WO2019215798A1 - レーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法 - Google Patents

レーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法 Download PDF

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京藤　友博
平 荻田
森本　猛
秀康 町井
裕章 黒川
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三菱電機株式会社
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    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/2232—Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]

Definitions

  • the present invention relates to a laser device for controlling the output of laser light, a laser processing machine, and an output control method for the laser device.
  • the laser apparatus described in Patent Document 1 includes an optical coupling unit that couples laser beams output from a plurality of laser modules, a first photodetection unit that detects a laser output value in each laser module, and an optical coupling unit. And a second light detection unit that detects a laser output value.
  • the laser device described in Patent Document 1 determines whether or not the laser device has failed or deteriorated based on detection results of the first light detection unit and the second light detection unit.
  • the combined laser output output from the laser device is the original output value.
  • the output of the plurality of laser modules is increased at a uniform rate and returned to the original state.
  • the laser module that has progressed has a problem of further progressing.
  • the present invention has been made in view of the above, and can suppress the progress of deterioration of a deteriorated laser module while keeping the laser output value after the laser light is coupled within an allowable range.
  • An object is to obtain a laser device.
  • the present invention is a laser device including a plurality of laser modules, which includes a plurality of drive power supply units that drive the laser modules, and a laser output from the laser modules.
  • Combined output detection that detects a plurality of laser output detectors that detect and output a detected value as a first output signal, and detects all laser outputs after combining the plurality of laser outputs, and outputs the detected value as a second output signal Department.
  • the laser apparatus uses a plurality of first output signals and a second output signal to set a plurality of output correction factors for controlling the laser modules, and a plurality of output correction factors. And a plurality of output correction factors are set such that all laser outputs have a constant value.
  • the laser device according to the present invention has an effect that it is possible to suppress the progress of deterioration of the deteriorated laser module while keeping the laser output value after the laser light is coupled within the allowable range.
  • the figure which shows the structure of the laser apparatus concerning embodiment The figure which shows the 1st structural example of the laser processing machine provided with the laser apparatus concerning embodiment
  • the flowchart which shows the process sequence of the laser apparatus concerning embodiment Flowchart showing a calculation processing procedure of an output correction factor by the laser device according to the embodiment
  • the figure which shows the laser output value in the initial state of the laser apparatus concerning embodiment The figure which shows the laser output value in the 1st state of the laser apparatus concerning Embodiment
  • the figure which shows the laser output value in the 2nd state of the laser apparatus concerning embodiment The figure which shows the laser output value in the 3rd state of the laser apparatus concerning Embodiment
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser apparatus according to an embodiment.
  • the laser device 100A includes a first laser module M1, a second laser module M2, and a third laser module M3.
  • the laser device 100A includes a first drive power supply 41, a second drive power supply 42, and a third drive power supply 43 as a plurality of drive power supply units.
  • the laser device 100A includes partial reflection mirrors 61 to 63, a first output detection unit 51, a second output detection unit 52, and a third output detection unit 53.
  • the laser device 100A includes an optical coupling unit 15, a coupling output detection unit 55, and a control device 5A.
  • the first laser module M1, the first drive power supply 41, and the first output detection unit 51 are one laser unit that outputs and detects laser light.
  • the second laser module M2, the second drive power source 42, and the second output detection unit 52 are one laser unit that outputs and detects laser light.
  • the third laser module M3, the third drive power source 43, and the third output detection unit 53 are one laser unit that outputs and detects laser light.
  • the partial reflection mirror 61 may be included in the constituent elements of the laser unit including the first output detection unit 51.
  • a component of the laser unit including the second output detection unit 52 may include a partial reflection mirror 62.
  • a component of the laser unit including the third output detection unit 53 may include a partial reflection mirror 63.
  • the case where the laser device 100A includes three laser modules of the first laser module M1, the second laser module M2, and the third laser module M3 will be described. However, the laser included in the laser device 100A There may be two modules or four or more modules.
  • the first laser module M1 is a module that outputs a laser beam W1, and includes a total reflection mirror 11, a partial reflection mirror 21, and an excitation unit 31 inside the casing.
  • the second laser module M2 is a module that outputs a laser beam W2, and includes a total reflection mirror 12, a partial reflection mirror 22, and an excitation unit 32 inside the casing.
  • the third laser module M3 is a module that outputs laser light W3, and includes a total reflection mirror 13, a partial reflection mirror 23, and an excitation unit 33 inside the housing.
  • the first laser module M1, the second laser module M2, and the third laser module M3 each have the same function. That is, the total reflection mirrors 12 and 13 have the same function as the total reflection mirror 11, the partial reflection mirrors 22 and 23 have the same function as the partial reflection mirror 21, and the excitation units 32 and 33 are excited. It has the same function as the unit 31.
  • the first laser module M1 may use any laser such as a gas laser, a fiber laser, and a direct diode laser.
  • a case where the first laser module M1 is a laser module using a gas laser will be described.
  • CO2 is a laser medium in a gas laser (carbon dioxide), CO (carbon monoxide), the He (helium), N 2 (nitrogen), H 2 etc. (hydrogen) Laser gas is enclosed.
  • the laser gas is excited by the discharge in the excitation unit 31, and the light generated thereby repeats reciprocation between the total reflection mirror 11 and the partial reflection mirror 21, thereby causing resonance.
  • the partial reflection mirror 21 transmits a part of incident light.
  • the light transmitted through the partial reflection mirror 21 is output from the first laser module M1 as laser light W1.
  • the first laser module M1, the second laser module M2, or the third laser module M3 may be referred to as a laser module Mx. Further, the first laser module M1, the second laser module M2, and the third laser module M3 may be collectively referred to as a laser module group. Further, the first drive power supply 41, the second drive power supply 42, or the third drive power supply 43 may be referred to as a drive power supply 40x. Further, the first drive power supply 41, the second drive power supply 42, and the third drive power supply 43 may be collectively referred to as a drive power supply group.
  • a part of the laser beam W1 from the first laser module M1 is reflected by the partial reflection mirror 61 and sent to the first output detection unit 51, and the remaining part is transmitted through the partial reflection mirror 61 and sent to the optical coupling unit 15. It is done. Since the partial reflection mirror 61 transmits most of the laser light and the power of the laser light reflected by the partial reflection mirror 61 is very small, in the present embodiment, the laser light from the first laser module M1 and The description will be made assuming that the laser beam sent to the optical coupling unit 15 has the same power. Therefore, hereinafter, both the laser light from the first laser module M1 and the laser light transmitted through the partial reflection mirror 61 are referred to as laser light W1.
  • the laser light from the second laser module M2 and the laser light that has passed through the partial reflection mirror 62 are both referred to as laser light W2, and the laser light from the third laser module M3 and the laser that has passed through the partial reflection mirror 63. Both lights are called laser light W3.
  • any of the laser beams W1, W2, and W3 may be referred to as a laser beam Wx. Further, the laser beams W1, W2, and W3 may be collectively referred to as a laser beam group.
  • the first output detection unit 51, the second output detection unit 52, and the third output detection unit 53 are laser output detection units such as a sensor that detects an output value of the laser beam Wx indicating the power of the laser beam Wx.
  • the first output detection unit 51 detects the laser light incident from the partial reflection mirror 61, converts the detected laser light into an output signal P1 that is an electric signal (voltage), and transmits the output signal P1 to the control device 5A.
  • the output signal P1 corresponds to the output value of the laser beam W1 output from the first laser module M1.
  • the second output detector 52 detects the laser light incident from the partial reflection mirror 62, converts the detected laser light into an output signal P2 that is an electrical signal, and transmits the output signal P2 to the control device 5A.
  • the output signal P2 corresponds to the output value of the laser beam W2 output from the second laser module M2.
  • the third output detector 53 detects the laser light incident from the partial reflection mirror 63, converts the detected laser light into an output signal P3 that is an electrical signal, and transmits the output signal P3 to the control device 5A.
  • the output signal P3 corresponds to the output value of the laser beam W3 output from the third laser module M3.
  • the first output detection unit 51, the second output detection unit 52, and the third output detection unit 53 may be collectively referred to as an output detection unit group.
  • the laser beam W 1 that has passed through the partial reflection mirror 61, the laser beam W 2 that has passed through the partial reflection mirror 62, and the laser beam W 3 that has passed through the partial reflection mirror 63 are sent to the optical coupling unit 15.
  • the optical coupling unit 15 couples the laser beams W1, W2, and W3 from the laser module group.
  • the combined laser beams W1, W2, and W3 may be referred to as combined laser beams.
  • the optical coupling unit 15 includes a partial reflection mirror 65. A part of the combined laser light is reflected by the partial reflection mirror 65 and sent to the combined output detection unit 55, and the remaining part is transmitted through the partial reflection mirror 65 and output to the outside of the laser device 100A. Since the partial reflection mirror 65 transmits most of the laser light and the power of the laser light reflected by the partial reflection mirror 65 is very small, in this embodiment, the laser light entering the partial reflection mirror 65 and the partial In the following description, it is assumed that the laser beam emitted from the reflection mirror 65 has the same power.
  • the laser beam entering the partial reflection mirror 65 and the laser beam exiting from the partial reflection mirror 65 are both referred to as a combined laser beam W10.
  • the combined output detector 55 is a sensor that detects an output value of the combined laser beam W10 indicating the power of the combined laser beam W10.
  • the combined output detector 55 detects the laser light incident from the partial reflection mirror 65, converts the detected laser light into an output signal P10 that is an electrical signal, and transmits the output signal P10 to the control device 5A.
  • the output signal P10 corresponds to the total laser output output by combining the laser beams W1, W2, and W3 at the optical coupling unit 15, that is, the output value of the combined laser beam W10.
