JP2012059993A - レーザ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却機構の異常が発生した際に、レーザ発振部が故障することを可及的に抑えることができ、且つ、仮に前記レーザ発振部内で漏水が発生した場合であっても該漏水を可及的に抑えることができるレーザ装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】レーザ装置１０Ａは、レーザ光を発振するレーザ発振部１８と、レーザ発振部１８を冷却する冷却機構１４を備える。冷却機構１４は、レーザ発振部１８内に設けられた発振部冷却流路４２と、発振部冷却流路４２に冷却水を導く冷却水供給流路３８と、発振部冷却流路４２から導かれた前記冷却水が流通する冷却水排出流路４０を有しており、冷却水供給流路３８には、開閉弁４６が設けられる。そして、冷却水供給流路３８の圧力を圧力検出部４８にて検出し、検出された圧力が所定範囲外にあると圧力判定部６２にて判定された場合に、開閉弁４６を閉じ、且つ、レーザ光の発振を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振部を冷却水で冷却するレーザ装置及びその制御方法に関する。

従来から、レーザ光を安定して発振させるために、レーザ発振器及びレンズ等の光学系（レーザ発振部）を冷却水で冷却するレーザ装置が広汎に用いられている（例えば、特許文献１参照）。

そして、この種のレーザ装置として、冷却水を定温に保持するチラー内に冷却水タンクを設け、該冷却水タンク内の冷却水を、圧送ポンプの作用下に、供給用配管、レーザ発振部、及び、戻り用配管に流通させることにより、該レーザ発振部を冷却する技術的思想が提案されている（特許文献２参照）。

特開平１０−９４８８７号公報 特開平１１−６３７６５号公報

ところで、上述した特許文献２に係る発明において、例えば、冷却水の電気伝導率が過度に高くなる（冷却水の純度が過度に低くなる）ことによって生じる配管等の詰まり若しくは腐食、圧送ポンプの動作異常、チラーの動作異常、又は、漏水等（以下、これらを冷却機構の異常と称することがある。）が発生すると、レーザ発振部に導かれる冷却水の流量、圧力、温度等が変化する。

そして、例えば、前記レーザ発振部内の冷却水の圧力が過度に高く（高圧に）なった場合や、前記レーザ発振部内の冷却水の流量不足や該冷却水の温度上昇によって前記レーザ発振部の温度が過度に高く（高温に）なった場合には、該レーザ発振部が故障することがある。

また、冷却機構の異常等に起因して冷却水の圧力が高圧になる等してレーザ発振部内で漏水が発生した場合、従来装置では、レーザ装置から冷却機構を制御する手段が無いため、冷却機構の圧送ポンプを止めることができず、漏水が止まらないといったおそれがあった。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、冷却機構の異常が発生した際に、レーザ発振部が故障することを可及的に抑えることができ、且つ、仮に前記レーザ発振部内で漏水が発生した場合であっても該漏水を可及的に抑えることができるレーザ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係るレーザ装置は、レーザ光を発振するレーザ発振部内に設けられた発振部冷却流路と、前記発振部冷却流路に冷却水を導く冷却水供給流路と、前記発振部冷却流路から導かれた前記冷却水が流通する冷却水排出流路と、を有する冷却機構が設けられたレーザ装置であって、前記レーザ発振部を駆動制御するレーザ発振制御部と、前記冷却水供給流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁を開閉制御する開閉弁制御部と、前記冷却機構の異常を検知する異常検知手段と、を備え、前記異常検知手段によって前記冷却機構の異常が検知された場合に、前記レーザ発振制御部は、前記レーザ光の発振を停止し、且つ、前記開閉弁制御部は、前記開閉弁を閉じることを特徴とする。

本願発明において、レーザ発振部とは、レーザ光を発振する発振器、当該発振器を駆動するための電源、発振されたレーザ光を導光するための光学系等を含むものである。

本発明に係るレーザ装置によれば、異常検知手段にて冷却機構の異常が検知された場合に開閉弁を閉じるので、発振部冷却流路への冷却水の供給を停止させることができる。これにより、電気伝導率が過度に高くなった冷却水が発振部冷却流路内に流通すること、及び、前記発振部冷却流路の冷却水が高圧又は高温になることを抑えることができる。よって、前記冷却機構の異常が発生した際に、レーザ発振部が故障することを可及的に抑えることができる。なお、前記場合にレーザ光の発振を停止するので、前記開閉弁を閉じた後にレーザ発振部の温度が上昇することはない。また、仮に、前記冷却機構の異常に起因して前記発振部冷却流路から漏水した場合であっても、該漏水を可及的に抑えることができる。

［２］ 本発明において、前記異常検知手段は、前記冷却水の流量を検出する流量検出部と、前記流量検出部にて検出された前記冷却水の流量が所定範囲にあるか否かを判定する流量判定部と、を有することを特徴とする。

