JP2002239760A

JP2002239760A - レーザ加工機の加工条件決定方法およびその装置

Info

Publication number: JP2002239760A
Application number: JP2001035748A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Imai; 潔今井
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Engineering Center Co Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】加工担当者の経験や能力に左右されず、「面
あらさ」、「ドロス付着量」、「加工速度」等の品質特
性を相互に矛盾なく最良にでき、光エネルギの変換効率
を尺度とする評価特性を実現する。【解決手段】加工速度を含まない所望の加工条件を仮
に設定し、この設定した加工条件下で加工速度を段階的
に変更してその都度加工を行い、各段階の加工速度での
ワークの加工状態に基づき、加工可能な加工速度の範囲
を求める。設定する加工条件を変えて、加工の実行およ
びを記加工可能な加工速度の範囲を求めることを所要回
数繰り返す。そして、加工可能な加工速度の範囲が最も
大きくなる加工条件を最適の加工条件として決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種のレーザ加
工機に適用されるレーザ加工機の加工条件決定方法と、
レーザ加工機の加工条件決定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レーザ加工機の加工条件を決定
するにあたり、従来は、加工担当者が実際に加工を行い
ながら、レーザ出力、パルスデューティ比（ＣＷす
なわち連続波の場合は１００％）、パルス周波数（Ｃ
Ｗはこの指定は不要）、アシストガス圧、加工速
度、レンズ焦点距離、等の各項目の最適値を経験と勘
により決めていた。

【０００３】また、最適な加工条件を決める場合の評価
特性は、面あらさ、ドロス付着量、加工速度、
アシストガス消費量、コーナ部の溶け、等が一般的な
ものであり、このうち面あらさとドロス付着量は、
担当者の目視による感覚的（定量的でない）な評価であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものは、以下のようなさまざまな問題があっ
た。すなわち、ワークの材質、板厚が同じであっても、
材料メーカやロットの違いで最適な加工条件が異なるた
め、材料メーカやロットが変わるたびに加工条件の出し
直しをしなければならない。また、材料メーカやロット
が同じワークであっても、加工機が異なると、レーザ発
振器や駆動系等における機械固有のばらつきにより最適
な加工条件が変化するため、加工機ごとに加工条件の出
し直しをしなければならない。

【０００５】また、「面あらさ」、「ドロス付着量」、
「加工速度」は、どれか１つの特性を良くすれば他の特
性が犠牲になる場合が多いため、担当者の経験や能力の
程度によって加工条件は同一にならない傾向があり、と
くに、「面あらさ」、「ドロス付着量」は目視による感
覚的な判断であるため、担当者の経験や能力の程度によ
って、加工条件が同一にならない傾向がいっそう強くな
る。

【０００６】また、「面あらさ」、「ドロス付着量」、
「加工速度」は、レーザ加工機の基本機能である光エネ
ルギの変換機能を評価する尺度ではなく、品質特性であ
るため、評価特性ごとの最適条件が相互に矛盾する可能
性が大きい。すなわち、「面あらさ」を良くする条件、
「ドロス付着量」を良くする条件、および「加工速度」
を良くする条件を別々に出す必要があり、最適条件を矛
盾なく決定するには、光エネルギの変換効率を尺度とす
る評価特性にしなければならない。光エネルギの変換効
率を最大にする加工条件は、品質特性である「面あら
さ」、「ドロス付着量」、「加工速度」のすべてを矛盾
なく最適化することができる。

【０００７】さらに重要なことは、「加工速度」が、加
工条件にも加工性能の評価特性にも含まれてしまってい
ることである。すなわち、「加工速度」は大きければ大
きいほど良い特性であり、「加工速度」を調整して「面
あらさ」、「ドロス付着量」を良くするという加工条件
の決め方は、過少均衡の条件を選択する可能性が大き
く、作業効率の悪いアルゴリズムである。

