(57)【要約】【課題】レーザ光を照射する際の安全性が高いレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ発振器１１と、レーザ発振器１１に対して移動可能に接続され、レーザ発振器１１において発生したレーザ光Ｌを受け取って被加工物Ｗに照射するレーザトーチ３と、レーザトーチ３に設けられた第１のスイッチ３３と、レーザトーチ３に設けられ、被加工物Ｗの有無を検出する第１の検出手段３５と、レーザトーチ３とは別個に設けられた第２のスイッチ４１とを有し、第１の検出手段３５が被加工物Ｗを検出し、且つ第１のスイッチ３３がオンの状態で、さらに第２のスイッチ４１がオンされた場合にレーザ光Ｌが出射されるように形成する。【選択図】図１
2010279956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、
該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、
前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、
前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、
前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチと、を有し、
前記第１の検出手段が被加工物を検出し、且つ前記第１のスイッチがオンの状態で、さらに前記第２のスイッチがオンされた場合にレーザ光が出射されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段は、レーザトーチと被加工物との距離を検出する手段であることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段をさらに有し、該第２の検出手段はレーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラをさらに有し、
該コントローラは、前記第１の検出手段が検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記第１の検出手段の検出した距離が所定の閾値以下の場合に被加工物が有と判定し、閾値より長い場合に被加工物が無と判定することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラをさらに有し、
該コントローラは、前記光センサが検出した反射光の明るさに基づいて加工開始後における被加工物の有無を判定することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記光センサの出力電圧が所定の閾値以上の場合に被加工物が有と判定し、閾値未満の場合に被加工物が無と判定することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記コントローラの判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記第１のスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、前記レーザ加工装置の可動部の動作制御を行うことを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、
該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、
前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、
前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチと、
前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、
前記レーザトーチに設けられ、前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段と、
レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラと、を有し、
前記レーザトーチは、手動操作されるものであり、
前記第1のスイッチは、スタートスイッチであり、
前記第２のスイッチは、別置きスイッチであり、
前記第１の検出手段は、前記レーザトーチと被加工物との距離を非接触で検出する距離センサであり、
前記第２の検出手段は、レーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサであり、
前記コントローラは、前記距離センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が有の場合、この被加工物が有の状態で前記スタートスイッチがオンされ、且つ前記スタートスイッチがオンの状態でさらに前記別置きスイッチがオンされた場合に、前記レーザトーチからのレーザ光の出射を開始するとともに、レーザ光の出射状態を保持し、レーザ光の出射後には、前記距離センサあるいは前記光センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいてレーザ光の出射後における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記スタートスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、レーザ加工装置の動作部の動作制御を行うことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、
該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、
前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、
前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチと、
前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、
前記レーザトーチに設けられ、前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段と、
レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラと、を有し、
前記レーザトーチは、手動操作されるものであり、
前記第１のスイッチは、スタートスイッチであり、
前記第２のスイッチは、別置きスイッチであり、
前記第１の検出手段は、前記コントローラに設けられ、前記レーザトーチと被加工物との相互間の距離を前記レーザトーチと前記被加工物との相互間に印加した電圧の変化により検出する距離検出回路であり、
前記第２の検出手段は、レーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサであり、
前記コントローラは、前記距離検出回路が検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が有の場合、この被加工物が有の状態で前記スタートスイッチがオンされ、且つ前記スタートスイッチがオンの状態でさらに前記別置きスイッチがオンされた場合に、前記レーザトーチからのレーザ光の出射を開始するとともに、レーザ光の出射状態を保持し、レーザ光の出射後には、前記光センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいてレーザ光の出射後における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記スタートスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、レーザ加工装置の動作部の動作制御を行うことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
被加工物に照射されるレーザ光の照射位置を視認させるための可視光からなるガイド光を発生するガイド光発生装置と、前記レーザトーチに設けられた第３のスイッチとをさらに有し、
前記ガイド光発生装置により発生させたガイド光は、レーザ光の光路に導入可能に形成されており、
