(57)【要約】  複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置（１００Ａ）であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数の出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部（５５）と、複数の第１出力信号と、第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部（１Ａ）と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部（２Ａ）と、を備え、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるように各々設定される。
2019215798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように各々設定される、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記複数のレーザモジュールのレーザ出力、前記駆動電源による投入電力、および前記全レーザ出力のデータを記憶する記憶部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなレーザモジュールほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率を設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力するレーザ光によって被加工物を加工する加工部と、
前記加工部を制御する加工機制御部と、
を有し、
前記レーザ装置は、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように各々設定される、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項５】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置の装置状態の基準を設定する第１の工程と、
前記基準を記憶部に記憶させる第２の工程と、
定期的に前記装置状態を確認する第３の工程と、
前記基準と確認した前記装置状態とを比較する第４の工程と、
前記比較の結果に基づいて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を算出する第５の工程と、
を含み、
前記レーザ装置の装置状態は、各前記レーザモジュールのレーザ出力と、各前記レーザモジュールの駆動電流および駆動電圧と、前記複数のレーザモジュールからのレーザ出力を結合した後の全レーザ出力とを含み、算出される前記複数の出力補正率は、各レーザモジュールの装置状態に対応する値である、
ことを特徴とするレーザ装置の出力制御方法。
【請求項６】
前記第５の工程では、
上限値を超えないよう前記複数の出力補正率が算出される、
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項７】
前記第１の工程では、各前記レーザモジュールに想定される寿命時間に基づいて設定されたタイミングで、前記装置状態の基準が設定される、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項８】
前記第３の工程では、
前記レーザモジュールが起動して一定の動作をした後に前記装置状態を確認する、
ことを特徴とする請求項５から７の何れか１つに記載のレーザ装置の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の出力を制御するレーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を出力するレーザ装置の中には、複数のレーザモジュールから出力されるレーザ光を結合して出力するものがある。特許文献１に記載のレーザ装置は、複数のレーザモジュールから出力されるレーザ光を結合する光結合部と、各レーザモジュールにおけるレーザ出力値を検出する第１の光検出部と、光結合部におけるレーザ出力値を検出する第２の光検出部とを備えている。特許文献１に記載のレーザ装置は、第１の光検出部および第２の光検出部での検出結果に基づいて、レーザ装置の故障または劣化の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０９２２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のレーザ装置では、結合後のレーザ出力が低下した場合、個々のレーザモジュールを独立して制御することができないので、レーザ装置から出力される結合後のレーザ出力を元の出力値に戻すには、複数のレーザモジュールの出力を一律の割合で増加させて元に戻すことになる。その結果、劣化の進んだレーザモジュールも一律の割合で出力が増加することになるため、劣化の進んだレーザモジュールは、より劣化が進んでしまうという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光が結合された後のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化したレーザモジュールに対して劣化の進行を抑制することができるレーザ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部とを備えている。また、レーザ装置は、複数の第１出力信号と、第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部と、を備え、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるように各々設定される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるレーザ装置は、レーザ光が結合された後のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化したレーザモジュールに対して劣化の進行を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかるレーザ装置の構成を示す図
【図２】実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第１の構成例を示す図
【図３】実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第２の構成例を示す図
【図４】実施の形態にかかるレーザ装置の処理手順を示すフローチャート
【図５】実施の形態にかかるレーザ装置による出力補正率の算出処理手順を示すフローチャート
【図６】実施の形態にかかるレーザ装置の初期状態におけるレーザ出力値を示す図
【図７】実施の形態にかかるレーザ装置の第１の状態におけるレーザ出力値を示す図
【図８】実施の形態にかかるレーザ装置の第２の状態におけるレーザ出力値を示す図
【図９】実施の形態にかかるレーザ装置の第３の状態におけるレーザ出力値を示す図
【図１０】実施の形態にかかるレーザ装置の第４の状態におけるレーザ出力値を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ装置、レーザ加工機およびレーザ装置の出力制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかるレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置１００Ａは、第１レーザモジュールＭ１と、第２レーザモジュールＭ２と、第３レーザモジュールＭ３とを備えている。また、レーザ装置１００Ａは、複数の駆動電源部として、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、および第３駆動電源４３を備えている。また、レーザ装置１００Ａは、部分反射ミラー６１〜６３と、第１出力検出部５１と、第２出力検出部５２と、第３出力検出部５３とを備えている。また、レーザ装置１００Ａは、光結合部１５と、結合出力検出部５５と、制御装置５Ａとを備えている。
【００１１】
