JPH1094887A - レーザ加工システムの定温化方法 - Google Patents
レーザ加工システムの定温化方法Info
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- JPH1094887A JPH1094887A JP8251512A JP25151296A JPH1094887A JP H1094887 A JPH1094887 A JP H1094887A JP 8251512 A JP8251512 A JP 8251512A JP 25151296 A JP25151296 A JP 25151296A JP H1094887 A JPH1094887 A JP H1094887A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低消費電力化，ランニングコストの低減，装
置の小型化並びに冷却水温度調整精度の向上を図る。 【解決手段】 レーザ発振器３，レーザ加工機本体５，
制御装置７および冷却装置９などからなるレーザ加工シ
ステム１の一部をほぼ一定温度に制御し、安定動作させ
る際、前記レーザ加工システム１で発生する熱負荷に応
じて前記冷却装置９を能力可変制御せしめることを特徴
とする。
置の小型化並びに冷却水温度調整精度の向上を図る。 【解決手段】 レーザ発振器３，レーザ加工機本体５，
制御装置７および冷却装置９などからなるレーザ加工シ
ステム１の一部をほぼ一定温度に制御し、安定動作させ
る際、前記レーザ加工システム１で発生する熱負荷に応
じて前記冷却装置９を能力可変制御せしめることを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ発振器，
レーザ加工機本体，制御装置および冷却装置などからな
るレーザ加工システムの定温化方法に関する。
レーザ加工機本体，制御装置および冷却装置などからな
るレーザ加工システムの定温化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ加工システム１０１では、
図７に示されているように、動作機能上の分類からレー
ザ加工のエネルギー源としてのレーザ発振器１０３と、
出力されたレーザビームを用いワークを加工するレーザ
加工機本体１０５，これらを同期制御するＮＣ装置１０
７，レーザ発振器１０３およびレーザ加工機本体１０５
で発生する熱を回収，冷却する冷却装置１０９などに大
別される。なお、実際には上記の他、レーザ発振器１０
３や加工に必要なガスを供給するガス供給装置，加工後
のガスを集塵、脱臭する集塵装置などがあるが、省略し
てある。
図７に示されているように、動作機能上の分類からレー
ザ加工のエネルギー源としてのレーザ発振器１０３と、
出力されたレーザビームを用いワークを加工するレーザ
加工機本体１０５，これらを同期制御するＮＣ装置１０
７，レーザ発振器１０３およびレーザ加工機本体１０５
で発生する熱を回収，冷却する冷却装置１０９などに大
別される。なお、実際には上記の他、レーザ発振器１０
３や加工に必要なガスを供給するガス供給装置，加工後
のガスを集塵、脱臭する集塵装置などがあるが、省略し
てある。
【０００３】このうち、前記冷却装置１０９は、レーザ
発振器１０３の安定動作の為、レーザ発振器１０３への
供給水温度が常にほぼ一定温度（一例として２５℃±１
℃）となるように用いられる。この冷却装置１０９には
リモートスイッチ１１１（又は直接）もしくはＮＣ装置
１０７の電源と同期して起動信号が送られる。再度この
リモートスイッチ１１１もしくは電源が断となるまでの
間は、発振器１０３もしくはレーザ加工機本体１０５の
動作状況にかかわらず定温化運転となっている。
発振器１０３の安定動作の為、レーザ発振器１０３への
供給水温度が常にほぼ一定温度（一例として２５℃±１
℃）となるように用いられる。この冷却装置１０９には
リモートスイッチ１１１（又は直接）もしくはＮＣ装置
１０７の電源と同期して起動信号が送られる。再度この
リモートスイッチ１１１もしくは電源が断となるまでの
間は、発振器１０３もしくはレーザ加工機本体１０５の
動作状況にかかわらず定温化運転となっている。
【０００４】なお、図７では冷却水の往復用の配管１１
３，１１５は冷却装置１０９とレーザ加工機本体１０５
とに接続され、その先の配管は省略されているが、主要
発熱体であるレーザ発振器１０３や外部光学系、集光レ
ンズ等に配管されているものである。また、これらはレ
ーザ発振器１０３に接続され、その後分岐されるもので
あっても構わない。
３，１１５は冷却装置１０９とレーザ加工機本体１０５
とに接続され、その先の配管は省略されているが、主要
発熱体であるレーザ発振器１０３や外部光学系、集光レ
ンズ等に配管されているものである。また、これらはレ
ーザ発振器１０３に接続され、その後分岐されるもので
