CN111702344A

CN111702344A - 切断工件的激光加工机

Info

Publication number: CN111702344A
Application number: CN202010190310.XA
Authority: CN
Inventors: 中村亮介; 和泉贵士
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-09-25
Also published as: US20200298337A1; JP2020151722A; JP6989554B2; DE102020001648A1; US11554444B2

Abstract

本发明提供一种切断工件的激光加工机，可以有效地满足工件的切断部位的一侧的切断质量要求。激光加工机具有：加工头，其能够同轴和非同轴地射出激光光束和辅助气体；数据表，其将使用加工头来切断工件时的加工条件数据与偏移量相互关联起来进行存储，其中，所述偏移量是为了在切断工件的期间在切断线的两侧使切断质量不同而使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的偏移量。

Description

切断工件的激光加工机

技术领域

本发明涉及一种切断工件的激光加工机。

背景技术

已知如下激光加工方法(例如，日本专利第6116757号公报)：一边使激光光束的光轴相对于射出辅助气体的喷嘴的射出口位移，一边切断工件。

发明内容

有时在工件的切断部位的两侧，所要求的工件的切断质量(结瘤尺寸(dross)、切断面粗糙度、切口的锥度等)不同。具体来说，有时在工件的切断部位的一侧要求高的切断质量，另一方面在该切断部位的另一侧，不要求与该一侧同等的切断质量。这样的情况下，要求可以有效地满足工件的切断部位的一侧切断质量要求的技术。

在本公开的一方式中，提供一种激光加工机，具有：加工头，其能够同轴和非同轴地射出激光光束和辅助气体；以及数据表，其将使用加工头来切断工件时的加工条件数据与偏移量相互关联起来进行存储，其中，所述偏移量是为了在切断工件的期间在切断线的两侧使切断质量不同而使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的偏移量。

根据本公开，在对工件的切断部位的两侧指定了切断质量要求不同的两个区域时，可以有效地满足一侧区域的切断质量要求。

附图说明

图1是一实施方式涉及的激光加工机的图。

图2是图1所示的激光加工机的框图。

图3是一实施方式涉及的移动装置的图。

图4表示图3所示的移动装置使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的状态。

图5是其他实施方式涉及的移动装置的图。

图6是另一其他实施方式涉及的移动装置的图。

图7表示图6所示的移动装置使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的状态。

图8是另一其他实施方式涉及的移动装置的图。

图9表示图8所示的移动装置使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的状态。

图10是另一其他实施方式涉及的移动装置的图。

图11表示图10所示的移动装置使辅助气体的中心轴从激光光束的光轴偏移的状态。

图12是另一其他实施方式涉及的移动装置的图。

图13表示切断对象工件的一例。

图14表示在同轴地射出辅助气体和激光光束的状态下切断工件的状态。

图15表示在非同轴地射出辅助气体和激光光束的状态下切断工件的状态。

图16表示在非同轴地射出辅助气体和激光光束的状态下切断工件的状态。

图17是其他实施方式涉及的激光加工机的图。

图18是图17所示的激光加工机的框图。

图19是另一其他实施方式涉及的激光加工机的图。

图20是图19所示的激光加工机的框图。

图21是表示图19所示的激光加工机的动作流程的一例的流程图。

图22是另一其他实施方式涉及的激光加工机的图。

图23是图22所示的激光加工机的框图。

图24是表示图22所示的激光加工机的动作流程的一例的流程图。

图25是另一其他实施方式涉及的激光加工机的图。

图26是图25所示的激光加工机的框图。

图27是一实施方式涉及的机器学习装置的框图。

图28是用于说明针对尝试用的工件的尝试激光加工的图。

图29表示通过尝试激光加工而在工件产生的结瘤的一方式。

图30是其他实施方式涉及的机器学习装置的框图。

图31是表示图30所示的机器学习装置执行的学习流程的一例的流程图。

图32示意性地表示神经元的模型。

图33示意性地表示多层神经网络的模型。

图34是另一其他实施方式涉及的机器学习装置的框图。

图35表示在图1所示的激光加工机安装了图34所示的学习装置的形态。

图36是图35所示的激光加工机的框图。

图37表示指定了其他的切断线的工件的示例。

图38是表示图19所示的激光加工机的动作流程的其他示例的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图对本公开的实施方式进行详细说明。另外，在以下要说明的各种实施方式中，对同样的要素标注相同的符号，省略重复的说明。此外，在以下的说明中，将图中的直角坐标系作为方向基准，为了方便，有时将x轴正方向称为右方，将y轴正方向称为前方，将z轴正方向称为上方。

参照图1以及图2，对一实施方式涉及的激光加工机10进行说明。激光加工机10具有：控制装置12、激光振荡器14、加工头16、辅助气体供给装置18、移动机构20以及移动装置22。控制装置12具有处理器13(CPU、GPU等)以及存储部15(ROM、RAM等)等，直接或者间接控制激光加工机10的各结构要素。处理器13和存储部15经由总线17能够通信地相互连接。

激光振荡器14与来自控制装置12的指令对应地在内部进行激光振荡，向外部射出激光光束。激光振荡器14可以是CO₂激光振荡器、固体激光(YAG激光)振荡器、或者光纤激光振荡器等任何类型的激光振荡器。

加工头16具有：头本体24、光学元件26、透镜驱动部28以及喷嘴30。头本体24是中空的，其基端部与光纤32连接。从激光振荡器14射出的激光光束在光纤32内传播，射入到头本体24的内部。

光学元件26具有准直透镜或者聚焦透镜等，构成加工头16的光学系统。光学元件26对射入到头本体24的内部的激光光束进行准直或者聚光，向工件W进行导光(引导)。光学元件26收纳于头本体24的内部以便能够向激光光束的光轴A₁的方向移动。透镜驱动部28使至少一个光学元件26向光轴A₁的方向移动。透镜驱动部28对光学元件26的光轴A₁的方向的位置进行调整，由此，可以对从喷嘴30射出的激光光束的光轴方向的焦点位置进行控制。

喷嘴30是中空的，设置在头本体24的末端部。喷嘴30具有随着从其基端部朝向末端部，与光轴A₁正交的截面积变小那样的圆锥台状的外形，在其末端部具有圆形的射出口34。在喷嘴30以及头本体24的内部形成有空洞的腔室36。从光学元件26传播的激光光束通过腔室36，从射出口34向外部射出。

辅助气体供给装置18经由气体供给管35，向形成在头本体24和喷嘴30的内部的腔室36供给辅助气体。辅助气体例如是氮气或者空气。供给到腔室36的辅助气体和激光光束一起作为喷流B而从射出口34被喷射。

如后面所描述那样，喷嘴30能够同轴和非同轴地射出辅助气体和激光光束。在图1中，通过虚线示意性地示出了辅助气体的喷流B。在喷嘴30同轴地射出辅助气体和激光光束时，激光光束的光轴A₁和辅助气体的中心轴A₂与z轴平行。另外，z轴方向例如与铅直方向平行。

移动机构20使加工头16与工件W相对移动。具体来说，移动机构20具有：工件工作台38、x轴移动机构40、y轴移动机构42以及z轴移动机构44。工件工作台38上设置有工件W。x轴移动机构40例如具有伺服电动机以及包含向x轴方向延伸的滚珠丝杠的滚珠丝杠机构(都未图示)，与来自控制装置12的指令对应地使工件工作台38向x轴方向移动。

y轴移动机构42例如具有伺服电动机以及包含向y轴方向延伸的滚珠丝杠的滚珠丝杠机构(都未图示)，与来自控制装置12的指令对应地使工件工作台38向y轴方向移动。z轴移动机构44例如具有伺服电动机以及包含向z轴方向延伸的滚珠丝杠的滚珠丝杠机构(都未图示)，使加工头16向z轴方向移动。

移动装置22与来自控制装置12的指令对应地改变加工头16的光学系统的光轴配置、喷嘴30的位置、辅助气体的喷射形态中的至少一个，由此，使激光光束的光轴A₁与辅助气体B的中心轴A₂相对移动。作为移动装置22，考虑了各种形态。以下，参照图3～图12，对各种形态涉及的移动装置22进行说明。

图3所示的移动装置22具有喷嘴移动机构45。在图3所示的形态中，喷嘴30设置在头本体24上，以便能够相对于该头本体24沿着x-y平面(即，与光轴A₁正交的平面)移动。例如，在喷嘴30与头本体24之间，插入弹性材料(例如，环状橡胶)43，通过该弹性材料43，喷嘴30能够相对于头本体24可动地支承于x-y平面。

喷嘴移动机构45具有多个驱动部46。例如，总计4个驱动部46绕光轴A₁大致等间隔(即，90°的间隔)配置。各驱动部46是伺服电动机或者压电元件等，具有先端与喷嘴30连结的驱动轴46a。驱动部46根据来自控制装置12的指令相互协作并且使驱动轴46a进退，由此，相对于头本体24沿着x-y平面来驱动喷嘴30。

例如，如图4所示，在x轴方向上排列的2个驱动部46中的、位于左侧的驱动部46，与使其驱动轴46a向左方后退同步，位于右侧的驱动部46使其驱动轴46a向左方前进。由此，可以使喷嘴30相对于头本体24向左方移动。结果，从喷嘴30的射出口34射出的辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁向左方偏移。

同样地，在y轴方向上排列的2个驱动部46中的、位于后侧的驱动部46，与使其驱动轴46a向前方前进同步，位于前侧的驱动部46使其驱动轴46a向前方后退。由此，可以使喷嘴30相对于头本体24向前方移动。控制装置12的处理器13通过分开控制各驱动部46的驱动轴46a的进退方向以及移动量，可以使喷嘴30相对于头本体24向x轴方向以及y轴方向(即，沿着x-y平面)移动。

图5所示的移动装置22具有流量调整机构47。流量调整机构47构成为：使供给到腔室36的辅助气体的流量沿着绕光轴A₁的周向而不同，由此，使从射出口34射出的辅助气体B的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁偏移。

具体来说，加工头16配置成在绕光轴A₁的周向上排列，分别具有朝向腔室36开口的多个排放口48。从辅助气体供给装置18供给的辅助气体通过各排放口48，喷出到腔室36内。

流量调整机构47具有：多个可动遮光器50，其对该排放口48进行遮蔽以使各排放口48的开口面积变化；驱动部52，其驱动各可动遮光器50。驱动部52具有伺服电动机等，根据来自控制装置12的指令使可动遮光器50移动从而使排放口48的开口面积变化，由此，对从各排放口48导入到腔室36内的辅助气体的流量进行调整。

例如，如图5所示，流量调整机构47通过可动遮光器50对在x轴方向上对置配置的2个排放口48中的、位于左侧的排放口48的一部分进行遮蔽，将从该排放口48排出的辅助气体的流量调整为流量Q₁。

另一方面，流量调整机构47将在x轴方向上对置配置的2个排放口48中的、位于右侧的排放口48的可动遮光器50全打开，将从该排放口48排出的辅助气体的流量调整为流量Q₂(＞Q₁)。这样调整辅助气体的流量Q₁以及Q₂，可以使从射出口34射出的辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁向左方偏移。