前記コントローラは、前記第３のスイッチがオンされた場合、前記レーザトーチからガイド光を出射するようにレーザ加工装置の動作部の動作制御を行うことを特徴とする請求項４ないし請求項１０のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者が手に持った状態で使用するレーザトーチによりレーザ光を被加工物に照射して、穴あけ、切断、溶接などの加工を行うレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ光を被加工物に照射し、高密度の熱エネルギによって穴あけ、切断、溶接などの加工を行うレーザ加工装置が知られている。このようなレーザ加工装置の一種として、手動操作、詳しくは、使用者が手に持った状態で使用するレーザトーチ（レーザ出射ユニット）を備えたものが、多種多様の加工を行うのに使用者による使い勝手がよいなどという理由により、板金加工やオブジェの作成などに用いられている。
【０００３】
このような従来のレーザ加工装置に用いられるレーザトーチとしては、加工開始前の被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、加工中に被加工物の有無を検出する第２の検出手段とをレーザトーチに設け、第１の検出手段により加工開始前の被加工物が検出されたときのみレーザ光の照射を可能にするレーザ出射スイッチとしてのスタートスイッチをレーザトーチに設ける構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
第１の検出手段としては、被加工物に照射したガイド光の反射光を非接触で検出する光センサ（フォトダイオード）、被加工物との接触により作動するリミットスイッチ、被加工物である金属の存在を非接触で検出する近接センサ（近接スイッチ：静電容量タイプ）などが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のレーザ加工装置においては、レーザトーチに設けた第１の検出手段によって加工開始前の被加工物を検出した後に、スタートスイッチが作動する（入る）と、レーザトーチからレーザ光が出射される構成とされているため、被加工物を検出した後に、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチが作動して、レーザ光が思わぬ方向に照射されてしまうという問題点があった。
【０００７】
例えば、被加工物を検出した後に、レーザトーチを大きなサイズの被加工物上に落としたときに、スタートスイッチが被加工物に当接すると、レーザトーチの自重あるいは当接時の接触圧などによりスタートスイッチが作動してレーザ光が思わぬ方向に照射されることになる。
【０００８】
また、被加工物に物が載っている場合、被加工物を検出した後に、レーザトーチが傾いたときにスタートスイッチが物に当接すると、スタートスイッチが作動してレーザ光が思わぬ方向に照射されることになる。
【０００９】
そこで、レーザ光を照射する際の安全性が高いレーザ加工装置が求められている。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レーザ光を照射する際の安全性が高いレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチとを有し、前記第１の検出手段が被加工物を検出し、且つ前記第１のスイッチがオンの状態で、さらに前記第２のスイッチがオンされた場合にレーザ光が出射される点にある。
【００１２】
そして、このような構成を採用したことにより、第１の検出手段が被加工物を検出し、且つ第１のスイッチがオンの状態で、さらに前２のスイッチがオンされた場合にレーザ光が出射されるため、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、第１のスイッチが作動してもレーザ光が出射されることがない。すなわち、加工開始前に被加工物を検出した状態で、第１のスイッチに加えて第２のスイッチがオンされない限り、レーザ光が出射されることがないので、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項１において、前記第１の検出手段は、レーザトーチと被加工物との距離を検出する手段である点にある。そして、このような構成を採用したことにより、被加工物の有無の検出に加えて、被加工物を検出したときには、レーザトーチと被加工物との距離、すなわち、加工時におけるレーザ光の照射距離を検出することができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項１または請求項２において、前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段をさらに有し、該第２の検出手段はレーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサである点にある。そして、このような構成を採用したことにより、レーザ光の出射後における被加工物の有無を非接触で検出することができるので、レーザトーチを操作するときに邪魔にならない。その結果、加工時におけるレーザトーチの操作性を向上することができる。
【００１５】
請求項４に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項２または請求項３において、レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラをさらに有し、該コントローラは、前記第１の検出手段が検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、加工開始前における被加工物の有無をリアルタイムで判定することができる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項４において、前記コントローラは、前記第１の検出手段の検出した距離が所定の閾値以下の場合に被加工物が有と判定し、閾値より長い場合に被加工物が無と判定する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、レーザトーチと被加工物との距離が予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定することができる。その結果、レーザトーチと被加工物との距離がレーザ加工に適している場合のみレーザ光を出射することが可能になる。
【００１７】
請求項６に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項３において、レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラをさらに有し、該コントローラは、前記光センサが検出した反射光の明るさに基づいて加工開始後における被加工物の有無を判定する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コントローラは、加工開始後における被加工物の有無をリアルタイムで判定することができるし、加工開始後における被加工物の有無を監視することができる。
【００１８】
請求項７に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項６において、前記コントローラは、前記光センサの出力電圧が所定の閾値以上の場合に被加工物が有と判定し、閾値未満の場合に被加工物が無と判定する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、光センサの出力電圧が予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定することができる。その結果、レーザトーチが被加工物から予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定して、レーザ光の出射、ひいてはレーザ加工を継続することができる。
【００１９】
請求項８に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項６において、前記コントローラの判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記第１のスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、前記レーザ加工装置の可動部の動作制御を行う点にある。そして、このような構成を採用したことにより、レーザ光の出射後に被加工物を検出しない場合、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を自動的に停止することができるし、使用者が第１のスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができる。その結果、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができる。