これにより、流量検出部にて検出された冷却水の流量が所定範囲にあるか否かを流量判定部にて判定するので、例えば、発振部冷却流路、冷却水供給流路、及び、冷却水排出流路等の詰まりや漏水等を容易に検知することができる。なお、冷却機構が前記発振部冷却流路に冷却水を導くためのポンプ手段等を有している場合には、該ポンプ手段等の動作異常も容易に検知することができる。

［３］ 本発明において、前記異常検知手段は、前記冷却水の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部にて検出された前記冷却水の圧力が所定範囲にあるか否かを判定する圧力判定部と、を有することを特徴とする。

これにより、圧力検出部にて検出された冷却水の圧力が所定範囲にあるか否かを圧力判定部にて判定するので、例えば、発振部冷却流路、冷却水供給流路、及び、冷却水排出流路等の詰まりや漏水等を容易に検知することができる。なお、冷却機構が前記発振部冷却流路に冷却水を導くためのポンプ手段等を有している場合には、該ポンプ手段等の動作異常も容易に検知することができる。

［４］ 本発明において、前記異常検知手段は、前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部にて検出された前記冷却水の温度が所定範囲にあるか否かを判定する温度判定部と、を有することを特徴とする。

例えば、発振部冷却流路、冷却水供給流路、及び、冷却水排出流路等の詰まりや漏水等が発生すると、発振部冷却流路内の冷却水の流量が低下して、該冷却水の温度が上昇することがある。そのため、温度検出部にて検出された冷却水の温度が所定範囲にあるか否かを温度判定部にて判定することにより、発振部冷却流路、冷却水供給流路、及び、冷却水排出流路等の詰まりや漏水等を容易に検知することができる。なお、冷却機構が冷却水の温度を冷却する（定温にする）熱交換器等を有している場合には、該熱交換器等の動作異常も容易に検知することができる。

［５］ 本発明において、前記異常検知手段は、前記冷却水の電気導電率を検出する電気伝導率検出部と、前記電気伝導率検出部にて検出された前記冷却水の電気伝導率が所定値よりも小さいか否かを判定する電気伝導率判定部と、を有することを特徴とする。

これにより、電気伝導率検出部にて検出された冷却水の電気伝導率が所定値よりも小さいか否かを電気伝導率判定部にて判定するので、発振部冷却流路、冷却水供給流路、及び、冷却水排出流路等に詰まりや腐食が発生するおそれのある状態であることを容易に検知することができる。

［６］ 本発明において、前記冷却水供給流路のうち前記開閉弁よりも上流と前記冷却水排出流路とを結ぶバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、をさらに備えることを特徴とする。

開閉弁を閉じると、冷却水供給流路のうち前記開閉弁よりも上流（供給流路上流部）の冷却水の圧力が上昇するので、該供給流路上流部から漏水することがある。しかしながら、本発明によれば、前記供給流路上流部と冷却水排出流路とを結ぶバイパス流路にバイパス弁を備えているので、該バイパス弁を開けることで、前記供給流路上流部の冷却水を前記冷却水排出流路に導くことができる。これにより、前記供給流路上流部からの漏水を好適に抑えることができる。

［７］ 本発明において、前記冷却水排出流路のうち前記バイパス流路との接続部よりも上流には、前記バイパス弁が開いた状態で、前記発振部冷却流路に向かう方向の前記冷却水の流通を阻止する弁手段が設けられていることを特徴とする。

これにより、バイパス流路から冷却水排出流路に導かれた冷却水の発振部冷却流路内への流入を阻止することができるので、該レーザ発振部が故障することを防止することができる。

［８］ 本発明において、前記冷却機構は、前記レーザ装置とは別体に構成され、且つ、前記冷却水供給流路に前記冷却水を供給可能な供給手段を有することを特徴とする。

これにより、レーザ装置の製造時において、供給手段を該レーザ装置に備える必要がないので、前記レーザ装置の小型化、部品点数の削減、及び、低コスト化の実現といった効果を得ることができる。また、ユーザは、例えば、汎用の供給手段を任意に選択することもできる。さらに、例えば、前記供給手段が故障した場合には、該供給手段のみを容易に取り替えることができる。

［９］ 本発明において、前記冷却機構は、前記レーザ装置に一体に設けられ、且つ、前記冷却水供給流路に前記冷却水を供給可能な供給手段を有することを特徴とする。

これにより、ユーザが供給手段をレーザ装置に取り付ける必要がないので、前記供給手段と前記レーザ装置との接続部に不具合（例えば、漏水等）が起こるようなことはない。また、前記レーザ装置にて前記供給手段を自動的に制御することができる。

［１０］ 本発明において、前記供給手段は、前記冷却水排出流路の冷却水を冷却する熱交換器と、前記熱交換器にて冷却された冷却水を貯留する貯留部と、前記貯留部内の冷却水を前記冷却水供給流路に導くためのポンプ手段と、を有することを特徴とする。これにより、レーザ発振部を効率的に冷却することができる。

