(57)【要約】【課題】連続したシート状のワークに対するレーザーによる切断等の加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させた、レーザー加工装置を提供する。【解決手段】レーザー加工装置Ａは、単層のシート状のワークＷを加工部を通るように連続的に供給するワーク供給部１と、供給されるワークにレーザー加工を行うガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂと、ワークの供給速度及びガルバノスキャナの加工速度の各条件を基に、ワークの供給方向の動きとレーザー加工点の動きを互いに同期させて、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データを生成し、動作データにより、ワーク供給部１とガルバノスキャナの動きを制御する制御部３と、加工部１２１を移動するワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する集塵部４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給する工程と、
前記ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、前記ワークの動きと前記レーザー加工点の動きを同期させて、前記ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データにより、供給される前記ワークにレーザー加工を行う工程と、
前記加工部を移動する前記ワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する工程とを備える
レーザー加工方法。
【請求項２】
前記動作データの生成を、前記ワークの供給速度及び前記レーザー加工点の加工速度の各条件を基に、前記ワークの加工形状の加工形状データを前記ワークの供給方向に分割し、前記レーザー加工点の動きが、移動している前記ワーク上の想定の加工形状に一致するよう最適化した後に行う
請求項１記載のレーザー加工方法。
【請求項３】
前記ガルバノスキャナを、前記加工部の幅方向に複数設けると共に、前記加工形状データを前記各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う前記走査エリアで前記動作データがつながらない場合に、前記動作データのつなぎ目を合わせるように、前記走査エリアの位置を補正する
請求項１又は２記載のレーザー加工方法。
【請求項４】
前記各ガルバノスキャナのレーザー発振器の出力誤差を低減するように、レーザー出力を補正する
請求項１、２又は３記載のレーザー加工方法。
【請求項５】
前記焼滓を除去する工程を、前記ワークの供給方向の上流側から下流側へ空気を流し、下流側で空気と共に焼滓を吸い込んで除去すると共に、前記レーザー加工点による加工方向を前記空気の流れ方向とは略逆方向にすることにより行う
請求項１、２、３又は４記載のレーザー加工方法。
【請求項６】
単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給するワーク供給部と、
供給される前記ワークにレーザー加工を行うガルバノスキャナと、
前記ワークの供給速度及び前記ガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、前記ワークの動きと前記レーザー加工点の動きを同期させて、前記ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データを生成し、この動作データにより、前記ワーク供給部と前記ガルバノスキャナの動きを制御する制御部と、
前記加工部を移動する前記ワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する集塵部とを備える
レーザー加工装置。
【請求項７】
前記制御部が、前記動作データの生成を、前記ワークの供給速度及び前記レーザー加工点の加工速度の各条件を基に、前記ワークの加工形状の加工形状データを前記ワークの供給方向に分割し、前記レーザー加工点の動きが、移動している前記ワーク上の想定の加工形状に一致するよう最適化した後に行う
請求項６記載のレーザー加工装置。
【請求項８】
前記ガルバノスキャナを、前記加工部の幅方向に複数設けると共に、前記制御部が、前記加工形状データを前記各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う前記走査エリアで前記動作データがつながらない場合に、前記動作データのつなぎ目を合わせるように、前記走査エリアの位置を補正する
請求項６又は７記載のレーザー加工装置。
【請求項９】
前記各ガルバノスキャナのレーザー発振器の出力誤差を低減するために、レーザー出力を補正する出力補正部を有する
請求項６、７又は８記載のレーザー加工装置。
【請求項１０】
前記集塵部が、前記ワークの供給方向の上流側から下流側へ空気を流し、下流側で空気と共に前記焼滓を吸い込んで除去すると共に、前記制御部が、前記レーザー加工点による加工方向を前記空気の流れ方向とは略逆方向とする制御を行う
請求項６、７、８又は９記載のレーザー加工装置。
【請求項１１】
前記ワーク供給部の前記ワークを乗せる部分が、レーザーの波長帯において反射率の高い材質のものを採用している
