JP5301039B2 - レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法 - Google Patents

レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5301039B2
JP5301039B2 JP2012539641A JP2012539641A JP5301039B2 JP 5301039 B2 JP5301039 B2 JP 5301039B2 JP 2012539641 A JP2012539641 A JP 2012539641A JP 2012539641 A JP2012539641 A JP 2012539641A JP 5301039 B2 JP5301039 B2 JP 5301039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
laser processing
laser
processing machine
optical path
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.)
Active
Application number
JP2012539641A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012053297A1 (ja
Inventor
本敏 熊岡
友博 京藤
直樹 宮本
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2012539641A priority Critical patent/JP5301039B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5301039B2 publication Critical patent/JP5301039B2/ja
Publication of JPWO2012053297A1 publication Critical patent/JPWO2012053297A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B23K26/128Laser beam path enclosures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0401Arrangements for thermal management of optical elements being part of laser resonator, e.g. windows, mirrors, lenses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407Liquid cooling, e.g. by water
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/2232Carbon dioxide (CO2) or monoxide [CO]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

本発明は、レーザ加工機のランニングコストを低減するレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法に関する。
従来のレーザ加工機の加工待機状態においては、レーザ加工を行っていないアイドル運転中にも常にレーザブロワ、光路パージ、発振器パージ、冷却装置を運転しているために、オペレータにより停止操作が行われない場合には、実際にレーザ加工をしていないにもかかわらず、ランニングコストを費やす状態が発生していた。
このような複数の機能要素の無駄な運転によるランニングコストの問題に対して、無駄な電力消費を防止するために、複数の電動機器に対応する駆動系電源の複数の電源部をパワーアップ状態からパワーダウン状態へ段階的に切り換える技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−140475号公報
しかしながら、上記従来の技術によれば段階的停止方法における停止時間が既定の時刻によって制御している。そのため、ユーザ(オペレータ)の業務態様と無関係に停止が実行され、レーザ加工機の特性に応じた効果的なランニングコストの低減が難しいという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ加工機を構成する各機能要素の特性を配慮した上、ユーザの不意の業務態様の変化にも対応し、ランニングコストを低減することが可能なレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、前記最終トリガ時の後、前記経過時間に基づいて、複数の前記要素手段を当該要素手段毎に定められた条件が満たされる場合に停止する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、レーザ加工機において各機能要素の無駄な運転を削減することによりレーザ加工機全体のランニングコストを削減することが可能になるという効果を奏する。
図1は、実施の形態1乃至4のレーザ加工機の構成を示す図である。 図2は、実施の形態1のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。 図3は、実施の形態2にかかるパージ停止およびパージ起動からの時間と光路内N濃度の関係の関係を示す図である。 図4は、実施の形態2のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。 図5は、実施の形態3にかかる光路パージの間欠運転時の光路内のN濃度の変化を示した図である。 図6は、実施の形態3のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。
