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JP4107158B2 - Laser oscillator and the laser machine - Google Patents

Laser oscillator and the laser machine

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Publication number
JP4107158B2
JP4107158B2 JP2003140146A JP2003140146A JP4107158B2 JP 4107158 B2 JP4107158 B2 JP 4107158B2 JP 2003140146 A JP2003140146 A JP 2003140146A JP 2003140146 A JP2003140146 A JP 2003140146A JP 4107158 B2 JP4107158 B2 JP 4107158B2
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JP
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Grant
Patent type
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JP2003140146A
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Japanese (ja)
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Inventor
英文 尾松
敦樹 山本
聡 江口
Original Assignee
松下電器産業株式会社
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明はレーザ発振装置およびレーザ加工機に関するものである。 The present invention relates to a laser oscillator and a laser processing machine.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、レーザ発振装置およびレーザ加工機は加工対象物を非接触でかつ熱影響が少なく加工できるという特徴から多様な材質や形状の切断や溶接等に実用され、精密化及び高速化の要望は日々増加の一途にある。 Recently, the laser oscillator and the laser machine is practically in various material and shape of the cutting or welding from the feature that the workpiece can be machined contact to the thermal effect is small, demand for precision and speed the days in the increasing.
【0003】 [0003]
以下、図を用いて説明する。 Hereinafter will be described with reference to FIG.
【0004】 [0004]
図3は従来のレーザ発振装置を示しており、101はレーザ共振器で、レーザ媒質を励起して出力レーザ光106を出力すると共に検出レーザ光107をパワー検出部103に出力する。 Figure 3 shows a conventional laser oscillation apparatus, 101 denotes a laser resonator, and outputs a detection laser beam 107 with to excite the laser medium and outputs the output laser beam 106 to the power detection unit 103. 102は高電圧電源部で、加算器109からの出力を受け高電圧をレーザ共振器101に出力する。 102 is a high voltage power source, and outputs a high voltage receives the output from the adder 109 in the laser resonator 101. パワー検出部103から出力レーザ光106に比例した電圧が差動増幅器108に出力される。 Voltage proportional to the output laser beam 106 from the power detection unit 103 is output to the differential amplifier 108.
【0005】 [0005]
105は比較制御部で、差動増幅器108と加算器109とから構成される。 105 is a comparison control unit composed of a differential amplifier 108 the adder 109. 差動増幅器108は照射指令部104からの出力指令値とパワー検出部103からの電圧を入力し、加算器109に出力する。 Differential amplifier 108 inputs the voltage from the output command value and the power detection unit 103 from the illumination instruction section 104, and outputs to the adder 109. 加算器109は照射指令部104と差動増幅器108とからの出力を入力し、高電圧電源部102に出力する。 The adder 109 receives the output from the irradiation command section 104 and the differential amplifier 108. and outputs the high voltage power source 102.
【0006】 [0006]
以上のように構成されたレーザ発振装置について、その動作を説明する。 Structure laser oscillation device as described above, the operation thereof will be described.
【0007】 [0007]
レーザ共振器101に高電圧電源部102より高電圧を印加することによりレーザ媒質を励起し、レーザ共振器101の出力鏡より、出力レーザ光106が照射される。 Exciting the laser medium by applying a high voltage high voltage from the power supply unit 102 in the laser cavity 101, from the output mirror of the laser resonator 101, the output laser beam 106 is irradiated.
【0008】 [0008]
一方、レーザ共振器101の終端鏡にはレーザ光の約1%前後を透過する性質を有する部分透過鏡が取りつけられており、出力レーザ光106に比例した検出レーザ光107が取り出される。 On the other hand, detection laser beam 107 to the end mirror and a partial transmission mirror having a property of transmitting approximately 1% or so of the laser beam is attached, which is proportional to the output laser beam 106 of the laser resonator 101 is taken out.
【0009】 [0009]
検出レーザ光107はパワー検出部103の入力に取りつけられた積分器に入射し拡散後に、サーモパイルからなるパワー検出器により出力レーザ光106に比例した電圧に変換され、パワー検出部103から比較制御部105に出力される。 After detection laser beam 107 is incident on an integrator attached to the input of the power detector 103 diffusion is converted into a voltage proportional to the output laser light 106 by the power detector consisting of thermopile, the comparison control unit from the power detection unit 103 is output to the 105.
