JPH0810775B2 - Ｎｃレーザ装置 - Google Patents
Ｎｃレーザ装置Info
- Publication number
- JPH0810775B2 JPH0810775B2 JP63193684A JP19368488A JPH0810775B2 JP H0810775 B2 JPH0810775 B2 JP H0810775B2 JP 63193684 A JP63193684 A JP 63193684A JP 19368488 A JP19368488 A JP 19368488A JP H0810775 B2 JPH0810775 B2 JP H0810775B2
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- JP
- Japan
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- blower
- laser
- temperature
- casing
- gas
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は送風機及び冷却器によってレーザガスを強制
冷却させる機構を備えたNCレーザ装置に関し、特に冷却
機構の異常検知機能を有するNCレーザ装置に関する。
冷却させる機構を備えたNCレーザ装置に関し、特に冷却
機構の異常検知機能を有するNCレーザ装置に関する。
CO2ガスレーザ等のガスレーザ発振器は高効率で高出
力が得られ、ビーム特性も良いので、数値制御装置と接
合されたNCレーザ装置として金属加工時に広く使用され
ている。このようなガスレーザ発振器は、発振効率を向
上させるために、レーザ発振を行って高温になったガス
を外部で冷却し、再びレーザガスとして放電管内に戻す
冷却機構を有している。この冷却機構は冷却器、送風
機、及びこれらと放電管を接続する送風配管系より構成
され、放電管内のレーザガスを絶えず送風機によって冷
却器を通して循環させている。
力が得られ、ビーム特性も良いので、数値制御装置と接
合されたNCレーザ装置として金属加工時に広く使用され
ている。このようなガスレーザ発振器は、発振効率を向
上させるために、レーザ発振を行って高温になったガス
を外部で冷却し、再びレーザガスとして放電管内に戻す
冷却機構を有している。この冷却機構は冷却器、送風
機、及びこれらと放電管を接続する送風配管系より構成
され、放電管内のレーザガスを絶えず送風機によって冷
却器を通して循環させている。
この冷却機構において、冷却器が本来の機能を果たさ
なかった場合は、高温ガスがそのまま送風機に流入し
て、送風機のロータを異常加熱させる。一方、冷却器が
正常でも送風機の異常回転上昇によって、ロータが加熱
される場合がある。例えば、50Hz用に設計された送風機
を誤って60Hzで使用してしまったような場合は、回転数
が上昇し、それによってロータ付近のガスの圧縮比が上
昇し、ロータが加熱される。
なかった場合は、高温ガスがそのまま送風機に流入し
て、送風機のロータを異常加熱させる。一方、冷却器が
正常でも送風機の異常回転上昇によって、ロータが加熱
される場合がある。例えば、50Hz用に設計された送風機
を誤って60Hzで使用してしまったような場合は、回転数
が上昇し、それによってロータ付近のガスの圧縮比が上
昇し、ロータが加熱される。
このように送風機のロータが異常加熱される原因は種
々考えられるが、このような原因によって結果的に送風
機のロータが異常加熱されると、ロータが熱膨張してケ
ーシングと接触し、回転数が低下し、最終的にはロータ
が回転できない状態に陥ることがある。
々考えられるが、このような原因によって結果的に送風
機のロータが異常加熱されると、ロータが熱膨張してケ
ーシングと接触し、回転数が低下し、最終的にはロータ
が回転できない状態に陥ることがある。
この場合、たとえ送風機の回転数を監視していても、
回転数が低下するまでロータとケーシングが相互に接触
するので、それらの構成材料が送風系内部に飛散して、
レーザ共振器を汚染してしまう。ロータとケーシングと
の間のギャップは、ルーツブロワの送風機の場合は100
〜300μｍであり、またターボブロワの場合はさらに狭
く30〜50μｍである。ロータ及びケーシングの構成材料
は鉄であり、その熱膨張係数は10×10-6/℃であるた
め、ロータが加熱され、ケーシングとの温度差が数10℃
以上になると相互に接触してしまうことが避けられなか
った。
回転数が低下するまでロータとケーシングが相互に接触
するので、それらの構成材料が送風系内部に飛散して、
レーザ共振器を汚染してしまう。ロータとケーシングと
の間のギャップは、ルーツブロワの送風機の場合は100
〜300μｍであり、またターボブロワの場合はさらに狭
く30〜50μｍである。ロータ及びケーシングの構成材料
は鉄であり、その熱膨張係数は10×10-6/℃であるた
め、ロータが加熱され、ケーシングとの温度差が数10℃
以上になると相互に接触してしまうことが避けられなか
った。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
送風機の入口ガス温度及び送風機のケーシング温度を監
視することにより、冷却機構の異常を早期に検知して送
風機の二次的破損等を未然に防止することのできるNCレ
