(57)【要約】【課題】加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、プログラミング装置およびプログラミング方法を得ること。【解決手段】被加工物にピアシングをしてから被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、被加工物を加工する際に用いる加工プログラムから、被加工物のピアス位置と被加工物の製品領域とを含む被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路判断部１２と、被加工物にピアシングを行なった際に被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報をピアシング方法の種類毎に記憶するピアシング情報記憶部１４と、加工経路情報および飛散物情報に基づいて、被加工物上の製品領域毎に製品領域に応じたピアシング方法を選択するピアシング選択部１３と、ピアシング選択部１３が選択したピアシング方法で被加工物のレーザ加工を行なう加工部１７と、を備える。【選択図】        図１
2008212955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物にピアシングをしてから被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、
前記被加工物を加工する際に用いる加工プログラムから、前記被加工物のピアス位置と前記被加工物の製品領域とを含む前記被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路抽出部と、
前記被加工物にピアシングを行なった際に前記被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報をピアシング方法の種類毎に記憶する記憶部と、
前記加工経路情報および前記飛散物情報に基づいて、前記被加工物上の製品領域毎に前記製品領域に応じたピアシング方法を選択する選択部と、
前記選択部が選択したピアシング方法で前記被加工物のレーザ加工を行なう加工部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記飛散物情報は、前記被加工物の加工面上に付着する飛散物の面内領域に関する情報を含み、
前記選択部は、前記製品領域と前記飛散物の面内領域とが重複しないピアシング方法であって、かつ最短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記加工経路情報は、前記製品領域をレーザ加工する際の加工ノズルの位置に関する情報を含むとともに、前記飛散物情報は、前記被加工物の加工面上に付着する飛散物の面内方向および飛散物の高さ方向である飛散物の空間領域に関する情報を含み、
前記選択部は、前記加工ノズルと前記飛散物が衝突しないピアシング方法であって、かつ最短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記飛散物が飛散する領域を制御するピアシング形状制御部をさらに備え、
前記記憶部は前記ピアシング制御部が制御する飛散物の領域に関する飛散物情報を記憶するとともに、前記加工部は前記ピアシング制御部に飛散物の領域を制御させながら前記被加工物のレーザ加工を行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記記憶部は、ピアス位置の加工に要する時間および前記ピアス位置から前記製品領域までの経路であるピアスラインの加工に要する時間を、ピアシング合計時間としてピアシング方法の種類毎に記憶し、
前記選択部は、前記ピアシング合計時間に基づいて、前記製品領域毎のピアシング方法を選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
被加工物にピアシングをしてから被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工方法において、
前記被加工物を加工する際に用いる加工プログラムから、前記被加工物のピアス位置と前記被加工物の製品領域とを含む前記被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路抽出ステップと、
前記被加工物にピアシングを行なった際に前記被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報および前記加工経路情報に基づいて、前記被加工物上の製品領域毎に前記製品領域に応じたピアシング方法を選択するピアシング選択ステップと、
選択したピアシング方法で前記被加工物のレーザ加工を行なう加工ステップと、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
被加工物にピアシングをしてからレーザ加工を行なう際に用いる前記被加工物へのレーザ加工位置に関する加工位置情報を用いて新規な加工プログラムを作成するプログラミング装置において、
前記加工位置情報から、前記被加工物のピアス位置と前記被加工物の製品領域とを含む前記被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路抽出部と、
前記被加工物にピアシングを行なった際に前記被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報をピアシング方法の種類毎に記憶する記憶部と、
前記加工経路情報および前記飛散物情報に基づいて、前記被加工物上の製品領域毎に前記製品領域に応じたピアシング方法を選択するとともに、選択したピアシング方法を用いて新規な加工プログラムを作成する選択部と、
を備えることを特徴とするプログラミング装置。
【請求項８】
被加工物にピアシングをしてからレーザ加工を行なう際に用いる前記被加工物へのレーザ加工位置に関する加工位置情報を用いて新規な加工プログラムを作成するプログラミング方法において、
前記加工位置情報から、前記被加工物のピアス位置と前記被加工物の製品領域とを含む前記被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路抽出ステップと、
