JP6435153B2 - Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method - Google Patents
Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6435153B2 JP6435153B2 JP2014209878A JP2014209878A JP6435153B2 JP 6435153 B2 JP6435153 B2 JP 6435153B2 JP 2014209878 A JP2014209878 A JP 2014209878A JP 2014209878 A JP2014209878 A JP 2014209878A JP 6435153 B2 JP6435153 B2 JP 6435153B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- laser
- temperature
- dew point
- housing
- 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
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 title description 14
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 51
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 17
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 15
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
本発明は、レーザ共振器、レーザ加工装置及びレーザ共振器の除湿方法に関する。 The present invention relates to a laser resonator, a laser processing apparatus, and a laser resonator dehumidification method.
従来、板金加工用のレーザ加工装置として、炭酸ガス(CO2)レーザ発振器やYAGレーザ発振器、ファイバレーザ発振器をレーザ光源として用いたものが知られている。ファイバレーザ発振器は、YAGレーザ発振器よりも光品質に優れ、発振効率が極めて高い等の利点を有する。このため、ファイバレーザ発振器を用いたファイバレーザ加工装置は、産業用、特に板金加工用(切断又は溶接等)に利用されている。更に近年では、ダイレクトダイオードレーザ(DDL:Direct Diode Laser)発振器をレーザ光源として用いるDDL加工装置が開発されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser processing apparatus for processing a sheet metal, an apparatus using a carbon dioxide (CO 2 ) laser oscillator, a YAG laser oscillator, or a fiber laser oscillator as a laser light source is known. The fiber laser oscillator has advantages such as better light quality and extremely high oscillation efficiency than the YAG laser oscillator. For this reason, a fiber laser processing apparatus using a fiber laser oscillator is used for industrial purposes, particularly for sheet metal processing (cutting or welding). In recent years, DDL processing apparatuses using a direct diode laser (DDL) oscillator as a laser light source have been developed.
ファイバレーザ発振器は、筐体と、その筐体内に概ね密閉状態で収容された光エンジン,発振動作を制御する制御装置,及び冷却装置と、を有して構成されている。光エンジンは、レーザ光源としての半導体レーザを有する複数のレーザモジュールと、各レーザモジュールで生成されたレーザ光を結合するコンバイナとを備えている。コンバイナで結合されたレーザ光は、プロセスファイバを介して外部へ出力される。 The fiber laser oscillator includes a housing, a light engine housed in a substantially sealed state in the housing, a control device that controls an oscillation operation, and a cooling device. The light engine includes a plurality of laser modules each having a semiconductor laser as a laser light source, and a combiner that combines laser beams generated by the laser modules. The laser beam combined by the combiner is output to the outside through the process fiber.
一般的に、半導体レーザのレーザ発振効率には温度依存性がある。そのため、レーザ光の発振に伴い発熱する光エンジンの温度を冷却により適温で維持し、常に高い発振効率が得られるようにしておく必要がある。冷却装置はその光エンジンの適温維持のために備えられている。この冷却は、通常、筐体内に配設された冷却水路(冷却パイプ)内に、例えば24℃の冷却水を流入循環させることで行う。 Generally, the laser oscillation efficiency of a semiconductor laser has temperature dependence. Therefore, it is necessary to maintain the temperature of the light engine that generates heat with the oscillation of the laser light at an appropriate temperature by cooling so that high oscillation efficiency is always obtained. A cooling device is provided to maintain an appropriate temperature of the light engine. This cooling is usually performed by flowing and circulating, for example, cooling water at 24 ° C. into a cooling water channel (cooling pipe) disposed in the housing.
ところで、筐体内の空気に含まれる水蒸気の量が、冷却水の温度における飽和水蒸気量を超えていると、冷却パイプの表面に結露が発生し、光エンジン内の電子部品等に不具合が生じる可能性が高くなる。そのため、冷却水の冷却パイプ内への注入は、筐体内の空気やレーザモジュール内の空気の湿度を、除湿装置により充分に低くしてから行う必要がある。 By the way, if the amount of water vapor contained in the air in the housing exceeds the amount of saturated water vapor at the temperature of the cooling water, condensation may occur on the surface of the cooling pipe, causing problems in electronic components in the light engine. Increases nature. Therefore, it is necessary to inject the cooling water into the cooling pipe after sufficiently reducing the humidity of the air in the housing and the air in the laser module with a dehumidifier.