【0010】 [0010]
比較制御部105では、照射指令部104よりの所定レーザ光の出力指令値とパワー検出部103の出力電圧が差動増幅器108に入力されて偏差信号を得た後に、加算器109で差動増幅器108からの偏差信号と照射指令部104からの出力指令値とが加算され、高電圧電源部102に出力される。 The comparison control unit 105, after the output voltage of the output command value and the power detection unit 103 of the predetermined laser light from the irradiation command section 104 was obtained inputted deviation signal to the differential amplifier 108, differential amplifier in the adder 109 deviation signal from 108 and the output command value from the irradiation instruction unit 104 is added, is output to the high voltage power source 102.
【0011】 [0011]
この比較制御部105の出力信号により、高電圧電源102の出力電圧あるいは出力電流を制御することによりレーザ共振器101を制御して、出力レーザ光106の出力パワーをほぼ一定に保つ(例えば、特許文献1参照)。 The output signal of the comparison control unit 105 controls the laser cavity 101 by controlling the output voltage or the output current of the high voltage power supply 102 to keep the output power of the output laser beam 106 substantially constant (e.g., patent references 1).
【0012】 [0012]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2002−237638号公報【0013】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-237638 Publication [0013]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、従来のレーザ発振装置は、パワー検出部103の応答時間が数msと遅いため、比較制御部105のフィードバック制御応答速度が制約され、照射指令部104よりの出力指令値の変化速度がフィードバック制御応答速度を超える場合には、比較制御部105の出力信号にオーバーシュートやハンチングが発生し、出力レーザ光106の出力パワーの安定性を数十msから数百msの期間、低下させるという課題を有していた。 However, the conventional laser oscillation apparatus, the response time of the power detector 103 is low and the number ms, the feedback control response speed of the comparison control unit 105 is restricted, the rate of change of the output command value from the irradiation instruction unit 104 is fed back problem if it exceeds the control response speed, overshoot or hunting in the output signal of the comparison control unit 105 generates hundreds ms period from several tens ms to stability of the output power of the output laser beam 106, lowers the had.
【0014】 [0014]
そして近年の精密加工及び高速加工においては、出力レーザ光106の出力パワーの安定性が数十msから数百msの期間、低下する現象が無視できなくなってきている。 And in precision machining and high speed processing in recent years hundreds ms period stability tens ms of the output power of the output laser beam 106, a phenomenon that decreases has become not negligible.
【0015】 [0015]
なお、従来においては、応答時間が数μsと高速なパワー検出部もあるが、高速応答のパワー検出部は一般的に高価でレーザ発振装置およびレーザ加工機への応用には実用的ではない。 In the prior art, the response time is also several μs and fast power detection unit, a power detection unit for high-speed response are generally expensive to be applied in the laser oscillator and the laser machine is not practical.
【0016】 [0016]
本発明は、安定した出力レーザ光を出力するレーザ発振装置および安定した加工が可能なレーザ加工機を比較的安価に、かつ汎用的に提供することを目的とする。 The present invention aims at providing a stable laser oscillation apparatus and stable machining can be laser machining apparatus outputs an output laser beam at relatively low cost, and generically.