前記被加工物にピアシングを行なった際に前記被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報および前記加工経路情報に基づいて、前記被加工物上の製品領域毎に前記製品領域に応じたピアシング方法を選択するピアシング選択ステップと、
選択したピアシング方法を用いて新規な加工プログラムを作成する作成ステップと、
を含むことを特徴とするプログラミング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピアシングの方法を選択してレーザ加工を行なうレーザ加工装置、レーザ加工方法、プログラミング装置およびプログラミング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加工物のレーザ加工を行なう際には、効率良くレーザ加工を行なうために被加工物上の複数の加工領域へ順番に移動しながら加工を進めていく。このとき、被加工物を加工精度良く加工するために、加工領域毎にピアシングが行なわれる。このピアシングにも、加工時間を要するため、迅速にピアシングを行なわなければならない。このため、加工領域に応じた適切なピアシング方法を設定して、迅速に加工精度の良いレーザ加工を行なわせる必要がある。
【０００３】
従来、連続した加工処理（１枚の被加工物）の中では、各加工領域で同一のピアシング方法が用いられていた。すなわち、複数のピアシング方法を用いることができる場合であっても、ＮＣプログラム毎に所定のピアシング方法を選択し、ＮＣプログラム毎に１つのピアシング方法を設定していた。このＮＣプログラム毎のピアシング方法の使い分けは、ＮＣプログラムを作成するプログラマー、レーザ加工装置を操作するオペレータの経験、ノウハウなどに基づいて行なわれており、ピアシング方法の使い分けは難しいものであった。
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加工機は、同一被加工物に対するピアシングモードとして、短時間でピアシング加工を行なうことができるピアシングモードと、加工精度良くピアシング加工を行なうことができるピアシングモードとを有している。そして、被加工物の加工位置に応じて何れか一方のピアシングモードを選択使用している。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−５６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では、ピアシング処理に伴う飛散物（加工屑）の影響を考慮せずにピアシング方法を選択しているので、加工精度の良いレーザ加工を行なうことができず被加工物が汚くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、プログラミング装置およびプログラミング方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物にピアシングをしてから被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、前記被加工物を加工する際に用いる加工プログラムから、前記被加工物のピアス位置と前記被加工物の製品領域とを含む前記被加工物の加工経路に関する加工経路情報を抽出する加工経路抽出部と、前記被加工物にピアシングを行なった際に前記被加工物上に飛散する飛散物の領域に関する飛散物情報をピアシング方法の種類毎に記憶する記憶部と、前記加工経路情報および前記飛散物情報に基づいて、前記被加工物上の製品領域毎に前記製品領域に応じたピアシング方法を選択する選択部と、前記選択部が選択したピアシング方法で前記被加工物のレーザ加工を行なう加工部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、被加工物の加工経路と被加工物にピアシングを行なった際の飛散物の領域とに基づいて、被加工物上の加工領域毎に加工領域に応じたピアシング方法を選択するので、加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、プログラミング装置およびプログラミング方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態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。レーザ加工装置１は、複数のピアシング方法の中から加工経路やピアシング位置に応じたピアシングの方法を選択して被加工物をレーザ加工する装置である。レーザ加工装置１は、加工プログラム入力部１１、加工経路判断部（加工経路抽出部）１２、ピアシング選択部（選択部）１３、ピアシング情報記憶部（記憶部）１４、指示部１５、加工制御部１６、加工部１７、制御部１９を備えている。
【００１２】
加工プログラム入力部１１は、被加工物をレーザ加工するための加工プログラム（ＮＣ（Numerical Control）プログラム）を外部装置（図示せず）などから入力する。加工プログラム入力部１１は、入力した加工プログラムを加工経路判断部１２と指示部１５に送る。
【００１３】
加工経路判断部１２は、加工プログラム入力部１１から送られる加工プログラムから加工経路（ピアシングライン以外の加工経路である製品領域）とピアシング位置を加工経路情報として抽出する。加工経路判断部１２は、抽出した加工経路とピアシング位置をピアシング選択部１３に送る。
【００１４】
ピアシング情報記憶部１４は、各ピアシング方法に関する情報（後述のピアシング種類情報１０１、優先度情報１０２）や、ピアシングした際に、被加工物上に飛散する飛散物（加工屑）の情報（飛散エリア）などを、ピアシング方法毎に記憶する。
【００１５】
ピアシング選択部１３は、加工経路判断部１２が抽出した加工経路とピアシング位置、ピアシング情報記憶部１４が記憶するピアシング種類情報１０１と優先度情報１０２などに基づいて、加工領域（製品領域）に応じたピアシング方法を加工領域毎に選択する。ピアシング選択部１３は、選択したピアシング方法を加工領域と対応付けし、ピアシング情報として指示部１５に送る。本実施の形態での加工領域は、内側を切り抜き加工する際の１周分の閉じた枠状領域や外側を切り落とし加工する際の１周分の閉じた枠状領域である。
