JPH07297474A - 気体レーザ装置 - Google Patents
気体レーザ装置Info
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- JPH07297474A JPH07297474A JP6091295A JP9129594A JPH07297474A JP H07297474 A JPH07297474 A JP H07297474A JP 6091295 A JP6091295 A JP 6091295A JP 9129594 A JP9129594 A JP 9129594A JP H07297474 A JPH07297474 A JP H07297474A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ加工に用いられる気体レーザ装置にお
いて、高電圧ノイズによる放電電流電圧変動を小さくし
て加工の品質を向上することを目的とする。 【構成】 直流高電圧電源９の出力端子に一端を接地し
た高耐圧高抵抗１０ａ，１０ｂを接続し、出力端子の一
方と励起部の間に接地した鉄芯１２とホール素子１３と
コイル１１より構成される電流検出器を設け、電流検出
器のホール素子１３の出力信号により直流高電圧電源９
の出力制御を行い、一次電流波形の実効値信号により高
周波交流電源の出力を変えて、高電圧ノイズの混入を防
止する。
いて、高電圧ノイズによる放電電流電圧変動を小さくし
て加工の品質を向上することを目的とする。 【構成】 直流高電圧電源９の出力端子に一端を接地し
た高耐圧高抵抗１０ａ，１０ｂを接続し、出力端子の一
方と励起部の間に接地した鉄芯１２とホール素子１３と
コイル１１より構成される電流検出器を設け、電流検出
器のホール素子１３の出力信号により直流高電圧電源９
の出力制御を行い、一次電流波形の実効値信号により高
周波交流電源の出力を変えて、高電圧ノイズの混入を防
止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ切断加工機などに
用いる炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置において、特
に加工品質の向上を図るとともに高電圧電源の保守性の
向上を図った気体レーザ装置に関する。
用いる炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置において、特
に加工品質の向上を図るとともに高電圧電源の保守性の
向上を図った気体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の気体レーザ装置を図４に沿
って説明する。図４において、１は気体レーザ媒質を放
電励起する励起部を含むレーザ共振器、２は出力鏡、３
は全反射鏡、４ａ，４ｂは放電電極、５はグロー放電、
６は送風機、７はガス冷却器、８ａ，８ｂはガス配管、
４０は商用電源、４１は高圧トランス、４２は高圧整流
ダイオード、４３は平滑コンデンサ、４４は電流制御素
子、４４ａは電流制御信号、４５は抵抗、４６は増幅
器、４７は差動増幅器である。
って説明する。図４において、１は気体レーザ媒質を放
電励起する励起部を含むレーザ共振器、２は出力鏡、３
は全反射鏡、４ａ，４ｂは放電電極、５はグロー放電、
６は送風機、７はガス冷却器、８ａ，８ｂはガス配管、
４０は商用電源、４１は高圧トランス、４２は高圧整流
ダイオード、４３は平滑コンデンサ、４４は電流制御素
子、４４ａは電流制御信号、４５は抵抗、４６は増幅
器、４７は差動増幅器である。
【０００３】上記図４の従来の気体レーザ装置につい
て、各構成要素の関係と動作を説明する。すなわち、レ
ーザ共振器１の両端に出力鏡２、全反射鏡３を取付け、
送風機６、ガス冷却器７とレーザ共振器１をガス配管８
ａ，８ｂにより接続する。そして、レーザ共振器１には
放電電極４が取付けられる。また、高圧トランス４１の
一次側には商用電源４０、二次側には高圧整流ダイオー
ド４２が接続され、高圧整流ダイオード４２の出力は平
滑コンデンサ４３，電流制御素子４４，抵抗４５を経て
放電電極４ａ，４ｂに印加される。気体レーザ媒質は送
風機６により送り出され、ガス配管８ａを通してレーザ
共振器１に供給する。そして、グロー放電５により過熱
された気体レーザ媒質は、ガス配管８ｂを通してガス冷
却器７に導かれ冷却されて送風機６に戻り循環する。例
えば２００Ｖ交流の商用電源４０を高圧トランス４１で
昇圧し、高圧整流ダイオード４２，平滑コンデンサ４３
で整流平滑した後、電流制御素子４４でグロー放電５の
放電電流電圧を調整して放電電極４ａ，４ｂよりグロー
放電５を発生させる。放電電流は抵抗４５を通過して電
圧信号として取り出し、増幅器４６を通した後、電流制
御信号４４ａとの誤差を差動増幅器４７で増幅して電流
制御素子４４を駆動する。放電電極４間でグロー放電を
起こすことにより励起されてレーザ光を発振する。発振
されたレーザ光は、出力鏡２と全反射鏡３の間を増幅し
ながら往復し、最後は主力鏡２から外へ取り出される。
て、各構成要素の関係と動作を説明する。すなわち、レ
ーザ共振器１の両端に出力鏡２、全反射鏡３を取付け、
送風機６、ガス冷却器７とレーザ共振器１をガス配管８
ａ，８ｂにより接続する。そして、レーザ共振器１には
放電電極４が取付けられる。また、高圧トランス４１の
一次側には商用電源４０、二次側には高圧整流ダイオー
ド４２が接続され、高圧整流ダイオード４２の出力は平
