(57)【要約】  少なくともレーザブロワ手段３、光路パージ手段２４、温度制御手段８を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機１００において、前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、前記最終トリガ時の後、前記経過時間に基づいて、複数の前記要素手段を当該要素手段毎に定められた条件が満たされる場合に停止する制御手段１０とを備えたことを特徴とする。
2012053297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、
前記最終トリガ時の後、前記経過時間に基づいて、複数の前記要素手段を当該要素手段毎に定められた条件が満たされる場合に停止する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記経過時間が前記要素手段毎に予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記経過時間が第１停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する第１停止手段と、
前記経過時間が第２停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する第２停止手段と、
前記経過時間が第３停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する第３停止手段と
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項４】
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する待機可能時間受付手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記経過時間が所定時間を越えた後に、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記経過時間が所定時間を越えた後に、
一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、当該レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、
光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、
温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項６】
前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項７】
前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項８】
前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項９】
レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項１０】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記最終トリガ時の後、前記経過時間に基づいて、複数の前記要素手段を当該要素手段毎に定められた条件が満たされる場合に停止する工程と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１１】
前記停止する工程は、前記経過時間が前記要素手段毎に予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１２】
前記停止する工程は、
前記経過時間が第１停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する工程と、
前記経過時間が第２停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する工程と、
前記経過時間が第３停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する工程と
を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１３】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持する停止工程と、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する起動工程と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１４】
前記停止工程は、一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
前記起動工程は、前記レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
ことを特徴とする請求項１３に記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１５】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１６】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１７】
前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
ことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１８】
レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
ことを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機のランニングコストを低減するレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ加工機の加工待機状態においては、レーザ加工を行っていないアイドル運転中にも常にレーザブロワ、光路パージ、発振器パージ、冷却装置を運転しているために、オペレータにより停止操作が行われない場合には、実際にレーザ加工をしていないにもかかわらず、ランニングコストを費やす状態が発生していた。【０００３】
このような複数の機能要素の無駄な運転によるランニングコストの問題に対して、無駄な電力消費を防止するために、複数の電動機器に対応する駆動系電源の複数の電源部をパワーアップ状態からパワーダウン状態へ段階的に切り換える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４０４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば段階的停止方法における停止時間が既定の時刻によって制御している。そのため、ユーザ（オペレータ）の業務態様と無関係に停止が実行され、レーザ加工機の特性に応じた効果的なランニングコストの低減が難しいという問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ加工機を構成する各機能要素の特性を配慮した上、ユーザの不意の業務態様の変化にも対応し、ランニングコストを低減することが可能なレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、前記最終トリガ時の後、前記経過時間に基づいて、複数の前記要素手段を当該要素手段毎に定められた条件が満たされる場合に停止する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザ加工機において各機能要素の無駄な運転を削減することによりレーザ加工機全体のランニングコストを削減することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１乃至４の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のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態２にかかるパージ停止およびパージ起動からの時間と光路内Ｎ２濃度の関係の関係を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態２のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態３にかかる光路パージの間欠運転時の光路内のＮ２濃度の変化を示した図である。
【図６】図６は、実施の形態３のレーザ加工機の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかるレーザ加工機制御装置およびその制御方法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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる実施の形態１のレーザ加工機１００の構成を示す図である。図１において、レーザ加工機１００は、レーザ発振器１、レーザ発振器１内部にある放電電極２、レーザ発振器１内部にあってレーザ発振器１内部のレーザガスを循環させるガス循環ブロア３（レーザブロワ手段）、レーザ光１１の一部を反射し他を透過し得る部分反射鏡４、レーザ光１１を全反射する全反射鏡５、レーザガスの温度制御のための熱交換をする熱交換器６を備える。
【００１２】
レーザ発振器１は、ガス循環ブロア３、放電電極２、熱交換器６を収める真空容器７を備える。真空容器７はレーザ発振器１の稼動時には十分の１気圧程度（例えば５５Ｔｏｒｒ）のＣＯ２などのレーザガスで満たされる。
【００１３】
また、レーザ加工機１００は温度制御ユニット８（温度制御手段）を備えており、温度制御ユニット８は、部分反射鏡４、全反射鏡５、熱交換器６、放電電極２等に冷却水（加熱水）を送って、各部位を温度制御する機能を有する。
【００１４】
さらに、レーザ加工機１００は、放電電極部２に放電を発生させる機器（図示せず）、ガス循環ブロア３を制御する機器（図示せず）、レーザ発振器１のレーザ発振のためのレーザガスを充填する真空容器７を真空にする機器（図示せず）などが納められている電源盤９、そしてレーザ発振器１の動作に関する制御を行う制御手段１０を備える。制御手段１０は、直接或いは電源盤９等を介して、ガス循環ブロア３、温度制御ユニット８、さらに以下に説明する光路パージ機能を含むレーザ加工機１００の各機能ブロックを制御することができる。制御手段１０には、オペレータが各種設定値を入力することができるパソコン等の入力端末１８が接続されている。また制御手段１０は、レーザ加工機１００に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する機能も有している。
【００１５】