【0017】 [0017]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するために、本発明のレーザ発振装置は、 レーザ媒質を励起して出力レーザ光を出力するレーザ共振器と、前記レーザ共振器からの検出レーザ光を入れるパワー検出部と、前記パワー検出部から前記出力レーザ光に比例した電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザ光の出力指令値を前記差動増幅器に出力する照射指令部と、前記差動増幅器からの出力と前記照射指令部からの出力を入力する加算器と、前記加算器からの出力を入力し、前記レーザ共振器へ高電圧を出力する高電圧電源部を備え、前記差動増幅器と前記加算器の間にスイッチを設け、前記照射指令部からの出力指令値を入力し、前記出力指令値がレーザ出力のパワー指令値である場合に前記出力指令値が予め設定された値以上の場合に前記スイッチを閉となし In order to achieve the above object, the laser oscillation apparatus of the present invention includes a laser resonator for outputting an output laser beam by exciting a laser medium, a power detection unit to put the detection laser beam from the laser resonator, wherein a differential amplifier for inputting a voltage proportional to the output laser beam from the power detection unit, and the illumination instruction section for outputting an output command value of the laser light to the differential amplifier, the irradiation with the output from the differential amplifier an adder for receiving an output from the instruction unit receives an output from said adder, with a high-voltage power supply unit which outputs a high voltage to the laser cavity, between said adder and said differential amplifier the switch is provided, the inputs of the output command value from the irradiation command unit, said switch when the output command value of the output command value is more than a preset value when a power command value of the laser output closed ungated 前記出力指令値が予め設定された値未満の場合に前記スイッチを開となし、又は、前記出力指令値がレーザ出力のパルス周波数成分である場合に前記出力指令値が予め設定された値より高い場合に前記スイッチを開となし、前記出力指令値が予め設定された値より低い場合に前記スイッチを閉となし、又は、前記出力指令値がレーザ出力のパルスデューティ成分である場合に前記出力指令値が予め設定された値以上の場合に前記スイッチを閉となし、前記出力指令値が予め設定された値未満の場合に前記スイッチを開となす、フィードバック切替部を設けたもので、この構成により安定した出力レーザ光を出力することができる。 Open and without the switch if it is less than the output command value is set in advance value, or, the output command value is higher than the preset value when the output command value is a pulse frequency components of the laser output If the switch opens and pear, the output command value is preset the switch when lower values closed and without, or, the output command when the output command value is a pulse duty components of the laser output value the switch closed and without the case of the above preset value is intended to the output command value is provided to open and form, a feedback switching portion said switch when less than a predetermined value, this structure it is possible to output a stable output laser light by.
【0018】 [0018]
また、本発明のレーザ加工機は、加工ワークを乗せる加工テーブルと、前記加工テーブルとレーザ加工トーチの少なくとも一方を移動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する数値制御装置と、上記のレーザ発振装置とを備えたもので、この構成により安定した加工が可能となる。 The laser processing machine of the present invention comprises a processing table for placing a workpiece, and a drive means for moving at least one of the machining table and the laser machining torch, and a numerical controller for controlling said drive means, said laser oscillation which was a device, it is possible to stable processing by this arrangement.
【0019】 [0019]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(実施の形態1) (Embodiment 1)
図1において、1はレーザ共振器で、レーザ媒質を励起して出力レーザ光6を出力すると共に検出レーザ光7をパワー検出部3に出力する。 In Figure 1, 1 denotes a laser resonator, and outputs a detection laser beam 7 with to excite the laser medium and outputs the output laser beam 6 to the power detector 3. 2は高電圧電源部で、加算器9からの出力を受け高電圧をレーザ共振器1に出力する。 2 is a high voltage power source, and outputs a high voltage receives the output from the adder 9 in the laser resonator 1. パワー検出部3から出力レーザ光6に比例した電圧が差動増幅器8に出力される。 Voltage proportional to the output laser beam 6 from the power detector 3 is outputted to the differential amplifier 8.
【0020】 [0020]
5は比較制御部で、差動増幅器8,加算器109,フィードバック切替部10およびスイッチ11から構成される。 5 is a comparison control unit, and a differential amplifier 8, an adder 109, a feedback switching section 10 and the switch 11. 差動増幅器8は、照射指令部4からの出力指令値とパワー検出部3からの電圧を入力し、スイッチ11を経て加算器9に出力する。 Differential amplifier 8 receives the voltage from the output command value and the power detector 3 from the illumination instruction section 4, and outputs to the adder 9 through the switch 11. また、フィードバック切替部10は、照射指令部4からの出力指令値を入力し、設定値によりスイッチ11の開閉を制御する。 The feedback switching section 10 inputs the output command value from the irradiation instruction unit 4, controls the opening and closing of the switch 11 by the set value. 加算器9は照射指令部4と差動増幅器8とからの出力を入力し、高電圧電源部2に出力する。 The adder 9 receives the output from the irradiation instruction unit 4 and the differential amplifier 8 Prefecture, and outputs the high voltage power source 2.
【0021】 [0021]
以上のように構成されたレーザ発振装置について、その動作を説明する。 Structure laser oscillation device as described above, the operation thereof will be described.
【0022】 [0022]
レーザ共振器1は高電圧電源部2より高電圧を印加されることによりレーザ媒質を励起し、レーザ共振器1の出力鏡より、出力レーザ光6が照射される。 Laser resonator 1 excites the laser medium by being applied a higher-voltage high voltage power source 2, from the output mirror of the laser resonator 1, the output laser beam 6 is irradiated.
