JPH02100384A - レーザガス置換量制御方法 - Google Patents
レーザガス置換量制御方法Info
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- JPH02100384A JPH02100384A JP63253229A JP25322988A JPH02100384A JP H02100384 A JPH02100384 A JP H02100384A JP 63253229 A JP63253229 A JP 63253229A JP 25322988 A JP25322988 A JP 25322988A JP H02100384 A JPH02100384 A JP H02100384A
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- 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
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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
〔産業上の利用分野〕
本発明は放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換
量を制御するレーザガス置換量制御方式に関し、特にレ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式に関する。 〔従来の技術〕 放電励起型のガスレーザ装置では、装置の停止時に送風
系内に若干量の大気が混入するため、起動後はレーザガ
スを所定以上の量で新鮮ガスに置換する作業が必要であ
り、これが正常に行われないとレーザ出力の制御特性が
悪化する。具体的には、例えばステップの指令値に対し
て実際のレーザ出力の立ち上がりが遅くなる。 したがって、起動時より運転終了時まで、この所定量を
一定に保ってレーザガスの置換が行われている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、一定期間運転を継続すると停止中に混入した不
要な成分は殆ど外部に排出され、起動直後に必要とした
量の置換を行わなくてもレーザ出力の制御特性に支障は
ない。したがって、置換量を起動時から運転終了時まで
一定に保つことは無駄である。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明では上記課題を解決するために、放電励起型ガス
レーザ装置のレーザガスの置換量を制御するレーザガス
置換量制御方式において、起動直後の一定期間に所定の
置換量で前記レーザガスを置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換量制御方式提供される。 〔作用〕 起動直後の一定期間は、停止中に混入した不要な成分を
除去するために大量の置換量で２．速に置換を行い、こ
れ以降の運転期間では放電によって劣化したレーザガス
の入れ換えのみに必要な最小限の量に置換量を制限する
。この置換量は起動直後の一定期間に必要とする置換量
の十分の１以下とすることができるので、レーザガスの
消費が低減される。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置におけ
るガス制御系のブロック図である。図において、１はガ
ス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ ｃｉの圧力のガス
ボンベ等が使用される。２はガスクリーニング用の２μ
ｍの１次フィルタである。 ３は供給弁である。４はガスクリーニング用の２次フィ
ルタであり、ガス配管及びガス流量弁３を通過したとき
に流入する塵埃等を除去する。 ５は送風系であり、放電管５１、送風機５２、冷却器５
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツプロワ等が使用され、放電管５１内のレ
ーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを通して循環させる
。 ６は排気弁であり、後述する数値制御装置によって制御
される。７はレーザガスを排気するための排気ポンプで
あり、起動時に送風系５内のレーザガスを真空排気し、
また大気の混入や放電によって劣化するレーザガスを常
時排気置換する。８は送風系５内のレーザガス圧力を検
出する圧力センサである。 ９は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、排気弁６を指令値
に基づいて調整し、レーザガスの絶対流量を制御する。 また、同時に圧力センサ８からのフィードバック信号を
受けて、供給弁３を調整して送風系５内のレーザガス圧
力を指令圧力に制御する。レーザガスの置換は供給弁３
と排気弁６の両方が適当な開度に調整されて行われてい
る。 次に、上記したガス制御系の動作シーケンスについて第
２図に基づき説明する。第２図は第１図のガス制御系に
おける送風系５内のレーザガス圧力の経時的変化を示し