あっても構わない。
【０００５】上記構成により、冷却装置１０９での冷却
水温調制御の特性例として運転パターン例が、図８，図
９に示されている。図８は一定負荷状態における冷却水
温制御例を、図９は高低負荷状態における冷却水温制御
例を示している。なお、図８ではホットガスバイパス方
式の場合が示され、コンプレッサ発停制御の場合には、
図中の加熱運転の部分はコンプレッサ停止となる。
水温調制御の特性例として運転パターン例が、図８，図
９に示されている。図８は一定負荷状態における冷却水
温制御例を、図９は高低負荷状態における冷却水温制御
例を示している。なお、図８ではホットガスバイパス方
式の場合が示され、コンプレッサ発停制御の場合には、
図中の加熱運転の部分はコンプレッサ停止となる。
【０００６】また、実際の加工プログラムでは、ワーク
の位置決め，ノズルの位置決め，加工アシストガス噴
出，切断加工開始用穴加工（ピアス），……，ピアス用
出力条件，切断用出力条件，切断（軸移動），光出力停
止，軸移動（位置決め），ピアス，切断，……，の様に
レーザ発振器１０３の光出力について、ＯＮ／ＯＦＦ，
発振条件等は、加工製品の材質，板厚，加工形状等によ
り千差万別となる。
の位置決め，ノズルの位置決め，加工アシストガス噴
出，切断加工開始用穴加工（ピアス），……，ピアス用
出力条件，切断用出力条件，切断（軸移動），光出力停
止，軸移動（位置決め），ピアス，切断，……，の様に
レーザ発振器１０３の光出力について、ＯＮ／ＯＦＦ，
発振条件等は、加工製品の材質，板厚，加工形状等によ
り千差万別となる。
【０００７】そこで、この状態を疑似的に実行させる
為、従来の冷却装置１０９を用い、レーザ発振器１０３
の発振出力を段続的に変化させたときの光出力，レーザ
発振器入口水温，レーザ発振器出口水温の計測例を図１
０に示す。この図１０から判るようにレーザ発振器出口
水温は発振出力やビームのＯＮ／ＯＦＦにより大きく変
化し、単独で動作する従来の冷却装置１０９にとっては
その負荷は極めてランダムな変動負荷となっていること
がわかる。
為、従来の冷却装置１０９を用い、レーザ発振器１０３
の発振出力を段続的に変化させたときの光出力，レーザ
発振器入口水温，レーザ発振器出口水温の計測例を図１
０に示す。この図１０から判るようにレーザ発振器出口
水温は発振出力やビームのＯＮ／ＯＦＦにより大きく変
化し、単独で動作する従来の冷却装置１０９にとっては
その負荷は極めてランダムな変動負荷となっていること
がわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の単独動作の冷却装置１０９を用いる定温化方法の場
合、ランダム負荷変動に対し充分な温調制御精度を得る
ためには、コンプレッサの発停により温調制御を行う制
御方式では、一般的にコンプレッサの寿命上の観点から
その発停頻度（単位時間当たりのコンプレッサＯＮ／Ｏ
ＦＦ回数）はある一定頻度（例えば６回／時間）に制限
される。従ってこのような制御方式を採用した場合に
は、フル負荷でも前記発停頻度が前記制限値以下となる
ように熱容量の大きい大型のバッファータンクが必要と
なる。
来の単独動作の冷却装置１０９を用いる定温化方法の場
合、ランダム負荷変動に対し充分な温調制御精度を得る
ためには、コンプレッサの発停により温調制御を行う制
御方式では、一般的にコンプレッサの寿命上の観点から
その発停頻度（単位時間当たりのコンプレッサＯＮ／Ｏ
ＦＦ回数）はある一定頻度（例えば６回／時間）に制限
される。従ってこのような制御方式を採用した場合に
は、フル負荷でも前記発停頻度が前記制限値以下となる
ように熱容量の大きい大型のバッファータンクが必要と
なる。
【０００９】一方コンプレッサを常時運転し内部冷却回
路を切り換えることにより加熱・冷却を高頻度で繰り返
す制御方式においては、前記コンプレッサ発停制御方式
と比較してタンクを小型化することが可能となるが、コ
ンプレッサを常時運転状態にすることとなるため消費電
力の増大化を招くこととなる。したがって、装置の大型
化，無効電力の増大を招いていたのである。
路を切り換えることにより加熱・冷却を高頻度で繰り返
す制御方式においては、前記コンプレッサ発停制御方式
と比較してタンクを小型化することが可能となるが、コ
ンプレッサを常時運転状態にすることとなるため消費電
力の増大化を招くこととなる。したがって、装置の大型
化，無効電力の増大を招いていたのである。
【００１０】この発明の目的は、低消費電力化，ランニ
ングコストの低減，装置の小型化並びに冷却水温度調整
精度の向上を図ったレーザ加工システムの定温化方法を
提供することにある。
ングコストの低減，装置の小型化並びに冷却水温度調整
精度の向上を図ったレーザ加工システムの定温化方法を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工システムの定温