  • the output signals P1 to P3 are first output signals, and the output signal P10 is a second output signal.
  • the control device 5A is a device that controls the laser module group and the drive power supply group.
  • the control device 5A includes a calculation unit 1A, a control unit 2A, and a storage unit 3A.
  • the storage unit 3A stores, for each laser module Mx, correspondence information indicating the correspondence between the input power to the drive power supply group and the output value of the laser beam Wx.
  • the storage unit 3A stores correspondence information on the initial state of the laser device 100A and correspondence information when correcting the output value of the laser beam group.
  • the information on the input power to the drive power supply group includes the current value of the drive current and the voltage value of the drive voltage of each laser module Mx.
  • the output value of the laser beam Wx included in the correspondence information includes an initial value that is an output value in the initial state of the laser device 100A, the latest output value, and the like.
  • the initial value of the laser beam Wx is an output value of the laser beam Wx output at the timing for setting the initial state of the laser device 100A.
  • An example of the timing for setting the initial state is after the time when the laser module Mx has an initial failure has elapsed and until the specific time of the expected lifetime for the laser module Mx has elapsed. It is the timing between.
  • the lifetime expected for the laser module Mx is the total energization time assumed for the laser module Mx, that is, the total time expected to be energized.
  • An example of the specific time among the lifetimes assumed for the laser module Mx is 1/100 of the total energization time. Both the lifetime and the specific time are the time during which each laser module Mx is operating, and the time when it is not operating is not counted.
  • the storage unit 3A stores the output value of the combined laser light W10.
  • the output value of the combined laser beam W10 stored in the storage unit 3A includes the initial value of the output value, the latest output value, and the like.
  • the initial value of the combined laser beam W10 corresponds to the initial value of the output values of the laser beams W1, W2, and W3.
  • the initial values of the laser beams W1, W2, and W3 and the combined laser beam W10 are used as reference values for correcting the laser output value.
  • the storage unit 3A stores an upper limit value of the output value of the laser beam Wx, an upper limit value of an output correction factor for correcting the output value of the laser beam Wx, and a measurement error range of the output value of the laser beam Wx. To do.
  • the output correction rate is a correction rate of the output of the laser beam Wx.
  • the correspondence information and the output value of the combined laser beam W10 are information indicating the device state of the laser device 100A.
  • the correspondence information of the initial state of the laser device 100A and the initial value of the output value of the combined laser light W10 are the reference of the device state of the laser device 100A.
  • the calculation unit 1A sets an output correction rate for correcting the output value of the laser beam Wx.
  • the arithmetic unit 1A sets the output correction rate to 10% when it is desired to increase the output value of the laser beam Wx by 10%.
  • the calculation unit 1A according to the present embodiment sets a smaller output correction rate for a laser module Mx having a larger deterioration while keeping an output value of the combined laser beam W10 within an allowable range, and a larger output correction for a laser module Mx having a smaller deterioration. Set the rate. In other words, the calculation unit 1A sets the output correction rate to the laser module group so that the overall output value of the combined laser beam W10 falls within a specific range while setting a smaller output correction rate for the laser module Mx with greater degradation. To do.
  • the calculation unit 1A sets the output correction rate so that the output value of the combined laser beam W10 becomes a constant value.
  • the constant value here includes a substantially constant value. That is, the constant value may be in a range that can be regarded as a specific value.
  • the control unit 2A calculates the input power to the drive power supply group corresponding to the output correction rate using the correspondence information in the storage unit 3A.
  • the control unit 2A sends the calculated input power to the drive power supply group.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of a laser processing machine including the laser device according to the embodiment.
  • illustration of the optical coupling unit 15 is omitted.
  • the laser processing machine 200A includes a laser device 100A, a transmission fiber 111, a processing machine driving unit 110 that is a processing unit, and a processing machine control device 120A.
  • the laser apparatus 100A is connected to a transmission fiber 111 that transmits a coupled laser beam W10, and sends the coupled laser beam W10 to the processing machine drive unit 110 via the transmission fiber 111. Further, the control unit 2A of the laser apparatus 100A transmits information indicating the state of the laser apparatus 100A to the processing machine control unit 123. Information indicating the state of the laser device 100A is used for feedback control by the processing machine control device 120A.
  • the processing machine drive unit 110 processes the workpiece 114, which is a workpiece, using the combined laser light W10 transmitted from the laser device 100A.
  • the processing machine drive unit 110 includes a processing head 112 and a work table 113.
  • the processing head 112 is connected to the laser apparatus 100A via the transmission fiber 111, and irradiates the workpiece 114 with the combined laser light W10 sent from the transmission fiber 111.
  • the processing head 112 is movable in the Z-axis direction that is the vertical direction.
  • the work table 113 is a table for placing the work 114.
  • the work table 113 is movable in the X axis direction and the Y axis direction in the horizontal plane.
  • the processing machine control device 120A controls the processing machine drive unit 110 and the laser device 100A.
  • the processing machine control device 120 ⁇ / b> A includes a calculation unit 121, a storage unit 122, a processing machine control unit 123, and a user interface unit 124.
  • the processing machine control unit 123 is connected to the calculation unit 121, the storage unit 122, the user interface unit 124, the control unit 2A, and the processing machine drive unit 110.
  • the user interface unit 124 receives information input by the user and sends the information to the processing machine control unit 123.
  • the user interface unit 124 outputs various information to an external device in accordance with instructions from the processing machine control unit 123.
  • the calculation unit 121 calculates the position of the processing head 112, the position of the work table 113, and the like based on the state information indicating the state of the processing machine driving unit 110.
  • the storage unit 122 stores a control program for controlling the processing machine driving unit 110 and the laser device 100A.
  • the processing machine control unit 123 receives the state information of the processing machine driving unit 110 from the processing machine driving unit 110 and sends it to the calculation unit 121. In addition, the processing machine control unit 123 receives various commands for controlling the processing machine drive unit 110 and the laser device 100A from the laser device 100A. Further, the processing machine control unit 123 transmits a command for controlling the processing machine drive unit 110 to the processing machine drive unit 110.
  • processing machine control unit 123 stores the information generated by the processing machine control unit 123 in the storage unit 122. Further, the processing machine control unit 123 causes the storage unit 122 to store information received from the processing machine driving unit 110 and the laser device 100A.
  • the processing machine control unit 123 calculates a command to be sent to the processing machine driving unit 110 and the laser device 100A using the calculation result by the calculation unit 121 and the control program in the storage unit 122.
  • the processing machine control unit 123 controls the processing machine drive unit 110 and the laser device 100A by sending the calculated command to the processing machine drive unit 110 and the laser device 100A.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a second configuration example of the laser processing machine including the laser device according to the embodiment.
  • the illustration of the optical coupling unit 15 is omitted.
  • the laser processing machine 200B includes a laser device 100B, a transmission fiber 111, a processing machine drive unit 110, and a processing machine control device 120B.
  • the laser apparatus 100B includes a control unit 2B instead of the control unit 2A.
  • a processing unit 1B that combines the function of the processing unit 1A and the function of the processing unit 121 is disposed in the processing machine control device 120B.
  • a storage unit 3B that combines the functions of the storage unit 3A and the storage unit 122 is disposed in the processing machine control device 120B. Note that at least one of the calculation unit 1B and the storage unit 3B may be disposed in the laser device 100B.
  • the processing machine control device 120B includes a calculation unit 1B, a storage unit 3B, a processing machine control unit 123, and a user interface unit 124.
  • the processing machine control unit 123 is connected to the calculation unit 1B, the storage unit 3B, the user interface unit 124, the control unit 2B, and the processing machine drive unit 110.
  • the control unit 2B transmits the output signals P1, P2, P3, and P10 detected by the laser device 100B to the calculation unit 1B via the processing machine control unit 123. Thereby, the calculation unit 1B sets the output correction rate by the same processing as the calculation unit 1A.
  • the processing machine control unit 123 transmits the output correction rate calculated by the calculation unit 1B to the control unit 2B. Further, the control unit 2B reads information in the storage unit 3B via the processing machine control unit 123.
  • the control unit 2B controls the drive power supply group by the same processing as the control unit 2A. Specifically, the control unit 2B calculates the input power to the drive power supply group corresponding to the output correction rate using the correspondence relationship information in the storage unit 3B. The control unit 2B sends the calculated input power to the drive power supply group.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of the laser apparatus according to the embodiment. Since the same processing is executed in the laser device 100A and the laser device 100B, the processing procedure of the laser device 100A will be described here.
  • the control device 5A determines the initial state of each laser module Mx and the initial state of the optical coupling unit 15. Register (step S10). Specifically, the control device 5A registers the initial value of the laser output value of each laser module Mx and the initial value of the laser output value of the optical coupling unit 15.
  • the initial value of the output values of the laser beams W1, W2, and W3 is the first initial value
  • the initial value of the output value of the combined laser beam W10 is the second initial value.
  • the control unit 2A supplies power to the drive power supply group. At this time, the control unit 2A may input different power for each drive power supply 40x.
  • the first output detection unit 51, the second output detection unit 52, and the third output detection unit 53 detect the laser beams W1, W2, and W3 from the respective laser modules Mx, and the optical coupling unit 15
  • the combined output light detection unit 55 detects the combined laser beam W10.
  • the output values of the laser beams W1, W2, W3 and the combined laser beam W10 are detected when a specific time elapses after each laser module Mx is activated. That is, the output values of the laser beams W1, W2, and W3 and the combined laser beam W10 are detected after each laser module Mx is activated and completes a certain operation.
  • the output values of the laser beams W1, W2, W3 and the combined laser beam W10 detected after the completion of the certain operation are initial values of the laser output values.
