JP7228809B2 - レーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置に関する。

従来、大出力のレーザ装置では、温度上昇による性能低下を防止するため、内部のレーザ光源や光学部品を水冷して温度を安定化させる構成が採用されている。一方、レーザ装置の温度が所定値以下になると、内部で結露が生じ、レーザ光が結露水に吸収されたり散乱されたりして、レーザ出力が安定しないという問題があった。

そこで、特許文献１には、レーザ装置内のレーザモジュールを冷却するとともに、レーザモジュールを収容する筐体内の温度をエアコンで制御する構成が開示されている。この構成では、筐体０内に供給されるパージエアーから低露点のドライエアーを生成してレーザモジュールに供給し、レーザモジュール内部の露点を低下させている。また、筐体内の温度を制御することで、レーザモジュールの冷却効率を高めている。

特開２０１６－０８１９９３号公報

しかし、特許文献１に開示される従来の構成では、常時、ドライエアーを生成し、レーザ装置内に供給するため、レーザ装置の運転費用が高くなるおそれがあった。また、ドライエアー供給設備や設備内の部品のメンテナンスまたは交換周期が短くなり、レーザ装置のメンテナンス費用が増大するおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、内部の湿度を所定の範囲に維持しつつ、運転費用やメンテナンス頻度が抑制可能なレーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ装置は、レーザ光を発生するレーザモジュールと、前記レーザモジュールの内部に設けられた第１の湿度センサと、吸着剤を内部に有し、前記レーザモジュールの内部を除湿するための除湿器と、前記レーザモジュールと前記第１の湿度センサと前記除湿器とを内部に有するレーザ発振器と、前記レーザ発振器のレーザ発振を制御するとともに、前記第１の湿度センサで測定された前記レーザモジュールの内部の湿度に基づいて前記除湿器の運転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度が第２の値を超えた場合は、前記除湿器の運転を開始する一方、前記第２の値よりも低い第１の値以下になった場合は、前記除湿器の運転を停止することを特徴とする。

この構成によれば、レーザ発振器から出射されるレーザ光出力を安定化できる。また、レーザモジュールの内部の湿度が第１の値以下になった場合、除湿器の運転を停止することで、除湿器、ひいてはレーザ装置の運転費用が増加するのを抑制できる。

また、本発明に係るレーザ加工装置は、前記レーザ装置と、前記レーザ光を受け取ってワークに向けて照射するレーザ加工ヘッドと、前記レーザ加工ヘッドを保持するとともに所望の位置に移動させるマニピュレータと、を少なくとも備えたことを特徴とする。

この構成によれば、安定した出力のレーザ光でワークを加工することができ、ワークの加工品質を高く維持できる。また、レーザ装置のメンテナンス頻度やメンテナンス費用が増加するのを抑制できるため、レーザ加工装置自体のメンテナンス費用を低減できる。

本発明のレーザ装置によれば、レーザ光出力を安定化できる。また、運転費用が増加するのを抑制できる。また、本発明のレーザ加工装置によれば、ワークの加工品質を高く維持できる。また、メンテナンス費用を低減できる。

本発明の実施形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。 レーザ装置の構成を示す模式図である。 レーザ装置の運転手順を示すフローチャートである。 レーザモジュールの内部の湿度とレーザ発振器から出射されたレーザ光出力との関係を示す図である。 本発明の実施形態２に係るレーザ装置の運転手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る制御部の機能ブロックの構成を示す模式図である。 レーザ発振器の内部の湿度とエアーポンプの寿命との関係を示す図である。 本発明の実施形態４に係るレーザ装置の構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態）
［レーザ加工装置及びレーザ装置の構成］
図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示し、レーザ加工装置１０００は、レーザ装置１００とレーザ加工ヘッド２００と光ファイバ３００とマニピュレータ４００とロボット制御部５００とを有している。

レーザ装置１００は、光ファイバ３００に接続され、レーザ発振器１０（図２参照）で発生したレーザ光が光ファイバ３００を介してレーザ加工ヘッド２００に導光される。レーザ加工ヘッド２００は、光ファイバ３００で導光されたレーザ光をワークＷに照射する。マニピュレータ４００は、先端にレーザ加工ヘッド２００が取り付けられ、レーザ加工ヘッド２００を移動させる。ロボット制御部５００は、マニピュレータ４００の動作を制御する。なお、レーザ発振器１０には、図示しない電源からレーザ発振のための電力が供給される。

レーザ加工装置１０００は、レーザ加工ヘッド２００が取付けられたマニピュレータ４００を動作させて、レーザ装置１００から出力されたレーザ光をワークＷに向けて所望の軌跡で照射することで、ワークＷの切断や溶接、穴あけ加工等を行うのに使用される。

