JP2022121971A - Laser power supply device and laser processing device - Google Patents

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泰久 田坂
Yasuhisa Tasaka
英正 山口
Hidemasa Yamaguchi
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Abstract

To provide a laser power supply device capable of appropriately generating simmer discharge to stabilize output from a laser oscillator.SOLUTION: A high frequency power supply supplies high frequency power to a laser oscillator. A control device controls a high frequency power source so as to excite the laser oscillator when an excitation request is received and to cause the laser oscillator to perform simmer discharge when a simmer request is received. Upon receipt of the simmer request during a period in which simmer discharge should be avoided, the controller causes the laser oscillator to delay from time when the simmer request is received and perform simmer discharge.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、レーザ用電源装置及びレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser power supply device and a laser processing apparatus.

放電電極を有するガスレーザ発振器において、パルスレーザビームを安定に出力させるために、放電電極に高周波短パルスを印加してシマー放電を生じさせる技術が公知である(特許文献1等参照。)。シマー放電により、レーザ媒質ガスが励振前にイオン化されることにより、パルスレーザビームの出力が安定化される。シマー放電の時間は、放電開始からレーザビームが出力されるまでの時間に比べて十分短い。このため、シマー放電によってレーザビームが出力されることはない。シマー放電は、通常、一定の周波数で繰り返される。 In order to stably output a pulsed laser beam in a gas laser oscillator having a discharge electrode, a technique is known in which a high-frequency short pulse is applied to the discharge electrode to generate a simmer discharge (see Patent Document 1, etc.). The simmer discharge ionizes the laser medium gas before excitation, thereby stabilizing the output of the pulsed laser beam. The simmer discharge time is sufficiently shorter than the time from the start of discharge to the output of the laser beam. Therefore, no laser beam is output by simmer discharge. Shimmer discharges are usually repeated at a constant frequency.

特表2013-507791号公報Japanese Patent Publication No. 2013-507791

高周波電源からレーザ発振器に、励振用の高周波電力及びシマー放電用の高周波電力が供給される。直流電源から高周波電源に直流電力が供給される。高周波電源に供給される直流電力の電圧(以下、DCリンク電圧という。)を所定の目標範囲内に維持するために、DCリンク電圧が測定される。レーザ発振器の励振期間及びシマー放電期間は、高周波電源からの高周波ノイズの影響によって、DCリンク電圧を安定して測定することが困難である。したがって、シマー放電中にDCリンク電圧の測定を行うことは好ましくない。シマー放電が終了してDCリンク電圧の測定を行うと、直流電源の制御に遅れが生じる場合がある。 A high-frequency power source supplies a laser oscillator with high-frequency power for excitation and high-frequency power for simmer discharge. DC power is supplied from the DC power supply to the high frequency power supply. The DC link voltage is measured in order to maintain the voltage of the DC power supplied to the high frequency power supply (hereinafter referred to as the DC link voltage) within a predetermined target range. During the excitation period of the laser oscillator and the simmer discharge period, it is difficult to stably measure the DC link voltage due to the influence of high frequency noise from the high frequency power supply. Therefore, it is not preferable to measure the DC link voltage during simmer discharge. When the simmer discharge ends and the DC link voltage is measured, a delay may occur in the control of the DC power supply.

DCリンク電圧が所定の目標範囲から外れている場合は、DCリンク電圧が所定の目標範囲に収まるまで、レーザ発振器の励振を待機させる必要がある。DCリンク電圧を目標範囲に収める制御に遅れが生じると、レーザ発振器の励振開始までの待機時間が長くなる場合がある。 If the DC link voltage is out of the predetermined target range, excitation of the laser oscillator must be put on hold until the DC link voltage is within the predetermined target range. If there is a delay in controlling the DC link voltage to fall within the target range, the waiting time until the start of excitation of the laser oscillator may become longer.

また、シマー放電を生じさせるタイミングが、レーザ発振器を励振させる期間に重なると、シマー放電を生じさせる処理は実行されない。この場合、シマー放電発生の頻度が低下してしまう。シマー放電発生の頻度の増減は、レーザ発振器からの出力の安定性に影響を与えてしまう。 Further, when the timing for generating the simmer discharge overlaps with the period for exciting the laser oscillator, the process for generating the simmer discharge is not executed. In this case, the frequency of occurrence of simmer discharge decreases. An increase or decrease in the frequency of occurrence of simmer discharge affects the stability of the output from the laser oscillator.

本発明の目的は、適切にシマー放電を発生させて、レーザ発振器からの出力の安定化を図ることが可能なレーザ用電源装置及びレーザ加工装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser power supply device and a laser processing apparatus capable of appropriately generating a simmer discharge and stabilizing the output from a laser oscillator.

本発明の一観点によると、
レーザ発振器に高周波電力を供給する高周波電源と、
励振要求を受けると前記レーザ発振器を励振させ、シマー要求を受けると前記レーザ発振器をシマー放電させるように前記高周波電源を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、シマー放電を回避すべき期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から遅延させて、前記レーザ発振器をシマー放電させるレーザ用電源装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to a laser oscillator;
a control device for controlling the high-frequency power supply to excite the laser oscillator when an excitation request is received and to simmer discharge the laser oscillator when a simmer request is received;
A laser power supply device is provided in which, when the control device receives the simmer request during a period during which simmer discharge should be avoided, the control device causes the laser oscillator to perform simmer discharge with a delay from the time when the simmer request is received.

本発明の他の観点によると、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記高周波電源を制御する制御装置と、
加工対象物を保持し、前記レーザ発振器から出力されたレーザビームを前記加工対象物に入射させ、前記制御装置に対して励振要求及びシマー要求を与える加工機と
を備え、
前記制御装置は、
前記加工機から前記励振要求を受けると、前記高周波電源を制御して前記レーザ発振器を励振させ、
前記加工機から前記シマー要求を受けると、前記高周波電源を制御して前記レーザ発振器をシマー放電させ、
シマー放電を回避すべき期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から遅延させて、前記レーザ発振器をシマー放電させるレーザ加工装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
a laser oscillator;
a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the laser oscillator;
a control device that controls the high-frequency power supply;
a processing machine that holds an object to be processed, causes the laser beam output from the laser oscillator to enter the object to be processed, and gives an excitation request and a simmer request to the control device;
The control device is
upon receiving the excitation request from the processing machine, controlling the high-frequency power supply to excite the laser oscillator;
when receiving the simmer request from the processing machine, controlling the high-frequency power supply to cause the laser oscillator to discharge simmer;
A laser processing apparatus is provided in which, when the simmer request is received during a period during which simmer discharge should be avoided, the laser oscillator causes the laser oscillator to perform simmer discharge with a delay from the time when the simmer request is received.

