JP2010212571A - Laser oscillation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主として、送風手段を複数台使用するレーザ発振装置に関するものである。 The present invention mainly relates to a laser oscillation device using a plurality of air blowing means.
近年、レーザ加工機は加工対象物を非接触でかつ熱影響が少なく加工できるという特徴から多様な材質や形状の切断や溶接等に多用されている。 このようなレーザ加工機に用いる従来のレーザ発振装置について図2に基づき以下に説明する。 2. Description of the Related Art In recent years, laser processing machines are widely used for cutting and welding of various materials and shapes because of the feature that a workpiece can be processed in a non-contact manner and with little thermal influence. A conventional laser oscillation apparatus used for such a laser processing machine will be described below with reference to FIG.
図2に示す従来のレーザ発振装置は、誘電体よりなる放電管4内にレーザガス2を循環させている。放電管4の周辺に設けられた電極6、7に接続された高電圧電源8は、放電管4内に放電3を発生させる。放電3によりレーザガス2は励起され、全反射鏡14および部分反射鏡13を通って外にレーザ光1として出力される。放電管4と共にレーザガスの循環路を形成するガス循環経路12の内部は送風手段10によりレーザガス2が送られており、放電3および送風手段10により上昇したレーザガスの温度を下げるため、熱交換器9、11が配置されている。
In the conventional laser oscillation device shown in FIG. 2, a
次に送風手段10の構造およびその動作について説明する。送風手段10は前記ガス循環経路12中に設けられたガス循環用の送風部と、これに隣接する駆動部からなり、送風部と駆動部は、互いに軸により接続された構造になっている。送風部はガス循環経路12と接続されていて、回転翼などのガス送風手段によりレーザガスを流すようになっている。一方、駆動部はモータなどの駆動手段が回転することにより、動力を送風部に伝達するようになっている。前記送風手段10の駆動部に電力を供給する方法として、一般にインバータ(周波数変換装置)などが使用される場合が多く、3相電源をインバータ部24で電力制御や周波数変換制御を行なって、送風手段10の回転数の制御が行なえるようになっている。
Next, the structure and operation of the blowing means 10 will be described. The air blowing means 10 includes a gas circulation air blowing section provided in the
図2に示すように、ソフトスタート部22では加速時間、減速時間が設定され、また、V/F設定部23では周波数に対する出力電圧の割合が設定されていて、制御装置21の運転開始信号により、ソフトスタート部22の加速時間と、V/F設定部23に設定された周波数と出力電圧の関係の設定条件に従い、インバータ部24を制御して送風手段10を運転開始し、設定の周波数まで加速後、一定の周波数(回転数)で運転するようになっている。また、制御装置21の運転停止指令により、起動時とは逆にソフトスタート部22の減速時間とV/F設定部23に設定された周波数と出力電圧の関係に従い減速停止するようになっている。
As shown in FIG. 2, acceleration time and deceleration time are set in the
一般に、前記V/F設定部23の周波数と出力電圧の関係は、送風手段10の運転開始時の起動突入電流を押さえるために、起動直後の周波数の低い間は出力電圧を低く設定し、時間経過と共に周波数を徐々に上昇し、その周波数の上昇に伴い出力電圧を高くするようにして、送風手段10のスムーズな回転数の立上がりを行なえるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
In general, the relationship between the frequency of the V /
このような従来のレーザ発振装置は、高出力化の手段としてレーザガスの循環流量を増加するために送風手段10の能力を向上する必要があった。
上述したように、レーザ発振装置のレーザガスの循環に使用している送風手段10の送風能力を向上させ、レーザガスの循環流量を増加させる事でレーザ発振装置の高出力化を図る事が一般的である。 As described above, it is common to increase the output of the laser oscillation device by improving the air blowing capability of the air blowing means 10 used for the laser gas circulation of the laser oscillation device and increasing the circulation flow rate of the laser gas. is there.
この送風手段の能力向上には、インバータ等で効率よく送風する手段があるが、基本的な送風能力は送風手段10の性能によるため、一定以上の高出力化を行うためには送風手段としてターボポンプを使用する事が一般的であった。 In order to improve the capacity of the air blowing means, there is a means for efficiently blowing air with an inverter or the like. However, since the basic air blowing capacity depends on the performance of the air blowing means 10, a turbo as the air blowing means is required to increase the output beyond a certain level. It was common to use a pump.
しかし、ターボポンプを用いる場合には、コストアップになるという問題があった。 However, when a turbo pump is used, there is a problem that the cost increases.
本発明は、装置のコストダウンを図れ、長期に渡って安定した性能を維持することができるレーザ発振装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a laser oscillation device that can reduce the cost of the device and maintain stable performance over a long period of time.
