具有判定放電開始的功能的氣體激光振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的具有判定放電開始的功能的氣體激光振蕩器具備：放電管，其設(shè)置于激光氣體所循環(huán)的氣體流路；輸出指令部，其輸出電源輸出指令；電源部，其對(duì)放電管施加與電源輸出指令值相應(yīng)的放電管電壓；電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)放電管電壓；以及放電開始判定部，其基于放電管電壓的變化比率來判定放電管中是否開始了放電。輸出指令部以階梯時(shí)寬和電源輸出指令值的增幅使電源輸出指令值呈階梯狀上升，該階梯時(shí)寬是以到電源部對(duì)電源輸出指令作出響應(yīng)為止所需的時(shí)間為基準(zhǔn)而決定的，該電源輸出指令值的增幅是將與作為預(yù)先決定的基準(zhǔn)的放電開始電壓對(duì)應(yīng)的電源輸出指令值除以2以上的階梯數(shù)而得到的。
【專利說明】具有判定放電開始的功能的氣體激光振蕩器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有判定放電開始的功能的氣體激光振蕩器。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知如下一種氣體激光振蕩器:預(yù)先存儲(chǔ)正常進(jìn)行放電時(shí)的放電管電壓相對(duì)于對(duì)激光電源的指令電壓的變化比率，在該變化比率與使指令電壓上升時(shí)測(cè)量的放電管電壓的變化比率之差變?yōu)殚撝狄詢?nèi)時(shí)，判定出放電開始。該氣體激光振蕩器例如記載于日本特開2011-222586號(hào)公報(bào)(JP2011-222586A)中。在JP2011-222586A所記載的氣體激光振蕩器中，使指令電壓以第一時(shí)間間隔(例如0.1秒?I秒)呈階梯狀上升，并且在各階梯電壓的開頭部分疊加第二時(shí)間間隔(例如10微秒?100微秒)的脈沖狀的指令電壓(脈沖電壓)。
[0003]然而，當(dāng)如JP2011-222586A所記載的氣體激光振蕩器那樣對(duì)階梯電壓疊加脈沖電壓作為指令電壓時(shí)，存在以下?lián)鷳n:激光電源中流動(dòng)的電流過沖(overshoot),過電流流過激光電源內(nèi)的功率器件。為了防止這種情況，需要使指令電壓逐漸上升直到判定出放電開始為止，到從激光待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧す膺\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為止需要較長(zhǎng)的時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為本發(fā)明的一個(gè)方式的氣體激光振蕩器具備:放電管，其設(shè)置于激光氣體所循環(huán)的氣體流路；輸出指令部，其輸出電源輸出指令；電源部，其對(duì)上述放電管施加與從輸出指令部輸出的電源輸出指令值相應(yīng)的放電管電壓；電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)放電管電壓；以及放電開始判定部，其基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的放電管電壓相對(duì)于從輸出指令部輸出的電源輸出指令值的變化比率，來判定放電管中是否開始了放電。輸出指令部以階梯時(shí)寬和電源輸出指令值的增幅使電源輸出指令值呈階梯狀上升，該階梯時(shí)寬是以到電源部對(duì)電源輸出指令作出響應(yīng)為止所需的時(shí)間為基準(zhǔn)而決定的，該電源輸出指令值的增幅是將與作為預(yù)先決定的基準(zhǔn)的放電開始電壓對(duì)應(yīng)的電源輸出指令值除以2以上的階梯數(shù)而得到的。
