JPH02267984A - ガスレーザ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガスレーザ制御装置に関し、特に放電管の確実
な点弧に関するものである。

従来の技術 従来、ＤＣ励起あるいはＲＦ励起ガスレーザ装置におい
て、放電開始電圧そのもののバラツキ。

ガス流量の変動、電源電圧の変動、放電管の汚れなどで
放電管が放電開始時あるいはレーザ出力をパワーコント
ロールし、レーザ出力を絞った場合へ弧しない場合が発
生し、板金加工などの加工開始点の加工不良などが発生
していた。これらを解決するためにＤＣ励起ガスレーザ
装置ではレーザ出力の大きさを設定する設定指令信号を
与えても放電管の放電検出出力が得られない場合、火花
発振方式などの点弧装置の出力を直ちに放電管に印加し
、放電管を放電させるようにしていた。

発明が解決しようとする課題 放電管の放電検出回路の応答性が悪く、時間遅れを生じ
加工開始点で加工不良を数目起した。

特に、放電していない放電停止時間が長く、再スタート
する場合に発生しやすかった。

本発明は従来の欠点を除去し、加工開始点で加工不良を
生じなく、放電停止時間が長い場合でも加工不良を生じ
ない。放電管の点弧が確実に得られるようにしたもので
ある。

課題を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明のレーザ制御装置
は、ガスレーザ出力の大きさを設定する設定指令信号回
路と、フリップフロップ回路と、第１の時限設定と放電
管を点弧させるための点弧装置の動作信号とを出力する
第１の時限設定回路と、第２の時限設定と前記フリップ
フロップ回路のリセット信号とを出力する第２の時限設
定回路とを具備し、前記設定指令信号回路の出力を前記
フリップフロップ回路のセット端子および前記第２の時
限設定回路のリセット端子に入力し、前記設定指令信号
回路の出力の立ち下りを第２の時限設定回路のセント端
子に入力し、前記フリップフロップ回路の出力を前記第
１の時限設定回路のセット端子に入力し、前記第２の時
限設定回路の出力を前記フリップフロップ回路のリセッ
ト端子に入力し、前記第１の時限設定回路の出力を前記
点弧装置の動作信号としてなるものである。

作　　用 上記手段において、設定指令信号の立ち上りで放電管を
点弧させるための点弧装置を同時に動作させるようにし
たので、放電検出回路の時間遅れは影響を及はさず、加
工開始点の加工不良は発生しない。

また、設定指令信号の立ち下りで放電停止期間をカウン
トするようにし、放電管のつきやすさ。

馴みが確保できない放電停止期間となった場合は再スタ
ート時再び点弧装置を動作させるようにしたので放電停
止期間が長い場合でも加工不良は発。

生しない。

実施例 第１図は高周波出力を放電管に注入し、高周波放電によ
って励起されたガスからレーザ光を発生させるようにし
たＣｏ２ガスレーザ装置の制御装置をブロック図として
示したものである。

第２図および第３図は本発明の設定指令信号と転弧装置
動作と放電停止期間カウントとのタイミングを示したも
ので、第２図は連続モード出力の場合を示し、第３図は
パルスモード出力の場合を示す。

第４図は第１図の実際の一回路例である。

まず、第６図の従来のものについて説明すると、直流高
圧電源２の直流高圧はレーザ出力を取り出す放電管３に
印加され真空管４で制御され、真空管４のカソードはト
ランジスタ６で制御される。

抵抗６，７は真空管４が非導通時に真空管４に印加され
る電圧が定格以下となるようにするためのものである。

火花′発振装置８は点弧装置で昇圧トランス９と抵抗２
３．火花放電電極１ｏさらに昇圧する昇圧トランス１１
などで構成され、火花放電電極１ｏのギャップにより決
められた電圧が外圧トランス１１で昇圧され、放電管３
に巻きつけられた金属バンド１２などに印加され、放電
管３が点灯するようになっている。

また、変流器１３の出力は放電電流検出回路１４に与え
られ、設定指令信号が立ち上っても放電電流が検出され
ない場合は、直ちに放電電流検出回路に内蔵している高
応答リレーあるいは、半導体交流リレー（ＳＳＲ）１ｓ
が動作し、その接点１６が閉じ、火花発振装置８が動作
する。