化方法は、レーザ発振器，レーザ加工機本体，制御装置
および冷却装置などからなるレーザ加工システムの一部
をほぼ一定温度に制御し、安定動作させる際、前記レー
ザ加工システムで発生する熱負荷に応じて前記冷却装置
を能力可変制御せしめることを特徴とするものである。
に請求項１によるこの発明のレーザ加工システムの定温
化方法は、レーザ発振器，レーザ加工機本体，制御装置
および冷却装置などからなるレーザ加工システムの一部
をほぼ一定温度に制御し、安定動作させる際、前記レー
ザ加工システムで発生する熱負荷に応じて前記冷却装置
を能力可変制御せしめることを特徴とするものである。
【００１２】したがって、熱負荷を負荷信号として冷却
装置に送り、この信号に応じた冷却能力可変運転を行な
うことにより、従来の単独運転と比べ必要時に必要冷却
能力での運転が行われる。
装置に送り、この信号に応じた冷却能力可変運転を行な
うことにより、従来の単独運転と比べ必要時に必要冷却
能力での運転が行われる。
【００１３】而して、大型のバッファタンクが不要とな
り、装置の小型化が可能となると共に無駄な消費電力の
削減が可能となる。また、温調制御精度の極めて高い定
温化方法となり、レーザの安定動作が得られる。
り、装置の小型化が可能となると共に無駄な消費電力の
削減が可能となる。また、温調制御精度の極めて高い定
温化方法となり、レーザの安定動作が得られる。
【００１４】請求項２によるこの発明のレーザ加工シス
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ発振動作の
出力指令信号によることを特徴とするものである。
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ発振動作の
出力指令信号によることを特徴とするものである。
【００１５】したがって、熱負荷をレーザ発振動作の出
力指令信号によることにより、既存のＮＣプログラムが
そのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／ＯＦＦから実際
に水温変化までのタイムラグを利用した先行予測制御が
できる。
力指令信号によることにより、既存のＮＣプログラムが
そのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／ＯＦＦから実際
に水温変化までのタイムラグを利用した先行予測制御が
できる。
【００１６】請求項３によるこの発明のレーザ加工シス
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ加工システ
ムのレーザ出力検出信号によることを特徴とするもので
ある。
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ加工システ
ムのレーザ出力検出信号によることを特徴とするもので
ある。
【００１７】したがって、熱負荷をレーザ加工システム
のレーザ出力検出信号によることにより、実際の負荷変
化をとらえているため、より制御精度が高められる。
のレーザ出力検出信号によることにより、実際の負荷変
化をとらえているため、より制御精度が高められる。
【００１８】請求項４によるこの発明のレーザ加工シス
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ加工システ
ムの発熱量を検出し、この検出された検出信号によるこ
とを特徴とするものである。
テムの定温化方法は、請求項１のレーザ加工システムの
定温化方法において、前記熱負荷は、レーザ加工システ
ムの発熱量を検出し、この検出された検出信号によるこ
とを特徴とするものである。
【００１９】したがって、熱負荷をレーザ加工システム
の発熱量を検出した検出信号によることにより、より一
層の細かな負荷状況が演算処理されるので、年間を通じ
より細かい定温制御が可能となる。また、遅延定数等の
コントロールもできる。
の発熱量を検出した検出信号によることにより、より一
層の細かな負荷状況が演算処理されるので、年間を通じ
より細かい定温制御が可能となる。また、遅延定数等の
コントロールもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基いて詳細に説明する。
を図面に基いて詳細に説明する。
【００２１】図１を参照するに、レーザ加工システム１
は、動作機能上の分類からレーザ加工のエネルギー源と
してのレーザ発振器３と、出力されたレーザビームを用
いワークを加工するレーザ加工機本体５，これらを同期
制御する制御装置としてのＮＣ装置７，レーザ発振器３
およびレーザ加工機本体５で発生する熱を回収，冷却す
る冷却装置９などに大別される。なお、実際には上記の
他、レーザ発振器３や加工に必要なガスを供給するガス
供給装置，加工後のガスを集塵，脱臭する集塵装置など
