JP2019030901A - Laser processing device and detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置および検出方法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a detection method.
特許文献1には、レーザダイオードおよびレーザダイオードを加熱または冷却するペルチェ素子などを収容したケース内を冷却するファンを備えたレーザマーカが開示されている。レーザダイオードなどの発熱によりケース外よりも高温となったケース内の空気が、ファンが回転することで排気されケース内が冷却される。
ところで、ケース内の空気を排気するために、一般的に、ケースには排気口および吸気口が設けられている。また、吸気に伴い、塵埃が吸気口からケース内に入り込むのを抑制するために、防塵用のフィルタが吸気口に取り付けられている。防塵用のフィルタに目詰まりが生じると、空気の流れが滞り、ケース内の冷却効率が低下するため、適当な時期でのフィルタの交換が必要となる。ただし、使用環境などにより、フィルタの交換時期は変動するため、フィルタの目詰まりの度合いが大きくなった時期での交換が望まれていた。 Incidentally, in order to exhaust the air in the case, the case is generally provided with an exhaust port and an intake port. Further, a dust-proof filter is attached to the intake port in order to prevent dust from entering the case through the intake port with the intake air. When clogging occurs in the dustproof filter, the air flow is delayed and the cooling efficiency in the case is lowered, so that the filter needs to be replaced at an appropriate time. However, since the replacement time of the filter varies depending on the use environment or the like, replacement at a time when the degree of clogging of the filter has increased has been desired.
本願は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、フィルタの目詰まりを検出することができるレーザ加工装置および検出方法を提供することを目的とする。 This application is proposed in view of said subject, Comprising: It aims at providing the laser processing apparatus and detection method which can detect clogging of a filter.
本明細書は、光源部と、光源部と接触し、光源部から発せられる熱を放熱するヒートシンクと、温度を検出する第1温度センサと、光源部、ヒートシンク、および第1温度センサを収納する筐体と、ヒートシンクを通過する空気流を筐体内に形成させるファンと、ファンが正転した場合に空気流の上流側に配置された防塵用のフィルタと、を備え、第1温度センサは、フィルタとファンとの間にあって、空気流の流路内に配置されていることを特徴とするレーザ加工装置を開示する。 The present specification houses a light source unit, a heat sink that contacts the light source unit and dissipates heat emitted from the light source unit, a first temperature sensor that detects temperature, a light source unit, a heat sink, and a first temperature sensor. A housing, a fan for forming an air flow passing through the heat sink in the housing, and a dust-proof filter disposed on the upstream side of the air flow when the fan rotates forward, and the first temperature sensor includes: Disclosed is a laser processing apparatus, which is disposed between a filter and a fan and disposed in a flow path of an air flow.
また、本明細書は、レーザダイオードと、ヒートシンクと、一方の面がレーザダイオードと近接し、他方の面がヒートシンクと近接するペルチェ素子と、温度を検出する温度センサと、レーザダイオード、ペルチェ素子、ヒートシンク、および温度センサを収納する筐体と、回転することにより、ヒートシンクを通過する空気の流路を筐体内に形成させるファンと、ファンが正転した場合に流路の上流側に配置された防塵用のフィルタと、記憶部と、を備えるレーザ加工装置のファンの目詰まりを検出する検出方法であって、流路においてフィルタとファンとの間に配置されている温度センサが、ファンが規定の回転数で回転している状態における温度を検出するステップと、記憶部が記憶する、ファンが規定の回転数で回転している状態におけるフィルタの目詰まりの度合いと温度センサが検出する温度の経時変化との相関関係を示す相関情報と、検出するステップにて温度センサが検出した温度とを比較して、フィルタの目詰まりを検出するステップと、を含む検出方法を開示する。 The present specification also includes a laser diode, a heat sink, a Peltier element in which one surface is close to the laser diode, and the other surface is close to the heat sink, a temperature sensor for detecting temperature, a laser diode, a Peltier element, A heat sink and a housing that houses a temperature sensor, a fan that rotates to form a flow path of air passing through the heat sink in the housing, and an upstream side of the flow path when the fan rotates forward A detection method for detecting clogging of a fan of a laser processing apparatus including a dust-proof filter and a storage unit, wherein a temperature sensor disposed between the filter and the fan in the flow path is defined by the fan The step of detecting the temperature in a state where the fan is rotating at a rotational speed of, and the state where the fan is rotating at a specified rotational speed, which is stored in the storage unit The filter detects clogging by comparing the correlation information indicating the correlation between the degree of filter clogging and the temperature change detected by the temperature sensor with the temperature detected by the temperature sensor in the detecting step. A detection method comprising the steps of:
本願によれば、フィルタの目詰まりを検出することができるレーザ加工装置および検出方法を提供することができる。 According to the present application, it is possible to provide a laser processing apparatus and a detection method capable of detecting clogging of a filter.
(レーザ加工装置の概略構成)
本実施形態に係るレーザ加工装置1の概略構成について図1を用いて説明する。レーザ加工装置1は、PC7(図7)から送信される印字データに基づいて、加工対象物に対してレーザ光を2次元走査して照射し、文字、記号、図形等をマーキングするレーザ加工を行う。以下の説明において、レーザ加工を印字と記載する場合がある。以後の説明において、方向は図1に示す方向を用いる。
