JPWO2007129363A1 - レーザ発振器並びに該レーザ発振器の電源装置並びに該レーザ発振器の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明を実施するための実施の形態1におけるレーザ発振器を用いたレーザ加工装置の構成図である。
電源装置10から供給される直流電流をレーザダイオード1に流し、レーザダイオード1を発光させて得られた励起光15でレーザ媒体2を励起し、全反射ミラー3と部分反射ミラー4間で共振を起こすことによって、レーザ光16が得られる。このようにして得られたレーザ光を、拡大レンズ5、平行化レンズ6を用いて拡大、平行化し、光ファイバ入射レンズ7により光ファイバ8の端面に集光する。この集光されたレーザ光は、光ファイバ8内部を通過し、加工ヘッド9を通して、所定の位置に導光される。
レーザ出力は、部分反射ミラー14により、レーザ光の一部をパワーモニタ13に入射することで測定している。レーザ出力の調整は、レーザダイオード1に通電する電流を可変することで行なうことができる。一般的には、レーザダイオード1に通電する電源装置10に、所望するレーザ出力指令設定値を外部の制御装置17より与え、電源装置10によりレーザダイオード1に通電する電流を制御する。
外部の電圧源20より入力された電圧は、整流ユニット21により直流に変換され、コンデンサ22に充電される。そして、トランジスタ23がオンすることにより、リアクトル24を介して、レーザダイオード1に電流が流れ始める。トランジスタ23がオンしている間は、レーザダイオード1に流れる電流が増加していくため、電流が所望の電流値より大きくなると、トランジスタ23をオフしてダイオード25に電流を還流し、電流を減少させる。逆に、電流が所望の電流より小さくなるとトランジスタ23をオンして電流を増加させる。このオン、オフを繰り返すことにより、電流を所望の電流値に制御する。
現在レーザダイオード1に流れている電流値を、電流センサ26にて測定し、電流制御装置27に取り込む。取り込まれた電流測定値と、基準となる基準電流値とを、第1の比較器28に入力し、レーザダイオード1に流れている電流である電流測定値が基準電流値に比べ低い場合、第1の比較器28は、トランジスタ23をオンすべく、例えば5Vのオン信号をトランジスタ23のドライブ回路29に送る。電流測定値が基準電流に比べ高い場合は、第1の比較器28は、トランジスタ23をオフすべく、例えば0Vのオフ信号をトランジスタ23のドライブ回路29に送る。
このようにして第1の比較器28から送られたトランジスタ23のオン、オフ指令に基づき、トランジスタ23のドライブ回路29は、トランジスタ23を実際にオン、オフするために必要な電流や電圧をトランジスタ23に供給し、トランジスタ23がオン、オフすることになる。これらの動作により、レーザダイオード1に流れる電流値を、基準電流値になるように制御している。
本発明においては、電流指令値と電流上限値を第2の比較器30に入力し、電流指令値が電流上限値より低い場合は、電流指令値が基準電流値として次段の第1の比較器28に出力され、逆に、電流指令値が電流上限値より高い場合は、電流上限値が基準電流値として次段の第1の比較器28に出力される。すなわち、基準電流値が電流上限値以下となるように制限するものである。
以下、レーザ出力指令設定値から電流上限値を設定する例について説明する。
W=A1XI−B1・・・・・式1
と近似することができる。ここで、A1、B1は定数である。
同様に、レーザ発振器のレーザ出力とレーザダイオードの励起出力の関係も、閾値出力を超えると励起出力の増加とともに、ほぼ直線的にレーザ出力が増えるため、励起出力Wとレーザ出力Pの関係は、以下のように近似できる。
P=A2XW−B2・・・・・式2
ここで、A2、B2は定数である。
式1、式2から、以下の式が成り立つ。
P=(A1XA2)XI−A2XB1−B2・・・・・式3
式3から、レーザ出力Pを得るために必要な電流値は、以下の式で近似できる。
I=AP+B・・・・・式4
但し、A=1/(A1XA2)、B=(A2XB1+B2)/(A1XA2)
定数A、Bは、A1、A2、B1、B2の値が分かれば、求めることができる。A1、A2、B1、B2の値を求めるためには、レーザダイオードの電流を変化させた時の励起出力を測定し、式1で近似する。同様に励起出力とレーザ出力の関係も式2で近似する。これらの、近似により、A1、A2、B1、B2の値が求まり、定数A、Bが求まる。