があるが、省略してある。
は、動作機能上の分類からレーザ加工のエネルギー源と
してのレーザ発振器３と、出力されたレーザビームを用
いワークを加工するレーザ加工機本体５，これらを同期
制御する制御装置としてのＮＣ装置７，レーザ発振器３
およびレーザ加工機本体５で発生する熱を回収，冷却す
る冷却装置９などに大別される。なお、実際には上記の
他、レーザ発振器３や加工に必要なガスを供給するガス
供給装置，加工後のガスを集塵，脱臭する集塵装置など
があるが、省略してある。
【００２２】このうち、前記冷却装置９は、レーザ発振
器３の安定動作の為，レーザ発振器３への供給水温度が
常にほぼ一定温度（一例として２５℃±１℃）となるよ
うに用いられる。この冷却装置９には、ＮＣ装置７から
出力条件指令信号が送られて起動される。またＮＣ装置
７からレーザ発振器３へ出力条件指令信号が送られて作
動し、さらにレーザ加工機本体５へ加工条件指令信号が
送られて作動される。なお、冷却水の往復用の配管１
１，１３は冷却装置９とレーザ加工機本体５とに接続さ
れ、その先の配管は省略されているが、主要発熱体であ
るレーザ発振器３や外部光学系，集光レンズ等に配管さ
れているものである。これらはレーザ発振器３に接続さ
れ、その後分岐されるものであっても構わない。
器３の安定動作の為，レーザ発振器３への供給水温度が
常にほぼ一定温度（一例として２５℃±１℃）となるよ
うに用いられる。この冷却装置９には、ＮＣ装置７から
出力条件指令信号が送られて起動される。またＮＣ装置
７からレーザ発振器３へ出力条件指令信号が送られて作
動し、さらにレーザ加工機本体５へ加工条件指令信号が
送られて作動される。なお、冷却水の往復用の配管１
１，１３は冷却装置９とレーザ加工機本体５とに接続さ
れ、その先の配管は省略されているが、主要発熱体であ
るレーザ発振器３や外部光学系，集光レンズ等に配管さ
れているものである。これらはレーザ発振器３に接続さ
れ、その後分岐されるものであっても構わない。
【００２３】図１のレーザ加工システム１ではＮＣ装置
７にメモリされている加工用ＮＣプログラム中の発振器
出力指令信号を熱負荷として用い例である。
７にメモリされている加工用ＮＣプログラム中の発振器
出力指令信号を熱負荷として用い例である。
【００２４】一般にレーザ加工機における発熱量は、そ
の大部分がレーザ発振器３による発熱である。そのため
レーザ加工機本体５の軸移動用モータやその電源等は従
来空冷品であり、実際に冷却装置９の熱負荷となるのは
レーザ発振器３による発熱およびレーザ発振器３から出
力されたレーザ光の伝送経路（折返しミラーや集光レン
ズ等）の発熱分となる。
の大部分がレーザ発振器３による発熱である。そのため
レーザ加工機本体５の軸移動用モータやその電源等は従
来空冷品であり、実際に冷却装置９の熱負荷となるのは
レーザ発振器３による発熱およびレーザ発振器３から出
力されたレーザ光の伝送経路（折返しミラーや集光レン
ズ等）の発熱分となる。
【００２５】ここで一般のレーザ発振器３の注入電力と
光出力，発振器放熱量の関係が図２に示されている。図
２において、光出力はある発振しきい値電力以上で出力
され、その後放電注入電力の増加に伴い、ほぼ一次の比
例関係で増加する。
光出力，発振器放熱量の関係が図２に示されている。図
２において、光出力はある発振しきい値電力以上で出力
され、その後放電注入電力の増加に伴い、ほぼ一次の比
例関係で増加する。
【００２６】一方、レーザ発振器３の放熱量は、レーザ
発振器３内部の送風機等の発熱があるため、放電注入電
力がゼロでも数百ワット〜数キロワットの放熱がある
が、その後は放電電力の増加と比例した放熱量となる
（図２中，縦軸は別スケールである）。
発振器３内部の送風機等の発熱があるため、放電注入電
力がゼロでも数百ワット〜数キロワットの放熱がある
が、その後は放電電力の増加と比例した放熱量となる
（図２中，縦軸は別スケールである）。
【００２７】ここで、光出力と放熱量とは、ともに熱量
であり、注入電力に対する光出力の効率を見ると、図２
中高出力の領域で一般の工業用ＣＯ2 レーザで１０〜２
０％，ＹＡＧレーザで２〜４％程度である。従って、Ｃ
Ｏ2 レーザで８０〜９０％，ＹＡＧレーザで９６〜９８
％は前記放熱量である。
であり、注入電力に対する光出力の効率を見ると、図２
中高出力の領域で一般の工業用ＣＯ2 レーザで１０〜２
０％，ＹＡＧレーザで２〜４％程度である。従って、Ｃ
Ｏ2 レーザで８０〜９０％，ＹＡＧレーザで９６〜９８
％は前記放熱量である。
【００２８】図１におけるレーザ加工システム１の定温
化方法はこれらの関係を利用したものである。すなわ
ち、ＮＣ装置７にメモリされているＮＣプログラムから
の出力指令は、光出力，周波数，デューティおよびこれ
らのＯＮ／ＯＦＦ又はシャッタの開閉信号等でＮＣ装置
７からレーザ発振器３に出力される。