第１レーザモジュールＭ１と、第１駆動電源４１と、第１出力検出部５１とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。また、第２レーザモジュールＭ２と、第２駆動電源４２と、第２出力検出部５２とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。また、第３レーザモジュールＭ３と、第３駆動電源４３と、第３出力検出部５３とが、レーザ光の出力と検出を行う１つのレーザユニットである。なお、第１出力検出部５１を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６１が含まれていてもよい。第２出力検出部５２を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６２が含まれていてもよい。第３出力検出部５３を備えるレーザユニットの構成要素には、部分反射ミラー６３が含まれていてもよい。本実施の形態では、レーザ装置１００Ａが、第１レーザモジュールＭ１と、第２レーザモジュールＭ２と、第３レーザモジュールＭ３との３つのレーザモジュールを備える場合について説明するが、レーザ装置１００Ａが備えるレーザモジュールは２つであってもよいし４つ以上であってもよい。
【００１２】
第１レーザモジュールＭ１は、レーザ光Ｗ１を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１１と、部分反射ミラー２１と、励起部３１とを有している。第２レーザモジュールＭ２は、レーザ光Ｗ２を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１２と、部分反射ミラー２２と、励起部３２とを有している。第３レーザモジュールＭ３は、レーザ光Ｗ３を出力するモジュールであり、筐体の内部に全反射ミラー１３と、部分反射ミラー２３と、励起部３３とを有している。
【００１３】
第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３は、それぞれ同様の機能を有している。すなわち、全反射ミラー１２，１３は、全反射ミラー１１と同様の機能を有し、部分反射ミラー２２，２３は、部分反射ミラー２１と同様の機能を有し、励起部３２，３３は、励起部３１と同様の機能を有している。
【００１４】
ここでは、第１レーザモジュールＭ１の構成について説明する。第１レーザモジュールＭ１は、気体レーザ、ファイバレーザ、ダイレクトダイオードレーザなどの何れのレーザを用いたものであってもよい。本実施の形態では、第１レーザモジュールＭ１が気体レーザを用いるレーザモジュールである場合について説明する。第１レーザモジュールＭ１の筐体の内部には、ガスレーザにおけるレーザ媒質であるＣＯ２（二酸化炭素）、ＣＯ（一酸化炭素）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎ2（窒素）、Ｈ2（水素）等のレーザガスが封入されている。第１レーザモジュールＭ１では、励起部３１内の放電によってレーザガスが励起され、これにより発生した光が全反射ミラー１１と部分反射ミラー２１との間で往復を繰り返すことにより共振が生じる。部分反射ミラー２１は入射される光の一部を透過させる。部分反射ミラー２１を透過した光は、レーザ光Ｗ１として第１レーザモジュールＭ１から出力される。
【００１５】
なお、以下の説明では、第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、または第３レーザモジュールＭ３を、レーザモジュールＭｘという場合がある。また、第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３をまとめてレーザモジュール群という場合がある。また、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、または第３駆動電源４３を、駆動電源４０ｘという場合がある。また、第１駆動電源４１、第２駆動電源４２、および第３駆動電源４３をまとめて駆動電源群という場合がある。
【００１６】
第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光Ｗ１の一部は、部分反射ミラー６１で反射されて第１出力検出部５１に送られ、残部は、部分反射ミラー６１を透過して光結合部１５に送られる。部分反射ミラー６１は、ほとんどのレーザ光を透過させ、部分反射ミラー６１で反射されるレーザ光のパワーは、わずかであるので、本実施の形態では、第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光と、光結合部１５に送られるレーザ光とが同じパワーであるものとして説明する。したがって、以下では、第１レーザモジュールＭ１からのレーザ光と、部分反射ミラー６１を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ１と呼ぶ。同様に、第２レーザモジュールＭ２からのレーザ光と、部分反射ミラー６２を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ２と呼び、第３レーザモジュールＭ３からのレーザ光と、部分反射ミラー６３を透過したレーザ光をともにレーザ光Ｗ３と呼ぶ。以下の説明では、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の何れかをレーザ光Ｗｘという場合がある。また、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３をまとめてレーザ光群という場合がある。
【００１７】
第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３は、レーザ光Ｗｘのパワーを示すレーザ光Ｗｘの出力値を検出するセンサなどのレーザ出力検出部である。第１出力検出部５１は、部分反射ミラー６１から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号（電圧）である出力信号Ｐ１に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ１は、第１レーザモジュールＭ１から出力されるレーザ光Ｗ１の出力値に対応している。
【００１８】
第２出力検出部５２は、部分反射ミラー６２から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ２に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ２は、第２レーザモジュールＭ２から出力されるレーザ光Ｗ２の出力値に対応している。
【００１９】
第３出力検出部５３は、部分反射ミラー６３から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ３に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ３は、第３レーザモジュールＭ３から出力されるレーザ光Ｗ３の出力値に対応している。以下の説明では、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３をまとめて出力検出部群という場合がある。
【００２０】
部分反射ミラー６１を透過したレーザ光Ｗ１、部分反射ミラー６２を透過したレーザ光Ｗ２、および部分反射ミラー６３を透過したレーザ光Ｗ３は、光結合部１５に送られる。
【００２１】
光結合部１５は、レーザモジュール群からのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を結合する。以下の説明では、結合されたレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を結合レーザ光という場合がある。光結合部１５は、部分反射ミラー６５を有している。結合レーザ光の一部は、部分反射ミラー６５で反射されて結合出力検出部５５に送られ、残部は、部分反射ミラー６５を透過してレーザ装置１００Ａの外部に出力される。部分反射ミラー６５は、ほとんどのレーザ光を透過させ、部分反射ミラー６５で反射されるレーザ光のパワーは、わずかであるので、本実施の形態では、部分反射ミラー６５に入るレーザ光と、部分反射ミラー６５から外部に出るレーザ光とが同じパワーであるものとして説明する。以下では、部分反射ミラー６５に入るレーザ光と、部分反射ミラー６５から外部に出るレーザ光とをともに結合レーザ光Ｗ１０と呼ぶ。
【００２２】
結合出力検出部５５は、結合レーザ光Ｗ１０のパワーを示す結合レーザ光Ｗ１０の出力値を検出するセンサである。結合出力検出部５５は、部分反射ミラー６５から入射されるレーザ光を検出し、検出したレーザ光を電気信号である出力信号Ｐ１０に変換して制御装置５Ａに送信する。出力信号Ｐ１０は、光結合部１５でレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が結合されて出力される全レーザ出力、すなわち結合レーザ光Ｗ１０の出力値に対応している。出力信号Ｐ１〜Ｐ３が第１出力信号であり、出力信号Ｐ１０が第２出力信号である。
【００２３】
制御装置５Ａは、レーザモジュール群および駆動電源群を制御する装置である。制御装置５Ａは、演算部１Ａと、制御部２Ａと、記憶部３Ａとを備えている。
【００２４】