光ファイバ３００の一部はレーザ発振器１０の内部に配置され、レーザ加工ヘッド２００と光ファイバ３００の残部とマニピュレータ４００とはレーザ発振器１０と隔てられた加工室６００の内部に配置され、ロボット制御部５００はレーザ発振器１０及び加工室６００と隔てられた制御室７００の内部に配置されている。レーザ装置１００のうち制御部３０は制御室７００の内部に配置されている。なお、制御室７００は、レーザ光の一部が反射等されて入り込まないようにレーザ発振器１０及び加工室６００と光学的に遮蔽されている。

図２は、本実施形態に係るレーザ装置の構成の模式図を示し、レーザ装置１００は、レーザ発振器１０と除湿器２０と制御部３０とを有している。

レーザ発振器１０は、複数のレーザモジュール１１とビーム結合器１２と集光光学ユニット１３と除湿器２０とを有している。また、レーザ発振器１０はこれらを内部に収容する筐体５０を有している。集光光学ユニット１３には光ファイバ３００の一端が接続され、レーザ光を図１に示すレーザ加工ヘッド２００に導光する。なお、説明の便宜上、レーザモジュール１１に電力を供給する電源の図示及び説明を省略する。

レーザモジュール１１は、異なる波長のレーザビームを発する複数のレーザダイオードまたはレーザアレイからなり、レーザモジュール１１内で波長合成されたレーザ光が各レーザモジュール１１からそれぞれ出射される。また、複数のレーザモジュール１１の内部にそれぞれ内部の湿度を測定する第１の温湿度センサＴＨＳ１が配設されている。

ビーム結合器１２は、複数のレーザモジュール１１からそれぞれ出射されたレーザ光を一つのレーザ光に結合して集光光学ユニット１３に出射する。具体的には、各々のレーザ光の光軸を近接又は一致させるとともに、互いの光軸が平行になるように結合する。なお、レーザ光の波長域は、例えば９００ｎｍ～１μｍの間にある。

集光光学ユニット１３は、内部に配設された集光レンズ（図示せず）によって、入射されたレーザ光のビーム径を所定の倍率で縮小し、光ファイバ３００に入射する。また、集光光学ユニット１３は図示しないコネクタを有し、コネクタには光ファイバ３００の一端が接続されている。

レーザモジュール１１とビーム結合器１２と集光光学ユニット１３とはそれぞれ連通している。また、レーザモジュール１１の外部でかつ筐体５０の内部に第２の温湿度センサＴＨＳ２が配設されている。第２の温湿度センサＴＨＳ２は、筐体５０の内部、言い換えるとレーザ発振器１０の内部の湿度を測定している。

レーザ発振器１０をこのような構成とすることで、レーザ光出力が数ｋＷを超える高出力のレーザ装置１００を得ることができる。なお、本実施形態では、４つのレーザモジュール１１がレーザ発振器１０に搭載されているが、特にこれに限定されない。レーザモジュール１１の搭載個数は、レーザ装置１００に要求される出力仕様や、個々のレーザモジュール１１の出力仕様によって適宜変更されうる。

なお、図示しないが、レーザ発振器１０の内部には、集光光学ユニット１３内の集光レンズを含め、数個～十数個の光学部品が配設されている。

除湿器２０は、ドライエアー分配器２１とエアーポンプ２２とデシケータ２３とを有しており、エアーポンプ２２とデシケータ２３とドライエアー分配器２１とは配管２４を介して直列に接続されている。また、ドライエアー分配器２１から複数に分岐した配管２４は、複数のレーザモジュール１１のそれぞれに接続されている。エアーポンプ２２から吐出された気流は、配管２４を介してデシケータ２３に流入される。デシケータ２３の内部には図示しない吸着剤であるデシカントが配設されており、デシケータ２３に流入した気流中の水分がデシカントに吸収されて、水分含有量が低下した気流がデシケータ２３から吐出される。デシケータ２３から吐出された気流は、ドライエアー分配器２１と配管２４とを介して、レーザモジュール１１の内部に流入する。前述したように、各レーザモジュール１１とビーム結合器１２と集光光学ユニット１３は連通しているため、水分含有量が低下した気流がこれらの内部を流れ、配管２４及びドライエアー分配器２１を介してエアーポンプ２２の吸気口に流入する。