［１１］ 第２の本発明に係るレーザ装置の制御方法は、レーザ光を発振するレーザ発振部内に設けられた発振部冷却流路と、前記発振部冷却流路に冷却水を導く冷却水供給流路と、前記発振部冷却流路から導かれた前記冷却水が流通する冷却水排出流路と、を有する冷却機構が設けられたレーザ装置の制御方法であって、前記冷却機構の異常を検知する異常検知工程と、前記異常検知工程によって前記冷却機構の異常が検知された場合に、前記冷却水供給流路に設けられた開閉弁を閉じ、且つ、前記レーザ光の発振を停止する工程と、を行うことを特徴とする。

本発明に係るレーザ装置の制御方法によれば、異常検知工程で冷却水の異常が検知された場合に開閉弁を閉じ、且つ、レーザ光の発振を停止するので、レーザ発振部の故障を可及的に抑えることができ、仮にレーザ発振部内で漏水が発生した場合であっても該漏水を可及的に抑えることができる。

以上説明したように、本発明によれば、異常検知手段にて冷却機構の異常が検知された場合に開閉弁を閉じるので、前記冷却機構の異常が発生した際に、レーザ発振部が故障することを可及的に抑えることができる。なお、前記場合にレーザ光の発振を停止するので、前記開閉弁を閉じた後にレーザ発振部の温度が上昇することはない。また、前記冷却機構の異常に起因して前記発振部冷却流路から漏水した場合であっても、該漏水を可及的に抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係るレーザ装置のブロック図である。 前記レーザ装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るレーザ装置のブロック図である。

以下、本発明に係るレーザ装置及びその制御方法について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置１０Ａ及びその制御方法について図１及び図２を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係るレーザ装置１０Ａは、例えば、図示しないワークの加工（溶接、マーキング等を含む）に用いられるものであり、レーザ光を出力するレーザ装置本体１２と、前記レーザ装置本体１２に設けられた冷却機構１４と、前記レーザ装置本体１２を制御するコントローラ１６を備える。

レーザ装置本体１２は、レーザ光を発振し、且つ、図示しないレンズ等の光学系を含むレーザ発振部１８と、前記レーザ発振部１８を収容する筐体２０を有する。

冷却機構１４は、冷却水供給部（供給手段）２２と、前記冷却水供給部２２の冷却水が導かれる第１外部配管２４ａと、筐体２０内に設けられて前記第１外部配管２４ａから導かれた冷却水が流通する内部冷却流路２６と、前記内部冷却流路２６から導かれた冷却水を前記冷却水供給部２２に導く第２外部配管２４ｂを有する。

冷却水供給部２２は、汎用品であって、冷却水を貯留する冷却水タンク（貯留部）２８と、前記冷却水タンク２８内の冷却水を前記第１外部配管２４ａに導くための第１流路３０ａと、前記第１流路３０ａに設けられて前記冷却水タンク２８内の冷却水を内部冷却流路２６に圧送する圧送ポンプ（ポンプ手段）３２と、前記第２外部配管２４ｂ内の冷却水を前記冷却水タンク２８に導くための第２流路３０ｂと、前記第２流路３０ｂに設けられて前記内部冷却流路２６を流通した冷却水を冷却する（定温にする）熱交換器３４を含む。

第１外部配管２４ａは、第１流路３０ａと一体的に形成され、且つ、筐体２０に設けられた第１連結管３６ａに対して連結可能（着脱自在）に構成されている。第２外部配管２４ｂは、第２流路３０ｂと一体的に形成され、且つ、筐体２０に設けられた第２連結管３６ｂに対して連結可能（着脱自在）に構成されている。つまり、冷却水供給部２２、第１外部配管２４ａ、及び、第２外部配管２４ｂは、レーザ装置本体１２（レーザ装置１０Ａ）に対して別体に構成されている。

これにより、レーザ装置１０Ａの製造時において、レーザ装置１０Ａに冷却水供給部２２等を備える必要がないので、レーザ装置１０Ａの小型化、部品点数の削減、及び、低コスト化の実現といった効果を得ることができる。また、ユーザは、例えば、冷却水供給部２２を任意に選択することもできる。さらに、例えば、圧送ポンプ３２や熱交換器３４等が故障した場合には、冷却水供給部２２のみを容易に取り替えることができる。

内部冷却流路２６は、第１連結管３６ａと一体的に形成された冷却水供給流路３８と、第２連結管３６ｂと一体的に形成された冷却水排出流路４０と、レーザ発振部１８内に設けられ、且つ、前記冷却水供給流路３８及び前記冷却水排出流路４０を結ぶ発振部冷却流路４２と、レーザ発振部１８の外側に設けられて前記冷却水供給流路３８及び前記冷却水排出流路４０を結ぶバイパス流路４４とを含む。

冷却水供給流路３８のうちバイパス流路４４との接続部よりも下流には、冷却水供給流路３８を開閉する開閉弁４６が設けられている。開閉弁４６としては、例えば、電磁弁が用いられる。

