JP2016103607A - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

Laser processing device and laser processing method Download PDF

Info

Publication number
JP2016103607A
JP2016103607A JP2014242377A JP2014242377A JP2016103607A JP 2016103607 A JP2016103607 A JP 2016103607A JP 2014242377 A JP2014242377 A JP 2014242377A JP 2014242377 A JP2014242377 A JP 2014242377A JP 2016103607 A JP2016103607 A JP 2016103607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
laser
fan
peltier element
temperature difference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014242377A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6319068B2 (en
Inventor
政敏 神山
Masatoshi Kamiyama
政敏 神山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2014242377A priority Critical patent/JP6319068B2/en
Priority to PCT/JP2015/083003 priority patent/WO2016084825A1/en
Publication of JP2016103607A publication Critical patent/JP2016103607A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6319068B2 publication Critical patent/JP6319068B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser processing device and laser processing method, capable of improving power efficiency and also lowering a noise level of a fan.SOLUTION: A laser processing device comprises: a laser light emitting unit for emitting laser light; a Peltier element for cooling or heating the laser light emitting unit; and a heat sink that is formed from heat dissipation material to dissipate heat thermally transferred from the laser light emitting unit and the Peltier element. The temperature of the laser light emitting unit is kept to be a target temperature by cooling or heating the Peltier element. The laser processing device is configured so as to include: a fan for cooling the heat sink; a temperature difference detection unit for detecting a temperature difference between a temperature of the laser light emitting unit and a temperature around the heat sink; and a fan control unit for controlling the revolution speed of the fan depending on the temperature difference detected through the temperature difference detection unit.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method.

従来より、レーザ加工装置の技術に関し種々提案されている。
例えば、下記特許文献１に記載されたレーザマーカでは、ケースには、内外に連通する換気窓が形成され、そこにファンが取り付けられている。また、ケース内の温度を検出する第２サーミスタが設けられている。そして、第２サーミスタで検出したケース内の温度が、レーザダイオードが目標温度になったときのケース内の温度（基準温度ＴＭ）よりも高ければ、検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差に比例させてファンの回転数を大きくするように構成されている。 Conventionally, various proposals have been made regarding the technology of laser processing apparatuses.
For example, in the laser marker described in Patent Document 1 below, a ventilation window communicating with the inside and the outside is formed in the case, and a fan is attached thereto. A second thermistor that detects the temperature in the case is also provided. If the temperature in the case detected by the second thermistor is higher than the temperature in the case when the laser diode reaches the target temperature (reference temperature TM), the detected temperature in the case and the reference temperature TM The fan speed is increased in proportion to the temperature difference.

特開２００１−７４３３号公報JP 2001-7433 A

しかしながら、前記した特許文献１に記載されたレーザマーカでは、第２サーミスタで検出したケース内の温度変化は、レーザダイオードの温度変化に対してタイムラグが発生する。また、レーザダイオードが目標温度になったときのケース内の温度（基準温度ＴＭ）は、ケースが配置された周囲の環境温度によって変化する。その結果、レーザダイオードの温度が目標温度を超えても、第２サーミスタで検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差が小さくて、ファンの回転数が低く設定される虞がある。   However, in the laser marker described in Patent Document 1, the temperature change in the case detected by the second thermistor causes a time lag with respect to the temperature change of the laser diode. Further, the temperature in the case when the laser diode reaches the target temperature (reference temperature TM) varies depending on the ambient temperature around which the case is disposed. As a result, even if the temperature of the laser diode exceeds the target temperature, the temperature difference between the temperature in the case detected by the second thermistor and the reference temperature TM may be small, and the fan speed may be set low.

また、レーザダイオードの温度が低下してペルチェ素子の吸熱能力に余裕が生じても、第２サーミスタで検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差の低下が遅れ、過剰にファンで放熱するため、電力効率が低下する虞がある。また、ファンの騒音レベルが上がるという問題がある。   In addition, even if the temperature of the laser diode is lowered and there is a margin in the heat absorption capability of the Peltier element, the temperature difference between the case temperature detected by the second thermistor and the reference temperature TM is delayed, and excessive heat is dissipated by the fan. As a result, the power efficiency may be reduced. There is also a problem that the noise level of the fan increases.

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、電力効率を向上させ、更に、ファンの騒音レベルを下げることが可能となるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a laser processing apparatus and a laser processing method capable of improving power efficiency and further reducing the noise level of a fan. For the purpose.

前記目的を達成するため請求項１に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置であって、前記ヒートシンクを冷却するファンと、前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する温度差検出部と、前記温度差検出部を介して検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御部と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to claim 1 is formed of a laser beam emitting unit that emits laser beam, a Peltier element that cools or heats the laser beam emitting unit, and a heat dissipation material, and the laser beam. A laser processing device, wherein the laser light emitting unit is maintained at a target temperature by cooling or heating the Peltier element; and a heat sink that dissipates heat conducted from the Peltier element. A fan that cools the heat sink, a temperature difference detection unit that detects a temperature difference between the temperature of the laser light emitting unit and the temperature around the heat sink, and the temperature difference detected through the temperature difference detection unit And a fan control unit for controlling the rotational speed of the fan.

また、請求項２に係るレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記ペルチェ素子を駆動する駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記駆動電流生成部で生成された駆動電流を前記ペルチェ素子に供給する駆動電流供給状態と、該ペルチェ素子に前記駆動電流を供給しないで該ペルチェ素子に発生する起電圧を前記温度差検出部に出力する起電圧出力状態とに交互に切り替えるように制御する切替制御部と、前記温度差検出部は、前記ペルチェ素子に発生する起電圧から前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the driving current generator generates a driving current for driving the Peltier element and the driving generated by the driving current generator. A driving current supply state in which current is supplied to the Peltier element and an electromotive voltage output state in which an electromotive voltage generated in the Peltier element without supplying the driving current to the Peltier element is output to the temperature difference detection unit. The switching control unit that controls to switch, and the temperature difference detection unit detects a temperature difference between the temperature of the laser beam emitting unit and the temperature around the heat sink from an electromotive voltage generated in the Peltier element. And

また、請求項３に係るレーザ加工装置は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記切替制御部は、前記駆動電流供給状態と前記起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to the second aspect, wherein the switching control unit alternately switches the driving current supply state and the electromotive voltage output state at a predetermined ratio every predetermined period. It is characterized by controlling so that it may switch by.

また、請求項４に係るレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ光出射部の温度を測定する第１温度センサと、所定位置の温度を測定する第２温度センサと、を備え、前記温度差検出部は、前記第２温度センサによって測定された温度から前記ヒートシンクの前記周囲の温度を取得して、この取得した前記ヒートシンクの周囲の温度と前記第１温度センサによって測定された温度から前記温度差を検出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the first temperature sensor that measures the temperature of the laser beam emitting portion and the second temperature sensor that measures the temperature at a predetermined position. The temperature difference detection unit acquires the ambient temperature of the heat sink from the temperature measured by the second temperature sensor, and the acquired ambient temperature of the heat sink and the first temperature sensor The temperature difference is detected from the temperature measured by the step (1).

更に、請求項５に係るレーザ加工装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置において、前記ペルチェ素子の駆動電流の電流値を取得する電流値取得部と、前記電流値取得部を介して取得した前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であるか否かを判定する駆動電流判定部と、を備え、前記駆動電流判定部を介して前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であると判定された場合には、前記ファン制御部は、前記温度差に応じた前記ファンの回転数を所定割合高くするように制御することを特徴とする。   Furthermore, the laser processing apparatus according to claim 5 is the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a current value acquisition unit that acquires a current value of a drive current of the Peltier element; and the current A drive current determination unit that determines whether or not a current value of the drive current acquired via the value acquisition unit is equal to or greater than a predetermined upper limit current value for driving the Peltier element, and the drive current determination unit When the current value of the drive current is determined to be equal to or greater than a predetermined upper limit current value for driving the Peltier element, the fan control unit determines the rotation speed of the fan according to the temperature difference. It is characterized by controlling to increase the ratio.

また、請求項６に係るレーザ加工方法は、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、ファン制御部と、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置で実行されるレーザ加工方法であって、前記ファン制御部が実行する、前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する温度差検出工程と、前記温度差検出工程で検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御工程と、を備えたことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser processing method comprising: a laser beam emitting portion that emits a laser beam; a Peltier element that cools or heats the laser beam emitting portion; A heat sink that dissipates heat conducted from the Peltier element; a fan that cools the heat sink; and a fan control unit. The laser beam emitting unit is maintained at a target temperature by cooling or heating the Peltier element. A laser processing method executed by a laser processing apparatus, wherein the fan control unit detects a temperature difference between a temperature of the laser beam emitting unit and a temperature around the heat sink. And a fan control step of controlling the rotational speed of the fan according to the temperature difference detected in the temperature difference detection step.

請求項１に係るレーザ加工装置、及び、請求項６に係るレーザ加工方法では、レーザ光を出射するレーザ光出射部の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御する。これにより、レーザ加工装置の配置された周囲の環境温度の変化によりヒートシンクの周囲の温度が変化しても、レーザ光出射部の温度変化に迅速に追従してファンの回転数を制御することができ、電力効率の向上を図ることができる。また、レーザ光出射部の温度に対してファンの回転数を適正に制御でき、ファンの騒音レベルを下げることが可能となる。更に、使用するレーザ光出射部の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなく温度差に応じてファンの回転数を制御することが可能となる。   In the laser processing apparatus according to claim 1 and the laser processing method according to claim 6, the number of rotations of the fan is set according to a temperature difference between the temperature of the laser light emitting portion that emits the laser light and the temperature around the heat sink. Control. As a result, even if the temperature around the heat sink changes due to a change in the ambient temperature around the laser processing device, it is possible to quickly follow the temperature change of the laser light emitting part and control the rotation speed of the fan. It is possible to improve power efficiency. Further, the rotational speed of the fan can be appropriately controlled with respect to the temperature of the laser beam emitting section, and the noise level of the fan can be lowered. Furthermore, even if the target temperatures of the laser beam emitting units to be used are different, the rotational speed of the fan can be controlled in accordance with the temperature difference without changing the control parameter.

また、請求項２に係るレーザ加工装置では、ペルチェ素子が切替制御部によって駆動電流を供給されてレーザ光出射部の温度制御を行う状態と、温度差検出部に起電圧を出力する状態とに交互に切り替えられる。そして、温度差検出部は、ゼーベック効果を利用してペルチェ素子に発生する起電圧からレーザ光出射部の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する。これにより、ペルチェ素子をレーザ光出射部の温度に基づいてヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサとして使用することができ、ヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサを別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。   In the laser processing apparatus according to claim 2, the Peltier element is supplied with a drive current by the switching control unit to control the temperature of the laser light emitting unit, and outputs an electromotive voltage to the temperature difference detection unit. It can be switched alternately. The temperature difference detection unit detects a temperature difference between the temperature of the laser beam emitting unit and the temperature around the heat sink from the electromotive voltage generated in the Peltier element using the Seebeck effect. As a result, the Peltier element can be used as a temperature sensor for measuring the temperature around the heat sink based on the temperature of the laser light emitting portion, and there is no need to provide a separate temperature sensor for measuring the temperature around the heat sink. Costs and assembly man-hours can be reduced.