【０００８】この発明の課題は、上記従来のもののもつ
問題点を排除して、加工担当者の経験や能力に左右され
ず、「面あらさ」、「ドロス付着量」、「加工速度」等
の品質特性を相互に矛盾なく最良にでき、光エネルギの
変換効率を尺度とする評価特性を実現することのできる
レーザ加工機の加工条件決定方法およびその装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するものであって、請求項１に係る発明は、レーザ加
工機の加工条件を決定する方法であって、加工速度を含
まない所望の加工条件を仮に設定し、前記設定した加工
条件下で加工速度を段階的に変更してその都度加工を行
い、前記各段階の加工速度でのワークの加工状態に基づ
き、加工可能な加工速度の範囲を求め、前記設定する加
工条件を変えて、前記加工を行うとともに前記加工可能
な加工速度の範囲を求めることを所要回数繰り返し、前
記加工可能な加工速度の範囲が最も大きくなる加工条件
を最適の加工条件として決定するレーザ加工機の加工条
件決定方法である。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の発
明において、前記加工条件には、レーザ出力、パルスデ
ューティ比、パルス周波数、アシストガス圧、レンズ焦
点距離、等の値が含まれ、これらの中から最適化したい
加工条件を適当数選んでその各値を変えながら、前記加
工および前記範囲の求めを所要回数繰り返すレーザ加工
機の加工条件決定方法である。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１記載の発
明において、前記ワークの加工状態が、切断箇所で分離
され、かつ、切断状況が均一であるとき、当該加工状態
は前記加工可能な加工速度の範囲内にあると判定するレ
ーザ加工機の加工条件決定方法である。

【００１２】請求項４に係る発明は、レーザ加工機の加
工条件を決定する装置であって、ワークの加工による切
断箇所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得ら
れたワークの切断状況を分析して、ワークの加工状態が
正常か否かを判定する制御手段とを備えているレーザ加
工機の加工条件決定装置である。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項４記載の発
明において、前記撮像手段はワークの前記切断箇所を表
裏両面から撮像し、前記制御手段は、ワークの前記切断
状況がワークを貫通して均一であるとき、当該ワークの
加工状態が正常であると判定するレーザ加工機の加工条
件決定装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照して説明する。図１は、この発明によるレーザ加工
機の加工条件決定装置の一実施の形態を示す概略的構成
図であり、このレーザ加工機の加工条件決定装置１は、
レーザ加工機１０、ＮＣ装置６０、レーザ発振ユニット
７０、アシストガス圧制御ユニット８０、軸駆動ユニッ
ト９０、および撮像用コントロールユニット１００を備
えている。

【００１５】レーザ加工機１０は、レーザ加工ヘッド２
０、ワーククランプ３０、および撮像ユニット４０、５
０を備えている。

【００１６】ＮＣ装置６０は、「レーザ出力」「パルス
デューティ比」「パルス周波数」の各信号をレーザ発振
ユニット７０に適用するものであり、ＮＣ装置６０から
適用された各信号に基づくパルス列によって、レーザ発
振ユニット７０からレーザビームが出力され、レーザ加
工ヘッド２０からノズル２１を通してワークＷに照射さ
れるようになっている。このときＮＣ装置６０は、アシ
ストガス圧制御ユニット８０を介して、ノズル２１から
酸素、窒素等のアシストガスを供給する。また、ＮＣ装
置６０は、軸駆動ユニット９０を制御してワーククラン
プ３０およびレーザ加工ヘッド２０をＸ、Ｙ各方向に駆
動し、ワークＷに所望の形状を切断加工する。さらに、
ＮＣ装置６０は、撮像用コントロールユニット１００を
介して、撮像ユニット４０、５０によりワークＷの切断
箇所を撮像し、得られたワークＷの切断状況を分析し
て、ワークＷの加工状態が正常か否かを判定するように
なっている。

【００１７】図２、図３は、図１のレーザ加工機１０の
要部を拡大して示すものである。図２に示すように、レ
ーザ加工機１０の上部フレーム１１前面には、Ｙ軸方向
に沿って延びた２本のガイドレール１２、１２およびボ
ールネジ１３が設けられている。また、上部フレーム１
１前面には、ガイドレール１２、１２に案内される図示
しないガイドおよびボールネジ１３と螺合する図示しな
いボールナットを備えたＹ軸キャリッジ１４が移動可能
に取り付けられている。そのため、Ｙ軸キャリッジ１４
は、ボールネジ１３の右端に連結された駆動モータ１５
の駆動にともない、ガイドレール１２、１２に沿ってＹ
軸方向にスムーズに移動するようになっている。そし
て、Ｙ軸キャリッジ１４には、下端にノズル２１を備え
たレーザ加工ヘッド２０が設けられている。

【００１８】図３に示すように、レーザ加工機１０の右
部フレーム３１左側面には、Ｘ軸方向に沿って延びた２
本のガイドレール３２、３２およびボールネジ３３が設
けられている。また、右部フレーム３１左側面には、ガ
イドレール３２、３２に案内されるガイド３４、３４
（図２参照）およびボールネジ３３と螺合するボールナ
ット３５（図２参照）を備えたワーククランプ３０、３
０が移動可能に取り付けられている。そのため、ワーク
クランプ３０、３０は、加工テーブル３６に載せられた
ワークＷの右側縁をクランプした状態で、ボールネジ３
３の後端に連結された図示しない駆動モータの駆動にと
もない、ガイドレール３２、３２に沿ってＸ軸方向にス
ムーズに移動するようになっている。