冷却水供給流路３８のうちバイパス流路４４との接続部よりも上流（以下、供給流路上流部３９と称することがある。）には、供給流路上流部３９内の冷却水の圧力に対応した信号を出力する圧力検出部４８と、該冷却水の温度に対応した信号を出力する温度検出部５０と、冷却水の電気伝導率に対応した信号を出力する電気伝導率検出部５２とが設けられている。

冷却水排出流路４０のうちバイパス流路４４との接続部よりも上流には、冷却水排出流路４０の下流に向かう方向の冷却水の流通を許可し、発振部冷却流路４２に向かう方向の冷却水の流通を阻止する弁部材（弁手段）５４が設けられている。弁部材５４としては、例えば、逆止弁が用いられる。

冷却水排出流路４０のうち弁部材５４よりも上流（以下、排出流路上流部４１と称することがある。）には、排出流路上流部４１内の冷却水の流量に対応した信号を出力する流量検出部５６が設けられている。

バイパス流路４４には、該バイパス流路４４を開閉するバイパス弁５８が設けられている。バイパス弁５８は、所謂リリーフ弁として構成されており、供給流路上流部３９内の冷却水の圧力が所定圧以下の場合にバイパス流路４４を閉じ、該冷却水の圧力が前記所定圧を超えた場合にバイパス流路４４を開くように構成されている。なお、前記所定圧は、例えば、冷却対象であるレーザ発振部１８が冷却不足にならない下限の圧力に設定される。

以上のように構成された冷却機構１４では、第１流路３０ａ、第１外部配管２４ａ、内部冷却流路２６、第２外部配管２４ｂ、及び、第２流路３０ｂによって冷却水流路Ｃが形成されることとなる。

コントローラ１６は、記憶部６０、圧力判定部６２、流量判定部６４、温度判定部６６、電気伝導率判定部６８、レーザ発振制御部７０、及び、開閉弁制御部７２を有する。

記憶部６０には、圧力判定データ、流量判定データ、温度判定データ、及び、電気伝導率判定データσ０等の情報が記憶されている。

圧力判定データは、圧力下限値Ｐ１及び圧力上限値Ｐ２を有している。圧力下限値Ｐ１は、例えば、レーザ発振部１８が冷却不足となるような供給流路上流部３９内の冷却水の圧力よりも幾らか高い圧力値に設定され、圧力上限値Ｐ２は、例えば、レーザ発振部１８が故障するような供給流路上流部３９内の冷却水の圧力よりも幾らか低い圧力値に設定される。

流量判定データは、流量下限値Ｌ１及び流量上限値Ｌ２を有している。流量下限値Ｌ１は、例えば、レーザ発振部１８が冷却不足となるような排出流路上流部４１内の冷却水の流量よりも幾らか大きい流量値に設定され、流量上限値Ｌ２は、例えば、レーザ発振部１８が故障するような排出流路上流部４１内の冷却水の流量よりも幾らか小さい流量値に設定される。

温度判定データは、温度下限値Ｔ１及び温度上限値Ｔ２を有している。温度下限値Ｔ１は、例えば、レーザ発振部１８においてレーザ光が正常に発振しなくなる下限の温度値であり、約２０℃に設定される。また、温度上限値Ｔ２は、例えば、レーザ光が正常に発振しなくなる上限の温度値であり、約３５℃に設定される。

電気伝導率判定データσ０としては、冷却水流路Ｃに詰まりや腐食が発生するような冷却水の電気伝導率よりも幾らか低い値に設定されている。

圧力判定部６２は、圧力検出部４８からの出力信号を参照して取得される圧力（検出圧力）Ｐが圧力下限値Ｐ１以上であり且つ圧力上限値Ｐ２以下であるか否かを判定する。

流量判定部６４は、流量検出部５６からの出力信号を参照して取得される流量（検出流量）Ｌが流量下限値Ｌ１以上であり且つ流量上限値Ｌ２以下であるか否かを判定する。

温度判定部６６は、温度検出部５０からの出力信号を参照して取得される温度（検出温度）Ｔが温度下限値Ｔ１以上であり且つ温度上限値Ｔ２以下であるか否かを判定する。

電気伝導率判定部６８は、電気伝導率検出部５２からの出力信号を参照して取得される電気伝導率（検出電気伝導率）σが電気伝導率判定データσ０よりも小さいか否かを判定する。

レーザ発振制御部７０は、圧力判定部６２、流量判定部６４、温度判定部６６、電気伝導率判定部６８の判定結果に基づいて、レーザ発振部１８を駆動制御する。

開閉弁制御部７２は、圧力判定部６２、流量判定部６４、温度判定部６６、電気伝導率判定部６８の判定結果に基づいて、開閉弁４６を開閉制御する。

次に、上述したようにして構成されたレーザ装置１０Ａの制御方法について図２を参照しながら説明する。

先ず、オペレータ（ユーザ）は、第１外部配管２４ａを第１連結管３６ａに装着して第２外部配管２４ｂを第２連結管３６ｂに装着することにより、汎用の冷却水供給部２２をレーザ装置本体１２に対して取り付ける（ステップＳ１）。なお、初期状態（圧送ポンプ３２を駆動する前の状態）において、開閉弁４６は閉じている。