  • laser light is detected for the replaced laser module Mx, and an initial value of the laser output value is detected.
  • the calculation unit 1A registers the detected initial value and the input power to the laser module Mx in the correspondence information in the storage unit 3A in association with each laser module Mx. Further, the calculation unit 1A stores the initial value of the combined laser beam W10 in the storage unit 3A.
  • the input power to the laser module Mx when the initial value of the laser output value is detected is referred to as a laser output condition A.
  • the initial value of the output value of the laser beam Wx in the laser module Mx is V 0 (m) [kW]
  • the initial value of the output value of the coupled laser beam W10 in the optical coupling unit 15 is V a0 [kW].
  • m is any one of 1 to N when N is a natural number.
  • the calculation unit 1A sets a measurement error range of the laser output value.
  • An example of the measurement error range is within X [%].
  • the calculation unit 1A stores the set measurement error range in the storage unit 3A.
  • each laser module Mx After the initial state of the laser device 100A is registered, each laser module Mx outputs a laser beam, whereby the combined laser beam W10 is output from the laser device 100A. Then, at a specific timing such as once a day, the control device 5A periodically checks the state of each laser module Mx and the state of the optical coupling unit 15 (step S20), and the state and light of each laser module Mx. The state of the coupling unit 15 is registered. Specifically, the control device 5A stores the input power, the laser output value of each laser module Mx, and the laser output value of the optical coupling unit 15 in the storage unit 3A.
  • the control unit 2A supplies power to each drive power supply 40x. At this time, the control unit 2A turns on the power of the laser output condition A to the drive power supply 40x.
  • the first output detection unit 51, the second output detection unit 52, and the third output detection unit 53 detect the output values of the laser beams W1, W2, and W3 from the respective laser modules Mx, and the calculation unit 1A. Send to. Also, the output value of the combined laser beam W10 from the optical coupling unit 15 is detected by the coupling output detection unit 55 and sent to the calculation unit 1A. In this case, the output values of the laser beams W1, W2, W3 and the combined laser beam W10 are detected when a specific time elapses after each laser module Mx is activated. That is, the output values of the laser beams W1, W2, and W3 and the combined laser beam W10 are detected after each laser module Mx is activated and completes a certain operation.
  • the output value of the laser beam Wx in the laser module Mx is V (m) [kW]
  • the output value of the coupled laser beam W10 in the optical coupling unit 15 is V a [kW].
  • the calculation unit 1A compares the calculated output value with the output value stored in the storage unit 3A, and calculates an output change rate that is a degree of deterioration of the laser module Mx based on the comparison result.
  • Calculation unit 1A includes an output change rate of each laser module Mx alpha (m), by using the output rate of change of the optical coupling portion 15 alpha a, it calculates an output correction factor for each laser module Mx (step S30). Next, an output correction factor calculation processing procedure will be described.
  • FIG. 5 is a flowchart of a process procedure for calculating an output correction factor by the laser apparatus according to the embodiment. Since the same processing is executed in the laser device 100A and the laser device 100B, the output correction factor calculation processing procedure by the laser device 100A will be described here.
  • the calculation unit 1A determines whether or not the output change rate ⁇ a of the combined laser beam W10 is within the measurement error range (step S110). Here, the arithmetic unit 1A determines whether or not ⁇ a ⁇ ⁇ X / m [%].
  • the calculation unit 1A calculates the variation in the output change rate ⁇ (m) between the laser modules Mx (Step S130). ). Specifically, the calculation unit 1A calculates an average value ⁇ ave [%], a maximum value ⁇ max [%], and a minimum value ⁇ min [%] of the output change rate ⁇ (m) [%] of the laser module group. To do. Then, the calculation unit 1A calculates the variation ⁇ [%] of the output change rate ⁇ (m) between the laser modules Mx.
  • ⁇ ( ⁇ max ⁇ min ) / ⁇ ave .
  • the calculation unit 1A determines whether or not the variation ⁇ of the output change rate ⁇ (m) is within the measurement error range (step S140). Here, the arithmetic unit 1A determines whether or not ⁇ ⁇ ⁇ X [%]. When the variation ⁇ of the output change rate ⁇ (m) is within the measurement error range (step S140, Yes), the calculation unit 1A corrects the laser output value of each laser module Mx evenly (step S120).
  • the calculation unit 1A groups each laser module Mx based on the output change rate ⁇ a of each laser module Mx. (Step S150).
  • the calculation unit 1A selects the first laser module Mx from the laser module group, and selects the laser module Mx whose output change rate difference from the first laser module Mx is X [%] or less. Extracted and registered in the first group together with the first laser module Mx.
  • the calculation unit 1A selects the second laser module Mx after excluding the laser modules registered in the group from the laser module group.
  • the calculation unit 1A extracts the laser module Mx whose output change rate difference from the second laser module Mx is equal to or less than X [%], and registers it in the second group together with the second laser module Mx. To do.
  • the calculation unit 1A repeats such processing until all the laser modules Mx in the laser module group are registered in any group. In this case, it is assumed that one or more laser modules Mx are registered in one group.
  • the calculation unit 1A sets a smaller output correction value for the laser module Mx having a larger output change rate ⁇ (step S160). Specifically, the calculation unit 1A numbers the laser modules Mx in descending order of the output change rate ⁇ (m). Further, the calculation unit 1A calculates an output correction value for recovering the laser output value to the initial value for each laser module Mx.
  • the arithmetic unit 1A sets the output correction value of the laser module Mx having the smallest output change rate ⁇ for the laser module Mx having the largest output change rate ⁇ . Further, the arithmetic unit 1A sets the output correction value of the laser module Mx having the largest output change rate ⁇ for the laser module Mx having the smallest output change rate ⁇ . Further, the arithmetic unit 1A sets the output correction value of the laser module Mx having the second smallest output change rate ⁇ for the laser module Mx having the second largest output change rate ⁇ . Further, the arithmetic unit 1A sets the output correction value of the laser module Mx having the second largest output change rate ⁇ for the laser module Mx having the second smallest output change rate ⁇ .
  • the calculation unit 1A repeats such output correction value replacement processing until output correction values are set for all the laser modules Mx in the laser module group. Thereafter, the calculation unit 1A equalizes the output correction rate ⁇ (m) of the laser module Mx within the group (step S170). That is, the arithmetic unit 1A sets the same output correction factor ⁇ (m) for the laser modules Mx registered in the same group.
  • the calculation unit 1A calculates the output value of the combined laser beam W10 when the laser output is corrected with the output correction value set for each laser module Mx. Specifically, the calculation unit 1A calculates the output value of the combined laser light W10 by summing up the laser output values when the laser output is corrected with the output correction value set in each laser module Mx. The calculation unit 1A determines whether or not the difference between the calculated output value of the combined laser beam W10 and the initial value of the combined laser beam W10 stored in the storage unit 3A is within an allowable range (step S180). ). An example of an acceptable range is a measurement error range.
  • step S190 the calculation unit 1A corrects the output correction factor ⁇ (m) in units of groups (step S190). Thereby, the output correction factor ⁇ (m) within the group can be made equal.
  • the calculation unit 1A performs the processing of step S180 and step S190 until the difference between the calculated output value of the combined laser beam W10 and the initial value of the combined laser beam W10 stored in the storage unit 3A is within an allowable range. repeat. If the calculation unit 1A falls within the allowable range (step S180, Yes), the output correction factor ⁇ (m) is determined and the setting process of the output correction factor ⁇ (m) is completed.
  • the control unit 2A calculates input power corresponding to the output correction factor ⁇ (m) and sends the calculated input power to the drive power supply group.
  • the arithmetic unit 1A calculates the output correction rate ⁇ (m) immediately after confirming the state of each laser module Mx and the state of the optical coupling unit 15, and drives the power corresponding to the output correction rate ⁇ (m). It shall be sent to the power supply group. Further, when performing the processes of steps S160, S170, and S190, the calculation unit 1A does not exceed the upper limit value of the output correction rate ⁇ (m) stored in the storage unit 3A, so that the output correction rate ⁇ (m ) Is set. Moreover, 1 A of calculating parts may abbreviate
  • the calculation unit 1A may replace the output correction value using at least two laser modules Mx during the process of step S160.
  • the arithmetic unit 1A preferentially sets the laser module Mx having a large deterioration as a target for replacing the output correction value.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a laser output value in an initial state of the laser apparatus according to the embodiment.
  • the first laser module M1 is referred to as a laser module (1)
  • the second laser module M2 is referred to as a laser module (2)
  • the third laser module M3 is referred to as a laser module (3).
  • the first laser module M1 is shown as a module (1)
  • the second laser module M2 is shown as a module (2)
  • the third laser module M3 is shown as a module (3).
  • the vertical axis represents the laser output value (kW), which is the output value of the laser beam.
  • the laser apparatus 100A in the initial state is in a state in which the laser output has not decreased due to deterioration.
  • the laser output of the laser module (1) is 1.1 kW
  • the laser output of the laser module (2) is 1.0 kW
  • the laser output of the laser module (3) is 0.
  • it is 9 kW.
  • the total value of the laser output values is 3.0 kW.
  • the total value of the laser outputs is the output value of the combined laser beam W10. If the laser device 100A continues to operate after the initial state of the laser device 100A is registered, the laser device 100A may be in any of the first to fourth states described later due to deterioration.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a laser output value in the first state of the laser apparatus according to the embodiment.
  • the first state of the laser device 100A is a state in which the output change rate ⁇ (m) in each laser module Mx is within the measurement error range.
  • the laser output values of the laser modules (1) and (3) do not decrease, the laser output value of the laser module (2) decreases by 2%, and the total value of the laser output values decreases by 0.67% Will be described.