同样地，流量调整机构47通过可动遮光器50对在y轴方向上对置的2个排放口48中的、位于后侧的排放口48的一部分进行遮蔽，将从该排放口48排出的辅助气体的流量调整为流量Q₃。另一方面，流量调整机构47将位于前侧的排放口48的可动遮光器50全打开，将从该排放口48排出的辅助气体的流量调整为流量Q₄(＞Q₃)。

这样调整辅助气体的流量Q₃和Q₄，可以使从射出口34射出的辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁向后方偏移。这样，流量调整机构47通过使供给到腔室36内的辅助气体的流量Q向绕光轴A₁的周向而不同，来改变辅助气体的喷射方式，由此，使辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁偏移。

图6所示的移动装置22具有光纤移动机构56。在图6所示的形态中，光纤32与头本体24的基端部24a连接以便能够沿着x-y平面移动。光纤移动机构56具有伺服电动机或者压电元件等，使光纤32相对于基端部24a移动。结果，从光纤32射入到头本体24内的激光光束的位置(或者角度)发生变化，因此可以改变激光光束的光轴配置。

例如，如图7所示，光纤移动机构56使光纤32相对于基端部24a从图6所示的位置向左方移动。结果，从光纤32射入到头本体24内的激光光束向左方位移，由此，从射出口34射出的激光光束的光轴A₁从图6的位置向左方偏移。这样，可以使辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁偏移。

图8所示的移动装置22具有光学元件移动机构58。具体来说，光学元件移动机构58具有伺服电动机或者压电元件等，配置于头本体24的内部，使光学元件26(例如，聚焦透镜)沿着x-y平面移动。随着该光学元件26的移动，通过该光学元件26进行导光的激光光束的光轴也沿着x-y平面移动，由此，可以改变激光光束的光轴配置。

例如，如图9所示，光学元件移动机构58使光学元件26中的、位于最下侧的光学元件26(聚焦透镜)从图8所示的位置向左方移动。结果，激光光束的光轴配置发生改变，从射出口34射出的激光光束的光轴A₁从图7所示的位置向左方偏移。这样，可以使辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁偏移。

另外，光学元件移动机构58可以使多个光学元件26中的某一个移动，或者，可以使2个以上的光学元件26移动，由此，改变激光光束的光轴配置。此外，透镜驱动部28作为光学元件移动机构58发挥功能，可以使各光学元件26向光轴A₁的方向移动，并且可以为了改变激光光束的光轴配置而使至少一个光学元件26沿着x-y平面移动。

图10所示的移动装置22具有光学元件移动机构60A以及60B。在图10所示的形态中，在头本体24的内部还设置有光学元件62A以及62B。光学元件62A以及62B与光学元件26一起构成加工头16的光学系统。

光学元件62A是能够对激光光束进行导光的透明的平板部件，配置成相对于射入的激光光束的光轴(即，z轴方向)倾斜，以能够绕该光轴旋转的方式支承于头本体24的内部。光学元件62B与光学元件62A一样，是能够对激光光束进行导光的透明的平板部件，配置成相对于射入到光学元件62A的激光光束的光轴倾斜，以能够绕该光轴转动的方式支承于头本体24的内部。光学元件62A以及62B配置成向z轴方向分离，能够相互独立地旋转。

光学元件移动机构60A具有伺服电动机等，配置在头本体24的内部，使光学元件62A旋转。此外，光学元件移动机构60B具有伺服电动机等，配置在头本体24的内部，使光学元件62B旋转。光学元件移动机构60A以及60B分别使光学元件62A以及62B旋转，由此，可以改变从射出口34射出的激光光束的光轴配置。

例如，光学元件移动机构60B使光学元件62B从图10所示的配置向图11所示的配置旋转时，射入到光学元件62B的激光光束的传播方向发生改变。

结果，激光光束的光轴配置发生改变，从射出口34射出的激光光束的光轴A₁从图10所示的位置向左方偏移。这样，光学元件移动机构60A以及60B通过改变光学元件62A以及62B的旋转角度，来改变激光光束的光轴配置，因此，可以使中心轴A₂从光轴A₁偏移。

图12所示的移动装置22具有光混合调整机构64。在图12所示的形态中，多个激光光束Le射入到头本体24。例如，多个激光光束Le以在绕射出口34的中心轴(即，辅助气体的中心轴A₂)的周向上大致等间隔地排列的配置射入到头本体24。

作为一例，激光振荡器14射出多个激光光束Le，经由多个光纤32射入到头本体24。该情况下，激光振荡器14可以分别具有射出1个激光光束的多个激光振荡器。可以代替为，激光振荡器14射出1个激光光束，通过光分配器(未图示)将该1个激光光束分为多个激光光束Le而射入到头本体24。

在头本体24的内部还设置有光混合部66。光混合部66与光学元件26一起构成加工头16的光学系统。光混合部66将射入到头本体24的多个激光光束Le混合，作为1个激光光束向光学元件26进行导光。

光混合调整机构64对射入到光混合部66的激光光束Le的分配进行调整。例如，光混合调整机构64通过反射镜(全反射镜或者部分反射镜)对多个激光光束Le中的至少一个进行遮蔽，由此，可以对射入到光混合部66的多个激光光束Le的分配进行调整。

这样调整激光光束Le的分配时，光混合部66中的多个激光光束Le的混合形态不均匀，从射出口34射出的激光光束的光轴A₁沿着x-y平面位移。这样，光混合调整机构64对射入到光混合部66的激光光束Le的分配进行调整从而使该光混合部66中的混合形态不均匀，由此，改变激光光束的光轴配置。

另外，移动装置22还可以具有：上述的喷嘴移动机构45、流量调整机构47、光纤移动机构56、光学元件移动机构58、光学元件移动机构60以及光混合调整机构64中的至少2个。例如，移动装置22具有喷嘴移动机构45以及光学元件移动机构58，可以改变喷嘴30的位置并且改变激光光束的光轴配置。

接着，对激光加工机10的功能进行说明。激光加工机10按照加工程序72，例如沿着切断线l将图13所示那样的工件W切断。该加工程序72由操作员预先准备，存储在存储部15中。在加工程序72中指定了：工件W的切断线l、通过该切断线l分割出的该切断线l两侧的产品区域E₁以及废料区域E₂。

这里，产品区域E₁是工件W中的用作产品的部分，另一方面废料区域E₂是不用作产品的部分。图13所示的示例中，切断线l包含连续的多个切断线l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇。切断线l₁从加工始点即点P₁到点P₂向前方呈直线状延伸。切断线l₂与切断线l₁连续成一条直线，从点P₂到点P₃向前方呈直线状延伸。

切断线l₃从点P₃到点P₄向右前方呈弯曲状延伸。切断线l₄从点P₄到点P₅向右方呈直线状延伸。切断线l₅从点P₅到点P₆向右后方呈直线状延伸。切断线l₆从点P₆到点P₇向左后方呈弯曲状延伸。切断线l₇从点P₇到点P₂向左方呈直线状延伸。

这样，在本实施方式中，切断线l₁、l₂、l₄、l₅以及l₇是直线，另一方面切断线l₃以及l₆是弯曲状(例如，圆弧状)的曲线。激光加工机10通过从喷嘴30射出的激光光束，沿着切断线l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇，向图13中的箭头方向将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断。

这里，有时针对产品区域E₁的切断质量要求和针对废料区域E₂的切断质量要求相互不同。切断质量要求例如包含：针对在工件W的切断部位产生的结瘤尺寸的要求、针对工件W的切断面粗糙度的要求、针对沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断时的产品区域E₁与废料区域E₂之间的切口锥角的要求。

作为一例，有时在切断质量要求是针对结瘤尺寸的要求的情况下，作为切断质量要求，要求形成在用作产品的产品区域E₁的结瘤尺寸是尽可能小的值，另一方面形成在不用作产品的废料区域E₂的结瘤尺寸可以比较大。

作为其他示例，有时在切断质量要求是针对切断面粗糙度的要求的情况下，作为切断质量要求，要求产品区域E₁的切断面粗糙度是尽可能小的值，另一方面废料区域E₂的切断面粗糙度可以比较大。作为另一其他示例，有时在切断质量要求是针对切口锥角的要求的情况下，作为切断质量要求，要求产品区域E₁的锥角是大致0°，另一方面废料部分即废料区域E₂的锥角可以比较大。

在沿着切断线将2个区域之间切断的期间，使辅助气体的中心轴A₂从激光光束的光轴A₁朝向一方的区域偏移时，在这2个区域的切断质量产生差异，本发明者着眼于这一点发现：在沿着切断线l将产品区域E₁以及废料区域E₂之间切断的期间，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁或废料区域E₂偏移的状态，可以有效地满足产品区域E₁的切断质量。

以下，参照图14～图16，对使辅助气体B的中心轴A₂从激光光束L的光轴A₁偏移的方式进行说明。图14表示同轴地射出辅助气体B和激光光束L来切断切断线l₁的方式。如图13所示，切断线l₁两侧的区域都是废料区域E₂。

因此，在切断线l₁的两侧切断质量要求相同。因此，在将切断线l₁切断的期间，激光加工机10从喷嘴30同轴地射出激光光束L和辅助气体，通过激光光束L将工件W切断。结果，在工件W形成切口K，工件W沿着切断线l₁被切断。

另一方面，在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将工件W切断时，这些切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇的两侧是切断质量要求不同的产品区域E₁以及废料区域E₂。在本实施方式中，激光加工机10在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E之间切断的期间，根据这些区域E₁以及E₂的切断质量要求的差异，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁或者废料区域E₂偏移的状态。

例如，在图15所示的示例中，激光加工机10通过激光光束L沿着切断线l₂将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断。在该示例中，激光加工机10在切断切断线l₂的期间，将辅助气体B的中心轴A₂维持成从激光光束L的光轴A₁朝向产品区域E₁以偏移量δ偏移的状态。

这样在使中心轴A₂偏移时，可以在工件W的切断部位将吹到产品区域E₁的辅助气体B的比例设定得比废料区域E₂大。因此，即使与同轴地射出辅助气体B和激光光束L时(以下，称为“通常运转”)的加工条件相比而将规定为加工条件的、辅助气体向喷嘴30的供给压力SP设定得低，也可以在切断部位充分确保吹到产品区域E₁的辅助气体B的流速。

结果，即使将加工条件(例如，供给压力SP)设定得比通常运转时低，也可以通过以足够的流速吹到产品区域E₁的辅助气体B，将激光光束L加工的工件W的熔融材料吹散，因此，可以使形成在产品区域E₁的背面(即，下侧的面)的结瘤尺寸收敛为满足切断质量要求的值。

另一方面，在图16所示的示例中，激光加工机10在沿着切断线l₂将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，将辅助气体B的中心轴A₂维持成从激光光束L的光轴A₁朝向废料区域E₂以偏移量δ偏移的状态。这里，本发明者获得如下见解：有时在切断时吹到切断部位的辅助气体B的流速越大，通过激光光束切断工件时的切断面粗糙度越大(即，粗糙)。这意味着吹到切断部位的辅助气体B的流速越小，切断面粗糙度可能越小(光滑)。

如图16所示，在使辅助气体B的中心轴A₂朝向废料区域E₂偏移时，在切断部位吹到产品区域E₁的辅助气体B的比例小，由此，吹到产品区域E₁的辅助气体B的流速在切断部位可以变小。因此，作为切断质量要求，在要求切断后的产品区域E₁的切断面粗糙度低时，如图16所示，通过使中心轴A₂朝向废料区域E₂偏移，可以使产品区域E₁的切断面粗糙度收敛为满足切断质量要求的值。

