具有判别警报种类的功能的气体激光器装置的制造方法

具有判别警报种类的功能的气体激光器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备判别由激光振荡器产生的警报的种类的功能的气体激光器装置。
【背景技术】
[0002]以往，在具备激光振荡器的气体激光加工机为可加工状态下发生警报时，为了安全将停止放电的指令发送到激光器电源。此时，作为激光振荡器的恢复准备，还进行使该激光振荡器的放电管内的激光气体压力下降的控制。其理由是，为了在激光振荡器的再起动时可靠地开始放电，需要预先充分降低气压。
[0003]作为与此关联的技术，例如在日本特开2008-306110号公报中记载了使激光气体在激光器放电管中循环，通过高频放电使激光发生的放电激励式气体激光器装置的启动方法。该方法具有:将在气体激光器装置正常启动时的、气体激光器装置的激光器电源的DC电源部的输出电流特性作为正常电流特性而预先存储的步骤；检测气体激光器装置启动时的激光器电源的DC电源部的输出电流的步骤；控制激光器放电管内的激光气体的压力，以使DC电源部的被检测出的输出电流不超过基于正常电流特性而确定的阈值的步骤(权利要求1等)。
[0004]此外，在日本特开2011-222586号公报中记载了气体激光振荡器，其具备:在各步骤的先头生成使脉冲重叠而成的电源输出指令的电源输出指令部；按照电源输出指令向放电管施加电压的电压施加部；检测放电管的电压的放电管电压检测部；监视放电管的电压的放电管电压监视部；当针对电源输出指令的监视到的放电管的电压变化比例和基于放电管中正常进行放电时的数据而预先确定的、针对电源输出指令的放电管的电压的变化比例之间的差值成为预先确定的阈值以内时，判定为开始了放电的放电开始判定部(CNC)。
[0005]根据日本特开2008-306110号公报以及日本特开2011-222586号公报中记载的发明，即使在接近激光器运转状态的高气压下，也能够判定气体激光振荡器中的放电开始，并能够以比较短的时间安全地启动激光振荡器。然而，在这样的气体激光器装置中进一步希望:缩短从警报发生起直到激光振荡器返回到可加工状态的恢复时间，并且削减在为了放电而暂时降低激光器气压后使激光器气压升高到激光器运转状态的高压力时消耗的激光气体。

【发明内容】

[0006]因此，本发明的目的在于，提供一种具备适当进行警报发生后的激光振荡器的气压控制的功能的气体激光器装置。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了一种气体激光器装置，其具备放电激励式气体激光振荡器，所述气体激光器装置具有:警报判定部，其判别所述气体激光振荡器中发生的警报的种类；以及气压控制部，其控制所述气体激光振荡器的放电管内的激光气体压力，所述气压控制部，在警报发生后，基于根据该警报的种类预先确定的多个控制模式中的一个控制模式，控制所述放电管内的激光气体压力。
[0008]在优选的实施方式中，在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是仅通过开始放电使所述气体激光器装置成为可加工状态的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行维持所述放电管内的激光气体压力的控制。
[0009]在优选的实施方式中，在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是需要所述气体激光器装置的气体循环系统的维护作业的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行使所述放电管内的激光气体压力上升的控制。
[0010]在优选的实施方式中，在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是需要可靠地开始所述气体激光器装置的放电的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行使所述放电管内的激光气体压力下降的控制。
