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JP2010212559A - Gas laser oscillator - Google Patents

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JP2010212559A
JP2010212559A JP2009059096A JP2009059096A JP2010212559A JP 2010212559 A JP2010212559 A JP 2010212559A JP 2009059096 A JP2009059096 A JP 2009059096A JP 2009059096 A JP2009059096 A JP 2009059096A JP 2010212559 A JP2010212559 A JP 2010212559A
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JP
Japan
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gas
laser
vacuum pump
laser gas
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009059096A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yamashita
隆之 山下
Yoshiaki Sakamoto
良彰 阪本
Satoshi Eguchi
聡 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2009059096A priority Critical patent/JP2010212559A/en
Publication of JP2010212559A publication Critical patent/JP2010212559A/en
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Abstract

【課題】長期停止時のガス循環部分への大気及び水分の侵入、大気中へのレーザガスの侵出などによるレーザガス組成変化による放電乱れを抑制する大出力に適したガスレーザ発振装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザガスを用い、起動中にレーザガスを給気するボンベ14と、レーザガスを排気する真空ポンプ15と、ボンベ14から給気するレーザガス量および真空ポンプ15で排気するレーザガス量を制御する制御部16を備え、制御部16は、起動時にレーザガスを真空ポンプ15で排出後、ボンベ14から大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを真空ポンプ15で排出後、動作ガス圧までボンベ14から給気するシーケンスとして、起動時の真空ポンプ15で排出するガス圧を、起動時のガス圧より低く、かつ、再度真空ポンプ15で排出するガス圧よりも高くするものである。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a gas laser oscillation apparatus suitable for high output that suppresses discharge disturbance due to a laser gas composition change due to the intrusion of air and moisture into a gas circulation portion during a long-term stop or the invasion of laser gas into the atmosphere. Objective.
A cylinder 14 for supplying laser gas during startup, a vacuum pump 15 for exhausting laser gas, a control for controlling the amount of laser gas supplied from the cylinder 14 and the amount of laser gas exhausted by the vacuum pump 15 using laser gas. The controller 16 includes a vacuum pump 15 at the time of start-up, and after supplying the gas from the cylinder 14 to the vicinity of the atmospheric pressure, the controller 16 discharges the laser gas again with the vacuum pump 15 and then reaches the operating gas pressure from the cylinder 14. As a sequence for supplying air, the gas pressure discharged by the vacuum pump 15 at the time of startup is lower than the gas pressure at the time of startup and higher than the gas pressure discharged by the vacuum pump 15 again.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、起動時のレーザガスの排気、給気を行うガスレーザ発振装置に関するものである。   The present invention relates to a gas laser oscillation device that exhausts and supplies laser gas at startup.

板金加工装置に搭載されるガスレーザ発振装置は薄板の高速切断や軟鋼、アルミニウム、ステンレス等の厚板の切断、溶接を目的大として使われ大出力化が行われてきている。   Gas laser oscillators mounted on sheet metal processing apparatuses have been used for large purposes for high-speed cutting of thin plates, cutting of thick plates such as mild steel, aluminum, and stainless steel, and welding.

図6に一般的なガスレーザ発振装置の概略構成の一例として軸流型ガスレーザ装置の例を示す。以下、図3を参照しながらガスレーザ発振装置を説明する。   FIG. 6 shows an example of an axial flow type gas laser device as an example of a schematic configuration of a general gas laser oscillation device. Hereinafter, the gas laser oscillation device will be described with reference to FIG.

図に示すガスレーザ発振装置は、ガラスなどの誘電体よりなる放電管31、41を設け、それぞれの放電管31、41の両端に電極32、33、42、43を設けている。   The gas laser oscillation device shown in the figure is provided with discharge tubes 31 and 41 made of a dielectric material such as glass, and electrodes 32, 33, 42, and 43 are provided at both ends of the respective discharge tubes 31 and 41.

この電極32と33、電極42と43には高圧電源63、62を接続して高電圧を印加するように構成していて、それぞれの放電管31、41には放電空間34、44(図中斜線部分)が形成される。   The electrodes 32 and 33 and the electrodes 42 and 43 are connected to high-voltage power sources 63 and 62 so as to apply a high voltage. The discharge tubes 31 and 41 have discharge spaces 34 and 44 (in the drawing). (Hatched portion) is formed.