【0023】 [0023]
一方、レーザ共振器1の終端鏡にはレーザ光の約1%前後を透過する性質を有する部分透過鏡が取りつけられており、出力レーザ光6に比例した検出レーザ光7が取り出される。 On the other hand, the laser resonator 1 end mirror is mounted partial transmission mirror having a property of transmitting approximately 1% or so of the laser beam, the detection laser beam 7 which is proportional to the output laser beam 6 is taken out.
【0024】 [0024]
パワー検出部3は、例えばサーモパイルからなる微少パワー検出器などで構成されていて、図示しない積分球の出力ポートからのレーザ光に比例した電圧を出力する。 Power detection unit 3, for example, is constituted by a fine power detector consisting of thermopile, and outputs a voltage proportional to the laser light from the output port (not shown) integrating sphere.
【0025】 [0025]
検出レーザ光7はパワー検出部3に入力し、レーザ光に比例した電圧に変換されて出力する。 Detection laser beam 7 is input to the power detector 3, and outputs are converted into voltage proportional to the laser beam.
【0026】 [0026]
比較制御部5では、照射指令部4よりの所定レーザ光の出力指令値とパワー検出部3の出力電圧から差動増幅器8により偏差信号を得た後に、加算器9で偏差信号と出力指令値を加算し、出力される。 The comparison control unit 5, after obtaining a deviation signal by the differential amplifier 8 from the output command value of the predetermined laser beam and the output voltage of the power detector 3 from the illumination instruction section 4, adder 9 deviation signal between the output command value added to, it is output.
【0027】 [0027]
ここで、比例制御部5の一部を構成するフィードバック切替部10は、入力した照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値以上の場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を閉となしフィードバック制御を有効とする。 The feedback switching portion 10 which constitutes a part of a proportional control unit 5, when the power command value of the laser output is an output command value from the irradiation instruction unit 4 input, or a preset value, the switch 11 located between the differential amplifier 8 and the adder 9 to validate the closed and without feedback control.
【0028】 [0028]
また、フィードバック切替部10は、入力した照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値未満の場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を開となしフィードバック制御を無効とする。 The feedback switching portion 10, the power command value of the laser output is an output command value from the irradiation instruction unit 4 input, if less than a predetermined value, between the differential amplifier 8 the adder 9 and disable a certain switch 11 open and without feedback control.
【0029】 [0029]
この理由として、出力レーザ光6の出力パワーを大きくする場合、レーザ媒質を励起するための注入エネルギーを増加させるが、ガスレーザなどの放電励起では注入エネルギーが増加すると放電が不安定となり、レーザ光6の出力パワー安定化のためフィードバック制御を必要とするためである。 The reason for this case to increase the output power of the output laser beam 6, increases the implantation energy for exciting the laser medium, the discharge and injection energy increases becomes unstable in discharge excitation such as gas laser, a laser beam 6 in order to require a feedback control for output power stabilization. そして、出力パワーが大きい場合、比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングは、出力パワーに比較すると小さく無視できるため、出力レーザ光6の出力パワーの安定性を損なうことはない。 When the output power is high, overshoot or hunting occurs in the output signal of the comparison control unit 5, since the negligibly small as compared with the output power, does not impair the stability of the output power of the output laser beam 6.
【0030】 [0030]
また、出力レーザ光6の出力パワーが小さい場合、励起のための注入エネルギーが小さいため、ガスレーザなどの放電励起でも放電が安定しており、フィードバック制御を無効としても、ほぼ安定した出力レーザ光6の出力パワーが得られる。 Further, when the output power of the output laser beam 6 is small, since the implantation energy for excitation is small, the discharge in the discharge excitation, such as gas laser is stable, even disabling feedback control, the output laser beam was substantially stabilized 6 output power can be obtained.
【0031】 [0031]
この比較制御部5の出力信号により、高電圧電源2の出力電圧あるいは出力電流を制御して、出力レーザ光6の出力パワーをほぼ一定に保持する。 The output signal of the comparison control unit 5 controls the output voltage or the output current of the high voltage power source 2, to hold the output power of the output laser beam 6 substantially constant.
【0032】 [0032]
なお、前記はガスレーザを例に説明したが、適切であればYAGレーザなどいかなる発振器を用いても良い。 Note that above has been described gas laser as an example, it may be used any oscillator such as YAG laser, if appropriate.
