenden Lasermodule (beispielsweise im Fall einer Anzahl von zwei 100 W bis 1000 W). Die Angabe „3 → 16“ und dergleichen gibt die Anzahl der Lasermodule an, die in diesem Ausgangsleistungsbereich verwendet werden können. Da zum Beispiel von 1000 W bis 1500 W „3 → 16“ angegeben ist, beträgt die Anzahl der Lasermodule, die in diesem Ausgangsleistungsbereich verwendet werden können, drei bis sechzehn. Was diese Angaben betrifft, gilt das Gleiche auch für die nachstehend beschriebenen 5 bis 7.
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Die Ausführungsform von
4 kann noch optimiert werden. Zum Beispiel kann wie in
5 gezeigt der obere Grenzwert von ΔPi verringert werden, während die Häufigkeit der Änderungen bei vier behalten wird. Die der Ausführungsform von
5 entsprechende Beziehung von Pd, N, ΔN und ΔPi wird wie in der nachstehenden Tabelle 2. In diesem Fall kann ΔPi auf 125 W verringert werde, während die Häufigkeit der Änderungen bei vier behalten wird (vier Schwellenwerte bestehen).
Tabelle 2
| Pd | N | ΔN | ΔPi |
| 250 W | 1 (2) | 1 | 125 W (= 250 W/1 - 250 W/2) |
| 500 W | 2 (4) | 2 | 125 W (= 500 W/2 - 500 W/4) |
| 1000 W | 4 (8) | 4 | 125 W (= 1000 W/4 - 1000 W/8) |
| 2000 W | 8 (16) | 8 | 125 W (= 2000 W/8 - 2000 W/16) |
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Bei den Ausführungsformen von
4 und
5 wurde eine Minimierung der Häufigkeit der Änderungen vorgenommen, nachdem zunächst die Festlegung des oberen Grenzwerts von ΔPi erfolgte, doch kann auch zuerst eine Minimierung der Häufigkeit der Änderungen erfolgen. Das heißt, die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 kann Pd, N und ΔN so bestimmen, dass die Häufigkeit der Änderungen der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule (das heißt, die Anzahl der Schwellenwerte innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung) am geringsten wird, wenn sie den ersten Lichtausgangsleistungsbefehlswert von dem Höchstlichtausgangsleistungsbefehlswert der Laservorrichtung (hier 8000 W) bis zu dem Mindestlichtausgangsleistungsbefehlswert (hier 50 W) verändert. Wenn die Beziehung zwischen Pd, N, ΔN und ΔPi zum Beispiel wie in der nachstehenden Tabelle 3 eingerichtet wird, wird eine Anzahl der Änderungen von zwei erhalten (bestehen zwei Schwellenwerte).
Tabelle 3
| Pd | N | ΔN | ΔPi |
| 500 W | 1 (10) | 9 | 450 W (= 500 W/1 - 500 W/10) |
| 5000 W | 10 (16) | 6 | 187,5 W (= 5000 W/10 - 5000 W/16) |
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Wie in Tabelle 3 gezeigt ist ΔPi zur Zeit der Änderung bei einem Schwellenwert Pd von 500 W mit 450 W vergleichsweise groß und besteht hier die Möglichkeit der Entstehung eines vergleichsweise großen Einbruchs. Nun kann ΔPi bei der Ausführungsform von Tabelle 3 verringert werden, indem der obere Grenzwert von ΔPi festgelegt wird, während die Häufigkeit der Änderungen (die Anzahl der Schwellenwerte) beibehalten wird.
6 zeigt eine Ausführungsform, wenn der obere Grenzwert von ΔPi auf 200 W festgelegt wurde, und dabei wird die Beziehung zwischen Pd, N, ΔN und ΔPi wie in der nachstehenden Tabelle 4.
Tabelle 4
| Pd | N | ΔN | ΔPi |
| 250 W | 1 (4) | 3 | 187,5 W (= 250 W/1 - 250 W/4) |
| 1000 W | 4 (16) | 12 | 187,5 W (= 1000 W/4 - 1000 W/16) |
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Die Ausführungsform von
6 kann noch optimiert werden. Zum Beispiel können wie in
7 gezeigt Bedingungen ermittelt werden, bei denen ΔPi minimiert wird, während die Häufigkeit der Änderungen bei zwei behalten wird. Die der Ausführungsform von
7 entsprechende Beziehung von Pd, N, ΔN und ΔPi wird wie in der nachstehenden Tabelle 5. In diesem Fall kann ΔPi bis auf 150 W verringert werden, während die Anzahl der Schwellenwerte innerhalb des Bereichs der möglichen Ausgangsleistung bei zwei behalten wird.
Tabelle 5
| Pd | N | ΔN | ΔPi |
| 200 W | 1 (4) | 3 | 150 W (= 200 W/1 - 200 W/4) |
| 800 W | 4 (16) | 12 | 150 W (= 800 W/4 - 800 W/16) |
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Verarbeitung erklärt, bei der das Veränderungsausmaß ΔPi des zweiten Lichtausgangsleistungsbefehls an jedes Modul vor und nach der Änderung verwendet wurde, doch kann anstelle von ΔPi auch das Veränderungsausmaß AEi des an jedes Modul gelieferten Stroms verwendet werden. Da ΔPi und ΔEi im Großen und Ganzen eine proportionale Beziehung aufweisen, werden auch bei einer Verwendung von ΔEi die gleichen Wirkungen und Resultate wie bei den oben beschriebenen Beispielen erhalten.