このように通常は電極にはさまれた放電管が複数本あり、放電管31、41は一点鎖線で表わしたレーザ光の光軸91に沿って配置される。   As described above, normally, there are a plurality of discharge tubes sandwiched between electrodes, and the discharge tubes 31 and 41 are arranged along the optical axis 91 of the laser beam represented by a one-dot chain line.

また、放電管31、41を挟むように、ほぼ全反射する終段鏡5と部分反射する出力鏡6を、光軸91(一点鎖線で表わしている)上に配置された放電空間34、44の両端に配置され、光共振器を形成している。   Discharge spaces 34 and 44 are arranged on an optical axis 91 (represented by an alternate long and short dash line) so that the final mirror 5 that is substantially totally reflected and the output mirror 6 that is partially reflected so as to sandwich the discharge tubes 31 and 41. Are arranged at both ends to form an optical resonator.

また通常、電極部は数10kVの高電圧が印加されるので、終段鏡5、出力鏡6は、電極33、43との間にガラスなどの誘電体からなる無放電管51、61を設けて絶縁を行っている。   Usually, since a high voltage of several tens of kV is applied to the electrode section, the final stage mirror 5 and the output mirror 6 are provided with non-discharge tubes 51 and 61 made of a dielectric material such as glass between the electrodes 33 and 43. Insulation.

なお、放電管31、41にはレーザガスを矢印21,22の方向に流している。そのため放電管31,41にレーザガスを分配して送り込む給気配管ブロック12、11を接続し、放電管31,41から流れ出るレーザガスを集める排気配管ブロック13を接続している。   Note that a laser gas is caused to flow in the directions of arrows 21 and 22 through the discharge tubes 31 and 41. Therefore, the supply pipe blocks 12 and 11 for distributing and sending the laser gas to the discharge tubes 31 and 41 are connected, and the exhaust pipe block 13 for collecting the laser gas flowing out from the discharge tubes 31 and 41 is connected.

このように放電管31、41にレーザガスを循環させるために循環ポンプ7をレーザガスの循環路に設けていて、このレーザガスの循環路には冷却循環させるための熱交換器8を設けている。   Thus, in order to circulate the laser gas through the discharge tubes 31 and 41, the circulation pump 7 is provided in the laser gas circulation path, and the heat exchanger 8 for cooling and circulation is provided in the laser gas circulation path.

このようにして給気配管ブロック11,12、排気配管ブロック13に10〜30kPa程度の圧力でレーザガスを循環するようにしている。   In this way, the laser gas is circulated through the air supply piping blocks 11 and 12 and the exhaust piping block 13 at a pressure of about 10 to 30 kPa.

なお、上記のレーザ発振装置の各構成部品はOリング等の真空シール部材を介し接続され、レーザガス循環部と大気とを切り離している。   In addition, each component of said laser oscillation apparatus is connected via vacuum seal members, such as an O-ring, and has isolate | separated the laser gas circulation part and air | atmosphere.

また劣化したレーザガスを排出し、新しいレーザガスと入れ替えるために、レーザガスを供給するためのレーザガスのボンベ14と、放電により解離したガスを排出するための真空ポンプ15を設けていて、これらボンベ14、真空ポンプ15からのレーザガス量を電磁弁で制御する制御部16を設けていて、放電管31、41の内部圧力を制御している。   Further, in order to discharge the deteriorated laser gas and replace it with a new laser gas, a laser gas cylinder 14 for supplying the laser gas and a vacuum pump 15 for discharging the gas dissociated by the discharge are provided. A control unit 16 that controls the amount of laser gas from the pump 15 with an electromagnetic valve is provided to control the internal pressure of the discharge tubes 31 and 41.

以上が一般的なガスレーザ発振装置の構成であり、次に動作について説明する。   The above is the configuration of a general gas laser oscillation apparatus. Next, the operation will be described.

