具有放电开始判定功能的气体激光振荡器转让专利

申请号 : CN201310400157.9

文献号 : CN103682970B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 本田昌洋贯井亨

申请人 : 发那科株式会社

摘要 :

具有放电开始判定功能的气体激光振荡器具有:对放电管施加与电源输出指令对应的放电管电压,使放电管中开始放电的电源部;检测放电管电压的电压检测部;检测电源部的输出电流的电流检测部;使从输出指令部输出的电源输出指令值缓缓增加的指令电压控制部;和根据使电源输出指令值缓缓增加时的电压检测部的检测值、判定在放电管中是否已开始放电的放电开始判定部。指令电压控制部,在使电源输出指令值缓缓增加时输出电流成为阈值以上时,在使电源输出指令值暂且降低后,再次使电源输出指令值缓缓增加。

权利要求 :

1.一种气体激光振荡器,其特征在于,具有:

激光气体进行循环的放电管(11、12、13、14);

输出电源输出指令的输出指令部(41);

在上述放电管上施加与上述电源输出指令对应的放电管电压,使上述放电管开始放电的电源部(2);

检测上述放电管电压的电压检测部(281、282);

检测上述电源部的输出电流的电流检测部(271、272);

为使上述放电管开始放电,使从上述输出指令部输出的电源输出指令值(S)缓缓增加的指令电压控制部(31);和根据使上述电源输出指令值缓缓增加时的上述电压检测部的检测值,判定在上述放电管中是否已开始放电的放电开始判定部(31、33),上述指令电压控制部,在使上述电源输出指令值缓缓增加时通过上述电流检测部检测出的输出电流成为预定的阈值(A2)以上时,在使上述电源输出指令值暂且降低后,再次使上述电源输出指令值缓缓增加。

2.根据权利要求1所述的气体激光振荡器,其特征在于,上述阈值是第一阈值(A2),

还具有过电流限制部(29),其在通过上述电流检测部检测出的输出电流达到比上述第一阈值大的第二阈值(A1)时,停止激光电源的输出。

3.根据权利要求1或2所述的气体激光振荡器,其特征在于,还具有存储部(3),用于预先存储在上述放电管中正常进行放电时的放电管电压对于电源输出指令值的变化比例,上述放电开始判定部,在上述电压检测部检测出的放电管电压对于电源输出指令值的变化比例和上述存储部中存储的放电管电压对于电源输出指令值的变化比例的差(α)成为预定的阈值(α1)以内时,判定为放电开始条件成立,在该放电开始条件成立预定次数(N)时判定为放电已开始。

4.根据权利要求1或2所述的气体激光振荡器,其特征在于,具有多个上述放电管,

上述指令电压控制部,在通过上述放电开始判定部判定为已开始了与上述放电管的个数对应的次数的放电之前,使上述电源输出指令值缓缓增加。

5.根据权利要求1或2所述的气体激光振荡器,其特征在于,具有多个上述电源部,并且与这些电源部对应地具有多个上述放电管,从上述输出指令部输出的电源输出指令,包含对于上述多个电源部共同的偏置指令(Cb)、与上述多个电源部中的各个电源部对应地设定的偏移指令(Cs),上述输出指令部,对上述偏置指令相加上述偏移指令,输出与上述多个电源部中的各个电源部对应的电源输出指令。

说明书 :

具有放电开始判定功能的气体激光振荡器

技术领域

[0001] 本发明涉及具有判定放电开始的功能的气体激光振荡器。

背景技术

[0002] 目前,已知检测对放电管施加的电压,根据该检测值判定在放电管中是否开始了放电的气体激光振荡器。例如在日本特开2011-222586号公报(JP2011-222586A)记载的气体激光振荡器中,使对于激光器电源的输出指令值阶梯状上升。然后,求出放电管电压的检测值对于电源输出指令值的变化比例和根据正常进行放电时的数据预定的放电管电压对于电源输出指令值的变化比例的差,在该差成为预定的阈值以内时,判定为开始放电。
[0003] 但是,在气体激光振荡器中,有时由于在放电管内循环的激光气体的压力、流量、组成等气体状态的变化,难以开始放电。因此,担心像JP2011-222586A记载的气体激光振荡器那样,在判定放电开始前使电源输出指令值阶梯状上升时,在激光器电源中流过过大的电流,过电流防止电路等发挥作用,妨碍放电的开始。