滑コンデンサ４３，電流制御素子４４，抵抗４５を経て
放電電極４ａ，４ｂに印加される。気体レーザ媒質は送
風機６により送り出され、ガス配管８ａを通してレーザ
共振器１に供給する。そして、グロー放電５により過熱
された気体レーザ媒質は、ガス配管８ｂを通してガス冷
却器７に導かれ冷却されて送風機６に戻り循環する。例
えば２００Ｖ交流の商用電源４０を高圧トランス４１で
昇圧し、高圧整流ダイオード４２，平滑コンデンサ４３
で整流平滑した後、電流制御素子４４でグロー放電５の
放電電流電圧を調整して放電電極４ａ，４ｂよりグロー
放電５を発生させる。放電電流は抵抗４５を通過して電
圧信号として取り出し、増幅器４６を通した後、電流制
御信号４４ａとの誤差を差動増幅器４７で増幅して電流
制御素子４４を駆動する。放電電極４間でグロー放電を
起こすことにより励起されてレーザ光を発振する。発振
されたレーザ光は、出力鏡２と全反射鏡３の間を増幅し
ながら往復し、最後は主力鏡２から外へ取り出される。
【０００４】このような構成の気体レーザ装置では、図
４には示していないが高圧トランス４１，高圧整流ダイ
オード４２，平滑コンデンサ４３等を一つの筐体に収め
て絶縁油等の絶縁物で、接地電位に対して絶縁を取って
いる。
４には示していないが高圧トランス４１，高圧整流ダイ
オード４２，平滑コンデンサ４３等を一つの筐体に収め
て絶縁油等の絶縁物で、接地電位に対して絶縁を取って
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成によれば、
レーザ光を出射したり停止したりするためにグロー放電
５を点灯したり停止したりする。このように、レーザ光
を出射したり停止したりする時に、電流制御素子４０，
抵抗４５，放電電極４２の電位は、高電圧や低電圧にな
り、電位が不安定になる。
レーザ光を出射したり停止したりするためにグロー放電
５を点灯したり停止したりする。このように、レーザ光
を出射したり停止したりする時に、電流制御素子４０，
抵抗４５，放電電極４２の電位は、高電圧や低電圧にな
り、電位が不安定になる。
【０００６】即ち、この種の気体レーザ装置では、レー
ザ光を出射したり停止したるする時に、抵抗４５を高電
圧に充電したり、低電圧に放電したりする電流が増幅器
４６を通して高電圧電源の制御回路に流れて、電流制御
信号４４ａにノイズが混入したり、抵抗４５や増幅器４
６，差動増幅器４７などの制御回路の破壊を招き、レー
ザ光出力が不安定となって切断などの加工をするときに
加工品質が安定しないという問題点があった。
ザ光を出射したり停止したるする時に、抵抗４５を高電
圧に充電したり、低電圧に放電したりする電流が増幅器
４６を通して高電圧電源の制御回路に流れて、電流制御
信号４４ａにノイズが混入したり、抵抗４５や増幅器４
６，差動増幅器４７などの制御回路の破壊を招き、レー
ザ光出力が不安定となって切断などの加工をするときに
加工品質が安定しないという問題点があった。
【０００７】また、高圧トランス４１，高圧整流ダイオ
ード４２，平滑コンデンサ４３などを取り巻く絶縁部の
絶縁特性が劣化してくると、放電電極４以外に接地電位
に漏れ電流が流れてグロー放電５を維持するための放電
電流電圧が低下し、レーザ出力が変動して加工品質が低
下するため、定期的に気体レーザ装置を止めて絶縁物の
特性を検査する必要があった。
ード４２，平滑コンデンサ４３などを取り巻く絶縁部の
絶縁特性が劣化してくると、放電電極４以外に接地電位
に漏れ電流が流れてグロー放電５を維持するための放電
電流電圧が低下し、レーザ出力が変動して加工品質が低
下するため、定期的に気体レーザ装置を止めて絶縁物の
特性を検査する必要があった。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、第１に気体レーザ装置の出力光を安定
化して加工品質を保つこと、第２に高電圧電源の定期検
査を目的とした保守作業回数を減らして稼働率の向上を
図ることを目的とする。
するものであり、第１に気体レーザ装置の出力光を安定
化して加工品質を保つこと、第２に高電圧電源の定期検
査を目的とした保守作業回数を減らして稼働率の向上を
図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ために本発明の気体レーザ装置は、第１の目的に対して
は、直流高電圧電源の出力端子に一端を接地した抵抗を
接続し、出力端子の一方と励起部の間に接地した鉄芯と
ホール素子とコイルより構成される電流検出器を設け、
電流検出器のホール素子の出力信号により直流高電圧電
源の出力制御を行う。
ために本発明の気体レーザ装置は、第１の目的に対して
は、直流高電圧電源の出力端子に一端を接地した抵抗を
接続し、出力端子の一方と励起部の間に接地した鉄芯と
ホール素子とコイルより構成される電流検出器を設け、
電流検出器のホール素子の出力信号により直流高電圧電
源の出力制御を行う。
【００１０】さらに、直流高電圧電源の出力端子に抵抗
に流れる電流が放電電流の１００分の１以下となる抵抗
値とした抵抗を片端子を接地して接続する。さらに、鉄
芯とホール素子とコイルより構成される電流検出器を設
ける。鉄芯は、抵抗値が鉄芯より小さく且つ接地された
導体被いで被い、外側にコイルを巻いて内側の隙間を絶
縁物で充填した絶縁物カバーに納める。
に流れる電流が放電電流の１００分の１以下となる抵抗
値とした抵抗を片端子を接地して接続する。さらに、鉄
芯とホール素子とコイルより構成される電流検出器を設