記憶部３Ａは、駆動電源群への投入電力と、レーザ光Ｗｘの出力値との対応関係を示す対応関係情報を、レーザモジュールＭｘ毎に記憶する。記憶部３Ａは、レーザ装置１００Ａの初期状態の対応関係情報と、レーザ光群の出力値を補正する際の対応関係情報とを記憶する。駆動電源群への投入電力の情報には、各レーザモジュールＭｘの駆動電流の電流値および駆動電圧の電圧値が含まれる。
【００２５】
対応関係情報に含まれるレーザ光Ｗｘの出力値には、レーザ装置１００Ａの初期状態の出力値である初期値、最新の出力値などが含まれている。レーザ光Ｗｘの初期値は、レーザ装置１００Ａの初期状態を設定するタイミングで出力されたレーザ光Ｗｘの出力値である。初期状態を設定するタイミングの例は、レーザモジュールＭｘが初期不良の発生する時期を経過した後であって、かつレーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間のうちの特定時間が経過するまでの間のタイミングである。レーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間は、レーザモジュールＭｘに想定される通電合計時間、すなわち通電可能と予想される時間の合計時間である。レーザモジュールＭｘに対して想定される寿命時間のうちの特定時間の例は、通電合計時間の１／１００の時間である。寿命時間および特定時間は、ともに各レーザモジュールＭｘが動作している時間であり、動作していない時間はカウントされない。
【００２６】
また、記憶部３Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を記憶する。記憶部３Ａが記憶する結合レーザ光Ｗ１０の出力値には、出力値の初期値、最新の出力値などが含まれている。結合レーザ光Ｗ１０の初期値は、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値の初期値に対応している。レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の初期値は、レーザ出力値を補正する際の基準値として用いられる。また、記憶部３Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値の上限値と、レーザ光Ｗｘの出力値を補正するための出力補正率の上限値と、レーザ光Ｗｘの出力値の測定誤差範囲とを記憶する。出力補正率は、レーザ光Ｗｘの出力の補正率である。対応関係情報および結合レーザ光Ｗ１０の出力値が、レーザ装置１００Ａの装置状態を示す情報である。レーザ装置１００Ａの初期状態の対応関係情報と、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値とが、レーザ装置１００Ａの装置状態の基準である。
【００２７】
演算部１Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値を補正するための出力補正率を設定する。演算部１Ａは、レーザ光Ｗｘの出力値を１０％上げたい場合には、出力補正率を１０％に設定する。本実施の形態の演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を許容範囲内に収めつつ、劣化の大きなレーザモジュールＭｘほど小さな出力補正率を設定し、劣化の小さなレーザモジュールＭｘほど大きな出力補正率を設定する。換言すると、演算部１Ａは、劣化の大きなレーザモジュールＭｘほど小さな出力補正率を設定しつつ、全体では結合レーザ光Ｗ１０の出力値が特定範囲内になるようレーザモジュール群への出力補正率を設定する。演算部１Ａは、例えば、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が一定値になるよう出力補正率を設定する。ここでの一定値は、略一定値を含んでいる。すなわち、一定値は、特定の値とみなせる範囲であればよい。制御部２Ａは、記憶部３Ａ内の対応関係情報などを用いて、出力補正率に対応する駆動電源群への投入電力を算出する。制御部２Ａは、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
【００２８】
ここで、レーザ装置１００Ａを備えたレーザ加工機の構成について説明する。図２は、実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第１の構成例を示す図である。図２では、光結合部１５の図示を省略している。レーザ加工機２００Ａは、レーザ装置１００Ａと、伝送ファイバ１１１と、加工部である加工機駆動部１１０と、加工機制御装置１２０Ａとを備えている。
【００２９】
レーザ装置１００Ａは、結合レーザ光Ｗ１０を伝送する伝送ファイバ１１１に接続されており、伝送ファイバ１１１を介して加工機駆動部１１０に結合レーザ光Ｗ１０を送る。また、レーザ装置１００Ａの制御部２Ａは、レーザ装置１００Ａの状態を示す情報などを加工機制御部１２３に送信する。レーザ装置１００Ａの状態を示す情報は、加工機制御装置１２０Ａによるフィードバック制御に用いられる。
【００３０】
加工機駆動部１１０は、レーザ装置１００Ａから送られてくる結合レーザ光Ｗ１０を用いて被加工物であるワーク１１４を加工する。加工機駆動部１１０は、加工ヘッド１１２と、ワークテーブル１１３とを有している。
【００３１】
加工ヘッド１１２は、伝送ファイバ１１１を介してレーザ装置１００Ａに接続されおり、伝送ファイバ１１１から送られてくる結合レーザ光Ｗ１０をワーク１１４に照射する。加工ヘッド１１２は、鉛直方向であるＺ軸方向に移動可能となっている。ワークテーブル１１３は、ワーク１１４を載置するためのテーブルである。ワークテーブル１１３は、水平面内のＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっている。
【００３２】
加工機制御装置１２０Ａは、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御する。加工機制御装置１２０Ａは、演算部１２１と、記憶部１２２と、加工機制御部１２３と、ユーザインタフェース部１２４とを有している。加工機制御部１２３は、演算部１２１、記憶部１２２、ユーザインタフェース部１２４、制御部２Ａ、および加工機駆動部１１０に接続されている。ユーザインタフェース部１２４は、ユーザによって入力される情報を受付けて加工機制御部１２３に送る。また、ユーザインタフェース部１２４は、加工機制御部１２３からの指示に従って種々の情報を外部装置に出力する。
【００３３】
演算部１２１は、加工機駆動部１１０の状態を示す状態情報に基づいて、加工ヘッド１１２の位置、ワークテーブル１１３の位置などを算出する。記憶部１２２は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御するための制御プログラムを記憶する。
【００３４】
加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０から加工機駆動部１１０の状態情報を受信し、演算部１２１に送る。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御するための種々の指令をレーザ装置１００Ａから受信する。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０に加工機駆動部１１０を制御するための指令を送信する。
【００３５】
また、加工機制御部１２３は、加工機制御部１２３が生成した情報を記憶部１２２に記憶させる。また、加工機制御部１２３は、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａから受信した情報を記憶部１２２に記憶させる。
【００３６】
加工機制御部１２３は、演算部１２１による演算結果と、記憶部１２２内の制御プログラムとを用いて、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａに送る指令を算出する。加工機制御部１２３は、算出した指令を加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａに送ることによって、加工機駆動部１１０およびレーザ装置１００Ａを制御する。
【００３７】
図３は、実施の形態にかかるレーザ装置を備えたレーザ加工機の第２の構成例を示す図である。図３では、光結合部１５の図示を省略している。図３の各構成要素のうち図２に示すレーザ装置１００Ａと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。レーザ加工機２００Ｂは、レーザ装置１００Ｂと、伝送ファイバ１１１と、加工機駆動部１１０と、加工機制御装置１２０Ｂとを備えている。
【００３８】
レーザ装置１００Ｂは、制御部２Ａの代わりに制御部２Ｂを備えている。レーザ加工機２００Ｂでは、演算部１Ａの機能と演算部１２１の機能とを合わせた演算部１Ｂが加工機制御装置１２０Ｂに配置されている。また、レーザ加工機２００Ｂでは、記憶部３Ａの機能と記憶部１２２の機能とを合わせた記憶部３Ｂが加工機制御装置１２０Ｂに配置されている。なお、演算部１Ｂおよび記憶部３Ｂの少なくとも一方は、レーザ装置１００Ｂに配置されてもよい。