式4を、横軸をレーザ出力とし、縦軸を電流値としてグラフにあらわすと、図4の実線のようになる。ここで、レーザ出力をレーザ出力指令設定値と考えると、レーザ出力指令設定値を得るために必要な電流値が分かる。
また、レーザ出力が高いほど、光学部品の汚れの劣化が進むため、レーザ出力指令設定値が大きい時ほど、式4から求められた必要な電流値と電流上限値とのマージンを小さくするような設定とすることもできる。たとえば、レーザ出力が0から最大値までの範囲の中心値で、電流値と電流上限値とのマージンを2Aとなるようにし、レーザ出力指令設定値が0Wの時はマージンを4Aに設定し、最大出力の時は0Aに設定する。
また、上記の電流上限値の計算は、以下のようにして行われる。図5は、電流上限値設定部32の内部構成図である。図5に示したように、電流上限値設定部32内に、記憶部35を備え、図4の電流上限値AあるいはBの傾きとY切片を事前に計算し、記憶部35に記憶させておく。そして、電流上限値設定部32内のマイコン等で構成された電流上限値演算部36にて、記憶部35に格納された傾きおよびY切片データと、制御装置17から入力されるレーザ出力指令設定値に基づいて、電流上限値が演算される。
実施の形態1におけるレーザ発振器は、記憶部35に、レーザ出力指令値と電流上限値の関係式の傾きとY切片のデータを記憶していた。この傾きやY切片は、図6(a)や図6(b)のデータから求めたものであるが、例えば、記憶部35に図6(a)や図6(b)のデータを記憶させ、そのデータに基づき、電流上限値演算部36において入力されたレーザ出力指令設定値に対応した電流上限値を選択もしくは算出する構成としてもよい。
本実施の形態の場合、電流値とレーザ出力の関係は離散値となる。レーザ出力指令設定値が、ちょうど、記憶部35に記載されている値であれば、その時の電流値を読み出せばよいが、データの中間の値の場合、電流値は、レーザ出力指令設定値を超えた最小のレーザ出力での電流値を用いてもよい。
例えば、レーザ出力指令設定値が1800Wの場合、1800Wを越えた最小のレーザ出力、つまり、2000Wでの電流値50Aを電流値として選択してもよい。また、離散値の間を線形近似して電流値としてもよい。レーザ出力値1800Wの場合、レーザ出力1500W時の電流値が40A、2000W時の電流値が50Aであるので、この2点間を線形近似し、1800W時の電流値を以下としてもよい。
(50A−40A)/(2000W−1500W)X(1800W−1500W)+40A=46A
このようにして求められた電流値に対して、上限電流値を図4の破線Aように設定したい場合には、この電流値に一定電流値(図4の場合に2A)を加えたもの上限電流値とすればよい。また、上限電流値を図4の破線Bように設定したい場合には、増化させる電流量とレーザ出力値との関係式(図4の場合、0Wで4A、最大出力で0Aとなるような一次式Y=AX+B)を記憶しておき、入力されたレーザ出力指令設定値から増加させる電流値を求めて、上述した電流値に加えて電流上限値として出力すればよい
例えば、レーザ出力値1800Wの場合、1800Wを越えた最小のレーザ出力、つまり、2000Wでの電流上限値52Aを電流値として、選択してもよい。また、離散値の間を線形近似して電流値としてもよい。レーザ出力値1800Wの場合、レーザ出力1500W時の電流値42A、2000W時の電流値52Aであるので、この2点間を線形近似し、1800W時の電流値を以下としてもよい。
(52A−42A)/(2000W−1500W)X(1800W−1500W)+42A=48A
このようにして、電流上限値演算部36にて求められた電流値は、上限電流値そのものであるので、この値を上限電流値として出力すればよい。
実施の形態1または2におけるレーザ発振器は、所望のレーザ出力となるように、レーザダイオードに流れる電流を制御する構成であるが、レーザダイオードに投入する電流値を変化させると、レーザ発振器から出力されるレーザ光のモードが変化してしまう。比較的精度を必要としない加工や、実施の形態1のように光ファイバでレーザ光を伝送するタイプの場合、レーザ光のモードの変化は問題とならないが、光ファイバーを使用せず、精密な加工を必要とする場合には、レーザ光のモードの変化が問題となる。本実施の形態は、レーザ光のモードの変化が問題となる用な加工にも適用できるレーザ発振器を提供するものである。