ける。鉄芯は、抵抗値が鉄芯より小さく且つ接地された
導体被いで被い、外側にコイルを巻いて内側の隙間を絶
縁物で充填した絶縁物カバーに納める。
【００１１】あるいはまた、高周波交流電源と交流昇圧
トランスと整流回路と電流検出器より直流高電圧電源の
１次側を構成し、高周波交流電源と交流昇圧トランスの
間に電流検出器を設け、その出力信号の実効値信号かま
たは整流器とコンデンサを通した信号により高周波交流
電源の出力を可変する。
トランスと整流回路と電流検出器より直流高電圧電源の
１次側を構成し、高周波交流電源と交流昇圧トランスの
間に電流検出器を設け、その出力信号の実効値信号かま
たは整流器とコンデンサを通した信号により高周波交流
電源の出力を可変する。
【００１２】第２の目的を達成するためには、高周波交
流電源から交流昇圧トランスを見たインピーダンスの変
化を気体レーザ装置を運転しながら検出する。
流電源から交流昇圧トランスを見たインピーダンスの変
化を気体レーザ装置を運転しながら検出する。
【００１３】そのために低電圧の交流電源をスイッチン
グ電源とし、低電圧の交流電源と交流昇圧トランスの間
に電流検出器を設け、電流波形のピーク検出器とスイッ
チング素子を駆動するパルス発生器を入力パルスの発生
時間差を検出する時間差検出器に接続する。
グ電源とし、低電圧の交流電源と交流昇圧トランスの間
に電流検出器を設け、電流波形のピーク検出器とスイッ
チング素子を駆動するパルス発生器を入力パルスの発生
時間差を検出する時間差検出器に接続する。
【００１４】
【作用】この構成により、高電圧電源から放電電極迄の
間の電位の不安定を防止するとともに、電流検出器の鉄
芯の接地端子を通して高電圧の充放電電流が接地電位に
流れて電流制御回路への高電圧ノイズの混入を防ぎ、放
電電流の不安定や制御回路の破壊に伴うレーザ光出力不
安定で加工品質が変化することを防止することができ
る。
間の電位の不安定を防止するとともに、電流検出器の鉄
芯の接地端子を通して高電圧の充放電電流が接地電位に
流れて電流制御回路への高電圧ノイズの混入を防ぎ、放
電電流の不安定や制御回路の破壊に伴うレーザ光出力不
安定で加工品質が変化することを防止することができ
る。
【００１５】また、交流昇圧トランスの一次電流はグロ
ー放電により入力される電力に比例しており、一次電流
の実効値かまたは波形を整流平滑した信号により放電入
力を検出できるので高電圧ノイズの制御回路への混入を
伴うことなく、レーザ光出力を安定化して加工品質の安
定化を図れる。
ー放電により入力される電力に比例しており、一次電流
の実効値かまたは波形を整流平滑した信号により放電入
力を検出できるので高電圧ノイズの制御回路への混入を
伴うことなく、レーザ光出力を安定化して加工品質の安
定化を図れる。
【００１６】さらに、高電圧源内の絶縁物が劣化すると
漏れ電流の増加によりインピーダンスが変化して、交流
昇圧トランスの入力電圧電流位相差が変わる。電流波形
のピークとスイッチング素子を駆動するパルスの発生時
間差を見ることにより交流昇圧トランスに電圧パルスが
加わった際の電流の遅れ時間が分かるので、前記の交流
昇圧トランスの一次側に設けた電流検出器により絶縁物
の劣化状態を、気体レーザ装置を停止させることなく、
加工を行いながら検出でき、稼働率を向上できる。
漏れ電流の増加によりインピーダンスが変化して、交流
昇圧トランスの入力電圧電流位相差が変わる。電流波形
のピークとスイッチング素子を駆動するパルスの発生時
間差を見ることにより交流昇圧トランスに電圧パルスが
加わった際の電流の遅れ時間が分かるので、前記の交流
昇圧トランスの一次側に設けた電流検出器により絶縁物
の劣化状態を、気体レーザ装置を停止させることなく、
加工を行いながら検出でき、稼働率を向上できる。
【００１７】
（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図１
〜図２を参照しながら説明する。
〜図２を参照しながら説明する。
【００１８】１は気体レーザ媒質を放電励起する励起部
を含むレーザ共振器、２は出力鏡、３は全反射鏡、４
ａ，４ｂは放電電極、５はグロー放電、６は送風機、７
はガス冷却器、８ａ，８ｂはガス配管、９は直流高電圧
電源、１０ａ，１０ｂは高耐圧高抵抗、１１はコイル、
１２は鉄芯、１２ａは接地線、１３はホール素子、１３
ａはホール素子１３の出力信号、１４は差動増幅器、１
４ａは電流制御信号である。１５は導体カバー、１６
ａ，１６ｂは絶縁カバー、１７はエポキシ樹脂等の絶縁
物である。
を含むレーザ共振器、２は出力鏡、３は全反射鏡、４
ａ，４ｂは放電電極、５はグロー放電、６は送風機、７
はガス冷却器、８ａ，８ｂはガス配管、９は直流高電圧
電源、１０ａ，１０ｂは高耐圧高抵抗、１１はコイル、
１２は鉄芯、１２ａは接地線、１３はホール素子、１３
ａはホール素子１３の出力信号、１４は差動増幅器、１
４ａは電流制御信号である。１５は導体カバー、１６
ａ，１６ｂは絶縁カバー、１７はエポキシ樹脂等の絶縁
物である。
【００１９】以上のような構成のレーザ発振器につい
て、その動作を説明する。レーザ共振器１内へは、気体
レーザ媒質が従来例で説明したと同様に送風機６、ガス
冷却器７、ガス配管８を通して供給され、放電電極４
ａ，４ｂ間でグロー放電を起こすことにより励起されて
レーザ光を発振する。発振されたレーザ光は、出力鏡２
と全反射鏡３の間を増幅しながら往復し、最後は出力鏡
２から外へ取り出される。