【0033】 [0033]
また、上記では、フィードバック切替部10は、入力した照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値以上の場合にフィードバック制御を有効にして、設定された値未満の場合にフィードバック制御を無効にすることを説明したが、種々の状況で、入力した照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値を超えた場合にフィードバック制御を有効にして、設定された値以下の場合にフィードバック制御を無効にしてもよい。 Further, in the above, the feedback switching section 10, the power command value of the laser output is an output command value from the irradiation instruction unit 4 input, enable feedback control in the case of more than a predetermined value, it is set having described the disabling feedback control in the case of less than the value, in a variety of situations, the power command value of the laser output is an output command value from the irradiation instruction unit 4 input, a preset value enable feedback control if it exceeds, may disable the feedback control when the following set value.
【0034】 [0034]
以上のように、照射指令部4からの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値を超えた場合には、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を閉となしフィードバック制御を行い、照射指令部4からの出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値が、予め設定された値以下の場合には、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を開となしフィードバック制御を行わないように制御することにより、出力指令値であるレーザ出力のパワー指令値によらず、安定した出力レーザ光を出力することができるのである。 As described above, the power instruction value of the laser output is the output command value from the irradiation instruction unit 4, if it exceeds a preset value, the switch 11 located between the differential amplifier 8 the adder 9 It was subjected to closed and without feedback control, the power command value of the laser output is the output command value from the irradiation instruction unit 4, in the case of lower than or equal to the preset value, between the differential amplifier 8 the adder 9 by controlling the one switch 11 so as not to open and without feedback control, irrespective of the power command value of the laser output is an output command value, it is possible to output a stable output laser beam.
【0035】 [0035]
(実施の形態2) (Embodiment 2)
本実施の形態において、実施の形態1と同じ構成については同じ符合を付し、その説明を省略する。 In this embodiment, denoted by the same reference numerals are given to the same structure as in the first embodiment, description thereof will be omitted.
【0036】 [0036]
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
【0037】 [0037]
本実施の形態において、実施の形態1と異なる動作は、比例制御部5のフィードバック切替部10は、照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパルス周波数成分が予め設定された値以下の場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を閉となしフィードバック制御を有効とし、照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパルス周波数成分が予め設定された値より高い場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を開となしフィードバック制御を無効とする点である。 In this embodiment, the operation that is different from that of the first embodiment, the feedback switching section 10 of the proportional control unit 5, the pulse frequency components of the laser output is lower than or equal to the preset value which is the output command value from the irradiation instruction unit 4 in the case of the switch 11 that is between the differential amplifier 8 the adder 9 as valid closed and without feedback control, the pulse frequency components of the laser output is set in advance as the output command value from the irradiation instruction unit 4 If higher than the value, a point to disable the switch 11 opens and the pear feedback control in between the differential amplifier 8 the adder 9.
【0038】 [0038]
出力レーザ光6がパルス出力での加工用途として、出力レーザ光6の出力周波数が低い場合は加工ワークの厚みが厚い加工用途に主に使用され加工速度が比較的低く、この場合は出力レーザ光6の平均出力パワーの長時間安定性が求められるため、フィードバック制御を有効とする。 As processing applications in the output laser beam 6 is pulse output, mainly used machining speed is relatively low when the lower output the output frequency of the laser beam 6 is workpiece thickness is thick processing applications, in this case the output laser beam since the long-term stability of the average output power of 6 is obtained, an active feedback control. この理由は、比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングの加工結果への影響は加工速度が低いため無視できるからである。 This is because the influence on the processing result of the overshoot or hunting occurs in the output signal of the comparison control unit 5 is because negligible because of the low processing speed.
【0039】 [0039]
また、出力レーザ光6の出力周波数が高い場合は、加工ワークの厚みが薄い加工用途に主に使用され加工速度は高く、この場合は比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングが加工開始の加工面を乱すことがあるため、フィードバック制御を無効として、比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングを防止する。 Also, if the output the output frequency of the laser light 6 is high, the processing speed is mainly used for processing the workpiece thickness is thin processing applications is high, overshoot or hunting this occur in the output signal of the comparison control unit 5 is because it may disturb the working surface of the working start, as invalid feedback control to prevent overshoot or hunting occurs in the output signal of the comparison control unit 5.