たグラフである。図において、横軸は時間、縦軸はレー
ザガス圧力を示す。 ｔｏはガスレーザ装置の起動時の時刻であり、これより
排気ポンプを起動し、供給弁を閉じ、排気弁を開いて送
風系内部のレーザガスをガス圧力ＰＩ（約１０Ｔｏ ｒ
ｒ）の値まで真空排気する。 時刻Ｌ１で真空排気が完了すると、次にガス圧力をＰ２
（約３０Ｔｏｒｒ）に上昇させ、時刻ｔ２で放電管に高
周波電源より２ Ｍ Ｈｚの高周波電圧を印加してベー
ス放電を開始させる。 ベース放電状態となった後、時刻ｔ３より時刻む４にか
けてガス圧力をＰ３（約４５Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させ
る。 時刻ｔ５から時刻Ｌ６にかけては、実際に外部にビーム
を出力する前の予備段階として、出力補正を行う。この
出力補正の内容については後述する。 出力補正が終了すると高周波電圧の印加を停止し、時刻
Ｌ７よりガス圧力をＰ２に下げ、待機状態とする。実際
に外部にビームを出力する場合には、この後再びベース
放電を開始し、ガス圧力をＰ３に上昇させた後に行う。 ここで、出力補正について簡単に説明する。ガスレーザ
装置では、経年的に各ミラーの間隔及び角度の変化、ミ
ラーの汚染、高周波電源の性能の変化等が発生するため
、最初に設定した指令値と実際の出力との関係に誤差が
生じる。これを解決するために、ここでは特願昭６２−
１０７８２３号による出力補正方式を使用している。 この出力補正方式は、実際の加工を行う前に予備的に所
定の指令値でビームを出力してこれをモニターし、この
データに基づいてガスレーザ装置に結合された数値制御
装置が指令値と実際の出力とを対比させたテーブルを作
成し、レーザ出力を自動的に補正する方式である。これ
によって、経年変化等が生じてもその都度指令値を変化
させる必要がない。通常、出力補正は数分以内に完了す
る。 第３図は本発明のレーザガス置換量制御方式によるガス
置換量の経時的変化を示したグラフである。図において
、横軸は時間、縦軸はガス置換量を示す。ｔｏＳ ｔ５
及びｔ６は時刻であり、第３図に示した同じ記号の時刻
に対応している。 時刻ＬＯで装置を起動した後、時刻ｔ５までは送風系内
のレーザガスの置換は行わない。 時刻ｔ５から時刻Ｌ６の間は出力補正を行っている期間
である。この期間は起動後に初めてビームを出力する時
期であり、送風系内のレーザガスに若干量の大気が混入
しているため、供給弁と排気弁の開度を調整して置換量
Ｑ１で急速に置換を行う。Ｑｌの値は通常１ｊ！／ｎ＋
ｉｎ程度に設定される。 時刻む６で出力補正が終了した後は、置換量をＱ２に減
少し、以後の運転期間はこの値を一定に保つ。時刻Ｌ５
から時刻Ｌ６の間で停止時に混入した不要な成分は殆ど
排出されているので、Ｑｌの値は運転中の放電によって
劣化したレーザガスを入れ換えられる最小限の量で良く
、実際にはＱｌの十分の１以下に設定できる。したがっ
て、運転期間全体のレーザガスの消費量は、従来よりも
置換量がＱ２に制限された分だけ低減される。 なお、上記した置換量の値あるいはレーザガス圧力の具
体的な値等については、ガスレーザ装置の種類や運転条
件等に応じて変更して適用することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では、ガスレーザ装置の起動
直後の出力補正期間を除いてはレーザガスの置換量を従
来よりも減少させたので、レーザガスの消費量が低減さ
れ、経済性が向上する。 また、出力補正期間中には充分な量の置換が行われるの
で、起動直後においてもレーザ出力の制御特性が悪化せ
ず、補正が正確に行える。
量を制御するレーザガス置換量制御方式に関し、特にレ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式に関する。 〔従来の技術〕 放電励起型のガスレーザ装置では、装置の停止時に送風
系内に若干量の大気が混入するため、起動後はレーザガ
スを所定以上の量で新鮮ガスに置換する作業が必要であ
り、これが正常に行われないとレーザ出力の制御特性が
悪化する。具体的には、例えばステップの指令値に対し
て実際のレーザ出力の立ち上がりが遅くなる。 したがって、起動時より運転終了時まで、この所定量を
一定に保ってレーザガスの置換が行われている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、一定期間運転を継続すると停止中に混入した不
要な成分は殆ど外部に排出され、起動直後に必要とした
量の置換を行わなくてもレーザ出力の制御特性に支障は
ない。したがって、置換量を起動時から運転終了時まで
一定に保つことは無駄である。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明では上記課題を解決するために、放電励起型ガス
レーザ装置のレーザガスの置換量を制御するレーザガス
置換量制御方式において、起動直後の一定期間に所定の
置換量で前記レーザガスを置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換量制御方式提供される。 〔作用〕 起動直後の一定期間は、停止中に混入した不要な成分を
除去するために大量の置換量で２．速に置換を行い、こ