て、その動作を説明する。レーザ共振器１内へは、気体
レーザ媒質が従来例で説明したと同様に送風機６、ガス
冷却器７、ガス配管８を通して供給され、放電電極４
ａ，４ｂ間でグロー放電を起こすことにより励起されて
レーザ光を発振する。発振されたレーザ光は、出力鏡２
と全反射鏡３の間を増幅しながら往復し、最後は出力鏡
２から外へ取り出される。
【００２０】そして、直流高電圧源９の出力端子には一
端を接地した２本の高耐圧高抵抗１０ａ，１０ｂを接続
し、高抵抗１０ｂと放電電極４ｂの間にコイル１１が接
続される。コイル１１は環状の鉄芯１２に巻き、鉄芯１
２の一箇所に磁力線に垂直に溝を切ってホール素子１３
を取付ける。鉄芯１２は導体カバー１５で被う、導体カ
バー１５には鉄芯１２に添って環状の切欠き１５ａがあ
り、ホール素子１３の出力信号１３ａ線を取出す窓１５
ｂが設けられ、その窓１５ｂの横に、接地線１２ａが接
続される。
端を接地した２本の高耐圧高抵抗１０ａ，１０ｂを接続
し、高抵抗１０ｂと放電電極４ｂの間にコイル１１が接
続される。コイル１１は環状の鉄芯１２に巻き、鉄芯１
２の一箇所に磁力線に垂直に溝を切ってホール素子１３
を取付ける。鉄芯１２は導体カバー１５で被う、導体カ
バー１５には鉄芯１２に添って環状の切欠き１５ａがあ
り、ホール素子１３の出力信号１３ａ線を取出す窓１５
ｂが設けられ、その窓１５ｂの横に、接地線１２ａが接
続される。
【００２１】さらに、導体カバー１５の外側には断面が
コの字形のセラミクスよりなる絶縁物カバー１６Ａを被
せ、その外側に反対向きにコの字形断面の開口が開いた
セラミクスの絶縁カバー１６Ｂを被せる。絶縁カバー１
６Ａ，１６Ｂには、導体カバー１５の窓１５ａと同じ位
置に同様の窓１６ａ，１６ｂが設けられている。絶縁カ
バー１６Ａ，１６Ｂ、導体カバー１５の間に空いた隙間
には、例えば真空含浸によりエポキシ樹脂等の絶縁物１
７を充填する。コイル１１は絶縁カバー１６Ｂの外側に
設けられている。
コの字形のセラミクスよりなる絶縁物カバー１６Ａを被
せ、その外側に反対向きにコの字形断面の開口が開いた
セラミクスの絶縁カバー１６Ｂを被せる。絶縁カバー１
６Ａ，１６Ｂには、導体カバー１５の窓１５ａと同じ位
置に同様の窓１６ａ，１６ｂが設けられている。絶縁カ
バー１６Ａ，１６Ｂ、導体カバー１５の間に空いた隙間
には、例えば真空含浸によりエポキシ樹脂等の絶縁物１
７を充填する。コイル１１は絶縁カバー１６Ｂの外側に
設けられている。
【００２２】そして、放電電流が流れるとコイル１１の
発生した磁界が鉄芯１２を通してホール素子１３を貫
き、出力信号１３ａが発生する。この出力信号１３ａは
放電電流に比例しているので、電流制御信号１４ａとの
誤差信号を差動増幅器１４で取り、その出力を直流高電
圧電源９の制御入力に接続する。電流制御信号１４ａと
ホール素子１３の出力信号１３ａに誤差が生じると制御
入力を変化させて、直流高電圧電源９の出力を調整す
る。
発生した磁界が鉄芯１２を通してホール素子１３を貫
き、出力信号１３ａが発生する。この出力信号１３ａは
放電電流に比例しているので、電流制御信号１４ａとの
誤差信号を差動増幅器１４で取り、その出力を直流高電
圧電源９の制御入力に接続する。電流制御信号１４ａと
ホール素子１３の出力信号１３ａに誤差が生じると制御
入力を変化させて、直流高電圧電源９の出力を調整す
る。
【００２３】なお、コイル１１は放電電極４ｂと同等電
位にあり、絶縁カバー１５，合成樹脂製の絶縁物１７に
隔てられて、鉄芯１２，ホール素子１３は高電圧とは絶
縁されている。
位にあり、絶縁カバー１５，合成樹脂製の絶縁物１７に
隔てられて、鉄芯１２，ホール素子１３は高電圧とは絶
縁されている。
【００２４】コイル１１の電位が変化することにより、
静電誘導により鉄芯１２，ホール素子１３に電荷の出入
りが発生しようとするが、鉄芯１２の外側の導体カバー
１５を接地して接地電位とすることにより、鉄芯１２，
ホール素子１３への電荷の出入りは起こらず導体カバー
１５の接地線１２ａを通して起こる。そのため、ホール
素子１３への高電圧ノイズの混入が発生しない。
静電誘導により鉄芯１２，ホール素子１３に電荷の出入
りが発生しようとするが、鉄芯１２の外側の導体カバー
１５を接地して接地電位とすることにより、鉄芯１２，
ホール素子１３への電荷の出入りは起こらず導体カバー
１５の接地線１２ａを通して起こる。そのため、ホール
素子１３への高電圧ノイズの混入が発生しない。
【００２５】高耐圧高抵抗１０ａ，１０ｂは一端を接地
しており、各々の抵抗値の比により直流高電圧電源９の
出力端子の電位を固定する。
しており、各々の抵抗値の比により直流高電圧電源９の
出力端子の電位を固定する。
【００２６】その結果、コイル１１，鉄芯１２，ホール
素子１３等からなる電流検出器に印加される高電圧のふ
らつきが無くなり、且つグロー放電５の有り無しによる
電圧変化があっても、ホール素子１３を通して、直流高
電圧電源９の制御入力に高電圧ノイズが混入しなくな
る。さらに、ホール素子１３に高電圧ノイズが混入しな
いので、電流検出器の破損が発生しなくなる。
素子１３等からなる電流検出器に印加される高電圧のふ
らつきが無くなり、且つグロー放電５の有り無しによる
電圧変化があっても、ホール素子１３を通して、直流高
電圧電源９の制御入力に高電圧ノイズが混入しなくな
る。さらに、ホール素子１３に高電圧ノイズが混入しな
いので、電流検出器の破損が発生しなくなる。
【００２７】以上の結果、高電圧ノイズに起因した直流
