JPH06112558A

JPH06112558A - パルスレーザの電源装置

Info

Publication number: JPH06112558A
Application number: JP25818592A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Aoki; 茂徳青木; Yasuo Tanaka; 康雄田中; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ出力一定制御を行うパルスレーザの電源
装置において、応答性のよい制御を行いフラッシュラン
プの種類と破損を判定できる構成を提供する。【構成】入力部２０よりインピーダンス測定指令が入力
され、ＣＰＵ２３が電圧設定部１７及びタイミング回路
１６を動作させレーザ発振を行い、電圧検出部１８及び
ピーク電流検出部１９で出力電圧値Ｖ。・ピーク電流値
Ｉpを測定しインピーダンス特性を算出してランプの種
類を判定し表示部１５に表示する。次に加工開始指令が
入力され使用ランプの登録加工条件への適合性を判定し
異特性同種ランプならピーク電流が登録値に一致するよ
うに加工条件を修正する演算を行って加工開始する。ま
た加工開始後は、ランプ破損等によりピーク電流に異常
が認められるとタイミング回路１６及び電圧設定部１７
の動作を中止し加工が中断され、表示部１５に警告を表
示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルス状のレーザ光を
発信するパルスレーザ発振器に係わり、特にレーザ出力
を一定に制御するパルスレーザの電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＹＡＧレーザ等の個体レーザは、レーザ
発振を起こすＹＡＧロッド等の発振素子と、そのロッド
に光を照射して励起エネルギを与えるフラッシュランプ
とで構成される。このような個体レーザでパルス状のレ
ーザ光を得ようとする場合は、フラッシュランプをパル
ス状に発光させることによりレーザ出力を調整する。

【０００３】一般に、フラッシュランプは、同じ種類の
ランプでもその内部に注入するガスの圧力・成分比等に
より個々のインピーダンスに差異が生じ、同じ印加電圧
でも流れる電流値が異なる結果となり、ひいてはランプ
交換を行う毎に出力電力が変化する事態となる。したが
って、例えばインラインの流れ作業中において鉄板に穴
開け作業を行っている途中でランプ破損によりフラッシ
ュランプを交換した際、発振器の設定条件を同じにして
おいても出力電力が変化してしまうので、レーザ出力が
変化し同じ条件の穴を開けることができなくなる。ゆえ
に、同じ穴が開くように発振条件を再設定する必要が生
じる。

【０００４】また、フラッシュランプのインピーダンス
は印加電圧によって変化する性質があり、高電圧を印加
すればするほどインピーダンスは低くなり電流が流れや
すくなる。したがって、インピーダンス特性を求めず単
に印加電圧だけを変化させてレーザ出力を調整しようと
する場合には精度のよい複雑な制御が必要となる。

【０００５】このフラッシュランプの制御について、以
下の公知技術が存在する。レーザ制御装置（特開昭６３−１５３８７５）この公知技術は、フラッシュランプへの供給電力とあら
かじめ決められた電力制限値とを比較し、供給電力が電
力制限値を超えないように供給電圧を制御するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術には以下の問題点が存在する。すなわち、電力制
限値に対する供給電圧の制御方法がフィードバック制御
であるので、時間分解能を小さくすれば精度は向上する
が演算時間が長くなり制御における応答性が悪くなる。
これを避け応答性を良くするために時間分解能を大きく
すればハンチングが起きてしまう。

【０００７】また、加工精度を向上させる方法として、
加工に応じてランプの種類を代えることがしばしば行わ
れるが、このとき外見からだけではどの種類のランプか
判定しにくく、実際に発振させてみてその出力電力等か
らランプの種類を判定せざるを得ない場合が多い。この
不便を解消する方策について特に考慮されていない。

【０００８】さらに、フラッシュランプは、発光時間・
印加電圧などによって耐久時間に長短はあるが一定の寿
命がくると破損する消耗品であり、破損した場合にはそ
の都度交換する必要がある。フラッシュランプが破損す
ればインピーダンスは無限大となり、印加電圧をいくら
増大しても当然電流は流れず通常の制御は不可能となる
が、この破損が発生した場合について考慮されていな
い。

【０００９】本発明の第１の目的は、レーザ出力を一定
に保つ制御を行うパルスレーザの電源装置において、応
答性のよい制御を行う構成を提供することである。

【００１０】本発明の第２の目的は、レーザ出力を一定
に保つ制御を行うパルスレーザの電源装置において、フ
ラッシュランプの種類を判定することができる構成を提
供することである。

