JP2011228624A - ガスレーザ装置 - Google Patents

ガスレーザ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2011228624A
JP2011228624A JP2010250930A JP2010250930A JP2011228624A JP 2011228624 A JP2011228624 A JP 2011228624A JP 2010250930 A JP2010250930 A JP 2010250930A JP 2010250930 A JP2010250930 A JP 2010250930A JP 2011228624 A JP2011228624 A JP 2011228624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
laser
blower
pressure
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010250930A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4782887B1 (ja
Inventor
Akihiko Nishio
明彦 西尾
Takafumi Murakami
孝文 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2010250930A priority Critical patent/JP4782887B1/ja
Priority to CN2011100505958A priority patent/CN102214889B/zh
Priority to US13/038,568 priority patent/US20110243177A1/en
Priority to DE102011012821A priority patent/DE102011012821B4/de
Application granted granted Critical
Publication of JP4782887B1 publication Critical patent/JP4782887B1/ja
Publication of JP2011228624A publication Critical patent/JP2011228624A/ja
Priority to US13/888,890 priority patent/US20130315274A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/09702Details of the driver electronics and electric discharge circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/104Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

【課題】一時停止解除指令後に、レーザ発振可能な状態に短時間で復帰させる。
【解決手段】ガス流路101に沿ってレーザガスを循環させる送風機30と、レーザガスのガス圧Pを検出する圧力検出手段33と、ガス流路101にレーザガスを供排するガス給排手段51,61,62と、レーザ発振の一時停止を指令する指令手段75と、指令手段75からの指令に応じて送風機30およびガス給排手段51,61,62を制御する制御手段70とを備える。制御手段70は、一時停止指令前は、送風機30を所定回転数N1で回転させるとともに、検出ガス圧Pが第1の目標ガス圧P1となるようにガス給排手段51,61,62を制御し、一時停止指令後は、送風機30の回転数を低減または回転を停止させるとともに、検出ガス圧Pが第1の目標ガス圧P1に対応した第2の目標ガス圧P2となるようにガス給排手段51,61,62を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ガスを励起媒体として使用するガスレーザ装置に関する。
励起媒体としてのレーザガスをレーザガス容器内に封入し、このレーザガスを送風機により循環させるとともに、放電電極からの放電によりレーザガスを励起してレーザ光を出力させるガスレーザ装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、レーザ光を出力させるレーザオン状態にあるときに、送風機を回転させ、レーザオン状態にないときは、送風機を一時停止させる。
特開平11−112064号公報
上記特許文献1記載の装置のようにレーザオン状態にないときに送風機を一時停止させると、レーザガス容器のリーク等を原因として容器内のガス圧が変化するおそれがある。そして、その状態で一時停止を解除して送風機を再回転させた場合には、レーザ発振の前に、容器内にレーザガスを充填または排気して容器内のガス圧を設定圧に調整する必要がある。このため、レーザ発振可能な状態に復帰するまでに時間がかかり、レーザ加工等の作業効率を悪化させる要因となる。
本発明によるガスレーザ装置は、レーザガスが循環するガス流路を形成する流路形成手段と、ガス流路に沿ってレーザガスを循環させる送風機と、ガス流路を流れるレーザガスを励起媒体としてレーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ発振器にレーザガスの励起用の電力を供給するレーザ電源と、送風機の回転数に応じて変化する、ガス流路におけるレーザガスのガス圧を検出する圧力検出手段と、ガス流路にレーザガスを供給およびガス流路からレーザガスを排出するガス給排手段と、レーザ発振器によるレーザ発振の一時停止を指令する指令手段と、指令手段からの指令に応じて送風機およびガス給排手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、指令手段により一時停止が指令される前は、送風機を所定回転数で回転させるとともに、圧力検出手段により検出されたガス圧が第1の目標ガス圧となるようにガス給排手段を制御し、指令手段により一時停止が指令されると、送風機の回転数を低減または回転を停止させるとともに、圧力検出手段により検出されたガス圧が送風機回転時の第1の目標ガス圧に対応した第2の目標ガス圧となるようにガス給排手段を制御することを特徴とする。