従来、外部からパージ用エアとして豊富に供給され得る圧縮空気を除湿時に利用し、この圧縮空気を気体分離膜モジュールにより低露点のドライエアとし、これを複数のレーザモジュールに供給するレーザ発振器が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, there has been known a laser oscillator that uses compressed air that can be supplied abundantly as purge air from the outside during dehumidification, uses this compressed air as dry air with a low dew point by a gas separation membrane module, and supplies this to a plurality of laser modules. (See Patent Document 1).
特許文献1では、レーザ発振開始前の除湿動作において、ドライエアの供給と、エアコンによる筐体内の除湿を並行して同時に行うことも提案されている。しかしながら、特許文献1では、レーザ発振開始後のエアコン動作の制御については十分検討されておらず、レーザ発振開始後に高い発振効率を得るためには検討の余地がある。
In
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、レーザダイオードを収容する筐体内の結露を適切に防止することができるレーザ共振器、レーザ加工装置及びレーザ共振器の除湿方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser resonator, a laser processing apparatus, and a laser resonator dehumidification method that can appropriately prevent dew condensation in a housing that houses a laser diode. Is to provide.
本発明の一態様によればレーザを発振するレーザダイオードを収容するレーザモジュールと、前記レーザモジュールを収容する筐体と、前記レーザモジュールに接続された冷却経路と、外部から供給されたパージ用の圧縮空気から低露点のドライエアを生成しエア供給路を介して前記レーザモジュールに向け供給するエアパージユニットと、前記筐体内に送風口を有し前記エアパージユニットによるドライエアの供給と並行して前記筐体内の温度を制御することにより前記ドライエアの温度を制御するエアコンと、を備え、前記エア供給路は、前記送風口の近傍に引き回されているレーザ共振器、レーザ加工装置及びレーザ共振器の除湿方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a laser module that houses a laser diode that oscillates a laser, a housing that houses the laser module, a cooling path connected to the laser module, and a purge that is supplied from the outside An air purge unit that generates dry air having a low dew point from compressed air and supplies the dry air to the laser module via an air supply path, and has a blower opening in the housing, and is provided in the housing in parallel with the supply of dry air by the air purge unit. comprising of the air conditioner for controlling the by Ri temperature before Symbol dry air to control the temperature, wherein the air supply path, the laser resonator is routed in the vicinity of the air blowing port, a laser processing apparatus and laser resonator A method of dehumidifying a vessel is provided.
本発明によれば、レーザダイオードを収容する筐体内の結露を適切に防止することができるレーザ共振器、レーザ加工装置及びレーザ共振器の除湿方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser resonator, a laser processing apparatus, and a laser resonator dehumidification method that can appropriately prevent dew condensation in a housing that houses a laser diode.
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の一例として、ファイバレーザ加工装置を説明する。ファイバレーザ加工装置51は、図1に示すように、ワークWに対してレーザ加工を行うレーザ加工機10と、レーザ加工機10に対しレーザ光をプロセスファイバFB1を介して供給するレーザ発振器1と、低露点のドライエアを、エア供給路AR1を介してレーザ発振器1に供給すると共にエア供給路AR2を介してレーザ加工機10に供給するエアパージユニット20とを備える。
A fiber laser processing apparatus will be described as an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the fiber