請求項６、７、８、９又は１０記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工方法及びレーザー加工装置に関するものである。詳しくは、連続したシート状のワークに対するレーザーによる加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状の材料を使用する製品、例えばバッグ等の革製品を製造するに当たっては、革シートを所定の形状に切断した部品を大量につくる必要がある。従前より、このような部品を切断するには、レーザーが多く使用されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、切断テーブル上にシート材を搬送する搬送手段と、搬送されたシート材を切断テーブル上に保持する保持手段と、レーザー装置等の切断手段とが備えられるシート材の切断装置、つまり切断テーブル上に静止しているシート材にレーザー加工をする装置が開示されている。
【０００４】
しかし、特許文献１の装置によるシート材に対するレーザー加工は、一枚のシート材毎に行われるため、如何にも効率が悪い。このため、同じ形状の部品を効率よくつくるために、延反装置から供給されたシート材を所定の形状に切断して複数積層しておき、加工部において、各層のシート材を一度に切断することも、すでに行われている（特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献２には、少なくとも二枚のシートからなる複数のシートを重ね合わせて密着させる工程、前記密着したシートにレーザー加工等により所定パターンの孔あき模様を形成する工程、孔あき模様が形成されたシートを別々に分離して、前記二枚のシートを左右に並べたときに左右対称に同一の模様が形成された複数のシートを同時に得る工程、からなる複数のシートの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２６６９１号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９４６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のように、シート状のワークを複数積層してレーザーで切断する加工には、次のような課題があった。
すなわち、複数積層したワークをまとめて切断するため、レーザー加工により焼けた滓である焼滓（除去物）が多く発生する。焼滓は、ワークの未加工の表面に積層したり浮遊したりするので、これら焼滓が加工中のレーザーを遮断し、或いは減衰させて、一部が切断されない等の加工不良を起こしやすく、加工品質が安定しなかった。
【０００８】
更には、通常使用されるガントリー式のレーザー加工部は、可動部が重い造りになり、ヘッドを高速で移動させることが難しいため、充分な加工速度が得にくい。また、ワークを切断し積層する作業は、通常は手作業で行われており、これらの作業を高速で行うことは難しい。従って、シート状のワークを複数積層してレーザーで切断する加工は、作業効率が低くなりやすく、生産性も悪かった。
【０００９】
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、連続したシート状のワークに対するレーザーによる切断等の加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させた、レーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明のレーザー加工方法は、単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給する工程と、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、ワークの動きとレーザー加工点の動きを同期させて、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データにより、供給されるワークにレーザー加工を行う工程と、加工部を移動するワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する工程とを備える。
【００１１】
本発明では、単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給する。これにより、ワークは、積層しない一枚のシートの状態で供給され、同様の状態で加工部を移動する。また、ワークは、予め設定された供給速度を以て、連続して供給され、同様の速度で加工部を連続して移動する。ワークを連続的に供給することにより、従来のような手作業によるワークの切断や積層作業、或いは積層シートの加工後の分離作業等が不要になるので、自動化による生産性の向上を図ることができる。
【００１２】
そして、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、ワークの動きとレーザー加工点の動きを同期させて、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データにより、供給されるワークにレーザー加工を行う。なお、ガルバノスキャナの採用で、ヘッドを固定化することができ、ガントリー式のレーザー加工装置のような可動部も不要となるので、加工装置の小型化が可能になる。
【００１３】
なお、加工部を移動しているワークにレーザー加工点で所定の加工形状を描くためには、ワークの供給速度に、レーザー加工点の動きを同期（シンクロ）させる必要がある。このため、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の加工速度の各条件を基に、加工形状データを分割し、最適化して、同期させるための動作データを生成する。ガルバノスキャナによるワークに対するレーザー加工は、この動作データを使用して行う。
