(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工条件設定部（１）と電源制御部（２）と電源部（３）とを備えたＹＡＧレーザの加工条件設定装置であって、
前記加工条件設定部（１）に備えた演算手段は、
前記加工条件設定部（１）に備えた入力手段から入力された光の強さ（Ｉ），パルス幅（Ｌ），パルスの周波数（ｆ）が前記電源部（３）の能力によって制限された電流の最大値（Ｉｍ ），パルス幅の最大値（Ｌｍ），周波数の最大値（ｆｍ）内であるか否かをチェックして最大値を越えているものを最大値に等しく修正する第１機能と、
設定できる電流値と設定できるパルス幅との関係において、前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）に基づいてパルス幅（Ｌｃ）を求め、電流とパルス幅をチェックしてパルス幅を修正する第２機能と、
前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）を固定して第２機能で求めたパルス幅（Ｌｃ）を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第３機能と、
前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）を固定し、前記第２機能でパルス幅を修正した後、周波数を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第４機能と、
設定できる電流値と設定できるパルス幅との関係において、前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）に基づいて電流値（Ｉｃ）を求め、電流とパルス幅をチェックして電流を修正する第５機能と、
前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）を固定して電流値を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第６機能と、
前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）を固定して周波数を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第７機能と、
前記第１機能で設定された周波数（ｆｏ）を固定して、当該周波数（ｆｏ）と前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）により求めたデューティー（Ｄｏ）のチェックを行うと共に強さを優先した場合の電流とパルス幅のチェック及びパワーチェックを行って強さ，パルス幅，周波数を修正する第８機能と、
前記第１機能で設定された周波数（ｆｏ）を固定して、当該周波数（ｆｏ）と前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）により求めたデューティー（Ｄｏ）のチェックを行うと共にパルス幅を優先した場合の電流とパルス幅のチェック及びパワーチェックを行って強さ，パルス幅，周波数を修正する第９機能と、を備え、
前記第３機能，第４機能，第６機能，第７機能，第８機能及び第９機能によってそれぞれ修正された加工条件としての電流，パルス幅，周波数の組合せを表示する表示手段及び表示された加工条件を選択する選択スイッチを前記加工条件設定部（１）に備えていることを特徴とするＹＡＧレーザの加工条件設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＹＡＧレーザの加工条件設定装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＹＡＧレーザによって材料を加工をする場合、その材料の材質や厚さ等を勘案して最適な加工条件を設定しなければならない。レーザの出力には次のような三つの要素があり、オペレータは加工の際、これらの要素を最適な状態にして加工しなければならない。
【０００３】
１．光の強さ（Ｉ）
２．光のパルス幅（Ｌ）
３．光のパルスの繰り返し数（ｆ）
レーザの光の強さ，光のパルス幅、光のパルスの繰り返し数は、夫々電源から励起ランプへ供給される電力や電圧又は電流（例えば電流Ｉo ）と、時間幅（Ｌo ）、パルスの周波数（ｆo ）等によって一義的に定まるが、電源にはその能力等により次のような種々の制限がある。
【０００４】
定格出力  Ｐm 
電源の出力できる最大電力でＷ（ワット）で表わされる。
【０００５】
定格出力≧Ｋo ・Ｉo ３／２・Ｌo ・ｆo     ここでＫo は励起ランプの固有の定数である。                訂
最大デューティ  Ｄm 
電源のパルス出力の１周期に対するオン幅の比（％）の最大値で次のように表わされる。最大デューティ≧１００Ｌo ・ｆo もしくは最大デューティ≧ＯＮ幅／（ＯＮ幅＋０ＦＦ幅）
