(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドからワークにレーザ光を照射し、照射したレーザ光の反射光を規定値以下に抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、
前記ワークにレーザ加工を行う前に、前記レーザ加工の加工条件に含まれるレーザパワーより低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップと、
前記反射光の測定値及び前記規定値に基づいて、反射光を抑制するための出力条件を決定するステップと、
決定した前記出力条件で一定時間前記ワークにレーザ光を照射して前記レーザ加工を行う前に反射光を抑制するステップと、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めて前記レーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップが、レーザ出力のオフ時間を有するパルスレーザ光を照射することを含む、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記反射光を抑制するステップの後に、前記レーザ加工の加工条件で出力指令を行い、前記反射光を測定するステップを更に含み、
前記反射光の測定値が前記規定値を超えた場合に、再び前記低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めて前記レーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップへ戻る、請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記反射光を抑制するステップの後に、前記レーザ加工の加工条件で出力指令を行い、前記反射光を測定するステップと、
前記反射光の測定値が前記規定値を超えた場合に、前記レーザ光の焦点位置を移動させるステップと、を更に含み、
再び前記低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めて前記レーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップへ戻る、請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めて前記レーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップにおける、前記レーザ光のパルス幅は、前記反射光の測定値が前記規定値を超えたことを検出する検出周期より長い、請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記加工ヘッドに配置された反射光測定部を利用して反射光を測定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、前記反射光センサは、前記ファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのコア部へ戻ってきた反射光を測定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、前記反射光センサは、前記ファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのクラッド部へ戻ってきた反射光を測定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、前記反射光センサは、前記ファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのコア部及びクラッド部へ戻ってきた反射光を測定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
レーザ光をワークに照射し、照射したレーザ光の反射光を規定値以下に抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、
固体レーザ発振器と、
パルスレーザ発振を可能にするレーザ用電源と、
前記レーザ用電源に出力指令を行う出力制御部と、
前記ワークからの反射光を測定する反射光測定部と、
前記反射光の前記規定値を１つ以上記憶する記憶部と、
前記ワークにレーザ加工を行う前に、前記レーザ加工の加工条件に含まれるレーザパワーより低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてパルスレーザ光を出射させる指令を行う制御部と、
前記反射光の測定値及び前記規定値を比較する比較部と、
前記反射光の測定値及び前記規定値の比較結果に基づいて、前記レーザ加工を行う前に反射光を抑制するための出力条件を演算する演算部と、
を有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