如上所述，使中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁或者废料区域E₂偏移的控制，对于沿着切断线l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的情况也是一样的。这样，激光加工机10在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，根据切断质量要求的差异将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁或者废料区域E₂偏移的状态。

再次参照图1以及图2，在本实施方式中，存储部15存储数据表70。在该数据表70中相互关联起来地存储有使用加工头16切断工件W时的加工条件数据、以及使辅助气体B的中心轴A₂从激光光束L的光轴A₁偏移的偏移量δ。

以下的表1展示数据表70的一例。

表1

如表1所示，在数据表70中加工条件数据包含要加工的工件W的材质、工件W的厚度t、切断工件W的加工速度v、加工头16的喷嘴口径φ、辅助气体的供给压力SP、激光光束的焦点位置z、以及激光光束的输出特性值OP。

工件的材质例如是不锈钢(SUS301、SUS304等)、镍、铜等。工件W的厚度t是将工件W设置于工件工作台38时的z轴方向(或者，被照射的激光光束L的光轴A₁的方向)的厚度。加工速度v是将工件W切断时的激光光束L相对于工件W的速度，可以是平均速度、最高速度、或者最低速度。喷嘴口径φ是喷嘴30的射出口34的直径(或者半径)。

供给压力SP是从辅助气体供给装置18供给到加工头16的腔室36内的辅助气体的压力。激光光束L的焦点位置z是通过光学元件(聚焦透镜)26进行聚光的激光光束L的焦点位置，表示为z轴的坐标。激光光束L的输出特性值OP例如包含激光光束L的激光功率或者发送给激光振荡器14的激光功率指令值、激光振荡器14射出PW(脉冲振荡)激光光束时的频率或者占空比等。

在数据表70中，将偏移量δ与这些各种加工条件关联起来进行存储。另外，可以分别针对使中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁偏移的情况(例如，在切断质量要求是结瘤尺寸的情况)、使中心轴A₂从光轴A₁朝向废料区域E₂偏移的情况(例如，切断质量要求是切断面粗糙度的情况)，准备彼此不同的2个数据表70A以及70B。

存储在数据表70中的偏移量δ，在对应的加工条件下执行激光加工时，作为可以满足产品区域E₁的切断质量要求(结瘤尺寸、切断面粗糙度等)的最佳值而被求出。数据表70的加工条件与偏移量δ可以根据实验方法(按照经验)或者模拟方法求出，或者也可以通过后述的机器学习求出。

如果参照该数据表70，则在决定了加工条件时，能够唯一决定在该加工条件下可以满足切断质量要求的最佳偏移量δ。例如，当操作员作为加工条件将工件W的材质输入为“材质2”、将厚度t输入为“t₂”时，处理器13可以将其他加工条件决定为加工速度v＝“v₂”，喷嘴口径φ＝“φ₂”，供给压力SP＝“SP₂”，焦点位置z＝“z₂”，输出特性值＝“OP₂”，并且可以自动将偏移量δ决定为“δ₂”。

接着，对本实施方式涉及的激光加工的详细情况进行说明。作为激光加工的准备进程，例如处理器13受理切断质量要求相关的信息的输入。作为切断质量要求相关的信息，操作员例如输入结瘤尺寸、切断面粗糙度这样的信息，处理器13根据输入的切断质量要求相关的信息，决定使中心轴A₂偏移的方向(即，朝向产品区域E₁的方向、或者朝向废料区域E₂的方向)。可以代替的是，操作员可以将使中心轴A₂偏移的方向直接输入给控制装置12。

此外，处理器13从操作员受理加工条件(例如，工件的材质以及厚度t)的输入。并且，处理器13将所输入的加工条件适用于所输入的切断质量要求(即，使中心轴A₂偏移的方向)对应的数据表70中，来决定偏移量δ。以下，对受理的切断质量要求是针对结瘤尺寸的要求，在将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，使辅助气体B的中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁偏移的情况进行说明。

控制装置12的处理器13按照决定出的加工条件以及规定了偏移量δ的加工程序72，进行切断工件W的激光加工。具体来说，处理器13使移动机构20动作，以激光光束L的光轴A₁与点P₁(图13)交叉的方式对工件W配置加工头16。

接下来，处理器13对辅助气体供给装置18发送指令，对喷嘴30开始辅助气体的供给，并且对激光振荡器14发送指令，从激光振荡器14射出激光光束。由此，从喷嘴30的射出口34射出激光光束L和辅助气体B，用激光光束L对点P₁进行贯穿，在该点P₁形成贯穿孔。另外，在进行该贯穿时，移动装置22将激光光束L和辅助气体B配置成同轴。

接下来，处理器13使移动机构20进行动作，使激光光束L相对于工件W向前方相对移动，沿着点P₁到点P₂的切断线l₁将工件W切断。这里，在加工程序72中，将点P₁到点P₂的切断线l₁两侧的区域(第3区域以及第4区域)都指定为废料区域E₂。因此，在切断线l₁两侧的区域中切断质量要求没有不同，因此，在沿着切断线l₁将工件W切断的期间，处理器13将激光光束L和辅助气体B维持成同轴的状态。

并且，在激光光束L到达点P₂时(或者，到达之前)，处理器13使移动装置22进行动作，按照偏移量δ使中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁偏移。结果，如图15所示，辅助气体B的中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁以偏移量δ偏移。

并且，处理器13一边维持使中心轴A₂从光轴A₁偏移的状态，一边使移动机构20动作而使激光光束L相对于工件W向前方呈直线状地进行相对移动，通过激光光束L，从点P₂到点P₃沿着切断线l₂将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断。

接下来，处理器13使激光光束L相对于工件W向右前方呈弯曲状地进行相对移动，从点P₃到点P₄沿着切断线l₃将工件W切断。接下来，处理器13从点P₄到点P₅，使激光光束L相对于工件W向右方呈直线状地进行相对移动，沿着切断线l₄将工件W切断后，从点P₅到点P₆，使激光光束L相对于工件W向右后方呈直线状地进行相对移动，沿着切断线l₅将工件W切断。

接下来，处理器13使激光光束L相对于工件W向左后方呈弯曲状地进行相对移动，从点P₆到点P₇，沿着切断线l₆将工件W切断后，从点P₇到点P₂，使激光光束相对于工件W向左方呈直线状地进行相对移动，沿着切断线l₇将工件W切断。结果，工件W的产品区域E₁从废料区域E₂被割断。

在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，处理器13将辅助气体B的中心轴A₂维持成从光轴A₁向产品区域E₁偏移的状态。例如，处理器13对移动装置22进行控制以使中心轴A₂向与加工方向(即，激光光束L相对于工件W移动的方向)正交、且与x-y平面平行的方向，朝向产品区域E₁偏移。

另外，在本实施方式中，在受理的切断质量要求例如是针对切断面粗糙度的要求的情况下，处理器13可以对移动装置22进行控制，使得在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，使辅助气体B的中心轴A₂从光轴A₁朝向废料区域E₂偏移。

如上所述，在本实施方式中，控制装置12在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，根据切断质量要求(结瘤尺寸、切断面粗糙度)的差异，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁或者废料区域E₂偏移的状态。根据该结构，在对工件W的切断部位(切口K)的两侧指定了切断质量要求不同的产品区域E₁和废料区域E₂时，可以有效地满足该产品区域E₁的切断质量要求。

此外，例如在切断质量要求是结瘤尺寸时，如上所述，即使将作为加工条件的辅助气体的供给压力SP设定得更低，也能够在切断部位充分确保吹到产品区域E₁的辅助气体B的流速，因此，能够将形成在产品区域E₁的切断部位的结瘤尺寸抑制到满足切断质量要求的程度。因此，可以将加工条件设定得低，并且满足产品区域E₁的切断质量要求。

另外，在上述实施方式中，对控制装置12在切断切断线l₁的期间从喷嘴30同轴地射出激光光束L和辅助气体的情况进行了描述。但是，不限于此，控制装置12也可以在贯穿时或者之后，使中心轴A₂从光轴A₁朝向产品区域E₁或者废料区域E₂偏移，在将切断线l₁切断的期间，将该中心轴A₂维持成从光轴A₁偏移的状态。

接着，参照图17以及图18，对其他实施方式涉及的激光加工机80进行说明。激光加工机80与上述的激光加工机10的不同点在于还具有程序制作装置82。程序制作装置82例如是CAD和CAM等计算机，具有处理器、存储部、输入装置(键盘、鼠标、触摸面板等)、以及显示器(LCD、有机EL等。都未图示)等。

操作员对程序制作装置82的显示器进行目视确认，操作输入装置，制作加工对象工件的图面数据。以下，对操作员通过程序制作装置82制作图13所示的工件W的图面数据的情况进行说明。

操作员对制作出的工件W的图面数据的图像进行目视确认，操作程序制作装置82的输入装置，通过工件W的图像信息，指定切断线l、产品区域E₁以及废料区域E₂。根据操作员指定的切断线l、产品区域E₁以及废料区域E₂的图像信息，程序制作装置82的处理器自动决定沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断时的加工速度v。

作为一例，程序制作装置82的处理器以根据切断线l的轨迹形状使加工速度v变化的方式来决定该加工速度v。例如，在将沿着切断线l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断时的切断速度v分别设为v_l1、v_l2、v_l3、_vl4、v_l5、v_l6以及v_l7时，将沿着直线状的切断线l₁、l₂、l₄、l₅以及l₇进行切断时的切断速度v_l1、v_l2、v_l4、v_l5以及v_l7设定为规定的速度v_H。

另一方面，程序制作装置82的处理器将沿着弯曲状的切断线l₃以及L₆进行切断时的切断速度_vl3以及_vl6设定为比速度v_H小的v_L(＜v_H)。这样，程序制作装置82的处理器以根据切断线l的轨迹使加工速度v变化的方式来设定该加工速度v。

另外，切断速度v_l1、v_l2、v_l4、v_l5以及v_l7可以设定为比切断速度v_l3以及v_l6大，且彼此不同的值。此外，切断速度v_L3以及v_L6也可以设定为彼此不同的值。此外，不限于操作员手动指定切断线l、产品区域E₁以及废料区域E₂，程序制作装置82的处理器可以根据操作员制作出的工件W的图面数据，自动指定切断线l、产品区域E₁以及废料区域E₂。

接下来，操作员操作程序制作装置82的输入装置，输入各加工条件数据。具体来说，操作员输入上述加工条件数据中的工件W的材质、工件W的厚度t、加工头16的喷嘴口径φ、辅助气体的供给压力SP、激光光束的焦点位置z、以及激光光束的输出特性值OP。

另一方面，关于切断速度v，根据切断线l来决定。并且，操作员可以手动设定偏移量δ以便与决定出的加工速度v对应地进行变化。此时，操作员可以操作存储在存储部15中的数据表70，选择与加工速度v相适合的偏移量δ。

