(57)【要約】レーザ光を発振するレーザ発振器（１１）と、レーザ発振器（１１）から出射されたレーザ光を被加工物（１００）に照射する加工ヘッド（２１）と、レーザ発振器（１１）のレーザ光出射口（１２）から加工ヘッド（２１）までレーザ光を導く光学系を有する光路ダクト（３０）と、光路ダクト（３０）のレーザ発振器（１１）との接続部付近に設けられるパージガス供給口（３５）からパージガスを供給するパージガス供給手段（４２）と、光路ダクト（３０）の加工ヘッド（２１）との接続部付近に設けられるパージガス排出口（３６）と、を備えるレーザ加工装置において、光路ダクト（３０）内にレーザ光の出力に異常をきたす不純ガスの光路ダクト内への混入を検知するガス検知部（５０）を備える。
2004103633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、
前記レーザ発振器のレーザ光出射口から前記加工ヘッドまでレーザ光を導く光学系を有する光路ダクトと、
前記光路ダクトの前記レーザ発振器または、前記加工ヘッドとの接続部付近に設けられるパージガス供給口からパージガスを供給するパージガス供給手段と、
前記光路ダクトの前記加工ヘッドまたは、前記レーザ発振器との接続部付近に設けられるパージガス排出口と、
を備えるレーザ加工装置において、
前記光路ダクト内に前記レーザ光の出力に異常をきたす不純ガスの前記光路ダクト内への混入を検知するニオイセンサを備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が検知されると、前記不純ガスの混入を通知する制御通知手段をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記制御通知手段は、前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が、前記レーザ加工装置を起動してから１回目に検知された場合には、前記パージガス供給手段またはその周辺雰囲気の異常を通知することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記制御通知手段は、前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が、前記レーザ加工装置を起動してから２回目に検知された場合には、前記光路ダクトの異常を通知することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御通知手段は、前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が、前記レーザ加工装置を起動してから３回目以降に検知された場合には、前記レーザ加工装置全体の点検の必要性を通知するとともに、前記レーザ発振器の動作状態を制御することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記ニオイセンサは、前記光路ダクトの前記パージガス排出口近傍に備えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が検知されると、その検知の回数に対応して、異常箇所の通知または異常箇所の通知と前記レーザ発振器の動作状態の制御を行う制御通知手段をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記パージガス供給手段は、吸気口から吸気した空気中の塵埃を除去するフィルタを備え、塵埃が除去された空気を圧縮して前記光路ダクト内へ供給するコンプレッサであり、
前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が、前記ニオイセンサによって前記レーザ加工装置を起動してから１回目に検知された場合には、前記異常箇所の通知は、前記レーザ光の異常が不純ガスの混入によるものであることを特定することを特徴とする請求の範囲第７項に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
他のパージガス供給手段が、前記コンプレッサと前記パージガス供給口とを結ぶ流路の間に、前記コンプレッサとの間でパージガスを択一的に切替えるバルブを介して接続され、
前記制御通知手段は、前記コンプレッサから前記光路ダクトにパージガスが供給されている状態で前記ニオイセンサによって異常が検知されると、前記光路ダクトに前記他のパージガス供給手段からのパージガスが供給されるように前記バルブを切替える機能をさらに有することを特徴とする請求の範囲第８項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記ニオイセンサは、前記光路ダクトの前記パージガス供給口近傍に備えられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
前記ニオイセンサによって前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が検知されると、その検知の回数に対応して、異常箇所の通知または異常箇所の通知と前記レーザ発振器の動作状態の制御を行う制御通知手段をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記パージガス供給手段は、吸気口から吸気した空気中の塵埃を除去するフィルタを備え、塵埃が除去された空気を圧縮して前記光路ダクト内へ供給するコンプレッサであり、
前記不純ガスの前記光路ダクト内への混入が、前記ニオイセンサによって前記レーザ加工装置を起動してから１回目に検知された場合には、前記異常箇所の通知は、前記コンプレッサの前記フィルタの交換時期にあることの確認を示すものであることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１３】
他のパージガス供給手段が、前記コンプレッサと前記パージガス供給口とを結ぶ流路の間に、前記コンプレッサとの間でパージガスを択一的に切替えるバルブを介して接続され、
前記制御通知手段は、前記コンプレッサから前記光路ダクトにパージガスが供給されている状態で前記ニオイセンサによって異常が検知されると、前記光路ダクトに前記他のパージガス供給手段からのパージガスが供給されるように前記バルブを切替える機能をさらに有することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
前記ニオイセンサは、前記光路ダクトの前記パージガス排出口近傍に設けられる第１のニオイセンサと、前記光路ダクトの前記パージガス供給口近傍に設けられる第２のニオイセンサからなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１５】
前記第１と前記第２のニオイセンサによる検知結果の組合せと、それぞれの前記第１と前記第２のニオイセンサによって検知された回数に対応して、異常箇所の通知または異常箇所の通知と前記レーザ発振器の動作状態の制御を行う制御通知手段を備えることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１６】
前記パージガス供給手段は、吸気口から吸気した空気中の塵埃を除去するフィルタを備え、塵埃が除去された空気を圧縮して前記光路ダクト内へ供給するコンプレッサであり、
前記不純ガスの混入が、前記第２のニオイセンサによって前記レーザ加工装置を起動してから１回目に検知された場合には、前記異常箇所の通知は、前記コンプレッサの前記フィルタの交換時期にあることの確認を示すものであることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１７】
他のパージガス供給手段が、前記コンプレッサと前記パージガス供給口とを結ぶ流路の間に、前記コンプレッサとの間でパージガスを択一的に切替えるバルブを介して接続され、
前記制御通知手段は、前記コンプレッサから前記光路ダクトにパージガスが供給されている状態で前記第１または第２のニオイセンサによって異常が検知されると、前記光路ダクトに前記他のパージガス供給手段からパージガスが供給されるように前記バルブを切替える機能をさらに有することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１８】
前記パージガス供給手段は、吸気口から吸気した空気中の塵埃を除去するフィルタを備え、塵埃が除去された空気を圧縮して前記光路ダクト内へ供給するコンプレッサであり、
前記ニオイセンサは、前記光路ダクトの前記パージガス排出口近傍に設けられる第１のニオイセンサと、前記光路ダクトの前記パージガス供給口近傍に設けられる第２のニオイセンサと、前記コンプレッサの前記吸気口近傍に設けられる第３のニオイセンサからなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１９】
前記第１〜前記第３のニオイセンサによる検知結果の組合せと、前記第１〜前記第３のニオイセンサによってそれぞれ検知された回数に対応して、異常箇所の通知または異常箇所の通知と前記レーザ発振器の動作状態の制御を行う制御通知手段を備えることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２０】