【００１６】
指示部１５は、加工プログラム入力部１１からの加工プログラムと、ピアシング選択部１３からのピアシング情報とに基づいて、加工制御部１６に被加工物の加工に関する指示（指示情報）を送る。本実施の形態の指示部１５は、加工制御部１６に例えば加工領域毎のピアシング方法を送信する。
【００１７】
加工制御部１６は、指示部１５からの指示情報（各加工領域に対するピアシング方法など）に基づいて加工部１７を制御する。加工部１７は、加工領域毎に選択されたピアシング方法を用いて各加工領域（被加工物）のレーザ加工を行う。
【００１８】
制御部１９は、加工プログラム入力部１１、加工経路判断部１２、ピアシング選択部１３、ピアシング情報記憶部１４、指示部１５を制御する。なお、ここでは、レーザ加工装置１が加工制御部１６、加工部１７を備える構成としたが、レーザ加工装置１と加工制御部１６や加工部１７を別構成としてもよい。
【００１９】
ここで、ピアシング方法の種類について説明する。図２および図３は、ピアシング方法の種類を説明するための図である。被加工物５上でピアシングを行なうと、ピアシング時に加工屑が発生し、この加工屑が飛散物としてピアシング孔の周囲に付着する。この飛散物は、被加工物５の加工精度を悪くするとともに、被加工物５の見栄えを悪化させるものである。
【００２０】
短時間でピアシングを行なうと、ピアシング孔が大きくなるとともにピアシング孔の周囲に飛散する飛散物の領域（飛散領域）が広くなる。一方、ピアシング孔を小さくして飛散領域を狭くするためには、ピアシングに長時間を要する。被加工物５をきれいにレーザ加工するためには、ピアシング加工する際に飛散領域と同じ大きさの領域を確保する必要がある。このため、本実施の形態では、飛散領域（飛散物情報）をピアシングに必要なピアシング領域に設定して各加工領域でのピアシング方法を選択する。
【００２１】
図２および図３では、ピアシング孔ａ１のピアシング領域がピアシング領域ａ２であり、ピアシング孔ｂ１のピアシング領域がピアシング領域ｂ２であり、ピアシング孔ｃ１のピアシング領域がピアシング領域ｃ２である場合を示している。
【００２２】
また、ピアシング孔ａ１のピアシング方法Ａ、ピアシング孔ｂ１のピアシング方法Ｂ、ピアシング孔ｃ１のピアシング方法Ｃの順番で、ピアシング孔とピアシング領域が広くなる場合を示している。したがって、ピアシング方法Ａ、ピアシング方法Ｂ、ピアシング方法Ｃの順番で、ピアシング時間が短くなる。
【００２３】
ところで、ピアシング孔の周囲に飛散物が付着した場合であっても、この飛散物が被加工物５の加工領域の内側（切り抜かれる部分）であれば、飛散物は切り抜かれる部分（製品にならない部分）への付着なので、ピアシング後の加工処理（切り抜き処理）で飛散物を除去することができる。また、ピアシング孔の周囲に飛散物が付着した場合であっても、この飛散物が被加工物５の加工領域の外側（切り取られる部分）であれば、飛散物は切り取られる部分（製品にならない部分）への付着なので、ピアシング後の加工処理（切り取り処理）で飛散物を除去することができる。このため、本実施の形態では、飛散物を被加工物５に付着させないピアシング方法として、ピアシング領域が製品部分（各加工領域）と重複しないようなピアシング方法を選択する。別言すれば、飛散物を被加工物５に付着させないピアシング方法として、ピアシング領域が加工領域（１つの閉じた領域）の内側（重複無し）となるようなピアシング方法または、ピアシング領域が加工領域（１つの閉じた領域）の外側（重複無し）となるようなピアシング方法を選択する。このとき、できるだけ短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択する。例えば、加工領域Ｐ、加工領域Ｑ、加工領域Ｒの順番で加工領域が広くなっている場合、加工領域Ｐ、加工領域Ｑ、加工領域Ｒの順番でピアシング領域を広くしてできるだけ短時間でピアシングを行なう。換言すると、加工領域が広いほどピアシング領域を広くして高速なピアシングを行なわせる。
【００２４】
つぎに、レーザ加工装置１の動作手順について説明する。図４は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。被加工物５のレーザ加工を行う際、レーザ加工装置１の加工プログラム入力部１１は、被加工物５をレーザ加工するための加工プログラムを外部装置などから入力して読み込む（ステップＳ１１０）。加工プログラム入力部１１は、外部装置などから入力した加工プログラムを加工経路判断部１２と指示部１５に送る。
【００２５】
ここで加工プログラムの一例について説明する。加工プログラム入力部１１から読み込む加工プログラムは、被加工物５の加工エリア、加工ノズルの移動経路、加工経路、ピアシング位置などの加工手順に関する情報を含んでいる。図５は、被加工物の加工手順の一例を示す図である。加工プログラムは、スタート地点Ｓ１から加工終了地点Ｅ１までの加工ノズルの移動経路に関する情報を含んでいる。この移動経路には、レーザ加工を行なわずに加工ノズルを移動させる経路（破線で示した経路）と、レーザ加工を行なう経路（実線で示した経路）とがある。被加工物５内の各加工エリアでは、ピアシングを行なってからレーザ加工を行なえるよう移動経路が設定されている。
【００２６】
加工経路判断部１２は、加工プログラム入力部１１から送られる加工プログラムから加工領域毎の加工経路（製品領域）と加工領域毎のピアシング位置を抽出する（ステップＳ１２０）。加工経路判断部１２は、抽出した加工経路とピアシング位置をピアシング選択部１３に送る。
【００２７】
ピアシング選択部１３は、加工経路判断部１２が抽出した加工経路とピアシング位置、ピアシング情報記憶部１４が記憶するピアシング種類情報１０１と優先度情報１０２などに基づいて、各加工領域の加工位置とピアシング位置に応じたピアシング方法を加工領域毎に選択する（ステップＳ１３０）。
【００２８】
ここでピアシング種類情報１０１、優先度情報１０２の構成について説明する。図６はピアシング種類情報の構成の一例を示す図であり、図７は優先度情報の構成の一例を示す図である。
【００２９】
ピアシング種類情報１０１は、ピアシング方法の種類に関する情報（データテーブル）であり、ピアシング方法の種類毎にピアシングを行なう際のピアシング条件が対応付けられている。図６では、ピアシング方法毎に、レーザの出力、周波数、デューティ、アシストガスの種類、ガスの圧力、ピアス時間、レーザの焦点位置、加工ノズルの高さなどが対応付けられている。