シマー放電を回避すべき期間にシマー要求を受けると、シマー放電を遅延させるため、シマー放電を回避すべき期間にシマー放電が生じてしまうことによる種々の不都合が回避される。また、シマー放電を回避すべき期間に受けたシマー要求に対してシマー放電を行わないのではなく、遅延させてシマー放電を行うため、シマー放電の回数の減少が回避される。このため、一定時間におけるシマー放電の回数を所定の回数に維持することができる。 If a simmer request is received during a period during which simmer discharge should be avoided, the simmer discharge is delayed, thus avoiding various inconveniences caused by the occurrence of simmer discharge during the period during which simmer discharge should be avoided. In addition, since simmer discharge is delayed in response to a simmer request received during a period in which simmer discharge should be avoided, rather than not performed, a decrease in the number of simmer discharges can be avoided. Therefore, the number of simmer discharges in a certain period of time can be maintained at a predetermined number.

図1は、一実施例によるレーザ加工装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a laser processing apparatus according to one embodiment. 図2は、直流電源の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a DC power supply. 図3は、励振シマー要求RQ、高周波電力RF、レーザビームLB、ローサイドスイッチング素子Q1のオンオフ、入力電流IL、コンデンサCの充電電流IC、電圧測定期間PV、DCリンク電圧VCのタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart of excitation simmer request RQ, high-frequency power RF, laser beam LB, on/off of low-side switching element Q1, input current IL, charging current IC of capacitor C, voltage measurement period PV, and DC link voltage VC. 図4は、励振シマー要求RQ、高周波電力RF、レーザビームLB、入力電流IL、電圧測定期間PV、及びDCリンク電圧VCのタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart of excitation simmer request RQ, high frequency power RF, laser beam LB, input current IL, voltage measurement period PV, and DC link voltage VC. 図5は、他の実施例によるレーザ加工装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a laser processing apparatus according to another embodiment. 図6A及び図6Bは、図5に示したレーザ加工装置の検出部の一構成例を示すブロック図である。6A and 6B are block diagrams showing one configuration example of the detection section of the laser processing apparatus shown in FIG.

図1~図4を参照して、本発明の一実施例によるレーザ用電源装置及びレーザ加工装置について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser power supply device and a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

図1は、本実施例によるレーザ加工装置のブロック図である。本実施例によるレーザ加工装置は、レーザ用電源装置10、レーザ発振器40、及び加工機50を含む。レーザ用電源装置10からレーザ発振器40に高周波電力RFが供給される。 FIG. 1 is a block diagram of a laser processing apparatus according to this embodiment. The laser processing apparatus according to this embodiment includes a laser power supply device 10 , a laser oscillator 40 and a processing machine 50 . High-frequency power RF is supplied from the laser power supply 10 to the laser oscillator 40 .

レーザ発振器40は、ガスレーザ発振器、例えば炭酸ガスレーザ発振器であり、一対の放電電極41を含む。レーザ発振器40に高周波電力RFが供給されると、一対の放電電極41の間で放電が生じ、レーザビームLBが出力される。レーザ発振器40から出力されたレーザビームLBは、加工機50に入力される。 The laser oscillator 40 is a gas laser oscillator such as a carbon dioxide gas laser oscillator, and includes a pair of discharge electrodes 41 . When the high-frequency power RF is supplied to the laser oscillator 40, a discharge occurs between the pair of discharge electrodes 41 and a laser beam LB is output. A laser beam LB output from the laser oscillator 40 is input to the processing machine 50 .

加工機50は、折り返しミラー51、ビーム走査器52、集光レンズ53、可動ステージ54、及び加工機制御回路55を含む。可動ステージ54に加工対象物60が保持される。加工機50に入力されたレーザビームLBは、折り返しミラー51で下方に向けて反射され、ビーム走査器52及び集光レンズ53を経由して加工対象物60に入射する。加工対象物60は、例えばプリント基板であり、レーザビームLBが入射することにより穴明け加工が行われる。なお、必要に応じて、レーザビームLBの経路にアッテネータ、ビームエキスパンダ、アパーチャ等を配置してもよい。 The processing machine 50 includes a folding mirror 51 , a beam scanner 52 , a condenser lens 53 , a movable stage 54 and a processing machine control circuit 55 . A workpiece 60 is held on the movable stage 54 . The laser beam LB input to the processing machine 50 is reflected downward by the folding mirror 51 and enters the workpiece 60 via the beam scanner 52 and the condenser lens 53 . The object 60 to be processed is, for example, a printed circuit board, and is subjected to perforation processing by the incidence of the laser beam LB. Note that an attenuator, a beam expander, an aperture, or the like may be arranged on the path of the laser beam LB, if necessary.

ビーム走査器52はレーザビームLBを走査することにより、加工対象物60の表面においてレーザビームLBの入射位置を移動させる。ビーム走査器52として、例えば一対の揺動ミラーを含むガルバノスキャナが用いられる。集光レンズ53として、例えばfθレンズが用いられる。集光レンズ53は、レーザビームLBを加工対象物60の表面に集光させる。 The beam scanner 52 moves the incident position of the laser beam LB on the surface of the workpiece 60 by scanning the laser beam LB. As the beam scanner 52, for example, a galvanometer scanner including a pair of oscillating mirrors is used. An fθ lens, for example, is used as the condenser lens 53 . The condensing lens 53 converges the laser beam LB on the surface of the object 60 to be processed.

ビーム走査器52によってレーザビームLBの入射位置を移動させることにより、走査可能範囲内の加工が行われる。可動ステージ54を動作させて、加工対象物60の表面の加工すべき領域を、ビーム走査器52の走査可能範囲内に順次配置することにより、加工対象物60の表面の全域の加工が行われる。加工機制御回路55が、ビーム走査器52及び可動ステージ54を制御する。さらに、加工機制御回路55は、レーザ用電源装置10に対して、励振シマー要求RQを送る。励振シマー要求RQは、レーザ発振器40を励振させてレーザビームLBを出力させる要求、及びレーザ発振器40をシマー放電させる要求を含む。 By moving the incident position of the laser beam LB by the beam scanner 52, processing within the scannable range is performed. By operating the movable stage 54 and sequentially arranging the areas to be processed on the surface of the object 60 within the scannable range of the beam scanner 52, the entire surface of the object 60 is processed. . A processing machine control circuit 55 controls the beam scanner 52 and the movable stage 54 . Further, the processing machine control circuit 55 sends an excitation simmer request RQ to the laser power supply 10 . The excitation simmer request RQ includes a request to excite the laser oscillator 40 to output the laser beam LB and a request to cause the laser oscillator 40 to discharge simmer.

次に、レーザ用電源装置10について説明する。レーザ用電源装置10は、整流器30、直流電源20、高周波電源31、制御電源32、及び制御装置33を含む。 Next, the laser power supply device 10 will be described. The laser power supply 10 includes a rectifier 30 , a DC power supply 20 , a high frequency power supply 31 , a control power supply 32 and a control device 33 .

