JP2664417B2 - Ｎｃレーザ装置 - Google Patents
Ｎｃレーザ装置Info
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は送風機及び冷却器によってレーザガスを強制
冷却させる機構を備えたNCレーザ装置に関し、特に送風
機の異常検知機能を有するNCレーザ装置に関する。
冷却させる機構を備えたNCレーザ装置に関し、特に送風
機の異常検知機能を有するNCレーザ装置に関する。
CO2ガスレーザ等のガスレーザ発振器は高効率で高出
力が得られ、ビーム特性も良いので、数値制御装置と結
合されたNCレーザ装置として金属加工等に広く使用され
るようになった。このようなガスレーザ発振器において
は、発振効率を向上させるために、レーザ発振を行って
高温になったレーザガスを充分再冷却する必要がある。
このため、レーザガスを絶えずルーツブロワ等の送風機
で冷却器を通して装置内を循環させている。
力が得られ、ビーム特性も良いので、数値制御装置と結
合されたNCレーザ装置として金属加工等に広く使用され
るようになった。このようなガスレーザ発振器において
は、発振効率を向上させるために、レーザ発振を行って
高温になったレーザガスを充分再冷却する必要がある。
このため、レーザガスを絶えずルーツブロワ等の送風機
で冷却器を通して装置内を循環させている。
しかし、この送風機は機械的な可動部分があるため、
寿命に一定の限界があり、従って送風機の動作を何らか
の方法で監視して、定期的にメンテナンスを行う必要が
ある。そこで、従来は差圧センサ等を使用して送風機の
風圧を測定することによって、送風機の状態を監視して
いた。
寿命に一定の限界があり、従って送風機の動作を何らか
の方法で監視して、定期的にメンテナンスを行う必要が
ある。そこで、従来は差圧センサ等を使用して送風機の
風圧を測定することによって、送風機の状態を監視して
いた。
この差圧センサは送風機の吸入側と吐出側のガスの圧
力差を検出して出力するものであるが、圧力差の設定値
の選定が難しく、測定精度も良好でなかった。しかし、
この風量の低下が正確に判断できないと、レーザ出力が
低下するだけでなく、放電管が異常な高温となり放電管
周辺部の構成部品が劣化したり、甚だしい場合には放電
管が破壊する事態に至る。
力差を検出して出力するものであるが、圧力差の設定値
の選定が難しく、測定精度も良好でなかった。しかし、
この風量の低下が正確に判断できないと、レーザ出力が
低下するだけでなく、放電管が異常な高温となり放電管
周辺部の構成部品が劣化したり、甚だしい場合には放電
管が破壊する事態に至る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
簡単な構成で送風機の異常を検出できるNCレーザ装置を
提供することを目的とする。
簡単な構成で送風機の異常を検出できるNCレーザ装置を
提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、送風機及び冷
却器によってレーザガスを強制冷却させる機構を備えた
ガスレーザ発振器と、数値制御装置（CNC）を結合したN
Cレーザ装置において、放電管電圧を測定する電圧測定
手段と、前記放電管電圧が、レーザガスの流速と放電管
電圧の関係から求められた規定値以下のときは、送風機
の異常と見なし、レーザ発振器の動作を停止させる異常
検出手段と、前記送風機の異常を表示する表示装置と、
を有することを特徴とするNCレーザ装置が、提供され
る。
却器によってレーザガスを強制冷却させる機構を備えた
ガスレーザ発振器と、数値制御装置（CNC）を結合したN
Cレーザ装置において、放電管電圧を測定する電圧測定
手段と、前記放電管電圧が、レーザガスの流速と放電管
電圧の関係から求められた規定値以下のときは、送風機
の異常と見なし、レーザ発振器の動作を停止させる異常
検出手段と、前記送風機の異常を表示する表示装置と、
を有することを特徴とするNCレーザ装置が、提供され
る。
ガスレーザの流速と放電管引加電圧には一定の関係が
あり、送風機の異常でレーザガスの流速が低下すると、
放電管電圧は低下する。したがって、放電管電圧をモニ
タし、放電管電圧がベース放電時の電圧よりも低下した
場合には、送風機の動作異常と判定しレーザ発振器の動
作の停止させ、表示装置に送風機の異常表示を行う。
あり、送風機の異常でレーザガスの流速が低下すると、
放電管電圧は低下する。したがって、放電管電圧をモニ
タし、放電管電圧がベース放電時の電圧よりも低下した
場合には、送風機の動作異常と判定しレーザ発振器の動
