JP2934802B2 - レーザ溶接電源装置 - Google Patents
レーザ溶接電源装置Info
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- Lasers (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶接用のレーザ光を発
振出力するようレーザ発振部の励起ランプを点灯駆動す
るためのレーザ溶接電源装置に関する。
振出力するようレーザ発振部の励起ランプを点灯駆動す
るためのレーザ溶接電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】YAGレーザ等の固体レーザでは、コン
デンサに電気エネルギをいったん蓄積し、該コンデンサ
よりそのエネルギをキセノンランプ等の励起ランプに放
電することで、励起ランプを点灯させ、その発光エネル
ギをレーザ媒体に照射してレーザ発振を起こすようにし
ている。
デンサに電気エネルギをいったん蓄積し、該コンデンサ
よりそのエネルギをキセノンランプ等の励起ランプに放
電することで、励起ランプを点灯させ、その発光エネル
ギをレーザ媒体に照射してレーザ発振を起こすようにし
ている。
【0003】この種のレーザを用いる溶接において、1
回のレーザ発振で1つの溶接ポイントを溶接する場合
は、レーザ発振の度毎にコンデンサより相当量の電力が
瞬時にランプへ放電(供給)されるので、コンデンサの
電圧を基準値まで戻すのにかなりの時間を要する。たと
えば、容量が15000μFのコンデンサを使用し、こ
のコンデンサを基準電圧500Vから時間5msだけ放
電させ、放電後の電圧333Vから10Aの定電流で充
電して該基準電圧まで戻す場合、所要充電時間は約25
0msである。したがって、この場合は、各溶接ポイン
トから次の溶接ポイントへの移行時間(マシンタクト)
を約255msより短くすることはできない。
回のレーザ発振で1つの溶接ポイントを溶接する場合
は、レーザ発振の度毎にコンデンサより相当量の電力が
瞬時にランプへ放電(供給)されるので、コンデンサの
電圧を基準値まで戻すのにかなりの時間を要する。たと
えば、容量が15000μFのコンデンサを使用し、こ
のコンデンサを基準電圧500Vから時間5msだけ放
電させ、放電後の電圧333Vから10Aの定電流で充
電して該基準電圧まで戻す場合、所要充電時間は約25
0msである。したがって、この場合は、各溶接ポイン
トから次の溶接ポイントへの移行時間(マシンタクト)
を約255msより短くすることはできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ電源装置
では、上記のようにコンデンサの充電時間によってマシ
ンタクトが制限され、溶接工程の生産性を上げるのが難
しかった。充電時間を短くするために、充電用の電源電
圧を高くしたり、充電電流を大きくする方法が考えられ
るが、そうすると電源回路が大型化し電力消費効率が低
下するので、その方法にも限界がある。
では、上記のようにコンデンサの充電時間によってマシ
ンタクトが制限され、溶接工程の生産性を上げるのが難
しかった。充電時間を短くするために、充電用の電源電
圧を高くしたり、充電電流を大きくする方法が考えられ
るが、そうすると電源回路が大型化し電力消費効率が低
下するので、その方法にも限界がある。
【0005】また、溶接ポイントに応じて溶接条件、特
にレーザ出力を変える場合、一般にはコンデンサの充電
電圧を変更することでそれに対応するが、従来のレーザ
電源装置では、コンデンサ充電電圧の変更調整に時間が
かかるため、新たな溶接条件で次の溶接ポイントに対す
る溶接を即時に開始するのが難しかった。また、コンデ
ンサの充電電圧を下げる調整の場合には、充電電圧調整
用の放電回路にコンデンサのエネルギを放電させるた
め、せっかく充電したエネルギを無駄に捨てなければな
らなかった。
にレーザ出力を変える場合、一般にはコンデンサの充電
電圧を変更することでそれに対応するが、従来のレーザ
電源装置では、コンデンサ充電電圧の変更調整に時間が
かかるため、新たな溶接条件で次の溶接ポイントに対す
る溶接を即時に開始するのが難しかった。また、コンデ
ンサの充電電圧を下げる調整の場合には、充電電圧調整
用の放電回路にコンデンサのエネルギを放電させるた
め、せっかく充電したエネルギを無駄に捨てなければな
らなかった。
【0006】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、多数の溶接ポイントを個別的な溶接条件で、か
つ短いマシンタクトでレーザ溶接することが可能で、し
かも各溶接条件の変更等に対して短時間でかつ効率的に
コンデンサ充電電圧の変更調整を行えるようにしたレー
ザ溶接電源装置を提供することを目的とする。
もので、多数の溶接ポイントを個別的な溶接条件で、か
つ短いマシンタクトでレーザ溶接することが可能で、し
かも各溶接条件の変更等に対して短時間でかつ効率的に
コンデンサ充電電圧の変更調整を行えるようにしたレー
ザ溶接電源装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1のレーザ溶接電源装置は、レーザ溶
接用のレーザ光を発振出力するようレーザ発振部の励起
ランプを点灯駆動するためのレーザ溶接電源装置におい
て、前記励起ランプに対して互いに並列に接続された複
数のコンデンサと、前記複数のコンデンサについてそれ
ぞれ個別的に所望の充電電圧を設定するための充電電圧
設定手段と、前記複数のコンデンサの充電電圧をそれぞ
れ個別的に検出してそれぞれの充電電圧測定値を出力す