前記ニオイセンサは、光路ダクトの内側から外側に向かって窪むように形成された凹部に、前記光路ダクト中を流れる前記パージガスに対向して設けられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２１】
前記凹部内の前記ニオイセンサに対向する位置に、前記ニオイセンサのキャリブレーションを行うためのキャリブレーションガスを噴出するキャリブレーション供給手段をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２２】
前記ニオイセンサのキャリブレーション時には、前記凹部に前記ニオイセンサを格納し、レーザ加工時には、前記レーザ光の進行をさえぎらない前記光路ダクト内の位置に前記ニオイセンサを設置する駆動手段をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項２３】
前記凹部を挟む前記光路ダクト上の位置に、２枚のゲートバルブをさらに備え、
前記ニオイセンサのキャリブレーション時に、前記ゲートバルブが閉じられることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、溶接や切断を行うレーザ加工装置において、レーザ光を導く導光路ダクト内に満たされるパージガスの中の不純ガスの混入を検知することが可能なレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】  レーザ発振器から出力されるレーザ光を加工対象の所定の位置に高い精度で照射し、溶接や切断、レーザアニーリングを行なう装置として、種々のものが提案されている。たとえば、第１の従来技術には、長期間安定してレーザ光を伝送し、高い精度で加工対象の溶接や切断を行なうことが可能なレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、レーザ出射口までのビーム伝送路を気密構造としたレーザ発振器と、加工対象の任意の位置にレーザ光を照射することができる多関節構造を有するレーザロボットと、レーザ発振器からレーザロボットまでレーザ光の光軸がずれないようにレーザ光を導く光路ダクトと、この光路ダクト内の圧力を検出して、光路ダクト内の圧力が外圧よりも高くなるように所定の加工ガスを光路ダクト内に供給する加工ガス供給手段と、を備えて構成される。このような構成によって、レーザ加工時に発生するヒュウムや粉塵がレーザロボットの先端部から光路ダクト内に入り込むことを防止している（たとえば、特許文献１参照）。
また、第２の従来技術には、加工対象をレーザアニーリング処理する条件に応じて、レーザ光の強度を精度よく制御することができるレーザアニーリング装置が開示されている。このレーザアニーリング装置は、レーザ発振器と、レーザアニーリング処理を行なう加工対象を設置するためのチャンバとが、光路ダクトによって接続された構成を有し、光路ダクト内を伝送するレーザ光を吸収することのないパージガスと、レーザ光に対して所定の吸収率を有する制御ガスの濃度によって、チャンバ内の加工対象に照射されるレーザ光の強度を調整するものである。そのために、光路ダクトには、光路ダクト内の制御ガスの濃度を検出する検出センサが設けられ、この検出センサによる制御ガスの濃度の検出信号に基づいて光路ダクト内に供給する制御ガスの量を制御している（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】          特開平５−８０７９号公報（第２頁、第１〜２図）
【特許文献２】          特開平６−１７１２０号公報（第２〜３頁、第１図）
しかしながら、第１の従来技術に開示されたレーザ加工装置では、光路ダクト内に外気が入り込んでしまう虞があるという問題点がある。光路ダクト内に外気が入り込む原因の１つとして、光路ダクトの構造に起因するものがある。たとえば、上記特許文献１の第１図に示されているように、レーザ発振器とレーザロボットを結ぶ光路ダクトは一直線ではなく、複数の箇所で光路が曲げられており、このような光路ダクトは、通常、複数のパイプをベローズなどで接続することによって構成される。また、第１の従来技術のレーザ加工装置では、加工対象の任意の位置にレーザを照射することが可能なように、レーザ光が出射される位置を移動させることが可能なレーザロボットを有している。このような構造のレーザ加工装置では、たとえば、レーザ照射位置を変更するために行なわれるレーザロボットの照射位置の変更動作に伴って、光路ダクトの一部を構成するベローズ部分が動いてしまう場合や、またはレーザ加工を止めた場合などに、一時的に光路ダクト内の圧力が低くなってしまう。その結果、たとえば、光路ダクトを構成するパイプ同士の継ぎ目やパイプとベローズなどの部品との継ぎ目などの箇所から、外気が光路ダクト内に入り込んでしまう。
また、光路ダクト内に外気が入り込む原因のもう１つとしては、光路ダクト内に供給される加工ガスに起因するものがあり、これは、光路ダクトにコンプレッサから吸気したエアを加工ガスとして使用することによるものである。
これらのように、光路ダクト内に外気が入り込む環境が存在すると、たとえば、光路ダクト近傍でシンナやペンキなどを使用した場合に、レーザ光を吸収するレーザ光吸収ガス（シンナ、トリクレン、アクリル燃焼ガス、フロン系ガス、ＳＦ６や有機化合物など）などの不純ガスが光路ダクト内に入り込んでしまう。これらの不純ガスは、レーザ光のパワー分布やレーザ光の減衰の増加などを引き起こし、その結果、レーザ光の特性を悪化させ、レーザ加工装置の加工能力を落としてしまうという問題点があった。
そして、従来のレーザ加工装置では、このようなレーザ光の出力異常が生じた場合には、最初にレーザ発振器の不具合が原因として疑われ、ここからレーザ光の異常となるさまざまな要因を取り除いた後に、不純ガスの光路ダクト内への侵入がレーザ光の出力異常の原因であると判明することが多かった。すなわち、レーザ光の出力異常の原因が、光路ダクト中における不純ガスの存在であると原因調査の初期の段階で特定することができなかった。そのため、この原因究明の間、レーザ加工装置による加工を行なうことができないので、作業効率を落とす原因にもなっていた。
また、第２の従来技術におけるレーザアニーリング装置においては、光路ダクト内に、制御ガスを検出するための検出センサを備えているが、この検出センサは、レーザ光の出力を制御する制御ガスの濃度を検出するためのセンサであり、上記不純ガスを検知するものではない。すなわち、光路ダクト内に、上記レーザ吸収ガスなどの不純ガスが入り込んでも、この検出センサでは不純ガスの侵入を検知することができないという問題点があった。
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、光路ダクト内に入り込んだ不純ガスを検知することが可能なレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、この発明にかかるレーザ加工装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に照射する加工ヘッドと、前記レーザ発振器のレーザ光出射口から前記加工ヘッドまでレーザ光を導く光学系を有する光路ダクトと、前記光路ダクトの前記レーザ発振器との接続部付近に設けられるパージガス供給口からパージガスを供給するパージガス供給手段と、前記光路ダクトの前記加工ヘッドとの接続部付近に設けられるパージガス排出口と、を備えるレーザ加工装置において、前記光路ダクト内に前記レーザ光の出力に異常をきたす不純ガスの前記光路ダクト内への混入を検知するニオイセンサを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  第１図は、この発明によるレーザ加工装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図であり、第２図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、第３図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、第４図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートであり、第５図は、この発明によるレーザ加工装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図であり、第６図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、第７図は、この発明によるレーザ加工装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図であり、第８図は、ニオイセンサによる異常個所の特定方法を示す図であり、第９図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、第１０図は、この発明によるレーザ加工装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図であり、第１１図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、第１２図は、この発明によるレーザ加工装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図であり、第１３図は、ニオイセンサによる異常個所の特定方法を示す図であり、第１４図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、第１５図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、第１６図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートであり、第１７図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、そして、第１８図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレーザ加工装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