本発明によれば、一時停止指令時に送風機の回転数を低減または回転を停止させるとともに、ガス流路におけるガス圧が送風機回転時の第1の目標ガス圧に対応した第2の目標ガス圧となるようにガスの給排を制御するので、電力消費量を抑えることができるとともに、一時停止指令解除後にレーザ発振可能な状態に短時間で復帰することができる。
本発明の実施の形態に係るガスレーザ装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に係るガスレーザ装置の制御構成を示すブロック図である。 図2の制御部で実行される一時停止処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るガスレーザ装置の動作の一例を示す図である。 ガスレーザ装置のガス状態を模式的に示す図である。 図4の比較例を示す図である。
以下、図1〜図6を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るガスレーザ装置100の構成を概略的に示す図である。このガスレーザ装置100は、レーザガスが循環するガス流路101を形成するレーザガス容器10と、ガス流路101上に配置されたレーザ発振器20および送風機30とを備える。本実施の形態に係るガスレーザ装置100は、加工、医療、計測等、幅広い分野で用いることができる。
レーザガス容器10には、所定のレーザガスが大気から遮断された状態で封入されている。レーザガスとしては、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等のレーザ媒体を含んだレーザ発振用の媒質ガスが用いられる。
レーザ発振器20は、出力鏡21と、リア鏡22と、出力鏡21とリア鏡22との間に配置された放電管23とを有する。放電管23はガス流路101に連通し、放電管23にレーザ電源24から電力が供給される。レーザ電源24から電力が供給されると、レーザガスは放電管23を通過中に励起されてレーザ活性状態となる。放電管23より生じた光は、出力鏡21とリア鏡22との間で増幅され、レーザ発振し、レーザ光が発生する。出力鏡21は部分透過鏡であり、出力鏡21を通過したレーザ光は出力レーザ光24となって外部に出力される。
送風機30は、電動モータにより駆動するファンあるいはブロアにより構成される。送風機30には図示しない送風機インバータを介して電力が供給され、この電力により送風機30は回転し、ガス流路101に沿ってレーザガスを循環させる。送風機30の上流側および下流側のガス流路101にはそれぞれ第1熱交換機31と第2熱交換機32とが配設されている。各熱交換機31,32には所定の冷媒(例えば冷却水)が供給される。レーザガスは、この冷媒との熱交換により熱交換器31,32の通過時に冷却され、所定温度に保たれる。
送風機30の発熱を抑えるため、ガス流路101には冷却装置40が設けられている。冷却装置40は、冷却通路41内で冷媒を循環させる冷媒循環装置42と、冷媒を冷却する冷媒冷却装置43とを有し、送風機30の発熱部を冷媒が流れることで送風機30が冷却される。冷却通路41を流れる冷媒としては例えば冷却水を用いることができ、冷媒循環装置42は、冷媒を圧送するポンプにより構成できる。冷媒冷却装置43は、例えば大気との熱交換により冷媒を冷却する熱交換器として構成できる。
ガス流路101には、レーザガスをガス流路101に給気するための給気流路50と、ガス流路101からレーザガスを排気するための排気流路60とが連通している。給気流路50には給気装置51が設けられ、給気装置51の上流には、レーザガスが貯留された、ガス流路101よりも高圧のタンク(不図示)が接続されている。給気装置51は開閉可能な弁装置により構成でき、この弁装置の開閉に応じて給気装置51を介してタンクからガス流路101にレーザガスが給気される。なお、弁装置を単なる開閉弁ではなく、吸気流路50の開口面積を変更する可変弁として構成することもできる。
排気流路60には、排気弁61と排気装置62とが直列に設けられている。排気弁61は開閉可能な弁装置、例えば排気流路60の開口面積を変更する可変弁により構成される。排気装置62は、低圧のガス流路101からレーザガスを吸い込む排気ファンにより構成される。排気ファンは、排気インバータ63を介して供給される電力により回転し、排気装置62(排気ファン)の回転数と排気弁61の開度とに応じてガス流路101からレーザガスが排気される。
レーザ出力時のレーザガス容器10内の圧力(ガス圧)は例えば大気圧の1/40〜1/5程度に設定される。レーザガス容器10は密閉されてはいるが、リークを完全に防ぐことは困難であり、レーザガス容器10内には微量の大気が侵入する。これに加え、レーザ発振時にはレーザガスの分解やレーザガス容器の内壁からの分子の放出が生じ、これらはレーザガス容器10内のレーザガスの品質を悪化させる要因となる。この点を考慮し、本実施の形態では、レーザ発振時に給気流路50と排気流路60を介してガス流路101に常にレーザガスを給排し、レーザガス容器10内におけるレーザガスの微量の入れ替えを行うことで、レーザガスの品質悪化を抑制する。