(Schematic configuration of laser processing equipment)
A schematic configuration of the
レーザ加工装置1は、筐体8、ベース11、加工用レーザ部6、励起用レーザ部40、電源部52,52、および複数の回路基板45などを備えている。筐体8は略直方体形状であり、前面パネル8a、背面パネル8b、底面パネル8c、および左右面および上面を覆う筐体本体8d(図9参照)などで構成されている。尚、図1は、筐体本体8dを取り外した状態を示している。筐体8はベース11、フレーム板91,91、加工用レーザ部6、励起用レーザ部40、および複数の回路基板45などを内部に収納している。ベース11は底面パネル8cに取り付けられている。加工用レーザ部6はベース11上に配置されている。励起用レーザ部40はベース11の上方であって、レーザ加工装置1の前側に取り付けられている。フレーム板91,91は、互いに隣接し、レーザ加工装置1の前後方向の略中央部から後端まで、板面が筐体本体の左右面と略平行となるように配置されている。電源部52,52は、ベース11の上方であって、フレーム板91,91の左側に取り付けられている。電源部52,52は不図示の電源コードを介して商用電源に接続される。電源部52,52は給電される交流電力を直流電力に変換し、レーザ加工装置1の各部へ給電する。複数の回路基板45は、ベース11の上方であって、フレーム板91,91の右側に取り付けられている。
The
励起用レーザ部40は、レーザダイオード部46、第1ペルチェ素子47(図6)、および第1ヒートシンク48(図6)などを有する。第1ヒートシンク48を通過する空気流のために、筐体8の左面および右面の第1ヒートシンク48の左右端の位置に、夫々第1通気口81、第2通気口82が配置されている。第1通気口81の内側には防塵用のフィルタであるフィルタ83が取り付けられており、第2通気口82の内側には正転および逆転可能な側面ファン84が取り付けられている。尚、側面ファン84が正転した場合、第1通気口81から第2通気口82へ向かう空気流が生じる。つまり、フィルタ83は、側面ファン84が正転した場合、生じる空気流の流路内であって、空気流の上流側に配置されている。尚、励起用レーザ部40の詳細については後述する。
The
次に、図2を用いて、加工用レーザ部6について詳しく説明する。加工用レーザ部6は、レーザ光を出射するレーザ光出射部12、光シャッター部13、光ダンパー(不図示)、第1ガイド光部15、第2ガイド光部16、ダイクロイックミラー17、ガルバノスキャナ18、およびfθレンズ19などを有している。
Next, the
レーザ光出射部12は、レーザ発振器部21、ビームエキスパンダ22、および第2ペルチェ素子34などを有する。レーザ光出射部12には、励起用レーザ部40から出射される励起光である励起用レーザ光が光ファイバFを介して入射される。レーザ発振器部21は、カバー21a、レーザ発振器21b(図14)、レーザ発振器ベース21c(図14)、および第2サーミスタ37を有する。レーザ発振器21bは、不図示の例えばYAGレーザおよび受動Qスイッチなどを有する。レーザ発振器21bは光ファイバFを介して入射される励起用レーザ光に応じて、レーザ加工を行うためのパルス状のレーザ光を出射する。ビームエキスパンダ22は、レーザ発振器21bと同軸に設けられており、レーザ光のビーム径を調整する。尚、レーザ発振器21bがレーザ光を出射する方向が前方向であり、上下方向及び前後方向に直交する方向が左右方向である。
The laser
光シャッター部13は、シャッターモータ26および平板状のシャッター27を有する。シャッター27は、シャッターモータ26のモータ軸に取り付けられて同軸に回転する。シャッター27は、ビームエキスパンダ22から出射されたレーザ光の光路を遮る位置に回転された際には、レーザ光を光ダンパー(不図示)へ反射する。光ダンパーはシャッター27で反射されたレーザ光を吸収する。一方、シャッター27がビームエキスパンダ22から出射されたレーザ光の光路を遮らない位置に回転された際には、ビームエキスパンダ22から出射されたレーザ光は、光シャッター部13の前側に配置されたダイクロイックミラー17に入射する。ビームエキスパンダ22から出射されたレーザ光は、ダイクロイックミラー17を透過し、ガルバノスキャナ18へ入射する。
The
第1ガイド光部15はダイクロイックミラー17の右側に配置されている。第1ガイド光部15は、ガイド光レーザ(不図示)およびレンズ群(不図示)などを有する。ガイド光レーザは例えば赤色の、可視レーザ光を出射する半導体レーザである。レンズ群は可視レーザ光を平行光に収束する。ダイクロイックミラー17の反射面は、第1ガイド光部15から出射された可視レーザ光であるガイド光の光路に対して45度となるように配置されており、反射面に入射されたガイド光の大部分を、ガルバノスキャナ18に向かって反射する。ここで、ダイクロイックミラー17を透過したレーザ光の光路と、ダイクロイックミラー17により反射されたガイド光の光路とは一致する。尚、ガイド光は、レーザ加工の際に加工対象物の前後方向および左右方向の位置合わせに用いられるものである。第2ガイド光部16はガルバノスキャナ18の右側に配置されている。第2ガイド光部16は、レーザ加工の際に加工対象物の上下方向の位置合わせに用いられる可視レーザ光を出射する半導体レーザ(不図示)を有する。
The first
ガルバノスキャナ18は、ベース11の前側端部に形成された貫通孔(不図示)の上側に取り付けられている。ガルバノスキャナ18は、ガルバノX軸モータ31(図7)、ガルバノY軸モータ32(図7)、および本体部33などを有する。ガルバノX軸モータ31およびガルバノY軸モータ32の各々は、モータ軸およびモータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラー(不図示)を有する。ガルバノX軸モータ31およびガルバノY軸モータ32は、各々のモータ軸が互いに直交し、各々の走査ミラーが互いに対向するように本体部33に取り付けられている。ガルバノX軸モータ31およびガルバノY軸モータ32が回転することにより、各走査ミラーが回転する。これにより、レーザ光およびガイド光が2次元走査される。
The
fθレンズ19は、ガルバノスキャナ18によって2次元走査されたレーザ光とガイド光とを下方に配置された加工対象物に集光させる。
The
図3に示す様に、電源部52,52は左側のフレーム板91の左側面に取り付けられている。また、背面ファン85は背面パネル8bの外側に取り付けられている。ベース11と底面パネル8cとで囲まれた空間には、図4に示す様に、主にレーザ光出射部12が発する熱を放熱する第2ヒートシンク35がベース11に取り付けられている。
As shown in FIG. 3, the
次に、図5,6を用いて、励起用レーザ部40について詳しく説明する。図5に示すように、励起用レーザ部40は、ガルバノスキャナ18などの上方に位置する。図6に示すように、励起用レーザ部40は、上記の構成の他に、第1フレーム92、第2フレーム93などを有する。レーザダイオード部46はカバー46a、レーザダイオード素子46b(図9)、レーザダイオードベース46c(図9)、および第1サーミスタ49などを有する。第1フレーム92は断面が下方に向かって開放するコの字状の板状部材であり、下端部がベース11(図1)に取り付けられている。第2フレーム93は断面が下方に向かって開放するコの字状の板状部材であり、下端部が第1フレーム92の上面に取り付けられている。第1ヒートシンク48は、第1フレーム92および第2フレーム93に囲まれた空間に収納されている。第2フレーム93の上面にレーザダイオード部46が配置されている。第1ヒートシンク48は、複数の板状のフィン48aを有し、フィン48aは第1通気口81から第2通気口82へ向かう方向である左右方向に延在している。側面サーミスタ87は、第1フレーム92の上面に取り付けられた樹脂スペーサ88の上端に配置されている。側面サーミスタ87は、第1ヒートシンク48の左端部であって、第1ヒートシンク48の前後方向の略中央部に第1ヒートシンク48と離隔されて配置されている。つまり、側面ファン84が回転した場合に生じる空気流の中心部に側面サーミスタ87が配置されている。また、側面サーミスタ87は、第1ヒートシンク48よりもフィルタ83に近い位置に配置されている。レーザダイオード部46は光ファイバFを介してレーザ発振器21bと光学的に接続されている。レーザダイオード素子46bは、励起用レーザドライバ51から供給される駆動電流の電流値に応じたパワーの励起用レーザ光を光ファイバF内に出射する。
Next, the
(レーザ加工装置の電気的構成)
次に、レーザ加工装置1の電気的構成について、図7を用いて説明する。
レーザ加工装置1はPC7と双方向通信可能に接続されており、PC7で作成された印字データに基づいて、レーザ加工を行う。
(Electric configuration of laser processing equipment)
Next, the electrical configuration of the
The
PC7は、CPU71、RAM72、ROM73、制御回路74、HDD(Hard Disk Drive)75、キーボード76、マウス77、およびLCD78等を有する。PC7にはレーザ加工のためのアプリケーションソフトウェアが予めインストールされている。ROM73にはファームウェアなどが記憶されている。RAM72はCPU71が各種の処理を実行するための主記憶装置として用いられる。また、HDD75には加工処理のプログラムおよび文字パラメータ情報などが記憶されている。CPU71、RAM72、ROM73、およびHDD75は、不図示のバス線により相互に接続されている。制御回路74は、キーボード76、マウス77、およびLCD78などと電気的に接続されており、キーボード76およびマウス77が受け付けた操作を信号に変換してCPU71へ出力する。また、CPU71からの命令に応じた表示画面をLCD78に表示させる。