发明内容

[0004] 作为本发明一方式的气体激光振荡器,具有:激光气体进行循环的放电管;输出电源输出指令的输出指令部;在放电管上施加与电源输出指令对应的放电管电压,使放电管开始放电的电源部;检测放电管电压的电压检测部;检测电源部的输出电流的电流检测部;为使放电管开始放电,使从输出指令部输出的电源输出指令值缓缓增加的指令电压控制部;和根据使电源输出指令值缓缓增加时的电压检测部的检测值,判定在放电管中是否已开始放电的放电开始判定部。指令电压控制部,在使电源输出指令值缓缓增加时通过电流检测部检测出的输出电流成为预定的阈值以上时,在使电源输出指令值暂且降低后,再次使电源输出指令值缓缓增加。

附图说明

[0005] 通过以下与附图相关联的实施方式的说明,本发明的目的、特征以及优点更加明了。在附图中,
[0006] 图1是表示本发明的第一实施方式的气体激光振荡器的概略结构的图,[0007] 图2是表示图1的激光器电源和匹配单元的结构的框图,
[0008] 图3是表示图1的输出指令部和监视器部的结构的框图,
[0009] 图4是表示本发明的第一实施方式的气体激光振荡器中的CNC的主要的结构的框图,
[0010] 图5是表示用图4的重试处理部执行的处理的一例的流程图,
[0011] 图6是表示通过图5的重试处理的动作特性的一例的图,
[0012] 图7是表示电源输出指令值和放电管电压的关系的图,
[0013] 图8是表示在多个放电管开始放电前的动作特性的一例的图,
[0014] 图9是表示本发明的第二实施方式的气体激光振荡器中的CNC的主要的结构的框图,
[0015] 图10是表示用于说明用图9的重试处理部执行的处理的动作特性的一例的图,[0016] 图11是表示从输出指令部输出偏移指令前的动作特性的一例的图,[0017] 图12是表示从输出指令部输出偏移指令后的动作特性的一例的图。