ーザ装置を提供することを目的とする。
送風機の入口ガス温度及び送風機のケーシング温度を監
視することにより、冷却機構の異常を早期に検知して送
風機の二次的破損等を未然に防止することのできるNCレ
ーザ装置を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、 送風機及び冷却器によってレーザガスを強制冷却させ
る機構を備えたガスレーザ発振器と、数値制御装置（CN
C）が結合したNCレーザ装置において、 送風器の入口ガス温度を測定するガス温度測定１段
と、 送風器のケーシング温度を測定するケーシング温度測
定手段と、 前記入口ガス温度が所定のガス温度基準値を越えた場
合、あるいは前記ケーシング温度が所定のケーシング温
度基準値を越えた場合は、冷却機構の異常とみなしレー
ザ発振器の動作を停止させる異常検出手段と、 を有することを特徴とするNCレーザ装置が、 提供される。
る機構を備えたガスレーザ発振器と、数値制御装置（CN
C）が結合したNCレーザ装置において、 送風器の入口ガス温度を測定するガス温度測定１段
と、 送風器のケーシング温度を測定するケーシング温度測
定手段と、 前記入口ガス温度が所定のガス温度基準値を越えた場
合、あるいは前記ケーシング温度が所定のケーシング温
度基準値を越えた場合は、冷却機構の異常とみなしレー
ザ発振器の動作を停止させる異常検出手段と、 を有することを特徴とするNCレーザ装置が、 提供される。
送風機の入口ガス温度及びケーシング温度を測定し、
それぞれの基準値と比較する。いずれかが基準値を越え
た場合はレーザ発振器の動作を直ちに停止させ、同時に
表示装置にアラームを表示する。
それぞれの基準値と比較する。いずれかが基準値を越え
た場合はレーザ発振器の動作を直ちに停止させ、同時に
表示装置にアラームを表示する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のNCレーザ装置の構成図で
ある。図において、１は放電管である。２はレーザ用電
源であり、3a及び3bは金属電極である。放電管内部を高
速で通過するレーザガス流４に、レーザ用電源２より金
属電極3a及び3bを通して高周波電力が供給されると、レ
ーザガス流４に放電を生じ、レーザガスが励起され、誘
導放出によりレーザ光を出力する。５はレーザ光を反射
する全反射鏡、６は出力結合鏡であり、レーザ光はこの
全反射鏡５と出力結合鏡６間を往復することにより増幅
され、その一部７が出力結合鏡６から外部に出力され
る。
ある。図において、１は放電管である。２はレーザ用電
源であり、3a及び3bは金属電極である。放電管内部を高
速で通過するレーザガス流４に、レーザ用電源２より金
属電極3a及び3bを通して高周波電力が供給されると、レ
ーザガス流４に放電を生じ、レーザガスが励起され、誘
導放出によりレーザ光を出力する。５はレーザ光を反射
する全反射鏡、６は出力結合鏡であり、レーザ光はこの
全反射鏡５と出力結合鏡６間を往復することにより増幅
され、その一部７が出力結合鏡６から外部に出力され
る。
レーザ発振を行って高温となったレーザガス流４は送
風配管系８を経由して冷却器９に流入し、冷却される。
10は送風機であり、ここではルーツブロワを使用してい
る。11a及び11bはロータであり、12はケーシングであ
る。レーザガス流４は送風機10によって図の矢印方向に
圧縮されながら押し出され、冷却器13によってその圧縮
熱を除去されて、送風配管系14を経て再び放電管１の内
部に流入する。15及び16は熱電対であり、それぞれ送風
機の入口ガス温度、及び送風機のケーシングの温度を測
定して、電圧に変換し、数値制御装置に出力する。
風配管系８を経由して冷却器９に流入し、冷却される。
10は送風機であり、ここではルーツブロワを使用してい
る。11a及び11bはロータであり、12はケーシングであ
る。レーザガス流４は送風機10によって図の矢印方向に
圧縮されながら押し出され、冷却器13によってその圧縮
熱を除去されて、送風配管系14を経て再び放電管１の内
部に流入する。15及び16は熱電対であり、それぞれ送風
機の入口ガス温度、及び送風機のケーシングの温度を測
定して、電圧に変換し、数値制御装置に出力する。
20は数値制御装置であり、ガスレーザ制御用の数値制
御装置（CNC）が使用される。21a及び21bは、A/D変換器
であり、熱電対15及び16の出力するアナログ電圧をディ
ジタル値に変換して出力する。22aは基準値Ａであり、
後述する正常運転中の入口ガス温度の上限40℃に対応し
たディジタル値に設定されている。22bは基準値Ｂであ
り、後述する正常運転中のケーシング温度の上限60℃に
対応したディジタル値に設定されている。23a及び23bは
比較手段である。比較手段23aはA/D変換器21aの出力を
基準値A22aと比較し、基準値A22aを越えている場合は異
常検出手段に信号を出力する。同様に、比較手段23bはA
/D変換器21bの出力を基準値B22bと比較し、基準値B22b
を越えている場合は異常検出手段に信号を出力する。24
は異常検出手段であり、比較手段23a及び23bの信号を入
力してレーザ発振器の動作を停止させ、信号の入力状態
に応じた異常メッセージを表示装置に表示する。25はCR
T等の表示装置である。なお、数値制御装置20はこの他
に、ワークの位置を制御する位置制御回路や、加工プロ