レーザ光の焦点位置を変更可能な駆動軸を有する機構部と、前記機構部を制御する機構制御部と、を更に有し、反射光を抑制するための前記出力条件でレーザ光を出射した後、前記反射光の測定値が前記規定値を超えた場合に、前記機構制御部は、レーザ光の焦点位置を変更するように前記機構部を制御する、請求項１０に記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記レーザ用電源が２００μ秒以下の速度で立上がり、前記出力制御部が前記レーザ光の出力指令として２００μ秒以下のパルス指令を行う、請求項１１に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射光を抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工は、切断する材料又は厚さなどから、加工条件を選択して行われる。レーザ加工時に大きな反射光が発生した場合には、レーザ加工を停止して警告を発生する。このような反射光を回避する技術としては、例えば特許文献１〜３が公知である。
【０００３】
特許文献１には、レーザ加工前に、予備加工として焦点位置を変更しながらピアス条件でレーザを照射し、反射光が低い位置を記憶するとともに、その位置でピアス加工（穴開け加工）を行う発明が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、穴開け加工又は切断加工の前に、レーザ光をパルス照射し、反射光の測定値が規定値を超えた場合に、レーザ光のパルス幅を短くする発明が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、ワークに対してレーザ照射を行い、その反射光から設定されている加工条件とワークとが一致しているかを判定する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１１７７３０号公報
【特許文献２】特許第４１７４２６７号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／０１４９９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レーザ光を利用して穴開け、切断、マーキング、溶接等のレーザ加工を行うと、
（１）加工条件の分からない材料を加工する場合、
（２）選択する加工条件を入力し間違えた場合、
（３）同じ材料でも表面の状態、傾き等により反射率が大きく異なる場合、
などにより加工不具合を発生したり、大きな反射光を発生したりすることがある。非常に大きな反射光がレーザ発振器へ戻ると、瞬時にレーザ発振器を破壊する。また、繰返し大きな反射光が発振器に戻ると障害の原因になったりする。このため、反射光の発生により、レーザ加工が停止し、安定した生産稼働が難しいという課題があった。
【０００８】
そこで、ワークからの反射光を抑制し、レーザ発振器にダメージを与えることなく、安定したレーザ加工を行う技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、加工ヘッドからワークにレーザ光を照射し、照射したレーザ光の反射光を抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、ワークにレーザ加工を行う前に、レーザ加工の加工条件に含まれるレーザパワーより低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を照射し、ワークからの反射光を反射光センサにより測定するステップと、反射光の測定値及び規定値に基づいて、反射光を抑制するための出力条件を決定するステップと、決定した出力条件で一定時間ワークにレーザ光を照射してレーザ加工を行う前に反射光を抑制するステップと、を含む、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第２の態様は、第１の態様において、低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップが、レーザ出力のオフ時間を有するパルスレーザ光を出射することを含む、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様において、反射光を抑制するステップの後に、レーザ加工の加工条件で出力指令を行い、反射光を測定するステップを更に含み、反射光の測定値が規定値を超えた場合に、再び低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップへ戻る、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第４の態様は、第１又は第２の態様において、反射光を抑制するステップの後に、レーザ加工の加工条件で出力指令を行い、反射光を測定するステップと、反射光の測定値が規定値を超えた場合に、レーザ光の焦点位置を移動させるステップと、を更に含み、再び低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップへ戻る、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第５の態様は、第２の態様において、低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ発振器からレーザ光を出射し、反射光センサにより反射光を測定するステップにおける、レーザ光のパルス幅は、反射光の測定値が規定値を超えたことを検出する検出周期より長い、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