実施の形態１．
第１図〜第４図を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。第１図は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図であり、第２図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、第３図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートであり、そして、第４図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。
レーザ加工装置は、レーザ光を発振する炭酸ガスレーザ発振器（発振波長１０．６μｍ）などのレーザ発振器１１と、加工対象としてのワーク（被加工物）１００にレーザ発振器１１から出力されるレーザ光を照射する加工ヘッド２１と、レーザ発振器１１から出射されるレーザ光をその光軸を保ちながら加工ヘッド２１まで導く光路ダクト３０と、を備えて構成される。なお、この図中において、レーザ光は一点鎖線Ｌによって示されている。
光路ダクト３０は、この第１図では、２本のパイプ３１ａ，３１ｂが互いに直角になるように、Ｌ字型の構造を有しており、それらの継ぎ目部分は伸縮可能なベローズ３３で接続されている。この光路ダクト３０内には、レーザ発振器１１のレーザ光出射口１２から加工ヘッド２１までレーザ光Ｌを導き、加工ヘッド２１の先端部（以下、加工ヘッド先端部という）２２で集光するために、たとえば、この第１図の構成ではレーザ発振器１１のレーザ光出射口１２から出射されたレーザ光Ｌを加工ヘッド２１の方向に９０度進路を曲げるためのベンドミラー３４などの光学系が備えられている。また、レーザ光Ｌとワーク１００との間で相対移動動作が生じるように、加工ヘッド２１に接続されるパイプ３１ｂは、図示しない案内構造や駆動機構によってフレーム２３に沿って、図中の矢印Ａの方向に移動することができる。このフレーム２３に沿った加工ヘッド２１に接続されるパイプ３１ｂの移動に伴って、上述したベローズ３３が伸縮する。
また、この光路ダクト３０のレーザ発振器１１のレーザ光出射口１２付近には、内部を通過するレーザ光Ｌの吸収率に影響を与えないパージガスを供給するためのパージガス供給口３５が備えられ、光路ダクト３０の加工ヘッド２１の取り付け位置付近には、パージガスを光路ダクト３０の外部に排出するためのパージガス排出口３６が備えられている。パージガス供給口３５には、パージガスとして窒素を供給するための窒素供給部４１と、パージガスとして吸気、圧縮したエア（空気）を供給するコンプレッサ４２とが、排他的に切替えられるバルブ４４を介して接続されている。コンプレッサ４２のエアを吸気する吸気口にはフィルタ４３が備えられている。このフィルタ４３は、レーザ加工装置が設置される室内の湿気や塵埃、有機化合物などを取り除いて光路ダクト３０内に入り込まないようにする機能を有する活性炭などから構成される。これらの光路ダクト３０に設けられたパージガス供給口３５とパージガス排出口３６とによって、光路ダクト３０内は所定の圧力（たとえば、パージガスとしてエア（パージエア）を用いる場合には、流量が１００Ｌ／分、圧力差が０．０６ｋＰａ以上）となるように設定される。
また、このレーザ加工装置は、光路ダクト３０内の不純ガスの混入を検知して、異常検知信号を出力する少なくとも１つのガス検知部５０と、レーザ加工装置を制御するとともに、ガス検知部５０から異常検知信号を受信したときにレーザ加工装置の使用者に異常を通知する制御通知部６１と、制御通知部６１からの通知によって異常を使用者に認識させる異常表示部６２と、を備えて構成される。制御通知部６１は、ガス検知部５０から出力される異常検知信号やフィルタ４３を交換したときにコンプレッサ４２から出力されるフィルタ交換信号に基づいてレーザ発振器１１を制御するとともに、使用者からの指示に基づいてレーザ加工装置全体の制御を行う。また、制御通知部６１は、レーザ加工装置が起動された際に、ガス検知部５０のキャリブレーションの制御を行う。異常表示部６２は、レーザ加工装置に設けられている、たとえばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイ、各種の異常を知らせるインジケータ、またはサイレンなどによって構成され、制御通知部６１からの通知によって不純ガスの混入による異常が使用者に対して通知される。
ガス検知部５０は、第２図に示されるように、光路ダクト３０内の不純ガスを検知するニオイセンサ５１と、レーザ加工装置の起動時にニオイセンサ５１のキャリブレーションを行うためのセンサ校正部５２と、を備えて構成される。このガス検知部５０は、光路ダクト３０の側壁の一部が、光路ダクト３０の内側から外側に向かって窪むように形成された凹部７０に設けられる。凹部７０は、光路ダクト３０内の光軸に平行な面を有し、光路ダクト３０に接続される周面部７１と、凹部７０の下流側に位置し、光路ダクト３０の外周面と凹部７０の周面部７１とを結ぶ第１の側面部７２と、凹部７０の上流側に位置し、光路ダクト３０の外周面と凹部７０の周面部７１とを結ぶ第２の側面部７３に囲まれて形成される。第１の側面部７２は、光路ダクト３０の延在方向に対してほぼ垂直な角度を有するが、第２の側面部７３は、光路ダクト３０の内壁から、光路ダクト３０の中心部からの距離が最も離れた凹部７０の周面部７１に向かって垂直でない緩やかな傾斜角を有する。
ニオイセンサ５１は、光路ダクト３０内を流れるパージガスＧの流れに対するように凹部７０の第１の側面部７２に設置される。このニオイセンサ５１として、可燃性ガス、毒性ガス、ニオイ成分などの雰囲気成分を検知することが可能な熱線型半導体式センサを用いることができる。熱線型半導体式センサは、白金または白金合金線などの貴金属線の線状抵抗体でコイルを形成し、このコイルの周囲に酸化錫などの金属酸化物半導体を配置したガス感応部と、このガス感応部の外部に線状抵抗体の両端部を延出させたリード線部とを備える２端子型の構成を有する。このような構成の熱線型半導体式センサの線状抵抗体に通電して所定の温度にして、ガス吸着によるガス感応部の抵抗値の変化を検出することによって、上記のガス成分の存在を検知するものである。このようなニオイセンサとして、たとえば、新コスモス電機株式会社製の熱線型半導体式センサＣＨ−Ｅ（型名）などを用いることができる。
センサ校正部５２は、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを行うためのガス（以下、キャリブレーションガスという）を供給するキャリブレーションガス供給部５３と、ニオイセンサ５１に対向した凹部７０の第２の側面部７３に（キャリブレーションガスが、パージガスＧの流れと同一方向に吹き出されるように）設置されるノズル５４と、キャリブレーション実施時にキャリブレーションガスを光路ダクト３０内へ供給し、それ以外の時にはキャリブレーションガスを光路ダクト３０内に供給しないように制御する電磁弁５５と、を備えて構成される。電磁弁５５は、制御通知部６１によって開閉が制御される。
このセンサ校正部５２は、不純ガスが混入したときのニオイセンサ５１の変化を検知するために、不純ガスが存在しない環境でのニオイセンサ５１の動作の基準を得るためのものであるので、キャリブレーションガス供給部５３は、レーザ加工を行うときに供給されるパージガスＧと同じ組成のガスを供給することが望ましい。しかし、パージガスＧと同じ組成のガスでなくても、ニオイセンサ５１が検知対象としない窒素や酸素などのガスをキャリブレーションガスとして供給するようにしてもよい。このように、どの状態が異常でないのかを判断させるための初期値を取るために、ニオイセンサ５１にキャリブレーションガスを流すことをキャリブレーションという。