以下に、本発明にかかるレーザ加工機制御装置およびその制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる実施の形態1のレーザ加工機100の構成を示す図である。図1において、レーザ加工機100は、レーザ発振器1、レーザ発振器1内部にある放電電極2、レーザ発振器1内部にあってレーザ発振器1内部のレーザガスを循環させるガス循環ブロア3(レーザブロワ手段)、レーザ光11の一部を反射し他を透過し得る部分反射鏡4、レーザ光11を全反射する全反射鏡5、レーザガスの温度制御のための熱交換をする熱交換器6を備える。
レーザ発振器1は、ガス循環ブロア3、放電電極2、熱交換器6を収める真空容器7を備える。真空容器7はレーザ発振器1の稼動時には十分の1気圧程度(例えば55Torr)のCOなどのレーザガスで満たされる。
また、レーザ加工機100は温度制御ユニット8(温度制御手段)を備えており、温度制御ユニット8は、部分反射鏡4、全反射鏡5、熱交換器6、放電電極2等に冷却水(加熱水)を送って、各部位を温度制御する機能を有する。
さらに、レーザ加工機100は、放電電極部2に放電を発生させる機器(図示せず)、ガス循環ブロア3を制御する機器(図示せず)、レーザ発振器1のレーザ発振のためのレーザガスを充填する真空容器7を真空にする機器(図示せず)などが納められている電源盤9、そしてレーザ発振器1の動作に関する制御を行う制御手段10を備える。制御手段10は、直接或いは電源盤9等を介して、ガス循環ブロア3、温度制御ユニット8、さらに以下に説明する光路パージ機能を含むレーザ加工機100の各機能ブロックを制御することができる。制御手段10には、オペレータが各種設定値を入力することができるパソコン等の入力端末18が接続されている。また制御手段10は、レーザ加工機100に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する機能も有している。
レーザ発振器1から取出されるレーザ光11は、N(窒素)によってパージされた光路20を経て被加工物(図示せず)に照射される。レギュレータ25には高圧のNが接続されており、Nによる光路パージは、レギュレータ25によって大気圧より高い圧力にまで減圧されたNが「開」になった弁24を介して光路20に充填されることにより実行される。
さらに、レーザ加工機100は、レーザガス供給源12、圧力計13、真空ポンプ14を備える。レーザガス供給源12は、真空容器7にレーザガスを供給する例えばガスボンベである。圧力計13は真空容器7内の圧力を測定する。真空ポンプ14は真空容器7を真空に引く機能を有する。真空容器7とレーザガス供給源12、圧力計13、真空ポンプ14との間にはそれぞれ弁15、16、17が備えられている。
以下に、本実施の形態にかかるレーザ加工機100の制御方法について図2に示したフローチャートを用いて説明する。本実施の形態においてはあらかじめレーザ加工機100の各機能要素に対し、最終のトリガ(レーザ発振停止・画面操作等)から自動停止するまでの時間を停止時間として設定する。
例えば、ガス循環ブロワ3に対しては「レーザブロワ停止時間:tb」(第1停止時間)、光路パージ(弁24「開」による光路20へのN充填)に対しては「光路パージ停止時間:tp」(第2停止時間)、温度制御ユニット8に対しては「温度制御手段停止時間:tc」(第3停止時間)等と最終トリガから停止するまでの時間がオペレータ(ユーザ)により入力されて設定される。これらの設定値は例えば入力端末18から入力され、制御手段10はこれらの設定値に基づいて以下の制御をレーザ加工機100に実行する。
まず、レーザ加工動作が実行されておらず(アイドル運転中)、且つオペレータがレーザ加工機100に対して何ら操作を行っていない時点、即ち最後の操作が行われた時点(最終トリガ時)から時間のカウントを始める(ステップS201:Yes)。オペレータが何らかの操作をした場合など、上記条件が満たされなくなったときに上記カウントはリセットされる(ステップS201:No)。
上記カウントが継続され、且つレーザ加工機100に対する本実施の形態の制御(自動停止機能)が有効になっている場合(ステップS202:Yes)はステップS203に進む。それ以外の場合(ステップS202:No)、カウントはリセットされる。ステップS203において、レーザ共振器1の真空容器7内を真空引きしているとき(ステップS203:Yes)は、最終トリガ時からの経過時間に関わらず、ガス循環ブロワ3、光路パージ(弁24「開」による光路20へのN充填)、温度制御ユニット8、を直ちに全て停止する(ステップS210)。
真空引き中以外の場合(ステップS203:No)は、各機能要素の停止時間tb、tp、tcに達した場合に、該当する機能要素を停止する。具体的には図2に示すように、最終トリガ時からの経過時間tが「レーザブロワ停止時間:tb」を越えた場合は(ステップS204:Yes)、ガス循環ブロワ3(レーザブロワ手段)を停止する(ステップS205)。最終トリガ時からの経過時間tが「光路パージ停止時間:tp」を越えた場合は(ステップS206:Yes)、弁24を「閉」にして光路20のNパージを停止する(ステップS207)。最終トリガ時からの経過時間tが「温度制御手段停止時間:tc」を越えた場合は(ステップS208:Yes)、温度制御ユニット8(温度制御手段)を停止する(ステップS209)。
本実施の形態においては、機能要素各々にオペレータが停止時間を予め設定できるため、オペレータの意思どおりの自動停止を実現できる。また、各機能要素の復帰に要する時間(起動所要時間)と、加工作業内容を勘案した停止時間の設定ができるため、例えば復帰に時間がかかる機能要素については加工作業時間間隔に対して長めに停止時間を設定することで、自動停止しないように設定することが可能である。
この場合、停止時間を長く設定した機能要素は自動停止がかからないため、復帰の際の起動待ちがなくなり、かつ、オペレータの都合で不意に長時間操作を中断した場合には自動停止がかかるため、作業効率を低下することがない。逆に復帰に要する時間(起動所要時間)が短い機能要素に対しては短い停止時間を設定することにより無駄な運転を削減できる。
このように本実施の形態は、レーザ加工機においてレーザ加工が行われておらず、且つオペレータによる停止操作が行われないアイドル運転中において、各機能要素を当該機能要素毎に設定された停止時間に従って自動停止することにより無駄な運転を削減することができる。これにより、レーザ加工機全体のランニングコストを削減することが可能となる。
実施の形態2.