また、請求項３に係るレーザ加工装置では、切替制御部は、駆動電流供給状態と起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御する。つまり、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によりペルチェ素子に駆動電流を供給することができるだけでなく、ペルチェ素子の駆動電流のオフタイムにペルチェ素子の起電圧を温度差検出部に出力することができ、効率の良い温度差の検出が可能となる。   In the laser processing apparatus according to the third aspect, the switching control unit performs control so that the driving current supply state and the electromotive voltage output state are alternately switched at a predetermined ratio every predetermined period. That is, not only can the drive current be supplied to the Peltier element by PWM (Pulse Width Modulation) control, but also the electromotive voltage of the Peltier element can be output to the temperature difference detection unit during the off-time of the drive current of the Peltier element. An efficient temperature difference can be detected.

また、請求項４に係るレーザ加工装置では、第１温度センサでレーザ光出射部の温度を測定し、第２温度センサによって測定された所定位置の温度からヒートシンクの周囲の温度を推定する。そして、レーザ光出射部の温度と推定したヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御する。これにより、第２温度センサによって測定する所定位置を適正に選択することによって、ヒートシンクの周囲の温度を高精度に推定することが可能となり、簡易な構成でファンの回転数の制御を高精度に行うことが可能となる。   In the laser processing apparatus according to the fourth aspect, the temperature of the laser beam emitting portion is measured by the first temperature sensor, and the temperature around the heat sink is estimated from the temperature at the predetermined position measured by the second temperature sensor. Then, the rotational speed of the fan is controlled in accordance with the temperature difference between the temperature of the laser beam emitting portion and the estimated temperature around the heat sink. This makes it possible to estimate the temperature around the heat sink with high accuracy by appropriately selecting a predetermined position to be measured by the second temperature sensor, and to control the rotational speed of the fan with high accuracy with a simple configuration. Can be done.

更に、請求項５に係るレーザ加工装置では、ペルチェ素子の駆動電流の電流値が所定の上限電流値以上になった場合には、ファンの回転数が所定割合高くなるため、ヒートシンクの冷却能力を増大させ、ペルチェ素子の破壊を抑止することが可能となる。   Furthermore, in the laser processing apparatus according to claim 5, when the current value of the drive current of the Peltier element exceeds a predetermined upper limit current value, the rotational speed of the fan increases by a predetermined ratio, so that the cooling capacity of the heat sink is increased. It is possible to increase and suppress the destruction of the Peltier element.

本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the laser processing apparatus 1 which concerns on this embodiment. 励起用半導体レーザ部４０の断面図である。3 is a cross-sectional view of an excitation semiconductor laser section 40. FIG. 励起用半導体レーザ部４０を駆動する駆動回路構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a drive circuit configuration for driving the pumping semiconductor laser section 40. FIG. 駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３による駆動電流供給と起電圧出力の切替タイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the switching timing of the drive current supply by the drive current supply / temperature difference detection switching control part 83, and an electromotive voltage output. 温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fan rotation speed data table 97 of temperature control priority mode. 静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the fan rotation speed data table 98 of silent priority mode. ファン制御部８５のＣＰＵ９１が実行する「ファン駆動処理」を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a “fan drive process” executed by a CPU 91 of a fan control unit 85.

以下、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成について図１乃至図３に基づいて説明する。   DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a laser processing apparatus and a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings based on an embodiment. First, a schematic configuration of the laser processing apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図１に示すように、本実施形態に係るレーザ加工装置１は、レーザ加工装置本体部２と、レーザコントローラ５と、電源ユニット６と、から構成されている。レーザ加工装置本体部２は、パルスレーザ（以下、「レーザ光Ｌ」という。）を加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上を２次元走査してレーザ加工を行う。   As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 1 according to this embodiment includes a laser processing apparatus main body 2, a laser controller 5, and a power supply unit 6. The laser processing apparatus main body 2 performs laser processing by two-dimensionally scanning a processing surface WA of the processing target object W with a pulse laser (hereinafter referred to as “laser light L”).

レーザコントローラ５は、コンピュータで構成され、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）７と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６と電気的に接続されている。図３に示すように、ＰＣ７は、マウスやキーボードを含む入力操作部７１と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）７２等から構成され、描画データの作成やコマンド入力等に用いられる。そして、レーザコントローラ５は、ＰＣ７から送信された描画データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６を駆動制御する。   The laser controller 5 is configured by a computer and is connected to a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) 7 so as to be capable of bidirectional communication, and is also electrically connected to the laser processing apparatus main body 2 and the power supply unit 6. Yes. As shown in FIG. 3, the PC 7 includes an input operation unit 71 including a mouse and a keyboard, a liquid crystal display (LCD) 72, and the like, and is used for creating drawing data and inputting commands. The laser controller 5 drives and controls the laser processing apparatus main body 2 and the power supply unit 6 based on drawing data, control parameters, various instruction information, and the like transmitted from the PC 7.

［レーザ加工装置本体部の概略構成］
次に、レーザ加工装置本体部２の概略構成について説明する。尚、レーザ加工装置本体部２の説明において、レーザ発振器２１のレーザ光Ｌの出射方向が前方向である。また、本体ベース１１に対して垂直な方向が上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部２の左右方向である。従って、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部２の前方向、後方向、上方向、下方向である。 [Schematic configuration of laser processing equipment body]
Next, a schematic configuration of the laser processing apparatus main body 2 will be described. In the description of the laser processing apparatus main body 2, the emission direction of the laser light L from the laser oscillator 21 is the forward direction. The direction perpendicular to the main body base 11 is the vertical direction. And the direction orthogonal to the up-down direction and the front-rear direction of the laser processing apparatus main body 2 is the left-right direction of the laser processing apparatus main body 2. Therefore, the left direction, the right direction, the upward direction, and the downward direction in FIG. 1 are the front direction, the rear direction, the upward direction, and the downward direction of the laser processing apparatus main body 2, respectively.

図１に示すように、レーザ加工装置本体部２は、レーザ光Ｌと可視レーザ光を、ｆθレンズ２０から同軸上に出射するように構成されている。レーザ加工装置本体部２は、本体ベース１１と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、不図示の光ダンパーと、不図示のハーフミラーと、可視レーザ光を出射する不図示のガイド光部と、反射ミラー１７と、光センサ１８と、ガルバノスキャナ１９と、ｆθレンズ２０等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。   As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus main body 2 is configured to emit laser light L and visible laser light coaxially from an fθ lens 20. The laser processing apparatus main body 2 emits a main body base 11, a laser oscillation unit 12 that emits laser light L, an optical shutter unit 13, an optical damper (not shown), a half mirror (not shown), and visible laser light. The guide light unit (not shown), the reflection mirror 17, the optical sensor 18, the galvano scanner 19, the fθ lens 20 and the like are covered with a substantially rectangular parallelepiped housing cover (not shown).

レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台とから構成されている。レーザ発振器２１は、ファイバコネクタと、集光レンズと、反射鏡と、レーザ媒質と、受動Ｑスイッチと、出力カプラーと、ウィンドウとをケーシング内に有している。ファイバコネクタには、励起用半導体レーザ部４０から延びる光ファイバＦが接続されており、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光が、光ファイバＦを介して入射される。   The laser oscillation unit 12 includes a laser oscillator 21, a beam expander 22, and a mounting base. The laser oscillator 21 has a fiber connector, a condenser lens, a reflecting mirror, a laser medium, a passive Q switch, an output coupler, and a window in a casing. An optical fiber F extending from the pumping semiconductor laser unit 40 is connected to the fiber connector, and pumping light emitted from the pumping semiconductor laser unit 40 is incident through the optical fiber F.

集光レンズは、ファイバコネクタから入射された励起光を集光する。反射鏡は、集光レンズによって集光された励起光を透過すると共に、レーザ媒質から出射されたレーザ光を高効率で反射する。レーザ媒質は、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光によって励起されてレーザ光を発振する。レーザ媒質としては、例えば、レーザ活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添加されたネオジウム添加ガドリニウムバナデイト（Ｎｄ：ＧｄＶＯ４）結晶や、ネオジウム添加イットリウムバナデイト（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶や、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いることができる。 The condensing lens condenses the excitation light incident from the fiber connector. The reflecting mirror transmits the excitation light collected by the condenser lens and reflects the laser light emitted from the laser medium with high efficiency. The laser medium is excited by excitation light emitted from the excitation semiconductor laser unit 40 and oscillates laser light. Examples of the laser medium include neodymium-added gadolinium vanadate (Nd: GdVO 4 ) crystal added with neodymium (Nd) as a laser active ion, neodymium-added yttrium vanadate (Nd: YVO 4 ) crystal, Nd: YAG Crystals or the like can be used.

受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を超えたとき、透過率が８０％〜９０％になるという性質持った結晶である。従って、受動Ｑスイッチは、レーザ媒質によって発振されたレーザ光をパルス状のパルスレーザとして発振するＱスイッチとして機能する。受動Ｑスイッチとしては、例えば、クロームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４結晶等を用いることができる。 A passive Q switch is a crystal having a property that the transmittance becomes 80% to 90% when the light energy stored inside exceeds a certain value. Therefore, the passive Q switch functions as a Q switch that oscillates the laser light oscillated by the laser medium as a pulsed pulse laser. As the passive Q switch, for example, a chrome YAG (Cr: YAG) crystal or a Cr: MgSiO 4 crystal can be used.

出力カプラーは、反射鏡とレーザ共振器を構成する。出力カプラーは、例えば、表面に誘電体層膜をコーティングした凹面鏡により構成された部分反射鏡で、波長１０６３ｎｍでの反射率は、８０％〜９５％である。ウィンドウは、合成石英等から形成され、出力カプラーから出射されたレーザ光を外部へ透過させる。従って、レーザ発振器２１は、励起用半導体レーザ部４０からの励起光を受光してレーザ媒質が励起することで、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振し、加工対象物Ｗの加工面ＷＡにマーキング加工を行うためのレーザ光Ｌを出力する。   The output coupler constitutes a reflecting mirror and a laser resonator. The output coupler is, for example, a partial reflecting mirror constituted by a concave mirror whose surface is coated with a dielectric layer film, and the reflectance at a wavelength of 1063 nm is 80% to 95%. The window is made of synthetic quartz or the like, and transmits the laser light emitted from the output coupler to the outside. Accordingly, the laser oscillator 21 receives the excitation light from the excitation semiconductor laser unit 40 and the laser medium is excited to oscillate a pulsed laser via the passive Q switch, so that the processing surface WA of the workpiece W is generated. A laser beam L for performing the marking process is output.

ビームエキスパンダ２２は、レーザ光Ｌのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザ発振器２１と同軸に設けられている。取付台は、レーザ発振器２１がレーザ光Ｌの光軸を調整可能に取り付けられ、本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に対して、各取付ネジによって固定されている。   The beam expander 22 adjusts the beam diameter of the laser light L (for example, enlarges the beam diameter), and is provided coaxially with the laser oscillator 21. The mounting base is attached so that the laser oscillator 21 can adjust the optical axis of the laser light L, and is fixed to the upper surface of the main body base 11 on the rear side of the center position in the front-rear direction by each mounting screw.