続いて、オペレータは、圧送ポンプ３２を駆動する（ステップＳ２）。これにより、冷却水タンク２８内の冷却水が第１流路３０ａ及び第１外部配管２４ａを流通して供給流路上流部３９に導かれる。このとき、開閉弁４６は閉じられているので、前記供給流路上流部３９内の冷却水の圧力が上昇する。そして、該冷却水の圧力が所定圧を超えると、バイパス弁５８が開き、供給流路上流部３９内の冷却水が、バイパス流路４４、冷却水排出流路４０、第２外部配管２４ｂ、及び、第２流路３０ｂを流通して再び冷却水タンク２８に戻る。

つまり、冷却水タンク２８内の冷却水は、圧送ポンプ３２の作用下で、第１流路３０ａ、第１外部配管２４ａ、供給流路上流部３９、バイパス流路４４、冷却水排出流路４０、第２外部配管２４ｂ、及び、第２流路３０ｂ（以下、これらを併せて循環流路Ｄと称する。）を循環する。

こうすることで、圧送ポンプ３２を駆動した際に、仮に冷却水供給部２２から過度に高い圧力の冷却水が流れてきても、その冷却水がレーザ発振部１８に流れることを防止することができると共に、第１連結管３６ａ及び第１外部配管２４ａの連結部から漏水することを好適に抑えることができる。

このとき、コントローラ１６は、検出圧力Ｐ、検出温度Ｔ、及び、検出電気伝導率σを取得する（ステップＳ３）。これら検出値の取得は、圧力検出部４８、温度検出部５０、及び、電気伝導率検出部５２の出力信号を参照すればよい。

その後、コントローラ１６は、冷却機構１４に異常があるか否かを判定する。具体的には、先ず、圧力判定部６２は、検出圧力Ｐが圧力下限値Ｐ１以上であり且つ圧力上限値Ｐ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。これにより、圧送ポンプ３２の動作異常、バイパス弁５８の動作異常、及び、循環流路Ｄ内の詰まりや漏水等を検知することができる。

圧送ポンプ３２の動作異常、バイパス弁５８の動作異常、又は、循環流路Ｄ内の詰まりや漏水等が発生すると、供給流路上流部３９内の冷却水の圧力が上昇又は低下するからである。

検出圧力Ｐが圧力下限値Ｐ１以上であり且つ圧力上限値Ｐ２以下であると圧力判定部６２にて判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、温度判定部６６は、検出温度Ｔが温度下限値Ｔ１以上であり且つ温度上限値Ｔ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。これにより、熱交換器３４の動作異常を検知することができる。

検出温度Ｔが温度下限値Ｔ１以上であり且つ温度上限値Ｔ２以下であると温度判定部６６にて判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、電気伝導率判定部６８は、検出電気伝導率σが電気伝導率データσ０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。これにより、冷却水の電気伝導率が上昇（冷却水の純度が低下）して循環流路Ｄ内に詰まりや腐食が発生するおそれのある状態であることを検知することができる。

そして、検出電気伝導率σが電気伝導率データσ０よりも小さい場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、開閉弁制御部７２は、開閉弁４６を開く（ステップＳ７）。これにより、循環流路Ｄを循環していた冷却水が、発振部冷却流路４２にも導かれるので、レーザ発振部１８が冷却されることとなる。その後、後述するステップＳ１０以降の処理を行う。

一方、ステップＳ４〜ステップＳ６において、否定判定（ＮＯ）であった場合、コントローラ１６は、冷却機構１４の異常が検知されたことを図示しない表示部に表示してオペレータに報知する（ステップＳ８）。なお、オペレータのへの報知手段としては、前記表示部を利用したものに限らず、例えば、報知音（音声）や警告灯等を利用してもよい。次に、前記表示部を視たオペレータは、圧送ポンプ３２の駆動を停止する（ステップＳ９）。この段階で、今回のレーザ装置１０Ａの制御が終了する。

ステップＳ７において開閉弁４６を開いたとき、コントローラ１６は、検出圧力Ｐ、検出流量Ｌ、検出温度Ｔ、及び、検出電気伝導率σを取得する（ステップＳ１０）。なお、検出流量Ｌは、流量検出部５６の出力信号を参照すればよい。

その後、コントローラ１６は、冷却機構１４に異常があるか否かを再び判定する。具体的には、先ず、圧力判定部６２は、検出圧力Ｐが圧力下限値Ｐ１以上であり且つ圧力上限値Ｐ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。これにより、圧送ポンプ３２の動作異常、バイパス弁５８の動作異常、及び、冷却水流路Ｃ内の詰まりや漏水等を検知することができる。この理由は、上述したステップＳ４と同様である。

そして、ステップＳ１１において肯定判定（ＹＥＳ）であった場合、流量判定部６４は、検出流量Ｌが流量下限値Ｌ１以上であり且つ流量上限値Ｌ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。これにより、圧送ポンプ３２の動作異常、及び、冷却水流路Ｃ内の詰まりや漏水等を検知することができる。圧送ポンプ３２の動作異常、又は、冷却水流路Ｃ内の詰まりや漏水等が発生すると、排出流路上流部４１内の冷却水の流量が上昇又は低下するからである。

