JPH1084156A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JPH1084156A
JPH1084156A JP23678596A JP23678596A JPH1084156A JP H1084156 A JPH1084156 A JP H1084156A JP 23678596 A JP23678596 A JP 23678596A JP 23678596 A JP23678596 A JP 23678596A JP H1084156 A JPH1084156 A JP H1084156A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光パワーのオーバーシュートを防止して安定
したレーザ出力を得ることのできるようなレーザ発振器
を提供する。 【解決手段】 NC装置3からのレーザ出力指令信号2
3を受けて発振器制御部5が電圧波形指令信号25を発
し、これを受けて電源部9が放電電力を発振ヘッド15
に供給してレーザ光LBを出力する。出力されたレーザ
光LBはレーザ光検出手段17が検出して比較器19に
信号を発する。一方、シュミレータ部21は、前記発振
器制御部5がレーザ出力指令信号23を受けてから前記
レーザ光検出器17が検出信号V2 を発するまでの動作
をシュミレートしてシュミレート信号V1 を比較器19
に発する。比較器19では、前記レーザ光検出器17の
検出信号V2 と前記シュミレート信号V1 の偏差をと
り、この偏差を加算器7が前記電圧波形指令信号25に
負帰還させて電圧波形指令信号25を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ発振器に係
り、さらに詳しくは、電圧波形指令信号の補正をするこ
とにより光パワーの制御を行うレーザ発振器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図3を参照するに、従来より光波形指令
を使用するレーザ発振器101として特開平4−350
78号公報に示されるものがある。すなわち、NC装置
103から発せられた周波数、デューティ、振幅等の指
令を第一の信号処理部105が光波形指令信号107に
変換して加算器109を経て第二の信号処理部111に
伝達する。
【0003】第二の信号処理部111では光波形指令信
号107を電圧波形指令信号113に変換し、電源部1
15に送られる。この電源部115は、DCPU117
とRFPU119から構成されており、DCPU117
では商用電源からDC可変電圧を得てパルス変調等を行
う。
【0004】さらに、RFPU119はDC電圧からR
F(高周波交流)および高圧への変換を行い、発振ヘッ
ド121からレーザ光LBを発する。発振ヘッド121
から発せられたレーザ光LBは光センサ123で検出さ
れて光出力検出信号V2 が比較器125に送られる。こ
の光出力検出信号V2 は、光波形指令から電圧波指令へ
変換する遅れT1 と、電圧波形指令から放電までの遅れ
とベース放電の時間による遅れT2 (図5参照)を有し
ている。
【0005】一方、第一の信号処理部105からの光波
形指令信号107は、光センサ123の遅れ(数100
ms)と同じ遅れを持つCRフィルター127により前
記光センサ123の応答特性に合せられたレーザ出力指
令信号V1 が比較器125へ送られる。
【0006】比較器125は入力された光センサ123
からのフィードバック信号である光出力検出信号V2
CRフィルター127からのレーザ出力指令信号V1
の偏差を算出し、加算器109により第一の信号処理部
105からの光波形指令信号に加算されてこれを補正し
て第二の信号処理部111を経て電源部115へ送るこ
とにより光パワーを制御する。
【0007】次ぎに、図4を参照するに、光波形指令を
使用しないレーザ発振器131が示されている。なお、
前述の図3に示したレーザ発振器101と共通の部位に
は共通の符号を付すこととする。
【0008】このレーザ発振器129では、NC装置1
03から周波数、デューティ、振幅等のレーザ出力指令
信号131が発振器制御部133に発せられると、発振
器制御部133の第一の信号処理部135で前記レーザ
出力指令信号131を光波形指令信号に変換して第二の
信号処理部137に伝達し、第二の信号処理部137が
光波形指令信号を電圧波形指令信号113に変換する。
この電圧波形指令信号113は加算器109を経て電源
部115のDCPU117に伝達される。
【0009】DCPU117は商用電源からDC可変電
圧を得てパルス変調等を行い、さらにRFPU119で
DC電圧からRF(高周波交流)および高圧への変換を
行い、発振ヘッド121からレーザ光LBを発する。こ
のレーザ光LBを光センサ123が検出して光出力検出
信号V2 を比較器125に送る。
【0010】一方、発振器制御部133からの電圧波形
指令信号113はシュミレータ139にも送られ、さら