具体实施方式

[0018] 第一实施方式
[0019] 以下参照图1~图8说明本发明的气体激光振荡器的第一实施方式。图1是表示本发明的第一实施方式的气体激光振荡器100的概略结构的图。该气体激光振荡器100具有共振器1、向共振器1的放电管11~14供给电力的电源部2、控制气体激光振荡器100的全体动作的数值控制装置(CNC)3、以及在电源部2和CNC3之间进行通信的接口部4。
[0020] 共振器1具有作为激光器介质的激光气体循环的气体流路10。激光气体例如是以规定的组成比混合二氧化碳、氦以及氮的混合物。气体流路10具有设置有放电管保持架10a的第一流路101、和对于第一流路101并列形成的设置有放电管保持架10b的第二流路
102。在第一流路101中,隔着放电管保持架10a设置一对放电管11、12,在第二流路102中,隔着放电管保持架10b设置一对放电管13、14。
[0021] 在各流路101、102的放电管11、13侧的端部,分别设置折返镜105、106,在放电管12侧的端部设置输出镜107,在放电管14侧的端部设置后反射镜108。放电管11~14分别具有隔着流路101、102互相相向配置的一对主电极11a~14a。在主电极11a~14a的流路方向侧方(激光气体的流动方向上游侧),分别设置辅助电极11b~14b。对于主电极
11a~14a以及辅助电极11b~14b,分别从电源部2供给电力。
[0022] 当向主电极11a~14a供给电力时,在放电管11~14内的激光气体中开始放电。通过该主放电,激光气体被激励而发光,在输出镜107和后反射镜108之间发生共振,通过感应输出放大光,其一部分从输出镜107取出。取出的激光在激光加工等中使用。
[0023] 在激光振荡器100在能够输出激光束的激光器运行状态下,即使激光输出是零(0W)也从电源部2向主电极11a~14a以及辅助电极11b~14b持续供给一定量的电力。关于供给的电能,在主电极的放电管的放电熄灭的状态下,调整为仅来自辅助电极的辅助放电开始的状态。该辅助放电因为是微弱的放电,所以对于激光器输出没有直接的帮助,但是即使在激光器输出是零(0W)的主放电熄灭的状态(基本放电的状态)下也维持用于使主放电容易开始的辅助放电。也就是说,即使激光器输出是零时,只要气体激光振荡器100不完全停止,电源部2就输出维持辅助放电的待机电力。
[0024] 在气体流路10上连接涡轮风机15,通过涡轮风机15的旋转,如图中箭头所示,从放电管11~14的一端侧吸入激光气体,从涡轮风机15排出。从涡轮风机15排出的激光气体,分别被提供给放电管11~14的另一端侧,在气体流路10内循环。
[0025] 在涡轮风机15的上游侧以及下游侧分别设置热交换器16a、16b,在气体流路10内循环的激光气体通过热交换器16a、16b冷却,通过冷却水循环系统17向热交换器16a、16b供给冷却水来作为冷却介质。气体流路10内的激光气体的压力通过供给、排出激光气体的激光气体压力控制系统18来控制。也就是说,激光气体压力控制系统18具有供排激光气体的控制阀181(图4),通过控制阀181的开闭,控制激光气体压力。
[0026] 电源部2具有向放电管11、13(主电极11a、13a和辅助电极11b、13b)施加电压的第一电源部21、向放电管12、14(主电极12a、14a和辅助电极12b、14b)施加电压的第二电源部22。第一电源部21具有激光器电源231和匹配单元241,第二电源部22具有激光器电源232和匹配单元242。此外,激光器电源231、232的结构互相相同,匹配单元241、242的结构也互相相同。有时用符号23表示激光器电源231、232,用符号24表示匹配单元241、242。
[0027] 图2是表示激光器电源23和匹配单元24的结构的框图。如图2所示,激光器电源23具有DC(直流)电源部25、和RF(高频)电源部26。DC电源部25与三相交流200V连接,根据来自接口部4的电源输出指令值S向RF电源部26输出DC电流A。RF电源部26把来自DC电源部25的输出变换为高频电力,向匹配单元24输出。匹配单元24使RF电源部侧的输出阻抗和放电管侧的输入阻抗相匹配,向放电管11~14施加与电源输出指令值S对应的电压(放电管电压)。由此,在放电管11~14中流过电流(放电管电流)。与放电管电流对应的信号被反馈给电源输出指令,将放电管电流控制为预定值。