第６の態様は、第１〜第５の態様のいずれか１つにおいて、加工ヘッドに配置された反射光測定部を利用して反射光を測定する、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第７の態様は、第１〜第５の態様のいずれか１つにおいて、レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、反射光センサがファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのコア部へ戻ってきた反射光を測定する、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第８の態様は、第１〜第５の態様のいずれか１つにおいて、レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、反射光センサがファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのクラッド部へ戻ってきた反射光を測定する、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第９の態様は、第１〜第５の態様のいずれか１つにおいて、レーザ発振器がファイバレーザ発振器であり、反射光センサがファイバレーザ発振器に設けられていて、光ファイバのコア部及びクラッド部へ戻ってきた反射光を測定する、レーザ加工方法を提供する。
本発明の第１０の態様は、レーザ光をワークに照射し、照射したレーザ光の反射光を抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、固体レーザ発振器と、パルスレーザ発振を可能にするレーザ用電源と、レーザ用電源に出力指令を行う出力制御部と、ワークからの反射光を測定する反射光測定部と、反射光の規定値を１つ以上記憶する記憶部と、前記ワークにレーザ加工を行う前に、レーザ加工の加工条件に含まれるレーザパワーより低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてパルスレーザ光を出射させる指令を行う制御部と、反射光の測定値及び規定値を比較する比較部と、反射光の測定値及び規定値の比較結果に基づいて、前記レーザ加工を行う前に反射光を抑制するための出力条件を演算する演算部と、を有する、レーザ加工装置を提供する。
本発明の第１１の態様は、第１０の態様において、レーザ光の焦点位置を変更可能な駆動軸を有する機構部と、機構部を制御する機構制御部と、を更に有し、反射光を抑制するための出力条件でレーザ光を出射した後、反射光の測定値が規定値を超えた場合に、機構制御部は、レーザ光の焦点位置を変更するように機構部を制御する、レーザ加工装置を提供する。
本発明の第１２の態様は、第１１の態様において、レーザ用電源が２００μ秒以下の速度で立上がり、出力制御部がレーザ光の出力指令として２００μ秒以下のパルス指令を行う、レーザ加工装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、設定された加工条件が、ワークの材質、状態、傾き、レーザ光の焦点位置等において最適でない場合でも、レーザ発振器にダメージを与えることなく、安定したレーザ加工を実行でき、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるレーザ加工装置を示す概略図である。
【図２】第１実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。
【図３】第１実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における指令したレーザパワーと反射光の測定値との対応関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態における反射光抑制ステップで変化するワークの断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。
【図７】第２実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。
【図９】第３実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同様の構成要素には同様の符号が付与されている。なお、以下に記載される内容は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。
【００１３】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態におけるレーザ加工装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態におけるレーザ加工装置を示す概略図であり、図２は、第１実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。レーザ加工装置１０は、ワーク１１に対して穴開け、切断、マーキング、溶接等の加工を行う。レーザ加工装置１０は、ワーク１１に対してレーザ光Ｌを出射する加工ヘッド１２と、ワーク１１を配置されるテーブル１３と、加工ヘッド１２及びテーブル１３の駆動軸等の機構部の駆動を制御する機構制御部１４と、光ファイバ１５を介して加工ヘッド１２に接続されたレーザ発振器１６と、機構制御部１４及びレーザ発振器１６を制御する数値制御装置１７と、を有する。