このように、エアーポンプ２２を駆動して、除湿器２０とレーザモジュール１１の内部との間で気流を循環させることで、レーザモジュール１１の内部の湿度は一定の飽和値に到るまで低下する。なお、本実施形態において、エアーポンプ２２から吐出する気流は大気であるが、窒素ガスまたは他の不活性ガスであってもよい。

制御部３０は、レーザモジュール１１と除湿器２０とに接続されており、除湿器２０の運転を制御する。具体的には、エアーポンプ２２に制御信号を出力して、エアーポンプ２２の運転、例えば駆動開始や停止を制御する。また、制御部３０は、第１の温湿度センサＴＨＳ１の出力信号を受け取って、レーザモジュール１１の内部の温度や湿度及び露点を算出する。

また、制御部３０は、レーザモジュール１１のレーザ発振を制御する。具体的には、各々のレーザモジュール１１に接続された図示しない電源に対して出力電圧やオン時間等の制御信号を供給することにより、レーザ発振制御を行う。なお、各々のレーザモジュール１１に対して個別にレーザ発振制御を行うことも可能である。例えば、レーザモジュール１１毎にレーザ発振出力やオン時間等を異ならせるようにしてもよい。

また、第２の温湿度センサＴＨＳ２は制御部３０に接続されており、制御部３０は、第２の温湿度センサＴＨＳ２の出力信号を受け取って、レーザ発振器１０の内部の温度や湿度及び露点を算出する。また、筐体５０には配管４０が接続されており、図示しないドライエアー供給機構から、湿度が所定値以下、例えば、１０％以下となるように制御されたドライエアーが筐体５０の内部に供給可能に構成されている。なお、ドライエアーの代わりに、湿度が所定値以下となるように制御された窒素ガスまたは他の不活性ガスが筐体５０の内部に供給されるようにしてもよい。なお、レーザ装置１００の運転コストあるいは設置環境に鑑みて、配管４０及びドライエアー供給機構を省略するようにしてもよい。

また、制御部３０は、レーザ加工作業者等にデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知する報知部３１を有している。アラームを報知する条件等については後で詳述する。

［レーザ装置の運転方法］
図３は、本実施形態に係るレーザ装置の運転手順を示す。なお、図３に示すフローチャートにおいて、判定ステップは制御部３０で実行される。また、以降の説明において、第１の値Ｈ１を５％、第２の値Ｈ２を１０％、第３の値Ｈ３を２０％、第４の値Ｈ４を３０％とする。

まず、第１の温湿度センサＴＨＳ１によりレーザモジュール１１の内部の湿度Ｈ_ＬＭ（以下、単に湿度Ｈ_ＬＭと言うことがある。）を測定する（ステップＳ１１）。湿度Ｈ_ＬＭが第２の値Ｈ２以上であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、ステップＳ１２での判定結果が肯定的であれば、エアーポンプ２２を駆動して除湿器２０の運転を開始する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の実行後にステップＳ１４に進む。なお、ステップＳ１１の実行時点で、既に除湿器２０の運転が開始されていれば、ステップＳ１３をスキップしてステップＳ１４に進む。また、ステップＳ１２での判定結果が否定的、言い換えると、湿度Ｈ_ＬＭが第２の値Ｈ２未満である場合も同様に、ステップＳ１３をスキップしてステップＳ１４に進む。

次に、湿度Ｈ_ＬＭが第１の値Ｈ１以上、第２の値Ｈ２未満であるか否かを判定し（ステップＳ１４）、判定結果が肯定的であれば、除湿器２０の運転を停止する（ステップＳ１５）。所定の時間経過後に、ステップＳ１１に戻って、再度、湿度Ｈ_ＬＭを測定し、以降のステップに進む。

一方、ステップＳ１４での判定結果が否定的であれば、湿度Ｈ_ＬＭが第３の値Ｈ３以下であるか否かを判定し（ステップＳ１６）、判定結果が肯定的であれば、除湿器２０を継続して運転する（ステップＳ１７）とともに、所定の時間経過後に、ステップＳ１１に戻って、再度、湿度Ｈ_ＬＭを測定し、以降のステップに進む。

一方、ステップＳ１６での判定結果が否定的であれば、湿度Ｈ_ＬＭが第４の値Ｈ４以下であるか否かを判定し（ステップＳ１８）、判定結果が肯定的であれば、制御部３０は、報知部３１にデシケータ２３内のデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させる（ステップＳ１９）。一方、ステップＳ１８での判定結果が否定的であれば、制御部３０はレーザ発振器１０のレーザ発振、具体的にはレーザモジュール１１のレーザ発振を停止させる（ステップＳ２０）。また、制御部３０は、報知部３１にレーザ発振器１０が停止した旨のアラームを報知させる。

