JP7407410B2 - レーザ発振器及びそれを備えたダイレクトダイオードレーザ加工装置 - Google Patents

レーザ発振器及びそれを備えたダイレクトダイオードレーザ加工装置 Download PDF

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Description

本開示は、発光回路と、所定の入力交流電圧を用いて前記発光回路に供給電流を供給する電源回路とを備えたレーザ発振器及びそれを備えたダイレクトダイオードレーザ加工装置に関する。
特許文献１には、レーザダイオードを有する発光回路と、所定の入力交流電圧を用いて前記発光回路に供給電流を供給する電源回路と、前記電源回路を制御する制御部とを備えたレーザ発振器が開示されている。このレーザ発振器は、前記供給電流を測定する電流測定部をさらに備え、前記制御部は、前記電流測定部により測定された供給電流が異常である場合に、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させるものである。
特許第６２１１２５９号公報
上記特許文献１では、供給電流の異常が、入力交流電圧の瞬時変動や、レーザ発振器内の電流又は電圧に生じる一時的なノイズに起因して発生した場合に、レーザ発振器が供給電流の供給を停止した後、異常や故障の有無を確認しつつ安全かつ迅速に動作復帰を行うための手段が用意されていない。したがって、稼働時間が短くなるとともに、ユーザによる点検及び操作の手間が多くなっていた。
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異常や故障の有無を確認しつつ安全かつ迅速に動作復帰を行い、機器の稼働時間を長くすることにある。
上記の目的を達成するため、本開示は、少なくとも１個のレーザダイオードを有する発光回路と、所定の入力交流電圧を用いて前記発光回路に供給電流を供給する電源回路と、前記電源回路を制御する制御部とを備えたレーザ発振器であって、前記入力交流電圧に応じた電圧を測定する第１電圧測定部と、前記供給電流に応じた電流を測定する電流測定部と、前記発光回路の電圧に応じた電圧を測定する第２電圧測定部とをさらに備え、前記制御部は、前記供給電流が所定閾値を超えるか否かを前記電流測定部の測定値に基づいて判定する電流判定ステップと、前記電流判定ステップにおいて、前記供給電流が所定閾値を超えると判定した場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させる停止制御を行う一方、前記供給電流が所定閾値を超えないと判定した場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を継続させる第１電流制御ステップと、前記停止制御により前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させた状態で、前記入力交流電圧が異常であるか否かを前記第１電圧測定部の測定値に基づいて判定し、前記入力交流電圧が異常でない場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を再開させる一方、前記入力交流電圧が異常である場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させたままとする第２電流制御ステップと、前記第２電流制御ステップにより前記電源回路に前記供給電流の供給を再開させた後、前記発光回路の電圧が異常であるか否かを前記第２電圧測定部の測定値に基づいて判定し、前記発光回路の電圧が異常でない場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を継続させる一方、前記発光回路の電圧が異常である場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させる第３電流制御ステップとを実行することを特徴とする。
これにより、第１電流制御ステップによって供給電流の供給が停止された後に入力交流電圧が正常に復帰すると、第２電流制御ステップによって供給電流の供給を再開できる。したがって、供給電流が、入力交流電圧の瞬時変動や、レーザ発振器内の電流又は電圧に生じる一時的なノイズに起因して過電流となった場合に、レーザ発振器は、供給電流の供給を停止した後、入力交流電圧の正常を確認して供給電流の供給を再開できる。その結果、レーザ発振器の稼働時間を長くするとともに、ユーザによる点検及び操作の手間を減らすことができる。