給気配管ブロック11、12を通ったレーザガスは、放電管31、41内へ導入される。この状態で電極32、33、42,43から放電エネルギーを得て励起され放電空間34、44に放電が発生する。放電空間34、44内のレーザガスは、排気配管ブロック13に流れこみレーザガスの流れ23となって熱交換器8、循環ポンプ7へと戻っていく。   The laser gas that has passed through the air supply piping blocks 11 and 12 is introduced into the discharge tubes 31 and 41. In this state, discharge energy is obtained from the electrodes 32, 33, 42, 43 and excited to generate discharge in the discharge spaces 34, 44. The laser gas in the discharge spaces 34 and 44 flows into the exhaust pipe block 13 to become a laser gas flow 23 and returns to the heat exchanger 8 and the circulation pump 7.

このとき無放電管51、61にはガスの流れはなく、放電は発生せず放電空間34、44と終段鏡5、出力鏡6との絶縁を保持している。   At this time, there is no gas flow in the dischargeless tubes 51 and 61, no discharge is generated, and insulation between the discharge spaces 34 and 44, the final stage mirror 5 and the output mirror 6 is maintained.

これら励起されたレーザガスは出力鏡6および終段鏡5で形成される光共振器で共振状態となり、出力鏡6からレーザ光9が出力される。   These excited laser gases are in a resonance state by an optical resonator formed by the output mirror 6 and the final stage mirror 5, and laser light 9 is output from the output mirror 6.

次に図6を用いて、従来のレーザ発振装置のレーザガスの起動シーケンスを説明する。ガスレーザ発振装置の停止時には大気圧程度のレーザガスが充填されている。起動すると真空ポンプ15が動作、制御部16が真空ポンプ15と繋がっている電磁弁を開き0.5〜2kPa程度の圧力までレーザガスを排出する。その後、ボンベ14からレーザガスを動作ガス圧の10〜30kPaになるようボンベ14に繋がっている電磁弁を制御部16が制御して供給する。その後、通常運転時はボンベ14からレーザガスを一定量供給しながら真空ポンプ15で一定量のレーザガスを排出し、制御部16により放電管31、41内の圧力を保持するように構成している。   Next, referring to FIG. 6, the laser gas startup sequence of the conventional laser oscillation apparatus will be described. When the gas laser oscillator is stopped, the laser gas is filled at about atmospheric pressure. When activated, the vacuum pump 15 operates, and the control unit 16 opens the electromagnetic valve connected to the vacuum pump 15 and discharges the laser gas to a pressure of about 0.5 to 2 kPa. Thereafter, the control unit 16 controls and supplies the electromagnetic valve connected to the cylinder 14 so that the operating gas pressure is 10 to 30 kPa from the cylinder 14. Thereafter, during normal operation, a constant amount of laser gas is discharged from the vacuum pump 15 while supplying a constant amount of laser gas from the cylinder 14, and the pressure in the discharge tubes 31 and 41 is maintained by the control unit 16.

なお、停止期間中にガス循環経路内壁に吸着した水分を除去するために起動後の一定時間放電をすることで熱を加え、一定時間レーザガスの消費量を5倍程度に増加させて良好なレーザ発振を行うものもあった(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−56221号公報
In addition, in order to remove the moisture adsorbed on the inner wall of the gas circulation path during the stop period, heat is applied by discharging for a certain time after startup, and the laser gas consumption is increased by a factor of about 5 for a certain time. Some oscillate (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-10-56221

このような従来のガスレーザ発振装置では、大出力化等により、装置が大型化した場合、真空シール部が増えるため、ガス循環系への大気及び水分の侵入量が増加する。   In such a conventional gas laser oscillating device, when the size of the device increases due to an increase in output or the like, the number of vacuum seals increases, so that the amount of air and moisture entering the gas circulation system increases.