レーザ加工機10は、プロセスファイバFB1の出口端面から拡がって出射したレーザ光Lを、コリメータレンズ12で平行光にするコリメータユニット13と、コリメータレンズ12により平行光にされたレーザ光を反射するベンドミラー14と、ベンドミラー14で反射したレーザ光を集光レンズ15で高エネルギー密度のレーザ光に集光するレーザヘッド16と、集光したレーザ光により加工を施すワークWが設置される加工テーブル18とを備える。コリメータユニット13は、エア供給路AR2から供給された低露点のドライエアを内部に導入可能として光路への塵埃の浸入を防止する。
The
次に、レーザ発振器1について図2を主に参照して説明する。図2に示すように、レーザ発振器1は、筐体KTと、筐体KTの内部に概ね密閉状態で収容された光エンジンEGと、レーザ発振器1の動作を制御する制御部SGと、電源部PWと、冷却部RFと、筐体KTに併設された空調機器(エアコン)Cとを有する。制御部SG及び電源部PWについても、それぞれ筐体SG1及び筐体PW1を有し、その内部は概ね密閉状態とされている。
Next, the
光エンジンEGは、複数(この例では4つ)のレーザモジュール2と、各レーザモジュール2で生成されたレーザ光をそれぞれ伝送する複数のユニットファイバFB2と、複数のユニットファイバFB2を1つに融接して纏めるコンバイナ3とを有する。コンバイナ3とプロセスファイバFB1との間には、フィードファイバFB3及びビームスイッチ4とが直列的に接続されて設けられており、コンバイナ3から一つに纏められて出力されたレーザ光は、フィードファイバFB3及びビームスイッチ4を経てプロセスファイバFB1内へ出力される。各レーザモジュール2には、レーザモジュール2内の温度を計測する温度センサ6と、露点温度を計測する露点温度センサ7が設けられており、計測結果は制御部SGに送られる。また、筐体TK内には、筐体TK内の温度を計測する温度センサ8が設けられており、計測結果は制御部SGに送られる。
The light engine EG fuses a plurality of (four in this example)
冷却部RFは、冷却水供給部RF1と、その冷却水供給部RF1から各レーザモジュール2及び電源部PWの内部を巡るようにそれぞれに配管された水路系RF2とを有する。冷却水供給部RF1は、水路系RF2内に冷却水を流して各レーザモジュール2及び電源部PWの冷却を行う。冷却水供給部RF1は、冷却水を例えば24℃±1℃で維持管理する。
The cooling unit RF includes a cooling water supply unit RF1 and a water channel system RF2 piped from the cooling water supply unit RF1 to each
筐体KT内には、エアパージユニット20からエア供給路AR1を介して供給された低露点のドライエアを所定の機器や部位へ分配するディストリビュータ5が設けられている。具体的には、ディストリビュータ5へ供給された低露点のドライエアは、複数のレーザモジュール2それぞれに対し、エア供給路AR1から分岐させた複数のエア支路AR1aを介して供給される。
レーザモジュール2は、半導体レーザによる励起光源,駆動回路,ヒートシンク,及び共振器等(いずれも図示せず)を有して筐体KT内に収容されている。1つのレーザモジュール2の出力は約数百W(例えば350W)である。従って、図2に示された例では4つのレーザモジュール2を備えているので、各レーザモジュール2の出力が350Wの場合、それらから出力されたレーザ光は、コンバイナ3で纏められた後、プロセスファイバFB1から1.4kWの出力で出射される。
The
次に、エアパージユニット20について図3を主に参照して説明する。エアパージユニット20は、活性炭槽21とオイルミストフィルタ22と低露点化部23と分岐部24とを有する。エアパージユニット20の入力側にはコンプレッサ31が接続され、出力側に2つの送出ポートP2a,P2bを有する。
Next, the
コンプレッサ31はプレフィルタ30を介してエアパージユニット20の入力側に圧縮空気Aを供給する。プレフィルタ30では、圧縮空気に混合した比較的大きな、油分,異物,オイルミスト,及び水滴などの異物が除去される。エアパージユニット20に供給された圧縮空気Aは、活性炭槽21及びオイルミストフィルタ22を通過して、油分,粉塵,オイルミスト等が除去される。
The
オイルミストフィルタ22を通過した圧縮空気Aは、圧力スイッチ25を介して、分岐部26により2系統に分岐される。2系統に分岐された一方の圧縮空気Aは、送出ポートP2aに供給され、エア供給路AR2を介してレーザ加工機10に向け送出される。2系統に分岐された他方の圧縮空気Aは、低露点化部で23を通過する。
The compressed air A that has passed through the
低露点化部23としては、例えば膜式エアドライヤ(除湿フィルタ)が使用可能である。膜式エアドライヤは、気体分離膜モジュールとして、透湿性を有する多孔質フッ素系等の中空糸膜を束ねて筒状とした透湿膜モジュール23aを用い、供給された圧縮空気を透湿膜モジュール23aにより除湿してドライエアを生成するものである。
For example, a membrane air dryer (dehumidification filter) can be used as the low dew
図3を参照して具体的に説明すると、透湿膜モジュール23aの一端側から内部にオイルミストフィルタ22を通過した圧縮空気A1を供給すると、膜の内外での水蒸気分圧差によって圧縮空気A1中の水蒸気(H2O)が膜に浸透して筒状壁から外部へ抜け出し(矢印Ab参照)、水分のみが取り除かれたドライエアA2となって他端側から排出される。この排出されたドライエアA2は、レーザ発振器1のディストリビュータ5に向け送出される。膜式エアドライヤは、小型軽量であり取り付けが容易なので、エアパージユニット20等の機器への組み込みに好適である。また、電源が不要なので、取り扱いが容易である。
More specifically, referring to FIG. 3, when compressed air A1 that has passed through the
上述した低露点化部23において、上述した透湿膜モジュール(除湿フィルタ)23aを用いることにより、例えば露点温度が−25℃〜−5℃程度の低露点のドライエアを生成する。露点温度は、透湿膜モジュール23aに供給されるパージエアの圧力で制御することができる。パージエアの露点温度は、結露を防止するために、冷却水の温度(例えば24℃±1℃)未満に設定される。
By using the above-described moisture permeable membrane module (dehumidifying filter) 23a in the low dew