れ以降の運転期間では放電によって劣化したレーザガス
の入れ換えのみに必要な最小限の量に置換量を制限する
。この置換量は起動直後の一定期間に必要とする置換量
の十分の１以下とすることができるので、レーザガスの
消費が低減される。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置におけ
るガス制御系のブロック図である。図において、１はガ
ス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ ｃｉの圧力のガス
ボンベ等が使用される。２はガスクリーニング用の２μ
ｍの１次フィルタである。 ３は供給弁である。４はガスクリーニング用の２次フィ
ルタであり、ガス配管及びガス流量弁３を通過したとき
に流入する塵埃等を除去する。 ５は送風系であり、放電管５１、送風機５２、冷却器５
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツプロワ等が使用され、放電管５１内のレ
ーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを通して循環させる
。 ６は排気弁であり、後述する数値制御装置によって制御
される。７はレーザガスを排気するための排気ポンプで
あり、起動時に送風系５内のレーザガスを真空排気し、
また大気の混入や放電によって劣化するレーザガスを常
時排気置換する。８は送風系５内のレーザガス圧力を検
出する圧力センサである。 ９は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、排気弁６を指令値
に基づいて調整し、レーザガスの絶対流量を制御する。 また、同時に圧力センサ８からのフィードバック信号を
受けて、供給弁３を調整して送風系５内のレーザガス圧
力を指令圧力に制御する。レーザガスの置換は供給弁３
と排気弁６の両方が適当な開度に調整されて行われてい
る。 次に、上記したガス制御系の動作シーケンスについて第
２図に基づき説明する。第２図は第１図のガス制御系に
おける送風系５内のレーザガス圧力の経時的変化を示し
たグラフである。図において、横軸は時間、縦軸はレー
ザガス圧力を示す。 ｔｏはガスレーザ装置の起動時の時刻であり、これより
排気ポンプを起動し、供給弁を閉じ、排気弁を開いて送
風系内部のレーザガスをガス圧力ＰＩ（約１０Ｔｏ ｒ
ｒ）の値まで真空排気する。 時刻Ｌ１で真空排気が完了すると、次にガス圧力をＰ２
（約３０Ｔｏｒｒ）に上昇させ、時刻ｔ２で放電管に高
周波電源より２ Ｍ Ｈｚの高周波電圧を印加してベー
ス放電を開始させる。 ベース放電状態となった後、時刻ｔ３より時刻む４にか
けてガス圧力をＰ３（約４５Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させ
る。 時刻ｔ５から時刻Ｌ６にかけては、実際に外部にビーム
を出力する前の予備段階として、出力補正を行う。この
出力補正の内容については後述する。 出力補正が終了すると高周波電圧の印加を停止し、時刻
Ｌ７よりガス圧力をＰ２に下げ、待機状態とする。実際
に外部にビームを出力する場合には、この後再びベース
放電を開始し、ガス圧力をＰ３に上昇させた後に行う。 ここで、出力補正について簡単に説明する。ガスレーザ
装置では、経年的に各ミラーの間隔及び角度の変化、ミ
ラーの汚染、高周波電源の性能の変化等が発生するため
、最初に設定した指令値と実際の出力との関係に誤差が
生じる。これを解決するために、ここでは特願昭６２−
１０７８２３号による出力補正方式を使用している。 この出力補正方式は、実際の加工を行う前に予備的に所
定の指令値でビームを出力してこれをモニターし、この
データに基づいてガスレーザ装置に結合された数値制御
装置が指令値と実際の出力とを対比させたテーブルを作
成し、レーザ出力を自動的に補正する方式である。これ
によって、経年変化等が生じてもその都度指令値を変化
させる必要がない。通常、出力補正は数分以内に完了す
る。 第３図は本発明のレーザガス置換量制御方式によるガス
置換量の経時的変化を示したグラフである。図において
、横軸は時間、縦軸はガス置換量を示す。ｔｏＳ ｔ５
及びｔ６は時刻であり、第３図に示した同じ記号の時刻
に対応している。 時刻ＬＯで装置を起動した後、時刻ｔ５までは送風系内
のレーザガスの置換は行わない。 時刻ｔ５から時刻Ｌ６の間は出力補正を行っている期間
である。この期間は起動後に初めてビームを出力する時
期であり、送風系内のレーザガスに若干量の大気が混入
しているため、供給弁と排気弁の開度を調整して置換量
Ｑ１で急速に置換を行う。Ｑｌの値は通常１ｊ！／ｎ＋
ｉｎ程度に設定される。 時刻む６で出力補正が終了した後は、置換量をＱ２に減
少し、以後の運転期間はこの値を一定に保つ。時刻Ｌ５
から時刻Ｌ６の間で停止時に混入した不要な成分は殆ど
排出されているので、Ｑｌの値は運転中の放電によって
劣化したレーザガスを入れ換えられる最小限の量で良く
、実際にはＱｌの十分の１以下に設定できる。したがっ
て、運転期間全体のレーザガスの消費量は、従来よりも
置換量がＱ２に制限された分だけ低減される。 なお、上記した置換量の値あるいはレーザガス圧力の具
