JPH01184970A - ガスレーザ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスレーザの制御装置に係り、特にレーザ発
撮器に供給される可変直流電源装置の電力（放電管電圧
と放電電流）を最大限に活せるガスレーザ制御装置に関
する。

（従来の技術） まず、従来の制御方式について、ＣＯ２レーザを例にと
って説明する。

第３図はその（Ｍ成原理図であり、１は可変直流電源装
置、２は安定抵抗、３は直流電流検出器、１１は放電電
流、ｖｌは放電管電圧、５ａはレーザ発ｊ辰ヘッド本体
、５ｂは放電管、５ｃはガス圧力検出器、５ｄは光検出
器、６ａは供給弁、６ｂは排気弁、７はガス供給ユニッ
ト、８は真空ポンプ、９はガス圧力制御器、１０ａはレ
ーザ出力基準設定器、１０ｂはガス圧力設定器、１１は
光制御器、１２は電流制御器、Ｓ＊　ｔ　３２．３３は
差分演算器でおる。

上記構成例において、可変直流電源装置１により、供給
される放電管電圧Ｖ１と放電電流１１は安定抵抗２を介
して、レーザ発娠ヘッド本体５ａの内部に設置された放
電管５ｂに印加される。

放電管５ｂでは放電管電圧■１と放電電流１１の印加に
より、グロー放電が起こり、レーザ発振器（図示せず）
により、グロー放電を基にして、レーザ光が１ｑられる
。

レーザ光は、レーザ出力基準設定器１０ａの指令値と、
光検出器５ｄにてｊｑられた値とを差分演算器Ｓ１を介
して比較し、比較して得られた偏差量を光制御器１１に
より電流基準値として出力する。また、光制御器１１に
より得られた電流基準値と直流電流検出器３にて１ｑら
れた放電電流値とを差分演算器Ｓ２を介して比較し、比
較して得られた偏差量を電流制御器１２を介して、可変
直流電源装置１に加えられる。したがって、上述したよ
うに、閉ループ制御系を組んでいるためレーザ出力基準
設定器　１０ａの指令値に比例したレーザ光が得られる
。

また、ガス供給ユニット７にて作られたガスは、供給弁
６ａを介してレーザ発掘ヘッド本体５ａ内に供給される
。供給されたガスをガス圧力検出器５ｃにて検出し、検
出した値と、ガス圧力設定器１０ｂの設定値とを差分演
算器Ｓ３にて比較して、比較した結果を基に、ガス圧力
制御器９を介して、排気弁６ｂを操作し、真空ポンプ８
を作動させることにより、レーザ発掘ヘッド本体５ａ内
のガス圧力を制御を行なう。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のガス圧力制御方法においては、レーザ発
振ヘッド本体内のガス圧力状態及び温度等のパラメータ
変化によって、第２図◎◎に示すように、ガスレープ放
電管の電圧−電流特性がシフ１〜してしまい、電圧、電
流のいずれかが先にリミッ１〜にかかってしまうため、
可変直流電源装置により供給される放電管電圧Ｖ１と放
電電流■１が常に最大限に利用出来ない欠点があった。

そこで、本発明の目的は、レーザ発振ヘッド本体内のガ
ス圧力状態及び温度等のパラメータ変化に対し、ガスレ
ーザ放電管の電圧〜電流特性が初期の特性を常時維持す
るように、レー’ｆＲ振ヘッド本体のガス圧力を制御し
、可変直流電源装置より供給される放電管電圧ｖ１と放
電電流１１が、常時放電管に供給される最大定格の放電
管電圧と放電電流を最大限に活用できるガスレーザ制御
装置を提供することである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） したがって、上記目的を達成するために、本発明におい
ては、放電管に供給される電圧及び電流を各々検出する
放電管電圧検出手段と放電電流検出手段と、放電管の定
格放電電圧を設定する定格放電電圧設定手段と、放電管
の定格放電電流を設定する定格放電電流設定手段と、放
電開始電圧を設定する放電開始電圧設定手段と、放電管
電圧検出手段の検出信号と定格放電電圧設定手段の設定
信号と、放電開始電圧設定手段の設定信号とを基に、電
圧比を演算する電圧比演算手段と、放電管電流検出手段
の検出信号と定格放電電流設定手段の設定信号との比を
演算する電流比演算手段と、電圧比演算手段の出力信号
と電流比演算手段の出力信号との差を演算する差分演算
手段と、この差分演算手段の出力信号を積分する積分演
算手段とを備えたガスレーザ制御装置を提供する。

（作　用） このように構成されたものにおいては、電源から放電管
に供給される放電管電圧と放電管電流を検出し、この検
出値と予め設定された設定値とを基に、電圧比率と電流
比率を演算する。さらに、この演算した電圧比率と電流
比率との差を師出し、搾出した差を積分する。