光シャッター部１３は、シャッターモータと、平板状のシャッターとから構成されている。当該光シャッター部１３は、シャッターモータのモータ軸に取り付けられたシャッターを移動させることによって、ビームエキスパンダ２２から出射されたレーザ光Ｌの光路を遮蔽可能に構成されている。シャッターがレーザ光Ｌの光路を遮る位置に移動した場合、レーザ光Ｌは、光シャッター部１３に対して右方向に設けられた光ダンパーへ反射される。一方、シャッターがレーザ光Ｌの光路上に位置しない場合には、レーザ光Ｌは、光シャッター部１３の前側に配置されたハーフミラーに入射する。   The optical shutter unit 13 includes a shutter motor and a flat shutter. The optical shutter unit 13 is configured to shield the optical path of the laser light L emitted from the beam expander 22 by moving a shutter attached to the motor shaft of the shutter motor. When the shutter moves to a position that blocks the optical path of the laser light L, the laser light L is reflected to an optical damper provided in the right direction with respect to the optical shutter unit 13. On the other hand, when the shutter is not positioned on the optical path of the laser light L, the laser light L is incident on the half mirror disposed on the front side of the optical shutter unit 13.

光ダンパーは、シャッターで反射されたレーザ光Ｌを吸収する。ハーフミラーは、レーザ光Ｌの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。ハーフミラーは、後側から入射されたレーザ光Ｌのほぼ全部を透過すると共に、後側から入射されたレーザ光Ｌの一部を、反射ミラー１７へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１７は、ハーフミラーのレーザ光Ｌが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。   The optical damper absorbs the laser light L reflected by the shutter. The half mirror is arranged so as to form an angle of 45 degrees obliquely in the lower left direction with respect to the optical path of the laser beam L. The half mirror transmits almost all of the laser light L incident from the rear side and reflects a part of the laser light L incident from the rear side to the reflection mirror 17 at a reflection angle of 45 degrees. The reflection mirror 17 is arranged in the left direction with respect to a substantially central position of the rear side surface on which the laser beam L of the half mirror is incident.

反射ミラー１７は、レーザ光Ｌの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、ハーフミラーの後側面において反射されたレーザ光Ｌの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラー１７は、反射面に対して４５度の入射角で入射されたレーザ光Ｌを４５度の反射角で前側方向へ反射する。   The reflection mirror 17 is disposed so as to form an angle of 45 degrees obliquely in the lower left direction with respect to the front-rear direction parallel to the optical path of the laser light L, and is one of the laser light L reflected on the rear side surface of the half mirror. The part is incident at an incident angle of 45 degrees with respect to the approximate center position of the reflecting surface. The reflection mirror 17 reflects the laser beam L incident on the reflection surface at an incident angle of 45 degrees toward the front side at a reflection angle of 45 degrees.

光センサ１８は、レーザ光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１７のレーザ光Ｌが反射される略中央位置に対して、図１中、前側方向に配置されている。この結果、光センサ１８は、反射ミラー１７で反射されたレーザ光Ｌが入射され、この入射されたレーザ光Ｌの発光強度を検出する。従って、光センサ１８を介してレーザ発振器２１から出力されるレーザ光Ｌの発光強度を検出することができる。   The optical sensor 18 is configured by a photodetector or the like that detects the light emission intensity of the laser light L, and is disposed in the front direction in FIG. 1 with respect to a substantially central position where the laser light L of the reflection mirror 17 is reflected. As a result, the optical sensor 18 receives the laser beam L reflected by the reflecting mirror 17 and detects the emission intensity of the incident laser beam L. Accordingly, it is possible to detect the emission intensity of the laser light L output from the laser oscillator 21 via the optical sensor 18.

ガルバノスキャナ１９は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１２から出射されたレーザ光Ｌと、ハーフミラーで反射された可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。ガルバノスキャナ１９は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられて構成されている。   The galvano scanner 19 is attached to the upper side of the through-hole formed in the front end portion of the main body base 11, and lowers the laser beam L emitted from the laser oscillation unit 12 and the visible laser beam reflected by the half mirror. Two-dimensional scanning. The galvano scanner 19 is configured such that a galvano X-axis motor 31 and a galvano Y-axis motor 32 are fitted into the main body 33 by being fitted into respective mounting holes from the outside so that the respective motor shafts are orthogonal to each other. .

従って、当該ガルバノスキャナ１９においては、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。   Therefore, in the galvano scanner 19, the scanning mirrors attached to the tip portions of the motor shafts face each other inside. Then, the rotation of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32 is controlled to rotate the respective scanning mirrors, thereby two-dimensionally scanning the laser light L and the visible laser light downward. The two-dimensional scanning direction is a front-rear direction (X direction) and a left-right direction (Y direction).

ｆθレンズ２０は、下方に配置された加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、ガルバノスキャナ１９によって２次元走査されたレーザ光Ｌと可視レーザ光とを同軸に集光する。従って、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転を制御することによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光が、加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上において、所望の加工パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。   The fθ lens 20 concentrically condenses the laser beam L and the visible laser beam that are two-dimensionally scanned by the galvano scanner 19 with respect to the processing surface WA of the workpiece W disposed below. Therefore, by controlling the rotations of the galvano X-axis motor 31 and the galvano Y-axis motor 32, the laser beam L and the visible laser beam are moved in the front-rear direction (X in the desired machining pattern on the machining surface WA of the workpiece W). Direction) and left-right direction (Y direction).

［電源ユニットの概略構成］
次に、レーザ加工装置１における電源ユニット６の概略構成について説明する。図１に示すように、電源ユニット６は、励起用半導体レーザ部４０と、電源部５２と、温度制御部５３とを有して構成されている。当該電源ユニット６において、励起用半導体レーザ部４０は、電源部５２及び温度制御部５３を内部に収容するケーシング５５の上部に配設されている。 [Schematic configuration of power supply unit]
Next, a schematic configuration of the power supply unit 6 in the laser processing apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 1, the power supply unit 6 includes a pumping semiconductor laser unit 40, a power supply unit 52, and a temperature control unit 53. In the power supply unit 6, the excitation semiconductor laser unit 40 is disposed on an upper portion of a casing 55 that accommodates the power supply unit 52 and the temperature control unit 53 therein.

励起用半導体レーザ部４０は、光ファイバＦによって、レーザ発振器２１に光学的に接続されており、レーザ発振器２１のレーザ媒質を励起するための励起光を出射し、レーザ発振器２１に対して入射可能に構成されている。当該励起用半導体レーザ部４０は、レーザ光出射部の一例として機能する励起用レーザ素子４１及び不図示のレーザドライバ等の種々の構成要素を、励起用レーザ筐体４９（図２参照）内に収容している。励起用半導体レーザ部４０の具体的な構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。   The pumping semiconductor laser unit 40 is optically connected to the laser oscillator 21 by an optical fiber F, and emits pumping light for pumping the laser medium of the laser oscillator 21 and can enter the laser oscillator 21. It is configured. The pumping semiconductor laser unit 40 includes various components such as a pumping laser element 41 that functions as an example of a laser beam emitting unit and a laser driver (not shown) in a pumping laser housing 49 (see FIG. 2). Contained. A specific configuration of the pumping semiconductor laser unit 40 will be described in detail later with reference to the drawings.

電源部５２は、レーザ加工装置１の駆動源として機能する電源から供給される交流電力を、当該レーザ加工装置１で利用可能な状態に変換して供給する。当該電源部５２は、励起用半導体レーザ部４０の励起用レーザ素子４１を駆動する駆動電流を、不図示のレーザドライバを介して供給する。   The power supply unit 52 converts AC power supplied from a power source that functions as a drive source of the laser processing apparatus 1 into a state usable by the laser processing apparatus 1 and supplies the AC power. The power supply unit 52 supplies a drive current for driving the excitation laser element 41 of the excitation semiconductor laser unit 40 via a laser driver (not shown).

温度制御部５３は、レーザ加工装置１を構成する各部に関する温度制御を司り、ペルチェドライバ５３Ａ（図２参照）等を有して構成されている。当該温度制御部５３は、レーザ発振ユニット１２と、励起用半導体レーザ部４０及び電源部５２の温度制御を行う。例えば、温度制御部５３は、励起用レーザ素子４１に配設される温度センサ４１Ａ（図２参照）の検出結果等を用いて、ペルチェ素子を用いた電子冷却方式により不図示のレーザドライバの温度制御を行う。   The temperature control unit 53 controls temperature related to each part of the laser processing apparatus 1 and includes a Peltier driver 53A (see FIG. 2) and the like. The temperature control unit 53 performs temperature control of the laser oscillation unit 12, the excitation semiconductor laser unit 40, and the power supply unit 52. For example, the temperature control unit 53 uses the detection result of the temperature sensor 41A (see FIG. 2) disposed in the excitation laser element 41, etc., and the temperature of a laser driver (not shown) by an electronic cooling method using a Peltier element. Take control.

［励起用半導体レーザ部の構成］
次に、本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の構成について、図２に基づいて説明する。尚、励起用半導体レーザ部４０の説明において、後述するファイバケーブル挿通部４５が配設されている方向が、励起用半導体レーザ部４０の前方向である。従って、図２の右方向、左方向、上方向、下方向が、それぞれ励起用半導体レーザ部４０の前方向、後方向、上方向、下方向である。そして、励起用半導体レーザ部４０の上下方向及び前後方向に直交する方向が、励起用半導体レーザ部４０の左右方向である。 [Configuration of pumping semiconductor laser section]
Next, the configuration of the pumping semiconductor laser unit 40 according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the description of the pumping semiconductor laser unit 40, the direction in which a fiber cable insertion portion 45 described later is disposed is the front direction of the pumping semiconductor laser unit 40. Therefore, the right direction, left direction, upward direction, and downward direction in FIG. 2 are the forward direction, the backward direction, the upward direction, and the downward direction of the pumping semiconductor laser unit 40, respectively. The directions perpendicular to the vertical direction and the front-rear direction of the pumping semiconductor laser unit 40 are the left-right direction of the pumping semiconductor laser unit 40.

上述したように、励起用半導体レーザ部４０は、電源ユニット６の上部に配置されており、励起用レーザ筐体４９の内部に、励起用レーザ素子４１と、不図示のレーザドライバと、ペルチェドライバ５３Ａ等の種々の構成部品を収容している。励起用レーザ筐体４９は、略直方体状の箱型に形成されており、上部カバー４９Ａを有している。当該上部カバー４９Ａは、矩形箱型における上面及び左右側面を構成し、ネジ等によって着脱可能に取り付けられる。   As described above, the pumping semiconductor laser unit 40 is disposed at the upper part of the power supply unit 6. Inside the pumping laser housing 49, the pumping laser element 41, a laser driver (not shown), and a Peltier driver are provided. Various components such as 53A are accommodated. The excitation laser housing 49 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, and has an upper cover 49A. The upper cover 49A constitutes an upper surface and left and right side surfaces in a rectangular box shape, and is detachably attached by screws or the like.

そして、図２に示すように、励起用レーザ筐体４９の内部には、ダクト４２、収容空間部４４等に区画されている。ダクト４２は、断面矩形をなす管状に形成されており、励起用レーザ筐体４９の略下半分の部分において、前後方向全長に渡って直線状に延びている。ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられている。また、ダクト４２の一方の側壁部に対向するように不図示のレーザドライバが配設されている。   As shown in FIG. 2, the inside of the excitation laser housing 49 is partitioned into a duct 42, an accommodation space 44, and the like. The duct 42 is formed in a tubular shape having a rectangular cross section, and extends linearly over the entire length in the front-rear direction in a substantially lower half portion of the excitation laser casing 49. An excitation laser element 41 and a Peltier driver 53A are attached to the upper outer surface of the duct. A laser driver (not shown) is disposed so as to face one side wall of the duct 42.