【００３９】
加工機制御装置１２０Ｂは、演算部１Ｂと、記憶部３Ｂと、加工機制御部１２３と、ユーザインタフェース部１２４とを有している。加工機制御部１２３は、演算部１Ｂ、記憶部３Ｂ、およびユーザインタフェース部１２４、制御部２Ｂ、および加工機駆動部１１０に接続されている。
【００４０】
レーザ装置１００Ｂで検出された出力信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１０は、制御部２Ｂが、加工機制御部１２３を介して演算部１Ｂに送信する。これにより、演算部１Ｂは、演算部１Ａと同様の処理によって出力補正率を設定する。加工機制御部１２３は、演算部１Ｂが算出した出力補正率を制御部２Ｂに送信する。また、制御部２Ｂは、記憶部３Ｂ内の情報を、加工機制御部１２３を介して読み出す。
【００４１】
制御部２Ｂは、制御部２Ａと同様の処理によって駆動電源群を制御する。具体的には、制御部２Ｂは、記憶部３Ｂ内の対応関係情報などを用いて出力補正率に対応する駆動電源群への投入電力を算出する。制御部２Ｂは、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
【００４２】
図４は、実施の形態にかかるレーザ装置の処理手順を示すフローチャートである。レーザ装置１００Ａとレーザ装置１００Ｂとでは、同様の処理が実行されるので、ここでは、レーザ装置１００Ａの処理手順について説明する。第１レーザモジュールＭ１、第２レーザモジュールＭ２、および第３レーザモジュールＭ３が光結合部１５に接続されると、制御装置５Ａは、各レーザモジュールＭｘの初期状態および光結合部１５の初期状態を登録する（ステップＳ１０）。具体的には、制御装置５Ａが、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値の初期値と、光結合部１５のレーザ出力値の初期値とを登録する。レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値の初期値が、第１の初期値であり、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値が、第２の初期値である。
【００４３】
ここで、初期状態の登録処理について説明する。レーザ装置１００Ａの初期状態を登録するタイミングになると、制御部２Ａは、駆動電源群に電力を投入する。このとき、制御部２Ａは、駆動電源４０ｘ毎に異なる電力を投入してもよい。
【００４４】
レーザ装置１００Ａでは、各レーザモジュールＭｘからのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３が検出し、光結合部１５からの結合レーザ光Ｗ１０を、結合出力検出部５５が検出する。この場合において、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出される。すなわち、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動して一定の動作を完了した後に検出される。この一定の動作が完了した後に検出されたレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値が、レーザ出力値の初期値である。なお、レーザモジュール群のうちの一部が交換された場合には、交換されたレーザモジュールＭｘに対して、レーザ光が検出され、レーザ出力値の初期値が検出される。
【００４５】
演算部１Ａは、検出された初期値と、レーザモジュールＭｘへの投入電力とを、レーザモジュールＭｘ毎に対応付けして記憶部３Ａ内の対応関係情報に登録する。また、演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の初期値を記憶部３Ａに格納する。以下の説明では、レーザ出力値の初期値が検出された際のレーザモジュールＭｘへの投入電力をレーザ出力条件Ａという。
【００４６】
ここで、レーザモジュールＭｘにおけるレーザ光Ｗｘの出力値の初期値がＶ0（ｍ）［ｋＷ］であり、光結合部１５における結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値がＶa0［ｋＷ］であるとする。レーザモジュールＭｘの個数がＮ個である場合、ｍは、Ｎを自然数とした場合に１からＮの何れかである。
【００４７】
また、演算部１Ａは、レーザ出力値の測定誤差範囲を設定する。測定誤差範囲の例は、Ｘ［％］以内である。演算部１Ａは、設定した測定誤差範囲を記憶部３Ａに格納する。
【００４８】
レーザ装置１００Ａの初期状態が登録された後、各レーザモジュールＭｘは、レーザ光を出力し、これにより、結合レーザ光Ｗ１０がレーザ装置１００Ａから出力される。そして、１日１回などの特定のタイミングで、制御装置５Ａは、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を定期的に確認し（ステップＳ２０）、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を登録する。具体的には、制御装置５Ａが、投入電力と、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値と、光結合部１５のレーザ出力値とを記憶部３Ａに記憶させる。
【００４９】
ここで、レーザ出力値の確認処理について説明する。レーザ装置１００Ａの状態を確認するタイミングになると、制御部２Ａは、各駆動電源４０ｘに電力を投入する。このとき、制御部２Ａは、レーザ出力条件Ａの電力を駆動電源４０ｘに投入する。
【００５０】
レーザ装置１００Ａでは、各レーザモジュールＭｘからのレーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の出力値を、第１出力検出部５１、第２出力検出部５２、および第３出力検出部５３が検出し演算部１Ａに送る。また、光結合部１５からの結合レーザ光Ｗ１０の出力値を、結合出力検出部５５が検出し、演算部１Ａに送る。この場合において、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出される。すなわち、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動して一定の動作を完了した後に検出される。ここでは、レーザモジュールＭｘにおけるレーザ光Ｗｘの出力値がＶ（ｍ）［ｋＷ］であり、光結合部１５における結合レーザ光Ｗ１０の出力値がＶa［ｋＷ］であるとする。演算部１Ａは、算出された出力値と、記憶部３Ａに格納されている出力値とを比較し、比較の結果に基づいて、レーザモジュールＭｘの劣化具合である出力変化率を算出する。
【００５１】
ここでは、演算部１Ａが、レーザモジュールＭｘにおける出力変化率α（ｍ）［％］として、α（ｍ）＝１−Ｖ（ｍ）／Ｖ0（ｍ）を算出し、光結合部１５における出力変化率αa［％］として、αa＝１−Ｖa／Ｖa0を算出する。
【００５２】
演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの出力変化率α（ｍ）と、光結合部１５の出力変化率αaとを用いて、各レーザモジュールＭｘの出力補正率を算出する（ステップＳ３０）。つぎに、出力補正率の算出処理手順について説明する。
【００５３】
図５は、実施の形態にかかるレーザ装置による出力補正率の算出処理手順を示すフローチャートである。レーザ装置１００Ａとレーザ装置１００Ｂとでは、同様の処理が実行されるので、ここでは、レーザ装置１００Ａによる出力補正率の算出処理手順について説明する。
【００５４】
演算部１Ａは、結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここでの演算部１Ａは、αa≦±Ｘ／ｍ［％］であるか否かを判定する。
【００５５】
結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲内である場合（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値を均等に補正する（ステップＳ１２０）。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同じ出力補正率η（ｍ）＝ηa＝Ｖa0／Ｖaを設定する。例えば、結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが１％の低下であった場合、演算部１Ａは、出力補正率η（ｍ）に、ηa＝１００／９９を設定する。
【００５６】