最大強さ（最大高さ）
電源の出力できる最大電流（Ｉm ）、もしくは最大電圧（Ｖm ）、もしくは最大電圧（Ｖm ）×最大電流（Ｉm ）である。
【０００６】
最大幅  Ｌm 
電源の出力できるパルスの最大の幅である。前記のパルスの最大強さとの間に、電源のコンデンサの容量等に起因する一定の制約がある。
【０００７】
最大周波数  ｆm 
電源の出力できるパルスの最大の周波数である。
【０００８】
オペレータが加工条件を決める場合、それらの値が前記の電源の制限値以内であれば問題はないが、制限値を越えると、アラームの表示となり、その加工条件は受け付けられない。この時オペレータが知り得るのは、「入力した加工条件が電源のどの制限値（例えば最大デューティ）を越えたものである」という情報のみであつた。
【０００９】
そのため、オペレータは、加工条件をどのように変更すればよいか分からず、試行錯誤を重ねることになり、電源の能力に余裕のある加工条件にすることが多々あり、オペレータに時間と労力をかけ、更にシステム全体の効率を下げる結果になっていた。
【００１０】
また、ＹＡＧレーザでは、励起ランプが徐々に劣化するが、レーザの出力を一定に保つて加工する場合には、電源出力を徐々に上昇するように調整しなければない。そのため、上記のような事が頻繁に起るという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、加工条件の設定にあたり、オペレータに余分の時間や労力をかけず、またシステム全体の能力を最大限に利用できるＹＡＧレーザの加工条件設定装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、加工条件設定部（１）と電源制御部（２）と電源部（３）とを備えたＹＡＧレーザの加工条件設定装置であって、
前記加工条件設定部（１）に備えた演算手段は、
前記加工条件設定部（１）に備えた入力手段から入力された光の強さ（Ｉ），パルス幅（Ｌ），パルスの周波数（ｆ）が前記電源部（３）の能力によって制限された電流の最大値（Ｉｍ ），パルス幅の最大値（Ｌｍ），周波数の最大値（ｆｍ）内であるか否かをチェックして最大値を越えているものを最大値に等しく修正する第１機能と、
設定できる電流値と設定できるパルス幅との関係において、前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）に基づいてパルス幅（Ｌｃ）を求め、電流とパルス幅をチェックしてパルス幅を修正する第２機能と、
前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）を固定して第２機能で求めたパルス幅（Ｌｃ）を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第３機能と、
前記第１機能で設定された強さ（Ｉｏ）を固定し、前記第２機能でパルス幅を修正した後、周波数を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第４機能と、
設定できる電流値と設定できるパルス幅との関係において、前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）に基づいて電流値（Ｉｃ）を求め、電流とパルス幅をチェックして電流を修正する第５機能と、
前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）を固定して電流値を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第６機能と、
前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）を固定して周波数を優先した場合におけるデューティーチェック及びパワーチェックを行い、このデューティーチェック及びパワーチェックに基づいて強さ，パルス幅，周波数を修正する第７機能と、
前記第１機能で設定された周波数（ｆｏ）を固定して、当該周波数（ｆｏ）と前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）により求めたデューティー（Ｄｏ）のチェックを行うと共に強さを優先した場合の電流とパルス幅のチェック及びパワーチェックを行って強さ，パルス幅，周波数を修正する第８機能と、
前記第１機能で設定された周波数（ｆｏ）を固定して、当該周波数（ｆｏ）と前記第１機能で設定されたパルス幅（Ｌｏ）により求めたデューティー（Ｄｏ）のチェックを行うと共にパルス幅を優先した場合の電流とパルス幅のチェック及びパワーチェックを行って強さ，パルス幅，周波数を修正する第９機能と、を備え、