またレーザガスの一部部成分、特にヘリウムガスなどの分子量の小さいガスの侵出量の増加も起こる。特に停止期間が土日休止などの長期になるとこの傾向は大きくなるので、起動直後のレーザガス循環部分のレーザガスの組成が設定値と変わり、放電乱れが発生しレーザ出力が低下し、場合によっては、放電開始電圧が高くなり、立上げ直後の高電圧投入時に放電管に放電せず無放電管51に放電、または大気中を通り筐体への放電、つまり地絡が発生する場合がある。   In addition, the amount of leaching of a partial component of the laser gas, particularly a gas having a low molecular weight such as helium gas, also occurs. This tendency increases especially when the suspension period is long, such as weekends and holidays, so the composition of the laser gas in the laser gas circulation part immediately after startup changes from the set value, discharge disturbance occurs, the laser output decreases, and in some cases the discharge When the high voltage is applied immediately after startup, the discharge voltage may not be discharged to the discharge tube but may be discharged to the non-discharge tube 51 or may be discharged to the housing through the atmosphere, that is, a ground fault may occur.

従来は、この様な状況を回避するために、立上げ時に加工機の使用者が状況を見ながら、レーザガスの入れ替えを手動で実施する必要があった。   Conventionally, in order to avoid such a situation, it has been necessary for the user of the processing machine to manually replace the laser gas while watching the situation at the time of start-up.

また、特許文献1に示すものも、起動直後のガスの組成の変化に対する放電乱れを抑制する効果は少なかった。   Moreover, the thing shown in patent document 1 has little effect which suppresses discharge disturbance with respect to the change of the composition of the gas immediately after starting.

本発明は、上記のような従来の課題に鑑み、長期停止時のガス循環部分への大気及び水分の侵入、大気中へのレーザガスの侵出などによるレーザガス組成変化による放電乱れを抑制する大出力に適したガスレーザ発振装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a large output that suppresses discharge disturbance due to laser gas composition change due to the intrusion of air and moisture into the gas circulation portion during long-term shutdown, and the intrusion of laser gas into the atmosphere. An object of the present invention is to provide a gas laser oscillation device suitable for the above.

上記目的を達成するために、本発明のガスレーザ発振装置では、レーザガスを用い、起動中に前記レーザガスを給気するボンベと、前記レーザガスを排気する真空ポンプと、前記ボンベから給気するレーザガス量および前記真空ポンプで排気するレーザガス量を制御する制御部を備え、前記制御部は、起動時に前記レーザガスを前記真空ポンプで排出後、前記ボンベから大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを前記真空ポンプで排出後、動作ガス圧まで前記ボンベから給気するシーケンスとして、起動時の前記真空ポンプで排出するガス圧を、起動時のガス圧より低く、かつ、前記再度真空ポンプで排出するガス圧よりも高くするものである。   In order to achieve the above object, in the gas laser oscillation apparatus of the present invention, a laser gas is used to supply the laser gas during startup, a vacuum pump for exhausting the laser gas, a laser gas amount supplied from the cylinder, and A control unit for controlling the amount of laser gas exhausted by the vacuum pump; the control unit exhausts the laser gas by the vacuum pump at start-up, and then supplies the laser gas from the cylinder to near atmospheric pressure; As a sequence for supplying air from the cylinder to the operating gas pressure after exhausting with the pump, the gas pressure exhausted with the vacuum pump at the start is lower than the gas pressure at the start and the gas pressure exhausted with the vacuum pump again Is higher than

この構成により、レーザガスの消費量を抑えながら、かつ、時間も短縮しながら起動時のレーザガスの組成を保つことができる。   With this configuration, it is possible to maintain the composition of the laser gas at the start-up while reducing the consumption of the laser gas and shortening the time.

なお、制御部に設けたタイマーでガスレーザ発振装置の停止期間を測定し、停止時間が設定値以上となった場合に、起動時に従来のガス置換に、更にもう一回の粗引きのガス置換を追加することで、上記構成の効果に加えてレーザガスの使用量を削減することができる。   In addition, the stop period of the gas laser oscillation device is measured with a timer provided in the control unit, and when the stop time exceeds the set value, the conventional gas replacement at the start-up is replaced with another rough gas replacement. By adding, in addition to the effects of the above configuration, the amount of laser gas used can be reduced.