【００３０】
例えば、ピアシング方法Ａは、レーザの出力が４０００Ｗ、周波数が５００Ｈｚ、デューティ１００％、アシストガスの種類が酸素、ガスの圧力が０．１Ｍｐａ、ピアス時間が１．０ｓ、レーザの焦点位置が２．０ｍｍ、加工ノズルの高さが５．０ｍｍである。
【００３１】
優先度情報１０２は、ピアシング方法を選択する際に、優先的に選択するピアシング方法の順番（優先度）を示す情報（データテーブル）である。本実施の形態では、できるだけ短時間でピアシングを行なうため、ピアシング領域が加工領域の内側となるようなピアシング方法の中からできるだけピアシング領域が広くなるピアシング方法を選択する。
【００３２】
図７では、ピアシング方法Ａが優先度１（最優先）、ピアシング方法Ｂが優先度２、ピアシング方法Ｃが優先度３である場合を示している。各ピアシング方法には、許容されるピアシング領域の半径を対応付けしている。
【００３３】
ピアシング方法を選択する際には、ピアシング領域が製品部分と重複しないようなピアシング方法を選択するため、ピアシング領域が加工プログラムから抽出した切り抜き用の加工領域の内側となるピアシング方法またはピアシング領域が加工プログラムから抽出した切り取り用の加工領域の外側となるピアシング方法を選択する。さらに、選択したこれらのピアシング方法の中で最も優先度の高いピアシング方法を選択する。
【００３４】
本実施の形態では、全ての加工領域にピアシング種類情報１０１に含まれる何れかの加工方法を設定するために、最も優先度の低いピアシング方法のピアシング領域を設定しない。
【００３５】
ピアシング選択部１３は、被加工物の全ての加工領域に対してピアシング方法を選択する。ピアシング選択部１３は、選択したピアシング方法を加工領域と対応付けし、ピアシング情報として指示部１５に送る。
【００３６】
例えば図２の加工領域Ｐには、ピアシング孔ａ１（ピアシング領域ａ２）のピアシング方法Ａを選択し、加工領域Ｑには、ピアシング孔ｂ１（ピアシング領域ｂ２）のピアシング方法Ｂを選択し、加工領域Ｒには、ピアシング孔ｃ１（ピアシング領域ｃ２）のピアシング方法Ｃを選択する。
【００３７】
指示部１５は、加工プログラム入力部１１からの加工プログラムと、ピアシング選択部１３からのピアシング情報とに基づいて、加工制御部１６に被加工物５の加工に関する指示（指示情報）を送る。
【００３８】
加工制御部１６は、指示部１５からの指示情報（各加工領域に対するピアシング方法など）とピアシング種類情報１０１とに基づいて加工部１７を制御する。これにより、加工部１７は、加工領域毎に選択されたピアシング方法を用いて各加工領域のレーザ加工を開始する（ステップＳ１４０）。
【００３９】
ここで、加工位置とピアシング位置に応じたピアシング方法の選択処理（ステップＳ１３０の処理）を詳細に説明する。図８は、ピアシング方法の選択処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
ここでのピアシング選択部１３は、加工領域毎に優先度情報に基づいてピアシング方法を選択していく。ピアシング選択部１３は、まず優先度情報１０２の中から優先度１のピアシング方法（ピアシング条件）Ａを選択し（ステップＳ２１０）、優先度１（ピアシング方法Ａ）のピアシング領域を優先度情報１０２の中から読み込む（ステップＳ２２０）。
【００４１】
つぎに、ピアシング選択部１３は、加工プログラムで設定されているピアシング位置でピアシングを行なった場合に、優先度１のピアシング領域とピアシング方法の選択対象となっている加工領域との間に干渉（重なり）があるか否かを判断する（ステップＳ２３０）。
【００４２】
優先度１のピアシング領域と選択対象となっている加工領域との間に干渉がない場合（ステップＳ２３０、Ｙｅｓ）、ピアシング選択部１３は、優先度１のピアシング方法Ａを設定する。ピアシング選択部１３は、設定したピアシング方法Ａを加工領域と対応付けし、ピアシング情報として指示部１５に送る。これにより、レーザ加工装置１は、優先度１のピアシング方法Ａでピアシングを行なう（ステップＳ２４０）。
【００４３】
一方、優先度１のピアシング領域と選択対象となっている加工領域との間に干渉がある場合（ステップＳ２３０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、優先度情報１０２の中から優先度２のピアシング方法Ｂを選択し（ステップＳ２５０）、優先度２のピアシング領域を優先度情報１０２の中から読み込む（ステップＳ２６０）。
【００４４】
つぎに、ピアシング選択部１３は、加工プログラムで設定されているピアシング位置でピアシングを行なった場合に、優先度２のピアシング領域とピアシング方法の選択対象となっている加工領域との間に干渉があるか否かを判断する（ステップＳ２７０）。
【００４５】
優先度２のピアシング領域と選択対象となっている加工領域との間に干渉がない場合（ステップＳ２７０、Ｙｅｓ）、ピアシング選択部１３は、優先度２のピアシング方法Ｂを設定する。ピアシング選択部１３は、設定したピアシング方法Ｂを加工領域と対応付けし、ピアシング情報として指示部１５に送る。これにより、レーザ加工装置１は、優先度２のピアシング方法Ｂでピアシングを行なう（ステップＳ２８０）。
【００４６】
一方、優先度２のピアシング領域と選択対象となっている加工領域との間に干渉がある場合（ステップＳ２７０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、優先度情報１０２の中から優先度３のピアシング方法Ｃを選択し（ステップＳ２９０）、優先度３のピアシング方法Ｃを設定する。ピアシング選択部１３は、設定したピアシング方法Ｃを加工領域と対応付けし、ピアシング情報として指示部１５に送る。これにより、レーザ加工装置１は、優先度３のピアシング方法Ｃでピアシングを行なう（ステップＳ２９５）。ピアシング選択部１３は、優先度情報に基づいたピアシング方法の選択処理を加工領域毎に行なう。
【００４７】
優先度情報１０２に基づいたピアシング方法の選択処理は、被加工物５のレーザ加工を開始する前に全て行なってもよいし、被加工物５をレーザ加工しながら行なってもよい。