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Außerdem kann bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die durch die Modulwahl/befehlseinheit 20 ermittelte Beziehung zwischen Pd, N, ΔN und ΔPi in einem vorab festgelegten Programm oder Speicher oder dergleichen gespeichert werden. Es ist auch eine Ausführung möglich, bei der der Betreiber wenigstens eines aus Pd, N, ΔN und ΔPi über ein passendes Eingabemittel wie ein an der Laservorrichtung ausgebildetes Touchpanel von Hand eingeben/verändern kann, wobei in diesem Fall die Modulwahl/befehlseinheit 20 die Beziehung zwischen Pd, N, ΔN und ΔPi auch auf Basis des eingegebenen/geänderten Inhalts neu berechnen kann.
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8 ist eine Ansicht zur Erklärung einer anderen Ausführungsform zur Beschränkung der Entstehung oder der Größe eines Einbruchs. Die Lasermodulwahl/befehlseinheit 20 kann bei einer Änderung der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule den zweiten Lichtausgangsleistungsbefehlswert an wenigstens ein Lasermodul unter den Lasermodulen, bei denen der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl verändert wird (hier die Module 1, 2), zeitlich nicht schrittförmig (oder diskontinuierlich), sondern unter Verleihung eines Gradienten (über eine bestimmte Zeit hinweg allmählich) verändern.
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Konkret verändert sich bei der durch 3 erklärten Ausführungsform der zweite Lichtausgangsleistungsbefehlswert Pb1 an das Lasermodul 1 zu der Zeit t1 zu dem Doppelten (in 8 durch die gepunktete Linie 30 dargestellt), doch kann der zweite Lichtausgangsleistungsbefehlswert Pb1 wie durch die durchgehende Linie 32 gezeigt über einen bestimmten Zeitraum Δt1 hinweg allmählich erhöht werden. Wenn der zweite Lichtausgangsleistungsbefehlswert Pb1 die durch die gepunktete Linie 30 gezeigt verändert wurde, wird die tatsächliche Lichtausgangsleistung des Moduls 1 durch Überschwingen größer als der Befehlswert und kann als Folge ein Einbruch auftreten, doch durch das Verleihen eines Gradienten wie der durchgehenden Linie 32 wird das Überschwingen verhindert und kann die Entstehung des Einbruchs unterdrückt werden. Außerdem verändert sich bei der Ausführungsform von 3 der zweite Lichtausgangsleistungsbefehlswert Pb1 an das Lasermodul 1 zu der Zeit t3 auf die Hälfte (in 8 durch die gepunktete Linie 34 dargestellt), doch kann der zweite Lichtausgangsleistungsbefehlswert Pb1 wie durch die durchgehende Linie 36 gezeigt über einen bestimmten Zeitraum Δt2 hinweg allmählich verringert werden. Die hier genannten bestimmten Zeiträume Δt1 und Δt2 unterscheiden sich je nach den Spezifikationen der Lasermodule, doch können sie im Großen und Ganzen als Wert innerhalb eines Bereichs von 5 µs bis 50 µs festgelegt werden.
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Ebenso wird bei der Ausführungsform von 3 die Lieferung von Strom an das Lasermodul 2 zu dem Zeitpunkt t1 angehalten werden (in 8 durch die gepunktete Linie 40 dargestellt), doch kann der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl Pb2 wie durch die durchgehende Linie 42 gezeigt über einen bestimmten Zeitraum Δt3 hinweg allmählich verringert werden. Außerdem wird bei der Ausführungsform von 3 die Lieferung von Strom an das Lasermodul 2 zu dem Zeitpunkt t2 wieder begonnen (in 8 durch die gepunktete Linie 44 dargestellt, doch kann der zweite Lichtausgangsleistungsbefehl Pb2 wie durch die durchgehende Linie 46 gezeigt über einen bestimmten Zeitraum Δt4 hinweg allmählich erhöht werden. Folglich kann auch in diesem Fall die Entstehung eines Einbruchs durch Überschwingen oder dergleichen unterdrückt werden. Auch die hier genannten bestimmten Zeiträume Δt3 und Δt4 unterscheiden sich je nach den Spezifikationen der Lasermodule, doch können sie im Großen und Ganzen als Wert innerhalb eines Bereichs von 5 µs bis 50 µs festgelegt werden. Außerdem können die bestimmten Zeiträume Δt1 bis Δt4 untereinander gleich oder voneinander verschieden sein.
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Durch die vorliegende Offenbarung kann bei einer Laservorrichtung, die mehrere Lasermodule aufweist, die Entstehung eines Einbruchs bei einer Änderung der Anzahl der laseroszillierenden Lasermodule verhindert werden und die Stabilität der Laserausgangsleistung erhöht werden.
