JPS61224381A - Laser output control device - Google Patents

Laser output control device

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Publication number
JPS61224381A
JPS61224381A JP6488985A JP6488985A JPS61224381A JP S61224381 A JPS61224381 A JP S61224381A JP 6488985 A JP6488985 A JP 6488985A JP 6488985 A JP6488985 A JP 6488985A JP S61224381 A JPS61224381 A JP S61224381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
laser output
control device
flash lamp
output control
Prior art date
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Pending
Application number
JP6488985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Takenaka
武中 浩郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP6488985A priority Critical patent/JPS61224381A/en
Publication of JPS61224381A publication Critical patent/JPS61224381A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1312Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping

Abstract

PURPOSE:To enable the programmable and variable control of the laser output having the optimum peak value and pulse width for various objects to be CONSTITUTION:When the selection command signal for output switching of the laser composed of two reflection mirrors 1 and 2, a solid laser medium.

Description

【発明の詳細な説明】 1亙且1 本発明はレーザ出力制御装置に関し、特にレーザ加工機
等に用いて好適なパルス励起固体レーザの出力制御装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1.1 The present invention relates to a laser output control device, and more particularly to a pulse-excited solid-state laser output control device suitable for use in a laser processing machine or the like.

i米亘I レーザ加工は非接触加工性の機能的利点をもつため加工
品質の向上、省力化に適し、あらゆる産業分野で実用に
供せられている。
Since laser processing has the functional advantage of non-contact processing, it is suitable for improving processing quality and saving labor, and is put to practical use in all industrial fields.

パルス励起固体レーザを用いたレーザ加工は、短時間に
高エネルギーを集中して出力できる特徴から多くは金属
の溶接、せん孔、切断、熱処理の分野に村用されている
Laser processing using pulse-excited solid-state lasers is often used in the fields of metal welding, drilling, cutting, and heat treatment because of its ability to concentrate and output high energy in a short period of time.

パルス励起固体レーザにおいては、コンデンサCとチョ
ークコイルLを多段に接続した波形整形回路(以下PF
”Nと略す)に充電した電荷を励起源たるフラッシュラ
ンプに放電することにより、レーザ出力が得られるもの
である。
In pulse-pumped solid-state lasers, a waveform shaping circuit (hereinafter referred to as PF
Laser output can be obtained by discharging the electric charge charged in a flash lamp (abbreviated as "N") to a flash lamp serving as an excitation source.

従来装置では、このレーザ出力は当該PFNにおける充
電電圧と、その放電時間とを一義的に予め設定して使用
されている。しかしながら、レーザ加工においては、被
加工物の材質や形状、寸法に合致した波高値とパルス幅
の組合せを有するレーザ出力が必要とされる。
In the conventional device, this laser output is used by uniquely setting the charging voltage and the discharging time of the PFN in advance. However, laser processing requires a laser output having a combination of peak value and pulse width that matches the material, shape, and dimensions of the workpiece.

11立旦】 そこで、本発明はかかる要求に鑑みなされたものであっ
て、その目的とするところは、種々の被加工物に対して
最適な波高・値とパルス幅を有するレーザ出力を外部指
令によりプログラマブルに可変制御し得るようにしたレ
ーザ出力制御装置を提供することにある。
Therefore, the present invention was made in view of such requirements, and its purpose is to externally command a laser output having the optimum wave height/value and pulse width for various workpieces. An object of the present invention is to provide a laser output control device that can be programmably and variably controlled.

凡!11虞 本発明によるレーザ出力制御装置は、充電回路からの放
電電流の経路に挿入されたフラッシュランプを励起源と
するパルス励起固体レーザの出力制御装置を対象とし、
その特徴とするところは、充電回路の充電電圧を外部指
令により可変自在な充電制御手段と、充電回路の放電期
間を外部指令により可変自在な放電制御手段とを有する
ことにある。
Ordinary! 11. The laser output control device according to the present invention is directed to an output control device for a pulse-excited solid-state laser whose excitation source is a flash lamp inserted in the path of a discharge current from a charging circuit,
Its feature is that it has a charging control means that can freely change the charging voltage of the charging circuit according to an external command, and a discharging control means that can freely change the discharging period of the charging circuit according to an external command.

友皇旦 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。Tomokodan Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の実施例の回路図である。1と2はレー
ザ共振器を構成する2枚の反射鏡である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. Reference numerals 1 and 2 are two reflecting mirrors constituting a laser resonator.

3は固体レーザ媒質、4はシャッターであり、このシャ
ッターが閉じているときにはフラッシュランプ5が点灯
してもレーザ出力は外部に取出せないようになっている
。5は励起光源た。るフラッジ1ランプである。6はP
FN (波形整形回路)、7はフラッシュランプ5の放
電中に5CR1をターンオフさせるための転流回路、8
はシャッター駆動回路である。
3 is a solid laser medium, and 4 is a shutter, and when the shutter is closed, the laser output cannot be extracted to the outside even if the flash lamp 5 is turned on. 5 was an excitation light source. This is the Fludge 1 lamp. 6 is P
FN (waveform shaping circuit), 7 is a commutation circuit for turning off 5CR1 during discharge of the flash lamp 5, 8
is a shutter drive circuit.