収容空間部４４は、励起用レーザ筐体４９内部において、ダクト４２等を除いた空間によって構成されており、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉される。図２に示すように、ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられているため、収容空間部４４は、励起用レーザ素子４１と、ペルチェドライバ５３Ａと、不図示のレーザドライバ等を内部に収納している。   The accommodation space 44 is configured by a space excluding the duct 42 and the like inside the excitation laser casing 49, and is sealed inside the excitation laser casing 49 by attaching the upper cover 49A. As shown in FIG. 2, since the excitation laser element 41 and the Peltier driver 53A are attached to the upper outer surface of the duct 42, the accommodating space 44 has the excitation laser element 41, the Peltier driver 53A, The illustrated laser driver and the like are housed inside.

尚、上述したように、収容空間部４４は、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉されているが、本発明における密閉とは、例えば、励起用レーザ筐体４９外部からの風を通さない等、励起用レーザ筐体４９外部の環境変化の影響を受けない状態を意味する。必ずしも、防塵性能、防水性能が高いことを要求するものではなく、厳密な気密性を要求するものでもない。   As described above, the accommodation space 44 is sealed inside the excitation laser casing 49 by attaching the upper cover 49A. The sealing in the present invention is, for example, the excitation laser casing 49. It means a state that is not affected by an environmental change outside the excitation laser housing 49, such as the passage of external wind. It does not necessarily require high dustproof performance and waterproof performance, and does not require strict airtightness.

励起用レーザ素子４１は、レーザドライバから入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザ光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長のレーザ光である励起光を、励起用半導体レーザ部４０の前方に向かって直線状に延びる光ファイバＦ内に出射する。図示は省略するが、当該光ファイバＦは、励起用レーザ筐体４９の前面に配設された円管状のファイバケーブル挿通部４５を介して、励起用レーザ筐体４９の外部へ直線状に延び、その後、レーザ加工装置本体部２のレーザ発振器２１に接続される（図１参照）。従って、レーザ発振器２１には、励起用レーザ素子４１からの励起光が光ファイバＦを介して入射される。励起用レーザ素子４１は、例えば、ＧａＡｓを用いたレーザバーを用いることができる。   The excitation laser element 41 excites excitation light, which is laser light having an output wavelength proportional to a current value exceeding a threshold current for generating laser light, with respect to a pulsed drive current input from a laser driver. The laser beam is emitted into an optical fiber F that extends linearly toward the front of the semiconductor laser unit 40. Although not shown, the optical fiber F extends linearly to the outside of the excitation laser housing 49 via a circular fiber cable insertion portion 45 disposed on the front surface of the excitation laser housing 49. Then, it is connected to the laser oscillator 21 of the laser processing apparatus main body 2 (see FIG. 1). Accordingly, excitation light from the excitation laser element 41 is incident on the laser oscillator 21 via the optical fiber F. As the excitation laser element 41, for example, a laser bar using GaAs can be used.

そして、当該励起用レーザ素子４１は、温度センサ４１Ａと、ペルチェ素子４１Ｂと、接続端子部４１Ｃと、ヒートシンク４１Ｄを有している。上述したように、温度センサ４１Ａは、励起用レーザ素子４１と一体に配設されており、励起用レーザ素子４１の温度を検出してペルチェドライバ５３Ａに設けられたペルチェ駆動電流生成部８２（図３参照）へ出力する。   The excitation laser element 41 includes a temperature sensor 41A, a Peltier element 41B, a connection terminal portion 41C, and a heat sink 41D. As described above, the temperature sensor 41A is disposed integrally with the pumping laser element 41, detects the temperature of the pumping laser element 41, and the Peltier drive current generator 82 (see FIG. 3).

また、ペルチェ素子４１Ｂは、励起用レーザ素子４１の下側表面に沿って配設されており、後述するヒートシンク４１Ｄとの間で、励起用レーザ素子４１及びヒートシンク４１Ｄと接触している。上述したように、ペルチェ素子４１Ｂは、ペルチェドライバ５３Ａを介して駆動制御され、励起光の出射に伴い励起用レーザ素子４１に生じた熱を放熱する。これにより、励起用レーザ素子４１に生じた熱は、ペルチェ素子４１Ｂを介してヒートシンク４１Ｄに熱伝導し、後述のように励起用レーザ素子４１が所定の目標温度範囲内（例えば、４５±０．５℃である。）となるように温度制御される。尚、励起用レーザ素子４１が目標温度に達していない場合等は、ペルチェ素子４１Ｂを介して励起用レーザ素子４１を加熱して、励起用レーザ素子４１が所定の目標温度範囲内となるように温度制御することもある。   The Peltier element 41B is disposed along the lower surface of the excitation laser element 41, and is in contact with the excitation laser element 41 and the heat sink 41D with the heat sink 41D described later. As described above, the Peltier element 41B is driven and controlled via the Peltier driver 53A, and dissipates the heat generated in the excitation laser element 41 as the excitation light is emitted. As a result, heat generated in the excitation laser element 41 is conducted to the heat sink 41D via the Peltier element 41B, and the excitation laser element 41 is within a predetermined target temperature range (for example, 45 ± 0. The temperature is controlled to be 5 ° C.). When the excitation laser element 41 does not reach the target temperature, the excitation laser element 41 is heated via the Peltier element 41B so that the excitation laser element 41 is within a predetermined target temperature range. The temperature may be controlled.

そして、励起用レーザ素子４１の後部には、接続端子部４１Ｃが形成されている。接続端子部４１Ｃは、レーザドライバと電気的に接続され、レーザドライバからのパルス状の駆動電流が入力される。   A connection terminal portion 41 </ b> C is formed at the rear portion of the excitation laser element 41. The connection terminal portion 41C is electrically connected to the laser driver and receives a pulsed drive current from the laser driver.

ヒートシンク４１Ｄは、アルミニウムや銅やステンレス等の熱伝導率が大きい放熱材料で形成されている。ヒートシンク４１Ｄは、図２に示すように、ダクト４２の内部であって、ペルチェ素子４１Ｂを挟んで励起用レーザ素子４１の下部に配置されており、ペルチェ素子４１Ｂから熱伝導した熱を放熱し、ペルチェ素子４１Ｂの放熱面の温度を下げる。当該ヒートシンク４１Ｄは、ダクト４２内部において、複数の薄板状の放熱フィンが前後方向に沿って平行に下方に立設され、表面積を大きくし、放熱性を向上させている。これにより、ダクト４２内の気流との間の熱交換を促進させることができるので、ヒートシンク４１Ｄによる冷却能力を向上させ得る。   The heat sink 41D is formed of a heat dissipation material having a high thermal conductivity such as aluminum, copper, and stainless steel. As shown in FIG. 2, the heat sink 41D is disposed inside the duct 42 and below the excitation laser element 41 with the Peltier element 41B interposed therebetween, and dissipates heat conducted from the Peltier element 41B. The temperature of the heat dissipation surface of the Peltier element 41B is lowered. In the heat sink 41D, a plurality of thin plate-like radiating fins are erected downward in parallel along the front-rear direction inside the duct 42 to increase the surface area and improve heat dissipation. Thereby, since heat exchange with the airflow in the duct 42 can be promoted, the cooling ability by the heat sink 41D can be improved.

ペルチェドライバ５３Ａは、後述するようにペルチェ素子４１ＢをＰＷＭ制御して、電子冷却方式により励起用レーザ素子４１を冷却すると共に、ペルチェ素子４１Ｂの起電圧から当該ペルチェ素子４１Ｂの吸熱面と放熱面との温度差を検出して、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度（例えば、ヒートシンク４１Ｄの放熱フィン近傍の温度である。）との温度差を算出して、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５（図３参照）に当該温度差を出力する（図３及び図４参照）。   As will be described later, the Peltier driver 53A performs PWM control of the Peltier element 41B to cool the excitation laser element 41 by an electronic cooling method, and from the electromotive voltage of the Peltier element 41B, the heat absorption surface and the heat dissipation surface of the Peltier element 41B. The temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D (for example, the temperature in the vicinity of the heat sink fin of the heat sink 41D) is calculated, and the laser controller 5 is calculated. The said temperature difference is output to the provided fan control part 85 (refer FIG. 3) (refer FIG.3 and FIG.4).

図２に示すように、励起用半導体レーザ部４０の前方側面には、ダクト４２に対向する位置に排気孔４２Ｃが形成されている。一方、励起用半導体レーザ部４０の後側側面には、ダクト４２に対向する位置に連通孔４２Ｂが形成されている。従って、ダクト４２は、排気孔４２Ｃを介して、前方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通し、連通孔４２Ｂを介して、後方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通する。   As shown in FIG. 2, an exhaust hole 42 </ b> C is formed on the front side surface of the pumping semiconductor laser unit 40 at a position facing the duct 42. On the other hand, a communication hole 42 </ b> B is formed at a position facing the duct 42 on the rear side surface of the pumping semiconductor laser unit 40. Therefore, the duct 42 communicates with the outside of the excitation laser housing 49 on the front side through the exhaust hole 42C, and communicates with the outside of the excitation laser housing 49 on the rear side through the communication hole 42B.

ファン４２Ａは、ダクト４２の内部におけるヒートシンク４１Ｄと排気孔４２Ｃの間であって、排気孔４２Ｃから後方へ所定距離離間した位置に配設されている。尚、この場合の所定距離は、例えば、８０ｍｍである。当該ファン４２Ａは、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５よる駆動制御に従って、ダクト４２内を後方から前方へ向かう気流を発生させる。ファン４２Ａによって生じた気流により、ヒートシンク４１Ｄにおける放熱が促進されるため、ペルチェ素子４１Ｂの放熱面を効果的に冷却して、励起用レーザ素子４１の温度を所定の温度範囲内に調整することができる。   The fan 42A is disposed between the heat sink 41D and the exhaust hole 42C in the duct 42, and is spaced apart from the exhaust hole 42C by a predetermined distance. In this case, the predetermined distance is, for example, 80 mm. The fan 42 </ b> A generates an air flow from the rear to the front in the duct 42 in accordance with drive control by the fan control unit 85 provided in the laser controller 5. Since air flow generated by the fan 42A promotes heat dissipation in the heat sink 41D, the heat dissipation surface of the Peltier element 41B can be effectively cooled to adjust the temperature of the excitation laser element 41 within a predetermined temperature range. it can.

また、ファン４２Ａの駆動に伴って、励起用レーザ筐体４９外部の空気が、連通孔４２Ｂを介して、ダクト４２内に吸い込まれ、ダクト４２内を流下した後、排気孔４２Ｃを介して、励起用レーザ筐体４９外部へ排気される。これにより、励起用レーザ筐体４９外部の空気を用いて、ヒートシンク４１Ｄの放熱を行うことができるので、当該レーザ加工装置１は、ヒートシンク４１Ｄによる励起用レーザ素子４１の冷却効率を、更に高めることができる。   As the fan 42A is driven, air outside the excitation laser housing 49 is sucked into the duct 42 through the communication hole 42B, flows down through the duct 42, and then flows through the exhaust hole 42C. The exhausted laser casing 49 is exhausted to the outside. Thereby, since the heat sink 41D can be dissipated using the air outside the excitation laser housing 49, the laser processing apparatus 1 further increases the cooling efficiency of the excitation laser element 41 by the heat sink 41D. Can do.