る充電電圧検出手段と、直流電源電圧端子と前記複数の
コンデンサとの間にそれぞれ個別的に接続された充電用
のスイッチング手段と、各々の前記コンデンサについて
個別的に所望のタイミングで充電を開始し、各対応する
前記充電電圧測定値が各対応する前記充電電圧の設定値
にほぼ一致した時に充電を止めるように各対応する前記
スイッチング手段のオン・オフ動作を制御する充電制御
手段と、前記複数のコンデンサをそれぞれ個別的に所望
のタイミングで放電させて、それぞれの充電電圧に応じ
た電力を前記励起ランプに供給するためのランプ点灯用
のコンデンサ放電手段とを具備する構成とした。
めに、本発明の第1のレーザ溶接電源装置は、レーザ溶
接用のレーザ光を発振出力するようレーザ発振部の励起
ランプを点灯駆動するためのレーザ溶接電源装置におい
て、前記励起ランプに対して互いに並列に接続された複
数のコンデンサと、前記複数のコンデンサについてそれ
ぞれ個別的に所望の充電電圧を設定するための充電電圧
設定手段と、前記複数のコンデンサの充電電圧をそれぞ
れ個別的に検出してそれぞれの充電電圧測定値を出力す
る充電電圧検出手段と、直流電源電圧端子と前記複数の
コンデンサとの間にそれぞれ個別的に接続された充電用
のスイッチング手段と、各々の前記コンデンサについて
個別的に所望のタイミングで充電を開始し、各対応する
前記充電電圧測定値が各対応する前記充電電圧の設定値
にほぼ一致した時に充電を止めるように各対応する前記
スイッチング手段のオン・オフ動作を制御する充電制御
手段と、前記複数のコンデンサをそれぞれ個別的に所望
のタイミングで放電させて、それぞれの充電電圧に応じ
た電力を前記励起ランプに供給するためのランプ点灯用
のコンデンサ放電手段とを具備する構成とした。
【0008】また、本発明の第2のレーザ溶接電源装置
は、上記第1のレーザ溶接電源装置において、各々の前
記コンデンサに個別的に並列接続された抵抗およびスイ
ッチ素子からなる直列回路を含む電圧調整用の放電回路
と、各々の前記コンデンサについて各対応する前記放電
回路への放電を個別的に所望のタイミングで開始し、各
対応する前記充電電圧測定値が各対応する前記充電電圧
の設定値にほぼ一致した時に放電を止めるように前記放
電回路における前記スイッチ素子のオン・オフ動作を制
御する電圧調整用の放電制御手段とを具備する構成とし
た。
は、上記第1のレーザ溶接電源装置において、各々の前
記コンデンサに個別的に並列接続された抵抗およびスイ
ッチ素子からなる直列回路を含む電圧調整用の放電回路
と、各々の前記コンデンサについて各対応する前記放電
回路への放電を個別的に所望のタイミングで開始し、各
対応する前記充電電圧測定値が各対応する前記充電電圧
の設定値にほぼ一致した時に放電を止めるように前記放
電回路における前記スイッチ素子のオン・オフ動作を制
御する電圧調整用の放電制御手段とを具備する構成とし
た。
【0009】
【作用】本発明のレーザ溶接電源装置では、励起ランプ
に並列接続された複数のコンデンサについて、充電電圧
設定手段によりそれぞれ個別的に所望の充電電圧が設定
され、充電電圧検出手段によりそれぞれのコンデンサ充
電電圧が測定され、充電制御手段および充電用スイッチ
ング手段によりそれぞれのコンデンサ充電電圧測定値が
充電電圧設定値に一致するように充電動作が行われる。
このように、複数のコンデンサにそれぞれ個別的に一定
範囲内の任意のエネルギ量を任意のタイミングで蓄えら
れるため、たとえば溶接ポイント毎に溶接条件を変更す
る場合でも、コンデンサ充電電圧等の時間調整に時間を
とることなく、任意のタイミングで個々の溶接ポイント
に対応した所望のレーザ出力でレーザ光を発生させるこ
とができ、マシンタクトを短くすることも可能である。
に並列接続された複数のコンデンサについて、充電電圧
設定手段によりそれぞれ個別的に所望の充電電圧が設定
され、充電電圧検出手段によりそれぞれのコンデンサ充
電電圧が測定され、充電制御手段および充電用スイッチ
ング手段によりそれぞれのコンデンサ充電電圧測定値が
充電電圧設定値に一致するように充電動作が行われる。
このように、複数のコンデンサにそれぞれ個別的に一定
範囲内の任意のエネルギ量を任意のタイミングで蓄えら
れるため、たとえば溶接ポイント毎に溶接条件を変更す
る場合でも、コンデンサ充電電圧等の時間調整に時間を
とることなく、任意のタイミングで個々の溶接ポイント
に対応した所望のレーザ出力でレーザ光を発生させるこ
とができ、マシンタクトを短くすることも可能である。
【0010】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の一実施例によるレーザ溶接用
のレーザ電源装置の構成を示す。このレーザ電源装置
は、レーザ励起用のランプ20に対して2つのコンデン
サC1,C2を互いに並列に接続している。
明する。図1は、本発明の一実施例によるレーザ溶接用
のレーザ電源装置の構成を示す。このレーザ電源装置
は、レーザ励起用のランプ20に対して2つのコンデン
サC1,C2を互いに並列に接続している。
【0011】これらのコンデンサC1,C2と入力端子
10との間には、各コンデンサを充電するためのスイッ
チング素子として電界効果型トランジスタ(FET)F
1,F2がそれぞれ接続されている。これらのトランジ
スタF1,F2のオン・オフ動作はそれぞれ駆動回路1
2,14を介して充電制御部22,24により制御され
る。
10との間には、各コンデンサを充電するためのスイッ
チング素子として電界効果型トランジスタ(FET)F
1,F2がそれぞれ接続されている。これらのトランジ
スタF1,F2のオン・オフ動作はそれぞれ駆動回路1
2,14を介して充電制御部22,24により制御され