【００１１】本発明の第３の目的は、レーザ出力を一定
に保つ制御を行うパルスレーザの電源装置において、フ
ラッシュランプが破損したことを判定することができる
構成を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明は、フラッシュランプを発光させてレ
ーザ媒体に照射しパルス状のレーザ光を出力するレーザ
発振器に対して電力を供給するパルスレーザの電源装置
において、前記フラッシュランプに印加される電圧を検
出する電圧検出手段と、該フラッシュランプに流れるピ
ーク電流を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段
により検出された電圧値と前記電流検出手段により検出
されたピーク電流値とを用いて前記フラッシュランプの
インピーダンス特性を求める演算手段と、前記インピー
ダンス特性に基づき前記フラッシュランプのピーク電流
を一定にする予測制御を行う制御手段とを有する。

【００１３】好ましくは、前記パルスレーザの電源装置
において、前記演算手段により求めた前記フラッシュラ
ンプのインピーダンス特性を記憶し保持しておく第１の
記憶手段を有する。

【００１４】また好ましくは、前記パルスレーザの電源
装置において、加工条件として、前記フラッシュランプ
への印加電圧、パルス幅、周波数、及び該印加電圧にお
けるピーク電流を記憶し保持しておく第２の記憶手段を
有する。

【００１５】さらに好ましくは、前記パルスレーザの電
源装置において、前記制御手段は前記インピーダンス特
性によりあらかじめ記憶されたフラッシュランプのピー
ク電流値に対応する印加電圧を求めその印加電圧を加工
条件に設定する。

【００１６】また上記第１及び第２の目的を達成するた
めに、好ましくは、前記パルスレーザの電源装置におい
て、前記インピーダンス特性により前記フラッシュラン
プの種類を判定するランプ判定手段を設ける。

【００１７】さらに上記第１及び第３の目的を達成する
ために、好ましくは、前記パルスレーザの電源装置にお
いて、前記電流検出手段によって検出されたピーク電流
値より該フラッシュランプの破損を判定する破損判定手
段を設ける。

【００１８】また上記第２の目的を達成するために、本
発明は、フラッシュランプを発光させてレーザ媒体に照
射しパルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器に対し
て電力を供給するパルスレーザの電源装置において、前
記フラッシュランプに印加される電圧を検出する電圧検
出手段と、該フラッシュランプに流れるピーク電流を検
出する電流検出手段と、前記電圧検出手段により検出さ
れた電圧値と前記電流検出手段により検出されたピーク
電流値とを用いて該フラッシュランプのインピーダンス
特性を求める演算手段と、前記インピーダンス特性によ
り前記フラッシュランプの種類を判定するランプ判定手
段とを有する。

【００１９】好ましくは、前記ランプ判定手段は、該フ
ラッシュランプの前記印加電圧と前記ピーク電流との数
学的関係式における係数とあらかじめ記憶されたフラッ
シュランプの前記係数とを比較する手段であるか、若し
くは、該フラッシュランプの前記印加電圧と前記ピーク
電流とから求めたインピーダンス値と、あらかじめ記憶
されたフラッシュランプのインピーダンス値とを比較す
る手段であってもよい。

【００２０】また好ましくは、前記ランプ判定手段は、
該フラッシュランプのインピーダンス特性を表す少なく
とも１つの数値とあらかじめ記憶されたフラッシュラン
プの該少なくとも１つの数値とをそれぞれ比較し、か
つ、それらの差と所定の設定値との大小で異同を判定す
る。

【００２１】さらに好ましくは、前記パルスレーザの電
源装置において、前記ランプ判定手段により判定した該
フラッシュランプの種類を表示する第１の表示手段を有
する。

【００２２】また好ましくは、前記パルスレーザの電源
装置において、前記ランプ判定手段により判定した該フ
ラッシュランプの種類を記憶し保持しておく。

【００２３】上記第３の目的を達成するために、本発明
は、フラッシュランプを発光させてレーザ媒体に照射し
パルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器に対して電
力を供給するパルスレーザの電源装置において、前記フ
ラッシュランプに印加される電圧を検出する電圧検出手
段と、該フラッシュランプに流れるピーク電流を検出す
る電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出され
たピーク電流値より該フラッシュランプの破損を判定す
る破損判定手段とを有する。

【００２４】好ましくは、前記パルスレーザの電源装置
において、前記破損判定手段により前記フラッシュラン
プの破損が検出された場合、前記レーザ発振器の動作を
停止し加工を中断させる停止手段を有する。

【００２５】また好ましくは、前記破損判定手段は、前
記電流検出手段で前記フラッシュランプに異常電流が流
れたことが検出されたときに該フラッシュランプの破損
を判定する手段であるか、若しくは、前記電流検出手段
でピーク電流が検出されなかったときに前記フラッシュ
ランプの破損を判定する手段であってもよい。