【００１９】そして、ボールネジ１３用の駆動モータ１
５の駆動、および、ボールネジ３３用の駆動モータの駆
動は、いずれも、軸駆動ユニット９０を介してＮＣ装置
６０により制御されるため、レーザ加工機１０は、ワー
クＷの任意の位置にレーザ加工ヘッド２０を位置決めす
ることができるようになっている。

【００２０】図２に示すように、レーザ加工機１０のＹ
軸キャリッジ１４には、レーザ加工ヘッド２０と並ん
で、ワークＷ表面を撮像する撮像ユニット４０が設けら
れている。撮像ユニット４０内部には、ワークＷにレー
ザ加工されたスリット、丸穴等の切断箇所を撮像する画
像取り込み用のＣＣＤカメラ４１、ＣＣＤカメラ４１の
撮像用に絞りとピントを調整するレンズユニット４２、
ＣＣＤカメラ４１およびレンズユニット４２を保護する
ＵＶフィルタ４３、およびエアシリンダ４４が設けられ
ている。エアシリンダ４４から下方へ延びたピストンロ
ッド４５の下端には、リング照明４６を備えた支持部材
４７が取り付けられ、支持部材４７の下端には、スプリ
ング４８を介してワーク押さえ４９が取り付けられてい
る。

【００２１】図３に示すように、レーザ加工機１０の加
工テーブル３６下部に設けた支持フレーム５１前面に
は、Ｙ軸方向に沿って延びた２本のガイドレール５２、
５２およびボールネジ５３が設けられている。また、支
持フレーム５１前面には、ガイドレール５２、５２に案
内されるガイド５４、５４およびボールネジ５３と螺合
するボールナット５５を備えた撮像ユニット５０が移動
可能に取り付けられている。そのため、撮像ユニット５
０は、ボールネジ５３の一端に連結された図示しない駆
動モータの駆動にともない、ガイドレール５２、５２に
沿ってＹ軸方向にスムーズに移動するようになってい
る。撮像ユニット５０は、ワークＷ裏面を撮像するもの
であり、ワークＷ表面を撮像する撮像ユニット４０と同
様に構成されたものが、撮像ユニット４０とは上下反転
した状態で取り付けられている。

【００２２】そして、ボールネジ１３用の駆動モータ１
５の駆動、ボールネジ３３用の駆動モータの駆動、およ
び、ボールネジ５３用の駆動モータの駆動は、いずれ
も、軸駆動ユニット９０を介してＮＣ装置６０により制
御されるため、レーザ加工機１０は、ワークＷの任意の
切断線位置に撮像ユニット４０、５０を位置決めするこ
とができるようになっている。

【００２３】撮像ユニット４０、５０はいずれも、撮像
用コントロールユニット１００を介して、ＮＣ装置６０
により制御される。そのため、ワークＷ表面の切断箇所
を撮像するときは、ＮＣ装置６０が撮像用コントロール
ユニット１００を介して、撮像ユニット４０のリング照
明４６を点灯してワークＷ表面の切断箇所を照らすとと
もに、エアシリンダ４４をオンしてワーク押さえ４９で
ワークＷを押さえ、レンズユニット４２で絞りとピント
を調整したうえ、ＣＣＤカメラ４１で撮像する。また、
ワークＷ裏面の切断箇所を撮像するときは、ＮＣ装置６
０が撮像用コントロールユニット１００を介して、撮像
ユニット５０を同様に作動させて撮像する。そして、Ｎ
Ｃ装置６０は、撮像ユニット４０、５０により撮像して
得られたワークＷの切断状況を図４、図５に示すように
して分析し、ワークＷの加工状態が正常か否かを判定し
て、加工性能を評価するようになっている。

【００２４】図４は加工性能の評価方法を示す説明図で
ある。図４に示すように、「レーザ出力」、「パルスデ
ューティ比」、「パルス周波数」、「アシストガス
圧」、「レンズ焦点距離」、等の中から最適化したい加
工条件を適当数選び、加工速度を段階的に変更しなが
ら、加工条件を決定したい材質、板厚のワークＷに、長
さ５０〜１００ｍｍ程度で、Ｘ、Ｙのいずれか一方向ま
たは両方向にスリット加工を行う（スリット番号１〜１
０）。このとき、最適化したい加工条件には「加工速
度」を含まないことが重要である。

