(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源にパルス指令部からパルス指令を与えて相対向した電極間にパルス放電させてレーザビームを発振させるレーザ発振器において、
前記電極の近傍に設けられた電極外放電センサと前記パルス指令部とに接続された同期式カウンタが、パルス放電終了時に電極外放電信号があるときカウントすると共に、前記パルス指令部に接続された計数カウンタがパルス放電のパルス数をカウントし、前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に、前記同期式カウントのカウント数が予め設定された設定値以上になったときに電極外放電アラームとして検出することを特徴とするレーザ発振器における電極外放電検出方法。
【請求項２】
電源にパルス指令部からパルス指令を与えて相対向した電極間にパルス放電させてレーザビームを発振させるレーザ発振器において、
前記電極の近傍に設けられた電極外放電センサと、
前記パルス指令部および前記電極外放電センサに接続され、パルス放電終了時に電極外放電信号があるときカウントする同期式カウンタと、
前記パルス指令部に接続されてパルス放電のパルス数をカウントする計数カウンタと、
予め設定した設定値を記憶させておくメモリと、
前記同期式カウンタ、前記計数カウンタおよび前記メモリに接続され、前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に前記同期式カウンタのカウント値と前記メモリに設定された設定値とを比較判断して、前記カウント値が前記設定値以上になったとき電極外放電アラームとして検出する比較判断装置と、
を備えたことを特徴とするレーザ発振器における電極外放電検出装置。
【請求項３】
連続放電とパルス放電との切換を行う切換装置を備えたことを特徴とする請求項２記載のレーザ発振器における電極外放電検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ発振装置でレーザ発振を行っているときに電極外放電を検出するレーザ発振装置における電極外放電検出方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば炭酸ガスなどのレーザ発振器において、電極以外の場所で放電を検出することを電極外放電と呼んでいる。また、レーザ発振器の放電には加工等の用途や切断条件などによって連続放電とパルス放電とに大別される。従って、電極外放電も連続放電とパルス放電の両方を検出する必要がある。
【０００３】
図５に示されているようなレーザ発振器１０１では、相対向した電極１０３と１０５を備えており、しかもこの電気回路には電源１０７が設けられている。したがって、電源１０７をＯＮせしめると、電極１０３と１０５との間の放電部１０９に放電が行われると共に矢印で示したごとくレーザガスが流れてレーザビームが図５において直交した方向へ発振されることになる。
【０００４】
前記電極１０５の近傍に電極外放電センサ１１１が設けられており、その出力レベルをコンパレータ１１３で比較し、あるレベルＶｒｅｆ  以上の信号で電極外放電と判断している。コンパレータ１１３の出力のＣＲフィルタ１１５はノイズ除去用のフィルタでノイズによる誤動作を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器１０１の構成では、連続放電時は電極外放電センサ１１１で電極外連続放電を完全に検出することができるが、パルス放電時は、電極外放電の信号もパルス状となり、ＣＲフィルタ１１５の時定数に近いパルス周波数やデューティの狭いパルス放電時は、Ｉ／Ｏへ信号が達しないため検出できない場合がある。またＣＲフィルタ１１５をとるとノイズによる誤動作があり取外すことができない。したがってノイズ耐力の低下となってしまう。
【０００６】
この発明の目的は、レーザ発振器でパルス放電させたときの電極外放電を確実に検出できるようにしたレーザ発振器における電極外放電検出方法およびその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ発振器における電極外放電検出方法は、電源にパルス指令部からパルス指令を与えて相対向した電極間にパルス放電させてレーザビームを発振させるレーザ発振器において、前記電極の近傍に設けられた電極外放電センサと前記パルス指令部とに接続された同期式カウンタが、パルス放電終了時に電極外放電信号があるときカウントすると共に、前記パルス指令部に接続された計数カウンタがパルス放電のパルス数をカウントし、前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に、前記同期式カウントのカウント数が予め設定された設定値以上になったときに電極外放電アラームとして検出することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２によるこの発明のレーザ発振器における電極外放電検出装置は、電源にパルス指令部からパルス指令を与えて相対向した