高電圧電源９の誤動作や破損が発生せず、グロー放電に
よる放電励起を起こす放電電流電圧を安定化することが
できる。
高電圧電源９の誤動作や破損が発生せず、グロー放電に
よる放電励起を起こす放電電流電圧を安定化することが
できる。
【００２８】（実施例２）つぎに、本発明の第２の実施
例について、図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説明す
る。
例について、図３（ａ），（ｂ）を参照しながら説明す
る。
【００２９】２０は直流電圧源、２１ａ〜２１ｄはスイ
ッチング素子、２２はパルス発生器、２２ａ，２２ｂは
スイッチング素子駆動信号線、２３は差動増幅器、２３
ａは出力制御信号、２４は交流昇圧トランス、２４ａは
その容器、２４ｂは絶縁油、２５は高圧整流回路、２６
は平滑コンデンサ、２７は電流検出器、２８は実効値演
算器、２９はピーク検出器、３０はＲＳフリップフロッ
プ、３１は積分器、３２は比較演算器、３２ａは基準最
低電圧発生源、３２ｂは基準最高電圧発生源、３３は時
間差検出器である。
ッチング素子、２２はパルス発生器、２２ａ，２２ｂは
スイッチング素子駆動信号線、２３は差動増幅器、２３
ａは出力制御信号、２４は交流昇圧トランス、２４ａは
その容器、２４ｂは絶縁油、２５は高圧整流回路、２６
は平滑コンデンサ、２７は電流検出器、２８は実効値演
算器、２９はピーク検出器、３０はＲＳフリップフロッ
プ、３１は積分器、３２は比較演算器、３２ａは基準最
低電圧発生源、３２ｂは基準最高電圧発生源、３３は時
間差検出器である。
【００３０】また、３４は整流平滑回路、３５は整流素
子、３６はコンデンサである。以上の構成の気体レーザ
装置について、その動作を説明する。図１の実施例と共
通する部分の説明は省略する。
子、３６はコンデンサである。以上の構成の気体レーザ
装置について、その動作を説明する。図１の実施例と共
通する部分の説明は省略する。
【００３１】スイッチング素子２１ａ，２１ｂを直列接
続して、直流電圧源２０に接続する。スイッチング素子
２１ｃ，２１ｄも直列接続して直流電圧源２０に接続す
る。パルス発生器２２は入力信号に応じて、周波数また
はパルス幅が変化し、お互いに半周期ずれたパルス列を
駆動信号線２２ａ，２２ｂに出力する。
続して、直流電圧源２０に接続する。スイッチング素子
２１ｃ，２１ｄも直列接続して直流電圧源２０に接続す
る。パルス発生器２２は入力信号に応じて、周波数また
はパルス幅が変化し、お互いに半周期ずれたパルス列を
駆動信号線２２ａ，２２ｂに出力する。
【００３２】駆動信号線２２ａはスイッチング素子２１
ａ，２１ｄに、また、駆動信号線２２ｂはスイッチング
素子２１ｂ，２１ｃに接続され、各々のスイッチング素
子を交互に動作させ、直流電圧を交流電圧に変換する。
スイッチング素子２１ａ，２１ｂの接続部は電流検出器
２７に接続され、スイッチング素子２１ｃ，２１ｄの接
続部は交流昇圧トランス２４に接続され、電流検出器２
７から交流昇圧トランス２４に接続する。
ａ，２１ｄに、また、駆動信号線２２ｂはスイッチング
素子２１ｂ，２１ｃに接続され、各々のスイッチング素
子を交互に動作させ、直流電圧を交流電圧に変換する。
スイッチング素子２１ａ，２１ｂの接続部は電流検出器
２７に接続され、スイッチング素子２１ｃ，２１ｄの接
続部は交流昇圧トランス２４に接続され、電流検出器２
７から交流昇圧トランス２４に接続する。
【００３３】交流昇圧トランス２４の二次側には高圧整
流ダイオード２５が接続され、さらに平滑コンデンサ２
６を経て放電電極４ａ，４ｂに接続され、交流昇圧トラ
ンス２４の一次側に入力した低電圧の交流電圧を高電圧
に変換し、整流平滑の後高電圧の直流電流を出力する。
交流昇圧トランス２４，高圧整流ダイオード２５，平滑
コンデンサ２６は同じ容器２４ａに実装され、絶縁油２
４ｂが満たされている。
流ダイオード２５が接続され、さらに平滑コンデンサ２
６を経て放電電極４ａ，４ｂに接続され、交流昇圧トラ
ンス２４の一次側に入力した低電圧の交流電圧を高電圧
に変換し、整流平滑の後高電圧の直流電流を出力する。
交流昇圧トランス２４，高圧整流ダイオード２５，平滑
コンデンサ２６は同じ容器２４ａに実装され、絶縁油２
４ｂが満たされている。
【００３４】電流検出器２７の二次側出力は実効値演算
器２８，ピーク検出器２９に接続される。実効値演算器
２８の出力は出力制御信号２３ａとともに差動増幅器２
２に入力され、差動増幅器２３の出力はパルス発生器２
２に接続される。
器２８，ピーク検出器２９に接続される。実効値演算器
２８の出力は出力制御信号２３ａとともに差動増幅器２
２に入力され、差動増幅器２３の出力はパルス発生器２
２に接続される。
【００３５】駆動信号２２ａはＲＳフリップフロップ３
０のセット端子、ピーク検出器２９の出力はリセット端
子に接続し、ＲＳフリップフロップ３０の出力は積分器
３１に入力され、積分器３１の出力は比較演算器３２に
入力される。
０のセット端子、ピーク検出器２９の出力はリセット端
子に接続し、ＲＳフリップフロップ３０の出力は積分器
３１に入力され、積分器３１の出力は比較演算器３２に
入力される。
【００３６】電流変圧器２７により信号波形に変換され
た電流波形は実効値演算器２８によりその実効値が求め
られる。また、交流昇圧トランス２４の一次電流実効値
と放電出力電力の両方の値には比例関係があり、出力制
御信号２３ａとの誤差信号によりパルス発生器２２の出
力パルスを調整する。その結果、高電圧回路に接続する