【００２６】さらに上記第１〜第３の目的を達成するた
めに、好ましくは、前記パルスレーザの電源装置におい
て、前記フラッシュランプの交換を指示する警告表示を
行う第２の表示手段を有する。

【００２７】

【作用】以上のように構成した本発明においては、電圧
検出手段で検出された電圧値と電流検出手段で検出され
たピーク電流値とを使用し演算手段によってフラッシュ
ランプのインピーダンス特性を求め、そのインピーダン
ス特性に基づき制御手段によってフラッシュランプのピ
ーク電流を一定にする予測制御を行うことにより、常に
良好な応答性を得、例えばフィードバック制御を採用し
た場合には必然となる時間分解能の大小の問題を考慮す
る必要がない。

【００２８】また、第１の記憶手段によって前記インピ
ーダンス特性を記憶し及び第２の記憶手段によって加工
条件としてのフラッシュランプへの印加電圧、パルス
幅、周波数、及び該印加電圧におけるピーク電流を記憶
し保持しておくことにより、過去のフラッシュランプの
インピーダンス特性及び過去の加工条件との比較を行
う。さらに、使用するフラッシュランプのインピーダン
ス特性に基づき、前記制御手段によってあらかじめ記憶
されたフラッシュランプのピーク電流値に対応する印加
電圧を求めその印加電圧を加工条件に設定して予測制御
を行うことにより、インピーダンス特性の異なるフラッ
シュランプに交換し使用する場合にも等しいピーク電流
を維持しレーザ出力を一定にする。また、インピーダン
ス特性に基づきランプ判定手段によってフラッシュラン
プの種類を判定することにより、加工条件に合わないフ
ラッシュランプの使用を回避する。さらにピーク電流値
に基づき破損判定手段によってフラッシュランプの破損
を判定することにより、ランプ交換の必要性を即座に判
定する。

【００２９】また本発明においては、演算手段で求めた
インピーダンス特性に基づいて、ランプ判定手段によっ
てフラッシュランプの種類を判定することにより、加工
条件に合わないフラッシュランプの使用を回避する。

【００３０】この種類の判定方法の例としては、フラッ
シュランプへの印加電圧とピーク電流との数学的関係式
における係数を比較する方法や、前記印加電圧と前記ピ
ーク電流とから求めたインピーダンス値を直接比較する
方法がある。その場合さらに具体的には、これら数値同
士を比較し、その差と所定の設定値との大小で異同を判
定する方法がある。さらに、前記ランプ判定手段で判定
したフラッシュランプの種類を第１の表示手段によって
表示することにより、操作者にフラッシュランプの種類
を確実に知らせ認識させる。また、第３の記憶手段によ
って該フラッシュランプの種類を記憶し保持しておくこ
とにより、過去のフラッシュランプの種類との比較を行
う。

【００３１】さらに本発明においては、電流検出手段で
検出されたピーク電流値に基づき破損判定手段によって
フラッシュランプの破損を判定することにより、ランプ
交換や点検の必要性を即座に判定する。

【００３２】また、前記破損判定手段によりフラッシュ
ランプの破損が検出された場合に停止手段によってレー
ザ発振器の動作を停止し加工を中断させることにより、
加工作業の無用の継続を回避し電源装置全体の異常動作
や故障の発生を防止するとともに、加工停止と同時にす
ぐフラッシュランプの故障であることが判明する。

【００３３】さらに、この破損判定手段の判定方法の例
としては、電流検出手段によって検出されたピーク電流
値が異常な値のとき、あるいは全く電流が流れないとき
はランプの破損であると判定する方法がある。

【００３４】また、第２の表示手段によってフラッシュ
ランプの交換を指示する警告を直接表示することによ
り、ランプ交換の必要性を確実に操作者に知らせて認識
させる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５により
説明する。図１は、本実施例のパルスレーザの電源装置
の全体構成図である。図１においてパルスレーザの電源
装置は、商用電源１と、商用電源１からの交流電流を直
流に整流し供給する直流電源２と、レーザ発振器１４
と、直流電源２とレーザ発振器１４との間の各種回路を
構成する充電コンデンサ３、スイッチ回路４、シマー回
路５、及びトリガ回路６と、これら回路における電圧及
び電流の測定を行う電圧検出部１８及びピーク電流検出
部１９と、装置全体の制御を行う制御部３０とから構成
される。

