JP3629294B2

JP3629294B2 - Gas laser device

Info

Publication number: JP3629294B2
Application number: JP33865494A
Authority: JP
Inventors: 淳細川
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: JPH08186304A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、装置の休止時にガス循環系内部のガス圧が大気圧に達するまでレーザガスを注入するガスレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスレーザ装置においては、ガス循環系内部を外部の気圧（大気圧）よりも低いガス圧にして運転しているため、外部との気圧差の関係で水分やほこりが侵入しやすい。そのため、ガスレーザ装置を長期間使用しない場合は、ガス循環系内部のガス圧を外部の気圧（大気圧）と等しくすることにより水分やほこりの侵入を防いでいる。その方法としては、従来、図１および図２に示すような構成の装置があった。
【０００３】
図１は従来装置の例を示す図であり、同図において、１は放電管、２はシーケンス制御装置、５は圧力スイッチ、６はレーザガスボンベ、７はレーザガスを強制的に循環させるためのブロワ、８は真空ポンプ、９は循環路、１０および１１は電磁弁、１４は手動の開閉弁、１５は乾燥剤室、１６は出力鏡、１７は反射鏡、２０および２１はガスレギュレータである。
【０００４】
同図において、放電管１をはさむように出力鏡１６および反射鏡１７が配置され、光学的共振器を構成している。レーザガスは、循環路９を通じてブロワ７で循環され放電管１の中にガスの流れを形成する。循環路９から分岐された分岐路には各々第１の電磁弁１０、第２の電磁弁１１および手動の開閉弁１４が設けられている。第１の電磁弁１０は、レーザガスボンベ６に接続されており、第２の電磁弁１１は真空ポンプ８に接続されている。レーザガスボンベ６の出口部におけるガス圧はガスレギュレータ２０により調節され、第１の電磁弁１０の入口部におけるガス圧はガスレギュレータ２１により調節されている。また、開閉弁１４と外部との間には、乾燥剤室１５が設けられている。各電磁弁１０、１１、ブロワ７および真空ポンプ８の動作は、シーケンス制御装置２により制御されている。圧力スイッチ５は外部に接続されたレーザガスボンベ６からレーザガスが供給されていることを検出しており、その出力信号はシーケンス制御装置２に接続されている。
【０００５】
上記構成において、ガスレーザ装置の運転中は、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１は開とし、開閉弁１４は閉としている。レーザガスボンベ６から第１の電磁弁１０を通って新鮮なレーザガスが循環路９に供給され、ブロワ７によって循環路から放電管１に送り出され、放電管１および循環路９を通ってブロワ７に戻り、循環している。また、循環および放電により劣化したレーザガスは真空ポンプ８により、循環路９から第２の電磁弁１１を通って外部へ排出される。
【０００６】
ガスレーザ装置を長期間停止するときは、ブロワ７および真空ポンプ８を停止し、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１を閉の状態にしておいて、開閉弁１４を開き、外部の空気を乾燥剤室１５の乾燥剤に通すことにより空気中に含まれる水分を取り除いてから、循環路９に注入し、ガス循環系内部のガス圧が大気圧と等しくなり、空気の流入が止まった時点で開閉弁１４を閉じる。
【０００７】
また、図２は別の従来装置の例を示す図であり、同図において、３および１２は電磁弁、１３は入口側と出口側の圧力が等しくなったときに開いて、この開状態にあることを信号として出力する定圧弁、２２はガスレギュレータであり、その他は図１と同機能のものに同符号を付してある。
【０００８】
同図において、放電管１をはさむように出力鏡１６および反射鏡１７が配置され、光学的共振器を構成している。レーザガスは、循環路９を通じてブロワ７で循環され放電管１の中に流れを形成する。循環路９から分岐された分岐路には各々第１の電磁弁１０、第２の電磁弁１１、第３の電磁弁３および第４の電磁弁１２が設けられている。第１の電磁弁１０および第３の電磁弁３は、レーザガスボンベ６に接続されており、第２の電磁弁１１は真空ポンプ８に接続されている。レーザガスボンベ６の出口部におけるガス圧はガスレギュレータ２０、第１の電磁弁１０の入口部におけるガス圧はガスレギュレータ２１、第３の電磁弁３の入口部におけるガス圧はガスレギュレータ２２によりそれぞれ調節されている。また、第４の電磁弁１２と外部との間には、ガス循環系内部のガス圧が大気圧に達すれば自動的に開く定圧弁１３が設けられている。各電磁弁１０、１１、３、１２、ブロワ７および真空ポンプ８の動作は、シーケンス制御装置２により制御されている。外部に接続されたレーザガスボンベ６からレーザガスが供給されていることを検出している第２の圧力スイッチ５の出力信号および定圧弁１３の動作状態の出力信号は、シーケンス制御装置２に接続されている。