本実施の形態におけるレーザ加工機100の構成も図1と同様である。本実施の形態においては、レーザ加工機100が起動するまでにオペレータ(ユーザ)が待つことができる時間である待機可能時間を、例えば入力端末18にオペレータが予め入力する。この待機可能時間と各機能要素の起動所要時間との大小関係により各機能要素の起動および停止が制御される。
ここで、ガス循環ブロワ3(レーザブロワ手段)、弁24を開くことによる光路20へのN充填(光路パージ手段)、発振器パージ手段(図示せず)、温度制御ユニット8(温度制御手段)の停止状態から準備完了までにかかるそれぞれの時間(起動所要時間)tb’、tp’、tr’、tc’は、物理的に決定されるものであるから計算等により求めることができる。
例えば、ガス循環ブロワ3の起動所要時間であるレーザブロワ起動所要時間tb’は、インバータの設定によって決定されるものなので、状態によらず一定である。即ち、tb’=一定値(Const.)である。
次に光路パージの起動所要時間について、図3を用いて説明する。図3にはパージ停止からの時間と光路内N濃度の関係(左側)とパージ起動からの時間と光路内N濃度の関係(右側)が縦軸(光路内N濃度)を揃えて併記してある。
光路パージ停止後のN濃度DNは弁24が「閉」になったとき(光路パージの停止)から時間tが経過するに従って低下するため、図3の左側に示すような濃度低下関数F(t)で表すことができる。
DN=F(t)
一方、光路パージ起動(弁24「開」)後のN濃度DNnは、図3の右側に示すように起動からの時間tnが経過するとともに上昇するため、濃度上昇関数G(tn)で表すことができる。
DNn=G(tn)
光路パージ起動所要時間tp’は、光路パージ停止から十分時間が経過してしまった場合(光路20内が大気の状態:N濃度78%)から光路20内のN濃度が100%になるまでに要するパージ起動所要時間をt*、DNn=G(tn)の逆関数をtn=g(DNn)とすると、図3にも示すように
tp’=t*−g(DN)=t*−g(F(t))
で表される。つまり、光路パージ起動所要時間tp’はパージ停止時間tより求めることができる。
温度制御手段起動所要時間tc’は、準備完了温度と現在温度の差△Tcにより以下の式より求めることができる。
tc’=E(△Tc)
関数Eは温度制御ユニット8の能力によって定まる関数であり、温度差の絶対値が同じでも準備完了温度と現在温度との大小関係によってtc’は異なる場合がある。準備完了温度が現在温度より低い場合は、温度制御ユニット8は冷却を行うが、準備完了温度が現在温度より高い場合は、温度制御ユニット8は加熱を行う。準備完了温度としては、例えば、15℃(稼働中温度10℃)、25℃(稼働中温度30℃)などがある。
本実施の形態にかかるレーザ加工機100の制御方法について図4のフローチャートに従って以下に説明する。
まず、レーザ加工機100が起動するまでにオペレータ(ユーザ)が待つことができる時間である待機可能時間t’を、例えば入力端末18にオペレータが予め入力する(ステップS401)。
次に、レーザ加工動作が実行されておらず(アイドル運転中)、且つオペレータがレーザ加工機100に対して何ら操作を行っていない時点、即ち最後の操作が行われた時点(最終トリガ時)から時間のカウントを始める(ステップS402:Yes)。オペレータが何らかの操作をした場合など、上記条件が満たされなくなったときに上記カウントはリセットされる(ステップS402:No)。
上記カウントが継続され予め定めた所定時間を経過し、且つレーザ加工機100に対する本実施の形態の制御(自動制御機能)が有効になっている場合(ステップS403:Yes)はステップS404に進む。それ以外の場合(ステップS403:No)、カウントはリセットされる。ステップS404において、レーザ共振器1の真空容器7内を真空引きしているとき(ステップS404:Yes)は、ガス循環ブロワ3、光路パージ(弁24「開」による光路20へのN充填)、温度制御ユニット8、を直ちに全て停止する(ステップS413)。
真空引き中以外の場合(ステップS404:No)は、ステップ405に進み、レーザブロワ起動所要時間tb’が待機可能時間t’より短い場合は(ステップS405:Yes)、ガス循環ブロワ3(レーザブロワ手段)を停止する(ステップS406)。レーザブロワ起動所要時間tb’が待機可能時間t’より長い場合は(ステップS405:No)、ガス循環ブロワ3の起動状態を維持する。
その後は、光路パージ起動所要時間tp’が待機可能時間t’より短い場合(ステップS407:Yes)は弁24を閉じて光路パージを停止或いはその停止状態を維持し(ステップS408)、光路パージ起動所要時間tp’が待機可能時間t’より長い場合(ステップS407:No)は弁24を開いて光路パージを起動或いはその起動状態を維持する(ステップS409)。
さらに、温度制御手段起動所要時間tc’が待機可能時間t’より短い場合(ステップS410:Yes)は温度制御ユニット8を停止或いはその停止状態を維持し(ステップS411)、温度制御手段起動所要時間tc’が待機可能時間t’より長い場合(ステップS410:No)は前記温度制御手段を起動或いはその起動状態を維持する(ステップS412)。その後は、ステップS407に戻って制御手段10によって上記制御を維持する。
無駄な運転を削減するために各機能要素を停止する場合、再起動に時間を要するために待ち時間が発生するが、この方法では待ち時間をオペレータが許容する待機可能時間内に収めつつ、無駄な運転を削減することができる。即ち、オペレータが許容した待機時間内にレーザ加工機をフル稼働させることができると同時に効果的なランニングコストの低減が可能となる。
実施の形態3.
実施の形態2において説明したように、レーザ加工機の機能要素には光路パージ手段、温度制御手段などのように起動所要時間を決定するパラメータ(例えばN濃度、現在温度など)が明らかなものがある。本実施の形態においては、起動と停止を交互に繰り返す間欠運転実行中にいつ起動指示が来ても完全に稼動可能な状態になるまでに要する時間(起動所要時間)を一定範囲内に保つことが可能な機能要素については間欠運転を実行する。これによって、オペレータが許容する待機可能時間t’を維持する。なお、本実施の形態におけるレーザ加工機100の構成も図1と同様である。