【００１４】
また、ワークの加工は、いわゆる一枚切りとなるので、積層した場合のように、加工する高さの位置が大きく変わることはなく、切断のサイズに影響が出にくく、更に上層と下層で熱負荷が変わることもないので、加工品質が安定する。また、加工点における焼滓の発生量も少なくなり、レーザーを遮断し、或いは減衰させる等の加工品質に対する悪影響も出にくい。
【００１５】
更に、加工部を移動するワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する。焼滓は、ワークの未加工の表面に積層したり浮遊したりするので、例えば空気の流れによって他へ移動させたり、焼滓を吸引（集塵）したりして除去する。これにより、作業環境の劣化を抑制することができる。
【００１６】
なお、焼滓の除去は、発生後、直ちに除去できるように、例えばレーザー加工と並行して行うのが好ましいが、限定するものではない。焼滓を除去することにより、焼滓が加工中のレーザーを遮断し、或いは減衰させて一部が切断されない等の加工不良は起こしにくく、加工品質が安定しなくなる不都合が生じるのを抑制できる。
【００１７】
このように、本発明に掛かるレーザー加工方法によれば、連続したシート状のワークに対するレーザーによる切断等の加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させることができる。
【００１８】
（２）本発明は、動作データの生成を、ワークの供給速度及び前記レーザー加工点の加工速度の各条件を基に、ワークの加工形状の加工形状データをワークの供給方向に分割し、レーザー加工点の動きが、移動しているワーク上の想定の加工形状に一致するよう最適化した後に行う構成とすることもできる。
【００１９】
この場合は、ワークの供給速度及びレーザー加工点の加工速度の各条件を基に、加工形状データをワークの供給方向に分割することにより、供給方向へ移動するワークの動きに対応して、例えばワーク上に供給方向に並んでいる想定の加工形状毎のレーザー加工点の動きを同期させる動作データの生成が可能になる。
【００２０】
また、加工形状データをワークの供給方向に分割して、それぞれを最適化することにより、連続的でより大きなデータから生成して制御する場合と比較して、加工の誤差やタイムラグ等の加工品質の不安定要素が生じるのを抑制することが可能になる。
なお、本発明にいう想定の加工形状とは、データ上、ワークに加工されることが予定されている形状、即ち結果的にワークに描かれるでき上がりの加工形状を意味する。
【００２１】
（３）本発明は、ガルバノスキャナを、加工部の幅方向に複数設けると共に、加工形状データを各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う走査エリアで動作データがつながらない場合に、動作データのつなぎ目を合わせるように、走査エリアの位置を補正する構成とすることもできる。
【００２２】
この場合は、ガルバノスキャナを、加工部の幅方向に複数設けると共に、加工部を各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う走査エリアで動作データがつながらない場合に、動作データのつなぎ目を合わせるように、走査エリアの位置を補正することにより、ワークが幅広くて、ガルバノスキャナ一台では対応できない場合でも、走査エリアの境界部分でレーザーによる加工のラインにずれが生じたり、つながらなかったりすることを抑制することが可能になり、加工品質を安定させることができる。
【００２３】
（４）本発明は、各ガルバノスキャナのレーザー発振器の出力誤差を低減するように、レーザー出力を補正する構成とすることもできる。
【００２４】
この場合は、各ガルバノスキャナの各ヘッド間のレーザー出力に誤差があったり、均等でなかったりすることで、加工品質が不安定になることを抑制することが可能になる。
【００２５】
（５）本発明は、焼滓を除去する工程を、ワークの供給方向の上流側から下流側へ空気を流し、下流側で空気と共に焼滓を吸い込んで除去すると共に、レーザー加工点による加工方向を空気の流れ方向とは略逆方向にすることにより行う構成とすることもできる。
【００２６】
この場合、レーザー加工点による加工方向を前記空気の流れ方向とは略逆方向としているので、レーザー加工点で発生する焼滓は、常にレーザー加工点による加工方向とは逆方向（反対方向）へ流れることになる。従って、レーザー加工点に向かって出射されているレーザーが、焼滓に当たってしまうことは殆どなく、焼滓に起因するレーザーの遮断や減衰も殆どないので、高効率で安定した加工が可能である。
【００２７】
なお、空気の流れ方向とレーザー加工点による加工方向が同じ方向であっても、加工は可能であるが、レーザーが焼滓に当たって遮断され、或いは減衰される可能性は高くなり、加工不良が生じるリスクも高くなる。
【００２８】
（６）上記の目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給するワーク供給部と、供給されるワークにレーザー加工を行うガルバノスキャナと、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、ワークの動きとレーザー加工点の動きを同期させて、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データを生成し、この動作データにより、ワーク供給部とガルバノスキャナの動きを制御する制御部と、加工部を移動するワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去する集塵部とを備える。
