(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記指令出力手段に接続されており、前記指令出力手段によって設定された加工条件に応じて、前記演算手段に対して演算条件信号を出力することにより、前記演算手段が実行する演算の内容を可変することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、材料、板厚、加工速度等選択された加工条件がフィードフォワード制御において誤差が大きいか否かを前記入出力特性に基づいて判断し、誤差が大きいと判断した場合には、フィードフォワード制御を可変とすることを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項３】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記フィードバック制御手段の出力に接続されており、前記フィードバック制御手段からの出力の値が前記判定手段によって設定された所定レベル以上の場合には、前記判定手段からの演算条件信号に基づいて前記演算手段が前記フィードフォワード制御手段からの出力信号を可変することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
前記判定手段には異常表示手段が接続されており、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号を有効または無効にするレベルに達する前の段階で、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行う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５】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記フィードバック制御による出力の値によりフィードフォワード制御の推定誤差を検出し、前記フィードバック制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、前記フィードフォワード制御からの出力信号を可変することを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項６】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記フィードフォワード制御手段は、前記レーザ発振器の特性が記憶された特性記憶手段と、フィードフォワード演算手段とから成り、前記判定手段が、前記演算手段、特性記憶手段およびフィードバック制御手段からの出力に接続された構成を有し、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が前記判定手段において設定された所定レベル以上の場合には、前記判定手段の出力信号に基づいて前記レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性を修正することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性の修正動作が完了するまでの間は、フィードフォワード制御手段からの出力信号を無効に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】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記フィードバック制御による出力の値によりフィードフォワード制御の推定誤差を検出し、前記フィードバック制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、前記レーザ発振器の入出力特性を修正することを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項９】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段が、前記演算手段および前記フィードバック制御手段からの出力および前記電源装置の出力または入力に接続された構成を有し、前記演算手段が、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合に、前記フィードバック制御手段からの出力信号を無効にすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記判定手段には異常表示手段が接続されており、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさと、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が、フィードフォワード制御手段の出力信号、フィードバック制御手段の出力信号のそれぞれを有効または無効にする値に達する前の段階で、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行うことを特徴とする請求項９記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御からの出力信号の値が所定値以下であるか否かを判断し、該入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御からの出力信号の値が所定値以下であると判断した場合には、フィードバック制御からの出力信号を無効にすることを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項１２】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記フィードバック制御手段は、フィルタとフィードバック演算手段とから構成されており、前記判定手段が、前記フィードバック制御手段からの出力および前記電源装置の入力または出力および前記特性記憶手段および前記フィルタに接続された構成を有し、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が所定値以上の場合には、前記レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記特性記憶手段に記憶されている特性の修正を行い、あるいは、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合には、前記フィルタの時定数および遅れ時間の修正を行うことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１３】
前記判定手段は、前記レーザ発振器の特性の修正動作、または前記フィルタの時定数および遅れ時間の修正動作が完了するまでの間、フィードフォワード制御手段からの出力信号およびフィードバック制御手段からの出力信号のそれぞれを無効とすることを特徴とする請求項１２記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御からの出力信号の値が所定値以上の場合には、レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて記憶されている前記レーザ発振器の特性の修正を行い、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記フィードバック制御からの出力信号の値が所定値以下の場合には、フィードバック制御におけるフィルタの時定数および遅れ時間の修正を行うことを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項１５】
前記レーザ発振器の特性の測定動作は、レーザ発振器からのレーザ光が被加工物に照射されない状態で行うことを特徴とする請求項６、７、１２または１３記載のレーザ加工装置。
【請求項１６】
前記レーザ発振器の特性の測定動作は、レーザ加工の開始時に用いる被加工物にレーザビームを貫通させる、いわゆる、ピアッシング動作の間に行うことを特徴とする請求項６、７、１２または１３記載のレーザ加工装置。
【請求項１７】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記指令出力手段に接続された構成を有し、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ前記指令出力手段に記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、前記演算手段は、前記判定手段の出力信号に基づいてフィードバック制御手段からの出力信号を無効にすることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１８】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、フィードバック制御からの出力信号を無効にすることを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項１９】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記フィードバック制御手段の出力および前記出力検出手段の出力に接続された構成を有し、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号を有効、前記フィードバック制御手段からの出力信号を無効にした状態において、前記レーザ光が被加工物に照射された状態での前記出力検出手段の出力信号の値と、前記レーザ光が被加工物に照射されない状態での前記出力検出手段の出力信号の値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、前記判定手段の出力信号に基づいて前記演算手段がフィードバック制御手段からの出力信号を可変することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２０】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記フィードフォワード制御からの出力信号を有効、前記フィードバック制御からの出力信号を無効にした状態において、前記レーザ光が被加工物に照射された状態で検出されたレーザ出力値と、前記レーザ光が被加工物に照射されない状態で検出された出力値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、前記フィードバック制御からの出力信号を可変することを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項２１】
レーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行なう指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記フィードバック制御手段、前記演算手段、前記指令出力手段および前記出力検出手段の出力に接続され、前記指令出力手段からの出力信号と前記出力検出手段からの出力信号との差の値が、前記判定手段によって設定された所定値以上の場合には、前記判定手段からの演算条件信号に基づいて前記演算手段が前記フィードバック制御手段からの出力信号を無効にし、かつ、前記フィードバック制御手段の動作を停止させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２２】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力の検出値との差の値が、設定された所定値以上の場合には、前記フィードバック制御処理からの出力信号を無効にし、かつ、前記フィードバック制御処理動作を停止させることを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【請求項２３】
レーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行なう指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするフィードフォワード制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段からの出力信号と前記フィードバック制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段と、システム異常を表示する異常表示手段とを有し、前記判定手段は、前記異常表示手段、前記演算手段、前記指令出力手段および前記出力検出手段の出力に接続され、前記指令出力手段からの出力信号と前記出力検出手段からの出力信号との差の値が、前記判定手段によって設定された所定値以上の場合には、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２４】
レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のフィードフォワード制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力の検出値との差の値が、設定された所定値以上の場合には、アラーム等の警告表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させることを特徴とするレーザ加工装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、被加工物に対して所定のレーザ加工を行うレーザ加工装置およびその制御方法に関し、より詳細には、パワー制御を備え、パワー制御の高速高精度化を図ることができるレーザ加工装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のレーザ加工装置には、例えば、特開昭６１−２２８７９０号公報、特開昭６１−２０９７９０号公報に開示されたものがあった。このレーザ加工装置の構成を図６７に示す。図において、１はレーザ発振管、２はレーザ光、３は反射板付きシャッタ、４はパワーモニタ、５は中央制御部、６はレーザ発振管電流設定部、７はボリューム、８はシャッタ開閉コントロール信号、９は線形予測モード、１０はフィードバックモードである。
【０００３】
レーザ発振管１から出射されるレーザ光２はシャッタ３に導かれ、シャッタ３の開閉により加工するためのレーザ光の外部照射がコントロールされる。また、シャッタ３の表面には、金などの高い反射率を持つ金属膜が反射板としてコーティングしてあり、非照射時にはレーザ光２は、この表面で鏡面反射され、レーザのパワーを検出するパワーモニタ４に入射される。中央制御部５はレーザ発振管１の流れる電流を設定するレーザ発振管電流設定部６の制御と、レーザ光のパワーを設定するボリューム７のボリューム値の検出と、パワーモニタ４の出力値の検出と、シャッタ３開閉のコントロールを行う。また、中央制御部５のコントロールモードには、あらかじめレーザ発振管電流値とレーザパワーを線形化する線形予測モード９と、パワーモニタ４の出力値をレーザ電流値にフィードバックするフィードバックモード１０がある。
【０００４】
次に、動作を説明する。レーザ加工機の電源を投入すると、シャッタ３閉のままレーザ発振管１は発振する。中央制御部５は、レーザ発振管電流設定部６に電流値Ｉｉを設定し、出射するレーザ光２のパワーＰｉをパワーモニタ４により検出する。以上の動作を、少なくとも２点以上の電流値Ｉｉで行う。求められたＩｉ→Ｐｉから最小２乗法等の補間または近似法によるスプライン関数を作成する。このスプライン関数から、下式１で示すような、レーザパワーに対するレーザ電流値の関数を導出する線形予測関数ｇを作成する。
Ｉ＝ｇ（Ｐ）    ・・・（１）
【０００５】
以上の準備動作の後、装置は使用可能となる。加工者は、任意のレーザのパワーをボリューム７により設定し、中央制御部５は、そのパワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅ〔Ｗ〕を検出する。このパワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅからただちに、式１の関数を用いて設定すべき電流値Ｉを決定し、レーザ発振管電流設定部６に設定する。これは線形予測モード９である。
【０００６】
外部照射させないシャッタ３閉時では、パワーモニタの時定数ｔｓを待ってフィードバックモード１０に入る。フィードバックモード１０においては、パワーモニタ４の出力値Ｐｍｏｎｉｔｏｒと、パワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅを比較し、パワーモニタ４の出力値Ｐｍｏｎｉｔｏｒの方が大きければレーザ発振管電流ＩをΔＩだけ減少させる。
【０００７】
外部照射させる場合には、シャッタ３開の直前に設定されたレーザ発振管電流Ｉを保持し、この電流Ｉにより正確なレーザパワーの出射を行う。また、照射中に、ボリューム７の変化が生じたとき、ただちに電流の保持を解除し、変更されたパワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅに対するレーザ発振管電流値Ｉを式１により求め、設定する。
【０００８】
また、フィードバックモード１０において、パワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅのプラス数１０％（マイナス数１０％）の上限値Ｐｈｉｇｈ（下限値Ｐｌｏｗ）を、式１に代入することにより求まる電流値を、電流の上限値Ｉｈｉｇｈ（下限値Ｉｌｏｗ）としてレーザ発振管電流Ｉのフィードバックを行う。電流Ｉが、上限値Ｉｈｉｇｈまたは下限値Ｉｌｏｗの範囲を大幅に越える場合には、再び、準備段階である線形予測関数作成を行う。
【０００９】
レーザ発振器の入出力特性を予め記憶装置に記憶させておき、この記憶された入出力特性に基づいてレーザ発振器の制御を実行するフィードフォワード制御（以下、Ｆ／Ｆ制御という）と、実際のレーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するフィードバック制御（以下、Ｆ／Ｂ制御という）を併用した出力制御手段にあっては、応答測度の速いレーザ出力を得ることができる。
【００１０】
図６８は、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御を併用した従来におけるレーザ出力制御手段を有するレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図であり、図６８において、１６はレーザを出力するレーザ発振器、１５はレーザ発振器１６に励起電力を供給する電源装置、１８はレーザ発振器１６からのレーザ出力を検出するパワーセンサ、９７はレーザ出力の強度を指令するレーザ出力指令信号、１０１はレーザ発振器１６の入出力特性を記憶する入出力特性記憶装置、１０２は特性記憶装置５に記憶された特性とレーザ出力指令信号９７からＦ／Ｆ制御手段９０の出力信号を求めるＦ／Ｆ演算手段、９０は特性記憶装置１０１とＦ／Ｆ演算手段１０２とから構成されるＦ／Ｆ制御手段である。
【００１１】
また、９１はＦ／Ｂ制御を行うＦ／Ｂ制御手段、１０９はＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号とＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号を加算する加算手段、９５はＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号、９６はＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号、１０５はパワーセンサ１８からの出力信号である。２はレーザビーム、１０８は被加工物に対して加工を行う加工ヘッド、２２は被加工物を載置して、Ｘ、Ｙ方向へ移動させるＸＹテーブル、９４はＦ／Ｆ制御手段９０、Ｆ／Ｂ制御手段９１、加工ヘッド１０８、ＸＹテーブル２２、シャッタ（後述する）を制御するＮＣ装置である。
【００１２】
また、１９はレーザ発振器１６からのレーザ光を偏向する反射鏡、２１は加工対象としての加工部材、９９は反射鏡１９からのレーザ光を集光する集光レンズ、１７はレーザビームの出力を制御するシャッタ、９８はＦ／Ｆ制御手段９０、Ｆ／Ｂ制御手段９１、加算手段１０９とから構成されるレーザ出力制御手段である。
【００１３】
次に、動作について説明する。まず、レーザ出力制御手段９８に関する動作について説明する。図６９は、レーザ発振器１６の入出力特性を示したグラフであり、横軸はレーザ発振器１６の入力、縦軸はレーザ出力である。レーザ発振器１６の入出力特性は、図６９に示すようにレーザ発振出力形態（連続波（ＣＷ）またはパルス）、パルス周波数、デューティによって異なる。
【００１４】
また、これらのうち、少なくとも一つは特性記憶装置１０１の記憶信号でもある。Ｆ／Ｆ制御手段９０ではレーザ出力指令信号９７として、ＮＣ装置９４からＷａが与えられると、Ｆ／Ｆ演算手段１０２は特性記憶装置１０１の記憶信号よりレーザ発振器１６の入力指令値としてＩａを求め、これをＦ／Ｆ制御手段９０の出力信号９５とする。
【００１５】
このＦ／Ｆ制御手段９０の出力信号９５としてＩａが励起電源に与えられ、レーザ発振器１６からレーザビームが出力されたときに、パワーセンサ１８からの出力信号がレーザ出力指令信号９７に相当する値と異なる場合には、レーザ出力指令信号９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との間に偏差が生じ、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号により、レーザ出力がレーザ出力指令信号９７の値と等しくなるように補正される。
【００１６】
Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号Ｉａが、レーザ出力Ｗａを得るためのレーザ発振器１への入力に等しければ、レーザ出力指令信号９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との偏差はゼロで、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６もゼロとなり、レーザ出力の補正動作は行われない。
【００１７】
ここで、Ｆ／Ｂ制御手段９１は、フィルタおよびＦ／Ｂ制御演算手段（図示せず）からなり、ステップ状のレーザ出力指令信号９７およびある応答特性を持つパワーセンサ１８からの出力信号１０５をＦ／Ｂ制御手段９１に入力することにより、レーザ出力指令信号９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との偏差を正確に求めてＦ／Ｂ制御演算がなされるように構成されている。
【００１８】
レーザ発振器１６の特性のひとつである入出力特性は、上述したようにレーザ発振出力形態（連続波（ＣＷ）またはパルス）、パルス周波数、デューティによって異なる。特性記憶装置１０１には、ＣＷおよびすべてのパルス周波数、デューティについての入出力特性が記憶されているのではなく、ＣＷまたはある一部のパルス周波数、デューティの入出力特性だけを特性記憶装置１０１に記憶しておき、他のパルス周波数、デューティの入出力特性は、記憶されている入出力特性から演算によりＦ／Ｆ演算手段１０２において推定される。
【００１９】
次に、レーザ加工機の動作について説明する。レーザ発振器１６から出力されたレーザビーム２は、反射鏡１９により加工部材２１の上方まで導かれ、加工ヘッド１０８内の集光レンズ９９により加工部材２１上の所定位置に集光される。また、ＮＣ装置９４の記憶装置（図示せず）内には複数の加工条件、すなわち、レーザ出力、レーザ発振出力形態（連続波か、あるいはパルスか）、パルス周波数、パルスデューティ等の条件が記憶されており、加工部材２１の材質、板厚あるいは加工速度および加工形状に応じた最適な条件が選択され、その選択された条件に基づいてレーザ発振器１６、電源装置１５、加工ヘッド１０８、ＸＹテーブル２２、シャッタ１７等がそれぞれ制御される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザ加工装置における中央制御部は、上記のように、線形予測関数を式１より求めている。式１は、パワーＰを出力するのに必要な電流値Ｉを計算する式であるが、パワーＰのみの関数となっており、周波数やデューティ比は考慮されていない。一般に、ＣＯ2 レーザ加工機などに用いられるレーザ加工装置では、連続波を出力する連続波モードとパルス波を出力するパルスモードがあり、金属切断等のレーザ加工では、パルスモードで加工するのが一般的である。レーザ光をパルスモードで制御した場合、式１のパワーＰの関数で表されるような線形予測関数では、パワーＰを出力するのに必要な電流値Ｉを計算することができない。たとえ上記のような線形予測関数を用いてレーザパワー制御を行っても、パワー出力誤差が大きくなり、良好な加工ができないという問題点があった。