次に、励起用半導体レーザ部４０を駆動する駆動回路構成について図３及び図４に基づいて説明する。図３に示すように、ペルチェ素子４１Ｂを駆動制御するペルチェドライバ５３Ａには、ペルチェ駆動電流生成部８１と、温度差検出部８２と、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３とが設けられている。ペルチェ駆動電流生成部８１には、温度センサ４１Ａと、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されている。   Next, a drive circuit configuration for driving the pumping semiconductor laser unit 40 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the Peltier driver 53A for driving and controlling the Peltier element 41B is provided with a Peltier drive current generation unit 81, a temperature difference detection unit 82, and a drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83. ing. The Peltier drive current generation unit 81 is electrically connected to a temperature sensor 41A, a drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83, and a fan control unit 85 provided in the laser controller 5.

そして、ペルチェ駆動電流生成部８１は、温度センサ４１Ａから入力された励起用レーザ素子４１の温度に基づいて、ペルチェ素子４１Ｂを駆動する駆動電流を生成して、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３とファン制御部８５に出力する。   The Peltier drive current generator 81 generates a drive current for driving the Peltier element 41B based on the temperature of the excitation laser element 41 input from the temperature sensor 41A, and drive current supply / temperature difference detection switching control. Output to the unit 83 and the fan control unit 85.

また、温度差検出部８２には、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されている。そして、温度差検出部８２は、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３から入力されたペルチェ素子４１Ｂに発生する起電圧からゼーベック効果を利用して励起用レーザ素子４１の吸熱面と放熱面との温度差を検出して、当該励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を測定する。つまり、温度差検出部８２は、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差を測定する。そして、温度差検出部８２は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差をファン制御部８５に出力する。   In addition, a drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 and a fan control unit 85 provided in the laser controller 5 are electrically connected to the temperature difference detection unit 82. Then, the temperature difference detection unit 82 uses the Seebeck effect from the electromotive voltage generated in the Peltier element 41B input from the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83, and uses the Seebeck effect to absorb and dissipate heat. And the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D is measured. That is, the temperature difference detection unit 82 measures a temperature difference obtained by subtracting “the temperature of the excitation laser element 41” from “the temperature around the heat sink 41D”. Then, the temperature difference detection unit 82 outputs the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D to the fan control unit 85.

また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３には、ペルチェ素子４１Ｂと、ペルチェ駆動電流生成部８１と、温度差検出部８２とが電気的に接続されている。駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、図４に示すように、ＰＷＭ制御により制御周期Ｔ３（秒）毎に、供給時間Ｔ１（秒）の間、ペルチェ駆動電流生成部８１とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に接続して、ペルチェ素子４１Ｂに駆動電流を供給した後、出力期間Ｔ２（秒）の間、ペルチェ駆動電流生成部８１とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に遮断する。   In addition, a Peltier element 41B, a Peltier drive current generator 81, and a temperature difference detector 82 are electrically connected to the drive current supply / temperature difference detection switching controller 83. As shown in FIG. 4, the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 includes a Peltier drive current generation unit 81 and a Peltier element for a supply time T1 (seconds) every control cycle T3 (seconds) by PWM control. 41B is electrically connected to supply a drive current to the Peltier element 41B, and then the Peltier drive current generator 81 and the Peltier element 41B are electrically disconnected during the output period T2 (seconds).

また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、この出力期間Ｔ２（秒）間、温度差検出部８２とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に接続して、ペルチェ素子４１Ｂに発生した起電圧を温度差検出部８２に出力した後、供給時間Ｔ１（秒）の間、温度差検出部８２とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に遮断する。これにより、ペルチェ素子４１Ｂは、ＰＷＭ制御により制御周期Ｔ３（秒）毎に、供給時間Ｔ１（秒）の間、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３を介して入力される駆動電流によって励起用レーザ素子４１を冷却した後、出力期間Ｔ２（秒）の間、駆動電流の供給が停止されて発生する起電圧を駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３を介して温度差検出部８２に出力する。   Further, the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 electrically connects the temperature difference detection unit 82 and the Peltier element 41B during the output period T2 (seconds), and generates an electromotive voltage generated in the Peltier element 41B. Is output to the temperature difference detection unit 82, and then the temperature difference detection unit 82 and the Peltier element 41B are electrically disconnected during the supply time T1 (seconds). As a result, the Peltier element 41B is excited by the drive current input via the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 during the supply time T1 (seconds) at every control cycle T3 (seconds) by PWM control. After the laser element 41 is cooled, an electromotive voltage generated when the supply of the drive current is stopped during the output period T2 (seconds) is generated via the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83. Output to.

また、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５には、ファン４２と、温度差検出部８２とが電気的に接続されている。また、ファン制御部８５には、受付部の一例として機能するＰＣ７が双方向通信可能に接続され、ＰＣ７から送信されたユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。ファン制御部８５は、ファンの回転数制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９３、時間を計測するタイマ９５、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）９６等を備えている。また、ＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９３、タイマ９５は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。また、ＣＰＵ９１とＨＤＤ９６は、不図示の入出力インターフェースを介して接続され、相互にデータのやり取りが行われる。   The fan 42 and the temperature difference detector 82 are electrically connected to the fan controller 85 provided in the laser controller 5. Further, the fan control unit 85 is connected to a PC 7 that functions as an example of a reception unit so as to be capable of bidirectional communication, and can receive various instruction information from the user transmitted from the PC 7. The fan control unit 85 includes a CPU 91, a RAM 92, a ROM 93, a timer 95 for measuring time, a hard disk drive (hereinafter referred to as “HDD”) 96, and the like as an arithmetic device and a control device for controlling the rotational speed of the fan. . The CPU 91, the RAM 92, the ROM 93, and the timer 95 are connected to each other via a bus line (not shown) and exchange data with each other. The CPU 91 and the HDD 96 are connected via an input / output interface (not shown) to exchange data with each other.

ＲＡＭ９２は、ＣＰＵ９１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ９３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、後述のファン４２Ａを駆動制御する「ファン駆動処理」のプログラム等を記憶している。尚、図７に示す「ファン駆動処理」のプログラムは、ＨＤＤ９６に記憶されていてもよいし、図示しないＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込まれてもよいし、図示しないインターネットなどのネットワークからダウンロードされてもよい。   The RAM 92 is used for temporarily storing various calculation results calculated by the CPU 91. The ROM 93 stores various programs, such as a “fan drive process” program for driving and controlling a fan 42A described later. The “fan drive processing” program shown in FIG. 7 may be stored in the HDD 96, read from a storage medium such as a CD-ROM (not shown), or downloaded from a network such as the Internet (not shown). May be.

また、ＨＤＤ９６は、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、各種データファイルを記憶するものであり、図５に示す温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７、図６に示す静音優先モードのファン回転数データテーブル９８を記憶する制御パラメータ記憶領域等が設けられている。後述のように、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７は、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する際に、ファン４２Ａの回転数制御に使用される。また、後述のように、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８は、励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する際に、ファン４２Ａの回転数制御に使用される。   The HDD 96 stores various application software programs and various data files. The temperature control priority mode fan speed data table 97 shown in FIG. 5 and the silent priority mode fan speed data table shown in FIG. A control parameter storage area for storing 98 is provided. As will be described later, the fan rotational speed data table 97 in the temperature control priority mode is used for rotational speed control of the fan 42A when priority is given to temperature control of the excitation laser element 41. Further, as described later, the fan rotation speed data table 98 in the silent priority mode is used for the rotation speed control of the fan 42A when giving priority to the quietness of the excitation semiconductor laser unit 40.

ここで、ＨＤＤ６６の制御パラメータ記憶領域に記憶される温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の一例について図５に基づいて説明する。図５に示すように、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７は、「温度差」と、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」から構成されている。「温度差」には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差、つまり、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差が、パラメータとして記憶されている。「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」には、各温度差に対して設定されるファン４２Ａの回転数ＰＷＭ設定値（％）が記憶されている。   Here, an example of the fan rotation speed data table 97 in the temperature control priority mode stored in the control parameter storage area of the HDD 66 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the fan speed data table 97 in the temperature control priority mode is composed of “temperature difference” and “fan speed PWM setting value (%)”. The “temperature difference” includes the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 input from the temperature difference detection unit 82 and the temperature around the heat sink 41D, that is, from the “temperature around the heat sink 41D” to the “excitation laser”. A temperature difference obtained by subtracting “temperature of the element 41” is stored as a parameter. The “fan rotation speed PWM setting value (%)” stores the rotation speed PWM setting value (%) of the fan 42A set for each temperature difference.

例えば、「温度差」が「＜０℃」、つまり、負の温度に対しては、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が励起用レーザ素子４１の温度よりも低いため、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「０％」が記憶され、ファン４２Ａの回転を停止する旨が記憶されている。また、例えば、「温度差」が０℃以上で５℃未満に対しては、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「１０％」が記憶されている。つまり、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する場合には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差が「０℃以上で５℃未満」のときには、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅を定格回転数で駆動する際の１０％のパルス幅に設定する旨が記憶されている。   For example, when the “temperature difference” is “<0 ° C.”, that is, for a negative temperature, since the temperature around the heat sink 41D is lower than the temperature of the excitation laser element 41, the “fan rotation speed PWM setting value ( %) ”Is stored, and the fact that the rotation of the fan 42A is stopped is stored. For example, “10%” is stored in “fan rotation speed PWM setting value (%)” for “temperature difference” of 0 ° C. or more and less than 5 ° C. That is, when priority is given to the temperature control of the excitation laser element 41, the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 input from the temperature difference detection unit 82 and the temperature around the heat sink 41D is “0 ° C. or more. When it is “less than 5 ° C.”, the CPU 91 stores that the pulse width of the drive voltage supplied to the fan 42A is set to a pulse width of 10% when driving at the rated rotation speed.

続いて、ＨＤＤ６６の制御パラメータ記憶領域に記憶される静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の一例について図６に基づいて説明する。図６に示すように、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８は、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７と同様に、「温度差」と、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」から構成されている。   Next, an example of the fan rotation speed data table 98 in the silent priority mode stored in the control parameter storage area of the HDD 66 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the fan rotation speed data table 98 in the silent priority mode is similar to the fan rotation speed data table 97 in the temperature control priority mode, and “temperature difference” and “fan rotation speed PWM setting value (%)”. ].

例えば、「温度差」が「＜０℃」、つまり、負の温度に対しては、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が励起用レーザ素子４１の温度よりも低いため、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「０％」が記憶され、ファン４２Ａの回転を停止する旨が記憶されている。また、例えば、「温度差」が０℃以上で５℃未満に対しては、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「５％」が記憶されている。   For example, when the “temperature difference” is “<0 ° C.”, that is, for a negative temperature, since the temperature around the heat sink 41D is lower than the temperature of the excitation laser element 41, the “fan rotation speed PWM setting value ( %) ”Is stored, and the fact that the rotation of the fan 42A is stopped is stored. For example, “5%” is stored in “fan rotational speed PWM setting value (%)” for “temperature difference” of 0 ° C. or more and less than 5 ° C.