【０００９】
上記構成において、ガスレーザ装置の運転中は、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１は開とし、第３の電磁弁３および第４の電磁弁１２は閉としている。レーザガスボンベ６から第１の電磁弁１０を通って新鮮なレーザガスが循環路９に供給され、ブロワ７によって循環路９から放電管１に送り出され、放電管１および循環路９を通ってブロワ７に戻り、循環している。また、循環および放電により劣化したレーザガスは真空ポンプ８により、循環路９から第２の電磁弁１１を通って外部へ排出される。
【００１０】
ガスレーザ装置が停止状態、即ち、ブロワ７および真空ポンプ８が停止し、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１が閉の状態において、第３の電磁弁３を開いてガス循環系内部にレーザガスを注入し、第４の電磁弁１２を開く。ガス循環系内部のガス圧が大気圧に達すれば定圧弁１３が自動的に開き、これを検出して第３の電磁弁３および第４の電磁弁１２を閉じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１の方法の場合は、大量の空気を急激に流入させると水分を十分に取り除けない可能性や手動のため開閉弁を閉め忘れるという可能性がある。また、乾燥剤が劣化し吸湿能力が落ちた場合は、乾燥剤を交換する必要があり、そのためのコストや手間も必要となるという問題点がある。図２の方法の場合は、電磁弁３を開いたときにガスが大量に流れ込み、このために入口部のガス圧が低下した状態となり、圧力スイッチ５は圧力低下信号を出力してしまう。この圧力低下信号は、ボンベの内圧が不足であるときにも発生するので両者の区別がつかず、シーケンス制御装置２に複雑な判断機能を設けることが必要となる。
【００１２】
つまり、圧力スイッチ５が検出する圧力はガスボンベの残圧、レーザガスの元圧力を調整するガスレギュレータ２０の容量、ガスボンベとガスレーザ装置間の配管長および配管径等によって変化する。そのため、例えば、ガスレギュレータ２０の容量が小さい場合に、ガス循環系内部に急激にレーザガスを注入すると、ボンベからのガスの供給が追いつかず、一時的にガスレギュレータ２０の出口部におけるガス圧が低下する。その結果、圧力スイッチ５の設定値を下回ることがある。この場合、圧力スイッチの出力を見ただけでは、ガス循環系内部にレーザガスを注入したためにガス圧が低下したのか、レーザガスの供給元または供給経路に何らかの異常が生じたためにガス圧が低下したのかの区別がつかず、このガス圧の低下現象が正常か異常かの判断ができないことになる。
【００１３】
一方、圧力スイッチ５が圧力低下を検出しない程度まで、レーザガスの注入量を減らすと、レーザガスの注入に長時間を要してしまう。また、レーザガスを注入する間圧力スイッチの出力を無視した場合は、外部から供給されるレーザガスのガス圧に異常が生じても、その異常を検出できなくなる。
【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、外部からのレーザガス供給能力にかかわらずガス循環系内部に短時間でレーザガスを注入でき、かつレーザガスの注入中に外部から供給されるレーザガスのガス圧が、レーザガスの供給元または供給経路の異常が原因により低下した場合はそれを検出し、レーザガスの注入を停止するとともに異常の発生を警報するガスレーザ装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、レーザガスを循環させながらレーザ発振を行うガスレーザ装置において、放電管および循環路からなるガス循環系内部にレーザガスを注入する電磁弁と、ガス循環系内部のガス圧が大気圧となったときに動作する第１の圧力スイッチと、レーザガスの供給側配管の圧力を検出する第２の圧力スイッチと、装置の休止時に電磁弁を一定時間開いてレーザガスをガス循環系内に注入する時限回路と、時限回路の時限終了により電磁弁が閉じたときに第２の圧力スイッチがガス供給側配管の圧力が一定時間内に所定値以上になったことを検出したときには再度時限回路を起動し一定時間経過後も所定値以上に達しなかったときは異常と判断するとともに第１の圧力スイッチが動作したときに時限回路の動作を中止するシーケンス制御回路を具備したガスレーザ装置を提案したものである。
【００１６】
【実施例】
以下、図示の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。図３は本発明の装置の実施例を示す図であり、同図において、１は放電管、２はシーケンス制御装置、４および５は圧力スイッチ、６はレーザガスボンベ、７はブロワ、８は真空ポンプ、９は循環路、３、１０および１１は電磁弁、１６は出力鏡、１７は反射鏡、１９は異常表示器、２０、２１および２２はガスレギュレータである。