外部の交流電源70から整流器30に三相交流電流が供給される。整流器30で整流された直流電流が直流電源20に供給される。直流電源20は、入力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して、高周波電源31に直流電力を供給する。直流電源20の出力電圧を、DCリンク電圧VCということとする。高周波電源31は、直流電源20から供給された直流電力を高周波電力RFに変換し、レーザ発振器40に供給する。高周波電源31には、例えばインバータが用いられる。 A three-phase AC current is supplied to the rectifier 30 from an external AC power supply 70 . A DC current rectified by the rectifier 30 is supplied to the DC power supply 20 . The DC power supply 20 converts the input DC voltage into a predetermined DC voltage and supplies DC power to the high frequency power supply 31 . Assume that the output voltage of the DC power supply 20 is referred to as a DC link voltage VC. The high-frequency power supply 31 converts the DC power supplied from the DC power supply 20 into high-frequency power RF, and supplies the laser oscillator 40 with the high-frequency power RF. An inverter, for example, is used for the high-frequency power supply 31 .

制御装置33が、加工機制御回路55から励振シマー要求RQを受ける。制御装置33は、励振シマー要求RQに基づいて直流電源20を制御するとともに、高周波電源31に動作指令OCを与えることにより高周波電源31を制御する。制御電源32が、交流電源70から供給される交流電力を直流電力に変換して制御装置33に供給する。 The controller 33 receives the excitation simmer request RQ from the processing machine control circuit 55 . The control device 33 controls the DC power supply 20 based on the excitation simmer request RQ, and controls the high frequency power supply 31 by giving an operation command OC to the high frequency power supply 31 . The control power supply 32 converts the AC power supplied from the AC power supply 70 into DC power and supplies the DC power to the control device 33 .

図2は、直流電源20の等価回路図である。直流電源20は、スイッチングコンバータ21及びコンバータコントローラ22を含む。スイッチングコンバータ21は、ローサイドスイッチング素子Q1、ハイサイドスイッチング素子Q2、フリーホイールダイオードD1、D2、及びインダクタLを含む。これらの素子により、昇圧コンバータが構成される。 FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DC power supply 20. As shown in FIG. DC power supply 20 includes a switching converter 21 and a converter controller 22 . The switching converter 21 includes a low side switching element Q1, a high side switching element Q2, freewheel diodes D1 and D2, and an inductor L. These elements constitute a boost converter.

整流器30、インダクタL、及びローサイドスイッチング素子Q1によって、1つの閉回路が構成される。ローサイドスイッチング素子Q1にフリーホイールダイオードD1が接続されている。さらに、整流器30、インダクタL、ハイサイドスイッチング素子Q2、及びコンデンサCによって、他の1つの閉回路が構成される。ハイサイドスイッチング素子Q2にフリーホイールダイオードD2が接続されている。 A closed circuit is configured by the rectifier 30, the inductor L, and the low-side switching element Q1. A freewheel diode D1 is connected to the low-side switching element Q1. Furthermore, the rectifier 30, the inductor L, the high-side switching element Q2, and the capacitor C form another closed circuit. A freewheel diode D2 is connected to the high-side switching element Q2.

スイッチングコンバータ21は、整流器30(図1)から印加される電圧Vinを昇圧してコンデンサCを充電する。コンデンサCの端子間電圧が、高周波電源31に印加されるDCリンク電圧VCに等しい。コンデンサCは、高周波電源31に供給する電力を蓄える蓄電デバイスとして機能する。このようなコンデンサは、バンクコンデンサと呼ばれる場合がある。 The switching converter 21 boosts the voltage Vin applied from the rectifier 30 (FIG. 1) and charges the capacitor C with the voltage Vin. A voltage across the terminals of the capacitor C is equal to the DC link voltage VC applied to the high frequency power supply 31 . The capacitor C functions as an electricity storage device that stores power to be supplied to the high frequency power supply 31 . Such capacitors are sometimes called bank capacitors.

高周波電源31は、制御装置33からの動作指令OCに基づいて間欠動作する。高周波電源31の間欠動作に応じて、コンデンサCが放電され、レーザ発振器40の放電電極41に高周波電力RFが供給される。コンデンサCは、高周波電源31の1回の動作サイクルの放電過程において十分な電力を供給できる程度の大きな静電容量を持つ。 The high-frequency power supply 31 intermittently operates based on an operation command OC from the control device 33 . The capacitor C is discharged in accordance with the intermittent operation of the high frequency power supply 31 and the high frequency power RF is supplied to the discharge electrode 41 of the laser oscillator 40 . Capacitor C has a large electrostatic capacity capable of supplying sufficient power during the discharging process of one operating cycle of high-frequency power supply 31 .

コンバータコントローラ22は、制御装置33からの指令により、ローサイドスイッチング素子Q1及びハイサイドスイッチング素子Q2のオンオフを制御する。ローサイドスイッチング素子Q1のスイッチングを行うと、電圧Vinが昇圧されてコンデンサCの充電が行われ、DCリンク電圧VCが上昇する。ハイサイドスイッチング素子Q2のスイッチングを行うと、コンデンサCから整流器30に電力が戻され、DCリンク電圧VCが低下する。 The converter controller 22 controls on/off of the low-side switching element Q1 and the high-side switching element Q2 according to commands from the control device 33 . When the low-side switching element Q1 is switched, the voltage Vin is boosted, the capacitor C is charged, and the DC link voltage VC rises. Switching high-side switching element Q2 returns power from capacitor C to rectifier 30, reducing DC link voltage VC.

電流センサ23が、インダクタLを流れる入力電流ILを測定する。入力電流ILの測定値が制御装置33に入力される。電圧センサ24が、コンデンサCの端子間電圧であるDCリンク電圧VCを測定する。DCリンク電圧VCの測定値が制御装置33に入力される。 A current sensor 23 measures the input current IL through the inductor L. A measured value of the input current IL is input to the controller 33 . A voltage sensor 24 measures a DC link voltage VC, which is the voltage across capacitor C. A measurement of the DC link voltage VC is input to the controller 33 .

図3は、励振シマー要求RQ、高周波電力RF、レーザビームLB、ローサイドスイッチング素子Q1のオンオフ、入力電流IL、コンデンサCの充電電流IC、電圧センサ24による電圧測定期間PV、及びDCリンク電圧VCのタイミングチャートである。なお、図3に示したレーザビームLB、電流、電圧等の波形は、増加減少の傾向を概略的に示しており、厳密な波形の形状を示しているわけではない。 FIG. 3 shows excitation simmer request RQ, high-frequency power RF, laser beam LB, on/off of low-side switching element Q1, input current IL, charging current IC of capacitor C, voltage measurement period PV by voltage sensor 24, and DC link voltage VC. It is a timing chart. It should be noted that the waveforms of the laser beam LB, current, voltage, etc. shown in FIG. 3 schematically show increasing and decreasing trends, and do not represent exact waveform shapes.