前記第３機能，第４機能，第６機能，第７機能，第８機能及び第９機能によってそれぞれ修正された加工条件としての電流，パルス幅，周波数の組合せを表示する表示手段及び表示された加工条件を選択する選択スイッチを前記加工条件設定部（１）に備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、この発明について図面を参照して説明する。図１はこの発明のＹＡＧレーザの電源の構成を示したブロック図で、加工条件設定部１と、電源制御部２と、電源部３とからなっている。加工条件設定部１にはキーボード等からなる入力手段と、ＣＰＵ等からなる演算手段と、ＣＲＴ等からなる表示手段を備えており、電源制御部２には電源の出力を制御するＰＷＭ制御器等を備えており、電源部３には商用電源から直流を得る整流器と、コンデンサと、スイッチング素子等を備えている。電源部３の出力はレーザの励起ランプへ供給される。
【００１５】
図２は設定可能な電流（最大値Ｉm ）と、対応する設定可能なパルス幅（最大値Ｌm ）との範囲を示したもので、斜線部内に限られる。このように制限されるのは電源部３のコンデンサの容量に限度があるからである。
【００１６】
次に図３によって加工条件の設定について説明する。まずＳ１においてオペレータは光の強さＩ、パルス幅Ｌ、パルスの繰り返し数ｆ等の加工条件（対応する電源の電流をＩo 、パルス幅をＬo 、パルスの周波数をｆo とする）を任意に入力する。Ｓ２において制限値（電流の最大値Ｉm 、パルス幅の最大値Ｌm 、パルスの周波数の最大値ｆm ）の内か否かをチェックし、越える場合には警報等によりオペレータに注意を喚起する。Ｓ３において制限値を越えているものを制限値に等しくなるように修正する。
【００１７】
Ｓ４においてＩを固定し図４の結合子▲１▼へ進み、Ｓ５においてＬを固定し図５の結合子▲２▼へ進み、Ｓ６においてｆを固定し図６の結合子▲３▼へ進む。Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６は加工条件の優先順位の決定である。
【００１８】
次に図４のＳ７において図２のＩc にＩo を代入しＬc を求め、Ｓ８においてＬo とＬc を比較し、Ｌo がＬc より大きいときは、Ｓ９においてＬo をＬc に修正しＳ１０へ進む。Ｌo がＬc より大きくないときはＳ１０へ進む。Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９は電流とパルス幅のチェックと必要なパルス幅の修正である。
【００１９】
Ｓ１０においてパルス幅Ｌとパルスの周波数ｆとの優先順位を決め、パルス幅Ｌを優先したときはＳ１１へ進み、パルスの周波数ｆを優先したときはＳ１８へ進む。Ｓ１１でパルス幅Ｌo とパルスの周波数ｆo とからデューティＤo を求め、Ｓ１２でデューティＤo とＤm の大きさを比較しデューティＤo がＤm より大きときはＳ１３へ進み、大きくないときはＳ１４へ進む。Ｓ１３おいてパルス幅Ｌo を用いてデューティＤo がＤm になるようにｆo を修正し、Ｓ１４へ進む。Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３はデューティのチェックと必要なパルスの周波数ｆo の修正である。
【００２０】
Ｓ１４において電源の出力の演算式Ｐo ＝Ｋo ・Ｉo ３／２・Ｌo ・ｆo にＩo 、Ｌo 、ｆo を代入して電源の出力Ｐo を求める。Ｓ１５においてＰo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ１６へ進み、Ｉo 、Ｌo を用いてＰo がＰm になるようにｆo を修正しＳ１７へ進む。Ｐo がＰm より大きくないときはＳ１７へ進む。Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６は電源のパワーチェックと必要なパルスの周波数ｆo の修正である。Ｓ１７においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩILF 、ＬILF 、ｆILF として組合せる。
【００２１】
Ｓ１０においてパルスの周波数ｆを優先したときは、Ｓ１８においてパルス幅Ｌo とパルスの周波数ｆo よりデューティＤo を求め、Ｓ１９においてＤo とＤm の大きさを比較し、Ｄo がＤm より大きいときはＳ２０へ進み、パルスの周波数ｆo を用いてＤo がＤm になるようにＬo を修正しＳ２１へ進む。Ｄo がＤm より大きくないときはＳ２１へ進む。Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０はデューティのチェックと必要なパルス幅Ｌo の修正である。
【００２２】
