JP2002299730A

JP2002299730A - レーザ発振器

Info

Publication number: JP2002299730A
Application number: JP2001103294A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Eto; 誠一江藤
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】作業中断中においてレーザ容器内の圧力を前
記作業圧力に保ちつつ、レーザガスの消費量及び電力の
消費量の低減を図る。【解決手段】レーザ容器３に対してレーザガスを供
給，排出するガス供給排出手段２１を設け、ブロア１７
及びガス供給排出手段２１を制御する制御手段４７，４
９を設け、レーザ容器３内でレーザガスを循環させると
きに、レーザ容器３に対して少量のレーザガスの供給，
排出を行いつつレーザ容器３内のガス圧をほぼ一定の圧
力に保つように制御手段４７，４９によりガス供給排出
手段２１を制御可能に構成し、作業を一時的に中断する
ときに、ブロア１７の駆動を停止すると共にガス供給排
出手段２１によるレーザガスの供給，排出を停止するよ
うに制御手段４７，４９により制御して稼働モードから
スタンバイモードに切り換え可能に構成してなることを
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】本発明は、例えばレーザ加工
機等に用いられ、かつレーザ光を発振するレーザ発振器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばレーザ加工機に用いられる従来の
レーザ発振器について簡単に説明すると、以下のように
なる。

【０００３】即ち、上記レーザ加工機の加工機本体の近
傍にはレーザ容器が設けてあり、このレーザ容器の内部
には放電領域が有してある。上記レーザ容器の内部には
ブロアが設けてあり、このブロアはレーザ容器内で上記
放電領域を通ってレーザガスを循環させるものであっ
て、制御手段により制御される。更に、上記レーザ容器
にはガス供給排出手段が接続してあり、このガス供給排
出手段はレーザ容器に対してレーザガスを供給，排出す
るものであって、上記制御手段より制御される。ここ
で、上記レーザ容器内でレーザガスを循環させるとき
に、上記レーザ容器に対して少量のレーザガスの供給，
排出を行いつつ上記レーザ容器内のガス圧をほぼ一定の
圧力（作業圧力）に保つように上記制御手段により上記
ガス供給排出手段を制御可能に構成してある。

【０００４】したがって、加工作業を行うときには、制
御手段によりブロアを制御してレーザガスをレーザ容器
内で放電領域を通って循環させる。また、上記放電領域
で適宜に放電を発生させる。これによって、レーザ光を
発振させて、レーザ加工を行うことができる。ここで、
レーザガスを循環させるときに、制御手段によりレーザ
供給排出手段を制御してレーザ容器に対してレーザガス
を供給，排出させつつ上記レーザ容器内のガス圧をほぼ
一定に保つことにより、レーザ光の出力が安定する。

【０００５】上記加工作業を一時的（例えば数時間）に
中断するときには、制御手段によりブロアのブロア用モ
ータの駆動を停止する。そして、ガス供給搬出手段によ
りレーザ容器内のレーザガスを排出することにより、レ
ーザ容器内の圧力を基準圧（加工作業時の作業圧力より
も低い圧力）にしておく。これによって、レーザ発振器
を稼働モードから停止モードに切り換えることができ
る。

