Brevet FR2830990A1 — publié le 20030418

comprend un contacteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 1 2830990 L' invention concerne un dispositif capable de couper un laser par limitation de la largeur d'impulelon lorsque se produit un évènement donné. On sait que la coupure de lasers continus peut se faire mécaniquement. Dans ce cas, le faisceau laser est réfléchi sur une source négative absorbante. Les durées de réglage nécessaires vont de 0,3 à 1 seconde. On sait, en outre que, dans le cas de lasers modulés en largeur d'impulsion, la fermeture mécanique reste ouverte et que les impulsions sont fixées en largeur et en fréquence. Une adaptation dynamique de la largeur d'impuleion pendant plusieurs cycles n'est pas possible, selon Martin SchellLorn dans Laser Co de haute puissance:caractéristique et possibilités d' application au soudage, rapport de recherche de l'_nstitut Fur Stablwerkzeuge à Stuttgard, Herbert Ute_ _ Verlag, 2000, ISBN 3-89675-849-7. I1 est également connu que, dans l'usinage laser des matériaux, la puissance est réglée durant les phases initiale et finale. Les durées de réglage sont en partie inférieures à une milliseconde, selon Fachkunde Informations- und Industrieelektronik, ISBN 3-8085-3244-0. La coupure nocessite toutefois 0,3 à 1 seconde. L' inconvénient est qu' il n'est pas possible de réagir à des évènements externes pendant un intervalle d'usinage donné du laser. Le problème posé dans linvention consiste à pouvoir couper rapidement un laser lors de l' apparition de certains évènements. Ces évènements peuvent étre spécifiques au matériau, relever de la sécurité ou étre d'origine économique. De plus, la coupure doit étre mise en attente lors du déroulement d'une largeur d'impulaion. Ceci afin dlobtenir au cours de plusieurs impulsions une adaptation de la puissance moyenne du laser assujetti à l'évènement. 2 2830990 Parmi les caractéristiques spécifiques du matériau, on peut citer par exemple les valeurs de réflexion (réflexion diffuse) qui ne doivent pas étre dépassées. Des aspects de sécurité apparaissent lors du traitement laser de matériaux dans les phases initiale et finale, dans lesquelles on sait que, pour cette raison, la puissance est déjà réglée. Pour optimiser, il convient d'obtenir la coupure de la puissance. Un des avantages qui en résulte, en premier lieu, est une économie d'énergie. Ce problème posé est résolu par la présente invention qui a pour objet un dispositif de coupure de puissance dun laser assujetti à un événement mettant en _uvre une limitation de la largeur d'impulaion, ce dispositif étant caractérisé en ce que la largeur dimpulsion est fournie par un générateur de fréquence et que des signaux dévénement sont introduits qui limitent la largeur dimpulsion lorsquune valeur théorique réglable est atteinte et quun système de retenue interne est intogré pour supprimer les impulsions supplémentaires. L'avantage du dispositif réside dans le fait que la coupure rapide du laser assujettie à lévènement durant une impulaion permet d'obtenir une réqulation dynamique de l'énergie. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les durées de commutation de la commande électronique sont inférieures à 500 ns. Cette réalisation permet, par les durées de commotation rapides des différents domaines, de raccourcir un temps total de coupure du laser au domaine de la milliseconde, alors qu'on a des temps de coupure de 0,3 à 1 seconde dans la méthode classique. 3 2830990 Préférentiellement, on introduit des signaux dévénement analogiques ou digitaux, les signaux analogiques pouvant être amplifiés. Il est avantageux de concevoir le dispositif de manière que des signaux d'évènement tant analogiques que digitaux puissent être enregistrés et que l'enregistrement des deux types de signaux soit également possible. De préférence, lamplification des signaux dévénement analogiques est réalisoe par un convertisseur à coupure galvanique et à amplification réglable ou programmable. Selon un mode de réalisation, la commande de la largeur dimpulsion du laser est conçue selon la technique des transistors, incluant les optocoupleurs. En effet, cette technique est avantageuse pour adapter le dispositif à des lasers ayant des systèmes de pilotage différents. De préférence, la conception du système de retenue permet la combinaison logique de plusieurs signaux dévénement avant quun signal de sortie ne soit transmis. Le système de retenue est réalisé selon la technique CMOS. Cette conception du système de retenue empêchant les impuleions supplémentaires qui est mis en attente par la chute de la largeur d'impuleion du générateur de fréquence pour être réactivé en cas d' interruption prématurée d'une largeur d'impuleion donnée par le générateur de fréquence est avantageuse. En outre, le système de retenue empêchant les impulsions supplémentaires doit être programmable en ce sens qu'il ne s' active que lors de l'apparition d'un certain nombre ou du déroulement d'une certaine séquence de signaux d'évènement et que d'autres évènements soient empêchés. C'est pourquoi il est avantageux que le système de retenue soit conçu selon la technique CMOS. 4 2830990 Une application avantageuse du dispositif selon linvention est son utilisation, par exemple, pour la simulation conceptionnelle dune arme laser. Linvention est