レーザ加工機
【課題】パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができるレーザ加工機を得ること。
【解決手段】レーザ加工機は、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器とを備え、前記制御部は、前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部とを有する。
【解決手段】レーザ加工機は、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器とを備え、前記制御部は、前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ加工機用の数値制御装置において、基本時定数設定部が加工条件指令の立ち上がり時定数及び立ち下がり時定数を設定して基本時定数記憶部に記憶し、時定数切り換え部が加工条件指令の立ち上がり及び立ち下がり時にそれぞれ対応した時定数を基本時定数記憶部より選択して制御データ記憶部に出力することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、加工条件データ制御部が制御データ記憶部に記憶された加工条件指令に対応した実行時定数を基に加工条件データを出力制御ユニットに出力するので、加工条件データの立ち上がり時定数及び立ち下がり時定数を自由に調整し、出力検出器の遅れに応答タイミングを合わせてスムーズに変化させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１５５４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、出力検出器の遅れに応答タイミングを合わせて加工条件データをスムーズに変化させることを目指しているので、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値に維持することが前提になっているものと考えられる。
【０００５】
一方、近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が高くなると、パルスレーザのピーク値が下がる可能性がある。パルスレーザのピーク値が下がると、パルスレーザの出力パワーが低下して、レーザ加工機による加工効率が低下する可能性がある。
【０００６】
逆に、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が低くなると、パルスレーザのピーク部でオーバーシュートやハンチング（振動）が発生しパルスレーザのピーク値が不安定になる可能性がある。パルスレーザのピーク値が不安定になると、パルスレーザの出力パワーも不安定になり、レーザ加工機による加工精度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができるレーザ加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるレーザ加工機は、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器とを備え、前記制御部は、前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザパルスの繰返し周波数が低いときはパルスの応答時定数を緩やかに、また、レーザパルスの繰返し周波数が高いときはパルスの応答時定数を急峻にすることができ、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における決定テーブルの構成を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の変形例における決定テーブルの構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の他の変形例における決定テーブルの構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかるパルス出力回路の動作を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３における決定部の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例にかかるレーザ加工機の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態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。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるレーザ加工機１の構成について図１を用いて説明する。図１は、レーザ加工機１の構成を示す図である。
【００１３】
レーザ加工機１は、パルス発振してパルスレーザを出力し、ステージ上に載置された被加工物（図示せず）にパルスレーザを照射することにより、被加工物の加工を行う。レーザ加工機１は、例えば、ガスレーザを用いたレーザ加工機であるが、他の方式のレーザを用いたレーザ加工機であってもよい。レーザ加工機１は、制御部１０、電源ユニット（電源部）２０、及びレーザ共振器（レーザ発振器）３０を備える。
【００１４】
制御部１０には、予め、制御パラメータ、又は制御パラメータを含む制御プログラムが入力される。制御パラメータは、例えば、パルスレーザの周波数、パルスレーザのパルスの幅、パルスレーザのパルスのピーク値を含む。制御部１０は、制御パラメータ、又は制御パラメータを含む制御プログラムに従い、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して電源ユニット２０へ出力する。制御部１０内の具体的な構成については後述する。
【００１５】
電源ユニット２０は、制御部１０から電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を受ける。電源ユニット２０は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、電力パルスを生成して出力する。レーザ共振器３０は、電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力する。
【００１６】
具体的には、レーザ共振器３０は、例えば、ガスレーザ発振器であり、レーザ媒質（混合ガス）が充填される筐体内に、電極３４と光共振器を構成する全反射鏡３１及び部分反射鏡３２とが配置される。電極３４は、筐体の長手方向に対向して配置されている。全反射鏡３１は電極３４の長手方向の一端側（昇圧トランス２４側）に配置され、部分反射鏡３２は電極３４の長手方向の他端側（出力端側）に配置されている。光共振器内における対向電極３４間の空間が放電空間３３である。
【００１７】
また、電源ユニット２０は、交流電源２１、整流回路２２、インバータ回路２３、及び昇圧トランス２４を有する。整流回路２２が交流電源２１からの交流電力を全波整流して直流電力に変換し、インバータ回路２３の直流電源を形成する。インバータ回路２３は、複数のスイッチング素子を有し、制御部１０からからの電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に基づきオンオフ動作を行って、整流回路２２が提示する直流電源から電力パルスを生成する。昇圧トランス２４は、インバータ回路２３が生成する電力パルスをレーザ共振器３０における放電空間３３にて放電が可能になるレベルまで昇圧してレーザ共振器３０の電極３４に印加する。これによって、レーザ共振器３０では、放電空間３３でパルス放電が発生し、それに基づくレーザ発振（パルス発振）によるパルスレーザ光が光共振器にて増幅され、部分反射鏡３２から外部へパルスレーザ光が出力される。
【００１８】
次に、制御部１０内の具体的な構成について説明する。
【００１９】
制御部１０は、機能的な側面から見た場合、指令生成部４４、決定部４１、及び生成部６０を有する。生成部６０は、パルス生成部４２及び切り換え部５０を有する。なお、ハードウェア的な側面から見た場合、制御部１０は、制御装置４０及び切り換え部５０を有する。制御装置４０と切り換え部５０とは、例えば、信号ラインＬ１、Ｌ２を介して接続されている。切り換え部５０と電源ユニット２０とは、例えば、信号ラインＬ３を介して接続されている。機能的な構成における指令生成部４４、決定部４１、パルス生成部４２は、ハードウェア的な構成における制御装置４０に含まれる。以下では、機能的な側面から見た場合の構成を中心に説明する。
【００２０】
指令生成部４４は、上記の制御パラメータに含まれるパルスレーザの周波数から、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令ｆを生成する。指令生成部４４は、制御パラメータに含まれるパルスレーザのパルスの幅から、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令ｄを生成する。指令生成部４４は、制御パラメータに含まれるパルスレーザのパルスのピーク値から、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令ｐを生成する。指令生成部４４は、例えば、周波数指令ｆを決定部４１へ出力し、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐをパルス生成部４２へ出力する。
【００２１】
決定部４１は、指令生成部４４から周波数指令ｆを受ける。決定部４１は、周波数指令ｆに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定する。すなわち、決定部４１は、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。具体的には、決定部４１は、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された決定テーブル４３を有する。決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。そして、決定部４１は、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。時定数切り換え信号の詳細は後述する。
【００２２】
決定テーブル４３は、例えば、図２に示すように、周波数欄４３１及び時定数欄４３２を有する。周波数欄４３１には、周波数指令の候補となる複数の周波数ｆ１、ｆ２、・・・が記録されている。時定数欄４３２には、応答時定数の候補となる複数の時定数ＲＣ１、ＲＣ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００２３】
ｆ１＜ｆ２、ＲＣ１＞ＲＣ２・・・数式１
【００２４】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１に決定する。
【００２５】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２（＜ＲＣ１）に決定する。
【００２６】
このように、決定部４１は、周波数指令ｆが第１の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数に決定し、周波数指令ｆが第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する。
【００２７】
生成部６０は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。具体的には、生成部６０のパルス生成部４２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを指令生成部４４から受ける。パルス生成部４２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）となるべきパルス出力指令（原パルス）を生成する。パルス出力指令は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に対応した波形を有するパルスであり、アナログ的に電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の出力を指令するものである。パルス生成部４２は、生成したパルス出力指令を生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００２８】
切り換え部５０は、入力ノードＩＮ１、ＩＮ２、及び出力ノードＯＵＴを有する。切り換え部５０は、決定部４１から入力ノードＩＮ１を介して時定数切り換え信号を受け、パルス生成部４２から入力ノードＩＮ２を介してパルス出力指令を受ける。
【００２９】
また、切り換え部５０は、切り換え可能な複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂを有し、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換える。すなわち、切り換え部５０は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従った時定数切り換え信号に従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換える。切り換え部５０は、切り換えた回路時定数を用いて、パルス生成部４２により生成されたパルス出力指令（原パルス）の応答時定数ＲＣを調整し、調整されたパルスを電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）として出力ノードＯＵＴ及び信号ラインＬ３経由で電源ユニット２０へ出力する。
【００３０】
より具体的には、切り換え部５０は、複数の時定数回路Ａ、Ｂ、及び複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有する。複数の時定数回路Ａ、Ｂは、互いに異なる回路時定数を有する。複数の時定数回路Ａ、Ｂは、互いに異なる回路時定数を有する。例えば、時定数回路Ａの有する回路時定数をＲＣ−Ａ、時定数回路Ｂの有する回路時定数をＲＣ−Ｂとするとき、次の数式２が成り立つ。