ここで、第１の値Ｈ１と第２の値Ｈ２とを決定する要因について説明する。

図４は、レーザモジュールの内部の湿度とレーザ発振器から出射されたレーザ光出力との関係を示す。なお、レーザ光出力は、図１に示す光ファイバ３００の出射端から出射されたレーザ光の出力で表わしている。

図４から明らかなように、湿度Ｈ_ＬＭが増加して１０％を超えたあたりからレーザ光出力が低下し始める。この現象は、湿度Ｈ_ＬＭの増加に伴い、レーザ発振器１０の内部でレーザ光の光路中に配設された光学部品の表面に吸着される水分量が増加し、レーザ光が吸着された水分に一部吸収されることに起因していると推定される。前述したように、レーザ発振器１０の内部には多数の光学部品が存在しており、各々においてレーザ光が吸収されると、検出できる程度にレーザ光出力が低下するものと考えられる。

前述の第１の値Ｈ１及び第２の値Ｈ２は、この現象を勘案して決定されている。言い換えると、ステップＳ１４では、湿度Ｈ_ＬＭが、予め求められた湿度Ｈ_ＬＭとレーザ光出力との関係に基づいて、レーザ光出力が一定かつ高い値を維持できる範囲内にあるか否かを判定していると言える。

なお、図４は、湿度Ｈ_ＬＭとレーザ光出力との関係の一例を示したものであり、レーザ発振器１０の構成や除湿器２０の仕様やレーザモジュール１１の容積等に応じて、当該関係は変化しうる。つまり、第１の値Ｈ１及び第２の値Ｈ２は、前述した値（Ｈ１＝５％、Ｈ２＝１０％）から適宜変更されうる。

また、第３の値Ｈ３は、デシカントが飽和状態に近づいたか否かを判定するための目安であり、除湿器２０の寿命、具体的には、エアーポンプ２２やデシカントの寿命に応じて、前述の値（Ｈ３＝２０％）から適宜変更されうる。また、第４の値Ｈ４は、レーザ光出力の許容下限やレーザ発振器１０の内部の光学部品の光学損傷の程度等に応じて、前述の値（Ｈ４＝３０％）から適宜変更されうる。ただし、第１～第４の値Ｈ１～Ｈ４の間では、式（１）に示す関係が維持されるものとする。

Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４ ・・・（１）

［効果等］
以上説明したように、本実施形態のレーザ装置１００は、レーザ光を発生するレーザモジュール１１と、レーザモジュール１１の内部に設けられた第１の温湿度センサＴＨＳ１と、吸着剤であるデシカントを内部に有し、レーザモジュール１１の内部を除湿するための除湿器２０と、レーザモジュール１１と第１の温湿度センサＴＨＳ１と除湿器２０とを内部に有するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０のレーザ発振を制御するとともに、第１の温湿度センサＴＨＳ１で測定された湿度Ｈ_ＬＭに基づいて除湿器２０の運転を制御する制御部３０と、を備えている。

制御部３０は、湿度Ｈ_ＬＭが第２の値Ｈ２を超えた場合は、除湿器２０の運転を開始する一方、第２の値Ｈ２よりも低い第１の値Ｈ１以下になった場合は、除湿器２０の運転を停止する。

レーザ装置１００をこのように構成することで、レーザ光出力が低下する前に除湿器２０を運転させて、湿度Ｈ_ＬＭの上昇を抑制し、レーザ光出力を安定化できる。また、湿度Ｈ_ＬＭが第１の値Ｈ１以下になった場合、それ以上に湿度Ｈ_ＬＭを低下させる必要がないため、除湿器２０の運転を停止することで、除湿器２０、ひいてはレーザ装置１００の運転費用が増加するのを抑制できる。また、デシカントの交換等、除湿器２０のメンテナンスを行う期間を延ばせるとともに、除湿器２０の残存寿命の減少速度を抑制することができる。このことにより、例えば、除湿器２０の残存寿命を従来よりも１．５倍程度延ばすことができる。また、除湿器２０、ひいてはレーザ装置１００のメンテナンス頻度を低減でき、レーザ装置１００のメンテナンス費用が増加するのを抑制できる。