【００２０】
請求項９に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチと、前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、前記レーザトーチに設けられ、前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段と、レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラとを有し、前記レーザトーチは、手動操作されるものであり、前記第１のスイッチは、スタートスイッチであり、前記第２のスイッチは、別置きスイッチであり、前記第１の検出手段は、前記レーザトーチと被加工物との距離を非接触で検出する距離センサであり、前記第２の検出手段は、レーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサであり、前記コントローラは、前記距離センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が有の場合、この被加工物が有の状態で前記スタートスイッチがオンされ、且つ前記スタートスイッチがオンの状態でさらに前記別置きスイッチがオンされた場合に、前記レーザトーチからのレーザ光の出射を開始するとともに、レーザ光の出射状態を保持し、レーザ光の出射後には、前記距離センサあるいは前記光センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいてレーザ光の出射後における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記スタートスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、レーザ加工装置の動作部の動作制御を行う点にある。
【００２１】
そして、このような構成を採用したことにより、被加工物を検出した状態で、スタートスイッチに加えて別置きスイッチがオンされない限り、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチが作動してもレーザ光が出射されることがないので、従来に比較して、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができる。また、レーザ光の出射後に被加工物の有無の判定結果が無、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を停止することができるし、使用者がスタートスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができるので、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができる。よって、高い安全性を確保することができる。
【００２２】
請求項１０に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、被加工物の加工に供するレーザ光を発生させるレーザ発振器と、該レーザ発振器に対して移動可能に接続され、当該レーザ発振器において発生したレーザ光を受け取って被加工物に照射するレーザトーチと、前記レーザトーチに設けられた第１のスイッチと、前記レーザトーチとは別個に設けられた第２のスイッチと、前記レーザトーチに設けられ、前記被加工物の有無を検出する第１の検出手段と、前記レーザトーチに設けられ、前記レーザトーチからレーザ光を出射した後の前記被加工物の有無を検出する第２の検出手段と、レーザ加工装置の動作部の動作制御を司るコントローラとを有し、前記レーザトーチは、手動操作されるものであり、前記第１のスイッチは、スタートスイッチであり、前記第２のスイッチは、別置きスイッチであり、前記第１の検出手段は、前記コントローラに設けられ、前記レーザトーチと被加工物との相互間の距離を前記レーザトーチと前記被加工物との相互間に印加した電圧の変化により検出する距離検出回路であり、前記第２の検出手段は、レーザ光の照射による加工部位の発熱により発生する放射光あるいは加工部位で反射するレーザ光の反射光による光の明暗を検出する受光素子を具備する光センサであり、前記コントローラは、前記距離検出回路が検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいて加工開始前における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が有の場合、この被加工物が有の状態で前記スタートスイッチがオンされ、且つ前記スタートスイッチがオンの状態でさらに前記別置きスイッチがオンされた場合に、前記レーザトーチからのレーザ光の出射を開始するとともに、レーザ光の出射状態を保持し、レーザ光の出射後には、前記光センサが検出した前記レーザトーチと被加工物との距離に基づいてレーザ光の出射後における被加工物の有無を判定し、その判定結果が被加工物が無の場合、あるいは、前記スタートスイッチのオンが解除された場合、レーザ光の出射を停止するように、レーザ加工装置の動作部の動作制御を行う点にある。
【００２３】
そして、このような構成を採用したことにより、距離検出回路がコントローラに設けられているので、レーザトーチを操作するときに邪魔にならないし、出力電圧の電圧の変化によって距離を検出するから、ゴミ、異物などの外乱による検出誤差を少なくすることができる。また、被加工物を検出した状態で、スタートスイッチに加えて別置きスイッチがオンされない限り、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチが作動してもレーザ光が出射されることがないので、従来に比較して、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができる。さらに、レーザ光の出射後に被加工物の有無の判定結果が無、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を停止することができるし、使用者がスタートスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができるので、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができる。よって、高い安全性を確保することができるとともに、使用者による使い勝手の向上を図ることができる。
【００２４】
請求項１１に記載の本発明のレーザ加工装置の特徴は、請求項４ないし請求項１０のいずれか１項において、被加工物に照射されるレーザ光の照射位置を視認させるための可視光からなるガイド光を発生するガイド光発生装置と、前記レーザトーチに設けられた第３のスイッチとをさらに有し、前記ガイド光発生装置により発生させたガイド光は、レーザ光の光路に導入可能に形成されており、前記コントローラは、前記第３のスイッチがオンされた場合、前記レーザトーチからガイド光を出射するようにレーザ加工装置の動作部の動作制御を行う点にある。そして、このような構成を採用したことにより、第３のスイッチからなるガイドスイッチをオンすることにより、レーザ光の照射位置、すなわち加工位置を目視で確認するのためガイド光をレーザトーチから出射することができるので、被加工物に対するレーザ光の出射位置を正確に得ることができる。その結果、レーザ光の照射位置を被加工物の加工部位に対して正確に誘導、すなわち、加工部位に対するレーザ光の出射位置がずれるのを防止することができるので、使用者による使い勝手を向上することができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、加工開始前に被加工物を検出した状態で、第１のスイッチに加えて第２のスイッチがオンされない限り、レーザ光が出射されることがないので、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。
【００２６】
請求項２に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、被加工物の有無の検出に加えて、被加工物を検出したときには、レーザトーチと被加工物との距離、すなわち、加工時におけるレーザ光の照射距離を検出することができるなどの優れた効果を奏する。
【００２７】