【００３１】
（ＲＣ−Ａ）＞（ＲＣ−Ｂ）・・・数式２
【００３２】
複数の時定数回路Ａ、Ｂは、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して直列に接続されている。
【００３３】
複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。すなわち、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従った時定数切り換え信号に従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、例えば、複数の時定数回路Ａ、Ｂに対応して設けられる。スイッチＳＷ１は、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して時定数回路Ａに並列に接続されている。スイッチＳＷ２は、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して時定数回路Ｂに並列に接続されている。
【００３４】
例えば、決定部４１は、応答時定数ＲＣの値を数式１に示すＲＣ１に決定した場合、複数の時定数回路Ａ、Ｂのうち時定数回路Ａが選択されるような時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２へ供給する。これに応じて、スイッチＳＷ１がオフするとともにスイッチＳＷ２がオンして（図１に示す状態になって）、切り換え部５０の回路時定数を数式２に示すＲＣ−Ａに切り換える。これにより、パルス出力指令が入力ノードＩＮ２から時定数回路Ａを通るとともに時定数回路ＢをバイパスしてスイッチＳＷ２を通り、パルス出力指令が回路時定数ＲＣ−Ａで調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を出力ノードＯＵＴから出力する。
【００３５】
例えば、決定部４１は、応答時定数ＲＣの値を数式１に示すＲＣ２に決定した場合、複数の時定数回路Ａ、Ｂのうち時定数回路Ｂが選択されるような時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２へ供給する。これに応じて、スイッチＳＷ１がオンするとともにスイッチＳＷ２がオフして、切り換え部５０の回路時定数を数式２に示すＲＣ−Ｂに切り換える。これにより、パルス出力指令が入力ノードＩＮ２から時定数回路ＡをバイパスしてスイッチＳＷ１を通るとともに時定数回路Ｂを通り、パルス出力指令が回路時定数ＲＣ−Ｂで調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を出力ノードＯＵＴから出力する。
【００３６】
ここで、仮に、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持する場合について考える。近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が高くなると、図１０（ａ）に示すように、パルスレーザのピーク値が下がる可能性がある。パルスレーザのピーク値が下がると、パルスレーザの出力パワーが低下して、レーザ加工機による加工効率が低下する可能性がある。
【００３７】
そこで、仮に、レーザ加工機による加工効率が低下することを抑制するために、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持する場合について考える。近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が低くなると、図１０（ｂ）に示すように、パルスレーザのピーク部でオーバーシュートやハンチング（振動）が発生しパルスレーザのピーク値が不安定になる可能性がある。パルスレーザのピーク値が不安定になると、パルスレーザの出力パワーも不安定になり、レーザ加工機による加工精度が低下する可能性がある。
【００３８】
それに対して、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆに応じて、電源制御パルスの応答時定数ＲＣを決定し、生成部６０が、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して出力する。これにより、レーザパルスの繰返し周波数が低いときはパルスの応答時定数を緩やかに、また、レーザパルスの繰返し周波数が高いときはパルスの応答時定数を急峻にすることができ、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができる。
【００３９】
また、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定する。これにより、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、安定して高いピークのパルスレーザを得ることができる。
【００４０】
また、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆが第１の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数に決定し、周波数指令ｆが第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する。これにより、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定することができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、パルス生成部４２が、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）となるべきパルス出力指令（原パルス）を生成し、切り換え部５０が、決定部４１により決定された応答時定数に従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換え、切り換えた回路時定数を用いて、パルス生成部４２により生成されたパルス出力指令（原パルス）の応答時定数を調整し、調整されたパルスを電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）として出力する。これにより、簡易な構成で、周波数指令ｆに応じた応答時定数の調整を行うことができる。
【００４２】
また、実施の形態１では、複数の時定数回路Ａ、Ｂが、互いに異なる回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂを有し、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２が、決定部４１により決定された応答時定数に従った時定数切り替え信号に従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。これにより、簡易な構成で、周波数指令ｆに応じた応答時定数の調整を行うことができる。
【００４３】
なお、実施の形態１では、切り換え部５０が複数の時定数回路Ａ、Ｂから用いるべき時定数回路を択一的に選択する場合について例示的に説明したが、切り換え部５０は、用いるべき時定数回路を複数選択しても良いし、いずれの時定数回路も選択しない状態に切り換えられてもよい。
【００４４】
例えば、切り換え部５０は、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２がいずれもオフして複数の時定数回路Ａ、Ｂを全てを選択することにより、切り換え部５０の回路時定数を回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの合成されたＲＣ−ＡＢに切り換えてもよい。また、切り換え部５０は、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２がいずれもオンして複数の時定数回路Ａ、Ｂを全てを選択しないことにより、切り換え部５０の回路時定数を回路時定数ＲＣ−０に切り換えてもよい。これにより、切り換え部５０は、時定数回路Ａ、Ｂの数より多い段階数で回路時定数を切り替えることができる。
【００４５】
あるいは、切り換え部５０による回路時定数の切り換えは、図１に示すような複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２による切り替えに限定されない。例えば、可変容量や可変抵抗を用いて回路時定数を連続的に切り換えてもよい。
【００４６】
また、図１中の時定数切り替え信号は、必ずしも制御装置４０から出力される必要はなく、例えば、決定部４１が制御装置４０と切り換え部５０との間に設けられていても良い。
【００４７】
あるいは、決定部４１は、決定テーブル４３に代えて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された関数を有していてもよい。この場合、決定部４１は、関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算して決定する。
【００４８】
あるいは、決定部４１は、周波数指令ｆとパルス幅指令ｄとに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定してもよい。例えば、決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆとパルス幅指令ｄとに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。
【００４９】
このとき、決定テーブル４３は、例えば、図３に示すように、周波数欄４３１、パルス幅欄４３３、及び時定数欄４３２を有する。パルス幅欄４３３には、パルス幅指令ｄの候補となる複数のパルス幅ｄ１、ｄ２、・・・ｄ１、ｄ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００５０】
ｆ１＜ｆ２、ｄ１＞ｄ２、ＲＣ１１＞ＲＣ１２＞ＲＣ２１＞ＲＣ２２・・・数式３
【００５１】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１であり、パルス幅指令ｄにより指令されるパルス幅がｄ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１１に決定する。
【００５２】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）であり、パルス幅指令ｄにより指令されるパルス幅がｄ２（＜ｄ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２２（＜ＲＣ１１）に決定する。
【００５３】
あるいは、決定部４１は、周波数指令ｆとピーク値指令ｐとに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定してもよい。例えば、決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆとピーク値指令ｐとに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。
【００５４】
このとき、決定テーブル４３は、例えば、図４に示すように、周波数欄４３１、ピーク値欄４３４、及び時定数欄４３２を有する。ピーク値欄４３４には、ピーク値指令ｐの候補となる複数のピーク値ｐ１、ｐ２、・・・ｐ１、ｐ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００５５】
ｆ１＜ｆ２、ｐ１＜ｐ２、
ＲＣ１１１＞ＲＣ１１２＞ＲＣ１２１＞ＲＣ１２２・・・数式４
【００５６】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１であり、ピーク値指令ｐにより指令されるピーク値がｐ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１１１に決定する。
【００５７】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）であり、ピーク値指令ｐにより指令されるピーク値がｐ２（＞ｐ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１２２（＜ＲＣ１１１）に決定する。
【００５８】
このように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を調整することで、パルスレーザのピーク値を自由にコントロールすることができる。例えば、レーザ加工機１がパルスレーザにより切断加工する場合に比べて、レーザ加工機１がパルスレーザにより接合加工する場合、パルスレーザのピーク値を小さくする必要がある。このような場合でも、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を調整することで、パルスレーザのピーク値を目標値に合わせこむことが可能である。
【００５９】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００について図５を用いて説明する。図５は、レーザ加工機１００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
実施の形態１では、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従ったパルス出力指令（原パルス）を生成した上で、回路時定数を切り換えた切り換え部５０にパルス出力指令を通すことで、応答時定数が調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成している。
【００６１】
一方、実施の形態２では、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに基づき、自動的に、応答時定数が調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００６２】