[0005]作為本發(fā)明的另一方式的氣體激光振蕩器具備:放電管，其設(shè)置于激光氣體所循環(huán)的氣體流路；輸出指令部，其輸出電源輸出指令；電源部，其對(duì)上述放電管施加與從輸出指令部輸出的電源輸出指令值相應(yīng)的放電管電壓；電壓檢測(cè)部，其檢測(cè)放電管電壓；放電開始判定部，其基于由電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的放電管電壓相對(duì)于從輸出指令部輸出的電源輸出指令值的變化比率，來判定放電管中是否開始了放電；以及氣體壓力調(diào)整部，其對(duì)氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力進(jìn)行調(diào)整。輸出指令部當(dāng)被指示開始放電時(shí)輸出電源輸出指令，隨著輸出電源輸出指令之前的待機(jī)時(shí)間增加，氣體壓力調(diào)整部使氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力逐漸減小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)通過與附圖相關(guān)聯(lián)的以下的實(shí)施方式的說明會(huì)變得更明確。在該附圖中，
[0007]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的氣體激光振蕩器的概要結(jié)構(gòu)的圖，
[0008]圖2是表示電源輸出指令值與放電管電壓的關(guān)系的圖，
[0009]圖3是表示圖1的氣體激光振蕩器對(duì)輸出電源指令值的控制特性的一例的圖，
[0010]圖4A是表示圖3的比較例的圖，
[0011]圖4B是表示圖3的另一比較例的圖，
[0012]圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的氣體激光振蕩器對(duì)激光氣體壓力的控制特性的一例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]-第一實(shí)施方式_
[0014]下面，參照?qǐng)D1?圖4B來說明本發(fā)明的氣體激光振蕩器的第一實(shí)施方式。圖1是表不本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的氣體激光振蕩器100的概要結(jié)構(gòu)的圖。該氣體激光振蕩器100具備:諧振器I ;對(duì)諧振器I的放電管11?14供給電力的電源部2 ;控制氣體激光振蕩器100的整個(gè)動(dòng)作的數(shù)值控制裝置(CNC)3 ;以及在電源部2與CNC3之間進(jìn)行通信的接口部4。
[0015]諧振器I具有作為激光媒介的激光氣體所循環(huán)的氣體流路10。激光氣體例如是將二氧化碳、氦以及氮按規(guī)定的組成比混合而成的。氣體流路10具有第一流路101和第二流路102，該第一流路101具有放電管保持件10a，該第二流路102與第一流路101并排形成，設(shè)置有放電管保持件10b。在第一流路101上，夾著放電管保持件1a而設(shè)置有一對(duì)放電管11、12，在第二流路102上，夾著放電管保持件1b而設(shè)置有一對(duì)放電管13、14。
[0016]放電管11、13側(cè)的端部處分別設(shè)置有折返鏡105、106，放電管12側(cè)的端部處設(shè)置有輸出鏡107，放電管14側(cè)的端部處設(shè)置有后鏡108。放電管11?14分別具有夾著流路101、102而相互對(duì)置的一對(duì)主電極Ila?14a。主電極Ila?14a的流路方向側(cè)方(激光氣體的流動(dòng)方向上游側(cè))分別設(shè)置有輔助電極Ilb?14b。從電源部2對(duì)主電極Ila?14a和輔助電極Ilb?14b分別供給高頻電力。
[0017]氣體流路10中設(shè)置有潤(rùn)輪鼓風(fēng)機(jī)(turbo blower) 15。通過潤(rùn)輪鼓風(fēng)機(jī)15的旋轉(zhuǎn)，如圖的箭頭所示，從放電管11?14的一端側(cè)吸入激光氣體，并從渦輪鼓風(fēng)機(jī)15排出。從渦輪鼓風(fēng)機(jī)15排出的激光氣體被分別供給到放電管11?14的另一端側(cè)，從而在氣體流路10中循環(huán)。
[0018]渦輪鼓風(fēng)機(jī)15的上游側(cè)和下游側(cè)分別設(shè)置有熱交換器16a、16b，在氣體流路10中循環(huán)的激光氣體通過熱交換器16a、16b被冷卻。由冷卻水循環(huán)系統(tǒng)17將冷卻水作為冷卻介質(zhì)供給到熱交換器16a、16b。氣體流路10內(nèi)的激光氣體的壓力是由將激光氣體供給并排出的激光氣體壓力控制系統(tǒng)18來控制。即，激光氣體壓力控制系統(tǒng)18具有供給和排出激光氣體的控制閥，利用控制閥的開閉來控制激光氣體壓力。