第６図について説明すると、イの設定指令信号の立ち上
りで直ちに口の放電が開始するものが１８で１９は放電
が開始していないことを第６図の放電電流検出回路１４
で検出し、への第５図の点弧装置８を動作させ、放電さ
せた場合を示す。この場合ハの点弧装置動作は時間遅れ
Ｔｐ２０を持つ。

次に第１図について説明すると、第１図の２４の設定指
令信号の立ち上りでフリップフロップ回路２７のセット
端子と第２の時限設定とフリップフロッグ回路のリセッ
ト信号とを出力する第２の時限設定回路のリセット端子
に入力され、フリップフロップ回路２７の出力は第１の
時限設定と点弧装置動作信号とを出力する第１の時限設
定回路２８のセット端子に入力され、第１の時限設定回
路２８は第１の時限をカウントすると共にその間、ライ
ン３０に点弧装置動作信号を出力する。

設定指令信号の立ち下り２５で第２の時限設定回路２９
のセント端子に入力され、第２の時限設定回路は第２の
時限をカウントし、タイムアツプするとフリップフロッ
グ回路２７のリセット端子と、第２の時限設定回路２８
にリセット信号を出す。

次に設定指令信号の立ち上り２６で立ち上り２４と同様
な動作を行い、フリップフロップ回路２７の出力が第１
の時限設定回路２８のセット端子に入力され、同様に、
第１の時限をカウントすると共に、その間、ライン３ｏ
に点弧装置動作信号を出力する。

なお、上述の説明は信号２６と信号２６間が第２の時限
より長い場合の説明である。

第２図について説明すると、ガスレーザ装置が待機状態
から、イの設定指令信号が立ち上ると、口の放電が開始
し、ハの点弧装置が口の放電状態に関係なく第１の時限
Ｔ、（例えば１ｓａ：　）　２１だけ動作する。放電管
の放電については一度、放電開始電圧以上の電圧が印加
され点弧放電すると、後は放電維持電圧以下にならない
限シ失弧せず、ハの点弧装置の動作タイミングは極めて
有効である。

二の放電停止期間のカウント、第２の時限カウントは、
イの設定指令信号の立ち下りでカウントを開始し、Ｔ２
（例えば３ＳＥＣ）２２後にタイムアツプすると、ホの
フリップフロップ回路リセットの出力が立ち上り、フリ
ップフロップをリセットする。

ホのフリップフロフグ回路リセットの出力は次のイの設
定指令信号の立ち上りでリセットされる。

よってイの設定指令信号の立ち下シから次の立ち上りま
でがＴ２，２２の第２の時限設定内にあった場合はホの
フリップフロップ回路リセットの出力は出力されず、次
のイの設定指令信号の立ち上りでハの点弧装置は動作し
ない。この場合への点弧装置を動作させないのは放電停
止直後は電離されたイオンが放電管及びガス中に残って
おるために、次の放電開始電圧が低く、容易に点弧放電
するいわゆる放電管のつきやすさ、馴みがあるためであ
る。

また放電停止期間が長い場合は、電離されたイオンが再
結合し、元の状態に戻るので本来の放電開始電圧が必要
である。

実験の一例ではあるが放電管外径ψ３５鵡、１４３０　
ｒｕｍ、ガス流量５０　Ｔｏｒｒのもので、横軸に放電
停止期間、縦軸に放電管の点弧率をとり調べてみた結果
、連続モード出力で１０ＳｅＣ以内であれば点弧装置動
作なしでも１００％確実についた。

また連続モード出力でパワーコントロールで出力を絞っ
た場合とパルス出力およびパルス出力で出力を絞った場
合も調べ、前記従来例で述べた放電管の開始電圧そのも
ののバラツキなどを考慮し、放電停止期間カウントをＴ
２，３ｓｅｃと決めた。

ここで必ず設定指令信号の立ち上りで点弧装置を動作さ
せれば確実に点弧するが点弧装置の使用率が上り１００
％使用率を保証しようとすると、第５図８内の抵抗２３
を油冷などにしなければならず点弧装置が高価となる。

また特にビアッシングなどの場合、放電開始。

停止が頻繁に行われ、点弧装置の使用率が上り、また点
弧装置動作開始時、第５図８内の昇圧トランス１１に、
突入電流が流れ、この場合は昇圧トランス１１が焼損す
る場合もあった。