励振シマー要求RQの波形の立ち上がりが、高周波電力RFの供給開始の要求に相当し、波形の立ち下がりが、高周波電力RFの供給停止の要求に相当する。励振シマー要求RQは、立ち上がりから立ち下がりまでのパルス幅が相対的に長い励振要求RQeと、パルス幅が相対的に短いシマー要求RQsとに分類される。励振要求RQeは、レーザ発振器40を励振させてレーザビームLBを出力させることを要求する信号である。シマー要求RQsは、レーザ発振器40をシマー放電させることを要求する信号である。 The rise of the waveform of the excitation simmer request RQ corresponds to a request to start supply of the high frequency power RF, and the fall of the waveform corresponds to a request to stop the supply of the high frequency power RF. The excitation simmer request RQ is classified into an excitation request RQe having a relatively long pulse width from rising to falling and a simmer request RQs having a relatively short pulse width. The excitation request RQe is a signal requesting that the laser oscillator 40 be excited to output the laser beam LB. The simmer request RQs is a signal requesting simmer discharge from the laser oscillator 40 .

加工機制御回路55(図1)は、励振要求RQeを、例えば1kHz~5kHz程度の周波数で繰り返し発生させ、シマー要求RQsを、例えば10kHz程度の一定の周波数で発生させる。 The processing machine control circuit 55 (FIG. 1) repeatedly generates the excitation request RQe at a frequency of about 1 kHz to 5 kHz, for example, and generates the simmer request RQs at a constant frequency of about 10 kHz, for example.

励振要求RQeが立ち上がると(時刻t0)、制御装置33は高周波電源31を制御してレーザ発振器40の励振を開始させる。具体的には、高周波電源31からレーザ発振器40に、励振用の高周波電力RFeが供給されるように、高周波電源31に動作指令OCを与える。レーザ発振器40に励振用の高周波電力RFeが供給されると、レーザビームLBの出力が開始される。励振要求RQeが立ち下がると(時刻t1)、制御装置33は、レーザ発振器40の励振を停止させる。具体的には、高周波電源31を制御して、励振用の高周波電力RFeの供給を停止させる。これにより、レーザビームLBの出力が停止される。 When the excitation request RQe rises (time t0), the controller 33 controls the high-frequency power supply 31 to start excitation of the laser oscillator 40 . Specifically, an operation command OC is given to the high-frequency power supply 31 so that the high-frequency power supply RFe for excitation is supplied from the high-frequency power supply 31 to the laser oscillator 40 . When the high-frequency power RFe for excitation is supplied to the laser oscillator 40, the output of the laser beam LB is started. When the excitation request RQe falls (time t1), the control device 33 stops excitation of the laser oscillator 40 . Specifically, the high-frequency power supply 31 is controlled to stop supplying the high-frequency power RFe for excitation. As a result, the output of the laser beam LB is stopped.

制御装置33は、レーザ発振器40の励振を開始させると同時に、ローサイドスイッチング素子Q1をオン状態にする。これにより、インダクタL及びローサイドスイッチング素子Q1を通って入力電流ILが流れる。入力電流ILは、時間の経過とともに増加する。 The controller 33 starts the excitation of the laser oscillator 40 and at the same time turns on the low-side switching element Q1. As a result, the input current IL flows through the inductor L and the low-side switching element Q1. The input current IL increases over time.

制御装置33は、レーザ発振器40の励振を停止させた後、一定時間が経過した時刻t2において、ローサイドスイッチング素子Q1をオフ状態にする。これにより、入力電流ILは、インダクタL、フリーホイールダイオードD2、及びコンデンサCを通って流れる。入力電流ILは、時間の経過とともに減少し、時刻t3でほぼゼロになる。時刻t2からt3までの期間、コンデンサCに充電電流ICが流れる。 After stopping the excitation of the laser oscillator 40, the control device 33 turns off the low-side switching element Q1 at time t2 after a certain period of time has passed. This causes input current IL to flow through inductor L, freewheeling diode D2, and capacitor C. FIG. The input current IL decreases over time and becomes almost zero at time t3. A charging current IC flows through the capacitor C during the period from time t2 to time t3.

高周波電源31がレーザ発振器40に励振用の高周波電力RFeを供給している期間(時刻t0~t1)は、DCリンク電圧VCが時間の経過とともに低下する。励振用の高周波電力RFeの供給が停止されると(時刻t1)、DCリンク電圧VCは一定値を保つ。コンデンサCに充電電流ICが流れる期間(時刻t2~t3)、DCリンク電圧VCが時間の経過とともに徐々に上昇に、ほぼ元の電圧値まで回復する。 During the period (time t0 to t1) in which the high frequency power supply 31 supplies the excitation high frequency power RFe to the laser oscillator 40, the DC link voltage VC decreases with time. When the supply of the high-frequency power RFe for excitation is stopped (time t1), the DC link voltage VC keeps a constant value. During the period in which the charging current IC flows through the capacitor C (time t2 to t3), the DC link voltage VC gradually rises with the lapse of time and recovers to almost the original voltage value.

制御装置33は、所定のタイミングでDCリンク電圧VCを測定してフィードバック制御を行う。例えば、DCリンク電圧VCの測定値が目標範囲の下限値未満になったら、ローサイドスイッチング素子Q1をオンオフすることにより、コンデンサCを充電する。なお、時刻t0からt3までの期間は、DCリンク電圧VCが変動しているため、DCリンク電圧VCの測定は行わない。充電電流ICがゼロになり、DCリンク電圧VCが安定した時刻t3から、一定の期間(時刻t3~t4)、DCリンク電圧VCを測定する。制御装置33は、この期間内に電圧値を複数回測定し、得られた測定値の平均値を、DCリンク電圧VCの測定値として採用する。 The control device 33 measures the DC link voltage VC at a predetermined timing and performs feedback control. For example, when the measured value of the DC link voltage VC becomes less than the lower limit of the target range, the capacitor C is charged by turning on and off the low-side switching element Q1. Note that the DC link voltage VC is not measured during the period from time t0 to t3 because the DC link voltage VC fluctuates. The DC link voltage VC is measured for a certain period (time t3 to t4) from time t3 when the charging current IC becomes zero and the DC link voltage VC is stabilized. The controller 33 measures the voltage value a plurality of times during this period, and adopts the average value of the obtained measured values as the measured value of the DC link voltage VC.

図3は、電圧測定期間PV(時刻t3~t4)に、制御装置33がシマー要求RQsを受けた例を示している。電圧測定期間PVにレーザ発振器40をシマー放電させると、高周波電源31の動作によってDCリンク電圧VCに高周波ノイズが重畳される。このため、正確なDCリンク電圧VCを測定することができない。 FIG. 3 shows an example in which the controller 33 receives a simmer request RQs during the voltage measurement period PV (time t3-t4). When the laser oscillator 40 is simmer discharged during the voltage measurement period PV, high frequency noise is superimposed on the DC link voltage VC due to the operation of the high frequency power supply 31 . Therefore, the DC link voltage VC cannot be measured accurately.