The
PC7は、ユーザからの加工命令を受け付け、印字データを作成し、コントローラ5へ出力する。印字データとは、レーザ加工においてレーザ光により描画される加工パターンの形状を示すXY座標データと、XY座標データにレーザ加工の条件を示す加工条件データとが対応付けられたデータである。
The
レーザ加工装置1は、コントローラ5、励起用レーザドライバ51、第1ペルチェドライバ53、第2ペルチェドライバ54、ガルバノドライバ36、側面ファンドライバ55、背面ファンドライバ56などを備える。コントローラ5はCPU61、RAM62、ROM63、およびNVRAM64などを備える。また、コントローラ5は、側面サーミスタ87、第1サーミスタ49、および第2サーミスタ37と電気的に接続されている。詳しくは、側面サーミスタ87、第1サーミスタ49、および第2サーミスタ37の各々には抵抗が直列接続されており、第1サーミスタ49、および第2サーミスタ37の各々と直列接続された抵抗とには所定の電圧が印加され、側面サーミスタ87、第1サーミスタ49、および第2サーミスタ37の各々に印加される電圧がデジタル値に変換された信号がコントローラ5へ入力される。以下の説明において、各サーミスタに印加されている電圧がデジタル値に変換された信号を、各サーミスタの検出温度を示す信号と称する。また、各サーミスタの検出温度を示す信号が温度に換算された値を検出温度と記載する場合がある。尚、コントローラ5および上記の各種ドライバは、例えばCPU61として機能するプロセッサ(不図示)などの種々の電子部品(不図示)が実装された複数の回路基板45などによって実現される。コントローラ5は、各種ドライバと通信可能に接続されている。
The
CPU61はROM63に記憶されている各種のプログラムを実行することによって、各種ドライバなどを制御する。RAM62はCPU61が各種の処理を実行するための主記憶装置として用いられる。尚、CPU61、RAM62、ROM63、およびNVRAM64は、不図示のバス線により相互に接続されている。CPU61は、PC7から出力される印字データに基づき、各種ドライバを制御する。例えば、CPU61は印字データに基づき算出した駆動電流値でレーザダイオード素子46bを駆動するように励起用レーザドライバ51へ命令する。また、CPU61は印字データに基づき算出した駆動角度および回転速度となるように、ガルバノX軸モータ31およびガルバノY軸モータ32を駆動するようにガルバノドライバ36に命令する。また、CPU61は、第1サーミスタ49の検出温度を示す信号に基づき、検出温度が目標温度となるように、第1ペルチェ素子47を制御するように第1ペルチェドライバ53に命令する。尚、レーザダイオード素子46bは温度により、出射する励起用レーザ光のパワーは変動するため、レーザダイオード素子46bの温度制御がなされる。同様に、CPU61は、第2サーミスタ37の検出温度を示す信号に基づき、検出温度が目標温度となるように第2ペルチェ素子34を制御するように第2ペルチェドライバ54に命令する。また、CPU61は、側面サーミスタ87、第1サーミスタ49、および第2サーミスタ37の各々の検出温度を示す信号に基づいて、側面ファンドライバ55および背面ファンドライバ56に側面ファン84および背面ファン85の回転および停止するように命令する。NVRAM64は、例えばフラッシュメモリなどで実現される不揮発性メモリである。CPU61は、例えば、レーザ加工装置1の電源がONされてからOFFされるまでの稼働時間を累積し、累積した累積稼働時間をNVRAM64に記憶させる。また、NVRAM64には後述の判定処理にて使用する第1相関情報65、第2相関情報66、および第3相関情報67が予め記憶されている。
The
(判定処理)
次に、CPU61が実行する判定処理について図8を用いて説明する。CPU61は、PC7から印字データが送信されると、印字データに基づき、レーザ加工処理を行う。詳しくは、CPU61はレーザ加工処理において、レーザ光出射部12からレーザ光を出射させ、ガルバノスキャナ18を駆動させる。尚、レーザ加工処理において、側面ファン84は正転される。CPU61はレーザ加工処理を終了すると、レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47の駆動を停止し、測定動作モードに移行し、図8に示す判定処理を開始する。
(Determination process)
Next, determination processing executed by the
CPU61は判定処理を開始すると、NVRAM64から累積稼働時間を読み出して取得し(S1)、累積稼働時間がNVRAM64に予め記憶されている第1閾値以下であるか否かを判断する(S3)。累積稼働時間が第1閾値以下であると判断すると(S3:YES)、CPU61は第1相関情報65の作成時と同じ電流値でレーザダイオード素子46bの駆動を開始させ、レーザ加工処理と同様に第1ペルチェ素子47の駆動を開始させる(S4)。所定時間経過後、CPU61はレーザダイオード素子46bの駆動を停止させる(S5)。詳しくは、CPU61は励起用レーザドライバ51にレーザダイオード素子46bへの駆動電流の供給を停止させる。次に、第1ペルチェ素子47の駆動を停止させる(S7)。詳しくは、CPU61は第1ペルチェドライバ53に第1ペルチェ素子47への駆動電流の供給を停止させる。次に、側面ファンドライバ55に第1相関情報65の作成時と同じ回転数で側面ファン84を正転させるように命令する(S9)。次に、ステップS9を実行してから、所定時間経過後、側面サーミスタ87の検出温度を示す信号を取得する(S11)。詳しくは、CPU61は側面サーミスタ87の検出温度を示す信号の値をRAM62に記憶させる。次に、RAM62に記憶させた値とNVRAM64に記憶している第1相関情報65とを比較して目詰まり度合を算出する(S13)。
When the
ステップS13について図9,10を用いて説明する。図9は、励起用レーザ部40を前方から視た模式図である。励起用レーザ部40は、下から第1ヒートシンク48、第1ペルチェ素子47、レーザダイオードベース46c、レーザダイオード素子46bの順に、互いに接触して積み重ねられた構造となっている。尚、レーザダイオードベース46cとレーザダイオード素子46bとの間には、グリスが塗布される場合もある。また、レーザダイオード素子46bの近傍に第1サーミスタ49が配置されており、第1ペルチェ素子47、レーザダイオードベース46c、レーザダイオード素子46b、および第1サーミスタ49が、カバー46aにより覆われている。第1相関情報65の作成時と同じ電流値で駆動されたレーザダイオード素子46bは発熱し、第1ペルチェ素子47はレーザダイオード素子46bと近接する第1面47aを冷却し、第1ヒートシンク48と近接する第2面47b側を加熱する。第1ペルチェ素子47から第1ヒートシンク48へ熱が伝導される。尚、判定処理のステップS5,S7にて、レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47の駆動は停止される。
Step S13 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a schematic view of the
さて、ステップS9にて、側面ファン84は正転されているため、図9に示す矢印の方向に空気流が生じている。ここで、フィルタ83の目詰まりの度合いが大きいほど、第1通気口81から取り込まれる空気の流量は少ないため、熱交換の効率が悪く、側面サーミスタ87付近の温度が筐体8外部の温度程度に冷却されるまでの時間は長くなる。つまり、フィルタ83の目詰まり度に対する第1サーミスタ49が検出する温度との相関は図10に示すような、正の相関となる。第1相関情報65はこの相関を示す例えば数式などである。第1相関情報65は、例えばレーザ加工装置1の出荷前に、規定の電流値でレーザダイオード素子46bが駆動された後、規定の回転数で側面ファン84の正転が開始されてから、所定時間経過後の第1サーミスタ49の検出温度を示す信号に基づき作成される情報であり、例えば、レーザ加工装置1の出荷時にNVRAM64に記憶される情報である。尚、目詰まり度は、パーセンテージで示される値であり、フィルタ83の閉塞率で定義される。第1通気口81の内側にフィルタ83が取り付けられていない状態の目詰まり度が0%であり、フィルタ83が完全に閉塞された状態の目詰まり度が100%である。第1相関情報65は、閉塞率が0〜100%である何点かのサンプルとなるフィルタ83が第1通気口81の内側に取り付けられた状態で、側面サーミスタ87の検出温度に基づき作成される。閉塞率が0%の時の温度が温度Tminであり、閉塞率が100%の時の温度が温度Tmaxとすれば、例えば第1相関情報65は温度Tminと温度Tmaxとを結ぶ直線の関数である。
Now, in step S9, since the
ステップS4〜S9にて、レーザダイオード素子46b、第1ペルチェ素子47、および側面ファン84の駆動状態が第1相関情報65の作成時と同じ駆動状態とされることにより、第1相関情報65の作成時のレーザ加工装置1の状態が再現される。このため、側面サーミスタ87の検出温度を第1相関情報65と比較することにより、フィルタ83の閉塞率を算出することができる。詳しくは、第1相関情報65の関数に側面サーミスタ87の検出温度を代入して算出される算出値が、ステップS13における目詰まり度合である。
In steps S4 to S9, the drive state of the