【００３６】レーザ発振器１４は、光励起型の固定レー
ザであり、クリプトンランプもしくはキセノンランプか
らなる励起用のフラッシュランプ７を発光させると、そ
のエネルギによってＹＡＧロッド等のレーザ媒体９がレ
ーザ光を発生する。レーザ光はエンドミラー８と出力ミ
ラー１０との間で共振し、ある強度に達すると出力ミラ
ー１０から外部に出ていく。またビームシャッタ１１は
制御部３０のインターフェイス２４からの信号により開
閉動作を行う。ビームシャッタ１１が閉じ状態の場合は
レーザ光はアブソーバ１２に吸収されレーザ発振器１４
の外部には出力されない。ビームシャッタ１１が開状態
の場合はレーザ光は発振器１４から出力され、穴開け、
切断、溶接といった加工等に用いることができる。また
トリガ電極１３はトリガ回路６によりトリガパルスを印
加されてフラッシュランプ７を点灯する。さらにフラッ
シュランプ７には、安定したレーザ発振を行うためにシ
マー回路５により微弱な電流が流されている。

【００３７】制御部３０は、発振周波数とパルス幅を設
定するタイミング回路１６、直流電源２から出力する直
流電流の電圧を設定する電圧設定部１７、電圧検出部１
８及びピーク電流検出部１９からのアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２５、レーザ発振器１
４のビームシャッタ１１の開閉信号を送信するインター
フェイス２４、あらかじめ演算処理する手順を格納して
おくＲＯＭ２２、データの各種演算処理を行うＣＰＵ２
３、電圧検出部１８及びピーク電流検出部１９において
検出したデータやＣＰＵ２３で演算したデータを一時的
に格納するＲＡＭ２１、レーザ発振器１４を制御するた
めの指令信号やパラメータを入力する入力部２０、及び
パラメータの設定値やランプ種類・ランプ交換指示を表
示する表示部１５から構成される。またＲＡＭ２１は図
示しないバックアップ用の電源を有し、全体の電源を止
めてもデータを保持できる。

【００３８】以上の構成において、商用電源１から例え
ばＡＣ２００Ｖが直流電源２に供給され、直流電源２は
交流を直流に整流し、制御部３０のタイミング回路１６
の信号により電圧設定部１７であらかじめ設定された電
圧の電流を出力する。この出力電流は充電コンデンサ３
に供給される。

【００３９】スイッチ回路４は、あらかじめ発振周波数
とパルス幅が設定されたタイミング回路１６からの信号
にしたがって充電コンデンサ３に蓄えられた電荷をパル
ス状に放電する。このパルス放電によりレーザ発振器１
４のフラッシュランプ７が発光してレーザ光が発生し、
また回路にはランプ電流がパルス状に流れる。この時の
ピーク電流値Ｉpがピーク電流検出部１９で検出され、
その検出信号は制御部３０のＡ／Ｄ変換部２５に送信さ
れる。また、この時スイッチ回路４による充電コンデン
サ３からの放電の出力電圧値Ｖ。は電圧検出部１８で検
出され、同様にその検出信号はＡ／Ｄ変換部２５に送信
される。Ａ／Ｄ変換部２５は、受信したピーク電流値Ｉ
pおよび出力電圧値Ｖ。をデジタル値に変換する。その
デジタル値はＣＰＵ２３の動作に従ってＲＡＭ２１に一
旦保持される。このＣＰＵ２３はＲＯＭ２２にあらかじ
め格納されたソフトウェアの手順に従い動作する。すな
わちＲＯＭ２２には後述するようなソフトウェアが格納
されている。また入力部２０からレーザ発振器の制御に
必要なパラメータが入力され、表示部１５にパラメータ
の設定値や後述する動作によって求められたランプの種
類やランプ交換等の指示が表示される。

【００４０】以下、ＲＯＭ２２に格納されているソフト
ウェアに基づくＣＰＵ２３の動作を、図２、図４、及び
図５に示すフローチャートと図３に示すフラッシュラン
プの特性図とにより説明する。図２はフラッシュランプ
７のインピーダンス特性を求めランプの種類の判定を行
う手順を示すフローチャート、図４は登録加工条件に対
する適合性を確認する手順を示すフローチャート、図５
はランプ異常を判定する手順を示すフローチャートであ
り、それぞれＲＯＭ２２に格納されている。

【００４１】まず最初に、図２に示すフローチャートに
従いＲＡＭ２１に保持されたピーク電流値Ｉp及び出力
電圧値Ｖ。を用いてフラッシュランプ７のインピーダン
ス特性を求めランプの種類を判定する。入力部２０から
インピーダンス測定の指令が入力されると、図２のフロ
ーが開始される。

【００４２】まずステップＳ１において、ビームシャッ
タ１１を閉じてレーザ光が発振器１４から外に出ないよ
うにする。

【００４３】次にステップＳ２において、電圧設定部１
７で設定する電圧をたとえば４００，５００，６００，
７００Ｖと変化させ、それぞれの場合におけるピーク電
流値Ｉp をピーク電流検出部１９により測定し出力電圧
値Ｖ。を電圧検出部１８により測定してＲＡＭ２１に一
時的に格納する。