【附图说明】
[0011]本发明的上述及其他目的、特征和优点，通过一边参照附图一边说明以下优选实施方式而变得更加明确。
[0012]图1是本发明优选实施方式的气体激光器装置的功能框图。
[0013]图2是图1的气体激光器装置所具有的气体激光振荡器的概略构造图。
[0014]图3是说明与警报发生后的放电控制和激光器气压控制相关的第一模式的图表。
[0015]图4是说明与警报发生后的放电控制和激光器气压控制相关的第二模式的图表。
[0016]图5是说明与警报发生后的放电控制和激光器气压控制相关的第三模式的图表。
【具体实施方式】
[0017]图1是本发明优选实施方式的气体激光器装置的功能框图。气体激光器装置10具有:气体激光振荡器12、对气体激光振荡器12进行控制的控制装置14。控制装置14具有:监视在激光振荡器12中是否发生了应当使放电停止的警报的警报监视部16 ;判别在气体激光振荡器12中发生的警报的种类的警报判定部18 ;控制气体激光振荡器12的放电管内的激光气体压力的气压控制部20 ;控制气体激光振荡器12的电源部的电源控制部22，气压控制部20在警报发生后，基于根据该警报的种类而预先确定的多个控制模式中的一个控制模式，将放电管内的激光气体压力控制为适当值。对此，进行后述。
[0018]图2是表不气体激光振荡器12的一结构例的概要图。气体激光振荡器12具有:根据来自控制装置14的电源控制部22的电源输出指令，输出高频电力等激光输出的电源部24 ;被施加来自电源部24的激光输出(电压)的放电部(放电管26);流体地连通到放电管26，且以二氧化碳气体等激光介质(激光气体)充满的气体流路28，且放电管26和气体流路28构成了气体循环系统30。
[0019]激光气体通过气体流路28中设置的涡轮鼓风机等送风机32在激光振荡器内部以箭头指示的方向上循环，并且通过配置在送风机32前后的热交换器34而冷却。参照符号36和38分别表不全反射镜和部分反射镜(输出镜)，通过这些反射镜和放电管26构成了光谐振器。
[0020]此外，能够通过设置在气体流路的一部分中的气压调整部(给排气装置)40来调整气体流路28和放电管26内(即气体循环系统30内)的气体压力，并通过控制装置14的气压控制部20来控制给排气装置40。此外，气体循环系统30内的气压能够通过传感器部42进行检测，检测出的气压通过控制装置14的警报监视部16进行监视，当该气压表示了预定阈值范围以外的值时，警报判定部18判定为气压的异常。
[0021]当高频电力被供给到放电管26时，放电管26内的激光气体通过放电而被激励，在光谐振器中产生光。光在全反射镜36和部分反射镜38之间反复进行反射，并且通过受激发射而被放大，其一部分从部分反射镜38作为激光(光束)44被取出到外部，用于激光加工等。此外，在大多情况下，在全反射镜36的反放电部侧(背面)设置用于吸收激光的吸收器46，以使激光不会泄漏到外部。
[0022]上述传感器部42，除了图2中记载的检测气体循环系统30内的气压的压力传感器48之外，还包含:检测气体循环系统30内的气体温度的温度传感器；检测射束光闸(未图示)的动作异常的传感器；检测光束反射的异常的传感器等，检测在激光振荡器12中应当使放电停止的异常的传感器等。
[0023]接着，说明基于控制装置14的气体激光振荡器12的气体循环系统30的气压调整的细节。在气体激光器装置10中，当发生了应当停止放电的异常时，输出通知该情况的警告或画面显示等警报，并进行使激光振荡器12的放电停止的处理。作为这样的需要停止放电的异常的例子，列举出:射束光闸的动作异常(“光闸动作异常”)、反射镜中的光束的反射异常(“光束反射异常”)、未准备用于激光焊接的辅助气体的状态(“辅助气体未准备”)、在全反射镜的背面设置的吸收器的温度过度升高的状态(“吸收器温度异常”)、在危险有可能波及操作者等情况下激光振荡器12发生异常停止的情况(“异常停止状态”)、与放电相关的参数(施加电压、气压、气体流量等)发生了变更的情况(“放电参数变更”)等。