電極間にパルス放電させてレーザビームを発振させるレーザ発振器において、前記電極の近傍に設けられた電極外放電センサと、前記パルス指令部および前記電極外放電センサに接続され、パルス放電終了時に電極外放電信号があるときカウントする同期式カウンタと、前記パルス指令部に接続されてパルス放電のパルス数をカウントする計数カウンタと、予め設定した設定値を記憶させておくメモリと、前記同期式カウンタ、前記計数カウンタおよび前記メモリに接続され、前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に前記同期式カウンタのカウント値と前記メモリに設定された設定値とを比較判断して、前記カウント値が前記設定値以上になったとき電極外放電アラームとして検出する比較判断装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、請求項１，２によるこの発明のレーザ発振器における電極外放電検出方法およびその装置では、パルス指令部からパルス指令を電源に与えることにより相対向した電極間の放電部にパルス放電されてレーザビームが発振される。
【００１０】
パルス放電時に、電極の近傍に設けられた電極外放電センサとパルス指令部とに接続された同期式カウンタで電極外放電がカウントされる。また、パルス指令部に接続された計数カウンタで一定間隔のパルス数がカウントされる。前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に、前記同期式カウンタのカウント数とメモリに記憶されている予め設定した設定値とが比較判断装置に取り込まれて、前記カウント数が設定値以上となったときに電極外放電アラームとして検出される。
【００１１】
而して、パルス放電時における電極外放電を確実に検出できると共に、ノイズによる誤検出を防止することができる。
【００１２】
請求項３によるこの発明のレーザ発振器における電極外放電検出装置は、請求項２のレーザ発振器における電極外放電検出装置において、連続放電とパルス放電との切換を行う切換装置を備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、連続放電とパルス放電との切換えを行う切換装置が備えられているから、切換装置により連続放電とパルス放電とが選択され、それぞれによる電極外放電を検出することができる。
【００１４】
【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いて詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照するに、レーザ発振器１は相対向した電極３，５を備えており、この電極３，５の電気回路には電源７が設けられている。この電源７をＯＮせしめると、電極３と５との間の放電部９に放電が行われると共に矢印で示したごとくレーザガスが流れてレーザビームが図１において紙面に対して直交する方向へ発振されることになる。
【００１６】
前記電極５の近傍には電極外放電センサ１１が設けられていると共に前記電源７にはパルス指令部１３と連続指令部１５が接続されている。しかも、このパルス指令部１３、連続指令部１５にはそれぞれパルス放電と連続放電とを切換える切換装置１７が接続されている。
【００１７】
前記電極外放電センサ１１、パルス指令部１３には同期式カウンタ１９が接続されていると共にパルス指令部１３には計数カウンタ２１が接続されている。前記同期式カウンタ１９と計数カウンタ２１には比較判断装置２３が接続されている。この比較判断装置２３には予め設定した設定値を記憶せしめておくメモリ２５が接続されている。
【００１８】
前記電極外放電センサ１１にはコンパレータ２７が接続されていると共にこのコンパレータ２７には抵抗Ｒ、コンデンサＣからなるＣＲフィルタ２９が接続されている。
【００１９】
上記構成で電極外放電を検出する作用を説明する前に、まずパルス放電（指令）と電極外放電との関係を説明すると、図２に示されているように、パルス指令を与えると電源７がＯＮして電極３と５との間の放電部９にパルス放電される。パルス指令とパルス放電とは相似しており、電極外放電はパルス放電終了時に時間Ｔだけ遅れがある。
【００２０】
上述したごとく、パルス放電と電極外放電とは図２に示したごときタイミングになっているため、同期式カウンタ１９を使用し、パルス放電（パルス指令）を同期クロックし、電極外放電（信号）をデータに使用するようにしたものである。この原理を簡単に書くと図３（Ａ），（Ｂ）のようになる。
【００２１】
例えば図３（Ａ）はパルス放電終了時に信号があり、同期式カウンタ１９に出力する。図３（Ｂ）はパルス放電終了時信号がないため、電極外放電と判断せず同期式カウンタ１９に出力しないのである。
【００２２】
この検出方法の原理は、図３（Ａ），（Ｂ）に示したとおりであるが、ノイズがパルス放電終了時に入る可能性もあり、誤動作も考えられる。そこで、同期式カウンタ１９とは別にパルス放電のパルス数をカウントする計数カウンタ２１を設け、ある一定間隔で規定回数すなわち予め設定した設定値以上の電極外放電信号をカウントした場合、電極外放電アラームとして認識することで誤動作を防止するようにしたものである。