このように、レーザ加工装置の光路ダクト３０のパージガス排出口３６付近にガス検知部５０を設けることによって、レーザ光Ｌのパワー分布やレーザ光Ｌの減衰の増加などの異常をもたらす不純ガスの光路ダクト３０内への侵入が検知される。その結果、上記レーザ光Ｌの異常が、不純ガスによるものなのか、それともそれ以外の原因によるものなのかを、初期の段階で切り分けられる。
つぎに、このレーザ加工装置の異常検出時における処理について説明する。第３図に示されるように、レーザ加工装置を起動するには、最初に、コンプレッサ４２を起動し（ステップＳ１）、光路ダクト３０内をガス（エア）で満たす。つぎに、ニオイセンサのキャリブレーションを行う（ステップＳ２）。
このニオイセンサ５１のキャリブレーションは、第４図に示されるように、まず、キャリブレーションガス供給部５３とノズル５４の間に設けられる電磁弁５５を開き（ステップＳ２０１）、ノズル５４からニオイセンサ５１にキャリブレーションガスを吹き付け、キャリブレーションを開始する（ステップＳ２０２）。ニオイセンサ５１へのキャリブレーションガスの吹き付けを所定時間（通常は、数分間）行い、キャリブレーションが終了すると（ステップＳ２０３）、ニオイセンサ５１はキャリブレーション完了の信号を制御通知部６１に出力する（ステップＳ２０４）。その後、制御通知部６１は、電磁弁５５を閉め（ステップＳ２０５）、キャリブレーション処理が終了する。
再び第３図に戻り、ニオイセンサ５１のキャリブレーションが終了すると、ワーク１００が所定の位置に設置され、レーザ加工が開始される（ステップＳ３）。このレーザ加工中に、ニオイセンサ５１は不純ガスの光路ダクト３０内への混入を検知し続ける（ステップＳ４）。異常が検知されない場合（ステップＳ４でＮｏの場合）には、そのまま加工が続行される（ステップＳ１２）。加工処理が完了すると、処理が終了する。
一方、ステップＳ４でニオイセンサ５１が光路ダクト３０内のパージガスＧから不純ガスの混入による異常を検知した場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置を起動してから何回目の異常検知信号であるかを判断する（ステップＳ５）。１回目の異常検知信号である場合（ステップＳ５で「１回目」の場合）には、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ６）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ８）。
この使用者による点検は、最初に、コンプレッサ４２周辺の雰囲気を調べ、異常がない場合には、コンプレッサ４２のフィルタ４３の交換を行う。コンプレッサ４２のフィルタ４３の交換は、まず、コンプレッサ４２と光路ダクト３０がつながった状態から、窒素供給部４１と光路ダクト３０を接続するようにバルブ４４を切替え、光路ダクト３０内に窒素を供給する。つぎに、コンプレッサ４２の吸気口に設けられたフィルタ４３を交換する作業を行い、フィルタ４３の交換後にコンプレッサ４２から制御通知部６１に向けて交換を完了した交換完了信号が出力される。その後、窒素供給部４１と光路ダクト３０がつながった状態からコンプレッサ４２と光路ダクト３０を接続するようにバルブ４４を切替え、光路ダクト３０内に再びエアを供給する。なお、上記のバルブ４４の切替えは、制御通知部６１によって行うようにしてもよいし、使用者によって行うようにしてもよい。制御通知部６１によって行う場合には、制御通知部６１がニオイセンサ５１から異常検出信号を受信したときに、コンプレッサ４２から窒素供給部４１へとバルブ４４を切替え、コンプレッサ４２から交換完了信号を受信したときに、窒素供給部４１からコンプレッサ４２へとバルブ４４を切替えるようにすればよい。なお、この点検中において、窒素ガスをパージガスとしてレーザ加工処理を続行することができる。
使用者による点検、交換が終了後、再びステップＳ４へ戻り、ニオイセンサ５１によるパージガスＧ内の不純ガスの存在による異常が検知される。その後、ニオイセンサ５１によってパージガスＧ内の不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置を起動してから何回目の異常検知信号であるかを判断する（ステップＳ５）。ここでは、２回目であるので（ステップＳ５で「２回目」の場合）、制御通知部６１は、伝送路部品の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ７）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ８）。
使用者は、レーザ光Ｌの伝送路となる光路ダクト３０を構成するパイプ３１ａ，３１ｂやベローズ３３などの伝送路部品の焼損や劣化の有無を点検し、異常がある場合にはその部品の交換を行う。
使用者による点検、交換が終了後、再びステップＳ４へ戻り、ニオイセンサ５１によるパージガスＧ内の不純ガスの存在による異常が検知される。その後、ニオイセンサ５１によってパージガスＧ内の不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置を起動してから何回目の異常検知信号であるかを判断する（ステップＳ５）。ここでは、３回目であるので（ステップＳ５で「３回目以降」の場合）、制御通知部６１は、レーザ加工装置全体の点検の必要性がある旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ７）、異常表示部６２に表示させる。
この通知を受けると、使用者によって、レーザ発振器１１の出力を下げた状態で、加工品質に影響を与えないで加工ができるか否かが判定され、その判定結果に基づいてレーザ発振器１１の状態が制御される（ステップＳ１０）。たとえば、レーザ光Ｌの出力を下げれば、加工品質に影響を与えないで加工ができる場合には、制御通知部６１は、その加工品質に影響を与えないレベルの出力にレーザ発振器１１を調整し、加工を続行して、加工完了後に処理が終了する。一方、加工続行が困難な場合には、制御通知部６１はレーザ発振器１１を止める。そして、使用者によって、レーザ加工装置を構成する部品、たとえば、既に点検、交換が終了したコンプレッサ４２や光路ダクト３０を除いたフレーム２３などの加工機やレーザ発振器１１などの部分の点検が行われ、異常がある場合にはその部品の交換が行われ、処理が終了する。
この実施の形態１によれば、パージガス排出口３６付近にニオイセンサ５１を設けるように構成したので、光路ダクト３０内のパージガスＧ全体について、不純ガスの混入を検知することができる。その結果、レーザ光Ｌの異常が不純ガスの混入によるものであると特定することができる。また、ニオイセンサ５１による異常検知信号を制御通知部６１に出力することによって、その原因の調査を効果的に行うことができ、これに基づいてコンプレッサ４２の吸気口に取り付けられるフィルタ４３の交換時器を判断することができる。さらに、制御通知部６１からの異常検知信号に基づいてレーザ発振器１１を制御することができる。
また、ニオイセンサ５１をパージガスＧの流れに対向するように光路ダクト３０の凹部７０の第１の側面部７２に取り付け、ノズル５４をキャリブレーションガスがパージガスＧの流れと同一方向となるように、そしてニオイセンサ５１のほぼ正面に凹部７０の第２の側面部７３に取り付けたので、効率よくニオイセンサ５１のキャリブレーションを行うことができる。また、第２の側面部７３が、光路ダクト３０の上流側から凹部７０の周面部７１に向かって傾斜を持って構成されているので、この凹部７０内にパージガスＧが流れや込みやすくなり、ニオイセンサ５１による不純ガスの検知を効果的に行うことができる。
実施の形態２．
つぎに、第５図と第６図を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。第５図は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図であり、第６図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートである。なお、第１図と同一の構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第５図に示されるように、この実施の形態２のレーザ加工装置では、少なくとも１つのガス検知部５０がパージガス供給口３５付近に設けられることを特徴とする。その他の構成は第１図と同一である。なお、ガス検知部５０が設けられる位置は、光路ダクト３０内のパージガス供給口３５に対向する部分またはそれよりもやや下流側であることが望ましい。また、このガス検知部５０は、実施の形態１の第２図に示されるように、光路ダクト３０に設けられた凹部７０に設置される。このように、ガス検知部５０をパージガス供給口３５付近に設けることで、たとえば、コンプレッサ４２から入り込む不純ガスが即座に検出される。