また、レーザ発振器は、第１電流制御ステップによって供給電流の供給を停止した後、入力交流電圧が正常に復帰していない間は、第２電流制御ステップによって供給電流の供給を停止させたままとするので、異常な入力交流電圧に起因して再度供給電流が過電流となるのを防止できる。
また、レーザ発振器が第２電流制御ステップによって供給電流の供給を再開した後、発光回路の電圧が異常である場合には、発光回路の短絡故障に起因して過電流が引き起こされた可能性がある。その場合、第３電流制御ステップにより供給電流の供給を停止するので、故障した発光回路に電流を流し続けて破損箇所が拡大するのを抑制できる。
本開示によると、レーザ発振器の稼働時間を長くするとともに、ユーザによる点検及び操作の手間を減らすことができる。
図１は、本開示の実施形態に係るレーザ発振器を備えたダイレクトダイオードレーザ加工装置の構成を示す模式図である。 図２は、本開示の実施形態に係るレーザ発振器の構成を示す模式図である。 図３は、発光回路及び電源装置の構成を示す回路図である。 図４は、制御部の動作を示すフローチャートである。
以下、本開示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。
本実施形態に係るダイレクトダイオードレーザ加工装置（ＤＤＬ（Direct Diode Laser）加工装置）１００は、図１に示すように、レーザ発振器１０とレーザ光出射ヘッド４０と伝送ファイバ５０とコントローラ９０とを備えている。
レーザ発振器１０は、複数のレーザ装置２０とビーム結合器１２と集光ユニット１３と制御装置６０と電源装置７０とを有している。
レーザ装置２０は、図２に示すように、互いに異なる波長のレーザ光ＬＢ１を発する例えば１０個のレーザダイオードバー３１を有する発光回路３０と、１０個のレーザダイオードバー３１からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ１を集光するレーザ光学系としての集光レンズ２２と、集光レンズ２２により出射されたレーザ光を反射させる反射鏡（回折格子）２３と、反射鏡２３から出射されたレーザ光の一部をレーザ光ＬＢ２として反射させる一方、残りをレーザ光ＬＢ３として透過させるビームスプリッタ２４と、ビームスプリッタ２４を透過したレーザ光ＬＢ３を受光し、レーザ光ＬＢ３の光量に応じた出力信号を出力するフォトダイオード２５とを有している。
各レーザダイオードバー３１は、エミッタを有する並列に配置された複数のレーザダイオードからなる半導体レーザアレイである。１つのレーザダイオードバー３１に含まれるエミッタの個数は、例えば５０個に設定される。１０個のレーザダイオードバー３１は、互いに直列に接続されている。
ビーム結合器１２は、複数のレーザ装置２０からそれぞれ出射されたレーザ光ＬＢ２を一つのレーザ光ＬＢ４に結合して集光ユニット１３に出射する。
集光ユニット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ＬＢ４を集光し、集光されたレーザ光ＬＢ４は、所定の倍率でビーム径が縮小されて伝送ファイバ５０に入射される。また、集光ユニット１３は図示しないコネクタを有し、コネクタには伝送ファイバ５０の入射端が接続されている。
レーザ発振器１０をこのような構成とすることで、レーザ発振器１０のレーザ光出力を数ｋＷを超える高出力とすることができる。なお、本実施形態では、レーザ発振器１０に４つのレーザ装置２０を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、レーザ発振器１０にレーザ装置２０を１つだけ設け、レーザ装置２０から出力されたレーザ光ＬＢ２をそのまま伝送ファイバ５０に入射させるようにしてもよい。レーザ装置２０の搭載個数は、ダイレクトダイオードレーザ加工装置１００に要求される出力仕様や、個々のレーザ装置２０の出力仕様によって適宜変更されうる。
伝送ファイバ５０は、集光ユニット１３の集光レンズに光学的に結合され、レーザ発振器１０から受け取ったレーザ光ＬＢ４をレーザ光出射ヘッド４０に導光する。
レーザ光出射ヘッド４０は、伝送ファイバ５０で導光されたレーザ光ＬＢ４を、例えば所定の位置に配置されたワークＷに向けて照射する。このようにすることで、ワークＷがレーザ加工される。
制御装置６０は、フォトダイオード２５の出力信号に基づいて、各レーザ装置２０により出射されるレーザ光ＬＢ２のレーザ出力が所定の目標値となるように、各レーザ装置２０の指令電流値を生成し、電源装置７０に出力する。制御装置６０は、レーザ光ＬＢ２のレーザ出力の目標値を、コントローラ９０により出力される指令信号（後述）に基づいて算出する。また、制御装置６０は、コントローラ９０により出力指示（後述）が出力されているとき、出力オン信号を出力する。