レーザ発振器１から取出されるレーザ光１１は、Ｎ２（窒素）によってパージされた光路２０を経て被加工物(図示せず）に照射される。レギュレータ２５には高圧のＮ２が接続されており、Ｎ２による光路パージは、レギュレータ２５によって大気圧より高い圧力にまで減圧されたＮ２が「開」になった弁２４を介して光路２０に充填されることにより実行される。
【００１６】
さらに、レーザ加工機１００は、レーザガス供給源１２、圧力計１３、真空ポンプ１４を備える。レーザガス供給源１２は、真空容器７にレーザガスを供給する例えばガスボンベである。圧力計１３は真空容器７内の圧力を測定する。真空ポンプ１４は真空容器７を真空に引く機能を有する。真空容器７とレーザガス供給源１２、圧力計１３、真空ポンプ１４との間にはそれぞれ弁１５、１６、１７が備えられている。
【００１７】
以下に、本実施の形態にかかるレーザ加工機１００の制御方法について図２に示したフローチャートを用いて説明する。本実施の形態においてはあらかじめレーザ加工機１００の各機能要素に対し、最終のトリガ(レーザ発振停止・画面操作等)から自動停止するまでの時間を停止時間として設定する。
【００１８】
例えば、ガス循環ブロワ３に対しては「レーザブロワ停止時間：tb」（第１停止時間）、光路パージ（弁２４「開」による光路２０へのＮ２充填）に対しては「光路パージ停止時間：tp」（第２停止時間）、温度制御ユニット８に対しては「温度制御手段停止時間：tc」（第３停止時間）等と最終トリガから停止するまでの時間がオペレータ（ユーザ）により入力されて設定される。これらの設定値は例えば入力端末１８から入力され、制御手段１０はこれらの設定値に基づいて以下の制御をレーザ加工機１００に実行する。
【００１９】
まず、レーザ加工動作が実行されておらず（アイドル運転中）、且つオペレータがレーザ加工機１００に対して何ら操作を行っていない時点、即ち最後の操作が行われた時点（最終トリガ時）から時間のカウントを始める（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）。オペレータが何らかの操作をした場合など、上記条件が満たされなくなったときに上記カウントはリセットされる（ステップＳ２０１：Ｎｏ）。
【００２０】
上記カウントが継続され、且つレーザ加工機１００に対する本実施の形態の制御（自動停止機能）が有効になっている場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）はステップＳ２０３に進む。それ以外の場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、カウントはリセットされる。ステップＳ２０３において、レーザ共振器１の真空容器７内を真空引きしているとき（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）は、最終トリガ時からの経過時間に関わらず、ガス循環ブロワ３、光路パージ（弁２４「開」による光路２０へのＮ２充填）、温度制御ユニット８、を直ちに全て停止する（ステップＳ２１０）。
【００２１】
真空引き中以外の場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）は、各機能要素の停止時間tb、tp、tcに達した場合に、該当する機能要素を停止する。具体的には図２に示すように、最終トリガ時からの経過時間tが「レーザブロワ停止時間：tb」を越えた場合は（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、ガス循環ブロワ３（レーザブロワ手段）を停止する（ステップＳ２０５）。最終トリガ時からの経過時間tが「光路パージ停止時間：tp」を越えた場合は（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、弁２４を「閉」にして光路２０のＮ２パージを停止する（ステップＳ２０７）。最終トリガ時からの経過時間tが「温度制御手段停止時間：tc」を越えた場合は（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、温度制御ユニット８（温度制御手段）を停止する（ステップＳ２０９）。
【００２２】
本実施の形態においては、機能要素各々にオペレータが停止時間を予め設定できるため、オペレータの意思どおりの自動停止を実現できる。また、各機能要素の復帰に要する時間（起動所要時間）と、加工作業内容を勘案した停止時間の設定ができるため、例えば復帰に時間がかかる機能要素については加工作業時間間隔に対して長めに停止時間を設定することで、自動停止しないように設定することが可能である。
【００２３】
この場合、停止時間を長く設定した機能要素は自動停止がかからないため、復帰の際の起動待ちがなくなり、かつ、オペレータの都合で不意に長時間操作を中断した場合には自動停止がかかるため、作業効率を低下することがない。逆に復帰に要する時間（起動所要時間）が短い機能要素に対しては短い停止時間を設定することにより無駄な運転を削減できる。
【００２４】
このように本実施の形態は、レーザ加工機においてレーザ加工が行われておらず、且つオペレータによる停止操作が行われないアイドル運転中において、各機能要素を当該機能要素毎に設定された停止時間に従って自動停止することにより無駄な運転を削減することができる。これにより、レーザ加工機全体のランニングコストを削減することが可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態におけるレーザ加工機１００の構成も図１と同様である。本実施の形態においては、レーザ加工機１００が起動するまでにオペレータ（ユーザ）が待つことができる時間である待機可能時間を、例えば入力端末１８にオペレータが予め入力する。この待機可能時間と各機能要素の起動所要時間との大小関係により各機能要素の起動および停止が制御される。