[0019]電源部2具有對(duì)放電管11、13 (主電極I la、13a和輔助電極I lb、13b)施加電壓的第一電源部21以及對(duì)放電管12、14(主電極12a、14a和輔助電極12b、14b)施加電壓的第二電源部22。第一電源部21具有激光電源231和匹配單元241，第二電源部22具有激光電源232和匹配單元242。此外，激光電源231、232的結(jié)構(gòu)相等，匹配單元241、242的結(jié)構(gòu)也相等。下面，也有時(shí)以標(biāo)記23來表示激光電源231、232，以標(biāo)記24來表示匹配單元241、242。
[0020]激光電源231、232分別具有檢測(cè)DC電流A的電流檢測(cè)部271、272，匹配單元241、242分別具有檢測(cè)放電管電壓V的電壓檢測(cè)部281、282。并且，激光電源231、232分別具有自保護(hù)電路29。自保護(hù)電路29是過電流防止電路，當(dāng)由電流檢測(cè)部271、272檢測(cè)出的DC電流A達(dá)到對(duì)電路設(shè)定的閾值A(chǔ)l時(shí)過電流防止電路進(jìn)行動(dòng)作，無論電源輸出指令值如何都使DC電流A的輸出停止，使放電管電壓V降低到0V。由此，氣體激光振蕩器100的動(dòng)作被強(qiáng)制停止，DC電流A被切斷，防止激光電源231、232由于過電流而破損。將這種氣體激光振蕩器100的停止動(dòng)作稱為警告停止。
[0021]接口部4具有對(duì)激光電源231、232分別輸出電源輸出指令值S1、S2的輸出指令部41以及取入來自電流檢測(cè)部271、272和電壓檢測(cè)部281、282的信號(hào)的監(jiān)視部42。下面，也有時(shí)將電源輸出指令值S1、S2統(tǒng)稱而單表示為S。激光電源231、232對(duì)主電極Ila?14a和輔助電極Ilb?14b施加與電源輸出指令值S1、S2相應(yīng)的放電管電壓。
[0022]當(dāng)對(duì)主電極Ila?14a供給電力時(shí)，在放電管11?14內(nèi)的激光氣體中開始放電。通過該主放電，激光氣體被激勵(lì)而產(chǎn)生光，光與輸出鏡107、后鏡108之間發(fā)生諧振來受激發(fā)射從而被放大，其一部分從輸出鏡107被取出。所取出的激光被使用于激光加工等。下面，將激光振蕩器100能夠輸出激光光束的激光狀態(tài)稱為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),將不能輸出激光光束的狀態(tài)稱為激光待機(jī)狀態(tài)。在激光待機(jī)狀態(tài)下，不從電源部2對(duì)主電極Ila?14a和輔助電極Ilb?14b施加電壓，主放電和輔助放電均消失。
[0023]另一方面，在激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，即使激光輸出為零(OW)也從電源部2對(duì)主電極Ila?14a和輔助電極Ilb?14b持續(xù)供給固定量的電力。所供給的電力量被調(diào)整為主電極Ila?14a的主放電消失的狀態(tài)且只有輔助電極Ilb?14b的輔助放電開始的狀態(tài)。該輔助放電由于是微弱的放電而不直接有助于激光輸出，但是作為用于在激光輸出為零(OW)的主放電消失的狀態(tài)(基礎(chǔ)放電的狀態(tài))下也使主放電容易開始的輔助放電而維持。SP，即使在激光輸出為零時(shí)，只要?dú)怏w激光振蕩器100未完全停止，電源部2就輸出維持輔助放電的待機(jī)電力。
[0024]通過設(shè)為這種開始了輔助放電的激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在對(duì)激光電源23發(fā)出電源輸出指令的情況下，能夠取得激光電源23與放電負(fù)載的阻抗匹配。與此相對(duì)，如果在未開始輔助放電的狀態(tài)下對(duì)激光電源23發(fā)出輸出指令(光束射出)，則不能取得激光電源23與放電負(fù)載的阻抗匹配，從而對(duì)放電管11?14施加過大的電壓。其結(jié)果，存在過電流流過激光電源23而激光電源23破損或警告停止的擔(dān)憂。
[0025]圖2是表示電源輸出指令值S與由電壓檢測(cè)部281、282檢測(cè)出的放電管電壓V之間的關(guān)系的圖。如圖2所示，當(dāng)從放電管電壓V為OV的激光待機(jī)狀態(tài)起使電源輸出指令值S上升時(shí)，放電管電壓V增加。當(dāng)主放電開始時(shí)，放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率(特性的斜率)變小。因而，能夠預(yù)先求出正常時(shí)(例如出廠時(shí)或有實(shí)效的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))的放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率(基準(zhǔn)變化比率)，在放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率與基準(zhǔn)變化比率之差為預(yù)先決定的閾值以內(nèi)時(shí)，判定出放電開始。