電源装置７０は、制御装置６０により出力された指令電流値に基づいて、レーザ発振を行うための電流を複数のレーザ装置２０のそれぞれに対して供給する。
電源装置７０は、図３に示すように、電源回路７０ａと、第１電圧測定部７０ｂと、電流測定部７０ｃと、第２電圧測定部７０ｄと、制御部７０ｅとをレーザ装置２０毎に備えている。
電源回路７０ａは、交流電源２００から入力される三相の入力交流電圧を用いて発光回路３０に供給電流を供給する。
具体的には、電源回路７０ａは、一次側整流回路７１と、インバータ回路７２と、ＤＣリンクコンデンサ７３と、第１のリアクトル７５と、絶縁トランス７６と、第１のコンデンサ７７と、二次側整流回路７８と、第２のリアクトル７９と、第１及び第２のコンデンサ８０ａ，８０ｂと、第１及び第２の電流供給ノードＮ１，Ｎ２とを有している。
一次側整流回路７１は、交流電源２００から入力される入力交流電圧を直流電圧に変換して出力する。一次側整流回路７１は、例えばダイオードブリッジで構成される。
インバータ回路７２は、１対の入力ノードを有し、これら入力ノード間に互いに直列に接続された第１の上アームスイッチング素子７２ａ、及び第１の下アームスイッチング素子７２ｂと、これら入力ノード間に互いに直列に接続された第２の上アームスイッチング素子７２ｃ及び第２の下アームスイッチング素子７２ｄとを有している。各スイッチング素子７２ａ～７２ｄには、還流ダイオード７２ｅが並列に接続されている。インバータ回路７２は、一次側整流回路７１により出力された直流電圧を、これら複数のスイッチング素子７２ａ～７２ｄのスイッチング動作によって一次交流電圧に変換する。
ＤＣリンクコンデンサ７３は、インバータ回路７２の入力ノード間に接続されている。
第１のリアクトル７５は、一次側整流回路７１の正側出力端子と、ＤＣリンクコンデンサ７３の正極（インバータ回路７２の一方の入力ノード）との間に接続されている。
絶縁トランス７６は、インバータ回路７２により出力される一次交流電圧を二次交流電圧に変換する。絶縁トランス７６は、一次コイル７６ａと、二次コイル７６ｂとを有している。一次コイル７６ａの電圧が、一次交流電圧となり、二次コイル７６ｂの電圧が、二次交流電圧となる。一次コイル７６ａの一端は、第１の上アームスイッチング素子７２ａ、及び第１の下アームスイッチング素子７２ｂの接続点に接続されている。一次コイル７６ａの他端は、第２の上アームスイッチング素子７２ｃ、及び第２の下アームスイッチング素子７２ｄの接続点に第１のコンデンサ７７を介して接続されている。
二次側整流回路７８は、一次交流電圧に基づく二次交流電圧に基づいて、直流の供給電流を生成する。具体的には、二次側整流回路７８は、第２及び第３のダイオード７８ａ，７８ｂを有している。第２のダイオード７８ａのアノードは、二次コイル７６ｂの一端部に接続され、第３のダイオード７８ｂのアノードは、二次コイル７６ｂの他端部に接続されている。第２及び第３のダイオード５６ａ，５６ｂのカソードは、第１の電流供給ノードＮ１に接続されている。
このように、インバータ回路７２と、二次側整流回路７８とは、絶縁トランス７６により絶縁されている。
第２のリアクトル７９は、二次コイル７６ｂの中途部と第２の電流供給ノードＮ２との間に接続されている。
第１及び第２のコンデンサ８０ａ，８０ｂは、第１及び第２の電流供給ノードＮ１，Ｎ２の間に直列に接続されている。第１及び第２のコンデンサ８０ａ，８０ｂの接続点は、接地されている。
第１及び第２の電流供給ノードＮ１，Ｎ２の間には、発光回路３０が接続されている。
第１電圧測定部７０ｂは、ＤＣリンクコンデンサ７３の正極の電圧（インバータ回路７２の一方の入力ノードの電圧）を測定する。ＤＣリンクコンデンサ７３の正極の電圧は、交流電源２００から入力される入力交流電圧に応じた電圧である。
電流測定部７０ｃは、発光回路３０に供給される供給電流を測定する。
第２電圧測定部７０ｄは、第１の電流供給ノードＮ１の電圧を測定する。第１の電流供給ノードＮ１の電圧は、発光回路３０の電圧に応じた電圧である。
制御部７０ｅは、電源回路７０ａを制御する。詳しくは、制御部７０ｅは、演算部６１と、コンパレータ６２と、無効信号出力回路６０１と、ゲート回路６７ａ～６７ｄと、ドライブ回路６８ａ～６８ｄとを有している。
演算部６１は、電流測定部７０ｃの測定値を、制御装置６０により出力された指令電流値に近づけるように、スイッチング信号を出力する。具体的には、演算部６１は、フィードバック制御部６１１と、イネーブル信号生成部６１２と、駆動制御部６１３とを有している。演算部６１の機能は、マイクロコンピュータによって実現される。なお、演算部６１の機能の一部又は全てが、電源専用ＩＣ（integrated circuit）やオペアンプ等のアナログ回路を利用して実現されるようにしてもよい。