つぎに、このレーザ加工装置の異常検出時における処理について第６図のフローチャートを参照しながら説明する。まず、実施の形態１の第３図で説明したステップＳ１〜Ｓ４，Ｓ１１と同じ処理を行って、レーザ加工装置による加工を開始する（ステップＳ２１〜Ｓ２４，Ｓ３０）。すなわち、コンプレッサ４２を起動して光路ダクト３０内をガス（エア）で満たした後に、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを行う。なお、ニオイセンサ５１のキャリブレーションは、実施の形態１の第４図で説明した手順で行われる。その後、加工が開始され、ガス検知部５０によって光路ダクト３０内への不純ガスの混入の有無が検知され、不純ガスの混入がない場合には、加工が続行され、加工完了後に処理が終了する。
ガス検知部５０によって光路ダクト３０内への不純ガスの混入が検知された場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置を起動してから何回目の異常検知信号であるかを判断する（ステップＳ２５）。１回目の異常検知信号である場合（ステップＳ２５で「１回目」の場合）には、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ２６）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ２７）。この使用者によるコンプレッサ４２とその周辺の点検は、上述した実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
使用者による点検、交換が終了後、再びステップＳ２４へ戻り、ニオイセンサ５１によるパージガス内の不純ガスの存在による異常が検知される。その後、ニオイセンサ５１によってパージガス内の上記した不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置を起動してから何回目の異常検知信号であるかを判断する（ステップＳ２５）。ここでは、２回目であるので（ステップＳ２５で「２回目」の場合）、コンプレッサ４２とその周辺以外のレーザ加工装置の部分の点検の必要性がある旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ２８）、異常表示部６２に表示させる。
この通知を受けると、使用者によって、レーザ発振器１１の出力を下げた状態で、加工品質に影響を与えないで加工ができるか否かが判定され、その判定結果に基づいてレーザ発振器１１の状態が制御される（ステップＳ２９）。上述した実施の形態１のように、レーザ加工が可能な場合には、制御通知部６１は、加工品質に影響を与えないレベルの出力にレーザ発振器１１を調整して加工を続行し、加工続行が困難な場合には、レーザ発振器１１を止める。レーザ発振器１１を止めた後は、使用者によって、レーザ加工装置を構成する部品、たとえば、既に点検、交換が終了したコンプレッサ４２を除いたレーザ光Ｌの伝送路となる光路ダクト３０を構成するパイプ３１ａ，３１ｂやベローズ３３などの伝送路部品、フレーム２３などの加工機やレーザ発振器１１などの部分の点検が行われ、異常がある場合にはその部品の交換が行われ、処理が終了する。
この実施の形態２によれば、光路ダクト３０のパージガス供給口３５付近にニオイセンサ５１を設け、ニオイセンサ５１による異常検出信号を制御通知部６１に出力するように構成したので、コンプレッサ４２またはその周辺の雰囲気ガスを原因とする不純ガスの混入を検知することができ、その原因の調査を効果的に行うことができる。また、制御通知部６１からの通知によって、コンプレッサ４２の吸気口に取り付けられるフィルタ４３の交換時器を判断することができ、さらに、コンプレッサ４２から窒素供給部４１へのバルブ４４の切替えを行うことができる。さらに、制御通知部６１からの異常検知信号に基づいてレーザ発振器１１を制御することができる。
実施の形態３．
つぎに、第７図〜第９図を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。第７図は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図であり、第８図は、ニオイセンサによる異常個所の特定方法を示す図であり、第９図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートである。なお、第１図と同一の構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第７図に示されるように、この実施の形態３のレーザ加工装置では、少なくとも１つの第１のガス検知部５０ａがパージガス排出口３６付近に設けられるとともに、少なくとも１つの第２のガス検知部５０ｂがパージガス供給口３５付近に設けられることを特徴とする。その他の構成は第１図と同一である。なお、第２のガス検知部５０ｂが設けられる位置は、光路ダクト３０内のパージガス供給口３５に対向する部分またはそれよりもやや下流側であることが望ましい。また、これらのガス検知部５０ａ，５０ｂは、実施の形態１の第２図に示されるように、光路ダクト３０に設けられた凹部７０に設置される。
第８図は、第１のガス検知部と第２のガス検知部の異常検知状況によるその考えられる原因を示す図である。この図では、「○」は異常を検知していない状況を示し、「×」は異常を検知した状況を示している。まず、第１および第２のガス検知部５０ａ，５０ｂがともに正常である場合には、光路ダクト３０内への不純ガスの流入はないので、加工処理を続行することが可能である。つぎに、第１のガス検知部５０ａが異常を検知し、第２のガス検知部５０ｂが正常である場合には、その第１の原因として伝送路部品から侵入する不純ガスの異常であると判断できる。そして、第１および第２のガス検知部５０ａ，５０ｂがともに異常を検知した場合には、その第１の原因としてコンプレッサ４２の周辺の雰囲気またはコンプレッサ４２のフィルタ４３の異常であると判断でき、第２の原因として伝送路部品から侵入する不純ガスの異常であると判断できる。
このように、光路ダクト３０のパージガス排出口３６付近に第１のガス検知部５０ａを設け、光路ダクト３０のパージガス供給口３５付近に第２のガス検知部５０ｂを設けることによって、不純ガスの混入の原因を、コンプレッサ４２周辺の雰囲気もしくはコンプレッサ４２のフィルタ４３によるものか、または伝送路部品によるものかを切り分けることが可能になる。
つぎに、このレーザ加工装置の異常検出時における処理について第９図のフローチャートを参照しながら説明する。まず、実施の形態１の第３図で説明したステップＳ１〜Ｓ３と同じ処理を行って、レーザ加工装置による加工を開始する（ステップＳ４１〜Ｓ４３）。すなわち、コンプレッサ４２を起動して光路ダクト３０内をガス（エア）で満たした後に、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを行い、加工が開始される。なお、ニオイセンサ５１のキャリブレーションは、実施の形態１の第４図で説明した手順で行われる。
レーザ加工中に、第１および第２のガス検知部５０ａ，５０ｂのニオイセンサ５１は不純ガスの光路ダクト３０内への混入を検知し続ける（ステップＳ４４）。２つのガス検知部５０ａ，５０ｂに異常が検知されない場合（ステップＳ４４で「正常」の場合）には、そのまま加工が続行される（ステップＳ５３）。その後、加工処理が完了すると、処理が終了する。
また、ステップＳ４４で第１および第２のガス検知部５０ａ，５０ｂが光路ダクト３０内のパージガス中に混入した不純ガスによって異常を検知した場合（ステップＳ４４で「第１と第２のガス検知部が異常」の場合）には、制御通知部６１に第１と第２のガス検知部５０ａ，５０ｂから異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ４５）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行い、必要な場合には部品の交換を行う（ステップＳ４６）。この使用者によるコンプレッサ４２とその周辺の点検、交換は、上述した実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
その後、２つのガス検知部５０ａ，５０ｂによってパージガス内の不純ガスの存在による異常が検知されなければ（ステップＳ４７で「正常」の場合）、加工処理が続行される（ステップＳ５３）。そして、加工処理が完了した後、処理が終了する。
一方、第１のガス検知部５０ａによってパージガス内の不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ４７で「第１のガス検知部のみ異常」の場合）、または上記ステップＳ４４で第１のガス検知部のみで異常が検知された場合（ステップＳ４４で「第１のガス検知部のみ異常」の場合）には、制御通知部６１に第１のガス検知部５０ａから異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、伝送路部品の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ４８）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行い、必要な場合には部品の交換を行う（ステップＳ４９）。具体的には、使用者は、レーザ光Ｌの伝送路となる光路ダクト３０を構成するパイプ３１ａ，３１ｂやベローズ３３などの伝送路部品の焼損や劣化の有無を点検し、異常がある場合にはその部品の交換を行う。