図8に戻り、次に、CPU61は、算出した目詰まり度合を示す信号をPC7に対して出力し(S15)、判定処理を終了する。PC7は、目詰まり度合を示す信号が入力されると、LCD78に例えば目詰まり度合を表示する。ユーザは、表示された目詰まり度合を見ることにより、フィルタの交換時期であるか否かを判断することができる。
Returning to FIG. 8, next, the
一方、累積稼働時間が第1閾値以下でないと判断すると(S3:NO)、次にCPU61は累積稼働時間がNVRAM64に予め記憶されている第2閾値以下であるか否かを判断する(S17)。尚、第2閾値は第1閾値よりも大きい値である。累積稼働時間が第2閾値以下であると判断すると(S17:YES)、CPU61は第2相関情報66の作成時と同じ電流値でレーザダイオード素子46bの駆動を開始させ、レーザ加工処理と同様に第1ペルチェ素子47の駆動を開始させる(S20)。所定時間経過後、ステップS5と同様に、CPU61はレーザダイオード素子46bの駆動を停止させる(S21)。次に、ステップS7と同様に、CPU61は第1ペルチェ素子47の駆動を停止させる(S23)。次に、CPU61は側面ファンドライバ55に第2相関情報66の作成時と同じ回転数で側面ファン84を逆転させるように命令する(S25)。次に、ステップS25を実行してから、所定時間経過後、ステップS11と同様に、CPU61は側面サーミスタ87からの温度を示す信号を取得する(S27)。次に、RAM62に記憶させた値とNVRAM64に記憶している第2相関情報66とを比較して、ステップS13と同様にCPU61は目詰まり度合を算出する(S29)。
On the other hand, if it is determined that the accumulated operation time is not less than or equal to the first threshold (S3: NO), the
ステップS29について、図11を用いて説明する。図11は、図9と同様に、励起用レーザ部40付近を前側から視た模式図である。ステップS25にて、側面ファン84は逆転されているため、図11に示す矢印の方向に空気流が生じている。フィルタ83の目詰まりの度合いが大きくなると、第2通気口82から取り込まれる空気の流量に対する第1通気口81から排気される空気の流量の割合は小さくなり、フィルタ83の内側で、滞留が生じる。第2相関情報66の作成時と同じ電流値で駆動されたレーザダイオード素子46bは発熱しており、レーザダイオード素子46b付近の温度は筐体8外部の温度程度に下がりきっておらず、筐体8外部の温度よりも高い状態となっている。また、第1ペルチェ素子47の駆動により、第1ヒートシンク48も熱を持った状態となっており、第1ヒートシンク48を通過する空気流により、筐体8外部の温度よりも高い温度の空気が側面サーミスタ87付近に滞留し、側面サーミスタ87付近の温度は経過時間とともに上昇する。
Step S29 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic view of the vicinity of the
図12は、経過時間に応じた側面サーミスタ87の検出温度の変化を模式的に示す図である。第2相関情報66は、第1相関情報65と同様の情報である。ここでは、第2相関情報66が、閉塞率がa%,b%,c%であるサンプルとなるフィルタ83が第1通気口81の内側に取り付けられた状態で、側面サーミスタ87の検出温度に基づき作成されたものとする。閉塞率がa%,b%,c%であるフィルタ83がレーザ加工装置1に取り付けられた場合の、側面サーミスタ87の検出温度の経過変化は、夫々、例えば図12に示す特性A,B,Cのようになったとする。側面ファン84の逆転を開始させてから時間t1経過度の特性A,B,Cの温度が、夫々、温度Ta、Tb、Tcであるとすると、目詰まり度に対する温度の特性は例えば図13に示すようになる。例えば図13に示す直線の関数が、第2相関情報66である。ステップS21〜S25にて、レーザダイオード素子46b、第1ペルチェ素子47、および側面ファン84の駆動状態が第2相関情報66の作成時と同じ駆動状態とされることにより、第2相関情報66の作成時のレーザ加工装置1の状態が再現される。このため、側面サーミスタ87の検出温度を第2相関情報66と比較することにより、フィルタ83の目詰まり度合を算出することができる。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a change in the detected temperature of the
図8に戻り、次に、CPU61は、ステップS29の実行後、ステップS15へ進む。一方、累積稼働時間が第2閾値以下でないと判断すると(S17:NO)、CPU61は第3相関情報67の作成時と同じ電流値でレーザダイオード素子46bの駆動を開始させ、レーザ加工処理と同様に第1ペルチェ素子47の駆動を開始させる(S30)。所定時間経過後、ステップS5と同様に、CPU61はレーザダイオード素子46bの駆動を停止させる(S31)。次に、CPU61は、第3相関情報67の作成時と同じ電流値の駆動電流にて、第1ペルチェ素子47の第1サーミスタ49と接する第2面47bを加熱させる制御を第1ペルチェドライバ53に開始させる(S33)。次に、CPU61は側面ファンドライバ55に第3相関情報67の作成時と同じ回転数で側面ファン84を逆転させるように命令する(S35)。次に、ステップS35を実行してから、所定時間経過後、ステップS11と同様に、CPU61は側面サーミスタ87からの温度を示す信号を取得する(S37)。次に、RAM62に記憶させた値とNVRAM64に記憶している第3相関情報67とを比較して、ステップS13と同様にCPU61は目詰まり度合を算出する(S39)。尚、第3相関情報67は、第2相関情報66と同様の情報であるため、説明を省略する。
Returning to FIG. 8, the
ステップS17にてYESと判断された場合のレーザ加工装置1の状態と、ステップS17にてNOと判断された場合のレーザ加工装置1の状態とは、第1ペルチェ素子47の状態が異なる。どちらも側面ファン84は逆転するため図11に示すような空気流が生じるが、ステップS17にてNOと判断された場合には、第1ペルチェ素子47は、第1ヒートシンク48側の第2面47bを加熱するため、制御された温度の空気が側面サーミスタ87付近に滞留する。従って、ステップS17にてNOと判断された場合の第3相関情報67を用いて算出される目詰まり度合の方が、ステップS17にてYESと判断された場合の第2相関情報66を用いて算出される目詰まり度合よりも精度が良い。
The state of the
また、ステップS3にてYESと判断された場合の第1相関情報65を用いて算出される目詰まり度合は、ステップS17にてYESと判断された場合の第2相関情報66を用いて算出される目詰まり度合よりも精度は悪い。ステップS3にてYESと判断された場合には、側面ファン84は正転するため、筐体8外の空気が側面サーミスタ87に当たる。このため、側面サーミスタ87の検出温度は筐体8外の空気の温度の影響を受け易い。一方、ステップS17にてYESと判断された場合には、側面ファン84は逆転するため、第1ヒートシンク48の空気が側面サーミスタ87に当たる。このため、ステップS21の実行前にレーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47が駆動されることにより生じた熱が伝達された第1ヒートシンク48により暖められた空気が側面サーミスタ87に当たる。このため、側面サーミスタ87の検出温度は筐体8外の空気の温度の影響を受けにくいからである。
Further, the degree of clogging calculated using the
また、ステップS3にてYESと判断された場合には、レーザ加工処理と同じく側面ファン84は正転される。一方、ステップS3にてNOと判断された場合には、レーザ加工処理とは異なり側面ファン84は逆転される。また、ステップS17にてYESと判断された場合にはステップS23にて第1ペルチェ素子47の駆動が停止されるのに対し、ステップS17にてNOと判断された場合にはステップS33にて第1ペルチェ素子47の駆動が開始される。このように、ステップS3にてYESと判断された場合、ステップS17にてYESと判断された場合、ステップS17にてNOと判断された場合の順に、制御は煩雑となる。
If YES is determined in step S3,
ここで、第1閾値および第2閾値は、夫々、例えば、2000時間、8000時間などの値である。累積稼働時間が短い場合には、フィルタ83の目詰まり度合は小さく、目詰まり度合の精度が悪くてもフィルタ83の交換時期であるか否かの判断にはさほど影響を与えないと想定される。これに対し、累積稼働時間が長くなるほど、フィルタ83の目詰まり度合は大きくなる。このため、目詰まり度合が精度良く算出されれば、ユーザはより適切な時期にフィルタ83の交換を行うことができるようになる。判定処理では、累積稼働時間が短い場合には煩雑な制御が必要とされない、レーザ加工装置1にかかる負荷が少ない状態で目詰まり度合が算出され、累積稼働時間が長い場合には目詰まり度合が精度良く算出されるため、効率良く目詰まり度合が算出される。
Here, the first threshold value and the second threshold value are values such as 2000 hours and 8000 hours, respectively. When the cumulative operation time is short, the degree of clogging of the