【0040】 [0040]
以上のように、照射指令部4からの出力指令値であるレーザ出力のパルス周波数成分が、予め設定された値以下の場合には、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を閉となしフィードバック制御を行い、照射指令部4からの出力指令値であるレーザ出力のパルス周波数成分が、予め設定された値より高い場合には、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を開となしフィードバック制御を行わないように制御することにより、出力指令値であるレーザ出力のパルス周波数成分によらず加工用途に適した、安定した出力レーザ光を出力することができるのである。 As described above, the pulse frequency components of the laser output is the output command value from the irradiation instruction unit 4, in the case of lower than or equal to the preset value, the differential amplifier 8 the switch 11 located between the adder 9 performs closed and without feedback control, the pulse frequency components of the laser output is the output command value from the irradiation instruction unit 4 is higher than a predetermined value is between the differential amplifier 8 the adder 9 by controlling so as not to perform the switch 11 open and without feedback control, suitable for processing applications regardless of the pulse frequency components of the laser output is an output command value, since it is possible to output a stable output laser beam is there.
【0041】 [0041]
(実施の形態3) (Embodiment 3)
本実施の形態において、実施の形態1と同じ構成については同じ符合を付し、その説明を省略する。 In this embodiment, denoted by the same reference numerals are given to the same structure as in the first embodiment, description thereof will be omitted.
【0042】 [0042]
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
【0043】 [0043]
本実施の形態において、実施の形態1と異なる動作は、比例制御部5のフィードバック切替部10は、照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパルスデューティ成分が予め設定された値以上の場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を閉となしフィードバック制御を有効とし、照射指令部4よりの出力指令値であるレーザ出力のパルスデューティ成分が予め設定された値より低い場合に、差動増幅器8と加算器9の間にあるスイッチ11を開となしフィードバック制御を無効とする点である。 In this embodiment, the operation that is different from that of the first embodiment, the feedback switching section 10 of the proportional control unit 5, the pulse duty component of the laser output is more than a predetermined value which is the output command value from the irradiation instruction unit 4 in the case of the switch 11 that is between the differential amplifier 8 the adder 9 as valid closed and without feedback control, pulse duty component of the laser output is set in advance as the output command value from the irradiation instruction unit 4 it is lower than the value, a point to disable the switch 11 opens and the pear feedback control in between the differential amplifier 8 the adder 9. ここで、パルスデューティ成分が低い状態ということは、出力レーザ光6の出力期間が停止期間に比較して短いことを意味する。 Here, it pulse duty component is low state, the output period of the output laser beam 6 which means that short compared to the stop period.
【0044】 [0044]
出力レーザ光6がパルス出力での加工用途として、出力レーザ光6の出力デューティが高い場合は切断加工や溶接加工に主に使用され加工速度が比較的低く、この場合は出力レーザ光6の平均出力パワーの長時間安定性が求められるためフィードバック制御を有効とする。 As processing applications in the output laser beam 6 is pulse output, when the output duty cycle of the output laser beam 6 is high mainly used machining speed is relatively low in the cutting and welding, in this case, the average of the output laser beam 6 an active feedback control for long-term stability is required of the output power. この理由は、比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングの加工結果への影響は加工速度が低いため無視できるからである。 This is because the influence on the processing result of the overshoot or hunting occurs in the output signal of the comparison control unit 5 is because negligible because of the low processing speed.
【0045】 [0045]
また、出力レーザ光6の出力デューティが低い場合はスクライブ加工などに使用されることがあり、この場合はパルス出力の瞬時のピーク値が一定であることが要求されるため、フィードバック制御を無効として比較制御部5の出力信号に発生するオーバーシュートやハンチングを防止するのである。 Further, when the output duty cycle of the output laser beam 6 is low is subject to use in such scribing, since the instantaneous peak value in this case the pulse output is required to be constant, as invalid feedback control than it prevents overshoot or hunting occurs in the output signal of the comparison control unit 5.
【0046】 [0046]
以上のようにレーザ発振装置を構成することにより、出力指令値であるレーザ出力のパルスデューティ成分によらず加工用途に適した、安定した出力レーザ光を出力することができる。 By configuring the laser oscillation device as described above, suitable processing applications without depending on the pulse duty component of the laser output is an output command value, it is possible to output a stable output laser beam.