レーザガス容器10内のガス圧Pは、代表して圧力計33により検出される。圧力計33は、第1熱交換機31の下流側かつ送風機30の上流側に設けられている。このため、圧力計33により検出されるガス圧Pは送風機30の回転数に応じて変化する。すなわち、送風機30の回転時にガス圧Pは低下し、送風機30の停止時にガス圧Pは上昇する。
このとき、容器10内のガス総重量を一定とすると、送風機30の回転数と圧力計33により検出されるガス圧Pとには一定の相関関係がある。送風機30の設定回転数N1におけるガス圧をP1とすると、送風機30の回転停止時(回転数0)におけるガス圧はP2(>P1)となる。この関係は予め実験や解析によって求めることができる。なお、送風機30の下流側(送風機30と第2熱交換機32との間)のガス圧と区別するため、送風機上流側のガス圧をPa、送風機下流側のガス圧をPbで表すこともある。
レーザ発振器20から出力されるレーザビームの出力、レーザビーム形状、レーザビーム品質等のレーザ性能は、レーザガス容器10内のガス圧Pに大きく依存する。本実施の形態に係るガスレーザ装置100においては、所望のレーザ性能を得るためのガス圧として、送風機30の設定回転数N1に対応したガス圧P1が予め設定される。レーザ発振時には、送風機30を設定回転数N1で回転させるとともに、圧力計33により検出されるガス圧Pが設定ガス圧P1となるようにレーザガスの給排を制御する。これにより、安定したレーザ性能が得られる。
レーザ電源24、送風機30(送風機インバータ)、給気装置51、排気弁61および排気インバータ63は、制御部70からの信号により制御される。図2は、本実施の形態に係るガスレーザ装置100の制御構成の一部を示すブロック図である。制御部70は、CPU,ROM,RAM,その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成され、レーザ電源24からの電力供給を制御する電力制御部71と、送風機30の回転を制御する送風機制御部72と、給気装置51と排気弁61の開閉を制御する圧力制御部73と、排気装置62の回転を制御する排気制御部74とを有する。
制御部70には、圧力計33と、レーザ発振器20によるレーザ発振の一時停止を指令する一時停止スイッチ75からの信号が入力され、これらの入力信号に基づき制御部70は以下のような処理を実行する。なお、一時停止は、例えばガスレーザ装置100によりワークのレーザ加工を行う場合において、ワーク交換時等、レーザ出力が一時的に必要ないときに指令され、レーザ加工作業の終了後に指令される完全停止とは異なる。制御部70のメモリには、送風機30の設定回転数N1と、送風機回転時および送風機停止時の設定ガス圧P1,P2が予め記憶されている。
図3は、制御部70で実行される処理の一例、とくに一時停止処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばレーザ発振状態において一時停止スイッチ75がオンされると、すなわち一時停止指令が入力されると開始される。一時停止スイッチ75がオンされる前は、送風機制御部72での処理により送風機30が設定回転数N1で回転し、圧力制御部73での処理によりレーザガス容器10内のガス圧Pが設定ガス圧P1に保たれ、電力制御部71での処理により放電管23に電力が供給されてレーザ発振器20がレーザ光を発振し、さらに排気制御部74での処理により排気装置62が所定回転数N10で回転している。
ステップS1では、レーザ電源24に制御信号を出力し、放電管23からの放電動作を停止させる。これによりレーザ発振器20からのレーザ出力が停止される。
ステップS2では、送風機インバータに制御信号を出力し、送風機30の回転を停止させる。これによりガス流路101に沿ったレーザガスの流れが停止される。
ステップS3では、給気装置51と排気弁61に制御信号を出力し、これらをそれぞれ閉じるとともに、排気インバータ63に制御信号を出力し、排気装置62の回転を一旦停止させる。この処理は、送風機30は一時停止指令後すぐには停止せず、減速してから停止し、送風機30が完全に停止するまでは容器10内のガス圧Pが安定しない点を考慮したものであり、送風機30が完全停止するまでレーザガスの給排が停止される。
なお、この例では、一時停止指令後に送風機30の回転を完全に停止させるようにしたが、送風機30の回転を完全に停止させることなく、所定回転数N2まで低減させるようにしてもよい。すなわち、ステップS2で、送風機30の回転数を所定回転数N2まで低減させた後、ステップS3でレーザガスの給排を停止するようにしてもよい。所定回転数N2は、所定回転数N1よりも低い値である。所定回転数N2まで低減させる代わりに、所定回転数ΔNだけ送風機30の回転数を低減させるようにしてもよい。
ステップS4では、送風機30の停止動作が完了したか否か、すなわち送風機30の回転が完全に停止したか否かを判定する。この処理は、例えば送風機30の停止指令後に所定の減速時間が経過したか否かを判定することにより、あるいは送風機インバータからの出力を監視することにより行われる。ステップS4が否定されるとステップS2に戻り、肯定されるとステップS5に進む。
ステップS5では、圧力計33からの信号を読み込み、圧力計33により検出されたガス圧Pが送風機停止時の設定ガス圧P2となるように給気装置51と排気弁61の開閉を制御するとともに、排気装置62の回転数を予め定めた所定回転数N11に制御する。これによりレーザガス容器10内のレーザガスが入れ替えられ、例えばレーザガス容器10内に大気が侵入した場合にも、ガス圧Pが設定ガス圧P2に保たれる。この場合、レーザ発振が停止されているため、レーザ発振によるガス分解は発生せず、さらにレーザ発振時よりもガス温度が低いため、レーザガス容器内壁からの分子放出が少ない。このため、レーザガス容器10内のレーザガスの入れ替え量は少量ですみ、排気装置62に大きな排気能力は必要ない。そこで、所定回転数N11は、レーザ発振時の排気装置62の回転数N10よりも低い値に設定される。
