JPS6342434B2 - - Google Patents
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- JPS6342434B2 JPS6342434B2 JP57148783A JP14878382A JPS6342434B2 JP S6342434 B2 JPS6342434 B2 JP S6342434B2 JP 57148783 A JP57148783 A JP 57148783A JP 14878382 A JP14878382 A JP 14878382A JP S6342434 B2 JPS6342434 B2 JP S6342434B2
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- shutter
- laser beam
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザー加工機に関するものであ
り、特にレーザー出力を一定に保つための制御機
構を有するレーザー加工機に関するものである。
り、特にレーザー出力を一定に保つための制御機
構を有するレーザー加工機に関するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。この従来装置は３軸直交型グロー放電励起
式の炭酸ガスレーザー加工機について示してい
る。図において１，２はそれぞれ全反射鏡、部分
反射鏡であり、互いに対向すべく放電部５を介し
て配置され、共振器を構成しており、レーザー光
６が部分反射鏡２より取出される。３，４は陽
極、陰極で一対の電極を構成しており、互いに対
向して配設され、陰極４は複数の電極により構成
され、この電極３，４間に放電部５が形成され
る。この全反射鏡１、部分反射鏡２、陽極３及び
陰極４によりレーザー発振器を構成している。９
はレーザー光６の光軸上に配設されたチヨツパ
ー、１０はチヨツパー９に対向して配設されたセ
ンサであり、チヨツパー９とセンサ１０によりレ
ーザー光の検出器を構成している。１１はパワー
ダンパーであり、レーザー光６を吸収する作用を
有している。１２，１３は夫々シヤツタであり、
１２は開位置、即ちレーザー光６を通過させる位
置にシヤツタがある状態を、１３は閉位置、即ち
レーザー光６を遮断すべくレーザー光軸上にシヤ
ツタが配設された状態を示しており、シヤツタ１
３に対向してパワーダンパー１１が配設される。
１４はベンドミラーであり、レーザー光６を所定
の方向に曲げるべく配設されている。１５はレー
ザー光の集光レンズ、１６は被加工物、１７は被
加工物１６を支持する治具である。１８は陽極３
と陰極４に電圧を供給する定電流直流電源であ
る。１９はセンサ１０により検出されたレーザー
光の検出信号を増幅する増幅器、２０はレーザー
光の出力の値を設定するための設定器であり、こ
の設定器２０の設定値と増幅器１９の出力が比較
され信号を出力しており、この設定器２０と増幅
器１９により比較器を構成している。２１は誤差
増幅器であり、比較器からの信号を増幅してい
る。２２は電流制御回路であり、誤差増幅器２１
からの信号に応じて作動し、電源１８からの出力
電流を制御する信号を電源１８に出力している。
つた。この従来装置は３軸直交型グロー放電励起
式の炭酸ガスレーザー加工機について示してい
る。図において１，２はそれぞれ全反射鏡、部分
反射鏡であり、互いに対向すべく放電部５を介し
て配置され、共振器を構成しており、レーザー光
６が部分反射鏡２より取出される。３，４は陽
極、陰極で一対の電極を構成しており、互いに対
向して配設され、陰極４は複数の電極により構成
され、この電極３，４間に放電部５が形成され
る。この全反射鏡１、部分反射鏡２、陽極３及び
陰極４によりレーザー発振器を構成している。９
はレーザー光６の光軸上に配設されたチヨツパ
ー、１０はチヨツパー９に対向して配設されたセ
ンサであり、チヨツパー９とセンサ１０によりレ
ーザー光の検出器を構成している。１１はパワー
ダンパーであり、レーザー光６を吸収する作用を
有している。１２，１３は夫々シヤツタであり、
１２は開位置、即ちレーザー光６を通過させる位
置にシヤツタがある状態を、１３は閉位置、即ち
レーザー光６を遮断すべくレーザー光軸上にシヤ
ツタが配設された状態を示しており、シヤツタ１
３に対向してパワーダンパー１１が配設される。
１４はベンドミラーであり、レーザー光６を所定
の方向に曲げるべく配設されている。１５はレー
ザー光の集光レンズ、１６は被加工物、１７は被
