JPH01321671A - Ｎｃレーザ装置 - Google Patents
Ｎｃレーザ装置Info
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- JPH01321671A JPH01321671A JP63154315A JP15431588A JPH01321671A JP H01321671 A JPH01321671 A JP H01321671A JP 63154315 A JP63154315 A JP 63154315A JP 15431588 A JP15431588 A JP 15431588A JP H01321671 A JPH01321671 A JP H01321671A
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 10
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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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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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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。
ＣＯ□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。
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。
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、レ
ーザ出力をモニタして指令値と比較すると同時に、放電
管電圧をモニタしてベース電圧と比較して判断すること
により、送風機の性能の変化を検知し、送風機の異常の
場合にはレーザ発振器の動作を停止させ、表示装置にア
ラームを表示させるようにしたＮＣレーザ装置を提供す
ることを目的とする。
ーザ出力をモニタして指令値と比較すると同時に、放電
管電圧をモニタしてベース電圧と比較して判断すること
により、送風機の性能の変化を検知し、送風機の異常の
場合にはレーザ発振器の動作を停止させ、表示装置にア
ラームを表示させるようにした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（ＣＮ
Ｃ）が結合したＮＣレーザ装置において、 レーザ出力パワーを測定するパワー測定手段と、放電管
印加電圧を測定する電圧測定手段と、指令値に対する前
記レーザ出力パワーの比率が規定値以下の場合、或いは
前記放電管印加電圧が規定電圧以下の場合は、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、を有することを特徴とするＮＣレーザ装置が
、提供される。
機構を備えたガスレーザ発振器と、数値制御装置（ＣＮ
Ｃ）が結合したＮＣレーザ装置において、 レーザ出力パワーを測定するパワー測定手段と、放電管
印加電圧を測定する電圧測定手段と、指令値に対する前
記レーザ出力パワーの比率が規定値以下の場合、或いは
前記放電管印加電圧が規定電圧以下の場合は、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、を有することを特徴とするＮＣレーザ装置が
、提供される。
レーザ出力パワーをモニタして指令値と比較し正常時の
出力パワーに対する低下率を求め、さらに放電管電圧を
モニタしてベース放電時の電圧と比較する。そして、指
令値に対するレーザ出力パワーの低下率が所定の限界値
を越えた場合、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には、送風機の動作異常と判定しレ
ーザ発振器の動作を停止させる。
出力パワーに対する低下率を求め、さらに放電管電圧を
モニタしてベース放電時の電圧と比較する。そして、指
令値に対するレーザ出力パワーの低下率が所定の限界値
を越えた場合、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には、送風機の動作異常と判定しレ
ーザ発振器の動作を停止させる。
、そして、同時に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はペンダミラー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はペンダミラー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は加ニブ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、サーボモータ１３を回転制御
し、ボールスクリュー１４及びナツト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、サーボモータ１３を回転制御
し、ボールスクリュー１４及びナツト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。
−ｇ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２１
ａ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。
する。また、レーザガスは送風機２０により冷却器２１
ａ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
、■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。
ガスの流速との関係を示したグラフである。図において
、■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。
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。
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。
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も
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。
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も
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。ＣＰＵＩ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をモニタして、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
定の限界値を越えた場合、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、ＣＰＵＩ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。
説明する。ＣＰＵＩ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をモニタして、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
定の限界値を越えた場合、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、ＣＰＵＩ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
。
。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Ｓ
２へいく。放電中でない場合は終了する。
２へいく。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。
場合は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。
する。
〔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ＳＩＯへいく。
する。下限値以下の場合はＳＩＯへいく。
下限値以上の場合は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上かどうかを判定する。
ベース電圧以下の場合はＳ１０へいく。ベース電圧以上
の場合はＳ９へいく。
の場合は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。
はＳ３へいく。放電停止の場合は終了する。
（ＳＩＯ）表示装置１８にアラームを表示する。
（Ｓｌｌ）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（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。
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（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。
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。
（発明の効果〕
以上説明したように本発明では、出力パワー及び放電管
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。
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。
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。
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。
従って、放電管の破壊の危険も少なくなり、ＮＣレーザ
装置の信顛性が向上する。
装置の信顛性が向上する。
第１図は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−−−−−−−−・−・−−−−−ＣＰ Ｕ２−−−
−−−−−−一・−出力制御３１１１回路３・−−−−
−−・−・−・・レーザ用電源４−−−−−・−ｍ−−
−−・・・−放電管１８・−−ｍ−−−−−−・−−−
ｍ−表示装置１９−−−−−−−・−・−−−一−−パ
ワーセンサ２０−−−−−−−・−・−・−送風機２１
ａ 、 ２ ｌ ｂ−−−−−−−−−−−一冷却器
２２−−−−−−・・−・−・電圧センサ３１−・−・
・−一−−−・−出力モニタ方式の異常監視可能領域 ３２−一−−−・・〜・・−・・・−放電管電圧モニタ
方式の異常監視可能領域 第１図 Ｖａ Ｖ ′Ｌ Ｌ 第２図 Ｖｏ Ｖ 液−１ 第３図 ０ ５０ ｔ
ｏ。 ノＶルＺデユーティ （Ｏｌｏ） 第４図 第５図
図、 第２図はレーザ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−−−−−−−−・−・−−−−−ＣＰ Ｕ２−−−
−−−−−−一・−出力制御３１１１回路３・−−−−
−−・−・−・・レーザ用電源４−−−−−・−ｍ−−
−−・・・−放電管１８・−−ｍ−−−−−−・−−−
ｍ−表示装置１９−−−−−−−・−・−−−一−−パ
ワーセンサ２０−−−−−−−・−・−・−送風機２１
ａ 、 ２ ｌ ｂ−−−−−−−−−−−一冷却器
２２−−−−−−・・−・−・電圧センサ３１−・−・
・−一−−−・−出力モニタ方式の異常監視可能領域 ３２−一−−−・・〜・・−・・・−放電管電圧モニタ
方式の異常監視可能領域 第１図 Ｖａ Ｖ ′Ｌ Ｌ 第２図 Ｖｏ Ｖ 液−１ 第３図 ０ ５０ ｔ
ｏ。 ノＶルＺデユーティ （Ｏｌｏ） 第４図 第５図
Claims (2)
- （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）が結合したＮＣレーザ装置において、 レーザ出力パワーを測定するパワー測定手段と、放電管
印加電圧を測定する電圧測定手段と、指令値に対する前
記レーザ出力パワーの比率が規定値以下の場合、或いは
前記放電管印加電圧が規定電圧以下の場合は、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、を有することを特徴とするＮＣレーザ装置。 - （２）前記異常検出手段は前記送風機の異常を表示装置
に表示するように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の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 true JPH01321671A (ja) | 1989-12-27 |
| JP2664417B2 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) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0255685A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-26 | Fanuc Ltd | Ｎｃレーザ装置 |
| WO1990010961A1 (en) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Fanuc Ltd | Nc laser |
| JPH03218083A (ja) * | 1990-01-23 | 1991-09-25 | Fanuc Ltd | レーザ装置の送風機制御装置 |
| DE102015100641B4 (de) * | 2014-01-24 | 2020-03-05 | Fanuc Corporation | Gaslasersystem, das den Lasergaszustand während einer Abschaltung der Stromversorgung aufrechterhalten kann |
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| JP2664417B2 (ja) | 1997-10-15 |
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