結合レーザ光Ｗ１０の出力変化率αaが測定誤差範囲よりも大きい場合（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘ間の出力変化率α（ｍ）のばらつきを算出する（ステップＳ１３０）。具体的には、演算部１Ａは、レーザモジュール群の出力変化率α（ｍ）［％］の平均値αave［％］、最大値αmax［％］、最小値αmin［％］を算出する。そして、演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘ間の出力変化率α（ｍ）のばらつきβ［％］を算出する。βの例は、β＝（αmax−αmin）／αaveである。
【００５７】
演算部１Ａは、出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここでの演算部１Ａは、β≦±Ｘ［％］であるか否かを判定する。出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲内である場合（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値を均等に補正する（ステップＳ１２０）。
【００５８】
出力変化率α（ｍ）のばらつきβが測定誤差範囲よりも大きい場合（ステップＳ１４０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの出力変化率αaに基づいて、各レーザモジュールＭｘをグループ分けする（ステップＳ１５０）。
【００５９】
ここで、レーザモジュールＭｘのグループ分けの例について説明する。例えば、演算部１Ａは、レーザモジュール群の中から１つ目のレーザモジュールＭｘを選択し、１つ目のレーザモジュールＭｘとの出力変化率の差がＸ［％］以下となるレーザモジュールＭｘを抽出して、１つ目のレーザモジュールＭｘとともに１つ目のグループに登録する。演算部１Ａは、レーザモジュール群の中からグループに登録されたレーザモジュールを除外したうえで、２つ目のレーザモジュールＭｘを選択する。演算部１Ａは、２つ目のレーザモジュールＭｘとの出力変化率の差がＸ［％］以下となるレーザモジュールＭｘを抽出して、２つ目のレーザモジュールＭｘとともに２つ目のグループに登録する。演算部１Ａは、レーザモジュール群の全てのレーザモジュールＭｘが何れかのグループに登録されるまで、このような処理を繰り返す。この場合において、１つのグループには、１つ以上のレーザモジュールＭｘが登録されるものとする。
【００６０】
演算部１Ａは、出力変化率αの大きなレーザモジュールＭｘほど、出力補正値を小さく設定する（ステップＳ１６０）。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘを、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。また、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに対して、レーザ出力値を初期値に回復させるための出力補正値を算出する。
【００６１】
そして、演算部１Ａは、出力変化率αが最も大きなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが最も小さなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが最も小さなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが最も大きなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが２番目に大きなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが２番目に小さなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。また、演算部１Ａは、出力変化率αが２番目に小さなレーザモジュールＭｘに対しては、出力変化率αが２番目に大きなレーザモジュールＭｘの出力補正値を設定する。
【００６２】
演算部１Ａは、レーザモジュール群の全てのレーザモジュールＭｘに出力補正値が設定されるまで、このような出力補正値の入れ替え処理を繰り返す。この後、演算部１Ａは、グループ内でレーザモジュールＭｘの出力補正率η（ｍ）を均等化する（ステップＳ１７０）。すなわち、演算部１Ａは、同じグループに登録されているレーザモジュールＭｘに対しては、同じ出力補正率η（ｍ）を設定する。
【００６３】
また、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに設定した出力補正値でレーザ出力を補正した場合の結合レーザ光Ｗ１０の出力値を算出する。具体的には、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに設定した出力補正値でレーザ出力を補正した場合のレーザ出力値を合計することによって、結合レーザ光Ｗ１０の出力値を算出する。演算部１Ａは、算出した結合レーザ光Ｗ１０の出力値と、記憶部３Ａに格納されている結合レーザ光Ｗ１０の初期値と、の差が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。許容範囲の例は、測定誤差範囲である。
【００６４】
許容範囲内でなければ（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、演算部１Ａは、グループ単位で出力補正率η（ｍ）を修正する（ステップＳ１９０）。これにより、グループ内での出力補正率η（ｍ）を同等にすることができる。演算部１Ａは、算出した結合レーザ光Ｗ１０の出力値と、記憶部３Ａに格納されている結合レーザ光Ｗ１０の初期値と、の差が許容範囲内となるまでステップＳ１８０およびステップＳ１９０の処理を繰り返す。演算部１Ａは、許容範囲内となれば（ステップＳ１８０、Ｙｅｓ）、出力補正率η（ｍ）を確定し、出力補正率η（ｍ）の設定処理を完了する。制御部２Ａは、出力補正率η（ｍ）に対応する投入電力を算出し、算出した投入電力を駆動電源群に送る。
【００６５】
なお、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘの状態および光結合部１５の状態を確認した直後に、出力補正率η（ｍ）を算出し、出力補正率η（ｍ）に対応する電力を駆動電源群に送るものとする。また、演算部１Ａは、ステップＳ１６０，Ｓ１７０，Ｓ１９０の処理を行う際に、記憶部３Ａ内に格納されている出力補正率η（ｍ）の上限値を超えないよう、出力補正率η（ｍ）を設定する。また、演算部１Ａは、ステップＳ１５０，Ｓ１７０の処理を省略してもよい。また、演算部１Ａは、ステップＳ１９０の処理の際にグループ単位ではなく、レーザモジュールＭｘ毎に出力補正値を修正してもよい。
【００６６】
また、演算部１Ａは、ステップＳ１６０の処理の際に、少なくとも２つのレーザモジュールＭｘを用いて出力補正値の入れ替えを行なえばよい。この場合、演算部１Ａは、劣化の大きなレーザモジュールＭｘを優先的に出力補正値の入れ替え対象とする。
【００６７】
つぎに、レーザ装置１００Ａの状態毎にどのような出力補正率η（ｍ）が設定されるかの具体例について説明する。図６は、実施の形態にかかるレーザ装置の初期状態におけるレーザ出力値を示す図である。なお、以下の説明では、第１レーザモジュールＭ１をレーザモジュール（１）といい、第２レーザモジュールＭ２をレーザモジュール（２）といい、第３レーザモジュールＭ３をレーザモジュール（３）という。図６から図１０では、第１レーザモジュールＭ１をモジュール（１）として図示し、第２レーザモジュールＭ２をモジュール（２）として図示し、第３レーザモジュールＭ３をモジュール（３）として図示している。図６から図１０に示すグラフは、縦軸がレーザ光の出力値であるレーザ出力値（ｋＷ）である。
【００６８】
初期状態のレーザ装置１００Ａは、劣化によってレーザ出力が低下していない状態である。本実施の形態では、初期状態において、レーザモジュール（１）のレーザ出力が１．１ｋＷであり、レーザモジュール（２）のレーザ出力が１．０ｋＷであり、レーザモジュール（３）のレーザ出力が０．９ｋＷであるとする。この場合の、レーザ出力値の合計値は、３．０ｋＷである。レーザ出力の合計値は、結合レーザ光Ｗ１０の出力値である。レーザ装置１００Ａの初期状態が登録された後、レーザ装置１００Ａが動作を続けると、劣化によって後述の第１から第４の状態の何れかになる場合がある。
【００６９】
図７は、実施の形態にかかるレーザ装置の第１の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第１の状態は、各レーザモジュールＭｘにおける出力変化率α（ｍ）が測定誤差範囲内の状態である。
【００７０】
ここでは、レーザモジュール（１），（３）のレーザ出力値が低下せず、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２％低下し、レーザ出力値の合計値が０．６７％低下した場合について説明する。
【００７１】