加工物１６を支持する治具である。１８は陽極３
と陰極４に電圧を供給する定電流直流電源であ
る。１９はセンサ１０により検出されたレーザー
光の検出信号を増幅する増幅器、２０はレーザー
光の出力の値を設定するための設定器であり、こ
の設定器２０の設定値と増幅器１９の出力が比較
され信号を出力しており、この設定器２０と増幅
器１９により比較器を構成している。２１は誤差
増幅器であり、比較器からの信号を増幅してい
る。２２は電流制御回路であり、誤差増幅器２１
からの信号に応じて作動し、電源１８からの出力
電流を制御する信号を電源１８に出力している。
次に動作について説明する。先ず、陽極３と陰
極４の間に電源１８から高電圧を印加すると放電
部５が形成され、対向した全反射鏡１と部分反射
鏡２の間でレーザー光６が発生し、部分反射鏡２
を経由して外部へ発射される。このレーザー発振
器から外部へ出たレーザー光６の一部分は、回転
羽根を有するチヨツパー９で反射され、検出レー
ザー光７としてセンサ１０へ入射させられる。セ
ンサ１０の出力は増幅器１９で増幅され、設定器
２０の電圧と比較され、その誤差を誤差増幅器２
１で増幅する。増幅した電圧は出力指令値とな
り、電流制御回路２２を経由して定電流直流電源
１８の出力電流を決定する。このようにして出力
フイードバツク制御系を構成し、一定のレーザー
出力を維持するようにしていた。
極４の間に電源１８から高電圧を印加すると放電
部５が形成され、対向した全反射鏡１と部分反射
鏡２の間でレーザー光６が発生し、部分反射鏡２
を経由して外部へ発射される。このレーザー発振
器から外部へ出たレーザー光６の一部分は、回転
羽根を有するチヨツパー９で反射され、検出レー
ザー光７としてセンサ１０へ入射させられる。セ
ンサ１０の出力は増幅器１９で増幅され、設定器
２０の電圧と比較され、その誤差を誤差増幅器２
１で増幅する。増幅した電圧は出力指令値とな
り、電流制御回路２２を経由して定電流直流電源
１８の出力電流を決定する。このようにして出力
フイードバツク制御系を構成し、一定のレーザー
出力を維持するようにしていた。
次に、被加工物１６を加工する加工時について
説明をする。上述の如くして、チヨツパー９を通
過したレーザー光６は、非加工中の場合閉位置の
シヤツター１３で全部反射され、パワーダンパー
１１により吸収、冷却される。一方、加工時は開
位置のシヤツター１２が、レーザー光を通過さ
せ、ベンドミラー１４でワーク１６の表面にほぼ
直角方向にレーザー光６は曲げられ、その後集光
レンズ１５で、集光し、ワーク１６に照射され加
工が行なわれる。このとき、ワーク１６は、レー
ザー光６に耐えるか、または全反射する治具１７
で支持されている。
説明をする。上述の如くして、チヨツパー９を通
過したレーザー光６は、非加工中の場合閉位置の
シヤツター１３で全部反射され、パワーダンパー
１１により吸収、冷却される。一方、加工時は開
位置のシヤツター１２が、レーザー光を通過さ
せ、ベンドミラー１４でワーク１６の表面にほぼ
直角方向にレーザー光６は曲げられ、その後集光
レンズ１５で、集光し、ワーク１６に照射され加
工が行なわれる。このとき、ワーク１６は、レー
ザー光６に耐えるか、または全反射する治具１７
で支持されている。
従来のレーザー加工機は以上のように構成され
ており、レーザー加工機により溶接等を行ない加
工中に被加工物１６または治具１７から反射光が
発生する場合、第１図に点線８で示すように反射
光８が発生する。この反射光８はレーザー光６と
逆の径路をたどり、全反射鏡１、部分反射鏡２で
反射し、チヨツパー９を経由してレーザー光６及
び７に混入する。このため、レーザー出力の安定
な制御ができなかつた。この状態を第２図を用い
て説明する。第２図は横軸に時間、縦軸にレーザ
ー出力を示し、時点t1にシヤツタ１２が開位置、
時点t2にシヤツタ１３は閉位置となる。第２図に
示すように、非加工中の検出出力Ａは、安定して
いるが、加工中は、反射光成分が加わるために検
出出力Ｂは不規則に変化し、しかも反射光を除い
た有効出力Ｃは、低下して、不規則に変化し、良
好な加工が困難となつてしまつた。従つて、第１
図に示す従来装置の出力制御は実用に適さないも
のであつた。このため、電源１８の電流を一定に
保ちレーザー光出力をほぼ一定にする手段が考え
られたが、この手段では、出力を加工のたびに設
定する不便さや、発振器の起動時など放電部ガス
温度変化が大きい場合は、定出力維持が困難であ
るなどの欠点があつた。
ており、レーザー加工機により溶接等を行ない加
工中に被加工物１６または治具１７から反射光が