例えば、光路パージの間欠運転について、間欠運転時の光路20内のN濃度の変化を示した図5を用いて説明する。Nの流入バルブである弁24の開閉を繰り返す間欠運転において、弁24を閉にする(光路パージOFF)と光路20内のN濃度は減少して行く。N濃度が間欠運転中の最低濃度N2Wとなった時点で、弁24を開にする(光路パージON)と光路20内のN濃度は増加に転ずる。N濃度が欠運転中の最高濃度N2bとなった時点で、再び弁24を閉にする(光路パージOFF)。以後この間欠運転動作を繰り返す。
このような動作を行うことにより間欠運転中の光路パージ起動所要時間tp’は最長でもN濃度が最低濃度N2Wから100%になるまでにかかるtp'wであり、最短でもN濃度が最高濃度N2bから100%になるまでにかかるtp'bである。従って、欠運転中の光路パージの最長起動所要時間tp'w<待機可能時間t’が満たされていればよい。これは、光路パージ停止時の濃度低下関数DN=F(t)と、光路パージ運転時のパージ濃度関数DNn=G(tn)により、光路20内のN濃度が最低濃度N2W以上に保たれるように間欠運転をすることで可能となる。
このように上記間欠運転でポイントとなるのは、最長起動所要時間tp'wを決定する最低濃度N2Wである。これにより定まる最長起動所要時間tp'w<待機可能時間t’が満たされればよい。従って、弁24を閉にして(光路パージOFF)N濃度が最低濃度N2Wまで下がった時点で直ちに弁24を開にして(光路パージON)にするのであれば、光路パージONとOFFの周期は変化をつけることが可能である。即ち欠運転中の最高濃度N2bはN2Wから100%の間に任意に設定できる。従って、レーザ加工機100の即応性と経済性のバランスをとった最適な間欠運転の設定が可能である。
同様に、温度制御ユニット8についても温度制御ユニット8が冷却水(加熱水)の水温を測定し、目標温度である準備完了温度との差が一定範囲に収まるように起動と停止を交互に繰り返す間欠運転を実行させる。このように冷却水(加熱水)の水温を準備完了温度から一定の範囲内に保つことにより、温度制御手段起動所要時間tc’を待機可能時間t’内に保つことができる。
上記間欠運転を実行する本実施の形態にかかるレーザ加工機100の制御方法について図6のフローチャートに従って説明する。図6のフローチャートは、図4のステップS401〜S406、S413のフローは同様である。図6ではステップS405、S406でレーザブロワ起動所要時間tb’と待機可能時間t’の大小関係によってガス循環ブロワ3の停止或いは起動状態維持を決定した後に、ステップS601で光路パージおよび温度制御手段の間欠運転を実行する。ここで、間欠運転は光路パージまたは温度制御手段のいずれかのみで実行しても、両方で実行しても構わない。
以上説明したように、本実施の形態にかかるレーザ加工機100の制御方法の間欠運転により各要素の起動所要時間をユーザが設定した待機可能時間t’以下に保つことができる。この方法により、間欠運転によりランニングコストを抑えた状態で、オペレータが所望する待機可能時間以下の起動所要時間を常時実現することができる。即ち、レーザ加工機100の即応性と経済性のバランスをとった最適な間欠運転の設定が可能となる。
実施の形態4.
本実施の形態におけるレーザ加工機100の構成も図1と同様である。実施の形態2において説明したように、例えば、ガス循環ブロワ3(レーザブロワ手段)、弁24を開くことによる光路20へのN充填(光路パージ手段)、温度制御ユニット8(温度制御手段)の停止状態から準備完了までにかかるそれぞれの時間(起動所要時間)tb’、tp’、tc’などは、物理的に決定されるものであるから計算等により求めることができる。これらの値は上述したように機能要素ごとに、さらにはそのときの状態によって変化する。従って、レーザ加工機100の起動時には、最も長い起動所要時間の機能要素がレーザ加工機100全体の起動所要時間を決定することになる。
この場合、起動所要時間が長い機能要素と同時にそれより起動所要時間が短い機能要素を起動させてしまうと、起動所要時間が短い機能要素は起動所要時間が長い機能要素が起動(準備完了)するまで無駄に運転することになりそれだけ無駄なランニングコストがかかる。
従って、本実施の形態においては、ユーザにより入力端末18などからレーザ加工機100へ起動操作が入った際に、例えば、レーザブロワ起動所要時間tb’、パージ起動所要時間tp’、温度制御手段起動所要時間tc’を計算し、起動所要時間が長いものから順に、各機能要素の起動完了時刻が同時になるように運転を開始する。これにより、起動所要時間が他の機能要素より短い機能要素が他の機能要素が起動(準備完了)するまでに行う無駄な運転を削減することができ、レーザ加工機10の起動時のランニングコストを削減することができる。
また、本実施の形態のレーザ加工機の制御方法はレーザ加工機10の各機能要素が停止している状態で起動操作が入った場合に実行するものであるから、上記実施の形態1乃至3それぞれと組み合わせて実施することが可能である。これによりレーザ加工機のランニングコストをさらに削減することできる。
また、上記実施の形態においては、レーザ加工機における機能要素の例としてレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段などを用いて説明したが、他の機能要素についてもそれぞれ、停止時間の設定、起動所要時間の算出を行うことにより適用が可能である。即ち、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。
例えば、上記実施の形態1乃至4それぞれに示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記実施の形態1乃至4にわたる構成要件を適宜組み合わせてもよい。
以上のように、本発明にかかるレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法は、レーザ加工機のランニングコストの低減に有用であり、特に、アイドル運転中のレーザ加工機のランニングコストの低減に適している。
1 レーザ発振器
2 放電電極
3 ガス循環ブロア
4 部分反射鏡
5 全反射鏡
6 熱交換器
7 真空容器
8 温度制御ユニット
9 電源盤
10 制御手段
11 レーザ光
12 レーザガス供給源
13 圧力計
14 真空ポンプ
15、16、17、24 弁
18 入力端末
20 光路
25 レギュレータ
100 レーザ加工機
S201〜S210、S401〜S413、S601 ステップ

Claims (16)

  1. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、