る。
【0012】一方、コンデンサC1,C2とランプ20
との間には、各コンデンサの電力をランプ20側へ放電
させるためのスイッチング素子としてNPN型トランジ
スタTr1,Tr2がそれぞれ接続されている。これら
のトランジスタTr1,Tr2のオン・オフ動作は、そ
れぞれ駆動回路16,18を介して第1,第2のランプ
点灯用放電制御部34,36により制御される。
との間には、各コンデンサの電力をランプ20側へ放電
させるためのスイッチング素子としてNPN型トランジ
スタTr1,Tr2がそれぞれ接続されている。これら
のトランジスタTr1,Tr2のオン・オフ動作は、そ
れぞれ駆動回路16,18を介して第1,第2のランプ
点灯用放電制御部34,36により制御される。
【0013】さらに、コンデンサC1,C2と並列に、
各コンデンサの充電電圧を設定電圧まで下げるための放
電回路QH1,QH2がそれぞれ接続されている。これ
らの放電回路QH1,QH2は、抵抗R1,R2および
NPN型トランジスタtr1,tr2を直列接続し、ト
ランジスタtr1,tr2に対して並列に保護ダイオー
ドd1,d2を接続してなる構成である。これらトラン
ジスタtr1,tr2のオン・オフ動作は、第1,第2
の電圧調整用放電制御部28,32により制御される。
各コンデンサの充電電圧を設定電圧まで下げるための放
電回路QH1,QH2がそれぞれ接続されている。これ
らの放電回路QH1,QH2は、抵抗R1,R2および
NPN型トランジスタtr1,tr2を直列接続し、ト
ランジスタtr1,tr2に対して並列に保護ダイオー
ドd1,d2を接続してなる構成である。これらトラン
ジスタtr1,tr2のオン・オフ動作は、第1,第2
の電圧調整用放電制御部28,32により制御される。
【0014】コンデンサC1,C2の端子電圧つまり充
電電圧V1,V2は、第1,第2の充電電圧検出回路2
6,30によってそれぞれ検出される。コンデンサC1
に対して第1の充電電圧検出回路26より得られる充電
電圧測定値v1は、第1の充電制御部22および第1の
電圧調整用放電制御部28に与えられる。一方、コンデ
ンサC2に対して第2の充電電圧検出回路30より得ら
れる充電電圧測定値v2は第2の充電制御部24および
第2の電圧調整用放電制御部32に与えられる。
電電圧V1,V2は、第1,第2の充電電圧検出回路2
6,30によってそれぞれ検出される。コンデンサC1
に対して第1の充電電圧検出回路26より得られる充電
電圧測定値v1は、第1の充電制御部22および第1の
電圧調整用放電制御部28に与えられる。一方、コンデ
ンサC2に対して第2の充電電圧検出回路30より得ら
れる充電電圧測定値v2は第2の充電制御部24および
第2の電圧調整用放電制御部32に与えられる。
【0015】充電電圧設定部40は、コンデンサC1に
対する充電電圧設定値s1を第1の充電制御部22およ
び第1の電圧調整用放電制御部28に与えるとともに、
コンデンサC2に対する充電電圧設定値s2を第2の充
電制御部24および第2の電圧調整用放電制御部32に
与える。これらの充電電圧設定値s1,s2は、主制御
部42からの制御信号および設定値データによって随時
変更可能となっている。
対する充電電圧設定値s1を第1の充電制御部22およ
び第1の電圧調整用放電制御部28に与えるとともに、
コンデンサC2に対する充電電圧設定値s2を第2の充
電制御部24および第2の電圧調整用放電制御部32に
与える。これらの充電電圧設定値s1,s2は、主制御
部42からの制御信号および設定値データによって随時
変更可能となっている。
【0016】主制御部42は、本電源装置内の全体制
御、各部に対する制御、外部装置との信号のやりとりを
行うもので、第1および第2の充電制御部22,24に
対してはコンデンサC1,C2の充電を開始させるため
の起動信号j1,j2を与え、第1および第2の電圧調
整用放電制御部28,32に対してはコンデンサC1,
C2の充電電圧を設定値まで下げるための起動信号k
1,k2を与え、第1および第2のランプ点灯用放電制
御部34,36に対してはコンデンサC1,C2をラン
プ20側へ放電させるための起動信号m1,m2および
放電を終了させるための停止信号n1,n2を与え、ト
リガ回路38に対してはランプ点灯用のトリガ信号を発
生させるためのタイミング信号tgを与える。
御、各部に対する制御、外部装置との信号のやりとりを
行うもので、第1および第2の充電制御部22,24に
対してはコンデンサC1,C2の充電を開始させるため
の起動信号j1,j2を与え、第1および第2の電圧調
整用放電制御部28,32に対してはコンデンサC1,
C2の充電電圧を設定値まで下げるための起動信号k
1,k2を与え、第1および第2のランプ点灯用放電制
御部34,36に対してはコンデンサC1,C2をラン
プ20側へ放電させるための起動信号m1,m2および
放電を終了させるための停止信号n1,n2を与え、ト
リガ回路38に対してはランプ点灯用のトリガ信号を発
生させるためのタイミング信号tgを与える。
【0017】なお、ランプ20に隣接してレーザ媒体、
たとえばYAGロッド44が配設されており、ランプ2
0が点灯すると、その光エネルギでYAGロッド44が
励起されてレーザ発振する。レーザ発振によりYAGロ
ッド44の両端面から出射されたレーザ光LBは、出力
ミラー46と反射ミラー48の間で反射を繰り返して増
幅されたのち、出力ミラー46を抜けて出力され、図示
しないレーザ出射部または出射ユニットを介して被加工
物に入射する。これによって、1つの溶接ポイントに対
するレーザ溶接が行われる。
たとえばYAGロッド44が配設されており、ランプ2
0が点灯すると、その光エネルギでYAGロッド44が