[0024]以往，在上述这样的需要停止放电的警报发生后，使激光器气压暂时下降，除去了异常的因素之后，进行恢复动作(放电开始以及随后的激 光器气压升高)(参照后述图3)。因此，以往在直到使激光振荡器12再次恢复到可加工状态之前需要花费时间，并且激光气体的消耗量也增多。
[0025]因此，在本发明中，在警报发生后直到使激光振荡器恢复到可加工状态时，通过判别该警报的种类，基于根据警报的种类而预先确定的(例如，与警报的种类相关联地预先存储在控制装置所具有的适当存储器中的)多个控制模式中的一个控制模式，控制放电管内的激光气体压力，由此实现了恢复时间的缩短(运转率的升高)和激光气体消耗量的削减。具体地，将该警报的种类分类为以下3种，上述警报判定部18判定所发生的警报符合这些中的哪一种。
[0026](1)警报发生后，需要可靠地开始放电的情况
[0027](2)警报发生后，保持激光振荡器的状态，仅通过开始放电就能够使激光振荡器再次恢复到可加工状态的情况
[0028](3)警报发生后，进行激光振荡器的气体循环系统的维护作业的情况
[0029]对于符合上述种类(2)的警报，例如，上述需要停止放电的警报(“光闸动作异常”、“光束反射异常”、“辅助气体未准备”、“吸收器温度异常”、“异常停止状态”、“放电参数变更”等)是符合的。因为这些警报基本上是能够不变更气体循环系统30内的气压地除去原因的警报。
[0030]对于符合上述种类(1)的警报，例如，表示气体激光器装置起动时不开始放电的情况的警报(“放电失败”)是符合的。或者，即使是符合上述种类(2)的警报，但在排除了该警报的原因也不开始放电的情况下发生的警报也包含在上述种类(1)中。
[0031]对于符合上述种类(3)的警报，例如，表示气体循环系统30内的激光气体压力大幅高于设定值(低于大气压的值)等激光器气压的异常的警报(“气压异常”)是符合的。这是由于，在发生了这样的警报的情况下，气体循环系统30的一部分中孔是空的等，有可能无法保持气体循环系统30的气密性，因此需要进行气体循环系统30的检修/维护作业。
[0032]图3是说明在判定为发生的警报符合上述种类(1)的情况下的，与放电控制和激光器气压控制相关的第一控制模式的图表。第一控制模式可以实质上与现有的模式相同。即，在处于可加工状态(期间A)的气体激光振荡器12中，发生了需要停止放电的警报的情况下(时刻α )，将气体循环系统30内的激光器气压Ρ控制成经预定的气压稳定时间从期间Α的压力P1下降到能够可靠地进行放电的压力P2 (期间B)。
[0033]在激光器气压下降到P2之后，在期间C的期间中，除去所发生的警报的原因，并从控制装置14对气体激光振荡器12发送恢复动作指令(时刻β )。此外，警报的原因根据其内容，可以在期间Β的期间中除去。
[0034]在激光振荡器12中，在接收到来自控制装置14的恢复动作指令之后，首先，在期间D中开始在放电部26中的放电，接着，进行激光器气压的升高(期间Ε)。然后，在期间F中进行数据保存等处理，激光振荡器12再次返回到可加工状态(期间G)。因此，在图3的情况下，期间D、Ε以及F的合计成为“恢复时间”。
[0035]图4是说明在判定为发生的警报符合上述种类(2)的情况下的，与放电控制和激光器气压控制相关的第二控制模式的图表。在第二控制模式中，激光器气压实质上未变化。即，在处于可加工状态(期间Α)的气体激光振荡器12中，即使发生了需要停止放电的警报时(时刻α )，在种类(2)的警报的情况下也不需要变更激光器气压的控制，因此，维持警报发生时的气压Ρ1地，在期间C中除去异常的原因，并发送恢复动作指令(时刻β)。在接收到来自控制装置14的恢复动作指令之后，在期间D中开始在放电部26中的放电，接着，在期间F中进行数据保存等处理，激光振荡器12再次返回到可加工状态(期间G)。因此，在图4的情况下，不需要图3中的期间Β和Ε，激光振荡器从发生警报起直到再次返回可加工状态为止的时间和激光气体量，相比于图3的情况能够大幅缩短。