制御装置33は、電圧測定期間PVには、レーザ発振器40をシマー放電させず、電圧測定期間PVが終了した後に、シマー放電させる。すなわち、矢印Dで示すように、シマー要求RQsを受けた時点から遅延させてシマー放電を開始させる。具体的には、制御装置33は、電圧測定期間PVの終了(時刻t4)を確認した後に、高周波電源31からレーザ発振器40にシマー用の高周波電力RFsが供給されるように(時刻t5)、高周波電源31に動作指令OCを与える。 The control device 33 does not cause the laser oscillator 40 to perform simmer discharge during the voltage measurement period PV, but causes the laser oscillator 40 to perform simmer discharge after the voltage measurement period PV ends. That is, as indicated by arrow D, the simmer discharge is delayed from the time when the simmer request RQs is received. Specifically, after confirming the end of the voltage measurement period PV (time t4), the control device 33 causes the high-frequency power supply 31 to supply the laser oscillator 40 with the high-frequency power RFs for simmer (time t5). An operation command OC is given to the high frequency power supply 31 .

レーザ発振器40がシマー放電している期間は短いため、一対の放電電極41(図2)の間のレーザ媒質ガスがイオン化されるが、レーザ発振は生じない。高周波電源31がレーザ発振器40にシマー用の高周波電力RFsを供給している期間、DCリンク電圧VCが徐々に低下する。 Since the simmer discharge period of the laser oscillator 40 is short, the laser medium gas between the pair of discharge electrodes 41 (FIG. 2) is ionized, but laser oscillation does not occur. While the high-frequency power supply 31 is supplying the high-frequency power RFs for simmering to the laser oscillator 40, the DC link voltage VC gradually decreases.

制御装置33は、シマー放電期間中においても、励振期間中と同様にスイッチングコンバータ21を制御する。これにより、充電電流ICが流れ、DCリンク電圧VCがほぼ元の電圧値まで回復する。なお、シマー放電期間中においては、スイッチングコンバータ21を制御しなくてもよい。シマー放電で消費されるエネルギは、励振で消費されるエネルギに比べて極めて少なく、シマー放電による電圧降下は励振による電圧降下より極めて小さい。このため、DCリンク電圧VCがシマー放電によって低下しても、低下後のDCリンク電圧VCは許容範囲に収まる。シマー放電によって消費されたエネルギ相当分の電力は、次の励振期間中にスイッチングコンバータ21が動作することにより回復する。 The control device 33 controls the switching converter 21 during the simmer discharge period as well as during the excitation period. As a result, the charging current IC flows, and the DC link voltage VC recovers to approximately the original voltage value. Note that it is not necessary to control the switching converter 21 during the simmer discharge period. The energy consumed in simmer discharge is much less than that consumed in excitation, and the voltage drop due to simmer discharge is much smaller than the voltage drop due to excitation. Therefore, even if the DC link voltage VC drops due to simmer discharge, the DC link voltage VC after the drop falls within the allowable range. The power equivalent to the energy consumed by the simmer discharge is recovered by operating the switching converter 21 during the next excitation period.

図4は、励振シマー要求RQ、高周波電力RF、レーザビームLB、入力電流IL、電圧測定期間PV、及びDCリンク電圧VCのタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart of excitation simmer request RQ, high frequency power RF, laser beam LB, input current IL, voltage measurement period PV, and DC link voltage VC.

制御装置33(図1)に、シマー要求RQsが一定の周期Psで入力される。制御装置33は、シマー要求RQsを受けるとレーザ発振器40をシマー放電させる。具体的には、制御装置33は高周波電源31を制御して、高周波電源31からシマー放電用の高周波電力RFsを出力させる。このとき、レーザ発振器40でレーザ発振は生じないため、レーザビームLBは出力されない。 A simmer request RQs is input to the control device 33 (FIG. 1) at a constant cycle Ps. When receiving the simmer request RQs, the controller 33 causes the laser oscillator 40 to discharge simmer. Specifically, the control device 33 controls the high frequency power supply 31 to output high frequency power RFs for simmer discharge from the high frequency power supply 31 . At this time, since laser oscillation does not occur in the laser oscillator 40, the laser beam LB is not output.

高周波電源31がレーザ発振器40にシマー放電用の高周波電力RFsを供給してる期間、DCリンク電圧VCが低下する。DCリンク電圧VCの低下に対応して、図3を参照して説明したように、制御装置33がスイッチングコンバータ21を動作させてDCリンク電圧VCを回復させる。なお、図3を参照して説明したシマー放電時の動作と同様に、シマー放電期間中においては、スイッチングコンバータ21を制御しなくてもよい。シマー放電によって消費されたエネルギ相当分の電力は、次の励振期間中にスイッチングコンバータ21が動作することにより回復する。 While the high-frequency power supply 31 supplies the laser oscillator 40 with the high-frequency power RFs for simmer discharge, the DC link voltage VC decreases. In response to the drop in DC link voltage VC, controller 33 operates switching converter 21 to restore DC link voltage VC, as described with reference to FIG. Note that it is not necessary to control the switching converter 21 during the period of simmer discharge, similarly to the operation during simmer discharge described with reference to FIG. The power equivalent to the energy consumed by the simmer discharge is recovered by operating the switching converter 21 during the next excitation period.

図4に示した例では、1つのシマー要求RQsが励振要求RQeと重なっている。励振要求RQeに重なったシマー要求RQsを破線で表している。励振要求RQeと重なったシマー要求RQsについては、レーザ発振器40にシマー放電を生じさせることができない。 In the example shown in FIG. 4, one simmer request RQs overlaps the excitation request RQe. A dashed line represents the simmer request RQs that overlaps the excitation request RQe. A simmer discharge cannot be generated in the laser oscillator 40 for the simmer request RQs that overlaps the excitation request RQe.

制御装置33は、励振要求RQeを受けると、レーザ発振器40を励振させる。具体的には、高周波電源31を制御して、高周波電源31から励振用の高周波電力RFeを出力させる。これにより、レーザビームLBが出力される。このとき、図3を参照して説明したように、入力電流ILが流れ、DCリンク電圧VCが変動する。 The controller 33 excites the laser oscillator 40 upon receiving the excitation request RQe. Specifically, the high-frequency power supply 31 is controlled to output high-frequency power RFe for excitation from the high-frequency power supply 31 . As a result, the laser beam LB is output. At this time, as described with reference to FIG. 3, the input current IL flows and the DC link voltage VC fluctuates.

制御装置33は、シマー要求RQsが励振要求RQeに重なっていることを検出する機能を持つ。例えば、励振要求RQeの直前のシマー要求RQsからの経過時間と、シマー要求RQsの周期Psとから、シマー要求RQsが励振要求RQeに重なっているか否かを判定することができる。 The control device 33 has a function of detecting that the simmer request RQs overlaps with the excitation request RQe. For example, it is possible to determine whether or not the simmer request RQs overlaps the excitation request RQe from the elapsed time from the simmer request RQs immediately before the excitation request RQe and the period Ps of the simmer request RQs.