9はコントローラであり、5CRI及び2のゲートG1
及びG2のゲート信号の遅れ時間を外部から設定するこ
とによりレーザ出力のパルス幅を選択し、かつPFN6
の充電電圧を外部から設定することによりレーザ出力の
波高値を選択する機能をもつ。また、PFN6の充電電
圧を外部から切替えるときにシャッター8と連動してP
FNの充電電荷をフラッシュランプ5に完全に放出する
ことを自動的にもたせる機能をも有している。
9 is a controller, 5CRI and 2 gate G1
The pulse width of the laser output is selected by externally setting the delay time of the gate signal of PFN6 and G2.
It has a function to select the peak value of the laser output by setting the charging voltage externally. Also, when switching the charging voltage of PFN 6 externally, the P
It also has a function of automatically discharging the charged charge of the FN to the flash lamp 5 completely.

5CR2は転流回路7と共に作用して5CR1をターン
オフさせるためのものであり、そのゲートG2にゲート
信号が印加されるとターンオンして5CRIのターンオ
フをなすものである。
5CR2 works together with the commutation circuit 7 to turn off 5CR1, and when a gate signal is applied to its gate G2, it turns on and turns off 5CR1.

ここで、励起源たるフラッシュランプ5にPFN6から
放電を行うと、その放電電流の大きさと時間波形にほぼ
相似のレーザ出力がレーザ3から得られるから、フラッ
シュランプの放電電流の大きさと時間幅を制御すること
により任意の波高値とパルス幅をもったレーザ出力が得
られる。この場合、レーザ出力の波高値はPFN6の充
電電圧を制御することにより可変でき、パルス幅はフラ
ッシュランプの放電電流を任意時間に遮断することによ
り可変できるものである。
Here, when the flash lamp 5, which is the excitation source, is discharged from the PFN 6, a laser output that is almost similar to the magnitude and time waveform of the discharge current is obtained from the laser 3, so the magnitude and time width of the discharge current of the flash lamp are Through control, laser output with arbitrary peak value and pulse width can be obtained. In this case, the peak value of the laser output can be varied by controlling the charging voltage of the PFN 6, and the pulse width can be varied by cutting off the discharge current of the flash lamp at an arbitrary time.

よって、第2図のタイムチャートにおける波形(a>の
如く、レーザ出力切替用の選択指令信号がコントローラ
9へ入力されると、この信号(a)のレベル遷移タイミ
ングに応答して一定時間だけ(b)に示す如きシャッタ
ー駆動信号が発生されて、シャッター駆動回路8により
レーザ共振器内のシャッター4が閏とされる。
Therefore, when a selection command signal for laser output switching is input to the controller 9, as shown in the waveform (a> in the time chart of FIG. A shutter drive signal as shown in b) is generated, and the shutter 4 in the laser resonator is activated by the shutter drive circuit 8.

しかる後に、5CR1のゲートG1のゲート信号が(C
)の如く発生されて5CRIがターンオンとなり、PF
N6における充Ti電荷がフラッシュランプ5を介して
放電する。所定時間T1又はT2後に5CR2のゲート
G2のゲート信号が(d)の如く発生されて5CR2が
ターンオンとなり、よって5CR1がターンオフして放
電は停止される。
After that, the gate signal of gate G1 of 5CR1 becomes (C
), 5CRI turns on, and PF
The charged Ti charge at N6 is discharged through the flash lamp 5. After a predetermined time T1 or T2, the gate signal of the gate G2 of 5CR2 is generated as shown in (d), 5CR2 is turned on, 5CR1 is turned off, and the discharge is stopped.

すなわち(C)の信号によりPFN6に蓄えられた電荷
はフラッシュランプにより放電し、(d)の信号により
その放電電流は遮断されるため、第2図の(j)の波形
のようにそれぞれT1とT2のパルス幅をもったAとB
のレーザ出力が得られる。Aと8のレーザ出力の波高値
はそれぞれPFN6の充電電圧により定まる。
In other words, the charge stored in PFN6 is discharged by the flash lamp due to the signal (C), and the discharge current is cut off by the signal (d), so that T1 and T1 are respectively A and B with a pulse width of T2
of laser output can be obtained. The peak values of the laser outputs A and 8 are determined by the charging voltage of the PFN 6, respectively.

第2図(e)のうち点線で示したレーザ出力の波形C1
と02は、一方のレーザ出力から他方のレーザ出力に選
択を切替えるときに自動的にシャッターを閉じてその間
にPFN6に蓄えた電荷を完全にフラッシュランプ5に
放出させたときに得られるものであるが、この間はシャ
ッター4が閉であるために外部に取出されない。このた
め点線で示しているのである。C1,C2ともレーザ出
力の選択切替えのとき自動的に得られる。
Laser output waveform C1 indicated by the dotted line in Fig. 2(e)
and 02 are obtained when the shutter is automatically closed when switching the selection from one laser output to the other, and the charge stored in the PFN 6 is completely discharged to the flash lamp 5 during that time. However, during this time, since the shutter 4 is closed, it is not taken out to the outside. This is why it is shown as a dotted line. Both C1 and C2 are automatically obtained when switching the laser output selection.