ステップS6では、一時停止スイッチ75がオフ、すなわち一時停止解除指令が入力されたか否かを判定する。ステップS6が否定されるとステップS5に戻り、肯定されるとステップS7に進む。
ステップS7では、送風機インバータに制御信号を出力し、送風機30を設定回転数N1で回転させる。これによりガス流路101に沿ってレーザガスが循環する。
ステップS8では、給気装置51と排気弁61とに制御信号を出力し、これらをそれぞれ閉じるとともに、排気インバータ63に制御信号を出力し、排気装置62の回転を一旦停止させる。すなわち、送風機30の回転数が設定回転数N1に到達するまでは、ガス圧Pが一定とならないため、給気装置51と排気弁61を閉じて容器10内へのレーザガスの給排を停止する。
ステップS9では、送風機30の回転数が設定回転数N1に到達したか否かを判定する。この処理は、例えば送風機30の停止解除指令後に所定の増速時間が経過したか否かを判定することにより、あるいは送風機インバータからの出力を監視することにより行われる。
ステップS10では、圧力計33からの信号を読み込み、圧力計33により検出されたガス圧Pが設定ガス圧P1となるように給気装置51と排気弁61の開閉を制御するとともに、排気装置62の回転数を所定回転数N10に制御する。
ステップS11では、圧力計33により検出されたガス圧Pが設定ガス圧P1であるか否かを判定する。ステップS11が肯定されるとステップS12に進み、否定されるとステップS10に戻る。
ステップS12では、レーザ電源24に制御信号を出力し、放電管23からの放電を再開する。これにより所定のガス圧P1のもと、レーザ発振器20から安定したレーザ光を出力できる。以上で、一時停止処理を終了する。
本実施の形態に係るガスレーザ装置100の動作をより具体的に説明する。図4(a),(b)はそれぞれレーザ発振の一時停止指令後および一時停止解除指令後の送風機回転数とレーザガス容器10内のガス圧Pの変化を示す図である。なお、図には、ガス圧Pの制御目標値(点線)を併せて示している。
レーザ発振の一時停止指令前は、図4(a)に示すように送風機30が設定回転数N1で回転し、ガス圧Pは制御目標値である設定ガス圧P1に制御されている。このときの容器10内のガス状態は図5のαで表される。図5において、Paは送風機30の上流側、つまり圧力計33により検出されるガス圧、Pbは送風機30の下流側(送風機30と第2熱交換機32との間)のガス圧であり、Gは容器内のガス総重量である。送風機30が設定回転数N1で回転しているとき、送風機上流側のガス圧Paは状態αに示す設定ガス圧P1となり、送風機下流側のガス圧PbはP3(>P1)となる。このときの容器10内のガス総重量はG1である。
図4(a)の時点t1で一時停止スイッチ75がオンされると、レーザ発振器20からのレーザ光の出力が停止し、さらに送風機30が停止動作を開始する(ステップS1、ステップS2)。これによりガスレーザ装置100の無駄な電力消費を抑えることができ、節電の効果が得られる。一時停止スイッチ75のオン後は、送風機回転数が低下し、それに伴い送風機上流側のガス圧Paは増加する。送風機30が完全に停止するまでの間(時点t1〜t2)は、レーザガスの給排による圧力調整は行われない(ステップS3)。
時点t2で送風機30の回転が完全に停止すると、レーザガスの給排による圧力調整が開始され、送風機上流側のガス圧Paが設定ガス圧P2に制御される(ステップS5)。このとき、排気装置62は、レーザ発振の停止前よりも低い回転数N11(<N10)で回転するため、電力消費量を一層抑えることができる。一時停止時のガス状態は図5のβで表され、送風機上流側と下流側のガス圧Pa,Pbが互いに等しくなる。この場合、容器10内のガス圧Pは、送風機回転時の設定ガス圧P1に対応した値P2、つまりガス総重量が変化しないとしたときの送風機回転数とガス圧Pとの相関関係により定まる値となり、ガス総重量はG1のままである。
その後、図4(b)の時点t3で一時停止スイッチ75がオフされると、送風機30が回転動作を開始する(ステップS7)。このとき、送風機30の回転数の上昇に伴い送風機上流側のガス圧Paが増加するが、送風機回転数が設定回転数N1に到達するまでの間(時点t3〜t4)は、レーザガスの給排による圧力調整は行われない(ステップS8)。
時点t4で送風機回転数が設定回転数N1に到達すると、レーザガスの給排による圧力調整が開始され、送風機上流側のガス圧Paが設定ガス圧P1に制御される(ステップS10)。この状態で放電管23が放電を開始し、レーザ発振器20がレーザ光を出力する(ステップS12)。このときのレーザガス容器10内のガス状態は図5のαとなる。この場合、送風機回転停止時に容器10内のガス圧をP2に制御していたため、送風機回転数を設定回転数N1まで増加させるだけで、容器10内のガス圧はP1となる。このため、一時停止スイッチ75のオフ後に、短時間で放電管23の放電を開始することができ、レーザ加工等における作業効率を高めることができる。
これに対し、送風機回転停止時のガス圧をP2以外に制御した場合には一時停止スイッチ75のオフ後に短時間で放電を開始することが困難である。この点を以下に説明する。図6は、送風機回転停止時のガス圧をP1に設定した場合の送風機回転数とガス圧Pの変化の例を示す図である。この場合、図6(a)に示すように、一時停止スイッチ75のオンによる送風機30の回転停止後のガス圧をP2からP1に減少させるため、時点t2〜taにおいてレーザガス容器10内からレーザガスを排気する必要がある。このため、時点ta以降において、容器10内のガス状態は図5のγとなり、ガス総重量はG2となって一時停止前のガス総重量G1よりも減少する。