請求項３に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、レーザ光の出射後における被加工物の有無を非接触で検出することができるので、レーザトーチを操作するときに邪魔にならない。その結果、加工時におけるレーザトーチの操作性を向上することができるなどの優れた効果を奏する。
【００２８】
請求項４に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、加工開始前における被加工物の有無をリアルタイムで判定することができるなどの優れた効果を奏する。
【００２９】
請求項５に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、レーザトーチと被加工物との距離が予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定することができる。その結果、レーザトーチと被加工物との距離がレーザ加工に適している場合のみレーザ光を出射することが可能になるなどの優れた効果を奏する。
【００３０】
請求項６に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、コントローラは、加工開始後における被加工物の有無をリアルタイムで判定することができるし、加工開始後における被加工物の有無を監視することができるなどの優れた効果を奏する。
【００３１】
請求項７に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、光センサの出力電圧が予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定することができる。その結果、レーザトーチが被加工物から予め設定された範囲にある場合のみ被加工物を検出したと判定して、レーザ光の出射を継続することができるなどの優れた効果を奏する。
【００３２】
請求項８に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、レーザ光の出射後に被加工物を検出しない場合、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を自動的に停止することができるし、使用者が第１のスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができるなどの優れた効果を奏する。その結果、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。
【００３３】
請求項９に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、被加工物を検出した状態で、スタートスイッチに加えて別置きスイッチがオンされない限り、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチが作動してもレーザ光が出射されることがないので、従来に比較して、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。また、レーザ光の出射後に被加工物の有無の判定結果が無、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を停止することができるし、使用者がスタートスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができるので、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。よって、高い安全性を確保することができるなどの優れた効果を奏する。
【００３４】
請求項１０に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、距離検出回路がコントローラに設けられているので、レーザトーチを操作するときに邪魔にならないし、出力電圧の電圧の変化によって距離を検出するから、ゴミ、異物などの外乱による検出誤差を少なくすることができるなどの優れた効果を奏する。また、被加工物を検出した状態で、スタートスイッチに加えて別置きスイッチがオンされない限り、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチが作動してもレーザ光が出射されることがないので、従来に比較して、レーザ光を照射する際の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。さらに、レーザ光の出射後に被加工物の有無の判定結果が無、すなわち、レーザ光の出射後にレーザトーチが被加工物から離脱した場合には、レーザ光の出射を停止することができるし、使用者がスタートスイッチのオンを解除することでもレーザ光の出射を停止することができるので、レーザ光を出射した後の安全性を格段に高くすることができるなどの優れた効果を奏する。よって、高い安全性を確保することができるとともに、使用者による使い勝手の向上を図ることができるなどの優れた効果を奏する。
【００３５】
請求項１１に記載の本発明のレーザ加工装置によれば、ガイドスイッチをオンすることにより、レーザ光の照射位置、すなわち加工位置を目視で確認するのためガイド光をレーザトーチから出射することができるので、被加工物に対するレーザ光の出射位置を正確に得ることができるなどの優れた効果を奏する。その結果、レーザ光の照射位置を被加工物の加工部位に対して正確に誘導、すなわち、加工部位に対するレーザ光の出射位置がずれるのを防止することができるので、使用者による使い勝手を向上することができるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るレーザ加工装置の第１実施形態の要部を示す構成図
【図２】本発明に係るレーザ加工装置の第２実施形態の要部を示す図１と同様の図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００３８】
図１は本発明に係るレーザ加工装置の第１実施形態の要部を示す構成図である。
【００３９】
本実施形態は、手動操作、詳しくは使用者が手に持って使用するレーザトーチによりレーザ光を金属板などの被加工物に照射（放射）して、穴あけ、切断、溶接などの加工に用いられるレーザ加工装置を例示している。なお、本明細書における金属製の被加工物とは、加工部位のみが金属であるものを含む。
【００４０】
図１に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１は、レーザ装置２と、レーザ出射ユニットとしてのレーザトーチ３と、光ファイバ４と、コントローラ５とを有している。
【００４１】
前記レーザ装置２は、被加工物Ｗの加工に供するレーザ光Ｌを得るためのものであり、レーザ光Ｌを発生するレーザ発振器１１と、レーザ装置２の動作部の制御を司るレーザ用制御部１２とを有している。
【００４２】
本実施形態のレーザ発振器１１は、レーザとしての固体レーザを発生するためのものであり、相互に平行に延在するようにして設けられた反射ミラー１４（光共振器）と出力ミラー１５（光共振器）との間に、レーザ媒質１６（レーザロッド）を設け、所望の位置に配設された図示しない駆動電源により駆動される励起ランプからの光（励起エネルギ）によりレーザ媒質内の原子を励起（光励起）させた後、出力ミラー１５を通してレーザ光Ｌを出力するようにされている。この出力ミラー１５から出力されたレーザ光Ｌは、出力ミラー１５の前方（図１の上方）に配設された光路制御ミラー１８により進行方向が右側に９０度屈折されて光コネクタなどからなるレーザ出力端２０に導かれ出力可能にされている。また、レーザ媒質１６と反射ミラー１４、および、レーザ媒質１６と出力ミラー１５との間には、それぞれ安全保持用のメインシャッタ２２、２２が配設されている。さらに、光路制御ミラー１８とレーザ出力端２０との間にも安全保持用の出力シャッタ２３が配設されている。
【００４３】
前記レーザ光Ｌとしては、ルビーロッドを励起して得られるルビーレーザ、ＹＡＧロッドを励起して得られるＹＡＧレーザ、Ｎｄ−ＹＡＧロッドを励起して得られるＮｄ−ＹＡＧレーザ、Ｎｄ−ガラスロッドを励起して得られるＮｄ−ガラスレーザなどの各種の固体レーザから選択することができる。本実施形態においては、ＹＡＧロッドを励起して得られるＹＡＧレーザが用いられている。
【００４４】
なお、レーザ光Ｌとしては、気体レーザ、液体レーザ、半導体レーザを用いてもよい。
【００４５】