【0047】 [0047]
(実施の形態4) (Embodiment 4)
図2において、20は加工ワーク、21は加工テーブル、22はレーザ加工トーチ、23はサーボモータ、24はボールネジ、25は数値制御装置、26はレーザ発振装置を示す。 2, 20 is machined workpiece, 21 is the processing table, the laser machining torch 22, 23 a servo motor, 24 is a ball screw, 25 is the numerical controller, 26 denotes a laser oscillation device.
【0048】 [0048]
以上のように構成されたレーザ加工機について、その動作を説明する。 The laser processing machine having the configuration described above, the operation thereof will be described.
【0049】 [0049]
加工ワーク20を加工テーブル21に固定する。 The workpiece 20 is fixed to the work table 21. レーザ加工トーチ22は加工ワーク20に対し相対的に3次元の移動を可能にする3軸の駆動手段であるサーボモータ23とボールネジ24によって数値制御装置25より位置を制御される。 Laser machining torch 22 is controlled the position from the numerical control device 25 by a servo motor 23 and a ball screw 24 which is three-axis driving means to allow movement of the relatively 3D to work 20. レーザ発振装置26より出力されたレーザ光28は全反射ミラー27などを経由しレーザ加工トーチ22に導かれる。 Laser beam 28 outputted from the laser oscillator 26 is guided to the laser machining torch 22 such as over a total reflection mirror 27. レーザ光28はレーザ加工トーチ22の集光レンズにより加工ワーク20上に集光され切断加工や溶接加工、スクライブ加工などを実現する。 The laser beam 28 is condensed by the lens is focused on the work 20 cutting and welding of the laser machining torch 22, to realize such scribing.
【0050】 [0050]
レーザ発振装置25に、実施の形態1〜3によるレーザ発振装置を用いる。 The laser oscillator 25, a laser oscillation apparatus according to the first to third embodiments.
【0051】 [0051]
以上のようにレーザ加工機を構成することにより、加工ワーク20の材質や、加工方法によらず1台のレーザ加工機で安定した加工を行うことができる。 By configuring the laser processing machine as described above, the material and the workpiece 20, it is possible to perform stable processing by a single laser processing machine regardless of the processing method.
【0052】 [0052]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、比例制御部は照射指令部よりの出力指令値のパワー成分によって、フィードバック制御の有無を切り替えることにより、出力指令値のパワー成分によらず、安定した出力レーザ光を出力することができる。 As apparent from the above description, according to the present invention, the power component of the proportional controller output command value from the irradiation command section, by switching the presence or absence of the feedback control, irrespective of the power component of the output command value , it is possible to output a stable output laser beam.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態1〜3における構成図【図2】同実施の形態4における構成図【図3】従来のレーザ発振装置における構成図【符号の説明】 Diagram in block diagram Figure 3 a conventional laser oscillation apparatus in diagram 2 shows Embodiment 4 of the embodiment in the first to third embodiments of the present invention; FIG EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
3 パワー検出部4 照射指令部5 比例制御部21 加工テーブル22 レーザ加工トーチ23 サーボモータ24 ボールネジ25 数値制御装置26 レーザ発振装置 3 power detection unit 4 emission command unit 5 proportional control unit 21 processing table 22 a laser machining torch 23 servo motor 24 ball screw 25 numerical controller 26 laser oscillator

Claims (4)

  1. レーザ媒質を励起して出力レーザ光を出力するレーザ共振器と、前記レーザ共振器からの検出レーザ光を入れるパワー検出部と、前記パワー検出部から前記出力レーザ光に比例した電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザ光の出力指令値を前記差動増幅器に出力する照射指令部と、前記差動増幅器からの出力と前記照射指令部からの出力を入力する加算器と、前記加算器からの出力を入力し、前記レーザ共振器へ高電圧を出力する高電圧電源部を備え、前記差動増幅器と前記加算器の間に設けたスイッチと、前記照射指令部からの出力指令値を入力し、前記出力指令値がレーザ出力のパワー指令値である場合に前記出力指令値が予め設定された値以上の場合に前記スイッチを閉となし、前記出力指令値が予め設定された値未満の場合に前記 A laser resonator for outputting an output laser beam by exciting a laser medium, a difference of input and the power detector to put a detection laser beam from said laser resonator, a voltage proportional to the output laser beam from the power detection unit and dynamic amplifier, the emission command section for outputting the output command value of the laser light to the differential amplifier, an adder for receiving the output from the output and the irradiation command unit from the differential amplifier, from the adder receives the output of, with a high-voltage power supply unit which outputs a high voltage to the laser cavity, and a switch provided between said adder and said differential amplifier, receiving the output command value from the illumination instruction section and, said output said output command value when the command value is the power command value of the laser output preset value or more closed and without the switch if the output command value is less than a predetermined value said the case イッチを開となすフィードバック切替部を設けたレーザ発振装置。 Laser oscillator provided with open and forms a feedback switching section switches.