つまり、励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する場合には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差が「０℃以上で５℃未満」のときには、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅を定格回転数で駆動する際の５％のパルス幅に設定する旨が記憶されている。従って、図５及び図６に示すように、静音優先モードに設定された場合には、ファン４２Ａの回転数が温度制御優先モード時の回転数よりも５％減速され、励起用半導体レーザ部４０の騒音レベルが下がる。尚、静音優先モード時のファン４２Ａの回転数の減速比率は、５％に限らず、任意に設定してもよい。   That is, when priority is given to the quietness of the excitation semiconductor laser unit 40, the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 input from the temperature difference detection unit 82 and the temperature around the heat sink 41D is “0 ° C. or more. Is less than 5 ° C., it is stored that the CPU 91 sets the pulse width of the driving voltage supplied to the fan 42A to a pulse width of 5% when driving at the rated rotational speed. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, when the silent priority mode is set, the rotational speed of the fan 42A is reduced by 5% compared with the rotational speed in the temperature control priority mode, and the pumping semiconductor laser unit 40 The noise level is reduced. The speed reduction ratio of the rotation speed of the fan 42A in the silent priority mode is not limited to 5% and may be set arbitrarily.

［ファン駆動処理］
次に、ファン制御部８５のＣＰＵ９１が実行する処理であって、ファン４２Ａを駆動制御する「ファン駆動処理」について図７に基づいて説明する。尚、図７にフローチャートで示されるプログラムは、レーザコントローラ５の起動時から所定時間毎に、例えば、１００ミリ秒毎にＣＰＵ９１によって実行される。 [Fan drive processing]
Next, a “fan drive process” which is a process executed by the CPU 91 of the fan control unit 85 and controls the drive of the fan 42A will be described with reference to FIG. Note that the program shown in the flowchart of FIG. 7 is executed by the CPU 91 every predetermined time from the startup of the laser controller 5, for example, every 100 milliseconds.

図７に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ９１は、温度差検出部８２から入力された励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差、つまり、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差をＲＡＭ４２に記憶する。   As shown in FIG. 7, first, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 11, the CPU 91 detects the temperature between the temperature of the excitation laser element 41 input from the temperature difference detection unit 82 and the temperature around the heat sink 41 </ b> D. The difference, that is, the temperature difference obtained by subtracting the “temperature of the excitation laser element 41” from the “temperature around the heat sink 41D” is stored in the RAM.

続いて、Ｓ１２において、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する「温度制御優先モード」と励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する「静音優先モード」のうち、いずれが選択されているか判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、このファン制御フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、「静音優先モード」が選択されていると判定して、Ｓ１３の処理に移行する。   Subsequently, in S <b> 12, the CPU 91 selects either “temperature control priority mode” that prioritizes the temperature control of the excitation laser element 41 or “silent priority mode” that prioritizes the quietness of the excitation semiconductor laser unit 40. A determination process is performed to determine whether it has been performed. Specifically, the CPU 91 reads the fan control flag from the RAM 92, and when the fan control flag is set to “ON”, the CPU 91 determines that the “silent priority mode” is selected, and the process of S13. Transition to processing.

また、ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、このファン制御フラグが「ＯＦＦ」に設定されている場合には、「温度制御優先モード」が選択されていると判定して、Ｓ１４の処理に移行する。尚、レーザコントローラ５の起動時に、ファン制御フラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭ９２に記憶される。   Further, the CPU 91 reads the fan control flag from the RAM 92, and when the fan control flag is set to “OFF”, the CPU 91 determines that the “temperature control priority mode” is selected, and performs the process of S14. Transition. When the laser controller 5 is activated, the fan control flag is set to “OFF” and stored in the RAM 92.

尚、ユーザは、ＰＣ７の入力操作部７１を操作して、ＣＰＵ９１に対して「温度制御優先モード」と「静音優先モード」のいずれかを選択するように指示することができる。そして、ＣＰＵ９１は、ＰＣ７から「温度制御優先モード」を選択するように指示された場合には、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、ＯＦＦに設定して再度、ＲＡＭ９２に記憶する。一方、ＣＰＵ９１は、ＰＣ７から「静音優先モード」を選択するように指示された場合には、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、ＯＮに設定して再度、ＲＡＭ９２に記憶する。   The user can operate the input operation unit 71 of the PC 7 to instruct the CPU 91 to select either “temperature control priority mode” or “silent priority mode”. When the CPU 91 is instructed to select the “temperature control priority mode” from the PC 7, the CPU 91 reads the fan control flag from the RAM 92, sets it to OFF, and stores it again in the RAM 92. On the other hand, when instructed by the PC 7 to select the “silent priority mode”, the CPU 91 reads the fan control flag from the RAM 92, sets it to ON, and stores it in the RAM 92 again.

そして、図７に示すように、Ｓ１３の処理に移行した場合には、ＣＰＵ９１は、Ｓ１３において、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８をファン４２の駆動制御用データテーブルとして設定した後、Ｓ１５の処理に移行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、テーブルフラグをＲＡＭ９２から読み出し、ＯＮに設定した後、再度ＲＡＭ９２に記憶した後、Ｓ１５の処理に移行する。尚、レーザコントローラ５の起動時に、テーブルフラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭ９２に記憶される。   Then, as shown in FIG. 7, when the process proceeds to S13, the CPU 91 sets the fan rotation speed data table 98 in the silent priority mode as a drive control data table for the fan 42 in S13, and then proceeds to S15. Move on to processing. Specifically, the CPU 91 reads the table flag from the RAM 92, sets it to ON, stores it again in the RAM 92, and then proceeds to the processing of S15. The table flag is set to “OFF” and stored in the RAM 92 when the laser controller 5 is activated.

また、Ｓ１４の処理に移行した場合には、ＣＰＵ９１は、Ｓ１４において温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７をファン４２の駆動制御用データテーブルとして設定した後、Ｓ１５の処理に移行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、テーブルフラグをＲＡＭ９２から読み出し、ＯＦＦに設定した後、再度ＲＡＭ９２に記憶した後、Ｓ１５の処理に移行する。   When the process proceeds to S14, the CPU 91 sets the fan rotation speed data table 97 in the temperature control priority mode as a drive control data table for the fan 42 in S14, and then proceeds to S15. Specifically, the CPU 91 reads the table flag from the RAM 92, sets it to OFF, stores it again in the RAM 92, and then proceeds to the processing of S15.

Ｓ１５において、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差と、テーブルフラグとをＲＡＭ４２から読み出す。そして、テーブルフラグがＯＮの場合には、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の「温度差」として、この「温度差」に対応する「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、５％を読み出す。そして、ＣＰＵ９１は、定格回転数で駆動する際のパルス幅に「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、５％を掛け算したパルス幅を、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅としてＲＡＭ９２に記憶し、この駆動電圧のパルス幅でファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。   In S15, the CPU 91 reads the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D, and the table flag from the RAM 42. When the table flag is ON, the CPU 91 sets the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D as the “temperature difference” in the fan rotation speed data table 98 in the silent priority mode. A “fan rotation number PWM setting value (%)” corresponding to this “temperature difference”, for example, 5% is read out. Then, the CPU 91 uses a pulse width obtained by multiplying the pulse width at the time of driving at the rated rotational speed by “fan rotational speed PWM setting value (%)”, for example, 5%, as the pulse width of the driving voltage supplied to the fan 42A. The data is stored in the RAM 92, and the fan 42A is rotationally driven by PWM control with the pulse width of the driving voltage.

また、テーブルフラグがＯＦＦの場合には、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の「温度差」として、この「温度差」に対応する「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、１０％を読み出す。そして、ＣＰＵ９１は、定格回転数で駆動する際のパルス幅に「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、１０％を掛け算したパルス幅を、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅としてＲＡＭ９２に記憶し、この駆動電圧のパルス幅でファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。   When the table flag is OFF, the CPU 91 sets the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D as the “temperature difference” in the fan rotation speed data table 97 in the temperature control priority mode. Then, “fan rotational speed PWM setting value (%)” corresponding to this “temperature difference”, for example, 10% is read out. Then, the CPU 91 sets a pulse width obtained by multiplying the pulse width at the time of driving at the rated rotational speed by “fan rotational speed PWM setting value (%)”, for example, 10%, as the pulse width of the driving voltage supplied to the fan 42A. The data is stored in the RAM 92, and the fan 42A is rotationally driven by PWM control with the pulse width of the driving voltage.

その後、Ｓ１６において、ＣＰＵ９１は、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値をＲＡＭ９２に記憶する。続いて、Ｓ１７において、ＣＰＵ９１は、ＨＤＤ９６からペルチェ素子４１Ｂに供給する上限電流値を読み出し、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値以上であるか否かを判定する判定処理を実行する。   Thereafter, in S <b> 16, the CPU 91 stores the current value of the drive current supplied to the Peltier element 41 </ b> B input from the Peltier drive current generation unit 81 in the RAM 92. Subsequently, in S <b> 17, the CPU 91 reads the upper limit current value supplied to the Peltier element 41 </ b> B from the HDD 96, and the current value of the drive current supplied to the Peltier element 41 </ b> B input from the Peltier drive current generator 81 is equal to or greater than the upper limit current value. A determination process is performed to determine whether or not.

尚、ペルチェ素子４１Ｂに供給される上限電流値は、通常は、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を未然に防ぐことができるように余裕を持って設定された駆動電流値であり、予めＨＤＤ９６に記憶されている。従って、ペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値よりも少し大きい電流値になっても、ペルチェ素子４１Ｂは破壊されない。   The upper limit current value supplied to the Peltier element 41B is normally a drive current value set with a margin so as to prevent the destruction of the Peltier element 41B, and is stored in the HDD 96 in advance. Yes. Therefore, even if the current value of the drive current supplied to the Peltier element 41B becomes a current value slightly larger than the upper limit current value, the Peltier element 41B is not destroyed.

そして、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値以上であると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、Ｓ１８の処理に移行する。Ｓ１８において、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅をＲＡＭ９２から読み出し、このパルス幅を所定割合増加して、例えば、１０％増加したパルス幅で、ファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。つまり、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａの回転数を所定割合高く、例えば、１０％高く設定する。その後、ＣＰＵ９１は、当該処理を終了する。尚、ファン４２Ａの回転数は、ファン４２Ａの駆動電圧（電流）の大きさで調節してもよいのは、言うまでもない。   If it is determined that the current value of the drive current supplied to the Peltier element 41B input from the Peltier drive current generator 81 is equal to or greater than the upper limit current value (S17: YES), the CPU 91 performs the process of S18. Transition. In S18, the CPU 91 reads out the pulse width of the drive voltage supplied to the fan 42A from the RAM 92, increases the pulse width by a predetermined ratio, and rotationally drives the fan 42A by PWM control, for example, with a pulse width increased by 10%. . That is, the CPU 91 sets the rotational speed of the fan 42A to be higher by a predetermined rate, for example, 10% higher. Thereafter, the CPU 91 ends the process. Needless to say, the rotational speed of the fan 42A may be adjusted by the magnitude of the driving voltage (current) of the fan 42A.

一方、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値未満であると判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、当該処理を終了する。   On the other hand, when it is determined that the current value of the drive current supplied from the Peltier drive current generator 81 to the Peltier element 41B is less than the upper limit current value (S17: NO), the CPU 91 ends the process. To do.

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、ファン制御部８５のＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差に応じてファン４２Ａの回転数を制御する。これにより、レーザ加工装置１の配置された周囲の環境温度の変化によりヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が変化しても、励起用レーザ素子４１の温度変化に迅速に追従してファン４２Ａの回転数を制御することができ、電力効率の向上を図ることができる。   As described above in detail, in the laser processing apparatus 1 according to the present embodiment, the CPU 91 of the fan control unit 85 determines the temperature of the fan 42A according to the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D. Control the number of revolutions. As a result, even if the ambient temperature of the heat sink 41D changes due to a change in ambient temperature where the laser processing apparatus 1 is disposed, the rotational speed of the fan 42A can be quickly tracked to the temperature change of the excitation laser element 41. It is possible to control the power efficiency.