その後、図6(b)に示すように時点t3で一時停止スイッチ75をオフすると、送風機回転数の増加に伴いガス圧Paは減少し、時点t4のガス圧Paは設定ガス圧P1よりも低くなる。このため、レーザ発振を開始するためには、給気装置51を介して容器内にレーザガスを充填し、ガス圧Paを設定ガス圧P1とする必要がある。時点tbにおいて、ガス圧Paが設定ガス圧P1になると、レーザ発振が可能となるが、図4(b)と比べ、レーザ発振可能状態となるまでに時間がかかる。また、容器10内のレーザガスの入れ替え量も多く、無駄が大きい。
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)一時停止スイッチ75のオンによりレーザ光の出力を停止させるとともに、送風機30の回転を停止させるので、ガスレーザ装置100の電力消費量を抑えることができる。
(2)送風機回転停止時のレーザガス容器10内のガス圧Pを、送風機回転時の設定ガス圧P1に対応した設定ガス圧P2に制御するようにしたので、レーザ発振の一時停止解除を指令してから、レーザガス容器10内のガス圧Pを短時間で設定ガス圧P1に復帰させることができ、効率よくレーザ加工等の作業を行うことができる。
(3)一時停止指令後に送風機30の回転を停止させる代わりに送風機30の回転数を低減させる場合にも、同様にガスレーザ装置100の電力消費量を抑えることができるとともに、一時停止解除指令後に、より短時間でガス圧Pを設定ガス圧P1に復帰させることができる。
(4)送風機30が完全に停止してガス圧Pが安定するまでは、容器10内のガス圧Pの調整を行わないので、レーザガスの必要以上の給排を避けることができる。
(5)送風機回転停止時に排気装置62の回転数を低減するようにしたので、電力消費量を一層抑えることができる。
(6)排気流路60に排気装置62を設けるとともに、排気流路60の開口面積が変更可能な排気弁61を排気装置62に対して直列に設けるようにしたので、容器10内のガス圧Pを精度よく調整することができる。
なお、上記実施の形態では、冷却装置40により送風機30を冷却するようにしたが、ガスレーザ装置の他の構成部品を冷却するようにしてもよい。この場合、一時停止スイッチ75のオンオフに応じて冷却装置40の冷却能力を変更するようにしてもよい。例えば、一時停止指令後に、一時停止指令前よりも冷媒の循環量が少なくなるように制御部70が冷媒循環装置42を制御するようにしてもよい。
上記実施の形態では、レーザガス容器10によりレーザガスが循環するガス流路を形成したが、流路形成手段の構成はこれに限らない。送風機30の上流に圧力計33を設けたが、送風機30の回転数に応じて変化するガス圧Pを検出するのであれば、他の箇所(例えば送風機30の下流)に圧力検出手段を設けてもよい。一時停止スイッチ75の操作によりレーザ発振の一時停止を指令するようにしたが、他の指令手段を用いてもよい。
給気流路50に給気装置51を設けるとともに、排気流路60に排気弁61と排気装置62とを設けたが、ガス流路101にレーザガスを供給およびガス流路101からレーザガスを排出するガス給排手段の構成はこれに限らない。排気装置62を排気ファンにより構成し、一時停止指令時にファンの回転数を低くするようにしたが、排気装置62を他の構成として一時停止時に排気能力を低減するようにしてもよい。一時停止指令前と一時停止指令後における排気装置62の回転数を互いに等しくしてもよい。
上記実施の形態では、制御部70により送風機30の回転とガスの給排を制御するようにしたが、一時停止指令前に、送風機30を所定回転数N1で回転させるとともに、圧力計33により検出されたガス圧Pが設定ガス圧P1(第1の目標ガス圧)となるようにガスの給排を制御し、一時停止指令時に、送風機30の回転数を低減または回転を停止させるとともに、圧力計33により検出されたガス圧Pが送風機回転時の設定ガス圧P1に対応した設定ガス圧P2(第2の目標ガス圧)となるようにガスの給排を制御するのであれば、制御手段としての制御部70における処理は上述したものに限らない。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のガスレーザ装置に限定されない。
10 レーザガス容器
20 レーザ発振器
24 レーザ電源
30 送風機
33 圧力計
40 冷却装置
51 給気装置
60 排気流路
61 排気弁
62 排気装置
70 制御部
75 一時停止スイッチ
100 ガスレーザ装置
101 ガス流路
P1,P1 設定ガス圧

Claims (6)

  1. レーザガスが循環するガス流路を形成する流路形成手段と、
    前記ガス流路に沿ってレーザガスを循環させる送風機と、
    前記ガス流路を流れるレーザガスを励起媒体としてレーザ光を発振するレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器にレーザガスの励起用の電力を供給するレーザ電源と、
    前記送風機の回転数に応じて変化する、前記ガス流路におけるレーザガスのガス圧を検出する圧力検出手段と、
    前記ガス流路にレーザガスを供給および前記ガス流路からレーザガスを排出するガス給排手段と、
    前記レーザ発振器によるレーザ発振の一時停止を指令する指令手段と、
    前記指令手段からの指令に応じて前記送風機および前記ガス給排手段を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記指令手段により一時停止が指令される前は、前記送風機を所定回転数で回転させるとともに、前記圧力検出手段により検出されたガス圧が第1の目標ガス圧となるように前記ガス給排手段を制御し、
    前記指令手段により一時停止が指令されると、前記送風機の回転数を低減または回転を停止させるとともに、前記圧力検出手段により検出されたガス圧が送風機回転時の前記第1の目標ガス圧に対応した第2の目標ガス圧となるように前記ガス給排手段を制御することを特徴とするガスレーザ装置。