に比較器125に送られて光センサ123からの光出力
検出信号V2 との偏差をとり加算器109へ送られ負信
号として電圧波形指令信号113に加算されてこれを補
正して電源部115へ送ることにより光パワーを制御す
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5を
参照するに、先に示したレーザ発振器101において
は、CRフィルター127から比較器125への信号V
1 が、第二の信号処理部111等の遅れT1 (数10〜
数ms)により光パワーが出力されていない状態から立
上がってしまい誤った補正をかけてオーバーシュート
(V1 −V2 分が加わる)による加工不良を生じるおそ
れがある。また、このオーバーシュートを抑制するため
にゲインを落とすと光パワーの安定性が低下するという
問題がある。
【0012】また、次いで示したレーザ発振器129で
は、前述のレーザ発振器101と異なリ第二の信号処理
部111が閉ループ内になく、電圧波形指令信号113
からベース放電までの遅れもシュミレートできるので前
記したような問題はないものの、シュミレータ139を
アナログ回路で構成した場合に、レーザ発振器129ご
との特性に合うように手動で調整しなければならず、ま
た調整箇所が多いため面倒である。
【0013】シュミレータ139をデジタルで構成した
場合には、調整化を自動化することができるものの処理
に時間を要し、前述の場合と逆に光センサ123の信号
141の方がシュミレータ139の出力よりも先に立上
がり、誤った補正を行うおそれがある。
【0014】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、光パワーのオーバー
シュートを防止して安定したレーザ出力を得ることので
きるようなレーザ発振器を提供することにある。
【0015】
【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、請求項1による発明のレーザ発振器は、NC装置
からのレーザ出力指令信号を受けて電圧波形指令信号に
変換する発振器制御部と、この発振器制御部からの電圧
波形指令信号を受けて放電電力を供給する電源部と、こ
の電源部からの電力によりレーザ光を発する発振ヘッド
を有し、前記発振ヘッドからのレーザ光を検出するレー
ザ光検出器と、前記発振器制御部がレーザ出力指令信号
を受けてから前記レーザ光検出器が検出信号を発するま
での動作をシュミレートするシュミレータ部と、前記シ
ュミレータ部からのシュミレータ信号と前記レーザ光検
出器からの信号との偏差をとる比較器と、この比較器か
らの偏差を前記電圧波形指令信号に負帰還させて前記電
圧波形指令信号を補正する加算器と、を備えてなること
を特徴とするものである。
【0016】従って、NC装置からのレーザ出力指令信
号を受けて発振器制御部が電圧波形指令信号を発し、こ
の電圧波形指令信号を受けて電源部が放電電力を発振ヘ
ッドに供給してレーザ光を出力する。レーザ光検出手段
が出力されたレーザ光を検出して比較器に信号を発す
る。一方、シュミレータ部は、前記発振器制御部がレー
ザ出力指令信号を受けてから前記レーザ光検出器が検出
信号を発するまでの動作をシュミレートしてシュミレー
ト信号を比較器に発する。比較器が前記レーザ光検出器
の検出信号と前記シュミレート信号の偏差をとり、この
偏差を加算器が前記電圧波形指令信号に負帰還させて電
圧波形指令信号を補正する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。
【0018】図1には、この発明にかかるレーザ発振器
1が示されている。このレーザ発振器1では、NC装置
3に発振器制御部5が接続されており、この発振器制御
部5には加算器7を経て電源部9のDCPU11が接続
され、同じく電源部9のRFPU13を経て発振ヘッド
15が接続されている。
【0019】また、発振ヘッド15から発せられたレー
ザ光LBを検出するレーザ光検出器としての光センサ1
7が設けられており、この光センサ17は比較器19に
接続されている。
【0020】一方、前記NC装置3には、DCPU1
1、RFPU13、発振ヘッド15、光センサ17等を
シュミレートしたシュミレータ部21が接続されてい
る。このシュミレータ部21は前記比較器19に接続さ
れ、この比較器19は前記加算器7に接続されている。
【0021】従って、NC装置3からの周波数、デュー
ティ、振幅等のレーザ出力指令信号23を発振器制御部
5が電圧波形指令信号25に変換する。さらに、発振器
制御部5から発せられた電圧波形指令信号25は加算器
7を経て電源部9に伝達される。
【0022】一方、比較器19には、前記DCPU1
1、RFPU13、発振ヘッド15、光センサ17のす
べてをシュミレートするシュミレータ部21からのシュ
ミレート信号V1 および実際にDCPU11、RFPU
13、発振ヘッド15、光センサ17のすべてを経てき