【００１７】
同図において、放電管１をはさむように出力鏡１６および反射鏡１７が配置され、光学的共振器を構成している。レーザガスは、循環路９を通じてブロワ７で循環され放電管１の中にガスの流れを形成する。循環路９から分岐された分岐路には各々第１の電磁弁１０、第２の電磁弁１１および第３の電磁弁３が設けられている。第１の電磁弁１０および第３の電磁弁３は、レーザガスボンベ６に接続されており、第２の電磁弁１１は真空ポンプ８に接続されている。レーザガスボンベ６の出口部におけるガスの圧力はガスレギュレータ２０、第１の電磁弁１０の入口部におけるガスの圧力はガスレギュレータ２１、第３の電磁弁３の入口部におけるガスの圧力はガスレギュレータ２２によりそれぞれ調節されている。各電磁弁３、１０、１１、ブロワ７および真空ポンプ８の動作および異常表示器１９の表示出力は、シーケンス制御装置２により制御されている。第１の圧力スイッチ４は放電管１および循環路９からなるガス循環系内部のガス圧を検出し、内部のガス圧が大気圧に達したときに出力信号を発生し、第２の圧力スイッチ５は外部に接続されたレーザガスボンベ６から供給されているレーザガス圧力を検出しており、それらの出力信号はシーケンス制御装置２に接続されている。
【００１８】
また、図４は図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合のタイムチャート、図５は図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合のフローチャート、図６は図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合の異常発生時のタイムチャートである。
【００１９】
図３の実施例において、ガス循環系内部にレーザガスを注入して大気圧にする場合について図４、図５および図６とともに説明する。ガスレーザ装置が停止状態、即ち、ブロワ７および真空ポンプ８が停止し、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１が閉の状態において、まず、レーザガス注入前にガス循環系内部がすでに大気圧になっていないかを第１の圧力スイッチ４で確認し、外部からレーザガスが供給されているかを第２の圧力スイッチ５で確認する（図５のステップ２、３）。次に、第３の電磁弁３を開いて第１の圧力スイッチ４がＯＮになるまで、または第３の電磁弁３を開いてからＴ１秒が経過するまでレーザガスを注入し、第３の電磁弁３を閉じる（図５ステップ４〜７）。この場合のレーザガスの注入時間Ｔ１は、たとえ異常発生によりガス循環系内部にレーザガス以外の気体が混入しても、ガスレーザ装置の出力に影響のでない時間、即ち、ガス循環系内部にレーザガスを注入して大気圧とするのに要する時間の１０％程度に設定するのがよい。
【００２０】
ここで、外部におけるレーザガスの供給能力が低い場合、第３の電磁弁３を開くと供給されるレーザガスのガス圧が低下し、第２の圧力スイッチ５はＯＦＦとなる（図４のタイミング“イ”）。しかし、この場合でも、第３の電磁弁３を開いてからＴ１秒後に第３の電磁弁３を閉じると、レーザガスが正常に供給されていれば、異常検出制限時間のＴ２秒後までに、供給されるレーザガスのガス圧は元通りに回復し、第２の圧力スイッチ５はＯＮとなる（図４のタイミング“ロ”）。この場合の異常検出制限時間Ｔ２は、レーザガスが正常に供給されている場合に第３の電磁弁３を閉じてから、供給されるレーザガスのガス圧が元通りに回復し、第２の圧力スイッチ５がＯＮとなるのに要する時間よりも長ければよく、例えば、これらの時間の２倍程度に設定するとよい。
【００２１】
このように、第３の電磁弁３を開くことにより第２の圧力スイッチ５が一旦ＯＦＦとなっても、第３の電磁弁３を閉じると第２の圧力スイッチ５がＯＮとなる場合は、レーザガスが正常に供給されているとみなし再度第３の電磁弁３を開いてガスを注入する。この制御をガス循環系内部のガス圧が大気圧に達するまで、即ち第１圧力スイッチ４がＯＮとなる（図４のタイミング“ハ”）まで繰り返す。（図５のステップ３〜８）
【００２２】
また、レーザガスの注入中に、例えばレーザガスボンベの残圧が低くなったり、ガス配管が破損した等、何らかの原因により外部からレーザガスが供給されなくなった場合は、第３の電磁弁３を開くと供給されるレーザガスのガス圧が低下し、第２の圧力スイッチ５はＯＦＦとなり（図６のタイミング“ニ”）、この後に第３の電磁弁３を閉じても異常検出制限時間のＴ２秒後までに供給されるレーザガスのガス圧が回復することはなく、第２の圧力スイッチ５はＯＦＦのままとなる。このように、第３の電磁弁３を開くことにより第２の圧力スイッチ５がＯＦＦとなった後に、第３の電磁弁３を閉じてもガスの供給側圧力が上昇せず第２の圧力スイッチ５がＯＦＦのままとなる場合は、外部からのレーザガスの供給に何らかの異常が生じたとみなし、第３の電磁弁３は閉じたまま異常表示器１９に異常信号を出力する（図６のタイミング“ホ”、図５のステップ８〜１０）。