[0028] 在图2中,从DC电源部25向RF电源部26供给的DC电流A以及经由匹配单元24向放电管11~14施加的放电管电压14V,由于激光气体等放电负荷的影响,特性大大变化。在本实施方式中,用检测部检测这些DC电流A以及放电管电压V。也就是说,如图1所示,激光器电源231、232分别具有检测DC电流A的电流检测部271、272,匹配单元241、242分别具有检测放电管电压V的电压检测部281、282。
[0029] 激光器电源231、232还分别具有自保护电路29。自保护电路29是过电流防止电路,当通过电流检测部271、272检测到的DC电流A达到在电路中设定的阈值A1时过电流防止电路动作,与电源输出指令值无关,停止从DC电源部25向RF电源部26供给的DC电流A的输出,使放电管电压V降低到0。由此,强制停止气体激光振荡器100的动作,切断DC电流A,防止由于过电流损坏激光器电源。此外,把这样的气体激光振荡器100的停止动作称为警报停止。
[0030] 接口部4具有向激光器电源231、232分别输出电源输出指令值Sa、Sb的输出指令部41、和取入来自电流检测部271、272以及电压检测部281、282的信号的监视器部42。有时对电源输出指令值Sa、Sb总称,简单地用S来表示。图3是表示输出指令部41和监视器部42的结构的框图。输出指令部41以及监视器部42具有互相通信的通信IC(通信用集成电路)43,经由通信IC43和CNC3通信各种数据。
[0031] 如图3所示,输出指令部41具有把来自CNC3的指令分别分离为12位的偏置指令Cb、输出指令Co、偏移指令Cs以及增益指令Cg的分离部45。偏置指令Cb是在能够输出激光束的激光器运行状态下,从CNC3始终指令的预定的指令值。输出指令Co是控制激光输出的指令,根据激光振荡器100输出多少W的激光束来决定。与针对偏置指令Cb的激光器电源231、232的负荷对应地设定偏移指令Cs,与针对输出指令Co的激光器电源231、232的负荷对应地设定增益指令Cg。
[0032] 所谓激光器电源231、232的负荷,是与各个激光器电源231、232关联的负荷。在激光器电源231的负荷中,包含第一电源部21的匹配单元241、放电管11、13、放电管11、13内的气体压力、辅助电极11b、13b等。在激光器电源232的负荷中,包含第二电源部22的匹配单元242、放电管12、14、放电管12、14内的气体压力、辅助电极12b、14b等。相对于使偏置指令Cb和输出指令Co成为对于各个激光器电源231、232共同的指令,通过与激光器电源231、232的负荷对应地单个设定偏移指令Cs以及增益指令Cg,能够吸收激光器电源231、232间的负荷的偏差。预先将与激光器电源231对应的偏移指令Cs1和增益指令Cg1的设定值以及与激光器电源232对应的偏移指令Cs2和增益指令Cg2的设定值存储在存储部46中。
[0033] 偏置指令Cb通过D/A变换部47进行D/A变换,然后分别被输入给加法电路54、55。输出指令Co通过D/A变换部48进行D/A变换,然后分别被输入D/A变换部52、53。偏移指令Cs1、Cs2以及增益指令Cg1、Cg2,根据来自CNC3的指定信号依次被切换,通过数据选择器49分别向D/A变换部50、51输入偏移指令Cs1、Cs2,分别向D/A变换部52、53输入增益指令Cg1、Cg2。在D/A变换部50、51中,对偏移指令Cs1、Cs2进行D/A变换,然后输入给加法电路54、55。在D/A变换部52、53中,在对输出指令Co分别乘以增益指令Cg1、Cg2后进行D/A变换,然后向加法电路57、58输入。
[0034] 在加法电路54、55中,在D/A变换后的偏置指令Cb上分别相加D/A变换后的偏移指令Cs1、Cs2。在加法电路57、58中,在通过加法电路54、55相加后的指令上,分别相加输出指令Co和增益指令Cg相乘并且进行D/A变换后的指令。由此生成向激光器电源231、232的电源输出指令值Sa、Sb。