【０００６】加工作業を再開するときには、ガス供給排
出手段によりレーザ容器内へレーザガスを供給して、レ
ーザ容器内の圧力を上記作業圧力にする。そして、制御
手段により上述のようにブロア及びガス供給排出手段を
制御して、再びレーザ光を発振させる。これによって、
レーザ発振器を稼働モードに復帰することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のレー
ザ発振器においては、加工作業を一時的に中断するとき
に、レーザ容器内のレーザガスを排出して稼働モードか
ら停止モードに切り換えており、また、加工作業を再開
するときに、レーザ容器内へレーザガスを供給して稼働
モードに復帰しているため、加工作業の中断及び再開に
多くの時間を要するという問題がある。また、上記問題
点を解決するために、加工作業の中断中にあっても、ガ
ス供給排出手段によりレーザガス容器に対して少量のレ
ーザガスの供給，排出を行いつつレーザ容器内のガス圧
を作業圧力に保つようにすると、レーザガスの消費量及
び電力の消費量が増えるという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
あっては、内部に放電領域を有したレーザ容器を設け、
レーザガスを上記レーザ容器内で上記放電領域を通って
循環させるブロアを設け、上記レーザ容器に対してレー
ザガスを供給，排出するガス供給排出手段を設け、上記
ブロア及び上記ガス供給排出手段を制御する制御手段を
設け、上記レーザ容器内でレーザガスを循環させるとき
に、上記レーザ容器に対して少量のレーザガスの供給，
排出を行いつつ上記レーザ容器内のガス圧をほぼ一定の
圧力に保つように上記制御手段により上記ガス供給排出
手段を制御可能に構成し、作業を一時的に中断するとき
に、上記ブロアの駆動を停止すると共に上記ガス供給排
出手段によるレーザガスの供給，排出を停止するように
上記制御手段により制御して稼働モードからスタンバイ
モード（待機モード）に切り換え可能に構成してなるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の発明特定事項によると、
作業を行うときには、制御手段によりブロアを制御して
レーザガスをレーザ容器内で放電領域を通って循環させ
る。また、上記放電領域で適宜に放電を発生させる。こ
れによって、レーザ光を発振させることができる。ここ
で、レーザガスを循環させるときに、制御手段によりレ
ーザ供給排出手段を制御してレーザ容器に対して少量の
レーザガスを供給，排出させつつ上記レーザ容器内のガ
ス圧をほぼ一定の圧力（作業圧力）に保つことにより、
レーザ光の出力が安定する。

【００１０】上記作業を一時的に中断するときには、制
御手段によりブロアのブロア用モータの駆動を停止する
共にガス供給搬出手段によるレーザガスの供給，搬出を
停止して稼働モードからスタンバイモードに切り換え
る。これよって、作業の中断中においてレーザ容器内の
ガス圧を上記作業圧力に保つことができる。

【００１１】作業を再開するときに、制御手段により上
述のようにブロア及びガス供給排出手段を制御して、上
記スタンバイモードから稼働モードに切り換える。これ
によって、再びレーザ光を発振させることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の発明特定事項の他に、前記ガス供給手段は、
前記レーザ容器に接続されかつレーザガスを溜めるガス
ボンベと、前記レーザ容器内のガスを吸引する真空ポン
プとを備えてなることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、請求項１
に記載の発明特定事項による作用の他に、真空ポンプに
よりレーザ容器内のレーザガスを吸引することにより、
レーザガスがレーザ容器から排出されると共に、ガスボ
ンベからレーザ容器へレーザガスが供給される。

【００１４】請求項３に記載の発明にあっては、請求項
１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、所定時刻
になると前記稼働モードから前記スタンバイモードに切
り換わると共に、この所定時刻を所定時間経過すると稼
働モードに復帰するように、前記制御手段により制御可
能に構成してなることを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明特定事項によると、
請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用
の他に、制御手段により所定時刻になると前記稼働モー
ドから前記スタンバイモードに切り換える。更に、この
所定時刻を所定時間経過すると稼働モードに復帰する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に示すように、本発明の実施
の形態に係わるレーザ発振器は、レーザ加工機（図示省
略）に用いられ、かつレーザ光を発振するものである。
以下、レーザ発振器１について詳細に説明する。

【００１７】レーザ加工機の加工機本体（図示省略）の
近傍にはレーザ容器３が設けてあり、このレーザ容器３
の内部には放電領域５を有してある。この放電領域５で
放電させるため、レーザ容器３の内部における放電領域
５の右側（図１において右側）には陽極７が設けてあ
り、レーザ容器３の内部における放電領域５の左側には
陰極９が設けてあって、陽極７及び陰極９が高圧電源回
路１１に電気的に接続してある。また、上記レーザ容器
３の上部（図１において上部）における左右両端にはリ
アミラー１３と出力ミラー１５がそれぞれ設けてある。