【００２３】
前述の実施例では、ガス循環系内部のガス圧を大気圧にするために注入するガスがレーザガスの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく他の乾燥ガス、例えば、乾燥空気、窒素ガス等も含むものでも同様である。
【００２４】
また、第２の圧力スイッチ５としては、通常運転時におけるレーザガスの供給を検出するための圧力スイッチを兼用することができるので、新たに圧力スイッチを設ける必要はない。
【００２５】
【発明の効果】
上記の通りであるので、本発明によれば外部からのレーザガスの供給能力に異常が生じたときにこれを敏速かつ正確に検出することができ、しかも異常検出のためにガスの供給量を少なくする必要もないので、ガス循環系内部のガス圧を短時間で大気圧にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の装置の例を示す図。
【図２】別の従来の装置の例を示す図。
【図３】本発明の実施例を示す図。
【図４】図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合のタイムチャート。
【図５】図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合のフローチャート。
【図６】図３の実施例においてガス循環系内部にレーザガスを注入する場合の異常発生時のタイムチャート。
【符号の説明】
１放電管
２シーケンス制御装置
３第３の電磁弁
４第１の圧力スイッチ
５第２の圧力スイッチ
６レーザガスボンベ
７ブロワ
８真空ポンプ
９循環路
１０第１の電磁弁
１１第２の電磁弁
１２第４の電磁弁
１３定圧弁
１４手動開閉弁
１５乾燥剤室
１６出力鏡
１７反射鏡
１９異常表示器
２０、２１、２２ガスレギュレータ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a gas laser apparatus that injects laser gas until the gas pressure inside a gas circulation system reaches atmospheric pressure when the apparatus is stopped.
[0002]
[Prior art]
In the gas laser apparatus, since the inside of the gas circulation system is operated with a gas pressure lower than the external atmospheric pressure (atmospheric pressure), moisture and dust are likely to enter due to the pressure difference with the outside. For this reason, when the gas laser device is not used for a long period of time, the gas pressure inside the gas circulation system is made equal to the external atmospheric pressure (atmospheric pressure) to prevent moisture and dust from entering. Conventionally, there has been an apparatus configured as shown in FIG. 1 and FIG.
[0003]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional apparatus, in which 1 is a discharge tube, 2 is a sequence control device, 5 is a pressure switch, 6 is a laser gas cylinder, and 7 is a blower for forcibly circulating laser gas. , 8 is a vacuum pump, 9 is a circulation path, 10 and 11 are solenoid valves, 14 is a manual on-off valve, 15 is a desiccant chamber, 16 is an output mirror, 17 is a reflecting mirror, and 20 and 21 are gas regulators.