具体来说，能够以加工速度v越大，偏移量δ越小的方式来决定。即，该情况下，在沿着切断线l₁、l₂、l₄、l₅以及l₇以切断速度v_H将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断时，可以将此时的偏移量δ设定为δ_H，另一方面在沿着切断线l₃以及l₆以切断速度v_L将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断时，可以将此时的偏移量δ设定为比δ_H大的δ_L(＞δ_H)。

另外，也可以代替操作员手动设定偏移量δ，程序制作装置82的处理器根据切断速度v_H以及v_L自动设定偏移量δ_H以及δ_L。该情况下，该处理器可以参照数据表70，根据决定出的切断速度v_H和v_L、加工速度v以外的加工条件数据，从数据表70中读出最佳的偏移量δ_H以及δ_L。

这样，通过程序制作装置82制作加工程序84(图18)。该加工程序84中，对工件W指定切断线l、产品区域E₁以及废料区域E₂，作为加工条件，与工件W的材质和厚度t、喷嘴口径φ、供给压力SP、焦点位置z、以及激光光束L的输出特性值OP一起，规定根据切断线l决定出的加工速度v_H和v_L。并且，在加工程序84中规定了与加工速度v_H和v_L对应地设定的偏移量δ。通过程序制作装置82制作出的加工程序84存储在控制装置12的存储部15中。

在按照这样的加工程序84将工件W沿着切断线l切断时，处理器13在沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，与加工速度v对应地，使辅助气体B的中心轴A₂与激光光束L的光轴A₁的位置关系变化。

具体来说，处理器13使移动装置22进行动作，沿着切断线l₁、l₂、l₄、l₅以及l₇进行切断的期间，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₂)以偏移量δ_H偏移的状态，另一方面在沿着切断线l₃以及l₆进行切断的期间，使偏移量δ变化，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₂)以偏移量δ_L(＞δ_H)偏移的状态。

另外，处理器13可以在执行加工程序来切断工件W时，取得加工速度v(即，激光光束L相对于工件W的移动速度)，与取得的该加工速度v对应地，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化来控制偏移量δ。

加工速度v例如可以从移动机构20的伺服电动机发送的反馈(从检测伺服电动机的转速的编码器发送的转速等)求出。因此，该情况下，设置在移动机构20的伺服电动机的编码器构成取得加工速度v的加工速度取得部。

作为一例，处理器13在工件的切断过程中取得的加工速度v比第1阈值v_th1小时(v＜v_th1)，控制成偏移量δ＝δ_L，另一方面在加工速度v比第1阈值v_th1大时(v≥v_th1)，设定为偏移量δ＝δ_H(＜δ_L)。

另外，处理器13针对加工速度v可以设定从第1阈值v_th1到第n阈值v_th(n)为止总计n个阈值(n是2以上的整数)，与加工速度v的大小对应地多阶段性控制偏移量δ以使加工速度v越大偏移量δ越小。此外，处理器13也可以代替加工速度v而取得加速度。

如上所述，在本实施方式中，操作员或者程序制作装置82根据工件W的图像信息来决定加工速度v_H以及v_L，控制装置12在沿着切断线l进行切断的期间，根据决定出的加工速度v_H以及v_L使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化。

这里，有时与以更低速的加工速度v进行了切断时相比，在以更高速的加工速度v切断工件W时，在产品区域E₁与废料区域E₂之间形成的切口K的、与加工方向正交的方向的宽度w变小。这样在切口宽度w小时，即使将中心轴A₂的偏移量δ设定得小，也能够满足产品区域E₁的切断质量要求。根据本实施方式，与加工速度v_H以及v_L对应地在激光加工时精细地控制中心轴A₂与光轴A₁的位置关系，因此，可以更有效地满足产品区域E₁的切断质量要求。

此外，在本实施方式中，程序制作装置82的处理器根据工件W的图像信息自动决定加工速度v_H以及v_L。根据该结构，可以使准备加工程序84的作业简化。此外，在本实施方式中，程序制作装置82的处理器在与切断速度v_H以及v_L对应地自动设定偏移量δ_H以及δ_L时，可以使准备加工程序84的作业进一步简化。

接着，参照图19以及图20，对另一其他实施方式涉及的激光加工机90进行说明。激光加工机90与上述的激光加工机10的不同点在于还具有温度传感器92。温度传感器92在通过激光光束L切断工件W的期间，检测工件W的温度T。作为一例，温度传感器92在切断工件W的期间对所形成的切口K的一侧的产品区域E₁的表面(即，上侧的面)的温度T₁进行检测。

作为其他示例，温度传感器92在切断工件W的期间，对处于所形成的切口K的一侧的产品区域E1的表面的温度T₁、处于另一侧的废料区域E₂的表面的温度T₂进行检测。该情况下，1个温度传感器92可以对切口K两侧的温度T₁以及T₂进行检测，或者，温度传感器92也可以具有对产品区域E₁的温度T₁进行检测的第1温度传感器92A、对废料区域E₂的温度T₂进行检测的第2温度传感器92B。

温度传感器92在激光光束L相对于工件W的移动方向的后方侧在与光轴A₁近接的位置，对工件W的温度T进行检测。换言之，温度传感器92在通过激光光束L形成的之后的切口K的一侧(或者两侧)，对工件W的温度T进行检测。

控制装置12在沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，控制移动装置22，与温度传感器92检测出的温度T对应地，使辅助气体的中心轴A₂与激光光束L的光轴A₁的位置关系变化。以下对这样的控制进行说明。

因激光加工而产生的结瘤是高温的，因此假设当在产品区域E₁或者废料区域E₂的背面产生了较大尺寸的结瘤时，该结瘤的温度从背面传导至表面，该表面的温度与没有产生结瘤时相比有所上升。也就是说，可以发现激光加工时的产品区域E₁以及废料区域E₂的温度T与切断质量(结瘤尺寸)相关。

因此，在本实施方式中，控制装置12在沿着切断线l切断工件W的期间，与温度传感器92检测出的温度对应地，使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ变化。以下，参照图21对激光加工机90的动作流程进行说明。

控制装置12的处理器13按照存储在存储部15中的加工程序94，执行图21所示的流程。因此，在加工程序94中规定了执行图21所示的流程的各种指令。在处理器13从使用者、上位控制器、或者加工程序94受理了激光加工开始指令时，开始图21所示的流程。

在步骤S1中，处理器13开始激光加工。具体来说，处理器13与上述实施方式一样，在点P1通过激光光束L进行贯穿，接下来，控制移动机构20，使激光光束L相对于工件W相对移动，沿着切断线l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断。另外，在执行贯穿时，以及沿着切断线l₁将废料区域E₂切断的期间，处理器13同轴地射出辅助气体B和激光光束。

在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，处理器13使移动装置22进行动作，将辅助气体B的中心轴A₂维持成从激光光束L的光轴A₁朝向产品区域E₁偏移的状态。这里，处理器13在激光光束L到达切断线l₂的始点即点P₂时，使中心轴A₂从光轴A₁以初始偏移量δ₀偏移。

该初始偏移量δ₀可以根据数据表70来决定。例如，操作员在激光加工前决定了加工条件(例如，工件W的材质、厚度t)时，处理器13可以从数据表70中读出所决定的加工条件对应的偏移量δ，决定为初始偏移量δ₀。

在步骤S2中，处理器13开始温度传感器92进行的温度T的检测。作为一例，温度传感器92作为温度T而检测产品区域E₁的表面的温度T₁时，处理器13从温度传感器92连续(例如，周期)性地取得在切断工件W的期间由该温度传感器92检测出的温度T₁。

作为其他示例，温度传感器92作为温度T而对产品区域E₁的表面的温度T₁和废料区域E₂的表面的温度T₂进行检测时，处理器13从温度传感器92连续(例如，周期)性地取得通过激光光束L切断工件W的期间由该温度传感器92检测出的温度T₁以及T₂。

在步骤S3中，处理器13判定最近从温度传感器92取得的温度T是否是第1阈值T_th1以上。作为一例，在从温度传感器92取得了温度T₁时，处理器13判定最近取得的温度T₁是否是第1阈值T_{th1_1}以上(T₁≥T_{th1_1})。针对温度T₁预先设定该第1阈值T_{th1_1}并存储在存储部15中。

作为其他示例，在从温度传感器92取得了温度T₁以及T₂时，处理器13计算最近取得的温度T₁与温度T₂的温度差T_Δ(＝T₁-T₂)，判定该温度差T_Δ是否是第1阈值T_{th1_2}以上(T_Δ≥T_{th1_2})。针对温度差T_Δ预先设定该第1阈值T_{th1_2}并存储在存储部15中。

或者，处理器13计算最近取得的温度T₁与温度T₂的温度比R_T(＝T₁/T₂)，判定该温度比R_T是否是第1阈值T_{th1_3}以上(R_T≥T_{th1_3})。针对温度比R_T预先设定该第1阈值T_{th1_3}并存储在存储部15中。

这里，温度T₁是直接表示产品区域E₁的表面温度的温度，温度差T_Δ以及温度比R_T是将产品区域E₁的表面温度表示为相对于废料区域E₂的表面温度的相对值的温度。因此，温度T₁、T_Δ、R_T都可以视为与产品区域E₁的切断质量(结瘤尺寸)相关。

处理器13在判定为温度T(T₁、T_Δ、或者R_T)是第1阈值T_th1(T_{th1_1}、T_{th1_2}、或者T_{th1_3})以上(即，是)时，向步骤S5转移。另一方面，处理器13在判定为温度T比第1阈值T_th1小(即，否)时，向步骤S4转移。

在步骤S4中，处理器13对移动装置22进行控制，以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为初始偏移量δ₀。由此，中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁以初始偏移量δ₀偏移的状态。

在步骤S5中，处理器13输出第1警报。例如，处理器13生成“可能没有满足产品区域的切断质量要求(结瘤尺寸)”这样的声音或者图像的信号，通过设置在控制装置12的扬声器或者显示器(未图示)来进行输出。

在步骤S6中，处理器13判定最近从温度传感器92取得的温度T是否是第2阈值T_th2(＞T_th1)以上。作为一例，在从温度传感器92取得了温度T₁时，处理器13判定最近取得的温度T₁是否是第2阈值T_{th2_1}以上(T₁≥T_{th2_1})。该第2阈值T_{th2_1}作为比上述第1阈值T_{th1_1}大的值(即，T_{th2_1}＞T_{th1_1})，针对温度T1而被预先设定，并存储在存储部15中。

作为其他示例，在从温度传感器92取得了温度T₁以及T₂时，处理器13判定最近计算出的温度差T_Δ(＝T₁-T₂)是否是第2阈值T_{th2_2}以上(T_Δ≥T_{th2_2})。该第2阈值T_{th2_2}作为比上述第1阈值T_{th1_2}大的值(即，T_{th2_2}＞T_{th1_2})，针对温度差T_Δ而被预先设定，并存储在存储部15中。

或者，处理器13判定最近计算出的温度比R_T是否是第2阈值T_{th2_3}以上(R_T≥T_{th2_3})。该第2阈值T_{th2_3}作为比上述第1阈值T_{th1_3}大的值(即，T_{th2_3}＞T_{th1_3})，针对温度比R_T而被预先设定，并存储在存储部15中。

处理器13在判定为温度T(T₁、T_Δ、或者R_T)是第2阈值T_th2(T_{th2_1}、T_{th2_2}、或者T_{th2_3})以上(即，是)时，向步骤S5转移。另一方面，处理器13在判定为温度T比第2阈值T_th2小(即，否)时，向步骤S4转移。