低露点化部23から排出された低露点のドライエアA2は、流量計24を介して送出ポートP2bに送出される。送出ポートP2bに供給されたドライエアは、エア供給路AR1を介してレーザ発振器1のディストリビュータ5に向け送出される。
The low dew point dry air A2 discharged from the low dew
上述した構成によれば、レーザ発振器1のメンテナンスのために、筐体KTの扉(図示せず)を開けた場合でも、低露点のドライエアはレーザモジュール2及び電源部PWの内部に直接供給されるので、各内部の空気の露点温度が急激に上昇することはない。
According to the above-described configuration, even when the door (not shown) of the housing KT is opened for maintenance of the
ファイバレーザ加工装置51は、従来、工場内に設備され加工機等に供給されているパージ用の圧縮空気を、フィルタによる異物除去をした後に気体分離膜モジュールとして透湿膜モジュールに通して除湿し、除湿して得られた低露点のドライエアを複数の供給路に分岐し、分岐した内の一供給路を介して低露点のドライエアをレーザ発振器1に供給し、分岐した内の他の供給路を介してレーザ加工機10に供給し、レーザ発振器1に供給された低露点のドライエアをディストリビュータ5により複数のレーザモジュールそれぞれに供給することで、レーザモジュール2内を除湿してその内部の空気の低露点化を行う。
The fiber
この除湿方法によれば、レーザモジュール2の内部に大流量の低露点のドライエアを供給でき、除湿動作開始からレーザ光の出力が可能となるまでの待ち時間が短くファイバレーザ加工装置の使い勝手を極めて良好にすることができる。
According to this dehumidification method, a large flow rate of low dew point dry air can be supplied to the inside of the
上述した除湿動作は制御部SGによって制御される。例えば、制御部SGが、低露点のドライエアの供給経路に設置した圧力スイッチ(バルブ等)25を制御して、単位時間あたりの低露点のドライエアの供給量を、露点温度が上昇して結露を生じない範囲で省電力となるように調節してもよい。また、低露点のドライエアの供給経路にある流量計24により流量を監視し、流量が所定値を下回ったときにアラーム等で異常を告知するようにしてもよい。
The dehumidifying operation described above is controlled by the control unit SG. For example, the control unit SG controls a pressure switch (valve or the like) 25 installed in a low dew point dry air supply path to reduce the amount of dry air supplied at a low dew point per unit time. You may adjust so that it may become power saving in the range which does not arise. Alternatively, the flow rate may be monitored by a
本発明の実施形態では、上述したレーザモジュール2及び電源部PWに対する低露点のドライエアの供給による除湿動作と並行して、エアコンCによる筐体KT内の空気の温度を制御することにより、レーザモジュール2内に供給されるパージエアの温度も間接的に制御する。エアコンCの動作は制御部SGにより制御される。なお、エアコンCによる温度制御と併せて、エアコンCの除湿動作も行ってもよい。
In the embodiment of the present invention, the laser module is controlled by controlling the temperature of air in the casing KT by the air conditioner C in parallel with the dehumidifying operation by supplying the low-dew point dry air to the
エアコンCにより筐体KT内の温度を制御することで、パージエアの温度を低下させながら(又は温度上昇を抑制しながら)、パージエアをレーザモジュール2へ供給することができる。これにより、レーザモジュール2に供給された冷却水による冷却効果に加えて、レーザモジュール2内のパージエアによる冷却の相乗効果により、レーザモジュール2を効率的に冷却することができ、レーザ発振の効率を向上させることができる。
By controlling the temperature in the housing KT by the air conditioner C, the purge air can be supplied to the
筐体KT内の温度は、エアコンCの設定温度(例えば28℃)±5℃に制御される。レーザモジュール2内のパージエアの温度は、筐体KT内の温度と略一致した温度(例えば28℃±5℃)に制御されるのが好ましい。レーザモジュール2内のパージエアの温度は、レーザモジュール2内のレーザダイオードが動作するうえで許容する上限温度以下となるように制御される。
The temperature in the housing KT is controlled to a set temperature (for example, 28 ° C.) ± 5 ° C. of the air conditioner C. The temperature of the purge air in the
パージエアの出口温度(エア支路AR1aの吐出口における温度)を筐体KT内温度に近づけるか、又は筐体KT内温度と略一致させるために、パージエアを伝播するエア供給路AR1及びエア支路AR1aを筐体KT内で有る程度引き回すことが好ましい。また、エア供給路AR1及びエア支路AR1aをエアコンCの送風口近傍に引き回すことが好ましい。なお、パージエアは、筐体KT内においてはレーザモジュール2にのみ供給されているが、筐体KT内の冷却が必要箇所又は筐体KT内の他の部品にも配管を用いてパージエアを供給してもよい。