【００１８】上記レーザ容器３の内部における放電領域
５の下側にはブロア１７が設けてあり、このブロア１７
はレーザ容器３内で上記放電領域５を通ってレーザガス
を循環させるものであって、ブロア用モータ１７Ｍを備
えている。なお、上記レーザ容器３の内部におけるブロ
ア１７の近傍にはレーザガスを冷却する熱交換器１９が
設けてある。

【００１９】上記レーザ容器３はガス供給排出手段２１
が接続してあり、このガス供給排出手段２１はレーザ容
器３に対してレーザガスを供給，排出するものである。

【００２０】即ち、上記レーザ容器３には第１供給回路
２３の一端が接続してあり、この第１供給回路２３の他
端には高圧のレーザガスを溜めるガスボンベ２５が接続
してある。上記第１供給回路２３の途中には第１供給ソ
レノイド弁２７が配設してあり、この第１供給ソレノイ
ド弁２７は連通状態と遮断状態に切り換えるものであっ
て、ソレノイドＳＯＬを備えている。

【００２１】上記第１供給回路２３には第２供給回路２
９が第１供給ソレノイド弁２７を跨ぐように接続してあ
る。上記第２供給回路２９には第２供給ソレノイド弁３
１が配設してあり、この第２供給ソレノイド弁３１は連
通状態と遮断状態に切り換えるものであって、ソレノイ
ドＳＯＬを備えている。更に、上記第２供給回路２９に
は絞り弁（流量制御弁）３３が第２供給ソレノイド弁３
１に対して直列的に配設してあり、この絞り弁３３は上
記レーザ容器３へ供給されるレーザガスの流量（ガス
量）を調節するものである。

【００２２】ここで、第１，第２供給ソレノイド弁２
７，３１はソレノイドＳＯＬを励磁することにより連通
状態に切り換わり、ソレノイドＳＯＬを消磁することに
より遮断状態に切り換わるものである。

【００２３】上記レーザ容器３には第１排出回路３５の
一端が接続してあり、この第１排出回路３５の他端には
真空ポンプ３７が接続してあって、この真空ポンプ３７
はポンプ用モータ３７Ｍを備えている。上記第１排出回
路３５の途中には第１排出ソレノイド弁３９が配設して
あり、この第１排出ソレノイド弁３９は連通状態と遮断
状態に切り換えるものであって、ソレノイドＳＯＬを備
えている。

【００２４】上記第１排出回路３５には第２排出回路４
１が第１排出ソレノイド弁３９を跨ぐように接続してあ
る。上記第２排出回路４１には第２排出ソレノイド弁４
３が配設してあり、この第２排出ソレノイド弁４３は連
通状態と遮断状態に切り換えるものであって、ソレノイ
ドＳＯＬを備えている。更に、上記第２排出回路４１に
は絞り弁（流量制御弁）４５が第２排出ソレノイド弁４
３に対して直列的に配設してあり、この絞り弁４５は上
記レーザ容器３から排出されるレーザガスの流量（ガス
量）を調節するものである。

【００２５】ここで、第１，第２排出ソレノイド弁３
９，４３はソレノイドＳＯＬを励磁することにより連通
状態に切り換わり、ソレノイドＳＯＬを消磁することに
より遮断状態に切り換わるものである。

【００２６】従って、第１，第２供給ソレノイド弁２
７，３１及び第１，第２排出ソレノイド弁３９，４３が
それぞれ遮断状態のときに、第１排出ソレノイド弁３９
を連通状態にし、かつ真空ポンプ３７のポンプ用モータ
３７Ｍを駆動させることにより、レーザ容器３内から劣
化した多量のレーザガスを排出（吸引）することができ
る。そして、第１供給ソレノイド弁２７を連通状態にす
ることにより、ガスボンベ２５からレーザ容器３内に多
量のレーザガスを供給することができる。

