氣體激光系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在電力供給由于停電等而被切斷時能夠保存激光氣體狀態(tài)的氣體激光系統(tǒng)(gas laser system)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，氣體激光振蕩器在進行了激光振蕩器內(nèi)的激光氣體的更換之后啟動。對此，已知一種在固定的條件下省略啟動時的激光氣體的更換工序的一部分以縮短激光振蕩器的啟動所需的時間的裝置。例如在日本專利第2737177號公報(JP2737177B)中記載有這種裝置。在JP2737177B所記載的裝置中，在進行了激光振蕩器的停止動作之后，在激光振蕩器的動作停止時間為固定時間以內(nèi)或激光振蕩器內(nèi)的氣體溫度為固定溫度以上時，省略激光氣體的更換工序的一部分。
[0003]然而，在JP2737177B所記載的裝置中，存在以下?lián)鷳n:在電力例如由于停電等而被切斷的情況下，激光振蕩器的停止動作沒有正常地進行，在激光振蕩器重新啟動時，無法省略激光氣體的更換工序的一部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]作為本發(fā)明的一個方式的激光氣體系統(tǒng)具備:激光振蕩器，其具有:氣體流路，激光氣體在該氣體流路中循環(huán)；以及向氣體流路供給激光氣體和從氣體流路排出激光氣體的氣體供排部；電源部，其對激光振蕩器供給電力；蓄電部，其蓄積從電源部供給的電力；電力降低檢測部，其檢測從電源部供給的電力值低于使激光振蕩器能夠正常動作的電力值的電力降低狀態(tài)；以及控制部，其當(dāng)通過電力降低檢測部檢測出電力降低狀態(tài)時，使用蓄電部中蓄積的電力來控制氣體供排部使得將氣體流路設(shè)為密閉狀態(tài)。
【附圖說明】
[0005]本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點通過與附圖相關(guān)聯(lián)的以下的實施方式的說明會變得更進一步明確。在該附圖中，
[0006]圖1是概要性地表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式所涉及的氣體激光系統(tǒng)的激光振蕩器的結(jié)構(gòu)的圖，
[0007]圖2是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的氣體激光系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖，
[0008]圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的氣體激光系統(tǒng)的主要動作的時序圖。
【具體實施方式】
[0009]下面，參照圖1?圖3來說明本發(fā)明的實施方式。圖1是概要性地表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式所涉及的氣體激光系統(tǒng)的激光振蕩器I的結(jié)構(gòu)的圖。本實施方式所涉及的激光系統(tǒng)能夠在加工、醫(yī)療、測量等廣泛的領(lǐng)域中使用。
[0010]如圖1所示，激光振蕩器I具備:氣體流路2，激光氣體在該氣體流路2中循環(huán)；與氣體流路2連通的放電管3 ;隔著放電管3配置的輸出鏡4和后鏡5 ;對放電管3施加電壓(放電管電壓)的激光電源6 ;使激光氣體沿氣體流路2循環(huán)的送風(fēng)機7 ;向氣體流路2供給激光氣體的供氣裝置8 ;以及從氣體流路2排出激光氣體的排氣裝置9。