制御装置17からは、レーザ出力指令設定値以外に、電流指令設定値および電流上限設定値が出力される。電源装置10内の電流制御装置27内には、信号切替器40が設けられている。実施の形態1では、電流指令値設定部31からの電流指令値および電流上限値設定部32からの電流上限値が、直接、第1の比較器28に入力されていた。一方、本実施の形態では、信号切替器40により、電流指令値設定部31からの電流指令値と制御装置17からの電流指令設定値とを切り替えるとともに、電流上限値設定部32からの電流上限値と制御装置17からの電流上限設定値とを切り替えて、第2の比較器30に信号を入力する。信号切替器40は、制御装置17により切り替えが制御されている。図7において、信号切替器40が破線の状態に切り替わった場合は、電流指令値設定部31からの電流指令値と電流上限値設定部32からの電流上限値を第2の比較器30に入力することとなり、実施の形態1と同じ動作をすることとなる。すなわち、レーザ光のモードの変化が問題とならない加工に適した制御が行われる。
実施の形態1に係るレーザ発振器は、事前に、望ましくはレーザ発振器の初期状態やメンテナンス後の状態等、光学部品に汚れが発生していない状態を基準状態として測定した電流値とレーザ出力値との値に基づき、レーザ出力から電流上限値を求める式の傾きとY切片を算出し、記憶部35に記憶させておく構成であり、実施の形態2に係るレーザ発振器は、事前に測定した電流値とレーザ出力値との値をそのまま、もしくは電流上限値に変換して、記憶部35に記憶させる構成であった。本実施の形態は、実際の加工にレーザ発振器を用いる前を基準状態として、オペレータの指示等により、レーザ発振器が、電流上限値を設定するためのデータを測定し、測定されたデータに基づき電流上限値を設定する手段を有したものである。レーザ発振器全体の構成は、実施の形態3の図7と略同一であり、電流上限値設定部32および制御装置17が異なるので、以下、電流上限値設定部について説明する。
本実施の形態では、まず、電流指令値を変化させた時のレーザ出力測定の値を測定し、レーザダイオード1に供給する電流値とレーザ出力の関係を取得する。この関係の取得は、図8の電流値・レーザ出力値測定部45内で、図9に示したフローに従って実施される。以下、図8および図9に基づき動作を説明する。
そして、制御装置17は、電流指令設定値を0Aにする(ステップS00)。
次に、制御装置17は、電流値・レーザ出力値測定部45に、取得開始信号および電流指令設定値を送る(ステップS01)。
電流値・レーザ出力値測定部45は、取得開始信号を受け取ると、レーザ出力測定値を読み込む(ステップS02)。
そして、電流値・レーザ出力値測定部45は、制御装置17から送られた電流指令設定値と、読み込んだレーザ出力測定値との組合せを記憶部35に書き込む(ステップS03)。
次に、制御装置17は、電流指令設定値を所定の値だけ増加する(ステップS04)。
そして、制御装置17にて、電流指令設定が電流上限値になったかどうか確認する(ステップS05)。
上限値に達していなければ、ステップS01に戻り、再度、ステップS01、ステップS02、ステップS03を実施することにより、順次、電流設定値とレーザ出力測定値との組合せを記憶部35に書き込む。この動作を繰り返し、ステップS05にて電流指令設定が電流上限値設定に達した場合、電流値とレーザ出力の関係の取得動作を終了する。
また、ステップS03にて、電流値・レーザ出力値測定部45が、制御装置17から送られた電流指令設定値を電流上限値に変換して記憶部35に記憶させることで、図6(b)に示すようなデータが記憶部35に記憶される。電流指令設定値を電流上限値に変換する方法としては、上限電流値を図4の破線Aように設定したい場合には、電流値・レーザ出力値測定部45にて電流指令設定値に一定電流値(図4の場合に2A)を加え、これを記憶部35に上限電流値として保存すればよい。また、上限電流値を図4の破線Bように設定したい場合には、増化させる電流量とレーザ出力値との関係式(図4の場合、0Wで4A、最大出力で0Aとなるような一次式Y=AX+B)を電流値・レーザ出力値測定部45に記憶しておき、入力されたレーザ出力値から増加させる電流値を求めて、これを電流指令設定値に加えて、記憶部35に電流上限値として保存すればよい。