体的な値等については、ガスレーザ装置の種類や運転条
件等に応じて変更して適用することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では、ガスレーザ装置の起動
直後の出力補正期間を除いてはレーザガスの置換量を従
来よりも減少させたので、レーザガスの消費量が低減さ
れ、経済性が向上する。 また、出力補正期間中には充分な量の置換が行われるの
で、起動直後においてもレーザ出力の制御特性が悪化せ
ず、補正が正確に行える。
第１図は本発明のレーザガス置換量制御方式を実施する
ためのガス制御系のブロック図、第２図は送風系内のガ
ス圧力の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザガス置換量制御方式
によるガス置換量の経時的変化を示したグラフである。 １・−・−・−一−−−−−−ガス供給装置３−・−・
−・−供給弁 ５、−・−−一−−−・・・−送風系 ６・−・・−−−−−−・・・−排気弁７−−−−−−
−・−・−排気ポンプ ９・−−−−−−−−−−・−・数値制御装置Ｑｌ、 ｔ５・−・−・−・・・−−−−一出力補正開始時刻Ｌ
６−・−・−・−・・−出力補正終了時刻Ｑ２−・−・
−・−・・ガス置換量 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第２図 手続補正書（自発） 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 昭和６３年特許願第２５３２２９号 レーザガス置換量制御方式 ％式％ 置換量制御方式。 １、発明の名称 レーザガス置換量制御方式 ２、特許請求の範囲 （１）放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換量
を制御するレーザガス置換量制御方式において、 起動直後の一定期間に所定の置換量で前記レーザガスを
置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換量制御方式。 （２）前記一定期間は、外部にビームを出力する前に行
う出力補正期間であることを特徴とするレーザガス置換
量制御方式。 （３）前記レーザガスの置換量制御は一つの配管系にお
いてソフトウェアによるシーケンシャルな動作として行
われることを特徴とするレーザガス３、発明の詳細な説
明 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換
量を制御するレーザガス置換量制御方式に関し、特にレ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式に関する。 〔従来の技術〕 放電励起型のガスレーザ装置では、装置の停止時に送風
系内に若干量の大気が混入するため、起動後はレーザガ
スを所定以上の量で新鮮ガスに置換する作業が必要であ
り、これが正常に行われないとレーザ出力の制御特性が
悪化する。具体的には、例えばステップの指令値に対し
て実際のレーザ出力の立ち上がりが遅くなる。 したがって、起動時より運転終了時まで、この所定蛍を
一定に保ってレーザガスの置換が行われている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、一定期間運転を継続すると停止中に混入した不
要な成分は殆ど外部に排出され、起動直後に必要とした
量の置換を行わなくてもレーザ出力の制御特性に支障は
ない。したがって、置換量を起動時から運転終了時まで
一定に保つことは無駄である。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明では上記課題を解決するために、放電励起型ガス
レーザ装置のレーザガスの置換量を制御するレーザガス
置換量制御方式において、起動直後の一定期間に所定の
置換量で前記レーザガスを置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換■制ｉ＾１１方式提供される。 〔作用〕 起動直後の一定期間は、停止中に混入した不要な成分を
除去するために大量の置換量で急速に置換を行い、これ
以降の運転期間では放電によって劣化したレーザガスの
入れ換えのみに必要な最小限の量に置換量を制限する。 この置換量は起動直後の一定期間に必要とする置換量の
十分の１以下とすることができるので、レーザガスの消
費が低減される。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置におけ
るガス制御系のブロック図である。図において、１はガ
ス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ｃｄの圧力のガスボ
ンベ等が使用される。２はガスクリーニング用の２μｍ
の１次フィルタである。 ３は供給弁である。４はガスクリーニング用の０゜５μ
ｍの２次フィルタであり、ガス配管及びガス流量弁３を
通過したときに流入する塵埃等を除去する。 ５は送風系であり、放電管５１、送風機５２、冷却器５
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツブロワ又はターボプロγ等が使用され、