Ｓ２１において前記の電源の出力の演算式にＩo 、Ｌo 、ｆo を代入して電源の出力Ｐo を求め、Ｓ２２において電源の出力Ｐo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ２３においてＩo 、ｆo を用いてＰo がＰm になるようにＬo を修正しＳ２４へ進む。Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３は電源のパワーチェックと必要なパルス幅Ｌo の修正である。Ｓ２４においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩIFL 、ＬIFL 、ｆIFL として組合せる。
【００２３】
Ｓ２５においてＳ１７のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩILF 、ＬILF 、ｆILF とＳ２４のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩIFL 、ＬIFL 、ｆIFL を夫々図７の１行目、２行目へ表示する。
【００２４】
次に図５のＳ２６において図２のＬc にＬo を代入しＩc を求め、Ｓ２７においてＩo とＩc を比較し、Ｉo がＩc より大きいときはＳ２８においてＩo をＩc に修正しＳ２９へ進む。Ｉo がＩc より大きくないときはＳ２９へ進む。Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８は電流とパルス幅のチェックと必要なＩo の修正である。Ｓ２９においてＬo 、ｆo よりデューティＤo を求め、Ｓ３０においてＤo とＤm の大きさを比較し、Ｄo がＤm より大きいときはＳ３１へ進み、Ｌo を用いてＤo がＤm になるようにｆo を修正しＳ３２へ進む。Ｄo がＤm より大きくないときはＳ３２へ進む。Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１はデューティのチェックと必要なｆo の修正である。
【００２５】
Ｓ３２においてパルスの周波数ｆo と電流Ｉo の優先順位を決め、電流Ｉo を優先したときはＳ３３へ進み、パルスの周波数ｆo を優先したときはＳ３７へ進む。Ｓ３３においてＩo 、Ｌo 、ｆo を用いて電源の出力Ｐo を求め、Ｓ３４においてＰo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ３５へ進み、Ｉo 、Ｌo を用いてＰo がＰm になるようにｆo を修正しＳ３６へ進む。Ｐo がＰm より大きくないときはＳ３６へ進む。Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５は電源のパワーチェックと必要なパルスの周波数ｆo の修正である。Ｓ３６においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩLIF 、ＬLIF 、ｆLIF として組合せる。
【００２６】
Ｓ３２においてパルスの周波数ｆo を優先したときは、Ｓ３７においてＩo 、Ｌo 、ｆo を用いて電源の出力Ｐo を求め、Ｓ３８においてＰo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ３９へ進み、パルス幅Ｌo とパルスの周波数ｆo を用いてＰo がＰm になるようにＩo を修正しＳ４０へ進む。Ｐo がＰm より大きくないときはＳ４０へ進む。Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ３９は電源のパワーチェックと必要なＩo の修正である。Ｓ４０においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩLFI 、ＬLFI 、ｆLFI として組合せる。
【００２７】
Ｓ４１においてＳ３６のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩLIF 、ＬLIF 、ｆLIF とＳ４０のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩLFI 、ＬLFI 、ｆLFI を夫々図７の３行目、４行目へ表示する。
【００２８】
次に図６のＳ４２においてＬo 、ｆo よりデューティＤo を求め、Ｓ４３でＤo とＤm の大きさを比較し、Ｄo がＤm より大きいときはＳ４４へ進み、ｆo を用いてＤo がＤm になるようにＬo を修正しＳ４５へ進む。Ｄo がＤm より大きくないときはＳ４５へ進む。Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４はデューティのチェックと必要なＬo の修正である。
【００２９】
Ｓ４５においてパルス幅Ｌo と電流Ｉo の優先順位を決め、電流Ｉo を優先したときはＳ４６へ進み、パルス幅Ｌo を優先したときはＳ５３へ進む。Ｓ４６において図２のＩc にＩo を代入しＬc を求め、Ｓ４７においてＬo とＬc を比較し、Ｌo がＬc より大きいときは、Ｓ４８においてＬo をＬc に修正しＳ４９へ進む。Ｌo がＬc より大きくないときはＳ４９へ進む。Ｓ４６、Ｓ４７、Ｓ４８は電流とパルス幅のチェックと必要なパルス幅の修正である。