記憶部35に記憶されているデータは、図6(a)や図6(b)に示すような、レーザ出力と電流指令設定値もしくは電流上限値との組合せデータであるが、レーザ出力と電流上限値の関係式として、記憶部35内に保存しておいてもよく、記憶部35の記憶量を減らすことができる。この場合、電流上限値設定部32の構成は図10に示すようになる。図10において、電流値・レーザ出力値測定部45からの電流指令設定値とレーザ出力測定値の組合せデータを、関係式演算部50に入力し、関係式演算部50内で演算を行い、レーザ出力と電流上限値の関係式を求める。そして、求めた関係式の傾きとY切片を記憶部35に書き込む。図4の破線Aのような関係式を求める場合は、電流指令設定値に一定の値を加えたものとレーザ出力値より、関係式演算部50内で関係式を求めればよい。また、図4の破線Bのような関係式を求める場合は、まず、レーザ出力に対する電流増加量をあらかじめ一次式で表して関係式演算部50に記憶しておき、その一次式を用いてレーザ出力測定値から電流増加量を求める。そして、電流指令設定値にその増加量を加え、その値とレーザ出力値から関係式を求めればよい。関係式演算部50は、求めた関係式の傾きとY切片を、記憶部35に書き込む。
上記動作を行うことにより、記憶部35には実施の形態1と同様のデータが書き込まれているので、実際に加工等に用いるときは、信号切替器40を図7の点線の位置にし、実施の形態1と同様な制御により発振器を動作させればよい。
定期的にデータの書き込みを行うときには、データ取得の直前に光学部品の汚れが発生し、汚れた状態でデータを取得してしまった場合、光学部品が汚れた状態を正常状態と認識してしまう恐れがあるため、下記のように、前回のデータと今回取得データとの比較を用いることにより、誤認識を防止し信頼性を高めることができる。
前回のデータと今回取得データの比較の実施例を記載する。
制御装置17により電流指令設定値を変化させ、その時のレーザ出力を測定し、例えば制御装置17に記憶しておく。制御装置17にて、前回のレーザ出力の測定値と今回のレーザ出力測定値の変化量を算出する。この変化量が、一定値以下であれば正常、一定値以上であれば異常として、外部に信号を出力する。一定値の定義の方法として、励起手段の劣化量と、前回と今回の測定の時間間隔とを用いて推定する方法がある。例えば、励起手段の経時的な特性劣化が1万時間で20%減になる、つまり、レーザとして得られる出力も20%減になるとし、前回と今回の測定時間の間隔が1000時間であれば、レーザ出力が2%の変化量であれば、正常とし、それ以上であれば、異常とすることができる。
励起手段は、正常な状態であっても経時的に劣化していくため、光学部品等が正常であっても、レーザ出力を一定にするためには、経時的に通電電流を上げていかなければならない。このため、光学部品等が正常であっても、励起手段への通電電流が、電流上限値に達してしまう場合がある。本実施の形態は、この励起手段の経時的劣化に応じて、電流上限値を変化させていくものである。
図11において、電流指令値設定部31より出力された電流指令値は、電流通電判定器55に入力され、0Aの電流と比較される。電流指令値が0Aより大きければ、通電されているとして、通電中信号を、通電信号積算タイマ56に送る。通電信号積算タイマ56は、通電中信号がオンしている時間を積算し、その時間(通電時間)を、常時、電流上限値設定部32に出力する。また、レーザ発振器の電源を一旦切った場合、通電信号積算タイマ37は、そのときの通電積算時間を記憶し、再度電源を入れ直した場合、その記憶されていた通電積算時間に更に、通電中信号がオンしている時間を積算することで、初期からの通電累積時間を算出することができる。
例えば、電流上限値が図6(b)で、電流上限緩和率が図13で設定されており、通電時間3、000時間のとき、レーザ出力指令設定値が2000Wの場合を仮定する。図13より、通電時間を越えた最小の通電時間は4000時間であるので、記憶部35のデータに基づき電流上限緩和率演算部57において、電流上限緩和率は1.08と算出され、算出された電流上限緩和率は電流上限値演算部36に送られる。また、レーザ出力指令設定値が2000Wであるため、電流上限値演算部36において図6の(b)より、電流上限緩和率を考慮しない場合の電流上限値は52Aと算出される。そして、電流上限値演算部36において、電流上限緩和率演算部57より送られた電流上限緩和率1.08を電流上限値52Aにかけ合わせる事で、励起手段の経時劣化を考慮した電流上限値は以下の通りとなる。
52AX1.08=56.16A
図13より、電流上限緩和率は、2000時間で1.04、4000時間で1.08であるので、通電時間3000時間の場合の電流上限緩和率は、記憶部35のデータに基づき電流上限緩和率演算部56において、以下のように算出される。