【００４４】次にステップＳ３において、ＲＡＭ２１に
格納したデータを取り出して各電圧におけるインピーダ
ンスＺ。を求める。例えば、４００Ｖの時は１．３Ω、
５００Ｖの時は１．２５Ωといったデータとなる。求め
たインピーダンスはＲＡＭ２１に登録される。

【００４５】次にステップＳ４において、ステップＳ３
において求めた各データに最小自乗法を適用して、Ｉp
とＶ。との関係の近似式を求める。すなわち、Ｉp ＝ｋ₁Ｖ。²＋ｋ₂Ｖ。＋ｋ₃ … （１）を求める。図３にこの関係式をＲ1で示す。ここでｋ₁〜
ｋ₃はランプ固有の係数となり、関係式（１）すなわち
図３に示すＲ1はランプ固有のインピーダンス特性とな
る。このインピーダンス特性すなわちｋ₁〜ｋ₃の値は、
ＲＡＭ２１に登録される。

【００４６】なお、ステップＳ３、Ｓ４において示した
方法はフラッシュランプのインピーダンス及びインピー
ダンス特性を高精度に求める方法であり、もっと簡便な
方法として以下のものがある。

【００４７】一般に、フラッシュランプにおける電圧Ｖ
と電流ｉとの間には上記（１）式の右辺第２項と第３項
を無視した式に相当するＶ＝ｋｉ^0.5 …（２）の関係があり、この関係を用いてインピーダンス特性を
求めてもよい。

【００４８】すなわち、ある１つの出力電圧値Ｖ。のと
きピーク電流値Ｉpであったならば、式（２）のＶに
Ｖ。を、ｉにＩpを代入することにより係数ｋが求ま
る。このときｋはランプ固有の係数である。したがっ
て、あらかじめランプの種類による係数ｋの値を測定し
ておき、いま使用しているランプのｋの値を求め比較す
ることによりランプの種類を判定できる。このときの判
定にも前記同様に許容範囲を設定して行う。

【００４９】ステップＳ４が終了するとステップＳ５へ
移り、ランプの種類を判定する。本実施例において加工
に使用するランプはクリプトンランプとキセノンランプ
であるが、それぞれのインピーダンス特性は大きく異な
りｋ₁〜ｋ₃の値が大きく違うので、あらかじめランプの
種類によって分かっている係数をＫ₁〜Ｋ₃として登録し
ておき、上記で求めたｋ₁〜ｋ₃の値と上記Ｋ₁〜Ｋ₃の値
とを比較することによりランプの種類を判定する。この
とき、Ｋ₁〜Ｋ₃それぞれの値に対し許容範囲を設定し、
ｋ₁〜ｋ₃がその許容範囲外にあれば別種類、許容範囲内
であれば同一種類と判定する。

【００５０】なお、ランプの種類の判定は、ステップＳ
３で求めたインピーダンスＺ。と、あらかじめランプの
種類によってわかっているインピーダンス値とを比較
し、同様に許容範囲を設定して判定してもよい。ランプ
の種類を判定した後その判定結果はＲＡＭ２１に登録さ
れる。また表示部１５に判定結果を出力しフローを終了
する。

【００５１】上記フローによりフラッシュランプのイン
ピーダンス特性を求めランプの種類を判定した後、この
ランプを使用して行おうとする加工の加工条件、すなわ
ち、使用電圧、パルス幅、周波数、及び使用電圧におけ
るピーク電流を設定し入力部２０より入力しＲＡＭ２１
に登録する。次いで、この加工条件で加工を行う。

【００５２】加工中、使用していたランプが破損すると
加工を中断し、同じ種類のランプを交換する。次いで、
インピーダンス測定の指令を入力部２０から入力し、図
２のフローチャートに従い前記した方法でランプ固有の
インピーダンス特性を測定し、ランプの種類を判定し、
その結果をＲＡＭ２１に登録する。加工を再開させると
図４に示すフローチャートで加工条件を確認する。

【００５３】まずステップＳ１０において、先に求め登
録してある加工に使用したランプ（以下登録ランプとい
う）の種類とインピーダンス特性及び加工条件と、これ
から使用しようとするランプ（以下使用ランプという）
の種類とインピーダンス特性をＣＰＵ２３がＲＡＭ２１
から取り出す。

【００５４】次に、ステップＳ１１において、使用ラン
プのインピーダンス特性と登録ランプのインピーダンス
特性とを比較する。具体的には、前記した式（１）にお
けるｋ₁〜ｋ₃もしくは式（２）におけるｋの値を比較す
る。ステップＳ１１Ａにおいて双方のインピーダンス特
性が同じと判断されれば、ステップＳ１２に行き加工条
件をそのまま変更せず維持する。そしてステップＳ１３
で加工を開始する。