expliquée plus en détail dans ce qui suit, en référence aux figures ci-après. La figure 1 est une représentation schématique des différents éléments constitutifs du dispositif selon linvention et de leurs liens fonctionnels. La figure 2 schématise lutilisation du dispositif selon linvention lors du tir sur une cible par une arme laser. Le dispositif schématisé sur la figure 1 se compose dune zone d' amplification d' entrée 1, d'une zone de combinaison 2 et d'une zone de sortie 3. La zone d' amplification d'entrce se subdivise avantageusement en un générateur de fréquence 1.1, une entrée d'évènement analogique 1.2, une entrée d'évènement digitale 1.3 et un système de retenue 1.4. Le nombre d'entrées analogiques et digitales peut varier et être connecté en conséquence selon l'application dans le système de retenue 1.4. Le générateur de fréquence 1.1 sert à donner la largeur d'impulsion. Il est relié directement à la zone de combinaison 2. L'entrée d'évènement analogique 1.2 se compose de l'amplificateur universel 1.2.1 et du commutateur de valeur fixe/valeur seuil 1.2.2. L'amplificateur universel 1.2.1 est concu de préférence avec coupure galvanique des signaux d'évènement analogiques. L'entrée d'évènement digital 1.3 se compose de l'amplificateur 1.3.1 et du commutateur de valeur fixe/valeur seuil 1.3.2. Le système de retenue 1.4 sert à empêcher l'apparition de plus dlun signal de sortie et est concu de préférence selon la technique CMOS. Ce qui est particulièrement avantageux avec la technique CMOS, c'est qu'elle permet des durées de commotation inférieures à 500 ns. Pour générer le signal de sortie, plusieurs signaux de sortie du commutateur de valeur fixe/valeur seuil 1.2.2 / 1.3.2 peuvent être combinés dans le système de retenue 1.4. Les entrces de la zone de combinaison 2 se composent du générateur de fréquence 1.1 et du système de retenue 1.4. Comme Output, la zone de sortie 3 se raccorde. La zone de combinaison 2 selon linvention est réalisée avec des éléments TTL/CMOS. Dans la zone de combinaison 2, les signaux d'évènement sont recus et traités par une logique appropriée et dirigés sur la zone de sortie 3. La zone de sortie 3 sert à convertir les signaux de la zone de combinaison 2 et à commander le laser. Selon l' invention, la réalisation est exécutée selon la technique des transistors. La fig. 2 schématise l'utilisation du dispositif selon l' invention pour le tir sur une cible par une arme laser. Pour économiser de l'énergie, le succès du tir est déLini comme étant la destruction superficielle de la cible détectée dans un domaine de longueur d'onde donné. Le degré de destruction superficielle est documenté par la valeur réelle. Le tir est considéré comme réussi lorsque la valeur atteint la valeur théorique du degré de destruction. La valeur réelle correspond donc au signal d'évènement et est comparée en permanence à la valeur théorique réglée sur le commutateur de valeur fixe/valeur seuil 1.2.2 et 1.3.2. Lorsque le signal d'évènement atteint ou dépasse la valeur théorique, le signal est transmis comme entrée dans la zone de combinaison 2. Le 6 2830990 signal est traité et le laser est coupé malgré l' existence de l'impuleion de temps du générateur de fréquence 1.1. 7 2830990 REVEND I CAT IONS 1.Dispositif de coupure de puissance d'un laser assujetti à un événement mettant en uvre une limitation de la largeur d'impuleion, caractérisé en ce que: a)une largeur d'impulsion est fournie par un générateur de fréquence et des signaux d'évènement sont introduits, ces signaux limitant la largeur d'impulaion du laser lorsqu'une valeur théorique réglable est atteinte, b)un système de retenue interne est intégré pour empêcher les impuleions supplémentaires. 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les durées de commutation de la commande électronique sont inférieures à 500 ns. 3.Dispositif selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce quon introduit des signaux d'évènement analogiques. 4.Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce quon introduit des signaux d'évènement digitaux. 5.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les signaux d'évènement analogiques sont amplifiés. 6.Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l' amplification est réalisée, de préférence, par un convertisseur universel à coupure galvanique et à amplification réglable ou programmable. 8 2830990 7.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de la largeur d'impuleTon du laser est réalisée, de préférence, selon la technique des transistors incluant les optocoupleurs. 8.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de retenue destiné à empêcher les impulsions supplémentaires est mis en attente lors de la chute de la largeur d'impuleion du générateur de fréquence. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conception du système de retenue destiné à supprimer les impulsions supplémentaires permet la combinaison logique de plusieurs signaux d'évènement avant qu'un signal de sortie ne soit transmis. 10.Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que le système de retenue destiné à empêcher les impuleions supplémentaires est réalisé, de prétérence, selon la technique CMOS. ll.Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que le système de retenue du générateur de fréquence est