In order to make the outlet temperature of the purge air (the temperature at the discharge port of the air branch AR1a) close to the temperature in the casing KT or substantially coincide with the temperature in the casing KT, the air supply path AR1 and the air branch that propagate the purge air It is preferable that the AR1a is routed to some extent within the housing KT. Further, it is preferable that the air supply path AR1 and the air branch AR1a are routed in the vicinity of the air outlet of the air conditioner C. The purge air is supplied only to the
<実施例>
次に、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工装置51を用いたレーザ発振器1の除湿方法の実施例を説明する。外気温40℃、湿度95%において、レーザ発振器1の出力を4.2kWとする。透湿膜モジュール23aに0.5MPaのパージエアを供給することで、パージエアの露点温度を−15℃程度まで除湿する。エアコンCは、設定温度35℃で筐体KT内の温度を制御する。そのときのパージエア温度、筐体KT内温度、外気温度の時間推移を測定した。測定結果を図4に示す。
<Example>
Next, an example of the dehumidifying method of the
図4において、測定開始から40分間程度はレーザ発振を行わない。このとき、露点温度が−15℃のパージエアの供給も開始される。その後、レーザ発振を開始する。このときは露点温度が−15℃のパージエアを継続して供給しているが、エアコンCは動作させていない。レーザ発振の開始から1時間10分程度経過後、露点温度が−15℃のパージエアを継続して供給し、エアコンCを設定温度35℃で動作させる。図4に示すように、レーザ発振を開始するとレーザモジュール2内の温度は50℃程度まで上昇し、筐体KT内の温度と外気温度は40℃程度で略一致する。その後、エアコンCの温度制御を開始することにより、筐体KT内温度は35℃程度まで低下し、エアコンCの温度制御及び冷却水による冷却によりレーザモジュール2の温度も33℃程度まで低下し、筐体KT内温度に近くなっているのが分かる。
In FIG. 4, laser oscillation is not performed for about 40 minutes from the start of measurement. At this time, supply of purge air having a dew point temperature of −15 ° C. is also started. Thereafter, laser oscillation is started. At this time, purge air having a dew point temperature of −15 ° C. is continuously supplied, but the air conditioner C is not operated. After about 1 hour and 10 minutes from the start of laser oscillation, purge air having a dew point temperature of −15 ° C. is continuously supplied, and the air conditioner C is operated at a set temperature of 35 ° C. As shown in FIG. 4, when laser oscillation is started, the temperature in the
図5に、外気温40℃、相対湿度80%において、エアコンCを使用した場合と不使用の場合のレーザモジュール2内のパージエアの露点温度の時間的推移を示す。冷却水の維持温度が24℃±1℃の場合、露点温度が冷却水の下限温度である23℃未満となれば、レーザモジュール2内の空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量を上回ることはなく、結露が生じない。図5から、エアコンCを使用した場合に、露点温度が23℃未満まで下がる時間が2分程度であり、最も早く露点温度が下がることが分かる。更にその後、エアコンCを使用した場合は、露点温度が15℃程度で安定していることが分かる。
FIG. 5 shows the temporal transition of the dew point temperature of the purge air in the
このときのエアコンCに近い側(エアコン側温度)、エアコンCに遠い側の温度(反対側温度)、外気温度の時間的推移を図6に示す。図6から、エアコン側温度、反対側温度のいずれも2分後程度から安定し、エアコン側温度が反対側温度よりも温度が低いことが分かる。 FIG. 6 shows temporal transitions of the side closer to the air conditioner C (air conditioner side temperature), the temperature farther from the air conditioner C (opposite side temperature), and the outside air temperature. From FIG. 6, it can be seen that both the air-conditioner side temperature and the opposite-side temperature are stable after about 2 minutes, and the air-conditioner-side temperature is lower than the opposite-side temperature.