前記レーザ用制御部１２は、各種の演算処理を行う演算部として機能するＣＰＵと、プログラムやデータを記憶する記憶部として機能するメモリ（共に図示せず）とを有しており、レーザ光Ｌの発生および停止に必要な、駆動電源の動作制御、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３のそれぞれの開閉動作制御などのレーザ装置２の動作部の動作制御を行うようになっている。また、レーザ用制御部１２は、制御用配線１２ａによってコントローラ５と電気的に接続されており、コントローラ５から送出される制御指令に基づいてレーザ装置２の可動部の動作制御を行うように形成されている。
【００４６】
前記レーザ発振器１１には、適宜なガイド光発生装置２５が配設されている。このガイド光発生装置２５は、被加工物Ｗに照射されるレーザ光Ｌの照射位置、すなわち、被加工物Ｗの加工位置を目視で確認するのために用いられるものであり、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの可視光からなるビーム状のガイド光Ｇが出力可能とされている。そして、ガイド光発生装置２５により発生されるガイド光Ｇは、レーザ発振器１１の反射ミラー１４の背面に入射された後、レーザ出力端２０から出力可能に形成されている。なお、ガイド光発生装置２５としては、照明装置およびレンズ（光学系）を組み合わせたものであってもよい。また、ガイド光Ｇは、レーザ装置２の内部におけるレーザ光Ｌの光路調整などにも用いられる。
【００４７】
前記レーザ装置２で発生したレーザ光Ｌあるいはガイド光Ｇは、レーザ出力端２０から光ファイバ４を介してレーザトーチ３に伝送されるように形成されている。この光ファイバ４の一端は、レーザ出力端２０に着脱自在に取り付けられており、他端は、レーザトーチ３に接続されている。
【００４８】
すなわち、レーザトーチ３は、レーザ装置２（レーザ発振器１１）に対して移動可能に接続されており、レーザ発振器１１において発生したレーザ光Ｌと、ガイド光発生装置２５において発生したガイド光Ｇとのそれぞれを受け取って被加工物Ｗに照射することができるようにされている。
【００４９】
なお、光ファイバ４の他端は、レーザトーチ３に着脱自在に取り付けられいてもよいし、レーザトーチ３の内部に固定されていてもよい。
【００５０】
前記レーザトーチ３は、手動操作、詳しくは、使用者が手に持って使用するものであり、筒状に形成されたトーチ本体３１を有している。このトーチ本体３１の図１の下方に示す下端部は、先細のノズル状に形成された出射部３２とされており、レーザトーチ３に伝送されたレーザ光Ｌあるいはガイド光Ｇは、出射部３２の先端から出射されて被加工物Ｗに照射されるようになっている。なお、出射部３２の形状としては、筒状であってもよい。また、出射部３２としては、着脱自在に取り付けられたものであってもよい。
【００５１】
前記トーチ本体３１の内部には、図示しない複数のレンズ、例えば相互に平行に延在するようにして設けられた２枚のレンズが配設されている。また、出射部３２の開口端は、図示しない透明な保護部材により閉塞されている。
【００５２】
前記トーチ本体３１には、第１のスイッチとしてのスタートスイッチ３３、第３のスイッチとしてのガイドスイッチ３４、第１の検出手段としての第１距離検出手段３５および第２の検出手段としての第２距離検出手段３６が設けられている。
【００５３】
前記スタートスイッチ３３は、レーザ光Ｌの出射および停止に用いられるものであり、このスタートスイッチ３３としては、常時は電路を断ち切り（開く）、押圧操作によってスイッチング動作して電路をつなげ（閉じる）、押圧力を解除、すなわち、オン操作を解除すると回路を断ち切りもとの状態に復帰する押しボタンスイッチが用いられている。この押しボタンスイッチは、少なくとも操作部の操作端がトーチ本体３１の外部に露出されており、外部から操作可能にされている。また、スタートスイッチ３３は、スタート用配線３３ａによってコントローラ５と電気的に接続されており、スタートスイッチ３３の状態、すなわち、常時は非操作状態を示すオフ信号をコントローラ５に送出し、押圧操作によりオン操作された場合にはスイッチング動作して操作状態を示すオン信号をコントローラ５に送出できるようになっている。したがって、スタートスイッチ３３のオン操作を解除すると、コントローラ５に送出する信号がオンからオフになる。なお、スタートスイッチ３３の配置箇所は、設計コンセプトなどの必要に応じて設定することができる。
【００５４】
前記ガイドスイッチ３４は、ガイド光Ｇの出射および停止に用いられるものであり、このガイドスイッチ３４としては、スタートスイッチ３３と同様に、押しボタンスイッチが用いられている。この押しボタンスイッチは、少なくとも操作部の操作端がトーチ本体３１の外部に露出されており、外部から操作可能にされている。また、ガイドスイッチ３４は、ガイド用配線３４ａによってコントローラ５と電気的に接続されており、ガイドスイッチ３４の状態、すなわち、常時は非操作状態を示すオフ信号をコントローラ５に送出し、押圧操作によりオン操作された場合にはスイッチング動作して操作状態を示すオン信号をコントローラ５に送出できるようになっている。したがって、ガイドスイッチ３４のオン操作を解除すると、コントローラ５に送出する信号がオンからオフになる。なお、ガイドスイッチ３４の配置箇所は、設計コンセプトなどの必要に応じて設定することができる。
【００５５】
前記第１距離検出手段３５は、加工開始前におけるレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを検出するためのものである。
【００５６】
本実施形態の第１距離検出手段３５としては、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを検出する距離センサ３７が用いられている。この距離センサ３７としては、渦電流式変位センサ、光学式変位センサ、超音波式変位センサ、接触式変位センサなどが挙げられる。なお、渦電流式変位センサは、被加工物Ｗの少なくとも加工部位が金属（磁性体）の場合にのみ使用することができる。また、距離センサ３７は、距離センサ用配線３７ａによってコントローラ５と電気的に接続されており、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを検出し、検出した距離Ｄに対応した出力をコントローラ５に送出することができるようになっている。
【００５７】
例えば、距離センサ３７として渦電流式変位センサを用いた場合には、距離Ｄに比例した電圧が出力される。すなわち、被加工物Ｗまでの距離Ｄが遠いと、距離センサ３７の出力電圧は低く（小さく）、被加工物Ｗまでの距離Ｄが近いと、距離センサ３７の出力電圧は高く（大きく）なる。なお、被加工物Ｗがないときには、出力電圧は０Ｖになる。
【００５８】
前記距離センサ３７の配置箇所は、出射部３２の図１下方に示す下端など、設計コンセプトなどの必要に応じて設定することができる。
【００５９】
前記第２距離検出手段３６は、レーザトーチ３からレーザ光Ｌを出射した後の出射後における被加工物Ｗとの距離Ｄを非接触で検出するためのものである。
【００６０】
本実施形態の第２距離検出手段３６としては、レーザ光Ｌの照射による加工部位の発熱により発生する放射光、あるいは、加工部位で反射するレーザ光Ｌの反射光による光の明暗を検出する受光素子（図示せず。）を具備する光センサ３８が用いられている。この光センサ３８は、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを受光した光の明暗で検出し、検出した距離Ｄに対応した出力電圧を光センサ用配線３８ａによってコントローラ５に送出することができるようになっている。なお、光センサ３８は、光が明るい（強い）と、出力電圧が高く（大きく）なる。すなわち、光センサ３８の受光素子に到達する放射光あるいは反射光は完全な平行光でないために、光センサ３８までの距離Ｄが遠い（長い）と光が暗く（弱く）なるので、受光素子が受光する電荷量が少なくなり、光センサ３８の出力電圧は低く（小さく）なる。勿論、光センサ３８は、受光素子が受光した光の明暗を電荷の量に光電変換し、これを読み出して電気信号に変換した出力（検出信号：電圧）を光センサ３８内に内蔵されたＡＤ変換素子によりＡＤ変換して出力するものである。なお、光センサ３８の配置箇所は、出射部３２の図１下方に示す下端で距離センサ３７と干渉しない箇所など、設計コンセプトなどの必要に応じて設定することができる。
【００６１】
前記コントローラ５は、動作部の動作制御を司るためのものであり、少なくとも各種の演算処理を行う演算部として機能するＣＰＵと、プログラムやデータを記憶する記憶部として機能するメモリ（共に図示せず。）とを主として形成されている。また、メモリは、適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡＭおよびデータの消去と書き込みとを行うことのできるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどにより形成されている。なお、不揮発性メモリとしては、着脱可能なものであってもよい。