制御装置33は、レーザ発振器40を励振させる期間にシマー要求RQsを受けると、矢印Dで示すようにシマー要求RQsを受けた時点から一定時間だけ遅延させてレーザ発振器40をシマー放電させる。例えば、DCリンク電圧VCを回復させるための入力電流ILが流れている期間に、制御装置33が高周波電源31からシマー放電用の高周波電力RFsを供給させる。レーザ発振器40がシマー放電することにより、DCリンク電圧VCが一時的に低下する。 When the controller 33 receives the simmer request RQs during the excitation period of the laser oscillator 40, the controller 33 causes the laser oscillator 40 to emit simmer discharge with a certain time delay from the time of receiving the simmer request RQs as indicated by arrow D. For example, the control device 33 causes the high-frequency power supply 31 to supply the high-frequency power RFs for simmer discharge while the input current IL for restoring the DC link voltage VC is flowing. The simmer discharge of the laser oscillator 40 temporarily lowers the DC link voltage VC.

入力電流ILがゼロになった後の電圧測定期間PVに、図3を参照して説明したように、制御装置33がDCリンク電圧VCを測定する。 During the voltage measurement period PV after the input current IL becomes zero, the controller 33 measures the DC link voltage VC as described with reference to FIG.

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、図3を参照して説明したように、制御装置33が、電圧測定期間PVにシマー要求RQsを受けると、電圧測定期間PVの終了までシマー放電を生じさせず、電圧測定期間PVの終了後に、シマー放電を生じさせる。電圧測定期間PVがシマー放電の期間と重ならなくなるため、シマー放電に起因するノイズの影響を受けることなく、DCリンク電圧VCを測定することが可能である。このため、DCリンク電圧VCの測定精度を高めることができる。
Next, the excellent effects of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, as described with reference to FIG. 3, when the control device 33 receives the simmer request RQs during the voltage measurement period PV, the simmer discharge is not generated until the end of the voltage measurement period PV. After the PV ends, a simmer discharge is generated. Since the voltage measurement period PV does not overlap with the simmer discharge period, the DC link voltage VC can be measured without being affected by noise caused by the simmer discharge. Therefore, it is possible to improve the measurement accuracy of the DC link voltage VC.

シマー放電の開始を遅延させる代わりに、電圧測定期間PVを遅らせても、ノイズの影響を受けることなくDCリンク電圧VCを測定することが可能である。ただし、この場合には、DCリンク電圧VCの測定値を得るタイミングが遅れる。その結果、DCリンク電圧VCに基づくスイッチングコンバータ21の制御にも遅れが生じる。スイッチングコンバータ21の制御の遅れにより、DCリンク電圧VCが回復するまでの経過時間が長くなってしまう。 By delaying the voltage measurement period PV instead of delaying the start of the simmer discharge, it is possible to measure the DC link voltage VC without being affected by noise. However, in this case, the timing of obtaining the measured value of the DC link voltage VC is delayed. As a result, a delay also occurs in control of the switching converter 21 based on the DC link voltage VC. Due to the delay in controlling the switching converter 21, the elapsed time until the DC link voltage VC recovers becomes longer.

レーザ発振の安定性を高めるために、DCリンク電圧VCが回復するまではレーザ発振器40を励振させることができない。上記実施例では、DCリンク電圧VCの回復に遅れが生じないため、短い周期での励振要求RQeに対応して、レーザ発振器40を励振させることができる。 In order to improve the stability of laser oscillation, the laser oscillator 40 cannot be excited until the DC link voltage VC recovers. In the above embodiment, since there is no delay in the recovery of the DC link voltage VC, the laser oscillator 40 can be excited in response to the excitation request RQe in a short period.

さらに上記実施例では、図4に示したように、一つの周期のシマー要求RQsが励振要求RQeに重なった場合でも、制御装置33は、タイミングを遅らせてレーザ発振器40をシマー放電させる。このため、単位時間あたりのシマー放電の回数がほぼ一定に維持される。これにより、レーザ発振器40の励振時におけるレーザ媒質ガスのイオン化の程度が均一化され、レーザビームLBのパルスエネルギの安定化を図ることができる。 Furthermore, in the above embodiment, as shown in FIG. 4, even when the simmer request RQs of one cycle overlaps with the excitation request RQe, the control device 33 delays the timing to cause the laser oscillator 40 to discharge the simmer. Therefore, the number of simmer discharges per unit time is maintained substantially constant. As a result, the degree of ionization of the laser medium gas during excitation of the laser oscillator 40 is made uniform, and the pulse energy of the laser beam LB can be stabilized.

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、図3を参照して説明したように、制御装置33が、電圧測定期間PVにシマー要求RQsを受けると、電圧測定期間PVが終了してからシマー放電を開始させる。変形例として、シマー要求RQsが与えられた時点から一定の遅延時間だけ遅らせて、シマー放電を開始させてもよい。この遅延時間は、電圧測定期間PVが終了した後にシマー放電が開始するように十分な長さにしておけばよい。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, as described with reference to FIG. 3, when the control device 33 receives the simmer request RQs during the voltage measurement period PV, the simmer discharge is started after the voltage measurement period PV ends. As a modification, the simmer discharge may be started with a certain delay time after the simmer request RQs is given. This delay time should be long enough so that the simmer discharge starts after the voltage measurement period PV ends.

また、上記実施例では、制御装置33が、電圧測定期間PVにシマー要求RQsを受けた場合、及びレーザ発振器40の励振期間中にシマー要求RQsを受けた場合に、シマー放電の開始を遅らせている。すなわち、電圧測定期間PV及びレーザ発振器40の励振期間を、シマー放電を回避すべき期間として取り扱っている。その他に、シマー放電と並行して実行することが好ましくない処理を行っていき期間を、シマー放電を回避すべき期間に含めてもよい。制御装置は、このようなシマー放電を回避すべき期間にシマー要求RQsを受けると、シマー放電の開始を遅らせるようにするとよい。 Further, in the above embodiment, when the control device 33 receives the simmer request RQs during the voltage measurement period PV and when the simmer request RQs is received during the excitation period of the laser oscillator 40, the start of the simmer discharge is delayed. there is That is, the voltage measurement period PV and the excitation period of the laser oscillator 40 are treated as periods in which simmer discharge should be avoided. In addition, a period during which a process that is not preferable to be executed in parallel with the simmer discharge may be included in the period during which the simmer discharge should be avoided. If the control device receives the simmer request RQs during a period during which such simmer discharge should be avoided, it is preferable to delay the start of the simmer discharge.

次に、図5、図6A、及び図6Bを参照して他の実施例によるレーザ加工装置及びレーザ用電源装置について説明する。以下、図1~図4に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。 Next, a laser processing apparatus and a laser power supply according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B. Hereinafter, explanations of configurations common to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 will be omitted.