放電管５１内のレーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを
通して循環させる。 ６は排気流量を調整する排気であり、後述する数値制御
装置によって制御される。７はレーザガスを排気するた
めの排気ポンプであり、起動時に送風系５内のレーザガ
スを真空排気し、また大気の混入や放電によって劣化す
るレーザガスを常時排気置換する。８は送風系５内のレ
ーザガス圧力を検出する圧力センサである。 ９は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、排気６を指令値に
基づいて調整し、レーザガスの絶対流量を制御する。ま
た、同時に圧力センサ８からのフィードバック信号を受
けて、供給弁３を調整して送風系５内のレーザガス圧力
を指令圧力に制御する。レーザガスの置換は供給弁３と
排気弁６の両方が適当な開度に調整されて行われている
。 次に、上記したガス制御系の動作シーケンスについて第
２図に基づき説明する。第２図は第１図のガス制御系に
おける送風系５内のレーザガス圧力の経時的変化を示し
たグラフである。図において、横軸は時間、縦軸はレー
ザガス圧力を示す。 ｔｏはガスレーザ装置の起動時の時刻であり、これより
排気ポンプを起動し、供給弁を閉じ、排気弁を開いて送
風系内部のレーザガスをガス圧力ＰＩ（約１０Ｔｏｒｒ
）の値まで真空排気する。 時刻ｔｌで真空排気が完了すると、次にガス圧力をＰ２
（約３０Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させ、時刻ｔ２で放電管
に高周波電源より２ Ｍ Ｈｚの高周波電圧を印加して
放電を開始させる。 放電状態となった後、時刻ｔ３より時刻ｔ４にかけてガ
ス圧力をＰ３（約４５Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させる。 時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけては、実際に外部にビーム
を出力する前の予備段階として、出力補正を行う。この
出力補正の内容については後述する。 出力補正が終了するとレーザ出力が零になるように高周
波電流を低下し、ベース放電状態で待機する。 ここで、出力補正について簡単に説明する。ガスレーザ
装置では、経年的に各ミラーの間隔及び角度の変化、ミ
ラーの汚染、高周波電源の性能の変化等が発生するため
、最初に設定した指令値と実際の出力との関係に誤差が
生じる。これを解決するために、ここでは特願昭６２−
１０７８２３号による出力補正方式を使用している。 この出力補正方式は、実際の加工を行う前に予備的に所
定の指令値でビームを出力してこれをモニターし、この
データに基づいてガスレーザ装置に結合された数値制御
装置が指令値と実際の出力とを対比させたテーブルを作
成し、レーザ出力を自動的に補正する方式である。これ
によって、経年変化等が生じてもその都度指令値を変化
させる必要がない。通常、出力補正は数分以内に完了す
る。 第３図は本発明のレーザガス置換量制御方式によるガス
置換量の経時的変化を示したグラフである。図において
、横軸は時間、縦軸はガス置換量を示す。ｔｏ、ｔ５及
びｔｏは時刻であり、第３図に示した同じ記号の時刻に
対応している。 時刻ｔｏで装置を起動した後、時刻ｔ５までは送風系内
の圧力を制御する為に、圧力の変化時においてパルス的
に流量が変化する。 時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は出力補正を行っている期間
である。この期間は起動後に初めてビームを出力する時
期であり、送風系内のレーザガスに若干量の大気あるい
は送風系内部から放出された水蒸気等が混入している可
能性があるため、排気弁の開度を調整して置換量Ｑｌで
急速に置換を行う。Ｑｌの値は通常５４２／ｍｉｎ程度
に設定される。 時刻ｔ６で出力補正が終了した後は、置換量を０２に減
少し、以後の運転期間はこの値を一定に保つ。時刻ｔ５
から時刻ｔ６の間で停止時に混入した不要な成分は殆ど
排出されているので、Ｑｌの値は運転中の放電によって
劣化したレーザガスを入れ換えられる最小限の量で良く
、実際にはＱｌの十分の１以下に設定できる。Ｑ２の値
は通常０、 ５４ｉ！／ｍｉｎ程度に設定される。した
がって、運転期間全体のレーザガスの消費量は、従来よ
りも置換量がＱ２に制限された分だけ低減される。 なお、上記した置換量の値あるいはレーザガス圧力の具
体的な値等については、ガスレーザ装置の種類や運転条
件等に応じて変更して適用することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では、ガスレーザ装置の起動
直後の出力補正期間を除いてはレーザガスの置換量を従
来よりも減少させたので、レーザガスの消費量が低減さ
れ、経済性が向上する。 また、出力補正期間中・には充分な量の置換が行われる
ので、起動直後においてもレーザ出力の制御特性が悪化
せず、補正が正確に行える。
ためのガス制御系のブロック図、第２図は送風系内のガ