励起されてレーザ発振する。レーザ発振によりYAGロ
ッド44の両端面から出射されたレーザ光LBは、出力
ミラー46と反射ミラー48の間で反射を繰り返して増
幅されたのち、出力ミラー46を抜けて出力され、図示
しないレーザ出射部または出射ユニットを介して被加工
物に入射する。これによって、1つの溶接ポイントに対
するレーザ溶接が行われる。
【0018】次に、かかる構成のレーザ電源装置におけ
るコンデンサの充電・放電動作について説明する。
るコンデンサの充電・放電動作について説明する。
【0019】たとえば、コンデンサC1を設定電圧(基
準電圧)S1まで充電する場合、主制御部42は第1の
充電制御部22に充電起動信号j1を与えて充電用トラ
ンジスタF1をオンさせる。これにより、入力端子10
より直流の充電電流i1がトランジスタF1を介してコ
ンデンサC1に供給され、コンデンサC1の充電電圧V
1が上昇する。コンデンサC1の充電電圧V1が上昇す
るにつれて、第1の充電電圧検出回路26より得られる
電圧測定値v1も上昇する。そして、この電圧測定値v
1が充電電圧設定部40からの設定値s1に一致する
と、第1の充電制御部22はトランジスタF1をオフに
してコンデンサC1の充電を終了する。コンデンサC2
を設定電圧(基準電圧)S2まで充電する場合は、充電
用トランジスタF1、主制御部42、第2の充電制御部
22および第2の充電電圧検出回路26等によって上記
と同様な充電動作が行われる。
準電圧)S1まで充電する場合、主制御部42は第1の
充電制御部22に充電起動信号j1を与えて充電用トラ
ンジスタF1をオンさせる。これにより、入力端子10
より直流の充電電流i1がトランジスタF1を介してコ
ンデンサC1に供給され、コンデンサC1の充電電圧V
1が上昇する。コンデンサC1の充電電圧V1が上昇す
るにつれて、第1の充電電圧検出回路26より得られる
電圧測定値v1も上昇する。そして、この電圧測定値v
1が充電電圧設定部40からの設定値s1に一致する
と、第1の充電制御部22はトランジスタF1をオフに
してコンデンサC1の充電を終了する。コンデンサC2
を設定電圧(基準電圧)S2まで充電する場合は、充電
用トランジスタF1、主制御部42、第2の充電制御部
22および第2の充電電圧検出回路26等によって上記
と同様な充電動作が行われる。
【0020】ランプ20を点灯させるためコンデンサC
1を放電させる場合、主制御部42は第1のランプ点灯
用放電制御部34に放電起動信号m1を与えて放電用ト
ランジスタTr1をオンさせる。これにより、コンデン
サC1に蓄積されていた電力がトランジスタTr1を介
してランプ20側に放電され、ランプ20が放電電流1
1によって点灯する。ランプ20が点灯すると、その光
エネルギでYAGロッド44がレーザ発振する。主制御
部42は、放電開始時刻から所定時間経過後に第1のラ
ンプ点灯用放電制御部34に放電停止信号n1を与えて
放電用トランジスタTr1をオフさせる。このような放
電によって、コンデンサC1の充電電圧V1は基準電圧
から所定値だけ低い電圧まで下がる。コンデンサC2を
放電させる場合は、放電用トランジスタTr2、主制御
部42、第2のランプ点灯用放電制御部36等によって
上記と同様な放電動作が行われる。
1を放電させる場合、主制御部42は第1のランプ点灯
用放電制御部34に放電起動信号m1を与えて放電用ト
ランジスタTr1をオンさせる。これにより、コンデン
サC1に蓄積されていた電力がトランジスタTr1を介
してランプ20側に放電され、ランプ20が放電電流1
1によって点灯する。ランプ20が点灯すると、その光
エネルギでYAGロッド44がレーザ発振する。主制御
部42は、放電開始時刻から所定時間経過後に第1のラ
ンプ点灯用放電制御部34に放電停止信号n1を与えて
放電用トランジスタTr1をオフさせる。このような放
電によって、コンデンサC1の充電電圧V1は基準電圧
から所定値だけ低い電圧まで下がる。コンデンサC2を
放電させる場合は、放電用トランジスタTr2、主制御
部42、第2のランプ点灯用放電制御部36等によって
上記と同様な放電動作が行われる。
【0021】なお、コンデンサC1,C2を放電させる
時、充電用トランジスタF1,F2をオフ状態のままに
しておく。このように、放電時間中は入力端子10側と
コンデンサC1,C2とを遮断しておくことで、電源電
圧ないし入力電圧E0が変動しても放電電流I1,I2
は影響されないので、安定なレーザ出力が得られる。
時、充電用トランジスタF1,F2をオフ状態のままに
しておく。このように、放電時間中は入力端子10側と
コンデンサC1,C2とを遮断しておくことで、電源電
圧ないし入力電圧E0が変動しても放電電流I1,I2
は影響されないので、安定なレーザ出力が得られる。
【0022】放電回路QH1は、コンデンサC1の充電
電圧V1が設定値S1よりも高くなっているときに、コ
ンデンサC1を放電させて充電電圧V1を設定値S1に
一致させるように動作する。充電電圧V1が設定値S1
に一致している状態で設定値S1を低い値に変える場
合、主制御部42は第1の電圧調整用放電制御部28に
起動信号k1を与えてトランジスタtr1をオンさせ
る。これにより、コンデンサC1より放電回路QH1に
放電電流が流れて、コンデンサ充電電圧V1が下がり、
第1の充電電圧検出回路26からの電圧測定値v1が新
たな(変更後の)設定値s1’に一致すると、第1の電
圧調整用放電制御部28はトランジスタtr1をオフに
して放電を止める。放電回路QH2においても、第2の
電圧調整用放電制御部32等によって同様な動作が行わ
れる。
電圧V1が設定値S1よりも高くなっているときに、コ