具体的には、レーザ加工機１００の制御部１１０は、機能的な側面から見た場合、指令生成部１４４、決定部１７１、及び生成部１７２を有する。なお、ハードウェア的な側面から見た場合、制御部１１０は、制御装置１４０及びパルス出力回路１７０を有する。制御装置１４０とパルス出力回路１７０とは、例えば、信号ラインＬ１２を介して接続されている。パルス出力回路１７０と電源ユニット２０とは、例えば、信号ラインＬ１３を介して接続されている。機能的な構成における指令生成部１４４は、ハードウェア的な構成における制御装置１４０に含まれる。機能的な構成における決定部１７１、及び生成部１７２は、ハードウェア的な構成におけるパルス出力回路１７０に含まれる。パルス出力回路１７０は、例えば、マイコンなどを用いる。以下では、機能的な側面から見た場合の構成を中心に説明する。
【００６３】
指令生成部１４４は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを含むパルス出力指令を生成する。パルス出力指令は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に対応した複数のパラメータを含むものであり、デジタル的に電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の出力を指令するものである。指令生成部１４４は、生成したパルス出力指令を信号ラインＬ１２経由で決定部１７１、及び生成部１７２へ出力する。
【００６４】
決定部１７１は、指令生成部１４４により生成された周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを用いて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を計算する。そして、決定部１７１は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数に応じた、波形の立ち上がり時間又は波形の立ち上がり時の傾きを計算する。
【００６５】
具体的には、決定部１７１は、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された関数を有する。決定部１７１は、関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算し、さらにその応答時定数ＲＣに対応する、波形の立ち上がり時間を計算する。決定部１７１は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００６６】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１である場合、決定部１７１は、関数を用いて計算することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１に決定する。さらに、決定部１７１は、例えば、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値を時間Δｔ１に決定する（図６（ａ）参照）。
【００６７】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）である場合、決定部１７１は、関数を用いて計算することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２（＜ＲＣ１）に決定する。さらに、決定部１７１は、例えば、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値を時間Δｔ２（＜Δｔ１）に決定する（図６（ｂ）参照）。
【００６８】
生成部１７２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを指令生成部１４４から受け、計算結果を決定部１７１から受ける。生成部１７２は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣが決定部１７１により計算された応答時定数になるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。すなわち、生成部１７２は、決定部１７１により計算された応答時定数に応じた、波形の立ち上がり時間又は波形の立ち上がり時の傾きが得られるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。
【００６９】
例えば、決定部１７１により計算された応答時定数ＲＣ１であり、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値が時間Δｔ１である場合、生成部１７２は、図６（ａ）に示すように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを満たしながら、波形の立ち上がり時間がΔｔ１になるように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００７０】
例えば、決定部１７１により計算された応答時定数ＲＣ２であり、時定数ＲＣ２に対応する波形の立ち上がり時間の値が時間Δｔ２である場合、生成部１７２は、図６（ｂ）に示すように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを満たしながら、波形の立ち上がり時間がΔｔ２になるように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００７１】
以上のように、実施の形態２では、決定部１７１が、周波数指令ｆを用いて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を計算し、生成部１７２が、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数が決定部１７１により計算された応答時定数になるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して出力する。これにより、指令の生成から電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の生成までの時間を短縮することができるので、加工条件の切り換え時等におけるレーザ加工機１００の応答性を向上することができる。
【００７２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかるレーザ加工機２００について図７を用いて説明する。図７は、レーザ加工機２００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００７３】
実施の形態１では、周波数指令ｆが指令する周波数に応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を推定し、その推定した応答時定数になるように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を調整している。
【００７４】
一方、実施の形態３では、さらに、パルスレーザのパルスのピーク値をモニタして、モニタしたパルスのピーク値が指令されたピーク値に近づくように応答時定数をフィードバック制御する。
【００７５】
具体的には、レーザ加工機２００は、部分反射鏡２７０及びセンサ２８０をさらに備える。部分反射鏡２７０は、レーザ共振器３０から出力されるパルスレーザの一部を透過して被加工物へ向けて出力するとともに他の一部を反射してセンサ２８０へ導く。センサ２８０は、部分反射鏡２７０から導かれたパルスレーザの光強度を検知することで、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知する。センサ２８０は、その検知結果をフィードバック信号として制御部２１０へフィードバックする。
【００７６】
制御部２１０の制御装置２４０における決定部２４１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。フィードバック信号は、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を示す信号である。決定部２４１は、周波数指令ｆとフィードバック信号とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。
【００７７】
具体的には、決定部２４１は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック信号に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定する。すなわち、決定部２４１は、第１の期間において、実施の形態１と同様の動作を行い、第１の期間に続く第２の期間において、実施の形態１と異なる動作（フィードバック制御）を行う。すなわち、決定部２４１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令ｐより指令されるパルスのピーク値より低い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より小さい値に決定し、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より大きい値に決定する。
【００７８】
より具体的には、決定部２４１は、決定テーブル４３（図２参照）に加えて、図８に示すように、抽出部２４１１、比較部２４１２、及び時定数決定部２４１３を有する。
【００７９】
抽出部２４１１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。抽出部２４１１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。例えば、抽出部２４１１は、所定の演算を行って、フィードバック信号からパルスレーザのもとの波形を推定し、推定した波形からパルスレーザのパルスのピーク値を推定することで、パルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。
【００８０】
比較部２４１２は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値を抽出部２４１１から受けるとともに、ピーク値指令ｐを指令生成部４４（図７参照）から受ける。比較部２４１２は、第２の期間において、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、比較結果を時定数決定部２４１３へ出力する。
【００８１】
時定数決定部２４１３は、比較結果を比較部２４１２から受けるとともに、周波数指令ｆを指令生成部４４（図７参照）から受ける。
【００８２】
時定数決定部２４１３は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて、実施の形態１と同様に、例えば決定テーブル４３を参照して電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００８３】
時定数決定部２４１３は、第２の期間において、比較部２４１２による比較結果に応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。すなわち、時定数決定部２４１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より低いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より小さな値に決定する。あるいは、時定数決定部２４１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より高いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より大きな値に決定する。そして、時定数決定部２４１３は、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００８４】
以上のように、実施の形態３では、センサ２８０が、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知し、決定部２４１が、周波数指令ｆと、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、パルスレーザのピーク値をさらに容易に安定させることができる。
【００８５】
また、実施の形態３では、決定部２４１が、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間において、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を大まかに調整でき、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック制御を行うことにより電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を微調整できる。これにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような応答時定数の調整の精度をさらに向上できる。
【００８６】
また、実施の形態３では、抽出部２４１１が、センサ２８０による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出し、比較部２４１２が、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、時定数決定部２４１３が、周波数指令ｆと、比較部２４１２による比較結果とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間に応答時定数を大まかに調整でき第１の期間に続く第２の期間に応答時定数を微調整できるような構成を簡易に実現できる。
【００８７】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかるレーザ加工機３００について図９を用いて説明する。図９は、レーザ加工機３００の構成を示す図である。以下では、実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
【００８８】