[0026]輔助放電是在主放電開始之前已經(jīng)開始。例如在圖2的點(diǎn)A處輔助放電已開始，但是在輔助放電開始時(shí)放電管電壓V的變化比率中看不到顯著變化，難以僅針對(duì)輔助放電判定開始。因此，通過判定主放電的開始，輔助放電的開始也同時(shí)判定。在判定出該主放電的開始之后，使電源輸出指令值S下降規(guī)定量或規(guī)定比率來使主放電消失，由此能夠設(shè)為只有輔助放電啟動(dòng)的激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0027]另外,在激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,為了啟動(dòng)輔助放電而消耗電力。因此,從降低電力消耗的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是除了例如在某個(gè)加工結(jié)束而移動(dòng)到下一個(gè)加工的情況等激光加工時(shí)以外，盡量設(shè)為激光待機(jī)狀態(tài)(主放電和輔助放電消失的狀態(tài))。然而，若在從激光待機(jī)狀態(tài)恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)花費(fèi)時(shí)間，則會(huì)招致加工效率的下降。另一方面，若為了抑制加工效率的下降而中止轉(zhuǎn)變?yōu)榧す獯龣C(jī)狀態(tài)，則激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)延長(zhǎng)，無法降低電力消耗。因此，在本實(shí)施方式中，為了能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行從激光待機(jī)狀態(tài)恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的動(dòng)作，如下那樣控制對(duì)激光電源23的電源輸出指令。
[0028]從輸出指令部41輸出的電源輸出指令是由CNC3控制的。圖3是表示在本實(shí)施方式所涉及的氣體激光振蕩器100中從激光待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧す膺\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的一個(gè)特性的圖。圖中的實(shí)線表示電源輸出指令值S的時(shí)間變化，虛線表示流過電源部2的功率器件的電流A的時(shí)間變化。
[0029]如圖3所示，CNC3以規(guī)定的時(shí)寬Λ t (階梯時(shí)寬)和電源輸出指令值S的增幅AS(指令值增幅)使電源輸出指令值S呈階梯狀上升。時(shí)寬At是以到電源部2對(duì)電源輸出指令作出響應(yīng)為止所需的時(shí)間(響應(yīng)時(shí)間)為基準(zhǔn)而預(yù)先決定的。S卩，At至少為響應(yīng)時(shí)間以上，且以使放電開始所需的時(shí)間為幾秒左右(例如2秒左右)的方式來決定。具體地說，當(dāng)將響應(yīng)時(shí)間設(shè)為I μ秒時(shí),在I μ秒?幾十μ秒之間、優(yōu)選的是I μ秒?10 μ秒之間設(shè)定At。此外，還能夠利用以響應(yīng)時(shí)間為參數(shù)的函數(shù)來決定At。例如，也可以將響應(yīng)時(shí)間乘以規(guī)定的系數(shù)所得的值設(shè)為At。
[0030]另一方面，指令值增幅Λ S是根據(jù)與作為預(yù)先決定的基準(zhǔn)的放電開始電壓相當(dāng)?shù)碾娫摧敵鲋噶钪?基準(zhǔn)指令值Sa)和階梯上升的目標(biāo)階梯數(shù)N來決定的。作為基準(zhǔn)的放電開始電壓例如是在基準(zhǔn)的氣體狀態(tài)(氣體組成、氣體溫度等)下通過實(shí)驗(yàn)、分析等來決定的放電開始時(shí)的電壓。此外，實(shí)際的放電開始電壓根據(jù)氣體狀態(tài)而變化，放電開始時(shí)的電源輸出指令值S不一定與基準(zhǔn)指令值Sa —致，但是在圖3中為了便于理解而示為一致。
