JPH03218083A - レーザ装置の送風機制御装置 - Google Patents

レーザ装置の送風機制御装置

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JPH03218083A
JPH03218083A JP1301290A JP1301290A JPH03218083A JP H03218083 A JPH03218083 A JP H03218083A JP 1301290 A JP1301290 A JP 1301290A JP 1301290 A JP1301290 A JP 1301290A JP H03218083 A JPH03218083 A JP H03218083A
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rotational speed
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信明 家久
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舟久保 勤
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    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
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    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速回転する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レーザ装置の送風機制御方法に関
し、特に、送風機の運転開始時および運転停止時のシー
ケンス制御方法に特徴を有するガスレーザ装置に関する
〔従来の技術〕
C02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
ガスを絶えずターボブロア等の高速回転する送風機で冷
却器を通して装置内を循環させている。
また、この送風機は通常10.000回転以上の高速回
転を必要とする為に高周波モータを使用し、駆動回路と
して高周波インバータを使用している。
従って、このターボブロアを停止状態から稼働回転数ま
で短時間に駆動させると、高周波インバータがモータか
らのパワーバックによる回生エネルギによりトリップし
てしまう為に、通常60〜90secを加速時間として
いる。
しかしながら、この十分な加速時間を設けていても、運
転開始状態においてターボブロアが回転状態にあれば、
運転開始時に回生制動運転になり回生エネルギの一部が
インバータ側に逆流され、高周波インバータがトリップ
してしまう。
したがって、従来はターボブロアの運転が完全に停止状
態にあるときに限りターボブロアの運転を開始する制御
命令を高周波インバータに指令できるようにしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、ターボブロアは高速回転時においても機械的に
非常に損失の少ない機構系を有するものであるために、
ターボブロアの回転はなんらかの機械的、電気的な制動
をかけない限り完全な停止状態は得すらい。一般に、制
動機構のない状態では稼働回転数から完全に停止するま
でに180〜240secも要する。従って、再度ター
ボブロアを運転開始しようとすると、上記した時間を要
してしまうという欠点を有していた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、タ
ーボブロアの回転数が高周波インバータのトリップ限界
値より低い場合にのみ、ターボブロアの運転を開始でき
るようにしたレーザ装置の送風機制御方法をを提供する
ことを目的とする。
また、本発明の他の目的は、ターボブロアの運転停止時
に、高周波インバータのトリップ限界値より低い回転数
にまで、回転数が低下するまで強制的に電気的な制動運
転を行うようにしたレーザ装置の送風機制御方法を提供
することである。
〔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、高速回転する送
風機及び冷却機によってレーザガスを閉ループで強制循
環して冷却させるレーザ装置の送風機制御方法において
、前記送風機の回転数を検出し、前記送風機の運転開始
時において、前記送風機の回転数が所定の回転数以下か
どうかを判別し、前記送風機の回転数が前記所定の回転
数以下の場合に限り、運転開始動作を行うことを特徴と
するレーザ装置の送風機制御方法が、提供される。
また、高速回転ずる送風機及び冷却機によってレーザガ
スを閉ループで強制循環して冷却させるレーザ装置の送
風機制御方法において、前記送風機の運転停止時に、前
記送風機が所定の回転数に減速するまで、前記送風機の
駆動回路により制動運転を行い、前記送風機の回転数が
前記所定回転数に減速するまで前記駆動回路の制動運転
を、レーザ装置を操作するオペレータからは停止出来な
いようにしたことを特徴とするレーザ装置の送風機制御
方法が、提供される。
〔作用〕
レーザ装置の運転開始時に、送風機の回転数を検出し、
その回転数が所定の値以下の場合に回転動作を行うよう
にする。これによって、送風機を駆動するインバータへ
の回生エネルギーによるトリップを防止する。
また、レーザ装置の運転停止時に、送風機が停止動作に