また、励起用レーザ素子４１の温度に対してファン４２Ａの回転数を適正に制御でき、ファン４２Ａの騒音レベルを下げることが可能となる。更に、使用する励起用レーザ素子４１を仕様の異なるものに変更して、励起用レーザ素子４１を駆動する際の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなく励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差に応じてファン４２Ａの回転数を制御することが可能となる。   Further, the rotational speed of the fan 42A can be appropriately controlled with respect to the temperature of the excitation laser element 41, and the noise level of the fan 42A can be lowered. Furthermore, even if the excitation laser element 41 to be used is changed to one having a different specification and the target temperatures for driving the excitation laser element 41 are different, the excitation laser element 41 can be changed without changing the control parameter. The rotational speed of the fan 42A can be controlled according to the temperature difference between the temperature and the temperature around the heat sink 41D.

また、ペルチェ素子４１Ｂが駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３によって駆動電流を供給されて励起用レーザ素子４１の温度制御を行う状態と、温度差検出部８２に起電圧を出力する状態とに交互に切り替えられる。そして、温度差検出部８２は、ゼーベック効果を利用してペルチェ素子４１Ｂに発生する起電圧から励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を検出する。これにより、ペルチェ素子４１Ｂを温度センサ４１Ａで検出される励起用レーザ素子４１の温度と前記温度差に基づいてヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を測定する温度センサとして使用することができ、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を測定する温度センサを別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。   In addition, a state in which the Peltier element 41B is supplied with a drive current by the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 to control the temperature of the excitation laser element 41, and a state in which an electromotive voltage is output to the temperature difference detection unit 82 Can be switched alternately. And the temperature difference detection part 82 detects the temperature difference of the temperature of the laser element 41 for excitation, and the temperature around the heat sink 41D from the electromotive voltage which generate | occur | produces in the Peltier element 41B using a Seebeck effect. Accordingly, the Peltier element 41B can be used as a temperature sensor for measuring the temperature around the heat sink 41D based on the temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 detected by the temperature sensor 41A and the temperature around the heat sink 41D. Therefore, it is not necessary to provide a separate temperature sensor for measuring the temperature of the component, and it is possible to reduce the parts cost and the number of assembly steps.

また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、駆動電流供給状態と起電圧出力状態とを所定周期Ｔ３（秒）毎に交互に所定比率Ｔ１（秒）：Ｔ２（秒）で切り替えるように制御する。つまり、ＰＷＭ制御によりペルチェ素子４１Ｂに駆動電流を供給することができ、平均電力を低くして、電力効率をあげることができるだけでなく、ペルチェ素子４１Ｂの駆動電流のオフタイムにペルチェ素子４１Ｂの起電圧を温度差検出部８２に出力することができ、効率良くペルチェ素子４１Ｂの駆動と温度差の検出が可能となる。   Further, the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 switches the drive current supply state and the electromotive voltage output state alternately at a predetermined ratio T1 (seconds): T2 (seconds) every predetermined period T3 (seconds). To control. That is, the drive current can be supplied to the Peltier element 41B by PWM control, and not only the average power can be lowered and the power efficiency can be increased, but also the Peltier element 41B can be activated during the off-time of the drive current of the Peltier element 41B. The voltage can be output to the temperature difference detection unit 82, and the Peltier element 41B can be driven and the temperature difference can be detected efficiently.

また、ユーザは、ＰＣ７を介して「静音優先モード」を選択することによって、ファン４２Ａの回転数を温度制御優先モードにおけるファン４２Ａの回転数よりも低い回転数、例えば、５％低い回転数に設定し、ファン４２Ａの更なる静音化を図り、励起用半導体レーザ部４０の更なる静音化を図ることができる。   In addition, the user selects the “silent priority mode” via the PC 7 so that the rotational speed of the fan 42A is lower than the rotational speed of the fan 42A in the temperature control priority mode, for example, 5% lower. Thus, the fan 42A can be further silenced, and the excitation semiconductor laser unit 40 can be further silenced.

更に、ペルチェ素子４１Ｂの駆動電流の電流値が上限電流値以上になった場合には、ファン４２Ａの回転数が所定割合、例えば、１０％高くなるため、ヒートシンク４１Ｄの冷却能力を増大させ、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を抑止することが可能となる。また、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を未然に防いでくれるため、ペルチェ素子４１Ｂを酷使する静音優先モードなどを選択しても、安心である。尚、ここでの上限電流値は、ペルチェ素子４１Ｂの駆動における上限電流値であってもよいが、ペルチェ素子４１Ｂの安全を考慮して設定されたその上限電流値よりも少し低い所定電流値であってもよい。   Further, when the current value of the drive current of the Peltier element 41B exceeds the upper limit current value, the rotational speed of the fan 42A is increased by a predetermined rate, for example, 10%, so that the cooling capacity of the heat sink 41D is increased and the Peltier element is increased. It becomes possible to suppress the destruction of the element 41B. Further, since the destruction of the Peltier element 41B is prevented, it is safe to select a silent priority mode that makes heavy use of the Peltier element 41B. The upper limit current value here may be an upper limit current value for driving the Peltier element 41B, but is a predetermined current value slightly lower than the upper limit current value set in consideration of the safety of the Peltier element 41B. There may be.

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上記図１乃至図８の前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, various improvement and deformation | transformation are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention. In the following description, the same reference numerals as those of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment in FIGS. 1 to 8 denote the same or corresponding parts as those of the laser processing apparatus 1 according to the embodiment. It is.

（Ａ）例えば、駆動電流供給/温度差検出切替制御部８３と温度差検出部８２との電気的接続を遮断してもよい。そして、第２温度センサ６１をヒートシンク４１Ｄ（例えば、放熱フィンである。）に設けてもよい。この場合には、温度差検出部８２には、温度センサ４１Ａと、第２温度センサ６１と、ペルチェ駆動電流生成部８１と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されるようにしてもよい。   (A) For example, the electrical connection between the drive current supply / temperature difference detection switching control unit 83 and the temperature difference detection unit 82 may be cut off. And you may provide the 2nd temperature sensor 61 in heat sink 41D (for example, it is a radiation fin). In this case, the temperature sensor 41A, the second temperature sensor 61, the Peltier drive current generator 81, and the fan controller 85 provided in the laser controller 5 are electrically connected to the temperature difference detector 82. You may be made to do.

そして、温度差検出部８２は、温度センサ４１Ａで励起用レーザ素子４１の温度を測定し、第２温度センサ６１によって測定されたヒートシンク４１Ｄの温度からヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を取得するようにしてもよい。そして、温度差検出部８２は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差をファン制御部８５に出力するようにしてもよい。尚、第２温度センサ６１は、ヒートシンク４１Ｄに限らず、ダクト４２内のヒートシンク４１Ｄとファン４２Ａとの間の位置、ダクト４２内のファン４２Ａと排気孔４２Ｃとの間の位置、ダクト４２内の連通孔４２Ｂ側端部の位置、ダクト４２内の排気孔４２Ｃ側端部の位置等、ヒートシンク４１Ｄからの放熱の影響を受ける様々な位置に設けてもよい。   The temperature difference detector 82 measures the temperature of the excitation laser element 41 with the temperature sensor 41A, and obtains the temperature around the heat sink 41D from the temperature of the heat sink 41D measured by the second temperature sensor 61. Also good. Then, the temperature difference detection unit 82 may output a temperature difference between the temperature of the excitation laser element 41 and the temperature around the heat sink 41D to the fan control unit 85. The second temperature sensor 61 is not limited to the heat sink 41D, but the position between the heat sink 41D and the fan 42A in the duct 42, the position between the fan 42A and the exhaust hole 42C in the duct 42, and the position in the duct 42. You may provide in various positions which receive the influence of the heat radiation from heat sink 41D, such as the position of the communication hole 42B side edge part, and the position of the exhaust hole 42C side edge part in the duct 42.

但し、第２温度センサ６１の位置によっては、ヒートシンク４１Ｄに第２温度センサ６１を設けた場合と、取得する温度に位置に応じた差が出る場合があるので、予め、実験等によって位置に応じた取得温度の差を求めておき、取得した温度の値をヒートシンク４１Ｄ近傍の温度相当に補正して使用するのが好ましい。尚、第２温度センサ６１は、レーザコントローラ５等に収納された基板などに設けた温度センサー等でも、精度は低いが、外気温や予めの実験による補正値を求めておくことで代用は可能である。   However, depending on the position of the second temperature sensor 61, there may be a case where the second temperature sensor 61 is provided in the heat sink 41D, and there is a difference depending on the position in the acquired temperature. It is preferable to obtain the difference between the acquired temperatures and correct the acquired temperature value to correspond to the temperature near the heat sink 41D. The second temperature sensor 61 may be a temperature sensor provided on a substrate housed in the laser controller 5 or the like, but the accuracy is low. However, the second temperature sensor 61 can be substituted by obtaining an outside air temperature or a correction value obtained in advance through experiments. It is.

これにより、第２温度センサ６１によって測定する測定位置を適正に選択することによって、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を高精度に取得することが可能となり、簡易な構成でファン４２Ａの回転数の制御を高精度に行うことが可能となる。   Accordingly, by appropriately selecting the measurement position measured by the second temperature sensor 61, the temperature around the heat sink 41D can be obtained with high accuracy, and the rotational speed of the fan 42A can be controlled with a simple configuration. It becomes possible to carry out with high precision.

（Ｂ）また、例えば、レーザ発振器２１の下面にペルチェ素子４１Ｂとヒートシンクとファン等が配置されて、当該ペルチェ素子４１Ｂによってレーザ発振器２１が電子冷却方式により冷却されるように構成してもよい。この場合には、レーザ加工装置１の温度差検出部８２を使用して、ペルチェ素子４１Ｂの起電圧からレーザ発振器２１の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出するように構成してもよい。   (B) Further, for example, a Peltier element 41B, a heat sink, a fan, and the like may be arranged on the lower surface of the laser oscillator 21, and the laser oscillator 21 may be cooled by the electronic cooling method by the Peltier element 41B. In this case, the temperature difference detector 82 of the laser processing apparatus 1 is used to detect the temperature difference between the temperature of the laser oscillator 21 and the temperature around the heat sink from the electromotive voltage of the Peltier element 41B. Also good.

これにより、ヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサを個別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。更に、使用するレーザ発振器２１を仕様の異なるものに変更して、レーザ発振器２１を駆動する際の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなくレーザ発振器２１の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御することが可能となる。   Thereby, it is not necessary to separately provide a temperature sensor for measuring the temperature around the heat sink, and it is possible to reduce the parts cost and the number of assembling steps. Furthermore, even if the laser oscillator 21 to be used is changed to one having a different specification and the target temperature when driving the laser oscillator 21 is different, the temperature of the laser oscillator 21 and the surroundings of the heat sink can be changed without changing the control parameters. The rotational speed of the fan can be controlled according to the temperature difference from the temperature.