【００２１】
また、式１で表す線形予測関数では、レーザ発振管に与える電流値Ｉのピーク値を一定にして、電流のディーティ比を変化させて上記レーザ発振管への入力電流を制限し、レーザパワーを制御するというデューティ比制御法を行うことができなかった。このため、幅広い加工モードに対応できないという問題点があった。
【００２２】
また、従来のレーザ加工装置の中央制御部では、加工中にレーザパワーをフィードバックし、上記パワー設定値となるようにＦ／Ｂ制御が行われていないので、加工中にパワー出力誤差が発生しても、なんら補正する手段がない。このため、誤差の大きいレーザパワーが出力され、良好な加工ができないという問題点があった。
【００２３】
さらに、従来のレーザ加工装置の中央制御部では、レーザ発振管の短い時間で生じるパワー変動は補正できるとしているが、加工中に補正する機能はなかった。補正を行うには、シャッタを開閉し、加工を中断して行わなければならない。しかし、軟鋼などの厚板切断や、大型のワークの切断などを行う場合には、長時間、連続加工する場合がある。長時間連続加工を行うと、レーザ発振管に特性変動が生じ、線形予測関数を補正する必要がある。ところが加工中に線形予測関数を補正する機能がないので、パワー出力誤差が発生し、加工不良をきたすという問題点もあった。
【００２４】
また、従来のレーザ加工装置の中央制御部は、線形予測関数の補正は基本的に予備段階のみで行い、電流Ｉが上限値、下限値を大幅に越えない限り、線形予測予測関数の補正が行われない。したがって、レーザ発振器特性が変動すると、線形予測関数は誤差が大きいものになり、誤差の大きいレーザパワーが出力され、良好な加工ができないという問題点があった。
【００２５】
また、このよう従来のレーザ加工装置の中央制御部では、フィードバックモードにおいて、パワーモニタの出力値Ｐｍｏｎｉｔｏｒと、パワー設定値Ｐｖｏｌｕｍｅを比較し、パワーモニタの出力値Ｐｍｏｎｉｔｏｒの方が大きければレーザ発振管電流ＩをΔＩだけ減少させて補正を行っている。ところが、これは設定値Ｐｖｏｌｕｍｅ時の設定電流値のみを補正するものであるので、照射中に加工条件が変更になった場合、誤差の大きいレーザパワーが出力され、良好な加工ができないという問題点がある。
【００２６】
また、従来におけるレーザ加工装置は、図６８のように構成されているので、以下の如き問題点があった。
第１に、レーザ出力指令信号に相当するＦ／Ｆ制御手段からの出力信号が励起電源に与えられたときに、レーザ発振器から出力されるレーザ出力の値がレーザ出力指令信号の値と異なる場合、すなわち、特性記憶装置に記憶されている入出力特性と、実際のレーザ発振器の入出力特性にずれが生じている場合には、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号によりレーザ出力は補正される。
【００２７】
しかしながら、パワーセンサは熱電対で構成されるため、その応答時間が遅く、レーザ出力の補正はパワーセンサの応答時間後となる。このような場合、レーザ出力が補正されるまでの立ち上がりの間、あるいは立ち下がりの間には、レーザ出力の応答にオーバーシュートもしくはアンダーシュートが生じる。このレーザ出力のオーバーシュート、アンダーシュートの大きさは、特性記憶装置に記憶されている入出力特性と、実際のレーザ発振器の入出力特性とのずれが大きいほど増加し高精度加工が要求されるレーザ加工処理においては大きな問題となる。
【００２８】
第２に、Ｆ／Ｆ演算手段によりレーザ出力指令信号からＦ／Ｆ制御手段の出力信号を求める際に、特性記憶装置に記憶されていないパルス周波数、デューティの出力信号については、特性記憶装置に記憶されている入出力特性を用いてＦ／Ｆ演算手段により推定されるため、推定に誤差が生じる。この推定誤差はレーザ発振出力形態、パルス周波数、デューティによって異なり、ある条件のもとでは推定誤差が非常に大きくなり、レーザ出力の立ち上がり、立ち下がり時にオーバーシュート、アンダーシュートが生じる。推定誤差が大きくなる条件は、例えば、低出力、低デューティの場合等である。
【００２９】
第３に、レーザ出力の立ち上がり、立ち下がり時のオーバーシュート、アンダーシュートは、Ｆ／Ｂ制御手段内におけるフィルタの時定数、遅れ時間が最適でない場合にも生じる。これは、Ｆ／Ｂ制御手段においてレーザ出力検出器からの出力信号とレーザ出力指令信号の値との偏差を正確に求めることができないために生じるものである。
【００３０】
第４に、加工部材が高反射材よりなる場合、加工部材に照射されたレーザビームの大部分は加工に寄与することなく反射され、レーザ発振器まで到達する。このレーザ光の反射光がレーザ発振器のパワーセンサに入射されると、レーザ出力検出器の出力信号に反射光の検出信号が重畳され、実際のレーザ出力よりも大きいレーザ出力の検出値がレーザ出力指令値と誤差増幅器において比較されることになり、正確なレーザ出力の補正が行えなくなる。
【００３１】
第５に、レーザ出力制御手段の外側、例えば、電源装置の出力部分に電流を制限する機能がある場合、この機能によりレーザ発振器に供給される電源が制限されると、レーザ発振器から出力されるレーザパワーは、レーザ出力指令信号よりも小さい値になるため、レーザ出力指令信号とパワーセンサからの出力信号との間に差が連続して発生し、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号は増加し、最終的には無限大にまで達してしまい、Ｆ／Ｂ制御手段が正常には動作しないという問題点があった。
【００３２】
第６に、レーザ発振器を構成する反射鏡が破損するとレーザパワーは著しく低下するため、この状態において、レーザ発振器に対して電源装置から電力を供給し続けるとレーザ発振器は反射鏡以外の部品も破損してしまうという問題点があった。
【００３３】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、パルスモードで加工しても、良好な加工が行えるレーザ加工装置を得ることを第１の目的とする。
【００３４】
また、デューティ比制御も良好に行えるレーザ加工装置を得ることを第２の目的とする。
【００３５】
また、パワー誤差が発生しても、定常的にはパワーの出力誤差を０にできるレーザ加工装置を得ることを第３の目的とする。
【００３６】
また、レーザ発振器特性が変化しても、加工中に特性変化を補正できるレーザ加工装置を得ることを第４の目的とする。
【００３７】
また、実際のレーザ発振器特性をできるだけ簡単にデータ量の少ない形で保持できるレーザ加工装置を得ることを第５の目的とする。
【００３８】
また、応答特性の良いレーザ出力を実現することができるレーザ加工装置およびその方法を得ることを第６の目的とする。
【００３９】
さらに、レーザ出力の正確な補正動作が可能なＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置およびその方法を得ることを第７の目的とする。
【００４０】
また、Ｆ／Ｂ制御の誤動作を防止できるレーザ加工装置およびそのレーザ加工方法を得ることを第８の目的とする。
【００４１】
また、レーザ加工装置の安全性を向上させるレーザ加工装置およびそのレーザ加工方法を得ることを第９の目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記指令出力手段に接続されており、前記指令出力手段によって設定された加工条件に応じて、前記演算手段に対して演算条件信号を出力することにより、前記演算手段が実行する演算の内容を可変するものである。
【００４３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、材料、板厚、加工速度等選択された加工条件がＦ／Ｆ制御において誤差が大きいか否かを前記入出力特性に基づいて判断し、誤差が大きいと判断した場合には、Ｆ／Ｆ制御を可変とするものである。
【００４４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記Ｆ／Ｂ制御手段の出力に接続されており、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力の値が前記判定手段によって設定された所定レベル以上の場合には、前記判定手段からの演算条件信号に基づいて前記演算手段が前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を可変するものである。
【００４５】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記判定手段には異常表示手段が接続されており、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を有効または無効にするレベルに達する前の段階で、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行うものである。
【００４６】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記Ｆ／Ｂ制御による出力の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、前記Ｆ／Ｂ制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、前記Ｆ／Ｆ制御からの出力信号を可変するものである。
【００４７】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記Ｆ／Ｆ制御手段は、前記レーザ発振器の特性が記憶された特性記憶手段と、フィードフォワード演算手段とから成り、前記判定手段が、前記演算手段、特性記憶手段およびＦ／Ｂ制御手段からの出力に接続された構成を有し、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が前記判定手段において設定された所定レベル以上の場合には、前記判定手段の出力信号に基づいて前記レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性を修正するものである。
【００４８】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記演算手段が、前記特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性の修正動作が完了するまでの間は、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を無効にするものである。
【００４９】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記Ｆ／Ｂ制御による出力の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、前記Ｆ／Ｂ制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、前記レーザ発振器の入出力特性を修正するものである。
【００５０】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段が、前記演算手段および前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力および前記電源装置の出力または入力に接続された構成を有し、前記演算手段が、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合に、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にするものである。
【００５１】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記判定手段には異常表示手段が接続されており、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさと、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号のそれぞれを有効または無効にする値に達する前の段階で、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行うものである。
【００５２】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下であるか否かを判断し、該入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下であると判断した場合には、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にするものである。
【００５３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記Ｆ／Ｂ制御手段は、フィルタとフィードバック演算手段とから構成されており、前記判定手段が、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力および前記電源装置の入力または出力および前記特性記憶手段および前記フィルタに接続された構成を有し、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以上の場合には、前記レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて前記特性記憶手段に記憶されている特性の修正を行い、あるいは、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合には、前記フィルタの時定数および遅れ時間の修正を行うものである。
【００５４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記判定手段が、前記レーザ発振器の特性の修正動作、または前記フィルタの時定数および遅れ時間の修正動作が完了するまでの間、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号およびＦ／Ｂ制御手段からの出力信号のそれぞれを無効とするものである。
【００５５】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以上の場合には、レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて記憶されている前記レーザ発振器の特性の修正を行い、前記電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下の場合には、Ｆ／Ｂ制御におけるフィルタの時定数および遅れ時間の修正を行うものである。
【００５６】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記レーザ発振器の特性の測定動作を、レーザ発振器からのレーザ光が被加工物に照射されない状態で行うものである。
【００５７】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、前記レーザ発振器の特性の測定動作を、レーザ加工の開始時に用いる被加工物にレーザビームを貫通させる、いわゆる、ピアッシング動作の間に行うものである。
【００５８】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記指令出力手段に接続された構成を有し、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ前記指令出力手段に記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、前記演算手段は、前記判定手段の出力信号に基づいてＦ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にするものである。
【００５９】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にするものである。
【００６０】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行う指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記演算手段および前記Ｆ／Ｂ制御手段の出力および前記出力検出手段の出力に接続された構成を有し、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を有効、前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にした状態において、前記レーザ光が被加工物に照射された状態での前記出力検出手段の出力信号の値と、前記レーザ光が被加工物に照射されない状態での前記出力検出手段の出力信号の値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、前記判定手段の出力信号に基づいて前記演算手段がＦ／Ｂ制御手段からの出力信号を可変するものである。
【００６１】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記Ｆ／Ｆ制御からの出力信号を有効、前記Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にした状態において、前記レーザ光が被加工物に照射された状態で検出されたレーザ出力値と、前記レーザ光が被加工物に照射されない状態で検出された出力値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、前記フィードバック制御からの出力信号を可変するものである。
【００６２】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行なう指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段とを有し、前記判定手段は、前記Ｆ／Ｂ制御手段、前記演算手段、前記指令出力手段および前記出力検出手段の出力に接続され、前記指令出力手段からの出力信号と前記出力検出手段からの出力信号との差の値が前記判定手段によって設定された所定値以上の場合には、前記判定手段からの演算条件信号に基づいて前記演算手段が前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にし、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御手段の動作を停止させるものである。
【００６３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力の検出値との差の値が設定された所定値以上の場合には、前記Ｆ／Ｂ制御処理からの出力信号を無効にし、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御処理動作を停止させるものである。
【００６４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器と、前記レーザ発振器に励起電力を供給する電源手段と、前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を検出する出力検出手段と、少なくともレーザ出力指令を含む加工条件を入力とし、前記電源手段に電流指令を出力する出力制御手段と、前記加工条件の出力を行なう指令出力手段とからなるレーザ加工装置において、前記出力制御手段は、前記指令出力手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｆ制御手段と、前記指令出力手段からの出力信号および前記出力検出手段からの出力信号を入力とするＦ／Ｂ制御手段と、前記Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号と前記Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号とを入力として前記電源手段へ出力する電流指令を演算する演算手段と、前記演算手段に対して演算条件信号を出力する判定手段と、システム異常を表示する異常表示手段とを有し、前記判定手段は、前記異常表示手段、前記演算手段、前記指令出力手段および前記出力検出手段の出力に接続され、前記指令出力手段からの出力信号と前記出力検出手段からの出力信号との差の値が前記判定手段によって設定された所定値以上の場合には、前記異常表示手段にアラーム等の表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させるものである。
【００６５】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ発振器の加工条件に基づく入出力特性を予め記憶し、該記憶された入出力特性に基づいて前記レーザ発振器のＦ／Ｆ制御と、レーザ出力の検出値とレーザ出力指令値とを比較してレーザ出力を補正するＦ／Ｂ制御を行うレーザ加工装置の制御方法において、前記レーザ出力指令値と前記レーザ出力の検出値との差の値が設定された所定値以上の場合には、アラーム等の警告表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させるものである。
【００６６】
【作用】
この発明は、判定手段が、演算手段および指令出力手段に接続されており、指令出力手段によって設定された加工条件に応じて、演算手段に対して演算条件信号を出力することにより、演算手段が実行する演算の内容を可変する。
【００６７】
また、次の発明は、材料、板厚、加工速度等選択された加工条件がＦ／Ｆ制御において誤差が大きいか否かを入出力特性に基づいて判断し、誤差が大きいと判断した場合には、Ｆ／Ｆ制御を可変とする。
【００６８】
また、次の発明は、判定手段が、演算手段およびＦ／Ｂ制御手段の出力に接続されており、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力の値が判定手段によって設定された所定レベル以上の場合には、判定手段からの演算条件信号に基づいて演算手段がＦ／Ｆ制御手段からの出力信号を可変する。
【００６９】
また、次の発明は、判定手段には異常表示手段が接続されており、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を有効または無効にするレベルに達する前の段階で、異常表示手段にアラーム等の表示を行う。
【００７０】
また、次の発明は、Ｆ／Ｂ制御による出力の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、Ｆ／Ｂ制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、Ｆ／Ｆ制御からの出力信号を可変する。
【００７１】
また、次の発明は、Ｆ／Ｆ制御手段が、レーザ発振器の特性が記憶された特性記憶手段と、フィードフォワード演算手段とから成り、判定手段が、演算手段、特性記憶手段およびＦ／Ｂ制御手段からの出力に接続された構成を有し、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が判定手段において設定された所定レベル以上の場合には、判定手段の出力信号に基づいてレーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性を修正する。
【００７２】
また、次の発明は、演算手段が、特性記憶手段に記憶されているレーザ発振器の特性の修正動作が完了するまでの間は、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を無効にする。
【００７３】
また、次の発明は、Ｆ／Ｂ制御による出力の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、Ｆ／Ｂ制御による出力の値が設定された所定レベル以上か否かを判断し、設定された所定レベル以上であると判断した場合には、レーザ発振器の入出力特性を修正する。
【００７４】
また、次の発明は、判定手段が、演算手段およびＦ／Ｂ制御手段からの出力および電源装置の出力または入力に接続された構成を有し、演算手段が、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合に、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にする。