【００２６】
ここで、ガス循環ブロワ３（レーザブロワ手段）、弁２４を開くことによる光路２０へのＮ２充填（光路パージ手段）、発振器パージ手段（図示せず）、温度制御ユニット８（温度制御手段）の停止状態から準備完了までにかかるそれぞれの時間(起動所要時間)tb’、tp’、tr’、tc’は、物理的に決定されるものであるから計算等により求めることができる。
【００２７】
例えば、ガス循環ブロワ３の起動所要時間であるレーザブロワ起動所要時間tb’は、インバータの設定によって決定されるものなので、状態によらず一定である。即ち、tb’＝一定値（Const.）である。
【００２８】
次に光路パージの起動所要時間について、図３を用いて説明する。図３にはパージ停止からの時間と光路内Ｎ２濃度の関係（左側）とパージ起動からの時間と光路内Ｎ２濃度の関係（右側）が縦軸（光路内Ｎ２濃度）を揃えて併記してある。
【００２９】
光路パージ停止後のＮ２濃度ＤＮ２は弁２４が「閉」になったとき（光路パージの停止）から時間ｔが経過するに従って低下するため、図３の左側に示すような濃度低下関数Ｆ（ｔ）で表すことができる。
ＤＮ２＝Ｆ（ｔ）
【００３０】
一方、光路パージ起動（弁２４「開」）後のＮ２濃度ＤＮ２ｎは、図３の右側に示すように起動からの時間ｔｎが経過するとともに上昇するため、濃度上昇関数Ｇ（ｔｎ）で表すことができる。
ＤＮ２ｎ＝Ｇ（ｔｎ）
【００３１】
光路パージ起動所要時間tp’は、光路パージ停止から十分時間が経過してしまった場合(光路２０内が大気の状態：Ｎ２濃度７８％)から光路２０内のＮ２濃度が１００％になるまでに要するパージ起動所要時間をt*、ＤＮ２ｎ＝Ｇ（ｔｎ）の逆関数をｔｎ=ｇ（ＤＮ２ｎ）とすると、図３にも示すように
tp’＝t*−ｇ（ＤＮ２）＝t*−ｇ（Ｆ（ｔ）)
で表される。つまり、光路パージ起動所要時間tp’はパージ停止時間ｔより求めることができる。
【００３２】
温度制御手段起動所要時間tc’は、準備完了温度と現在温度の差△Tcにより以下の式より求めることができる。
tc’＝Ｅ（△Tc）
関数Ｅは温度制御ユニット８の能力によって定まる関数であり、温度差の絶対値が同じでも準備完了温度と現在温度との大小関係によってtc’は異なる場合がある。準備完了温度が現在温度より低い場合は、温度制御ユニット８は冷却を行うが、準備完了温度が現在温度より高い場合は、温度制御ユニット８は加熱を行う。準備完了温度としては、例えば、１５℃（稼働中温度１０℃）、２５℃（稼働中温度３０℃）などがある。
【００３３】
本実施の形態にかかるレーザ加工機１００の制御方法について図４のフローチャートに従って以下に説明する。
【００３４】
まず、レーザ加工機１００が起動するまでにオペレータ（ユーザ）が待つことができる時間である待機可能時間t’を、例えば入力端末１８にオペレータが予め入力する（ステップＳ４０１）。
【００３５】
次に、レーザ加工動作が実行されておらず（アイドル運転中）、且つオペレータがレーザ加工機１００に対して何ら操作を行っていない時点、即ち最後の操作が行われた時点（最終トリガ時）から時間のカウントを始める（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）。オペレータが何らかの操作をした場合など、上記条件が満たされなくなったときに上記カウントはリセットされる（ステップＳ４０２：Ｎｏ）。
【００３６】
上記カウントが継続され予め定めた所定時間を経過し、且つレーザ加工機１００に対する本実施の形態の制御（自動制御機能）が有効になっている場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）はステップＳ４０４に進む。それ以外の場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、カウントはリセットされる。ステップＳ４０４において、レーザ共振器１の真空容器７内を真空引きしているとき（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）は、ガス循環ブロワ３、光路パージ（弁２４「開」による光路２０へのＮ２充填）、温度制御ユニット８、を直ちに全て停止する（ステップＳ４１３）。
【００３７】
真空引き中以外の場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）は、ステップ４０５に進み、レーザブロワ起動所要時間tb’が待機可能時間t’より短い場合は（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、ガス循環ブロワ３（レーザブロワ手段）を停止する（ステップＳ４０６）。レーザブロワ起動所要時間tb’が待機可能時間t’より長い場合は（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、ガス循環ブロワ３の起動状態を維持する。
【００３８】
その後は、光路パージ起動所要時間tp’が待機可能時間t’より短い場合（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）は弁２４を閉じて光路パージを停止或いはその停止状態を維持し（ステップＳ４０８）、光路パージ起動所要時間tp’が待機可能時間t’より長い場合（ステップＳ４０７：Ｎｏ）は弁２４を開いて光路パージを起動或いはその起動状態を維持する（ステップＳ４０９）。
【００３９】