化方法はこれらの関係を利用したものである。すなわ
ち、ＮＣ装置７にメモリされているＮＣプログラムから
の出力指令は、光出力，周波数，デューティおよびこれ
らのＯＮ／ＯＦＦ又はシャッタの開閉信号等でＮＣ装置
７からレーザ発振器３に出力される。
【００２９】レーザ発振器３ではこの出力指令に対し事
前に設定された放電条件で放電電力をレーザ発振器３の
電極間に印加し放電させレーザ光を出力する。すなわ
ち、ＮＣプログラムにおける出力指令値は、レーザ発振
器３においては放電注入電力であり、この電力とレーザ
発振器３の放熱量とが比例関係にあることから、冷却装
置９に対する熱負荷信号として、このＮＣプログラム文
中の出力指令信号を用い、この信号に比例した冷却能力
制御を行なう方法である。
前に設定された放電条件で放電電力をレーザ発振器３の
電極間に印加し放電させレーザ光を出力する。すなわ
ち、ＮＣプログラムにおける出力指令値は、レーザ発振
器３においては放電注入電力であり、この電力とレーザ
発振器３の放熱量とが比例関係にあることから、冷却装
置９に対する熱負荷信号として、このＮＣプログラム文
中の出力指令信号を用い、この信号に比例した冷却能力
制御を行なう方法である。
【００３０】図３，図４には図１に代る他の実施の形態
の例が示されている。図３，図４において図１における
部品と同じ部品には同一の符号を符し重複する部分の説
明を省略する。
の例が示されている。図３，図４において図１における
部品と同じ部品には同一の符号を符し重複する部分の説
明を省略する。
【００３１】図３において、図１における出力指令信号
に対し実際にモニタされる出力検出信号や放電により上
昇するレーザ発振器３内ガス温度もしくはレーザ発振器
３（レーザ加工機）から冷却装置９に戻る冷却水戻り水
温等の実負荷の信号を、熱負荷信号として用い能力制御
を行なう例である。すなわち、Ａ信号としてレーザ発振
器３の出力検出信号やレーザ発振器３内ガス温，冷却水
戻り水温などが用いられる。
に対し実際にモニタされる出力検出信号や放電により上
昇するレーザ発振器３内ガス温度もしくはレーザ発振器
３（レーザ加工機）から冷却装置９に戻る冷却水戻り水
温等の実負荷の信号を、熱負荷信号として用い能力制御
を行なう例である。すなわち、Ａ信号としてレーザ発振
器３の出力検出信号やレーザ発振器３内ガス温，冷却水
戻り水温などが用いられる。
【００３２】これらのうち光出力検出信号は、図２にお
ける光出力と放電量の比例関係を利用するものであり、
ガス温および冷却水戻り水温は、図２における実際の放
出熱量とこれらの値の比例関係を利用する方法である。
ける光出力と放電量の比例関係を利用するものであり、
ガス温および冷却水戻り水温は、図２における実際の放
出熱量とこれらの値の比例関係を利用する方法である。
【００３３】図４において、例えば図３における冷却水
戻り水温Ｔ2 と供給水温Ｔ1 との差ΔＴ＝Ｔ2 −Ｔ
1 に、さらに冷却水流量Ｖをかけ、冷却水の吸熱量Ｑ
（レーザ発振器３又はレーザ発振器３を含むレーザ加工
機の放出熱量）は必要冷却能力となるので、Ｑ＝ΔＴ・
Ｖを演算し、この信号を用いて冷却装置９の能力制御行
なう方法である。すなわち、Ｂ信号としては、Ａ信号又
はこれらに冷却水流量検出信号，外気温度などの他の信
号を加え、必要冷却能力を演算処理した信号が用いられ
る。この例の場合は、さらにレーザ加工機の周囲温度，
冷却装置９の周囲温度の環境条件加味した制御方法も可
能である。
戻り水温Ｔ2 と供給水温Ｔ1 との差ΔＴ＝Ｔ2 −Ｔ
1 に、さらに冷却水流量Ｖをかけ、冷却水の吸熱量Ｑ
（レーザ発振器３又はレーザ発振器３を含むレーザ加工
機の放出熱量）は必要冷却能力となるので、Ｑ＝ΔＴ・
Ｖを演算し、この信号を用いて冷却装置９の能力制御行
なう方法である。すなわち、Ｂ信号としては、Ａ信号又
はこれらに冷却水流量検出信号，外気温度などの他の信
号を加え、必要冷却能力を演算処理した信号が用いられ
る。この例の場合は、さらにレーザ加工機の周囲温度，
冷却装置９の周囲温度の環境条件加味した制御方法も可
能である。
【００３４】図５には図１，図３又は図４に示したよう
な、レーザ加工システム１における定温化方法で冷却装
置９を制御したときの冷却水温調制御の特性の概念図が
示されている。すなわち、図６には図１，図３又は図４
に示したレーザ加工システム１の定温化方法の具体的な
一例として出力指令値を用い部分的に冷却能力を一致さ
せた場合の従来の図１０と同様の計測例が示されてい
る。
な、レーザ加工システム１における定温化方法で冷却装
置９を制御したときの冷却水温調制御の特性の概念図が
示されている。すなわち、図６には図１，図３又は図４
に示したレーザ加工システム１の定温化方法の具体的な
一例として出力指令値を用い部分的に冷却能力を一致さ
せた場合の従来の図１０と同様の計測例が示されてい
る。
【００３５】図６では、５００Ｗ（Ｓ５００）指令部分