  2. 請求項1に記載のガスレーザ装置において、
    前記制御手段は、前記指令手段により一時停止が指令されると、前記送風機の回転数を低減または回転を停止させ、前記送風機の回転数低減または回転停止後に、前記圧力検出手段により検出されたガス圧が前記第2の目標ガス圧となるように前記ガス給排手段を制御することを特徴とするガスレーザ装置。
  3. 請求項1または2に記載のガスレーザ装置において、
    前記ガス給排手段は、
    前記ガス流路からレーザガスを排気する排気装置と、
    前記ガス流路にレーザガスを給気する給気装置とを有することを特徴とするガスレーザ装置。
  4. 請求項3に記載のガスレーザ装置において、
    前記排気装置は、前記ガス流路内からレーザガスを吸い込む排気ファンを有し、
    前記制御手段は、前記指令手段により一時停止が指令されると、一時停止が指令される前よりも、前記排気ファンの排気能力を低くすることを特徴とするガスレーザ装置。
  5. 請求項3または4に記載のガスレーザ装置において、
    前記排気装置は、前記ガス流路に連通された排気流路に配置され、
    前記ガス給排手段は、前記排気流路の開口面積を変更する弁装置をさらに有することを特徴とするガスレーザ装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスレーザ装置において、
    冷媒を循環させることにより所定の構成部品を冷却する冷却装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記指令手段により一時停止が指令されると、一時停止が指令される前よりも、冷媒の循環量が少なくなるようにさらに前記冷却装置を制御することを特徴とするガスレーザ装置。
JP2010250930A 2010-04-02 2010-11-09 ガスレーザ装置 Active JP4782887B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250930A JP4782887B1 (ja) 2010-04-02 2010-11-09 ガスレーザ装置
CN2011100505958A CN102214889B (zh) 2010-04-02 2011-03-01 气体激光装置
US13/038,568 US20110243177A1 (en) 2010-04-02 2011-03-02 Gas laser device
DE102011012821A DE102011012821B4 (de) 2010-04-02 2011-03-02 Gaslaservorrichtung
US13/888,890 US20130315274A1 (en) 2010-04-02 2013-05-07 Gas laser device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010086076 2010-04-02
JP2010086076 2010-04-02
JP2010250930A JP4782887B1 (ja) 2010-04-02 2010-11-09 ガスレーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP4782887B1 JP4782887B1 (ja) 2011-09-28
JP2011228624A true JP2011228624A (ja) 2011-11-10

Family

ID=44650288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010250930A Active JP4782887B1 (ja) 2010-04-02 2010-11-09 ガスレーザ装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20110243177A1 (ja)
JP (1) JP4782887B1 (ja)
CN (1) CN102214889B (ja)
DE (1) DE102011012821B4 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104037596A (zh) * 2013-03-05 2014-09-10 发那科株式会社 可推定激光气体容器的密闭性的激光装置
US8897331B2 (en) 2012-05-18 2014-11-25 Panasonic Corporation Lasing device
US9147994B2 (en) 2014-01-24 2015-09-29 Fanuc Corporation Gas laser system capable of maintaining laser gas state during power supply cutoff
JP2015222791A (ja) * 2014-05-23 2015-12-10 ファナック株式会社 送風機を備えるレーザ発振器
JP2016021489A (ja) * 2014-07-14 2016-02-04 ファナック株式会社 ガス圧及びガス消費量を制御可能なガスレーザ発振器
DE102016001393A1 (de) 2015-02-16 2016-08-18 Fanuc Corporation Laseroszillator mit Gebläse

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5637160B2 (ja) * 2012-03-12 2014-12-10 パナソニック株式会社 レーザ発振装置およびレーザ加工機