さらに、温度制御手段起動所要時間tc’が待機可能時間t’より短い場合（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）は温度制御ユニット８を停止或いはその停止状態を維持し（ステップＳ４１１）、温度制御手段起動所要時間tc’が待機可能時間t’より長い場合（ステップＳ４１０：Ｎｏ）は前記温度制御手段を起動或いはその起動状態を維持する（ステップＳ４１２）。その後は、ステップＳ４０７に戻って制御手段１０によって上記制御を維持する。
【００４０】
無駄な運転を削減するために各機能要素を停止する場合、再起動に時間を要するために待ち時間が発生するが、この方法では待ち時間をオペレータが許容する待機可能時間内に収めつつ、無駄な運転を削減することができる。即ち、オペレータが許容した待機時間内にレーザ加工機をフル稼働させることができると同時に効果的なランニングコストの低減が可能となる。
【００４１】
実施の形態３．
実施の形態２において説明したように、レーザ加工機の機能要素には光路パージ手段、温度制御手段などのように起動所要時間を決定するパラメータ（例えばＮ２濃度、現在温度など）が明らかなものがある。本実施の形態においては、起動と停止を交互に繰り返す間欠運転実行中にいつ起動指示が来ても完全に稼動可能な状態になるまでに要する時間（起動所要時間）を一定範囲内に保つことが可能な機能要素については間欠運転を実行する。これによって、オペレータが許容する待機可能時間t’を維持する。なお、本実施の形態におけるレーザ加工機１００の構成も図１と同様である。
【００４２】
例えば、光路パージの間欠運転について、間欠運転時の光路２０内のＮ２濃度の変化を示した図５を用いて説明する。Ｎ２の流入バルブである弁２４の開閉を繰り返す間欠運転において、弁２４を閉にする（光路パージＯＦＦ）と光路２０内のＮ２濃度は減少して行く。Ｎ２濃度が間欠運転中の最低濃度Ｎ２Ｗとなった時点で、弁２４を開にする（光路パージＯＮ）と光路２０内のＮ２濃度は増加に転ずる。Ｎ２濃度が欠運転中の最高濃度Ｎ２ｂとなった時点で、再び弁２４を閉にする（光路パージＯＦＦ）。以後この間欠運転動作を繰り返す。
【００４３】
このような動作を行うことにより間欠運転中の光路パージ起動所要時間tp’は最長でもＮ２濃度が最低濃度Ｎ２Ｗから１００％になるまでにかかるtp'wであり、最短でもＮ２濃度が最高濃度Ｎ２ｂから１００％になるまでにかかるtp'bである。従って、欠運転中の光路パージの最長起動所要時間tp'w＜待機可能時間t’が満たされていればよい。これは、光路パージ停止時の濃度低下関数ＤＮ２＝Ｆ（ｔ）と、光路パージ運転時のパージ濃度関数ＤＮ２ｎ＝Ｇ（ｔｎ）により、光路２０内のＮ２濃度が最低濃度Ｎ２Ｗ以上に保たれるように間欠運転をすることで可能となる。
【００４４】
このように上記間欠運転でポイントとなるのは、最長起動所要時間tp'wを決定する最低濃度Ｎ２Ｗである。これにより定まる最長起動所要時間tp'w＜待機可能時間t’が満たされればよい。従って、弁２４を閉にして（光路パージＯＦＦ）Ｎ２濃度が最低濃度Ｎ２Ｗまで下がった時点で直ちに弁２４を開にして（光路パージＯＮ）にするのであれば、光路パージＯＮとＯＦＦの周期は変化をつけることが可能である。即ち欠運転中の最高濃度Ｎ２ｂはＮ２Ｗから１００％の間に任意に設定できる。従って、レーザ加工機１００の即応性と経済性のバランスをとった最適な間欠運転の設定が可能である。
【００４５】
同様に、温度制御ユニット８についても温度制御ユニット８が冷却水（加熱水）の水温を測定し、目標温度である準備完了温度との差が一定範囲に収まるように起動と停止を交互に繰り返す間欠運転を実行させる。このように冷却水（加熱水）の水温を準備完了温度から一定の範囲内に保つことにより、温度制御手段起動所要時間tc’を待機可能時間t’内に保つことができる。
【００４６】
上記間欠運転を実行する本実施の形態にかかるレーザ加工機１００の制御方法について図６のフローチャートに従って説明する。図６のフローチャートは、図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０６、Ｓ４１３のフローは同様である。図６ではステップＳ４０５、Ｓ４０６でレーザブロワ起動所要時間tb’と待機可能時間t’の大小関係によってガス循環ブロワ３の停止或いは起動状態維持を決定した後に、ステップＳ６０１で光路パージおよび温度制御手段の間欠運転を実行する。ここで、間欠運転は光路パージまたは温度制御手段のいずれかのみで実行しても、両方で実行しても構わない。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態にかかるレーザ加工機１００の制御方法の間欠運転により各要素の起動所要時間をユーザが設定した待機可能時間t’以下に保つことができる。この方法により、間欠運転によりランニングコストを抑えた状態で、オペレータが所望する待機可能時間以下の起動所要時間を常時実現することができる。即ち、レーザ加工機１００の即応性と経済性のバランスをとった最適な間欠運転の設定が可能となる。
【００４８】
実施の形態４．
本実施の形態におけるレーザ加工機１００の構成も図１と同様である。実施の形態２において説明したように、例えば、ガス循環ブロワ３（レーザブロワ手段）、弁２４を開くことによる光路２０へのＮ２充填（光路パージ手段）、温度制御ユニット８（温度制御手段）の停止状態から準備完了までにかかるそれぞれの時間(起動所要時間)tb’、tp’、tc’などは、物理的に決定されるものであるから計算等により求めることができる。これらの値は上述したように機能要素ごとに、さらにはそのときの状態によって変化する。従って、レーザ加工機１００の起動時には、最も長い起動所要時間の機能要素がレーザ加工機１００全体の起動所要時間を決定することになる。