【００２９】
本発明では、ワーク供給部により、単層のシート状のワークを、供給経路中にある加工部を通るように、所定の供給速度で連続的に供給する。これにより、ワークは、積層しない一枚のシートの状態で供給され、同様の状態で加工部を移動する。また、ワークは、予め設定された供給速度を以て、連続して供給され、同様の速度で加工部を連続して移動する。ワークを連続的に供給することにより、従来のような手作業によるワークの切断や積層作業、或いは積層シートの加工後の分離作業等が不要になるので、自動化による生産性の向上を図ることができる。
【００３０】
そして、制御部は、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の移動速度である加工速度の各条件を基に、ワークの供給方向の動きとレーザー加工点の動きを互いに同期させて、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データにより、供給されるワークにレーザー加工を行うよう作動させることができる。なお、ガルバノスキャナの採用で、ヘッドを固定化することができ、ガントリー式のレーザー加工装置のような可動部も不要となるので、加工装置の小型化が可能になる。
【００３１】
なお、加工部を移動しているワークにレーザー加工点で所定の加工形状を描くためには、ワークの供給速度に、レーザー加工点の動きを同期（シンクロ）させる必要がある。このため、ワークの供給速度及びガルバノスキャナのレーザー加工点の加工速度の各条件を基に、加工形状データを分割し、最適化して、同期させるための動作データを生成する。ガルバノスキャナによるワークに対するレーザー加工は、この動作データを使用して行う。
【００３２】
また、ワークの加工は、一枚切りとなるので、積層した場合のように、加工する高さの位置が大きく変わることはなく、切断のサイズに影響が出にくく、更に上層と下層で熱負荷が変わることもないので、加工品質が安定する。また、焼滓の発生量も少なくなり、レーザーを遮断し、或いは減衰させる等の加工品質に対する悪影響も出にくい。
【００３３】
更に、集塵部によって、加工部を移動するワーク上から、レーザー加工により生じた焼滓を除去することができる。焼滓は、ワークの未加工の表面に積層したり浮遊したりするので、例えば空気の流れによって他へ移動させたり、焼滓を吸引（集塵）したりして除去する。これにより、作業環境の劣化を抑制することができる。
【００３４】
焼滓の除去は、発生後、直ちに除去できるように、例えばレーザー加工と同時に、或いは並行して行うのが好ましいが、限定するものではない。焼滓を除去することにより、焼滓が加工中のレーザーを遮断し、或いは減衰させて一部が切断されない等の加工不良は起こしにくく、加工品質が安定しなくなる不都合が生じるのを抑制できる。
【００３５】
このように、本発明に掛かるレーザー加工装置によれば、連続したシート状のワークに対するレーザーによる切断等の加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させることができる。
【００３６】
（７）本発明は、制御部が、動作データの生成を、ワークの供給速度及び前記レーザー加工点の加工速度の各条件を基に、ワークの加工形状の加工形状データをワークの供給方向に分割し、レーザー加工点の動きが、移動しているワーク上の想定の加工形状に一致するよう最適化した後に行う構成とすることもできる。
【００３７】
この場合は、制御部によって、ワークの供給速度及びレーザー加工点の加工速度の各条件を基に、加工形状データがワークの供給方向に分割されることにより、供給方向へ移動するワークの動きに対応して、例えばワーク上に供給方向に並んでいる想定の加工形状毎のレーザー加工点の動きを同期させる動作データの生成が可能になる。
【００３８】
また、制御部によって、加工形状データがワークの供給方向に分割され、それぞれが最適化されることにより、連続的でより大きなデータから生成して制御する場合と比較して、加工の誤差やタイムラグ等の加工品質の不安定要素が生じるのを抑制することが可能になる。
【００３９】
（８）本発明は、ガルバノスキャナを、加工部の幅方向に複数設けると共に、制御部が、加工形状データを各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う走査エリアで動作データがつながらない場合に、動作データのつなぎ目を合わせるように、走査エリアの位置を補正する構成とすることもできる。
【００４０】
この場合は、ガルバノスキャナを、加工部の幅方向に複数設けると共に、制御部が、加工形状データを各ガルバノスキャナの走査エリアに対応するように分割し、隣り合う走査エリアで動作データがつながらない場合に、動作データのつなぎ目を合わせるように、走査エリアの位置を補正することにより、ワークが幅広くて、ガルバノスキャナ一台では対応できない場合でも、走査エリアの境界部分でレーザーによる加工のラインにずれが生じたり、つながらなかったりすることを抑制することが可能になり、加工品質を安定させることができる。
【００４１】
（９）本発明は、各ガルバノスキャナのレーザー発振器の出力誤差を低減するために、レーザー出力を補正する出力補正部を有する構成とすることもできる。
【００４２】