使用者による点検、交換が終了後、２つのガス検知部５０ａ，５０ｂによって光路ダクト３０内の不純ガスの検知が行われる（ステップＳ５０）。ガス検知部５０ａ，５０ｂによってパージガス内の不純ガスの存在による異常が検知されなければ（ステップＳ５０でＮｏの場合）、加工処理が続行される（ステップＳ５３）。そして、加工処理が完了した後、処理が終了する。また、少なくとも一方のガス検知部５０ａ，５０ｂによってパージガス内の上記した不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ５０でＹｅｓの場合）には、異常を検知したガス検知部５０ａ，５０ｂは、制御通知部６１に異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置全体の点検の必要性がある旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ５１）、異常表示部６２に表示させる。
この通知を受けると、使用者によって、レーザ発振器１１の出力を下げた状態で、加工品質に影響を与えないで加工ができるか否かが判定され、その判定結果に基づいてレーザ発振器１１の状態が制御される（ステップＳ５２）。上述した実施の形態１のように、レーザ加工が可能な場合には、制御通知部６１は、加工品質に影響を与えないレベルの出力にレーザ発振器１１を調整して加工を続行し、加工続行が困難な場合には、レーザ発振器１１を止める。レーザ発振器１１を止めた後は、使用者によって、レーザ加工装置を構成する部品、たとえば、既に点検、交換が終了したコンプレッサ４２や光路ダクト３０を除いたフレーム２３などの加工機やレーザ発振器１１などの部分の点検が行われ、異常がある場合にはその部品の交換が行われ、処理が終了する。
この実施の形態３によれば、パージガス排出口３６付近とパージガス供給口３５付近の両方にニオイセンサ５１を設けるように構成したので、パージガスへの不純ガスの混入を検知することができ、その原因がコンプレッサ４２によるものか、それとも伝送路部品によるものかを切り分けることができる。その結果、レーザ光Ｌの異常の原因箇所の調査を効果的に行うことが可能となる。また、不純ガスの混入による異常を制御通知部６１に出力することによって、コンプレッサ４２の吸気口に取り付けられるフィルタ４３の交換時器の判断や、伝送路部品の焼損、劣化などの異常の検知を容易に知ることもできる。さらに、制御通知部６１からの異常検知信号に基づいてレーザ発振器１１を制御することができる。
実施の形態４．
つぎに、第１０図と第１１図を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。第１０図は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図であり、第１１図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートである。なお、第１図と同一の構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第１０図に示されるように、この実施の形態４のレーザ加工装置では、少なくとも１つのガス検知部５０が、コンプレッサ４２の吸気口付近に設けられることを特徴とする。その他の構成は第１図と同一である。このように、ガス検知部５０をコンプレッサ４２の吸気口付近に設けることで、コンプレッサ４２から入り込む不純ガスが即座に検出される。
つぎに、このレーザ加工装置の異常検出時における処理について第１１図のフローチャートを参照しながら説明する。まず、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを所定の時間行い（ステップＳ６１）、コンプレッサ４２を起動して光路ダクト３０内をガス（エア）で満たした後に（ステップＳ６２）、加工が開始される（ステップＳ６３）。なお、ニオイセンサ５１のキャリブレーションは、実施の形態１の第４図で説明した手順で行われる。
その後、ガス検知部５０によって室内におけるコンプレッサ４２周辺の雰囲気異常が判断され（ステップＳ６４）、コンプレッサ４２周辺に不純ガスがない場合（ステップＳ６４でＮｏの場合）には、加工が続行される（ステップＳ７０）。そして、加工処理が完了した後に、処理が終了する。
一方、コンプレッサ４２周辺に不純ガスが存在する場合（ステップＳ６４でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ６５）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ２６）。この使用者によるコンプレッサ４２とその周辺の点検は、上述した実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
使用者による点検、交換が終了後、ガス検知部５０によってコンプレッサ４２周辺の雰囲気の異常が検知されなければ（ステップＳ６７でＮｏの場合）、加工が続行される（ステップＳ７０）。そして、加工処理が完了した後に、処理が終了する。また、ガス検知部５０によってコンプレッサ４２周辺の雰囲気の異常が検知された場合（ステップＳ６７でＹｅｓの場合）には、制御通知部６１にニオイセンサ５１から異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺以外のレーザ加工装置の部分の点検の必要性がある旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ６８）、異常表示部６２に表示させる。
この通知を受けると、使用者によって、レーザ発振器１１の出力を下げた状態で、加工品質に影響を与えないで加工ができるか否かが判定され、その判定結果に基づいて制御通知部によってレーザ発振器１１の状態が制御される（ステップＳ６９）。上述した実施の形態１のように、レーザ加工が可能な場合には、制御通知部６１は、加工品質に影響を与えないレベルの出力にレーザ発振器１１を調整して加工を続行し、加工続行が困難な場合には、レーザ発振器１１を止める。レーザ発振器１１を止めた後は、使用者によって、レーザ加工装置を構成する部品、たとえば、既に点検、交換が終了したコンプレッサ４２を除いたレーザ光Ｌの伝送路となる光路ダクト３０を構成するパイプ３１ａ，３１ｂやベローズ３３などの伝送路部品、フレーム２３などの加工機やレーザ発振器１１などの部分の点検が行われ、異常がある場合にはその部品の交換が行われ、処理が終了する。なお、伝送路部品の点検は、レーザの出力を落として加工を行っているときに実施してもよい。
この実施の形態４によれば、パージガスを供給するコンプレッサ４２にニオイセンサ５１を設けるように構成したので、室内におけるコンプレッサ４２周辺の雰囲気異常を判断することができ、また、その情報に基づいてレーザ発振器１１の動作を制御することができる。また、ニオイセンサ５１から出力される異常検知信号によって、コンプレッサ４２の吸気口に取り付けられるフィルタ４３の交換時器を判断することができる。
実施の形態５．
つぎに、第１２図〜第１４図を用いてこの発明の実施の形態５について説明する。第１２図は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図であり、第１３図は、ニオイセンサによる異常個所の特定方法を示す図であり、第１４図は、レーザ加工装置の異常検出時の動作処理を示すフローチャートである。なお、第１図と同一の構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第１２図に示されるように、この実施の形態５のレーザ加工装置では、パージガス排出口３６付近に少なくとも１つの第１のガス検知部５０ａが設けられ、パージガス供給口３５付近に少なくとも１つの第２のガス検知部５０ｂが設けられ、そして、コンプレッサ４２の吸引口付近に第３のガス検知部５０ｃが設けられることを特徴とする。その他の構成は第１図と同一である。なお、第２のガス検知部５０ｂが設けられる位置は、光路ダクト３０内のパージガス供給口３５に対向する部分またはそれよりもやや下流側であることが望ましい。また、第１および第２のガス検知部５０ａ，５０ｂは、実施の形態１の第２図に示されるように、光路ダクト３０に設けられた凹部７０に設置される。
第１３図は、第１〜第３のガス検知部５０ａ〜５０ｃの異常検知状況によるその考えられる原因を示す図である。この図でも、第８図の場合と同じように、「○」は異常を検知していない状況を示し、「×」は異常を検知した状況を示している。まず、第１〜第３のガス検知部５０ａ〜５０ｃがすべて正常である場合には、光路ダクト３０内への不純ガスの流入はないので、加工処理を続行することが可能である。つぎに、第１と第２のガス検知部５０ａ，５０ｂが正常であり、第３のガス検知部５０ｃが異常を検知した場合には、その第１の原因として、コンプレッサ４２周辺の雰囲気中に不純ガスが存在することが考えられる。