被加工物５をレーザ加工しながらピアシング方法を選択する場合は、例えば各加工領域のピアシングを行なう直前にピアシング方法を選択し、この加工領域でのピアシングを開始する。そして、この加工領域でのレーザ加工中やレーザ加工後の加工ノズル移動時に、つぎの加工領域のピアシング方法を選択する。
【００４８】
なお、本実施の形態では、レーザ加工装置１がピアシング方法を選択したが、プログラミング装置でピアシング方法を選択した加工プログラムを作成し、作成した加工プログラムを用いてレーザ加工を行なってもよい。
【００４９】
図９は、プログラミング装置の構成を示す図である。図９の各構成要素のうち図１に示すレーザ加工装置１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。プログラミング装置２は、既存の加工プログラムを用いて新規な加工プログラムを作成する装置であり、加工プログラム入力部１１、加工経路判断部１２、ピアシング選択部１３、ピアシング情報記憶部１４、出力部１８、制御部１９を備えている。
【００５０】
プログラミング装置２のピアシング選択部１３は、ピアシング種類情報１０１、優先度情報１０２などに基づいてピアシング情報を作成すると、加工プログラム入力部１１から入力した既存の加工プログラムと、作成したピアシング情報とに基づいて、新規な加工プログラム（加工領域毎にピアシング方法が設定された加工プログラム）を作成する。この新たな加工プログラムは、出力部１８に送られる。出力部１８は、ピアシング選択部１３が作成した新たな加工プログラムをレーザ加工装置１などの外部装置に出力する。なお、プログラミング装置２で既存の加工プログラムに対応する加工プログラムを作成してもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、被加工物の加工面（主面）内におけるピアシング領域（飛散物の面内領域）に基づいて、加工領域毎にピアシング方法を選択したが、被加工物の加工面および被加工物の高さ方向（加工面と垂直な方向）（レーザ照射方向）におけるピアシング領域（飛散物の空間領域）に基づいて、ピアシング方法を選択してもよい。
【００５２】
図１０に示すように、ピアシングした際の飛散物３２が高さ方向に堆積すると、加工領域を加工する際の加工位置Ｔとピアシング領域６１Ｘが干渉しない場合であっても、飛散物３２と加工ノズル３０が衝突する場合がある。このため、例えば図７に示した優先度情報１０２のピアシング領域を半径の情報と高さの情報（ピアシング領域６１Ｙ）とする。
【００５３】
具体的には、ピアシング方法を選択する際に、加工プログラムから抽出した加工ノズルの移動経路（製品領域をレーザ加工する際の加工ノズルの位置）がピアシング領域６１Ｙと重ならないピアシング方法を選択する。さらに、加工ノズルの移動経路がピアシング領域６１Ｙと接触しないピアシング方法の中で最も優先度の高いピアシング方法を選択する。
【００５４】
なお、本実施の形態では、優先度情報１０２がピアシング方法の優先度として３段階の優先度を有している場合について説明したが、優先度情報１０２がピアシング方法の優先度として２段階または４段階以上の優先度を有する構成としてもよい。
【００５５】
このように実施の形態１によれば、加工プログラムから抽出した加工ノズルの移動経路がピアシング領域と重ならないピアシング方法の中からピアシング時間の短い（優先度の高い）ピアシング方法を選択するので、加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことができる。
【００５６】
また、ピアシング方法を選択する際に用いるピアシング領域の情報に被加工物の加工面内におけるピアシング領域を含んでいるので、加工ノズルと飛散物の面内領域での衝突を回避できるピアシング方法を容易に選択することが可能となる。
【００５７】
また、ピアシング方法を選択する際に用いるピアシング領域の情報に被加工物の高さ方向におけるピアシング領域を含んでいるので、加工ノズルと飛散物の高さ方向での衝突を回避できるピアシング方法を容易に選択することが可能となる。
【００５８】
実施の形態２．
つぎに、図１１および図１２を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では加工領域の形状やサイズに応じてピアシング形状を変更し、被加工物へのピアシングを行なう。
【００５９】
図１１は、本発明の実施の形態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１１の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００６０】
ここでのレーザ加工装置１は、加工制御部１６内にピアス形状を制御するピアス形状制御部２１を備えている。ピアス形状制御部２１は、レーザ照射を行なう際にレーザの照射位置近傍にエアーの吹き付けなどを行なってピアス形状を制御する。ピアス形状制御部２１は、加工領域の形状やサイズに応じて、例えば図１２に示すようにピアス形状が楕円形となるようエアー流量やエアーの吹き付け方向などを制御する。
【００６１】
例えば、加工領域が細長い領域である場合、加工領域の長手方向とピアシング形状の長手方向が同じ方向となるようピアス形状を制御することによって、加工領域とピアシング領域の干渉を防ぎつつ短時間でピアシングを行なうことが可能となる。
【００６２】
このように実施の形態２によれば、加工領域の形状やサイズに応じてピアス形状制御部２１がピアス形状を制御するので、加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことが可能になる。
【００６３】
実施の形態３．
つぎに、図１３〜図２０を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３ではピアシング加工に要する時間とピアスラインの加工に要する時間に基づいて、ピアシング方法を選択する。
【００６４】
実施の形態１の図２で説明したように被加工物５のレーザ加工処理には、被加工物の切り抜き処理であり実際にレーザ加工を必要とする部分（例えば加工領域Ｐの外周）（製品形状）の加工処理と、ピアシングなどの加工処理とがある。
【００６５】