グラム及びパラメータが格納されているメモリ等によっ
て構成されているが、本図ではこれらを省略してある。
御装置（CNC）が使用される。21a及び21bは、A/D変換器
であり、熱電対15及び16の出力するアナログ電圧をディ
ジタル値に変換して出力する。22aは基準値Ａであり、
後述する正常運転中の入口ガス温度の上限40℃に対応し
たディジタル値に設定されている。22bは基準値Ｂであ
り、後述する正常運転中のケーシング温度の上限60℃に
対応したディジタル値に設定されている。23a及び23bは
比較手段である。比較手段23aはA/D変換器21aの出力を
基準値A22aと比較し、基準値A22aを越えている場合は異
常検出手段に信号を出力する。同様に、比較手段23bはA
/D変換器21bの出力を基準値B22bと比較し、基準値B22b
を越えている場合は異常検出手段に信号を出力する。24
は異常検出手段であり、比較手段23a及び23bの信号を入
力してレーザ発振器の動作を停止させ、信号の入力状態
に応じた異常メッセージを表示装置に表示する。25はCR
T等の表示装置である。なお、数値制御装置20はこの他
に、ワークの位置を制御する位置制御回路や、加工プロ
グラム及びパラメータが格納されているメモリ等によっ
て構成されているが、本図ではこれらを省略してある。
ここで、ガス温度ならびに送風機の外壁温度等につい
て説明すると、放電管１を通過した後のガス温度は約25
0℃であり、送風機入口でのガス温度は正規の運転状態
では40℃以上になることはない。正常運転中であれば送
風機のケーシング部外壁温度は70℃を越えることはな
い。さらに、送風機出口でのガス温度は約60℃であり、
放電管１の入口では室温程度に冷却されている。
て説明すると、放電管１を通過した後のガス温度は約25
0℃であり、送風機入口でのガス温度は正規の運転状態
では40℃以上になることはない。正常運転中であれば送
風機のケーシング部外壁温度は70℃を越えることはな
い。さらに、送風機出口でのガス温度は約60℃であり、
放電管１の入口では室温程度に冷却されている。
しかし、冷却器が故障したり送風機のロータの回転数
が低下したりすると、送風機の入口ガス温度が上昇し、
A/D変換器21aの出力が基準値A22aを越える。従って、比
較手段23aは異常検出手段24に信号を出力する。異常検
出手段24は、比較手段23bが信号を出力したか、しない
かに係わらず、比較手段23aの信号を入力したことによ
って、レーザ発振器を直ちに停止させる指令を出力し、
同時に表示装置25に冷却機構の異常であることを表示す
る。
が低下したりすると、送風機の入口ガス温度が上昇し、
A/D変換器21aの出力が基準値A22aを越える。従って、比
較手段23aは異常検出手段24に信号を出力する。異常検
出手段24は、比較手段23bが信号を出力したか、しない
かに係わらず、比較手段23aの信号を入力したことによ
って、レーザ発振器を直ちに停止させる指令を出力し、
同時に表示装置25に冷却機構の異常であることを表示す
る。
また、入口ガス温度が正常でも送風機のロータの回転
数が異常に上昇すると、圧縮熱の増加によりケーシング
部の温度が上昇する。この場合は、A/D変換器21aの出力
は基準値A22aを越えずに、A/D変換器21bの出力のみが基
準値B22bを越えるので、比較手段23bのみが信号を異常
検出手段24に出力する。この場合には異常検出手段24
は、レーザ発振器の動作を直ちに停止させる指令を出力
し、表示装置には送風機の異常であることを表示する。
数が異常に上昇すると、圧縮熱の増加によりケーシング
部の温度が上昇する。この場合は、A/D変換器21aの出力
は基準値A22aを越えずに、A/D変換器21bの出力のみが基
準値B22bを越えるので、比較手段23bのみが信号を異常
検出手段24に出力する。この場合には異常検出手段24
は、レーザ発振器の動作を直ちに停止させる指令を出力
し、表示装置には送風機の異常であることを表示する。
このように、送風機の入口ガス温度及びケーシング温
度を監視することによって、冷却機構の異常を早期に検
知し、被害が拡大する前にレーザ発振器を停止させるこ
とができ、また異常箇所をオペレータに知らせることが
できる。
度を監視することによって、冷却機構の異常を早期に検
知し、被害が拡大する前にレーザ発振器を停止させるこ
とができ、また異常箇所をオペレータに知らせることが
できる。
なお、本実施例では送風機の異常回転上昇をケーシン
グ部の温度を測定することで検知したが、これは冷却器
13の入口部の温度を測定することによっても検知するこ
とができる。また、温度を測定する手段として熱電対を
用いて説明したが、これとは別にサーモスタットのよう
な簡易な熱計測媒体でも良い。
グ部の温度を測定することで検知したが、これは冷却器
13の入口部の温度を測定することによっても検知するこ
とができる。また、温度を測定する手段として熱電対を
用いて説明したが、これとは別にサーモスタットのよう
な簡易な熱計測媒体でも良い。
以上説明したように本発明では、送風機の異常回転上
昇を含めた冷却機構の異常を早期に検出することができ
るので、冷却機構の異常が原因で二次的に発生する送風
機のロータとケーシングとの干渉等も未然に防止するこ
とができる。従って、異常が生じた場合も最小限の修理
によって性能を回復することができ、NCレーザ装置の信
頼性が向上する。