つぎに、第１のガス検知部５０ａが異常を検知し、第２と第３のガス検知部５０ｂ，５０ｃが正常である場合には、その第１の原因として伝送路部品から混入するガスの異常であると判断できる。また、第１と第３のガス検知部５０ａ，５０ｃが異常を検知し、第２のガス検知部５０ｂが正常である場合には、その第１の原因として、コンプレッサ４２周辺の雰囲気と伝送路部品であると判断できる。
つぎに、第１と第２のガス検知部５０ａ，５０ｂが異常を検知し、第３のガス検知部５０ｃが正常である場合には、その第１の原因としてコンプレッサ４２と光路ダクト３０内のパージガス供給口３５との間の異常であると判断でき、第２の原因として伝送路部品であると判断できる。そして、第１〜第３のガス検知部５０ａ〜５０ｃが異常を検知した場合には、その第１の原因としてコンプレッサ４２周辺の雰囲気であると判断でき、第２の原因としてコンプレッサ４２と光路ダクト３０内のパージガス供給口３５との間の異常であると判断でき、そして第３の原因として伝送路部品であると判断できる。
このように、光路ダクト３０のパージガス排出口３６付近に第１のガス検知部５０ａを設け、光路ダクト３０のパージガス供給口３５付近に第２のガス検知部５０ｂを設け、そしてコンプレッサ４２の吸引口付近に第３のガス検知部５０ｃを設けることによって、不純ガスの混入の原因を、コンプレッサ４２の周辺の雰囲気の異常によるものか、コンプレッサ４２によるものか、または伝送路部品によるものかを切り分けることが可能になる。
また、レーザ加工装置の不純ガスの混入による異常に対する処置は、パージガスの上流側から、すなわち、コンプレッサ４２とその周辺、伝送路部品の順に、行われることから、第１３図の考えられる異常の原因に対する処置の方法として、大きく２つに分類することができ、正常時の何もしない場合を入れると３つに分類することができる。すなわち、（Ａ）すべてのガス検知部５０ａ〜５０ｃが正常である場合の処置、（Ｂ）第２または第３の検知部５０ｂ，５０ｃの少なくとも一方が異常である場合（コンプレッサ４２とその周辺に原因がある場合）の処置、（Ｃ）第１のガス検知部５０ａのみが異常である場合（伝送路部品に原因の可能性がある場合）の処置、の３通りに分類することが可能である。
つぎに、このレーザ加工装置の異常検出時における処理について第１４図のフローチャートを参照しながら説明する。まず、実施の形態４の第１１図で説明したステップＳ６１〜Ｓ６３と同じ処理を行って、レーザ加工装置による加工を開始する（ステップＳ８１〜Ｓ８３）。すなわち、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを所定の時間行って、コンプレッサ４２を起動して光路ダクト３０内をガス（エア）で満たした後に、加工が開始される。なお、ニオイセンサ５１のキャリブレーションは、実施の形態１の第４図で説明した手順で行われる。
レーザ加工中に、第１〜第３のガス検知部５０ａ〜５０ｃのニオイセンサ５１は不純ガスが存在するかを検知し続ける（ステップＳ８４）。すべてのガス検知部５０ａ〜５０ｃに異常が検知されない場合（ステップＳ８４で「すべてのガス検知部が正常」の場合）には、そのまま加工が続行される（ステップＳ９３）。そして、加工処理が完了した後、処理が終了する。
また、第２または第３のガス検知部５０ｂ，５０ｃの少なくとも一方が異常を検知した場合（ステップＳ８４で「第２または第３のガス検知部の少なくとも一方が異常を検知」の場合）には、制御通知部６１に第２のガス検知部５０ｂおよび／または第３のガス検知部５０ｃから異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、コンプレッサ４２とその周辺の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ８５）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ８６）。この使用者によるコンプレッサ４２とその周辺の点検は、上述した実施の形態１の場合と同様であるので、説明を省略する。
その後、３つのガス検知部５０ａ〜５０ｃによって不純ガスの存在による異常が検知されなければ（ステップＳ８７で「すべてのガス検知部とも正常」の場合）、加工処理が続行される（ステップＳ９３）。そして、加工処理が完了した後、処理が終了する。
一方、第１のガス検知部５０ａのみがパージガス内の不純ガスの存在による異常を検知した場合（ステップＳ８７で「第１のガス検知部のみ異常を検知」の場合）、または上記ステップＳ８４で第１のガス検知部５０ａのみで異常が検知された場合（ステップＳ８４で「第１のガス検知部のみ異常を検知」の場合）には、制御通知部６１に第１のガス検知部５０ａから異常検知信号が出力される。そして、制御通知部６１は、伝送路部品の点検を行う旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ４８）、異常表示部６２に表示させる。この通知によって、使用者は点検を行う（ステップＳ８９）。使用者は、レーザ光Ｌの伝送路となる光路ダクト３０を構成するパイプ３１ａ，３１ｂやベローズ３３などの伝送路部品の焼損や劣化の有無を点検し、異常がある場合にはその部品の交換を行う。
使用者による点検、交換が終了後、それぞれのガス検知部５０ａ〜５０ｃによって光路ダクト３０内の不純ガスの検知が行われる（ステップＳ９０）。ガス検知部５０ａ〜５０ｃによって不純ガスの存在による異常が検知されなければ（ステップＳ９０でＮｏの場合）、加工処理が続行される（ステップＳ９３）。そして、加工処理が完了した後、処理が終了する。
また、ガス検知部５０ａ〜５０ｃによってパージガス内の不純ガスの存在による異常が検知された場合（ステップＳ９０でＹｅｓの場合）には、検知したガス検知部５０ａ〜５０ｃから異常検知信号が制御通知部６１に出力される。そして、制御通知部６１は、レーザ加工装置全体の点検の必要性がある旨を異常表示部６２に通知し（ステップＳ９１）、異常表示部６２に表示させる。
この通知を受けると、使用者によって、レーザ発振器１１の出力を下げた状態で、加工品質に影響を与えないで加工ができるか否かが判定され、その判定結果に基づいて、制御通知部６１によってレーザ発振器１１の状態が制御される（ステップＳ９２）。上述した実施の形態１のように、レーザ加工が可能な場合には、制御通知部６１は、加工品質に影響を与えないレベルの出力にレーザ発振器１１を調整して加工を続行し、加工続行が困難な場合には、レーザ発振器１１を止める。レーザ発振器１１を止めた後は、使用者によって、レーザ加工装置を構成する部品、たとえば、既に点検、交換が終了したコンプレッサ４２や光路ダクト３０を除いたフレーム２３などの加工機やレーザ発振器１１などの部分の点検が行われ、異常がある場合にはその部品の交換が行われ、処理が終了する。
この実施の形態５によれば、パージガス排出口３６付近とパージガス供給口３５付近とコンプレッサ４２の吸引口付近にニオイセンサ５１を設けるように構成したので、不純ガスの混入を検知することができるとともに、その原因を、室内におけるコンプレッサ４２周辺の雰囲気によるものか、コンプレッサ４２によるものか、それとも伝送路によるものかを切り分けることができ、レーザ光Ｌの異常の原因箇所の調査を効果的に行うことができる。また、不純ガスの混入による異常を制御通知部６１に出力することによって、コンプレッサ４２の吸気口に取り付けられるフィルタの交換時器の判断や、伝送路部品の焼損、劣化などの異常の検知を容易に知ることが可能となる。さらに、制御通知部６１からの異常検知信号に基づいてレーザ発振器１１を制御することができる。
なお、この実施の形態５では、パージガス供給口３５付近、パージガス排出口３６付近、そしてコンプレッサ４２の吸気口付近にニオイセンサ５１を設けた場合を説明したが、パージガス供給口３５付近とコンプレッサ４２の吸気口付近にニオイセンサ５１を設けた場合や、パージガス排出口３６付近とコンプレッサ４２の吸気口付近にニオイセンサ５１を設けた場合のように、取り付け位置や個数を変えた場合でも、実施の形態１〜４で説明したような効果を得ることができる。
また、実施の形態１〜５では、加工ヘッド２１が垂直に立った構造のものを示したが、水平に寝た構造のものであってもよいし、加工ヘッド２１が回転動作や傾斜動作をするようなものであってもよい。さらに、実施の形態１〜５では、加工ヘッド２１は、図中の左右方向にのみ移動可能な場合を示したが、紙面に垂直な方向にのみ移動可能な場合でもよいし、これら２方向に移動可能な場合でもよいし、さらに、３次元的な移動を行うことが可能な場合でもよい。さらにまた、レーザ発振器１１から加工ヘッド２１までレーザ光Ｌを導く光路ダクト３０の形状も、実施の形態１〜５に示されるＬ字型のものでなく、任意の構造を用いることができる。
さらに、実施の形態１〜５では、コンプレッサ４２で吸気、圧縮したエアと、窒素供給部４１からの窒素ガスとを、択一的に切替えて光路ダクト３０に導くバルブ４４を設け、コンプレッサ４２の吸気口にはフィルタ４３を備えるように構成したが、これらのバルブ４４とフィルタ４３を設けなくてもよく、また、いずれか一方のみを設けるようにしても、上述した実施の形態１〜５と同様の効果を得ることができる。
さらにまた、実施の形態１〜５では、パージガス供給口３５を光路ダクト３０のレーザ発振器１１のレーザ出射口１２付近に、パージガス排出口３６を光路ダクト３０の加工ヘッド２１の取り付け位置付近に設けるようにしたが、逆に、パージガス供給口３５を光路ダクト３０の加工ヘッド２１の取り付け位置付近に、パージガス排出口３６を光路ダクト３０のレーザ発振器１１のレーザ出射口１２付近に設けるようにしてもよい。