【００２７】上記レーザ容器３に多量のレーザガスを供
給した後に、第１供給ソレノイド弁２７及び第１排出ソ
レノイド弁３９を遮断状態にする。なお、劣化した多量
のレーザガスを排出した後にであって第１供給ソレノイ
ド弁２７を連通状態にする前に、第１排出ソレノイド弁
３９を遮断状態にしても差し支えない。そして、第２排
出ソレノイド弁４３を連通状態と遮断状態に交互に切り
換えると共に、第２供給ソレノイド弁３１を遮断状態と
連通状態に交互に切り換えることにより、レーザ容器３
に対して少量のレーザガスの供給，排出を行いつつレー
ザ容器３のガス圧をほぼ一定の圧力（作業圧力）に保つ
ことができる。なお、真空ポンプ３７のポンプ用モータ
３７Ｍは、少量のレーザガスの供給，排出の間ほぼ常時
駆動させてもよく、或いは第２排出ソレノイド弁４３の
連通状態の切り換えに合わせて駆動させてもよい。

【００２８】上記レーザ発振器１は、図２に示すよう
に、発振器制御装置４７と、この発振器制御装置４７の
上位の制御装置であるＮＣ制御装置４９とを備えてい
る。上記発振器制御装置４７には高圧電源回路１１、ブ
ロア用モータ１７Ｍ、熱交換器１９、第１，第２供給ソ
レノイド弁２７，３１、ポンプ用モータ３７Ｍ、第１，
第２排出ソレノイド弁３９，４３が電気的に接続してあ
る。また、上記ＮＣ装置４９はタイマ５１を内蔵してい
る。ここで、ブロア用モータ１７Ｍを駆動させてレーザ
容器３内でレーザガスを循環させるときに、レーザ容器
３に対して少量のレーザガスの供給，排出を行いつつレ
ーザ容器３のガス圧をほぼ一定の圧力（作業圧力）に保
つように、発振器制御装置４７により上述のように第２
排出ソレノイド弁３と第２供給ソレノイド弁４３を制御
可能に構成してある。

【００２９】また、加工作業を一時的に中断するとき
に、上記ＮＣ制御装置４９からのスタンバイ指令に基づ
いてブロア用モータ１７Ｍの駆動を停止し、第２供給ソ
レノイド弁３１と第２排出ソレノイド弁４３をそれぞれ
遮断状態にし、更にポンプ用モータ３７Ｍの駆動を停止
するように発振器制御装置４７により制御して、稼働モ
ードからスタンバイモードに切り換え可能に構成してあ
る。ここで、スタンバイモードのときにブロア用モータ
１７Ｍ及びポンプ用モータ３７Ｍへの電力供給を遮断す
るように発振器制御装置４７によりブロア用モータ１７
Ｍ及びポンプ用モータ３７Ｍを制御可能に構成してあ
る。なお、所定時刻（例えば正午）になると稼働モード
からスタンバイモードに切り換わると共に、この所定時
刻を所定時間（例えば休憩時間としての１時間）が経過
すると稼働モードに復帰するように、ＮＣ制御装置４９
により制御可能に構成してある。

【００３０】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。

【００３１】加工作業を行うときには、発振器制御装置
４７によりブロア１７のブロア用モータ１７Ｍを制御し
てレーザガスをレーザ容器３内で放電領域５を通って循
環させる。また、陽極７と陰極９の間に高電圧を印可す
ることにより、上記放電領域５で適宜に放電を発生させ
る。これによって、リアミラー１３と出力ミラー１５の
間でレーザ光を反射させて、出力ミラー１５からレーザ
光を発振させることができる。ここで、レーザガスを循
環させるときに、発振器制御装置４７により第２供給ソ
レノイド弁３１及び第２排出ソレノイド弁４３を前述の
ように制御してレーザ容器３に対して少量のレーザガス
を供給，排出させつつ上記レーザ容器３内のガス圧をほ
ぼ一定の圧力（作業圧力）に保つことにより、レーザ光
の出力が安定する。

【００３２】上記加工作業を一時的に中断するときに
は、図３に示すように、ＮＣ制御装置４９からのスタン
バイ指令に基づいて（ステップ１）、ブロア用モータ１
７Ｍの駆動を停止し（ステップ２）、第２供給ソレノイ
ド弁３１と第２排出ソレノイド弁４３をそれぞれ遮断状
態にし（ステップ３）、更にポンプ用モータ３７Ｍの駆
動を停止（ステップ４）するように発振器制御装置４７
により制御して、稼働モードからスタンバイモードに切
り換える。これよって、加工作業の中断中においてレー
ザ容器３内のガス圧を上記作業圧力に保つことができ
る。ここで、スタンバイモードのときに発振器制御装置
４７によりブロア用モータ１７Ｍ及びポンプ用モータ３
７Ｍへの電力供給が遮断される。