た前記光センサ17からの信号V2 が入力され、その差
を前記加算器7に加えることにより前記電圧波形指令信
号25を補正して、光パワーを制御する。前記シュミレ
ータ部21では、予め発振器制御部5に読み込まれてい
る開ループ特性データ(振幅指令に対する電圧波形振幅
指令)に基づいてシュミレート信号V1 を出力する。
【0023】図2を参照するに、光センサ17からの信
号V2 はレーザ出力指令信号23が発振器制御部5へき
てから放電までに要する時間とベース放電を加えた時間
Dだけ発振器制御部5からの電圧波形指令信号25よ
りも遅れて立上がるので、シュミレータ部21からのシ
ュミレート信号V1 を同様にレーザ出力指令信号23が
発振器制御部5へきてから放電までの時間とベース放電
を加えた時間だけ遅れて立上げるようにしてV1 とV2
を同期させる。
【0024】以上の結果から、シュミレート信号V1
レーザ出力指令信号23に対して、レーザ出力指令信号
23が発振器制御部5へきてから放電までの時間とベー
ス放電を加えた時間TD だけ遅らせて出力することによ
り、光センサ17からの信号と同期させることができる
ので、安定した光パワーの制御ができる。これにより、
光パワーのオーバーシュートによる加工不良を回避する
ことができる。
【0025】また、開ループ特性データを発振器制御部
5に読み込むことにより、調整の自動化を図ることがで
きる。
【0026】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よるレーザ発振器では、NC装置からのレーザ出力指令
信号を受けて発振器制御部が電圧波形指令信号を発し、
この電圧波形指令信号を受けて電源部が放電電力を発振
ヘッドに供給してレーザ光を出力する。出力されたレー
ザ光はレーザ光検出手段が検出して比較器に信号を発す
る。一方、シュミレータ部は、前記発振器制御部がレー
ザ出力指令信号を受けてから前記レーザ光検出器が検出
信号を発するまでの動作をシュミレートしてシュミレー
ト信号を比較器に発するので、レーザ光検出手段からの
検出信号と同期して比較器に入力される。このため、比
較器では前記レーザ光検出器の検出信号と前記シュミレ
ート信号の偏差をとり、この偏差を加算器が前記電圧波
形指令信号に負帰還させて電圧波形指令信号を補正する
ことにより正確な補正をすることができる。このため、
オーバーシュートによる加工不良を回避することがで
き、安定した出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるレーザ発振器の一実施の形態
を示すブロック構成図である。
【図2】図1中の電圧波形指令とシュミレータ信号と光
センサからの信号との関係を示すグラフである。
【図3】従来の光波形指令を使用するタイプのレーザ発
振器を示すブロック構成図である。
【図4】従来の光波形指令を使用しないタイプのレーザ
発振器を示すブロック構成図である。
【図5】従来のレーザ発振器における各信号の関係を示
すグラフである。
【符号の説明】
1 レーザ発振器 3 NC装置 5 発振器制御部 7 加算器 9 電源部 15 発振ヘッド 17 光センサ(レーザ光検出器) 19 比較器 21 シュミレータ部 23 レーザ出力指令信号 25 電圧波形指令信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NC装置からのレーザ出力指令信号を受
    けて電圧波形指令信号に変換する発振器制御部と、この
    発振器制御部からの電圧波形指令信号を受けて放電電力
    を供給する電源部と、この電源部からの電力によりレー
    ザ光を発する発振ヘッドを有し、前記発振ヘッドからの
    レーザ光を検出するレーザ光検出器と、前記発振器制御
    部がレーザ出力指令信号を受けてから前記レーザ光検出
    器が検出信号を発するまでの動作をシュミレートするシ
    ュミレータ部と、前記シュミレータ部からのシュミレー
    タ信号と前記レーザ光検出器からの信号との偏差をとる
    比較器と、この比較器からの偏差を前記電圧波形指令信
    号に負帰還させて前記電圧波形指令信号を補正する加算
    器と、を備えてなることを特徴とするレーザ発振器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287059A (ja) * 2000-04-10 2001-10-16 Amada Eng Center Co Ltd レーザ加工機の加工不良検出方法およびその装置
EP1375052A1 (en) * 2002-06-21 2004-01-02 Fanuc Ltd Laser machining apparatus
WO2024052998A1 (ja) * 2022-09-06 2024-03-14 ファナック株式会社 レーザ発振器及びレーザ加工装置

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