[0004]
In the figure, an output mirror 16 and a reflecting mirror 17 are arranged so as to sandwich the discharge tube 1, and constitute an optical resonator. The laser gas is circulated by the blower 7 through the circulation path 9 to form a gas flow in the discharge tube 1. A branch path branched from the circulation path 9 is provided with a first solenoid valve 10, a second solenoid valve 11, and a manual on-off valve 14, respectively. The first electromagnetic valve 10 is connected to the laser gas cylinder 6, and the second electromagnetic valve 11 is connected to the vacuum pump 8. The gas pressure at the outlet of the laser gas cylinder 6 is adjusted by the gas regulator 20, and the gas pressure at the inlet of the first electromagnetic valve 10 is adjusted by the gas regulator 21. A desiccant chamber 15 is provided between the on-off valve 14 and the outside. The operations of the solenoid valves 10 and 11, the blower 7 and the vacuum pump 8 are controlled by the sequence controller 2. The pressure switch 5 detects that laser gas is supplied from a laser gas cylinder 6 connected to the outside, and its output signal is connected to the sequence controller 2.
[0005]
In the above configuration, during operation of the gas laser device, the first electromagnetic valve 10 and the second electromagnetic valve 11 are opened, and the on-off valve 14 is closed. Fresh laser gas is supplied from the laser gas cylinder 6 through the first electromagnetic valve 10 to the circulation path 9, sent from the circulation path to the discharge tube 1 by the blower 7, and passed through the discharge tube 1 and the circulation path 9 to the blower 7. Return and circulate. Further, the laser gas deteriorated by circulation and discharge is discharged from the circulation path 9 through the second electromagnetic valve 11 to the outside by the vacuum pump 8.
[0006]
When the gas laser device is stopped for a long period of time, the blower 7 and the vacuum pump 8 are stopped, the first electromagnetic valve 10 and the second electromagnetic valve 11 are closed, the on-off valve 14 is opened, The air contained in the air is removed by passing the air through the desiccant in the desiccant chamber 15 and then injected into the circulation path 9, the gas pressure inside the gas circulation system becomes equal to the atmospheric pressure, and the inflow of air stops. At that time, the on-off valve 14 is closed.
[0007]
FIG. 2 is a diagram showing another example of a conventional device, in which 3 and 12 are solenoid valves, 13 is opened when the pressure on the inlet side and the outlet side becomes equal, and this open state is established. A constant pressure valve for outputting a signal as a signal, 22 is a gas regulator, and the other components having the same functions as those in FIG.
[0008]
In the figure, an output mirror 16 and a reflecting mirror 17 are arranged so as to sandwich the discharge tube 1, and constitute an optical resonator. The laser gas is circulated by the blower 7 through the circulation path 9 and forms a flow in the discharge tube 1. A first solenoid valve 10, a second solenoid valve 11, a third solenoid valve 3, and a fourth solenoid valve 12 are provided on the branch paths branched from the circulation path 9. The first solenoid valve 10 and the third solenoid valve 3 are connected to a laser gas cylinder 6, and the second solenoid valve 11 is connected to a vacuum pump 8. The gas pressure at the outlet of the laser gas cylinder 6 is adjusted by the gas regulator 20, the gas pressure at the inlet of the first electromagnetic valve 10 is adjusted by the gas regulator 21, and the gas pressure at the inlet of the third electromagnetic valve 3 is adjusted by the gas regulator 22, respectively. Has been. In addition, a constant pressure valve 13 is provided between the fourth solenoid valve 12 and the outside, which automatically opens when the gas pressure inside the gas circulation system reaches atmospheric pressure. The operations of the solenoid valves 10, 11, 3, 12, the blower 7 and the vacuum pump 8 are controlled by the sequence control device 2. The output signal of the second pressure switch 5 that detects that the laser gas is supplied from the laser gas cylinder 6 connected to the outside and the output signal of the operation state of the constant pressure valve 13 are connected to the sequence controller 2. Yes.
[0009]
In the above configuration, during operation of the gas laser device, the first solenoid valve 10 and the second solenoid valve 11 are open, and the third solenoid valve 3 and the fourth solenoid valve 12 are closed. Fresh laser gas is supplied to the circulation path 9 from the laser gas cylinder 6 through the first electromagnetic valve 10, sent from the circulation path 9 to the discharge tube 1 by the blower 7, and blower 7 through the discharge tube 1 and the circulation path 9. Return to the circulation. Further, the laser gas deteriorated by circulation and discharge is discharged from the circulation path 9 through the second electromagnetic valve 11 to the outside by the vacuum pump 8.