【００６２】
前記コントローラ５には、第２のスイッチとしての別置きスイッチ４１が電気的に接続されている。この別置きスイッチ４１は、レーザ光Ｌの出射に用いられるものであり、この別置きスイッチ４１としては、常時は電路を断ち切り、１回目の押圧操作によってスイッチング動作して電路をつなげて操作状態（オン状態）を保持し、２回目の押圧操作によって回路を断ち切りもとの状態に復帰する足踏みスイッチが用いられている。また、別置きスイッチ４１は、別置き用配線４１ａによってコントローラ５と電気的に接続されており、別置きスイッチ４１の状態、すなわち、常時は非操作状態を示すオフ信号をコントローラ５に送出し、押圧操作によりオン操作された場合にはスイッチング動作して操作状態を示すオン信号をコントローラ５に送出できるようになっている。
【００６３】
なお、別置きスイッチ４１は、少なくともレーザトーチ３とは別個に配置されていればよく、例えば、レーザ装置２に配設されていてもよい。この場合、別置き用配線４１ａをレーザ用制御部１２に接続して、足踏みスイッチの操作状態を示すオン信号をレーザ用制御部１２を介してコントローラ５に送出するように構成してもよい。また、足踏みスイッチとしては、常時は電路を断ち切り、押圧操作によってスイッチング動作して電路をつなげて、押圧力を解除すると回路を断ち切りもとの状態に復帰するものであってもよい。
【００６４】
前記コントローラ５のメモリには、少なくともＣＰＵがレーザ加工装置１の動作制御を行うためのプログラムおよびデータと、初期設定動作制御を行うためのプログラムおよびデータとが予め記憶されている。
【００６５】
このような動作制御を行うためのプログラムおよびデータとしては、レーザ光Ｌの出射を実行するための動作制御を行うためのプログラムおよびデータと、レーザ光Ｌを出射した後の動作制御を行うためのプログラムおよびデータと、ガイド光Ｇの出射を実行する動作制御を行うためのプログラムおよびデータとを挙げることができる。
【００６６】
前記レーザ光Ｌの出射を実行するための動作制御を行うためのプログラムおよびデータとしては、第１距離検出手段３５が被加工物Ｗを検出し、且つスタートスイッチ３３がオンの状態で、さらに別置きスイッチ４１がオンされた場合にレーザ光Ｌが出射されるものを挙げることができる。また、第１距離検出手段３５が検出したレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄに基づいて加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定し、その判定結果が被加工物Ｗが有の場合、この被加工物Ｗが有の状態でスタートスイッチ３３がオン（オン操作）され、さらにこの状態で別置きスイッチ４１がオン（オン操作）された場合に、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射を開始するとともに、レーザ光Ｌの出射状態を保持するようにレーザ装置２の動作制御を行うものを挙げることができる。
【００６７】
ここで、本実施形態における加工開始前における被加工物Ｗの有無の判定は、第１距離検出手段３５としての距離センサ３が検出した距離を予め設定された閾値と比較することにより行われる。例えば、距離センサ３７として渦電流式変位センサを用いた場合には、渦電流式変位センサの出力電圧が予め設定した基準電圧以上の場合に、加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定する。
【００６８】
なお、レーザ光Ｌの出射は、レーザ発振器１１を駆動させるとともに、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３を閉状態から開状態として保持させる動作制御により行われる。
【００６９】
前記レーザ光Ｌを出射した後の動作制御を行うためのプログラムおよびデータとしては、第１に、第１距離検出手段３５としての距離センサ３７が検出したレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄがレーザ光の出射後に閾値より大きくなって被加工物Ｗの有無を無と判定した場合、第２に、第２距離検出手段３６としての光センサ３８が検出したレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄに基づいて出射後における被加工物Ｗの有無を判定し、その判定結果が被加工物Ｗが無の場合、あるいは、第３に、スタートスイッチ３３の操作が解除された場合にそれぞれレーザ光Ｌの出射を停止するように、レーザ装置２の動作制御を行うものを挙げることができる。なお、前記第１の判定を省くこともできる。
【００７０】
ここで、本実施形態におけるレーザ光Ｌの出射後における前記第２の被加工物Ｗの有無の判定は、光センサ３８の出力電圧を予め設定された閾値と比較することにより行われる。例えば、レーザトーチ３が被加工物Ｗより遠くに離れたり、レーザ光Ｌを空中に向けて出射した場合のように、光センサ３８の出力電圧が予め設定した基準電圧以下の場合に、レーザ光Ｌの出射後における被加工物Ｗの有無を無と判定する。なお、レーザ光Ｌの出射の停止は、レーザ発振器１１の駆動を停止させるとともに、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３を開状態から閉状態として保持させる動作制御により行われる。
【００７１】
前記ガイド光Ｇの出射を実行する動作制御を行うためのプログラムおよびデータとしては、ガイドスイッチ３４がオン操作された場合、レーザトーチ３からガイド光Ｇを出射するようにガイド光発生装置２５およびレーザ装置２の動作を制御するものを挙げることができる。
【００７２】
ここで、ガイド光Ｇの出射は、ガイド光発生装置２５を駆動させるとともに、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３を閉状態から開状態として保持させる動作制御により行われる。
【００７３】
なお、出射した後にガイド光Ｇを停止させる動作制御は、ガイドスイッチ３４のオン操作が解除された場合、ガイド光発生装置２５の駆動を停止させる動作制御により行われる。
【００７４】
前記レーザ発振器１１の駆動および停止、ガイド光発生装置２５の駆動および停止、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３の開閉動作などは、レーザ用制御部１２がコントローラ５からの制御指令を受けて実行することになる。
【００７５】
前記レーザトーチ３の出射部３２から出射されるガイド光Ｇおよびレーザ光Ｌのそれぞれの光軸は、同軸となるように形成されている。
【００７６】
なお、レーザ装置２、レーザトーチ３、光ファイバ４、コントローラ５およびガイド光発生装置２５のその他の構成については、従来と同様とされているので、その詳しい説明については省略する。
【００７７】
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００７８】
まず、本実施形態のレーザ加工装置１における被加工物Ｗに照射されるレーザ光Ｌの照射位置の確認動作について説明する。
【００７９】
本実施形態のレーザ加工装置１におけるレーザ光Ｌの照射位置の確認は、レーザトーチ３の出射部３２を被加工物Ｗに近づけてガイドスイッチ３４をオン操作（押圧操作）することにより実行する。
【００８０】
そして、ガイドスイッチ３４をオン操作すると、コントローラ５は、ガイドスイッチ３４からのオン信号（信号のオンからオフへの切り変わり。）を受けて、ガイド光発生装置２５を駆動させるとともに、レーザ装置２のメインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３のそれぞれを閉状態から開状態とする。これにより、レーザトーチ３の出射部３２から可視光であるガイド光Ｇが被加工物Ｗに照射される。このとき、被加工物Ｗに対するガイド光Ｇの照射位置が、レーザ光Ｌによる被加工物Ｗの加工位置となるので、被加工物Ｗに対するレーザ光Ｌの出射位置を正確に得ることができる。その結果、レーザ光Ｌの照射位置を被加工物Ｗの加工部位に対して正確に誘導、すなわち、加工部位に対するレーザ光Ｌの出射位置がずれるのを防止することができるので、使用者による使い勝手を向上することができる。なお、ガイド光Ｇの出射は、ガイドスイッチ３４のオン操作を解除することにより停止、すなわち、ガイド光発生装置２５の駆動が停止する。
【００８１】
つぎに、本実施形態のレーザ加工装置１におけるレーザ光Ｌの出射動作について説明する。