[0031]目標(biāo)階梯數(shù)N至少為2以上，例如在2?10的范圍內(nèi)決定。在圖3的例子中，Ν=4。CNC3計(jì)算將基準(zhǔn)指令值Sa除以目標(biāo)階梯數(shù)N所得的值來作為指令值增幅AS。然后，從指示放電開始起每經(jīng)過時(shí)寬At的量的時(shí)間就向輸出指令部41輸出控制信號(hào)以使電源輸出指令值S增加指令值增幅Λ S的量。
[0032]由此，如圖3所示，對(duì)激光電源23輸出的電源輸出指令值S呈階梯狀上升。電源輸出指令值S的階梯上升持續(xù)到放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率變小而CNC3判定出放電開始為止。當(dāng)CNC3判定出放電開始時(shí)，停止電源輸出指令值S的階梯上升，轉(zhuǎn)變?yōu)榧す膺\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0033]若在放電開始時(shí)電源輸出指令值S呈階梯狀上升，則流過功率器件的電流A會(huì)瞬間增大，產(chǎn)生如圖3所示的電流的過沖。指令值增幅AS越大則該過沖越大。在本實(shí)施方式中，使電源輸出指令值S以兩個(gè)以上的階梯上升，因此指令值增幅Λ S小，能夠抑制過沖。其結(jié)果，流過功率器件的電流A的最大值為過電流防止電路工作的電流(過電流限制值A(chǔ)max)以下，能夠防止放電開始時(shí)的警告停止。
[0034]另外，在本實(shí)施方式中，考慮電源部2的響應(yīng)時(shí)間而將階梯上升的時(shí)寬At設(shè)定為較短的時(shí)間(例如I μ秒?10 μ秒左右)，因此能夠大幅縮短放電開始所需的時(shí)間。其結(jié)果，能夠從激光待機(jī)狀態(tài)立即轉(zhuǎn)變?yōu)榧す膺\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，不使加工效率下降而能夠降低電力消耗。即，主放電和輔助放電消失的激光待機(jī)狀態(tài)的時(shí)間變長(zhǎng)，能夠提高燃燒消耗率。
[0035]與此相對(duì)，如圖4Α所示，在例如以一次的階梯使電源輸出指令值S上升到與基準(zhǔn)指令值Sa相當(dāng)?shù)闹档那闆r下(實(shí)線)，流過功率器件的電流A (虛線)的過沖量變大，電流A的最大值恐怕會(huì)超過過電流限制值A(chǔ)max。其結(jié)果，過電流防止電路工作，引起警告停止。另一方面，如圖4B的實(shí)線所示，當(dāng)使電源輸出指令值S逐漸上升到放電開始時(shí)(實(shí)線)，雖然能夠抑制流過功率器件的電流A(虛線)的過沖，但在這種情況下到放電開始為止要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。
[0036]-第二實(shí)施方式_
[0037]參照?qǐng)D5來說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。此外，下面主要說明與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)。在第二實(shí)施方式中，考慮隨著激光待機(jī)狀態(tài)的時(shí)間經(jīng)過而發(fā)生的放電開始的惡化。即，當(dāng)激光待機(jī)時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，激光氣體溫度和激光振蕩器內(nèi)部的溫度下降而變得難以開始放電，恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)需要較長(zhǎng)時(shí)間。另外，由于放電負(fù)載(氣體組成、氣體溫度等)的影響，從激光待機(jī)狀態(tài)恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的恢復(fù)時(shí)間的偏差也變大。在第二實(shí)施方式中，考慮這一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)即使激光待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)的情況下也能夠盡早恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0038]在第二實(shí)施方式中，CNC3控制激光氣體壓力控制系統(tǒng)18的控制閥，控制氣體流路10內(nèi)的激光氣體壓力。即，在激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過激光氣體壓力控制系統(tǒng)18的動(dòng)作來控制激光氣體的吸氣量和排氣量以使氣體流路10內(nèi)的激光氣體壓力為預(yù)先決定的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力。另一方面，在激光待機(jī)狀態(tài)下，切斷向氣體流路10的激光氣體的供給，按照預(yù)先決定的控制特性來使激光氣體壓力逐漸下降。