[0035] 监视器部42具有多工器60,其根据来自CNC3的选择信号,切换并依次输出来自电流检测部271、272以及电压检测部281、282的信号。从多工器60输出的信号,用12位的A/D变换部61进行A/D变换,然后通过通信IC43向CNC3输出。
[0036] 但是,气体激光振荡器100,通过在放电管11~14上施加数kV的电压激励激光气体,产生放电状态,但是有时由于激光气体的压力、流量、组成等的变化,难以开始放电。当在放电未开始的状态下输出激光束时,激光器电源23和放电负荷的阻抗匹配丧失,在放电管11~14上施加过大的电压,并且在激光器电源23中流过过大的电流,担心损坏,或者警报停止。因此,在本实施方式中,如下那样构成CNC3,防止对于激光器电源23的过电流,同时促进放电开始。
[0037] 图4是表示第一实施方式的气体激光振荡器100中的CNC3的主要的结构的框图,特别表示在放电管11~14中开始放电时的特征的结构。也就是说,作为用于向能够输出激光束的激光器运行状态转移的前阶段开始放电,CNC3具有进行该放电开始时的处理的重试处理部31和气压降低处理部32。
[0038] CNC3包含具有CPU、ROM、RAM、其他周边电路等的运算处理装置而构成。向CNC3输入来自电流检测部271、272以及电压检测部281、282的信号。CNC3根据这些输入信号在放电开始时执行预定的处理,向输出指令部41输出控制信号,并且向构成激光气压控制系统的18的控制阀181输出控制信号。
[0039] 图5是表示用重试处理部31执行的处理(重试处理)的一例的流程图,图6是表示通过重试处理的动作的一例的特性图。在向CNC3输入开始放电的指令时开始图5的流程图所示的处理。下面参照图6说明图5的重试处理。此外,在图6中,特性fs是来自输出指令部41的电源输出指令值S(Sa、Sb),特性fv是电压检测部281、282检测出的放电管电压V,特性fa是电流检测部271、272检测出的DC电流A。
[0040] 在步骤S1,首先向输出指令部41输出控制信号,用预定的时间(时刻t0~时刻t1)使电源输出指令值S(偏置指令Cb)增加到预定值S0。进而,在使电源输出指令值S增加到预定值S0后(时刻t0~时刻t1),例如如图6所示,在预定的周期使电源输出指令值S每次缓缓增加预定量。也就是说,使电源输出指令值S阶梯状上升。伴随电源输出指令值S的上升,放电管电压V以及DC电流A也阶梯状上升。。
[0041] 在步骤S2,读入来自电压检测部281、282的信号,根据放电管电压V的变化量判定放电是否开始。图7是表示电源输出指令值S和放电管电压V的关系的图。在步骤S1,在使电源输出指令值S以预定的上升幅度阶梯状上升时,如图7所示放电开始前的放电管电压V相对于电源输出指令值S的变化比例dV/ds(特性的斜率)大于放电开始后的放电管电压V相对于电源输出指令值S的变化比例dV/ds。考虑这一点,把正常时(例如在工厂发货时或者实际的正常运行时)的放电管电压V相对于电源输出指令值S的变化比例dVa/ds(放电开始后的变化比例)作为基准值,预先存储在CNC的存储器(存储部)内。然后在步骤S2,比较放电管电压V的变化比例dV/ds和基准值dVa/ds,在两者的差α在预定的阈值α1以内时,判定为放电已开始(图6的时刻t3)。
[0042] 在步骤S2否定时进入步骤S3,肯定时进入步骤S5。在步骤S5,判定是否按照放电管11~14的个数数量(4次)开始放电,即判定全部的放电管11~14是否已开始放电。当在步骤S5否定时返回步骤S1,肯定时终止图5的处理,向能够输出激光束的激光器运行状态转移。此时,输出指令值Co为0(激光输出0W)而且偏置指令Cb成为基础放电的状态的预定值,电源输出指令值S成为在偏置指令Cb上相加各电源的偏移指令(Cs1、Cs2)后的值。
[0043] 在步骤S3,读入来自电流检测部271、272的信号,判定检测到的DC电流A是否在预定的阈值A2以上。该处理是为防止DC电流A变得过大而警报停止的处理,将预定值A2设定为比在激光器电源内的过电流防止电路内设定的警报停止时的阈值A1小的值。此外也可以把A1和A2设定为相同的值,在这种情况下,只要CNC3中的电流的检测速度比过电流防止电路中的电流的检测速度快即可。当步骤S3肯定时进入步骤S4,否定时返回步骤S1。