1.04+(1.08−1.04)/(4000−2000)=1.06
算出された電流上限緩和率は電流上限値演算部36に送られる。電流上限値は、電流上限値演算部36において、記憶部35のデータから得られる電流上限値52Aに、電流上限緩和率演算部28より送られた緩和率1.06をかけ合わせる事で、以下の通りとなる。
52AX1.06=55.12A
1+0.2X(通電時間/10000)・・・・・式5
として近似することができる。
この関係式5を電流上限緩和率演算部57に記憶させておき、電流上限緩和率演算部57にて、入力された励起手段の通電時間から電流上限緩和率を求め、求められた電流上限緩和率を電流上限値演算部36に送り、前述と同様の演算にて、電流上限値を求めればよい。関係式は、記憶部35に格納しておいてもよい。
上記では、励起手段の劣化の度合いが通電時間により影響を受ける場合で、説明したが、励起手段の劣化の度合いが、励起手段への通電回数(オン・オフ回数)により影響を受ける場合は、前述の通電時間を通電回数(オン・オフ回数)と置換え、劣化の指標として利用してもよい。
上述した実施の形態は、いずれも電流値を電流上限値以下に制御するものであったが、電流値が電流上限値になっている場合には、何らかの異常が発生している可能性が高いので、その状態で放置しておくことは望ましくない。本実施の形態は、この異常を検出する手段を備えたものである。
図14において、電流指令値確認部60は、電流上限値と電流指令値が入力され、実施の形態1で説明したように、電流指令値が、電流上限値より低い場合は、電流指令値がそのまま、次段の第1の比較器28に出力され、逆に、電流指令値が、電流上限値より高い場合は、電流上限値が、次段の第1の比較器28に出力される。そして、電流指令値が、電流上限値より高い場合は、電流上限値が、次段の第1の比較器28に出力されると同時に、上限値出力信号が、上限値出力時間検出タイマ61に送られる。
上限値出力時間検出タイマ61は、電流指令値確認部60より、上限値出力信号が出されているか確認する(ステップS61)。
信号が出力されていれば、上限値出力時間検出タイマ61は、経過時間計測中かどうか確認する(ステップS62)。
計測中であれば、上限値出力時間検出タイマ61は、経過時間が所定の時間を経過しているかどうか確認する(ステップS63)。
経過時間が所定の時間を経過していれば、上限値出力時間検出タイマ61は、異常信号を制御装置17に出力する。
ステップS62にて、計測をしていないと判断した場合には、上限値出力時間検出タイマ61は、経過時間の計測を開始する(ステップS65)。そして、再度ステップS61より処理を行う。
ステップS61にて、信号が出されていない場合は、上限値出力時間検出タイマ61は、経過時間計測中かどうか確認する(ステップS66)。
計測中であれば、上限値出力時間検出タイマ61は、経過時間の測定を終了する(ステップS63)。そして、再度ステップS61より処理を行う。
ステップS66にて、計測をしていないと判断した場合には、再度ステップS61より処理を行う。
レーザ発振器が正常な場合、図16(a)のように、レーザ出力開始時は、レーザ発振器の熱時定数やパワーモニタの立ち上がり時定数などの影響により、電流の変化に対してレーザ出力の立ち上がりが遅れて反応する。そのため、レーザ出力一定制御の場合、レーザ出力開始時は、電流値が上限電流値まで上昇してしまう。その後、レーザ出力が所望とする値に近づくと、電流指令値は、徐々に低下していき、ある一定値に落ち着く。これに伴い、電流指令値が電流上限値以下となった時間で、上限値出力信号も出力されなくなる。
ここで、図16(a)のレーザ出力のグラフにおいて、レーザ出力が所望の出力に達する前に、グラフの傾きが緩やかになっている。これは、レーザ出力が所望の値以上にならないようにするために、目標値と現在値との差分量を計算し、出力が目標値に近づき差分量が少なくなると、電流を下げるように制御するためである。
一方、光学部品等に異常がある場合は、図16(b)のように、電流上限値の電流を流しても所望のレーザ出力を得ることができないため、電流値が上限電流値となっている時間が長くなる。これに伴い、上限値出力信号も出力され続ける。この上限値出力信号が出力され続ける時間が一定時間以上であれば、光学部品等に異常があると判断し、外部に異常を報知する。この一定時間は、レーザ発振器の熱時定数やパワーモニタの立ち上がり時定数を考慮して、その時定数より長い時間で適宜決定すればよい。