作の停止させ、表示装置に送風機の異常表示を行う。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図に本発明を実施するためのNCレーザ装置の構成
図を示す。１は全体を制御するCPU、２は出力制御回路
であり、出力指令値を電流指令値に変換して出力し、そ
の内部にディジタル値をアナログ出力に変換するDAコン
バータを内蔵している。３はレーザ用電源であり、商用
電源を整流して、出力制御回路２からの指令に応じた高
周波の電圧を出力する。４は放電管であり、内部にレー
ザガスを循環させ、レーザ用電源３からの高周波電圧を
印加して、レーザガスを励起状態にする。５はレーザ光
を反射する全反射鏡、６は出力鏡であり、レーザ光はこ
の全反射鏡５と出力鏡６間を往復することにより、励起
されたレーザガスからエネルギーを受けて、増幅され、
出力鏡６から一部が外部に出力される。出力されたレー
ザビーム９はベンダミラー７で方向を変え、集光レンズ
８によって、ワークの表面に照射される。
図を示す。１は全体を制御するCPU、２は出力制御回路
であり、出力指令値を電流指令値に変換して出力し、そ
の内部にディジタル値をアナログ出力に変換するDAコン
バータを内蔵している。３はレーザ用電源であり、商用
電源を整流して、出力制御回路２からの指令に応じた高
周波の電圧を出力する。４は放電管であり、内部にレー
ザガスを循環させ、レーザ用電源３からの高周波電圧を
印加して、レーザガスを励起状態にする。５はレーザ光
を反射する全反射鏡、６は出力鏡であり、レーザ光はこ
の全反射鏡５と出力鏡６間を往復することにより、励起
されたレーザガスからエネルギーを受けて、増幅され、
出力鏡６から一部が外部に出力される。出力されたレー
ザビーム９はベンダミラー７で方向を変え、集光レンズ
８によって、ワークの表面に照射される。
10は加工プログラム及びパラメータ等が格納されてい
るメモリであり、不揮発性のバブルメモリ等が使用され
る。11は位置制御回路であり、その出力はサーボアンプ
12によって増幅され、モータ13を回転制御し、ボールス
クリュー14及びナット15によってテーブル16の移動を制
御し、ワーク17の位置を制御する。18は表示装置であ
り、CRT或いは液晶装置等が使用される。
るメモリであり、不揮発性のバブルメモリ等が使用され
る。11は位置制御回路であり、その出力はサーボアンプ
12によって増幅され、モータ13を回転制御し、ボールス
クリュー14及びナット15によってテーブル16の移動を制
御し、ワーク17の位置を制御する。18は表示装置であ
り、CRT或いは液晶装置等が使用される。
19はレーザ発振装置の出力パワーを測定するパワーセ
ンサであり、全反射鏡５の一部を透過させて出力された
モニター用レーザ出力を、熱電あるいは光電変換素子等
を用いて測定する。20はレーザガスを循環させるための
送風機、21a及び21bはレーザガスの冷却器である。22は
放電管４の印加電圧をモニタする電圧センサである。
ンサであり、全反射鏡５の一部を透過させて出力された
モニター用レーザ出力を、熱電あるいは光電変換素子等
を用いて測定する。20はレーザガスを循環させるための
送風機、21a及び21bはレーザガスの冷却器である。22は
放電管４の印加電圧をモニタする電圧センサである。
一般に、レーザ発振器の効率はレーザガスの温度に関
係する。また、レーザガスは送風機20により冷却器21a
及び21bを通して装置内を循環することで冷却されるの
で、レーザガスの温度は流速に関係する。従って、電源
及びガスの成分等の条件が変化しなければ、出力パワー
と流速との間には一定の関係が成立する。
係する。また、レーザガスは送風機20により冷却器21a
及び21bを通して装置内を循環することで冷却されるの
で、レーザガスの温度は流速に関係する。従って、電源
及びガスの成分等の条件が変化しなければ、出力パワー
と流速との間には一定の関係が成立する。
第２図はレーザパワー（出力パワー）と放電管内を循
環するレーザガスの流速との関係を示したグラフであ
る。図において、Ｖ及びＰは、正常時のレーザガスの流
速及び出力パワーの大きさである。流速がVaに低下する
と、出力パワーはPaに低下する。このように、出力パワ
ーはレーザガスの流速に一対一で対応する。従って、出
力パワーの値の変化を測定すれば流速の変化、すなわち
送風機20の異常を検出することができる。
環するレーザガスの流速との関係を示したグラフであ
る。図において、Ｖ及びＰは、正常時のレーザガスの流
速及び出力パワーの大きさである。流速がVaに低下する
と、出力パワーはPaに低下する。このように、出力パワ
ーはレーザガスの流速に一対一で対応する。従って、出