なお、第１の値Ｈ１と第２の値Ｈ２とは、予め求められた湿度Ｈ_ＬＭとレーザ発振器１０から出射されたレーザ光出力との関係に基づいて決定される。

また、レーザ装置１００において、湿度Ｈ_ＬＭが第４の値Ｈ４を超えた場合は、レーザ発振器１０のレーザ発振を停止させるようにしてもよい。

レーザ装置１００をこのように構成することで、レーザ発振器１０から許容下限を下回るレーザ光が出力されるのを防止できる。また、レーザ発振器１０の内部の光学部品が破損等するのを抑制できる。前述したように、湿度Ｈ_ＬＭが第２の値Ｈ２を超えると、当該光学部品の表面に水分が吸着し、これにレーザ光の一部が吸収される。吸収されたレーザ光は熱に変換されるため、光学部品の表面は発熱する。湿度Ｈ_ＬＭが増加すると、水分の吸着量、ひいてはレーザ光の吸収量が増加してしまい、それとともに光学部品の発熱量も増加してしまう。その結果、光学部品に熱的損傷が加わり、光学特性が変化したり、極端な場合には光学部品が破損したりする。

本実施形態によれば、湿度Ｈ_ＬＭが第４の値Ｈ４を超えた場合に、レーザ発振器１０のレーザ発振を停止させることで、光学部品の発熱及びそれに伴う損傷等の発生を抑制し、レーザ光出力を安定化できる。また、光学部品の交換頻度が増加するのを抑制して、レーザ装置１００のメンテナンス頻度を低減できる。このことにより、レーザ装置１００のメンテナンス費用が増加するのを抑制できる。

制御部３０は、デシカントの交換時期を知らせるための報知部３１を有しており、制御部３０は、湿度Ｈ_ＬＭが第３の値Ｈ３を超えた場合に、報知部３１にデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させる。

制御部３０及び報知部３１をこのように構成することで、デシケータ２３内のデシカントの交換時期の到来をレーザ加工作業者等に確実に知らせることができる。

また、レーザ装置１００は、レーザ発振器１０の内部に湿度が所定値以下である気体を供給するための気体供給機構を備えていてもよい。

レーザモジュール１１はビーム結合器１２との連通部分を有しており、高い気密性を有しているわけではない。レーザモジュール１１の内部と筐体５０の内部とは、気体の出入りが可能に構成されている。また、筐体５０とその外部の空間とは、レーザ光が漏れないように光学的に遮蔽されている一方、気体の出入りは可能に構成されている。

このような構成において、筐体５０の外部の湿度が高い状態だと、筐体５０の内部、つまりレーザ発振器１０の内部も湿度が高くなり、ひいては、湿度Ｈ_ＬＭが増加して、除湿器２０を常に運転させなければならなくなる。しかし、この場合、除湿器２０のメンテナンス頻度やメンテナンス費用が増加してしまう。

一方、前述の気体供給機構を設けることで、レーザ発振器１０の内部の湿度Ｈ_ＬＯ（以下、単に湿度Ｈ_ＬＯと呼ぶことがある。）及び湿度Ｈ_ＬＭが増加するのを抑制して、除湿器２０、ひいてはレーザ装置１００のメンテナンス頻度やメンテナンス費用を低減できる。

また、本実施形態に係るレーザ加工装置１０００は、レーザ装置１００と、レーザ光を受け取ってワークに向けて照射するレーザ加工ヘッド２００と、レーザ加工ヘッド２００を保持するとともに所望の位置に移動させるマニピュレータ４００と、を少なくとも備えている。

レーザ加工装置１０００をこのように構成することで、安定した出力のレーザ光でワークを加工することができ、ワークの加工品質を高く維持できる。また、レーザ装置１００の運転費用及びメンテナンス頻度やメンテナンス費用が増加するのを抑制できるため、レーザ加工装置１０００自体の運転費用やメンテナンス費用を低減できる。

なお、デシカントの交換時期を知らせるアラームを報知させる条件は、本実施形態で示した以外にも種々の手法を取りうる。以降、実施形態２、３を通じて、これについてさらに説明する。

（実施形態２）
図５は、本実施形態に係るレーザ装置の運転手順を示す。なお、実施形態１に示すのと同様に、図５に示すフローチャートにおいて、判定ステップは制御部３０で実行される。

図５に示すステップＳ２１～Ｓ２３は、図３に示すステップＳ１１～Ｓ１３と同様であるので、説明を省略する。なお、ステップＳ２２での判定結果が否定的な場合にも、ステップＳ１３に進む。また、ステップＳ２１の実行時点で、既に除湿器２０の運転が開始されていれば、ステップＳ２３をスキップしてステップＳ２４に進むのは実施形態１と同様である。