在步骤S7中，处理器13对移动装置22进行控制以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第1偏移量δ₁。该第1偏移量δ₁作为比初始偏移量δ₀大的值(即，δ₁＞δ₀)而被预先设定。由此，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁以第1偏移量δ₁偏移的状态。

在步骤S8中，处理器13判定最近从温度传感器92取得的温度T是否是第3阈值T_th3(＞T_th2)以上。作为一例，在从温度传感器92取得了温度T₁时，处理器13判定最近取得的温度T₁是否是第3阈值T_{th3_1}以上(T₁≥T_{th3_1})。该第3阈值T_{th3_1}作为比上述第2阈值T_{th2_1}大的值(即，T_{th3_1}＞T_{th2_1})，针对温度T₁而被预先设定，并存储在存储部15中。

作为其他示例，在从温度传感器92取得了温度T₁以及T₂时，处理器13判定最近计算出的温度差T_Δ(＝T₁-T₂)是否是第3阈值T_{th3_2}以上(T_Δ≥T_{th3_2})。该第3阈值T_{th3_2}作为比上述第2阈值T_{th2_2}大的值(即，T_{th3_2}＞T_{th2_2})，针对温度差T_Δ而被预先设定，并存储在存储部15中。

或者，处理器13判定最近计算出的温度比R_T是否是第3阈值T_{th3_3}以上(R_T≥T_{th3_3})。该第3阈值T_{th3_3}作为比上述第2阈值T_{th2_3}大的值(即，T_{th3_3}＞T_{th3_3})，针对温度比R_T而被预先设定，并存储在存储部15中。

处理器13在判定为温度T(T₁、T_Δ、或者R_T)是第3阈值T_th3(T_{th3_1}、T_{th3_2}、或者T_{th3_3})以上(即，是)时，向步骤S10转移。另一方面，处理器13在判定为温度T比第3阈值T_th3小(即，否)时，向步骤S9转移。

在步骤S9中，处理器13对移动装置22进行控制以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第2偏移量δ₂。该第2偏移量δ₂作为比第1偏移量δ₁大的值(即，δ₂＞δ₁)而被预先设定。由此，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁以第2偏移量δ₂偏移的状态。

另一方面，在通过步骤S8判定为是时，在步骤S10中，处理器13对移动装置22进行控制以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第3偏移量δ₃。该第3偏移量δ₃作为比第2偏移量δ₂大的值(即，δ₃＞δ₂)而被预先设定。

由此，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁以第3偏移量δ₃偏移的状态。另外，关于上述第1偏移量δ₁、第2偏移量δ₂、以及第3偏移量δ₃可以使用实验方法或者模拟方法等，作为与温度T以及切断质量(结瘤尺寸)相关的参数来求出。

此外，与上述数据表70分开(或者，在数据表70中)制作将第1偏移量δ₃、第2偏移量δ₂、以及第3偏移量δ₃、温度T(T₁、T_Δ、R_T)关联起来存储的其他数据表，处理器13可以参照该其他数据表，根据检测出的温度T来决定偏移量δ。

在步骤S11中，处理器13判定激光加工是否结束。例如，处理器13从加工程序94所包含的指令、或者移动机构20的伺服电动机的反馈中，判定激光光束L是否到达切断线l₇的终点即点P₂。处理器13在激光光束L到达切断线l₇的点P₂时判定为是，结束图21所示的流程。另一方面，处理器13在激光光束L没有到达切断线l₇的点P₂时判定为否，返回到步骤S3。

如上所述，在本实施方式中，处理器13在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，根据与产品区域E₁的切断质量(结瘤尺寸)相关的温度T(T₁、T_Δ、R_T)，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化。

更具体来说，处理器13根据温度T的大小使偏移量δ变化，以便在T＜T_th1时为初始偏移量δ₀，在T_th1≤T＜T_th2时为第1偏移量δ₁，在T_th2≤T＜T_th3时为第2偏移量δ₂，在T_th3≤T时为第3偏移量δ₃。

根据该结构，在产品区域E₁产生的结瘤尺寸大的可能性越高(也就是说，温度T越高)，越是将中心轴A₂相对产品区域E₁侧的偏移量δ设定得大，可以将吹到产品区域E₁的辅助气体B的比例设定得大。结果，通过对偏移量δ进行控制可以降低产品区域E₁产生的结瘤尺寸。

此外，上述温度差T_Δ以及温度比R_T是将产品区域E₁的表面温度作为与废料区域E₂的表面温度的比较而相对表示的比，因此，即使因激光光束L使得产品区域E₁为高温，也能够排除激光光束L导致的温度上升的影响，通过温度差T_Δ以及温度比R_T高精度且定量地评价形成在产品区域E₁的结瘤尺寸。

另外，在本实施方式中，对处理器13在激光加工中将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁偏移的状态的情况进行了描述。但是不限于此，处理器13也可以在激光加工中将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向废料区域E₂偏移的状态。根据加工条件(供给压力SP等)的不同，在使中心轴A₂朝向废料区域E₂偏移时，有可能增大切口K中辅助气体的流速从而可以降低结瘤尺寸。

接着，参照图22以及图23，对另一其他实施方式涉及的激光加工机100进行说明。激光加工机100与上述激光加工机10的不同点在于还具有尺寸测量器102。尺寸测量器102例如具有光学式位移计、照相机、或者视觉传感器等，在通过激光光束L切断工件W的期间，对形成在产品区域E₁与废料区域E₂之间的切口K的宽度w进行测量。

控制装置12在沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，与尺寸测量器102测量出的切口宽度w对应地，使辅助气体的中心轴A₂与激光光束L的光轴A₁的位置关系变化。这里，在切口宽度w小时，即使将中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ设定得小，也可以满足产品区域E₁的切断质量要求(结瘤尺寸、切断面粗糙度等)。

因此，在本实施方式中，控制装置12在沿着切断线l将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，与尺寸测量器102测量出的切口宽度w对应地，使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ变化。以下，参照图24，对激光加工机100的动作流程进行说明。另外，在图24中，对与上述图21所示的流程一样的进程标注相同的步骤编号，省略重复的说明。

控制装置12的处理器13按照存储在存储部15中的加工程序104，执行图24所示的流程。因此，在加工程序104中规定了执行图24所示的流程的各种指令。在处理器13从使用者、上位控制器、或者加工程序104受理了激光加工开始指令时，开始图24所示的流程。

在步骤S1中，处理器13开始激光加工，在激光光束L到达切断线l₂的始点即点P₂时，使辅助气体B的中心轴A₂从激光光束L的光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₂)以初始偏移量δ₀偏移。

在步骤S21中，处理器13开始尺寸测量器102进行的切口宽度w的测量。具体来说，处理器13从尺寸测量器102连续(例如，周期)性地取得在切断工件W的期间由该尺寸测量器102测量出的切口宽度w。

在步骤S22中，处理器13判定最近从尺寸测量器102取得的切口宽度w是否是第1阈值w_th1以上。该第1阈值w_th1针对切口宽度w而被预先设定，并存储在存储部15中。处理器13在判定为切口宽度w是第1阈值w_th1以上(即，是)时，向步骤S23转移。另一方面，处理器13在判定为切口宽度w比第1阈值w_th1小(即，否)时，向步骤S4转移。

在步骤S23中，处理器13判定最近从尺寸测量器102取得的切口宽度w是否是第2阈值w_th2以上。该第2阈值w_th2作为比上述第1阈值w_th1大的值(即，w_th2＞w_th1)，针对切口宽度w而被预先设定，存储在存储部15中。处理器13在判定为切口宽度w是第2阈值w_th2以上(即，是)时，向步骤S25转移，另一方面在判定为切口宽度w比第2阈值w_th2小(即，否)时，向步骤S24转移。

在步骤S24中，处理器13控制移动装置22，以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第1偏移量δ₄。该第1偏移量δ₄作为比初始偏移量δ₀大的值(即，δ₄＞δ₀)而被预先设定。由此，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₁)以第1偏移量δ₄偏移的状态。

在步骤S25中，处理器13判定最近从尺寸测量器102取得的切口宽度w是否是第3阈值w_th3以上。该第3阈值w_th3作为比上述第2阈值w_th2大的值(即，w_th3＞w_th2)，针对切口宽度w而被预先设定，并存储在存储部15中。处理器13在判定为切口宽度w是第3阈值w_th3以上(即，是)时，向步骤S27转移，另一方面在判定为切口宽度w比第3阈值w_th3小(即，否)时，向步骤S26转移。

在步骤S26中，处理器13控制移动装置22，以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第2偏移量δ₅。该第2偏移量δ₅作为比第1偏移量δ₄大的值(即，δ₅＞δ₄)而被预先设定。由此，将中心轴A₂维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₁)以第2偏移量δ₅偏移的状态。

另一方面，在通过步骤S25判定为是时，在步骤S27中，处理器13控制移动装置22以使中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ为第3偏移量δ₆。该第3偏移量δ₆作为比第2偏移量δ₅大的值(即，δ₆＞δ₅)而被预先设定。

由此，将中心轴A2维持成从光轴A₁朝向产品区域E₁(或者废料区域E₁)以第3偏移量δ₆偏移的状态。另外，能够使用实验方法或者模拟方法等，作为切口宽度w以及切断质量(结瘤尺寸、切断面粗糙度等)相关的参数来求出上述第1偏移量δ₄、第2偏移量δ₅、以及第3偏移量δ₆。

此外，可以与上述数据表70分开(或者，在数据表70中)制作将第1偏移量δ₄、第2偏移量δ₅、以及第3偏移量δ₆、切口宽度w关联起来存储的其他数据表，处理器13参照该其他数据表，与测量出的切口宽度w对应地决定偏移量δ。

如上所述，在本实施方式中，处理器13在沿着切断线l₂、l₃、l₄、l₅、l₆以及l₇将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，与切口宽度w对应地，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化。更具体来说，处理器13与切口宽度w的大小对应地使偏移量δ变化，以便在w＜w_th1时为初始偏移量δ₀，在w_th1≤w＜w_th2时为第1偏移量δ₄，在w_th2＜w＜w_th3时为第2偏移量δ₅，在w_th3＜w时为第3偏移量δ₆。

这里，由于切口宽度w越大，越是增加吹到产品区域E₁的切断部位的辅助气体B的比例，因此就需要将中心轴A₂的偏移量δ设定得大。根据本实施方式，与切口宽度w对应地，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化，由此，可以精细地调整吹到产品区域E₁的辅助气体B的比例。结果，能够进一步有效地满足产品区域E₁的切断质量要求(结瘤尺寸)。

另外，对在激光加工机80、90以及100中，处理器13与加工速度v、温度T以及切口宽度w对应地决定使中心轴A₂从光轴A₁偏移的偏移量δ的情况进行了描述。但是，处理器13也可以与要求在工件W的切断工序中要达成的需求对应地决定偏移量δ。

作为一例，操作员作为应该达成的需求而选择高速切断、高精度切断、或者省气切断。在选择了高速切断的需求时，处理器13以与数据表70规定的通常的加工条件相比使加工速度v为高速的高速模式来进行激光加工。例如，处理器13在以该高速模式进行激光加工时，与数据表70规定的通常的偏移量相比将偏移量δ设定得小。