第１の状態の場合、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同一の出力補正率η（ｍ）を設定する。この場合において、演算部１Ａは、レーザ出力値の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となる出力補正率η（ｍ）を各レーザモジュールＭｘに設定する。
【００７２】
図７では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１）から（３）に、＋０．６７％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．１０７（ｋＷ）、０．９８７（ｋＷ）、０．９０６（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０００（ｋＷ）となる。
【００７３】
図８は、実施の形態にかかるレーザ装置の第２の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第２の状態は、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値が均等に低下している状態である。すなわち、第２の状態は、レーザ出力値の低下率のばらつきβが特定範囲内の状態である。
【００７４】
ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が１０．０％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が１０．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が８．９％低下し、レーザ出力値の合計値が９．７％低下した場合について説明する。
【００７５】
第２の状態の場合、演算部１Ａは、各レーザモジュールＭｘに同一の出力補正率η（ｍ）を設定する。この場合において、演算部１Ａは、レーザ出力値の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となる出力補正率η（ｍ）を各レーザモジュールＭｘに設定する。
【００７６】
図８では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１）から（３）に、＋１０．７％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．０９６（ｋＷ）、０．９９６（ｋＷ）、０．９０８（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０００（ｋＷ）となる。
【００７７】
図９は、実施の形態にかかるレーザ装置の第３の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第３の状態は、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュールＭｘが多数登録されたグループと、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュールＭｘが少数登録されたグループと、がある状態である。レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュール（１），（３）が１つ目のグループに登録され、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュール（２）が２つ目のグループに登録されたとする。
【００７８】
ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が４．５％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２０．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が５．６％低下し、レーザ出力値の合計値が１０．０％低下した場合について説明する。
【００７９】
第３の状態の場合、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対し、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。ここでは、出力変化率α（ｍ）が大きい順番は、レーザモジュール（２）、レーザモジュール（３）、レーザモジュール（１）の順番である。
【００８０】
また、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対して、レーザ出力値を初期値に回復させるための出力補正値を算出する。レーザモジュール（１）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋４．８％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（２）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋２５．０％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（３）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋５．９％の出力補正率ηが必要である。
【００８１】
演算部１Ａは、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（２）に対し、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（１）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（２）に対して＋４．８％の出力補正率ηを設定する。
【００８２】
また、演算部１Ａは、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（１）に対し、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（２）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）に対して＋２５．０％の出力補正率ηを仮設定する。
【００８３】
さらに、演算部１Ａは、レーザモジュール（１），（３）が同じグループなので、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηが同じ値になり、且つ出力補正後の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となるよう、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηを修正する。
【００８４】
図９では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１），（３）に修正後の出力補正率ηである１５．５％を設定し、レーザモジュール（２）に、＋４．８％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．２１３（ｋＷ）、０．８３８（ｋＷ）、０．９８２（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０３３（ｋＷ）となる。
【００８５】
レーザモジュール（１），（３）は、出力変化率αが小さいので、大きな出力補正率ηが設定されても、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。また、レーザモジュール（２）は、出力変化率αが大きいが、小さな出力補正率ηが設定されているので、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。
【００８６】
図１０は、実施の形態にかかるレーザ装置の第４の状態におけるレーザ出力値を示す図である。レーザ装置１００Ａの第４の状態は、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュールＭｘが少数登録されたグループと、レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュールＭｘが多数登録されたグループと、がある状態である。レーザ出力値が大きく低下したレーザモジュール（１），（３）が１つ目のグループに登録され、レーザ出力値が少しだけ低下したレーザモジュール（２）が２つ目のグループに登録されたとする。
【００８７】
ここでは、レーザモジュール（１）のレーザ出力値が１３．６％低下し、レーザモジュール（２）のレーザ出力値が２．０％低下し、レーザモジュール（３）のレーザ出力値が１３．３％低下し、レーザ出力値の合計値が９．７％低下した場合について説明する。
【００８８】