  2. レーザ媒質を励起して出力レーザ光を出力するレーザ共振器と、前記レーザ共振器からの検出レーザ光を入れるパワー検出部と、前記パワー検出部から前記出力レーザ光に比例した電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザ光の出力指令値を前記差動増幅器に出力する照射指令部と、前記差動増幅器からの出力と前記照射指令部からの出力を入力する加算器と、前記加算器からの出力を入力し、前記レーザ共振器へ高電圧を出力する高電圧電源部を備え、前記差動増幅器と前記加算器の間に設けたスイッチと、前記照射指令部からの出力指令値を入力し、前記出力指令値がレーザ出力のパルス周波数成分である場合に前記出力指令値が予め設定された値より高い場合に前記スイッチを開となし、前記出力指令値が予め設定された値より低い場 A laser resonator for outputting an output laser beam by exciting a laser medium, a difference of input and the power detector to put a detection laser beam from said laser resonator, a voltage proportional to the output laser beam from the power detection unit and dynamic amplifier, the emission command section for outputting the output command value of the laser light to the differential amplifier, an adder for receiving the output from the output and the irradiation command unit from the differential amplifier, from the adder receives the output of, with a high-voltage power supply unit which outputs a high voltage to the laser cavity, and a switch provided between said adder and said differential amplifier, receiving the output command value from the illumination instruction section and the output command value without a said switch is higher than a predetermined value opens, the output command value is lower than a preset value when the output command value is a pulse frequency components of the laser output place に前記スイッチを閉となすフィードバック切替部を設けたレーザ発振装置。 Laser oscillator provided with a feedback switching section for forming a closed the switch.
  3. レーザ媒質を励起して出力レーザ光を出力するレーザ共振器と、前記レーザ共振器からの検出レーザ光を入れるパワー検出部と、前記パワー検出部から前記出力レーザ光に比例した電圧を入力する差動増幅器と、前記レーザ光の出力指令値を前記差動増幅器に出力する照射指令部と、前記差動増幅器からの出力と前記照射指令部からの出力を入力する加算器と、前記加算器からの出力を入力し、前記レーザ共振器へ高電圧を出力する高電圧電源部を備え、前記差動増幅器と前記加算器の間に設けたスイッチと、前記照射指令部からの出力指令値を入力し、前記出力指令値がレーザ出力のパルスデューティ成分である場合に前記出力指令値が予め設定された値以上の場合に前記スイッチを閉となし、前記出力指令値が予め設定された値未満の場 A laser resonator for outputting an output laser beam by exciting a laser medium, a difference of input and the power detector to put a detection laser beam from said laser resonator, a voltage proportional to the output laser beam from the power detection unit and dynamic amplifier, the emission command section for outputting the output command value of the laser light to the differential amplifier, an adder for receiving the output from the output and the irradiation command unit from the differential amplifier, from the adder receives the output of, with a high-voltage power supply unit which outputs a high voltage to the laser cavity, and a switch provided between said adder and said differential amplifier, receiving the output command value from the illumination instruction section and the output command value is the laser output of the pulse the output command value when the duty components previously set value or more closed and without the switch if the output command value is less than a predetermined value place に前記スイッチを開となすフィードバック切替部を設けたレーザ発振装置。 Laser oscillation device of the switch is provided to open and forms a feedback switching portion.
  4. 加工ワークを乗せる加工テーブルと、前記加工テーブルとレーザ加工トーチの少なくとも一方を移動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する数値制御装置と、請求項1から3のいずれかに記載のレーザ発振装置とを備えたレーザ加工機。 A machining table for placing a workpiece, and a drive means for moving at least one of the machining table and the laser machining torch, and a numerical controller for controlling the driving means, the laser oscillation apparatus according to any one of claims 1 to 3 laser processing machine having a door.
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