【００４９】
この場合、起動所要時間が長い機能要素と同時にそれより起動所要時間が短い機能要素を起動させてしまうと、起動所要時間が短い機能要素は起動所要時間が長い機能要素が起動（準備完了）するまで無駄に運転することになりそれだけ無駄なランニングコストがかかる。
【００５０】
従って、本実施の形態においては、ユーザにより入力端末１８などからレーザ加工機１００へ起動操作が入った際に、例えば、レーザブロワ起動所要時間tb’、パージ起動所要時間tp’、温度制御手段起動所要時間tc’を計算し、起動所要時間が長いものから順に、各機能要素の起動完了時刻が同時になるように運転を開始する。これにより、起動所要時間が他の機能要素より短い機能要素が他の機能要素が起動（準備完了）するまでに行う無駄な運転を削減することができ、レーザ加工機１０の起動時のランニングコストを削減することができる。
【００５１】
また、本実施の形態のレーザ加工機の制御方法はレーザ加工機１０の各機能要素が停止している状態で起動操作が入った場合に実行するものであるから、上記実施の形態１乃至３それぞれと組み合わせて実施することが可能である。これによりレーザ加工機のランニングコストをさらに削減することできる。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、レーザ加工機における機能要素の例としてレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段などを用いて説明したが、他の機能要素についてもそれぞれ、停止時間の設定、起動所要時間の算出を行うことにより適用が可能である。即ち、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。
【００５３】
例えば、上記実施の形態１乃至４それぞれに示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記実施の形態１乃至４にわたる構成要件を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかるレーザ加工機制御装置およびレーザ加工機制御方法は、レーザ加工機のランニングコストの低減に有用であり、特に、アイドル運転中のレーザ加工機のランニングコストの低減に適している。
【符号の説明】
【００５５】
１  レーザ発振器
２  放電電極
３  ガス循環ブロア
４  部分反射鏡
５  全反射鏡
６  熱交換器
７  真空容器
８  温度制御ユニット
９  電源盤
１０  制御手段
１１  レーザ光
１２  レーザガス供給源
１３  圧力計
１４  真空ポンプ
１５、１６、１７、２４  弁
１８  入力端末
２０  光路
２５  レギュレータ
１００  レーザ加工機
Ｓ２０１〜Ｓ２１０、Ｓ４０１〜Ｓ４１３、Ｓ６０１  ステップ
【図１】
2012053297.tif 000003
【図２】
2012053297.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012053297.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月9日(2012.8.9)
【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】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、
前記最終トリガ時の後、前記経過時間が前記要素手段毎の起動所要時間に基づいて予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する制御手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記制御手段は、
前記経過時間が第１停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する第１停止手段と、
前記経過時間が前記第１停止時間より長い第２停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する第２停止手段と、
前記経過時間が前記第２停止時間より長い第３停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する第３停止手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項４】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する計測手段と、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する待機可能時間受付手段と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記経過時間が所定時間を越えた後に、
一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、当該レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、
光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、
温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、当該温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項６】