ここで、レーザ加工装置1はレーザ加工装置の一例であり、レーザダイオード素子46b、レーザダイオードベース46cおよび第1ペルチェ素子47は光源部の一例であり、第1ヒートシンク48はヒートシンクの一例であり、フィン48aはフィンの一例であり、側面サーミスタ87は第1温度センサおよび温度センサの一例であり、筐体8は筐体の一例であり、フィルタ83はフィルタの一例である。また、第1通気口81は第1通気口の一例であり、第2通気口82は第2通気口の一例である。また、レーザダイオード素子46bおよびレーザダイオードベース46cはレーザダイオードの一例であり、第1ペルチェ素子47は第1ペルチェ素子の一例である。また、NVRAM64は記憶部の一例であり、CPU61は制御部の一例であり、ステップS11,S27,S37は取得処理の一例であり、ステップSS13,S29,S39は判定処理の一例であり、ステップS15は出力処理の一例である。また、第1相関情報65は相関情報および第1相関情報の一例であり、第2相関情報66は相関情報および第2相関情報の一例であり、第3相関情報67は相関情報および第3相関情報の一例である。また、第1閾値は第1所定時間の一例であり、第2閾値は第2所定時間の一例である。
Here, the
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
側面サーミスタ87はフィルタ83と側面ファン84との間にあって、側面ファン84が回転した場合に生じる空気流の流路内に配置されている。フィルタ83の塵埃による目詰まりの度合いが大きくなるほど、流路を流れる空気の流速が低下するため、第1ヒートシンク48が放熱する熱により流路の空気の温度は上昇する。側面サーミスタ87はフィルタ83と側面ファン84との間に配置されているため、側面ファン84の目詰まりの度合いが反映された空気の温度を検出することができる。
As mentioned above, according to embodiment described, there exist the following effects.
The
また、側面サーミスタ87は第1ヒートシンク48と離隔して配置されている。これにより、側面サーミスタ87は第1ヒートシンク48からの輻射、熱伝導などによる温度の影響を受けにくくなるため、フィルタ83の目詰まりの度合いをより反映した温度を検出することができる。
Further, the
また、側面サーミスタ87は、第1ヒートシンク48よりもフィルタ83に近い位置に配置されている。これにより、側面サーミスタ87は第1ヒートシンク48からの輻射などによる温度の影響を受けにくくなるため、フィルタ83の目詰まりの度合いをより反映した温度を検出することができる。
The
また、側面サーミスタ87は、側面ファン84が回転した場合に生じる空気流の中心部に配置されている。これにより、側面サーミスタ87は、幅方向の端部に配置されるよりも精度良く温度を検出することができる。
The
また、第1ヒートシンク48のフィン48aは、第1通気口81から前記第2通気口82へ向かう方向に延在する。フィルタ83が目詰まりをしていない場合には、空気が複数のフィン48aの間を滞りなく流れるため、フィルタ83の目詰まりの度合いによる流速の変化が大きくなり易くなる。このため、フィルタ83の目詰まりの度合いに対する側面サーミスタ87の検出温度の変化率が大きくなるため、目詰まりの度合いを精度良く算出することができる。
Further, the
また、CPU61は、判定処理において、ステップS3にてYESと判断した場合、ステップS4にてレーザダイオード素子46bを第1相関情報65の作成時と同じ規定の電流値で駆動させた後、第1相関情報65の作成時と同じ規定の回転数で側面ファン84を回転させた状態における第1サーミスタ49の検出温度と第1相関情報65とを比較して目詰まり度合を算出する。また、ステップS17にてYESと判断した場合、ステップS20にてレーザダイオード素子46bを第2相関情報66の作成時と同じ規定の電流値で駆動させた後、第2相関情報66の作成時と同じ規定の回転数で側面ファン84を回転させた状態における第1サーミスタ49の検出温度と第2相関情報66とを比較して目詰まり度合を算出する。また、ステップS17にてNOと判断した場合、ステップS30にてレーザダイオード素子46bを第3相関情報67の作成時と同じ規定の電流値で駆動させた後、第3相関情報67の作成時と同じ規定の回転数で側面ファン84を回転させた状態における第1サーミスタ49の検出温度と第3相関情報67とを比較して目詰まり度合を算出する。このように、各々の場合において、第1相関情報65〜第3相関情報67の各々の作成時と同じ状態における側面サーミスタ87の検出温度と、対応する第1相関情報65〜第3相関情報67の各々とを比較することで、目詰まりの度合いを算出することができる。
In the determination process, if the
また、CPU61は、判定処理において、ステップS3にてYESと判断した場合、側面ファン84を正転させた状態で作成された第1相関情報65を、側面ファン84を正転させた状態の側面サーミスタ87の検出温度と比較して、目詰まりの度合いを算出する。側面ファン84の回転方向を、レーザ加工処理と同じ回転方向として、目詰まりの度合いを算出することができる。
Further, when it is determined YES in step S <b> 3 in the determination process, the
また、CPU61は、判定処理において、ステップS17にてYESと判断した場合、側面ファン84を逆転させ、第1ペルチェ素子47の駆動を停止させた状態で作成された第2相関情報66を、側面ファン84を逆転させ、第1ペルチェ素子47の駆動を停止させた状態の側面サーミスタ87の検出温度と比較して、目詰まりの度合いを算出する。フィルタ83の目詰まりの度合いが大きいほど、側面ファン84により筐体8内に取り込まれる空気の流量に対して、フィルタ83を介して排出される空気の流量が少なくなるため、第1ヒートシンク48が放熱する熱により暖められた空気がフィルタ83付近に滞留し第1サーミスタ49の検出温度は上昇するため、目詰まりの度合いを精度良く判定することができる。
Further, when the
また、CPU61は、判定処理において、ステップS17にてNOと判断した場合、側面ファン84を逆転させ、第1ペルチェ素子47の第2面47bを加熱させる制御が行われている状態で作成された第3相関情報67を、側面ファン84を逆転させ、第1ペルチェ素子47の第2面47bを加熱させる制御が行われている状態での側面サーミスタ87の検出温度と比較して、目詰まりの度合いを算出する。第1ペルチェ素子47の第2面47bの加熱に伴い第1ヒートシンク48が放熱する熱により確実に暖められた空気がフィルタ83付近に滞留し第1ヒートシンク48の検出温度は上昇するため、目詰まりの度合いを精度良く判定することができる。
In addition, when the
また、CPU61は、判定処理において、累積稼働時間が第1閾値以下である場合、第1相関情報65の作成時と同じ、側面ファン84を正転させた状態の側面サーミスタ87の検出温度と第1相関情報65とを比較して目詰まりの度合いを算出し、累積稼働時間が第1閾値より大きく第2閾値以下である場合、第2相関情報66の作成時と同じ、側面ファン84を逆転させ第1ペルチェ素子47の駆動を停止させた状態で、側面サーミスタ87の検出温度と第2相関情報66とを比較して目詰まりの度合いを算出し、累積稼働時間が第1閾値以下である場合、第2相関情報66の作成時と同じ、側面ファン84を逆転させ、第1ペルチェ素子47の第2面47bを加熱させる制御が行われている状態で、側面サーミスタ87の検出温度と第3相関情報67とを比較して目詰まりの度合いを算出する。累積稼働時間が長くなるほどフィルタ83の目詰まりの度合いは大きくなるので、累積稼働時間が長くなるに応じて目詰まりの度合いをより精度良く判定できる方法に切替えることで、判定処理におけるレーザ加工装置1にかかる負荷を低減しつつ、ユーザはより適切な時期にフィルタ83の交換を行うことができる。レーザ加工装置1は効率良く目詰まり度合は算出することができる。
In addition, in the determination process, when the cumulative operation time is equal to or less than the first threshold, the
(判定処理の別例1)
次に、判定処理におけるステップS17にてNOと判断した場合の処理内容の別例1について説明する。上記では、側面サーミスタ87の検出温度と第3相関情報67とを比較して、目詰まりの度合いを算出すると説明したが、側面サーミスタ87の検出温度を第2サーミスタ37の検出温度に基づいて補正し、補正後の温度と相関情報とを比較して、目詰まりの度合いを算出する処理内容としても良い。
(Another example 1 of determination processing)
Next, another example 1 of the processing content when it is determined NO in step S17 in the determination processing will be described. In the above description, the detection temperature of the
詳しくは、CPU61は、ステップS37にて、第2ペルチェ素子34の駆動を停止させた状態で、第2サーミスタ37の検出温度を示す信号を取得する。次に、側面サーミスタ87の検出温度を第2サーミスタ37の検出温度に基づいて補正する。補正後の温度は、例えば側面サーミスタ87の検出温度から第2サーミスタ37の検出温度を減じて算出される。次に、ステップS39にて、補正後の温度と相関情報とを比較して、目詰まりの度合いを算出する。尚、この場合の相関情報は、目詰まり度と補正後の温度の相関を示す情報である。
Specifically, the
