JP2001060732A

JP2001060732A - レーザ電源制御装置及び方法

Info

Publication number: JP2001060732A
Application number: JP11232751A
Authority: JP
Inventors: Koichi Morio; 浩一森尾
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】放電管の寿命を延ばし、且つシマーの為の電
力等のエネルギーの消費を節減でき、更に、生産性の低
下を最小限に抑えることができるレーザ電源制御装置及
び方法の提供。【解決手段】制御部１を有し、放電管２及びレーザ・
ロッド３に並列に配したメイン回路５、シマー回路６
と、前記放電管２及びレーザ・ロッド３を囲繞して集光
効率を高めるための筒状反射鏡４とを有し、該筒状反射
鏡４と前記放電管２のカソード間にトリガー回路７を設
けたレーザ電源の構成において、レーザ光を規定時間以
上経過しても出射しない場合には、前記シマー回路６へ
のシマー電流を停止し、また、レーザ出射指令が入力さ
れた時に、短時間でレーザが出射できるように、放電管
２に予めシマー電圧を印加しておくことと、また、トリ
ガ動作を行って、失敗した場合においてのみ、シマー電
流を停止する規定時間を延長することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】レーザ加工等に用いられるレ
ーザ電源制御装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、放電管等のランプを用い
たＹＡＧレーザにおいて、ランプを点灯させるには、
ランプのアノード（＋）とカソード（−）間に高い電圧
（１０００Ｖ〜２０００Ｖ）のシマー電圧を印加してお
き、ランプのカソード（−）と、ランプ及びＹＡＧロ
ッドを囲繞する反射鏡（キャビティ：空胴共振器）との
間に、更に高い電圧（３０００Ｖ〜１５０００Ｖ）を印
加し、前記反射鏡を形成するキャビティとカソード間の
絶縁破壊を起こさせ、先のトリガをかけた瞬間にキャ
ビティとカソードに流れていた電流は、ランプにシマー
電圧がかけられているために、アノード（＋）側に引き
寄せられ、最終的にアノード、カソード間に電流が流れ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら上述の従来
例では、シマー電圧は、チャージするまでに時間がかか
り、また、トリガも失敗することがあるため、最初スタ
ートの状態からシマー電流が通るまで時間がかかり、そ
の為、加工の妨げにならないように、一度通したシマー
電流は常に流し続けている。

【０００４】然し、常に流し続けているシマー電流は、
ランプの寿命を短くする作用がある。

【０００５】この為、極く偶にしかレーザ光を出射しな
い場合においても、シマー電流を流し続けていることに
より、ランプの寿命を短くしてしまっている。

【０００６】また、このシマー電流はランプ一本当たり
数百ワットの電力を消費し、エネルギーの無駄を生ぜし
めている等の課題がある。

【０００７】この発明は、上述の事情に鑑みて成された
もので、放電管の寿命を延ばし、且つシマーの為の電力
等のエネルギーの消費を節減でき、更に、生産性の低下
を最小限に抑えることができるレーザ電源制御装置及び
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、下記構成を
備えることにより上記課題を解決できるものである。

【０００９】（１）制御部を有し、放電管及びレーザ・
ロッドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記
放電管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高める
ための筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管
のカソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成
において、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しな
い場合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止する
ことを特徴とするレーザ電源制御装置。

【００１０】（２）制御部を有し、放電管及びレーザ・
ロッドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記
放電管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高める
ための筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管
のカソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成
において、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しな
い場合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、
レーザ出射指令が入力された時に、短時間でレーザが出
射できるように、放電管に予めシマー電圧を印加してお
くことを特徴とするレーザ電源制御装置。

【００１１】（３）制御部を有し、放電管及びレーザ・
ロッドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記
放電管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高める
ための筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管
のカソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成
において、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しな
い場合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、
レーザ出射指令が入力され、トリガ動作を行って、失敗
した場合においてのみ、シマー電流を停止する規定時間
を延長することを特徴とするレーザ電源制御装置。

【００１２】（４）制御部を有し、放電管及びレーザ・
ロッドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記
放電管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高める
ための筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管
のカソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成
において、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しな
い場合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止する
ステップと、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、
レーザ出射指令が入力された時に、短時間でレーザが出
射できるように、放電管に予めシマー電圧を印加してお
くステップと、前記シマー回路へのシマー電流を停止
し、レーザ出射指令が入力され、トリガ動作を行って、
失敗した場合においてのみ、シマー電流を停止する規定
時間を延長するステップとを備えたことを特徴とするレ
ーザ電源制御方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の一実施の形態を
説明する。

【００１４】図１は、レーザ電源構成例を示すブロック
図、図２は、シマー電流ＯＦＦ動作例を示すフローチャ
ートである。

【００１５】図１において、例えば、ＹＡＧレーザ発振
器の場合、制御部１を有し、放電管２及びレーザ・ロッ
ド３に並列に配したメイン回路５、シマー回路６と、前
記放電管２及びレーザ・ロッド３を囲繞して集光効率を
高めるための筒状反射鏡４とを有し、該筒状反射鏡４と
前記放電管２のカソード間にトリガー回路７を設けた電
源構成となっている。

【００１６】トリガ回路７は、ランプ２のカソード
（−）と反射鏡（キャビティ）４の間に、電力は小さい
が数ＫＶ（キロボルト）の電圧を一瞬印加して、絶縁破
壊を起こすためのものである。ランプ２にシマー電流が
流れない時には、シマー電流が通るまで繰り返しトリガ
を動作させる。