DE102012205870B3 (de) * 2012-04-11 2013-02-21 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Kühlanordnung für einen Gaslaser, Gaslaser damit, sowie Verfahren zum Kühlen von Lasergas
CN103107477B (zh) * 2013-01-23 2015-01-07 深圳市大族激光科技股份有限公司 抑制气体激光器的谐振腔内油污染的方法
JP5903605B2 (ja) * 2013-02-21 2016-04-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ発振装置及びレーザ加工機
JP5800929B2 (ja) * 2014-01-31 2015-10-28 ファナック株式会社 電力供給の復帰時に短時間で損傷なく再起動可能なガスレーザシステム
KR20170099902A (ko) 2014-11-26 2017-09-01 컨버전트 덴탈 인크 치과 레이저 시스템들의 전력 공급 및 냉각을 위한 시스템들 및 방법들
JP6650921B2 (ja) * 2015-03-12 2020-02-19 ギガフォトン株式会社 放電励起式ガスレーザ装置
JP6235527B2 (ja) * 2015-05-14 2017-11-22 ファナック株式会社 結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置
CN105071197B (zh) * 2015-08-14 2018-12-21 中国科学院理化技术研究所 防止激光器薄膜光学器件损伤的装置
CN106644251A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种激光器气体压力检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60157275A (ja) * 1984-01-25 1985-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ発振器
JPH04225288A (ja) * 1990-12-26 1992-08-14 Okuma Mach Works Ltd ガスレーザ発振器用送風機の起動・停止方法
JPH07176816A (ja) * 1993-12-20 1995-07-14 Daihen Corp 炭酸ガスレーザ発振器の起動方法
JPH11112064A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Canon Inc ガスレーザー装置及びそれを用いた露光装置並びに半導体製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113391A (en) * 1979-02-21 1980-09-01 Hitachi Ltd Gas flow type laser device
JP2706485B2 (ja) * 1988-10-07 1998-01-28 ファナック株式会社 レーザガス置換量制御方法
EP1119082A3 (en) * 2000-01-18 2004-05-26 Ushiodenki Kabushiki Kaisha Cross-flow fan for discharge excited gas laser
US6392743B1 (en) * 2000-02-29 2002-05-21 Cymer, Inc. Control technique for microlithography lasers
US6597719B1 (en) * 2000-08-21 2003-07-22 Komatsu Ltd. Once through fan for gas laser apparatus and gas laser apparatus therewith
WO2003030313A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Émetteur de laser à gaz
JP3721337B2 (ja) * 2002-03-22 2005-11-30 ファナック株式会社 レーザ発振器
JP4137972B2 (ja) * 2006-12-14 2008-08-20 ファナック株式会社 ガス組成異常判断方法及び放電励起ガスレーザ発振器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60157275A (ja) * 1984-01-25 1985-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ発振器
JPH04225288A (ja) * 1990-12-26 1992-08-14 Okuma Mach Works Ltd ガスレーザ発振器用送風機の起動・停止方法
JPH07176816A (ja) * 1993-12-20 1995-07-14 Daihen Corp 炭酸ガスレーザ発振器の起動方法
JPH11112064A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Canon Inc ガスレーザー装置及びそれを用いた露光装置並びに半導体製造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8897331B2 (en) 2012-05-18 2014-11-25 Panasonic Corporation Lasing device
CN104037596A (zh) * 2013-03-05 2014-09-10 发那科株式会社 可推定激光气体容器的密闭性的激光装置