フィードバック制御部６１１は、電流測定部７０ｃの測定値を、制御装置６０により出力された指令電流値に近づけるように、制御信号を出力する。
イネーブル信号生成部６１２は、第１電圧測定部７０ｂ及び第２電圧測定部７０ｄの測定値に基づいて、イネーブル信号を生成する。イネーブル信号生成部６１２の詳細な動作については、後述する。
駆動制御部６１３は、イネーブル信号生成部６１２によって生成されたイネーブル信号がハイレベルである場合には、フィードバック制御部６１１により出力された制御信号に基づくスイッチング信号を出力する一方、当該イネーブル信号がローレベルである場合には、スイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフさせるスイッチング信号を出力する。
コンパレータ６２は、供給電流が所定閾値を超えるか否かを電流測定部７０ｃの測定値に基づいて判定する。具体的には、コンパレータ６２は、電流測定部７０ｃの測定値と所定閾値とを比較し、測定値が所定閾値を超える場合には、出力をローレベルとする一方、測定値が所定閾値を超えない場合には、出力をハイレベルとする。
無効信号出力回路６０１は、ＮＯＴ回路６３と、無効信号生成用スイッチング素子６４と、抵抗６５と、コンデンサ６６とを有している。
ＮＯＴ回路６３は、コンパレータ６２の出力を反転させて出力する。
無効信号生成用スイッチング素子６４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）で構成されている。無効信号生成用スイッチング素子６４のソースは、制御部７０ｅの基準電位点に接続されている。
抵抗６５とコンデンサ６６とは、直流電源と制御部７０ｅの基準電位点との間に直流電源側から順に互い直列に接続されている。抵抗６５とコンデンサ６６との接続点は、無効信号生成用スイッチング素子６４のドレインに接続されている。抵抗６５及びコンデンサ６６の接続点の電圧が、無効信号出力回路６０１の出力となる。
コンパレータ６２の出力がローレベルになると、無効信号生成用スイッチング素子６４がオンして抵抗６５及びコンデンサ６６の接続点が、無効信号生成用スイッチング素子６４を介して制御部７０ｅの基準電位点に接続される。このときの当該接続点の電圧、すなわち無効信号出力回路６０１の出力が、無効信号となる。
抵抗６５及びコンデンサ６６で構成されるＲＣ回路の時定数は、無効信号生成用スイッチング素子６４がオンからオフに切り替わってから抵抗６５及びコンデンサ６６の接続点の電圧がハイレベルに達するまで、すなわち無効信号が出力されなくなるまでの時間が、インバータ回路７２のスイッチング素子７２ａ～７２ｄがオフされてから供給電流が０になるまでの時間よりも長くなるように設定される。
ゲート回路６７ａ～６７ｄは、駆動制御部６１３により出力されたスイッチング信号と、抵抗６５及びコンデンサ６６の接続点の電圧とを入力とするＡＮＤ回路である。つまり、ゲート回路６７ａ～６７ｄは、無効信号出力回路６０１によって無効信号が出力されていないときには、演算部６１の駆動制御部６１３により出力されたスイッチング信号をオンオフ信号として出力する一方、無効信号出力回路６０１によって無効信号が出力されているときには、スイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフすることを示すオンオフ信号を出力する。
ドライブ回路６８ａ～６８ｄは、ゲート回路６７ａ～６７ｄにより出力されたオンオフ信号に応じて、インバータ回路７２のスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオンオフする駆動信号を出力する。
コントローラ９０は、レーザ出力の指令値を示す入力をユーザから受け付け、当該指令値を示す指令信号を制御装置６０に出力する。コントローラ９０は、ユーザの入力に応じて、レーザ出力を行う場合には、出力指示を制御装置６０に出力する。
以下、図４のフローチャートを参照して、制御部７０ｅの詳細な動作を説明する。
まず、電源回路７０ａに発光回路３０へ供給電流を供給させた状態で、ステップＳ１において、制御部７０ｅのコンパレータ６２が、供給電流が所定閾値を超えるか否かを電流測定部７０ｃの測定値に基づいて判定する。コンパレータ６２が、供給電流が所定閾値を超えると判定した場合、つまりコンパレータ６２の出力がローレベルになった場合、ステップＳ２に進む。一方、コンパレータ６２が、供給電流が所定閾値を超えないと判定した場合には、電源回路７０ａに供給電流の供給を継続させ、ステップＳ１の判定を再度実行する。