[0010]
When the gas laser device is in a stopped state, that is, when the blower 7 and the vacuum pump 8 are stopped and the first electromagnetic valve 10 and the second electromagnetic valve 11 are closed, the third electromagnetic valve 3 is opened and the gas circulation system is opened. A laser gas is injected into the fourth electromagnetic valve 12 and the fourth solenoid valve 12 is opened. When the gas pressure inside the gas circulation system reaches atmospheric pressure, the constant pressure valve 13 is automatically opened, and this is detected and the third solenoid valve 3 and the fourth solenoid valve 12 are closed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the method of FIG. 1, if a large amount of air is suddenly introduced, there is a possibility that moisture cannot be removed sufficiently or that the on-off valve is forgotten to be closed manually. In addition, when the desiccant is deteriorated and the moisture absorption capacity is reduced, it is necessary to replace the desiccant, and there is a problem that costs and labor for that purpose are also required. In the case of the method of FIG. 2, when the electromagnetic valve 3 is opened, a large amount of gas flows, so that the gas pressure at the inlet is lowered, and the pressure switch 5 outputs a pressure drop signal. Since this pressure drop signal is generated even when the internal pressure of the cylinder is insufficient, the two cannot be distinguished from each other, and it is necessary to provide the sequence control device 2 with a complicated determination function.
[0012]
That is, the pressure detected by the pressure switch 5 varies depending on the residual pressure of the gas cylinder, the capacity of the gas regulator 20 that adjusts the original pressure of the laser gas, the pipe length between the gas cylinder and the gas laser device, the pipe diameter, and the like. Therefore, for example, when the capacity of the gas regulator 20 is small, if the laser gas is rapidly injected into the gas circulation system, the gas supply from the cylinder cannot catch up, and the gas pressure at the outlet of the gas regulator 20 temporarily decreases. To do. As a result, the pressure switch 5 may be lower than the set value. In this case, just looking at the output of the pressure switch, did the gas pressure drop because the laser gas was injected into the gas circulation system, or did the gas pressure drop because of some abnormality in the laser gas supply source or supply path? Therefore, it is impossible to determine whether this phenomenon of gas pressure drop is normal or abnormal.
[0013]
On the other hand, if the injection amount of the laser gas is reduced to such an extent that the pressure switch 5 does not detect a pressure drop, it takes a long time to inject the laser gas. Further, when the output of the pressure switch is ignored during the injection of the laser gas, even if an abnormality occurs in the gas pressure of the laser gas supplied from the outside, the abnormality cannot be detected.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to allow laser gas to be injected into the gas circulation system in a short time regardless of the laser gas supply capability from the outside, and to be supplied from outside during laser gas injection. It is to provide a gas laser device that detects when a gas pressure of a laser gas is lowered due to an abnormality of a laser gas supply source or a supply path, stops the injection of the laser gas, and warns the occurrence of the abnormality.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a gas laser apparatus that performs laser oscillation while circulating laser gas, an electromagnetic valve that injects laser gas into a gas circulation system including a discharge tube and a circulation path, and a gas inside the gas circulation system. The first pressure switch that operates when the pressure becomes atmospheric pressure, the second pressure switch that detects the pressure of the laser gas supply side piping, and the gas is circulated by opening the solenoid valve for a certain period of time when the apparatus is stopped. When the second pressure switch detects that the pressure of the gas supply side pipe has become a predetermined value or more within a predetermined time when the solenoid valve is closed due to the end of the time limit circuit and the time limit circuit to be injected into the system When the timed circuit is started again and does not reach the predetermined value after a certain time, it is determined that there is an abnormality and the operation of the timed circuit is stopped when the first pressure switch is operated. In which it proposed a gas laser apparatus having a sequence control circuit.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the apparatus of the present invention, in which 1 is a discharge tube, 2 is a sequence controller, 4 and 5 are pressure switches, 6 is a laser gas cylinder, 7 is a blower, and 8 is a vacuum. A pump, 9 is a circulation path, 3, 10 and 11 are solenoid valves, 16 is an output mirror, 17 is a reflecting mirror, 19 is an abnormal indicator, and 20, 21 and 22 are gas regulators.