図１３は、ピアシングから製品加工までの加工経路を説明するための図である。ピアス位置４１から製品形状（製品領域）４６の加工を開始する位置（製品加工開始位置）４５までは、ピアス位置４１を加工するピアシング加工と、ピアス位置４１の端部（外周部）から製品加工開始位置４５までのピアスライン加工とが行なわれる。
【００６６】
ここでのピアスライン加工は、開始区間４２と切断区間４３とからなるピアスライン区間４４の加工である。開始区間４２は、加工開始時の溶融物の排出を安定させたり、ピアス部分のスパッタによる加工不良を防止するための安定性の高い低速度による加工区間である。切断区間４３は、製品形状を加工する場合と同様の加工条件で被加工物５を切断する加工区間である。
【００６７】
ピアス位置４１の加工を開始した後、製品加工開始位置４５までレーザ加工を終えるまでの時間は、ピアシング加工に要する時間、開始区間４２の加工に要する時間、切断区間４３の加工に要する時間の合計（ピアシング合計時間）となる。
【００６８】
したがって、ピアシング時間とピアシング合計時間は必ずしも比例関係を有するとは限らない。本実施の形態では、ピアシング合計時間に基づいて、ピアシング方法の種類を選択する。
【００６９】
図１４は、実施の形態３に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。なお、実施の形態３に係るレーザ加工装置１は、図１に示した実施の形態１のレーザ加工装置と同様の構成を有している。
【００７０】
ピアシング選択部１３は、まずピアシングラインの長さを変更するか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ピアシングラインの長さを変更するか否かは、予めピアシング選択部１３に設定しておいてもよいし、加工領域毎または被加工物５のレーザ加工毎にユーザ設定してもよい。
【００７１】
ピアシング選択部１３が、ピアシングラインの長さを変更すると判断した場合（ステップＳ３１０、Ｙｅｓ）、優先度１（ピアシング優先度１）のピアシング方法Ａ（ピアシング位置）や、優先度２（ピアシング優先度２）のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置）を設定する。ここで、ピアシング位置の設定方法について説明する。図１５〜図１７は、ピアシング位置の設定方法を説明するための図である。
【００７２】
図１５に示すように、加工領域５１には、標準のピアシング方法（ピアシング位置ＰＯ）（初期設定のピアシング位置）が最初に設定されているとする。この場合において、優先度１のピアシング方法Ａ（ピアシング位置ＰＡ）と、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）とを設定する。ピアシング方法Ａとピアシング方法Ｂには、予め必要最低なピアスラインの長さをピアシング方法の種類毎に設定しておく。必要最低なピアスラインの長さは、例えばピアシング方法の種類に関する情報（データテーブル）を用いることによって決定する。これにより、優先度１のピアシング方法Ａに対してはピアシング領域６１Ａが設定され、優先度２のピアシング方法Ｂに対してはピアシング領域６１Ｂが設定される。
【００７３】
同様に、図１６に示す加工領域５２には、標準のピアシング方法（ピアシング位置ＰＯ）が最初に設定されているとする。この場合において、優先度１のピアシング方法Ａ（ピアシング位置ＰＡ）と、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）とを設定する。ピアシング方法Ａとピアシング方法Ｂには、予め必要最低なピアスラインの長さをピアシング方法の種類毎に設定しておく。必要最低なピアスラインの長さは、例えばピアシング方法の種類に関する情報（データテーブル）を用いることによって決定する。これにより、優先度１のピアシング方法Ａに対してはピアシング領域６１Ａが設定され、優先度２のピアシング方法Ｂに対してはピアシング領域６１Ｂが設定される。
【００７４】
また、図１７に示す加工領域５３には、標準のピアシング方法（ピアシング位置ＰＯ）が最初に設定されているとする。この場合において、優先度１のピアシング方法Ａ（ピアシング位置ＰＡ）と、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）とを設定する。ピアシング方法Ａとピアシング方法Ｂには、予め必要最低なピアスラインの長さをピアシング方法の種類毎に設定しておく。必要最低なピアスラインの長さは、例えばピアシング方法の種類に関する情報（データテーブル）を用いることによって決定する。これにより、優先度１のピアシング方法Ａに対してはピアシング領域６１Ａが設定され、優先度２のピアシング方法Ｂに対してはピアシング領域６１Ｂが設定される。
【００７５】
ここでのピアシング選択部１３は、まずピアシングラインの延長線上に、優先度１のピアシング方法Ａ（ピアシング位置ＰＡ）を設定する（ステップＳ３２０）。そして、ピアシング選択部１３は、優先度１のピアシング方法Ａに対応するピアシング領域６１Ａと、製品形状４６の加工経路とが干渉するか否かを判断する（ステップＳ３３０）。
【００７６】
ピアシング領域６１Ａと、製品形状４６の加工経路とが干渉しない場合（ステップＳ３３０、Ｙｅｓ）、ピアシング選択部１３は、ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間よりもピアシング位置ＰＡを用いたピアシング合計時間の方が短いか否かを判断する（ステップＳ３４０）。例えば、図１７に示した加工領域５３に優先度１のピアシング位置ＰＡを設定した場合は、ピアシング領域６１Ａと製品形状４６の加工経路とが干渉しない。
【００７７】
ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間は、ピアシング位置ＰＯのピアシング加工に要する時間（ピアシング時間）、開始区間４２の加工に要する時間、切断区間４３の加工に要する時間の合計となる。また、ピアシング位置ＰＡを用いたピアシング合計時間は、ピアシング位置ＰＡのピアシング加工に要する時間（ピアシング時間）、開始区間４２の加工に要する時間、切断区間４３の加工に要する時間の合計となる。
【００７８】