図14を用いて第2ヒートシンク35およびレーザ光出射部12の上下方向の構造について説明する。レーザ光出射部12は、下から第2ヒートシンク35、ベース11、第2ペルチェ素子34、レーザ発振器ベース21c、レーザ発振器21bの順に、互いに接触して積み重ねられた構造となっている。また、レーザ発振器21bの近傍に第2サーミスタ37が配置されており、第2ペルチェ素子34、レーザ発振器ベース21c、レーザ発振器21b、および第1サーミスタ49が、カバー21aにより覆われている。レーザ発振器部21および電源部52などの発する熱はベース11に伝わる。ベース11に伝えられた熱は、第2ヒートシンク35および背面ファン85の回転による第2ヒートシンク35を通過する空気流により放熱される。
The vertical structure of the
図6に示すように、側面サーミスタ87および第1ヒートシンク48の前後面および上面は第2フレーム93にて覆われているため、筐体8内の他の空間から空気が流れ込みにくい。しかし、完全に隔離されてはいないため、筐体8内の他の空間から側面サーミスタ87付近に空気が流れ込む。従って、側面サーミスタ87の検出温度は、筐体8内の他の空間における温度の影響を受けてしまう。そこで、側面サーミスタ87の検出温度を第2サーミスタ37の検出温度に基づき補正することで、フィルタ83の目詰まりの度合いが反映された温度で、目詰まりの度合いが算出されることができる。
As shown in FIG. 6, the front and rear surfaces and the upper surface of the
ここで、レーザ発振器21bは固体レーザの一例であり、第2ペルチェ素子34は第2ペルチェ素子の一例であり、第2サーミスタ37は第2温度センサの一例である。この判定処理の別例1の構成によれば、第2サーミスタ37の検出温度に基づいて、補正された温度により目詰まり度合が算出されるため、精度が良く目詰まり度合が算出される。
Here, the
(判定処理の別例2)
また、判定処理の別例1の処理に加え、第1サーミスタ49の検出温度が所定温度となるように第1ペルチェ素子47の第2面47bを加熱させる制御をする処理を加えた処理内容の判定処理を実行する構成としても良い。
(Another example 2 of determination processing)
Further, in addition to the process of the alternative example 1 of the determination process, the process content includes a process of controlling the heating of the
詳しくは、CPU61は、ステップS33にて、第1サーミスタ49の検出温度がステップS39にて用いる相関情報の作成時と同じ目標温度となるように、第1ペルチェ素子47のレーザダイオード素子46bと接する第1面47aを冷却させる制御を第1ペルチェドライバ53に開始させる。これにより、第1ヒートシンク48側の第2面47bは、第1ペルチェ素子47により加熱される。ここで、目標温度は、例えばレーザ加工処理の目標温度よりも低い温度であり、例えば10℃である。これにより、より精度良く制御された温度の空気がフィルタ83付近に滞留し、側面サーミスタ87の検出温度は上昇するため、目詰まりの度合いを精度良く判定することができる。また、目標温度をレーザ加工処理の目標温度よりも低い温度とすれば、側面サーミスタ87の検出温度の変化率が大きくなるため、目詰まり度合を精度良く算出できる。尚、この場合の相関情報は、第1サーミスタ49の検出温度が規定の目標温度となるように第1ペルチェ素子47が制御された状態における情報である。
Specifically, in step S33, the
ここで、第1サーミスタ49は第3温度センサの一例である。この判定処理の別例2の構成によれば、第1サーミスタ49の温度が目詰まり度合の算出に使用される相関情報と同じ目標温度となるように第1ペルチェ素子47の第1サーミスタ49と近接する第2面47bが加熱されるので、所定温度程度の空気が第1サーミスタ49に当てられ、精度が良く目詰まり度合が算出される。
Here, the
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記では、レーザ加工処理の実行後に判定処理が実行されると説明したが、これに限定されない。ユーザの指示に応じて判定処理が実行される構成としても良いし、判定処理が所定時間毎に実行される構成としても良い。判定処理が所定時間毎に実行される構成とは、詳しくは、例えば、電源部52は時間を計時するタイマを備え、予め設定された所定時間が経過するとコントローラ5に電源を供給する。電源が供給されると、CPU61は判定処理を開始する。所定時間は、例えば1ヶ月などの時間である。この構成によれば、ユーザは指示を行うことなく、判定処理が行われるので、レーザ加工装置1の利便性が向上する。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above description, the determination process is executed after the laser processing process, but the present invention is not limited to this. A configuration in which the determination process is executed according to a user instruction may be used, or a configuration in which the determination process is executed at predetermined time intervals may be employed. Specifically, for example, the
また、上記では、判定処理のステップS4,S20,S30において、レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47を駆動させると説明したが、これに限定されない。第1ペルチェ素子47を駆動させなくても、レーザダイオード素子46bの熱が第1ペルチェ素子47を介して第1ヒートシンク48へ伝わり、第1ヒートシンク48の温度は上昇するため、同様に、目詰まり度合を算出することができる。但し、第1ペルチェ素子47の熱伝導度は低いため、第1ペルチェ素子47を駆動させる処理を実行させた方が、目詰まり度合を精度良く算出することができる。第1ペルチェ素子47を駆動させる処理を実行させた方が、第1ヒートシンク48の温度はより上昇するため、側面サーミスタ87の検出温度の変化率が大きくなるからである。
In the above description, the
また、上記では、判定処理のステップS5,S21,S31において、レーザダイオード素子46bの駆動を停止させ、ステップS7,S23,S33において、第1ペルチェ素子47の駆動を停止させると説明したが、これに限定されない。レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47の少なくとも何れか一方が駆動されている状態で、側面サーミスタ87の検出温度を取得する構成としても良い。尚、この場合、相関情報は、同じ状態となるように、レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47の少なくとも何れか一方が駆動されている状態で作成されたものとすれば良い。
In the above description, it has been described that the driving of the
また、上記では、第1ヒートシンク48が確実に熱を持った状態とするために、判定処理にて、レーザダイオード素子46bを駆動させているが、これに限定されない。レーザダイオード素子46bおよび第1ペルチェ素子47の何れも駆動させない状態で、側面サーミスタ87の検出温度に基づき、目詰まり度合を算出する構成としても良い。第1ヒートシンク48は外部の影響により熱を持った状態になり易いからである。特に、電源部52、回路基板45などが駆動されている場合などに、電源部52、回路基板45の熱が伝熱、伝達、輻射されることで、第1ヒートシンク48は熱を持つ状態となる。
In the above description, the
また、上記では、判定処理は、累積稼働時間に応じて、第1相関情報65〜第3相関情報67の何れかを用いた目詰まり度合の算出方法が行われると説明したが、これに限定されない。例えば、レーザ加工装置1が第1相関情報65〜第3相関情報67の各々を用いた3つの目詰まり度合の算出方法のうち、少なくとも何れか1つの算出方法を行う構成としても良い。
In the above description, it has been described that the determination process is performed by the method for calculating the degree of clogging using any one of the
また、判定処理における、ステップS5,S7,S9の順序は上記に限定されず、順序が入れ替わっても良い。ステップS21,S23,S25の順序およびステップS31,S33,S35の順序についても同様である。 Further, the order of steps S5, S7, and S9 in the determination process is not limited to the above, and the order may be changed. The same applies to the order of steps S21, S23, and S25 and the order of steps S31, S33, and S35.