実施の形態２では、周波数指令ｆが指令する周波数に応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を推定し、その推定した応答時定数になるように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を自動的に生成している。
【００８９】
一方、実施の形態４では、さらに、パルスレーザのパルスのピーク値をモニタして、モニタしたパルスのピーク値が指令されたピーク値に近づくように応答時定数をフィードバック制御する。
【００９０】
具体的には、レーザ加工機３００は、部分反射鏡２７０及びセンサ２８０をさらに備える。部分反射鏡２７０は、レーザ共振器３０から出力されるパルスレーザの一部を透過して被加工物へ向けて出力するとともに他の一部を反射してセンサ２８０へ導く。センサ２８０は、部分反射鏡２７０から導かれたパルスレーザの光強度を検知することで、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知する。センサ２８０は、その検知結果をフィードバック信号として制御部３１０へフィードバックする。
【００９１】
制御部３１０のパルス出力回路３７０における決定部３７１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。フィードバック信号は、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を示す信号である。決定部３７１は、周波数指令ｆとフィードバック信号とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。
【００９２】
具体的には、決定部３７１は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック信号に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定する。すなわち、決定部３７１は、第１の期間において、実施の形態２と同様の動作を行い、第１の期間に続く第２の期間において、実施の形態２と異なる動作（フィードバック制御）を行う。すなわち、決定部３７１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令ｐより指令されるパルスのピーク値より低い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より小さい値に決定し、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より大きい値に決定する。
【００９３】
より具体的には、決定部３７１は、図９に示すように、抽出部３７１１、比較部３７１２、及び時定数決定部３７１３を有する。
【００９４】
抽出部３７１１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。抽出部３７１１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。例えば、抽出部３７１１は、所定の演算を行って、フィードバック信号からパルスレーザのもとの波形を推定し、推定した波形からパルスレーザのパルスのピーク値を推定することで、パルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。
【００９５】
比較部３７１２は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値を抽出部３７１１から受けるとともに、ピーク値指令ｐを指令生成部１４４から受ける。比較部３７１２は、第２の期間において、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、比較結果を時定数決定部３７１３へ出力する。
【００９６】
時定数決定部３７１３は、比較結果を比較部３７１２から受けるとともに、周波数指令ｆを指令生成部１４４から受ける。
【００９７】
時定数決定部３７１３は、第１の期間において、例えば関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算し、さらにその応答時定数ＲＣに対応する、例えば波形の立ち上がり時間を計算する。時定数決定部３７１３は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００９８】
時定数決定部３７１３は、第２の期間において、比較部３７１２による比較結果に応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。すなわち、時定数決定部３７１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より低いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より小さな値に決定する。あるいは、時定数決定部３７１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より高いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より大きな値に決定する。そして、時定数決定部３７１３は、決定した応答時定数ＲＣに対応する、例えば波形の立ち上がり時間を計算する。時定数決定部３７１３は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００９９】
以上のように、実施の形態４では、センサ２８０が、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知し、決定部３７１が、周波数指令ｆと、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、パルスレーザのピーク値をさらに容易に安定させることができる。
【０１００】
また、実施の形態４では、決定部３７１が、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間において、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を大まかに調整でき、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック制御を行うことにより電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を微調整できる。これにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような応答時定数の調整の精度をさらに向上できる。
【０１０１】
また、実施の形態４では、抽出部３７１１が、センサ２８０による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出し、比較部３７１２が、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、時定数決定部３７１３が、周波数指令ｆと、比較部３７１２による比較結果とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間に応答時定数を大まかに調整でき第１の期間に続く第２の期間に応答時定数を微調整できるような構成を簡易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明にかかるレーザ加工機は、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ加工機に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１００、２００、３００ レーザ加工機
１０、１１０、２１０、３１０ 制御部
２０ 電源ユニット
２１ 交流電源
２２ 整流回路
２３ インバータ回路
２４ 昇圧トランス
３０ レーザ共振器
３１ 全反射鏡
３２ 部分反射鏡
３３ 放電空間
３４ 電極
４０、１４０、２４０ 制御装置
４１、２４１ 決定部
４２ パルス生成部
４３ 決定テーブル
４４、１４４ 指令生成部
５０ 切り換え部
６０ 生成部
１７０、３７０ パルス出力回路
１７１、３７１ 決定部
１７２ 生成部
２７０ 部分反射鏡
２８０ センサ
２４１１ 抽出部
２４１２ 比較部
２４１３ 時定数決定部
３７１１ 抽出部
３７１２ 比較部
３７１３ 時定数決定部
Ａ、Ｂ 時定数回路
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ加工機用の数値制御装置において、基本時定数設定部が加工条件指令の立ち上がり時定数及び立ち下がり時定数を設定して基本時定数記憶部に記憶し、時定数切り換え部が加工条件指令の立ち上がり及び立ち下がり時にそれぞれ対応した時定数を基本時定数記憶部より選択して制御データ記憶部に出力することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、加工条件データ制御部が制御データ記憶部に記憶された加工条件指令に対応した実行時定数を基に加工条件データを出力制御ユニットに出力するので、加工条件データの立ち上がり時定数及び立ち下がり時定数を自由に調整し、出力検出器の遅れに応答タイミングを合わせてスムーズに変化させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１５５４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、出力検出器の遅れに応答タイミングを合わせて加工条件データをスムーズに変化させることを目指しているので、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値に維持することが前提になっているものと考えられる。
【０００５】
一方、近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が高くなると、パルスレーザのピーク値が下がる可能性がある。パルスレーザのピーク値が下がると、パルスレーザの出力パワーが低下して、レーザ加工機による加工効率が低下する可能性がある。
【０００６】
逆に、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が低くなると、パルスレーザのピーク部でオーバーシュートやハンチング（振動）が発生しパルスレーザのピーク値が不安定になる可能性がある。パルスレーザのピーク値が不安定になると、パルスレーザの出力パワーも不安定になり、レーザ加工機による加工精度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができるレーザ加工機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるレーザ加工機は、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器とを備え、前記制御部は、前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザパルスの繰返し周波数が低いときはパルスの応答時定数を緩やかに、また、レーザパルスの繰返し周波数が高いときはパルスの応答時定数を急峻にすることができ、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における決定テーブルの構成を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の変形例における決定テーブルの構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の他の変形例における決定テーブルの構成を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２にかかるパルス出力回路の動作を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態３にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３における決定部の構成を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４にかかるレーザ加工機の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例にかかるレーザ加工機の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態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。
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１にかかるレーザ加工機１の構成について図１を用いて説明する。図１は、レーザ加工機１の構成を示す図である。
【００１３】
レーザ加工機１は、パルス発振してパルスレーザを出力し、ステージ上に載置された被加工物（図示せず）にパルスレーザを照射することにより、被加工物の加工を行う。レーザ加工機１は、例えば、ガスレーザを用いたレーザ加工機であるが、他の方式のレーザを用いたレーザ加工機であってもよい。レーザ加工機１は、制御部１０、電源ユニット（電源部）２０、及びレーザ共振器（レーザ発振器）３０を備える。
【００１４】
制御部１０には、予め、制御パラメータ、又は制御パラメータを含む制御プログラムが入力される。制御パラメータは、例えば、パルスレーザの周波数、パルスレーザのパルスの幅、パルスレーザのパルスのピーク値を含む。制御部１０は、制御パラメータ、又は制御パラメータを含む制御プログラムに従い、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して電源ユニット２０へ出力する。制御部１０内の具体的な構成については後述する。
【００１５】
電源ユニット２０は、制御部１０から電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を受ける。電源ユニット２０は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、電力パルスを生成して出力する。レーザ共振器３０は、電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力する。