[0044] 在步骤S4,为使电源输出指令值S降低,使偏置指令值Cb降低预定值。例如,降低比使电源输出指令值S阶梯状上升时的阶梯的上升幅度大的预定量。或者如图6所示,使电源输出指令值S降低到初始值S0(时刻t2)。接着返回步骤S1,重复同样的处理。由此电源输出指令值S再次缓缓上升,再次判定放电开始。把这样暂且使放电管电压V降低后再上升(时刻t2以后的动作),称为重试动作。
[0045] 重试动作在时刻t1~时刻t2在放电管11~14上施加了电压后进行,通过进行重试动作,因为向放电管11~14施加电压的时间变长,所以与在前一次的处理中使电源输出指令值S上升时相比容易开始放电。因此如图6所示,在时刻t2以后即使在和上次(时刻t1~时刻t2)同样使放电管电压V上升的情况下也开始放电(时刻t3)。由此,例如在将气体激光振荡器100停止数周后启动的情况等,由于激光气体的组成的变化难以开始放电的情况下,也能够使放电容易开始。以上的重试动作,在开始放电前执行预定次数。
[0046] 图8是表示在多个放电管(例如与同一激光器电源231连接的放电管11、13)开始放电前的动作特性的一例的图。图中,特性fs是来自输出指令部41的电源输出指令值Sa、特性fv是用电压检测部281检测到的放电管电压V。在图8的时刻t4,一方的放电管(例如放电管11)的放电管电压V的变化比例dV/ds和基准值dVa/ds的差α成为阈值α1之内,判定为放电管11开始放电,但是另一方的放电管(例如放电管13)尚未判定为放电开始。因此,步骤S5否定,电源输出指令值Sa缓缓增加。此时,放电管电压V的变化比例dV/ds,在时刻t4暂且变小后为开始第二放电管13的放电而返回原来的大的状态。其后,当在时刻t5第二放电管13开始放电时,放电管电压V的变化比例dV/ds再次变小。
[0047] 如果执行预定次数的重试动作,则通常全部放电管11~14的放电开始,但是在冷却水循环系统17供给的冷却水的温度极端低的情况下或者在发生大气混入激光气体的情况下,即使执行预定次数的重试动作,有时也不开始放电。在这种情况下,在图4的气压降低处理部32中执行气压的降低处理。
[0048] 在气压降低处理部32中,首先向激光气体压力控制系统18的控制阀181输出控制信号,打开控制阀181,从气体流路10内排出激光气体。由此使放电管11~14内的气压降低到比为了得到希望的激光输出所需要的运行气压低的预定的激光气体压力。接着,在把电源输出指令值S降低到0后,以预定时间使电源输出指令值S缓缓上升,对放电管11~14施加电压。此时的激光气体压力即使在冷却水的温度极端低的情况下或者在激光气体中混入大气的情况下也一定能够设置为能够开始放电的压力。当判定为放电管11~
14的放电开始时,打开控制阀181向气体流路10供给激光气体,使激光气体压力恢复为原来的运行气压。到此是气压降低动作。
[0049] 根据第一实施方式,能够起到以下的作用效果。
[0050] (1)气体激光振荡器100具有使激光气体循环的放电管11~14;输出电源输出指令的输出指令部41;对放电管11~14施加与电源输出指令对应的放电管电压V,在放电管11~14中开始放电的电源部2;检测放电管电压V的电压检测部281、282;检测电源部2的DC电流的电流检测部271、272;为在放电管11~14中开始放电而使从输出指令部41中输出的电源输出指令值S缓缓增加的CNC3(重试处理部31);以及根据使电源输出指令值S缓缓增加时的电压检测部281、282的检测值,判定在放电管11~14中放电是否已开始的重试处理部31。另外,重试处理部31在判定为放电已开始前检测到的DC电流A成为预定值A2以上时,在使电源输出指令值暂且降低后,再次使电源输出指令值S缓缓增加(步骤S4→步骤S1)。由此,即使在由于激光气体的组成的变化等放电难以开始的情况下,激光器电源23中也不会流过过大的电流,能够容易地在放电管11~14中开始放电。
[0051] (2)把用于使执行重试动作的DC电流的阈值A2设定为比警报停止时的DC电流的阈值A1小的值。由此,在放电开始时,能够防止自保护电路29作用从而气体激光振荡器100警报停止的情况。例如当在夜间无人运行时等气体激光振荡器100警报停止时引起运行率的降低,装置的恢复(原因调查和再启动)也需要时间,但是通过避免警报停止,能够防止运行率降低。