ステップＳ２では、コンパレータ６２の出力がローレベルになるのに応じて、無効信号生成用スイッチング素子６４がオンして抵抗６５及びコンデンサ６６の接続点が、無効信号生成用スイッチング素子６４を介して制御部７０ｅの基準電位点に接続される。つまり、無効信号出力回路６０１が無効信号を出力する。そして、ゲート回路６７ａ～６７ｄは、インバータ回路７２のスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフすることを示すオンオフ信号を出力する。これにより、スイッチング素子７２ａ～７２ｄがオフし、電源回路７０ａが供給電流の供給を停止する。このようにして、制御部７０ｅは、電源回路７０ａに供給電流の供給を停止させる停止制御を行う。そして、制御部７０ｅは、ステップＳ３の処理を開始する。
ステップＳ３では、ステップＳ２の停止制御により電源回路７０ａに供給電流の供給を停止させた状態で、イネーブル信号生成部６１２が、入力交流電圧が異常であるか否かを第１電圧測定部７０ｂの測定値に基づいて判定する。入力交流電圧が異常でない場合には、制御部７０ｅは、ステップＳ４の処理に進む一方、入力交流電圧が異常である場合には、電源回路７０ａに供給電流の供給を停止させたまま、ステップＳ３の判定を再度行う。
ステップＳ４では、制御部７０ｅは、出力オン信号が制御装置６０により出力されているか否かを判定し、出力されている場合には、ステップＳ５の処理に進む一方、出力されていない場合には、ステップＳ３の判定を再度行う。
ステップＳ５では、イネーブル信号生成部６１２が、ハイレベルのイネーブル信号を生成する。これにより、演算部６１により出力されたスイッチング信号に基づくスイッチング素子７２ａ～７２ｄのスイッチング動作が開始し、電源回路７０ａによる供給電流の供給が再開される。そして、制御部７０ｅは、ステップＳ６の処理に進む。
なお、ステップＳ２でスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフした後、供給電流の低減によりコンデンサ６６の電圧が徐々に増加して無効信号が出力されなくなる。ステップＳ２でスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフしてから無効信号が出力されなくなるまでの時間は、ステップＳ２でスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフしてから、電流測定部７０ｃにより測定される供給電流が０になるまでの時間よりも長い。したがって、ステップＳ２で実行される停止制御は、複数のスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフし、オフした状態を供給電流が０になるまで継続する制御となる。
ステップＳ５により電源回路７０ａに供給電流の供給を再開させた後、ステップＳ６では、イネーブル信号生成部６１２が、発光回路３０の電圧が異常であるか否かを前記第２電圧測定部７０ｄの測定値に基づいて判定する。発光回路３０の電圧が異常でない場合には、ステップＳ７の処理に進む一方、発光回路３０の電圧が異常である場合には、ステップＳ８の処理に進む。
ステップＳ７では、イネーブル信号生成部６１２は、ハイレベルのイネーブル信号を引き続き生成することにより、電源回路７０ａに供給電流の供給を継続させる。
ステップＳ８では、イネーブル信号生成部６１２は、ローレベルのイネーブル信号を生成し、スイッチング素子７２ａ～７２ｄのスイッチング動作を停止させることにより、電源回路７０ａに供給電流の供給を停止させる。
一般に、高出力のダイレクトダイオードレーザ加工装置１００では、大電流となる供給電流を数キロＨｚのパルス状に出力することが求められ、フィードバック制御部６１１において、高い応答性のフィードバック制御が行われる。したがって、入力交流電圧に瞬時低下が生じた場合に、その後、入力交流電圧が正常に復帰したときに供給電流のレベルを維持するためのフィードバック制御によって供給電流が過電流になるという問題が生じやすい。本実施形態によると、供給電流が所定閾値を超えると、ステップＳ２によって供給電流の供給が停止されるので、供給電流が過電流となった状態が長期間続くのを防止できる。
また、本実施形態によると、ステップＳ２によって供給電流の供給が停止された後に入力交流電圧が正常に復帰すると、ステップＳ５によって供給電流の供給を自動的に再開できる。したがって、供給電流が、上述のような入力交流電圧の瞬時変動や、レーザ発振器１０内の電流又は電圧に生じる一時的なノイズに起因して過電流になった場合に、レーザ発振器１０は、供給電流の供給を停止した後、入力交流電圧の正常を確認して供給電流の供給を再開できる。その結果、レーザ発振器１０の稼働時間を長くするとともに、ユーザによる点検及び操作の手間を減らすことができる。