ス圧力の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザガス置換量制御方式
によるガス置換量の経時的変化を示したグラフである。 １・−・−・−一−−−−−−ガス供給装置３−・−・
−・−供給弁 ５、−・−−一−−−・・・−送風系 ６・−・・−−−−−−・・・−排気弁７−−−−−−
−・−・−排気ポンプ ９・−−−−−−−−−−・−・数値制御装置Ｑｌ、 ｔ５・−・−・−・・・−−−−一出力補正開始時刻Ｌ
６−・−・−・−・・−出力補正終了時刻Ｑ２−・−・
−・−・・ガス置換量 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第２図 手続補正書（自発） 特許庁長官 吉 １）文 毅 殿 １、事件の表示 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 昭和６３年特許願第２５３２２９号 レーザガス置換量制御方式 ％式％ 置換量制御方式。 １、発明の名称 レーザガス置換量制御方式 ２、特許請求の範囲 （１）放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換量
を制御するレーザガス置換量制御方式において、 起動直後の一定期間に所定の置換量で前記レーザガスを
置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換量制御方式。 （２）前記一定期間は、外部にビームを出力する前に行
う出力補正期間であることを特徴とするレーザガス置換
量制御方式。 （３）前記レーザガスの置換量制御は一つの配管系にお
いてソフトウェアによるシーケンシャルな動作として行
われることを特徴とするレーザガス３、発明の詳細な説
明 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換
量を制御するレーザガス置換量制御方式に関し、特にレ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式に関する。 〔従来の技術〕 放電励起型のガスレーザ装置では、装置の停止時に送風
系内に若干量の大気が混入するため、起動後はレーザガ
スを所定以上の量で新鮮ガスに置換する作業が必要であ
り、これが正常に行われないとレーザ出力の制御特性が
悪化する。具体的には、例えばステップの指令値に対し
て実際のレーザ出力の立ち上がりが遅くなる。 したがって、起動時より運転終了時まで、この所定蛍を
一定に保ってレーザガスの置換が行われている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、一定期間運転を継続すると停止中に混入した不
要な成分は殆ど外部に排出され、起動直後に必要とした
量の置換を行わなくてもレーザ出力の制御特性に支障は
ない。したがって、置換量を起動時から運転終了時まで
一定に保つことは無駄である。 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザガスの消費量を低減させたレーザガス置換量制御方
式を提供することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明では上記課題を解決するために、放電励起型ガス
レーザ装置のレーザガスの置換量を制御するレーザガス
置換量制御方式において、起動直後の一定期間に所定の
置換量で前記レーザガスを置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換■制ｉ＾１１方式提供される。 〔作用〕 起動直後の一定期間は、停止中に混入した不要な成分を
除去するために大量の置換量で急速に置換を行い、これ
以降の運転期間では放電によって劣化したレーザガスの
入れ換えのみに必要な最小限の量に置換量を制限する。 この置換量は起動直後の一定期間に必要とする置換量の
十分の１以下とすることができるので、レーザガスの消
費が低減される。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明を実施するためのガスレーザ装置におけ
るガス制御系のブロック図である。図において、１はガ
ス供給装置であり、１〜２ｋｇｆ／ｃｄの圧力のガスボ
ンベ等が使用される。２はガスクリーニング用の２μｍ
の１次フィルタである。 ３は供給弁である。４はガスクリーニング用の０゜５μ
ｍの２次フィルタであり、ガス配管及びガス流量弁３を
通過したときに流入する塵埃等を除去する。 ５は送風系であり、放電管５１、送風機５２、冷却器５
３ａ及び５３ｂより構成されている。冷却器５３ａは放
電管５１でレーザ発振を行って高温となったレーザガス
を冷却するための冷却器であり、冷却器５３ｂは送風機
５２による圧縮熱を除去するための冷却器である。送風
機５２はルーツブロワ又はターボプロγ等が使用され、
放電管５１内のレーザガスを冷却器５３ａ及び５３ｂを
通して循環させる。 ６は排気流量を調整する排気であり、後述する数値制御
装置によって制御される。７はレーザガスを排気するた
めの排気ポンプであり、起動時に送風系５内のレーザガ
スを真空排気し、また大気の混入や放電によって劣化す
るレーザガスを常時排気置換する。８は送風系５内のレ