の後半、および出力２０００Ｗ（Ｓ２０００）指令にお
いいて、冷却能力を予め設定さた冷却能力で運転した場
合の特性を示している。なお、図６中出力１０００Ｗ，
１５００Ｗについては従来の制御方法での特性を示して
いる。
の後半、および出力２０００Ｗ（Ｓ２０００）指令にお
いいて、冷却能力を予め設定さた冷却能力で運転した場
合の特性を示している。なお、図６中出力１０００Ｗ，
１５００Ｗについては従来の制御方法での特性を示して
いる。
【００３６】冷却能力を制御することにより、従来の制
御方式で見られる鋸刃状の制御特性（図中の従来制御部
分）から一変し、ほぼ一定温度に制御可能であることす
なわち温調制御精度が極めて高くなることを示してい
る。
御方式で見られる鋸刃状の制御特性（図中の従来制御部
分）から一変し、ほぼ一定温度に制御可能であることす
なわち温調制御精度が極めて高くなることを示してい
る。
【００３７】なお、出力指令信号を用いる場合、パルス
発振の際には平均出力値を用いればよく、例えば出力波
高値１０００Ｗ，デューティ５０％の場合、平均出力は
１０００×０．５＝５００Ｗとなる。
発振の際には平均出力値を用いればよく、例えば出力波
高値１０００Ｗ，デューティ５０％の場合、平均出力は
１０００×０．５＝５００Ｗとなる。
【００３８】したがって、熱負荷を負荷信号として冷却
装置に送り、この信号に応じた冷却能力可変運転を行な
うことにより、従来の単独運転と比べ必要時に必要冷却
能力での運転を行うことができる。
装置に送り、この信号に応じた冷却能力可変運転を行な
うことにより、従来の単独運転と比べ必要時に必要冷却
能力での運転を行うことができる。
【００３９】而して、大型のバッファタンクが不要とな
り、装置の小型化が可能となると共に無駄な消費電力の
削減を可能にすることができる。また、温調制御精度の
極めて高い定温化方法となり、レーザの安定動作を得る
ことができる。
り、装置の小型化が可能となると共に無駄な消費電力の
削減を可能にすることができる。また、温調制御精度の
極めて高い定温化方法となり、レーザの安定動作を得る
ことができる。
【００４０】図１で説明したように、熱負荷をレーザ発
振動作の出力指令信号によることにより、既存のＮＣプ
ログラムがそのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／ＯＦ
Ｆから実際に水温変化までのタイムラグを利用した先行
予測制御ができる。
振動作の出力指令信号によることにより、既存のＮＣプ
ログラムがそのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／ＯＦ
Ｆから実際に水温変化までのタイムラグを利用した先行
予測制御ができる。
【００４１】図３で説明したように、、熱負荷をレーザ
加工システムのレーザ出力検出信号によることにより、
実際の負荷変化をとらえているため、より制御精度を高
めることができる。
加工システムのレーザ出力検出信号によることにより、
実際の負荷変化をとらえているため、より制御精度を高
めることができる。
【００４２】図４で説明したように、熱負荷をレーザ加
工システムの発熱量を検出した検出信号によることによ
り、より一層の細かな負荷状況が演算処理されるので、
年間を通じより細かい定温制御を可能にすることかでき
る。また、遅延定数等のコントロールもできる。
工システムの発熱量を検出した検出信号によることによ
り、より一層の細かな負荷状況が演算処理されるので、
年間を通じより細かい定温制御を可能にすることかでき
る。また、遅延定数等のコントロールもできる。
【００４３】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例ではＣＯ2 レーザ加工機を例に挙げて説明してい
るが、ＹＡＧ，エキシマ等他のレーザ加工機であっても
適用可能である。また、冷却装置９との信号のやり方を
すべてＮＣ装置７から出ているように見られるが、図３
の場合にはＮＣ装置７を介す必要もなく、レーザ発振器
３から信号を出してもよい。さらに、図４の場合には別
のコントローラで行ってもよいものである。
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例ではＣＯ2 レーザ加工機を例に挙げて説明してい
るが、ＹＡＧ，エキシマ等他のレーザ加工機であっても
適用可能である。また、冷却装置９との信号のやり方を
すべてＮＣ装置７から出ているように見られるが、図３
の場合にはＮＣ装置７を介す必要もなく、レーザ発振器
３から信号を出してもよい。さらに、図４の場合には別
のコントローラで行ってもよいものである。
【００４４】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例より理解さ
れるように、請求項１の発明によれば、熱負荷を負荷信