１ レーザ加工装置
５ レーザコントローラ
７ ＰＣ
４１ 励起用レーザ素子
４１Ｂ ペルチェ素子
４１Ｄ ヒートシンク
４２Ａ ファン
７１ 入力操作部
７２ 液晶ディスプレイ
８１ ペルチェ駆動電流生成部
８２ 温度差検出部
８３ 駆動電流供給／温度差検出切替制御部
８５ ファン制御部
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＡＭ
９３ ＲＯＭ
９５ タイマ
９６ ＨＤＤ
４１Ａ 温度センサ
６１ 第２温度センサ 1 Laser processing device 5 Laser controller 7 PC
41 Excitation Laser Element 41B Peltier Element 41D Heat Sink 42A Fan 71 Input Operation Unit 72 Liquid Crystal Display 81 Peltier Drive Current Generation Unit 82 Temperature Difference Detection Unit 83 Drive Current Supply / Temperature Difference Detection Switching Control Unit 85 Fan Control Unit 91 CPU
92 RAM
93 ROM
95 Timer 96 HDD
41A temperature sensor 61 second temperature sensor

Claims (6)

レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、
放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置であって、
前記ヒートシンクを冷却するファンと、
前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する温度差検出部と、
前記温度差検出部を介して検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御部と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser beam emitting section for emitting a laser beam;
A Peltier element that cools or heats the laser beam emitting section;
A heat sink formed of a heat dissipating material and dissipating heat conducted from the Peltier element; and the laser light emitting section is maintained at a target temperature by cooling or heating the Peltier element. A laser processing device
A fan for cooling the heat sink;
A temperature difference detection unit that detects a temperature difference between the temperature of the laser beam emitting unit and the temperature around the heat sink;
A fan control unit that controls the number of revolutions of the fan according to the temperature difference detected via the temperature difference detection unit;
A laser processing apparatus comprising: 前記ペルチェ素子を駆動する駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
前記駆動電流生成部で生成された駆動電流を前記ペルチェ素子に供給する駆動電流供給状態と、該ペルチェ素子に前記駆動電流を供給しないで該ペルチェ素子に発生する起電圧を前記温度差検出部に出力する起電圧出力状態とに交互に切り替えるように制御する切替制御部と、
前記温度差検出部は、前記ペルチェ素子に発生する起電圧から前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 A drive current generator for generating a drive current for driving the Peltier element;
A drive current supply state in which the drive current generated by the drive current generation unit is supplied to the Peltier element, and an electromotive voltage generated in the Peltier element without supplying the drive current to the Peltier element is supplied to the temperature difference detection unit. A switching control unit for controlling to alternately switch to the output voltage output state to output,
2. The laser processing according to claim 1, wherein the temperature difference detection unit detects a temperature difference between a temperature of the laser beam emitting unit and a temperature around the heat sink from an electromotive voltage generated in the Peltier element. apparatus. 前記切替制御部は、前記駆動電流供給状態と前記起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the switching control unit performs control so that the driving current supply state and the electromotive voltage output state are alternately switched at a predetermined ratio every predetermined period. 前記レーザ光出射部の温度を測定する第１温度センサと、
所定位置の温度を測定する第２温度センサと、
を備え、
前記温度差検出部は、前記第２温度センサによって測定された温度から前記ヒートシンクの周囲の温度を取得して、この取得した前記ヒートシンクの周囲の温度と前記第１温度センサによって測定された温度から前記温度差を検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 A first temperature sensor for measuring the temperature of the laser beam emitting section;
A second temperature sensor for measuring a temperature at a predetermined position;
With
The temperature difference detection unit obtains the temperature around the heat sink from the temperature measured by the second temperature sensor, and from the obtained temperature around the heat sink and the temperature measured by the first temperature sensor. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the temperature difference is detected. 前記ペルチェ素子の駆動電流の電流値を取得する電流値取得部と、
前記電流値取得部を介して取得した前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であるか否かを判定する駆動電流判定部と、
を備え、
前記駆動電流判定部を介して前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であると判定された場合には、前記ファン制御部は、前記温度差に応じた前記ファンの回転数を所定割合高くするように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のレーザ加工装置。 A current value acquisition unit for acquiring a current value of a drive current of the Peltier element;
A drive current determination unit that determines whether or not the current value of the drive current acquired via the current value acquisition unit is equal to or greater than a predetermined upper limit current value for driving the Peltier element;
With
When it is determined via the drive current determination unit that the current value of the drive current is equal to or greater than a predetermined upper limit current value for driving the Peltier element, the fan control unit 5. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the rotational speed of the fan is controlled to be increased by a predetermined ratio. レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、ファン制御部と、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置で実行されるレーザ加工方法であって、
前記ファン制御部が実行する、
前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する温度差検出工程と、
前記温度差検出工程で検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工方法。 A laser light emitting part for emitting laser light; a Peltier element for cooling or heating the laser light emitting part; and a heat sink for dissipating heat conducted from the laser light emitting part and the Peltier element. And a fan for cooling the heat sink, and a fan control unit, wherein the laser beam emitting unit is executed by a laser processing apparatus in which the Peltier element is cooled or heated and maintained at a target temperature. Because
The fan control unit executes,
A temperature difference detection step of detecting a temperature difference between the temperature of the laser beam emitting portion and the temperature around the heat sink;
A fan control step of controlling the rotational speed of the fan according to the temperature difference detected in the temperature difference detection step;
A laser processing method comprising:
JP2014242377A 2014-11-28 2014-11-28 Laser processing apparatus and laser processing method Active JP6319068B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014242377A JP6319068B2 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Laser processing apparatus and laser processing method
PCT/JP2015/083003 WO2016084825A1 (en) 2014-11-28 2015-11-25 Laser machining device and laser machining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014242377A JP6319068B2 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Laser processing apparatus and laser processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016103607A true JP2016103607A (en) 2016-06-02
JP6319068B2 JP6319068B2 (en) 2018-05-09

Family

ID=56074377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014242377A Active JP6319068B2 (en) 2014-11-28 2014-11-28 Laser processing apparatus and laser processing method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6319068B2 (en)
WO (1) WO2016084825A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108169500A (en) * 2017-11-24 2018-06-15 深圳市新产业生物医学工程股份有限公司 Temperature control method and system
JP2019188578A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 ファナック株式会社 Motor control device and machine tool
WO2022224341A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-27 ファナック株式会社 Electronic device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6446118B1 (en) * 2017-12-05 2018-12-26 馬鞍山市明珠電子科技有限公司 Laser processing machine
CN109814317B (en) * 2018-12-28 2021-11-02 中国科学院合肥物质科学研究院 Nonlinear optical crystal temperature control and light path adjusting device

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172426A (en) * 1991-12-19 1993-07-09 Shinko Kogyo Co Ltd Air conditioner assembled with built-in heat transfer unit
JPH07234034A (en) * 1994-02-25 1995-09-05 Aisin Seiki Co Ltd Thermoelectric converter
JPH09206308A (en) * 1996-01-31 1997-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser scalple device
US5680410A (en) * 1992-10-24 1997-10-21 Kim; Yoon-Ok Modified semiconductor laser diode having an integrated temperature control element
JP2001007433A (en) * 1999-06-17 2001-01-12 Sunx Ltd Laser marker
JP2002076219A (en) * 2000-08-29 2002-03-15 Morix Co Ltd Device and method for controlling cpu temperature
JP2002329819A (en) * 2001-05-07 2002-11-15 Nec Corp Electronic component heating/cooling device
JP2002368326A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Method of cooling laser diode module and light source consisting thereof
JP2003028768A (en) * 2001-05-09 2003-01-29 Horiba Ltd Electronic cooling device
JP2010245181A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Hitachi Kokusai Electric Inc Electronic apparatus cooling device
JP2011191526A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp Image display device
KR101132409B1 (en) * 2011-05-30 2012-04-03 (주)휴엔텍 Cooling apparatus for laser device
CN102570289A (en) * 2011-05-25 2012-07-11 北京国科世纪激光技术有限公司 Temperature controlling and heat radiating system for optical fiber coupling module
JP2014216512A (en) * 2013-04-26 2014-11-17 株式会社日立情報通信エンジニアリング Storage apparatus cooling device

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05172426A (en) * 1991-12-19 1993-07-09 Shinko Kogyo Co Ltd Air conditioner assembled with built-in heat transfer unit
US5680410A (en) * 1992-10-24 1997-10-21 Kim; Yoon-Ok Modified semiconductor laser diode having an integrated temperature control element
JPH07234034A (en) * 1994-02-25 1995-09-05 Aisin Seiki Co Ltd Thermoelectric converter
JPH09206308A (en) * 1996-01-31 1997-08-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser scalple device
JP2001007433A (en) * 1999-06-17 2001-01-12 Sunx Ltd Laser marker
JP2002076219A (en) * 2000-08-29 2002-03-15 Morix Co Ltd Device and method for controlling cpu temperature
JP2002329819A (en) * 2001-05-07 2002-11-15 Nec Corp Electronic component heating/cooling device
JP2003028768A (en) * 2001-05-09 2003-01-29 Horiba Ltd Electronic cooling device
JP2002368326A (en) * 2001-06-05 2002-12-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Method of cooling laser diode module and light source consisting thereof
JP2010245181A (en) * 2009-04-02 2010-10-28 Hitachi Kokusai Electric Inc Electronic apparatus cooling device
JP2011191526A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp Image display device
CN102570289A (en) * 2011-05-25 2012-07-11 北京国科世纪激光技术有限公司 Temperature controlling and heat radiating system for optical fiber coupling module
KR101132409B1 (en) * 2011-05-30 2012-04-03 (주)휴엔텍 Cooling apparatus for laser device
JP2014216512A (en) * 2013-04-26 2014-11-17 株式会社日立情報通信エンジニアリング Storage apparatus cooling device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108169500A (en) * 2017-11-24 2018-06-15 深圳市新产业生物医学工程股份有限公司 Temperature control method and system
CN108169500B (en) * 2017-11-24 2021-01-19 深圳市新产业生物医学工程股份有限公司 Temperature control method and system
JP2019188578A (en) * 2018-04-27 2019-10-31 ファナック株式会社 Motor control device and machine tool
US10759012B2 (en) 2018-04-27 2020-09-01 Fanuc Corporation Motor controller and machine tool
WO2022224341A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-27 ファナック株式会社 Electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6319068B2 (en) 2018-05-09
WO2016084825A1 (en) 2016-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6319068B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2007253189A (en) Laser beam machining device
JP6156311B2 (en) Laser module, laser oscillator and laser processing apparatus
JP6604078B2 (en) Laser processing equipment
US11050212B2 (en) Laser machining device and laser oscillator
US11000918B2 (en) Laser machining device
US11005228B2 (en) Laser machining device and laser machining method
WO2017051850A1 (en) Laser-processing-data generation device, control program therefor, and laser-processing-data generation method
JP6110419B2 (en) Laser oscillator having a fan for cooling the resonator section
JP4789755B2 (en) Laser processing equipment
JP6684472B2 (en) Laser processing equipment
JP5070819B2 (en) Solid state laser equipment
JP2008062259A (en) Laser beam machining apparatus, method and program for laser beam machining
JP6341308B2 (en) Solid state pulse laser equipment
JP2016068110A (en) Laser processing device
JP2004342779A (en) Laser machining equipment and its cooling method
JP2006147986A (en) Laser beam machining apparatus
JP2005218226A (en) Method and apparatus for controlling motor
JP5070820B2 (en) Solid state laser equipment
JP6163861B2 (en) Solid state pulse laser equipment
JP6874587B2 (en) Laser processing equipment and detection method
JP2006142362A (en) Laser beam machining apparatus
JP2012033818A (en) Semiconductor laser-excited solid-state laser apparatus
WO2018061284A1 (en) Laser light irradiation device
JP2012253175A (en) Temperature control device of light emitting element and display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6319068

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150