[0036]图5是说明在判定为发生的警报符合上述种类(3)的情况下的，与放电控制和激光器气压控制相关的第三控制模式的图表。在发生的警报符合上述种类(3)时，是使激光振荡器12的气体循环系统30向大气开放的情况、对气体循环系统30的密闭度为预定值进行测试的情况等，应当使气体循环系统30内的激光气体的压力高于可加工状态(期间Α)的情况。在第三控制模式中，不降低激光器气压地进行使气压高于警报发生时的气压Ρ1的控制。在图5的例中，在期间Ε’中，激光器气压从Ρ1上升到Ρ3，之后在期间Η中，在将激光器气压维持于Ρ3的状态下进行气体循环系统30的预定维护作业。因此，在图5的情况下，能够缩短直到气体循环系统30的气压成为适合于维护作业的值(Ρ3)为止的时间，并还能够消减激光气体消耗量。
[0037]如上所述，根据所发生的警报的种类，将警报发生后的放电控制和激光器气压控制在上述3个控制模式中灵活运用，由此，不需要根据警报的种类进行使激光器气压下降的控制，能够在维持激光器运转状态的激光气体压力的状态下进行恢复动作，并能够以比较少的激光气体消耗量进行气体循环系统的维护作业。
[0038]此外，在控制装置14中，气压控制部20能够自动地根据警报判定部18判定出的警报的种类，适当地控制气体循环系统30内的气压，然而，在警报发生时，操作者也可以将该警报的种类手动地输入到控制装置14。
[0039]根据所发生的警报的种类，使用多个模式来灵活运用激光器气压控制，由此，不需要根据警报的种类进行使激光器气压下降的控制，能够在维持激光器运转状态的激光气体压力的状态下进行恢复动作，并能够以少的激光气体消耗量进行激光振荡器的恢复动作、气体循环系统的维护作业。
【主权项】
1.一种气体激光器装置，其具备放电激励式气体激光振荡器， 所述气体激光器装置的特征在于， 具有: 警报判定部，其判别所述气体激光振荡器中发生的警报的种类；以及 气压控制部，其控制所述气体激光振荡器的放电管内的激光气体压力， 所述气压控制部，在警报发生后，基于根据该警报的种类预先确定的多个控制模式中的一个控制模式，控制所述放电管内的激光气体压力。2.根据权利要求1所述的气体激光器装置，其特征在于， 在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是仅通过开始放电使所述气体激光器装置成为可加工状态的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行维持所述放电管内的激光气体压力的控制。3.根据权利要求1或2所述的气体激光器装置，其特征在于， 在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是需要所述气体激光器装置的气体循环系统的维护作业的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行使所述放电管内的激光气体压力上升的控制。4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体激光器装置，其特征在于， 在所述警报判定部判别为发生的警报的种类是需要可靠地开始所述气体激光器装置的放电的种类的情况下，所述气压控制部从所述警报发生时起进行使所述放电管内的激光气体压力下降的控制。
【专利摘要】本发明提供一种具有判别警报种类的功能的气体激光器装置，其具备适当地进行警报发生后的激光振荡器的气压控制的功能。控制装置具有：警报监视部，其监视在激光振荡器中是否发生了应当停止放电的警报；警报判定部，其判别在气体激光振荡器中发生的警报的种类；气压控制部，其控制气体激光振荡器的放电管内的激光气体压力；以及电源控制部，其控制气体激光振荡器的电源部，其中，气压控制部在警报发生后基于根据该警报的种类而预先确定的多个控制模式中的一个控制模式，将放电管内的激光气体压力控制为适当值。
【IPC分类】H01S3/036
【公开号】CN105490137
【申请号】CN201510570691
【发明人】宫田龙介
【申请人】发那科株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月9日
【公告号】DE102015116206A1, US20160099534