[0017]
In the figure, an output mirror 16 and a reflecting mirror 17 are arranged so as to sandwich the discharge tube 1, and constitute an optical resonator. The laser gas is circulated by the blower 7 through the circulation path 9 to form a gas flow in the discharge tube 1. A first solenoid valve 10, a second solenoid valve 11, and a third solenoid valve 3 are provided on the branch paths branched from the circulation path 9. The first solenoid valve 10 and the third solenoid valve 3 are connected to a laser gas cylinder 6, and the second solenoid valve 11 is connected to a vacuum pump 8. The gas pressure at the outlet of the laser gas cylinder 6 is the gas regulator 20, the gas pressure at the inlet of the first solenoid valve 10 is the gas regulator 21, and the gas pressure at the inlet of the third solenoid valve 3 is the gas regulator 22. It is adjusted by each. The operation of each solenoid valve 3, 10, 11, blower 7 and vacuum pump 8 and the display output of the abnormality indicator 19 are controlled by the sequence controller 2. The first pressure switch 4 detects the gas pressure inside the gas circulation system composed of the discharge tube 1 and the circulation path 9, and generates an output signal when the internal gas pressure reaches the atmospheric pressure. The second pressure switch Reference numeral 5 denotes a laser gas pressure supplied from a laser gas cylinder 6 connected to the outside, and an output signal thereof is connected to the sequence control device 2.
[0018]
4 is a time chart for injecting laser gas into the gas circulation system in the embodiment of FIG. 3, FIG. 5 is a flowchart for injecting laser gas into the gas circulation system in the embodiment of FIG. 3, and FIG. 4 is a time chart when an abnormality occurs when laser gas is injected into the gas circulation system in the embodiment of FIG.
[0019]
In the embodiment of FIG. 3, the case where laser gas is injected into the gas circulation system to make the atmospheric pressure will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. In the state where the gas laser device is stopped, that is, the blower 7 and the vacuum pump 8 are stopped, and the first electromagnetic valve 10 and the second electromagnetic valve 11 are closed, first, the gas circulation system is already large before the laser gas injection. It is confirmed by the first pressure switch 4 whether it is at atmospheric pressure, and it is confirmed by the second pressure switch 5 whether laser gas is supplied from the outside (steps 2 and 3 in FIG. 5). Next, laser gas is injected until the first electromagnetic valve 3 is opened and the first pressure switch 4 is turned on, or until T1 seconds elapses after the third electromagnetic valve 3 is opened. The valve 3 is closed (Steps 4 to 7 in FIG. 5). The laser gas injection time T1 in this case is a time that does not affect the output of the gas laser device even if a gas other than the laser gas is mixed into the gas circulation system due to the occurrence of an abnormality, that is, the laser gas is injected into the gas circulation system. Therefore, it should be set to about 10% of the time required for the atmospheric pressure.
[0020]
Here, when the laser gas supply capability outside is low, when the third electromagnetic valve 3 is opened, the gas pressure of the supplied laser gas decreases, and the second pressure switch 5 is turned OFF (timing “I” in FIG. 4). "). However, even in this case, when the third solenoid valve 3 is closed T1 seconds after the third solenoid valve 3 is opened, if the laser gas is normally supplied, by T2 seconds after the abnormality detection limit time, The gas pressure of the supplied laser gas is restored to the original state, and the second pressure switch 5 is turned on (timing “b” in FIG. 4). In this case, the abnormality detection limit time T2 is such that the gas pressure of the supplied laser gas is restored to the original state after the third electromagnetic valve 3 is closed when the laser gas is normally supplied, and the second pressure switch It may be longer than the time required for 5 to turn ON, and for example, it may be set to about twice the time.