この積分値は、ガス圧力設定値と比較され、偏差を算出
する。この偏差により、ガス圧力を制御する。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

ただし、従来のものと同一の構成部分については、同一
符号を付し、その説明は省略する。

第１図に示すように、本実施例は、可変直流電源装置１
により、放電管５ｂに供給される放電管電圧■１と放電
電流１１を直流電圧検出器４と直流電流検出器３にて検
出する。

直流電圧検出器４にて検出された放電管電圧ｖ１と、定
格放電管電圧設定器１３ｂにて設定された定格放電管電
圧ＶＮと、放電開始電圧設定器１３ａにて設定された放
電開始電圧Ｖａとを基に、電圧比演算器１４にて電圧の
比率を求める。即ち、（放電管電圧Ｖ１−放電開始電圧
ＶＢ）／（定格放電管電圧ＶＮ−放電開始電圧ＶＢ　＞
により、常に定格放電管電圧ＶＮと放電管電圧Ｖ１との
比較を行ない、その比率を求める。

また、直流電流検出器３にて検出された放電電流１１と
、定格放電電流設定器１３Ｃにて設定された定格放電電
流ＩＮとを基に、電流比演算器１５にて電流の比率を求
める。即ち、（放電電流１１／定格放電電流ＩＮ）によ
り常に定格放電電流ＩＮと放電電流１１との比較を行な
い、その比率を求める。

さらに、電圧比演算器１４にて得られた電圧の比率と、
電流比演算器にて得られた電流の比率とを比較し、両者
が常に等しくなるように、積分器１６を介してガス圧力
を制御する。

なお、ガス圧力制御９には、ガス圧カリミッタ１７を設
けて、ガス圧力が一定範囲以上にならないようにリミッ
タをかける。

このように構成されたものにおいては、第２図に示すよ
うに、ガスレーザ放電管の電圧−電流特性において、ガ
ス温度等の影響で放電管電圧がＶ２で、放電電流が１１
となった場合、電圧比演算器１４の出力にて得られる電
圧比率と、電流比演ｎ器１５の出力にて得られる電流比
率とを比較すると、電圧比率は正常に対して小さくなっ
ている。

電圧比率と電流比率の差分は積分器１６にて積分され、
その積分値は定格ガス圧力設定器１０ｂからの基準と比
較され、ガス圧力を上げる方向に制御する。ガス圧力が
上がると、′必然的に放電管電圧■１の電圧が上昇し、
レーザ光が増える。レーザ光が増えると、光検出器５ｄ
の出力が増え、レーザ出力基準設定器１０ａと比較され
、光制御器１１にて演算され、電流を下げる方向に電流
基準を出力し、電流が下がるように制御される。

以上のようにして、電圧演算器１４の出力に得られる電
圧比率と、電流比演算１５の出力に得られる電流比率と
が等しくなるまで制御を行なう。

したがって、放電管電圧Ｖ１と放電電流■１はそれぞれ
の定格値に対し、常に等しい比率の余裕を持って運転す
ることができる。また、第２図中の線■■に示すように
、放電開示電圧が上下する場合を考慮して、第２図中に
示したＶｏ、Ｉｏまで定格を考慮する必要がない。

〔発明の効果） 以上詳述したように、本発明に依れば、ガスレーザ放電
管の電圧−電流特性が常に電源から放電管に供給される
放電管電圧と放電電流が最大限に利用出来る。ざらに、
定格出力の最適設計を行なうことにより、電源の小型化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
ガスレーザ放電管の電圧−電流特性を示した図、第３図
は従来のガスレーザ制御装置の概要構成図である。 １・・・可変直流電源装置 ３・・・直流電流検出器 ４・・・直流電圧検出器 ５ｂ・・・放電管 ９・・・ガス圧力制御器 １３ａ・・・放電開始電圧設定器 １３ｂ・・・定格放電電圧設定器 １３Ｃ・・・定格放電電流設定器 １４・・・電圧比演算器 １５・・・電流比演算器 １６・・・積分器 代理人　弁理士　則　近　憲　侑 同　　第子九　叶 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ放電管に電力を供給する電力制御装置と、前記レ
   ーザ放電管内のガス圧力を制御するガス圧力制御装置を
   有するガスレーザ制御装置において、放電管電圧検出手
   段の出力と定格放電電圧設定手段の出力との比を演算す
   る電圧比演算手段と、放電電流検出手段の出力と定格放
   電電流設定手段の出力との比を演算する電流比演算手段
   と、前記電圧比演算手段の出力と前記電流比演算手段の
   出力の差を演算する差分演算手段と、この差分演算手段
   の出力を積分する積分積分演算手段とを具備したことを
   特徴とするガスレーザ制御装置。