  • the calculation unit 1A sets the same output correction factor ⁇ (m) for each laser module Mx. In this case, the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ (m) for each laser module Mx so that the difference between the total value of the laser output values and the total value in the initial state is within an allowable range.
  • FIG. 7 shows a case where the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ of + 0.67% in the laser modules (1) to (3).
  • the laser output values after the output correction of the laser modules (1) to (3) are 1.107 (kW), 0.987 (kW), and 0.906 (kW), respectively.
  • the total value is 3.000 (kW).
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a laser output value in the second state of the laser apparatus according to the embodiment.
  • the second state of the laser device 100A is a state where the laser output values of the respective laser modules Mx are uniformly reduced. That is, the second state is a state in which the variation ⁇ in the reduction rate of the laser output value is within a specific range.
  • the laser output value of the laser module (1) decreases by 10.0%
  • the laser output value of the laser module (2) decreases by 10.0%
  • the laser output value of the laser module (3) decreases to 8.9. %
  • the total value of the laser output values is reduced by 9.7%.
  • the calculation unit 1A sets the same output correction factor ⁇ (m) for each laser module Mx. In this case, the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ (m) for each laser module Mx so that the difference between the total value of the laser output values and the total value in the initial state is within an allowable range.
  • FIG. 8 shows a case where the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ of + 10.7% in the laser modules (1) to (3).
  • the laser output values after the output correction of the laser modules (1) to (3) are 1.096 (kW), 0.996 (kW), and 0.908 (kW), respectively.
  • the total value is 3.000 (kW).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a laser output value in the third state of the laser apparatus according to the embodiment.
  • the third state of the laser device 100A is a state in which there are a group in which a large number of laser modules Mx whose laser output values are slightly decreased and a group in which a small number of laser modules Mx whose laser output values are greatly decreased are registered. It is. It is assumed that the laser modules (1) and (3) whose laser output values are slightly decreased are registered in the first group, and the laser module (2) whose laser output values are greatly decreased are registered in the second group. .
  • the laser output value of the laser module (1) decreases by 4.5%
  • the laser output value of the laser module (2) decreases by 20.0%
  • the laser output value of the laser module (3) decreases by 5.6. %
  • the total value of laser output values is reduced by 10.0%.
  • the calculation unit 1A numbers the laser modules (1) to (3) in descending order of the output change rate ⁇ (m).
  • the order in which the output change rate ⁇ (m) is large is the order of the laser module (2), the laser module (3), and the laser module (1).
  • the arithmetic unit 1A calculates an output correction value for recovering the laser output value to the initial value for the laser modules (1) to (3).
  • an output correction factor ⁇ of + 4.8% is required, and the laser output value of the laser module (2) is changed to the initial laser output value.
  • an output correction factor ⁇ of + 25.0% is required.
  • an output of + 5.9% is required.
  • a correction factor ⁇ is required.
  • the calculation unit 1A sets the output correction rate ⁇ of the laser module (1) having the smallest output change rate ⁇ with respect to the laser module (2) having the largest output change rate ⁇ . That is, the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ of + 4.8% for the laser module (2).
  • the arithmetic unit 1A sets the output correction rate ⁇ of the laser module (2) having the largest output change rate ⁇ with respect to the laser module (1) having the smallest output change rate ⁇ . That is, the calculation unit 1A temporarily sets an output correction factor ⁇ of + 25.0% for the laser module (1).
  • the calculation unit 1A has the same value of the output correction factor ⁇ of the laser modules (1) and (3), and the total value after the output correction, The output correction factors ⁇ of the laser modules (1) and (3) are corrected so that the difference from the total value in the initial state is within the allowable range.
  • the arithmetic unit 1A sets the corrected output correction rate ⁇ of 15.5% in the laser modules (1) and (3), and the output correction of + 4.8% in the laser module (2).
  • the case where the rate ⁇ is set is shown.
  • the laser output values after the output correction of the laser modules (1) to (3) are 1.213 (kW), 0.838 (kW), and 0.982 (kW), respectively, and the output values after the output correction are performed.
  • the total value is 3.033 (kW).
  • the laser module (1), (3) has a small output change rate ⁇ , even if a large output correction rate ⁇ is set, it is possible to suppress the deterioration from proceeding at an accelerated rate.
  • the laser module (2) has a large output change rate ⁇ , but since a small output correction rate ⁇ is set, it is possible to suppress deterioration from proceeding at an accelerated rate.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a laser output value in the fourth state of the laser apparatus according to the embodiment.
  • the fourth state of the laser device 100A is a state in which there are a group in which a small number of laser modules Mx whose laser output values are slightly reduced and a group in which a large number of laser modules Mx whose laser output values are greatly reduced are registered. It is. Assume that the laser modules (1) and (3) whose laser output values have greatly decreased are registered in the first group, and the laser module (2) whose laser output value has decreased slightly is registered in the second group. .
  • the laser output value of the laser module (1) is reduced by 13.6%
  • the laser output value of the laser module (2) is reduced by 2.0%
  • the laser output value of the laser module (3) is 13.3%. %
  • the total value of the laser output values is reduced by 9.7%.
  • the calculation unit 1A numbers the laser modules (1) to (3) in descending order of the output change rate ⁇ (m).
  • the order in which the output change rate ⁇ (m) is large is the order of the laser module (1), the laser module (3), and the laser module (2).
  • the calculation unit 1A calculates an output correction value for returning the laser output value to the laser output value in the initial state for the laser modules (1) to (3).
  • an output correction factor ⁇ of + 15.8% is necessary, and the laser output value of the laser module (2) is changed to the laser in the initial state.
  • an output correction factor ⁇ of + 2.0% is necessary.
  • an output of + 15.4% is required to return the laser output value of the laser module (3) to the laser output value in the initial state.
  • a correction factor ⁇ is required.
  • the calculation unit 1A sets the output correction rate ⁇ of the laser module (1) having the largest output change rate ⁇ with respect to the laser module (2) having the smallest output change rate ⁇ . That is, the calculation unit 1A sets an output correction factor ⁇ of + 15.8% for the laser module (2).
  • the calculation unit 1A sets the output correction rate ⁇ of the laser module (2) having the smallest output change rate ⁇ with respect to the laser module (1) having the largest output change rate ⁇ . That is, the calculation unit 1A temporarily sets an output correction factor ⁇ of + 2.0% for the laser module (1).
  • the calculation unit 1A has the same value of the output correction factor ⁇ of the laser modules (1) and (3), and the total value after the output correction, The output correction factors ⁇ of the laser modules (1) and (3) are corrected so that the difference from the total value in the initial state is within the allowable range.
  • the calculation unit 1A sets the corrected output correction rate ⁇ of 8.7% to the laser modules (1) and (3), and the output correction of + 15.8% to the laser module (2).
  • the case where the rate ⁇ is set is shown.
  • the laser output values after the output correction of the laser modules (1) to (3) are 1.033 (kW), 1.133 (kW), and 0.848 (kW), respectively.
  • the total value is 3.014 (kW).
  • the laser module (2) Since the laser module (2) has a small output change rate ⁇ , even when a large output correction rate ⁇ is set, it is possible to suppress deterioration from proceeding at an accelerated rate.
  • the laser modules (1) and (3) have a large output change rate ⁇ , but since a small output correction rate ⁇ is set, it is possible to suppress deterioration from proceeding at an accelerated rate.
  • the laser module Mx that has deteriorated among the laser modules Mx has the output correction rate ⁇ of each laser module Mx set so as to reduce the burden due to the laser beam output correction. It is changing. Further, the output correction factor ⁇ is changed so that the output value of the combined laser beam W10 falls within the allowable range.
  • Each of the control devices 5A and 5B can be realized by a control circuit, that is, a processor and a memory. Note that the processor and the memory may be replaced with a processing circuit. Moreover, you may implement
  • the coupled laser is based on the laser output value of each laser module Mx, the output change rate ⁇ (m) of each laser module Mx, and the initial value of the output value of the coupled laser beam W10.
  • a smaller output correction factor ⁇ is set as the output value of the light W10 falls within the allowable range and the output change rate ⁇ is larger for each laser module Mx. Since the calculation unit 1A can change the output correction rate ⁇ (m) of each laser module Mx according to the deterioration state of the laser module Mx, the lifetime is short according to the difference in the lifetime for each laser module Mx. The load on the laser module Mx can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the progress of the acceleration degradation of the laser module Mx while keeping the laser output value of the optical coupling unit 15 within an allowable range.
  • the progress of the acceleration deterioration of the laser module Mx can be suppressed, the sudden machine down of the laser device 100A can be prevented, and a preparation period for replacing the laser module Mx can be secured. That is, it is possible to earn time from the start of deterioration of the laser module Mx to the machine down.
  • the state of the laser module Mx is compared with the initial state of the laser module Mx, the deterioration state of each laser module Mx can be accurately grasped. In other words, even after replacing some laser modules Mx in the laser module group, the deterioration state can be accurately grasped for each laser module Mx.