【００１４】
加工ヘッド１２は、テーブル１３に配置されたワーク１１に対してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動する。また、加工ヘッド１２は、レーザ光Ｌの焦点位置を移動するため集光レンズ２０をＢ軸方向に移動する。図２に示すように、加工ヘッド１２は、Ｚ軸方向に移動するための駆動軸１９と、Ｂ軸方向に集光レンズ２０を移動させるための駆動軸２１とを有する。テーブル１３は、図示しないものの、Ｘ、Ｙ軸方向に移動するための駆動軸を有する。
【００１５】
機構制御部１４は、駆動軸１９、２１を回転させるサーボモータ２２、２３と、サーボモータ２２、２３の回転制御を行うサーボアンプ２４、２５と、サーボモータ２２、２３の位置制御を行う位置制御部２６、２７と、を有する。
【００１６】
レーザ発振器１６は、１００μｍの径を有する光ファイバ１５を介して加工ヘッド１２に接続する。レーザ発振器１６は、最大出力４ｋＷのファイバレーザ発振器であり、ファイバレーザ共振器３０を有する。ファイバレーザ共振器３０は、レーザ用電源３１によってパルス発振を可能にされる。出力制御部３２は、レーザパワー、周波数、デューティ等を含む加工条件に応じてレーザ用電源３１に出力指令を行う。レーザ用電源３１は、出力制御部３２による２００μ秒以下のパルス指令によって２００μ秒以下の速度で立上がる。これにより、レーザ出力の応答性が良好になるため、レーザ光の出力指令と反射光の測定値とを対応付け易くなる。
【００１７】
ファイバレーザ共振器３０は、図示しないものの、複数のレーザ共振器から構成されていて、出力側の複数のファイバがビームコンバイナで結合されることにより、大きなパワーのレーザ光Ｌを生成する。レーザ光Ｌは、ベンダミラー１８で反射し、ワーク１１に照射される。複数のファイバを結合するビームコンバイナには、ワーク１１からの反射光Ｒを測定する反射光センサ３３が接続される。
【００１８】
反射光センサ３３は、熱電センサ、光電センサ等を含み、光ファイバ１５のコア部及びクラッド部の少なくとも一方に戻ってきた反射光Ｒを測定する。コア部及びクラッド部に戻ってきた２種類の反射光を測定することにより、より高精度に反射光を抑制するための出力条件を設定できる。反射光センサ３３の測定値２８は、増幅部３４で増幅されるとともにデジタル変換されて、記憶部２９に記憶される。さらに、ファイバレーザ共振器３０には、レーザ共振器のリア鏡から０．５％の透過率で出力されるモニタ用レーザ光Ｍを測定するパワーセンサ３５が接続される。パワーセンサ３５は、熱電センサ、光電センサ等を含み、パワーセンサ３５の出力は増幅部３６で増幅されるとともにデジタル変換され、図１に示す数値制御装置１７に出力される。
【００１９】
数値制御装置１７は、ＣＰＵ等の制御部３７と、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶部３８と、を有する。制御部３７は、記憶部３８に記憶された加工プログラム３９を読出して実行し、種々の指令に基づいてレーザ加工装置１０全体を制御する。加工プログラム３９は、ワーク１１の材料、厚さ等に基づくレーザパワー、周波数、デューティ等を含む加工条件４０を入力して記憶部３８に記憶する。記憶部３８は、ワーク１１からの反射光の規定値４１を記憶する。
【００２０】
次に、図３〜図５を参照して第１実施形態のレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法について説明する。図３は、第１実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートであり、図４は、第１実施形態におけるレーザパワーと反射光の測定値との関係を示すグラフであり、図５は、第１実施形態における反射光抑制ステップで変化するワークの断面図である。
【００２１】
図３に示すように、ステップＳ１００において、プローブ加工を開始する。ここでは、図４に示すように、ワークにレーザ加工を行う前に、レーザ加工の加工条件よりも低いパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ光を出射する。反射光の測定値が規定値を超えた場合、ステップＳ１０１において、反射光を抑制するための出力条件を決定する。ここでは、反射光の測定値が規定値（例えば１２６０Ｗ）を超えない最大パワー、すなわち、規定値を超える１つ前のレーザパワーを出力条件に決定する。
【００２２】
次に、ステップＳ１０２において、プローブ加工を開始する。すなわち、ステップＳ１０３において、５００ｍ秒間決定された出力条件でレーザ光を出射する。この間、図５に示すように、ワーク１１の加工点Ｐには傷が付いていく。これにより、光ファイバに戻る反射光が低減していく。ステップＳ１０４において、反射光の測定値が５０％以下に低下するか、又は５００ミリ秒経過したら、ステップＳ１０５において、入力された加工条件（例えばレーザパワー：２ｋＷ、周波数：５００Ｈｚ、デューティ：３０％）でレーザ加工を開始する。
【００２３】