【００７５】
また、次の発明は、判定手段には異常表示手段が接続されており、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさと、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号のそれぞれを有効または無効にする値に達する前の段階で、異常表示手段にアラーム等の表示を行う。
【００７６】
また、次の発明は、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下であるか否かを判断し、該入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下であると判断した場合には、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にする。
【００７７】
また、次の発明は、Ｆ／Ｂ制御手段が、フィルタとフィードバック演算手段とから構成されており、判定手段が、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力および電源装置の入力または出力および特性記憶手段およびフィルタに接続された構成を有し、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以上の場合には、レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて特性記憶手段に記憶されている特性の修正を行い、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号の値が所定値以下の場合には、フィルタの時定数および遅れ時間の修正を行う。
【００７８】
また、次の発明は、判定手段が、レーザ発振器の特性の修正動作、またはフィルタの時定数および遅れ時間の修正動作が完了するまでの間、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号またはＦ／Ｂ制御手段からの出力信号のそれぞれを無効とする。
【００７９】
また、次の発明は、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以上の場合には、レーザ発振器の特性を測定し、該測定結果に基づいて記憶されているレーザ発振器の特性の修正を行い、電源装置の入力信号または出力信号のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値以上の場合で、かつ、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号の値が所定値以下の場合には、Ｆ／Ｂ制御におけるフィルタの時定数および遅れ時間の修正を行う。
【００８０】
また、次の発明は、レーザ発振器の特性の測定動作を、レーザ発振器のシャッタが閉じてレーザ発振器からのレーザ光が被加工物に照射されない状態で行う。
【００８１】
また、次の発明は、レーザ発振器の特性の測定動作を、レーザ加工の開始時に用いる被加工物にレーザビームを貫通させる、いわゆる、ピアッシング動作の間に行う。
【００８２】
また、次の発明は、判定手段が、演算手段および指令出力手段に接続された構成を有し、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ指令出力手段に記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、演算手段は、判定手段の出力信号に基づいてＦ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にする。
【００８３】
また、次の発明は、高反射材よりなる加工対象の材質をあらかじめ記憶しておき、加工時にこれらの材質が選択された場合には、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にする。
【００８４】
また、次の発明は、判定手段が、演算手段およびＦ／Ｂ制御手段の出力および出力検出手段の出力に接続された構成を有し、Ｆ／Ｆ制御手段からの出力信号を有効、Ｆ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にした状態において、レーザ光が被加工物に照射された状態での出力検出手段の出力信号の値と、レーザ光が被加工物に照射されない状態での出力検出手段の出力信号の値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、判定手段の出力信号に基づいて演算手段がＦ／Ｂ制御手段からの出力信号を可変する。
【００８５】
また、次の発明は、Ｆ／Ｆ制御からの出力信号を有効、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を無効にした状態において、レーザ光が被加工物に照射された状態で検出されたレーザ出力値と、レーザ光が被加工物に照射されない状態で検出された出力値との差を求め、その差の値が所定値以上の場合には、Ｆ／Ｂ制御からの出力信号を可変する。
【００８６】
また、次の発明は、判定手段が、Ｆ／Ｂ制御手段、演算手段、指令出力手段および出力検出手段の出力に接続されており、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との差の値が、判定手段によって設定された所定値以上の場合には、判定手段からの演算条件信号に基づいて演算手段がＦ／Ｂ制御手段からの出力信号を無効にし、かつ、Ｆ／Ｂ制御手段の動作を停止させる。
【００８７】
また、次の発明は、レーザ出力指令値とレーザ出力の検出値との差の値が設定された所定値以上と判定された場合には、Ｆ／Ｂ制御処理からの出力信号を無効にし、かつ、Ｆ／Ｂ制御処理動作を停止させる。
【００８８】
また、次の発明は、判定手段が、異常表示手段、演算手段、指令出力手段および出力検出手段からの出力に接続されており、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との差の値が、判定手段によって設定された所定値以上の場合には、異常表示手段にアラーム等の表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させる。
【００８９】
また、次の発明は、レーザ出力指令値とレーザ出力の検出値との差の値が、設定された所定値以上であると判定された場合には、アラーム等の警告表示を行ない、又は（および）、レーザ加工装置の動作を停止させるものである。
【００９０】
【実施例】
〔実施例１〕
以下、この発明の実施例１に係るレーザ加工装置を図面を用いて説明する。
【００９１】
〔実施例１−１〕
図１は、実施例１−１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図において、２はレーザ光であり、従来の装置におけるレーザ光と同様のものである。１１はレーザ加工の加工条件を指令する指令値設定手段で、例えばレーザ発振器の周波数またはデューティ比の少なくとも一方とパワーを含む指令値を出力する指令設定部である。なお、指令設定部１１は、例えばＮＣ（数値制御装置）で実現される。また、１２は周波数またはデューティ比の少なくとも一方を変数に持つレーザ発振器特性関数を記述するレーザ発振器特性関数記述手段で、例えばレーザ発振器特性関数が記述されているレーザ発振器特性表である。
【００９２】
また、１３は加工条件からレーザ発振器のピーク電流を計算するピーク電流演算部、１４はＦ／Ｆ制御手段で、指令設定部１１の出力とレーザ発振器特性表１２を用いて電源装置の入力を計算するものであり、例えばレーザ発振器特性表１２とピーク電流演算部１３からなるＦ／Ｆ制御部である。１５はレーザ発振器に励起電力を供給する電源装置、１６はレーザ発振器、１７はレーザ光を遮断するシャッタ、１８はレーザ光２のパワーを計測するパワーセンサであり、レーザ発振器１６から照射されるレーザ光２の一部が入力され、レーザパワーを計測する。また、１９はレーザ光路を曲げるミラーであり、２０はレーザ光２を絞るノズル、２１は加工部材、２２は加工部材２１を移動させるＸＹテーブル、点線部２３はＣＰＵ（中央処理ユニット）、メモリ、入出力インターフェイス（以下、Ｉ／Ｏという）等からなるコンピュータシステムで構成される部分であり、点線部２３内の処理はソフトウエアで実現される。
【００９３】
図２は、実施例１−１に係るレーザ発振器特性を示すグラフである。図において、横軸はレーザ発振器１６に入力されるピーク電流（Ａ）、縦軸はパワー（Ｗ）で、レーザ発振器１６から出力されるレーザ光２の平均パワーである。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の条件の時のレーザ発振器特性を示している。また各図において、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４は発振器１６に入力される電流のデューティ比であり、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３＜ｆ４の関係にある。
【００９４】
図３は、実施例１−１に係るレーザ加工装置に用いられるレーザ発振器特性を示す図表である。ここでは、レーザパワーがｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、デューティ比がｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の条件の時のピーク電流（電流の波高値）Ｉ１〜Ｉ６４を計測して作成したものである。
【００９５】
次に、上記のように構成された実施例１−１によるレーザ加工装置の動作について説明する。まず、レーザ加工の加工条件を指令設定部１１に設定する。加工条件の指令は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍである。次いで、フィードフォワード（以下、Ｆ／Ｆという）制御部１４にこの加工条件を入力し、電源装置１５に入力するピーク電流指令値Ｉｃｏｍを計算する。
【００９６】
電源装置１５は、Ｆ／Ｆ制御部１４で計算したピーク電流指令値Ｉｃｏｍと加工条件のデューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを入力し、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの電流がレーザ発振器１６に入力される。
【００９７】
レーザ発振器１６はレーザ光２を照射する。照射されたレーザ光２はミラー１９によって光路を曲げ、ノズル２０によってレーザ光を絞り、加工部材２１の加工を行う。このとき、レーザ発振器１６に入力されるピーク電流指令値Ｉｃｏｍがレーザ発振器１６の特性に合った適切な値でない場合、レーザ発振器１６のパワー出力Ｗｏｕｔはレーザパワー指令値Ｗｃｏｍとはならず、加工不良が発生する。Ｆ／Ｆ制御部１４は、パワーセンサ１８等からのフィードバックを行わないオープンループ制御を行っているため、正確なレーザ発振器特性を持っている必要がある。このレーザ発振器特性を示したのが図２である。図において、レーザ発振器１６に入力される電流のピーク値（ピーク電流）、デューティ比、周波数と、レーザパワー（平均パワー）出力との関係を示している。図２からわかるように、レーザパワーは、ピーク電流、デューティ比、周波数の３つの関数となっている。
【００９８】
次に、Ｆ／Ｆ制御部１４の動作について説明する。Ｆ／Ｆ制御部１４はレーザ発振器特性表１２とピーク電流演算部１３から構成されている。レーザ発振器特性表１２は、レーザ発振器特性を図３のようなデータテーブルの形で記憶している。ピーク電流演算部１３は、レーザ発振器特性表１２を用いて加工条件に応じたピーク電流を計算する。すなわち、指令設定部１１からレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの加工条件を入力し、レーザ発振器特性表１２から、加工条件近傍の８点のピーク電流値を検索する。
【００９９】
例えば、加工条件Ｗｃｏｍ、Ｄｃｏｍ、Ｆｃｏｍがｗ１＜Ｗｃｏｍ＜ｗ２、ｄ２＜Ｄｃｏｍ＜ｄ３、ｆ３＜Ｆｃｏｍ＜ｆ４の場合、検索される加工条件近傍８点のデータは、図３より、（ｗ１、ｄ２、ｆ３、Ｉ３７）、（ｗ２、ｄ２、ｆ３、Ｉ３８）、（ｗ１、ｄ３、ｆ３、Ｉ４１）、（ｗ２、ｄ３、ｆ３、Ｉ４２）、（ｗ１、ｄ２、ｆ４、Ｉ５３）、（ｗ２、ｄ２、ｆ４、Ｉ５４）、（ｗ１、ｄ３、ｆ４、Ｉ５７）、（ｗ２、ｄ３、ｆ４、Ｉ５８）であり、検索された８点のピーク電流値は（Ｉ３７、Ｉ３８、Ｉ４１、Ｉ４２、Ｉ５３、Ｉ５４、Ｉ５７、Ｉ５８）である。次に検索データと補間法を用いて、加工条件（Ｗｃｏｍ、Ｄｃｏｍ、Ｆｃｏｍ）のピーク電流指令値Ｉｃｏｍを計算し、出力する。このピーク電流演算部１３、レーザ発振器特性表１２の働きは、レーザ発振器特性を記述する関数の役割を果たしており、レーザ発振器特性関数記述手段という。また、レーザ発振器特性表１２は加工前にあらかじめメモリに記憶しておく。
【０１００】
図４は、実施例１−１に係る点線部２３の処理を示すフローチャートである。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。ステップＳ１では、指令設定部１１からレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの加工条件を入力する。ステップＳ２では、入力された加工条件とレーザ発振器特性表１２を用い、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍを計算する。ステップＳ３では、電源装置１５に各指令値Ｉｃｏｍ、Ｄｃｏｍ、Ｆｃｏｍを出力する処理を実行する。
【０１０１】
上述のように、Ｆ／Ｆ制御部１４はレーザパワー、デューティ比、周波数とピーク電流のような正確なレーザ発振器特性をもつように構成されているので、加工条件がパルスモードのような場合でも、正確なピーク電流を求めることができ、オープンループ制御でも、レーザ発振器のパワーを正確に制御できるようになる。
【０１０２】
〔実施例１−２〕
以下、この発明の実施例１−２に係るレーザ加工装置について説明する。図５は、実施例１−２によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図６は、実施例１−２に係るレーザ加工装置に用いられるレーザ発振器特性を示す図表、図７は、実施例１−２に係るＦ／Ｆ制御部の処理を示すフローチャートである。
【０１０３】
図５において、実施例１−１と同様な部分は同一符号を付して説明は省略する。２４はレーザ発振器特性が記述されているレーザ発振器特性表、２５は加工条件からレーザ発振器のデューティ比を計算するデューティ比演算部、２６はレーザ発振器特性表２４とデューティ比演算部２５とからなるＦ／Ｆ制御部（Ｆ／Ｆ制御部）である。図６において、パワーがｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ４、ピーク電流値がＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の条件の時のデューティ比ｄ１〜ｄ６４を計測して作成したものである。
【０１０４】
次に、上記のように構成された実施例１−２におけるレーザ加工装置の動作について説明する。まず、レーザ加工の加工条件を指令設定部１１に設定する。加工条件の指令は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍである。次いで、Ｆ／Ｆ制御部２６にこの加工条件を入力し、電源装置１５に入力するデューティ比指令値Ｄｃｏｍを計算する。
【０１０５】
電源装置１５は、Ｆ／Ｆ制御部２６で計算したピーク電流指令値Ｉｃｏｍと加工条件のデューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを入力し、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの電流がレーザ発振器１６に入力される。
【０１０６】
次に、Ｆ／Ｆ制御部２６の動作について説明する。Ｆ／Ｆ制御部２６はレーザ発振器特性表２４とデューティ比演算部２５から構成されている。レーザ発振器特性表２４は、レーザ発振器特性を図６のようなデータテーブルの形で持っている。デューティ比演算部２５は、レーザ発振器特性表２４を用いて加工条件に応じたデューティ比を計算する。すなわち、指令設定部１１からレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの加工条件を入力し、レーザ発振器特性表２４から、実施例１−１と同様にして加工条件近傍の８点のデューティ比を検索する。次に検索された８点のデューティ比から補間法を用いて、加工条件のデューティ比指令値Ｄｃｏｍを計算し、出力する。このデューティ比演算部２５、レーザ発振器特性表２４の働きは、レーザ発振器特性を記述する関数の役割を果たしており、レーザ発振器特性関数記述手段という。また、レーザ発振器特性表２４は加工前にあらかじめメモリに記憶しておく。
【０１０７】
次に、点線部２３内の処理を図７に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。ステップＳ４では、指令設定部１１からレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの加工条件を入力する。ステップＳ５では、入力された加工条件とレーザ発振器特性表２４を用い、デューティ比指令値Ｄｃｏｍを計算する。ステップＳ３では、図４の実施例１のステップＳ３と同様の処理を実行する。
【０１０８】
上述のように、Ｆ／Ｆ制御部２６はレーザパワー、ピーク電流、周波数とデューティ比の正確なレーザ発振器特性をもつように構成されているので、加工条件がパルスモードでしかもデューティ比制御のような場合でも、正確なデューティ比を求めることができ、オープンループ制御でも、レーザ発振器のパワーを正確に制御できるようになる。
【０１０９】
〔実施例１−３〕
以下、この発明の実施例１−３に係るレーザ加工装置について説明する。図８は、実施例１−３によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図９は、実施例１−３の処理に係わるフローチャートである。図８において図１に示す実施例１−１と同様な部分は同一符号を付して説明は省略する。２７はＦ／Ｂ制御手段で、指令設定部１１のパワー指令値とパワーセンサ１８で計測したパワー計測値から操作量を計算しており、例えばフィードバック（以下、Ｆ／Ｂという）制御部である。２８は２つの操作量を加算する演算手段、例えば加算器である。
【０１１０】
次に、上記のように構成された実施例１−３におけるレーザ加工装置の動作について説明する。まず、レーザ加工の加工条件の指令としてレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを指令設定部１１に設定する。次いで、Ｆ／Ｆ制御部１４にこの加工条件を入力し、電源装置１５に指令する操作量であるピーク電流値指令値Ｉｃｏｍを計算する。また、Ｆ／Ｂ制御部２７は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとパワーセンサ１８から得られるレーザパワー計測値Ｗｆを入力する。入力したレーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆのパワー誤差が０となるように、ＰＩ制御演算（比例積分制御演算）などの制御演算を行い、電流補正値ΔＩｅを操作量として出力する。例えば、下式２のような計算を行う。
ΔＩｅ＝Ｋｐ×（Ｗｃｏｍ−ｗｆ）＋Ｋｉ×Σ（Ｗｃｏｍ−Ｗｆ）・・・（２）
ただし、Ｋｐ、Ｋｉは定数である。
【０１１１】
次に、加算器２８は、Ｆ／Ｆ制御部１４から出力されるピーク電流指令値Ｉｃｏｍと電流補正値ΔＩｅのパワー誤差を加算し、電源装置１５へ出力する。
いま、Ｆ／Ｆ制御部１４のレーザ発振器特性がレーザ発振器１６の特性と一致している場合を考える。Ｆ／Ｆ制御部１４の特性に誤差がないので、レーザ発振器１６はレーザパワー指令値Ｗｃｏｍと等しいレーザパワーを出力し、レーザパワー計測値Ｗｆとレーザパワー指令値Ｗｃｏｍは等しくなる。すなわち、パワー誤差は０となり、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力は０となる。
【０１１２】
また、Ｆ／Ｆ制御部１４のレーザ発振器特性がレーザ発振器１６の特性と一致していない場合、過渡的には、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆは一致しないが、定常的にはＦ／Ｂ制御部２７が電流補正値ΔＩｅを出力し、電源装置１５の入力電流を増減させ、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆは一致するように働く。
【０１１３】
この実施例では、Ｆ／Ｂ制御部２７とＦ／Ｆ制御部１４を備え、Ｆ／Ｆ制御部１４は、レーザパワー指令の高速な応答制御が行われるように働き、Ｆ／Ｂ制御部２７は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆのパワー誤差を速やかに０にするように働く。
【０１１４】
次に、点線２３内の処理を図９に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図９のステップＳ６では、指令設定部１１から加工条件の指令レーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、デューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍをパワーセンサ１８からレーザパワー計測値Ｗｆを入力する。ステップＳ２は実施例１−１と同様の処理を行う。ステップＳ７は、Ｆ／Ｂ制御部２７の処理で、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆから、式２の制御演算を行い、電流補正量ΔＩｅを計算する。ステップＳ８では、ステップＳ２で求めたピーク電流指令値Ｉｃｏｍと電流補正値ΔＩｅの加算を行う。ステップＳ９では、ステップＳ８で求めたＩｃｏｍ＋ΔＩｅと加工条件のデューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを電源装置１５に出力する。
【０１１５】
上述のようにこの実施例によれば、Ｆ／Ｆ制御部１４はレーザパワー、デューティ比、周波数とピーク電流の正確なレーザ発振器特性をもつように構成されているので、加工条件がパルスモードのような場合でも、正確なピーク電流を求めることができ、オープンループ制御でも、レーザ発振器のパワーを正確に制御できるようになる。また、Ｆ／Ｆ制御部１４のレーザ発振器特性表１２に誤差が生じていたりして、レーザパワーの出力に誤差が生じた場合でも、レーザパワーをフィードバックし、パワー誤差が０となるようにＦ／Ｂ制御部２７でＦ／Ｂ制御しているので、定常的に出力誤差０の高精度、かつ、高信頼性のレーザパワー制御が実現する。
【０１１６】
〔実施例１−４〕
以下、この発明の実施例１−４に係るレーザ加工装置について説明する。図１０は、実施例１−４によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図１１は、実施例１−４の処理に係わるフローチャートである。図１０において図５に示す実施例１−２と同様な部分は同一符号を付して説明は省略する。２９はＦ／Ｂ制御部、３０は加算器である。
【０１１７】
次に、上記のように構成された実施例１−４におけるレーザ加工装置の動作について説明する。まず、レーザ加工の加工条件の指令としてレーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを指令設定部１１に設定する。次いで、Ｆ／Ｆ制御部２６にこの加工条件を入力し、電源装置１５に指令するデューティ比指令値Ｄｃｏｍを計算する。また、Ｆ／Ｂ制御部２９は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとパワーセンサ１８から得られるレーザパワー計測値Ｗｆを入力する。入力したレーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆのパワー誤差が０となるように、ＰＩ制御などの制御演算が行われ、デューティ比補正量ΔＤｅを出力する。例えば、下式３のような計算をする。
ΔＤｅ＝Ｋｐ２×（Ｗｃｏｍ−ｗｆ）＋Ｋｉ２×Σ（Ｗｃｏｍ−Ｗｆ）・・・（３）
ただし、Ｋｐ２、Ｋｉ１は定数である。
【０１１８】