此外，在选择了高精度切断的需求时，处理器13与数据表70规定的通常的加工条件相比使加工速度v为低速，以精细地控制移动机构20的高精度模式来进行激光加工以便激光光束L准确地通过切断线l。例如，处理器13在以该高精度模式进行激光加工时，与数据表70规定的通常的偏移量相比将偏移量δ设定得大。

此外，在选择了省气切断的需求时，处理器13以与数据表70规定的通常的加工条件相比将供给压力SP设定得低的省气模式来进行激光加工。例如，处理器13在以该省气模式进行激光加工时，与数据表70规定的通常的偏移量相比将偏移量δ设定得大。这样，与要求在工件W的切断工序中要达成的需求对应地决定偏移量δ，可以与该需求对应，并且有效地满足产品区域E₁的切断质量要求。

接着，参照图25以及图26，对另一其他实施方式涉及的激光加工机110进行说明。激光加工机110与上述激光加工机10的不同点在于还具有位置检测部112。位置检测部112在激光加工前或者激光加工中，确认从喷嘴30射出的激光光束L的光轴A₁与辅助气体B的中心轴A₂的位置关系。

作为一例，位置检测部112具有：照相机、视觉传感器、或者光束分析仪(Beamprofiler)(例如，刀口型)等，配置于激光光束L的光轴A₁上。该情况下，位置检测部112可以直接对从喷嘴30射出的激光光束L进行检测，并且对喷嘴30的射出口34的中心点进行检测，根据这些激光光束L与射出口中心点的检测数据，来检测光轴A₁与中心轴A₂的位置关系(例如，x-y平面的坐标)。

例如，位置检测部112对在激光加工前，与来自控制装置12的规定指令值对应地移动装置22使光轴A₁与中心轴A₂从同轴向非同轴偏移时的，光轴A₁与中心轴A₂的位置关系进行检测。使用这样检测出的位置关系的数据，操作员可以对控制装置12的指令值与偏移量δ的相关关系进行校正。结果，处理器13能够在激光加工中使移动装置22进行动作，使中心轴A₂从光轴A₁朝向目标的方向以设为目标的偏移量δ准确地偏移。

作为其他示例，在移动装置22具有伺服电动机的情况下，位置检测部112具有对移动装置22的伺服电动机的旋转角度进行检测的编码器。该伺服电动机的旋转角度为表示光轴A₁与中心轴A₂的位置关系(x-y平面的坐标)的信息。控制装置12的处理器13可以从位置检测部112取得旋转角度，可以从取得的旋转角度确认光轴A₁与中心轴A₂的位置关系。该示例的情况下，位置检测部112可以在激光加工中对光轴A₁与中心轴A₂的位置关系进行检测。

例如，在将具有编码器的位置检测部112应用于上述激光加工机80、90或者110时，处理器13在与加工速度v、温度T、或者切口宽度w对应地使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化时，可以根据从位置检测部112取得的旋转角度随时确认中心轴A₂相对于光轴A₁的位置。因此，处理器13可以在激光加工中确认中心轴A₂相对于光轴A₁的位置，并且可以与加工速度v、温度T、或者切口宽度w对应地准确地控制中心轴A₂的偏移量δ。

接着，参照图27，对一实施方式涉及的机器学习装置120进行说明。机器学习装置120是用于对使从喷嘴30射出的激光光束L和辅助气体B从同轴向非同轴偏移时的偏移量δ进行学习的装置。机器学习装置120可以由具有处理器以及存储部的计算机、或者学习算法等软件构成。机器学习装置120例如能够用于制作上述数据表70。

为了对偏移量δ进行学习，在本实施方式中，激光加工机10重复执行按照尝试用加工程序121将尝试用工件W_T切断的尝试激光加工。图28表示尝试用工件W_T的一例。该工件W_T是四边形的平板部件。尝试用加工程序121中，对工件W_T指定多个切断线l_T1、l_T2、l_T3以及l_T4。

尝试激光加工中，激光加工机10在任意设定的加工条件(工件W的材质、厚度t、加工速度v、喷嘴口径φ、供给压力SP、焦点位置z、激光光束L的输出特性值OP)下，按照尝试用加工程序121，沿着切断线l_T1、l_T2、l_T3以及l_T4从后端到前端向前方依次切断工件W_T。

在将切断线l_T1、l_T2、l_T3以及l_T4切断的期间，激光加工机10从喷嘴30射出激光光束L和辅助气体B，并且将该辅助气体B的中心轴A₂维持成从该激光光束L的光轴A₁朝向任意方向以任意偏移量δ偏移的状态。激光加工机10每当将各切断线l_T1、l_T2、l_T3以及l_T4切断时，都随机变更中心轴A₂的偏移量δ以及偏移的方向。对多个工件W_T重复执行这样的尝试激光加工。

在沿着1个切断线l_T1、l_T2、l_T3、或者l_T4切断工件W_T后，测量部125对工件W_T的切断部位产生的结瘤尺寸进行测量。图29表示尝试激光加工的结果、在工件W_T的背面产生的结瘤的一例。在图29所示的示例中，尝试激光加工的结果，在工件W_T的切断部位形成切口K，在该切口K的左侧产生结瘤D₁，另一方面在切口K的右侧产生结瘤D₂。

作为结瘤D₁的尺寸F₁，例如具有结瘤D₁的z轴方向的高度H₁、或者结瘤D₁的x-y平面的面积(最大占有面积)G₁。同样地，作为结瘤D₂的尺寸F₂，例如具有结瘤D₂的z轴方向的高度H₂、或者结瘤D₂的x-y平面的面积(最大占有面积)G₂。测量部125具有尺寸测量规、照相机、或者视觉传感器等，对结瘤D₁以及D₂的尺寸F₁以及F₂进行测量。

如图27所示，机器学习装置120具有状态观测部122和学习部124。状态观测部122观测为了执行尝试激光加工而给予到激光加工机10的加工程序121所包含的加工条件数据、以及执行该加工程序121时产生的结瘤D₁、D₂的尺寸F₁、F₂的测量数据，作为表示切断工件W_T的环境的当前状态的状态变量SV。

测量数据包含工件W_T的切断部位(或者，切口K)两侧的结瘤D₁以及D₂各自的尺寸F₁以及F₂、或者结瘤D₁以及D₂彼此的尺寸差ΔF(＝|F₂-F₁|)。加工条件数据例如包含工件W_T的材质以及厚度t、加工速度v、喷嘴口径φ、供给压力SP、焦点位置z、以及激光光束L的输出特性值OP中的至少一个。学习部124使用状态变量SV(即，加工条件数据、测量数据F₁、F₂、ΔF)，将偏移量δ与工件W_T的切断质量关联起来进行学习。在本实施方式中，所谓切断质量是结瘤尺寸。

学习部124按照统称为机器学习的任意的学习算法，对中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ进行学习。学习部124根据包含重复执行尝试激光加工而获得的状态变量SV在内的数据集合可以反复执行学习。

通过重复这样的学习周期，学习部124可以自动识别暗示着切断质量(结瘤尺寸＝测量数据F₁、F₂、ΔF)与偏移量δ的相关性的特征。在开始学习算法时，测量数据F₁、F₂、ΔF与偏移量δ的相关性实际上是未知的，但是学习部124随着推进学习缓缓地识别特征来解析相关性。

将测量数据F₁、F₂、ΔF与偏移量δ的相关性解析为某种程度上可信的水准时，在切断当前状态的工件W_T时为了满足切断质量要求而应该使中心轴A₂进行怎样的偏移，为了进行这样的行为选择(也就是决策)，可以使用学习部124反复输出的学习结果。

也就是说，学习部124随着学习算法的推进，可以使表示工件W_T的当前状态与如下行为的相关性的偏移量δ缓缓地靠近最佳解，该行为是切断该当前状态的工件W_T时为了满足切断质量要求而应该使中心轴A₂进行怎样的偏移这样的行为。另外，关于该情况下的切断质量要求，例如尺寸F₁以及F₂的某一方是零(或者，接近零的值)。

如上所述，机器学习装置120使用状态观测部122观测到的状态变量SV(加工条件数据、尺寸F₁以及F₂)，学习部124按照机器学习算法，对中心轴A₂距光轴A₁的偏移量δ进行学习。根据机器学习装置120，通过使用学习部124的学习结果，可以自动且准确地求出偏移量δ。

只要可以自动求出偏移量δ，就可以从加工条件数据中，快速地决定满足切断质量要求所需的偏移量δ。因此，可以使在各种加工条件下求出偏移量δ的作业大幅简化。此外，由于根据庞大的数据集合来学习偏移量δ，因此，为了满足切断质量要求(结瘤尺寸)可以高精度地取得最佳的偏移量δ。

机器学习装置120中，学习部124执行的学习算法不做特别限定，例如，可以采用监督学习、无监督学习、强化学习、或者神经网络等作为机器学习而公知的学习算法。

图30是图1所示的机器学习装置120的一方式，作为学习算法的一例而表示具有执行强化学习的学习部124的结构。强化学习是如下方法：观测学习对象所在的环境的当前状态(即输入)并且以当前状态来执行规定行为(即输出)，试错性地反复进行对该行为给予何种回报这样的循环，将使回报总和最大化这样的对策(在本实施方式中是偏移量δ)作为最佳解来进行学习。

图30所示的机器学习装置120中，学习部124具有：回报计算部126，其求出与结瘤D₁、D₂的尺寸F₁、F₂、ΔF相关联的回报R；函数更新部128，其使用回报R来更新表示偏移量δ的价值的函数EQ。学习部124通过函数更新部128重复函数EQ的更新来学习偏移量δ。

对学习部124执行的强化学习的算法的一例进行说明。该示例涉及的算法作为Q学习(Q-learning)是已知的，是将行为主体的状态s与行为主体在该状态s下能够选择的行为a作为独立变量，对表示在状态s下选择行为a时的行为价值的函数EQ(s、a)进行学习的方法。

在状态s下选择价值函数EQ为最高的行为a是最佳解。状态s与行为a的相关性在未知的状态下开始Q学习，通过重复在任意状态s下选择各种行为a的试错，反复更新价值函数EQ，接近最佳解。这里，作为在状态s下选择行为a的结果当环境(即状态s)发生变化时，获得与该变化对应的回报(即行为a的权值)r，引导学习以选择获得更高的回报r的行为a，由此，可以以比较短的时间使价值函数EQ接近最佳解。

价值函数EQ的更新式一般情况下可以如下述的数学式(1)那样来表示。

在数学式(1)中，s_t和a_t分别是时刻t的状态和行为，状态因行为a_t而变化为s_t+1。r_t+1是状态从s_t变化为s_t+1而获得的回报。maxQ的项表示在时刻t+1进行作为最大价值Q的(在时刻t考虑的)行为a时的Q。α和γ分别是学习系数和折扣率，以0＜α≤1、0＜γ≤1来任意设定。

学习部124在执行Q学习时，状态观测部122观测到的状态变量SV与更新式的状态s相符，切断当前状态的工件W_T时应该使中心轴A₂从光轴A₁以何种程度偏移这样的行为(即，偏移量δ)与更新式的行为a相符。此外，回报计算部126求出的回报R与更新式的回报r相符。因此，函数更新部128通过使用了回报R的Q学习来重复更新表示切断当前状态的工件W_T时的偏移量δ的价值的函数EQ。