【００８２】
レーザトーチ３の出射部３２を被加工物Ｗに近づける。すると、第１距離検出手段３５としての距離センサ３７がレーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄを検出して、その検出した距離Ｄをコントローラ５に送出する。例えば、距離センサ３７として渦電流式変位センサを用いた場合には、検出値である距離Ｄに応じた出力電圧をコントローラ５に送出する。
【００８３】
ついで、コントローラ５は、距離センサ３７からの距離Ｄの検出値に基づいて加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定する。すなわち、距離センサ３７の検出した距離Ｄを予め設定された閾値と比較することにより加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定する。例えば、距離センサ３７の出力電圧が予め設定した基準電圧以上の場合に、加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定、すなわち、加工開始前における被加工物Ｗの存在を検出する。なお、検出した距離Ｄを閾値と比較することにより、被加工物Ｗの有無を判定する構成とすることにより、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｗが予め設定した範囲のときに被加工物Ｗの有無を有と判定させることができる。すなわち、レーザトーチ３の前方に被加工物Ｗが存在したとしても、距離Ｄが予め設定された値より大きい（離れている）場合には、被加工物Ｗを無と判定させることができる。これにより、レーザトーチ３と被加工物Ｗとが予め設定した範囲にある場合にのみレーザ光Ｌを出射可能とすることができる。
【００８４】
ついで、距離センサ３７によって加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定した場合後に、スタートスイッチ３３をオン操作し、さらにこの状態で別置きスイッチ４１としての足踏みスイッチをオン操作することで、レーザ発振器１１が駆動するとともに、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３のそれぞれが開状態となり、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射が開始されるとともに、レーザ光Ｌの出射状態が保持される。これによりレーザ光Ｌの照射による被加工物Ｗの加工が開始されることになる。
【００８５】
すなわち、本実施形態のレーザ加工装置１によれば、加工開始前に、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを第１距離検出手段３５で検出し、検出した距離Ｄに基づいて加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定し、その判定結果が被加工物Ｗが有の場合、この被加工物Ｗが有の状態でスタートスイッチ３３が操作され、さらにこの状態で別置きスイッチ４１が操作された場合に、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射を開始するとともに、レーザ光Ｌの出射状態を保持するように、レーザ装置２の動作制御が行われる。なお、スタートスイッチ３３と、距離センサ３７での有判定とはどちらが先であってもよい。つまり、スタートスイッチ３３をオン操作した状態でレーザトーチ３を被加工物Ｗに近づけて距離センサ３７で被加工物Ｗを検出した場合でも、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射が開始される。
【００８６】
前記レーザトーチ３からレーザ光Ｌを出射した後は、第１距離検出手段３５としての距離センサ３７および第２距離検出手段３６としての光センサ３８がそれぞれレーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄを検出して、その検出値をコントローラ５に連続的に送出する。
【００８７】
ついで、コントローラ５は、距離センサ３７および光センサ３８からの距離Ｄの検出値に基づいて出射後における被加工物Ｗの有無の判定する。すなわち、コントローラ５は、距離センサ３７および光センサ３８からの距離Ｄの検出値に基づいて被加工物Ｗの有無を監視する。
【００８８】
具体的には、距離センサ３７および光センサ３８による距離Ｄの検出値である出力電圧を予め設定された閾値と比較することにより出射後における被加工物Ｗの有無を判定する。例えば、距離センサ３７または光センサ３８の出力電圧が予め設定した基準電圧以下の場合に、出射後における被加工物Ｗの有無を無と判定、すなわち、被加工物Ｗが存在しない（所定の位置から離脱した）ことを検出する。なお、検出した距離Ｄを閾値と比較することにより、被加工物Ｗの有無を判定する構成とすることにより、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｗが予め設定した範囲より大きくなったときに被加工物Ｗの有無を無と判定させることができる。すなわち、レーザトーチ３の前方に被加工物Ｗが存在したとしても、距離Ｄが予め設定された値より大きい（離れている）場合には、被加工物Ｗを無と判定させることができる。これにより、レーザトーチ３が被加工物Ｗから必要以上に離れたらレーザ光Ｌの出射を停止させることができる。
【００８９】
ついで、コントローラ５は、被加工物Ｗを無と判定した場合には、レーザ用制御部１２にレーザ発振器１１の停止指令を発して、レーザ発振器１１の駆動を停止するとともに、メインシャッタ２２、２２および出力シャッタ２３のそれぞれが開状態から閉状態となり、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射を停止する。
【００９０】
また、被加工物Ｗが有と判定されている場合においても、スタートスイッチ３３のオン操作を解除することによって、前記と同様に、コントローラ５、レーザ発振器１１、レーザ用制御部１２、各シャッタ２２、２３が動作して、レーザトーチ３からのレーザ光Ｌの出射が停止される。
【００９１】
すなわち、本実施形態のレーザ加工装置１によれば、レーザトーチ３からレーザ光Ｌを出射した後におけるレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを距離センサ３７および光センサ３８で検出し、検出した距離Ｄに基づいて出射後における被加工物Ｗの有無を判定し、判定結果が被加工物Ｗが無の場合、あるいは、スタートスイッチ３３の操作が解除された場合、レーザ光Ｌの出射を停止するように、レーザ装置２の動作制御が行われる。
【００９２】
本実施形態においては、距離Ｄの検出に利用する自然法則が異なる２種類のセンサ３７、３８が、共に被加工物Ｗの存在を検出している間のみレーザ光Ｌの出射を可能に制御するので、安全性が高いとともに加工精度を常に一定に保持することができる。
【００９３】
このように本実施形態のレーザ加工装置１によれば、第１距離検出手段３５は、加工開始前および加工開始後におけるレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを確実かつ容易に検出することができる。また、コントローラ５は、第１距離検出手段３５が検出したレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄに基づいて加工開始前および加工開始後における被加工物Ｗの有無を判定、すなわち、加工開始前および加工開始後における被加工物Ｗの検出をすることができる。さらに、コントローラ５は、加工開始前における被加工物Ｗの有無をリアルタイムで判定することができる。またさらに、コントローラ５は、加工開始前における被加工物Ｗの有無の判定結果が有、すなわち、加工開始前における被加工物Ｗを検出した状態で、スタートスイッチ３３に加えて別置きスイッチ４１が操作されない限り、使用者の操作とは関わりなく、何らかの理由により、スタートスイッチ３３が作動してもレーザ光Ｌが出射されることがないので、レーザ光Ｌを照射する際の安全性を格段に高くすることができる。
【００９４】
また、本実施形態のレーザ加工装置１によれば、第１距離検出手段３５としての距離センサ３７がレーザトーチ３に設けられているので、加工開始前および加工開始後におけるレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを確実かつ容易に検出することができる。なお、第１距離検出手段３５としての距離センサ３７は、加工開始前の距離Ｄを検出することのみに利用してもよい。また、第１距離検出手段３５としては、加工開始後は非接触であることが好ましいが、加工開始前においては、接触検知（距離Ｄ＝０）を行うものの方が非接触のものよりも正確な距離の検出を行うことができる。