ンデンサC1を放電させて充電電圧V1を設定値S1に
一致させるように動作する。充電電圧V1が設定値S1
に一致している状態で設定値S1を低い値に変える場
合、主制御部42は第1の電圧調整用放電制御部28に
起動信号k1を与えてトランジスタtr1をオンさせ
る。これにより、コンデンサC1より放電回路QH1に
放電電流が流れて、コンデンサ充電電圧V1が下がり、
第1の充電電圧検出回路26からの電圧測定値v1が新
たな(変更後の)設定値s1’に一致すると、第1の電
圧調整用放電制御部28はトランジスタtr1をオフに
して放電を止める。放電回路QH2においても、第2の
電圧調整用放電制御部32等によって同様な動作が行わ
れる。
【0023】次に、図2〜図7につき具体的なレーザ溶
接の場面における本実施例のレーザ電源装置の作用を説
明する。
接の場面における本実施例のレーザ電源装置の作用を説
明する。
【0024】先ず、図2および図3は、同一の溶接条件
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する一例である。図
3に示すように、2枚の金属板50,52の重ね合わせ
部分に一定間隔で多数の溶接ポイントP1,P2,……
Pnを設定し、各々の溶接ポイントPiに対して一定の
レーザ光を照射して両金属板50,52を接合する場合
である。
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する一例である。図
3に示すように、2枚の金属板50,52の重ね合わせ
部分に一定間隔で多数の溶接ポイントP1,P2,……
Pnを設定し、各々の溶接ポイントPiに対して一定の
レーザ光を照射して両金属板50,52を接合する場合
である。
【0025】この場合、本レーザ電源装置では、図2の
(A)に示すような特性でコンデンサC1に充電・放電
を繰り返させることにより、図2の(B)に示すように
一定周期T0でコンデンサC1よりランプ20へ放電電
流(ランプ駆動電流)I1を供給するとともに、図2の
(C)に示すような特性でコンデンサC2に充電・放電
を繰り返させることにより、図2の(D)に示すように
上記放電電流I1に対して半周期(T0/2)だけ時間
をずらして一定周期T0でコンデンサC2よりランプ2
0に放電電流(ランプ駆動電流)I2を供給する。これ
により、放電電流I1,I2が流れる度にランプ20が
点灯し、その光エネルギで図2の(E)に示すようにY
AGロッド44がレーザ発振する。これにより、図3に
おいて、奇数番目の溶接ポイントP1,P3,…はコン
デンサC1の放電によるレーザ光によって溶接され、偶
数番目の溶接ポイントP2,P4,…はコンデンサC2
の放電によるレーザ光によって溶接されることになる。
(A)に示すような特性でコンデンサC1に充電・放電
を繰り返させることにより、図2の(B)に示すように
一定周期T0でコンデンサC1よりランプ20へ放電電
流(ランプ駆動電流)I1を供給するとともに、図2の
(C)に示すような特性でコンデンサC2に充電・放電
を繰り返させることにより、図2の(D)に示すように
上記放電電流I1に対して半周期(T0/2)だけ時間
をずらして一定周期T0でコンデンサC2よりランプ2
0に放電電流(ランプ駆動電流)I2を供給する。これ
により、放電電流I1,I2が流れる度にランプ20が
点灯し、その光エネルギで図2の(E)に示すようにY
AGロッド44がレーザ発振する。これにより、図3に
おいて、奇数番目の溶接ポイントP1,P3,…はコン
デンサC1の放電によるレーザ光によって溶接され、偶
数番目の溶接ポイントP2,P4,…はコンデンサC2
の放電によるレーザ光によって溶接されることになる。
【0026】本レーザ電源装置において、たとえばコン
デンサC1,C2の容量がそれぞれ15000μFで、
基準電圧(放電開始直前の充電電圧)を500V、放電
時間を10ms、放電終了時の充電電圧を333V、充
電電流を5Aとした場合、コンデンサC1,C2の各々
の所要充電時間T0は約250msであって、各々の充
放電サイクルは約255msに制限される。しかし、両
コンデンサC1,C2は時間を半周期ずらして交互に充
・放電を行うので、装置全体としては約128msの周
期でレーザ発振を繰り返すことができる。これにより、
レーザ溶接の時間間隔を半分にすることができ、マシン
タクトを大幅に短縮することができる。したがって、図
3において、溶接ポイントP1,P2,…Pnの全所要
溶接時間を大幅に短縮することができる。
デンサC1,C2の容量がそれぞれ15000μFで、
基準電圧(放電開始直前の充電電圧)を500V、放電
時間を10ms、放電終了時の充電電圧を333V、充
電電流を5Aとした場合、コンデンサC1,C2の各々
の所要充電時間T0は約250msであって、各々の充
放電サイクルは約255msに制限される。しかし、両
コンデンサC1,C2は時間を半周期ずらして交互に充
・放電を行うので、装置全体としては約128msの周
期でレーザ発振を繰り返すことができる。これにより、
レーザ溶接の時間間隔を半分にすることができ、マシン
タクトを大幅に短縮することができる。したがって、図
3において、溶接ポイントP1,P2,…Pnの全所要
溶接時間を大幅に短縮することができる。
【0027】次に、図4および図5は、異なる溶接条件
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する一例である。た
とえば、図5に示すように、基板となる金属板54に対
して小さな金属片56と大きな金属片58をそれぞれ重
ね合わせ、小さい方の金属片56については小さな一対
の溶接ポイントPa1,Pa2を設定し、大きい方の金