[0011]氣體流路2由激光氣體容器2a形成。激光氣體容器2a是密閉的真空容器，規(guī)定的激光氣體以從大氣隔斷的狀態(tài)被封入在激光氣體容器2a中。作為激光氣體，使用二氧化碳氣體、氮氣、氬氣等用于包含激光介質(zhì)的激光振蕩的介質(zhì)氣體。
[0012]激光電源6與氣體激光系統(tǒng)的電源部20(圖2)連接，從電源部20對激光電源6供給電力?？刂撇?0控制從激光電源6對放電管3供給的電力。當(dāng)從激光電源6對放電管3供給電力時，即當(dāng)施加了放電管電壓時，激光氣體在經(jīng)過放電管3時被激勵而成為激光激活狀態(tài)。通過放電管3產(chǎn)生的光在輸出鏡4與后鏡5之間被放大，其一部分作為激光11從輸出鏡4輸出。該激光11經(jīng)過能夠開閉的遮板(shutter) 12后被照射到對象物。
[0013]送風(fēng)機7由通過電動機驅(qū)動的風(fēng)扇或鼓風(fēng)機構(gòu)成。從電源部20(圖2)經(jīng)由未圖示的送風(fēng)機逆變器對送風(fēng)機7供給電力，送風(fēng)機7利用該電力進行旋轉(zhuǎn)，使激光氣體沿氣體流路2循環(huán)。在送風(fēng)機7的上游側(cè)和下游側(cè)的氣體流路2中分別配設(shè)有第一熱交換器13和第二熱交換器14。在各熱交換器13、14中流動有規(guī)定的制冷劑(例如冷卻水)。激光氣體通過與該制冷劑的熱交換而在經(jīng)過熱交換器13、14時被冷卻，從而保持為規(guī)定溫度。
[0014]在氣體流路2上分別連接有供氣流路15和排氣流路16。在供氣流路15中設(shè)置有供氣裝置8，在排氣流路16中設(shè)置有排氣裝置9。供氣裝置8包括供氣閥8a，排氣裝置9包括排氣閥9a和真空泵9b。
[0015]供氣閥8a和排氣閥9a是根據(jù)來自控制部10的控制信號而打開和閉合的開閉閥(電磁閥)。即，供氣閥8a和排氣閥9a分別內(nèi)置有螺線管(solenoid)和彈簧，在螺線管為非勵磁的中立狀態(tài)下，該供氣閥8a和排氣閥9a通過彈簧力而閉合。另一方面，當(dāng)從控制部10對螺線管供給電力而螺線管勵磁時，供氣閥8a和排氣閥9a抵抗彈簧力而打開。即，供氣閥8a和排氣閥9a當(dāng)控制部10對它們輸出開信號時打開，當(dāng)輸出關(guān)信號(密閉指令)時閉合。此外，也能夠?qū)⒐忾y8a和排氣閥9a構(gòu)成為能夠調(diào)整其閥開度的電磁比例閥。
[0016]在供氣流路15上連接有貯存激光氣體的高壓的罐(未圖示)。因而，當(dāng)打開供氣閥8a時，從罐經(jīng)由供氣閥8a向氣體流路2供給激光氣體。另一方面，當(dāng)打開排氣閥9a并驅(qū)動真空泵9b時，從氣體流路2經(jīng)由排氣閥9a排出激光氣體。當(dāng)閉合供氣閥8a和排氣閥9a時，氣體流路2被設(shè)為密閉狀態(tài)。
[0017]在激光振蕩時，經(jīng)由供氣流路15和排氣流路16對氣體流路2進行激光氣體的供給和排出，進行激光氣體容器2a內(nèi)的激光氣體的微量替換。在第一熱交換器13的下游側(cè)且送風(fēng)機7的上游側(cè)設(shè)置有氣壓檢測器17，通過氣壓檢測器17來檢測激光氣體容器2a內(nèi)的氣壓?？刂撇?0基于氣壓檢測器17的檢測值對送風(fēng)機7、供氣裝置8以及排氣裝置9輸出控制信號(氣壓控制指令)，將激光氣體容器2a內(nèi)的氣壓控制為規(guī)定的氣壓。
[0018]當(dāng)指示如上那樣構(gòu)成的激光振蕩器I啟動時，激光振蕩器I在根據(jù)來自控制部10的指令而預(yù)先進行規(guī)定的準備動作之后，開始放電動作。準備動作例如包括通過排氣裝置9來排出激光氣體容器2a內(nèi)的氣體的工序以及在排氣工序之后通過供氣裝置8向激光氣體容器2a內(nèi)供給規(guī)定壓力的激光氣體的工序，通過準備動作來置換激光氣體容器2a內(nèi)的氣體。此外，也可以在排氣工序完成之前開始供氣工序。