<レーザ発振器の除湿方法>
次に、本発明の実施形態に係るレーザ発振器1の除湿方法の一例を説明する。ステップS1において、パージエアを供給開始するのと同時に、ステップS2において、エアコンCにより筐体KT内温度を設定温度で制御する。ステップS3において、制御部SGが、レーザモジュール2内の露点温度が閾値以下となったか判定する。閾値は、冷却水の温度未満に設定され、制御部SGのメモリ等に予め記憶しておけばよい。レーザモジュール2内の露点温度が閾値以下となったら、制御部SGは、圧力スイッチ25を制御し、パージエアの供給量を減少させるか、又は供給を停止する。なお、レーザモジュール2内の露点温度が閾値よりも高くなった場合、パージエアの供給量を増加するか、又は供給を再開させてもよい。このように、パージエアの流量を可変させることで、起動時は急速に効果を上げ、温度及び湿度が安定した後はパージエアの流量を抑えて省電力化を図ることができる。
<Dehumidification method of laser oscillator>
Next, an example of the dehumidifying method of the
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、レーザ発振器1の筐体KTにエアコンCを設置し、レーザモジュール2にパージエアを供給するのと並行して、エアコンCにより筐体KT内の温度を制御することにより、レーザモジュール2に供給されるパージエアの温度も間接的に制御する(低下させる又は温度上昇を抑制する)ことができる。この結果、レーザモジュール2内及び筐体KT内の結露を防止することができるとともに、冷却水及びパージエアによる冷却により高い発振効率を得ることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the air conditioner C is installed in the casing KT of the
(その他の実施形態)
本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described with reference to embodiments, it should not be understood that the description and drawings that form part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
本発明の実施形態では、ファイバレーザ加工装置を一例として説明したが、レーザ発振器及びレーザ加工装置の種類は特に限定されない。例えば、多波長のレーザ光を発振するDDL共振器を有するDDL加工装置にも適用可能である。特に、DDL加工装置に対しては、LDを比較的高出力させるので、LDから発する熱量が大きく、本発明の実施形態に係るレーザ発振器を適用することは有効である。 In the embodiment of the present invention, the fiber laser processing apparatus has been described as an example, but the types of the laser oscillator and the laser processing apparatus are not particularly limited. For example, the present invention is also applicable to a DDL processing apparatus having a DDL resonator that oscillates multi-wavelength laser light. In particular, for a DDL processing apparatus, since the LD outputs a relatively high power, the amount of heat generated from the LD is large, and it is effective to apply the laser oscillator according to the embodiment of the present invention.
また、レーザ加工機10へは、エアパージユニット20の下流側で分岐された低露点のドライエアを供給してもよい。
Further, the low-dew point dry air branched on the downstream side of the
また、レーザ加工機は、ワークWを切断するもの以外に溶接するもの或いはその他のものでもよく、加工の種類は限定されない。 Further, the laser processing machine may be welded or other than the one that cuts the workpiece W, and the type of processing is not limited.