[0052] (3)在即使通过重试处理部31的处理多次执行重试动作放电仍未开始时,通过气压降低处理部32的处理执行气压降低动作。由此,无论在何种条件下都能够完全避免警报停止,在放电管11~14中可靠地开始放电。在这种情况下,当进行气压降低动作时,激光气体的消耗量增加,为了把激光气体压力恢复到运行气压需要时间,但是在本实施方式中,因为比气压降低动作优先执行重试动作,所以能够把气压降低动作的频度抑制到最小限度。
[0053] (4)在气体激光振荡器100具有多个放电管11~14的情况下,通过重试处理部31的处理,在判定为全部放电管11~14开始放电前,使电源输出指令值缓缓增加(步骤S5→步骤S1)。在激光器电源231、232上连接多个放电管11~14的情况下,放电管11~14的尺寸的偏差或者流入各放电管11~14的激光气体流量等的偏差引起开始放电的放电管电压对于每一放电管不同,但是在直到判定为全部放电管11~14开始放电的期间,通过重复地使电源输出指令值S缓缓增加,能够在全部放电管11~14中开始放电。因此,例如在一个放电管11中开始放电、在其他的放电管12~14中未开始放电的情况下,能够防止CNC3误判定为能够输出激光束的激光器运行状态,在激光器电源23中流过过大的电流,对放电管施加过大的电压的情况。
[0054] 第二实施方式
[0055] 参照图9、图10说明本发明的第二实施方式。第二实施方式和第一实施方式的不同在于,在放电开始时在CNC3中执行的处理。以下主要说明与第一实施方式的不同点。图9是表示第二实施方式的气体激光振荡器100中的CNC3的主要的结构的框图。此外,对与图5相同的地方附以相同的符号。
[0056] 如图9所示,除了重试处理部31和气压降低处理部32之外,CNC3还具有重复处理部33。在重复处理部33中,变更重试处理部31的处理的一部分,即涉及放电开始的判定的处理(图5的步骤S2)。具体说,和图5的步骤S2同样,比较放电管电压V的变化比例dV/ds和预先存储的正常时的放电管电压V的变化比例dV/ds(基准值dVa/ds),在两者的差α成为预定的阈值α1以内时,判定为放电开始条件成立。另外,在判定为放电开始条件成立预定的多次(预定次数N)时,判定为放电已开始。
[0057] 图10是表示用于说明重复处理部33中的处理(重复处理)的动作特性的一例的图。图中,特性fs表示电源输出指令值S,特性fv表示放电管电压V。如图10所示,在时刻t6,当由于噪声等的影响放电管电压V发生异常时,担心放电管电压V的变化比例dV/ds变小,放电开始条件成立,误判定放电开始。但是,在这种情况下,在放电开始条件成立预定次数N前,因为放电管电压V的变化比例dV/ds立即变大,所以CNC3不判定放电开始,能够防止由于噪声等的异常引起的放电开始的误判定。其后,在时刻t7,当真开始放电时,放电管电压V的变化比例dV/ds稳定地(t7以后一直)变小,放电开始条件成立预定次数N。当在时刻t8判定为放电开始条件已成立预定次数N时,判定为放电开始,转移到能够输出激光的激光器运行状态。
[0058] 这样在第二实施方式中,在用电压检测部281、282检测到的放电管电压V的变化比例dV/ds和预先存储的正常时的放电管电压V的变化比例dV/ds的差α成为预定值α1以内时,判定为放电开始条件成立,在该放电开始条件已成立预定次数N时,判定为放电开始。由此在放电管电压V的变化比例由于噪声等的影响暂时变小的情况下,能够防止CNC3误判定为放电开始,能够正确地判定放电开始。
[0059] (变形例)
[0060] 在本实施方式的气体激光振荡器100中,预先调整基础放电。所谓基础放电的调整,是使激光输出成为0W那样的偏移指令Cs(图3)的调整,是在输出激光器运行状态下的预定的偏置指令Cb的状态下,调整偏移指令Cs使全部放电管11~14的放电熄灭仅辅助电极11b~14b放电的状态。把该偏移指令Cs存储在存储部46中,能够在开始放电时预先输出偏移指令Cs与偏置指令Cb相加。由此与激光器电源231、232的负荷偏差无关,能够在同一定时使多个放电管11~14开始放电。参照图11、图12说明这点。此外,以下,为使说明简单,假定激光器电源232侧的放电管12、14比激光器电源231侧的放电管11、13开始放电难,在放电开始时,在激光器电源232侧输出偏移指令Cs2。