ステップＳ１２において肯定判定であった場合、温度判定部６６は、検出温度Ｔが温度下限値Ｔ１以上であり且つ温度上限値Ｔ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。これにより、熱交換器３４の動作異常を検知することができる。

なお、ステップＳ１３では、圧送ポンプ３２の動作異常を検知することも可能である。例えば、圧送ポンプ３２の動作異常が発生して発振部冷却流路４２内の冷却水の流量が低下すると、レーザ光の発振によって該冷却水が加熱されるからである。

また、ステップＳ１３では、第１流路３０ａ、第１外部配管２４ａ、又は、冷却水供給流路３８内の詰まりや、冷却水流路Ｃからの漏水等も検知することが可能である。例えば、第１流路３０ａ、第１外部配管２４ａ、又は、冷却水供給流路３８内に詰まりが発生したり、冷却水流路Ｃから漏水が発生したりすると、発振部冷却流路４２内の冷却水の流量が低下して、レーザ光の発振によって該冷却水が加熱されるからである。

ステップＳ１３において肯定判定（ＹＥＳ）であった場合、電気伝導率判定部６８は、検出電気伝導率σが電気伝導率判定データσ０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。これにより、冷却水の電気伝導率が上昇して冷却水流路Ｃ内に詰まりや腐食が発生するおそれのある状態であることを検知することができる。

そして、ステップＳ１４において肯定判定（ＹＥＳ）であった場合、コントローラ１６は、レーザ光が発振されているか否かを判定する（ステップＳ１５）。レーザ光が発振されていない場合、レーザ発振制御部７０は、レーザ発振部１８を制御してレーザ光の発振を開始する（ステップＳ１６）。一方、レーザ光が発振されている状態である場合、コントローラ１６は、レーザ加工（レーザマーキング、レーザ溶接）が終了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。レーザ加工が終了していない場合には、上述したステップＳ１０以降の処理を行う。

一方、ステップＳ１７において、レーザ加工が終了したと判定された場合には、レーザ発振制御部７０は、レーザ発振部１８を制御して、レーザ光の発振を停止する（ステップＳ１８）。この段階で、今回のレーザ装置１０Ａの制御を終了する。

ところで、ステップＳ１１〜ステップＳ１４のいずれか１つのステップにおいて、否定判定（ＮＯ）であった場合、レーザ発振制御部７０は、レーザ発振部１８を制御してレーザ光の発振を停止する（ステップＳ１９）と共に、開閉弁制御部７２は、開閉弁４６を閉じる（ステップＳ２０）。

例えば、冷却水排出流路４０内の詰まり、又は、圧送ポンプ３２の動作異常等が発生した場合、発振部冷却流路４２内の冷却水の圧力が過度に高くなって（高圧になり）、レーザ発振部１８が故障することがある。また、冷却水供給流路３８内の詰まり、冷却水流路Ｃからの漏水、又は、熱交換器３４の動作異常等が発生した場合、発振部冷却流路４２内の冷却水の温度が過度に高くなって（高温になり）、レーザ発振部１８が故障することがある。なお、冷却水の電気伝導率が過度に高くなった場合、配管に詰まりや腐食が生じる。

しかしながら、ステップＳ１９では、前記のような冷却機構１４の異常が検知された場合に、開閉弁４６を閉じるので、発振部冷却流路４２への冷却水の供給が停止される。これにより、電気伝導率が過度に高くなった冷却水が発振部冷却流路４２内に流通すること、及び、前記発振部冷却流路４２内の冷却水が高圧又は高温になることを抑えることができる。よって、レーザ発振部１８が故障することを可及的に抑えることができる。なお、前記場合にレーザ光の発振を停止するので、開閉弁４６を閉じた後にレーザ発振部１８の温度が上昇することはない。また、仮に、冷却機構１４の異常に起因して発振部冷却流路４２から漏水が発生した場合であっても、該漏水を可及的に抑えることができる。

ところで、開閉弁４６を閉じると、冷却水流路のうち開閉弁４６よりも上流の冷却水の圧力が上昇する。この場合、例えば、第１外部配管２４ａ及び第１連結管３６ａの連結部から漏水することがある。

しかしながら、供給流路上流部３９内の冷却水の圧力が上述した所定圧を超えた時にバイパス弁５８が開くので、該冷却水がバイパス流路４４を介して冷却水排出流路４０に導かれることとなる。つまり、冷却水は循環流路Ｄを流通することとなる。これにより、第１外部配管２４ａ及び第１連結管３６ａの連結部からの漏水を好適に防止することができる。

このとき、バイパス流路４４から冷却水排出流路４０に導かれた冷却水は、弁部材５４によって発振部冷却流路４２に向かう方向の流通が阻止されている（該冷却水が発振部冷却流路４２に導かれることがない）ので、レーザ発振部１８が故障することはない。