【００１６】
具体的には、レーザ共振器３０は、例えば、ガスレーザ発振器であり、レーザ媒質（混合ガス）が充填される筐体内に、電極３４と光共振器を構成する全反射鏡３１及び部分反射鏡３２とが配置される。電極３４は、筐体の長手方向に対向して配置されている。全反射鏡３１は電極３４の長手方向の一端側（昇圧トランス２４側）に配置され、部分反射鏡３２は電極３４の長手方向の他端側（出力端側）に配置されている。光共振器内における対向電極３４間の空間が放電空間３３である。
【００１７】
また、電源ユニット２０は、交流電源２１、整流回路２２、インバータ回路２３、及び昇圧トランス２４を有する。整流回路２２が交流電源２１からの交流電力を全波整流して直流電力に変換し、インバータ回路２３の直流電源を形成する。インバータ回路２３は、複数のスイッチング素子を有し、制御部１０からからの電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に基づきオンオフ動作を行って、整流回路２２が提示する直流電源から電力パルスを生成する。昇圧トランス２４は、インバータ回路２３が生成する電力パルスをレーザ共振器３０における放電空間３３にて放電が可能になるレベルまで昇圧してレーザ共振器３０の電極３４に印加する。これによって、レーザ共振器３０では、放電空間３３でパルス放電が発生し、それに基づくレーザ発振（パルス発振）によるパルスレーザ光が光共振器にて増幅され、部分反射鏡３２から外部へパルスレーザ光が出力される。
【００１８】
次に、制御部１０内の具体的な構成について説明する。
【００１９】
制御部１０は、機能的な側面から見た場合、指令生成部４４、決定部４１、及び生成部６０を有する。生成部６０は、パルス生成部４２及び切り換え部５０を有する。なお、ハードウェア的な側面から見た場合、制御部１０は、制御装置４０及び切り換え部５０を有する。制御装置４０と切り換え部５０とは、例えば、信号ラインＬ１、Ｌ２を介して接続されている。切り換え部５０と電源ユニット２０とは、例えば、信号ラインＬ３を介して接続されている。機能的な構成における指令生成部４４、決定部４１、パルス生成部４２は、ハードウェア的な構成における制御装置４０に含まれる。以下では、機能的な側面から見た場合の構成を中心に説明する。
【００２０】
指令生成部４４は、上記の制御パラメータに含まれるパルスレーザの周波数から、パルスレーザの周波数を指令する周波数指令ｆを生成する。指令生成部４４は、制御パラメータに含まれるパルスレーザのパルスの幅から、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令ｄを生成する。指令生成部４４は、制御パラメータに含まれるパルスレーザのパルスのピーク値から、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令ｐを生成する。指令生成部４４は、例えば、周波数指令ｆを決定部４１へ出力し、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐをパルス生成部４２へ出力する。
【００２１】
決定部４１は、指令生成部４４から周波数指令ｆを受ける。決定部４１は、周波数指令ｆに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定する。すなわち、決定部４１は、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。具体的には、決定部４１は、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された決定テーブル４３を有する。決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。そして、決定部４１は、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。時定数切り換え信号の詳細は後述する。
【００２２】
決定テーブル４３は、例えば、図２に示すように、周波数欄４３１及び時定数欄４３２を有する。周波数欄４３１には、周波数指令の候補となる複数の周波数ｆ１、ｆ２、・・・が記録されている。時定数欄４３２には、応答時定数の候補となる複数の時定数ＲＣ１、ＲＣ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００２３】
ｆ１＜ｆ２、ＲＣ１＞ＲＣ２・・・数式１
【００２４】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１に決定する。
【００２５】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２（＜ＲＣ１）に決定する。
【００２６】
このように、決定部４１は、周波数指令ｆが第１の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数に決定し、周波数指令ｆが第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する。
【００２７】
生成部６０は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。具体的には、生成部６０のパルス生成部４２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを指令生成部４４から受ける。パルス生成部４２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）となるべきパルス出力指令（原パルス）を生成する。パルス出力指令は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に対応した波形を有するパルスであり、アナログ的に電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の出力を指令するものである。パルス生成部４２は、生成したパルス出力指令を生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００２８】
切り換え部５０は、入力ノードＩＮ１、ＩＮ２、及び出力ノードＯＵＴを有する。切り換え部５０は、決定部４１から入力ノードＩＮ１を介して時定数切り換え信号を受け、パルス生成部４２から入力ノードＩＮ２を介してパルス出力指令を受ける。
【００２９】
また、切り換え部５０は、切り換え可能な複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂを有し、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換える。すなわち、切り換え部５０は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従った時定数切り換え信号に従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換える。切り換え部５０は、切り換えた回路時定数を用いて、パルス生成部４２により生成されたパルス出力指令（原パルス）の応答時定数ＲＣを調整し、調整されたパルスを電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）として出力ノードＯＵＴ及び信号ラインＬ３経由で電源ユニット２０へ出力する。
【００３０】
より具体的には、切り換え部５０は、複数の時定数回路Ａ、Ｂ、及び複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２を有する。複数の時定数回路Ａ、Ｂは、互いに異なる回路時定数を有する。複数の時定数回路Ａ、Ｂは、互いに異なる回路時定数を有する。例えば、時定数回路Ａの有する回路時定数をＲＣ−Ａ、時定数回路Ｂの有する回路時定数をＲＣ−Ｂとするとき、次の数式２が成り立つ。
【００３１】
（ＲＣ−Ａ）＞（ＲＣ−Ｂ）・・・数式２
【００３２】
複数の時定数回路Ａ、Ｂは、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して直列に接続されている。
【００３３】
複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。すなわち、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従った時定数切り換え信号に従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、例えば、複数の時定数回路Ａ、Ｂに対応して設けられる。スイッチＳＷ１は、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して時定数回路Ａに並列に接続されている。スイッチＳＷ２は、例えば、入力ノードＩＮ２と出力ノードＯＵＴとの間のラインに対して時定数回路Ｂに並列に接続されている。
【００３４】
例えば、決定部４１は、応答時定数ＲＣの値を数式１に示すＲＣ１に決定した場合、複数の時定数回路Ａ、Ｂのうち時定数回路Ａが選択されるような時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２へ供給する。これに応じて、スイッチＳＷ１がオフするとともにスイッチＳＷ２がオンして（図１に示す状態になって）、切り換え部５０の回路時定数を数式２に示すＲＣ−Ａに切り換える。これにより、パルス出力指令が入力ノードＩＮ２から時定数回路Ａを通るとともに時定数回路ＢをバイパスしてスイッチＳＷ２を通り、パルス出力指令が回路時定数ＲＣ−Ａで調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を出力ノードＯＵＴから出力する。
【００３５】
例えば、決定部４１は、応答時定数ＲＣの値を数式１に示すＲＣ２に決定した場合、複数の時定数回路Ａ、Ｂのうち時定数回路Ｂが選択されるような時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２へ供給する。これに応じて、スイッチＳＷ１がオンするとともにスイッチＳＷ２がオフして、切り換え部５０の回路時定数を数式２に示すＲＣ−Ｂに切り換える。これにより、パルス出力指令が入力ノードＩＮ２から時定数回路ＡをバイパスしてスイッチＳＷ１を通るとともに時定数回路Ｂを通り、パルス出力指令が回路時定数ＲＣ−Ｂで調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を出力ノードＯＵＴから出力する。
【００３６】
ここで、仮に、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持する場合について考える。近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的大きな値（遅くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が高くなると、図１０（ａ）に示すように、パルスレーザのピーク値が下がる可能性がある。パルスレーザのピーク値が下がると、パルスレーザの出力パワーが低下して、レーザ加工機による加工効率が低下する可能性がある。
【００３７】
そこで、仮に、レーザ加工機による加工効率が低下することを抑制するために、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持する場合について考える。近年の加工条件の多様化に伴い、レーザパルスの周波数を高くしたり、低くしたりすることを要求されることがある。この場合、レーザパルスの立ち上がり時の応答時定数を比較的小さな値（速くなるような値）に維持した状態で、レーザパルスの周波数が低くなると、図１０（ｂ）に示すように、パルスレーザのピーク部でオーバーシュートやハンチング（振動）が発生しパルスレーザのピーク値が不安定になる可能性がある。パルスレーザのピーク値が不安定になると、パルスレーザの出力パワーも不安定になり、レーザ加工機による加工精度が低下する可能性がある。
【００３８】
それに対して、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆに応じて、電源制御パルスの応答時定数ＲＣを決定し、生成部６０が、決定部４１により決定された応答時定数ＲＣに従って、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して出力する。これにより、レーザパルスの繰返し周波数が低いときはパルスの応答時定数を緩やかに、また、レーザパルスの繰返し周波数が高いときはパルスの応答時定数を急峻にすることができ、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、パルスレーザのピーク値を安定させることができ、高いピークのレーザ出力を得ることができる。
【００３９】
また、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定する。これにより、より幅の広いレーザパルスの繰返し周波数領域で、安定して高いピークのパルスレーザを得ることができる。
【００４０】
また、実施の形態１では、決定部４１が、周波数指令ｆが第１の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数に決定し、周波数指令ｆが第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する。これにより、周波数指令ｆに応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定することができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、パルス生成部４２が、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）となるべきパルス出力指令（原パルス）を生成し、切り換え部５０が、決定部４１により決定された応答時定数に従って、複数の回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの間で回路時定数を切り換え、切り換えた回路時定数を用いて、パルス生成部４２により生成されたパルス出力指令（原パルス）の応答時定数を調整し、調整されたパルスを電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）として出力する。これにより、簡易な構成で、周波数指令ｆに応じた応答時定数の調整を行うことができる。