ことなく、放電入力を検知して、高電圧ノイズが混入す
ることなく高圧出力を調整できる。
た電流波形は実効値演算器２８によりその実効値が求め
られる。また、交流昇圧トランス２４の一次電流実効値
と放電出力電力の両方の値には比例関係があり、出力制
御信号２３ａとの誤差信号によりパルス発生器２２の出
力パルスを調整する。その結果、高電圧回路に接続する
ことなく、放電入力を検知して、高電圧ノイズが混入す
ることなく高圧出力を調整できる。
【００３７】さらに、ピーク検出器２９は一次電流波形
の絶対値のピークを検知するとパルスを発生する。交流
昇圧トランス２４の一次入力電圧と電流の位相差は、電
圧がスイッチング素子による矩形パルスであることか
ら、電圧パルスの立ち上がりと、電流ピークの時間差に
よって得られるので、電圧パルスの立ち上がりを駆動信
号２３ａから取り、フリップフロップ３０のセット／リ
セット動作によって、前記時間差に相当する幅のパルス
を発生する。積分器３１は、フリップフロップ３０の出
力パルス幅の間積分を実行してパルス幅に比例した直流
電圧を発生する。
の絶対値のピークを検知するとパルスを発生する。交流
昇圧トランス２４の一次入力電圧と電流の位相差は、電
圧がスイッチング素子による矩形パルスであることか
ら、電圧パルスの立ち上がりと、電流ピークの時間差に
よって得られるので、電圧パルスの立ち上がりを駆動信
号２３ａから取り、フリップフロップ３０のセット／リ
セット動作によって、前記時間差に相当する幅のパルス
を発生する。積分器３１は、フリップフロップ３０の出
力パルス幅の間積分を実行してパルス幅に比例した直流
電圧を発生する。
【００３８】交流昇圧トランス２４の一次入力電圧と電
流の位相差は、容器２４ａ内の高圧回路の静電容量や、
交流昇圧トランス２４のインダクタンス，放電電極４
ａ，４ｂに供給する高圧電圧電流などによって決まるイ
ンピーダンスによって変化する。そして、高圧電圧電流
の変化に対し前記位相差の変化は少なく、高圧回路の容
器２４ａ内の絶縁油２４ｂ等の絶縁劣化により、静電容
量，インダクタンス，絶縁抵抗が塩化したときに著しく
変化することにより、前記位相差の許容範囲に対応した
基準電圧を基準電圧源３２ａ，３２ｂに設定して比較
し、許容範囲を外れるようになると比較演算器３２の出
力信号が変化し、その結果、高圧回路の容器２４ａ内の
絶縁劣化の状態を監視することができる。
流の位相差は、容器２４ａ内の高圧回路の静電容量や、
交流昇圧トランス２４のインダクタンス，放電電極４
ａ，４ｂに供給する高圧電圧電流などによって決まるイ
ンピーダンスによって変化する。そして、高圧電圧電流
の変化に対し前記位相差の変化は少なく、高圧回路の容
器２４ａ内の絶縁油２４ｂ等の絶縁劣化により、静電容
量，インダクタンス，絶縁抵抗が塩化したときに著しく
変化することにより、前記位相差の許容範囲に対応した
基準電圧を基準電圧源３２ａ，３２ｂに設定して比較
し、許容範囲を外れるようになると比較演算器３２の出
力信号が変化し、その結果、高圧回路の容器２４ａ内の
絶縁劣化の状態を監視することができる。
【００３９】以上の結果、高電圧ノイズに起因した高圧
回路の誤動作や破損が発生せず、グロー放電による放電
励起を起こす放電電流電圧を安定化することができ、気
体レーザ装置を停止させることなく運転しながら高電圧
電源内の絶縁状態を監視し続けることができる。
回路の誤動作や破損が発生せず、グロー放電による放電
励起を起こす放電電流電圧を安定化することができ、気
体レーザ装置を停止させることなく運転しながら高電圧
電源内の絶縁状態を監視し続けることができる。
【００４０】なお、第２の実施例において、図３（ａ）
の実効値演算器２８に代え、図３（ｂ）に示す整流平滑
回路３４を接続しても、第２の実施例と同等の効果が得
られる。
の実効値演算器２８に代え、図３（ｂ）に示す整流平滑
回路３４を接続しても、第２の実施例と同等の効果が得
られる。
【００４１】第２の実施例との相違点についてのみを以
下に説明する。電流変圧器２７の二次側出力は整流平滑
回路３４，ピーク検出器２９に接続される。整流平滑回
路３４の入力の内、一方を整流器３５の入力に、他方を
接地する。コンデンサ３６は一端を接地し、他端に整流
器３５の出力を接続するとともに整流平滑回路３４の出
力として出力制御信号２３ａとともに差動増幅器２２に
入力され、差動増幅器２３の出力はパルス発生器２２に
接続される。
下に説明する。電流変圧器２７の二次側出力は整流平滑
回路３４，ピーク検出器２９に接続される。整流平滑回
路３４の入力の内、一方を整流器３５の入力に、他方を
接地する。コンデンサ３６は一端を接地し、他端に整流
器３５の出力を接続するとともに整流平滑回路３４の出
力として出力制御信号２３ａとともに差動増幅器２２に
入力され、差動増幅器２３の出力はパルス発生器２２に
接続される。
【００４２】以上の構成について、その動作を説明す
る。電流変圧器２７により信号波形に変換された電流波
形は整流器３５により半波整流され、コンデンサ３６に
より平滑され、直流の電圧信号に変換される。発明者が
行った、交流昇圧トランス２４の一次電流を整流平滑し
た直流電圧と放電出力電力の測定結果によれば、両方の
値には比例関係があり、出力制御信号２３ａとの誤差信
号によりパルス発生器２２の出力パルスを調整する。そ
の結果、高電圧回路に接続することなく放電入力を検知
して、高電圧ノイズが混入することなく高圧出力を調整
できる。
る。電流変圧器２７により信号波形に変換された電流波