号として冷却装置に送り、この信号に応じた冷却能力可
変運転を行なうことにより、従来の単独運転と比べ必要
時に必要冷却能力での運転を行うことができる。
れるように、請求項１の発明によれば、熱負荷を負荷信
号として冷却装置に送り、この信号に応じた冷却能力可
変運転を行なうことにより、従来の単独運転と比べ必要
時に必要冷却能力での運転を行うことができる。
【００４５】而して、大型のバッファタンクが不要とな
り、装置の小型化を可能にすることができると共に無駄
な消費電力の削減を可能にすることができる。また、温
調制御精度の極めて高い定温化方法となり、レーザの安
定動作を得ることができる。
り、装置の小型化を可能にすることができると共に無駄
な消費電力の削減を可能にすることができる。また、温
調制御精度の極めて高い定温化方法となり、レーザの安
定動作を得ることができる。
【００４６】請求項２の発明によれば、熱負荷をレーザ
発振動作の出力指令信号によることにより、既存のＮＣ
プログラムがそのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／Ｏ
ＦＦから実際に水温変化までのタイムラグを利用した先
行予測制御ができる。
発振動作の出力指令信号によることにより、既存のＮＣ
プログラムがそのまま使用できる。さらに放電ＯＮ／Ｏ
ＦＦから実際に水温変化までのタイムラグを利用した先
行予測制御ができる。
【００４７】請求項３の発明によれば、熱負荷をレーザ
加工システムのレーザ出力検出信号によることにより、
実際の負荷変化をとらえているため、より制御精度を高
めることができる。
加工システムのレーザ出力検出信号によることにより、
実際の負荷変化をとらえているため、より制御精度を高
めることができる。
【００４８】請求項４の発明によれば、熱負荷をレーザ
加工システムの発熱量を検出した検出信号によることに
より、より一層の細かな負荷状況が演算処理されるの
で、年間を通じより細かい定温制御が可能にすることが
できる。また、遅延定数等のコントロールもできる。
加工システムの発熱量を検出した検出信号によることに
より、より一層の細かな負荷状況が演算処理されるの
で、年間を通じより細かい定温制御が可能にすることが
できる。また、遅延定数等のコントロールもできる。
【図１】この発明を実施するレーザ加工システムの定温
化方法を説明する説明図である。
化方法を説明する説明図である。
【図２】放電注入電力とレーザ光出力、発振器放出熱量
との関係を示した図である。
との関係を示した図である。
【図３】図１に代る別のレーザ加工システムの定温化方
法説明する説明図である。
法説明する説明図である。
【図４】図１に代る他のレーザ加工システムの定温化方
法を説明する説明図である。
法を説明する説明図である。
【図５】この発明による時間と冷却装置出口水温との関
係を示した概念図である。
係を示した概念図である。
【図６】この発明と従来による時間と、レーザ出力，冷
却装置入口水温，出口水温との関係を示した具体的な詳
細図である。
却装置入口水温，出口水温との関係を示した具体的な詳
細図である。
【図７】従来のレーザ加工システムの定温化方法を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図８】従来における時間と冷却装置出口水温との関係
を示した図である。
を示した図である。
【図９】従来における時間と冷却装置出口水温との関係
を示した図である。
を示した図である。
【図１０】従来における時間と、レーザ出力，レーザ発
振器入口水温，出口水温との関係を示した図である。
振器入口水温，出口水温との関係を示した図である。
１ レーザ加工システム ３ レーザ発振器 ５ レーザ加工機本体 ７ ＮＣ装置（制御装置） ９ 冷却装置 １１，１３ 配管
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ発振器、レーザ加工機本体，制御
装置および冷却装置などからなるレーザ加工システムの
一部をほぼ一定温度に制御し、安定動作させる際、前記
レーザ加工システムで発生する熱負荷に応じて前記冷却
装置を能力可変制御せしめることを特徴とするレーザ加
工システムの定温化方法。 - 【請求項２】 前記熱負荷は、レーザ発振動作の出力指
令信号によることを特徴とする請求項１記載のレーザ加
工システムの定温化方法。 - 【請求項３】 前記熱負荷は、レーザ加工システムのレ
ーザ出力検出信号によることを特徴とする請求項１記載
のレーザ加工システムの定温化方法。 - 【請求項４】 前記熱負荷は、レーザ加工システムの発
熱量を検出し、この検出された検出信号によることを特