    前記最終トリガ時の後、前記経過時間が前記要素手段毎の起動所要時間に基づいて予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する制御手段と
    を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御装置。
  2. 前記制御手段は、
    前記経過時間が第1停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する第1停止手段と、
    前記経過時間が前記第1停止時間より長い第2停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する第2停止手段と、
    前記経過時間が前記第2停止時間より長い第3停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する第3停止手段と
    を含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工機制御装置。
  3. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、
    前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する待機可能時間受付手段と、
    前記経過時間が所定時間を越えた後に、
    前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
    前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する制御手段と、
    を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記経過時間が所定時間を越えた後に、
    一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、当該レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、
    光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、
    温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
    ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工機制御装置。
  5. 前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
    ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工機制御装置。
  6. 前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
    ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工機制御装置。
  7. 前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
    ことを特徴とする請求項1および3〜7のいずれか1つに記載のレーザ加工機制御装置。
  8. レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
    ことを特徴とする請求項1および3〜8のいずれか1つに記載のレーザ加工機制御装置。
  9. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
    前記最終トリガ時の後、前記経過時間が前記要素手段毎の起動所要時間に基づいて予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する工程と
    を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
  10. 前記停止する工程は、
    前記経過時間が第1停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する工程と、
    前記経過時間が前記第1停止時間より長い第2停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する工程と、
    前記経過時間が前記第2停止時間より長い第3停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する工程と
    を含むことを特徴とする請求項10に記載のレーザ加工機制御方法。
  11. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
    前記経過時間が所定時間を越えた後に、前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持する停止工程と、
    前記経過時間が所定時間を越えた後に、前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する起動工程と
    を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
  12. 前記停止工程は、一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
    前記起動工程は、前記レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
    ことを特徴とする請求項13に記載のレーザ加工機制御方法。
  13. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
    前記経過時間が所定時間を越えた後に、
    光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
    ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
  14. 少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