この間に、反射光の測定値が規定値（例えば１２６０Ｗ）を超えた場合（ステップＳ１０６）、ステップＳ１００に戻り、再びレーザ加工の加工条件より低いレーザパワーから段階的にレーザパワーを高めてレーザ光を出射する。これにより、１回目のステップで反射光を抑制できなかった場合でも、反射光を抑制できる。反射光の測定値が規定値を超えない場合、レーザ加工が完了する。
【００２４】
ステップＳ１００〜ステップＳ１０１のプローブ加工においては、連続照射で段階的にレーザパワーを高めてもよいが、図４に示すようにレーザ出力のオフ時間を有するパルスレーザ光を出射することが好ましい。パルスレーザ光はレーザ出力のオフ時間を含むため、指令したレーザパワーと反射光の測定値とを容易に対応付けることができる。また、パルスレーザ光のパルス幅は、反射光Ｒの測定値が規定値を超えたことを検出する検出周期より長くする。これにより、規定値を超える反射光を確実に検出できるようになる。
【００２５】
反射光を抑制した後に、レーザ加工を行うため、入力された加工条件が、ワークの材質、状態、傾き、レーザ光の焦点位置等において最適でない場合であっても、レーザ発振器にダメージを与えることなく、安定したレーザ加工を実行できる。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態におけるレーザ加工装置の構成について説明する。図６は、第２実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。レーザ加工装置５０は、最大出力４ｋＷのファイバレーザ発振器５３を有する。ファイバレーザ発振器５３は、図示しないものの、１００μｍの径を有する光ファイバと、２００μｍの径を有する光ファイバとから成るファイバレーザ共振器５１を有し、両ファイバがファイバカプラで接続され、３００μｍの集光ビーム径を有するレーザ光を出射する。ファイバレーザ発振器５３には反射光センサが設置されていないため又はより加工点に近い部分で反射光を検出するため、第２実施形態では、加工ヘッド１２に配置された反射光測定部５２を利用して反射光Ｒの測定値２８を取得する。
【００２７】
反射光測定部５２は、ワーク１１に対してモニタ用参照光を照射するとともに、ワーク１１からのモニタ用反射光Ｒを受光するフォトリフレクタ等を含む。反射光測定部５２で測定された測定値２８は、増幅部３４で増幅されるとともにデジタル変換されて、記憶部２９に記憶される。他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００２８】
次に、図７を参照して第２実施形態のレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法について説明する。図７は、第２実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。図７において、ステップＳ２００〜ステップ２０４は、第１実施形態のステップＳ１００〜ステップＳ１０４と同じであるため、説明を省略する。
【００２９】
ステップＳ２０５において、決定された出力条件に＋１０００Ｗを加えたレーザパワー（このパワーがレーザ発振器の最大値を超える場合には、レーザ発振器の最大値）でレーザ光を出射する。このとき、ステップＳ２０６において、開始直後の反射光の測定値（Ｍ１）を記憶する。このＭ１は、後述するように反射光の別の規定値として利用する。また、この間に、反射光の測定値が規定値（例えば１２６０Ｗ）を超えた場合（ステップＳ２０７）、ステップＳ２００に戻り、再びレーザ加工の加工条件よりも低いパワーから段階的にパワーを上昇させてレーザ光を出射する。これらシーケンスを繰返すことで、反射光が少ない状態でレーザ加工を実行できる。
【００３０】
反射光の測定値がＭ１から３０％以上低下した場合（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９において、決定された出力条件に＋２０００Ｗを加えたレーザパワー（このパワーがレーザ発振器の最大値を超える場合には、レーザ発振器の最大値）でレーザ光を出射する。このとき、ステップＳ２１０において、開始直後の反射光の測定値（Ｍ２）を記憶する。このＭ２は、後述するように反射光の別の規定値として利用する。また、この間に、反射光の測定値が規定値（例えば１２６０Ｗ）を超えた場合（ステップＳ２０７）、ステップＳ２００に戻り、再びレーザ加工の加工条件よりも低いパワーから段階的にパワーを上昇させてレーザ光を出射する。これらシーケンスを繰返すことで、反射光が少ない状態でレーザ加工を実行できる。反射光の測定値がＭ２から８０％以上低下した場合（ステップＳ２１１）、レーザ加工が完了する。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態におけるレーザ加工装置の構成について説明する。図８は、第３実施形態におけるレーザ加工装置のブロック図である。レーザ加工装置６０は、最大出力６ｋＷのファイバレーザ発振器６５を有する。ファイバレーザ発振器６５は、図示しないものの、１００μｍの径を有する光ファイバと、１０００μｍの径を有する光ファイバとから成るファイバレーザ共振器６１を有し、両ファイバがファイバカプラで接続され、１０００μｍという大きい集光ビーム径を有するレーザ光を出射する。１０００μｍのビーム径を有するレーザ光は、１００μｍの径を有する光ファイバに戻り難いため、第３実施形態においても、加工ヘッド１２に配置された反射光測定部５２を利用して反射光Ｒを測定する。