ステップＳ２２の実行後に、除湿器２０が運転された状態で所定の時間Ｔが経過した時点で、湿度Ｈ_ＬＭが低下しているか否かを判定し（ステップＳ２４）、判定結果が肯定的であれば、ステップＳ２５に進んで、湿度Ｈ_ＬＭが第１の値Ｈ１以下であるか否かを判定する。ステップＳ２５での判定結果が肯定的であれば、除湿器２０の運転を停止する（ステップＳ２６）。所定の時間経過後に、ステップＳ２１に戻って、再度、湿度Ｈ_ＬＭを測定し、以降のステップに進む。ステップＳ２５での判定結果が否定的であれば、ステップＳ２４に戻る。

一方、ステップＳ２４での判定結果が否定的であれば、デシカントが飽和状態に近づいたと判定し、制御部３０は、報知部３１にデシケータ２３内のデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させ（ステップＳ２７）、順次、レーザ発振器１０のレーザ発振を停止させる（ステップＳ２８）。また、制御部３０は、報知部３１にレーザ発振器１０が停止した旨のアラームを報知させる。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ装置１００において、制御部３０は、湿度Ｈ_ＬＭが第２の値Ｈ２以上でかつ除湿器２０を所定の時間運転させても湿度Ｈ_ＬＭが低下しない場合に、報知部３１にデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させる。

本実施形態によれば、除湿器２０を運転させた状態で湿度Ｈ_ＬＭが低下しているか否かにより、デシカントの交換時期を判定するため、判定精度を高められる。このことにより、不要なデシカント交換を行わずに済み、レーザ装置１００の運転費用及びメンテナンス頻度やメンテナンス費用が増加するのを抑制できる。なお、所定の時間Ｔが経過した後に湿度Ｈ_ＬＭが所定値以下に低下しているか否かにより、デシカントの交換時期を判定するようにしてもよい。例えば、ステップＳ２４において、除湿器２０が運転された状態で５分が経過した時点で、湿度Ｈ_ＬＭが１０％以下に低下しているか否かを判定するようにしてもよい。

（実施形態３）
前述したように、レーザ発振器１０の内部には第２の温湿度センサＴＨＳ２が設けられている。第２の温湿度センサＴＨＳ２で測定された湿度Ｈ_ＬＯに基づいて、デシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させることもできる。

図６は、本実施形態に係る制御部の機能ブロックの模式図を示し、図７は、レーザ発振器の内部の湿度とエアーポンプの寿命との関係を示す。なお、図７において、除湿器２０が未使用状態でのエアーポンプ２２の寿命を示している。また、図７に示すエアーポンプ２２の寿命はあくまでも一例であり、エアーポンプ２２やデシカントの種類等により適宜変更されうる。

本実施形態に示す制御部３０は、記憶部３２を有している点で実施形態１に示す制御部３０と異なり、記憶部３２は、湿度Ｈ_ＬＭと湿度Ｈ_ＬＯとエアーポンプ２２の運転積算時間Ｔａとをパラメータとして、予め求められたエアーポンプ２２及びデシカントの残存寿命をテーブル形式のデータとして保持している。なお、このデータは、実験的に求められるか、あるいはシミュレーションで算出されて求められている。

制御部３０は、エアーポンプ２２の残存寿命あるいはデシカントの残存寿命に基づいて、報知部３１にエアーポンプ２２の交換時期あるいはデシカントの交換時期を知らせるためのアラームを報知させる。例えば、エアーポンプ２２の残存寿命が予め設定された所定値以下になった場合に、報知部３１からにエアーポンプ２２の交換時期を知らせるためのアラームが報知される。

本実施形態によれば、湿度Ｈ_ＬＭだけでなく、湿度Ｈ_ＬＯとエアーポンプ２２の運転積算時間Ｔａを用いて、エアーポンプ２２の交換時期あるいはデシカントの交換時期を判定しているため、精度良く当該交換時期を判定できる。

また、前述したように、筐体５０は、その外部の空間と気体の出入りが可能に構成されている。レーザ発振器１０や加工室６００は、特別な湿度管理がなされていない環境に設置されることが多い。例えば、運転コスト等の関係で、筐体５０の内部にドライエアー等を供給する気体供給機構を省略するような場合、レーザ発振器１０が設置された環境の大気が、そのまま、レーザ発振器１０の内部やレーザモジュール１１の内部に流入してしまう。

このような場合、例えば、図７に示すように、レーザ発振器１０が高温多湿の雰囲気に設置された場合と低温かつ乾燥した雰囲気に設置された場合とでは、湿度Ｈ_ＬＯが大きく異なり、これに従って、湿度Ｈ_ＬＭやエアーポンプ２２の寿命やデシカントの寿命にも違いが出てくる。なお、図７では、レーザ発振器１０を有するレーザ加工装置１０００が異なる地域（欧州や日本や東南アジア）に設置された場合に、湿度Ｈ_ＬＯに違いが生じる例を示している。