また、レーザ発振器１０は、ステップＳ２によって供給電流の供給を停止した後、入力交流電圧が正常に復帰していない間は、ステップＳ３の判定によって供給電流の供給を停止させたままとするので、異常な入力交流電圧に起因して再度供給電流が過電流となるのを防止できる。
また、レーザ発振器１０が、ステップＳ５によって供給電流の供給を再開した後、発光回路３０の電圧が異常である場合には、発光回路３０の短絡故障に起因して過電流が引き起こされた可能性がある。その場合、ステップＳ８により供給電流の供給を停止するので、故障した発光回路３０に電流を流し続けて破損箇所が拡大するのを抑制できる。
また、ステップＳ２では、供給電流の供給の停止を、インバータ回路７２のスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフすることによって行うので、フィードバック制御部６１１で用いられる目標値を０にすることによって行う場合に比べ、供給電流の上昇を速やかに抑制できる。
また、ステップＳ２で実行される停止制御は、複数のスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフした状態を供給電流が０になるまで継続する制御であるので、供給電流が０になる前にスイッチング素子７２ａ～７２ｄの駆動を再開することによって絶縁トランス７６が偏磁状態となって磁気飽和するのを防止できる。
また、供給電流が所定閾値を超えるか否かの判定を、アナログ回路であるコンパレータ６２によって行うので、コンピュータによるプログラムの実行によって行う場合に比べ、供給電流が実際に所定閾値を超えてから供給電流の供給が停止されるまでにかかるタイムラグを短縮できる。
また、ステップＳ２において、供給電流の供給の停止を、無効信号出力回路６０１及びゲート回路６７ａ～６７ｄの動作によって行うので、コンピュータによるプログラムの実行によって行う場合に比べ、供給電流が実際に所定閾値を超えてから供給電流の供給が停止されるまでにかかるタイムラグを短縮できる。
なお、上記実施形態では、発光回路３０を、互いに直列に接続された複数のレーザダイオードバー３１で構成したが、互いに直列に接続された複数のレーザダイオード、又は１個のレーザダイオードで構成してもよい。
また、上記実施形態では、電流測定部７０ｃが供給電流を直接測定したが、供給電流に応じた他の箇所の電流を測定してもよい。
また、上記実施形態では、第１電圧測定部７０ｂが、ＤＣリンクコンデンサ７３の正極の電圧を測定したが、交流電源２００から入力される三相の入力交流電圧のうちの少なくとも１つを直接測定するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、第２電圧測定部７０ｄが、第１の電流供給ノードＮ１の電圧を測定したが、発光回路３０の電圧を直接測定してもよいし、発光回路３０の電圧に応じた他の箇所の電圧を測定してもよい。
また、上記実施形態では、Ｓ２における停止制御を無効信号出力回路６０１及びゲート回路６７ａ～６７ｄによって実現したが、マイクロコンピュータによって実現してもよい。例えば、コンパレータ６２で過電流が検出されたことを示す信号をマイクロコンピュータが受けて、イネーブル信号生成部６１２が、ステップＳ２でスイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフしてから、電流測定部７０ｃにより測定される供給電流が０になるまでの間、ローレベルのイネーブル信号を出力するようにしてもよい。また、駆動制御部６１３が、電流測定部７０ｃにより測定される供給電流が０になるまでの間、スイッチング素子７２ａ～７２ｄをオフさせるスイッチング信号を出力するようにしてもよい。
以上説明したように、本開示は、レーザ発振器の稼働時間を長くするとともに、ユーザによる点検及び操作の手間を減らすことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用性は高い。
１００ ダイレクトダイオードレーザ加工装置
１０ レーザ発振器
３０ 発光回路
３１ レーザダイオードバー
６１ 演算部
６２ コンパレータ
６７ａ～６７ｄ ゲート回路
６０１ 無効信号出力回路
７０ａ 電源回路
７０ｂ 第１電圧測定部
７０ｃ 電流測定部
７０ｄ 第２電圧測定部
７０ｅ 制御部
７１ 一次側整流回路