上記目的を達成するために本発明は、レーザガスの流路を構成するひとつ以上の放電管と、前記放電管に接続されたガス循環経路と、前記ガス循環経路中に設けた複数の送風手段を備え、前記送風手段を設けた前記ガス循環経路の部分を複数の並列経路にて構成し、前記ひとつの放電管に対して前記複数の送風手段からのレーザガスを供給するものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises one or more discharge tubes constituting a laser gas flow path, a gas circulation path connected to the discharge tube, and a plurality of blowing means provided in the gas circulation path. A portion of the gas circulation path provided with the blowing means is constituted by a plurality of parallel paths, and the laser gas from the plurality of blowing means is supplied to the one discharge tube.
この構成により、放電管ひとつ当りの送風手段の数を増やすことでレーザガスの流量を増やすことが出来、安価にレーザ発振装置の高出力化を図る事ができる。 With this configuration, the flow rate of the laser gas can be increased by increasing the number of blowing means per discharge tube, and the output of the laser oscillation device can be increased at low cost.
以上のように本発明は、一般的な送風手段を複数台使用してレーザガスの流量を増やすことが出来、装置のコストダウンを図れるだけでなく、長期に渡って安定した性能を維持することができるレーザ発振器装置を提供することができる。 As described above, the present invention can increase the flow rate of laser gas by using a plurality of general air blowing means, and not only can reduce the cost of the apparatus, but also can maintain stable performance over a long period of time. A laser oscillator device that can be provided can be provided.
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態におけるレーザ発振装置について図を用いて説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, a laser oscillation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施の形態のレーザ発振装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser oscillation apparatus according to the present embodiment.
なお、従来の構成と同じ部分には同じ符号を付している。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the conventional structure.
図1に示すレーザ発振装置は、誘電体よりなる放電管4内にレーザガス2を循環させている。放電管4の周辺に設けられた電極6、7に接続された高電圧電源8は、放電管4内に放電3を発生させる。放電3によりレーザガス2は励起され、全反射鏡14および部分反射鏡13を通って外にレーザ光1として出力される。放電管4と共にレーザガスの循環路を形成するガス循環経路12の内部は送風手段10a、10b、10cによりレーザガス2が送られており、放電3および送風手段10a、10b、10cにより上昇したレーザガスの温度を下げるため、熱交換器9、11が配置されている。
In the laser oscillation device shown in FIG. 1, a
また、ガス循環経路12の途中にはレーザガスを供給するガスボンベ31を電磁弁を介してガス循環経路12に接続している。
A gas cylinder 31 for supplying laser gas is connected to the
また、放電により劣化したレーザガスをガス循環経路12から排出するためにガス循環経路12に真空ポンプ36を接続しており、この真空ポンプを制御装置21で制御している。
Further, a vacuum pump 36 is connected to the
そして、ガス循環経路12内のガス圧をガス圧センサ32で検出してガス圧センサ32からの信号を制御装置21に入力してガスボンベ31からのレーザガス供給量を電磁弁で制御するとともに、真空ポンプ36によるレーザガスの排出を制御して、一定圧力になるようにバランスを取っている。
Then, the gas pressure in the
次に送風手段10a、10b、10cの構造およびその動作について説明する。送風手段10a、10b、10cは前記ガス循環経路12中に設けられたガス循環用の送風部と、これに隣接する駆動部からなり、送風部と駆動部は、互いに軸により接続された構造になっている。送風部はガス循環経路12と接続されていて、回転翼などのガス送風手段によりレーザガスを流すようになっている。一方、駆動部はモータなどの駆動手段が回転することにより、動力を送風部に伝達するようになっている。前記送風手段10a、10b、10cの駆動部に電力を供給する方法として、一般にインバータ(周波数変換装置)などが使用される場合が多く、3相電源をインバータ部24で電力制御や周波数変換制御を行なって、送風手段10a、10b、10cの回転数の制御が行なえるようになっている。
Next, the structure and operation of the blowing means 10a, 10b, 10c will be described. The air blowing means 10a, 10b, and 10c are composed of a gas circulation air blowing portion provided in the
図1に示すように、ソフトスタート部22では加速時間、減速時間が設定され、また、V/F設定部23では周波数に対する出力電圧の割合が設定されていて、制御装置21の運転開始信号により、ソフトスタート部22の加速時間と、V/F設定部23に設定された周波数と出力電圧の関係の設定条件に従い、インバータ部24を制御して送風手段10a、10b、10cを運転開始し、設定の周波数まで加速後、一定の周波数(回転数)で運転するようになっている。また、制御装置21の運転停止指令により、起動時とは逆にソフトスタート部22の減速時間とV/F設定部23に設定された周波数と出力電圧の関係に従い減速停止するようになっている。
As shown in FIG. 1, acceleration time and deceleration time are set in the
一般に、前記V/F設定部23の周波数と出力電圧の関係は、送風手段10a、10b、10cの運転開始時の起動突入電流を押さえるために、起動直後の周波数の低い間は出力電圧を低く設定し、時間経過と共に周波数を徐々に上昇し、その周波数の上昇に伴い出力電圧を高くするようにして、送風手段10a、10b、10cのスムーズな回転数の立上がりを行なえるようになっている。