入り、送風機が制動運転されているときは、回転数が所
定の回転数まで低下するまで、制動運転を途中で中断さ
せることなく、制動運転を続行させる。これによって、
確実に送風機の回転数を短時間で低下させる。従って、
再開時の送風機の起動時間も短縮される。
〔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3図は本発明を実施するためのNCレーザ装置の構成
を示したブロック図である。図において、プロセッサ1
は図示されていないROMに格納された制御プログラム
に基づいて、メモリlOに格納された加工プログラムを
読みだし、NCレーザ装置全体の動作を制御する。出力
制御回路2は内部にD/Aコンバータを内蔵しており、
プロセッサ1から出力された出力指令値を電流指令値に
変換して出力する。励起用電源3は商用電源を整流した
後、スイッチング動作を行って高周波の電圧を発生し、
電流指令値に応じた高周波電流を放電管4に供給する。
放電管4の内部にはレーザガス19が循環しており、レ
ーザ用電源3から高周波電圧が印加されると放電を生じ
てレーザガスl9が励起される。
リア鏡5は反射率99.5%のゲルマニウム(Ge)製
の鏡、出力鏡6は反射率65%のジンクセレン(ZnS
e)製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される10
.6μmの光を増幅して一部を出力鏡6からレーザ光7
として外部に出力する。
出力されたレーザ光7は、後述するシャッタ23aが開
いている時には、ペンダミラー8で方向を変え、集光レ
ンズ9によって0.2mm以下のスポットに集光されて
ワーク17の表面に照射される。
メモIJ 1 0は加エブログラ1% 、各種のパラメ
ータ等を格納する不揮発性メモリであり、バッテリバッ
クアップされたCMOSが使用される。なお、この他に
システムプログラムを格納するROM,一時的にデータ
を格納するRAMがあるが、本図ではこれらを省略して
ある。
位置制御回路11はプロセッサ10指令によってサーボ
アンブ12を介してサーボモータ13を回転制御し、ボ
ールスクリュー14及びナット15によってテーブルl
6の移動を制御し、ワーク17の位置を制御する。図で
は1軸のみを表示してあるが、実際には複数の制御軸が
ある。表示装置l8にはCRT或いは液晶表示装置等が
使用される。
送風機としてはターボブロワ20が使用され、ターボブ
ロワ20は高周波インバータ26によって、100.0
0Orpmで回転する。また、ターボブロア27には回
転数を検出するタコジェネレータ27が結合されている
。タコジェネレータ27はターボブロワ20の回転数を
検出し、夕一ボブロワ20の回転始動、あるいは制動運
転のために使用されるが、その詳細は後述する。
また、回転数の検出にはタコジェネレータ27に代えて
、エンコーダあるいはレゾルバを使用することもできる
さらに、回転数の検出にはターボブロワ20の吸入側お
よび吐出側の圧力差を検出することによりガスの流速を
測定し、間接的にターボブロワ20の回転数を検出する
ようにすることもできる。
ターボブロワ20はレーザガス19を冷却器21a及び
2lbを通して循環する。冷却器21aはレーザ発振を
行って高温となったレーザガス19を冷却するための冷
却器であり、冷却器2lbは送風器20による圧縮熱を
除去するための冷却器である。
シャッタ制御回路22はプロセッサ1の指令に基づいて
シャッタ23aを開閉する。シャッタ23aは表面に金
メッキが施された銅板またはアルミ板で構成されており
、閉時には出力鏡6から出力されたレーザ光7を反射し
てビームアブソーバ23bに吸収させる。シャッタ23
aを開くとレーザ光7がワーク17に照射される。
パワーセンサ24は熱電あるいは光電変換素子等で構成
され、リア鏡5から一部透過して出力されたレーザ光を
入力してレーザ光7の出力パワーを測定する。A/D変
換器25はパワーセンサ24の出力をディジタル値に変
換してプロセッサ1に人力する。
第1図は本発明のレーザ装置の送風機制御方法のフロー
チャートである。図において、Sに続く数値はステップ
番号を示す。
〔S1〕真空ボンブ(第1図では省略している。
)によって、放電管4内の圧力を下げる。
〔S2〕放電管4内の圧力が10Torr以下になった
か調べ、なればS3へ進む。
〔S3〕ターボブロワ20の回転数が500Orpm以
下か調べ、以下ならS4へ進む。ここで、5 0 0 
0 r pmとはインバータ26が回生電力によって、
トリップしない回転数である。
〔S4〕ターボブロワ20の回転数Nが5000rpm
以下であるので、加速回転指令をインバータ26に出力
し、ターボブロワ20の回転数を上げる。
もし、ターボブロワ20の回転数が500Orpm以上
である場合に、運転開始命令がされた時には、運転開始
命令を一時的に記憶し、回転数が500Orpmになっ
たときに、運転開始命令を実行するようにする。
〔S5〕ターボブロワ20の回転数Nが定格回転数であ
る100.00Orpmに達したか、しらべ、達したら
S6へ進む。
〔S6〕ターボブロワ20の回転数が定格回転数に達し
たので、放電管4内の圧力を一定するための圧力制御を
關始する。
このようにして、ターボブロワ20の回転数が500O
rpm以下かどうかを調べて、ターボブロワの運転を開
始するので、回生エネルギによるトリップを防止できる
第2図は本発明のレーザ装置の運転を停止する場合のフ
ローチャートである。
[S11)真空ボンブの運転を停止する。
〔S12〕ターボブロワ20の停止命令を高周波インバ