発生する場合、第１図に点線８で示すように反射
光８が発生する。この反射光８はレーザー光６と
逆の径路をたどり、全反射鏡１、部分反射鏡２で
反射し、チヨツパー９を経由してレーザー光６及
び７に混入する。このため、レーザー出力の安定
な制御ができなかつた。この状態を第２図を用い
て説明する。第２図は横軸に時間、縦軸にレーザ
ー出力を示し、時点t1にシヤツタ１２が開位置、
時点t2にシヤツタ１３は閉位置となる。第２図に
示すように、非加工中の検出出力Ａは、安定して
いるが、加工中は、反射光成分が加わるために検
出出力Ｂは不規則に変化し、しかも反射光を除い
た有効出力Ｃは、低下して、不規則に変化し、良
好な加工が困難となつてしまつた。従つて、第１
図に示す従来装置の出力制御は実用に適さないも
のであつた。このため、電源１８の電流を一定に
保ちレーザー光出力をほぼ一定にする手段が考え
られたが、この手段では、出力を加工のたびに設
定する不便さや、発振器の起動時など放電部ガス
温度変化が大きい場合は、定出力維持が困難であ
るなどの欠点があつた。
この発明は、上記のような欠点を除去するため
になされたもので、外部信号により出力指令値を
出力フイードバツク値に無関係に、一定に保持す
ることにより、加工中に反射光が発生していて
も、出力を安定に維持することができるレーザー
加工機を提供することを目的としている。
になされたもので、外部信号により出力指令値を
出力フイードバツク値に無関係に、一定に保持す
ることにより、加工中に反射光が発生していて
も、出力を安定に維持することができるレーザー
加工機を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を第３図に示し、従
来の第１図と比較して説明する。
来の第１図と比較して説明する。
第３図の実施例装置において、第１図の従来装
置と同一符号は同一または相当部分を示してお
り、この第３図で、２３はサンプル・ホールド回
路、２４はシヤツタ制御装置である。サンプルホ
ールド回路２３は誤差増幅器２１と電流制御回路
２２の間に接続され、シヤツタ制御装置２４から
のシヤツタ開、シヤツタ閉指令をサンプルまたは
ホールドの信号として受けるように構成されてい
る。なお、上記シヤツタ１２，１３とシヤツタ制
御装置２４とにより判別器を構成している。
置と同一符号は同一または相当部分を示してお
り、この第３図で、２３はサンプル・ホールド回
路、２４はシヤツタ制御装置である。サンプルホ
ールド回路２３は誤差増幅器２１と電流制御回路
２２の間に接続され、シヤツタ制御装置２４から
のシヤツタ開、シヤツタ閉指令をサンプルまたは
ホールドの信号として受けるように構成されてい
る。なお、上記シヤツタ１２，１３とシヤツタ制
御装置２４とにより判別器を構成している。
次にこの第３図の実施例装置の動作について説
明する。先ず、非加工中は、シヤツタ１３は閉で
あつてシヤツタ制御装置２４からサンプルホール
ド回路２３へサンプリングの信号が与えられ、回
路２３は誤差増幅器２１の出力を電流制御回路２
２にそのまま伝達する。従つて、動作は第１図の
従来装置の場合と同様になる。次に、加工中はシ
ヤツタ１２は開であつて、制御装置２４からサン
プルホールド回路２３へはホールドの信号が与え
られ、回路２３はホールドになる直前の出力を維
持し電流制御回路２２へ伝達する。この時、セン
サ１０に入射してしまつた反射光８の影響で、誤
差増幅器２１の出力が変動したとしても、回路２
３の出力は変動しないので、反射光８を除くレー
ザー出力は、ほぼ一定になる。これを第４図を用
い、従来装置による第２図と対比して説明する。
第４図において、非加工中の検出出力Ａは第２図
と全く同じであるが、加工中は反射光８が無視さ
れ、加工中の有効出力Ｃは非加工中とほぼ同じ値
が維持される。このとき加工中の検出出力Ｂは不
規則に変動する。この有効出力Ｃは加工中の時間
が非常に長いと変化するが実用上は加工時間が十
分短いのでほぼ一定と考えてよい。
明する。先ず、非加工中は、シヤツタ１３は閉で
あつてシヤツタ制御装置２４からサンプルホール
ド回路２３へサンプリングの信号が与えられ、回
路２３は誤差増幅器２１の出力を電流制御回路２
２にそのまま伝達する。従つて、動作は第１図の
従来装置の場合と同様になる。次に、加工中はシ
ヤツタ１２は開であつて、制御装置２４からサン
プルホールド回路２３へはホールドの信号が与え
られ、回路２３はホールドになる直前の出力を維
持し電流制御回路２２へ伝達する。この時、セン
サ１０に入射してしまつた反射光８の影響で、誤