[0039]圖5的實(shí)線是表示激光待機(jī)狀態(tài)下的激光氣體壓力P的控制特性的圖。此外，圖5的虛線表示激光氣體溫度T的變化。如圖5所示，在本實(shí)施方式中，隨著待機(jī)時(shí)間經(jīng)過而使激光氣體壓力P逐漸下降。更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f，在轉(zhuǎn)變?yōu)榧す獯龣C(jī)狀態(tài)之后，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間ta之前將激光氣體壓力P保持為規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力Pa，之后隨著時(shí)間經(jīng)過而使激光氣體壓力P逐漸下降直到激光氣體壓力P達(dá)到規(guī)定的待機(jī)氣體壓力Pb為止。當(dāng)激光氣體壓力P達(dá)到待機(jī)氣體壓力Pb時(shí)，此后再開始激光氣體壓力控制系統(tǒng)18的動(dòng)作，將激光氣體壓力P維持為待機(jī)氣體壓力Pb。該控制特性與圖5的激光氣體溫度的特性對(duì)應(yīng)。
[0040]此時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力Pa與待機(jī)氣體壓力Pb之差例如為1hPa左右。激光氣體壓力P低于大氣壓力，因此使用真空泵來使激光氣體壓力P下降。通過像這樣隨著待機(jī)時(shí)間經(jīng)過而使激光氣體壓力P逐漸下降，促使放電開始，能夠抑制如圖3所示那樣使電源輸出指令值S呈階梯狀上升來向激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)恢復(fù)時(shí)的恢復(fù)時(shí)間的延遲和恢復(fù)時(shí)間的偏差。
[0041]在第二實(shí)施方式中，在激光待機(jī)狀態(tài)下從氣體流路10排出激光氣體，因此在恢復(fù)為激光運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，待機(jī)過程中所排出的量的激光氣體壓力P不足。然而，當(dāng)為了進(jìn)行激光加工而提高對(duì)放電管11?14的施加電壓時(shí)，激光氣體溫度T瞬時(shí)上升，激光氣體膨脹。由此，能夠容易地使激光氣體壓力P恢復(fù)為規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力。另外，激光待機(jī)狀態(tài)下的激光氣體壓力P小于大氣壓力，因此能夠通過經(jīng)由控制閥從高壓的氣體罐供給激光氣體，來使激光氣體壓力P立即恢復(fù)為運(yùn)轉(zhuǎn)氣體壓力。
[0042]此外，也可以使上述第二實(shí)施方式中的電源輸出指令值S的上升圖案與圖3不同。即，只要?dú)怏w激光振蕩器100具備對(duì)氣體流路10內(nèi)的激光氣體壓力P進(jìn)行調(diào)整的激光氣體壓力控制系統(tǒng)18 (氣體壓力調(diào)整部)，CNC3將氣體壓力調(diào)整部控制成隨著從輸出指令部41輸出電源輸出指令之前的待機(jī)時(shí)間的增加而使氣體流路10內(nèi)的激光氣體壓力P逐漸減小，那么也可以不像圖3所示那樣使用時(shí)寬At和指令值增幅ΛS來使電源輸出指令值S呈階梯狀上升，而是使電源輸出指令值以其它圖案上升。
[0043]在上述實(shí)施方式(圖1)中，氣體激光振蕩器100具備多個(gè)電源部21、22和多個(gè)放電管11?14，但是電源部和放電管的個(gè)數(shù)并不限于上述的個(gè)數(shù)。例如，既可以使電源部為一個(gè)，也可以使電源部和放電管這兩方均為一個(gè)。在上述實(shí)施方式中，預(yù)先求出正常時(shí)的放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率(基準(zhǔn)變化比率)并進(jìn)行存儲(chǔ)，CNC3在放電管電壓V相對(duì)于電源輸出指令值S的變化比率與基準(zhǔn)變化比率之差為預(yù)先決定的閾值以內(nèi)時(shí)判定出放電開始，但是，只要是基于由電壓檢測(cè)部281、282檢測(cè)出的放電管電壓相對(duì)于從輸出指令部41輸出的電源輸出指令值S的變化比率來判定放電開始，那么放電開始判定部的結(jié)構(gòu)可以是任意結(jié)構(gòu)。