【００５５】ステップＳ１１Ａにおいて双方のインピー
ダンス特性が異なると判定されれば、ステップＳ１４に
行き使用ランプの種類が登録ランプの種類と同じである
か比較を行う。

【００５６】ステップＳ１４においてランプの種類が異
なる場合はステップＳ１７に行き、表示部１５に警告を
出す。図３にランプの種類が異なる場合のＲＡＭ２１に
登録された使用ランプのインピーダンス特性をＲ21で示
す。

【００５７】ステップＳ１４においてランプの種類が同
じ場合はステップＳ１５に行き、ＲＡＭ２１に登録され
た登録ランプの加工条件でのピーク電流値と、使用ラン
プのインピーダンス特性とを用いてそのピーク電流値に
対応する使用電圧を求め、加工条件の使用電圧をその使
用電圧に設定変更する。

【００５８】図３にランプの種類が同じ場合のＲＡＭ２
１に登録された使用ランプのインピーダンス特性をＲ22
で示す。登録したピーク電流値をＩpoとすると、登録ラ
ンプでの使用電圧はピーク電流値Ｉpoに対応するＶ。で
ある。

【００５９】ステップＳ１４においてランプの種類が同
じと判断される場合とは、図３において使用ランプのイ
ンピーダンス特性Ｒ22と登録ランプのインピーダンス特
性Ｒ1とが一致はしないが近接している場合である。こ
のときＳ１５において登録ランプのピーク電流値Ｉpoを
取り出し、使用ランプのインピーダンス特性Ｒ22にから
ピーク電流値Ｉpoに対応する使用電圧Ｖ1を求め、この
Ｖ1を使用電圧として設定する。このようにすれば、使
用ランプをその変更された設定電圧Ｖ1において使用す
れば、ピーク電流は登録ランプにおけるピーク電流値Ｉ
poのまま等しくなり、レーザ出力を変化させる恐れがな
く一定に維持することができる。

【００６０】ステップＳ１５が終了するとステップＳ１
６に行き、設定変更した使用電圧値をあらかじめ入力し
ておいた直流電源の最大定格電圧と比較する。

【００６１】定格電流より小さい場合はステップＳ１３
へ行き、図１の電圧設定部１７の設定電圧を変更して加
工を開始してフローを終了する。

【００６２】定格電流より大きい場合はステップＳ１７
へ行き、表示部１５に警告を表示してフローを終了す
る。すなわち加工は開始されないことになる。

【００６３】上記フローによる手順で使用しようとする
フラッシュランプ７の加工条件が確認されステップＳ１
３において加工が開始された後も、加工中は常にピーク
電流Ｉpを監視しておき、異常時にはランプ交換を指示
する警告表示を行う。図５は、ＲＯＭ２２に格納された
ランプ異常を判定するフローチャートである。

【００６４】上記図４のフローのステップＳ１３で加工
が開始されると図５のフローが開始される。まずステッ
プＳ２０において、加工作業中における使用ランプのピ
ーク電流を検出する。

【００６５】次にステップＳ２１において、ピーク電流
値がゼロであるかどうかを比較する。ステップＳ２１で
電流が流れピーク電流値がゼロより大きい場合は、ステ
ップ２２へ行き加工をそのまま続行してステップ２０か
らのフローを繰り返す。ステップＳ２１でピーク電流値
がゼロ以下の時はステップＳ２３に行き加工を中断す
る。すなわちピーク電流がゼロの時はフラッシュランプ
が破断した場合であり、ピーク電流がゼロより小さい時
は何らかの原因で異常電流が流れた場合である。

【００６６】ステップＳ２３の後、さらにステップＳ２
４へ行き表示部１５にランプ交換を指示する警告を表示
し、このフローを終了する。

【００６７】本実施例によれば、ＲＯＭ２２に格納され
たフローに従いＣＰＵ２３によって電圧検出部１８で検
出された出力電圧値Ｖ。と電流検出部１９で検出された
ピーク電流値Ｉpとを用いてフラッシュランプ７のイン
ピーダンス特性を求め、これに基づきタイミング回路１
６及び電圧設定部１７がピーク電流値Ｉpを一定にする
予測制御を行うので常に良好な応答性が得られる。また
使用ランプのインピーダンス特性及び加工条件としての
出力電圧値Ｖ。、パルス幅、周波数、及び出力電圧Ｖ。
におけるピーク電流値ＩpをＲＡＭ２１に登録するの
で、登録ランプのインピーダンス特性及び加工条件との
比較を行える。さらに、使用ランプのインピーダンス特
性に基づき、ＣＰＵ２３によってＲＡＭ２１に登録され
た登録ランプのピーク電流値Ｉpに対応する出力電圧
Ｖ。を求めその出力電圧Ｖ。を加工条件に設定して予測
制御を行うので、交換した使用ランプのインピーダンス
特性が異なる場合でも等しいピーク電流値Ｉpを維持し
レーザ出力を一定にすることができる。