[0021]
Thus, even if the second pressure switch 5 is once turned off by opening the third electromagnetic valve 3, if the second pressure switch 5 is turned on when the third electromagnetic valve 3 is closed, Assuming that the laser gas is normally supplied, the third electromagnetic valve 3 is opened again to inject the gas. This control is repeated until the gas pressure inside the gas circulation system reaches atmospheric pressure, that is, until the first pressure switch 4 is turned on (timing “c” in FIG. 4). (Steps 3 to 8 in FIG. 5)
[0022]
In addition, when laser gas is not supplied from the outside for some reason, for example, when the residual pressure of the laser gas cylinder is low or the gas pipe is damaged during laser gas injection, supply is performed by opening the third solenoid valve 3. The gas pressure of the laser gas is reduced, the second pressure switch 5 is turned OFF (timing “d” in FIG. 6), and after that, even if the third electromagnetic valve 3 is closed, T2 seconds after the abnormal detection limit time The gas pressure of the laser gas supplied to is not restored, and the second pressure switch 5 remains OFF. Thus, even if the third solenoid valve 3 is closed after the second pressure switch 5 is turned OFF by opening the third solenoid valve 3, the gas supply side pressure does not increase and the second pressure is not increased. When the switch 5 remains OFF, it is considered that some abnormality has occurred in the supply of laser gas from the outside, and an abnormality signal is output to the abnormality indicator 19 while the third electromagnetic valve 3 is closed (timing in FIG. 6). “E”, steps 8 to 10 in FIG.
[0023]
In the above-described embodiment, the case where the gas to be injected in order to make the gas pressure inside the gas circulation system atmospheric pressure is the laser gas. However, the present invention is not limited to this, and other dry gas, for example, The same applies to those containing dry air, nitrogen gas, and the like.
[0024]
Further, since the second pressure switch 5 can also be used as a pressure switch for detecting the supply of the laser gas during normal operation, it is not necessary to provide a new pressure switch.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an abnormality occurs in the laser gas supply capability from the outside, this can be detected promptly and accurately, and the gas supply amount can be reduced to detect the abnormality. Therefore, the gas pressure inside the gas circulation system can be made atmospheric pressure in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing an example of another conventional apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
4 is a time chart when laser gas is injected into the gas circulation system in the embodiment of FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart for injecting laser gas into the gas circulation system in the embodiment of FIG. 3;
6 is a time chart when an abnormality occurs when laser gas is injected into the gas circulation system in the embodiment of FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge tube 2 Sequence control apparatus 3 3rd solenoid valve 4 1st pressure switch 5 2nd pressure switch 6 Laser gas cylinder 7 Blower 8 Vacuum pump 9 Circulation path 10 1st solenoid valve 11 2nd solenoid valve 12 2nd 4 solenoid valve 13 constant pressure valve 14 manual on-off valve 15 desiccant chamber 16 output mirror 17 reflecting mirror 19 abnormality indicator 20, 21, 22 gas regulator

Claims

レーザガスを循環させながらレーザ発振を行うガスレーザ装置において、放電管および循環路からなるガス循環系内部にレーザガスを注入する電磁弁と、前記ガス循環系内部のガス圧が大気圧となったときに動作する第１の圧力スイッチと、前記レーザガスの供給側配管の圧力を検出する第２の圧力スイッチと、装置の休止時に前記電磁弁を一定時間開いてレーザガスを前記ガス循環系内に注入する時限回路と、前記時限回路の時限終了により前記電磁弁が閉じたときに前記第２の圧力スイッチが前記ガス供給側配管の圧力が一定時間内に所定値以上になったことを検出したときには再度前記時限回路を起動し一定時間経過後も所定値以上に達しなかったときは異常と判断するとともに前記第１の圧力スイッチが動作したときに前記時限回路の動作を中止するシーケンス制御回路とを具備したガスレーザ装置。In a gas laser device that performs laser oscillation while circulating laser gas, an electromagnetic valve that injects laser gas into a gas circulation system consisting of a discharge tube and a circulation path, and operation when the gas pressure inside the gas circulation system becomes atmospheric pressure A first pressure switch for detecting the pressure of the supply pipe for the laser gas, and a timed circuit for injecting the laser gas into the gas circulation system by opening the electromagnetic valve for a predetermined time when the apparatus is stopped. And when the solenoid valve is closed due to the end of the time limit of the time limit circuit, when the second pressure switch detects that the pressure of the gas supply side pipe exceeds a predetermined value within a predetermined time, the time limit is again set. When the circuit is activated and does not reach a predetermined value or more after a lapse of a predetermined time, it is determined that there is an abnormality and the time limit circuit is operated when the first pressure switch is operated. Gas laser apparatus including a sequence control circuit to stop the operation.