【００２３】
上記構成により、電極外放電を検出する作用を図４に示したフローチャートを基に説明すると、ステップＳ１で計数カウンタ２１をＮ＝０、同期式カウンタ１９をＡＲＣ＝０にする。ステップＳ２でパルス放電と連続放電（ＣＷ）の選択を行い、連続放電を選択した場合はそのまま終了する。
【００２４】
パルス放電を選択した場合には切換装置１７をパルス放電用に切換えてパルス指令部１３から電源７にパルス指令を与えて電源３と５との間の放電部９でパルス放電が行われる。すなわち、ステップＳ３で計数カウンタ２１をＮ＝Ｎ＋１とした後、ステップＳ４で同期式カウンタ１９において電極外放電カウント数ＡＲＣが入力されたかどうかを判断し、電極外放電カウント数ＡＲＣが入力されていなければ、ステップＳ８に進み、計数カウンタ２１がＮ＝１６となっていない（Ｎ＜１６）場合にはステップＳ２の手前に戻る。
【００２５】
ステップＳ４で同期式カウンタ１９で電源外放電カウント数ＡＲＣが入力されていればステップＳ５に進み、ＡＲＣ＝ＡＲＣ＋１がカウントされる。ステップＳ６で同期式カウンタ１９の電極外放電カウント数ＡＲＣとメモリ２５に記憶されている予め設定した設定値例えば３とを比較判断装置２３で比較し、ＡＲＣ＝３となった場合には、ステップＳ７で電極外放電アラームを出力させる。ステップＳ６でＡＲＣ＜３の場合にはステップＳ８に進み、Ｎ＜１６の場合にはステップＳ２の手前に、Ｎ＝１６の場合にはステップＳ１の手前に戻って再度繰り返される。
【００２６】
ステップＳ２で連続放電を選択した場合には、切換装置１７を連続放電用に切換え、連続指令部１５から電源７へ連続指令を与えることにより、電極３と５との間の放電部９に連続放電が行われる。この場合には従来と同様に電源外放電センサ１１で電極外放電を検出し、次いでコンパレータ２７でレベルＶｒｅｆ  と比較し、レベルＶｒｅｆ  以上の信号をＣＲフィルタ２９を経てＩ／Ｏへ出力されることになる。
【００２７】
したがって、パルス放電（パルス指令）と同期をとり、電極外放電を検出できるから、特に高い周波数やデューティの狭いパルス放電を確実に検出することができる。また、パルス放電のパルスをカウントすることにより、ノイズを極力除去することができる。
【００２８】
切換装置１７を設けることにより、従来の連続放電による電極外放電とパルス放電による電極外放電の検出の併用を容易に行うことができる。しかも安価なディジタルＩＣを用いて安価に製作できる。またノイズによる誤検出を除去できるので、レーザ発振器１を停止させないで済む。さらに確実に電極外放電を検出できることにより、レーザ発振器１、電源７の保護が可能となる。
【００２９】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、請求項１，２の発明によれば、パルス指令部からパルス指令を電源に与えることにより相対向した電極間の放電部にパルス放電されてレーザビームが発振される。
【００３１】
パルス放電時に、電極の近傍に設けられた電極外放電センサとパルス指令部とに接続された同期式カウンタで電極外放電がカウントされる。また、パルス指令部に接続された計数カウンタで一定間隔のパルス数がカウントされる。前記計数カウンタで一定間隔のパルス数を計数している間に、前記同期式カウンタのカウント数とメモリに記憶されている予め設定した設定値とが比較判断装置に取り込まれて、前記カウント数が設定値以上となったときに電極外放電アラームとして検出される。
【００３２】
而して、パルス放電時における電極外放電を確実に検出できると共に、ノイズによる誤検出を防止することができる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、連続放電とパルス放電との切換えを行う切換装置が備えられているから、切換装置による連続放電とパルス放電とが選択され、それぞれによる電極外放電を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のレーザ発振器における電極外放電検出を行う説明図である。
【図２】パルス放電と電極外放電のタイミングを示した説明図である。
【図３】同期式カウンタを用いた電極外放電検出の原理図である。
【図４】電極外放電検出の作用を説明するフローチャートである。
【図５】従来のレーザ発振器における電極外放電検出を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  レーザ発振器
３，５  電極
７  電源
９  放電部
１１  電極外放電センサ
１３  パルス指令部
１７  切換装置
１９  同期式カウンタ
２１  計数カウンタ
２３  比較判断装置
２５  メモリ
【図１】
0003593410.tif 000002
【図２】
0003593410.tif 000003
【図３】
0003593410.tif 000004
【図４】
0003593410.tif 000005
【図５】
0003593410.tif 000006