実施の形態6では、電流値が上限電流指令となっている時間を計測し、異常の有無を確認したが、本実施の形態では、一定時間後に所望のレーザ出力になっていない場合を異常と判断し、異常を外部に報知するものである。
図17において、レーザ出力判定部65には、レーザ出力指令設定値とレーザ出力測定値が入力さる。入力されたレーザ出力指令設定値とレーザ出力測定値は、レーザ出力判定部65内のレーザ出力確認部66で、レーザ出力指令設定値に対応する下限値にレーザ出力測定値が到達しているかを判定する。この下限値は、レーザ出力が、前述のように冷却水や外気温の影響で±2〜3%程度ばらつくことを考慮し、レーザ出力指令設定値に対して、2〜3%低い値、例えば2000Wの場合は3%低い1940Wに設定する。レーザ出力確認部66は、レーザ出力が下限値に達したと判断すれば、レーザ出力範囲内信号を出力する。また、レーザ出力確認部66は、レーザ出力指令設定値が変化した場合、タイマ開始信号を出力する。
これらのレーザ出力範囲内信号とタイマ開始信号は、異常検出タイマ67に入力され、異常検出タイマ67では、タイマ開始信号が入力されたと同時に、タイマのカウントを開始する。異常検出タイマ67でタイマのカウントが開始された後、一定の時間後にレーザ出力範囲内信号が入力されれば異常なしと判断し、タイマのカウントを停止する。一方、一定の時間経過しても、レーザ出力範囲内信号が入力されなければ異常と判断し、異常検出タイマ67は、制御装置17に異常信号を出力する。ここで、一定時間は、発振器の熱時定数やパワーモニタの立ち上がり時定数を考慮し、その時定数よりも長い時間で適宜決定すればよい。
図18(a)のように正常な場合は、異常検出タイマ67にてタイマのカウントを開始し、一定時間以内に、レーザ出力範囲内信号がオンする。一方、図18(b)のように、異常な場合は、タイマのカウントを開始し一定時間以内に、レーザ出力範囲内信号はオンしない。このように、一定時間以内に、レーザ出力範囲内信号がオンしない場合は、異常として、外部の制御装置に異常を出力する。
上記では、レーザ出力が下限値に到達している場合に信号を出す構成としたが、逆に、レーザ出力が下限値に満たない場合に信号を出すように構成してもよい。この場合、タイマのカウントが開始し一定時間以内に、信号がオフしない場合は異常と判断すればよい。
Claims (14)
- 出射されるレーザ光の出力を測定し、このレーザ出力測定値と所望のレーザ出力指令値とを比較し、前記レーザ出力指令値に対応したレーザ出力が得られるように、レーザ媒質を励起する励起手段への電流供給にフィードバック制御を行うレーザ発振器において、
前記励起手段へのフィードバック制御による電流供給を制限する電流上限値を、前記レーザ出力指令値に応じて設定する電流上限値設定手段と、
前記フィードバック制御による電流供給を前記電流上限値設定手段で設定された前記電流上限値以下となるように制限する電流制限手段とを備えたことを特徴とするレーザ発振器。 - 前記電流上限値設定手段は、
レーザ出力指令値と電流上限値との関係式を記憶する記憶部と、
入力されるレーザ出力指令値とこの記憶部に記憶された関係式から電流上限値を算出する手段を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発振器。 - 前記電流上限値設定手段は、
レーザ出力指令値と電流上限値との対応表を記憶する記憶部と、
入力されるレーザ出力指令値とこの記憶部に記憶された対応表から電流上限値を選択または算出する手段を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発振器。 - 前記電流上限値設定手段は、
レーザ発振器の基準状態におけるレーザ出力指令値とこのレーザ出力指令値に対応したレーザ出力が得られる電流値との関係式を記憶する記憶部と、
入力されるレーザ出力指令値とこの記憶部に記憶された関係式から電流値を算出し、この算出された電流値に所定の許容範囲を設けて電流上限値を設定する手段を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発振器。 - 前記電流上限値生成手段は、
レーザ発振器の基準状態におけるレーザ出力指令値とこのレーザ出力指令値に対応したレーザ出力が得られる電流値との対応表を記憶する記憶手段と、