[0061] 图11是表示输出偏移指令Cs2前的动作特性的一例的图,图12是表示输出偏移指令Cs2后的动作特性的一例的图。图中,特性fs1是由偏置指令Cb组成的电源输出指令值Sa,特性fs2是在偏置指令Cb上加上偏移指令Cs2后的电源输出指令值Sb,特性fv1是在与激光器电源231连接的放电管(例如放电管11)上施加的放电管电压V,特性fv2是在与激光器电源232上连接的放电管(例如放电管12)上施加的放电管电压V。
[0062] 如图11所示,激光器电源231侧的放电管11在时刻t9开始放电。与此相对,因为激光器电源232侧的放电管12开始放电难,所以在比时刻t9晚的时刻t10开始放电。这样在向激光器电源231、232仅输出同一偏置指令Cb的情况下,放电开始的定时产生偏差。另一方面,当在开始放电难的激光器电源232侧的偏置指令Cb上相加偏移指令Cs2后输出时,如图12所示,放电管12的放电开始的定时提前,能够在时刻t9在和放电管11相同的定时开始放电管12的放电。
[0063] 此外,在上述实施方式中,具有多个电源部21、22和多个放电管11~14,在判定为放电管11~14的个数次的放电开始前,使电源输出指令值S缓缓增加,但是电源部和放电管的个数不限于上述的个数。例如,电源部可以是一个,也可以电源部和放电管双方都是一个。通过来自作为指令电压控制部的CNC3的指令使从输出指令部41输出的电源输出指令值S阶梯状上升,但是只要为在放电管11~14中开始放电使电源输出指令值S缓缓增加,则电源输出指令值S的上升图形不限于上述。此外,电源输出指令值S和放电管电压V有相关关系(图7),在使电源输出指令值S上升中,包含使来自电源部2的输出增加的意味。
[0064] 在CNC3的存储器(存储部)中,存储放电管11~14正常进行放电时的放电管电压V相对于电源输出指令值S的变化比例dV/ds(基准值dVa/ds)。另外,通过CNC3,在电压检测部281、282检测到的放电管电压V相对于电源输出指令值S的变化比例dV/ds和在存储部中存储的放电管电压V的变化比例dV/ds的差α在预定值α1以内时,判定为放电开始,但是,只要根据电压检测部281、282的检测值判定放电开始,则作为放电开始判定部的CNC3(重试处理部31)的结构是任何样的都可以。在上述第二实施方式中,在作为放电开始判定部的重复处理部33中,在放电开始条件成立预定次数N时判定为放电开始,但是也可以把放电管11~14的个数作为预定次数N进行放电管11~14的个数次的重复处理。由此不需要图5的步骤S5的处理。
[0065] 如果在使电源输出指令值S缓缓增加时通过电流检测部271、272检测到的DC电流(输出电流)A成为预定值A2以上时,在使电源输出指令值S暂且降低后,再次使电源输出指令值S缓缓增加,则重试处理部31的结构不限于上述的结构。通过作为过电流限制部的自保护电路29,在通过电流检测部271、272检测到的DC电流A达到比预定值A2(第一阈值)大的预定值A1(第二阈值)时,停止气体激光振荡器100的动作,但是只要停止来自电源部的输出,使放电管电压V降低,则过电流限制部的结构可以是任意的结构。另外,也可以是把A1和A2设定为相同的值,使CNC3中的电流的检测速度比过电流防止电路中的电流的检测速度快的结构。
[0066] 可以任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个。
[0067] 根据本发明,当在使电源输出指令值缓缓增加时输出电流的检测值成为预定的阈值以上时,在使电源输出指令值暂且降低后,再次使电源输出指令值缓缓增加。由此能够防止在激光器电源中流过过大的电流,即使在放电开始难的情况下通过延长对于放电管的电压施加时间能够容易地使开始放电。
[0068] 到此与恰当实施方式相关联地说明了本发明,但是专业人员应该理解在不脱离后述的权利要求书的公开范围能够进行各种各样的修正以及变更。