【００６８】また、ＣＰＵ２３がＲＯＭ２２に格納され
たフローに従いランプの種類を判定するので、加工条件
に合わないフラッシュランプ７の使用を回避できる。さ
らに判定したランプの種類を表示部１５によって表示す
るので、操作者にフラッシュランプ７の種類を確実に知
らせ認識させることができる。また、ＲＡＭ２１にフラ
ッシュランプの種類を記憶し保持するので、フラッシュ
ランプの種類の比較を行うことができる。

【００６９】さらに、ＲＯＭ２２に格納されたフローに
従いＣＰＵ２３によってピーク電流検出部１９で検出さ
れたピーク電流値Ｉpに基づきフラッシュランプ７が破
損したことを判定するので、ランプ交換や点検の必要性
を即座に判定することができる。また、この場合にレー
ザ発振器１４の動作を停止し加工を中断させるので、加
工作業の無用の継続を回避しかつ電源装置全体の異常動
作や故障の発生を防止することができるとともに、加工
停止と同時にすぐフラッシュランプ７の故障であること
が判明する。

【００７０】また、表示部１５によってフラッシュラン
プ７の交換を指示する警告を直接表示することにより、
ランプ交換の必要性を確実に操作者に知らせて認識させ
ることができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、インピーダンス特性を
求めて予測制御を行うので常に良好な応答性を得る。ま
た過去のフラッシュランプのインピーダンス特性や加工
条件との比較を行える。さらにフラッシュランプを交換
しても等しいピーク電流を維持しレーザ出力を一定にす
ることができる。また加工条件に合わないランプの使用
を回避できる。さらにランプ交換の必要性を即座に判定
できる。

【００７２】また本発明によれば、フラッシュランプの
種類を判定するので、加工条件に合わないフラッシュラ
ンプの使用を回避することができる。さらに判定した種
類を表示するので、操作者に確実に知らせ認識させるこ
とができる。したがって使用ランプを間違えることがな
い。またフラッシュランプの種類を記憶し保持するの
で、過去のフラッシュランプの種類と比較できる。

【００７３】さらに本発明によれば、フラッシュランプ
の破損を判定するので、ランプ交換や点検の必要性を即
座に判定できる。また破損時に装置の異常動作や故障の
発生を防止できる。さらに加工停止と同時にすぐランプ
の故障と分かるので他の停止原因を探す必要がない。

【００７４】また、フラッシュランプの交換を指示する
警告を直接表示するので、ランプ交換の必要性を確実に
操作者に知らせ認識させることができる。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパルスレーザの電源装置の
全体構成図である。