作为一例，回报计算部126与工件W_T的切断部位(或者切口K)两侧的结瘤D₁以及D₂彼此的尺寸差ΔF(＝|F₂-F₁|)对应地求出不同的回报R。例如，回报计算部126求出的回报R在产生了结瘤D₁的尺寸F₁与结瘤D₂的尺寸F₂的尺寸差ΔF时设为正回报R(plus)，另一方面在没有产生尺寸差ΔF时设为负回报R(minus)。正负回报R的绝对值可以彼此相同也可以不同。

此外，回报计算部126可以给予尺寸差ΔF越大、绝对值越大的回报R。例如，可以在0＜ΔF≤ΔF_th1时，给予回报R＝+1，在ΔF_th1＜ΔF≤ΔF_th2时，给予回报R＝+2，在ΔF_th2＜ΔF时，给予回报R＝+5。这样，求出根据条件进行了加权而得的回报R，可以在比较的短时间使Q学习收敛为最佳解。

作为其他示例，回报计算部126与工件W_T的切断部位(或者切口K)两侧的结瘤D₁以及D₂各自的尺寸F₁以及F₂对应地求出不同的回报R。例如，在尺寸F₁以及F₂的一方比阈值F_th1小且尺寸F₁以及F₂的另一方比阈值F_th2大时，回报计算部126求出的回报R设为正回报R。该阈值F_th1以及F_th2可以规定为彼此相同的值(F_th1＝F_th2)，或者彼此不同的值(例如，F_th1＜F_th2)。

另一方面，回报计算部126求出的回报R在尺寸F₁与尺寸F₂相同时设为负回报R。或者，在阈值F_th1＜阈值F_th2时，回报计算部126求出的回报R在尺寸F₁以及F₂是F_th1＜F₁＜F_th2，且F_th1＜F₂＜F_th2时，求出负回报R。

并且，回报计算部126除了尺寸F₁以及F₂、或者尺寸差ΔF，还可以与加工条件数据的差异对应地求出不同的回报R。例如，回报计算部126在产生尺寸差ΔF，且加工条件数据中的供给压力SP比基准值SP_R小时，给予正回报R。该基准值SP_R例如可以遵循过去的经验等由操作员预先设定。

函数更新部128可以具有将状态变量SV和回报R与函数EQ所表示的行为价值(例如数值)关联起来进行整理而得的行为价值表。该情况下，函数更新部128更新函数EQ这样的行为，与函数更新部128更新行为价值表这样的行为一样。

开始Q学习时环境的当前状态与偏移量δ的相关性是未知的，因此，以各种状态变量SV和回报R与随机规定的行为价值的值(函数EQ)关联起来的方式，准备行为价值表。另外，回报计算部126如果取得尺寸F₁以及F₂、或者尺寸差ΔF，可以立即计算出对应的回报R，将计算出的回报R的值写入到行为价值表中。

使用与结瘤尺寸(F₁、F₂、ΔF)对应的回报R来进行Q学习时，向选择获得更高回报R的行为(即，偏移量δ)的方向引导学习。并且，作为在当前状态下执行了选择出的行为的结果，根据变化的环境状态(即，状态变量SV)，改写在当前状态下进行的行为的行为价值的值(函数EQ)，更新行为价值表。

通过重复该更新，行为价值表所显示的行为价值的值(函数EQ)以越是适当的行为(偏移量δ)越是大的值的方式而被改写。这样，缓缓明确环境的当前状态(结瘤尺寸F₁、F₂、ΔF)和与其相对的行为(偏移量δ)之间的未知的相关性。

接着，参照图31对学习部124执行的Q学习的流程的一例进行进一步说明。该流程中，学习部124使用与尺寸差ΔF以及加工条件数据对应的回报R，来进行Q学习。在步骤S31中，函数更新部128一边参照该时间点的行为价值表，一边随机选择偏移量δ作为载状态观测部122观测到的状态变量SV表示的当前状态下进行的行为。

在步骤S32中，函数更新部128作为状态观测部122观测到的当前状态的状态变量SV而取入尺寸差ΔF。具体来说，激光加工机10在任意的加工条件下，按照通过步骤S1选择出的偏移量δ来执行尝试激光加工。状态观测部122观测进行该尝试激光加工时的加工条件数据、以及作为尝试激光加工的结果而得的尺寸差ΔF，来作为状态变量SV。函数更新部128取入状态观测部122观测到的状态变量SV。

在步骤S33中，函数更新部128判定通过步骤S32取入的尺寸差ΔF是否比零大。函数更新部128在尺寸差ΔF比零大时判定为是，向步骤S34转移，另一方面在尺寸差ΔF是零时判定为否，向步骤S35转移。另外，函数更新部128可以在尺寸差ΔF比预先设定为接近零的值的阈值ΔF_th0(＞0)大时判定为是。

在步骤S34中，回报计算部126求出正回报R。此时，如上所述，回报计算部126可以以尺寸差ΔF越大、回报R的绝对值越大的方式求出回报R。回报计算部126将求出的正回报R应用于函数EQ的更新式。这样，通过给予与尺寸差ΔF对应的回报R，向选择尺寸差ΔF变大(换言之，尺寸F₁以及F₂的某一方变小)的行为的方向，引导学习部124的学习。

另一方面，在通过步骤S33判定为否时，在步骤S35中，回报计算部126求出负回报R，应用于函数EQ的更新式。另外，回报计算部126在该步骤S35中，可以代替给予负回报R而设为回报R＝0，应用于函数EQ的更新式。

在步骤S36中，函数更新部128判定通过步骤S32取入的加工条件数据中是否存在应该给予正回报R的差异。例如，函数更新部128判定加工条件数据中的供给压力SP是否比基准值SP_R小，在供给压力SP比基准值SP_R小时判定为是。

可以代替的是，函数更新部128可以判定加工条件数据中的加工速度v是否比基准值v_R大，在加工速度v比基准值v_R大时判定为是。函数更新部128在判定为是时，向步骤S37转移，另一方面判定为否时，步骤S38转移。

在步骤S37中，回报计算部126求出正回报R。此时求出的回报R可以作为通过上述的步骤S36判定出差异的加工条件数据对应的值，由操作员预先设定。例如，在步骤S36中，在作为加工条件数据判定出供给压力SP的差异时，回报计算部126给予与供给压力SP对应的正回报R。通过这样给予供给压力SP对应的回报R，向选择供给压力SP变小(换言之，消耗辅助气体变少)的行为的方向，引导学习部124的学习。

另一方面，在步骤S36中，在作为加工条件数据而判定出加工速度v的差异时，回报计算部126给予与加工速度v对应的正回报R。通过这样给予加工速度v对应的回报R，向选择加工速度v变大(换言之，周期时间变少)的行为的方向，引导学习部124的学习。回报计算部126将求出的正回报R应用于函数EQ的更新式。

在步骤S38中，函数更新部128使用当前状态下的状态变量SV、回报R、行为价值的值(更新后的函数EQ)来更新行为价值表。这样，学习部124通过重复步骤S31～S38来反复更新行为价值表，进行偏移量δ的学习。

在推进上述的强化学习时，例如可以代替Q学习，而使用神经网络。图32示意性地表示神经元的模型。图33示意性地表示将图32所示的神经元组合而构成的三层神经网络的模型。例如，由实现模拟了神经元模型的处理器和存储器等来构成神经网络。

图32所示的神经元针对多个输入i(这里作为一个示例，输入i₁～输入i3)输出结果o。对各输入i(i1、i2、i3)分别乘以权值w(w1、w2、w3)。输入i与结果o的关系可以由下述的数学式(2)来表示。另外，输入i、输出o以及权值w都是向量。此外，在数学式(2)中，θ是偏置(bias)，f_k是激活函数。

【数学式2】

图33所示的三层神经网络从左侧输入多个输入i(这里作为一例，输入i1～输入i3)，从右侧输出结果o(这里作为一例，结果o1～结果o3)。在图示的示例中，输入i1、i2、i3分别乘以对应的权值(统一表示为W1)，各输入i1、i2、i3输入到三个神经元N11、N12、N13的每一个。

在图33中，将神经元N11～N13的各自输出统一表示为H1。H1可以看作是提取出输入向量的特征量而得的特征向量。在图示的示例中，特征向量H1分别乘以对应的权值(统一表示为W2)，各特征向量H1输入到两个神经元N21、N22的每一个。特征向量H1表示权值W1与权值W2之间的特征。

在图33中，将神经元N21～N22的各自输出统一表示为H2。H2可以看作是提取出特征向量H1的特征量而得的特征向量。在图示的示例中，特征向量H2分别乘以对应的权值(统一表示为W3)，各特征向量H2输入到三个神经元N31、N32、N33的每一个。特征向量H2表示权值W2与权值W3之间的特征。最后，神经元N31～N33分别输出结果o1～o3。

在机器学习装置120中，将状态变量SV作为输入i，学习部124进行按照上述的神经网络的多层结构的演算，由此，可以输出偏移量δ(结果o)。另外，神经网络的动作模式中可以存在学习模式与价值预测模式，例如在学习模式下使用学习数据集来学习权值W，在价值预测模式下使用学习到的权值W进行行为的价值判断。另外，在价值预测模式下可以进行检测、分类、推论等。

上述的机器学习装置120的结构可以表述为计算机的处理器执行的机器学习方法(或者，软件)。关于该机器学习方法，处理器将给予激光加工机10的加工程序121所包含的加工条件数据、以及执行了该加工程序121的在工件W_T的切断部位(或者切口K)产生的结瘤D₁、D₂的尺寸F₁F₂、ΔF的测量数据观测为表示切断工件W_T的环境的当前状态的状态变量SV，使用该状态变量SV，将偏移量δ与工件W_T的切断质量(结瘤尺寸)关联起来进行学习。

图34表示其他实施方式涉及的机器学习装置130。机器学习装置130与上述机器学习装置120的不同点在于还具有决策部132。决策部132根据学习部124的学习结果，输出指示给激光加工机10的偏移量δ的指令值C_δ。

决策部132输出偏移量δ时，与其对应地，环境134的状态(结瘤尺寸F₁、F₂、ΔF)发生变化。状态观测部122将按照决策部132输出的指令值C_δ执行了加工程序121时的结瘤尺寸F₁、F₂、ΔF作为下一学习周期的测量数据，来观测状态变量SV。

学习部124使用发生了变化的状态变量SV，例如对价值函数EQ(即行为价值表)进行更新，由此学习偏移量δ。决策部132在学习到的偏移量δ下，与状态变量SV对应地输出指令值C_δ。通过重复该周期，机器学习装置130进行偏移量δ的学习，使该偏移量δ的可靠性缓缓提升。

机器学习装置130获得与上述机器学习装置120同等的效果。特别是，机器学习装置130可以通过决策部132的输出使环境134的状态变化。另一方面，在机器学习装置130中，可以对外部装置(例如，控制装置12)要求与决策部相当的功能，该决策部用于将学习部124的学习结果反映给环境。