力パワーの値の変化を測定すれば流速の変化、すなわち
送風機20の異常を検出することができる。
また、放電管電圧は放電管内を通過するレーザガス流
速に依存する。従って、放電管電流及びガス組成等の条
件が変化しなければ、放電管電圧と流速の間には一定の
関係が成立する。
速に依存する。従って、放電管電流及びガス組成等の条
件が変化しなければ、放電管電圧と流速の間には一定の
関係が成立する。
第３図は放電管電圧と放電管内を循環するレーザガス
の流速との関係を示したグラフである。流速がVaに低下
すると、放電管電圧はEaに低下する。このように、出力
パワーと同様に、放電管電圧もレーザガスの流速に一対
一で対応する。従って、放電管電圧の値の変化を測定す
れば流速の変化、すなわち送風機20の異常を検出するこ
とができる。
の流速との関係を示したグラフである。流速がVaに低下
すると、放電管電圧はEaに低下する。このように、出力
パワーと同様に、放電管電圧もレーザガスの流速に一対
一で対応する。従って、放電管電圧の値の変化を測定す
れば流速の変化、すなわち送風機20の異常を検出するこ
とができる。
しかしながら、各モニタ方式単独では送風機の異常を
検知できる範囲に限界がある。第４図はそれぞれのモニ
タ方式の異常検知できる範囲を示したグラフである。点
線で囲まれた部分31は、出力パワーをモニタして異常検
知できる範囲を示している。すなわち、この出力パワー
モニタ方式では、パルスデューティが小さいと送風量が
少なくてもパワーがそれほど低下しないため、第４図の
左下の範囲が検知できない。実線で囲まれた部分32は、
放電管電圧をモニタする方式で検知可能な範囲を示して
いる。この方式では、パルスデューティが大きいと送風
量が少なくても放電管電圧がそれほど低下しないため、
第４図の右上の範囲が検知できない。そこで本発明にお
いては、出力モニタ方式及び放電管モニタ方式を併用す
ることにより、レーザ発振動作中の全ての範囲におい
て、送風機の異常を検出できるようにしている。
検知できる範囲に限界がある。第４図はそれぞれのモニ
タ方式の異常検知できる範囲を示したグラフである。点
線で囲まれた部分31は、出力パワーをモニタして異常検
知できる範囲を示している。すなわち、この出力パワー
モニタ方式では、パルスデューティが小さいと送風量が
少なくてもパワーがそれほど低下しないため、第４図の
左下の範囲が検知できない。実線で囲まれた部分32は、
放電管電圧をモニタする方式で検知可能な範囲を示して
いる。この方式では、パルスデューティが大きいと送風
量が少なくても放電管電圧がそれほど低下しないため、
第４図の右上の範囲が検知できない。そこで本発明にお
いては、出力モニタ方式及び放電管モニタ方式を併用す
ることにより、レーザ発振動作中の全ての範囲におい
て、送風機の異常を検出できるようにしている。
次に本発明の一実施例の送風機の異常検知方法につい
て説明する。CPU1はレーザ発振時において常にパワーセ
ンサ19を通して出力パワーがモニタして、指令値と出力
値を比較し、その低下率（パワー比率）を計算してお
り、同時に電圧センサ22を通して放電管電圧をモニタし
てベース放電時の電圧と比較している。この、パワー比
率の計算及び放電管電圧の測定によって第２図及び第３
図に示すように、流速の変化、すなわち送風機の性能の
変化を知ることができる。従って、パワー比率が所定の
限界値を超えた場合、或いは放電管電圧がベース放電時
の電圧よりも低下した場合は、送風機の異常であるか
ら、CPU1は表示装置18にアラームを表示し、レーザ発振
器の動作を停止させる。
て説明する。CPU1はレーザ発振時において常にパワーセ
ンサ19を通して出力パワーがモニタして、指令値と出力
値を比較し、その低下率（パワー比率）を計算してお
り、同時に電圧センサ22を通して放電管電圧をモニタし
てベース放電時の電圧と比較している。この、パワー比
率の計算及び放電管電圧の測定によって第２図及び第３
図に示すように、流速の変化、すなわち送風機の性能の
変化を知ることができる。従って、パワー比率が所定の
限界値を超えた場合、或いは放電管電圧がベース放電時
の電圧よりも低下した場合は、送風機の異常であるか
ら、CPU1は表示装置18にアラームを表示し、レーザ発振
器の動作を停止させる。
次に上記の実施例のソフトウェアの処理について述べ
る。第５図に本実施例のソフトウェアのフローチャート
図を示す。図においてＳに続く数字はステップ番号を示
す。
る。第５図に本実施例のソフトウェアのフローチャート
図を示す。図においてＳに続く数字はステップ番号を示
す。
〔S1〕放電中かどうかを判定する。放電中の場合はS2へ
いく。放電中でない場合は終了する。