【図２】フラッシュランプのインピーダンス特性を求め
ランプ種類を判定するフローチャートである。

【図３】フラッシュランプのインピーダンス特性を示す
図である。

【図４】フラッシュランプの登録加工条件に対する適合
性確認を行うフローチャートである。

【図５】フラッシュランプの異常を判定するフローチャ
ートである。

【符号の説明】

７フラッシュランプ１５表示部１８電圧検出部１９ピーク電流検出部２１ＲＡＭ２３ＣＰＵ３０制御部Ｉp ピーク電流ｋランプ固有の係数ｋ₁〜ｋ₃ ランプ固有の係数Ｋ₁〜Ｋ₃ ランプの種類で分かっている係数Ｒ1 ランプ固有のインピーダンス特性Ｒ21 ランプ固有のインピーダンス特性Ｒ22 ランプ固有のインピーダンス特性Ｖ。出力電圧Ｚ。インピーダンス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フラッシュランプを発光させてレーザ媒
体に照射しパルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器
に対して電力を供給するパルスレーザの電源装置におい
て、前記フラッシュランプに印加される電圧を検出する電圧
検出手段と、該フラッシュランプに流れるピーク電流を
検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段により検出
された電圧値と前記電流検出手段により検出されたピー
ク電流値とを用いて前記フラッシュランプのインピーダ
ンス特性を求める演算手段と、前記インピーダンス特性
に基づき前記フラッシュランプのピーク電流を一定にす
る予測制御を行う制御手段とを有することを特徴とする
パルスレーザの電源装置。
【請求項２】請求項１記載のパルスレーザの電源装置
において、前記演算手段により求めた前記フラッシュラ
ンプのインピーダンス特性を記憶し保持しておく第１の
記憶手段を有することを特徴とするパルスレーザの電源
装置。
【請求項３】請求項１記載のパルスレーザの電源装置
において、加工条件として、前記フラッシュランプへの
印加電圧、パルス幅、周波数、及び該印加電圧における
ピーク電流を記憶し保持しておく第２の記憶手段を有す
ることを特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項４】請求項１記載のパルスレーザの電源装置
において、前記制御手段は、前記インピーダンス特性に
よりあらかじめ記憶されたフラッシュランプのピーク電
流値に対応する印加電圧を求めその印加電圧を加工条件
に設定することを特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項５】請求項１記載のパルスレーザの電源装置
において、前記インピーダンス特性により前記フラッシ
ュランプの種類を判定するランプ判定手段を設けたこと
を特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項６】請求項１記載のパルスレーザの電源装置
において、前記電流検出手段によって検出されたピーク
電流値より該フラッシュランプの破損を判定する破損判
定手段を設けたことを特徴とするパルスレーザの電源装
置。
【請求項７】フラッシュランプを発光させてレーザ媒
体に照射しパルス状のレーザ光を出力するレーザ発振器
に対して電力を供給するパルスレーザの電源装置におい
て、前記フラッシュランプに印加される電圧を検出する電圧
検出手段と、該フラッシュランプに流れるピーク電流を
検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段により検出
された電圧値と前記電流検出手段により検出されたピー
ク電流値とを用いて該フラッシュランプのインピーダン
ス特性を求める演算手段と、前記インピーダンス特性に
より前記フラッシュランプの種類を判定するランプ判定
手段とを有することを特徴とするパルスレーザの電源装
置。
【請求項８】請求項７記載のパルスレーザの電源装置
において、前記ランプ判定手段は、該フラッシュランプ
の前記印加電圧と前記ピーク電流との数学的関係式にお
ける係数とあらかじめ記憶されたフラッシュランプの前
記係数とを比較する手段であることを特徴とするパルス
レーザの電源装置。
【請求項９】請求項７記載のパルスレーザの電源装置
において、前記ランプ判定手段は、該フラッシュランプ
の前記印加電圧と前記ピーク電流とから求めたインピー
ダンス値と、あらかじめ記憶されたフラッシュランプの
インピーダンス値とを比較する手段であることを特徴と
するパルスレーザの電源装置。
【請求項１０】請求項７記載のパルスレーザの電源装
置において、前記ランプ判定手段は、該フラッシュラン
プのインピーダンス特性を表す少なくとも１つの数値と
あらかじめ記憶されたフラッシュランプの該少なくとも
１つの数値とをそれぞれ比較し、かつ、それらの差と所
定の設定値との大小で異同を判定することを特徴とする
パルスレーザの電源装置。
【請求項１１】請求項７記載のパルスレーザの電源装
置において、前記ランプ判定手段により判定した該フラ
ッシュランプの種類を表示する第１の表示手段を有する
ことを特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項１２】請求項７記載のパルスレーザの電源装
置において、前記ランプ判定手段により判定した該フラ
ッシュランプの種類を記憶し保持しておく第３の記憶手
段を有することを特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項１３】フラッシュランプを発光させてレーザ
媒体に照射しパルス状のレーザ光を出力するレーザ発振
器に対して電力を供給するパルスレーザの電源装置にお
いて、前記フラッシュランプに印加される電圧を検出する電圧
検出手段と、該フラッシュランプに流れるピーク電流を
検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検
出されたピーク電流値より該フラッシュランプの破損を
判定する破損判定手段とを有することを特徴とするパル
スレーザの電源装置。
【請求項１４】請求項１３記載のパルスレーザの電源
装置において、前記破損判定手段により前記フラッシュ
ランプの破損が検出された場合、前記レーザ発振器の動
作を停止し加工を中断させる停止手段を有することを特
徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項１５】請求項１３記載のパルスレーザ電源装
置において、前記破損判定手段は、前記電流検出手段で
前記フラッシュランプに異常電流が流れたことが検出さ
れたときに該フラッシュランプの破損を判定する手段で
あることを特徴とするパルスレーザの電源装置。
【請求項１６】請求項１３記載のパルスレーザの電源
装置において、前記破損判定手段は、前記電流検出手段
でピーク電流が検出されなかったときに前記フラッシュ
ランプの破損を判定する手段であることを特徴とするパ
ルスレーザの電源装置。
【請求項１７】請求項１，７，１３のいずれか１項記
載のパルスレーザの電源装置において、前記フラッシュ
ランプの交換を指示する警告表示を行う第２の表示手段
を有することを特徴とするパルスレーザの電源装置。