【００３０】
Ｓ４９においてＩo 、Ｌo 、ｆo を用いて電源の出力Ｐo を求め、Ｓ５０においてＰo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ５１へ進み、電流Ｉo とパルスの周波数ｆo を用いてＰo がＰm になるようにＬo を修正しＳ５２へ進む。Ｐo がＰm より大きくないときはＳ５２へ進む。Ｓ４９、Ｓ５０、Ｓ５１はパワーチェックと必要なパルス幅の修正である。Ｓ５２においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩFIL 、ＬFIL 、ｆFIL として組合せる。
【００３１】
Ｓ４５においてパルス幅Ｌo を優先したときは、Ｓ５３において図２のＬc にＬo を代入しＩc を求め、Ｓ５４においてＩo とＩc を比較し、Ｉo がＩc より大きいときはＳ５５においてＩo をＩc に修正しＳ５６へ進む。Ｉo がＩc より大きくないときはＳ５６へ進む。Ｓ５３、Ｓ５４、Ｓ５５は電流とパルス幅のチェックと必要な電流Ｉo の修正である。
【００３２】
Ｓ５６においてＩo 、Ｌo 、ｆo を用いて電源の出力Ｐo を求め、Ｓ５７においてＰo と電源の最大電力Ｐm の大きさを比較し、Ｐo がＰm より大きいときはＳ５８へ進み、パルス幅Ｌo とパルスの周波数ｆo を用いてＰo がＰm になるようにＩo を修正しＳ５９へ進む。Ｐo がＰm より大きくないときはＳ５９へ進む。Ｓ５６、Ｓ５７、Ｓ５８はパワーチェックと必要な電流Ｉo の修正である。Ｓ５９においてＩo 、Ｌo 、ｆo の決定値を夫々ＩFLI 、ＬFLI 、ｆFLI として組合せる。Ｓ６０においてＳ５２のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩFIL 、ＬFIL 、ｆFIL とＳ５９のＩo 、Ｌo 、ｆo の組合せのＩFLI 、ＬFLI 、ｆFLI を夫々図７の５行目、６行目へ表示する。
【００３３】
以上の手順によって図７には電流Ｉo 、パルス幅Ｌo 、周波数ｆo の組合せが６組表示されるので、オペレータはその中から作業に好ましい一つの加工条件を、６個の選択スイッチ４の一つによって選択する。
【００３４】
そして、加工条件の強さＩ、パルス幅Ｌ、周波数ｆの６個の組み合せの内からその一つを予め定めたもので、図７では選択スイッチ６の一つに対応するものが表示される。従って図７で選択する手間が省けることになる。
【００３５】
このように、オペレータは加工条件を入力した時点で、加工条件が電源の制限項目を越えているというだけでなく、加工条件をどれだけ変更すればよいかを知ることができ、また電源の出力に余裕がある場合にはシステム全体の能力を最大限に利用することが可能になる。これらの作業はボタン操作で容易に行なうことができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は特許請求の範囲に記載の構成を備えているので、次のような効果を奏する。
【００３７】
１．入力された加工条件に対して種々の組合わせを表示するので、適切な加工条件を選択することができる。
【００３８】
２．加工条件をボタン操作で容易に設定することができるので、オペレータの操作時間と労力を短縮することができる。
【００３９】
３．電源が最大出力になるような加工条件の種々の組合わせを表示することができるので、システム全体の効率を最大限に上げることが可能になる。
【００４０】
４．オペレータが加工条件を入力する時に、加工条件が電源の制限項目を越えているというだけでなく、加工条件をどれだけ変更すればよいかを表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のＹＡＧレーザの電源の構成を示したブロック図である。
【図２】電源の電流値とパルス幅との制約関係を示した線図で、斜線部でのみ設定が可能である。
【図３】この発明の加工条件の設定方法を示したフローチャートである。
【図４】図３の結合子▲１▼に結合するのフローチャートである。
【図５】図３の結合子▲２▼に結合するのフローチャートである。
【図６】図３の結合子▲３▼に結合するのフローチャートである。
【図７】入力した加工条件Ｉ、Ｌ、ｆの優先順位に対応する電源の出力Ｉo 、Ｌo 、ｆo を示した表示図である。
【符号の説明】
１  加工条件設定部
２  電源制御部
３  電源部
４  選択スイッチ
【図１】
0004138980.tif 000002
【図２】
0004138980.tif 000003
【図３】
0004138980.tif 000004
【図４】
0004138980.tif 000005
【図５】
0004138980.tif 000006
【図６】
0004138980.tif 000007
【図７】
0004138980.tif 000008