第４の状態の場合、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対し、出力変化率α（ｍ）の大きい順番に番号を付ける。ここでは、出力変化率α（ｍ）が大きい順番は、レーザモジュール（１）、レーザモジュール（３）、レーザモジュール（２）の順番である。
【００８９】
また、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）から（３）に対して、レーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すための出力補正値を算出する。レーザモジュール（１）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋１５．８％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（２）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋２．０％の出力補正率ηが必要であり、レーザモジュール（３）のレーザ出力値を初期状態のレーザ出力値に戻すためには、＋１５．４％の出力補正率ηが必要である。
【００９０】
演算部１Ａは、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（２）に対し、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（１）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（２）に対して＋１５．８％の出力補正率ηを設定する。
【００９１】
また、演算部１Ａは、出力変化率αが１番大きかったレーザモジュール（１）に対し、出力変化率αが１番小さかったレーザモジュール（２）の出力補正率ηを設定する。すなわち、演算部１Ａは、レーザモジュール（１）に対して＋２．０％の出力補正率ηを仮設定する。
【００９２】
さらに、演算部１Ａは、レーザモジュール（１），（３）が同じグループなので、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηが同じ値になり、且つ出力補正後の合計値と、初期状態の合計値との差が許容範囲内となるよう、レーザモジュール（１），（３）の出力補正率ηを修正する。
【００９３】
図１０では、演算部１Ａが、レーザモジュール（１），（３）に修正後の出力補正率ηである８．７％を設定し、レーザモジュール（２）に、＋１５．８％の出力補正率ηを設定した場合を示している。これにより、レーザモジュール（１）から（３）の出力補正後のレーザ出力値は、それぞれ、１．０３３（ｋＷ）、１．１３３（ｋＷ）、０．８４８（ｋＷ）となり、出力補正後の合計値は３．０１４（ｋＷ）となる。
【００９４】
レーザモジュール（２）は、出力変化率αが小さいので、大きな出力補正率ηが設定されても、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。また、レーザモジュール（１），（３）は、出力変化率αが大きいが、小さな出力補正率ηが設定されているので、劣化が加速度的に進行することを抑制できる。
【００９５】
このように、本実施の形態では、各レーザモジュールＭｘのうち劣化の進んでいるレーザモジュールＭｘには、レーザ光の出力補正による負担が低減されるよう、各レーザモジュールＭｘの出力補正率ηを変化させている。また、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が許容範囲内に収まるよう出力補正率ηを変化させている。
【００９６】
ここで、制御装置５Ａ，５Ｂのハードウェア構成について説明する。制御装置５Ａ，５Ｂは、何れも制御回路、すなわちプロセッサおよびメモリにより実現することができる。なお、プロセッサおよびメモリは、処理回路に置き換えられてもよい。また、演算部１Ａ，１Ｂを制御回路で実現してもよい。制御装置５Ａ，５Ｂ、演算部１Ａ，１Ｂの機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００９７】
このように本実施の形態では、各レーザモジュールＭｘのレーザ出力値と、各レーザモジュールＭｘの出力変化率α（ｍ）と、結合レーザ光Ｗ１０の出力値の初期値とに基づいて、結合レーザ光Ｗ１０の出力値が許容範囲内となり、かつ各レーザモジュールＭｘに対して出力変化率αが大きいほど小さな出力補正率ηを設定している。演算部１Ａは、レーザモジュールＭｘの劣化状況に応じて、各レーザモジュールＭｘの出力補正率η（ｍ）を変更することができるので、レーザモジュールＭｘ毎の寿命の差に応じて、寿命が短いレーザモジュールＭｘの負荷を低減することができる。したがって、光結合部１５のレーザ出力値を許容範囲内に収めつつレーザモジュールＭｘの加速度的な劣化の進行を抑制することが可能となる。
【００９８】
また、レーザモジュールＭｘの加速度的な劣化の進行を抑制することができるので、レーザ装置１００Ａの突然のマシンダウンを防止することができ、レーザモジュールＭｘを交換するための準備期間を確保できる。すなわち、レーザモジュールＭｘが劣化し始めてからマシンダウンするまでの時間を稼ぐことができる。
【００９９】
また、レーザモジュールＭｘの状態を、レーザモジュールＭｘの初期状態と比較するので、各レーザモジュールＭｘの劣化状態を正確に把握することができる。言い換えると、レーザモジュール群のうちの一部のレーザモジュールＭｘを交換した後も、レーザモジュールＭｘ毎に劣化状態を正確に把握することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、レーザ光Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および結合レーザ光Ｗ１０の出力値は、各レーザモジュールＭｘが起動した後、特定の時間が経過した時に検出され、かつ検出の直後に、出力補正率η（ｍ）を算出して駆動電源群への電力を補正している。これにより、各レーザモジュールＭｘの水温状態といったレーザ発振に関係する条件を一定にしたうえでレーザ出力値を検出することができる。したがって、各レーザモジュールＭｘの状態のばらつきを低減した環境で、駆動電源群に対して信頼性の高い出力補正制御が可能となる。
【０１０１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１Ａ，１Ｂ  演算部、２Ａ，２Ｂ  制御部、３Ａ，３Ｂ  記憶部、５Ａ  制御装置、１５  光結合部、４１  第１駆動電源、４２  第２駆動電源、４３  第３駆動電源、５１  第１出力検出部、５２  第２出力検出部、５３  第３出力検出部、５５  結合出力検出部、６１〜６３，６５  部分反射ミラー、１００Ａ，１００Ｂ  レーザ装置、１１０  加工機駆動部、１１１  伝送ファイバ、１２０Ａ，１２０Ｂ  加工機制御装置、２００Ａ，２００Ｂ  レーザ加工機、Ｍ１  第１レーザモジュール、Ｍ２  第２レーザモジュール、Ｍ３  第３レーザモジュール。
【図１】
2019215798.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019215798.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019215798.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月27日(2018.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定される、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記複数のレーザモジュールのレーザ出力、前記駆動電源による投入電力、および前記全レーザ出力のデータを記憶する記憶部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなグループほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率を設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力するレーザ光によって被加工物を加工する加工部と、
前記加工部を制御する加工機制御部と、
を有し、
前記レーザ装置は、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
複数の前記第１出力信号と、前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定される、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項５】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置の装置状態の基準を設定する第１の工程と、
前記基準を記憶部に記憶させる第２の工程と、
定期的に前記装置状態を確認する第３の工程と、