前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項７】
前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項８】
前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
ことを特徴とする請求項１および３〜７のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項９】
レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
ことを特徴とする請求項１および３〜８のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御装置。
【請求項１０】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記最終トリガ時の後、前記経過時間が前記要素手段毎の起動所要時間に基づいて予め定められた停止時間を越えた時に当該要素手段を別個に停止する工程と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
前記停止する工程は、
前記経過時間が第１停止時間を越えた時に、前記レーザブロワ手段を停止する工程と、
前記経過時間が前記第１停止時間より長い第２停止時間を越えた時に、前記光路パージ手段を停止する工程と、
前記経過時間が前記第２停止時間より長い第３停止時間を越えた時に、前記温度制御手段を停止する工程と
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１３】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は当該要素手段を停止し或いはその停止状態を維持する停止工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、前記要素手段毎の起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は当該要素手段を起動し或いはその起動状態を維持する起動工程と
を備えたことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１４】
前記停止工程は、一定値であるレーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記レーザブロワ手段を停止し、光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記光路パージ手段を停止し或いはその停止状態を維持し、温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より短い場合は前記温度制御手段を停止し或いはその停止状態を維持し、
前記起動工程は、前記レーザブロワ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記レーザブロワ手段の起動状態を維持し、前記光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記光路パージ手段を起動し或いはその起動状態を維持し、前記温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間より長い場合は前記温度制御手段を起動し或いはその起動状態を維持する
ことを特徴とする請求項１３に記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１５】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
光路パージ起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記光路パージ手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１６】
少なくともレーザブロワ手段、光路パージ手段、温度制御手段を含んだ複数の要素手段を備えたレーザ加工機において、
前記レーザ加工機が起動するまでにユーザが待つことができる時間である待機可能時間を予め入力する工程と、
前記レーザ加工機のレーザ加工動作が停止しており且つ当該レーザ加工機に対するユーザの操作が無くなった最終トリガ時からの経過時間を計測する工程と、
前記経過時間が所定時間を越えた後に、
温度制御手段起動所要時間が前記待機可能時間以下に維持されるように前記温度制御手段の停止と起動を交互に繰り返す間欠運転を行う
ことを特徴とするレーザ加工機制御方法。
【請求項１７】
前記レーザ加工機に対するユーザの起動操作が入力された場合に、当該入力時における前記要素手段毎の起動に要する時間である初期起動所要時間の終了時刻が同時となるように、当該初期起動所要時間がより長い前記要素手段から順次前記要素手段を起動する
ことを特徴とする請求項１０および１２〜１６のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御方法。
【請求項１８】
レーザ共振器内を真空引きするときには、前記レーザブロワ手段、前記光路パージ手段、前記温度制御手段を全て停止する
ことを特徴とする請求項１０および１２〜１７のいずれか１つに記載のレーザ加工機制御方法。
【国際調査報告】
2012053297.tif 000009
2012053297.tif 000010
2012053297.tif 000011
2012053297.tif 000012