本実施形態によれば、第２の温湿度センサＴＨＳ２で測定された湿度Ｈ_ＬＯと、予め準備され、記憶部３２に保存されたデータとに基づいて、エアーポンプ２２やデシカントの残存寿命を推定し、エアーポンプ２２の交換時期あるいはデシカントの交換時期を判定している。このため、レーザ発振器１０が設置された環境、特に設置環境の湿度が大きく異なる場合にも、精度良くエアーポンプ２２やデシカントの交換時期を判定して、レーザ加工作業者等に交換時期を報知することができる。このことにより、除湿器２０のメンテナンスを適切な時期に行うことができ、レーザ装置１００のメンテナンス頻度やメンテナンス費用が増加するのを抑制できる。

なお、本実施形態では、記憶部３２が制御部３０の内部に設けられた例を示したが、記憶部３２が制御部３０の外部に設けられていてもよい。制御部３０とデータのやり取りが可能なように構成されていればよく、例えば、レーザ加工装置１０００が設置された場所と異なる場所に設置されたサーバを記憶部３２として利用するようにしてもよい。また、記憶部３２に保存されたデータは、別の形式であってもよい。

また、記憶部３２に上記以外のデータが保存されるようにしてもよい。例えば、レーザ発振器１０の動作プログラムや、レーザ発振時の電力や内部温度等の時間経過が保存されるようにしてもよい。

（実施形態４）
図８は、本実施形態に係るレーザ装置の構成の模式図を示す。なお、説明の便宜上、レーザモジュール１１と第１の温湿度センサＴＨＳ１と制御部３０以外の構成部品等については、図示及び説明を省略する。また、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では、４つのレーザモジュール１１のそれぞれに取付けられた第１の温湿度センサＴＨＳ１１～ＴＨＳ１４で各レーザモジュール１１の内部の湿度を測定し、測定された値の平均値を湿度Ｈ_ＬＭとしている点で、実施形態１に示す構成と異なる。

前述したように、レーザモジュール１１は、それぞれビーム結合器１２と連通しているため、互いに気体の出入りが可能に構成されている。従って、第１の温湿度センサＴＨＳ１１～ＴＨＳ１４で測定された値の平均値を湿度Ｈ_ＬＭとしても、実際の値と大きな差は生じない。また、このようにすることで、除湿器２０の運転を簡便に制御できる。

また、第１の温湿度センサＴＨＳ１１～ＴＨＳ１４のうちの１つ、例えば、第１の温湿度センサＴＨＳ１１での測定値Ｈ_ＬＭ１と他の第１の温湿度センサＴＨＳ１２～ＴＨＳ１４での測定値Ｈ_ＬＭ２～Ｈ_ＬＭ４との比または差分が所定値以上である場合、第１の温湿度センサＴＨＳ１１あるいはこれが取付けられたレーザモジュール１１に何らかの異常が発生していると考えられる。

従って、このような場合に、制御部３０が、報知部３１に当該異常を知らせるためのアラームを報知させるようにすることで、レーザ装置１００の点検やメンテナンスを適切に行うことができ、レーザ加工における不良の発生を未然に防ぐことができる。

（その他の実施形態）
なお、実施形態１～４において、報知部３１がアラームを報知する形態として種々の形態を取りうる。例えば、画面の表示が可能なように報知部３１を構成して、報知部３１に警告画面が表示されるようにしてもよいし、音声の出力が可能なように報知部３１を構成して、報知部３１から警告音または警告音声が出力されるようにしてもよい。

また、実施形態１～４において、第１及び第２の温湿度センサＴＨＳ１，ＴＨＳ２で測定された湿度に基づいて除湿器２０やレーザ装置１００の運転制御を行う例を示したが、第１及び第２の温湿度センサＴＨＳ１，ＴＨＳ２の出力信号に基づいて、制御部３０がレーザモジュール１１の内部の露点やレーザ発振器１０の内部の露点をそれぞれ算出し、当該露点に基づいて除湿器２０やレーザ装置１００の運転制御を行うようにしてもよい。また、温湿度センサの代わりに、レーザモジュール１１及びレーザ発振器１０に湿度センサが取付けられるようにしてもよい。

また、レーザ光の発生光源はレーザモジュール１１でなくてもよく、単一のレーザ光源であってもよい。また、デシケータ２３内の吸着剤はゼオライト系材料でも他のタイプの材料でもよい。