昇を含めた冷却機構の異常を早期に検出することができ
るので、冷却機構の異常が原因で二次的に発生する送風
機のロータとケーシングとの干渉等も未然に防止するこ
とができる。従って、異常が生じた場合も最小限の修理
によって性能を回復することができ、NCレーザ装置の信
頼性が向上する。
また、オペレータにレーザ発振器が停止した原因を知
らせることができるので、メンテナンスが容易になる。
らせることができるので、メンテナンスが容易になる。
第１図は本発明の一実施例のNCレーザ装置の構成図であ
る。 １……放電管 ４……レーザガス流 ９……冷却器 10……送風機 11a、11b……ロータ 12……ケーシング 13……冷却器 15、16……熱電対 20……数値制御装置 22a……基準値Ａ 22b……基準値Ｂ 23a、23b……比較手段 24……異常検出手段 25……表示装置
る。 １……放電管 ４……レーザガス流 ９……冷却器 10……送風機 11a、11b……ロータ 12……ケーシング 13……冷却器 15、16……熱電対 20……数値制御装置 22a……基準値Ａ 22b……基準値Ｂ 23a、23b……比較手段 24……異常検出手段 25……表示装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−288079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−229382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−55979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−87392（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−154188（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−273581（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】送風機及び冷却器によってレーザガスを強
制冷却させる機構を備えたガスレーザ発振器と、数値制
御装置（CNC）が結合したNCレーザ装置において、 送風器の入口ガス温度を測定するガス温度測定手段と、 送風器のケーシング温度を測定するケーシング温度測定
手段と、 前記入口ガス温度が所定のガス温度基準値を越えた場
合、あるいは前記ケーシング温度が所定のケーシング温
度基準値を越えた場合は、冷却機構の異常とみなしレー
ザ発振器の動作を停止させる異常検出手段と、 を有することを特徴とするNCレーザ装置。 - 【請求項２】前記異常検出手段は前記入口ガス温度が前
記ガス温度基準値を越えた場合は、冷却機構の異常であ
ることを表示装置に表示するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のNCレーザ装置。 - 【請求項３】前記異常検出手段は前記入口ガス温度が前
記ガス温度基準値以内で、前記ケーシング温度が前記ケ
ーシング温度基準値を越えた場合は、送風機の異常であ
ることを表示装置に表示するように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NCレーザ装置。 - 【請求項４】前記ガス温度測定手段及び前記ケーシング
温度測定手段は、熱電対によって構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のNCレーザ装置。 - 【請求項５】前記ガス温度測定手段及び前記ケーシング
温度測定手段は、サーモスタットによって構成されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のNCレーザ装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193684A JPH0810775B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Ｎｃレーザ装置 |
| PCT/JP1989/000773 WO1990001819A1 (fr) | 1988-08-03 | 1989-07-26 | Dispositif laser a commande numerique |
| DE89908874T DE68910111T2 (de) | 1988-08-03 | 1989-07-26 | Numerisch gesteuerte laservorrichtung. |
| EP89908874A EP0393200B1 (en) | 1988-08-03 | 1989-07-26 | Nc laser apparatus |
| US07/465,267 US5084885A (en) | 1988-08-03 | 1990-03-30 | Nc laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193684A JPH0810775B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Ｎｃレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241792A JPH0241792A (ja) | 1990-02-09 |