属片56については大きな一対の溶接ポイントPb1,
Pb2を設定し、金属板54に金属片56,58をそれ
ぞれ接合する場合である。
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する一例である。た
とえば、図5に示すように、基板となる金属板54に対
して小さな金属片56と大きな金属片58をそれぞれ重
ね合わせ、小さい方の金属片56については小さな一対
の溶接ポイントPa1,Pa2を設定し、大きい方の金
属片56については大きな一対の溶接ポイントPb1,
Pb2を設定し、金属板54に金属片56,58をそれ
ぞれ接合する場合である。
【0028】この場合、本レーザ電源装置では、先ず小
さな金属片56の一方の溶接ポイントPa1に対してコ
ンデンサC1を図4の(A)に示すように比較的低い基
準電圧S1’から比較短い時間Ta’だけ放電させ、次
いで該金属片56の他方の溶接ポイントPa2に対して
コンデンサC2を図4の(C)に示すように同じ基準電
圧S2’から同じ時間Tb’だけ放電させる。これによ
り、図4の(B),(D)に示すように、両コンデンサ
C1,C2からの比較的小さな放電電流11’,12’
が前後してランプ20に供給され、その度にランプ20
が点灯する。その結果、図4の(E)に示すようなレー
ザ出力W1’,W2’が得られる。なお、コンデンサC
1の放電が終了してからコンデンサC2の放電が開始す
るまでの間に、レーザ出射部のレーザ照射点は溶接ポイ
ントPa1から溶接ポイントPa2に移動する。
さな金属片56の一方の溶接ポイントPa1に対してコ
ンデンサC1を図4の(A)に示すように比較的低い基
準電圧S1’から比較短い時間Ta’だけ放電させ、次
いで該金属片56の他方の溶接ポイントPa2に対して
コンデンサC2を図4の(C)に示すように同じ基準電
圧S2’から同じ時間Tb’だけ放電させる。これによ
り、図4の(B),(D)に示すように、両コンデンサ
C1,C2からの比較的小さな放電電流11’,12’
が前後してランプ20に供給され、その度にランプ20
が点灯する。その結果、図4の(E)に示すようなレー
ザ出力W1’,W2’が得られる。なお、コンデンサC
1の放電が終了してからコンデンサC2の放電が開始す
るまでの間に、レーザ出射部のレーザ照射点は溶接ポイ
ントPa1から溶接ポイントPa2に移動する。
【0029】次に、大きな金属片58の溶接ポイントP
b1,Pb2へ移動する。この間に、コンデンサC1,
C2の充電が行われる。ただし、今度の溶接ポイントP
b1,Pb2は比較的多量の溶接エネルギを要するた
め、前回よりも高い基準電圧S1”,S2”まで充電さ
れる。そして、一方の溶接ポイントPb1に対してコン
デンサC1を図4の(A)に示すように比較的高い基準
電圧S1”から比較的長い時間Ta”だけ放電させ、次
に他方の溶接ポイントPa2に対してコンデンサC2を
図4の(C)に示すように同じ基準電圧S2”から同じ
時間Tb”だけ放電させる。これによって、図4の
(B),(D)に示すように、両コンデンサC1,C2
から比較的大きな放電電流I1”,I2”が前後してラ
ンプ20に供給され、その度にランプ20が点灯し、そ
の光エネルギによって図4の(E)に示すようなレーザ
出力W1”,W2”が得られる。
b1,Pb2へ移動する。この間に、コンデンサC1,
C2の充電が行われる。ただし、今度の溶接ポイントP
b1,Pb2は比較的多量の溶接エネルギを要するた
め、前回よりも高い基準電圧S1”,S2”まで充電さ
れる。そして、一方の溶接ポイントPb1に対してコン
デンサC1を図4の(A)に示すように比較的高い基準
電圧S1”から比較的長い時間Ta”だけ放電させ、次
に他方の溶接ポイントPa2に対してコンデンサC2を
図4の(C)に示すように同じ基準電圧S2”から同じ
時間Tb”だけ放電させる。これによって、図4の
(B),(D)に示すように、両コンデンサC1,C2
から比較的大きな放電電流I1”,I2”が前後してラ
ンプ20に供給され、その度にランプ20が点灯し、そ
の光エネルギによって図4の(E)に示すようなレーザ
出力W1”,W2”が得られる。
【0030】このように、2つのコンデンサC1,C2
よりランプ20に放電エネルギを立て続けに供給するこ
とができるので、溶接条件の異なる2組の溶接ポイント
(Pa1,Pb1),(Pa2,Pb2)をそれぞれ短
時間でレーザ溶接することができる。
よりランプ20に放電エネルギを立て続けに供給するこ
とができるので、溶接条件の異なる2組の溶接ポイント
(Pa1,Pb1),(Pa2,Pb2)をそれぞれ短
時間でレーザ溶接することができる。
【0031】次に、図6および図7は、異なる溶接条件
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する別の例である。
図7に示すように、基板となる金属板60上に大きな金
属片62C,62Dと小さな金属片64C,64Dとを
突き合わせて、大きい方の金属片62C,62Dについ
ては大きな溶接ポイントPc1,Pc2を設定し、小さ
い方の金属片64C,64Dについては小さな溶接ポイ
ントPd1,Pd2を設定し、金属板60に各金属片を
接合する場合である。
で多数の溶接ポイントをレーザ溶接する別の例である。
図7に示すように、基板となる金属板60上に大きな金
属片62C,62Dと小さな金属片64C,64Dとを
突き合わせて、大きい方の金属片62C,62Dについ
ては大きな溶接ポイントPc1,Pc2を設定し、小さ
い方の金属片64C,64Dについては小さな溶接ポイ
ントPd1,Pd2を設定し、金属板60に各金属片を
接合する場合である。