第2図に示したように、(a)の選択信号においてロー
レベルの場合に波高値がより高くパルス幅がより短いレ
ーザ出力を、ハイレベルの場合に波高値がより低く、パ
ルス幅がより長いレーザ出力をコントローラ9により外
部指令に応じて予め設定すれば、当該信号(a)のハイ
及びローの論理によりある波高値とあるパルス幅の2組
のレーザ出力を自動的に取出せる。
As shown in Figure 2, when the selection signal in (a) is low level, the laser output has a higher peak value and a shorter pulse width, and when the selection signal is high level, the laser output has a lower peak value and a shorter pulse width. If a long laser output is set in advance by the controller 9 in accordance with an external command, two sets of laser outputs having a certain peak value and a certain pulse width can be automatically extracted based on the high and low logic of the signal (a).

すなわち、第1図のコントローラ9においてPFN6の
充電電圧とパルス幅(T1かT2か)との組をそれぞれ
設定することにより、シャッターの自動的動作の機能も
働き、任意の波高値とパルス幅をもつ2組のレーザ出力
だけが自動的に取出せる。よって、2種の被加工物に対
する最適なレーザ加工が自動的に選択でき、レーザ加工
の加工品質の向上と生産ラインの省力化が達成できるの
である。
That is, by setting the charging voltage and pulse width (T1 or T2) of the PFN 6 in the controller 9 shown in FIG. Only two sets of laser outputs can be automatically extracted. Therefore, the optimal laser processing for two types of workpieces can be automatically selected, and the processing quality of laser processing can be improved and the labor saving of the production line can be achieved.

以上の説明は簡単のため2組のレーザ出力を選択するレ
ーザ加工機について行ったが、このシステムを拡張する
ことにより3組以上の波高値とパルス幅をもつレーザ出
力を任意に選択でき、生産ラインに適したフレキシブル
なレーザ加工機が実現できる。
For simplicity, the above explanation is based on a laser processing machine that selects two sets of laser outputs, but by expanding this system, it is possible to arbitrarily select laser outputs with three or more sets of peak values and pulse widths, and production A flexible laser processing machine suitable for production lines can be realized.

また、第2図の説明においてはレーザ出力の選択の切替
えのたびにPFNに蓄えた電荷を完全にフラッシュラン
プに放出しているが、より低い波高値を選択するときに
のみ完全放出するシステムにすればフラッシュランプの
長寿命化の点で望ましい。
In addition, in the explanation of Figure 2, the charge stored in the PFN is completely released to the flash lamp every time the laser output selection is switched, but in a system where the charge is completely released only when a lower peak value is selected. This is desirable in terms of extending the life of the flash lamp.

さらに、次に選択するより低い波高値が得られるべきP
FNの充電電圧に達したときに第1図の5CR1をター
ンオフすれば、PFNの電荷を完全にフラッシュランプ
・に放出しないで済むため一層フラッシュランプの長寿
命化が達せられる。
Furthermore, P which should obtain a lower peak value than the next selected
If 5CR1 of FIG. 1 is turned off when the charging voltage of FN is reached, the life of the flash lamp can be further extended because the charge of PFN does not need to be completely discharged to the flash lamp.

11立盈1 このように、本発明によれば、PFNのもつ大電流供給
源としての特長も活用することにより波高値が低いとこ
ろから十分高いところまで任意のパルス幅をもつレーザ
出力を電気的に選択することができ、あらゆるレーザ加
工に最適なレーザ加工機システムが提供できる。
As described above, according to the present invention, by utilizing the feature of PFN as a large current supply source, a laser output having an arbitrary pulse width from a low peak value to a sufficiently high peak value can be electrically generated. We can provide the optimal laser processing machine system for all types of laser processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の回路図、第2図は第1図の回
路動作を説明するタイムチャートである。 4、図面の簡単な説明 主要部分の符号の説明
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart explaining the operation of the circuit shown in FIG. 4. Brief explanation of drawings Explanation of symbols of main parts

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 充電回路からの放電電流の経路に挿入されたフラッシュ
ランプを励起源とするパルス励起固体レーザの出力制御
装置であつて、前記充電回路の充電電圧を外部指令によ
り可変自在な充電制御手段と、前記充電回路の放電期間
を外部指令により可変自在な放電制御手段とを有するこ
とを特徴とするレーザ出力制御装置。
An output control device for a pulse-excited solid-state laser whose excitation source is a flash lamp inserted in a path of a discharge current from a charging circuit, the charging control means being able to freely vary the charging voltage of the charging circuit by an external command; 1. A laser output control device comprising: discharge control means that can freely vary the discharge period of a charging circuit according to an external command.
JP6488985A 1985-03-28 1985-03-28 Laser output control device Pending JPS61224381A (en)

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JP6488985A JPS61224381A (en) 1985-03-28 1985-03-28 Laser output control device

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JPS61224381A true JPS61224381A (en) 1986-10-06

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