徴とする請求項１記載のレーザ加工システムの定温化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251512A JPH1094887A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | レーザ加工システムの定温化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251512A JPH1094887A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | レーザ加工システムの定温化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1094887A true JPH1094887A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17223924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8251512A Pending JPH1094887A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | レーザ加工システムの定温化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1094887A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531499A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | トルンプ ラーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 冷却および動作監視を伴うダイオードレーザ装置 |
| JP2011049376A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機システム |
| WO2012036008A1 (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | 株式会社 アマダ | レーザ加工装置、及び、レーザ加工装置の制御方法 |
| US20150165561A1 (en) * | 2012-06-01 | 2015-06-18 | Snecma | Method and device for drilling a workpiece with laser pulses |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251512A patent/JPH1094887A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531499A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | トルンプ ラーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 冷却および動作監視を伴うダイオードレーザ装置 |
| JP2011049376A (ja) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機システム |
| WO2012036008A1 (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | 株式会社 アマダ | レーザ加工装置、及び、レーザ加工装置の制御方法 |
| JP2012064636A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Amada Co Ltd | レーザ加工装置及びその制御方法 |
| CN103098320A (zh) * | 2010-09-14 | 2013-05-08 | 株式会社天田 | 激光加工装置以及激光加工装置的控制方法 |
| US9362706B2 (en) | 2010-09-14 | 2016-06-07 | Amada Company, Limited | Laser machine and controlling method of laser machine |
| US20150165561A1 (en) * | 2012-06-01 | 2015-06-18 | Snecma | Method and device for drilling a workpiece with laser pulses |
| US9713855B2 (en) * | 2012-06-01 | 2017-07-25 | Snecma | Method and device for drilling a workpiece with laser pulses |
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