ーザガス圧力を検出する圧力センサである。 ９は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、排気６を指令値に
基づいて調整し、レーザガスの絶対流量を制御する。ま
た、同時に圧力センサ８からのフィードバック信号を受
けて、供給弁３を調整して送風系５内のレーザガス圧力
を指令圧力に制御する。レーザガスの置換は供給弁３と
排気弁６の両方が適当な開度に調整されて行われている
。 次に、上記したガス制御系の動作シーケンスについて第
２図に基づき説明する。第２図は第１図のガス制御系に
おける送風系５内のレーザガス圧力の経時的変化を示し
たグラフである。図において、横軸は時間、縦軸はレー
ザガス圧力を示す。 ｔｏはガスレーザ装置の起動時の時刻であり、これより
排気ポンプを起動し、供給弁を閉じ、排気弁を開いて送
風系内部のレーザガスをガス圧力ＰＩ（約１０Ｔｏｒｒ
）の値まで真空排気する。 時刻ｔｌで真空排気が完了すると、次にガス圧力をＰ２
（約３０Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させ、時刻ｔ２で放電管
に高周波電源より２ Ｍ Ｈｚの高周波電圧を印加して
放電を開始させる。 放電状態となった後、時刻ｔ３より時刻ｔ４にかけてガ
ス圧力をＰ３（約４５Ｔｏ ｒ ｒ）に上昇させる。 時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけては、実際に外部にビーム
を出力する前の予備段階として、出力補正を行う。この
出力補正の内容については後述する。 出力補正が終了するとレーザ出力が零になるように高周
波電流を低下し、ベース放電状態で待機する。 ここで、出力補正について簡単に説明する。ガスレーザ
装置では、経年的に各ミラーの間隔及び角度の変化、ミ
ラーの汚染、高周波電源の性能の変化等が発生するため
、最初に設定した指令値と実際の出力との関係に誤差が
生じる。これを解決するために、ここでは特願昭６２−
１０７８２３号による出力補正方式を使用している。 この出力補正方式は、実際の加工を行う前に予備的に所
定の指令値でビームを出力してこれをモニターし、この
データに基づいてガスレーザ装置に結合された数値制御
装置が指令値と実際の出力とを対比させたテーブルを作
成し、レーザ出力を自動的に補正する方式である。これ
によって、経年変化等が生じてもその都度指令値を変化
させる必要がない。通常、出力補正は数分以内に完了す
る。 第３図は本発明のレーザガス置換量制御方式によるガス
置換量の経時的変化を示したグラフである。図において
、横軸は時間、縦軸はガス置換量を示す。ｔｏ、ｔ５及
びｔｏは時刻であり、第３図に示した同じ記号の時刻に
対応している。 時刻ｔｏで装置を起動した後、時刻ｔ５までは送風系内
の圧力を制御する為に、圧力の変化時においてパルス的
に流量が変化する。 時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は出力補正を行っている期間
である。この期間は起動後に初めてビームを出力する時
期であり、送風系内のレーザガスに若干量の大気あるい
は送風系内部から放出された水蒸気等が混入している可
能性があるため、排気弁の開度を調整して置換量Ｑｌで
急速に置換を行う。Ｑｌの値は通常５４２／ｍｉｎ程度
に設定される。 時刻ｔ６で出力補正が終了した後は、置換量を０２に減
少し、以後の運転期間はこの値を一定に保つ。時刻ｔ５
から時刻ｔ６の間で停止時に混入した不要な成分は殆ど
排出されているので、Ｑｌの値は運転中の放電によって
劣化したレーザガスを入れ換えられる最小限の量で良く
、実際にはＱｌの十分の１以下に設定できる。Ｑ２の値
は通常０、 ５４ｉ！／ｍｉｎ程度に設定される。した
がって、運転期間全体のレーザガスの消費量は、従来よ
りも置換量がＱ２に制限された分だけ低減される。 なお、上記した置換量の値あるいはレーザガス圧力の具
体的な値等については、ガスレーザ装置の種類や運転条
件等に応じて変更して適用することができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明では、ガスレーザ装置の起動
直後の出力補正期間を除いてはレーザガスの置換量を従
来よりも減少させたので、レーザガスの消費量が低減さ
れ、経済性が向上する。 また、出力補正期間中・には充分な量の置換が行われる
ので、起動直後においてもレーザ出力の制御特性が悪化
せず、補正が正確に行える。
第１図は本発明のレーザガス置換量制御方式を実施する
だめのガス制御系のブロック図、第２図は送風系内のガ
ス圧力の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザガス置換量制御方式
によるガス置換量の経時的変化を示したグラフである。 ｌ ・ ガス供給装置 ３ 供給弁 Ｑｌ、 ５ ・・・・・・・送風系 ６ ・°・・ 排気 ７・・・・・・・−・・ 排気ポンプ ９ ・・・・ 数値制御装置 ｔ５・・−・−・・・出力補正開始時刻ｔ６ ・・・−
・−・・ ・出力補正終了時刻Ｑ２ ・・−・・・−・
・・・−ガス置換量特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第３図