【００９５】
さらに、本実施形態のレーザ加工装置１によれば、第２距離検出手段３６としての光センサ３８は、レーザ光Ｌの出射後におけるレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄを非接触で検出することができるので、レーザトーチ３を操作するときに邪魔にならない。その結果、加工時におけるレーザトーチ３の使用者による操作性を向上することができる。また、コントローラ５は、第２距離検出手段３６としての光センサ３８が検出したレーザトーチ３と被加工物Ｗとの距離Ｄに基づいて出射後における被加工物Ｗの有無を判定、すなわち、出射後における被加工物Ｗの存在を検出することができる。またさらに、コントローラ５は、加工開始後における被加工物Ｗの有無をリアルタイムで判定することができるし、加工開始後における被加工物Ｗの有無を監視することができる。さらに、コントローラ５は、出射後における被加工物Ｗの有無の判定結果が無、すなわち、出射後にレーザトーチ３が被加工物Ｗから離脱した場合には、レーザ光Ｌの出射を停止することができるし、使用者がスタートスイッチ３３のオン操作を解除することでもレーザ光Ｌの出射を停止することができる。その結果、レーザ光Ｌの出射後に、レーザトーチ３を被加工物Ｗに接触させることなく操作することができるので、レーザトーチ３の円滑な操作、すなわち、操作性を向上することができるし、レーザ光Ｌを出射した後の安全性を格段に高くすることができる。
【００９６】
さらにまた、本実施形態のレーザ加工装置１によれば、ガイド光発生装置２５は、レーザトーチ３から出射するガイド光Ｇを確実かつ容易に発生することができる。また、ガイドスイッチ３４は、レーザトーチ３からのガイド光Ｇの出射および停止の操作を確実に行うことができる。さらに、コントローラ５は、レーザトーチ３からのガイド光Ｇの出射および停止をガイドスイッチ３４の操作状態に応じて制御することができる。すなわち、ガイドスイッチ３４をオン操作することにより、レーザ光Ｌの照射位置（加工位置）を目視で確認するのためにガイド光Ｇをレーザトーチ３から出射することができるので、被加工物Ｗに対するレーザ光Ｌの出射位置を正確に得ることができる。その結果、レーザ光Ｌの照射位置を被加工物Ｗの加工部位に対して正確に誘導、すなわち、加工部位に対するレーザ光Ｌの出射位置がずれるのを防止することができるので、使用者による使い勝手を格段に向上させることができる。
【００９７】
図２は、本発明に係るレーザ加工装置の第２実施形態を示すものである。
【００９８】
本実施形態のレーザ加工装置１Ａは、前述した第１実施形態のレーザ加工装置１における第１距離検出手段３５をレーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄをレーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間に印加した電圧変化により検出する距離検出回路４３としたものである。
【００９９】
さらに説明すると、本実施形態のレーザ加工装置１Ａは、図２に示すように、第１距離検出手段３５としての距離検出回路４３がコントローラ５に設けられている。この距離検出回路４３は、トーチ配線４３ａによってレーザトーチ３と電気的に接続されているとともに、ワーク配線４３ｂによって金属製の被加工物Ｗに接続されており、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間に電圧を印加できるように形成されている。また、レーザトーチ３は、少なくとも被加工物Ｗとの接触部位、例えば、出射部３２の全体、あるいは、出射部３２の表面が導電性を備えており、レーザトーチ３の出射部３２を被加工物Ｗに接触させることにより、レーザトーチ３の出射部３２と被加工物Ｗとが通電するようになっている。この出射部３２の導電性は、出射部３２を金属、導電性樹脂、導電性セラミックスなどの導電性の材料で形成する構成や、出射部３２の表面に導電層あるいは導電回路を設ける構成を挙げることができる。勿論、トーチ本体３１を金属、導電性樹脂、導電性セラミックスなどの導電性の材料で形成してもよい。
【０１００】
また、コントローラ５は、距離検出回路４３の出力電圧を予め設定された閾値と比較することにより加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定するように形成されている。例えば、距離検出回路４３の出力電圧が予め設定した基準電圧以下の場合、すなわち出力電圧が電圧降下した場合に、加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定するようになっている。
【０１０１】
具体的に説明すると、距離検出回路４３は、電圧を出力するアンプ４４（差動アンプ）および、電圧検出用抵抗Ｒ１を有している。そして、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄによる距離抵抗をＲ２とし、印加電圧をＶ１とし出力電圧をＶｏｕｔとする。ここで、コントローラ５は、出力電圧Ｖｏｕｔの変化に基づいて、加工開始前における被加工物Ｗの有無を判定する。つまり、コントローラ５は、Ｖｏｕｔ＝（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖ１＜Ｖ１の状態、すなわち、レーザトーチ３の出射部３２が被加工物Ｗと接触して出力電圧が低下（電圧降下）した場合に、コントローラ５は、加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定する。この電圧降下は、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄが「ゼロ」であることを示している。したがって、コントローラ５は、レーザトーチ３と被加工物Ｗとの相互間の距離Ｄが「ゼロ」の場合、加工開始前における被加工物Ｗの有無を有と判定する。これにより、コントローラ５は、加工開始前における被加工物Ｗの存在を検出する。このコントローラ５による加工開始前における被加工物Ｗの有無の判定は、距離検出回路４３からの出力電圧Ｖｏｕｔの入力を受けてメモリに記憶されたプログラムおよびデータに基づいてＣＰＵが実行することになる。
【０１０２】
その他の構成は、前述した第１実施形態のレーザ加工装置１と同様とされているので同一の符号を符し、その詳しい説明は省略する。なお、本実施形態では、加工開始後における被加工物Ｗの存在の検出が専ら光センサ３８によって行われる点が第１実施形態とは異なっている。
【０１０３】
このような構成により、本実施形態のレーザ加工装置１Ａは、前述した第１実施形態のレーザ加工装置１と同様の効果を奏することができるとともに、第１距離検出手段３５としての距離検出回路４３がコントローラ５に設けられているので、レーザトーチ３を操作するときに邪魔にならない。
【０１０４】
また、本実施形態のレーザ加工装置１Ａの距離検出回路４３は、レーザトーチ３が被加工物Ｗと接触したときの出力電圧の変化、すなわち電圧低下によって距離Ｄを検出するから、他の非接触の距離センサ３７に比較してゴミ、異物などの外乱による距離Ｄの検出誤差を少なくすることができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態のレーザ加工装置１Ａの距離検出回路４３は、前述した第１実施形態のレーザ加工装置１における距離センサ３７に比較して安価なので、低コスト化を図ることもできる。
【０１０６】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１、１Ａ  レーザ加工装置
２  レーザ装置
３  レーザトーチ
４  光ファイバ
５  コントローラ
１１  レーザ発振器
１２  レーザ用制御部
２２  メインシャッタ
２３  出力シャッタ
２５  ガイド光発生装置
３１  トーチ本体
３２  出射部
３３  スタートスイッチ
３４  ガイドスイッチ
３５  第１距離検出手段
３６  第２距離検出手段
３７  距離センサ
３８  光センサ
４１  別置きスイッチ
４３  距離検出回路
Ｄ  （レーザトーチと被加工物との）距離
Ｇ  ガイド光
Ｌ  レーザ光
Ｒ１  電圧検出用抵抗
Ｒ２  （レーザトーチと被加工物との相互間の距離による）距離抵抗
Ｖ１  印加電圧
Ｖｏｕｔ  （距離検出回路の）出力電圧
Ｗ  被加工物
【図１】
2010279956.tif 000003
【図２】
2010279956.tif 000004