次に加算器３０は、Ｆ／Ｆ制御部２６から出力されるデューティ比指令値Ｄｃｏｍとデューティ比補正量ΔＤｅを加算し、電源装置１５へ出力する。いま、Ｆ／Ｆ制御部２６のレーザ発振器特性がレーザ発振器１６の特性と一致している場合を考える。Ｆ／Ｆ制御部２６の特性に誤差がないので、レーザ発振器１６はレーザパワー指令値Ｗｃｏｍと等しいレーザパワーを出力する。パワーセンサ１８に反射光等の外乱が入らない場合、レーザパワーはパワーセンサ１８で正しく計測されるので、レーザパワー計測値Ｗｆとレーザパワー指令値Ｗｃｏｍは等しくなる。すなわち、パワー誤差は０となり、Ｆ／Ｂ制御部２９の出力は０となる。
【０１１９】
また、Ｆ／Ｆ制御部２６のレーザ発振器特性がレーザ発振器１６の特性と一致していない場合、過渡的には、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆは一致しないが、定常的にはＦ／Ｂ制御部２９がデューティ比補正値ΔＤｅを出力し、電源装置１５の入力電流を増減させ、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆは一致するように働く。
【０１２０】
この実施例では、Ｆ／Ｂ制御部２９とＦ／Ｆ制御部２６を備え、Ｆ／Ｆ制御部２６は、レーザパワー指令の高速な応答制御が行われるように働き、Ｆ／Ｂ制御部２９は、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆのパワー誤差を速やかに０にするように働く。
【０１２１】
次に、点線２３内の処理を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図１１のステップＳ１０では、指令設定部１１から加工条件の指令レーザパワー指令値Ｗｃｏｍ、ピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍをパワーセンサ１８からレーザパワー計測値Ｗｆを入力する。ステップＳ５は図７に示す実施例１−２と同様の処理を行う。ステップＳ１１は、Ｆ／Ｂ制御部２９の処理で、レーザパワー指令値Ｗｃｏｍとレーザパワー計測値Ｗｆから、式３の制御演算を行い、デューティ比補正量ΔＤｅを計算する。ステップＳ１２では、ステップＳ５で求めたデューティ比指令値Ｄｃｏｍとデューティ比補正値ΔＤｅの加算を行う。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めたＤｃｏｍ＋ΔＤｅと加工条件のピーク電流指令値Ｉｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍを電源装置１５に出力する。
【０１２２】
上述のようにこの実施例によれば、Ｆ／Ｆ制御部２６はレーザパワー、ピーク電流、周波数とデューティ比の正確なレーザ発振器特性をもつように構成されているので、加工条件がパルスモードのような場合でも、正確なデューティ比を求めることができる。また、オープンループ制御でも、レーザ発振器１６のパワーを正確に制御できるようになる。また、Ｆ／Ｆ制御部２６のレーザ発振器特性に誤差が生じていたりして、レーザパワーの出力に誤差が生じた場合でも、レーザパワーをフィードバックし、パワー誤差が０となるようにＦ／Ｂ制御しているので、定常的に出力誤差０の高精度、かつ、高信頼性のレーザパワー制御が実現する。
【０１２３】
〔実施例１−５〕
以下、この発明の実施例１−５に係るレーザ加工装置について説明する。図１２は、実施例５によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図１３は、前記ガス特性変化時に生じるレーザ発振器の特性変動補正量を記憶した補正量記憶表を示す図表、図１４は、実施例１−５の動作を説明するために用いるガス特性変化によるレーザ発振器特性変化を示すグラフ、図１５は、実施例１−５の処理に係わるフローチャートである。
【０１２４】
図１２において図８に示す実施例１−３と同様な部分は同一符号を付して説明は省略する。３５は加算器である。５０はＦ／Ｆ制御部であり、レーザ発振器特性表１２とピーク電流演算部１３と加算器３５とから構成されている。また、３１はＦ／Ｆ制御部５０の補正量を計算する補正手段で、例えばＦ／Ｆ制御部５０の出力電流を補正するＦ／Ｆ補正部である。このＦ／Ｆ補正部３１は、３２の誤差増幅部と３３の補正量記憶部と３４の補正量演算部からなる。誤差増幅部３２は、例えば積分特性をもった誤差増幅器で構成される。補正量記憶部３３は加工条件による補正量をデータテーブルとして記憶しており、その内容を図１３に示す。
【０１２５】
次に、補正量の作成方法について説明する。図１４はガス特性変化で生じるレーザ発振器の特性変化の一例を示すグラフである。横軸は入力するピーク電流（Ａ）、縦軸は出力するレーザパワー（Ｗ）であり、Ｘａ、Ｘｂはデューティ比ｄｘ、周波数ｆｘであり、Ｙａ、Ｙｂはデューティ比ｄｙ、周波数ｆｙであり、ＸａとＹａはガス特性変化が起こっていない状態、Ｘｂ、Ｙｂはガス特性変化が起こった状態のグラフである。このグラフからわかるように、ガス特性変化が起これば、同一デューティ比、周波数は矢印で示すようにほぼ平行移動している。この平行移動量αｘ、αｙをみると、デューティ比、周波数に応じて異なる平衡移動量αｘ、αｙとなっている。
【０１２６】
図１３はこの特性をデータテーブルにしたもので、レーザ発振器１６の入力電流のデューティ比がｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の時のガス特性変化による平行移動量α１〜α１６を計測して作成していく。ただし、α１〜α１６は、デューティ比１００％の連続波条件での移動量で規格化されたものを用い、この規格化されたα１〜α１６を補正量として用いる。
【０１２７】
補正量記憶部３３のデータは、あらかじめ計測しておき、メモリに記憶しておく。補正量演算部３４は、加工条件に応じた補正量を補正量記憶部３３から検索し、補間方式を用いてＦ／Ｆ制御部５０の特性補正量を演算する。
【０１２８】
次に、上記のように構成された実施例１−５におけるレーザ加工装置の動作について説明する。ガス特性変化が生じると、レーザ発振器１６の特性が図１４のように変化する。そのため、Ｆ／Ｆ制御部５０のレーザ発振器特性表１２は誤差をもったものとなり、レーザ発振器１６のレーザパワー誤差となる。このレーザパワー誤差は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力にΔＩｅという形で現れる。
【０１２９】
Ｆ／Ｆ補正部３１は、このＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用いて、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力の補正動作を行う。Ｆ／Ｆ補正部３１の誤差増幅部３２は、ΔＩｅの誤差増幅を行う。Ｆ／Ｆ補正部３１の補正量演算部３４は、指令設定部１１から加工条件を入力し、補正量記憶部３３から、現在の加工条件に近い２点の補正量を検索し、現在の加工条件の補正量を補間演算により求める。次に誤差増幅部３２の出力と前記補正量を乗じて、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力の補正量ΔＩｃｏｍを計算し、出力する。加算器３５はピーク電流演算部１３の出力Ｉｃｏｍに前記補正量ΔＩｃｏｍを加算して補正を行う。
上記に示す補正動作は、ΔＩｅがほぼ０になるまで繰り返し実行される。
【０１３０】
次に、点線２３内の処理を図１５に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図１５のステップＳ６、ステップＳ２、ステップＳ７は図９に示す実施例１−３の処理フローと同様の処理を行う。ステップＳ１４は誤差増幅部３２の処理である。ステップＳ１４において、Ｆ／Ｂ制御部２７で得られた出力ΔＩｅの誤差増幅を行う。ステップＳ１４では積分要素を用いている。演算式を下式４に示す。
Ｅ（ｋ）＝Ｅ（ｋ−１）＋ｋ１×ΔＩｃｏｍ    ・・・（４）
ここで、Ｅ（ｋ）は積分結果であり、Ｅ（ｋ−１）は、Ｅ（ｋ）の１処理周期前の積分結果である。ｋ１は積分ゲインである。
【０１３１】
ステップＳ１５は補正量演算部３４の処理であり、指令設定部１１から入力される加工条件であるデューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの補正量を図１３から検索し、補間手法を用いて加工条件の補正量αｃｏｍを計算する。ステップＳ１６では、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力の補正値ΔＩｃｏｍを下式５より求める。
ΔＩｃｏｍ＝αｃｏｍ×Ｅ（ｋ）    ・・・（５）
ステップＳ１７は加算器２８、３５の処理である。ステップＳ１８は計算したＩｃｏｍ＋ΔＩｃｏｍ＋ΔＩｅ、Ｄｃｏｍ、Ｆｃｏｍを電源装置１５に出力する。
【０１３２】
上記のようにこの実施例では、Ｆ／Ｆ補正部３１はパワー誤差がなくなるまで、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力を補正し続けるので、ガス特性変化が生じても良好なパワー制御ができる。また、加工条件が変わっても、加工条件に適した補正量を出力できるように働く。また、加工中でも補正を行うことができるので、長時間の加工を行っても常に正確なパワー制御ができる。
【０１３３】
なお、誤差増幅部３２の応答特性は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅに含まれる指令設定部１１の周波数指令値Ｆｃｏｍの周期の影響を受けないような応答にしておく。
【０１３４】
また、上記ではＦ／Ｆ補正部３１の出力をＦ／Ｆ制御部５０の出力に加算することでＦ／Ｆ制御部５０の出力を補正したが、Ｆ／Ｆ制御部５０のレーザ発振器特性表１２を補正しても同様の効果が得られる。
【０１３５】
また、Ｆ／Ｆ補正部３１の出力を用いて指令設定部１１から指令されるＦ／Ｆ制御部５０に入力されるレーザパワー指令値Ｗｃｏｍを補正しても同様の効果が得られる。
【０１３６】
〔実施例１−６〕
以下、この発明の実施例１−６に係るレーザ加工装置について説明する。図１６は、実施例１−６によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図１７は、実施例１−６の処理に係わるフローチャートである。図１６において、図１２示す実施例１−５と同様な部分は同一符号を付して説明は省略する。５２はＦ／Ｆ制御部１４の補正を実行するＦ／Ｆ補正部であり、例えばレーザ発振器特性表１２の補正量を計算する。このＦ／Ｆ補正部５２は、誤差増幅部３２と補正量記憶部３３と補正量演算部５１とから構成されている。この補正量演算部５１は、補正量記憶部３３の補正量と誤差増幅部３２の出力とからＦ／Ｆ制御部１４のレーザ発振器特性表１２の補正量を演算する。
【０１３７】
次に、上記のように構成された実施例１−６におけるレーザ加工装置の動作について説明する。上述したようにガス特性変化が生じるとレーザ発振器１６の特性が変化する。そのため、レーザ発振器１６の特性から作成したレーザ発振器特性表１２は誤差をもったものとなる。Ｆ／Ｆ補正部５２は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用い、レーザ発振器特性表１２の補正動作を実行する。誤差増幅部３２は、式４を用いてΔＩｅの誤差増幅を行い補正値Ｅ（ｋ）を出力する。補正量演算部５１は、誤差増幅部３２の出力Ｅ（ｋ）と補正量記憶部３３の補正割合α１〜α１６を用いて、各周波数、デューティ比のピーク電流補正量ΔＩ１〜ΔＩ１６を下記式６より求める。
ΔＩ１＝α１×ΔＥｅ
〜
ΔＩ１６＝α１６×ΔＥｅ    ・・・（６）
【０１３８】
次に、上記各周波数、デューティ比の条件におけるピーク電流補正量ΔＩ１〜ΔＩ１６をレーザ発振器特性表１２の各周波数、デューティ比のピーク電流値Ｉ１〜Ｉ６４に加算することにより補正を行う。この加算方法は、例えばレーザ発振器特性表１２のＩ１〜Ｉ４にはΔＩ１を、Ｉ６１〜Ｉ６４にはΔＩ１６を加算して補正する。これを下記式７に示す。
Ｉ１＝Ｉ１＋ΔＩ１
Ｉ２＝Ｉ２＋ΔＩ１
Ｉ３＝Ｉ３＋ΔＩ１
Ｉ４＝Ｉ４＋ΔＩ１
・・・
Ｉ６１＝Ｉ６１＋ΔＩ１６
Ｉ６２＝Ｉ６２＋ΔＩ１６
Ｉ６３＝Ｉ６３＋ΔＩ１６
Ｉ６４＝Ｉ６４＋ΔＩ１６    ・・・（７）
そして、この補正動作は、ΔＩｅがほぼ０になるまで繰り返し実行する。
【０１３９】
次に、点線２３内の処理を図１７に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図１７の処理で実施例１−５の図１５と同一の処理を実行するものは同一番号を付けその部分の説明は省略する。ステップＳ１９は、補正量演算部５１の処理であり、誤差増幅部３２の出力Ｅ（ｋ）と補正量記憶部３３の補正割合α１〜α１６とを用いてピーク電流補正量ΔＩ１〜ΔＩ１６を計算する。ステップＳ２０は、ピーク電流補正量ΔＩ１〜ΔＩ１６でレーザ発振器特性表１２のピーク電流Ｉ１〜Ｉ６４の補正を実行する。
【０１４０】
この実施例によれば、Ｆ／Ｆ補正部３１は、レーザ発振器特性表１２の誤差が無くなるまでＦ／Ｆ制御部１４を補正し続けるので、ガス特性変化が生じた場合であっても良好なパワー制御を実行することができる。また、加工条件が変わっても、加工条件に適した補正量を出力できるように働く。さらに、加工中でも補正を行うことができるので、長時間の加工を行っても、常に正確なパワー制御が実現する。
【０１４１】
〔実施例１−７〕
図１８は、実施例１−７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図１９は、ガス特性変化時に生じるレーザ発振器の特性変動補正量を記憶した補正量記憶表を示す図表、図２０は、実施例１−７の動作を説明するために用いるガス特性変化によるレーザ発振器特性変化を示すグラフ、図２１は、実施例１−７の処理に係わるフローチャートである。
【０１４２】
図１８において、実施例１−５の図１２と同様な部分は同一符号を付してその部分の説明は省略する。５３はＦ／Ｆ制御部であり、レーザ発振器特性表１２とピーク電流演算部１３と加算器５４とから構成されている。５５はＦ／Ｆ制御部５３の補正量を計算する補正手段で、例えばＦ／Ｆ制御部５３の入力電力指令を補正するＦ／Ｆ補正部である。このＦ／Ｆ補正部５５は、誤差増幅部３２と補正量記憶部５６と補正量演算部５７とから構成されている。また、補正量記憶部５６は加工条件による補正量をデータテーブルとして記憶しており、その内容は図１９に示す通りである。
【０１４３】
次に、図１９のデータテーブルの作成方法について説明する。図２０は、図１４と同じガス特性変化で生じるレーザ発振器の特性変化の一例を示すグラフである。ここで図１４と異なる点は、平行移動量を図１４ではピーク電流軸方向のαｘ、αｙとしているのに対し、図２０ではレーザパワー軸方向βｘ、βｙとしている点である。また、図１９は、この特性をデータテーブル化したもので、デューティ比がｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のときのガス特性変化による平行移動量β１〜β１６を計測して作成している。ただし、このβ１〜β１６は、デューティ比１００％の連続条件での平行移動量で規格化されたものを用い、この規格化されたβ１〜β１６を補正量として用いる。
【０１４４】
補正量記憶部５６のデータは、あらかじめ計測しておきメモリに記憶しておく。補正量演算部５７は、加工条件に応じた補正量を補正量記憶部５６から検索し、補間方式を用いてＦ／Ｆ制御部５３の補正量を演算する。
【０１４５】
次に、以上のように構成された実施例１−７におけるレーザ加工装置の動作について説明する。ガス特性変化が生じると、レーザ発振器１６の特性が図１９のように変化する。そのため、Ｆ／Ｆ制御部５３のレーザ発振器特性表１２は誤差をもったものとなり、Ｆ／Ｆ制御部５３の出力はパワー指令に対応した電流指令とはならない。そのため、レーザ発振器１６のレーザパワー出力は誤差をもったものとなるが、Ｆ／Ｂ制御部２７で補正されてＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅという形で現れる。
【０１４６】
Ｆ／Ｆ補正部５５は、このＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用いて、Ｆ／Ｆ制御部５３の補正動作を実行する。Ｆ／Ｆ補正部５５の誤差増幅部３２はΔＩｅの誤差増幅を行う。補正演算部５７は、指令設定部１１から加工条件を入力し、補正量記憶部５６から現在の加工条件に近い２点の補正量を検索し、現在の加工条件の補正量を補間演算により求めβｃｏｍを出力する。次いで、誤差増幅部３２の出力Ｅ（ｋ）と上記βｃｏｍとを乗じて、Ｆ／Ｆ制御部５３の補正量ΔＷｃｏｍを計算する。加算器５４は、レーザパワー指令Ｗｃｏｍと補正量ΔＷｃｏｍの加算を実行する。そして、この補正動作はΔＩｅがほぼ０になるまで繰り返し実行される。
【０１４７】
次に、点線２３内の処理を図２１に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図２１の処理で実施例１−６の図１７と同一の処理を行うものには同一番号を付して、その部分の説明は省略する。ステップＳ２１は、補正量演算部５７の処理であり、指令設定部１１から入力される加工条件であるデューティ比指令値Ｄｃｏｍ、周波数指令値Ｆｃｏｍの補正量を図１９から検索する。そして、補間手法を用いて加工条件の補正量βｃｏｍを計算する。ステップＳ２２では、Ｆ／Ｆ制御部５３の補正値Δｃｏｍを下記式８により求める。
ΔＷｃｏｍ＝βｃｏｍ×Ｅ（ｋ）    ・・・（８）
【０１４８】
ステップＳ２３は、加算器５４の処理である。ステップＳ２４は、ピーク電流演算部１３の処理であり、ステップＳ２と同じ処理を実行する。ただし、レーザパワー指令が、補正されたＷｃｏｍ＋ΔＷｃｏｍとなっている点が異なる。出力として、ピーク電流指令Ｉｃｏｍが出力される。
【０１４９】
したがって、上記実施例によれば、Ｆ／Ｆ補正部５５はＦ／Ｆ制御部５３の誤差がなくなるまで補正し続けるので、ガス特性変化が生じる場合であっても良好なパワー制御を実行することができる。また、加工条件が変わっても、加工条件に適した補正量を出力できるように働く。さらに、加工中でも補正を行うことができるので、長時間の加工を行っても常に正確なパワー制御が実現する。
【０１５０】
なお、誤差増幅部３２の応答特性は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅに含まれる指令設定部１１の周波数指令値Ｆｃｏｍの周期の影響を受けないような応答にしておく。
【０１５１】
〔実施例１−８〕
図２２は、実施例１−８に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図２３は、実施例１−８の処理に係わるフローチャートである。図２２において、図１２に示す実施例１−５と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。５８は入力信号に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の動作を作動させるか停止させるかを制御する補正動作制御手段で、例えば補正動作制御部である。また、５９は光センサである。
【０１５２】
次に、以上のように構成された実施例１−８におけるレーザ加工装置の動作について説明する。ここで、加工部材２１に高反射材が用いられている場合を例にとって考える。Ｆ／Ｆ制御部５０のレーザ発振器特性表１２が正しくレーザ発振器１６の特性を表している場合、レーザ発振器１６は指令通りのレーザパワーを出力するが、加工部材２１が高反射材のため、反射光Ｒｆがパワーセンサ１８で検出され、誤差を持ったレーザパワー計測値Ｗｆがフィードバックされる。そのため、Ｆ／Ｂ制御部２７は反射光Ｒｆによる誤差分を補正するための補正出力ΔＩｅを出力する。したがって、Ｆ／Ｆ補正部３１は、誤差がない場合でも、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力を補正するように働く。このＦ／Ｆ制御部５０の補正は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅが０になるまで行われる。このようなＦ／Ｆ補正部３１の誤動作を防止するために、光センサ５９から反射光を検出し、この検出信号を補正動作制御部５８に入力する。補正動作制御部５８は、入力された検出信号から反射光が強いか否かを判断する。この判断は入力された検出信号とあらかじめ設定されている信号レベルとの比較動作で行う。反射光が強いと判断した場合は、補正動作制御部５８はＦ／Ｆ補正部３１の動作停止信号を出力する。Ｆ／Ｆ補正部３１は、動作停止信号を入力した場合、ただちに補正動作を停止するように働く。
【０１５３】
次に、点線２３内の処理を図２３に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図２３の処理で図１２と同一の処理を行うものは同一符号を付して、その説明は省略する。ステップＳ２５は反射光Ｒｆがあらかじめ設定される反射光最大許容値Ｒｌｉｍｉｔよりも大きければ異常と判断してステップＳ２６へ進み、小さければ異常なしとしてステップＳ１４へ分岐する。これは補正動作制御部５８における処理である。ステップＳ２６では誤差増幅部３２の動作を停止させるため、積分器を停止させる動作Ｅ（ｋ）＝Ｅ（ｋ−１）の処理を行い、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ２５で異常でない場合、実施例１−５と同様のステップＳ１４の処理を行い補正動作を作動させる。
【０１５４】
この実施例によれば、ワークからの反射光が多い場合でも、Ｆ／Ｆ補正部３１は誤動作を起こさず、良好な加工が行える。
【０１５５】
〔実施例１−９〕
図２４は、実施例１−９に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図２５は、実施例１−９の処理に係るフローチャートである。図２４において、図８に示す実施例１−３と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。７８はＦ／Ｆ制御部１４を補正するＦ／Ｆ補正部であり、特性表作成部６０と補正動作制御部６１より構成される。この特性表作成部６０は、レーザ発振器特性表１２を作成するためのものである。また、補正動作制御部６１は、入力信号に基づいて特性表作成部６０を作動させるか否かを制御するためのものである。
【０１５６】
次に、以上のように構成された実施例１−９におけるレーザ加工装置の動作について説明する。ガス特性変化が生じると、レーザ発振器１６の特性が図１４のように変化する。そのため、Ｆ／Ｆ制御部１４のレーザ発振器特性表１２は誤差を含んだものとなり、レーザ発振器１６のレーザパワー出力誤差として現れる。このレーザパワー出力誤差は、Ｆ／Ｂ制御部２７で補正され、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅという形で現れる。
【０１５７】
補正動作制御部６１は、このＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用いて、レーザ発振器特性表１２を作成し直すか否かを判断する。この判断は下記式９を用いる。ただし、ΔＩｅｌｉｍｉｔはΔＩｅの最大許容誤差であらかじめ設定しておくものとする。
｜ΔＩｅ｜＞｜ΔＩｅｌｉｍｉｔ｜    ・・・（９）
【０１５８】
上記式９が成立した場合にレーザ発振器特性表１２の作成動作を作動させる。特性表作成部６０は、補正動作制御部６１が作成動作を作動させると判断した場合、レーザ発振器特性表１２の作成動作を実行する。この作成動作は、例えば以下のような手順で行われる。まず、図３のレーザ発振器特性表１２の加工条件であるレーザパワーｗ１、デューティ比ｄ１、周波数ｆ１を選択し指令値として設定し、レーザパワー制御を開始する。そして、レーザーパワーが一定値になる時間の後、電源装置１５に入力される電流を計測する。この電流はＦ／Ｆ制御部１４の出力ＩｃｏｍとＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅの和であり、ピーク電流Ｉ１としてレーザ発振器特性表１２に記憶させる。同様に、レーザ発振器特性表１２の他の加工条件に関しても同様に選択し、ピーク電流Ｉ２〜Ｉ６４を計測しレーザ発振器特性表１２に記憶する。このようにしてレーザ発振器特性表１２の作成動作が行われる。
【０１５９】
次に、点線２３内の処理を図２５に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔Ｔｓの割り込みで行われる。図１２に示す実施例１−５と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。ステップＳ２７は上述したように作成動作中であるか否かを判断する。ここで作成動作中ならばステップＳ３０へ、そうでない場合はステップＳ６へ分岐する。ステップＳ２８ではΔＩｅの大きさが最大許容誤差ΔＩｅｌｉｍｉｔよりも大きければステップＳ２９へ、小さければステップＳ２へ分岐する。ステップＳ２９へ分岐した場合、レーザ発振器特性表１２のパワー、デューティ比、周波数の加工条件を順次選択する。ステップＳ３１では、ステップＳ３０におけるレーザ発振器特性表１２のすべての加工条件でピーク電流の計測が終了したと判断したらステップ３２へ、そうでないならステップＳ３３へ分岐する。ステップＳ３３ではパワーセンサ１８からレーザパワーＷｆを入力する。ステップＳ２からステップＳ１８まではステップＳ３０で設定された加工条件でレーザパワーの制御が行われ、電源装置１５のピーク電流を出力する。
【０１６０】
また、ステップＳ３４では、レーザパワーＷｆがステップＳ３０で設定したパワーと一致するまでの時間待ちを行う。ここで、Ｔ０は時間待ちの設定値であらかじめ設定しておく。また、ｔは時間を計測する変数であり、初期値は０に設定される。ステップＳ３４で上記時間待ちが終了したと判断すればステップＳ３６へ、そうでない場合はステップＳ３５へ分岐する。ステップＳ３５では時間の変数ｔに上記一定時間間隔Ｔｓを加算することにより上記待ち時間を計測している。ステップＳ３６では上記時間待ちが終了した場合であり、ピーク電流の値を読み込む。ピーク電流は、ステップＳ１７で求めたＩｃｏｍ＋ΔＩｅである。この値をレーザ発振器特性表１２の加工条件に応じたピーク電流の部署に記憶させる。例えば、加工条件が図６のｗ１、ｄ３、ｆ３であったならピーク電流の記憶部署はＩ２５になる。ステップＳ３７では、時間の変数ｔを０にクリアする。ステップＳ３７の次の処理はステップＳ３０となるが、この場合、ステップＳ３０は加工条件を変更される。すべての加工条件が終了すればステップＳ３１を経てステップＳ３２でフラグＦｇを０にし、作成動作を終了する。
【０１６１】
したがって、上記実施例によれば、レーザ発振器特性表１２に誤差があった場合でも自動的にレーザ発振器特性表１２を作成する手段を持っているので、ガス特性変化が生じても良好なパワー制御ができる。
【０１６２】
〔実施例１−１０〕
図２６は、実施例１−１０に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図２７は、実施例１−１０の処理に係るフローチャートである。図２６において、図１２に示す実施例１−５と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。６２は補正動作制御部であり、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用いてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を行うか否かを判断するためのものである。
【０１６３】
次に、以上のように構成された実施例１−１０におけるレーザ加工装置の動作について説明する。本レーザ加工装置の動作が実施例１−５と異なる点は、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作が補正動作制御部６２により制御されている点である。ガス特性変化が生じるとレーザ発振器１６の特性が図１４のように変化する。そのため、Ｆ／Ｆ制御部５０のレーザ発振器特性表１２は誤差を含んだものとなり、Ｆ／Ｆ制御部５０の出力であるピーク電流Ｉｃｏｍは適正な値とはならず、レーザ発振器１６のレーザパワー誤差を生じる。このレーザパワー誤差は、Ｆ／Ｂ制御部２７で補正されてＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅという形で現れる。Ｆ／Ｆ補正部３１は、このΔＩｅを用いてＦ／Ｆ制御部５０の補正を実行する。しかし、加工部材２１が高反射材の場合、反射光によりパワーセンサ１８に計測誤差が発生し、この計測誤差はＦ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅとなって現れる。反射光の影響が大きい場合、ΔＩｅを用いてＦ／Ｆ補正部３１を作動させると、Ｆ／Ｆ制御部５０で誤った補正がなされ、レーザーパワー制御の高速性が損なわれる。
【０１６４】
補正動作制御部６２は、ΔＩｅを入力し、反射光の影響が大きいか否かを判断する。この判断方法として、ΔＩｅの正／負から判断する。すなわち、レーザ発振器１６のガス特性が変化するとレーザ発振効率が低下するので、ピーク電流をあげるためΔＩｅを増加させ、ΔＩｅは正の値となる。一方、反射光によるパワーセンサ１８の計測誤差が原因である場合、パワーセンサ１８の出力Ｗｆは大きな値で検出され、ΔＩｅはピーク電流を減少させるように負の値となる。そこで、補正動作制御部６２は、Ｆ／Ｆ補正部３１の誤差増幅部３２にΔＩｅが負であれば補正動作を停止させ、正であれば補正動作を作動させるように指令する。
【０１６５】
また、ΔＩｅが正であっても大きさが非常に小さい場合、不必要に補正動作が行われることを防止するため、補正動作制御部６２は実施例１−９と同様に式９の条件が成立した場合、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を停止させる。
【０１６６】
次に、点線２３内の処理を図２７に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで行われる。図１２に示す実施例１−５と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。ステップＳ３８は、ΔＩｅが負であればステップＳ２０へ、負でないと判断したときにはステップＳ３９へ分岐する。ステップＳ３９では、ΔＩｅの大きさが最大許容誤差ΔＩｅｌｉｍｉｔよりも大きくなったならばステップＳ１４へ、そうでない場合にはステップＳ２０へ分岐する。ステップＳ２０では、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作が停止されるため、反射光の影響を極力回避することができる。また、不必要な補正動作を防止することができる。
【０１６７】
したがって、上記実施例によれば、反射光が入射された場合、Ｆ／Ｆ補正部３１は補正動作を停止するので、高反射材を加工中でも誤動作を起こすことがなくなる。また、高反射材でない場合は、Ｆ／Ｆ制御部５０を補正し続けるので、ガス特性の変化が生じても良好なパワー制御を行うことができる。さらに、加工中であっても補正を行うことができるので、長時間の加工を行っても常に正確なパワー制御を実行することができる。
【０１６８】
〔実施例１−１１〕
図２８は、実施例１−１１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図２８において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。使用時間計測部６３は、レーザ発振器１６が作動し始めると、時間を計測し一定時間間隔で信号を出力するためのものである。補正動作制御部６４は、使用時間計測部６３の出力信号に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を制御するためのものである。
【０１６９】
次に、以上のように構成された実施例１−１１におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。レーザ発振器１６のガスはレーザの使用時間が長くなるほど特性が大きく変化し、レーザ発振器特性表１２との特性の誤差が徐々に大きくなる。使用時間計測部６３は、レーザ発振器１６の使用時間を計測する機能を有し、あらかじめ設定する時間間隔Ｔ１で信号を出力する。補正動作制御部６４は、使用時間計測部６３の信号を入力する。この入力タイミングを用いてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。ここで、時間間隔Ｔ１はガス特性変化の影響が大きくなる時間間隔に、Ｔ２はＦ／Ｆ制御部５０の補正に必要な時間を設定する。したがって、一定時間間隔でＦ／Ｆ制御部５０の補正を実行するので、ガス特性の変化に対しても良好なパワー制御を行うことができる。
【０１７０】
〔実施例１−１２〕
図２９は、実施例１−１２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図２９において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。６５は使用エネルギー計測部であり、レーザ発振器１６の消費したエネルギーを計測し出力するためのものである。また、６６は補正動作制御部であり、使用エネルギー計測部６５の出力信号に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を実行するか否かを制御するためのものである。
【０１７１】
次に、以上のように構成された実施例１−１２におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。レーザ発振器１６のガスはレーザ発振器１６の使用エネルギーに応じて特性が変化し、レーザ発振器特性表１２との特性の誤差が徐々に大きくなる。使用エネルギー計測部６５は、レーザ発振器１６の使用エネルギーを計測するため、電源装置１５に入力される電流を入力し電源装置１５の電圧を積分することにより上記使用エネルギーを計測する。あるいは、パワーセンサ１８の出力を入力し積分することで上記使用エネルギーに相当するエネルギーを得る。使用エネルギー計測部６５で計測された値は補正動作制御部６６に出力される。
【０１７２】
補正動作制御部６６は、使用エネルギー計測部６５の計測値を用いてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を制御するが、あらかじめ設定するエネルギーＥｎ１の値を越えた場合、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。補正が停止した直後に、使用エネルギー計測部６５の使用エネルギーの積算値をクリアしてから、再度使用エネルギーを計測する。Ｅｎ１はＦ／Ｆ制御部５０の誤差が無視できない最小値に、Ｔ２はＦ／Ｆ制御部５０の補正に必要な時間を設定する。このように、計測した使用エネルギーに基づいてＦ／Ｆ制御部５０の補正を実行するので、ガス特性変化に対しても良好なレーザパワー制御が実現する。
【０１７３】
〔実施例１−１３〕
図３０は、実施例１−１３に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３０において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。６７はレーザ発振器１６のＣＯ2 ガスの濃度を測定するガスセンサである。６８は補正動作制御部であり、ＣＯ2 ガスの濃度に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を行うか否かを制御するものである。
【０１７４】
次に、以上のように構成された実施例１−１３におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。レーザ発振器１６のガス、特にＣＯ2 ガスはレーザ発振を行うとガス濃度が低下する。ガス濃度が低下するに従ってレーザ発振器１６の効率も低下し、レーザ発振器特性表１２との誤差が徐々に大きくなる。ガスセンサ６７は、上記ＣＯ2 のガス濃度を計測する。補正動作制御部６８は、ガスセンサ６７の計測値を入力し、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を行うか否かを制御する。補正動作制御部６８は前回補正を行ったときのガス濃度と今回計測したガス濃度との差を計算し、あらかじめ設定しておく濃度変化量ΔＮ１と比較し、このΔＮ１より大きな値となった場合、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。ここで、ΔＮ１はＦ／Ｆ制御部５０の誤差が無視できない最小値に、Ｔ２はＦ／Ｆ制御部５０の補正に必要な時間を設定する。
【０１７５】
したがって、上記実施例によれば、レーザ発振器１６のガス濃度をガスセンサ６７により計測し、その計測値に基づいてＦ／Ｆ制御部５０の補正を行うので、ガス特性の変化に対しても良好なレーザパワー制御が実現する。
【０１７６】
なお、こではＣＯ2 ガスの濃度に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を行なうか否かを制御する場合について述べたが、ＣＯ2 ガスに限定するものではない。例えばガスセンサ６７に水蒸気Ｈ2 Ｏ濃度を測定できるセンサを用い、水蒸気Ｈ2 Ｏの濃度変化を測定し、濃度変化量があらかじめ設定しておく濃度変化量ΔＮ２と比較し、ΔＮ２より大きくなった場合、補正動作制御部６８はＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させるようにしても同様の効果を期待することができる。
【０１７７】
また、上記においてはガス濃度について述べたが、ガス温度が変化しても同様にレーザ発振器１６の発振効率が変化するので、ガスセンサ６７にガス温度センサを用い、温度変化があらかじめ設定しておく温度変化量ΔＮ３と比較し、ΔＮ３より大きくなった場合、補正動作制御部６８はＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させるようにしても同様の効果を期待することができる。
【０１７８】
〔実施例１−１４〕
図３１は、実施例１−１４に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３１において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。６９はレーザパワー、デューティ比、周波数の加工条件とＦ／Ｆ制御部５０の補正を行うか否かを指令する指令値生成部であり、例えばＮＣ（数値制御装置）のようなものである。７０は補正動作制御部であり、指令値生成部６９の指令に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を行うか否かを制御するためのものである。
【０１７９】
次に、以上のように構成された実施例１−１４におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。指令値生成部６９は、ガス特性の変化によりレーザ発振器１６とレーザ発振器特性表１２との特性の誤差が大きくなった場合、Ｆ／Ｆ制御部５０の補正指令信号を出力する。補正動作制御部７０は、指令値生成部６９からの指令信号を入力し、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。ここで、指令値生成部６９にＮＣが用いられている場合、ＮＣの入力画面上で上記補正指令信号を指令する。また、長時間の加工を行う場合は、ＮＣプログラムのＭコードで指令する。なお、Ｔ２はＦ／Ｆ制御部５０の補正に必要な時間を設定する。
【０１８０】
したがって、上記実施例によれば指令値生成部６９からの指令信号に基づいてＦ／Ｆ制御部５０の補正を行うので、簡単にＦ／Ｆ制御部５０の補正を実行させることができ、良好なレーザパワー制御が実現する。
【０１８１】
〔実施例１−１５〕
図３２は、実施例１−１５に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３２において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。７１はレーザパワー、デューティ比、周波数の加工条件およびガス交換指令を出力する指令値生成部であり、ＮＣ（数値制御装置）のようなものである。７２は補正動作制御部であり、加工部材２１の材質に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を行うか否かを制御するためのものである。
【０１８２】
次に、以上のように構成された実施例１−１５におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。指令値生成部７１は、加工部材２１の材質を出力する。高反射材の場合、実施例１−１０で説明したようにＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させると誤動作するので、これを防止するため、補正動作制御部７２は指令値生成部７１から材質を入力し、高反射材か否かを判断する。そして、高反射材であった場合、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を停止させるように誤差増幅部３２を制御する。
【０１８３】
したがって、上記実施例によれば、加工対象の加工部材２１の材質が高反射材であるか否かを指令値生成部７１から入力することにより、高反射材である場合にＦ／Ｆ補正部３１の誤動作を回避することができる。
【０１８４】
〔実施例１−１６〕
図３３は、実施例１−１６に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３３において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。７３はレーザパワー、デューティ比、周波数の加工条件およびガス交換指令を出力する指令値生成部であり、ＮＣ（数値制御装置）のようなものである。７４は補正動作制御部であり、レーザ発振器１６のガス交換時にＦ／Ｆ補正部３１の補正動作の制御を行うためのものである。
【０１８５】
次に、以上のように構成された実施例１−１６におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。指令値生成部７３は、レーザパワー、デューティ比、周波数の加工条件を出力するが、レーザ発振器１６のガスが劣化した場合、レーザパワー指令を０にし、ガス交換指令をレーザ発振器１６に出力する。レーザ発振器１６はこの指令を受けてガス交換を行い、ガス交換終了信号を指令値生成部７３と補正動作制御部７４に出力する。指令値生成部７３は、ガス交換が終了するとＦ／Ｆ制御部５０の補正動作を行う適当な加工条件を出力し、パワー制御を開始する。補正動作制御部７４はＦ／Ｆ制御部５０の補正動作が完了していないと判断すればＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。補正動作が完了すれば補正動作完了フラグを立て、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正を停止する。Ｆ／Ｆ補正部３１の動作をレーザ発振器１６内のガス交換が行われた直後に作動させれば、ガス交換直後からでも良好な加工を行うことができる。
【０１８６】
なお、Ｆ／Ｆ制御部５０の補正動作を行う適当な加工条件は、周波数０、デューティ比１の連続波条件を用いる。この理由としては上記加工条件がパルス条件の場合、パワーセンサ１８の出力は交流成分が含まれたものとなり、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅにもこの交流成分が含まれ、Ｆ／Ｆ制御部５０の補正動作を阻害するためである。
【０１８７】
〔実施例１−１７〕
図３４は、実施例１−１７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３４において、図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。７５はレーザパワー、デューティ比、周波数の加工条件および電源投入時にＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を指令する指令値生成部であり、ＮＣ（数値制御装置）のようなものである。７６は補正動作制御部であり、指令値生成部７５から上記補正動作の指令を入力しＦ／Ｆ補正部３１の補正動作の制御を行うためのものである。
【０１８８】
次に、以上のように構成された実施例１−１７におけるレーザ加工装置の動作について説明する。図２６に示す実施例１−１０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。指令値生成部７５は、電源投入直後にＦ／Ｆ制御部５０の補正動作を行う適当な加工条件を出しパワー制御を開始する。それと同時に補正動作制御部７６に補正動作の指令を出力する。補正動作制御部７６は、指令値生成部７５から補正動作の指令を入力すると、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作を作動させ、あらかじめ設定された時間Ｔ２後に停止させるように誤差増幅部３２を制御する。補正動作が完了すれば補正動作完了フラグを立て、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正を停止する。このようにＦ／Ｆ補正部３１の補正動作を電源投入直後に作動させることにより、電源投入直後からでも良好な加工を行うことができる。
【０１８９】
〔実施例１−１８〕
図３５は、実施例１−１８に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図３６は、実施例１−１８の処理に係るフローチャートである。図３５において、図１６に示す実施例１−６と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。３８はガス特性変化状態が異常になったと判断する異常判断部、３９はアラーム表示手段で、例えばアラーム表示部である。７７は補正動作制御部であり、異常判断部３８の判断に基づいてＦ／Ｆ補正部３１の制御を行うためのものである。
【０１９０】
次に、以上のように構成された実施例１−１８におけるレーザ加工装置の動作について説明する。レーザ発振器１６に封じ込められているガスが特性変化し、レーザ発振特性が変化すると、実施例１−５で説明したように、レーザ発振器１６の特性変化は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力誤差ΔＩｅとして出力される。この誤差ΔＩｅがＦ／Ｆ補正部３１に入力され、Ｆ／Ｆ補正部３１はＦ／Ｆ制御部５０の出力を補正する。ガス特性変化量が大きくなると、Ｆ／Ｆ補正部３１の誤差増幅部３２の出力も大きくなる。そこで、Ｆ／Ｆ補正部３１は、誤差増幅部３２の出力を異常判断部３８に出力する。
【０１９１】
異常判断部３８は、Ｆ／Ｆ補正部３１の出力信号を入力し、あらかじめ設定されている異常判断値と比較する。比較した結果、もし異常であると判断したなら、アラーム表示部３９と補正動作制御部７７に結果を出力する。アラーム表示部３９は、アラームを表示する。補正動作制御部７７は、異常判断部３８が異常であると判断した場合、Ｆ／Ｆ補正部３１の動作を停止する指令を出力する。Ｆ／Ｆ補正部３１は補正動作制御部７７の停止出力を入力し、補正動作を停止する。
【０１９２】
次に、点線２３内の処理を図３６に示すフローチャートを用いて説明する。この処理は、一定時間間隔の割り込みで実行される。図３６において、図１７に示す実施例１−６と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。ステップＳ４０は、異常判断部３８の処理で誤差増幅部３２の出力Ｅ（ｋ）が異常判断値Ｅｌｉｍｉｔより大きければ、異常であると判断し、ステップＳ４１、ステップＳ２０の処理を実行する。ステップＳ４１はアラーム表示部３９にアラームを表示させる処理を行う。異常でなければステップＳ１５へ処理を移行する。
【０１９３】
したがって、上記実施例によれば、ガス特性変化が非常に大きくなった場合、自動的にアラームを出す構成になっているので、ガスの使用限界まで良好なレーザ加工を行うことができる。また、適切なガス交換の時期を知ることができる。
【０１９４】
また、異常判断部３８の出力が異常であったなら、ガス交換を作業者に指示するようにしてもよい。ガス交換が適切な時期に行われ、加工不良を未然に阻止することができる。さらに、異常判断部３８の出力が異常であったなら、ガス交換を自動的に行うように構成してもよい。この場合は作業者のガス交換の手間が省け、加工作業省力化を図ることができる。
【０１９５】
また、異常判断部３８にあらかじめ設定されている異常判断値は、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正限界付近に設定しておくと、アラームの表示時期がガスの使用限界付近になるので、ガス交換を効率よく行うことができる。
【０１９６】
〔実施例１−１９〕
この実施例１−１９に係るレーザ加工装置は、上記実施例１−１８の構成で異常判断部３８の異常判断は、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正回数、あるいは補正時間を計測し、その計測値があらかじめ設定されている異常判断値より大きくなった場合、アラームを表示するようにする。このような構成により、Ｆ／Ｆ補正部３１の補正動作が正しく行われているか否かが簡単に診断することができ、加工不良を未然に回避することができる。
【０１９７】
〔実施例１−２０〕
図３７は、実施例１−２０に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図３７において、図８に示す実施例１−３と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。７９は第１の関数記述部、８０は第２の関数記述部、８１は第１の関数記述部７９と第２の関数記述部８０により記述されたレーザ発振器特性、８２は指令設定部１１で指令される加工条件とレーザ発振器特性８１とによりピーク電流を計算するピーク電流演算部、８３はレーザ発振器特性８１とピーク電流演算部８２とにより構成されたＦ／Ｆ制御部である。
【０１９８】
次に、以上のように構成された実施例１−２０におけるレーザ加工装置の動作について説明する。本実施例では、Ｆ／Ｆ制御部８３を除いては図８に示した実施例１−３と同様の動作を行うので、特にＦ／Ｆ制御部８３の動作について詳述する。まず、レーザ発振器特性８１の記述方法について説明する。一般のレーザ発振器特性は図２で示したようにピーク電流、デューティ比、周波数により変化し、さらにガス劣化やガス温度によっても変化する。そこで、図２に示す特性を記述するために、レーザ発振器１６のガスが受ける放電エネルギーのうちでレーザパワーに寄与するエネルギーに相似する量を少なくともレーザ出力の発振限界時の電流値を１つの変数とした第１の関数で記述する。
【０１９９】
例えば、レーザパワーに寄与するエネルギーの相似量をＥｃ、レーザ出力の発振限界時の電流をＩ ｏ、ピーク電流をＩ、周波数をｆ、デューティ比をｄとして、
0003645216.tif 000002
で記述する。なお、Ｐ、Ｑは所定の関数である。
【０２００】
そして、それぞれの周波数、デューティ比における相似量とレーザパワーとの関係を第２の関数で記述する。例えば、レーザパワーをＷとして、
Ｗ＝Ｒ（Ｅｃ）    ・・・（１１）
で記述する。
【０２０１】
図３８は、ガス劣化やガス温度条件が異なる場合のレーザ発振器特性と、それぞれに対応した上記相似量Ｅｃとレーザパワーとの関係を示したものである。図のようにガス劣化やガス温度変化がある場合にも同一曲線上に記述できることは、関数Ｐ、Ｑがガス劣化やガス温度変化に対して不変である。また、周波数が異なっても曲線が原点を通ることは、図３と比較して非常に少ないデータ量でレーザ発振器特性を記述できることがわかる。図３９は、関数Ｐ、Ｑに相当するデータの一例を示す図表である。
【０２０２】
次に、ピーク電流演算部８２の演算方法について説明する。ピーク電流演算部８２では、指令設定部１１で指令されるレーザパワーＷｃｏｍ、周波数Ｆｃｏｍ、デューティ比Ｄｃｏｍ、および現在のレーザ出力の発振限界時の電流Ｉ ｏを用い、図３９に示した式１１に対応するＷ−ＥｃデータテーブルよりレーザパワーＷｃｏｍに対応するＥｃを求める。次いで、Ｑ（ｆ、Ｉ ｏ）データテーブルより求めたＱ（Ｆｃｏｍ、Ｉ ｏ）の値と式１０とを用いてピーク電流Ｉを求める。ただし、データテーブルにおいては直線補間等により必要なデータを求める。
【０２０３】
以上がＦ／Ｆ制御部８３の動作であるが、本実施例では実施例１−３と同様に常に正確なピーク電流を求めることができ、オープンループ制御でもレーザ発振器１６のパワーを正確に制御できるようになる。また、Ｆ／Ｆ制御部８３のレーザ発振器特性８１に誤差が生じていたりして、レーザパワーの出力に誤差が生じた場合でも、レーザパワーをフィードバックし、パワー誤差が０となるようにＦ／Ｂ制御しているので、定常的に出力誤差０の高精度、かつ、信頼性の高いレーザパワー制御が実現する。
【０２０４】
なお、本実施例のＦ／Ｆ制御部８３は、実施例１−１のＦ／Ｆ制御部１４の代わりに利用できることは言うまでもない。また、本実施例ではピーク電流によるパワー制御を行っているが、ピーク電流演算部８２に代えて、指令設定部１１で指令されるレーザパワーＷｃｏｍ、周波数Ｆｃｏｍ、ピーク電流Ｉｃｏｍ、および現在のレーザ出力の発振限界時の電流値Ｉ ｏを用い、図３９に示したデータよりレーザパワーＷｃｏｍに対応するＥｃを求め、次に式１０を用いてデューティ比Ｄを求めるためのデューティ比演算部を設け、デューティ比によるパワー制御を実現してもよい。さらに、上述のデューティ比演算部をもつＦ／Ｆ制御部は実施例１−２のＦ／Ｆ制御部２６の代わりに利用できることは言うまでもない。
【０２０５】
〔実施例１−２１〕
図４０は、実施例１−２１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図４０において、図８に示す実施例１−３と同様な部分、および図３７に示す実施例１−２０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。８４は第１の関数記述部７９で記述された量を補正するための特性補正関数記述部、８５は第２の関数記述部、８６は第１の関数記述部７９、特性補正関数記述部８４、第２の関数記述部８５により記述されたレーザ発振器特性、８７は指令設定部１１で指令される加工条件とレーザ発振器特性８６とによりピーク電流を計算するピーク電流演算部、８８はレーザ発振器特性８６とピーク電流演算部８７とにより構成されたＦ／Ｆ制御部である。
【０２０６】
次に、以上のように構成された実施例１−２１におけるレーザ加工装置の動作について説明する。本実施例では、Ｆ／Ｆ制御部８８を除いては図８に示した実施例１−３と同様の動作を行うので、特にＦ／Ｆ制御部８８の動作について詳述する。まず、レーザ発振器特性８６の記述方法について説明する。レーザ発振器特性８６における第１の関数記述部７９は、実施例１−２０で説明したようにレーザ発振器１６のガスが受ける放電エネルギーのうちで、レーザパワーに寄与するエネルギーに相似する量を少なくともレーザ出力の発振限界時の電流値を１つの変数とした第１の関数で記述し、例えば式１０で記述する。ここで、図３８から明らかなようにレーザパワーに寄与するエネルギーに相似する量ＥｃとレーザパワーＷとの関係は、周波数やデューティ比により少しづつ異なっている。そこで、特性補正関数記述部８４において相似量Ｅｃを下記式１２により補正する。
Ｅｃ'＝Ｓ（ｆ、ｄ）Ｅｃ    ・・・（１２）
【０２０７】
上記補正により第２の関数記述部８５では、周波数やデューティ比とは無関係に唯一の関数Ｒ'を用い、補正された相似量Ｅｃ'とレーザパワーＷとの関係を
Ｗ＝Ｒ'（Ｅｃ'）    ・・・（１３）
と記述する。なお、Ｓ、Ｒ'は所定の関数である。
【０２０８】
本実施例において、第１の関数記述部７９を有するため、ガス劣化やガス温度変化がある場合にもレーザ発振器特性８６を記述するためのデータ量を少なくすることができる。また、特性補正関数記述部８４を設けることにより第２の関数記述部８５でデータ量を少なくできるため、実施例１−２０よりもさらに少ないデータ量でレーザ発振器特性８６を記述することができる。
【０２０９】
図４１は、関数Ｑ、Ｓ、Ｒ'に相当するデータ例を示す図表である。次に、ピーク電流演算部８７の演算方法について説明する。ピーク電流演算部８７では、指令設定部１１で指令されるレーザパワーＷｃｏｍ、周波数Ｆｃｏｍ、デューティ比Ｄｃｏｍ、および現在のレーザ出力の発振限界時の電流値Ｉ ｏを用い、図４１に示した式１３に対応するＷ−Ｅｃ'データテーブルよりレーザパワーＷｃｏｍに対応するＥｃ'を求める。次いで、式１２に対応するＳ（ｆ、ｄ）データテーブルより求めたＳ（Ｆｃｏｍ、Ｄｃｏｍ）の値に基づいてＥｃを求める。最後に、Ｑ（ｆ、Ｉ ｏ）データテーブルより求めたＱ（Ｆｃｏｍ、Ｉ ｏ）の値と式１０とを用いてピーク電流Ｉを求める。ただし、データテーブルにおいては、直線補間等により必要なデータを求める。
【０２１０】
以上がＦ／Ｆ制御部８８の動作であるが、本実施例では実施例１−３と同様に常に正確なピーク電流を求めることできる。したがって、オープンループ制御でもレーザ発振器１６のパワーを正確に制御できるようになる。また、Ｆ／Ｆ制御部８８のレーザ発振器特性８６に誤差が生じていたりして、レーザパワーの出力に誤差が生じた場合でも、レーザパワーをフィードバックし、パワー誤差が０となるようにＦ／Ｂ制御を行っているので、定常的に出力誤差０の高精度、かつ、高信頼性のレーザパワー制御が実現する。
【０２１１】
なお、本実施例のＦ／Ｆ制御部８８は、実施例１−１のＦ／Ｆ制御部１４の代わりに利用できることは言うまでもない。また、本実施例ではピーク電流によるパワー制御を行っているが、ピーク電流演算部８７に代えて、指令設定部１１で指令されるレーザパワーＷｃｏｍ、周波数Ｆｃｏｍ、ピーク電流Ｉｃｏｍ、および現在のレーザ出力の発振限界時の電流値Ｉ ｏを用いてデューティ比Ｄを求めるためのデューティ比演算部を設け、デューティ比によるパワー制御を実現してもよい。さらに、上述のデューティ比演算部をもつＦ／Ｆ制御部は実施例１−２のＦ／Ｆ制御部２６の代わりに利用できることは言うまでもない。
【０２１２】
〔実施例１−２２〕
図４２は、実施例１−２２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図４２において、図３７に示す実施例１−２０と同様な部分は同一符号を付して、その部分の説明は省略する。８９はＦ／Ｆ制御部８３の補正を行うＦ／Ｆ補正部である。
【０２１３】
次に、以上のように構成された実施例１−２２におけるレーザ加工装置の動作について説明する。本実施例では、Ｆ／Ｆ補正部８９を除いては図３７に示した実施例１−２０と同様の動作を行うので、特にＦ／Ｆ補正部８９の動作について詳述する。実施例１−２０で説明したように、レーザ発振器１６のガスが受ける放電エネルギーのうちでレーザパワーに寄与するエネルギーに相似する量をレーザ出力の発振限界時の電流値を１つの変数とした関数で記述することにより、ガス劣化やガス温度変化がある場合にも上記相似量とレーザパワーとの関係を同一曲線上に記述できることを示した。これを換言すれば、ガス劣化やガス温度変化の状態をレーザ出力の発信限界時の電流値で捕らえることができることを示している。いま、ガス温度変化等の要因により実際のレーザ発振器特性がレーザ発振器特性８１と異なったとすると、Ｆ／Ｆ制御部８３より出力されるピーク電流指令値では所望のレーザパワーを出力できず、Ｆ／Ｂ制御部２７によりピーク電流指令値の補正が行われる。
【０２１４】
そこで、Ｆ／Ｆ補正部８９は、Ｆ／Ｂ制御部２７の出力ΔＩｅを用い、第１の関数記述部７９において変数としているレーザ出力の発振限界時の電流値Ｉ ｏの修正を行い、レーザ発振器特性表８１を補正する。補正量は、例えば、下記式１３のように計算する。なお、Ｋｉは積分ゲイン、Ｋｐは比例ゲインである。
ΔＩ ｏ＝Ｋｉ∫ΔＩｅ＋ＫｐΔＩｅ        ・・・（１３）
この式１３による補正動作により最終的には、ΔＩｅ＝０となるまでＩ ｏが修正される。
【０２１５】
また、別のレーザ出力の発振限界時の電流値Ｉ ｏの修正方法としては、テスト発振により実際の発振限界時の電流値を測定し、該測定値をＩ ｏとして設定することも可能である。もちろん、前述の補正方法と適宜組み合わせてもよい。
【０２１６】
したがって、上記実施例によれば、１つの変数でレーザ発振器特性８１を修正することができるので、Ｆ／Ｆ補正部８９が非常に簡単に構成することができる。しかも、Ｆ／Ｆ補正部８９を動作させることによりガス劣化やガス温度変化が生じても良好なパワー制御が実現する。なお、本実施例では、実施例１−２０にＦ／Ｆ補正部８９を付加したレーザ加工装置を示したが、実施例１−２１にＦ／Ｆ補正部８９を付加することも可能である。
【０２１７】
〔実施例２〕
以下、この発明の実施例２に係るレーザ加工装置を図面を用いて説明する。
【０２１８】
〔実施例２−１〕
この発明に係るレーザ加工装置およびその方法の実施例を図について説明する。まず、実施例２−１について説明する。図４３は、実施例２−１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図であり、上記装置と異なる構成は、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変することができる演算手段９２および判定手段９３が設けられていることである。
【０２１９】
次に、動作について説明する。図４４は、図４３に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ５０では、ＮＣ装置９４の記憶装置内には加工部材２１の材料、板厚および加工速度に応じたレーザ出力、レーザ発振出力形態（連続波かあるいはパルスか）、パルスの周波数、パルスのデューティ等の加工条件が予め設定されており、オペレータが材料、板厚、加工速度を選択する。そして、それに応じた加工条件が決定される。
【０２２０】
この加工条件の中で、Ｆ／Ｆ制御を行ったときにレーザ出力誤差の大きい加工条件を予めＮＣ装置９４内における記憶装置内に設定しておき、ステップＳ５１でＦ／Ｆ制御で誤差の大きい加工条件か否かを判断し、Ｆ／Ｆ制御で誤差の大きい加工条件を選択したと判断した場合には、ステップＳ５２で判定手段９３の指令により、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値が、演算手段９２により可変されるように動作する。また、材料、板厚、加工速度に応じた加工条件が、Ｆ／Ｆ制御を行ったときにレーザ出力誤差の大きい加工条件でないと判断した場合には、ステップＳ５３でＦ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御を併用した演算を実行する。
【０２２１】
ここで、図４４におけるステップＳ５１、Ｓ５２に示した「有効」とは、例えば、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号の値が１００％そのまま演算されることを意味する。また、「可変」とは、例えば、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号の値に０〜１００％（可変）の係数をかけた値で演算されることを意味する。
【０２２２】
以上により、Ｆ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良を未然に防止できる。
【０２２３】
〔実施例２−２〕
次に、実施例２−２について説明する。図４５は、実施例２−２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。実施例２−２にあっては、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変することができる演算手段９２および判定手段９３が設けられている。
【０２２４】
実施例２−２では、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態での値に応じて、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を制御する。定常状態においては、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５に生じた誤差は、Ｆ／Ｂ制御手段９１により補正される。このとき、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５に誤差が生じていなければ、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値はゼロである。したがって、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値によってＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の誤差を判定することができる。
【０２２５】
次に、動作について説明する。図４６は、図４５に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ５４では、Ｆ／Ｆ制御およびＦ／Ｂ制御の両者を用いた制御を行う。ステップＳ５５では、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６（＝Ｉｅｒ）の値が定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で既定値（＝ａ）以下になった状態）にあるか、すなわち、一定時間の間下記の数１が満たされているか否かを判断する。
【０２２６】
【数１】
0003645216.tif 000003
【０２２７】
次に、上記の数１が満たされていると判断した場合には、その絶対値がレーザ出力指令信号９７の値（＝Ｗａ）に対して既定値（＝ｂ）以上の割合になったか否か、すなわち、ステップＳ５６で下記の数２が満たされているか否かを判断する。
【０２２８】
【数２】
0003645216.tif 000004
【０２２９】
その結果、上記の数２が満たされていると判断した場合には、ステップＳ５７で判定手段９３からの指令によりＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値は、演算手段９２により可変されるように動作する。
【０２３０】
以上により、Ｆ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良を未然に防止できる。
【０２３１】
〔実施例２−３〕
次に、実施例２−３について説明する。図４７は、実施例２−３に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。ここで、図４５に示した実施例２−２の構成と異なるのは、異常表示手段１００が設けられていることである。
【０２３２】
次に、動作について説明する。実施例２−２においてＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態の絶対値が、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変する値に達する前の段階、すなわち、下記の数３に示す段階で異常表示手段１００によりアラームをレーザ加工装置の特定場所に表示する。特定場所としては、例えば、ＮＣ装置９４の表示画面でもよいし、レーザ発振器１６でも、ＸＹテーブル２２でもよく、要はオペレータが確認することが可能な箇所であればよい。
【０２３３】
【数３】
0003645216.tif 000005
【０２３４】
以上により、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行できる。
【０２３５】
〔実施例２−４〕
次に、実施例２−４について説明する。図４８は、実施例２−４に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図６８に示したレーザ加工装置の構成と異なる部分は、判定手段９３が設けられていることである。
【０２３６】
次に、動作について説明する。図４９は、図４８に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。ステップＳ５８でＦ／Ｆ制御およびＦ／Ｂ制御の両者を用いた制御を行い、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値が定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で既定値（＝ａ）以下になった状態）にあるか否か、すなわち、ステップＳ５９で一定時間の間下記の数４が満たされているか否かを判断する。
【０２３７】
【数４】
0003645216.tif 000006
【０２３８】
その結果、一定時間の間上記の数４が満たされていると判断した場合には、次に、その絶対値がレーザ出力指令信号９７の値（＝Ｗａ）に対して既定値（＝ｂ）以上の割合になったか否か、すなわち、ステップＳ６０で下記の数５が満たされているか否かを判断する。
【０２３９】
【数５】
0003645216.tif 000007
【０２４０】
その結果、上記の数５が満たされていると判断した場合には、判定手段９３の指令により入出力特性を測定し、ステップＳ６１で特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性を修正する。なお、測定はピアッシング（被加工物にレーザビームを貫通させること）を含めた加工処理中もしくは非加工処理時に実行するものとする。
【０２４１】
以上により、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行できる。
【０２４２】
〔実施例２−５〕
次に、実施例２−５について説明する。図５０は、実施例２−５に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図６８に示したレーザ加工装置の構成と異なる部分は、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変することができる演算手段９２および判定手段９３が設けられていることである。
【０２４３】
次に、動作について説明する。図５１は、図５０に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。ステップＳ６２でＦ／Ｆ制御およびＦ／Ｂ制御の両者を用いた制御を行い、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値が定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で既定値（＝ａ）以下になった状態）にあるか否か、すなわち、ステップＳ６３で一定時間の間下記の数６が満たされているか否かを判断する。
【０２４４】
【数６】
0003645216.tif 000008
【０２４５】
その結果、数６が満たされていると判断した場合には、次に、その絶対値がレーザ出力指令信号９７の値（＝Ｗａ）に対して既定値（＝ｂ）以上の割合になったか否か、すなわち、ステップＳ６４で下記の数７が満たされているか否かを判断する。
【０２４６】
【数７】
0003645216.tif 000009
【０２４７】
その結果、上記の数７が満たされていると判断した場合には、ステップＳ６５で判定手段９３の指令によりＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変し、ステップＳ６６で同時に入出力特性の測定および特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性の修正を開始する。特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性の修正が完了した際には、ステップＳ６７で再びＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５を元の値に戻して、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効とする制御を行う。
【０２４８】
以上により、修正動作が完了するまでの間におけるＦ／Ｆ制御の推定誤差により加工不良を防止することができる。
【０２４９】
〔実施例２−６〕
次に、実施例２−６について説明する。図５２は、実施例２−６に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図６８に示したレーザ加工装置と異なる部分は、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変することができる演算手段９２および判定手段９３が設けられていることである。レーザ出力を検出し、オーバーシュート量、アンダーシュート量を求める方法にあっては、ハードウェアによる方法あるいはマイクロコンピュータ等を用いたソフトウェアによる方法のどちらでもよい。
【０２５０】
レーザ出力のオーバーシュート、アンダーシュートは、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５に誤差が生じた場合、すなわち、特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性と実際のレーザ発振器１６の入出力特性との間においてずれが生じた場合、もしくは、Ｆ／Ｂ制御手段９１のフィルタの時定数あるいは遅れ時間が最適でない場合に生じる。
【０２５１】
Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５に誤差が生じた場合は、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態の値が大きくなり、反対に、誤差が生じない場合は、ゼロもしくは小さい値となる。したがって、レーザ出力にオーバーシュート、アンダーシュートが生じたときに、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態の値に基づいて、その原因が特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性と実際のレーザ発振器１６の入出力特性との間にずれが生じたためなのか、あるいは、Ｆ／Ｂ制御手段９１におけるフィルタの時定数または遅れ時間が最適でないためなのかを判定することができる。
【０２５２】
次に、動作について説明する。図５３は、図５２に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、上記オーバーシュート量、アンダーシュート量を求める方法は、マイクロコンピュータを用いたソフトウェアによる方法であるものとする。したがって、レーザ出力の検出値はＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換されてマイクロコンピュータ内に取り込まれ、各種デジタル処理が実行される。
【０２５３】
まず、ステップＳ６８でＦ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効とする制御を行い、次に、ステップＳ６９でＮＣ装置９４からレーザ発振器１６に対して指令されるレーザ出力指令信号９７の値が変化する際に、該変化後の指令値（＝Ｗｒ）が変化前の値（＝Ｗｉ）よりも小さいか否かを判断する。すなわち、
Ｗｒ＜Ｗｉ
が成立するか否かを判断する。Ｗｒ＜Ｗｉではないと判断した場合には、電源装置１５からの出力信号１０４の最大値（＝Ｉｍａｘ）を求め、特性記憶装置１０１内に最大値を記憶する。
【０２５４】
次に、ステップＳ７０で電源装置１５からの出力信号１０４の値が定常状態（出力信号の変化の割合が一定時間の間において既定値以下になった状態）にあるときの値（＝Ｉｓｔ）を記憶し、上記最大値との差を求める。この差がオーバーシュート量となる。すなわち、
Ｉｏｓ＝Ｉｍａｘ−Ｉｓｔ
がオーバーシュート量となる。
【０２５５】
また、上記ステップＳ６９において、レーザ出力指令信号９７の値の変化後の値（＝Ｗｒ）が変化前の値（＝Ｗｉ）よりも小さいと判断した場合には、電源装置１５からの出力信号１０４の最小値（＝Ｉｍｉｎ）を求め、特性記憶装置１０１内に最小値を記憶する。
【０２５６】
次に、ステップＳ７１で電源装置１５からの出力信号１０４の値が定常状態（出力信号の変化の割合が一定時間の間で既定値以下になった状態）にあるときの値（＝Ｉｓｔ）を記憶し、上記最大値との差を求める。この差がアンダーシュート量となる。すなわち、
Ｉｕｓ＝Ｉｓｔ−Ｉｍｉｎ
がアンダーシュート量となる。
【０２５７】
上記オーバーシュート量、あるいは、アンダーシュート量の値が、電源装置１５かの出力信号１０４の一定値（＝Ｉｓｔ）に対して規定された割合以上であるか否か、すなわち、ステップＳ７２で下記の数８は満たされているか否かを判断する。
【０２５８】
【数８】
0003645216.tif 000010
【０２５９】
その結果、上記数８が満たされていると判断した場合には、次に、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で規定値（＝ａ）以下になった状態）での値が出力指令値（＝Ｗｒ）に対して規定値（＝ｂ）以上の割合になっか否か、すなわち、ステップＳ７３で下記の数９が満たされているか否かを判断する。その結果、上記数９が満たされていると判断した場合には、ステップＳ７５で判定手段９３の指令によりＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変する。
【０２６０】
【数９】
0003645216.tif 000011
【０２６１】
また、オーバーシュート量（＝Ｉｏｓ）あるいはアンダーシュート量（＝Ｉｕｓ）の値が、電源装置１５からの出力信号の一定値（＝Ｉｓｔ）に対して規定された割合以上であり、すなわち、ステップＳ２３において上記数８が満たされていると判断され、かつ、前記Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で規定値（＝ａ）以下になった状態）での値がレーザ出力指令信号の値（＝Ｗｒ）に対して規定値（＝ｂ）以下の割合になった場合は、すなわち、下記の数１０に示す場合には、ステップＳ７５で判定手段９３からの指令によりＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値を可変する。
【０２６２】
【数１０】
0003645216.tif 000012
【０２６３】
なお、本実施例にあっては、電源装置１５からの出力信号１０４のオーバーシュート量もしくはアンダーシュート量を検出したが、電源装置１５の入力信号１０３、あるいは、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６のオーバーシュート量もしくはアンダーシュート量を検出しても同様の効果が得られる。
【０２６４】
以上によりＦ／Ｂ制御手段のフィルタが最適でないことに起因する加工不良を防止することができる。
【０２６５】
〔実施例２−７〕
次に、実施例２−７について説明する。図５４は、実施例２−７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。上記実施例２−６に示したレーザ加工装置と異なる部分は異常表示手段１００が設けられていることである。
【０２６６】
上記実施例２−６において、オーバーシュート量もしくはアンダーシュート量の電源装置１５からの出力信号１０４の一定値の値に対する割合が、Ｆ／Ｆ制御手段９０、あるいはＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号の値を可変にする値に達する前の段階、すなわち、下記の数１１に示す段階で異常表示手段１００によりアラームをレーザ加工装置の特定場所に表示する。この特定場所に関しては、上記実施例２−３の内容と同様である。
【０２６７】
【数１１】
0003645216.tif 000013
【０２６８】
以上により、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行できる。
【０２６９】
〔実施例２−８〕
次に、実施例２−８について説明する。図５５は、実施例２−８に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図６８に示したレーザ加工装置と異なる部分は判定手段９３が設けられていることである。また、図示の如く、Ｆ／Ｂ制御手段９１は、フィルタ１０６、減算器１０７、Ｆ／Ｂ演算手段２０８とから構成されている。
【０２７０】
ここで、レーザ出力のオーバーシュート、アンダーシュートを小さくするには、Ｆ／Ｆ制御手段９０の特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性を修正するか、あるいは、Ｆ／Ｂ制御手段９１のフィルタ１０６の時定数を修正するか、あるいはフィルタ１０６の遅れ時間を修正することが必要となる。
【０２７１】
次に、動作について説明する。図５６は、図５５に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ７６〜Ｓ７９は、図５３に示したフローチャートのステップＳ６８〜Ｓ７１と同じであるため、その説明を省略する。
【０２７２】
また、レーザ出力のオーバーシュート量、アンダーシュート量を求める方法は、上記実施例２−６と同様である。このオーバーシュート量またはアンダーシュート量の値が、ステップＳ８０の電源装置１５からの出力信号の一定値の値に対して規定された割合以上（上記数８）であり、かつ、ステップＳ８１のＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で規定値以下になった状態）での値がレーザ出力指令信号９７の値に対して規定値以上の割合になった場合（数９）には、ステップ８３で判定手段９３の指令により入出力特性を測定し、特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性を修正する。
【０２７３】
反対に、ステップＳ８０で上記オーバーシュート量またはアンダーシュート量の値が電源装置１５からの出力信号の一定値の値に対して規定された割合以上（数８）であり、かつ、ステップＳ８１でＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態（検出値の変化の割合が一定時間の間で規定値以下になった状態）での値が出力指令値に対して規定値未満の割合になった場合（数９）には、Ｆ／Ｂ制御手段９１のフィルタ１０６の時定数および遅れ時間の修正を行う。
【０２７４】
なお、入出力特性の測定はピアッシング（被加工物にレーザビームを貫通させること）を含めた加工処理中もしくは非加工処理時（レーザ発振器１６のシャッタ１７が閉じられた状態）に実行するものとする。
【０２７５】
以上により、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行できる。
【０２７６】
〔実施例２−９〕
次に、実施例２−９について説明する。実施例２−９に係るレーザ加工装置の構成は上記実施例２−８に示したものと同一である。
【０２７７】
次に、動作について説明する。図５７は、実施例２−９に係るレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ８４〜Ｓ８７は、図５６に示したフローチャートのステップＳ７６〜Ｓ７９と同じであるため、その説明を省略する。また、レーザ出力のオーバーシュート量、アンダーシュート量を求める方法は、上記実施例２−６と同様である。ステップＳ８８でオーバーシュート量またはアンダーシュート量の値が電源装置１５からの出力信号１０４の一定値の値に対して規定された割合以上（数８）であり、ステップＳ８９で判定手段９３の指令により特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性を修正し、また、ステップＳ９０でＦ／Ｂ制御手段９１のフィルタ１０６の時定数および遅れ時間を修正する。修正方法については、上記実施例２−８に示したものと同じである。
【０２７８】
以上により、修正動作か完了するまでの間のＦ／Ｆ制御手段の推定誤差による加工不良およびフィードバック手段のフィルタが最適でないことによる加工不良を防止する。
【０２７９】
〔実施例２−１０〕
次に、実施例２−１０について説明する。実施例２−１０に係るレーザ加工装置の構成を図５８に示す。図６８に示すレーザ加工装置の構成と異なる部分は、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変することができる演算手段９２および判定手段９３が設けられていることである。
【０２８０】
次に、動作について説明する。図５９は、図５８に示したレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいて、ステップＳ９１〜Ｓ９４は、図５７に示したフローチャートのステップＳ８４〜Ｓ８７と同じであるため、その説明を省略する。レーザ出力のオーバーシュート量、アンダーシュート量を求める方法は上記実施例２−６に示したものと同様である。ステップＳ９５でオーバーシュート量またはアンダーシュート量の値が電源装置１５からの出力信号１０４の一定値に対して規定された割合以上（数８）となり、かつ、ステップＳ９６でＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の定常状態（検出値の変化の割合が規定値以下になった状態）での値が規定値以上の場合（数９）には、ステップ９８で判定手段９３の指令によりＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５の値を可変し、ステップＳ１００で同時に特性記憶装置１０１に記憶されている入出力特性の修正を開始する。入出力特性の修正が完了した後、ステップＳ１０１でＦ／Ｆ制御手段９０からの出力信号９５を有効とし、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効とする制御を実行する。
【０２８１】
また、反対に、ステップＳ９５でオーバーシュート量またはアンダーシュート量の値が電源装置１５からの出力信号１０４の一定値に対して規定された割合以上（数８）であり、かつ、ステップＳ９６でＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号の定常状態（検出値の変化の割合が規定値以下になった状態）での値が規定値未満の割合になった場合（数９）には、ステップＳ９７で判定手段９３の指令によりＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値を可変し、ステップＳ９９で同時にフィルタの時定数および遅れ時間の修正を開始する。フィルタの時定数および遅れ時間の修正が完了した後、そして、ステップＳ１０１でＦ／Ｂ制御手段９１の出力信号を有効とし、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効とする制御を実行する。
【０２８２】
〔実施例２−１１〕
次に、実施例２−１１について説明する。実施例２−１１に係るレーザ加工装置の概略構成は、上記実施例２−１に示したものと同じである。
【０２８３】
次に、図６０に示すフローチャートを用いて動作を説明する。ステップＳ１０２でレーザ加工装置では加工処理を実行する前にオペレータが材料、板厚、加工速度または加工形状などをＮＣ装置９４に選択入力する。ＮＣ装置９４はこれらに最適な加工条件を選択してレーザ加工が実行される。その際、ＮＣ装置９４には予めレーザ光をよく反射する高反射材料が登録されており、オペレータによりこれらの材料がＮＣ装置３４に入力されたか否か、すなわち、ステップＳ１０３で材料が高反射材料か否かを判断し、材料が高反射材料であると判断した場合には、ステップＳ１０５で判定手段９３の指令によりＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６を可変する。また、反対に、オペレータにより入力された材料が予めＮＣ装置９４に登録された高反射材料ではないと判断された場合には、ステップＳ１０４でＦ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御を両者を有効にした制御を実行する。
【０２８４】
高反射材からの反射光によるレーザ出力の低下、ひいては加工不良を未然に防止することができる。
【０２８５】
〔実施例２−１２〕
次に、実施例２−１２について説明する。図６１は、実施例２−１２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。図６８に示したレーザ加工装置と異なる部分は、演算手段９２および判定手段９３が設けられていることである。上記実施例２−１１では、高反射材料を予めＮＣ装置９４に登録しておき、これらの材料が選択されたときにはＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号を可変したが、本実施例では、加工開始直後までは上記実施例２−１１の処理動作と同じであるが、加工開始直後に被加工材料からの反射光を測定し、その大きさに応じてＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号を可変して、Ｆ／Ｂ制御による出力補正を可能にするものである。
【０２８６】
次に、図６２に示すフローチャートを用いて動作を説明する。ステップＳ１０６でレーザ加工装置では加工処理を実行する前にオペレータが材料、板厚、加工速度または加工形状などをＮＣ装置９４に選択入力する。ＮＣ装置９４はこれらに最適な加工条件を選択してレーザ加工が実行される。その際、ＮＣ装置９４には予めレーザ光をよく反射する高反射材料が登録されており、オペレータによりこれらの材料がＮＣ装置９４に入力されたか否か、すなわち、ステップＳ１０７で材料が高反射材料か否かを判断し、材料が高反射材料であると判断した場合には、ステップＳ１０８で判定手段９３の指令によりＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６を可変する。また、反対に、オペレータにより入力された材料が予めＮＣ装置９４に登録された高反射材料ではないと判断された場合には、ステップＳ１０９でＦ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御を両者を有効にした制御を実行する。
【０２８７】
上記ステップＳ１０８の実行後、ステップＳ１１０で加工を開始する前のレーザ発振器１６のシャッタ１７が閉じているか否かを判断し、シャッタ１７が閉じていると判断した場合には、ステップＳ１１１で加工開始直後と同じレーザ発振出力形態（連続波かあるいはパルスか）、パルス周波数、デューティ、レーザ出力指令信号９７の値でレーザビームを出力させ、パワーセンサ１８からの出力信号１０５の値が定常値になったときの値（＝Ｉｃ）を保持しておく。この出力信号の値は、例えば、マイクロコンピュータを用いる場合は、Ａ／Ｄ変換によりマイクロコンピュータの中に取り込み記憶装置に記憶しておく。次に、ステップＳ１１２でシャッタ１７を開けることにより加工が開始された直後（シャッタ１７が開いてレーザ光２が加工部材２１にまで達した状態）に、ステップＳ１１３で前記レーザ発振出力形態（連続波かパルスか）、パルス周波数、デューティ、レーザ出力指令値と同じ条件でのパワーセンサ１８からの出力信号（＝Ｉｄ）をＡ／Ｄ変換によりマイクロコンピュータ内に取り込み、定常状態での値を前記加工前のパワーセンサ１８からの出力信号１０５の値と比較し差を求める。その差、すなわち、反射光の大きさ（＝Ｉｆ）は、
Ｉｆ＝Ｉｃ−Ｉｄ
により求める。
【０２８８】
その後、出力指令値の大きさ（＝Ｗｒ）に対して規定値（＝ｅ）以上の割合であるか否か、すなわち、ステップＳ１１４で下記の数１２が満たされているか否かを判断し、数１２が満たされていると判断した場合には、ステップＳ１１５でそのままの状態（Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号は可変、Ｆ／Ｆ制御手段９０からの出力信号は有効）で加工を続ける。一方、前記差の値が出力指令値の大きさに対して規定値未満の割合であると判断した場合には、ステップＳ１１６で反射光の大きさは小さいのでＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号を有効にして、Ｆ／Ｂ制御による出力補正を有効にする。
【０２８９】
【数１２】
0003645216.tif 000014
【０２９０】
高反射材からの反射光によるレーザ出力の低下、ひいては加工不良を未然に防止することができる。
【０２９１】
〔実施例２−１３〕
次に、実施例２−１３について説明する。実施例２−１３に係るレーザ加工装置の構成を図６３に示す。図６８に示した従来における装置の構成と異なる部分は、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値を可変することができる演算手段９２と、パワーセンサ１８からの出力とＮＣ装置９４からの出力を入力して所定の判定処理を実行し、その判定結果をＦ／Ｂ制御手段９１および演算手段９２に対して出力する判定手段９３とが設けられていることである。
【０２９２】
本実施例にあっては、ＮＣ装置９４からの出力指令値９７とレーザ出力検出器であるパワーセンサ１８から出力信号１０５の値に応じてＦ／Ｂ制御手段９１の出力信号９６の値を制御するものである。出力制御手段９８の外部に、例えば、電源装置１５の出力部分に電流を制限する機能があるような場合、この機能によりレーザ発振器１６に供給される電流が制限されると、出力指令値９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との間に定常的な差が生じる。この出力指令値９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との間に生じる定常的な差の値により、外部制限機能が動作していることを検出し、Ｆ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値を無効にする。
【０２９３】
次に、動作について説明する。図６４は、本実施例の動作を示すフローチャートであり、まず、Ｆ／Ｆ制御およびＦ／Ｂ制御の両者を用いた制御において（Ｓ１１７）、出力指令値９７（＝Ｗａ）とパワーセンサ１８からの出力信号１０５（＝Ｗｂ）との差の値が、出力指令値９７に対して一定時間の間で規定値（＝α）以上になったか否かを判断する（Ｓ１１８）、すなわち、下記数１３が成立するか否かを判断する。
【０２９４】
【数１３】
0003645216.tif 000015
【０２９５】
その結果、上記数１３が成立すると判断した場合には、判定手段９３の指令によりＦ／Ｂ制御手段９１からの出力信号９６の値を演算手段９２により無効とし（Ｓ１１９）、その後、Ｆ／Ｂ制御手段９１の動作を停止させる（Ｓ１２０）。反対に、ステップＳ１１８において、数１３が成立しないと判断した場合は、一連の処理を終了させる。
【０２９６】
〔実施例２−１４〕
次に、実施例２−１４について説明する。実施例２−１４に係るレーザ加工装置の構成を図６５に示す。図６８に示した従来における装置の構成と異なる部分は、判定手段９３および異常表示手段２１５が設けられていることである。
【０２９７】
本実施例にあっては、出力指令値９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５の値に応じてアラームを点灯させるか、あるいは（および）制御を停止させるものである。レーザ発振器１６に異常が発生したとき、例えば、レーザ発振器を構成するミラーが破損した場合、レーザパワーは著しく低下し、パワーセンサ１８の値はほぼゼロとなる。このパワーセンサ１８からの出力信号１０５の値、ここでは、出力指令値９７とパワーセンサ１８からの出力信号１０５との間における定常的な差の値により、レーザ発振器１６の異常を検出し、異常表示手段２１５にアラームを点灯させるか、あるいは（および）制御を停止させるものである。
【０２９８】
次に、動作について説明する。図６６は、本実施例の動作を示すフローチャートであり、まず、Ｆ／Ｆ制御およびＦ／Ｂ制御の両者を用いた制御において（Ｓ１２１）、出力指令値９７（＝Ｗａ）とパワーセンサ１８からの出力信号１０５（＝Ｗｂ）との差の値が、出力指令値９７に対して、一定時間の間において規定値（＝β）以上になったか否かを判断する（Ｓ１２２）、すなわち、下記数１４が成立するか否かを判断する。
【０２９９】
【数１４】
0003645216.tif 000016
【０３００】
その結果、上記数１４が成立すると判断した場合には、異常表示手段２１５におけるレーザ加工装置の特定場所をアラームにて示唆するか、あるいは（及び）制御を停止させる（Ｓ１２３）。前記特性場所としては、例えば、ＮＣ装置９４の表示画面でも良いし、レーザ発振器１６でも、ＸＹテーブル２２でもよく、要はオペレータが確認可能な箇所であれば良い。反対に、ステップＳ１２２において、上記数１４が成立しないと判断した場合には、一連の処理を終了する。
【０３０１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｆ制御時に推定誤差が大きくなる加工条件をＮＣ装置内に予め登録しておき、これらの加工条件が選択された際には、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を判定手段の指令により可変することにより、Ｆ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良を未然に防止することができる。
【０３０２】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を判定手段の指令により可変することにより、Ｆ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良を未然に防止することができる。
【０３０３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値がある所定値を越えた場合にＦ／Ｆ制御の出力信号を可変することによりＦ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良が全て被加工物に及ぶことを防止することができる。
【０３０４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を可変する前の段階で、アラームを表示してオペレータにＦ／Ｆ制御の推定誤差が生じたことを知らせることにより、オペレータはＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３０５】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値がある所定値を越えた場合にＦ／Ｆ制御手段の出力信号を可変することによりＦ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良が全て被加工物に及ぶことを防止することができる。
【０３０６】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値がある所定値を越えた場合にＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正することにより夜間運転時などの無人のときにもＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３０７】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりＦ／Ｆ制御の推定誤差を検出し、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値がある所定値を越えた場合にＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正し、また、この修正動作が完了するまでＦ／Ｆ制御手段の出力信号を可変することにより、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができるとともに、修正動作が完了するまでの間のＦ／Ｆ制御の推定誤差による加工不良を防止することができる。
【０３０８】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値がある所定値を越えた場合にＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正することにより夜間運転時などの無人のときにもＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３０９】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ出力のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりオーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差なのか、あるいはＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためなのかを判定して、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差によるものである場合には、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を可変してＦ／Ｆ制御手段の出力信号の比率を多くし、また、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためである場合、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号を可変してＦ／Ｆ制御の出力信号の比率を多くすることにより、Ｆ／Ｆ制御手段のフィルタが最適ではないことに起因する加工不良を防止することができる。
【０３１０】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を可変する前の段階で、アラームを表示してオペレータにＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適ではないことを知らせることによりオペレータはＦ／Ｂ制御手段のフィルタを修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３１１】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ出力のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりオーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差なのか、あるいはＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためなのかを判定して、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差によるものである場合には、Ｆ／Ｆ制御手段の出力信号を可変してＦ／Ｆ制御手段の出力信号の比率を多くし、また、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためである場合、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号を可変してＦ／Ｆ制御の出力信号の比率を多くすることにより、Ｆ／Ｆ制御手段のフィルタが最適ではないことに起因する加工不良を防止することができる。
【０３１２】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ出力のオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさが所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりオーバーシュートあるいはアンダシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差なのか、あるいはＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためなのかを判定して、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差によるものである場合には、Ｆ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を自動的に修正し、また、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためである場合、Ｆ／Ｂ制御手段のフィルタを自動的に修正することにより、夜間運転時などの無人のときにもＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性およびＦ／Ｂ制御手段のフィルタを修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３１３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ出力のオーバーシュートあるいはアンダーシュートの大きさが所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりオーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差なのか、あるいはＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためなのかを判定して、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差によるものである場合には、Ｆ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を自動的に修正し、また、この修正動作が完了するまでＦ／Ｆ制御手段の出力信号を可変とする。一方、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためである場合、Ｆ／Ｂ制御手段のフィルタを自動的に修正し、また、この修正動作が完了するまでＦ／Ｂ制御手段の出力信号を可変とする。このように修正動作が完了するまでＦ／Ｆ制御あるいはＦ／Ｂ制御の比率を小さくすることによりＦ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができると共に、修正動作が完了するまでの間のＦ／Ｆ制御手段の推定誤差による加工不良およびＦ／Ｂ制御手段のフィルタが最適でないことによる加工不良を防止することができる。
【０３１４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、レーザ出力のオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさが所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号の値によりオーバーシュートあるいはアンダシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差なのか、あるいはＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためなのかを判定して、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段の推定誤差によるものである場合には、Ｆ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性を自動的に修正し、また、オーバーシュートあるいはアンダーシュートの原因がＦ／Ｆ制御手段のフィルタが最適でないためである場合、Ｆ／Ｂ制御手段のフィルタを自動的に修正することにより、夜間運転時などの無人のときにもＦ／Ｆ制御手段の記憶装置内に記憶されている入出力特性およびＦ／Ｂ制御手段のフィルタを修正することができ、Ｆ／Ｆ制御とＦ／Ｂ制御の両者を有効にした制御を継続して実行することができる。
【０３１５】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ発振器のシャッタが閉じているときにＦ／Ｆ制御手段に記憶されている入出力特性あるいはＦ／Ｂ制御手段のフィルタの修正動作を行うことにより加工処理の影響を受けずに測定を行うことができ、安全で確実な測定を行うことができる。
【０３１６】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、加工処理の最初にビームを被加工物に貫通させるピアッシング動作中に、Ｆ／Ｆ制御手段に記憶されている入出力特性あるいはＦ／Ｂ制御手段のフィルタの修正動作を行うことにより、修正動作の時間を特に設けることはなく、加工時間を短縮することができる。
【０３１７】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、高反射材よりなる加工対象の材質を予め上記ＮＣ装置内の記憶装置に記憶しておき、加工処理中にこれらの材質が選択された場合に、Ｆ／Ｂ制御手段を出力信号を可変することにより、高反射材からの反射光によるレーザ出力の低下ひいては加工不良を未然に防止することができる。
【０３１８】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、高反射材よりなる加工対象の材質を予め上記ＮＣ装置内の記憶装置に記憶しておき、加工処理中にこれらの材質が選択された場合に、Ｆ／Ｂ制御手段を出力信号を可変することにより、高反射材からの反射光によるレーザ出力の低下ひいては加工不良を未然に防止することができる。
【０３１９】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、加工処理開始時に被加工物から反射光を測定し、反射光の値が所定値以上の場合には、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号を可変することにより、高反射材からの反射光によるレーザ出力ひいては加工不良を防止することができる。
【０３２０】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、加工処理開始時に被加工物から反射光を測定し、反射光の値が所定値以上の場合には、Ｆ／Ｂ制御手段の出力信号を可変することにより、高反射材からの反射光によるレーザ出力ひいては加工不良を防止することができる。
【０３２１】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、指令出力手段からの出力信号と、出力検出手段からの出力信号との値より、出力制御手段の外側にある制限機構の動作を検出し、指令出力手段の出力信号と出力検出手段の出力信号との差の値が、ある所定値を越えた場合に、Ｆ／Ｂ制御を停止させ、Ｆ／Ｂ制御の出力信号を無効とするため、Ｆ／Ｂ制御の誤動作を防止することができる。
【０３２２】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との差の値が、ある所定値を越えた場合にＦ／Ｂ制御を停止させ、Ｆ／Ｂ制御の出力信号を無効とすることによりＦ／Ｂ制御の誤動作を防止することができる。
【０３２３】
また、次の発明に係るレーザ加工装置は、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との値より、レーザ発振器の異常を検出し、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との差の値が、ある所定値を越えた場合に、警告を出力し、あるいは（および）制御を停止させるため、レーザ発振器の異常がさらに拡大するのを防止することができる。
【０３２４】
また、次の発明に係るレーザ加工装置の制御方法は、指令出力手段からの出力信号と出力検出手段からの出力信号との差の値が、ある所定値を越えた場合に、制御を、警告を出力し、あるいは（および）制御を停止させるため、レーザ発振器において発生した異常の拡大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１−１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  実施例１−１に係るレーザ発振器特性を示すグラフである。
【図３】  実施例１−１に係るレーザ発振器特性を示す図表である。
【図４】  実施例１−１に係る処理を示すフローチャートである。
【図５】  実施例１−２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図６】  実施例１−２に係るレーザ発振器特性を示す図表である。
【図７】  実施例１−２に係る処理を示すフローチャートである。
【図８】  実施例１−３によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図９】  実施例１−３に係る処理を示すフローチャートである。
【図１０】  実施例１−４によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】  実施例１−４に係る処理を示すフローチャートである。
【図１２】  実施例１−５によるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】  実施例１−５に係るレーザ発振器の特性変動補正量を示す図表である。
【図１４】  実施例１−５に係るガス特性変化によるレーザ発振器特性変化を示すグラフである。
【図１５】  実施例１−５に係る処理を示すフローチャートである。
【図１６】  実施例１−６に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】  実施例１−６に係る処理を示すフローチャートである。
【図１８】  実施例１−７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】  ガス特性変化時に生じるレーザ発振器の特性変動補正量を記憶した補正量記憶表を示す図表である。
【図２０】  実施例１−７の動作を説明するために用いるガス特性変化によるレーザ発振器特性変化を示すグラフである。
【図２１】  実施例１−７に係る処理を示すフローチャートである。
【図２２】  実施例１−８に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】  実施例１−８に係る処理を示すフローチャートである。
【図２４】  実施例１−９に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】  実施例１−９に係る処理を示すフローチャートである。
【図２６】  実施例１−１０に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】  実施例１−１０に係る処理を示すフローチャートである。
【図２８】  実施例１−１１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】  実施例１−１２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】  実施例１−１３に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】  実施例１−１４に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３２】  実施例１−１５に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３３】  実施例１−１６に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３４】  実施例１−１７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３５】  実施例１−１８および実施例１−１９に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３６】  実施例１−１８に係る処理を示すフローチャートである。
【図３７】  実施例１−２０に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図３８】  実施例１−２０に係るレーザパワーに寄与するエネルギーとレーザパワーとの関係を示すグラフである。
【図３９】  実施例１−２０に係るレーザ発振特性を記述するためのデータを示す図表である。
【図４０】  実施例１−２１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４１】  実施例１−２１に係るレーザ発振特性を記述するためのデータを示す図表である。
【図４２】  実施例１−２２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４３】  実施例２−１に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４４】  実施例２−１に係る処理を示すフローチャートである。
【図４５】  実施例２−２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４６】  実施例２−２に係る処理を示すフローチャートである。
【図４７】  実施例２−３に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４８】  実施例２−４に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図４９】  実施例２−４に係る処理を示すフローチャートである。
【図５０】  実施例２−５に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図５１】  実施例２−５に係る処理を示すフローチャートである。
【図５２】  実施例２−６に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図５３】  実施例２−６に係る処理を示すフローチャートである。
【図５４】  実施例２−７に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図５５】  実施例２−８に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図５６】  実施例２−８および実施例２−９に係る処理を示すフローチャートである。
【図５７】  実施例２−９に係る処理を示すフローチャートである。
【図５８】  実施例２−１０に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図５９】  実施例２−１０に係る処理を示すフローチャートである。
【図６０】  実施例２−１１に係る処理を示すフローチャートである。
【図６１】  実施例２−１２に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図６２】  実施例２−１２に係る処理を示すフローチャートである。
【図６３】  実施例２−１３に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図６４】  実施例２−１３に係る処理を示すフローチャートである。
【図６５】  実施例２−１４に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図６６】  実施例２−１４に係る処理を示すフローチャートである。
【図６７】  実施例１に関連する従来のレーザパワー制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６８】  実施例２に関連する従来におけるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６９】  実施例２に関連するレーザ加工装置のレーザ発振器における入出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
２  レーザ光、１１  指令設定部、１２  レーザ発振器特性表、１３  ピーク電流演算部、１４  Ｆ／Ｆ制御部、１５  電源装置、１６  レーザ発振器、１８パワーセンサ、２１  加工部材、２４  レーザ発振器特性表、２５  デューティ比演算部、２６  Ｆ／Ｆ制御部、２７  Ｆ／Ｂ制御部、２８  加算器、２９  Ｆ／Ｂ制御部、３０  加算器、３１  Ｆ／Ｆ補正部、３６  補正動作制御部、３８  異常判断部、３９  アラーム表示部  ５０  Ｆ／Ｆ制御部、５２  Ｆ／Ｆ補正部、５３  Ｆ／Ｆ制御部、５５  Ｆ／Ｆ補正部  ５８  補正動作制御部、５９光センサ  ６２  補正動作制御部、６３  使用時間計測部、６４  補正動作制御部、６５  使用エネルギー計測部、６７  ガスセンサ  ６８  補正動作制御部、６９  指令値生成部、７０  補正動作制御部、７１  指令値生成部、７２  補正動作制御部、７３  指令値生成部、７４  補正動作制御部、７５  指令値生成部、７６  補正動作制御部、７７  補正動作制御部、７８  Ｆ／Ｆ補正部、７９第１の関数記述部、８０  第２の関数記述部  ８１  レーザ発振器特性  ８２ピーク電流演算部、８３  Ｆ／Ｆ制御部、８４  特性補正関数記述部、８５  第２の関数記述部、８６  レーザ発振器特性、８７  ピーク電流演算部、８８  Ｆ／Ｆ制御部、８９  Ｆ／Ｆ補正部、９０  Ｆ／Ｆ制御手段、９１  Ｆ／Ｂ制御手段、９２  演算手段、９３  判定手段、９４  ＮＣ装置、１０７  加算手段、１０９  加算手段、２０８  Ｆ／Ｂ演算手段、２１５  異常表示手段。
【図１】
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【図２】
0003645216.tif 000018
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003645216.tif 000021
【図６】
0003645216.tif 000022
【図７】
0003645216.tif 000023
【図８】
0003645216.tif 000024
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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