  • the output values of the laser beams W1, W2, W3 and the combined laser beam W10 are detected when a specific time has elapsed after the activation of each laser module Mx, and immediately after the detection,
  • the output correction factor ⁇ (m) is calculated to correct the power to the drive power supply group. Accordingly, it is possible to detect the laser output value while fixing the conditions related to the laser oscillation such as the water temperature state of each laser module Mx. Therefore, highly reliable output correction control can be performed on the drive power supply group in an environment where variations in the state of each laser module Mx are reduced.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置（１００Ａ）であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数の出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部（５５）と、複数の第１出力信号と、第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部（１Ａ）と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部（２Ａ）と、を備え、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるように各々設定される。

Description

レーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法
　本発明は、レーザ光の出力を制御するレーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法に関する。
　レーザ光を出力するレーザ装置の中には、複数のレーザモジュールから出力されるレーザ光を結合して出力するものがある。特許文献１に記載のレーザ装置は、複数のレーザモジュールから出力されるレーザ光を結合する光結合部と、各レーザモジュールにおけるレーザ出力値を検出する第１の光検出部と、光結合部におけるレーザ出力値を検出する第２の光検出部とを備えている。特許文献１に記載のレーザ装置は、第１の光検出部および第２の光検出部での検出結果に基づいて、レーザ装置の故障または劣化の有無を判定している。
特開２０１７－０９２２０６号公報
　上記特許文献１のレーザ装置では、結合後のレーザ出力が低下した場合、個々のレーザモジュールを独立して制御することができないので、レーザ装置から出力される結合後のレーザ出力を元の出力値に戻すには、複数のレーザモジュールの出力を一律の割合で増加させて元に戻すことになる。その結果、劣化の進んだレーザモジュールも一律の割合で出力が増加することになるため、劣化の進んだレーザモジュールは、より劣化が進んでしまうという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光が結合された後のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化したレーザモジュールに対して劣化の進行を抑制することができるレーザ装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部とを備えている。また、レーザ装置は、複数の第１出力信号と、第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部と、を備え、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるように各々設定される。
　本発明にかかるレーザ装置は、レーザ光が結合された後のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化したレーザモジュールに対して劣化の進行を抑制することができるという効果を奏する。
実施の形態にかかるレーザ装置の構成を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第１の構成例を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第２の構成例を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置の処理手順を示すフローチャート 実施の形態にかかるレーザ装置による出力補正率の算出処理手順を示すフローチャート 実施の形態にかかるレーザ装置の初期状態におけるレーザ出力値を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置の第１の状態におけるレーザ出力値を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置の第２の状態におけるレーザ出力値を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置の第３の状態におけるレーザ出力値を示す図 実施の形態にかかるレーザ装置の第４の状態におけるレーザ出力値を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、実施の形態にかかるレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置１００Ａは、第１レーザモジュールＭ１と、第２レーザモジュールＭ２と、第３レーザモジュールＭ３とを備えている。また、レーザ装置１００Ａは、複数の駆動電源部として、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、および第３駆動電源４３を備えている。また、レーザ装置１００Ａは、部分反射ミラー６１～６３と、第１出力検出部５１と、第２出力検出部５２と、第３出力検出部５３とを備えている。また、レーザ装置１００Ａは、光結合部１５と、結合出力検出部５５と、制御装置５Ａとを備えている。
　第１レーザモジュールＭ１と、第１駆動電源４１と、第１出力検出部５１とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。また、第２レーザモジュールＭ２と、第２駆動電源４２と、第２出力検出部５２とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。また、第３レーザモジュールＭ３と、第３駆動電源４３と、第３出力検出部５３とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。なお、第１出力検出部５１を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６１が含まれていてもよい。第２出力検出部５２を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６２が含まれていてもよい。第３出力検出部５３を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６３が含まれていてもよい。本実施の形態では、レーザ装置１００Ａが、第１レーザモジュールＭ１と、第２レーザモジュールＭ２と、第３レーザモジュールＭ３との３つのレーザモジュールを備える場合について説明するが、レーザ装置１００Ａが備えるレーザモジュールは２つであってもよいし４つ以上であってもよい。
　第１レーザモジュールＭ１は、レーザ光Ｗ１を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１１と、部分反射ミラー２１と、励起部３１とを有している。第２レーザモジュールＭ２は、レーザ光Ｗ２を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１２と、部分反射ミラー２２と、励起部３２とを有している。第３レーザモジュールＭ３は、レーザ光Ｗ３を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１３と、部分反射ミラー２３と、励起部３３とを有している。
　第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３は、それぞれ同様の機能を有している。すなわち、全反射ミラー１２，１３は、全反射ミラー１１と同様の機能を有し、部分反射ミラー２２，２３は、部分反射ミラー２１と同様の機能を有し、励起部３２，３３は、励起部３１と同様の機能を有している。
　ここでは、第１レーザモジュールＭ１の構成について説明する。第１レーザモジュールＭ１は、気体レーザ、ファイバレーザ、ダイレクトダイオードレーザなどの何れのレーザを用いたものであってもよい。本実施の形態では、第１レーザモジュールＭ１が気体レーザを用いるレーザモジュールである場合について説明する。第１レーザモジュールＭ１の筐体の内部には、ガスレーザにおけるレーザ媒質であるＣＯ２（二酸化炭素）、ＣＯ（一酸化炭素）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎ2（窒素）、Ｈ2（水素）等のレーザガスが封入されている。第１レーザモジュールＭ１では、励起部３１内の放電によってレーザガスが励起され、これにより発生した光が全反射ミラー１１と部分反射ミラー２１との間で往復を繰り返すことにより共振が生じる。部分反射ミラー２１は入射される光の一部を透過させる。部分反射ミラー２１を透過した光は、レーザ光Ｗ１として第１レーザモジュールＭ１から出力される。
　なお、以下の説明では、第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、または第３レーザモジュールＭ３を、レーザモジュールＭｘという場合がある。また、第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３をまとめてレーザモジュール群という場合がある。また、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、または第３駆動電源４３を、駆動電源４０ｘという場合がある。また、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、および第３駆動電源４３をまとめて駆動電源群という場合がある。
　第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光Ｗ１の一部は、部分反射ミラー６１で反射されて第１出力検出部５１に送られ、残部は、部分反射ミラー６１を透過して光結合部１５に送られる。部分反射ミラー６１は、ほとんどのレーザ光を透過させ、部分反射ミラー６１で反射されるレーザ光のパワーは、わずかであるので、本実施の形態では、第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光と、光結合部１５に送られるレーザ光とが同じパワーであるものとして説明する。したがって、以下では、第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光と、部分反射ミラー６１を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ１と呼ぶ。同様に、第２レーザモジュールＭ２からのレーザ光と、部分反射ミラー６２を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ２と呼び、第３レーザモジュールＭ３からのレーザ光と、部分反射ミラー６３を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ３と呼ぶ。以下の説明では、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の何れかをレーザ光Ｗｘという場合がある。また、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３をまとめてレーザ光群という場合がある。
　第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３は、レーザ光Ｗｘのパワーを示すレーザ光Ｗｘの出力値を検出するセンサなどのレーザ出力検出部である。第１出力検出部５１は、部分反射ミラー６１から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号（電圧）である出力信号Ｐ１に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ１は、第１レーザモジュールＭ１から出力されるレーザ光Ｗ１の出力値に対応している。
　第２出力検出部５２は、部分反射ミラー６２から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ２に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ２は、第２レーザモジュールＭ２から出力されるレーザ光Ｗ２の出力値に対応している。
　第３出力検出部５３は、部分反射ミラー６３から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ３に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ３は、第３レーザモジュールＭ３から出力されるレーザ光Ｗ３の出力値に対応している。以下の説明では、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３をまとめて出力検出部群という場合がある。
　部分反射ミラー６１を透過したレーザ光Ｗ１、部分反射ミラー６２を透過したレーザ光Ｗ２、および部分反射ミラー６３を透過したレーザ光Ｗ３は、光結合部１５に送られる。
　光結合部１５は、レーザモジュール群からのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を結合する。以下の説明では、結合されたレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を結合レーザ光という場合がある。光結合部１５は、部分反射ミラー６５を有している。結合レーザ光の一部は、部分反射ミラー６５で反射されて結合出力検出部５５に送られ、残部は、部分反射ミラー６５を透過してレーザ装置１００Ａの外部に出力される。部分反射ミラー６５は、ほとんどのレーザ光を透過させ、部分反射ミラー６５で反射されるレーザ光のパワーは、わずかであるので、本実施の形態では、部分反射ミラー６５に入るレーザ光と、部分反射ミラー６５から外部に出るレーザ光とが同じパワーであるものとして説明する。以下では、部分反射ミラー６５に入るレーザ光と、部分反射ミラー６５から外部に出るレーザ光とをともに結合レーザ光Ｗ１０と呼ぶ。
　結合出力検出部５５は、結合レーザ光Ｗ１０のパワーを示す結合レーザ光Ｗ１０の出力値を検出するセンサである。結合出力検出部５５は、部分反射ミラー６５から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ１０に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ１０は、光結合部１５でレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が結合されて出力される全レーザ出力、すなわち結合レーザ光Ｗ１０の出力値に対応している。出力信号Ｐ１～Ｐ３が第１出力信号であり、出力信号Ｐ１０が第２出力信号である。