【００４２】
また、実施の形態１では、複数の時定数回路Ａ、Ｂが、互いに異なる回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂを有し、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２が、決定部４１により決定された応答時定数に従った時定数切り替え信号に従って、複数の時定数回路Ａ、Ｂから、用いるべき時定数回路を選択する。これにより、簡易な構成で、周波数指令ｆに応じた応答時定数の調整を行うことができる。
【００４３】
なお、実施の形態１では、切り換え部５０が複数の時定数回路Ａ、Ｂから用いるべき時定数回路を択一的に選択する場合について例示的に説明したが、切り換え部５０は、用いるべき時定数回路を複数選択しても良いし、いずれの時定数回路も選択しない状態に切り換えられてもよい。
【００４４】
例えば、切り換え部５０は、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２がいずれもオフして複数の時定数回路Ａ、Ｂを全てを選択することにより、切り換え部５０の回路時定数を回路時定数ＲＣ−Ａ、ＲＣ−Ｂの合成されたＲＣ−ＡＢに切り換えてもよい。また、切り換え部５０は、複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２がいずれもオンして複数の時定数回路Ａ、Ｂを全てを選択しないことにより、切り換え部５０の回路時定数を回路時定数ＲＣ−０に切り換えてもよい。これにより、切り換え部５０は、時定数回路Ａ、Ｂの数より多い段階数で回路時定数を切り替えることができる。
【００４５】
あるいは、切り換え部５０による回路時定数の切り換えは、図１に示すような複数のスイッチＳＷ１、ＳＷ２による切り替えに限定されない。例えば、可変容量や可変抵抗を用いて回路時定数を連続的に切り換えてもよい。
【００４６】
また、図１中の時定数切り替え信号は、必ずしも制御装置４０から出力される必要はなく、例えば、決定部４１が制御装置４０と切り換え部５０との間に設けられていても良い。
【００４７】
あるいは、決定部４１は、決定テーブル４３に代えて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された関数を有していてもよい。この場合、決定部４１は、関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算して決定する。
【００４８】
あるいは、決定部４１は、周波数指令ｆとパルス幅指令ｄとに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定してもよい。例えば、決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆとパルス幅指令ｄとに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。
【００４９】
このとき、決定テーブル４３は、例えば、図３に示すように、周波数欄４３１、パルス幅欄４３３、及び時定数欄４３２を有する。パルス幅欄４３３には、パルス幅指令ｄの候補となる複数のパルス幅ｄ１、ｄ２、・・・ｄ１、ｄ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００５０】
ｆ１＜ｆ２、ｄ１＞ｄ２、ＲＣ１１＞ＲＣ１２＞ＲＣ２１＞ＲＣ２２・・・数式３
【００５１】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１であり、パルス幅指令ｄにより指令されるパルス幅がｄ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１１に決定する。
【００５２】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）であり、パルス幅指令ｄにより指令されるパルス幅がｄ２（＜ｄ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２２（＜ＲＣ１１）に決定する。
【００５３】
あるいは、決定部４１は、周波数指令ｆとピーク値指令ｐとに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを決定してもよい。例えば、決定部４１は、決定テーブル４３を参照して、周波数指令ｆとピーク値指令ｐとに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを決定する。
【００５４】
このとき、決定テーブル４３は、例えば、図４に示すように、周波数欄４３１、ピーク値欄４３４、及び時定数欄４３２を有する。ピーク値欄４３４には、ピーク値指令ｐの候補となる複数のピーク値ｐ１、ｐ２、・・・ｐ１、ｐ２、・・・が記録されている。このとき、例えば、次の数式１の関係が成り立つ。
【００５５】
ｆ１＜ｆ２、ｐ１＜ｐ２、
ＲＣ１１１＞ＲＣ１１２＞ＲＣ１２１＞ＲＣ１２２・・・数式４
【００５６】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１であり、ピーク値指令ｐにより指令されるピーク値がｐ１である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１１１に決定する。
【００５７】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）であり、ピーク値指令ｐにより指令されるピーク値がｐ２（＞ｐ１）である場合、決定部４１は、決定テーブル４３を参照することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１２２（＜ＲＣ１１１）に決定する。
【００５８】
このように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を調整することで、パルスレーザのピーク値を自由にコントロールすることができる。例えば、レーザ加工機１がパルスレーザにより切断加工する場合に比べて、レーザ加工機１がパルスレーザにより接合加工する場合、パルスレーザのピーク値を小さくする必要がある。このような場合でも、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を調整することで、パルスレーザのピーク値を目標値に合わせこむことが可能である。
【００５９】
実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００について図５を用いて説明する。図５は、レーザ加工機１００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
実施の形態１では、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従ったパルス出力指令（原パルス）を生成した上で、回路時定数を切り換えた切り換え部５０にパルス出力指令を通すことで、応答時定数が調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成している。
【００６１】
一方、実施の形態２では、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに基づき、自動的に、応答時定数が調整された電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００６２】
具体的には、レーザ加工機１００の制御部１１０は、機能的な側面から見た場合、指令生成部１４４、決定部１７１、及び生成部１７２を有する。なお、ハードウェア的な側面から見た場合、制御部１１０は、制御装置１４０及びパルス出力回路１７０を有する。制御装置１４０とパルス出力回路１７０とは、例えば、信号ラインＬ１２を介して接続されている。パルス出力回路１７０と電源ユニット２０とは、例えば、信号ラインＬ１３を介して接続されている。機能的な構成における指令生成部１４４は、ハードウェア的な構成における制御装置１４０に含まれる。機能的な構成における決定部１７１、及び生成部１７２は、ハードウェア的な構成におけるパルス出力回路１７０に含まれる。パルス出力回路１７０は、例えば、マイコンなどを用いる。以下では、機能的な側面から見た場合の構成を中心に説明する。
【００６３】
指令生成部１４４は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを含むパルス出力指令を生成する。パルス出力指令は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号に対応した複数のパラメータを含むものであり、デジタル的に電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の出力を指令するものである。指令生成部１４４は、生成したパルス出力指令を信号ラインＬ１２経由で決定部１７１、及び生成部１７２へ出力する。
【００６４】
決定部１７１は、指令生成部１４４により生成された周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを用いて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を計算する。そして、決定部１７１は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数に応じた、波形の立ち上がり時間又は波形の立ち上がり時の傾きを計算する。
【００６５】
具体的には、決定部１７１は、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め実験的に取得された関数を有する。決定部１７１は、関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算し、さらにその応答時定数ＲＣに対応する、波形の立ち上がり時間を計算する。決定部１７１は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００６６】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ１である場合、決定部１７１は、関数を用いて計算することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ１に決定する。さらに、決定部１７１は、例えば、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値を時間Δｔ１に決定する（図６（ａ）参照）。
【００６７】
例えば、周波数指令ｆにより指令される周波数がｆ２（＞ｆ１）である場合、決定部１７１は、関数を用いて計算することにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように予め取得された値として、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣの値を時定数ＲＣ２（＜ＲＣ１）に決定する。さらに、決定部１７１は、例えば、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値を時間Δｔ２（＜Δｔ１）に決定する（図６（ｂ）参照）。
【００６８】
生成部１７２は、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを指令生成部１４４から受け、計算結果を決定部１７１から受ける。生成部１７２は、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣが決定部１７１により計算された応答時定数になるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。すなわち、生成部１７２は、決定部１７１により計算された応答時定数に応じた、波形の立ち上がり時間又は波形の立ち上がり時の傾きが得られるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号を生成して出力する。
【００６９】
例えば、決定部１７１により計算された応答時定数ＲＣ１であり、時定数ＲＣ１に対応する波形の立ち上がり時間の値が時間Δｔ１である場合、生成部１７２は、図６（ａ）に示すように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを満たしながら、波形の立ち上がり時間がΔｔ１になるように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００７０】
例えば、決定部１７１により計算された応答時定数ＲＣ２であり、時定数ＲＣ２に対応する波形の立ち上がり時間の値が時間Δｔ２である場合、生成部１７２は、図６（ｂ）に示すように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐを満たしながら、波形の立ち上がり時間がΔｔ２になるように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成する。
【００７１】
以上のように、実施の形態２では、決定部１７１が、周波数指令ｆを用いて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を計算し、生成部１７２が、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数が決定部１７１により計算された応答時定数になるように、周波数指令ｆ、パルス幅指令ｄ、及びピーク値指令ｐに従った電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を生成して出力する。これにより、指令の生成から電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の生成までの時間を短縮することができるので、加工条件の切り換え時等におけるレーザ加工機１００の応答性を向上することができる。