[0019]另一方面，在放電結(jié)束后正常地停止激光振蕩器I的運轉(zhuǎn)的情況下，激光振蕩器I根據(jù)來自控制部10的指令而進行規(guī)定的正常停止動作。正常停止動作包括閉合供氣裝置8的供氣閥8a和排氣裝置9的排氣閥9a的工序以及停止真空泵9b和送風(fēng)機7的驅(qū)動的工序，在激光氣體容器2a內(nèi)填充了比大氣壓高的壓力的激光氣體的狀態(tài)下結(jié)束。由此防止在激光振蕩器I的運轉(zhuǎn)停止后氣體流路2中混入大氣。
[0020]控制部10具有對激光振蕩器I的動作的異常進行檢測的異常檢測部10a，當(dāng)通過異常檢測部1a檢測出動作異常時，強制性地停止(警告停止)激光振蕩器I的動作。艮P，進行異常停止動作來停止激光振蕩器I的動作。異常檢測部1a例如探測激光氣體容器2a內(nèi)的氣壓和溫度、放電狀態(tài)、或真空泵9b和送風(fēng)機7的驅(qū)動狀態(tài)，來判定激光振蕩器I是否存在動作異常。然后，當(dāng)判定為動作異常時，停止真空泵％和送風(fēng)機7的驅(qū)動，并且將供氣閥8a和排氣閥9a同時打開。由此激光振蕩器I恢復(fù)為啟動前的初始狀態(tài)。
[0021]在正常停止動作之后重新啟動激光振蕩器I的情況下，控制部10判定動作停止時間是否為規(guī)定時間以內(nèi)。該判定是激光氣體容器2a的激光氣體是否被維持為規(guī)定狀態(tài)的判定。即，在動作停止時間為規(guī)定時間以內(nèi)的情況下，視為不存在大氣混入到氣體流路2或激光氣體從氣體流路2泄漏的情況，判定為氣體流路2的激光氣體被維持為規(guī)定狀態(tài)。
[0022]在該情況下，省略準備動作的一部分或全部(例如激光氣體的置換)，開始放電。由此縮短激光振蕩器I的啟動所需的時間，能夠在短時間內(nèi)重新開始放電。此外，只要能夠判定出激光氣體容器2a內(nèi)的激光氣壓被維持為規(guī)定狀態(tài)，則也可以不將動作停止時間用作判定基準，而是將其它參數(shù)(例如激光氣體容器2a內(nèi)的激光氣體的溫度、壓力)用作判定基準。
[0023]另外，存在以下?lián)鷳n:當(dāng)例如在電力狀況不好的地區(qū)運轉(zhuǎn)激光振蕩器I的過程中電力由于停電而被切斷時，異常檢測部1a檢測出異常，從而不進行激光振蕩器I的正常停止動作。在該情況下，在重新啟動激光振蕩器I時，無法省略準備動作，從而無法在短時間內(nèi)重新開始放電。為了避免這種情況，在本實施方式中，如下那樣構(gòu)成氣體激光系統(tǒng)。
[0024]圖2是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的氣體激光系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)的框圖。圖中，激光振蕩器I的氣體循環(huán)系統(tǒng)Ia包括氣體流路2中的涉及激光氣體的循環(huán)的結(jié)構(gòu)即送風(fēng)機7、供氣裝置8、排氣裝置9以及氣壓檢測器17，圖2主要表示涉及氣體循環(huán)系統(tǒng)Ia的控制的結(jié)構(gòu)。
[0025]如圖2所示，在氣體激光系統(tǒng)的電源部20上連接有激光振蕩器1、控制部10、蓄電裝置21以及電力降低檢測部22。蓄電裝置21是規(guī)定容量的電池，在蓄電裝置21中蓄積來自電源部20的供給電力。蓄電裝置21與控制部10連接，控制部10能夠利用從