その後、コントローラ１６は、冷却機構１４の異常が検知されたことをオペレータに報知し（ステップＳ２１）、前記報知を知ったオペレータは、圧送ポンプ３２の駆動を停止する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２１及びステップＳ２２は、上述したステップＳ８及びステップＳ９の内容と同様であるので、それらの詳細な説明を省略する。この段階で、今回のレーザ装置１０Ａの制御を終了する。

本実施形態では、圧力検出部４８及び圧力判定部６２、流量検出部５６及び流量判定部６４、温度検出部５０及び温度判定部６６、電気伝導率検出部５２及び電気伝導率判定部６８のそれぞれが異常検知手段として機能する。

ところで、冷却水供給部２２をレーザ装置１０Ａとは別体に構成した場合、前記冷却水供給部２２とコントローラ１６とのインターフェースがないため、例えば、冷却水供給部２２の異常を直接検知することが困難である上に、冷却機構１４に異常があった場合にコントローラ１６の制御によって圧送ポンプ３２を停止させることができない。

しかしながら、本実施形態によれば、冷却水の圧力、流量、温度、及び、電気伝導率を利用して冷却機構１４の異常を検知しているので、冷却水供給部２２をレーザ装置１０Ａとは別体に構成しても冷却水供給部２２側の異常も容易に検知可能となる。さらに、冷却機構１４の異常を検知した場合に、開閉弁４６を閉じているので、コントローラ１６の制御によって圧送ポンプ３２を停止できなくても、レーザ発振部１８の故障を好適に抑えることができる。

また、冷却水供給部２２をレーザ装置１０Ａとは別体に構成した場合、例えば、ユーザ等は、第１外部配管２４ａを第１連結管３６ａに装着して第２外部配管２４ｂを第２連結管３６ｂに装着する必要があるため、第１外部配管２４ａ及び第１連結管３６ａの連結部と、第２外部配管２４ｂ及び第２連結管３６ｂの連結部から漏水するおそれがある。

本実施形態によれば、冷却水供給流路３８のうちバイパス流路４４との接続部よりも上流に圧力検出部４８を設けているので、前記漏水を即座に検出することができる。

本実施形態は、上述した構成及び制御方法に限らず、適宜に変更することが可能である。本実施形態は、冷却水の圧力、流量、温度、及び、電気伝導率のうち少なくともいずれか１つを利用して冷却機構１４の異常を検知してもよい。つまり、圧力検出部４８及び圧力判定部６２、流量検出部５６及び流量判定部６４、温度検出部５０及び温度判定部６６、電気伝導率検出部５２及び電気伝導率判定部６８の少なくともいずれか１つを利用して冷却機構１４の異常を検知してもよい。

各種検出部の設置箇所は、適宜変更可能である。要するに、圧力検出部４８、流量検出部５６、温度検出部５０、及び、電気伝導率検出部５２の設置箇所は、冷却水供給流路３８、発振部冷却流路４２、及び、冷却水排出流路４０のいずれであってもよい。

但し、温度検出部５０の設置箇所は、供給流路上流部３９が好ましい。冷却水供給流路３８のうちレーザ発振部１８の近傍、発振部冷却流路４２、及び、冷却水排出流路４０に温度検出部５０を設置した場合には、レーザ発振部１８が発熱するので、熱交換器３４の異常を検知し難くなるからである。

バイパス弁５８は、電磁弁として構成してもよい。この場合、コントローラ１６には、該バイパス弁５８を制御する図示しないバイパス弁制御部が設けられる。そして、該バイパス弁制御部は、検出圧力Ｐが上述した所定圧力を超えた場合に、該バイパス弁５８を開く。

また、弁部材５４は、電磁弁として構成してもよい。この場合、コントローラ１６には、該弁部材を開閉制御する図示しない弁部材制御部が設けられる。そして、該弁部材制御部は、前記開閉弁４６が開いた場合に該弁部材５４を開く。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置１０Ｂ及びその制御方法について図３を参照しながら説明する。第２実施形態では、第１実施形態と共通する構成には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係るレーザ装置１０Ｂでは、冷却水供給部２２がレーザ装置本体１２の筐体２０内に設けられる。つまり、冷却水供給部２２は、レーザ装置１０Ｂに一体に設けられる。

そのため、本実施形態では、第１実施形態の第１外部配管２４ａ、第２外部配管２４ｂ、第１連結管３６ａ、及び、第２連結管３６ｂが省略され、冷却水供給流路３８に圧送ポンプ３２が設けられ、且つ、冷却水排出流路４０に熱交換器３４が設けられる。また、コントローラ１６には、圧送ポンプ３２を駆動制御するポンプ制御部７４が設けられる。

本実施形態に係るレーザ装置１０Ｂの制御方法では、上述したステップＳ２において、ポンプ制御部７４が圧送ポンプ３２を駆動し、上述したステップＳ９及びステップＳ２２において、ポンプ制御部７４が圧送ポンプ３２の駆動を停止する。