【００３２】
反射光測定部５２によって測定された反射光Ｒの測定値は、比較部６２に入力される。比較部６２は、反射光Ｒの測定値を非反転入力に入力するとともに、反射光の規定値を反転入力に入力するコンパレータ等のアナログ回路を含む。反射光Ｒの測定値が規定値を超えない場合には、負電圧が演算部６３に入力され、反射光Ｒの測定値が規定値を超えた場合には、正電圧が演算部６３に入力される。演算部６３は、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等の集積回路を含み、正電圧を入力した場合に、反射光を抑制するための出力条件を演算する。演算部６３は、決定された出力条件を出力制御部６４に出力する。出力制御部６４は、決定された出力条件に応じてレーザ用電源３１に出力指令を行う。他の構成は、第２実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３３】
反射光の測定値及び規定値の比較処理と、反射光を抑制するための出力条件の演算処理とを、専用の電気回路、集積回路等のハードウェアにより実行することにより、レーザ光のパルス幅に対応する反射光の検出周期が容易に得られるので、規定値を超える反射光を確実に検出できるようになる。
【００３４】
他の実施形態において、比較部６２及び演算部６３の代わりに、反射光の測定値が規定値を超えた場合に、スイッチを作動するサーマルスイッチ等を使用してもよい。サーマルスイッチが、出力制御部６４のスイッチを投入すると、出力制御部６４は、規定値を超えない最大パワーでレーザ光を出射させる。
【００３５】
次に、図９を参照して第３実施形態のレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法について説明する。図９は、第３実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。図９において、ステップＳ３００〜ステップ３１１は、第２実施形態のステップＳ２００〜ステップＳ２１１と同じであるため、説明を省略する。
【００３６】
第３実施形態では、集光ビーム径が１０００μｍと大きいため、高反射材であるアルミニウム等のワーク１１に穴開け加工等を行うと、レーザ光のエネルギー密度が低い。このため、ワーク１１を溶融できず、大きな反射光が戻り続け、穴開け加工が進まない。そこで、ステップＳ３０５において、反射光の測定値が規定値（例えば１２６０Ｗ）を超えた場合（ステップＳ３０７）、ステップＳ３１２において、加工ヘッド１２内のＢ軸を駆動して、レーザ光の焦点位置を２ｍｍ上方へ移動する。レーザ光の焦点位置を移動することにより、ワーク表面で反射したレーザ光がレーザ発振器へ戻り難くなる。そのため、より大きなレーザパワーをステップＳ３００及びＳ３０２でワークへ照射することが可能となり、１回目のステップで反射光を抑制できなかった場合でも、反射光を抑制できる。したがって、レーザ光の吸収し難い高反射材に対してもレーザ加工を実行できる。
【００３７】
他の実施形態では、ステップＳ３０５及びステップＳ３０９において、反射光の測定値が別の規定値（例えばより高い１３００Ｗ）を超えた場合に、ステップＳ３００へ戻らず、レーザ加工を停止するとともに、モニタ又は音声で加工を停止したことを通知してもよい。このシーケンスによれば、ワークの材質、厚さ等が分からない場合であっても、ステップＳ３００において反射光を抑制するための最適な出力条件を決定し、ステップＳ３０３において反射光を低減させるためにワークに小さな穴を形成するとともに、ステップＳ３０５及びステップＳ３０９において大きなレーザパワーでレーザ光を出射するため、最短時間でレーザ加工を完了できる。
【００３８】
ここで、本発明の作用効果について説明する。本発明によれば、設定された加工条件が、ワークの材質、状態、傾き、レーザ光の焦点位置等において最適でない場合であっても、反射光を抑制し、レーザ発振器にダメージを与えることなく、安定したレーザ加工を実行でき、生産性が向上する。
【００３９】
なお、前述した実施形態におけるプログラムは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、例えばCD-ROMに記録して提供してもよい。
【００４０】
本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。
【符号の説明】
【００４１】
１０、５０、６０    レーザ加工装置
１１    ワーク
１２    加工ヘッド
１４    機構制御部
１５    光ファイバ
１６、５３、６５    レーザ発振器
１７    数値制御装置
１９、２１    駆動軸
２８    反射光の測定値
２９    記憶部
３０、５１、６１    レーザ共振器
３１    レーザ用電源
３２、６４    出力制御部
３３    反射光センサ
３７    制御部
３８    記憶部
４０    加工条件
４１    反射光の規定値
５２    反射光測定部
６２    比較部
６３    演算部
Ｌ    レーザ光
Ｒ    反射光
【図１】
0006367858.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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