　制御装置５Ａは、レーザモジュール群および駆動電源群を制御する装置である。制御装置５Ａは、演算部１Ａと、制御部２Ａと、記憶部３Ａとを備えている。
　記憶部３Ａは、駆動電源群への投入電力と、レーザ光Ｗｘの出力値との対応関係を示す対応関係情報を、レーザモジュールＭｘ毎に記憶する。記憶部３Ａは、レーザ装置１００Ａの初期状態の対応関係情報と、レーザ光群の出力値を補正する際の対応関係情報とを記憶する。駆動電源群への投入電力の情報には、各レーザモジュールＭｘの駆動電流の電流値および駆動電圧の電圧値が含まれる。
　対応関係情報に含まれるレーザ光Ｗｘの出力値には、レーザ装置１００Ａの初期状態の出力値である初期値、最新の出力値などが含まれている。レーザ光Ｗｘの初期値は、レーザ装置１００Ａの初期状態を設定するタイミングで出力されたレーザ光Ｗｘの出力値である。初期状態を設定するタイミングの例は、レーザモジュールＭｘが初期不良の発生する時期を経過した後であって、かつレーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間のうちの特定時間が経過するまでの間のタイミングである。レーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間は、レーザモジュールＭｘに想定される通電合計時間、すなわち通電可能と予想される時間の合計時間である。レーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間のうちの特定時間の例は、通電合計時間の１／１００の時間である。寿命時間および特定時間は、ともに各レーザモジュールＭｘが動作している時間であり、動作していない時間はカウントされない。
　また、記憶部３Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を記憶する。記憶部３Ａが記憶する結合レーザ光Ｗ１０の出力値には、出力値の初期値、最新の出力値などが含まれている。結合レーザ光Ｗ１０の初期値は、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値の初期値に対応している。レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の初期値は、レーザ出力値を補正する際の基準値として用いられる。また、記憶部３Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値の上限値と、レーザ光Ｗｘの出力値を補正するための出力補正率の上限値と、レーザ光Ｗｘの出力値の測定誤差範囲とを記憶する。出力補正率は、レーザ光Ｗｘの出力の補正率である。対応関係情報および結合レーザ光Ｗ１０の出力値が、レーザ装置１００Ａの装置状態を示す情報である。レーザ装置１００Ａの初期状態の対応関係情報と、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値とが、レーザ装置１００Ａの装置状態の基準である。
　演算部１Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値を補正するための出力補正率を設定する。演算部１Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値を１０％上げたい場合には、出力補正率を１０％に設定する。本実施の形態の演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化の大きなレーザモジュールＭｘほど小さな出力補正率を設定し、劣化の小さなレーザモジュールＭｘほど大きな出力補正率を設定する。換言すると、演算部１Ａは、劣化の大きなレーザモジュールＭｘほど小さな出力補正率を設定しつつ、全体では結合レーザ光Ｗ１０の出力値が特定範囲内になるようレーザモジュール群への出力補正率を設定する。演算部１Ａは、例えば、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が一定値になるよう出力補正率を設定する。ここでの一定値は、略一定値を含んでいる。すなわち、一定値は、特定の値とみなせる範囲であればよい。制御部２Ａは、記憶部３Ａ内の対応関係情報などを用いて、出力補正率に対応する駆動電源群への投入電力を算出する。制御部２Ａは、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
　ここで、レーザ装置１００Ａを備えたレーザ加工機の構成について説明する。図２は、実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第１の構成例を示す図である。図２では、光結合部１５の図示を省略している。レーザ加工機２００Ａは、レーザ装置１００Ａと、伝送ファイバ１１１と、加工部である加工機駆動部１１０と、加工機制御装置１２０Ａとを備えている。
　レーザ装置１００Ａは、結合レーザ光Ｗ１０を伝送する伝送ファイバ１１１に接続されており、伝送ファイバ１１１を介して加工機駆動部１１０に結合レーザ光Ｗ１０を送る。また、レーザ装置１００Ａの制御部２Ａは、レーザ装置１００Ａの状態を示す情報などを加工機制御部１２３に送信する。レーザ装置１００Ａの状態を示す情報は、加工機制御装置１２０Ａによるフィードバック制御に用いられる。
　加工機駆動部１１０は、レーザ装置１００Ａから送られてくる結合レーザ光Ｗ１０を用いて被加工物であるワーク１１４を加工する。加工機駆動部１１０は、加工ヘッド１１２と、ワークテーブル１１３とを有している。
　加工ヘッド１１２は、伝送ファイバ１１１を介してレーザ装置１００Ａに接続されおり、伝送ファイバ１１１から送られてくる結合レーザ光Ｗ１０をワーク１１４に照射する。加工ヘッド１１２は、鉛直方向であるＺ軸方向に移動可能となっている。ワークテーブル１１３は、ワーク１１４を載置するためのテーブルである。ワークテーブル１１３は、水平面内のＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっている。
　加工機制御装置１２０Ａは、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御する。加工機制御装置１２０Ａは、演算部１２１と、記憶部１２２と、加工機制御部１２３と、ユーザインタフェース部１２４とを有している。加工機制御部１２３は、演算部１２１、記憶部１２２、ユーザインタフェース部１２４、制御部２Ａ、および加工機駆動部１１０に接続されている。ユーザインタフェース部１２４は、ユーザによって入力される情報を受付けて加工機制御部１２３に送る。また、ユーザインタフェース部１２４は、加工機制御部１２３からの指示に従って種々の情報を外部装置に出力する。
　演算部１２１は、加工機駆動部１１０の状態を示す状態情報に基づいて、加工ヘッド１１２の位置、ワークテーブル１１３の位置などを算出する。記憶部１２２は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御するための制御プログラムを記憶する。
　加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０から加工機駆動部１１０の状態情報を受信し、演算部１２１に送る。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御するための種々の指令をレーザ装置１００Ａから受信する。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０に加工機駆動部１１０を制御するための指令を送信する。
　また、加工機制御部１２３は、加工機制御部１２３が生成した情報を記憶部１２２に記憶させる。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａから受信した情報を記憶部１２２に記憶させる。
　加工機制御部１２３は、演算部１２１による演算結果と、記憶部１２２内の制御プログラムとを用いて、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａに送る指令を算出する。加工機制御部１２３は、算出した指令を加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａに送ることによって、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御する。
　図３は、実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第２の構成例を示す図である。図３では、光結合部１５の図示を省略している。図３の各構成要素のうち図２に示すレーザ装置１００Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。レーザ加工機２００Ｂは、レーザ装置１００Ｂと、伝送ファイバ１１１と、加工機駆動部１１０と、加工機制御装置１２０Ｂとを備えている。
　レーザ装置１００Ｂは、制御部２Ａの代わりに制御部２Ｂを備えている。レーザ加工機２００Ｂでは、演算部１Ａの機能と演算部１２１の機能とを合わせた演算部１Ｂが加工機制御装置１２０Ｂに配置されている。また、レーザ加工機２００Ｂでは、記憶部３Ａの機能と記憶部１２２の機能とを合わせた記憶部３Ｂが加工機制御装置１２０Ｂに配置されている。なお、演算部１Ｂおよび記憶部３Ｂの少なくとも一方は、レーザ装置１００Ｂに配置されてもよい。
　加工機制御装置１２０Ｂは、演算部１Ｂと、記憶部３Ｂと、加工機制御部１２３と、ユーザインタフェース部１２４とを有している。加工機制御部１２３は、演算部１Ｂ、記憶部３Ｂ、およびユーザインタフェース部１２４、制御部２Ｂ、および加工機駆動部１１０に接続されている。
　レーザ装置１００Ｂで検出された出力信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１０は、制御部２Ｂが、加工機制御部１２３を介して演算部１Ｂに送信する。これにより、演算部１Ｂは、演算部１Ａと同様の処理によって出力補正率を設定する。加工機制御部１２３は、演算部１Ｂが算出した出力補正率を制御部２Ｂに送信する。また、制御部２Ｂは、記憶部３Ｂ内の情報を、加工機制御部１２３を介して読み出す。
　制御部２Ｂは、制御部２Ａと同様の処理によって駆動電源群を制御する。具体的には、制御部２Ｂは、記憶部３Ｂ内の対応関係情報などを用いて出力補正率に対応する駆動電源群への投入電力を算出する。制御部２Ｂは、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
　図４は、実施の形態にかかるレーザ装置の処理手順を示すフローチャートである。レーザ装置１００Ａとレーザ装置１００Ｂとでは、同様の処理が実行されるので、ここでは、レーザ装置１００Ａの処理手順について説明する。第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３が光結合部１５に接続されると、制御装置５Ａは、各レーザモジュールＭｘの初期状態および光結合部１５の初期状態を登録する（ステップＳ１０）。具体的には、制御装置５Ａが、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値の初期値と、光結合部１５のレーザ出力値の初期値とを登録する。レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値の初期値が、第１の初期値であり、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値が、第２の初期値である。
　ここで、初期状態の登録処理について説明する。レーザ装置１００Ａの初期状態を登録するタイミングになると、制御部２Ａは、駆動電源群に電力を投入する。このとき、制御部２Ａは、駆動電源４０ｘ毎に異なる電力を投入してもよい。
　レーザ装置１００Ａでは、各レーザモジュールＭｘからのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３が検出し、光結合部１５からの結合レーザ光Ｗ１０を、結合出力検出部５５が検出する。この場合において、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出される。すなわち、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動して一定の動作を完了した後に検出される。この一定の動作が完了した後に検出されたレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値が、レーザ出力値の初期値である。なお、レーザモジュール群のうちの一部が交換された場合には、交換されたレーザモジュールＭｘに対して、レーザ光が検出され、レーザ出力値の初期値が検出される。
　演算部１Ａは、検出された初期値と、レーザモジュールＭｘへの投入電力とを、レーザモジュールＭｘ毎に対応付けして記憶部３Ａ内の対応関係情報に登録する。また、演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の初期値を記憶部３Ａに格納する。以下の説明では、レーザ出力値の初期値が検出された際のレーザモジュールＭｘへの投入電力をレーザ出力条件Ａという。
　ここで、レーザモジュールＭｘにおけるレーザ光Ｗｘの出力値の初期値がＶ0（ｍ）［ｋＷ］であり、光結合部１５における結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値がＶa0［ｋＷ］であるとする。レーザモジュールＭｘの個数がＮ個である場合、ｍは、Ｎを自然数とした場合に１からＮの何れかである。
　また、演算部１Ａは、レーザ出力値の測定誤差範囲を設定する。測定誤差範囲の例は、Ｘ［％］以内である。演算部１Ａは、設定した測定誤差範囲を記憶部３Ａに格納する。
　レーザ装置１００Ａの初期状態が登録された後、各レーザモジュールＭｘは、レーザ光を出力し、これにより、結合レーザ光Ｗ１０がレーザ装置１００Ａから出力される。そして、１日１回などの特定のタイミングで、制御装置５Ａは、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を定期的に確認し（ステップＳ２０）、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を登録する。具体的には、制御装置５Ａが、投入電力と、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値と、光結合部１５のレーザ出力値とを記憶部３Ａに記憶させる。
　ここで、レーザ出力値の確認処理について説明する。レーザ装置１００Ａの状態を確認するタイミングになると、制御部２Ａは、各駆動電源４０ｘに電力を投入する。このとき、制御部２Ａは、レーザ出力条件Ａの電力を駆動電源４０ｘに投入する。
　レーザ装置１００Ａでは、各レーザモジュールＭｘからのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値を、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３が検出し演算部１Ａに送る。また、光結合部１５からの結合レーザ光Ｗ１０の出力値を、結合出力検出部５５が検出し、演算部１Ａに送る。この場合において、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出される。すなわち、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動して一定の動作を完了した後に検出される。ここでは、レーザモジュールＭｘにおけるレーザ光Ｗｘの出力値がＶ（ｍ）［ｋＷ］であり、光結合部１５における結合レーザ光Ｗ１０の出力値がＶa［ｋＷ］であるとする。演算部１Ａは、算出された出力値と、記憶部３Ａに格納されている出力値とを比較し、比較の結果に基づいて、レーザモジュールＭｘの劣化具合である出力変化率を算出する。