US9490602B2 (en) 2013-03-05 2016-11-08 Fanuc Corporation Laser system able to estimate hermetic seal of laser gas container
US9147994B2 (en) 2014-01-24 2015-09-29 Fanuc Corporation Gas laser system capable of maintaining laser gas state during power supply cutoff
JP2015222791A (ja) * 2014-05-23 2015-12-10 ファナック株式会社 送風機を備えるレーザ発振器
JP2016021489A (ja) * 2014-07-14 2016-02-04 ファナック株式会社 ガス圧及びガス消費量を制御可能なガスレーザ発振器
US9331449B2 (en) 2014-07-14 2016-05-03 Fanuc Corporation Gas laser oscillator capable of controlling gas pressure and gas consumption amount
DE102016001393A1 (de) 2015-02-16 2016-08-18 Fanuc Corporation Laseroszillator mit Gebläse
US9590380B2 (en) 2015-02-16 2017-03-07 Fanuc Corporation Laser oscillator provided with blower
DE102016001393B4 (de) 2015-02-16 2020-08-06 Fanuc Corporation Laseroszillator mit Gebläse

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011012821B4 (de) 2012-08-16
JP4782887B1 (ja) 2011-09-28
CN102214889B (zh) 2013-07-17
DE102011012821A1 (de) 2011-10-06
CN102214889A (zh) 2011-10-12
US20130315274A1 (en) 2013-11-28
US20110243177A1 (en) 2011-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782887B1 (ja) ガスレーザ装置
JP5661834B2 (ja) レーザガス容器の密閉性を推定可能なレーザ装置
JP2008004773A (ja) ガスレーザ発振器
JP5218639B2 (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP5810270B2 (ja) レーザ発振装置
US10741988B2 (en) Laser machining device
JP2011049376A (ja) レーザ加工機システム
CN105896238B (zh) 具备鼓风机的激光振荡器
WO2013136644A1 (ja) ガスレーザ発振装置およびレーザガス置換方法
US20160111846A1 (en) Gas laser oscillation apparatus, gas laser oscillation method and gas laser processing machine
JP2003329355A (ja) 冷却装置
WO2024047873A1 (ja) 制御装置、ガスレーザ発振器システムおよび制御方法
JP2010212551A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP5855689B2 (ja) 起動工程を効率化したガスレーザ装置
JP2002286305A (ja) 輸送用冷凍装置及びその制御方法
JP3792446B2 (ja) 炭酸ガスレーザ発振装置
JP2010212550A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2003110173A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2010212571A (ja) レーザ発振装置
JP2013187519A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2011187526A (ja) レーザ発振装置
JP2010212559A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2013026302A (ja) ガスレーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2010272670A (ja) ガスレーザ発振装置の制御方法およびガスレーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2011119376A (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110614

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110707

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140715

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4782887

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150