これより本発明の放電停止期間カウントは上述のごとく
極めて有効である。

第３図について説明すると、第３図のパルスモード出力
も第２図の連続モード出力の場合と点弧装置の動作は同
じである。

パルス出力モードの場合、パルス出力はパルス周波数が
１ｏＨｚ〜１０ＫＨｚなどと制御されるのでパルスの設
定指令出力が立ち下ってから、次立ち上るまで最長のも
ので０．Ｉ　ＳｅＣなので、第３図ハに示すととく点弧
装置はパルスの設定指令信号が出ている間は動作しない
。ただし、第３図二に示すごとく、放電停止期ｕ■のカ
ウントは各パルスコトに行われる。即ち放電開始指令な
どの信号がガスレーザ装置のＮＣなどから必要とせず、
その繁雑なプログラムも必要とせず、設定指令信号のみ
で連続モード出力、パルスモード出力全てに本発明の制
御は適用できるので極めて有用である。

第４図について説明すると、第１図のフリップフロッグ
回路２７のフリップフロップが３１、第１の時限設定回
路２８のタイマーが３２、第２の時限設定回路２９のタ
イマーが３３である。

またライン３ｏは第４図ではライン３４である。

Ｉ　Ｒ３５，３６は電源投入時の初期リセ、Ｉ−で上述
の３回路をリセットする。

発明の効果 以上のように本発明においては、放電開始時に加工不良
は発生しなく、確実に放電管は点弧し、連続モード出力
、パルスモード出力いずれの場合にも適用でき、しかも
設定指令信号のみで信号を処理でき、点弧装置も使用率
を下げられるので必要最小限の安価、信頼性の高いもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すＣｏ２ガスレーザ制御
装置のブロック図、第２図および第３図は同制御装置の
タイミングチャート、第４図は同制御装置の具体例を示
す回路図、第６図は従来の制御装置のブロック図、第６
図は同タイミングチャートである。 ２７・・・・・・フリップフロップ回路、２８・・・・
・・第１の時限設定回路、２９・・・・・・第２の時限
設定回路。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名−シ 賭と ｆＡ亡 ８１ｉＡ ｍ　ａｐ＋ 璧８ 第 図 簗 図 設定比９１号 （イノ 放 電 （ロン 点弧装置　重りイ乍　（ノリ Ｂ今間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流高圧を放電管に印加し、ＤＣグロー放電によ
   って励起されたガスからレーザ光を発生させるようにし
   たガスレーザ制御装置において、ガスレーザ出力の大き
   さを設定する設定指令信号回路と、フリップフロップ回
   路と、第１の時限設定と放電管を点弧させるための点弧
   装置の動作信号とを出力する第１の時限設定回路と、第
   ２の時限設定と前記フリップフロップ回路のリセット信
   号とを出力する第２の時限設定回路とを具備し、前記設
   定指令信号回路の出力を前記フリップフロップ回路のセ
   ット端子および前記第２の時限設定回路のリセット端子
   に入力し、前記設定指令信号回路の出力の立ち下りを第
   ２の時限設定回路のセット端子に入力し、前記フリップ
   フロップ回路の出力を前記第１の時限設定回路のセット
   端子に入力し、前記第２の時限設定回路の出力を前記フ
   リップフロップ回路のリセット端子に入力し、前記第１
   の時限設定回路の出力を前記点弧装置の動作信号とし、
   前記設定指令信号の立ち上りで前記点弧装置を前記第１
   の時限だけ動作させ、前記設定指令信号の立ち下りで放
   電停止期間前記第２の時限をカウントし、該第２の時限
   がタイアップすれば該タイムアップ信号を前記フリップ
   フロップのリセット信号として用い、再び前記点弧装置
   を前記第１の時限だけ動作させるようにしたことを特徴
   とするガスレーザ制御装置。
2. （２）高周波電力を放電管に注入し、高周波放電によっ
   て励起されたガスからレーザ光を発生させるようにした
   ガスレーザ装置に適用するようにした特許請求の範囲第
   １項記載のガスレーザ制御装置。
3. （３）前記第１の時限および前記第２の時限を前記放電
   管に注入する電力の関数とすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のガスレーザ制御装置
   。
4. （４）前記設定指令信号および前記高周波電力を設定指
   令する設定指令信号および前記高周波電力の周波数にお
   いて放電管が確実に点弧するように、設定指令信号の一
   部を変えた、あるいは周波数の大きさを変えたガスレー
   ザ制御装置に適用するようにした特許請求の範囲第１項
   または第２項または第３項記載のガスレーザ制御装置。