図5は、他の実施例によるレーザ加工装置のブロック図である。図5に示した実施例によるレーザ加工装置は、部分反射ミラー45及び光検知器46を含む。レーザ発振器40から出力されたレーザビームLBの一部が、部分反射ミラー45で反射されて光検知器46に入射する。光検知器46は、レーザビームLBの入射を検知すると、検知結果SLを出力する。この検知結果SLは制御装置33の検出部33Aに入力される。検出部33Aは、検知結果SLから、レーザビームLBの出力開始及び出力停止の時期を検知することができる。 FIG. 5 is a block diagram of a laser processing apparatus according to another embodiment. A laser processing apparatus according to the embodiment shown in FIG. 5 includes a partially reflective mirror 45 and a photodetector 46 . A part of the laser beam LB output from the laser oscillator 40 is reflected by the partially reflecting mirror 45 and enters the photodetector 46 . The photodetector 46 outputs a detection result SL when detecting the incidence of the laser beam LB. This detection result SL is input to the detection section 33A of the control device 33 . The detection unit 33A can detect the timing of starting and stopping the output of the laser beam LB from the detection result SL.

図6Aは、検出部33Aの一構成例を示すブロック図である。検出部33Aは、オペアンプを用いたフィルタ回路35及びコンパレータ36を含む。光検知器46(図5)から出力された電気信号が、フィルタ回路35のオペアンプの反転入力端子または非反転入力端子に入力される。オペアンプの他方の入力端子には基準電圧が与えられる。または、オペアンプの2つの入力端子に差動信号が入力される。フィルタ回路35の出力がコンパレータ36の非反転入力端子に入力される。反転入力端子には、所定の閾値電圧が印加される。フィルタ回路35の出力と閾定電圧とを比較することにより、パルスレーザビームの出力開始及び出力停止を検出することができる。このように、検出機能をアナログ回路で構成することにより、検出タイミングの遅延を少なくすることができる。 FIG. 6A is a block diagram showing a configuration example of the detector 33A. The detection unit 33A includes a filter circuit 35 and a comparator 36 using operational amplifiers. An electrical signal output from the photodetector 46 (FIG. 5) is input to the inverting input terminal or non-inverting input terminal of the operational amplifier of the filter circuit 35 . A reference voltage is applied to the other input terminal of the operational amplifier. Alternatively, differential signals are input to two input terminals of the operational amplifier. The output of the filter circuit 35 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 36 . A predetermined threshold voltage is applied to the inverting input terminal. By comparing the output of the filter circuit 35 and the threshold voltage, it is possible to detect the start and stop of output of the pulse laser beam. In this way, the detection timing delay can be reduced by configuring the detection function with an analog circuit.

図6Bは、検出部33Aの他の構成例を示すブロック図である。光検知器46(図5)から出力された電気信号がA/D変換器37に入力され、デジタル信号に変換される。このデジタル信号がデジタルフィルタ処理部38Aでフィルタ処理される。フィルタ処理されたデジタル信号が、判定処理部38Bに入力される。判定処理部38Bは、デジタル信号の値と判定閾値とを比較することにより、パルスレーザビームの出力開始及び出力停止を検出する。デジタルフィルタ処理部38A及び判定処理部38Bの機能は、CPUまたはFPGA38によって実現される。このように、光検知器46の出力信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号に基づいて判定を行うことにより、判定閾値を高精度に設定することができる。また、レーザ発振器の状態によって、判定閾値を適切に調整することが可能である。 FIG. 6B is a block diagram showing another configuration example of the detector 33A. An electrical signal output from the photodetector 46 (FIG. 5) is input to the A/D converter 37 and converted into a digital signal. This digital signal is filtered by the digital filter processor 38A. The filtered digital signal is input to the determination processing section 38B. The determination processing unit 38B detects the start and stop of output of the pulse laser beam by comparing the value of the digital signal and the determination threshold. The functions of the digital filter processing section 38A and the determination processing section 38B are realized by the CPU or FPGA 38. FIG. In this manner, by converting the output signal of the photodetector 46 into a digital signal and performing determination based on the digital signal, the determination threshold can be set with high accuracy. Moreover, it is possible to appropriately adjust the determination threshold depending on the state of the laser oscillator.

図4に示した実施例では、矢印Dで示すようにシマー放電の開始を遅らせる遅延時間が予め定められている。これに対して図5、図6A、及び図6Bに示した実施例では、レーザ発振器40の励振期間中に、制御装置33がシマー要求RQsを受けると、レーザビームLBの出力が停止されるまで、シマー放電の開始を遅延させる。 In the embodiment shown in FIG. 4, as indicated by arrow D, a delay time for delaying the start of simmer discharge is predetermined. On the other hand, in the embodiments shown in FIGS. 5, 6A, and 6B, when the controller 33 receives the simmer request RQs during the excitation period of the laser oscillator 40, the output of the laser beam LB is stopped until the output of the laser beam LB is stopped. , to delay the onset of the shimmer discharge.

次に、図5、図6A、及び図6Bに示した実施例の優れた効果について説明する。
レーザ発振器40への励振用の高周波電力RFeの供給を停止すると、レーザ出力が急激に低下するが、高周波電力RFeの供給の停止時点から極短い時間はレーザビームLBの出力が継続される。図4に示した実施例では、レーザビームLBの出力の継続期間を考慮して、シマー放電開始の遅延時間にある程度の余裕を持たせておく必要がある。これに対して図5に示した実施例では、レーザビームLBの出力の停止を検知してシマー放電を開始させるため、レーザビームLBの出力停止後、直ちにシマー放電を開始させることができる。
Next, the excellent effects of the embodiment shown in FIGS. 5, 6A, and 6B will be described.
When the supply of the high-frequency power RFe for excitation to the laser oscillator 40 is stopped, the laser output sharply drops, but the output of the laser beam LB continues for a very short time after the supply of the high-frequency power RFe is stopped. In the embodiment shown in FIG. 4, it is necessary to give some margin to the delay time for starting the simmer discharge in consideration of the duration of the output of the laser beam LB. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 5, since the simmer discharge is started upon detection of the stoppage of the output of the laser beam LB, the simmer discharge can be started immediately after the stoppage of the output of the laser beam LB.