この場合は、レーザー発振器を複数搭載しているレーザー加工装置において、各レーザー発振器の各ヘッド間のレーザー出力に誤差があったり、均等でなかったりすることにより、加工品質が不安定になることを抑制することが可能になる。
【００４３】
（１０）本発明は、集塵部が、ワークの供給方向の上流側から下流側へ空気を流し、下流側で空気と共に焼滓を吸い込んで除去すると共に、制御部が、レーザー加工点による加工方向を前記空気の流れ方向とは略逆方向とする制御を行う構成としてもよい。
【００４４】
この場合は、レーザー加工点による加工方向を空気の流れ方向とは略逆方向としているので、レーザー加工点で発生する焼滓は、常にレーザー加工点による加工方向とは逆方向（反対方向）へ流れることになる。従って、レーザー加工点に向かって出射されているレーザーが、焼滓に当たってしまうことは殆どなく、焼滓に起因するレーザーの遮断や減衰も殆どないので、高効率で安定した加工が可能である。
【００４５】
（１１）本発明は、ワーク供給部のワークを乗せる部分が、レーザーの波長帯において反射率の高い材質のものを採用している構成としてもよい。
【００４６】
この場合は、ワークの加工を行うレーザーが、ワークを貫通して、ワークを乗せる部分に当たっても、当たったレーザーの殆どは、その表面で反射するので、当たった部分の損傷を抑制することができる。なお、ワークの加工面やその近くに存在するレーザーの二次ビームが、加工中のワークに対して損傷を与えることがないように、加工条件の設定に充分に注意を払う必要があるのはいうまでもない。
【発明の効果】
【００４７】
本発明は、連続したシート状のワークに対するレーザーによる切断等の加工を高品質で行うことができると共に、作業効率を高めて生産性を向上させた、レーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るレーザー加工装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】レーザー加工装置のうち、加工部の構成を示す説明図である。
【図３】レーザー加工装置の動作データ生成器及び駆動軸制御器における動作フローである。
【図４】レーザー加工の加工順序を最適化する方法の説明図である。
【図５】加工形状データを供給速度条件及び加工速度条件により供給方向に分割する方法の説明図である。
【図６】加工形状データを供給方向と直交する幅方向に分割する方法の説明図である。
【図７】動作データのつなぎ目を合わせるように各走査エリアの位置を補正する方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１ないし図７を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
本発明のレーザー加工装置Ａは、ワーク供給部１を構成する解反装置１１、及び加工部搬送コンベア１２と、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂと、制御部３を構成するリニアエンコーダ、エンコーダ信号分配器３２、駆動軸制御器３３、動作データ生成器３４、ガルバノスキャナ制御器３５、及び集塵部４を構成するブローユニット４１、及び集塵ユニット４２を備えている（図１参照）。
【００５０】
ワーク供給部１の解反装置１１は、単層のシート状のワークの原反ロール１１０を解いて、後述する加工部搬送コンベア１２の加工部１２１へ供給する。解反装置１１は、回転可能にセットされた原反ロール１１０の工程後方（後工程）には、解かれたワークを巻きかけるローラ３１が設けられている。ローラ３１は、制御部３を構成するリニアエンコーダ（図示・符号省略）を搭載している。そして、リニアエンコーダにより、ワークの送り量の現在位置をリアルタイムで読み取り、その信号を後で説明するエンコーダ信号分配器３２へ送ることができる。
【００５１】
解反装置１１の工程後方（後工程）には、加工部搬送コンベア１２が配置されている。加工部搬送コンベア１２の解反装置１１近傍には、集塵装置４のブローユニット４１が設けられている。また、ブローユニット４１の工程後方には、所定間隔をおいて集塵ユニット４２が設けられている。ブローユニット４１は、集塵ユニット４２に対向する側にエアの吹き出し口（図示省略）を有しており、集塵ユニット４２は、ブローユニット４１に対向する側にエアの吸い込み口（図示省略）を有している。
【００５２】
ブローユニット４１の吹き出し口と集塵ユニット４２の吸い込み口は、加工部搬送コンベア１２のベルトコンベア１２０の上面よりやや高く、かつ互いに同じ高さに位置して設けられている。なお、ブローユニット４１は、二本の脚４１０に水平に架設され、集塵ユニット４２は、門型の架台４２０の二本の脚部４２１間に水平に架設されている。
【００５３】
架台４２０の上部の水平な台部４２２には、レーザー加工を行う三台のガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂが所定の間隔で固定されている。ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂは、下方のベルトコンベア１２０の幅方向（供給方向とは水平・直角方向）において、その内側に位置するように配置されている。なお、ガルバノスキャナの数は、三台に限定されるものではなく、ガルバノスキャナの走査エリアの広さやワークの幅等により、適宜決められる。
【００５４】
ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂは、台部４２２に固定されているレーザー発振器２０の先部に、後述する加工部１２１へ乗り出すようにして設けられたレーザーヘッド２１を備えた構成である。レーザーヘッド２１は、レーザー用の光学系ミラー（図示省略）を使用して、レーザー２００を走査させるものである（図２参照）。
【００５５】
加工部搬送コンベア１２のベルトコンベア１２０、及びその上方において、ブローユニット４１と集塵ユニット４２との間にある部分は、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂによってレーザー加工を行う部分である加工部１２１となっている。つまり、ベルトコンベア１２０で供給（搬送）されるワークは、常に加工部１２１を通るときに、加工部１２１において加工される。
【００５６】
なお、ベルトコンベア１２０には、レーザー加工時にレーザーによって損傷しないように、レーザーの波長帯において、反射率の高い材質のものを選定して採用している。本実施の形態では、銅（Ｃｕ）を採用しているが、他の金属でもよく、特に限定するものではない。また、加工部供給コンベア１２の後工程には、加工したワークを次行程へ送るベルトコンベア１３０を有する払い出しコンベア１３が配置されている（図１参照）。
【００５７】
制御部３のエンコーダ信号分配器３２は、上記リニアエンコーダから送られる解反装置１１の送り量の現在位置を読み取ったエンコーダ信号を受け取り、ワーク供給部１（解反装置１１、加工部搬送コンベア１２及び払い出しコンベア１３）の駆動軸（図示省略）の回転を制御する駆動軸制御器３３と、各ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂに対応し、レーザーの走査を制御する各ガルバノスキャナ制御器３５にエンコーダ信号を分配して送る。ガルバノスキャナ制御器３５は、ガルバノスキャナのレーザーの出射の制御を行うものである。
【００５８】
また、動作データ生成器３４は、ワークの供給速度や加工速度等の各条件を基に、ワークに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データを生成する。更に、動作データ生成器３４は、生成された動作データを、駆動軸制御器３３と、各ガルバノスキャナ制御器３５に送る。
【００５９】
（作  用）
本発明に係るレーザー加工装置の構成を示す図１、図２、レーザー加工装置の動作データ生成器及び駆動軸制御器における動作フローを示す図３、レーザー加工の加工順序を最適化する方法を示す図４、加工形状データを供給速度条件及び加工速度条件により供給方向に分割する方法を示す図５、加工形状データを供給方向と直交する幅方向に分割する方法を示す図６、及び動作データのつなぎ目を合わせるように各走査エリアの位置を補正する方法を示す図７を参照して、レーザー加工装置の作用、及びレーザー加工方法について説明する。
【００６０】
以下、シート状のワークをレーザー加工する際のレーザー加工装置Ａの制御部３による制御の流れと、その制御によるワーク供給部１、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂ及び集塵部４の機械的な動きについて説明する。なお、この説明は、図３に示す動作データ生成器３４及び駆動軸制御器３３における動作フローに沿って行うもので、文頭の括弧数字は、図３の各ステップの数字に対応させている。
【００６１】
図１乃至図２、図３及び図４乃至図７を適宜参照する。
【００６２】
〔１〕加工形状データを作成
ワークＷ（図２参照）の加工に必要な加工形状（切断形状）を設定し、その形状を二次元的な線データにして、加工形状データとする。
【００６３】
〔２〕データと条件入力
動作データ生成器３４へ、加工形状データと、加工に必要となるレーザー出力、レーザー周波数、供給速度或いは加工速度等の各条件を入力する。
【００６４】
〔３〕加工形状データの分割
ワークＷの供給方向と直交する幅方向の加工形状データを、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂの幅方向の走査エリア毎に分割する（図４（ａ）参照）。また、加工データ量と、速度条件（供給速度条件と加工速度条件）から、供給方向の加工形状データを分割する（図５参照）。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、加工形状データの幅方向の走査エリア毎の分割は、次のように行われる。
（１）加工形状データをガルバノスキャナ幅方向の走査エリア毎に、走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３に分割する。
（２）設定された速度条件（ワークの供給速度及びレーザー加工速度）に合わせて、供給方向の加工形状データを分割する。
（３）加工形状データの加工順序、加工方向の最適化を行う。
【００６６】
上記最適化技術の詳細は次のとおりである。
図４（ｂ）を主に参照する。
まず、各走査エリア内（図では走査エリアＡ１）の加工データを最短距離で加工できる順序を算出する。複数のラインが繋がっている時は、いわゆる一筆書きを行う。図４（ｂ）では、ラインＬ１とＬ２は繋がっているため、一つのデータとして、ポイントＰ１→Ｐ２、若しくは、ポイントＰ２→Ｐ１へ順序を最適化する。
【００６７】