    前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
    前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
    前記経過時間が所定時間を越えた後に、
    温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
    ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
  15. 前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
    ことを特徴とする請求項10および12〜16のいずれか1つに記載のレーザ加工機制御方法。
  16. レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
    ことを特徴とする請求項10および12〜17のいずれか1つに記載のレーザ加工機制御方法。
JP2012539641A 2010-10-19 2011-09-13 レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法 Active JP5301039B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012539641A JP5301039B2 (ja) 2010-10-19 2011-09-13 レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010234967 2010-10-19
JP2010234967 2010-10-19
PCT/JP2011/070898 WO2012053297A1 (ja) 2010-10-19 2011-09-13 レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法
JP2012539641A JP5301039B2 (ja) 2010-10-19 2011-09-13 レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5301039B2 true JP5301039B2 (ja) 2013-09-25
JPWO2012053297A1 JPWO2012053297A1 (ja) 2014-02-24

Family

ID=45975019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012539641A Active JP5301039B2 (ja) 2010-10-19 2011-09-13 レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9492884B2 (ja)
JP (1) JP5301039B2 (ja)
CN (1) CN103167928B (ja)
DE (1) DE112011103513B9 (ja)
WO (1) WO2012053297A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5396357B2 (ja) * 2010-09-14 2014-01-22 株式会社アマダ レーザ加工装置及びその制御方法
CA3162352A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 Modernatx, Inc. Modified nucleosides, nucleotides, and nucleic acids, and uses thereof
JP5637160B2 (ja) * 2012-03-12 2014-12-10 パナソニック株式会社 レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP5800929B2 (ja) * 2014-01-31 2015-10-28 ファナック株式会社 電力供給の復帰時に短時間で損傷なく再起動可能なガスレーザシステム
JP5845307B2 (ja) 2014-04-11 2016-01-20 ファナック株式会社 電力低下時間の長さにより動作を変更するレーザ加工装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5769383A (en) * 1980-10-13 1982-04-28 Fuji Electric Co Ltd Controller for vending machine
JPH04356981A (ja) * 1991-05-15 1992-12-10 Mitsubishi Electric Corp レーザ発振器
JPH05261574A (ja) * 1992-03-18 1993-10-12 Komatsu Ltd レーザ加工機の暖機運転方法
JPH05277781A (ja) * 1992-03-30 1993-10-26 Shin Meiwa Ind Co Ltd レーザ加工機
JPH11156571A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Daihen Corp レーザ加工装置
JP2000271767A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Nippon Steel Corp レーザ加工装置の運転方法
JP2003307331A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Yamatake Corp 空調設備の運転制御装置
JP2006305597A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Sunx Ltd レーザ加工装置
JP2006326673A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2009285674A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sunx Ltd レーザマーキング装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3503682B2 (ja) * 1998-11-16 2004-03-08 ブラザー工業株式会社 ミシンの省電力装置