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It goes without saying that each of the above-described embodiments is an example, and partial substitutions or combinations of configurations shown in different embodiments are possible. Similar actions and effects due to similar configurations of multiple embodiments will not be sequentially referred to for each embodiment. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10 レーザ用電源装置
20 直流電源
21 スイッチングコンバータ
22 コンバータコントローラ
23 電流センサ
24 電圧センサ
30 整流器
31 高周波電源
32 制御電源
33 制御装置
33A 検出部
35 増幅フィルタ回路
36 コンパレータ
37 A/D変換器
38A デジタルフィルタ処理部
38B 判定処理部
38 CPU/FPGA
40 レーザ発振器
41 放電電極
45 部分反射ミラー
46 光検知器
50 加工機
51 折り返しミラー
52 ビーム走査器
53 集光レンズ
54 可動ステージ
55 加工機制御回路
60 加工対象物
70 交流電源

10 Power supply device for laser 20 DC power supply 21 Switching converter 22 Converter controller 23 Current sensor 24 Voltage sensor 30 Rectifier 31 High frequency power supply 32 Control power supply 33 Control device 33A Detector 35 Amplification filter circuit 36 Comparator 37 A/D converter 38A Digital filtering Unit 38B Judgment processing unit 38 CPU/FPGA
40 laser oscillator 41 discharge electrode 45 partial reflection mirror 46 photodetector 50 processing machine 51 folding mirror 52 beam scanner 53 condenser lens 54 movable stage 55 processing machine control circuit 60 processing object 70 AC power supply

Claims (9)

レーザ発振器に高周波電力を供給する高周波電源と、
励振要求を受けると前記レーザ発振器を励振させ、シマー要求を受けると前記レーザ発振器をシマー放電させるように前記高周波電源を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、シマー放電を回避すべき期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から遅延させて、前記レーザ発振器をシマー放電させるレーザ用電源装置。
a high-frequency power supply that supplies high-frequency power to a laser oscillator;
a control device for controlling the high-frequency power supply to excite the laser oscillator when an excitation request is received and to simmer discharge the laser oscillator when a simmer request is received;
The laser power supply device, when receiving the simmer request during a period during which simmer discharge should be avoided, causes the laser oscillator to perform simmer discharge with a delay from the time when the simmer request is received.
前記シマー放電を回避すべき期間は、前記レーザ発振器を励振させる期間を含む請求項1に記載のレーザ用電源装置。 2. The laser power supply according to claim 1, wherein the period during which the simmer discharge should be avoided includes a period during which the laser oscillator is excited. 前記制御装置は、
前記レーザ発振器を励振させる期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から予め定められた時間だけ遅延させて、前記レーザ発振器をシマー放電させる請求項2に記載のレーザ用電源装置。
The control device is
3. The power supply device for a laser according to claim 2, wherein when said simmer request is received during a period for exciting said laser oscillator, said laser oscillator is delayed by a predetermined time from the time when said simmer request is received, and simmer discharge is caused in said laser oscillator. .
前記レーザ発振器から出力されたレーザビームを検知する光検知器からの検知結果が前記制御装置に入力され、
前記制御装置は、
前記レーザ発振器を励振させる期間に前記シマー要求を受けると、前記光検知器からの検知結果に基づいて、前記レーザ発振器からのレーザビームの出力の終了後に前記レーザ発振器をシマー放電させる請求項2に記載のレーザ用電源装置。
A detection result from a photodetector that detects a laser beam output from the laser oscillator is input to the control device,
The control device is
3. The method according to claim 2, wherein when the simmer request is received during the period of excitation of the laser oscillator, the laser oscillator is caused to emit simmer discharge after output of the laser beam from the laser oscillator is completed based on the detection result from the photodetector. A power supply for the described laser.
前記高周波電源に直流電力を供給する直流電源を、さらに備え、
前記制御装置は、
前記直流電源の出力電圧を測定してフィードバック制御を行い、
前記シマー放電を回避すべき期間は、前記直流電源の出力電圧を測定する期間を含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレーザ用電源装置。
further comprising a DC power supply that supplies DC power to the high-frequency power supply,
The control device is
feedback control by measuring the output voltage of the DC power supply,
5. The laser power supply according to claim 1, wherein the period during which the simmer discharge should be avoided includes a period during which the output voltage of the DC power supply is measured.
前記制御装置は、
前記直流電源の出力電圧を測定する期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から、予め定められた時間だけ遅延させて前記レーザ発振器をシマー放電させる請求項5に記載のレーザ用電源装置。
The control device is
6. The laser according to claim 5, wherein when the simmer request is received during the period of measuring the output voltage of the DC power supply, the laser oscillator causes the laser oscillator to perform simmer discharge with a delay of a predetermined time from the time when the simmer request is received. power supply.
前記制御装置は、
前記直流電源の出力電圧を測定する期間に前記シマー要求を受けると、前記直流電源の出力電圧を測定する期間が終了した後に、前記レーザ発振器をシマー放電させる請求項5に記載のレーザ用電源装置。
The control device is
6. The power supply device for a laser according to claim 5, wherein when the simmer request is received during the period for measuring the output voltage of the DC power supply, the laser oscillator causes simmer discharge after the period for measuring the output voltage of the DC power supply is over. .
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器に高周波電力を供給する高周波電源と、
前記高周波電源を制御する制御装置と、
加工対象物を保持し、前記レーザ発振器から出力されたレーザビームを前記加工対象物に入射させ、前記制御装置に対して励振要求及びシマー要求を与える加工機と
を備え、
前記制御装置は、
前記加工機から前記励振要求を受けると、前記高周波電源を制御して前記レーザ発振器を励振させ、
前記加工機から前記シマー要求を受けると、前記高周波電源を制御して前記レーザ発振器をシマー放電させ、
シマー放電を回避すべき期間に前記シマー要求を受けると、前記シマー要求を受けた時点から遅延させて、前記レーザ発振器をシマー放電させるレーザ加工装置。
a laser oscillator;
a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the laser oscillator;
a control device that controls the high-frequency power supply;
a processing machine that holds an object to be processed, causes a laser beam output from the laser oscillator to enter the object to be processed, and gives an excitation request and a simmer request to the control device;
The control device is
upon receiving the excitation request from the processing machine, controlling the high-frequency power supply to excite the laser oscillator;
when receiving the simmer request from the processing machine, controlling the high-frequency power supply to cause the laser oscillator to discharge simmer;
A laser processing apparatus that, when receiving the simmer request during a period during which simmer discharge should be avoided, causes the laser oscillator to perform simmer discharge with a delay from the time of receiving the simmer request.
前記レーザ発振器から出力されたレーザビームを検知し、検知結果を前記制御装置に出力する光検知器を、さらに備え、
前記シマー放電を回避すべき期間は、前記レーザ発振器を励振させる期間を含み、
前記制御装置は、前記レーザ発振器を励振させる期間に前記シマー要求を受けると、前記光検知器からの検知結果に基づいて、前記レーザ発振器からのレーザビームの出力の終了後に前記レーザ発振器をシマー放電させる請求項8に記載のレーザ加工装置。
further comprising a photodetector that detects a laser beam output from the laser oscillator and outputs a detection result to the control device;
The period for avoiding the simmer discharge includes a period for exciting the laser oscillator,
Upon receiving the simmer request during the period of excitation of the laser oscillator, the control device causes the laser oscillator to emit simmer discharge after outputting the laser beam from the laser oscillator based on the detection result from the photodetector. The laser processing apparatus according to claim 8, wherein
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