前記基準と確認した前記装置状態とを比較する第４の工程と、
前記比較の結果に基づいて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を算出する第５の工程と、
を含み、
前記レーザ装置の装置状態は、各前記レーザモジュールのレーザ出力と、各前記レーザモジュールの駆動電流および駆動電圧と、前記複数のレーザモジュールからのレーザ出力を結合した後の全レーザ出力とを含み、算出される前記複数の出力補正率は、各レーザモジュールの装置状態に対応する値であり、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定される、
ことを特徴とするレーザ装置の出力制御方法。
【請求項６】
前記第５の工程では、
上限値を超えないよう前記複数の出力補正率が算出される、
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項７】
前記第１の工程では、各前記レーザモジュールに想定される寿命時間に基づいて設定されたタイミングで、前記装置状態の基準が設定される、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項８】
前記第３の工程では、
前記レーザモジュールが起動して一定の動作をした後に前記装置状態を確認する、
ことを特徴とする請求項５から７の何れか１つに記載のレーザ装置の出力制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部とを備えている。また、レーザ装置は、複数の第１出力信号と、第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部と、を備え、複数のレーザモジュールのうちレーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるようにグループ毎に設定される。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月24日(2019.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
前記レーザ出力検出部が前記レーザモジュール毎に検出した前記第１出力信号の初期値である第１の初期値、および前記結合出力検出部が検出した前記第２出力信号の初期値である第２の初期値を記憶する記憶部と、
前記レーザモジュール毎に検出された前記第１の初期値と、各前記第１の初期値から変化した各前記第１出力信号と、前記第２の初期値と、前記第２の初期値から変化した前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定され、
前記演算部は、前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなグループほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率を設定する、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記記憶部は、前記複数のレーザモジュールのレーザ出力、前記駆動電源部による投入電力、および前記全レーザ出力のデータを記憶する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力するレーザ光によって被加工物を加工する加工部と、
前記加工部を制御する加工機制御部と、
を有し、
前記レーザ装置は、
前記レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、
前記レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、
複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部と、
前記レーザ出力検出部が前記レーザモジュール毎に検出した前記第１出力信号の初期値である第１の初期値、および前記結合出力検出部が検出した前記第２出力信号の初期値である第２の初期値を記憶する記憶部と、
前記レーザモジュール毎に検出された前記第１の初期値と、各前記第１の初期値から変化した各前記第１出力信号と、前記第２の初期値と、前記第２の初期値から変化した前記第２出力信号とを用いて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、
前記複数の出力補正率を用いて前記複数の駆動電源部を制御する制御部と、
を備え、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定され、
前記演算部は、前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなグループほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率を設定する、
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項４】
複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置の装置状態の基準を設定する第１の工程と、
前記基準を記憶部に記憶させる第２の工程と、
定期的に前記装置状態を確認する第３の工程と、
前記レーザモジュール毎に、前記基準と確認した前記装置状態とを比較する第４の工程と、
前記比較の結果に基づいて、前記レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を算出する第５の工程と、
を含み、
前記レーザ装置の装置状態は、各前記レーザモジュールを駆動する駆動電源部への投入電力と各前記レーザモジュールのレーザ出力との対応関係を示す対応関係情報、前記レーザモジュール毎に検出された各レーザ出力、および前記複数のレーザモジュールからの各レーザ出力を結合した後の全レーザ出力であり、
前記基準は、初期状態の前記対応関係情報、前記レーザモジュール毎に検出された各レーザ出力の初期値、および前記全レーザ出力の初期値であり、
算出される前記複数の出力補正率は、前記装置状態に対応する、各前記レーザモジュールのレーザ出力の補正率であり、
前記複数のレーザモジュールのうち前記レーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、前記複数の出力補正率は、前記全レーザ出力が一定値になるように前記グループ毎に設定され、
前記レーザ出力の初期値からの変化率が大きなグループほど出力補正率が小さくなるよう、前記複数の出力補正率が設定される、
ことを特徴とするレーザ装置の出力制御方法。
【請求項５】
前記第５の工程では、
上限値を超えないよう前記複数の出力補正率が算出される、
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項６】
前記第１の工程では、各前記レーザモジュールに想定される寿命時間に基づいて設定されたタイミングで、前記装置状態の基準が設定される、
ことを特徴とする請求項４または５に記載のレーザ装置の出力制御方法。
【請求項７】
前記第３の工程では、
前記レーザモジュールが起動して一定の動作をした後に前記装置状態を確認する、
ことを特徴とする請求項４から６の何れか１つに記載のレーザ装置の出力制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のレーザモジュールを備えたレーザ装置であって、レーザモジュールを駆動する複数の駆動電源部と、レーザモジュールからのレーザ出力を検出し、検出値を第１出力信号として出力する複数のレーザ出力検出部と、複数のレーザ出力を結合した後の全レーザ出力を検出し、検出値を第２出力信号として出力する結合出力検出部とを備えている。また、レーザ装置は、レーザ出力検出部がレーザモジュール毎に検出した第１出力信号の初期値である第１の初期値、および結合出力検出部が検出した第２出力信号の初期値である第２の初期値を記憶する記憶部を備えている。また、レーザ装置は、レーザモジュール毎に検出された第１の初期値と、各第１の初期値から変化した各第１出力信号と、第２の初期値と、第２の初期値から変化した第２出力信号とを用いて、レーザモジュールを各々制御する複数の出力補正率を設定する演算部と、複数の出力補正率を用いて複数の駆動電源部を制御する制御部と、を備え、複数のレーザモジュールのうちレーザ出力の出力変化率の差が特定値以下であるレーザモジュールは同じグループに設定され、複数の出力補正率は、全レーザ出力が一定値になるようにグループ毎に設定される。演算部は、レーザ出力の初期値からの変化率が大きなグループほど出力補正率が小さくなるよう、複数の出力補正率を設定する。
【国際調査報告】
2019215798.tif 000013
2019215798.tif 000014
2019215798.tif 000015
2019215798.tif 000016