　ここでは、演算部１Ａが、レーザモジュールＭｘにおける出力変化率α（ｍ）［％］として、α（ｍ）＝１－Ｖ（ｍ）／Ｖ0（ｍ）を算出し、光結合部１５における出力変化率αa［％］として、αa＝１－Ｖa／Ｖa0を算出する。
　演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの出力変化率α（ｍ）と、光結合部１５の出力変化率αaとを用いて、各レーザモジュールＭｘの出力補正率を算出する（ステップＳ３０）。つぎに、出力補正率の算出処理手順について説明する。
　図５は、実施の形態にかかるレーザ装置による出力補正率の算出処理手順を示すフローチャートである。レーザ装置１００Ａとレーザ装置１００Ｂとでは、同様の処理が実行されるので、ここでは、レーザ装置１００Ａによる出力補正率の算出処理手順について説明する。
　演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここでの演算部１Ａは、αa≦±Ｘ／ｍ［％］であるか否かを判定する。
　結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲内である場合（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値を均等に補正する（ステップＳ１２０）。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同じ出力補正率η（ｍ）＝ηa＝Ｖa0／Ｖaを設定する。例えば、結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが１％の低下であった場合、演算部１Ａは、出力補正率η（ｍ）に、ηa＝１００／９９を設定する。
　結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲よりも大きい場合（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘ間の出力変化率α（ｍ）のばらつきを算出する（ステップＳ１３０）。具体的には、演算部１Ａは、レーザモジュール群の出力変化率α（ｍ）［％］の平均値αave［％］、最大値αmax［％］、最小値αmin［％］を算出する。そして、演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘ間の出力変化率α（ｍ）のばらつきβ［％］を算出する。βの例は、β＝（αmax－αmin）／αaveである。
　演算部１Ａは、出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここでの演算部１Ａは、β≦±Ｘ［％］であるか否かを判定する。出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲内である場合（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値を均等に補正する（ステップＳ１２０）。
　出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲よりも大きい場合（ステップＳ１４０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの出力変化率αaに基づいて、各レーザモジュールＭｘをグループ分けする（ステップＳ１５０）。
　ここで、レーザモジュールＭｘのグループ分けの例について説明する。例えば、演算部１Ａは、レーザモジュール群の中から１つ目のレーザモジュールＭｘを選択し、１つ目のレーザモジュールＭｘとの出力変化率の差がＸ［％］以下となるレーザモジュールＭｘを抽出して、１つ目のレーザモジュールＭｘとともに１つ目のグループに登録する。演算部１Ａは、レーザモジュール群の中からグループに登録されたレーザモジュールを除外したうえで、２つ目のレーザモジュールＭｘを選択する。演算部１Ａは、２つ目のレーザモジュールＭｘとの出力変化率の差がＸ［％］以下となるレーザモジュールＭｘを抽出して、２つ目のレーザモジュールＭｘとともに２つ目のグループに登録する。演算部１Ａは、レーザモジュール群の全てのレーザモジュールＭｘが何れかのグループに登録されるまで、このような処理を繰り返す。この場合において、１つのグループには、１つ以上のレーザモジュールＭｘが登録されるものとする。
　演算部１Ａは、出力変化率αの大きなレーザモジュールＭｘほど、出力補正値を小さく設定する（ステップＳ１６０）。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘを、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。また、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに対して、レーザ出力値を初期値に回復させるための出力補正値を算出する。
　そして、演算部１Ａは、出力変化率αが最も大きなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが最も小さなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが最も小さなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが最も大きなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが２番目に大きなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが２番目に小さなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが２番目に小さなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが２番目に大きなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。
　演算部１Ａは、レーザモジュール群の全てのレーザモジュールＭｘに出力補正値が設定されるまで、このような出力補正値の入れ替え処理を繰り返す。この後、演算部１Ａは、グループ内でレーザモジュールＭｘの出力補正率η（ｍ）を均等化する（ステップＳ１７０）。すなわち、演算部１Ａは、同じグループに登録されているレーザモジュールＭｘに対しては、同じ出力補正率η（ｍ）を設定する。
　また、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに設定した出力補正値でレーザ出力を補正した場合の結合レーザ光Ｗ１０の出力値を算出する。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに設定した出力補正値でレーザ出力を補正した場合のレーザ出力値を合計することによって、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を算出する。演算部１Ａは、算出した結合レーザ光Ｗ１０の出力値と、記憶部３Ａに格納されている結合レーザ光Ｗ１０の初期値と、の差が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。許容範囲の例は、測定誤差範囲である。
　許容範囲内でなければ（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、グループ単位で出力補正率η（ｍ）を修正する（ステップＳ１９０）。これにより、グループ内での出力補正率η（ｍ）を同等にすることができる。演算部１Ａは、算出した結合レーザ光Ｗ１０の出力値と、記憶部３Ａに格納されている結合レーザ光Ｗ１０の初期値と、の差が許容範囲内となるまでステップＳ１８０およびステップＳ１９０の処理を繰り返す。演算部１Ａは、許容範囲内となれば（ステップＳ１８０、Ｙｅｓ）、出力補正率η（ｍ）を確定し、出力補正率η（ｍ）の設定処理を完了する。制御部２Ａは、出力補正率η（ｍ）に対応する投入電力を算出し、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
　なお、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を確認した直後に、出力補正率η（ｍ）を算出し、出力補正率η（ｍ）に対応する電力を駆動電源群に送るものとする。また、演算部１Ａは、ステップＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１９０の処理を行う際に、記憶部３Ａ内に格納されている出力補正率η（ｍ）の上限値を超えないよう、出力補正率η（ｍ）を設定する。また、演算部１Ａは、ステップＳ１５０，Ｓ１７０の処理を省略してもよい。また、演算部１Ａは、ステップＳ１９０の処理の際にグループ単位ではなく、レーザモジュールＭｘ毎に出力補正値を修正してもよい。
　また、演算部１Ａは、ステップＳ１６０の処理の際に、少なくとも２つのレーザモジュールＭｘを用いて出力補正値の入れ替えを行なえばよい。この場合、演算部１Ａは、劣化の大きなレーザモジュールＭｘを優先的に出力補正値の入れ替え対象とする。
　つぎに、レーザ装置１００Ａの状態毎にどのような出力補正率η（ｍ）が設定されるかの具体例について説明する。図６は、実施の形態にかかるレーザ装置の初期状態におけるレーザ出力値を示す図である。なお、以下の説明では、第１レーザモジュールＭ１をレーザモジュール（１）といい、第２レーザモジュールＭ２をレーザモジュール（２）といい、第３レーザモジュールＭ３をレーザモジュール（３）という。図６から図１０では、第１レーザモジュールＭ１をモジュール（１）として図示し、第２レーザモジュールＭ２をモジュール（２）として図示し、第３レーザモジュールＭ３をモジュール（３）として図示している。図６から図１０に示すグラフは、縦軸がレーザ光の出力値であるレーザ出力値（ｋＷ）である。
　初期状態のレーザ装置１００Ａは、劣化によってレーザ出力が低下していない状態である。本実施の形態では、初期状態において、レーザモジュール（１）のレーザ出力が１．１ｋＷであり、レーザモジュール（２）のレーザ出力が１．０ｋＷであり、レーザモジュール（３）のレーザ出力が０．９ｋＷであるとする。この場合の、レーザ出力値の合計値は、３．０ｋＷである。レーザ出力の合計値は、結合レーザ光Ｗ１０の出力値である。レーザ装置１００Ａの初期状態が登録された後、レーザ装置１００Ａが動作を続けると、劣化によって後述の第１から第４の状態の何れかになる場合がある。
　図７は、実施の形態にかかるレーザ装置の第１の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第１の状態は、各レーザモジュールＭｘにおける出力変化率α（ｍ）が測定誤差範囲内の状態である。
　ここでは、レーザモジュール（１），（３）のレーザ出力値が低下せず、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２％低下し、レーザ出力値の合計値が０．６７％低下した場合について説明する。
　第１の状態の場合、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同一の出力補正率η（ｍ）を設定する。この場合において、演算部１Ａは、レーザ出力値の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となる出力補正率η（ｍ）を各レーザモジュールＭｘに設定する。
　図７では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１）から（３）に、＋０．６７％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．１０７（ｋＷ）、０．９８７（ｋＷ）、０．９０６（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０００（ｋＷ）となる。
　図８は、実施の形態にかかるレーザ装置の第２の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第２の状態は、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値が均等に低下している状態である。すなわち、第２の状態は、レーザ出力値の低下率のばらつきβが特定範囲内の状態である。
　ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が１０．０％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が１０．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が８．９％低下し、レーザ出力値の合計値が９．７％低下した場合について説明する。
　第２の状態の場合、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同一の出力補正率η（ｍ）を設定する。この場合において、演算部１Ａは、レーザ出力値の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となる出力補正率η（ｍ）を各レーザモジュールＭｘに設定する。
　図８では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１）から（３）に、＋１０．７％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．０９６（ｋＷ）、０．９９６（ｋＷ）、０．９０８（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０００（ｋＷ）となる。
　図９は、実施の形態にかかるレーザ装置の第３の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第３の状態は、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュールＭｘが多数登録されたグループと、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュールＭｘが少数登録されたグループと、がある状態である。レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュール（１），（３）が１つ目のグループに登録され、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュール（２）が２つ目のグループに登録されたとする。
　ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が４．５％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２０．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が５．６％低下し、レーザ出力値の合計値が１０．０％低下した場合について説明する。
　第３の状態の場合、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対し、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。ここでは、出力変化率α（ｍ）が大きい順番は、レーザモジュール（２）、レーザモジュール（３）、レーザモジュール（１）の順番である。
　また、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対して、レーザ出力値を初期値に回復させるための出力補正値を算出する。レーザモジュール（１）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋４．８％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（２）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋２５．０％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（３）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋５．９％の出力補正率ηが必要である。