また、判定処理の一例として、目詰まり度合を算出する処理(例えばステップS13)を例示したが、これに限定されない。例えば、予め目詰まり度合を判定するための閾値をNVRAM64が記憶しておき、検出温度あるいは算出した目詰まり度合が、記憶する目詰まり度合を判定するための閾値以上であるか否かを判定する構成としても良い。この構成の場合、目詰まり度合を判定するための閾値は、温度を示す値でも良いし、目詰まり度を示す値でも良い。また、目詰まり度合を判定するための閾値は、フィルタ83の交換時期に対応する値とすると良い。
Moreover, although the process (for example, step S13) which calculates the clogging degree was illustrated as an example of a determination process, it is not limited to this. For example, the
また、上記では、第1相関情報65は温度Tminと温度Tmaxとを結ぶ直線の関数であると説明したが、これに限定されない。例えば、複数の直線の関数の集合、曲線の関数、閉塞度に対する検出温度のテーブルなどでも良い。
In the above description, the
また、上記では、相関情報として、目詰まり度をX軸、所定時間経過後の検出温度をY軸とした相関関係を例示したが、これに限定されない。例えば、目詰まり度をX軸、所定温度に到達するまでの時間をY軸とした相関関係でも良い。また、例えば、目詰まり度をX軸、単位時間当たりの検出温度の変化率をY軸とした相関関係でも良い。 In the above description, as the correlation information, the correlation is illustrated with the degree of clogging as the X axis and the detected temperature after a predetermined time has elapsed as the Y axis, but the correlation information is not limited thereto. For example, the correlation may be such that the degree of clogging is the X axis, and the time until reaching a predetermined temperature is the Y axis. Further, for example, the correlation may be such that the degree of clogging is the X axis and the change rate of the detected temperature per unit time is the Y axis.
また、上記では、判定処理のステップS33における目標温度は、レーザ加工処理よりも低い温度であると説明したが、これに限定されない。 In the above description, the target temperature in step S33 of the determination process has been described as being lower than the laser processing, but the present invention is not limited to this.
また、判定処理の別例1の説明において、側面サーミスタ87の検出温度から第2サーミスタ37の検出温度を減じて補正すると説明したが、これに限定されない。例えば、第2サーミスタ37の検出温度の変化率に対する側面サーミスタ87の検出温度の変化率のデータを予め測定し、そのデータに基づき、補正しても良い。
Further, in the description of the different example 1 of the determination process, it has been described that correction is performed by subtracting the detection temperature of the
また、上記では、報知部として、PC7のLCD78を例示したが、これに限定されない。例えば、レーザ加工装置が表示ディスプレイを備える構成の場合には、レーザ加工装置が備える表示ディスプレイに目詰まりの度合いを出力しても良い。また、レーザ加工装置1と通信可能な表示ディスプレイを備える通信端末に目詰まりの度合いを出力しても良い。
In the above description, the
また、上記では、温度センサとして、サーミスタを例示したが、これに限定されず、例えば、熱電対、測温抵抗体などでも良い。 In the above description, the thermistor is exemplified as the temperature sensor. However, the thermistor is not limited to this, and may be a thermocouple, a resistance temperature detector, or the like.
1 レーザ加工装置
8 筐体
21b レーザ発振器
34 第2ペルチェ素子
37 第2サーミスタ
46b レーザダイオード素子
46c レーザダイオードベース
47 第1ペルチェ素子
48 第1ヒートシンク
48a フィン
49 第1サーミスタ
61 CPU
64 NVRAM
81 第1通気口
82 第2通気口
83 フィルタ
87 側面サーミスタ
DESCRIPTION OF
64 NVRAM
81
Claims (15)
前記光源部と接触し、前記光源部から発せられる熱を放熱するヒートシンクと、
温度を検出する第1温度センサと、
前記光源部、前記ヒートシンク、および前記第1温度センサを収納する筐体と、
前記ヒートシンクを通過する空気流を前記筐体内に形成させるファンと、
前記ファンが正転した場合に前記空気流の上流側に配置された防塵用のフィルタと、を備え、
前記第1温度センサは、前記フィルタと前記ファンとの間にあって、前記空気流の流路内に配置されていることを特徴とするレーザ加工装置。 A light source unit;
A heat sink that contacts the light source unit and dissipates heat generated from the light source unit;
A first temperature sensor for detecting temperature;
A housing for housing the light source unit, the heat sink, and the first temperature sensor;
A fan that forms an air flow through the heat sink in the housing;
A dustproof filter disposed upstream of the airflow when the fan rotates forward, and
The first temperature sensor is between the filter and the fan, and is disposed in the flow path of the air flow.
前記ヒートシンクは、
前記第1通気口から前記第2通気口へ向かう方向に延在するフィンを有することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のレーザ加工装置。 The housing has a first vent located upstream of the flow path and a second vent located downstream of the flow path when the fan rotates forward,
The heat sink is
5. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a fin extending in a direction from the first ventilation port toward the second ventilation port.
前記ファンが規定の回転数で回転している状態における、前記フィルタの目詰まりの度合いと前記第1温度センサが検出する温度の経時変化との相関関係を示す相関情報が予め記憶されている記憶部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、測定動作モードにおいて、
前記ファンを前記規定の回転数で回転させた状態における前記第1温度センサが検出した温度を取得する取得処理と、
前記取得処理にて取得した温度と前記相関情報とを比較して、前記フィルタの目詰まりの度合いを判定する判定処理と、
前記判定処理において判定した目詰まりの度合いを示す信号を報知部に対して出力する出力処理と、を実行することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The light source unit includes a laser diode, and a first Peltier element having one surface close to the laser diode and the other surface close to the heat sink.