また、レーザ発振器1の内部に、エアパージユニット20を一体的に収容してもよい。
Further, the
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1…レーザ発振器
2…レーザモジュール
3…コンバイナ
4…ビームスイッチ
5…ディストリビュータ
6,8…温度センサ
7…露点温度センサ
10…レーザ加工機
12…コリメータレンズ
13…コリメータユニット
14…ベンドミラー
15…集光レンズ
16…レーザヘッド
18…加工テーブル
20…エアパージユニット
21…活性炭槽
22…オイルミストフィルタ
23…低露点化部
23a…透湿膜モジュール
24…流量計
25…圧力スイッチ
26…分岐部
51…ファイバレーザ加工装置
A,A1…圧縮空気
A2…ドライエア
AR1…エア供給路
AR1a、AR1b…エア支路
C…エアコン
EG…光エンジン
FB1…プロセスファイバ
FB2…ユニットファイバ
FB3…フィードファイバ
KT…筐体
L…レーザ光
P1…供給ポート
P2a,P2b…送出ポート
PW…電源部
PW1…筐体
RF…冷却部
RF1…冷却水供給部
RF2…水路系
SG…制御部
SG1…筐体
t…除湿時間
W…ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レーザモジュールを収容する筐体と、
前記レーザモジュールに接続された冷却経路と、
外部から供給されたパージ用の圧縮空気から低露点のドライエアを生成しエア供給路を介して前記レーザモジュールに向け供給するエアパージユニットと、
前記筐体内に送風口を有し前記エアパージユニットによるドライエアの供給と並行して前記筐体内の温度を制御することにより前記ドライエアの温度を制御するエアコンと、
を備え、
前記エア供給路は、前記送風口の近傍に引き回されていることを特徴とするレーザ発振器。 A laser module that houses a laser diode that oscillates the laser;
A housing for housing the laser module;
A cooling path connected to the laser module;
An air purge unit that generates dry air with a low dew point from compressed compressed air supplied from the outside and supplies the dry air to the laser module via an air supply path;
And air conditioning to control the temperature of the housing to the air purge unit according to the dry-air supply and in parallel with the casing by Ri before Symbol dry air to control the temperature of the body has a blower opening,
With
The laser oscillator, wherein the air supply path is routed in the vicinity of the blower opening.
前記レーザモジュール内のパージエアの露点温度が閾値以下となった場合に、前記パージエアの供給量を低下させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ発振器。 A dew point temperature sensor for measuring a dew point temperature of purge air in the laser module;
5. The laser oscillator according to claim 1, wherein when the dew point temperature of the purge air in the laser module becomes a threshold value or less, the supply amount of the purge air is reduced.
前記レーザ発振器により発振されたレーザ光を伝送する伝送ファイバと、
前記伝送ファイバにより伝送されたレーザ光を集光して被加工材を加工するレーザ加工機と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 The laser oscillator according to any one of claims 1 to 5,
A transmission fiber for transmitting laser light oscillated by the laser oscillator;
A laser processing machine for condensing the laser beam transmitted by the transmission fiber and processing the workpiece;
A laser processing apparatus comprising:
前記エアパージユニットが前記パージ用の圧縮空気から前記低露点のドライエアを生成し、生成した前記ドライエアを前記エア供給路を介して前記レーザモジュールに向け供給するドライエア供給ステップと、
前記ドライエア供給ステップと並行して、前記エアコンにより前記筐体内の温度を制御することにより、少なくとも前記送風口の近傍に引き回した前記エア供給路を通る前記ドライエアの温度を制御するドライエア温度制御ステップと、
を含むことを特徴とするレーザ発振器の除湿方法。 A dehumidifying method for a laser oscillator according to any one of claims 1 to 5,
A dry air supply step in which the air purge unit generates dry air with a low dew point from the purged compressed air, and supplies the generated dry air to the laser module via the air supply path;
In parallel with the dry air supply step, a dry air temperature control step for controlling the temperature of the dry air passing through the air supply path routed at least in the vicinity of the air blowing port by controlling the temperature in the housing by the air conditioner; ,
A method for dehumidifying a laser oscillator, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014209878A JP6435153B2 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014209878A JP6435153B2 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016081993A JP2016081993A (en) | 2016-05-16 |
JP6435153B2 true JP6435153B2 (en) | 2018-12-05 |
Family
ID=55959095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014209878A Active JP6435153B2 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6435153B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108161262B (en) * | 2018-03-20 | 2023-12-15 | 上海维宏电子科技股份有限公司 | Laser head with dew prevention function |
JP6687663B2 (en) * | 2018-04-12 | 2020-04-28 | ファナック株式会社 | Laser device including heat transfer device for radiating heat inside housing to outside |
WO2019198215A1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | 三菱電機株式会社 | Laser device and laser processing device |
JP6479290B1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-03-06 | 三菱電機株式会社 | Laser apparatus and laser processing machine |
CN112272905A (en) * | 2018-06-29 | 2021-01-26 | 松下知识产权经营株式会社 | Laser device and dehumidification management method for laser device |