　演算部１Ａは、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（２）に対し、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（１）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（２）に対して＋４．８％の出力補正率ηを設定する。
　また、演算部１Ａは、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（１）に対し、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（２）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）に対して＋２５．０％の出力補正率ηを仮設定する。
　さらに、演算部１Ａは、レーザモジュール（１），（３）が同じグループなので、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηが同じ値になり、且つ出力補正後の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となるよう、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηを修正する。
　図９では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１），（３）に修正後の出力補正率ηである１５．５％を設定し、レーザモジュール（２）に、＋４．８％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．２１３（ｋＷ）、０．８３８（ｋＷ）、０．９８２（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０３３（ｋＷ）となる。
　レーザモジュール（１），（３）は、出力変化率αが小さいので、大きな出力補正率ηが設定されても、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。また、レーザモジュール（２）は、出力変化率αが大きいが、小さな出力補正率ηが設定されているので、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。
　図１０は、実施の形態にかかるレーザ装置の第４の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第４の状態は、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュールＭｘが少数登録されたグループと、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュールＭｘが多数登録されたグループと、がある状態である。レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュール（１），（３）が１つ目のグループに登録され、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュール（２）が２つ目のグループに登録されたとする。
　ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が１３．６％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が１３．３％低下し、レーザ出力値の合計値が９．７％低下した場合について説明する。
　第４の状態の場合、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対し、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。ここでは、出力変化率α（ｍ）が大きい順番は、レーザモジュール（１）、レーザモジュール（３）、レーザモジュール（２）の順番である。
　また、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対して、レーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すための出力補正値を算出する。レーザモジュール（１）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋１５．８％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（２）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋２．０％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（３）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋１５．４％の出力補正率ηが必要である。
　演算部１Ａは、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（２）に対し、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（１）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（２）に対して＋１５．８％の出力補正率ηを設定する。
　また、演算部１Ａは、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（１）に対し、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（２）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）に対して＋２．０％の出力補正率ηを仮設定する。
　さらに、演算部１Ａは、レーザモジュール（１），（３）が同じグループなので、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηが同じ値になり、且つ出力補正後の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となるよう、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηを修正する。
　図１０では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１），（３）に修正後の出力補正率ηである８．７％を設定し、レーザモジュール（２）に、＋１５．８％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．０３３（ｋＷ）、１．１３３（ｋＷ）、０．８４８（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０１４（ｋＷ）となる。
　レーザモジュール（２）は、出力変化率αが小さいので、大きな出力補正率ηが設定されても、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。また、レーザモジュール（１），（３）は、出力変化率αが大きいが、小さな出力補正率ηが設定されているので、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。
　このように、本実施の形態では、各レーザモジュールＭｘのうち劣化の進んでいるレーザモジュールＭｘには、レーザ光の出力補正による負担が低減されるよう、各レーザモジュールＭｘの出力補正率ηを変化させている。また、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が許容範囲内に収まるよう出力補正率ηを変化させている。
　ここで、制御装置５Ａ，５Ｂのハードウェア構成について説明する。制御装置５Ａ，５Ｂは、何れも制御回路、すなわちプロセッサおよびメモリにより実現することができる。なお、プロセッサおよびメモリは、処理回路に置き換えられてもよい。また、演算部１Ａ，１Ｂを制御回路で実現してもよい。制御装置５Ａ，５Ｂ、演算部１Ａ，１Ｂの機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
　このように本実施の形態では、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値と、各レーザモジュールＭｘの出力変化率α（ｍ）と、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値とに基づいて、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が許容範囲内となり、かつ各レーザモジュールＭｘに対して出力変化率αが大きいほど小さな出力補正率ηを設定している。演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘの劣化状況に応じて、各レーザモジュールＭｘの出力補正率η（ｍ）を変更することができるので、レーザモジュールＭｘ毎の寿命の差に応じて、寿命が短いレーザモジュールＭｘの負荷を低減することができる。したがって、光結合部１５のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつレーザモジュールＭｘの加速度的な劣化の進行を抑制することが可能となる。
　また、レーザモジュールＭｘの加速度的な劣化の進行を抑制することができるので、レーザ装置１００Ａの突然のマシンダウンを防止することができ、レーザモジュールＭｘを交換するための準備期間を確保できる。すなわち、レーザモジュールＭｘが劣化し始めてからマシンダウンするまでの時間を稼ぐことができる。
　また、レーザモジュールＭｘの状態を、レーザモジュールＭｘの初期状態と比較するので、各レーザモジュールＭｘの劣化状態を正確に把握することができる。言い換えると、レーザモジュール群のうちの一部のレーザモジュールＭｘを交換した後も、レーザモジュールＭｘ毎に劣化状態を正確に把握することができる。
　また、本実施の形態では、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出され、かつ検出の直後に、出力補正率η（ｍ）を算出して駆動電源群への電力を補正している。これにより、各レーザモジュールＭｘの水温状態といったレーザ発振に関係する条件を一定にしたうえでレーザ出力値を検出することができる。したがって、各レーザモジュールＭｘの状態のばらつきを低減した環境で、駆動電源群に対して信頼性の高い出力補正制御が可能となる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１Ａ，１Ｂ　演算部、２Ａ，２Ｂ　制御部、３Ａ，３Ｂ　記憶部、５Ａ　制御装置、１５　光結合部、４１　第１駆動電源、４２　第２駆動電源、４３　第３駆動電源、５１　第１出力検出部、５２　第２出力検出部、５３　第３出力検出部、５５　結合出力検出部、６１～６３，６５　部分反射ミラー、１００Ａ，１００Ｂ　レーザ装置、１１０　加工機駆動部、１１１　伝送ファイバ、１２０Ａ，１２０Ｂ　加工機制御装置、２００Ａ，２００Ｂ　レーザ加工機、Ｍ１　第１レーザモジュール、Ｍ２　第２レーザモジュール、Ｍ３　第３レーザモジュール。

Claims (8)

  1. 　複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、
    　前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
    　前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
    　複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
    　複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
    　前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように各々設定される、
    　ことを特徴とするレーザ装置。
  2. 　前記複数のレーザモジュールのレーザ出力、前記駆動電源による投入電力、および前記全レーザ出力のデータを記憶する記憶部をさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
  3. 　前記演算部は、前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなレーザモジュールほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率を設定する、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
  4. 　複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置と、
    　前記レーザ装置が出力するレーザ光によって被加工物を加工する加工部と、
    　前記加工部を制御する加工機制御部と、
    　を有し、
    　前記レーザ装置は、
    　前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
    　前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
    　複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
    　複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
    　前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように各々設定される、
    　ことを特徴とするレーザ加工機。
  5. 　複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置の装置状態の基準を設定する第１の工程と、
    　前記基準を記憶部に記憶させる第２の工程と、
    　定期的に前記装置状態を確認する第３の工程と、
    　前記基準と確認した前記装置状態とを比較する第４の工程と、
    　前記比較の結果に基づいて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を算出する第５の工程と、
    　を含み、
    　前記レーザ装置の装置状態は、各前記レーザモジュールのレーザ出力と、各前記レーザモジュールの駆動電流および駆動電圧と、前記複数のレーザモジュールからのレーザ出力を結合した後の全レーザ出力とを含み、算出される前記複数の出力補正率は、各レーザモジュールの装置状態に対応する値である、
    　ことを特徴とするレーザ装置の出力制御方法。
  6. 　前記第５の工程では、
    　上限値を超えないよう前記複数の出力補正率が算出される、
    　ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置の出力制御方法。
  7. 　前記第１の工程では、各前記レーザモジュールに想定される寿命時間に基づいて設定されたタイミングで、前記装置状態の基準が設定される、
    　ことを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ装置の出力制御方法。
  8. 　前記第３の工程では、
    　前記レーザモジュールが起動して一定の動作をした後に前記装置状態を確認する、
    　ことを特徴とする請求項５から７の何れか１つに記載のレーザ装置の出力制御方法。
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