入力されるレーザ出力指令値とこの記憶部に記憶された対応表から電流値を選択または算出し、この選択または算出された電流値に所定の許容範囲を設定して電流上限値を設定する手段を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発振器。 - 前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力測定値との差分に応じて、前記励起手段に供給すべき電流値を電流指令値として設定する電流指令値設定手段を備え、
前記電流制限手段により前記電流指令値と前記電流上限値とを比較し小さい方の値を基準電流値とし、
この基準電流値に基づき励起手段への電流供給のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ発振器。 - 前記電流制限手段において前記電流指令値と前記電流上限値とを比較し電流上限値が基準電流値となっている継続時間を測定する手段と、
前記継続時間が所定の時間以上の場合に異常信号を発生する手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載のレーザ発振器。 - 励起手段への電流供給の累積時間を測定する手段と、
前記累積時間の増加に伴って電流上限値を増加させる手段とを備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ発振器。 - 入力される電流指令値と前記電流指令値設定手段にて設定された電流指令値とを切替えて、いずれかの値を前記電流制限手段に入力する切替手段を備えたことを特徴とする請求項6に記載のレーザ発振器。
- レーザ出力が所定の出力に達していない継続時間を計測する手段と、
前記継続時間が所定の時間以上の場合に異常信号を発生する手段を備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ発振器。 - レーザ発振器から出射されたレーザ光の出力測定値と所望のレーザ出力指令値とを比較し、前記レーザ出力指令値に対応したレーザ出力が得られるように、レーザ媒質を励起する励起手段への電流供給にフィードバック制御を行うレーザ発振器の電源装置において、
前記励起手段へのフィードバック制御による電流供給を制限する電流上限値を、前記レーザ出力指令値に応じて設定する電流上限値設定手段と、
前記フィードバック制御による電流供給を前記電流上限値設定手段で設定された前記電流上限値以下となるように制限する電流制限手段とを備えたことを特徴とするレーザ発振器の電源装置。 - 前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力測定値との差分に応じて、前記励起手段に供給すべき電流値を電流指令値として設定する電流指令値設定手段を備え、
前記電流制限手段により前記電流指令値と前記電流上限値とを比較し小さい方の値を基準電流値とし、
この基準電流値に基づき励起手段への電流供給のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項11に記載のレーザ発振器の電源装置。 - レーザ媒質を励起する手段に電流を供給してレーザ光を発生するレーザ発振器の制御方法において、
レーザ発振器から出射されるレーザ光の出力を測定する工程と、
レーザ光の出力測定値と所望のレーザ出力指令値とを比較し、前記レーザ出力指令値に対応したレーザ出力が得られるように、レーザ媒質を励起する励起手段への電流供給にフィードバック制御を行う工程と、
前記励起手段へのフィードバック制御による電流供給を制限する電流上限値を前記レーザ出力指令値に応じて設定する工程と、
前記フィードバック制御による電流供給を前記電流上限値設定手段で設定された前記電流上限値以下となるように制限する工程と
を備えることを特徴とするレーザ発振器の制御方法。 - 前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力測定値との差分に応じて、前記励起手段に供給すべき電流値を電流指令値として設定する工程を備え、
前記電流供給を制限する工程により前記電流指令値と前記電流上限値とを比較し小さい方の値を基準電流値とし、
この基準電流値に基づき励起手段への電流供給のフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項13に記載のレーザ発振器の制御方法。
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