そして、より下流側にあるポイントから加工を開始するように加工順序、加工方向の最適化を行う。この場合では、ポイントＰ２→Ｐ１へ加工順序、加工方向を最適化する。なお、加工においては、下流側から上流側へ向かって加工を行う際に、図４（ａ）で走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３の分岐点であるポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の位置が、データと実際の加工点とで一致するようにする。
【００６８】
また、図６に示すように、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂは、走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３が、走査エリア間の重複部１２２の幅が１０ｍｍとなるように配置されている。また、加工形状データは、例えば５００ｍｍ四方の正方形である走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３の場合、ピッチＬ（重複部中央ラインＬ４、Ｌ５の間隔）が４９０ｍｍに設定されている。この数値は、例えばワークの幅に合わせて適宜設定可能であるが、重複部１２２の幅をある程度設けることにより、動作データがつながらない場合に、走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３の位置を補正（つなぎ目を補正）するための補正量が確保できる。
【００６９】
更に、図７に示すように、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂにより、５００ｍｍ四方の正方形である各走査エリアＡ１、Ａ２、Ａ３内を、データ上で一辺が１００ｍｍの正方形の格子状に加工し、例えば図７で示す、走査エリアＡ１とＡ２のＸ、Ｙ位置におけるズレ量（Ａ１がずれている。）をガルバノスキャナ２に入力し、走査エリアＡ２にＡ１の加工位置を合わせる。つまり、ガルバノスキャナ２の加工中心位置を、ソフト的にズレ量分シフトさせて加工を行うようにする。
【００７０】
また、供給方向の加工形状データの分割は、図５に示す供給速度条件による分割と、これとは別のレーザー加工速度条件による分割が合わせて行われる。
【００７１】
＜供給速度条件による分割＞
ここでは、条件を設定して説明する。
まず、供給方向の加工形状データ幅：３０００ｍｍ、及び供給速度設定値：１００ｍｍ／秒とする。この設定によれば、データの搬送時間：３０００ｍｍ÷１００ｍｍ／秒＝３０秒であり、３０秒で加工完了できる、ガルバノスキャナによるレーザー加工速度を加工形状データの総長から求める。
【００７２】
例えば加工形状データの総長５００００ｍｍの場合（データの総長はＰＣで算出）、５００００ｍｍ÷３０秒＝１６６７ｍｍ／秒となり、加工速度１６６７ｍｍ／秒で加工した場合に連続的に加工できる分割幅で加工形状データを分割する。
【００７３】
図５（ｂ）は、供給方向における各分割線Ｌ３の間隔が広くなりすぎており、加工が追いつかず、図５（ａ）に示す加工ができない状態である。また、図５（ｃ）は、供給方向における各分割線Ｌ３の間隔が狭くなりすぎており、スキャナの各走査エリアを狭い範囲に限定してしまい、ヒューム（非加工物の蒸気・蒸発物）の影響を受けやすくなっている状態である。なお、分割幅は、レーザー加工が可能な範囲で、極力広い方がよく、分割幅が狭いと、一定の範囲にレーザーが留まるため、ヒュームの影響を受けやすくなる。
【００７４】
＜レーザー加工速度条件による分割＞
同じく、条件を設定して説明する。
まず、供給方向の加工形状データ幅：３０００ｍｍ、及び加工速度設定値：２０００ｍｍ／秒とする。この設定によれば、加工時間は、加工形状データの総長５００００ｍｍの場合（データの総長はＰＣで算出）、５００００ｍｍ÷２０００ｍｍ／秒＝２５秒となる。そして、供給速度は、３０００ｍｍ÷２５秒＝１２０ｍｍ／秒となり、供給速度１２０ｍｍ／秒で供給した場合に連続的に加工できる分割幅で加工形状データを分割する。
【００７５】
〔４−Ａ〕駆動軸制御器へ供給速度条件を出力
上記〔３〕に続いて、動作データ生成器３４から駆動軸制御器３３へ供給速度条件を出力する。
【００７６】
〔５−Ａ〕駆動軸制御指令の生成
駆動軸制御器３３において、駆動軸制御指令を生成する。
【００７７】
〔６−Ａ〕駆動軸制御指令の出力
駆動軸制御器３３から、生成された駆動軸制御指令Ｓ１がワーク供給部１（解反装置１１、加工部搬送コンベア１２及び払い出しコンベア１３）へ出力される。
【００７８】
〔７−Ａ〕解反装置、加工部搬送コンベア、払い出しコンベア動作
それぞれ駆動軸制御指令Ｓ１を受けたワーク供給部１（解反装置１１、加工部搬送コンベア１２及び払い出しコンベア１３）が動作する。なお、上記〔５−Ａ〕⇒〔６−Ａ〕⇒〔７−Ａ〕を所定の繰り返し周波数で、エンコーダ信号を基準として繰り返し演算して駆動軸制御指令Ｓ１が出され、ワーク供給部１は、連続的に動作する。
【００７９】
〔４−Ｂ〕ガルバノスキャナの動作データの生成
一方、上記〔３〕に続いて、動作データ生成器３４は、加工形状データを最小単位として、点、直線、円弧に近似した形状を認識し、レーザー加工の始点及び終点を設定する。また、レーザー加工を供給方向における下流側から上流側へ行うよう、加工形状データの最適化を行って、ガルバノスキャナの動作データを生成する（図４（ａ）、（ｂ）参照）。
【００８０】
〔５−Ｂ〕ガルバノスキャナ制御情報及びレーザー出射制御情報を出力
動作データ生成器３４より、ワークＷに所定の加工形状を描くことができるようにする動作データであるガルバノスキャナ制御情報及びレーザー出射制御情報をガルバノスキャナ制御器３５へ出力する。
【００８１】
〔６−Ｂ〕ガルバノスキャナ制御指令及びレーザー出射制御指令の生成