以上のように、これらの構成により常に長期停止後の起動時であっても、停止中のガス循環経路中のレーザガスの組成変化が排除され、放電開始電圧の安定化及び放電状態の安定化により、安定したレーザ出力を得ることができる。安定した加工性能を得ることができる。   As described above, these configurations always eliminate the change in the composition of the laser gas in the stopped gas circulation path even when starting after a long-term stop, and stabilize the discharge start voltage and the discharge state. Stable laser output can be obtained. Stable processing performance can be obtained.

以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態)
図1は、本発明の起動時のガスレーザ発振装置の概略構成図で、図に示すガスレーザ発振装置は、ガラスなどの誘電体よりなる放電管31、41を設け、それぞれの放電管31、41の両端に電極32、33、42、43を設けている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas laser oscillating device at the start-up of the present invention. The gas laser oscillating device shown in the figure is provided with discharge tubes 31 and 41 made of a dielectric material such as glass. Electrodes 32, 33, 42 and 43 are provided at both ends.

この電極32と33、電極42と43には高圧電源63、62を接続して高電圧を印加するように構成していて、それぞれの放電管31、41には放電空間34、44(図中斜線部分)が形成される。   The electrodes 32 and 33 and the electrodes 42 and 43 are connected to high-voltage power sources 63 and 62 so as to apply a high voltage. The discharge tubes 31 and 41 have discharge spaces 34 and 44 (in the drawing). (Hatched portion) is formed.

このように通常は電極にはさまれた放電管が複数本あり、放電管31、41は一点鎖線で表わしたレーザ光の光軸91に沿って配置される。   As described above, normally, there are a plurality of discharge tubes sandwiched between electrodes, and the discharge tubes 31 and 41 are arranged along the optical axis 91 of the laser beam represented by a one-dot chain line.

また、放電管31、41を挟むように、ほぼ全反射する終段鏡5と部分反射する出力鏡6を、光軸91(一点鎖線で表わしている)上に配置された放電空間34、44の両端に配置され、光共振器を形成している。   Discharge spaces 34 and 44 are arranged on an optical axis 91 (represented by an alternate long and short dash line) so that the final mirror 5 that is substantially totally reflected and the output mirror 6 that is partially reflected so as to sandwich the discharge tubes 31 and 41. Are arranged at both ends to form an optical resonator.

また通常、電極部は数10kVの高電圧が印加されるので、終段鏡5、出力鏡6は、電極33、43との間にガラスなどの誘電体からなる無放電管51、61を設けて絶縁を行っている。   Usually, since a high voltage of several tens of kV is applied to the electrode section, the final stage mirror 5 and the output mirror 6 are provided with non-discharge tubes 51 and 61 made of a dielectric material such as glass between the electrodes 33 and 43. Insulation.

なお、放電管31、41にはレーザガスを矢印21,22の方向に流している。そのため放電管31,41にレーザガスを分配して送り込む給気配管ブロック12、11を接続し、放電管31,41から流れ出るレーザガスを集める排気配管ブロック13を接続している。   Note that a laser gas is caused to flow in the directions of arrows 21 and 22 through the discharge tubes 31 and 41. Therefore, the supply pipe blocks 12 and 11 for distributing and sending the laser gas to the discharge tubes 31 and 41 are connected, and the exhaust pipe block 13 for collecting the laser gas flowing out from the discharge tubes 31 and 41 is connected.

このように放電管31、41にレーザガスを循環させるために循環ポンプ7をレーザガスの循環路に設けていて、このレーザガスの循環路には冷却循環させるための熱交換器8を設けている。   Thus, in order to circulate the laser gas through the discharge tubes 31 and 41, the circulation pump 7 is provided in the laser gas circulation path, and the heat exchanger 8 for cooling and circulation is provided in the laser gas circulation path.

このようにして給気配管ブロック11,12、排気配管ブロック13に10〜30kPa程度の圧力でレーザガスを循環するようにしている。   In this way, the laser gas is circulated through the air supply piping blocks 11 and 12 and the exhaust piping block 13 at a pressure of about 10 to 30 kPa.