本発明に係るレーザ装置は、レーザ光出力を安定化でき、また、運転費用の増加を抑制できるため、金属加工等に用いられる大出力のレーザ装置に適用する上で有用である。

１０ レーザ発振器
１１ レーザモジュール
２０ 除湿器
２２ エアーポンプ
２３ デシケータ
３０ 制御部
３１ 報知部
３２ 記憶部
５０ 筐体
１００ レーザ装置
２００ レーザ加工ヘッド
３００ 光ファイバ
４００ マニピュレータ
５００ ロボット制御部
１０００ レーザ加工装置
ＴＨＳ１ 第１の温湿度センサ（第１の湿度センサ）
ＴＨＳ２ 第２の温湿度センサ（第２の湿度センサ）

Claims (11)

1. レーザ光を発生するレーザモジュールと、
   前記レーザモジュールの内部に設けられた第１の湿度センサと、
   吸着剤を内部に有し、前記レーザモジュールの内部を除湿するための除湿器と、
   前記レーザモジュールと前記第１の湿度センサと前記除湿器とを内部に有するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器のレーザ発振を制御するとともに、前記第１の湿度センサで測定された前記レーザモジュールの内部の湿度に基づいて前記除湿器の運転を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度が第２の値を超えた場合は、前記除湿器の運転を開始する一方、前記第２の値よりも低い第１の値以下になった場合は、前記除湿器の運転を停止することを特徴とするレーザ装置。
2. 請求項１に記載のレーザ装置において、
   前記第１の値と前記第２の値とは、予め求められた前記レーザモジュールの内部の湿度と前記レーザ発振器から出射されるレーザ光出力との関係に基づいて決定されることを特徴とするレーザ装置。
3. 請求項１または２に記載のレーザ装置において、
   前記レーザモジュールの内部の湿度が前記第２の値よりも高い第４の値を超えた場合は、前記レーザモジュールのレーザ発振を停止させることを特徴とするレーザ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記制御部は、前記吸着剤の交換時期を知らせるための報知部を有していることを特徴とするレーザ装置。
5. 請求項４に記載のレーザ装置において、
   前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度が前記第２の値よりも高く第４の値よりも低い第３の値を超えた場合に、前記報知部に前記吸着剤の交換時期を知らせるためのアラームを報知させることを特徴とするレーザ装置。
6. 請求項４または５に記載のレーザ装置において、
   前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度が前記第２の値以上でかつ前記除湿器を所定の時間運転させても前記レーザモジュールの内部の湿度が低下しない場合に、前記報知部に前記吸着剤の交換時期を知らせるためのアラームを報知させることを特徴とするレーザ装置。
7. 請求項４ないし６のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記レーザモジュールの外部でかつ前記レーザ発振器の内部に設けられた第２の湿度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度と前記レーザ発振器の内部の湿度と前記除湿器の運転積算時間とを用いて予め求められた前記除湿器の残存寿命に基づいて、前記報知部に前記除湿器の交換時期を知らせるためのアラームを報知させることを特徴とするレーザ装置。
8. 請求項４ないし７のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記レーザモジュールの外部でかつ前記レーザ発振器の内部に設けられた第２の湿度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記レーザモジュールの内部の湿度と前記レーザ発振器の内部の湿度と前記除湿器の運転積算時間とを用いて予め求められた前記吸着剤の残存寿命に基づいて、前記報知部に前記吸着剤の交換時期を知らせるためのアラームを報知させることを特徴とするレーザ装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のレーザ装置において、
   前記レーザ発振器は、内部に複数のレーザモジュールを有し、
   前記複数のモジュールのそれぞれの内部に前記第１の湿度センサが設けられており、
   前記制御部は、複数の前記第１の湿度センサで測定された湿度の平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記除湿器の運転を制御することを特徴とするレーザ装置。
10. 請求項９に記載のレーザ装置において、
    複数の前記第１の湿度センサのうち一の第１の湿度センサでの測定値と他の第１の湿度センサでの測定値との比または差分が所定値以上である場合、
    前記制御部は、前記一の第１の湿度センサまたは前記一の第１の湿度センサが内部に設けられたレーザモジュールに異常が発生していると判定し、前記吸着剤の交換時期を知らせるための報知部に当該異常を知らせるためのアラームを報知させることを特徴とすることを特徴とするレーザ装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のレーザ装置と、
    前記レーザ光を受け取ってワークに向けて照射するレーザ加工ヘッドと、
    前記レーザ加工ヘッドを保持するとともに所望の位置に移動させるマニピュレータと、を少なくとも備えたことを特徴とするレーザ加工装置。

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