形は整流器３５により半波整流され、コンデンサ３６に
より平滑され、直流の電圧信号に変換される。発明者が
行った、交流昇圧トランス２４の一次電流を整流平滑し
た直流電圧と放電出力電力の測定結果によれば、両方の
値には比例関係があり、出力制御信号２３ａとの誤差信
号によりパルス発生器２２の出力パルスを調整する。そ
の結果、高電圧回路に接続することなく放電入力を検知
して、高電圧ノイズが混入することなく高圧出力を調整
できる。
【００４３】その結果、図３（ａ）に示す第２の実施例
と同様に、高電圧ノイズに起因した高電圧電源の誤動作
や破損が発生せず、グロー放電による放電励起を起こす
放電電流電圧を安定化することができ、気体レーザ装置
を停止させることなく運転しながら高電圧電源内の絶縁
状態を監視し続けることができる。
と同様に、高電圧ノイズに起因した高電圧電源の誤動作
や破損が発生せず、グロー放電による放電励起を起こす
放電電流電圧を安定化することができ、気体レーザ装置
を停止させることなく運転しながら高電圧電源内の絶縁
状態を監視し続けることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の気体レーザ装置によれば、高電圧ノイズに起因した高
電圧電源の誤動作や破損が発生せず、グロー放電による
放電励起を起こす放電電流電圧を安定化することができ
るので、加工の品質が安定し、気体レーザ装置を停止さ
せることなく運転しながら高電圧電源内の絶縁状態を監
視し続けることができるため、気体レーザ装置の稼働率
を低下させることなく加工を続けることができる優れた
効果を奏するものである。
の気体レーザ装置によれば、高電圧ノイズに起因した高
電圧電源の誤動作や破損が発生せず、グロー放電による
放電励起を起こす放電電流電圧を安定化することができ
るので、加工の品質が安定し、気体レーザ装置を停止さ
せることなく運転しながら高電圧電源内の絶縁状態を監
視し続けることができるため、気体レーザ装置の稼働率
を低下させることなく加工を続けることができる優れた
効果を奏するものである。
【図１】本発明の第１の実施例における気体レーザ装置
の概略構成図
の概略構成図
【図２】（ａ）電流検出器の外観図（ｂ）電流検出器の
ホール素子の近傍の構造を示す平面断面図（ｃ）電流検
出器の断面図
ホール素子の近傍の構造を示す平面断面図（ｃ）電流検
出器の断面図
【図３】（ａ）本発明の第２の実施例における気体レー
ザ装置の概略構成図（ｂ）実効演算器の代案を示す回路
構成図
ザ装置の概略構成図（ｂ）実効演算器の代案を示す回路
構成図
【図４】従来例を示す概略構成図
９ 直流高電圧電源 １０ａ，１０ｂ 高耐圧高抵抗 １１ コイル １２ 鉄芯 １２ａ 接地線 １３ ホール素子 １３ａ ホール素子の出力信号 １４ 差動増幅器 １４ａ 電流制御信号 １５ 導体カバー １５ａ 導体カバー側面の環状の切欠き １５ｂ ホール素子を挿入する導体カバーの窓 １６Ａ，１６Ｂ 絶縁カバー １６ａ，１６ｂ ホール素子を挿入する絶縁カバーの窓 １７ エポキシ樹脂等の絶縁物 １９ 高周波交流電源 ２０ 直流電圧源 ２１ａ〜２１ｄ スイッチング素子 ２２ パルス発生器 ２２ａ，２２ｂ スイッチング素子駆動信号線 ２３ 差動増幅器 ２３ａ 出力制御信号 ２４ 交流昇圧トランス ２４ａ 容器 ２４ｂ 絶縁油 ２５ 高圧整流回路 ２６ 平滑コンデンサ ２７ 電流検出器 ２８ 実効値演算器 ２９ ピーク検出器 ３０ ＲＳフリップフロップ ３１ 積分器 ３２ 比較演算器 ３２ａ 基準最低電圧発生源 ３２ｂ 基準最高電圧発生源 ３３ 時間差検出器 ３４ 整流平滑回路 ３５ 整流素子 ３６ コンデンサ
Claims (7)
- 【請求項１】 気体レーザ媒質を放電励起する励起部に
よりレーザ光を取り出すレーザ共振器と、放電を発生さ
せる直流高電圧電源と、気体レーザ媒質を送風する送風
機と、気体レーザ媒質の冷却器と、前記送風機よりレー
ザ共振器に気体レーザ媒質を導くガス配管を具備した気
体レーザ装置において、前記直流高電圧電源の出力端子
に一端を接地した抵抗を接続し、出力端子の一方と励起
部の間に接地した鉄芯とホール素子とコイルより構成さ
れる電流検出器を設け、前記電流検出器のホール素子の
出力信号により前記直流高電圧電源の出力制御を行うこ
とを特徴とする気体レーザ装置。 - 【請求項２】 抵抗に流れる電流がレーザ共振器の励起
部で行われる放電の放電電流の１００分の１以下となる
ように前記抵抗の抵抗値を設定した請求項１記載の気体
レーザ装置。 - 【請求項３】 電流検出器は鉄芯よりも抵抗値の小さい
導体カバーで被い、前記鉄芯接地端子を前記導体カバー
のホール素子近傍に設け、前記ホール素子，鉄芯，導体
カバーを磁界方向に平行且つ同軸に配置した複数個の絶
縁カバーに納め、前記ホール素子，鉄芯，導体カバー，
絶縁カバーの隙間に絶縁物を充填し、前記絶縁カバーの
最も外側にコイルを巻いた構成としたことを特徴とする
請求項１記載の気体レーザ装置。 - 【請求項４】 気体レーザ媒質を放電励起する励起部に
よりレーザ光を取り出すレーザ共振器と、放電を発生さ
せる直流高電圧電源と、気体レーザ媒質を送風する送風
機と、気体レーザ媒質の冷却器と、前記送風機よりレー
ザ共振器に気体レーザ媒質を導くガス配管を具備した気
体レーザ装置において、高周波交流電源と交流昇圧トラ
ンスと高圧整流回路と電流検出器より前記直流高電圧電
源の１次側を構成し、前記電流検出器を前記交流昇圧ト
ランスと高周波交流電源の間に設け、前記電流検出器の