初期の動作データをガルバノスキャナ制御器３５へ書き込み、ガルバノスキャナ制御器３５において、エンコーダ信号（上記〔５−Ａ〕⇒〔６−Ａ〕⇒〔７−Ａ〕の繰り返し工程から取得）より得られる加工部搬送コンベア１２の現在位置の情報を差し引きながら、ガルバノスキャナ制御指令とレーザー出射制御指令を生成する。
【００８２】
〔７−Ｂ〕ガルバノスキャナ制御指令出力
上記〔６−Ｂ〕に続いて、各ガルバノスキャナ制御器３５から、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂへガルバノスキャナ制御指令を出力する。
【００８３】
〔８−Ｂ〕ガルバノスキャナ動作
ガルバノスキャナ制御指令を受けたガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂは、ガルバノスキャナ制御指令に基づき、レーザー用の光学系ミラーを制御して、下記〔８−Ｃ〕で出射されるレーザー２００の走査ができるようにする。
【００８４】
〔７−Ｃ〕レーザー出射制御指令出力
上記〔６−Ｂ〕に続いて、各ガルバノスキャナ制御器３５から、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂへレーザー出射制御指令を出力する。なお、図１においては、ガルバノスキャナ制御指令とレーザー出射制御指令を合わせて、指令信号Ｓ２として表している。
【００８５】
〔８−Ｃ〕レーザー出射
ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂは、レーザー出射制御指令に基づき、タイミングと出力を制御しながらレーザー２００を出射する。すなわち、ガルバノスキャナ制御指令による上記〔８−Ｂ〕の動作と、レーザー出射制御指令による上記〔８−Ｃ〕の動作を同時並行して行うことにより、ワークＷのレーザー加工を行うことができる。なお、レーザーヘッド２１を複数搭載した際に、各レーザーヘッド２１による加工品質の安定を図るために、各レーザーヘッド２１のレーザー発振器２０の出力を補正し、各レーザーヘッド２１間の出力誤差を低減するようにする。
【００８６】
ここで、図１、図２を参照し、レーザー加工装置Ａの機械的な動きについて説明する。
（１）集塵部４のブローユニット４１から空気を供給し、集塵ユニット４２で空気を引き込み、加工部１２１において、供給方向の上流側から下流側への空気の流れをつくる。
（２）駆動軸制御指令Ｓ１に基づいて、解反装置１１からシート状のワークＷを単層のまま、ワーク供給部１の加工部搬送コンベア１２により加工部１２１へ供給する。これにより、ワークの延反工程や積層工程が不要になり、効率が向上する。
【００８７】
（３）ワークＷを供給しながら、加工部搬送コンベア１２の加工部１２１において、ガルバノスキャナ制御指令とレーザー出射制御指令を合わせた指令信号Ｓ２に基づいて、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂによって、ワークＷに対してレーザー加工を行う。これにより、従来のガントリー式のレーザー加工機のような移動用の駆動軸が不要になり、装置の簡易化、コンパクト化が図れる。
【００８８】
なお、ガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂによるレーザー２００の走査は、概ねワークＷの供給方向の下流側から上流側へ向けて行う。これにより、加工中にレーザーが焼滓６によって遮断されないので、レーザー出力の減衰が防止され、高効率での安定した加工が可能になる。また、空気の流れを利用して集塵を行うので、効率的で、作業環境の改善にも寄与できる。更に、ワークＷをいわゆる一枚切り（単層）による加工を行うので、高い加工品質が得られると共に。加工品質とサイズが一定で安定する。
（４）レーザー加工により生じる焼滓６（図２参照）は、空気と共に下流側へ移動して、集塵ユニット４２で吸い込まれて処分される。
【００８９】
〔９〕加工完了
ガルバノスキャナ制御指令とレーザー出射制御指令によるガルバノスキャナ２、２ａ、２ｂの動作が終了することにより、ワークＷのレーザー加工が完了する。
そして、加工完了後、払い出しコンベア１３に移動した加工済みのワークの製品シートの型抜きを行う。
【００９０】
本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
Ａ  レーザー加工装置
１  ワーク供給部
１１  解反装置
１１０  原反ロール
１２  加工部搬送コンベア
１２０  ベルトコンベア
１２１  加工部
１２２  重複部
１３  払い出しコンベア
１３０  ベルトコンベア
２、２ａ、２ｂ  ガルバノスキャナ
２０  レーザー発振器
２１  レーザーヘッド
２００  レーザー
３  制御部
３１  ローラ
３２  エンコーダ信号分配器
３３  駆動軸制御器
３４  動作データ生成器
３５  ガルバノスキャナ制御器
４  集塵部
４１  ブローユニット
４１０  脚
４２  集塵ユニット
４２０  架台
４２２  台部
４２１  脚部
Ａ１、Ａ２、Ａ３  走査エリア
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  ポイント
Ｌ  ピッチ
Ｌ１、Ｌ２  ライン
Ｌ３  分割線
Ｌ４、Ｌ５  重複部中央ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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