なお、上記のレーザ発振装置の各構成部品はOリング等の真空シール部材を介し接続され、レーザガス循環部と大気とを切り離している。   In addition, each component of said laser oscillation apparatus is connected via vacuum seal members, such as an O-ring, and has isolate | separated the laser gas circulation part and air | atmosphere.

また劣化したレーザガスを排出し、新しいレーザガスと入れ替えるために、レーザガスを供給するためのレーザガスのボンベ14と、放電により解離したガスを排出するための真空ポンプ15を設けていて、これらボンベ14、真空ポンプ15からのレーザガス量を電磁弁で制御する制御部16を設けていて、放電管31、41の内部圧力を制御している。   Further, in order to discharge the deteriorated laser gas and replace it with a new laser gas, a laser gas cylinder 14 for supplying the laser gas and a vacuum pump 15 for discharging the gas dissociated by the discharge are provided. A control unit 16 that controls the amount of laser gas from the pump 15 with an electromagnetic valve is provided to control the internal pressure of the discharge tubes 31 and 41.

ここまでの構成は従来のものと同じ構成であるが、本実施の形態の特徴とする点は、起動時に制御部16がレーザガスを真空ポンプ15で排出後、ボンベ14から大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを真空ポンプ15で排出後、動作ガス圧までボンベ14から給気するシーケンスとして、起動時の真空ポンプ15で排出するガス圧を、起動時のガス圧より低く、かつ、再度真空ポンプ15で排出するガス圧よりも高くする点である。   The configuration so far is the same as the conventional one, but the feature of the present embodiment is that the controller 16 discharges the laser gas with the vacuum pump 15 at the start-up and supplies air from the cylinder 14 to the vicinity of the atmospheric pressure. After the laser gas is again discharged from the vacuum pump 15 by the vacuum pump 15, the gas pressure discharged from the vacuum pump 15 at the time of startup is lower than the gas pressure at the time of startup and again The point is that the pressure is higher than the gas pressure discharged by the vacuum pump 15.

制御部16は、毎回の起動時にこのシーケンスを行うこともできるが、長期停止後の起動でない場合、上述したシーケンスを行わなくてもレーザガスの組成が保たれている場合がある。   The control unit 16 can perform this sequence at every activation. However, if the activation is not performed after a long-term stop, the composition of the laser gas may be maintained without performing the above-described sequence.

そこで、本実施の形態では制御部16に停止時間を測定するタイマー16aを設けている。   Therefore, in the present embodiment, the control unit 16 is provided with a timer 16a for measuring the stop time.

次にその動作について説明する。   Next, the operation will be described.

図2に、本実施の形態での起動時のチャートを示す。起動信号が制御部16に入力すると、タイマー16aで計測されていた停止時間と設定値とが比較される。停止時間が設定値より小さい場合は、図6に示す従来の起動シーケンスに従い起動する。逆に停止時間が設定値より大きい場合は、図3に示した起動シーケンスに従い起動する。   FIG. 2 shows a chart at start-up in the present embodiment. When the activation signal is input to the control unit 16, the stop time measured by the timer 16a is compared with the set value. When the stop time is smaller than the set value, the start is performed according to the conventional start sequence shown in FIG. On the contrary, when the stop time is larger than the set value, the activation is performed according to the activation sequence shown in FIG.

次に図3に示した起動シーケンスについて説明する。   Next, the activation sequence shown in FIG. 3 will be described.