ここでピアシング合計時間の算出方法について説明する。図１８〜図２０は、ピアシング方法とピアシング合計時間の関係を示す図である。開始区間４２の加工に要する時間（ｍｉｎ）は、開始区間４２の距離（開始区間距離）（ｍｍ）を開始区間４２を加工する際の加工速度（開始区間速度）（ｍｍ／ｍｉｎ）で除した値となる。また、切断区間４３の加工に要する時間は、切断区間４３の距離（切断区間距離）を切断区間４３を加工する際の加工速度（切断区間速度）で除した値となる。なお、ここでのピアシング合計時間は、ピアシング時間、開始区間４２の加工に要する時間、切断区間４３の加工に要する時間を、それぞれ秒単位に換算して合計している。
【００７９】
図１８に示した加工条件では、ピアシング方法Ａ、ピアシング方法Ｂ、標準のピアシング方法Ｄの順番で、ピアシング合計時間が短くなっている。したがって、本実施の形態では、図１８に示した加工条件の場合、ピアシング方法の選択優先度がピアシング方法Ａ、ピアシング方法Ｂ、標準のピアシング方法Ｄの順番となる。
【００８０】
図１９に示した加工条件では、図１８の加工条件に対して開始条件区間距離が変更されているが、ピアシング合計時間は、ピアシング方法Ａ、標準のピアシング方法Ｄ、ピアシング方法Ｂの順番で短くなっている。したがって、本実施の形態では、図１９に示した加工条件の場合、ピアシング方法の選択優先度がピアシング方法Ａ、標準のピアシング方法Ｄ、ピアシング方法Ｂの順番となる。
【００８１】
ただし、このピアシング優先度ではピアシング方法Ｂが選択されることは通常はない。図１８や図１９に示した加工条件やピアシング合計時間は、ピアシング情報記憶部１４などに予め記憶させておく。
【００８２】
ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間よりもピアシング位置ＰＡを用いたピアシング合計時間の方が短い場合（ステップＳ３４０、Ｙｅｓ）、ピアシングラインをピアシング位置ＰＡまで延長する（ステップＳ３５０）。そして、ピアシング選択部１３は、優先度１のピアシング方法Ａを選択し（ステップＳ３６０）、加工部１７は優先度１のピアシング方法Ａでピアシングを行なう（ステップＳ３７０）。例えば、加工条件が図１８に示した加工条件であって、加工領域が図１７に示した加工領域５３である場合に、優先度１のピアシング方法Ａ（ピアシング位置ＰＡ）でピアシングが行なわれる。
【００８３】
一方、ピアシング領域６１Ａと製品形状４６の加工経路とが干渉する場合（ステップＳ３３０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、ピアシングラインの延長線上に、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）を設定する（ステップＳ３８０）。
【００８４】
また、ピアシング位置ＰＡを用いたピアシング合計時間が、ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間以上の場合（ステップＳ３４０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、ピアシングラインの延長線上に、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）を設定する（ステップＳ３８０）。
【００８５】
ピアシング選択部１３が、ピアシングラインの延長線上に優先度２のピアシング方法Ｂを設定すると、ピアシング選択部１３は、優先度２のピアシング方法Ｂに対応するピアシング領域６１Ｂと、製品形状４６の加工経路とが干渉するか否かを判断する（ステップＳ３９０）。
【００８６】
ピアシング領域６１Ｂと、製品形状４６の加工経路とが干渉しない場合（ステップＳ３９０、Ｙｅｓ）、ピアシング選択部１３は、ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間よりもピアシング位置ＰＢを用いたピアシング合計時間の方が短いか否かを判断する（ステップＳ４００）。例えば、図１６に示した加工領域５２に優先度２のピアシング位置ＰＢを設定した場合は、ピアシング領域６１Ｂと製品形状４６の加工経路とが干渉しない。
【００８７】
ピアシング位置ＰＯを用いたピアシング合計時間よりもピアシング位置ＰＢを用いたピアシング合計時間の方が短い場合（ステップＳ４００、Ｙｅｓ）、ピアシングラインをピアシング位置ＰＢまで延長する（ステップＳ４１０）。そして、ピアシング選択部１３は、優先度２のピアシング方法Ｂを選択し（ステップＳ４２０）、加工部１７は優先度２のピアシング方法Ｂでピアシングを行なう（ステップＳ４３０）。例えば、加工条件が図１８や図１９に示した加工条件であって、加工領域が図１６に示した加工領域５２である場合に、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）でピアシングが行なわれる。また、加工条件が図１９に示した加工条件であって、加工領域が図１７に示した加工領域５３である場合に、優先度２のピアシング方法Ｂ（ピアシング位置ＰＢ）でピアシングが行なわれる。
【００８８】
一方、ピアシング領域６１Ａと製品形状４６の加工経路とが干渉する場合（ステップＳ３９０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、最初に設定されていた標準のピアシング位置ＰＯ（初期設定のピアシング位置ＰＯ）を選択し（ステップＳ４４０）、加工部１７は標準のピアシング方法Ｄでピアシングを行なう（ステップＳ４４０）。
【００８９】
また、ステップＳ３１０の処理でピアシング選択部１３が、ピアシングラインの長さを変更しないと判断した場合も（ステップＳ３１０、Ｎｏ）、ピアシング選択部１３は、最初に設定されていた標準のピアシング位置ＰＯを選択し（ステップＳ４４０）、加工部１７は標準のピアシング方法Ｄでピアシングを行なう（ステップＳ４４０）。例えば、加工領域が図１５に示した加工領域５１である場合に、標準のピアシング方法Ｄ（ピアシング位置ＰＯ）でピアシングが行なわれる。また、加工条件が図２０に示した加工条件であって、加工領域が図１５，１６，１７に示した加工領域５１，５２，５３である場合に、標準のピアシング方法Ｄ（ピアシング位置ＰＯ）でピアシングが行なわれる。ピアシング選択部１３は、ピアシング合計時間などに基づいたピアシング方法の選択処理を加工領域毎に行なう。