７２ インバータ回路
７２ａ 第１の上アームスイッチング素子
７２ｂ 第１の下アームスイッチング素子
７２ｃ 第２の上アームスイッチング素子
７２ｄ 第２の下アームスイッチング素子
７６ 絶縁トランス
７８ 二次側整流回路

Claims (5)

  1. 少なくとも１個のレーザダイオードを有する発光回路と、
    所定の入力交流電圧を用いて前記発光回路に供給電流を供給する電源回路と、
    前記電源回路を制御する制御部とを備えたレーザ発振器であって、
    前記入力交流電圧に応じた電圧を測定する第１電圧測定部と、
    前記供給電流に応じた電流を測定する電流測定部と、
    前記発光回路の電圧に応じた電圧を測定する第２電圧測定部とをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記供給電流が所定閾値を超えるか否かを前記電流測定部の測定値に基づいて判定する電流判定ステップと、
    前記電流判定ステップにおいて、前記供給電流が所定閾値を超えると判定した場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させる停止制御を行う一方、前記供給電流が所定閾値を超えないと判定した場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を継続させる第１電流制御ステップと、
    前記停止制御により前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させた状態で、前記入力交流電圧が異常であるか否かを前記第１電圧測定部の測定値に基づいて判定し、前記入力交流電圧が異常でない場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を再開させる一方、前記入力交流電圧が異常である場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させたままとする第２電流制御ステップと、
    前記第２電流制御ステップにより前記電源回路に前記供給電流の供給を再開させた後、前記発光回路の電圧が異常であるか否かを前記第２電圧測定部の測定値に基づいて判定し、前記発光回路の電圧が異常でない場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を継続させる一方、前記発光回路の電圧が異常である場合には、前記電源回路に前記供給電流の供給を停止させる第３電流制御ステップとを実行することを特徴とするレーザ発振器。
  2. 請求項１に記載のレーザ発振器において、
    前記電源回路は、
    前記入力交流電圧を直流電圧に変換して出力する一次側整流回路と、
    複数のスイッチング素子を有し、前記一次側整流回路により出力された直流電圧を前記複数のスイッチング素子のスイッチング動作によって一次交流電圧に変換するインバータ回路と、
    前記一次交流電圧に基づく二次交流電圧に基づいて、前記供給電流を生成する二次側整流回路と、
    前記インバータ回路と、前記二次側整流回路とを絶縁する絶縁トランスとを有し、
    前記停止制御は、前記複数のスイッチング素子をオフし、オフした状態を前記供給電流が０になるまで継続する制御であることを特徴とするレーザ発振器。
  3. 請求項２に記載のレーザ発振器において、
    前記制御部は、前記電流判定ステップを実行するコンパレータを有していることを特徴とするレーザ発振器。
  4. 請求項２又は３に記載のレーザ発振器において、
    前記制御部は、
    前記電流測定部の測定値を目標値に近づけるように、スイッチング信号を出力する演算部と、
    前記電流判定ステップにおいて、前記供給電流が所定閾値を超えると判定された場合に、無効信号を出力する無効信号出力回路と、
    前記無効信号出力回路によって前記無効信号が出力されていないときには、前記演算部により出力されたスイッチング信号をオンオフ信号として出力する一方、前記無効信号出力回路によって前記無効信号が出力されているときには、前記スイッチング素子をオフすることを示すオンオフ信号を出力するゲート回路とを有し、
    前記複数のスイッチング素子は、前記オンオフ信号に応じてオンオフすることを特徴とするレーザ発振器。
  5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のレーザ発振器を備えたダイレクトダイオードレーザ加工装置。
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