ガスレーザ発振装置の停止時には大気圧程度のレーザガスが充填されている。起動すると真空ポンプ15が動作し、真空ポンプ15に繋がった電磁弁を開いて10kPa程度の圧力までレーザガスを排出し、その後真空ポンプ15に繋がった電磁弁を閉じてボンベ14に繋がった電磁弁を開いて大気圧程度までレーザガスを供給する。その後ボンベ14に繋がった電磁弁を閉じて真空ポンプ15に繋がった電磁弁を開き、再度0.5〜2kPa程度の圧力までレーザガスを排出し他後、ボンベ14に繋がった電磁弁を開いてからレーザガスを動作ガス圧の10〜30kPaになるよう供給する。その後、通常運転時はボンベ14に繋がった電磁弁と真空ポンプ15に繋がった電磁弁の双方を制御部16で制御して、レーザガスを供給する一方でレーザガスを排出し、放電管31、41内の圧力を保持するようにしている。   When the gas laser oscillator is stopped, the laser gas is filled at about atmospheric pressure. When activated, the vacuum pump 15 is operated, the electromagnetic valve connected to the vacuum pump 15 is opened, the laser gas is discharged to a pressure of about 10 kPa, and then the electromagnetic valve connected to the vacuum pump 15 is closed and the electromagnetic valve connected to the cylinder 14 is Open and supply laser gas to atmospheric pressure. After that, the solenoid valve connected to the cylinder 14 is closed, the solenoid valve connected to the vacuum pump 15 is opened, the laser gas is discharged again to a pressure of about 0.5 to 2 kPa, and then the solenoid valve connected to the cylinder 14 is opened. Laser gas is supplied at an operating gas pressure of 10 to 30 kPa. Thereafter, during normal operation, both the solenoid valve connected to the cylinder 14 and the solenoid valve connected to the vacuum pump 15 are controlled by the control unit 16 so that the laser gas is supplied while the laser gas is discharged. The pressure is kept.

このように起動時のシーケンスとして、起動時の前記真空ポンプで排出するガス圧を、起動時のガス圧より低く、かつ、再度真空ポンプで排出するガス圧よりも高くすることにより、単に2回とも0.5〜2kPa程度の圧力までレーザガスを排出するのに比べて消費するレーザガスの量を削減することができるとともに、起動までの時間を短縮することができる。   Thus, as a sequence at the time of startup, the gas pressure discharged by the vacuum pump at the time of startup is set lower than the gas pressure at the time of startup and higher than the gas pressure discharged by the vacuum pump again, so that only twice. In both cases, it is possible to reduce the amount of laser gas consumed compared to discharging the laser gas to a pressure of about 0.5 to 2 kPa, and to shorten the time until startup.

なお、最初の真空ポンプで排出するときのガス圧を低めに設定して再度真空ポンプで排出するときのガス圧を高めに設定することも考えられるが、単にレーザガスの給排出のシーケンスだけでなく、放電を開始するシーケンスも一連のシーケンスとして含まれるので、停止時間が設定値より小さい場合のことを考慮して、放電開始前のシーケンスを同一となるように設定することが、装置の制御の観点から好ましい。   Although it is possible to set the gas pressure when discharging with the first vacuum pump to a lower value and set the gas pressure when discharging again with the vacuum pump to a higher value, it is not limited to the laser gas supply / discharge sequence. Since the sequence for starting the discharge is also included as a series of sequences, considering that the stop time is smaller than the set value, it is possible to set the sequence before the start of discharge to be the same. It is preferable from the viewpoint.

図4に本実施の形態の効果を示す。   FIG. 4 shows the effect of this embodiment.

図に示すように、停止時間が増加すると従来のガスレーザ発振装置では起動時のレーザ出力が低下していくのに比べて、本実施の形態では、停止時間にあまり影響されずに起動直後のレーザ出力を保つことができる。   As shown in the figure, when the stop time increases, the laser output at the time of start-up decreases in the conventional gas laser oscillation device, but in this embodiment, the laser immediately after start-up is not affected by the stop time. The output can be kept.

なお、短期停止後の起動時には従来通りのガス置換1回の起動シーケンスで放電乱れが発生しないため、従来の起動シーケンスを用い、起動時間やレーザガスの消費量を増やすことなく、長期停止後の起動時には上述した起動シーケンスを用いるので安定したレーザ出力を容易に得ることができる。   In addition, since there is no discharge turbulence in the conventional startup sequence after a single gas replacement when starting after a short-term stop, the conventional start-up sequence is used and startup after a long-term stop is performed without increasing the startup time or laser gas consumption. Sometimes the startup sequence described above is used, so that stable laser output can be easily obtained.

本発明にかかるレーザ発振装置は、レーザ出力及びレーザモードの安定化を図れるガスレーザ発振装置として有用である。   The laser oscillator according to the present invention is useful as a gas laser oscillator capable of stabilizing the laser output and the laser mode.