【００９０】
なお、本実施の形態では、標準のピアシング位置ＰＯに対してピアシング位置を変更する場合について説明したが、標準のピアシング位置ＰＯが設定されていない場合に、ピアシング合計時間などに基づいてピアシング方法を選択してもよい。この場合は、ピアシング領域と製品形状４６の加工経路とが干渉しないピアシング方法であって、最も短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択する。
【００９１】
また、本実施の形態では、ピアシング合計時間に基づいて標準のピアシング方法Ｄよりもピアシングラインを延長させる場合について説明したが、ピアシング合計時間に基づいて標準のピアシング方法Ｄよりもピアシングラインを短くさせてもよい。この場合も、ピアシング領域と製品形状４６の加工経路とが干渉しないピアシング方法であって、最も短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択する。
【００９２】
また、本実施の形態では、ピアシング領域と製品形状４６の加工経路とが干渉しないピアシング方法を選択することとしたが、干渉に関わらず最も短時間でピアシングを行なえるピアシング方法を選択してもよい。
【００９３】
また、本実施の形態では、ピアシング合計時間がピアス時間、開始区間４２の加工に要する時間、切断区間４３の加工に要する時間の合計である場合について説明したが、ピアシング合計時間に加工ノズルの移動時間を加えてもよい。例えば、１つ前の加工領域から次の加工領域のピアシング位置までの加工ノズルの移動時間をピアシング合計時間に追加してピアシング方法を選択する。
【００９４】
このように実施の形態３によれば、ピアシング領域と製品形状４６の加工経路とが干渉しないピアシング方法であって、ピアシング合計時間がが最も短いピアシング方法を選択するので、加工精度の良いレーザ加工を迅速に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、プログラミング装置およびプログラミング方法は、ピアシング方法の選択に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施の形態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】ピアシング方法の種類を説明するための図（１）である。
【図３】ピアシング方法の種類を説明するための図（２）である。
【図４】実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】被加工物の加工手順の一例を示す図である。
【図６】ピアシング種類情報の構成の一例を示す図である。
【図７】優先度情報の構成の一例を示す図である。
【図８】ピアシング方法の選択処理手順を示すフローチャートである。
【図９】プログラミング装置の構成を示す図である。
【図１０】高さ方向に堆積した飛散物と加工ノズルが衝突する場合を説明するための図である。
【図１１】実施の形態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１２】ピアス形状を制御した場合のピアス孔とピアシング領域を示す図である。
【図１３】ピアシングから製品加工までの加工経路を説明するための図である。
【図１４】実施の形態３に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】ピアシング位置の設定方法を説明するための図（１）である。
【図１６】ピアシング位置の設定方法を説明するための図（２）である。
【図１７】ピアシング位置の設定方法を説明するための図（３）である。
【図１８】ピアシング方法とピアシング合計時間の関係を示す図（１）である。
【図１９】ピアシング方法とピアシング合計時間の関係を示す図（２）である。
【符号の説明】
【００９７】
１  レーザ加工装置
２  プログラミング装置
５  被加工物
１１  加工プログラム入力部
１２  加工経路判断部
１３  ピアシング選択部
１４  ピアシング情報記憶部
１５  指示部
１６  加工制御部
１７  加工部
１８  出力部
１９  制御部
２１  ピアス形状制御部
３０  加工ノズル
３２  飛散物
４１  ピアス位置
４２  開始区間
４３  切断区間
４４  ピアスライン区間
４５  製品加工開始位置
４６  製品形状
５０〜５３  加工領域
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｘ，６１Ｙ  ピアシング領域
１０１  ピアシング種類情報
１０２  優先度情報
ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１  ピアシング孔
ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２  ピアシング領域
Ｅ１  加工終了地点
Ｐ，Ｑ，Ｒ  加工領域
ＰＡ，ＰＢ，ＰＯ  ピアシング位置
Ｓ１  スタート地点
【図１】
2008212955.tif 000003
【図２】
2008212955.tif 000004
【図３】
2008212955.tif 000005
【図４】
2008212955.tif 000006
【図５】
2008212955.tif 000007
【図６】
2008212955.tif 000008
【図７】
2008212955.tif 000009
【図８】
2008212955.tif 000010
【図９】
2008212955.tif 000011
【図１０】
2008212955.tif 000012
【図１１】
2008212955.tif 000013
【図１２】
2008212955.tif 000014
【図１３】
2008212955.tif 000015
【図１４】
2008212955.tif 000016
【図１５】
2008212955.tif 000017
【図１６】
2008212955.tif 000018
【図１７】
2008212955.tif 000019
【図１８】
2008212955.tif 000020
【図１９】
2008212955.tif 000021