JP3846573B2 (ja) * 2002-06-14 2006-11-15 三菱電機株式会社 レーザ加工装置及び該加工装置の制御方法
DE102004040582A1 (de) * 2004-08-21 2006-02-23 Carl Baasel Lasertechnik Gmbh & Co. Kg Laserbearbeitungsgerät, insbesondere Handschweißlaser
JP4072544B2 (ja) * 2005-06-02 2008-04-09 ファナック株式会社 ガスレーザ装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5769383A (en) * 1980-10-13 1982-04-28 Fuji Electric Co Ltd Controller for vending machine
JPH04356981A (ja) * 1991-05-15 1992-12-10 Mitsubishi Electric Corp レーザ発振器
JPH05261574A (ja) * 1992-03-18 1993-10-12 Komatsu Ltd レーザ加工機の暖機運転方法
JPH05277781A (ja) * 1992-03-30 1993-10-26 Shin Meiwa Ind Co Ltd レーザ加工機
JPH11156571A (ja) * 1997-11-28 1999-06-15 Daihen Corp レーザ加工装置
JP2000271767A (ja) * 1999-03-29 2000-10-03 Nippon Steel Corp レーザ加工装置の運転方法
JP2003307331A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Yamatake Corp 空調設備の運転制御装置
JP2006305597A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Sunx Ltd レーザ加工装置
JP2006326673A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2009285674A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Sunx Ltd レーザマーキング装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130220981A1 (en) 2013-08-29
CN103167928B (zh) 2015-01-21
US9492884B2 (en) 2016-11-15
JPWO2012053297A1 (ja) 2014-02-24
DE112011103513T5 (de) 2013-09-26
DE112011103513B4 (de) 2014-04-17
CN103167928A (zh) 2013-06-19
DE112011103513B9 (de) 2014-04-24
WO2012053297A1 (ja) 2012-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5301039B2 (ja) レーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法
US7681055B2 (en) Control device and method for a substrate processing apparatus
JP4782887B1 (ja) ガスレーザ装置
JP6235527B2 (ja) 結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置
JP5396357B2 (ja) レーザ加工装置及びその制御方法
JP4156642B2 (ja) ガスレーザ装置、並びに送風機の監視方法及び監視装置
JP5903605B2 (ja) レーザ発振装置及びレーザ加工機
JP2005251855A (ja) レーザ装置
US8576891B2 (en) Gas laser oscillator and gas exchange method for gas laser oscillator
JP2011049376A (ja) レーザ加工機システム
JP6110419B2 (ja) 共振器部を冷却するファンを備えたレーザ発振器
JP6702910B2 (ja) レーザ加工装置
JP2006339455A (ja) ガスレーザ装置
JP2005268558A (ja) レーザ装置
US9590380B2 (en) Laser oscillator provided with blower
JP2737177B2 (ja) 炭酸ガスレーザ発振器の起動方法
WO1990004273A1 (en) System for controlling the amount of substituting laser gas
JP2007066621A (ja) 燃料電池冷却システム
JP2018181952A (ja) 複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置
WO2024047873A1 (ja) 制御装置、ガスレーザ発振器システムおよび制御方法
JP2002081597A (ja) 水素貯蔵システム
JP5637160B2 (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
US9240665B2 (en) Gas laser apparatus carrying out improved startup process
JP2010212559A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2013021093A (ja) ガスレーザ発振装置およびレーザ加工機

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5301039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250