【0032】この場合、本レーザ電源装置では、先ず大
きな金属片62Cの溶接ポイントPc1に対してコンデ
ンサC1を図6の(A)に示すように比較的高い基準電
圧S1から比較的長い時間Taだけ放電させ、次いで該
金属片62Cと向き合う小さな金属片64Cの溶接ポイ
ントPd1に対してコンデンサC2を図6の(C)に示
すように比較的低い基準電圧S2から比較的短い時間T
bだけ放電させる。そして、両コンデンサC1,C2を
それぞれ基準値S1,S2まで充電させ、かつレーザ出
射部を金属片62D,64Dに移動させ、金属片62D
の溶接ポイントPc2および金属片64Dの溶接ポイン
トPd2に対して上記と同様にコンデンサC1,C2を
それぞれ放電させる。これにより、図6の(E)に示す
ようなレーザ出力によって各溶接ポイントに対するレー
ザ溶接が行われる。
きな金属片62Cの溶接ポイントPc1に対してコンデ
ンサC1を図6の(A)に示すように比較的高い基準電
圧S1から比較的長い時間Taだけ放電させ、次いで該
金属片62Cと向き合う小さな金属片64Cの溶接ポイ
ントPd1に対してコンデンサC2を図6の(C)に示
すように比較的低い基準電圧S2から比較的短い時間T
bだけ放電させる。そして、両コンデンサC1,C2を
それぞれ基準値S1,S2まで充電させ、かつレーザ出
射部を金属片62D,64Dに移動させ、金属片62D
の溶接ポイントPc2および金属片64Dの溶接ポイン
トPd2に対して上記と同様にコンデンサC1,C2を
それぞれ放電させる。これにより、図6の(E)に示す
ようなレーザ出力によって各溶接ポイントに対するレー
ザ溶接が行われる。
【0033】このように、2つのコンデンサC1,C2
よりランプ20に異なる量の放電エネルギを立て続けに
供給して、異なるレーザ出力でレーザ光を立て続けに被
溶接物に照射することができる。したがって、溶接ポイ
ント毎に溶接条件が変更してもコンデンサ充電電圧の変
更調整に時間をとらないので、短時間で対応することが
できるとともに、放電回路QH1,QH2を作動させて
充電電力を無駄に捨てる必要もなくなる。
よりランプ20に異なる量の放電エネルギを立て続けに
供給して、異なるレーザ出力でレーザ光を立て続けに被
溶接物に照射することができる。したがって、溶接ポイ
ント毎に溶接条件が変更してもコンデンサ充電電圧の変
更調整に時間をとらないので、短時間で対応することが
できるとともに、放電回路QH1,QH2を作動させて
充電電力を無駄に捨てる必要もなくなる。
【0034】なお、上述した実施例では、2つのコンデ
ンサC1,C2を設ける構成であったが、もちろん3つ
以上のコンデンサを設けることも可能である。
ンサC1,C2を設ける構成であったが、もちろん3つ
以上のコンデンサを設けることも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ溶
接電源装置によれば、励起ランプに並列接続された複数
のコンデンサについて、充電電圧設定手段によりそれぞ
れ個別的に所望の充電電圧を設定し、充電電圧検出手段
によりそれぞれのコンデンサ充電電圧を測定し、充電制
御手段および充電用スイッチング手段によりそれぞれの
コンデンサ充電電圧測定値が充電電圧設定値に一致させ
るように充電を行うようにしたので、多数の溶接ポイン
トを個別的な溶接条件で、かつ短いマシンタクトでレー
ザ溶接することが可能で、しかも各溶接条件の変更等に
対して短時間でかつ効率的にコンデンサ充電電圧の変更
調整を行うことができる。
接電源装置によれば、励起ランプに並列接続された複数
のコンデンサについて、充電電圧設定手段によりそれぞ
れ個別的に所望の充電電圧を設定し、充電電圧検出手段
によりそれぞれのコンデンサ充電電圧を測定し、充電制
御手段および充電用スイッチング手段によりそれぞれの
コンデンサ充電電圧測定値が充電電圧設定値に一致させ
るように充電を行うようにしたので、多数の溶接ポイン
トを個別的な溶接条件で、かつ短いマシンタクトでレー
ザ溶接することが可能で、しかも各溶接条件の変更等に
対して短時間でかつ効率的にコンデンサ充電電圧の変更
調整を行うことができる。
【0036】したがって、たとえばレーザ溶接に適用し
た場合には、1つの溶接ポイントに対するレーザ溶接を
行ったのち、直ちに次の溶接ポイントに対するレーザ溶
接を実行することができ、マシンタクトを短くすること
ができ、また溶接ポイント毎に溶接条件を変更する場合
でも、コンデンサ充電電圧等の時間調整に時間をとるこ
となく、任意のタイミングで各溶接条件に応じたレーザ
出力を発生させることができる。
た場合には、1つの溶接ポイントに対するレーザ溶接を
行ったのち、直ちに次の溶接ポイントに対するレーザ溶
接を実行することができ、マシンタクトを短くすること
ができ、また溶接ポイント毎に溶接条件を変更する場合
でも、コンデンサ充電電圧等の時間調整に時間をとるこ
となく、任意のタイミングで各溶接条件に応じたレーザ
出力を発生させることができる。
【図1】本発明の一実施例によるレーザ電源装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第1の具体例を示すタイミング図である。
の第1の具体例を示すタイミング図である。
【図3】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第1の具体例を示す斜視図である。
の第1の具体例を示す斜視図である。
【図4】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第2の具体例を示すタイミング図である。
の第2の具体例を示すタイミング図である。