[0044]也能夠?qū)⑸鲜鰧?shí)施方式與一個(gè)或多個(gè)變形例任意組合。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的氣體激光振蕩器，能夠在短時(shí)間內(nèi)容易地從激光待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧す膺\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0046]以上，與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是能夠不脫離前述的權(quán)利要求書的公開范圍地進(jìn)行各種修改和變更，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所可以理解的。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體激光振蕩器，其特征在于，具備: 放電管(11，12，13，14)，其設(shè)置于激光氣體所循環(huán)的氣體流路(10)； 輸出指令部(41)，其輸出電源輸出指令； 電源部(2)，其對(duì)上述放電管施加與從上述輸出指令部輸出的電源輸出指令值(S)相應(yīng)的放電管電壓； 電壓檢測(cè)部(281，282)，其檢測(cè)上述放電管電壓；以及 放電開始判定部(3)，其基于由上述電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的放電管電壓相對(duì)于從上述輸出指令部輸出的電源輸出指令值的變化比率，來判定上述放電管中是否開始了放電， 其中，上述輸出指令部以階梯時(shí)寬(At)和電源輸出指令值的增幅(AS)使上述電源輸出指令值呈階梯狀上升，該階梯時(shí)寬(At)是以到上述電源部對(duì)上述電源輸出指令作出響應(yīng)為止所需的時(shí)間為基準(zhǔn)而決定的，該電源輸出指令值的增幅(AS)是將與作為預(yù)先決定的基準(zhǔn)的放電開始電壓對(duì)應(yīng)的電源輸出指令值(Sa)除以2以上的階梯數(shù)(N)而得到的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體激光振蕩器，其特征在于， 還具備對(duì)上述氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力進(jìn)行調(diào)整的氣體壓力調(diào)整部(18)， 隨著從上述輸出指令部輸出電源輸出指令之前的待機(jī)時(shí)間增加，上述氣體壓力調(diào)整部使上述氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力(P)逐漸減小。
3.一種氣體激光振蕩器，其特征在于，具備: 放電管(11，12，13，14)，其設(shè)置于激光氣體所循環(huán)的氣體流路(10)； 輸出指令部(41)，其輸出電源輸出指令； 電源部(2)，其對(duì)上述放電管施加與從上述輸出指令部輸出的電源輸出指令值(S)相應(yīng)的放電管電壓； 電壓檢測(cè)部(281，282)，其檢測(cè)上述放電管電壓； 放電開始判定部(3)，其基于由上述電壓檢測(cè)部檢測(cè)出的放電管電壓相對(duì)于從上述輸出指令部輸出的電源輸出指令值的變化比率，來判定上述放電管中是否開始了放電；以及氣體壓力調(diào)整部(18)，其對(duì)上述氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力進(jìn)行調(diào)整， 其中，隨著從上述輸出指令部輸出電源輸出指令之前的待機(jī)時(shí)間增加，上述氣體壓力調(diào)整部使上述氣體流路內(nèi)的激光氣體壓力逐漸減小。
【文檔編號(hào)】H01S3/134GK104078829SQ201410112852
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】貫井亨 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社