これにより、冷却機構１４に異常があった場合にコントローラ１６の自動制御によって圧送ポンプ３２を停止させることができる。

本実施形態では、ユーザが冷却水供給部２２をレーザ装置１０Ｂに取り付けなくてもよいので、前記第１外部配管２４ａ及び前記第１連結管３６ａの連結部と、前記第２外部配管２４ｂ及び前記第２連結管３６ｂの連結部から漏水が発生することはない。

本発明は上記した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０Ａ、１０Ｂ…レーザ装置 １２…レーザ装置本体
１４…冷却機構 １６…コントローラ
１８…レーザ発振部 ２２…冷却水供給部（供給手段）
２８…冷却水タンク ３２…圧送ポンプ（ポンプ手段）
３４…熱交換器 ３８…冷却水供給流路
４０…冷却水排出流路 ４２…発振部冷却流路
４４…バイパス流路 ４６…開閉弁
４８…圧力検出部 ５０…温度検出部
５２…電気伝導率検出部 ５４…弁部材
５６…流量検出部 ５８…バイパス弁
６０…記憶部 ６２…圧力判定部
６４…流量判定部 ６６…温度判定部
６８…電気伝導率判定部 ７０…レーザ発振制御部
７２…開閉弁制御部

Claims (11)

1. レーザ光を発振するレーザ発振部内に設けられた発振部冷却流路と、
   前記発振部冷却流路に冷却水を導く冷却水供給流路と、
   前記発振部冷却流路から導かれた前記冷却水が流通する冷却水排出流路と、を有する冷却機構が設けられたレーザ装置であって、
   前記レーザ発振部を駆動制御するレーザ発振制御部と、
   前記冷却水供給流路を開閉する開閉弁と、
   前記開閉弁を開閉制御する開閉弁制御部と、
   前記冷却機構の異常を検知する異常検知手段と、を備え、
   前記異常検知手段によって前記冷却機構の異常が検知された場合に、前記レーザ発振制御部は、前記レーザ光の発振を停止し、且つ、前記開閉弁制御部は、前記開閉弁を閉じることを特徴とするレーザ装置。
2. 請求項１記載のレーザ装置において、
   前記異常検知手段は、前記冷却水の流量を検出する流量検出部と、
   前記流量検出部にて検出された前記冷却水の流量が所定範囲にあるか否かを判定する流量判定部と、を有することを特徴とするレーザ装置。
3. 請求項１又は２記載のレーザ装置において、
   前記異常検知手段は、前記冷却水の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記圧力検出部にて検出された前記冷却水の圧力が所定範囲にあるか否かを判定する圧力判定部と、を有することを特徴とするレーザ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記異常検知手段は、前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部にて検出された前記冷却水の温度が所定範囲にあるか否かを判定する温度判定部と、を有することを特徴とするレーザ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記異常検知手段は、前記冷却水の電気導電率を検出する電気伝導率検出部と、
   前記電気伝導率検出部にて検出された前記冷却水の電気伝導率が所定値よりも小さいか否かを判定する電気伝導率判定部と、を有することを特徴とするレーザ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記冷却水供給流路のうち前記開閉弁よりも上流と前記冷却水排出流路とを結ぶバイパス流路と、
   前記バイパス流路を開閉するバイパス弁と、をさらに備えることを特徴とするレーザ装置。
7. 請求項６記載のレーザ装置において、
   前記冷却水排出流路のうち前記バイパス流路との接続部よりも上流には、前記バイパス弁が開いた状態で、前記発振部冷却流路に向かう方向の前記冷却水の流通を阻止する弁手段が設けられていることを特徴とするレーザ装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記冷却機構は、前記レーザ装置とは別体に構成され、且つ、前記冷却水供給流路に前記冷却水を供給可能な供給手段を備えることを特徴とするレーザ装置。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記冷却機構は、前記レーザ装置に一体に設けられ、且つ、前記冷却水供給流路に前記冷却水を供給可能な供給手段を有することを特徴とするレーザ装置。
10. 請求項８又は９記載のレーザ装置において、
    前記供給手段は、前記冷却水排出流路の冷却水を冷却する熱交換器と、
    前記熱交換器にて冷却された冷却水を貯留する貯留部と、
    前記貯留部内の冷却水を前記冷却水供給流路に導くためのポンプ手段と、を有することを特徴とするレーザ装置。
11. レーザ光を発振するレーザ発振部内に設けられた発振部冷却流路と、
    前記発振部冷却流路に冷却水を導く冷却水供給流路と、
    前記発振部冷却流路から導かれた前記冷却水が流通する冷却水排出流路と、を有する冷却機構が設けられたレーザ装置の制御方法であって、
    前記冷却機構の異常を検知する異常検知工程と、
    前記異常検知工程によって前記冷却機構の異常が検知された場合に、前記冷却水供給流路に設けられた開閉弁を閉じ、且つ、前記レーザ光の発振を停止する工程と、を行うことを特徴とするレーザ装置の制御方法。

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