出力信号により前記高周波交流電源の出力を可変とした
ことを特徴とする気体レーザ装置。 - 【請求項５】 電流検出器の出力信号を実効値演算器を
通した信号により高周波交流電源の出力を可変としたこ
とを特徴とする請求項４記載の気体レーザ装置。 - 【請求項６】 電流検出器の出力信号を整流器とコンデ
ンサからなる整流平滑回路を通した信号により高周波交
流電源の出力を可変としたことを特徴とする請求項４記
載の気体レーザ装置。 - 【請求項７】 高周波交流電源は、直流電圧源とスイッ
チ素子とパルス発生器より構成したスイッチング電源と
し、電流波形のピークを検出するピーク検出器を電流検
出器に接続し、前記パルス発生器と前記ピーク検出器の
出力パルス発生時間の差を検出する時間差検出器を設け
たことを特徴とする請求項４記載の気体レーザ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6091295A JP2725594B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 気体レーザ装置 |
| US08/428,745 US5530937A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-25 | Gas laser apparatus |
| DE69501055T DE69501055T2 (de) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Gas-Laser-Apparat |
| EP95106388A EP0680120B1 (en) | 1994-04-28 | 1995-04-27 | Gas laser apparatus |
| KR1019950010289A KR0151581B1 (ko) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | 기체레이저장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6091295A JP2725594B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 気体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297474A true JPH07297474A (ja) | 1995-11-10 |
| JP2725594B2 JP2725594B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=14022485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6091295A Expired - Fee Related JP2725594B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 気体レーザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5530937A (ja) |
| EP (1) | EP0680120B1 (ja) |
| JP (1) | JP2725594B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151581B1 (ja) |
| DE (1) | DE69501055T2 (ja) |
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| WO2020041656A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Robert Bosch Gmbh | Laser cutter and safe power system therefor |
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| US6404180B1 (en) * | 1999-09-28 | 2002-06-11 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Technique for sensing current in a conductor with reduced susceptibility to electrical noise on the conductor |
| US6351116B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-02-26 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System and method for on-line hall sensor programming |
| DE102015220838B4 (de) * | 2015-10-26 | 2021-12-23 | Osram Gmbh | Konvertervorrichtung und Bestrahlungsvorrichtung mit einer solchen Konvertervorrichtung |
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