差増幅器２１の出力が変動したとしても、回路２
３の出力は変動しないので、反射光８を除くレー
ザー出力は、ほぼ一定になる。これを第４図を用
い、従来装置による第２図と対比して説明する。
第４図において、非加工中の検出出力Ａは第２図
と全く同じであるが、加工中は反射光８が無視さ
れ、加工中の有効出力Ｃは非加工中とほぼ同じ値
が維持される。このとき加工中の検出出力Ｂは不
規則に変動する。この有効出力Ｃは加工中の時間
が非常に長いと変化するが実用上は加工時間が十
分短いのでほぼ一定と考えてよい。
なお、上述の実施例は、ホールド信号として、
シヤツタ開、シヤツタ閉指令を使用しているが、
加工中か否かを示す他の外部信号を用いるように
しても同様の効果がある。また、反射光以外の要
因による検出出力の乱れがある場合にもこの乱れ
に関係なく制御でき、同様の効果が得られる。さ
らに、レーザー光検出方式が異なつても使用でき
る。
シヤツタ開、シヤツタ閉指令を使用しているが、
加工中か否かを示す他の外部信号を用いるように
しても同様の効果がある。また、反射光以外の要
因による検出出力の乱れがある場合にもこの乱れ
に関係なく制御でき、同様の効果が得られる。さ
らに、レーザー光検出方式が異なつても使用でき
る。
また、上記実施例は本発明を３軸直交型グロー
放電励起式炭酸ガスレーザー加工機に適用した場
合について述べたが、他の方式や構成のレーザー
加工機でも、その出力安定維持のために使用すれ
ば同様の効果をあげることができる。
放電励起式炭酸ガスレーザー加工機に適用した場
合について述べたが、他の方式や構成のレーザー
加工機でも、その出力安定維持のために使用すれ
ば同様の効果をあげることができる。
以上のようにこの発明装置によれば、出力指令
値を出力フイードバツク値に無関係に一定に保持
できるようにしたので、反射光等の影響をうけ
ず、出力を安定にすることができ、レーザー加工
機の加工性能が向上する効果がある。
値を出力フイードバツク値に無関係に一定に保持
できるようにしたので、反射光等の影響をうけ
ず、出力を安定にすることができ、レーザー加工
機の加工性能が向上する効果がある。
第１図は、従来の３軸直交型グロー放電励起式
炭酸ガスレーザー加工機の構成を示す図、第２図
は、第１図の従来の装置の動作の欠点を説明する
ための図、第３図はこの発明の一実施例装置を説
明するための図、第４図は第３図の実施例におけ
る動作を説明するための図である。 図中、同一または相当部分には同一符号を付し
てある。１…全反射鏡、２…部分反射鏡、３…陽
極、４…陰極、５…放電部、６…レーザー光、７
…検出レーザー光、８…反射光、９…チヨツパ
ー、１０…センサー、１１…パワーダンパー、１
２…シヤツター（開位置）、１３…シヤツター
（閉位置）、１４…ベンドミラー、１５…集光レン
ズ、１６…ワーク、１７…治具、１８…定電流直
流電源、１９…センサー出力増幅器、２０…出力
設定器、２１…誤差増幅器、２２…電流制御回
路、２３…サンプル・ホールド回路、２４…シヤ
ツター制御装置。
炭酸ガスレーザー加工機の構成を示す図、第２図
は、第１図の従来の装置の動作の欠点を説明する
ための図、第３図はこの発明の一実施例装置を説
明するための図、第４図は第３図の実施例におけ
る動作を説明するための図である。 図中、同一または相当部分には同一符号を付し
てある。１…全反射鏡、２…部分反射鏡、３…陽
極、４…陰極、５…放電部、６…レーザー光、７
…検出レーザー光、８…反射光、９…チヨツパ
ー、１０…センサー、１１…パワーダンパー、１
２…シヤツター（開位置）、１３…シヤツター
（閉位置）、１４…ベンドミラー、１５…集光レン
ズ、１６…ワーク、１７…治具、１８…定電流直
流電源、１９…センサー出力増幅器、２０…出力
設定器、２１…誤差増幅器、２２…電流制御回
路、２３…サンプル・ホールド回路、２４…シヤ
ツター制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陽極と陰極との間に放電部を形成し、上記放
電部よりレーザー光を出力するレーザー発振器、
上記陽極と陰極に電圧を供給する電源、上記レー
ザー発振器から出力されたレーザー光の一部を検
出する検出器、上記検出器により検出された検出
値とレーザー光の設定値とを比較し信号を出力す
る比較器、上記レーザー発振器からの出力レーザ
ー光により被加工物を加工中であることを判別す
る判別器、上記判別器からの信号に応じて上記比
較器からの信号をホールドするサンプルホールド
回路、上記サンプルホールド回路からの信号によ
り上記電源からの電流を制御する信号を出力する