| JPH0810775B2 true JPH0810775B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=16312068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193684A Expired - Lifetime JPH0810775B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | Ｎｃレーザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5084885A (ja) |
| EP (1) | EP0393200B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0810775B2 (ja) |
| DE (1) | DE68910111T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990001819A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5117435A (en) * | 1990-10-25 | 1992-05-26 | Coherent, Inc. | Pressure regulation system for gas laser based on temperature of anode stem |
| US5748656A (en) * | 1996-01-05 | 1998-05-05 | Cymer, Inc. | Laser having improved beam quality and reduced operating cost |
| US6414828B1 (en) * | 1999-03-17 | 2002-07-02 | Lambda Physik Ag | Laser ventilation system |
| EP1376786B1 (en) * | 2001-09-28 | 2011-04-27 | Panasonic Corporation | Gas laser transmitter |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943584A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | レ−ザ装置 |
| JPH0235288Y2 (ja) * | 1984-10-06 | 1990-09-25 | ||
| JPS61154188A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ装置 |
| JPS63229793A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Fanuc Ltd | レ−ザ発振器配管系の異常検出装置 |
| JPH0696198B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1994-11-30 | ファナック株式会社 | レ−ザ用数値制御装置 |
| JPH06255979A (ja) * | 1993-02-28 | 1994-09-13 | Shuji Fukahori | 異型ブロック掴み機 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63193684A patent/JPH0810775B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-26 WO PCT/JP1989/000773 patent/WO1990001819A1/ja not_active Ceased
- 1989-07-26 DE DE89908874T patent/DE68910111T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-26 EP EP89908874A patent/EP0393200B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-03-30 US US07/465,267 patent/US5084885A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0393200B1 (en) | 1993-10-20 |
| JPH0241792A (ja) | 1990-02-09 |
| US5084885A (en) | 1992-01-28 |
| DE68910111D1 (de) | 1993-11-25 |
| DE68910111T2 (de) | 1994-02-10 |
| WO1990001819A1 (fr) | 1990-02-22 |
| EP0393200A4 (en) | 1991-01-23 |
| EP0393200A1 (en) | 1990-10-24 |
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