ータ26に出力する。ターボブロワ20は高周波インバ
ータ26によって、制動運転されて、回転数を落とす。
〔S13〕ターボブロワ20の回転数Nは500Qrp
m以下になったか調べ、なっていればSl4へ進む。
[314]ターボブロワ20の回転数が500orpm
以下になっているので、制動運転を停止できる状態とす
る。すなわち、高周波インバータ26の動作を停止した
り、電源をオフすることが可能とする。ターボブロワ2
0の回転数が500orpm以上のときは、インバータ
26の制動運転を停止したり、あるいは電源をオフでき
ないようにインターロックをとる。
[S15]制動運転を停止する。これは、高周波インバ
ータ26の運転を停止したり、あるいは電源をオフにす
ることによって行う。
このように、ターボブロワ20の停止時に、回転数が5
 0 0 0 r pmより、低くなるまでは制動運転
を強制的に行うようにしたので、短時間で回転数を低速
まで低下させることができる。また、ターボブロワ20
を再起動する場合も5000rpm以下に回転数が低下
していれば、インバータ26のトリップ等の現象を生じ
ることなく再起動ができる。
なお、上記の定格回転数あるいは所定の回転数は単なる
例であり、これらの数値は実際のレーザ装置に合わせて
決定することは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、送風機であるターボブ
ロアの運転開始時にターボブロアの回転数を検出し、運
転可能な回転数以下であるときに限り運転を開始するよ
うにしたので、運転開始時におけるターボブロアの駆動
回路ののトリップ現象を防止できる。
また、ターボブロアの運転を停止する場合には、ターボ
ブロアが規定の回転数に到達するまで、自動的に送風機
の駆動回路により制動運転を行うと同時に、送風機の回
転数が所定の回転数に減速しない限り送風機の駆動電源
の制動運転を、レーザ装置を操作するオペレータからは
停止出来ないようにしたので、短時間で確実に送風機の
回転数を低下させることができ、運転開始時におけるタ
ーボブロアの駆動回路のトリップ現象を防止でき、待ち
時間を大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のレーザ装置の送風機制御方法のフロー
チャート、 第2図は本発明のレーザ装置の運転を停止する場合のフ
ローチャート、 第3図は本発明を実施するためのNCレーザ装置の構成
を示したブロック図である。 1    プロセッサ 4    放電管 10   ゜ メモリ 20 26 27 ターボブロワ 高周波インバータ タコジェネレータ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高速回転する送風機及び冷却機によってレーザガ
    スを閉ループで強制循環して冷却させるレーザ装置の送
    風機制御方法において、 前記送風機の回転数を検出し、 前記送風機の運転開始時において、前記送風機の回転数
    が所定の回転数以下かどうかを判別し、前記送風機の回
    転数が前記所定の回転数以下の場合に限り、運転開始動
    作を行うことを特徴とするレーザ装置の送風機制御方法
  2. (2)前記送風機の回転数が前記所定の回転数以上であ
    る場合に、前記送風機への運転開始命令がされた時には
    、前記運転開始命令を一時的に記憶し、前記送風機の回
    転数が前記所定の回転数以下になったときに、運転開始
    命令を実行するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載のレーザ装置の送風機制御方法。
  3. (3)高速回転する送風機及び冷却機によってレーザガ
    スを閉ループで強制循環して冷却させるレーザ装置の送
    風機制御方法において、 前記送風機の運転停止時に、前記送風機が所定の回転数
    に減速するまで、前記送風機の駆動回路により制動運転
    を行い、 前記送風機の回転数が前記所定回転数に減速するまで前
    記駆動回路の制動運転を、レーザ装置を操作するオペレ
    ータからは停止出来ないようにしたことを特徴とするレ
    ーザ装置の送風機制御方法。
  4. (4)前記送風機の回転数と前記所定の回転数との比較
    演算および前記送風機への運転指令は前記レーザ装置を
    制御する数値制御装置が行うようにしたことを特徴とす
    る請求項1又は請求項3記載のレーザ装置の送風機制御
    方法。
  5. (5)前記送風機の回転数の検出は、前記送風機に設け
    られたタコジェネレータによって検出することを特徴と
    する請求項1又は請求項3記載のレーザ装置の送風機制
    御方法。
  6. (6)前記送風機の回転数の検出は、前記送風機に設け
    られたエンコーダによって検出することを特徴とする請
    求項1又は請求項3記載のレーザ装置の送風機制御方法
  7. (7)前記送風機の回転数の検出は、前記送風機に設け
    られたレゾルバによって検出することを特徴とする請求
    項1又は請求項3記載のレーザ装置の送風機制御方法。
  8. (8)前記送風機の回転数の検出は、送風機の吸入側お
    よび吐出側の圧力差を検出することによりガスの流速を
    測定し、間接的に前記送風機の回転数を検出することを
    特徴とする請求項1又は請求項3記載のレーザ装置の送
    風機制御方法。
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