いく。放電中でない場合は終了する。
〔S2〕ベース電圧値を読み込む。
〔S3〕発振器が出力中かどうかを判定する。出力中の場
合はS4へいく。出力中でない場合はS7へいく。
合はS4へいく。出力中でない場合はS7へいく。
〔S4〕パワーセンサ19からの出力値を読み込む。
〔S5〕その値を指令値と比較して、パワー比率を計算す
る。
る。
〔S6〕パワー比率が所定の下限値以下かどうかを判定す
る。下限値以下の場合はS10へいく。下限値を超える場
合はS7へいく。
る。下限値以下の場合はS10へいく。下限値を超える場
合はS7へいく。
〔S7〕電圧センサ22からの出力値を読み込む。
〔S8〕その値がベース電圧以下かどうかを判定する。ベ
ース電圧以下の場合はS10へいく。ベース電圧を超える
場合はS9へいく。
ース電圧以下の場合はS10へいく。ベース電圧を超える
場合はS9へいく。
〔S9〕放電停止かどうかを判定する。放電継続の場合は
S3へいく。放電停止の場合は終了する。
S3へいく。放電停止の場合は終了する。
〔S10〕表示装置18にアラームを表示する。
〔S11〕レーザ発振器の動作を停止する。
このように、送風機の動作状態を出力パワー及び放電
管電圧の変化によって検知するようにしたので、差圧セ
ンサ等を取り付ける必要がなくなり、且つ送風機の動作
状態を正確にモニタすることができる。
管電圧の変化によって検知するようにしたので、差圧セ
ンサ等を取り付ける必要がなくなり、且つ送風機の動作
状態を正確にモニタすることができる。
なお、本実施例では出力パワー及び放電管電圧の、そ
れぞれの規定値に対する低下率を求めて送風機の異常を
検知したが、これとは別に、規定値からのずれ量を検出
することによっても本発明を実施することができる。
れぞれの規定値に対する低下率を求めて送風機の異常を
検知したが、これとは別に、規定値からのずれ量を検出
することによっても本発明を実施することができる。
以上説明したように本発明では、放電管電圧をモニタ
することによって送風機の動作状態を監視するので、差
圧センサ等を取り付ける必要がない。
することによって送風機の動作状態を監視するので、差
圧センサ等を取り付ける必要がない。
また、面倒な圧力差の設定の手間も必要としないの
で、差圧センサ方式よりも手軽で、より確実に送風機の
異常を検知することができる。
で、差圧センサ方式よりも手軽で、より確実に送風機の
異常を検知することができる。
さらに、放電管の破壊の危険も少なくなり、NCレーザ
装置の信頼性が向上する。
装置の信頼性が向上する。
第１図の本発明を実施するためのNCレーザ装置の構成
図、 第２図はレーザパワー（出力パワー）とレーザガスの流
速との関係を示したグラフ、 第３図は放電管電圧とレーザガスの流速との関係を示し
たグラフ、 第４図は出力モニタ方式及び放電管電圧モニタ方式によ
る、送風機の異常監視可能領域を示したグラフ、 第５図は本発明の一実施例のソフトウェアのフローチャ
ート図である。 １……CPU ２……出力制御回路 ３……レーザ用電源 ４……放電管 18……表示装置 19……パワーセンサ 20……送風機 21a、21b……冷却器 22……電圧センサ 31……出力モニタ方式の異常監視可能領域 32……放電管電圧モニタ方式の異常監視可能領域
図、 第２図はレーザパワー（出力パワー）とレーザガスの流
速との関係を示したグラフ、 第３図は放電管電圧とレーザガスの流速との関係を示し
たグラフ、 第４図は出力モニタ方式及び放電管電圧モニタ方式によ
る、送風機の異常監視可能領域を示したグラフ、 第５図は本発明の一実施例のソフトウェアのフローチャ
ート図である。 １……CPU ２……出力制御回路 ３……レーザ用電源 ４……放電管 18……表示装置 19……パワーセンサ 20……送風機 21a、21b……冷却器 22……電圧センサ 31……出力モニタ方式の異常監視可能領域 32……放電管電圧モニタ方式の異常監視可能領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 俊明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (72)発明者 山崎 悦雄 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭62−26881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−128782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−128889（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】送風機及び冷却器によってレーザガスを強