Stored in advance is correlation information indicating a correlation between the degree of clogging of the filter and the change over time of the temperature detected by the first temperature sensor in a state where the fan is rotating at a predetermined rotational speed. And
A control unit,
In the measurement operation mode, the control unit is
An acquisition process for acquiring the temperature detected by the first temperature sensor in a state where the fan is rotated at the specified rotational speed;
A determination process for comparing the temperature acquired in the acquisition process with the correlation information to determine the degree of clogging of the filter;
6. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising: an output process that outputs a signal indicating the degree of clogging determined in the determination process to a notification unit.
前記レーザダイオードが規定の電流値で駆動された後、前記ファンが規定の回転数で回転している状態における、前記フィルタの目詰まりの度合いと前記第1温度センサが検出する温度の経時変化との相関関係を示す相関情報が予め記憶されている記憶部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、測定動作モードにおいて、
前記レーザダイオードを前記規定の電流値で駆動させた後、前記ファンを前記規定の回転数で回転させた状態における前記第1温度センサが検出した温度を取得する取得処理と、
前記取得処理にて取得した温度と前記相関情報とを比較して、前記フィルタの目詰まりの度合いを判定する判定処理と、
前記判定処理において判定した目詰まりの度合いを示す信号を報知部に対して出力する出力処理と、を実行することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The light source unit includes a laser diode, and a first Peltier element having one surface close to the laser diode and the other surface close to the heat sink.
The degree of clogging of the filter and the change over time of the temperature detected by the first temperature sensor in a state where the fan is rotating at a specified rotational speed after the laser diode is driven at a specified current value A storage unit in which correlation information indicating the correlation of
A control unit,
In the measurement operation mode, the control unit is
An acquisition process for acquiring the temperature detected by the first temperature sensor in a state where the fan is rotated at the specified rotational speed after the laser diode is driven at the specified current value;
A determination process for comparing the temperature acquired in the acquisition process with the correlation information to determine the degree of clogging of the filter;
6. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising: an output process that outputs a signal indicating the degree of clogging determined in the determination process to a notification unit.
前記制御部は、
前記取得処理において、前記ファンを正転させた状態とすることを特徴とする請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。 The correlation information is information in a state where the fan is rotating forward,
The controller is
The laser processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein in the acquisition process, the fan is rotated forward.
前記制御部は、
前記取得処理において、前記ファンを逆転させ、前記第1ペルチェ素子の駆動を停止させた状態とすることを特徴とする請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。 The correlation information is information in a state in which the fan is reversed and the driving of the first Peltier element is stopped,
The controller is
8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein, in the acquisition process, the fan is reversely rotated to stop driving the first Peltier element. 9.
前記制御部は、
前記取得処理において、前記ファンを逆転させ、前記第1ペルチェ素子の前記他方の面を加熱させた状態とすることを特徴とする請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。 The correlation information is information in a state where the fan is reversed and the other surface of the first Peltier element is heated,
The controller is
8. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein, in the acquisition process, the fan is reversed and the other surface of the first Peltier element is heated.
前記測定動作モードを所定時間毎に実行することを特徴とする請求項6から10のいずれか記載のレーザ加工装置。 The controller is
The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the measurement operation mode is executed every predetermined time.
前記制御部は、
前記レーザ加工装置の累積稼働時間が第1所定時間以下である場合、前記取得処理において前記ファンを正転させ、前記判定処理において前記第1相関情報と比較し、
前記レーザ加工装置の累積稼働時間が第1所定時間より長く、第2所定時間以下である場合、前記取得処理において前記ファンを逆転させ前記第1ペルチェ素子の駆動を停止させ、前記判定処理において前記第2相関情報と比較し、
前記レーザ加工装置の累積稼働時間が第2所定時間より長い場合、前記取得処理において前記ファンを逆転させ、前記第1ペルチェ素子の前記他方の面を加熱させ、前記判定処理において前記第3相関情報と比較することを特徴とする請求項6又は7に記載のレーザ加工装置。 The storage unit includes first correlation information that is the correlation information in a state where the fan is rotating forward, and first correlation information that is in a state where the fan is reversely rotated and driving of the first Peltier element is stopped. 2 correlation information, and 3rd correlation information which is the correlation information in a state where the fan is reversed and the other surface of the first Peltier element is heated are stored in advance.
The controller is
When the accumulated operating time of the laser processing apparatus is equal to or shorter than a first predetermined time, the fan is rotated forward in the acquisition process, and compared with the first correlation information in the determination process,
When the cumulative operating time of the laser processing apparatus is longer than a first predetermined time and not longer than a second predetermined time, the fan is reversed in the acquisition process to stop driving the first Peltier element, and the determination process Compare with the second correlation information,
When the accumulated operating time of the laser processing apparatus is longer than a second predetermined time, the fan is reversed in the acquisition process, the other surface of the first Peltier element is heated, and the third correlation information is determined in the determination process. The laser processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein
前記レーザダイオードを励起源とする固体レーザと、
前記固体レーザと近接する第2ペルチェ素子と、
前記固体レーザの温度を検出する第2温度センサと、を備え、
前記制御部は、
前記判定処理において、前記第2ペルチェ素子の駆動を停止させた状態で前記第2温度センサが検出した温度に基づいて、前記取得処理にて取得した温度を補正した温度と前記相関情報とを比較することを特徴とする請求項10に記載のレーザ加工装置。 Housed in the housing,
A solid-state laser using the laser diode as an excitation source;
A second Peltier element proximate to the solid state laser;
A second temperature sensor for detecting the temperature of the solid-state laser,
The controller is
In the determination process, the correlation information is compared with the temperature obtained by correcting the temperature acquired in the acquisition process based on the temperature detected by the second temperature sensor in a state where the driving of the second Peltier element is stopped. The laser processing apparatus according to claim 10.
前記制御部は、
前記取得処理において、前記第3温度センサの検出する温度が所定温度となるように前記第1ペルチェ素子の前記他方の面を加熱させる制御をすることを特徴とする請求項13に記載のレーザ加工装置。 A third temperature sensor for detecting the temperature of the laser diode;
The controller is
14. The laser processing according to claim 13, wherein in the acquisition process, control is performed to heat the other surface of the first Peltier element so that a temperature detected by the third temperature sensor becomes a predetermined temperature. apparatus.
前記流路において前記フィルタと前記ファンとの間に配置されている前記温度センサが、前記ファンが規定の回転数で回転している状態における温度を検出するステップと、
前記記憶部が記憶する、前記ファンが前記規定の回転数で回転している状態における前記フィルタの目詰まりの度合いと前記温度センサが検出する温度の経時変化との相関関係を示す相関情報と、前記検出するステップにて前記温度センサが検出した温度とを比較して、前記フィルタの目詰まりを検出するステップと、を含む検出方法。
A laser diode, a heat sink, a Peltier element in which one surface is close to the laser diode and the other surface is close to the heat sink, a temperature sensor for detecting temperature, the laser diode, the Peltier element, the heat sink, And a casing that houses the temperature sensor, a fan that rotates to form a flow path of air passing through the heat sink in the casing, and an upstream side of the flow path when the fan rotates forward A detection method for detecting clogging of the fan of a laser processing apparatus comprising a dustproof filter and a storage unit,
The temperature sensor disposed between the filter and the fan in the flow path detecting a temperature in a state in which the fan is rotating at a specified rotational speed;
Correlation information stored in the storage unit and indicating a correlation between a degree of clogging of the filter in a state where the fan is rotating at the specified rotation speed and a change in temperature detected by the temperature sensor; Detecting the clogging of the filter by comparing with the temperature detected by the temperature sensor in the detecting step.
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