In general, the relationship between the frequency of the V /
以上の構成は従来のレーザ発振装置と同じであるが、本実施の形態の特徴とする点は、送風手段10a、10b、10cを設けたガス循環経路12の部分を複数の並列経路(送風手段10aの経路と送風手段10bの経路と送風手段10cの経路)にて構成し、ひとつの放電管4に対して前記複数の送風手段10a、10b、10cからレーザガスを供給する構成にした点である。
The above configuration is the same as that of the conventional laser oscillation device, but the feature of the present embodiment is that the portion of the
そして、各送風手段10a、10b、10cにはそれらの駆動部からレーザガスを排出するガス排出経路を接続し、それらのガス排出経路中にガス圧センサ33をそれぞれ設け、かつ、駆動部からのオイルミスを回収するオイルトラップ34を介してマニホールド35で各ガス排出経路を結合してマニホールド35から真空ポンプ36で排出するように構成している。
The air blowing means 10a, 10b, and 10c are connected to gas discharge paths for discharging the laser gas from their drive units, gas pressure sensors 33 are provided in these gas discharge paths, and oil from the drive units is provided. Each gas discharge path is connected by a
また、これらガス圧センサ33の信号は制御装置21に入力しており、各送風手段10a、10b、10cの駆動及び真空ポンプ36の駆動制御を行うようにしている。
The signals of these gas pressure sensors 33 are input to the
なお、この構成において、各送風手段10a、10b、10cからのガス排出経路の配管径を全て同一とし、また、送風手段10a、10b、10cからガス圧力センサ33までの配管長を同一とする配管構成にしている。 In this configuration, the pipe diameters of the gas discharge paths from the air blowing means 10a, 10b, and 10c are all the same, and the pipe lengths from the air blowing means 10a, 10b, and 10c to the gas pressure sensor 33 are the same. It has a configuration.
したがって、複数台の送風手段10a、10b、10cの駆動部の圧力変動をばらつき無く計測することができ、送風手段10a、10b、10cを同じ稼働率で運転することで高効率で安定したレーザガスの循環を行うことができる。
Therefore, it is possible to measure the pressure fluctuations of the driving units of the plurality of blowing
以上の構成によれば、送風手段10a、10b、10cを設けたガス循環経路12の部分を複数の並列経路(送風手段10aの経路と送風手段10bの経路と送風手段10cの経路)にて構成し、ひとつの放電管4に対して前記複数の送風手段10a、10b、10cからレーザガスを供給する構成にしたので、従来の安価な、例えばギア式の圧縮ポンプ型の送風手段を用いて放電管ひとつ当りの送風手段の数を増やすことでレーザガスの流量を増やすことが出来、安価にレーザ発振装置の高出力化を図る事ができ、更に、各送風手段の駆動部からのガス排出経路の配管径を全て同一とし、送風手段10a、10b、10cからガス圧力センサ33までの配管長を同一とする配管構成にしたので、複数に送風手段を増やしても正確に各送風手段を制御することが出来る。
According to the above configuration, the portion of the
本発明のレーザ発振装置は、安価に高出力化を図る事ができるレーザ発振装置として有用である。 The laser oscillation device of the present invention is useful as a laser oscillation device that can achieve high output at low cost.
1 レーザ光
2 レーザガス
3 放電
4 放電管
6 アノード電極
7 カソード電極
8 高電圧電源
9 熱交換器
10a、10b、10c 送風手段
11 熱交換器
12 ガス循環管体
13 部分反射鏡
14 全反射鏡
21 制御装置
22 ソフトスタート部
23 V/F設定部
24 インバータ部
31 ガスボンベ
32、33 ガス圧センサ
34 オイルトラップ
35 マニホールド
36 真空ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009059109A JP2010212571A (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Laser oscillation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009059109A JP2010212571A (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Laser oscillation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010212571A true JP2010212571A (en) | 2010-09-24 |
Family
ID=42972427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009059109A Pending JP2010212571A (en) | 2009-03-12 | 2009-03-12 | Laser oscillation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010212571A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016220421A (en) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Non-contact power transmission device and power transmission system |
-
2009
- 2009-03-12 JP JP2009059109A patent/JP2010212571A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016220421A (en) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Non-contact power transmission device and power transmission system |
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