【００３３】加工作業を再開するときには、図４に示す
ように、ＮＣ制御装置４９からスタンバイ解除指令に基
づいて（ステップ１）、ブロア用モー１７Ｍを駆動させ
（ステップ２）、ポンプ用モータ３７Ｍを駆動させ（ス
テップ３）、第２供給ソレノイド弁３１と第２排出ソレ
ノイド弁４３をそれぞれ連通状態にし（ステップ４）、
上記スタンバイモードから稼働モードに切り換える。こ
れによって、再び出力ミラー１５からレーザ光を発振さ
せることができる。

【００３４】以上のごとき、本発明の実施の形態によれ
ば、加工作業を一時的に中断するときには、ブロア用モ
ータ１７Ｍの駆動を停止し、第２供給ソレノイド弁３１
と第２排出ソレノイド弁４３をそれぞれ遮断状態にし、
更にポンプ用モータ３７Ｍの駆動を停止するように発振
器制御装置４７により制御して、稼働モードからスタン
バイモードに切り換えることができるため、加工作業の
中断中においてレーザ容器３内の圧力を前記作業圧力に
保ちつつ、レーザガスの消費量及び電力の消費量の低減
を図ることができる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１から請求項３のうちのいずれか
の請求項に記載の発明によれば、作業を一時的に中断す
るときには、制御手段によりブロアのブロア用モータの
駆動を停止する共にガス供給搬出手段によるレーザガス
の供給，搬出を停止して稼働モードからスタンバイモー
ドに切り換えることができるため、作業中断中において
レーザ容器内の圧力を前記作業圧力に保ちつつ、レーザ
ガスの消費量及び電力の消費量の低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるレーザ発振器の概
略的な図である。

【図２】制御ブロック図である。

【図３】稼働モードからスタンバイモードに切り換わる
態様を示すフローチャートである。

【図４】スタンバイモードから稼働モードに切り換わる
態様示すフローチャートである。

【符号の説明】

１レーザ発振器３レーザ容器５放電領域１７ブロア１７Ｍブロア用モータ２１ガス供給排出手段２５ガスボンベ２７第１供給ソレノイド弁３１第２供給ソレノイド弁３７真空ポンプ３７Ｍポンプ用モータ３９第１排出ソレノイド弁４３第２排出ソレノイド弁４７発振器制御装置４９ＮＣ制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F071 DD08 EE02 HH01 JJ02 JJ05 5F072 AA07 HH01 JJ02 JJ05 YY06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電領域を有したレーザ容器を設
け、レーザガスを上記レーザ容器内で上記放電領域を通
って循環させるブロアを設け、上記レーザ容器に対して
レーザガスを供給，排出するガス供給排出手段を設け、
上記ブロア及び上記ガス供給排出手段を制御する制御手
段を設け、上記レーザ容器内でレーザガスを循環させる
ときに、上記レーザ容器に対して少量のレーザガスの供
給，排出を行いつつ上記レーザ容器内のガス圧をほぼ一
定の圧力に保つように上記制御手段により上記ガス供給
排出手段を制御可能に構成し、作業を一時的に中断する
ときに、上記ブロアの駆動を停止すると共に上記ガス供
給排出手段によるレーザガスの供給，排出を停止するよ
うに上記制御手段により制御して稼働モードからスタン
バイモード（待機モード）に切り換え可能に構成してな
ることを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】前記ガス供給手段は、前記レーザ容器に
接続されかつレーザガスを溜めるガスボンベと、前記レ
ーザ容器内のガスを吸引する真空ポンプとを備えてなる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】所定時刻になると前記稼働モードから前
記スタンバイモードに切り換わると共に、この所定時刻
を所定時間経過すると稼働モードに復帰するように、前
記制御手段により制御可能に構成してなることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載のレーザ発振器。