CN109202304A (en) * | 2018-11-13 | 2019-01-15 | 安徽弘杨激光技术有限公司 | A kind of multikilowatt optical-fiber laser cutting machine self-adapting focusing cutting head and its operate with method |
JP2020151758A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社フジクラ | Laser processing device, laser processing method and method for manufacturing secondary battery |
JP7228809B2 (en) * | 2019-04-16 | 2023-02-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | LASER DEVICE AND LASER PROCESSING DEVICE USING THE SAME |
JP7228810B2 (en) * | 2019-04-16 | 2023-02-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | LASER DEVICE AND LASER PROCESSING DEVICE USING THE SAME |
JP7279600B2 (en) * | 2019-09-26 | 2023-05-23 | ブラザー工業株式会社 | Laser processing equipment |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6021582A (en) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Device for laser temperature adjustment |
JP2546243B2 (en) * | 1986-10-30 | 1996-10-23 | 株式会社ニコン | Air conditioner |
JPH0273680A (en) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Fanuc Ltd | Laser device |
JPH06260708A (en) * | 1993-03-03 | 1994-09-16 | Fanuc Ltd | Laser oscillation device |
JP2002057385A (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-22 | Komatsu Ltd | Laser system |
JP2005033040A (en) * | 2003-07-07 | 2005-02-03 | Cyber Laser Kk | Laser humidity control device |
US20090291197A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Fraunhofer Usa | Laser cladding of tubes |
JP5651396B2 (en) * | 2010-07-20 | 2015-01-14 | 株式会社アマダ | Fiber laser oscillator and fiber laser processing machine |
JP2012156435A (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Toshiba Corp | Yag laser oscillation device |
JP2013239696A (en) * | 2012-04-16 | 2013-11-28 | Amada Co Ltd | Fiber laser machining device, fiber laser oscillator, and dehumidifying method of fiber laser oscillator |
-
2014
- 2014-10-14 JP JP2014209878A patent/JP6435153B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016081993A (en) | 2016-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6435153B2 (en) | Laser resonator, laser processing apparatus, and laser resonator dehumidification method | |
WO2013157414A1 (en) | Fiber laser oscillator, fiber laser processing device, and fiber laser oscillator dehumidification method | |
JP2016015435A (en) | Fiber laser oscillator, fiber laser processing device, and dehumidification method of fiber laser oscillator | |
JP5651396B2 (en) | Fiber laser oscillator and fiber laser processing machine | |
JP4319445B2 (en) | Substrate processing equipment | |
US10516247B2 (en) | Laser oscillator | |
JP2016081994A (en) | Direct diode laser oscillator | |
JP7266183B2 (en) | Laser device and dehumidification control method for laser device | |
JP5360338B1 (en) | Gas laser oscillator and laser gas replacement method | |
JP2018185115A (en) | Air cleaning system | |
US10741988B2 (en) | Laser machining device | |
JP7228809B2 (en) | LASER DEVICE AND LASER PROCESSING DEVICE USING THE SAME | |
JP2019121615A (en) | Laser oscillator, laser processing device, dehumidification device for laser oscillator, and dehumidification method | |
CN104810714B (en) | Gas laser system | |
JP7228810B2 (en) | LASER DEVICE AND LASER PROCESSING DEVICE USING THE SAME | |
JP2002057385A (en) | Laser system | |
JP2013162114A (en) | Laser oscillator and laser processing device | |
WO2023037460A1 (en) | Laser oscillator and processing control device for laser processing apparatus | |
CN110405340B (en) | Laser and dehumidification method thereof | |
WO2005038998A1 (en) | Solid-state laser oscillator and solid-state laser beam apparatus | |
JP2019175720A (en) | Fuel cell system | |
KR20050040145A (en) | Constant temperature and constant humidity air supply apparatus for semiconductor manufacturing equipment | |
JP2013075792A (en) | Ozone generating apparatus | |
JP2010212564A (en) | Gas laser oscillator and gas laser beam machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170712 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180522 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180731 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180925 |
|
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: 20181016 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181112 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6435153 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |