(57)【要約】【課題】独立した大掛かりな装置を用いることなくワークに投射するレーザ光の焦点位置の設定を高精度で安定して行うことができるファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法を提供する。【解決手段】ファイバレーザ加工装置(51)は戻り光を検出する光検出器(2c)を備える。所定の加工の本加工前に予加工として所定の加工を異なる焦点位置で複数回実行し、各回毎に、光検出器(2c)により検出された戻り光発生期間(T)を得る戻り光発生期間取得ステップ(Step2)と、異なる焦点位置と、戻り光発生期間取得ステップ(Step2)で得られた異なる焦点位置それぞれに対応する戻り光発生期間と、の関係から、カーブフィッティングにより戻り光発生期間(T)の最小値(Tm)を与える焦点位置を設定焦点位置(Fpm)として算出する設定焦点位置算出ステップ(Step4)と、算出した設定焦点位置(Fpm)を本加工の焦点位置として設定する焦点位置設定ステップ(Step5)と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドから被加工材にレーザ光を照射して所定の加工をする際の前記レーザ光の焦点位置を設定するファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法であって、
前記ファイバレーザ加工装置は、戻り光を検出する光検出器を備えており、
前記所定の加工の本加工前に、予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行し、各回毎に、前記光検出器により検出された戻り光発生期間を得る戻り光発生期間取得ステップと、
前記異なる焦点位置と、前記戻り光発生期間取得ステップで得られた、前記異なる焦点位置それぞれに対応する戻り光発生期間と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間の最小値を与える前記焦点位置を設定焦点位置として算出する設定焦点位置算出ステップと、
算出した前記設定焦点位置を、前記本加工の焦点位置として設定する焦点位置設定ステップと、
を含むことを特徴とするファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法。
【請求項２】
前記異なる焦点位置は、前記被加工材の前記加工ヘッド側の表面に対し、少なくとも、前記加工ヘッド側の位置と前記加工ヘッドとは反対側の位置とを含むことを特徴とする請求項１記載のファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法。
【請求項３】
被加工材にレーザ光を照射して所定の加工を施すファイバレーザ加工装置であって、
ファイバレーザ発振器と、
前記ファイバレーザ発振器から出力されたレーザ光を被加工材に照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドに設けられ、前記照射するレーザ光の焦点位置を調節する焦点位置調節部と、
前記加工ヘッドから入光した戻り光を検出する光検出器と、
前記ファイバレーザ発振器と前記焦点位置調節部との動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記所定の加工の本加工前に、予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行すると共に、各回毎に、前記光検出器により検出された戻り光発生期間を取得し、前記異なる焦点位置と、前記異なる焦点位置それぞれに対応する前記戻り光発生期間と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間の最小値及び前記戻り光発生期間の最小値を与える前記焦点位置を設定焦点位置として算出し、算出した前記設定焦点位置を、前記本加工の焦点位置として設定することを特徴とするファイバレーザ加工装置。
【請求項４】
前記異なる焦点位置は、前記被加工材の前記加工ヘッド側の表面に対し、少なくとも、前記加工ヘッド側の位置と前記加工ヘッドとは反対側の位置とを含むことを特徴とする請求項３記載のファイバレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記最小値を用いて設定された閾値に基づいてアラーム動作を実行することを特徴とする請求項３又は請求項４記載のファイバレーザ加工装置。
【請求項６】
ファイバレーザ加工装置の加工ヘッドから被加工材にレーザ光を照射して所定の加工を施すファイバレーザ加工方法であって、
前記ファイバレーザ加工装置は、戻り光を検出する光検出器を備えており、
前記所定の加工の本加工前のステップとして、
予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行し、各回毎に、前記光検出器により検出された戻り光発生期間を得る戻り光発生期間取得ステップと、
前記異なる焦点位置と、前記戻り光発生期間取得ステップで得られた、前記異なる焦点位置それぞれに対応する戻り光発生期間と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間の最小値を与える前記焦点位置を設定焦点位置として算出する設定焦点位置算出ステップと、
算出した前記設定焦点位置を、前記本加工の焦点位置として設定する焦点位置設定ステップと、
を含み、
前記本加工のステップに、
前記所定の加工における前記戻り光発生期間をリアルタイムで検出し、前記リアルタイムで検出した前記戻り光発生期間が、前記最小値を用いて設定された閾値を越えたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて越えたと判定した場合に、アラーム動作を実行するアラーム動作実行ステップと、
を含むことを特徴とするファイバレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法，ファイバレーザ加工装置，及びファイバレーザ加工方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ等の従来のレーザを利用する加工装置と比較して、レーザ発振効率やビーム品質が高く、低ランニングコストながらも高出力化が可能なことから、近年急速に普及している。
特に、従来加工し難かった高反射材や難削材（銅、アルミニウム、真鍮、チタン等）の加工にも対応でき、加工領域を拡張するものとされる。
【０００３】
ところで、ファイバレーザ加工装置による加工では、照射するレーザ光の焦点位置を、ワークの材質及び板厚等に応じた最適位置に設定することが重要である。
レーザ光の焦点位置がずれていると、ワークの加工部分に加えるエネルギの密度が低下して所定の加工が行えなくなるばかりか、ビーム径が拡大するために、ワーク表面からの反射光の一部がいわゆる戻り光としてレーザ光経路に逆入光する可能性が高くなる。
【０００４】
この戻り光の光量が顕著に多い場合に懸念される悪影響については周知である。
具体的には、レーザ光を伝送するプロセスファイバを損傷させたり、プロセスファイバを逆行してファイバレーザ発振器に到達した場合には、発振器を破壊する虞がある。
従って、戻り光の光強度がより高くなる高反射材の加工（例えば切断加工や孔明け加工）において、この焦点位置の設定は特に重要であり、その設定は高精度でなされる必要がある。
【０００５】
戻り光の検出に関する技術の例として、本出願人が特許文献１及び特許文献２で開示した技術がある。
また、従来、レーザ光の焦点位置の設定を良好に行うための種々の技術が提案されており、その一例が特許文献３に開示されている。
特許文献３には、レーザ光と同経路でワーク表面に計測用光線を投光し、ワークからの反射光をＣＣＤカメラで捉え、オペレータがモニタ画像を見ながら手動で焦点位置を調節すること等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１４６７３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７９６２７号公報
【特許文献３】特開２００７−０８３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献３に記載された技術では、加工用のレーザ光を投光する装置とは別に、独立した計測用の光線の投光手段，ＣＣＤカメラ等を用いた画像取得手段，及び取得した画像の表示手段等を含む比較的大掛かりな画像取得装置が独立して必要になる。
また、オペレータによる焦点位置の設定（調節）作業は、作業品質がオペレータの体調や技量等に影響され得る。そのため、焦点位置の高精度な設定を安定して行えない虞がある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、独立した大掛かりな装置を用いることなく、ワークに投射するレーザ光の焦点位置の設定を高精度で安定して行うことができるファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法，ファイバレーザ加工装置，及びファイバレーザ加工方法を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は次の手順又は構成を有する。
１）  加工ヘッド(24)から被加工材(W)にレーザ光(L)を照射して所定の加工をする際の前記レーザ光(L)の焦点位置を設定するファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法であって、
前記ファイバレーザ加工装置(51)は、戻り光を検出する光検出器(2c)を備えており、
前記所定の加工の本加工前に、予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行し、各回毎に、前記光検出器(2c)により検出された戻り光発生期間(T)を得る戻り光発生期間取得ステップ(Step2)と、
前記異なる焦点位置と、前記戻り光発生期間取得ステップ(Step2)で得られた、前記異なる焦点位置それぞれに対応する戻り光発生期間と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間(T)の最小値(Tm)を与える前記焦点位置を設定焦点位置(Fpm)として算出する設定焦点位置算出ステップ(Step4)と、
算出した前記設定焦点位置(Fpm)を、前記本加工の焦点位置として設定する焦点位置設定ステップ(Step5)と、
を含むことを特徴とするファイバレーザ加工装置(51)における焦点位置設定方法である。
２）  前記異なる焦点位置は、前記被加工材(W)の前記加工ヘッド(24)側の表面(Ws)に対し、少なくとも、前記加工ヘッド(24)側の位置(+Fp)と前記加工ヘッド(24)とは反対側の位置(-Fp)とを含むことを特徴とする１）に記載のファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法である。
３）  被加工材(W)にレーザ光(L)を照射して所定の加工を施すファイバレーザ加工装置であって、
ファイバレーザ発振器(1)と、
前記ファイバレーザ発振器(1)から出力されたレーザ光を被加工材(W)に照射する加工ヘッド(24)と、
前記加工ヘッド(24)に設けられ、前記照射するレーザ光(L)の焦点位置を調節する焦点位置調節部(24a)と、
前記加工ヘッド(24)から入光した戻り光を検出する光検出器(2c)と、
前記ファイバレーザ発振器(1)と前記焦点位置調節部(24a)との動作を制御する制御部(30a)と、を備え、
前記制御部(30a)は、
前記所定の加工の本加工前に、予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行すると共に、各回毎に、前記光検出器(2c)により検出された戻り光発生期間(T)を取得し、前記異なる焦点位置と、前記異なる焦点位置それぞれに対応する前記戻り光発生期間(T)と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間(T)の最小値(Tm)及び前記戻り光発生期間(T)の最小値(Tm)を与える前記焦点位置を設定焦点位置(Fpm)として算出し、算出した前記設定焦点位置(Fpm)を、前記本加工の焦点位置として設定することを特徴とするファイバレーザ加工装置である。
４）  前記異なる焦点位置は、前記被加工材(W)の前記加工ヘッド(24)側の表面(Ws)に対し、少なくとも、前記加工ヘッド(24)側の位置と前記加工ヘッド(24)とは反対側の位置とを含むことを特徴とする３）に記載のファイバレーザ加工装置(51)である。
５）  前記制御部(30a)は、前記最小値(Tm)を用いて設定された閾値に基づいてアラーム動作を実行することを特徴とする３）又は４）に記載のファイバレーザ加工装置(51)である。
６）  ファイバレーザ加工装置(51)の加工ヘッド(24)から被加工材(W)にレーザ光(L)を照射して所定の加工を施すファイバレーザ加工方法であって、
前記ファイバレーザ加工装置(51)は、戻り光を検出する光検出器(2c)を備えており、
前記所定の加工の本加工前のステップとして、
予加工として前記所定の加工を異なる前記焦点位置で複数回実行し、各回毎に、前記光検出器(2c)により検出された戻り光発生期間(T)を得る戻り光発生期間取得ステップと、
前記異なる焦点位置と、前記戻り光発生期間取得ステップで得られた、前記異なる焦点位置それぞれに対応する戻り光発生期間(T)と、の関係から、カーブフィッティングにより前記戻り光発生期間(T)の最小値(Tm)を与える前記焦点位置を設定焦点位置(Fpm)として算出する設定焦点位置算出ステップと、
算出した前記設定焦点位置(Fpm)を、前記本加工の焦点位置として設定する焦点位置設定ステップと、
を含み、
前記本加工のステップに、
前記所定の加工における前記戻り光発生期間(T)をリアルタイムで検出し、前記リアルタイムで検出した前記戻り光発生期間(T)が、前記最小値(Tm)を用いて設定された閾値を越えたか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて越えたと判定した場合に、アラーム動作を実行するアラーム動作実行ステップと、
を含むことを特徴とするファイバレーザ加工方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、独立した大掛かりな装置を用いることなく、ワークに投射するレーザ光の焦点位置の設定を高精度で安定して行える、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるファイバレーザ加工装置の実施例を説明するための全体斜視図である。
【図２】ファイバレーザ加工装置における照射レーザ光の焦点位置について説明するための模式図である。
【図３】実施例のファイバレーザ加工装置５１における光検出器２ｃの出力波形例を説明するための図である。
【図４】実施例のファイバレーザ加工装置５１における焦点位置設定で実行するカーブフィッティングについて説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るファイバレーザ加工装置における焦点位置設定方法の手順を説明するためのフロー図である。
【図６】実施例のファイバレーザ加工装置５１で行う予加工で得られる光検出器２ｃの出力波形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図６を参照して説明する。
図１は、実施例のファイバレーザ加工装置５１の全体構成を説明するための斜視図である。
ファイバレーザ加工装置５１は、被加工材であるワークＷにレーザ光を照射して、ワークＷに対し切断や孔明け等の加工を施すものである。
ファイバレーザ加工装置５１は、レーザ光源であるファイバレーザ発振器１と、ファイバレーザ発振器１から出力されたレーザ光をワークＷに照射してワークＷに加工を施す本体部２０と、ファイバレーザ加工装置５１の全体の動作を制御する制御部３０ａ及び記憶部３０ｂを有する制御装置３０と、を含んで構成されている。
【００１３】
制御装置３０には外部のデータサーバ等から、プログラムを含む加工情報が供給される。加工情報には、プログラムの他に加工するワークＷの材質、加工寸法等の加工に必要な情報が含まれる。供給された加工情報は記憶部３０ｂに記憶され、制御部３０ａにより参照される。
【００１４】
ファイバレーザ発振器１は、光エンジン部２と、カップリングユニット３と、電源ユニット４と、制御ユニット５と、これらを収容する筐体６と、を備えている。
光エンジン部２は、複数のファイバレーザモジュール２ａと、それらが並列に接続され、各ファイバレーザモジュール２ａで発振したレーザ光を一つのレーザ光に纏めるコンバイナ２ｂと、各ファイバレーザモジュール２ａと並列にコンバイナ２ｂに接続された光検出器２ｃと、を有している。図１では、六つのファイバレーザモジュール２ａと光検出器２ｃとがコンバイナ２ｂに並列接続されている。
コンバイナ２ｂの出力側には、フィーディングファイバ７の一端側が接続されている。そのフィーディングファイバ７の他端側は、カップリングユニット３に接続されている。
また、カップリングユニット３の出力側には、プロセスファイバ８の一端側が接続されている。
【００１５】
この構成により、コンバイナ２ｂにおいて纏められて大出力化したレーザ光は、フィーディングファイバ７からカップリングユニット３を経て、プロセスファイバ８に送出される。
プロセスファイバ８の他端側は、後述する加工ヘッド２４に接続されており、コンバイナ２ｂで大出力化されたレーザ光は加工ヘッド２４に供給される。
【００１６】
光検出器２ｃは、加工ヘッド２４からプロセスファイバ８を逆行してフィーディングファイバ７に進入した光、すなわち戻り光の強度を測定するために設けられている。
光検出器２ｃの替わりに、又は光検出器２ｃと併せて、フィーディングファイバ７又はプロセスファイバ８の側面から漏出する漏出光を検出する、フォトダイオード等を用いた光センサ２ｄを設けてもよい。図１において、光センサ２ｄは、フィーディングファイバ７からの漏出光を検出する位置にある。
【００１７】
電源ユニット４は、各ファイバレーザモジュール２ａや制御ユニット５などに電力を供給する。
制御ユニット５は、ファイバレーザ発振器１の制御を行う。また、制御ユニット５は、制御部３０ａにより制御される。
【００１８】
本体部２０は、ワークＷを載置する載置面２１ａを有する加工テーブル２１と、加工テーブル２１に設けられ、その載置面２１ａに沿う一方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ軸キャリッジ２２と、を有している。
Ｘ軸キャリッジ２２には、載置面２１ａに沿い、かつＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動するＹ軸キャリッジ２３が設けられている。
Ｙ軸キャリッジ２３には、加工ヘッド２４がＺ軸方向（Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向）に移動可能に取り付けられている。
【００１９】
加工ヘッド２４には、上述のように、プロセスファイバ８が接続され、ファイバレーザ発振器１から出力されたレーザ光が供給される。
加工ヘッド２４は、内部に備えた焦点調節部である光学系２４ａにより、供給されたレーザ光に対し所定の光学的処理を施してノズル２４ｂからワークＷに向けレーザ光を照射するようになっている。
加工ヘッド２４は、光学系２４ａによる光学的処理において、少なくとも、照射するレーザ光（以下、照射レーザ光Ｌと称する）の焦点位置（合焦位置）をワークＷの厚さ方向の所定位置に設定できるようになっている。すなわち、焦点位置をＺ軸方向に調節できるようになっている。
この調節動作は、制御部３０ａによって制御される。
【００２０】
従って、加工ヘッド２４は、Ｘ軸キャリッジ２２とＹ軸キャリッジ２３との協働動作により、ワークＷに対向する範囲において、少なくともワークＷに沿う２次元的移動が可能である。また、ワークＷの所望の加工点Ｗｐに対して照射レーザ光Ｌを所定の焦点位置をもって照射し、加工を施すことができる。
【００２１】
図２は、照射レーザ光Ｌの焦点位置に応じた呼称について説明するための図である。具体的には、光学系２４ａのワークＷに対する離接移動によって移動する焦点Ｆｐの位置を、ワークＷと共に模式的に示した図である。
図２（ａ）は、焦点Ｆｐの位置がワークＷから離隔し、ワークＷにおける加工ヘッド２４側の表面Ｗｓに対して光学系２４ａ側にある場合を示している。この場合の焦点Ｆｐの位置の呼称を、＋Ｆｐとする。
図２（ｂ）は、焦点Ｆｐの位置がワークＷにおける加工ヘッド２４側の表面Ｗｓに位置する場合を示している。この場合の焦点Ｆｐの位置の呼称を、Ｆｐ＝０（ゼロ）とする。
図２（ｃ）は、焦点Ｆｐの位置がワークＷにおける加工ヘッド２４側の表面Ｗｓに対し、光学系２４ａとは反対側に位置する場合を示している。この場合の焦点Ｆｐの位置の呼称を、−Ｆｐとする。
【００２２】
ファイバレーザ加工装置５１によるワークＷの加工において、制御ユニット５の指示によりファイバレーザ発振器１から出力されたレーザ光は、加工ヘッド２４から照射レーザ光ＬとしてワークＷに照射されると、少なからずワークＷの表面Ｗｓ等で反射する。この反射光は、その反射角度に応じて一部がノズル２４ｂの内部に入光し、照射レーザ光Ｌの経路を逆行してプロセスファイバ８、カップリングユニット３、コンバイナ２ｂを通り、一部が光検出器２ｃに達してその強度が検出される。
【００２３】
図３は、光検出器２ｃにより戻り光を検出した場合の出力信号の波形例を示している。
具体的には、加工ヘッド２４からワークＷに対し照射レーザ光Ｌを照射して、孔明け加工を行った場合の例である。横軸は時間、縦軸は戻り光の強度に対応する電圧である。
【００２４】
図３において、横軸の時間の基準となるタイミングを０（ゼロ）としている。照射レーザ光Ｌが出射されていない状態で、光検出器２ｃからの出力は、暗時出力電圧Ｖ１を示すようになっている。
この図１の出力信号を得た孔明け加工においては、照射レーザ光Ｌの照射は時間ｔ１に開始され、少なくとも図３に示される時間範囲で照射は継続していた。
この照射レーザ光Ｌの照射に対し、光検出器２ｃからの出力信号は、時間ｔ１で戻り光を検出して電圧がＶ２に上昇し、時間ｔ２で暗時出力電圧Ｖ１に下降した。
これは、時間ｔ１の照射開始で孔の形成が開始すると共に戻り光も発生し、時間経過と共に孔は深くなり、時間ｔ２で孔が貫通したため光検出器２ｃで検出される程の戻り光が生じなくなったことによる。
すなわち、時間ｔ１と時間ｔ２との間の期間Ｔ１は、孔明けに要した時間に対応している。
制御部３０ａは、光検出器２ｃから出力された出力信号の波形から、電圧Ｖ２と暗時出力電圧Ｖ１との差分に基づいて期間Ｔ１（すなわち、ｔ１〜ｔ２）を得る。
【００２５】
実施例のファイバレーザ加工装置５１は、所定の加工の本加工を行うの前に、焦点位置以外の条件が本加工と同じで孔明け加工を、焦点位置を変えて複数回、予加工として実施することができるようになっている。焦点位置以外の条件は、例えば、ワークＷの材質及び板厚、レーザ出力、等である。
そして、各予加工の孔明け加工に要した時間に対応する期間Ｔに基づいて、加工時間が最も短くなると推定される焦点位置を求め、その焦点位置を本加工での焦点位置として設定するようになっている。
予加工回数は、少なくとも３回実施する。高精度の設定のため４回以上とするのが好ましい。
以下、この予加工による最適焦点位置の設定手順について、図４〜図６を参照して詳述する。
【００２６】
図４は、予加工における焦点Ｆｐの位置と、加工時間に対応する期間Ｔと、の関係を示したグラフである。グラフ横軸が焦点ＦｐのＺ軸方向の位置であり、グラフ縦軸が期間Ｔであって上方側ほど長い期間となる。
この例において、予加工は、Ｆｐ＝０の位置から＋Ｆｐ側に３点、−Ｆｐ側に４点、の合計８点、８回実施し、各回で得られた期間Ｔを丸印でプロットしてある。
横軸における各点間ピッチ、すなわち、各回でＺ軸方向にずらす焦点位置の距離は、加工するワークＷの材質や厚さ等で適宜選択される。例えば、１μｍピッチである。
図５は、予加工の手順を示すフロー図である。
図６は、予加工において光検出器２ｃから出力された波形の例を示している。
【００２７】
制御部３０ａは、記憶部３０ｂに記憶された加工情報に基づいて、予加工回数、各予加工間の焦点位置のピッチ、基準となるＦｐ＝０のＺ軸方向での絶対位置等の予加工条件を設定する（Ｓｔｅｐ１）。その際、制御部３０ａは、予加工の焦点位置を、少なくとも＋Ｆｐ側と−Ｆｐ側とを含むようにし、合計３点以上設定する。その際、ワークＷにおける加工ヘッド２４側の表面位置（完全に一致していなくても近傍であればよい）を焦点位置として含ませることが望ましい。
【００２８】
制御部３０ａは、ファイバレーザ発振器１及び本体部２０を動作させ、焦点位置の異なる３回以上の予加工を実施し、光検出器２ｃからの出力波形から各回毎に期間Ｔを得る（Ｓｔｅｐ２）。
例えば、焦点位置Ｆｐ（−１）での期間Ｔａは、図６（ａ）に示される出力波形の、電圧Ｖ２を示す期間ｔ３〜ｔ４から得られる。
また、期間Ｔａよりも顕著に長い焦点位置Ｆｐ（−３）での期間Ｔｂは、図６（ｂ）に示される出力波形の、電圧Ｖ２を示す期間ｔ５〜ｔ６から得られる。
【００２９】
図４に戻り、制御部３０ａは、（Ｓｔｅｐ２）により得られたＦｐ−Ｔの関係を示す予加工プロットデータに対し、最小二乗法等によるカーブフィッティング実行をして、近似曲線Ｔ（Ｆｐ）を求める（Ｓｔｅｐ３）。
この近似曲線Ｔ（Ｆｐ）は、（Ｓｔｅｐ１）における設定が適切であれば極小値を有する。制御部３０ａは、得られた近似曲線Ｔ（Ｆｐ）の極小値を最小値Ｔｍとして求めると共に、最小値Ｔｍを与える焦点位置Ｆｐｍを算出する（Ｓｔｅｐ４）。
【００３０】
そして、制御部３０ａは、焦点位置Ｆｐｍを本加工における焦点位置（設定焦点位置）として設定し（Ｓｔｅｐ５）、予加工を終了する。
【００３１】
また、制御部３０ａは、（Ｓｔｅｐ４）で求めた最小値Ｔｍを、本加工において異常が発生したか否か、又は異常が予測されるか否か、の判断するための一つの閾値として利用する。
具体的には、制御部３０ａは、本加工中においても、光検出器２ｃからの出力波形に基づいて期間Ｔをリアルタイムで監視する。
この監視において、期間Ｔが、予め設定された下記の異常判定式（式１）を満たす長さに達した場合、すなわち、良好な加工が行われている範囲として設定された期間を越えて継続して戻り光が検出された場合に、制御部３０ａは、異常が発生している又は異常が発生する可能性が高い、と判断し、装置保護のためのアラーム動作を実行する。
Ｔ＞ｋ×Ｔｍ  （ｋ：１以上の定数）・・・（式１）
定数ｋは、例えば２．０≦ｋ≦５．０と設定するのがよい。
アラーム動作は、例えば、画像又は音声により異常の旨を作業者に向け出力する動作、ファイバレーザ発振器１におけるレーザ発振を停止する動作、電源を遮断する動作、等である。
【００３２】
以上、詳述したように、実施例のファイバレーザ加工装置５１は、焦点位置の設定のために投光手段や画像取得手段などの独立した大掛かりな装置を用いることなく、光検出器２ｃ（又は光センサ２ｄ）を設けるだけで、焦点位置の設定を行うことができる。
また、設定に際しては、光検出器２ｃからの出力波形から、強度に影響されない大小関係のみを利用して加工時間に対応する期間Ｔを得ると共に、期間Ｔの極小値を与える焦点位置を算出し最適位置として採用するので、焦点位置の設定を高精度に行うことができる。
また、焦点位置の設定は、人為的ではなく制御部３０ａからの所定の手順に沿った指示に従って行われるので、安定した設定が行われる。
【００３３】
本発明の実施例は、上述した手順及び構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【００３４】
戻り光の検出手段やその配置位置は、光検出器２ｃ及び光センサ２ｄやそれらの配置位置に限定されるものではない。例えば、プロセスファイバ８において側方への漏れ光を検出するものでもよく、特許文献２に示されるような加工ヘッド２４内に設けられるものでもよい。
実施例において、焦点位置の設定は、孔明け加工の場合について説明したが、孔明け加工以外の加工にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ファイバレーザ発振器
２  光エンジン部
２ａ  ファイバレーザモジュール、    ２ｂ  コンバイナ、    ２ｃ  光検出器
２ｄ  光センサ
３  カップリングユニット
４  電源ユニット
５  制御ユニット
６  筐体
７  フィーディングファイバ
８  プロセスファイバ
２０  本体部
２１  加工テーブル、    ２１ａ  載置面
２２  Ｘ軸キャリッジ
２３  Ｙ軸キャリッジ
２４  加工ヘッド、    ２４ａ  光学系（焦点調節部）、    ２４ｂ  ノズル
３０  制御装置、    ３０ａ  制御部、    ３０ｂ  記憶部
５１  ファイバレーザ加工装置
Ｆｐ  焦点、    Ｆｐｍ  焦点位置
ｋ  定数
Ｌ  照射レーザ光
Ｔ，Ｔａ，Ｔｂ  期間、    Ｔｍ  （期間の）最小値
ｔ１〜ｔ６  時間
Ｖ１，Ｖ２  電圧
Ｗ  ワーク、    Ｗｐ  加工点、    Ｗｓ  表面
【図１】
2014117730.tif 000003
【図２】
2014117730.tif 000004
【図３】
2014117730.tif 000005
【図４】
2014117730.tif 000006
【図５】
2014117730.tif 000007
【図６】
2014117730.tif 000008