【図5】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第2の具体例を示す斜視図である。
の第2の具体例を示す斜視図である。
【図6】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第3の具体例を示すタイミング図である。
の第3の具体例を示すタイミング図である。
【図7】実施例のレーザ電源装置の作用を説明するため
の第3の具体例を示す斜視図である。
の第3の具体例を示す斜視図である。
20 レーザ励起用ランプ 22 第1の充電制御部 24 第2の充電制御部 26 第1の充電電圧検出回路 30 第2の充電電圧検出回路 34 第1のランプ点灯用放電制御部 36 第2のランプ点灯用放電制御部 40 充電電圧設定部 42 主制御部
Claims (2)
- 【請求項1】 溶接用のレーザ光を発振出力するようレ
ーザ発振部の励起ランプを点灯駆動するためのレーザ溶
接電源装置において、 前記励起ランプに対して互いに並列に接続された複数の
コンデンサと、 前記複数のコンデンサについてそれぞれ個別的に所望の
充電電圧を設定するための充電電圧設定手段と、 前記複数のコンデンサの充電電圧をそれぞれ個別的に検
出してそれぞれの充電電圧測定値を出力する充電電圧検
出手段と、 直流電源電圧端子と前記複数のコンデンサとの間にそれ
ぞれ個別的に接続された充電用のスイッチング手段と、 各々の前記コンデンサについて個別的に所望のタイミン
グで充電を開始し、各対応する前記充電電圧測定値が各
対応する前記充電電圧の設定値にほぼ一致した時に充電
を止めるように各対応する前記スイッチング手段のオン
・オフ動作を制御する充電制御手段と、 前記複数のコンデンサをそれぞれ個別的に所望のタイミ
ングで放電させて、それぞれの充電電圧に応じた電力を
前記励起ランプに供給するためのランプ点灯用のコンデ
ンサ放電手段とを具備することを特徴とするレーザ溶接
電源装置。 - 【請求項2】 各々の前記コンデンサに個別的に並列接
続された抵抗およびスイッチ素子からなる直列回路を含
む電圧調整用の放電回路と、 各々の前記コンデンサについて各対応する前記放電回路
への放電を個別的に所望のタイミングで開始し、各対応
する前記充電電圧測定値が各対応する前記充電電圧の設
定値にほぼ一致した時に放電を止めるように前記放電回
路における前記スイッチ素子のオン・オフ動作を制御す
る電圧調整用の放電制御手段とを具備することを特徴と
する請求項1に記載のレーザ溶接電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337765A JP2934802B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーザ溶接電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337765A JP2934802B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーザ溶接電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152652A JPH05152652A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2934802B2 true JP2934802B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=18311757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337765A Expired - Lifetime JP2934802B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | レーザ溶接電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934802B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001041266A1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-06-07 | Candela Corporation | Multipulse dye laser |
| JP2014160692A (ja) * | 2012-02-29 | 2014-09-04 | Fujifilm Corp | レーザ光源ユニット、その制御方法および光音響画像生成装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5778190A (en) * | 1980-06-06 | 1982-05-15 | Nec Corp | Laser device |
| JPS5760879A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-13 | Toshiba Corp | Power supply for laser application |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP3337765A patent/JP2934802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05152652A (ja) | 1993-06-18 |
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