電流制御回路を備えたことを特徴とするレーザー
加工機。 ２ 判別器は、レーザー発振器からの出力レーザ
ー光軸上に配設され被加工物へのレーザー光を遮
断するシヤツタと、上記シヤツタの開閉を制御す
るとともにサンプルホールド回路へ信号を出力す
るシヤツタ制御装置とにより構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のレーザー加工
機。 ３ レーザー光の一部を検出する手段としてチヨ
ツパーを用いることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザー加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148783A JPS5939081A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | レ−ザ−加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148783A JPS5939081A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | レ−ザ−加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939081A JPS5939081A (ja) | 1984-03-03 |
| JPS6342434B2 true JPS6342434B2 (ja) | 1988-08-23 |
Family
ID=15460574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57148783A Granted JPS5939081A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | レ−ザ−加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939081A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61271885A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | Amada Co Ltd | レ−ザ発振装置のレ−ザ出力安定装置 |
| JPS62151827A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-06 | Aloka Co Ltd | 近赤外線レ−ザ装置 |
| JPS6360084A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-16 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ加工装置 |
| JPH01241882A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-09-26 | Toshiba Corp | ガスレーザ発振器の出力制御方法 |
| JP5314275B2 (ja) * | 2007-12-14 | 2013-10-16 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置、レーザ加工装置の異常検知方法 |
| JP5902747B2 (ja) | 2014-04-30 | 2016-04-13 | ファナック株式会社 | 加工再開準備機能を有するレーザ加工システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204585A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ装置 |
| JPS58215086A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ出力制御装置 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57148783A patent/JPS5939081A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939081A (ja) | 1984-03-03 |
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