実施の形態６．
つぎに、第１５図と第１６図を用いてこの発明の実施の形態６について説明する。上述した実施の形態１〜３，５では、ガス検知部５０は、第２図に示されるような形で光路ダクト３０に設置されたが、この実施の形態６では、この第２図とは異なる形で光路ダクト３０内にガス検知部５０を設置する場合を説明する。
第１５図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、第１６図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。
第１５図に示されるように、このガス検知部５０は、光路ダクト３０の側壁の一部が、光路ダクト３０の内側から外側に向かって窪むように形成された凹部７０に設けられる。凹部７０は、光路ダクト３０内の光軸に平行な面を有し、光路ダクト３０に接続される周面部７１と、光路ダクト３０の外周面と凹部７０の周面部７１とを結ぶ２つの側面部７４ａ，７４ｂに囲まれて形成される。凹部７０の側面部７４ａ，７４ｂは、光路ダクト３０の延在方向に対してほぼ垂直な角度を有する。
ガス検知部５０のニオイセンサ５１は、設置台８１に固定される。設置台８１は、モータやエアシリンダなどの駆動機構８２に接続され、凹部７０から光路ダクト３０内のレーザ光Ｌの光軸をさえぎらない位置との間を紙面上の上下方向に移動可能に構成される。設置台８１は、凹部７０の開口部とほぼ同じ寸法を有し、キャリブレーション時には、第１５図中の実線で描かれているように、ニオイセンサ５１が設置されていない反対側の面で光路ダクト３０の内壁の一部を形成するように、凹部７０内にニオイセンサ５１が収まるように駆動機構８２によって移動される。また、設置台８１は、レーザ加工中には、第１５図中の点線で描かれているように、レーザ光Ｌの光路をさえぎらない光路ダクト３０内の位置に駆動機構８２によって移動される。
また、センサ校正部は、キャリブレーションガスを供給するキャリブレーションガス供給部５３と、キャリブレーションガスを凹部７０内に吹き出すガス吹出し口５６と、キャリブレーション実施時にキャリブレーションガスを光路ダクト３０内へ供給し、それ以外の時にはキャリブレーションガスを光路ダクト３０内に供給しないように制御する電磁弁５５と、を備えて構成される。実施の形態１の第２図と同様に、ガス吹出し口５６は、凹部７０の上流側に位置する側面部７４ｂに取り付けられる。また、ガス吹出し口５６に対向する凹部７０の側面部７４ａには、キャリブレーションガスを排出するためのガス排出口５７が設けられる。このガス排出口５７は、キャリブレーション中にのみ開かれ、レーザ加工中は閉じられた状態にある。なお、ニオイセンサ５１は、このガス排出口５７を通じて制御通知部６１と配線されている。
つぎに、このニオイセンサ５１の動作について第１６図を参照しながら説明する。まず、キャリブレーションを行うために、ニオイセンサ５１を凹部７０内の所定の位置に駆動機構８２によって移動させる（ステップＳ２１１）。その後、第４図のステップＳ２０１〜Ｓ２０５と同じ処理を行って、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを行う（ステップＳ２１２〜Ｓ２１６）。すなわち、キャリブレーションガス供給部５３とガス吹出し口５６の間に設けられる電磁弁５５を開き、ガス吹出し口５６からニオイセンサ５１にキャリブレーションガスを吹き付け、キャリブレーションを開始する。ニオイセンサ５１へのキャリブレーションガスの吹き付けを所定時間（通常は、数分間）行い、キャリブレーションが終了すると、ニオイセンサ５１はキャリブレーション完了の信号を制御通知部６１に出力し、制御通知部６１は電磁弁５５を閉める。
そして、駆動機構８２によってニオイセンサ５１を光路ダクト３０内の所定の位置に移動させて、キャリブレーション処理が終了する（ステップＳ２１７）。
このような光路ダクト３０内のガス検知部５０の構成は、上記した実施の形態１〜３，５のガス検知部５０に適用することができる。
この実施の形態６によれば、ニオイセンサ５１のキャリブレーション時に、凹部７０の開口部を塞ぐように設置台８１を移動して、凹部７０と設置台８１とで囲まれる空間にキャリブレーションガスを流すように構成したので、キャリブレーション時に使用するキャリブレーションガスの量を抑制することができる。
実施の形態７．
つぎに、第１７図と第１８図を用いてこの発明の実施の形態７について説明する。上述した実施の形態１〜３，５では、ガス検知部５０は、第２図に示されるような形で光路ダクト３０に設置されたが、この実施の形態７では、この第２図とは異なる形で光路ダクト３０内にガス検知部５０を設置する場合を説明する。
第１７図は、ガス検知部の光路ダクトへの取り付けの一例を示す図であり、第１８図は、ガス検知部によるキャリブレーションの処理手順を示すフローチャートである。なお、第２図と同一の構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第１７図に示されるように、この実施の形態７におけるガス検知部５０は、実施の形態１の第２図において、凹部７０が設けられる光路ダクト３０内の空間を閉じた空間とするように、凹部７０の上流側および下流側の光路ダクト３０にそれぞれゲートバルブ９１を設けることを特徴とする。
このような構成によって、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを実施する場合には、２つのゲートバルブ９１を閉じて凹部７０が設けられる光路ダクト３０内の空間を閉じた空間とし、ここにキャリブレーションガス供給部５３からキャリブレーションガスが供給される。そして、キャリブレーション終了後に、ゲートバルブ９１が開かれ、レーザ加工が実施される。
つぎに、このニオイセンサ５１の動作について第１８図を参照しながら説明する。まず、２つのゲートバルブ９１を閉じて、凹部７０が設けられる光路ダクト３０内の空間を閉じた空間とする（ステップＳ２２１）。その後、第４図のステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同じ処理を行って、ニオイセンサ５１のキャリブレーションを行う（ステップＳ２１２〜Ｓ２１６）。すなわち、キャリブレーションガス供給部５３とノズル５４の間に設けられる電磁弁５５を開き、ノズル５４からニオイセンサ５１にキャリブレーションガスを吹き付け、キャリブレーションを開始する。ニオイセンサ５１へのキャリブレーションガスの吹き付けを所定時間（通常は、数分間）行い、キャリブレーションが終了すると、ニオイセンサ５１はキャリブレーション完了の信号を制御通知部６１に出力し、制御通知部６１は電磁弁５５を閉める。
そして、光路ダクト３０中に設けられたゲートバルブ９１を開いて、キャリブレーション処理が終了する（ステップＳ２１７）。
このような光路ダクト３０内のガス検知部５０の構成は、上記した実施の形態１〜３，５のガス検知部５０に適用することができる。
この実施の形態７によれば、凹部７０が設けられる光路ダクト３０内の空間を閉じた空間とするためのゲートバルブ９１を備えるように構成し、キャリブレーション時にこのゲートバルブ９１を閉じてキャリブレーションガスを凹部７０を含む光路ダクト３０内の空間に閉じ込めるようにしたので、実施の形態１〜３，５のガス検知部５０の構成に比して、キャリブレーションガスの使用量を抑制することができる。
以上説明したように、この発明によれば、レーザ加工装置の光路ダクト内や、コンプレッサなどの吸気口にニオイセンサを設けることによって、光路ダクト内を含めたパージガス全体の異常を検知することができる。その結果、レーザ光の異常が不純ガスの混入によるものであると特定することができる。また、ニオイセンサによる異常検知信号を制御通知部に出力し、どの位置に設置されたニオイセンサからの異常検知信号なのか、または何回目の異常検知信号かなのかを考慮することによって、その原因の調査を効果的に行うことができる。その結果、レーザ加工装置の加工中における加工不良を減少させるとともに、加工不良の原因を容易に発見することが可能となる。
【産業上の利用可能性】  この発明は、レーザ光を利用して加工対象のワークに対して溶接や切断などの加工処理を行うレーザ加工装置に適している。
【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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【図８】
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【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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【国際調査報告】
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