本発明の実施の形態におけるガスレーザ発振装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a gas laser oscillation device in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態におけるガスレーザ発振装置の起動シーケンスの説明図Explanatory drawing of the starting sequence of the gas laser oscillation apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態におけるガスレーザ発振装置の起動シーケンスの説明図Explanatory drawing of the starting sequence of the gas laser oscillation apparatus in embodiment of this invention 本発明の実施の形態と従来のガスレーザ発振装置における停止時間とレーザ出力の相関を示す説明図Explanatory drawing which shows correlation of stop time and laser output in embodiment of this invention and the conventional gas laser oscillation apparatus 従来のガスレーザ発振装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional gas laser oscillator 従来のガスレーザ発振装置の起動シーケンスの説明図Explanatory diagram of startup sequence of conventional gas laser oscillator

14 ボンベ
15 真空ポンプ
16 制御部
16a タイマー
14 cylinder 15 vacuum pump 16 control unit 16a timer

Claims (3)

レーザガスを用い、起動中に前記レーザガスを給気するボンベと、前記レーザガスを排気する真空ポンプと、前記ボンベから給気するレーザガス量および前記真空ポンプで排気するレーザガス量を制御する制御部を備え、前記制御部は、起動時に前記レーザガスを前記真空ポンプで排出後、前記ボンベから大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを前記真空ポンプで排出後、動作ガス圧まで前記ボンベから給気するシーケンスとして、起動時の前記真空ポンプで排出するガス圧を、起動時のガス圧より低く、かつ、前記再度真空ポンプで排出するガス圧よりも高くするガスレーザ発振装置。 A cylinder for supplying the laser gas during startup using a laser gas, a vacuum pump for exhausting the laser gas, a laser gas amount supplied from the cylinder, and a controller for controlling the amount of laser gas exhausted by the vacuum pump; The controller is configured to supply the laser gas from the cylinder to the operating gas pressure after exhausting the laser gas again from the cylinder after the vacuum pump is exhausted at the start-up and then supplying the laser gas to the vicinity of the atmospheric pressure. As a gas laser oscillation apparatus, the gas pressure discharged by the vacuum pump at the time of activation is lower than the gas pressure at the time of activation and higher than the gas pressure discharged by the vacuum pump again. 前記制御部に停止時間を観測するタイマーを設け、停止時間が設定時間以上となった場合にのみ、前記制御部は、起動時に前記レーザガスを前記真空ポンプで排出後、前記ボンベから大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを前記真空ポンプで排出後、動作ガス圧まで前記ボンベから給気する請求項1記載のガスレーザ発振装置。 A timer for observing the stop time is provided in the control unit, and only when the stop time is equal to or longer than a set time, the control unit discharges the laser gas with the vacuum pump at the start and then from the cylinder to the vicinity of atmospheric pressure. The gas laser oscillation apparatus according to claim 1, wherein after the supply of air, the laser gas is discharged again by the vacuum pump, and then supplied from the cylinder to an operating gas pressure. 前記停止期間が設定時間以上になった場合に、前記制御部は、起動時に前記レーザガスを前記真空ポンプで排出後、前記ボンベから大気圧近傍まで給気した後、再度レーザガスを前記真空ポンプで排出後、動作ガス圧まで前記ボンベから給気するか、または起動時に前記レーザガスを前記真空ポンプで排出後、動作ガス圧まで前記ボンベから給気するかを選択する選択手段を設けた請求項2記載のガスレーザ発振装置。 When the stop period is equal to or longer than a set time, the control unit discharges the laser gas with the vacuum pump at startup, and then supplies the laser gas from the cylinder to near atmospheric pressure, and then discharges the laser gas again with the vacuum pump. 3. A selection means for selecting whether to supply air from the cylinder up to an operating gas pressure or to supply air from the cylinder up to the operating gas pressure after the laser gas is discharged by the vacuum pump at the time of startup. Gas laser oscillation device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104716550A (en) * 2015-03-12 2015-06-17 大族激光科技产业集团股份有限公司 Laser device control method and system, laser device and laser processing equipment

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