【００１７】シマー回路は、１０００〜２０００Ｖの電
圧をランプに印加できるが、電源インピーダンスが高い
ため、一旦シマー電流が流れると、シマーを保持できる
電圧、即ち、通常出力は数百ワットまで低下してしま
う。

【００１８】メイン回路は、ランプにパワーを印加する
メイン電源であり、外部からの出力指令でコントロール
される。通常数ＫＷ（キロワット）である。しかし、出
力電圧は数百Ｖ（ボルト）のため、予めシマー電流が流
れていないと、ランプにパワーを印加することは出来な
い。

【００１９】上述の構成、及び図２のフローチャートを
参照して動作を説明する。

【００２０】図２はシマー電流ＯＦＦの動作例である。

【００２１】先ず、前提条件として、ランプ２にシマー
電圧を印加しておく。ステップＳ２１で、前回出力時か
ら次回出力時までの間隔を規定する規定時間をタイマー
・セットし、時間を経過して、タイマーが規定時間を越
えたかを判断し（ステップＳ２２）、ＹＥＳとなって、
出力指令が入力されず、規定時間を越えていれば、次の
ステップＳ２３に進み、ランプにシマー電圧を印加した
儘の状態で（出力指令が入力された時に即座にレーザ光
を出力できる状態）シマー電流を一旦ＯＦＦし、外部か
ら出力指令が入力された場合は（ステップＳ２４）、直
ちにトリガ動作を１回行い（ステップＳ２５）、ステッ
プＳ２６でシマー電流が通ったかを判断し、シマー電流
が通れば、メイン回路５により外部指令通りに大きなパ
ワーをランプに印加する。また、シマー電流が通った
後、ステップはＳ２１に戻り、タイマー・セットスタン
バイ状態となる。

【００２２】一方、ステップＳ２６で、シマー電流が通
らなければ、次のステップＳ２７で規定時間を少し延ば
す操作を行い、ステップはＳ２５に戻って、シマー電流
が通るまで同じ動作を繰り返す。

【００２３】また、長時間使用済みの寿命に近いランプ
や、ランプの周辺に満たされている純水の導電率の劣
化、受電電圧の低下等により、１回のトリガではシマー
電流が通らないことが間々ある。トリガをかけてもシマ
ー電流が流れないため、制御部は再度トリガ動作を行う
ことになるが、外部からの出力指令が入力されても、即
座にランプに電力を投入することができず、加工開始ま
でに時間が経ち、生産効率が低下してしまう。

【００２４】このため、トリガに失敗した場合は、前述
のように、シマー電流を切るまでの規定時間を延ばすこ
とにする。これを行うと、ランプの寿命にとっては良く
ない方向となるが、生産効率の低減には歯止めがかか
る。

【００２５】然し、長時間使用しない場合には、シマー
電流をＯＦＦにするため、シマー電流によるランプの劣
化は、総合的には抑制する方向を採ったことになる。

【００２６】延長した規定時間を元に戻す時期（タイミ
ング）としては、ランプ交換時、純水の導電率低下
時、純水を交換する時、等が考えられる。

【００２７】

【発明の効果】この発明によれば、ランプにシマー電圧
を、予めかけておくことにより、シマー電流が流れてい
ない状態から、短時間でランプに電力を供給出来、即
ち、シマー放電の立ち上げを短時間に可能としたことに
より、生産性の低下を最小限に抑えながら、ランプの長
寿命化、無駄なシマー電力の低減が図れる等の効果を呈
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ電源構成例を示すブロック図

【図２】シマー電流ＯＦＦ動作例を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１制御部２放電管（ランプ）３レーザ・ロッド４反射鏡（キャビティ）５メイン回路６シマー回路７トリガ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御部を有し、放電管及びレーザ・ロッ
ドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記放電
管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高めるため
の筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管のカ
ソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成にお
いて、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しない場
合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止すること
を特徴とするレーザ電源制御装置。
【請求項２】制御部を有し、放電管及びレーザ・ロッ
ドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記放電
管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高めるため
の筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管のカ
ソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成にお
いて、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しない場
合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、レー
ザ出射指令が入力された時に、短時間でレーザが出射で
きるように、放電管に予めシマー電圧を印加しておくこ
とを特徴とするレーザ電源制御装置。
【請求項３】制御部を有し、放電管及びレーザ・ロッ
ドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記放電
管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高めるため
の筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管のカ
ソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成にお
いて、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しない場
合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、レー
ザ出射指令が入力され、トリガ動作を行って、失敗した
場合においてのみ、シマー電流を停止する規定時間を延
長することを特徴とするレーザ電源制御装置。
【請求項４】制御部を有し、放電管及びレーザ・ロッ
ドに並列に配したメイン回路、シマー回路と、前記放電
管及びレーザ・ロッドを囲繞して集光効率を高めるため
の筒状反射鏡とを有し、該筒状反射鏡と前記放電管のカ
ソード間にトリガー回路を設けたレーザ電源の構成にお
いて、レーザ光を規定時間以上経過しても出射しない場
合には、前記シマー回路へのシマー電流を停止するステ
ップと、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、レー
ザ出射指令が入力された時に、短時間でレーザが出射で
きるように、放電管に予めシマー電圧を印加しておくス
テップと、前記シマー回路へのシマー電流を停止し、レ
ーザ出射指令が入力され、トリガ動作を行って、失敗し
た場合においてのみ、シマー電流を停止する規定時間を
延長するステップとを備えたことを特徴とするレーザ電
源制御方法。