另外，作为上述机器学习装置120或者130的变形例，状态观测部122作为状态变量SV可以进一步观测工件W_T的背面的切口宽度w的测量数据。背面的切口宽度w例如可以通过上述的尺寸测量器102来进行测量。学习部124可以作为状态变量而进一步使用切口宽度w，来学习偏移量δ。

例如，在图30所示的机器学习装置120中，回报计算部126在切口宽度w是零(或者，接近零的阈值以下)时，可以求出负回报R。在执行了尝试激光加工时，在工件W_T的背面的切口宽度w是零的情况下，激光光束L不贯穿工件W_T。该情况下，终究没有形成结瘤D₁、D₂，因此，通过将回报R设为负，可以向选择避免背面的切口宽度w为零的行为的方向，引导学习部124的学习。

可以将上述机器学习装置120或者130安装于激光加工机10。以下，参照图35以及图36对安装了机器学习装置130的激光加工机10’进行说明。激光加工机10’还具有上述的测量部125，可以针对设置于工件工作台38的尝试用工件W_T执行尝试激光加工。

如图36所示，处理器13承担作为上述机器学习装置130(即，状态观测部122、学习部124以及决策部132)的功能。测量部125对结瘤D₁以及D₂的尺寸F₁以及F₂进行测量，控制装置12从测量部125发送的数据中取得测量数据F₁、F₂、ΔF。

此外，处理器13取得用于执行尝试激光加工的加工程序121所包含的加工条件数据(工件W_T的材质、厚度t、加工速度v、喷嘴口径φ、供给压力SP、焦点位置z、激光光束L的输出特性值)。该加工条件数据例如可以通过设置于控制装置12的输入装置(键盘、鼠标、触摸面板等。未图示)由操作员输入。这样，处理器13作为取得加工条件数据以及测量数据的状态数据取得部136发挥功能。

本实施方式涉及的激光加工机10’在控制装置12中具有机器学习装置130，由此，可以使用重复执行尝试激光加工时的学习部124的学习结果，自动且准确地求出对切断质量(结瘤尺寸)最佳的偏移量δ。

另外，在加工程序72、84、94、或者104中，可以对工件W指定横断产品区域E₁的其他切断线。图37表示这样的工件W的变形例。图37所示的工件W’中，除了切断线l₁～l₇，还指定了点P₈到点P₉呈直线状延伸的切断线l₈。该情况下，在加工程序72、84、94、或者104中，将切断线l₈两侧的区域都指定为产品区域E₁。

例如，激光加工机10、80、90、100、或者110的控制装置12在沿着切断线l₁～l₇切断了工件W后，通过激光光束L沿着切断线l₈将产品区域E₁的左侧区域(第3区域)与右侧区域(第4区域)之间切断。在切断线l₈两侧的区域中切断质量要求没有不同，因此，在沿着切断线l₈将产品区域E₁切断的期间，处理器13将激光光束L和辅助气体B维持成同轴的状态。

此外，作为上述激光加工机90的动作的一例，对图21所示的流程进行了说明。但是，不限于此，还考虑激光加工机90的动作流程的其他示例。以下，参照图38，对激光加工机90的动作流程的其他示例进行说明。另外，在图38所示的流程中，对与图21所示的流程同样的进程标注相同的步骤编号省略重复的说明。

在图38所示的流程中，激光加工机90的处理器13使偏移量δ阶段性增大以便温度T(T₁、T_Δ、或者R_T)收敛到第1阈值T_th1(T_{th1_1}、T_{th1_2}、或者T_{th1_3})以下的范围。具体来说，处理器13在步骤S7之后，循环步骤S3以及S11，将偏移量δ维持成第1偏移量δ₁，直到在步骤S3或者S11判定为是为止。另一方面，处理器13在步骤S7之后执行的步骤S3判定为是时，在步骤S9中，使偏移量δ从第1偏移量δ₁增大至第2偏移量δ₂。

步骤S9之后，处理器13循环步骤S3以及S11，将偏移量δ维持成第2偏移量δ₂，直到在步骤S3或者S11判定为是为止。另一方面，处理器13在步骤S9之后执行的步骤S3判定为是时，在步骤S10中，使偏移量δ从第2偏移量δ₂增大至第3偏移量δ₃。

在步骤S10之后，处理器13循环步骤S3以及S11，将偏移量δ维持成第3偏移量δ₃，直到在步骤S3或者S11判定为是为止。另一方面，处理器13在步骤S10之后执行的步骤S3判定为是时，向步骤S41转移。

在步骤S41中，处理器13输出第2警报。例如，处理器13生成“辅助气体的中心轴的偏移量最大，但是可能不满足产品区域的切断质量要求(结瘤尺寸)”这样的音声或者图像的信号，通过设置于控制装置12的扬声器或者显示器(未图示)来输出。之后，处理器13将偏移量δ维持成第3偏移量δ₂，继续激光加工，直到步骤S11判定为是为止。

这样，根据图38所示的流程，处理器13与温度T对应地使中心轴A₂向产品区域E₁侧的偏移量δ阶段性增大以使温度T(T₁、T_Δ、或者R_T)收敛到第1阈值T_th1(T_{th1_1}、T_{th1_2}、或者T_{th1_3})以下的范围。根据该结构，可以控制成使产品区域E₁产生的结瘤尺寸与切断质量要求相符。

另外，上述的切口K的宽度w与激光光束的输出特性值OP相关。具体来说，照射到工件W的激光光束L的激光功率越大，形成的切口K的宽度w越大。因此，处理器13可以与激光光束的输出特性值OP对应地控制偏移量δ。

例如，在图24所示的流程中，可以代替切口K的宽度w，而取得激光光束的输出特性值OP，与取得的输出特性值OP对应地使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化，从而控制偏移量δ。该情况下，处理器13在步骤S21中开始输出特性值OP的取得。例如，在输出特性值OP是激光光束L的激光功率时，激光加工机100代替(或者除去)尺寸测量器102，而具有激光功率测量器，处理器13可以从该激光功率测量器取得激光功率作为输出特性值OP。

可以代替的是，在输出特性值OP是激光功率指令值、或者PW激光光束的频率或者占空比时，在加工程序中规定这些参数，或者将这些参数作为设定值而存储在存储部15中。因此，处理器13可以从加工程序或者存储部15取得激光功率指令值、或者PW激光光束的频率或者占空比的数据。

在步骤S22中，处理器13判定最近取得的输出特性值OP是否是第1阈值OP_th1以上。处理器13在输出特性值OP是第1阈值OP_th1以上时判定为是，向步骤S23转移，另一方面在输出特性值OP比第1阈值OP_th1小时判定为否，向步骤S4转移。

在步骤S23中，处理器13判定最近取得的输出特性值OP是否是第2阈值OP_th2(＞OP_th1)以上。处理器13在输出特性值OP是第2阈值OP_th2以上时判定为是，向步骤S25转移，另一方面在输出特性值OP比第2阈值OP_th2小时判定为否，向步骤S24转移。

在步骤S25中，处理器13判定最近取得的输出特性值OP是否是第3阈值OP_th3(＞OP_th2)以上。处理器13在输出特性值OP是第3阈值OP_th3以上时判定为是，向步骤S27转移，另一方面在输出特性值OP比第3阈值OP_th3小时判定为否，向步骤S26转移。

这样，处理器13在将产品区域E₁与废料区域E₂之间切断的期间，与输出特性值OP对应地，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化。具体来说，处理器13与输出特性值OP的大小对应地使偏移量δ变化，以使在OP＜OP_th1时为初始偏移量δ₀，在OP_th1≤OP＜OP_th2时为第1偏移量δ₄，在OP_th2≤OP＜OP_th3时为第2偏移量δ₅，在OP_th3≤OP时为第3偏移量δ₆。

根据该结构，与依赖于输出特性值OP使得切口宽度w变化相对应地，使中心轴A₂与光轴A₁的位置关系变化，由此，可以精细地调整吹到产品区域E₁的辅助气体B的比例。结果，能够更有效地满足产品区域E₁的切断质量要求(结瘤尺寸)。

另外，存储部15不限于内置在控制装置12中，可以是外装于控制装置12的存储器装置(硬盘、EEPROM等)中，或者，也可以是内置在经由网络与控制装置12连接的外部机器(服务器等)中。

此外，可以省略上述的光纤32，例如通过反射镜使从激光振荡器14射出的激光光束反射，由此，向加工头16进行导光。此外，移动机构20不限于上述的结构。例如，移动机构20可以构成为使加工头16(或者工件工作台)向x轴方向、y轴方向以及z轴方向进行移动。

此外，工件W不限于图13所示的示例。例如，在工件W中，切断线l₃或者l₆可以是以形成锐角、直角或者钝角的方式弯曲的弯曲线。该情况下，沿着弯曲的切断线l₃以及L₆进行切断时的切断速度v_l3以及v_l6与上述实施方式一样，设定为比速度v_H小的速度v_L。

以上，通过实施方式对本公开进行了说明，但是上述实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。

Claims

1.一种激光加工机，其特征在于，具有：

加工头，其能够同轴和非同轴地射出激光光束和辅助气体；以及

数据表，其将使用所述加工头来切断工件时的加工条件数据与偏移量相互关联起来进行存储，其中，所述偏移量是为了在切断所述工件的期间在切断线的两侧使切断质量不同而使所述辅助气体的中心轴从所述激光光束的光轴偏移的偏移量。

2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，

所述加工条件数据包含工件的材质、工件的厚度、切断工件的加工速度、所述加工头的喷嘴口径、辅助气体的供给压力、激光光束的焦点位置、以及激光光束的输出特性值中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的激光加工机，其特征在于，

所述激光加工机还具有：移动装置，其按照所述偏移量使所述中心轴从所述光轴偏移。

4.根据权利要求3所述的激光加工机，其特征在于，

所述激光加工机还具有：温度传感器，其在切断工件的期间对工件的温度进行检测，

所述移动装置与检测出的所述温度对应地使所述中心轴与所述光轴的位置关系变化。

5.根据权利要求3所述的激光加工机，其特征在于，

所述激光加工机还具有：尺寸测量器，其在切断工件的期间对沿着所述切断线的切口宽度进行测量，

所述移动装置与测量出的所述切口宽度对应地使所述中心轴与所述光轴的位置关系变化。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的激光加工机，其特征在于，

所述加工头具有：喷嘴，其射出激光光束并且喷射辅助气体，

所述移动装置通过移动所述喷嘴来使所述中心轴从所述光轴偏移。

7.根据权利要求3～5中任一项所述的激光加工机，其特征在于，

所述喷嘴具有：多个排放口，其排放辅助气体，

所述移动装置通过使所述多个排放口中的辅助气体的流量不同来使所述中心轴从所述光轴偏移。

8.根据权利要求3～5中任一项所述的激光加工机，其特征在于，

所述加工头具有：光学元件，其对激光光束进行导光，

所述移动装置通过移动所述光学元件来使所述中心轴从所述光轴偏移。

9.根据权利要求3～5中任一项所述的激光加工机，其特征在于，

所述加工头具有：光混合部，其将多个激光光束混合，

所述移动装置通过使所述光混合部中的激光光束的混合方式不均匀来使所述中心轴从所述光轴偏移。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的激光加工机，其特征在于，

所述激光加工机还具有：位置检测部，其用于确认所述中心轴与所述光轴的位置关系。