制冷却させる機構を備えたガスレーザ発振器と、数値制
御装置（CNC）を結合したNCレーザ装置において、 放電管電圧を測定する電圧測定手段と、 前記放電管電圧が、レーザガスの流速と放電管電圧の関
係から求められた規定値以下のときは、送風機の異常と
見なし、レーザ発振器の動作を停止させる異常検出手段
と、 前記送風機の異常を表示する表示装置と、 を有することを特徴とするNCレーザ装置。 - 【請求項２】前記異常検出手段は、さらに出力パワーの
比率がレーザガスの流速とレーザ出力パワー関係から求
められる規定値以下のときは送風機の異常とみなすよう
に構成されていることを特徴とする請求項１記載のNCレ
ーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154315A JP2664417B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｎｃレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63154315A JP2664417B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｎｃレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01321671A JPH01321671A (ja) | 1989-12-27 |
| JP2664417B2 true JP2664417B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=15581434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63154315A Expired - Fee Related JP2664417B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Ｎｃレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664417B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2820939B2 (ja) * | 1988-08-18 | 1998-11-05 | ファナック 株式会社 | Ｎｃレーザ装置 |
| JPH02241070A (ja) * | 1989-03-15 | 1990-09-25 | Fanuc Ltd | Ｎｃレーザ装置 |
| JP2698678B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1998-01-19 | ファナック株式会社 | レーザ装置の送風機制御装置 |
| JP5800925B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2015-10-28 | ファナック株式会社 | 電力供給遮断時にレーザガス状態を保存可能なガスレーザシステム |
| CN111906439B (zh) * | 2020-06-19 | 2022-02-22 | 宁波大艾激光科技有限公司 | 一种激光冲击强化的光路保护装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128889A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | Laser device |
| JPS58128782A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-01 | Fujitsu Ltd | ガスレ−ザ装置の出力安定化方法 |
| JPS6226881A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器 |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP63154315A patent/JP2664417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01321671A (ja) | 1989-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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