【００７２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかるレーザ加工機２００について図７を用いて説明する。図７は、レーザ加工機２００の構成を示す図である。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００７３】
実施の形態１では、周波数指令ｆが指令する周波数に応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を推定し、その推定した応答時定数になるように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を調整している。
【００７４】
一方、実施の形態３では、さらに、パルスレーザのパルスのピーク値をモニタして、モニタしたパルスのピーク値が指令されたピーク値に近づくように応答時定数をフィードバック制御する。
【００７５】
具体的には、レーザ加工機２００は、部分反射鏡２７０及びセンサ２８０をさらに備える。部分反射鏡２７０は、レーザ共振器３０から出力されるパルスレーザの一部を透過して被加工物へ向けて出力するとともに他の一部を反射してセンサ２８０へ導く。センサ２８０は、部分反射鏡２７０から導かれたパルスレーザの光強度を検知することで、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知する。センサ２８０は、その検知結果をフィードバック信号として制御部２１０へフィードバックする。
【００７６】
制御部２１０の制御装置２４０における決定部２４１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。フィードバック信号は、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を示す信号である。決定部２４１は、周波数指令ｆとフィードバック信号とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。
【００７７】
具体的には、決定部２４１は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック信号に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定する。すなわち、決定部２４１は、第１の期間において、実施の形態１と同様の動作を行い、第１の期間に続く第２の期間において、実施の形態１と異なる動作（フィードバック制御）を行う。すなわち、決定部２４１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令ｐより指令されるパルスのピーク値より低い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より小さい値に決定し、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より大きい値に決定する。
【００７８】
より具体的には、決定部２４１は、決定テーブル４３（図２参照）に加えて、図８に示すように、抽出部２４１１、比較部２４１２、及び時定数決定部２４１３を有する。
【００７９】
抽出部２４１１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。抽出部２４１１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。例えば、抽出部２４１１は、所定の演算を行って、フィードバック信号からパルスレーザのもとの波形を推定し、推定した波形からパルスレーザのパルスのピーク値を推定することで、パルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。
【００８０】
比較部２４１２は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値を抽出部２４１１から受けるとともに、ピーク値指令ｐを指令生成部４４（図７参照）から受ける。比較部２４１２は、第２の期間において、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、比較結果を時定数決定部２４１３へ出力する。
【００８１】
時定数決定部２４１３は、比較結果を比較部２４１２から受けるとともに、周波数指令ｆを指令生成部４４（図７参照）から受ける。
【００８２】
時定数決定部２４１３は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて、実施の形態１と同様に、例えば決定テーブル４３を参照して電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００８３】
時定数決定部２４１３は、第２の期間において、比較部２４１２による比較結果に応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。すなわち、時定数決定部２４１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より低いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より小さな値に決定する。あるいは、時定数決定部２４１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より高いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より大きな値に決定する。そして、時定数決定部２４１３は、決定した応答時定数ＲＣに従って、時定数切り換え信号を生成して信号ラインＬ１経由で生成部６０の切り換え部５０へ出力する。
【００８４】
以上のように、実施の形態３では、センサ２８０が、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知し、決定部２４１が、周波数指令ｆと、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、パルスレーザのピーク値をさらに容易に安定させることができる。
【００８５】
また、実施の形態３では、決定部２４１が、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間において、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を大まかに調整でき、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック制御を行うことにより電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を微調整できる。これにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような応答時定数の調整の精度をさらに向上できる。
【００８６】
また、実施の形態３では、抽出部２４１１が、センサ２８０による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出し、比較部２４１２が、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、時定数決定部２４１３が、周波数指令ｆと、比較部２４１２による比較結果とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間に応答時定数を大まかに調整でき第１の期間に続く第２の期間に応答時定数を微調整できるような構成を簡易に実現できる。
【００８７】
実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかるレーザ加工機３００について図９を用いて説明する。図９は、レーザ加工機３００の構成を示す図である。以下では、実施の形態２と異なる部分を中心に説明する。
【００８８】
実施の形態２では、周波数指令ｆが指令する周波数に応じて、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を推定し、その推定した応答時定数になるように電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）を自動的に生成している。
【００８９】
一方、実施の形態４では、さらに、パルスレーザのパルスのピーク値をモニタして、モニタしたパルスのピーク値が指令されたピーク値に近づくように応答時定数をフィードバック制御する。
【００９０】
具体的には、レーザ加工機３００は、部分反射鏡２７０及びセンサ２８０をさらに備える。部分反射鏡２７０は、レーザ共振器３０から出力されるパルスレーザの一部を透過して被加工物へ向けて出力するとともに他の一部を反射してセンサ２８０へ導く。センサ２８０は、部分反射鏡２７０から導かれたパルスレーザの光強度を検知することで、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知する。センサ２８０は、その検知結果をフィードバック信号として制御部３１０へフィードバックする。
【００９１】
制御部３１０のパルス出力回路３７０における決定部３７１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。フィードバック信号は、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を示す信号である。決定部３７１は、周波数指令ｆとフィードバック信号とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。
【００９２】
具体的には、決定部３７１は、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック信号に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数を決定する。すなわち、決定部３７１は、第１の期間において、実施の形態２と同様の動作を行い、第１の期間に続く第２の期間において、実施の形態２と異なる動作（フィードバック制御）を行う。すなわち、決定部３７１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令ｐより指令されるパルスのピーク値より低い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より小さい値に決定し、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を現在の値より大きい値に決定する。
【００９３】
より具体的には、決定部３７１は、図９に示すように、抽出部３７１１、比較部３７１２、及び時定数決定部３７１３を有する。
【００９４】
抽出部３７１１は、センサ２８０からフィードバック信号を受ける。抽出部３７１１は、第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。例えば、抽出部３７１１は、所定の演算を行って、フィードバック信号からパルスレーザのもとの波形を推定し、推定した波形からパルスレーザのパルスのピーク値を推定することで、パルスレーザのパルスのピーク値を抽出する。
【００９５】
比較部３７１２は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値を抽出部３７１１から受けるとともに、ピーク値指令ｐを指令生成部１４４から受ける。比較部３７１２は、第２の期間において、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、比較結果を時定数決定部３７１３へ出力する。
【００９６】
時定数決定部３７１３は、比較結果を比較部３７１２から受けるとともに、周波数指令ｆを指令生成部１４４から受ける。
【００９７】
時定数決定部３７１３は、第１の期間において、例えば関数を用いて、周波数指令ｆに対応する、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号の応答時定数ＲＣを計算し、さらにその応答時定数ＲＣに対応する、例えば波形の立ち上がり時間を計算する。時定数決定部３７１３は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００９８】
時定数決定部３７１３は、第２の期間において、比較部３７１２による比較結果に応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。すなわち、時定数決定部３７１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より低いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より小さな値に決定する。あるいは、時定数決定部３７１３は、抽出されたパルスレーザのパルスのピーク値がピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値より高いことが比較結果により示されている場合、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数ＲＣを現在の値より大きな値に決定する。そして、時定数決定部３７１３は、決定した応答時定数ＲＣに対応する、例えば波形の立ち上がり時間を計算する。時定数決定部３７１３は、計算結果を生成部１７２へ出力する。
【００９９】
以上のように、実施の形態４では、センサ２８０が、レーザ共振器３０により出力されるパルスレーザの光強度を検知し、決定部３７１が、周波数指令ｆと、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、パルスレーザのピーク値をさらに容易に安定させることができる。
【０１００】