だめのガス制御系のブロック図、第２図は送風系内のガ
ス圧力の経時的変化を示したグラフ、 第３図は本発明の一実施例のレーザガス置換量制御方式
によるガス置換量の経時的変化を示したグラフである。 ｌ ・ ガス供給装置 ３ 供給弁 Ｑｌ、 ５ ・・・・・・・送風系 ６ ・°・・ 排気 ７・・・・・・・−・・ 排気ポンプ ９ ・・・・ 数値制御装置 ｔ５・・−・−・・・出力補正開始時刻ｔ６ ・・・−
・−・・ ・出力補正終了時刻Ｑ２ ・・−・・・−・
・・・−ガス置換量特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 第３図
Claims (3)
- （１） 放電励起型ガスレーザ装置のレーザガスの置換
量を制御するレーザガス置換量制御方式において、 起動直後の一定期間に所定の置換量で前記レーザガスを
置換し、 前記一定期間以降の運転期間では前記所定の置換量より
も少ない置換量で前記レーザガスを置換することを特徴
とするレーザガス置換量制御方式。 - （２） 前記一定期間は、外部にビームを出力する前に
行う出力補正期間であることを特徴とするレーザガス置
換量制御方式。 - （３） 前記レーザガスの置換量制御は一つの配管系に
おいてソフトウェアによるシーケンシャルな動作として
行われることを特徴とするレーザガス置換量制御方式。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP63253229A JP2706485B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | レーザガス置換量制御方法 |
| PCT/JP1989/000999 WO1990004273A1 (en) | 1988-10-07 | 1989-09-29 | System for controlling the amount of substituting laser gas |
| US07/476,432 US5088101A (en) | 1988-10-07 | 1989-09-29 | Laser gas displacement amount control method |
| EP89910923A EP0394473B1 (en) | 1988-10-07 | 1989-09-29 | System for controlling the amount of substituting laser gas |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2706485B2 JP2706485B2 (ja) | 1998-01-28 |
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| JP2593156B2 (ja) * | 1987-07-07 | 1997-03-26 | ファナック株式会社 | ガスレーザ装置 |
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- 1988-10-07 JP JP63253229A patent/JP2706485B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-29 US US07/476,432 patent/US5088101A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-29 WO PCT/JP1989/000999 patent/WO1990004273A1/ja active IP Right Grant
- 1989-09-29 EP EP89910923A patent/EP0394473B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-29 DE DE89910923T patent/DE68912766T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JP2008244077A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Fanuc Ltd | ガスレーザ装置及びガスレーザ装置の起動方法 |
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| US8576891B2 (en) | 2010-10-19 | 2013-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Gas laser oscillator and gas exchange method for gas laser oscillator |
Also Published As
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| EP0394473B1 (en) | 1994-01-26 |
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