また、実施の形態４では、決定部３７１が、第１の期間において、周波数指令ｆに応じて電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定し、第１の期間に続く第２の期間において、センサ２８０による検知結果（フィードバック信号）に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間において、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を大まかに調整でき、第１の期間に続く第２の期間において、フィードバック制御を行うことにより電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を微調整できる。これにより、パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくような応答時定数の調整の精度をさらに向上できる。
【０１０１】
また、実施の形態４では、抽出部３７１１が、センサ２８０による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出し、比較部３７１２が、抽出されたパルスのピーク値と、ピーク値指令ｐにより指令されるパルスのピーク値とを比較し、時定数決定部３７１３が、周波数指令ｆと、比較部３７１２による比較結果とに応じて、電源ユニットＯＮ／ＯＦＦ信号（電源制御パルス）の応答時定数を決定する。これにより、第１の期間に応答時定数を大まかに調整でき第１の期間に続く第２の期間に応答時定数を微調整できるような構成を簡易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明にかかるレーザ加工機は、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ加工機に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１００、２００、３００ レーザ加工機
１０、１１０、２１０、３１０ 制御部
２０ 電源ユニット
２１ 交流電源
２２ 整流回路
２３ インバータ回路
２４ 昇圧トランス
３０ レーザ共振器
３１ 全反射鏡
３２ 部分反射鏡
３３ 放電空間
３４ 電極
４０、１４０、２４０ 制御装置
４１、２４１ 決定部
４２ パルス生成部
４３ 決定テーブル
４４、１４４ 指令生成部
５０ 切り換え部
６０ 生成部
１７０、３７０ パルス出力回路
１７１、３７１ 決定部
１７２ 生成部
２７０ 部分反射鏡
２８０ センサ
２４１１ 抽出部
２４１２ 比較部
２４１３ 時定数決定部
３７１１ 抽出部
３７１２ 比較部
３７１３ 時定数決定部
Ａ、Ｂ 時定数回路
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、
前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、
前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器と、
を備え、
前記制御部は、
前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、
前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部と、
を有する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記決定部は、前記周波数指令に応じて、前記パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記決定部は、前記周波数指令が第１の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を第１の時定数に決定し、前記周波数指令が前記第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を前記第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記生成部は、
前記電源制御パルスとなるべき原パルスを生成するパルス生成部と、
切り換え可能な複数の回路時定数を有し、切り換えた回路時定数を用いて、前記パルス生成部により生成された原パルスの応答時定数を調整し、調整されたパルスを前記電源制御パルスとして出力する切り換え部と、
を有し、
前記切り換え部は、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記複数の回路時定数の間で回路時定数を切り換える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記切り換え部は、
互いに異なる回路時定数を有する複数の時定数回路と、
前記複数の時定数回路から時定数回路を選択する複数のスイッチと、
を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記決定部は、前記周波数指令と、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記決定部は、前記周波数指令と、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記周波数指令と、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令と、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令とを生成する指令生成部をさらに備え、
前記決定部は、前記指令生成部により生成された少なくとも前記周波数指令を用いて、前記電源制御パルスの応答時定数を計算し、
前記生成部は、前記電源制御パルスの応答時定数が前記計算された応答時定数になるように、前記周波数指令、前記パルス幅指令、及び前記ピーク値指令に従った前記電源制御パルスを生成して出力する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記レーザ発振器により出力されるパルスレーザの光強度を検知する検知部をさらに備え、
前記決定部は、前記周波数指令と、前記検知部による検知結果とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記決定部は、第１の期間において、前記周波数指令に応じて前記電源制御パルスの応答時定数を決定し、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工機。
【請求項１１】
前記決定部は、前記第１の期間において、前記周波数指令が第１の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を第１の時定数に決定し、前記周波数指令が前記第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を前記第１の時定数より小さい第２の時定数に決定し、前記第２の期間において、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より低い場合、前記電源制御パルスの応答時定数を現在の値より小さな値に決定し、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、前記電源制御パルスの応答時定数を現在の値より大きな値に決定する
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工機。
【請求項１２】
前記決定部は、
前記検知部による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する抽出部と、
前記抽出されたパルスのピーク値と、前記ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値とを比較する比較部と、
前記周波数指令と、前記比較部による比較結果とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する時定数決定部と、
を有する
ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１】
パルスレーザの周波数を指令する周波数指令に応じて、電源制御パルスを出力する制御部と、
前記電源制御パルスに応じて、電力パルスを生成して出力する電源部と、
前記電力パルスに応じて、パルス発振してパルスレーザを出力するレーザ発振器と、
を備え、
前記制御部は、
前記周波数指令に応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する決定部と、
前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記電源制御パルスを生成して出力する生成部と、
を有する
ことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記決定部は、前記周波数指令に応じて、前記パルスレーザのパルスのピーク値が目標値に近づくように、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記決定部は、前記周波数指令が第１の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を第１の時定数に決定し、前記周波数指令が前記第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を前記第１の時定数より小さい第２の時定数に決定する
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記生成部は、
前記電源制御パルスとなるべき原パルスを生成するパルス生成部と、
切り換え可能な複数の回路時定数を有し、切り換えた回路時定数を用いて、前記パルス生成部により生成された原パルスの応答時定数を調整し、調整されたパルスを前記電源制御パルスとして出力する切り換え部と、
を有し、
前記切り換え部は、前記決定部により決定された応答時定数に従って、前記複数の回路時定数の間で回路時定数を切り換える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記切り換え部は、
互いに異なる回路時定数を有する複数の時定数回路と、
前記複数の時定数回路から時定数回路を選択する複数のスイッチと、
を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記決定部は、前記周波数指令と、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記決定部は、前記周波数指令と、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記周波数指令と、パルスレーザのパルスの幅を指令するパルス幅指令と、パルスレーザのパルスのピーク値を指令するピーク値指令とを生成する指令生成部をさらに備え、
前記決定部は、前記指令生成部により生成された少なくとも前記周波数指令を用いて、前記電源制御パルスの応答時定数を計算し、
前記生成部は、前記電源制御パルスの応答時定数が前記計算された応答時定数になるように、前記周波数指令、前記パルス幅指令、及び前記ピーク値指令に従った前記電源制御パルスを生成して出力する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記レーザ発振器により出力されるパルスレーザの光強度を検知する検知部をさらに備え、
前記決定部は、前記周波数指令と、前記検知部による検知結果とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記決定部は、第１の期間において、前記周波数指令に応じて前記電源制御パルスの応答時定数を決定し、前記第１の期間に続く第２の期間において、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値が、ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値に近づくように、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する
ことを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工機。
【請求項１１】
前記決定部は、前記第１の期間において、前記周波数指令が第１の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を第１の時定数に決定し、前記周波数指令が前記第１の周波数より高い第２の周波数を指令している場合、前記電源制御パルスの応答時定数を前記第１の時定数より小さい第２の時定数に決定し、前記第２の期間において、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より低い場合、前記電源制御パルスの応答時定数を現在の値より小さな値に決定し、前記検知部による検知結果に対応したパルスのピーク値がピーク値指令により指令されるパルスのピーク値より高い場合、前記電源制御パルスの応答時定数を現在の値より大きな値に決定する
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工機。
【請求項１２】
前記決定部は、
前記検知部による検知結果からパルスレーザのパルスのピーク値を抽出する抽出部と、
前記抽出されたパルスのピーク値と、前記ピーク値指令により指令されるパルスのピーク値とを比較する比較部と、
前記周波数指令と、前記比較部による比較結果とに応じて、前記電源制御パルスの応答時定数を決定する時定数決定部と、
を有する
ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７１１７５（Ｐ２０１３−７１１７５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４１６３（Ｐ２０１１−２１４１６３）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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