【００２５】加工速度が極端に小さいときは、光エネル
ギが過大なため「セルフバーニング」となり、加工不可
となる。セルフバーニングは異常燃焼で、レーザビーム
の当たる場所よりはるかに広い範囲で酸化燃焼が発生
し、切断幅が異常に広く、切断線はがたがたになる（ス
リット番号１）。また、加工速度が小さいうちは、加工
が可能でも、切断したスリットの幅が不均一になる（ス
リット番号２、３）。

【００２６】加工速度を増加していくと、良好な品質で
加工可能となる。ここで加工が可能とは、材料に対して
レーザビームが貫通し切断線で分離でき、かつ切断幅が
均一である場合をいう。この領域では切断線が狭く、ド
ロスの付着もない。ただし、ここではスリットの幅の均
一性だけを問題にしていて、切断幅の大小、面あらさの
良否、およびドロスの付着量は問題にしない（スリット
番号４、５、６、７、８）。

【００２７】さらに加工速度を増加していくと、光エネ
ルギが過小になり、レーザビームが裏面に達するか達し
ないかの限界となるため、切断が不完全で裏面の状態も
悪くなってくる（スリット番号９）。最終的に「ガウジ
ング」を起こし、加工不可となる。ガウジングは、レー
ザビームが裏面まで到達せず、切断ではなく溝を掘った
にすぎないため、切断線で分離できない（スリット番号
１０）。

【００２８】ここで、加工可能な加工速度のうち、小さ
い方の限界速度をＦ_min（図４ではＦ４）、大きい方の
限界速度をＦ_max（図４ではＦ８）とし、Ｆ_max−Ｆ_m
in＝Ｆ_range＝Ｆ８−Ｆ４とする。Ｆ_rangeの値がこの
場合の加工条件の評価値である。

【００２９】そして、図５に示すように、適当数選んだ
最適化したい加工条件の各値を変えながら、Ｆ_rangeの
値を求め、Ｆ_rangeの一番大きい加工条件の組み合わせ
が最適条件である。

【００３０】図５は、加工条件の各値が異なる３種類の
加工条件１〜３で加工した場合（ケース１〜３）の加工
性能の評価方法を示す説明図である。

【００３１】図５（ａ）に示すように、ケース１（加工
条件１）では、Ｆ１、Ｆ２は、セルフバーニングを起こ
し加工不可となる。また、Ｆ３〜Ｆ５は良好な切断を行
うことができ、加工可能領域である。さらに、Ｆ６、Ｆ
７は、光エネルギが過小になり、切断が不完全な領域ま
たはガウジング領域であり、加工不可領域である。した
がって、加工条件１の評価値は、Ｆ_range＝Ｆ５−Ｆ３
である。

【００３２】図５（ｂ）に示すように、ケース２（加工
条件２）では、加工可能領域はＦ２〜Ｆ７であるから、
加工条件２の評価値は、Ｆ_range＝Ｆ７−Ｆ２である。

【００３３】図５（ｃ）に示すように、ケース３（加工
条件３）では、加工可能領域はＦ２〜Ｆ８であるから、
加工条件３の評価値は、Ｆ_range＝Ｆ８−Ｆ２である。

【００３４】その結果、これら３つの加工条件のうち最
適条件は、Ｆ_rangeの一番大きい加工条件３であること
がわかる。

【００３５】次に、上記の実施の形態の作用について、
図６〜図１０に示すフローチャートを用いて説明する。

【００３６】まず、図６に示すように、レーザ出力（３
水準Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（但しＳ１＜Ｓ２＜Ｓ３））、パ
ルスデューティ比（３水準Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３（但しＤ１
＜Ｄ２＜Ｄ３））、パルス周波数（３水準Ｈ１，Ｈ２，
Ｈ３（但しＨ１＜Ｈ２＜Ｈ３））を入力する（ステップ
Ｓ１）。また、加工速度の範囲（Ｆ１〜Ｆ１０（但しＦ
１＜Ｆ１０））、加工速度のピッチ（Ｐ１，Ｐ２（但し
Ｐ１＞Ｐ２））を入力する（ステップＳ２）。さらに、
Ｓｉ＝Ｓ１，Ｄｊ＝Ｄ１，Ｈｋ＝Ｈ１，Ｆｎ＝Ｆ１，Ｐ
ｍ＝Ｐ１とする（ステップＳ３）。

【００３７】つぎに、図７に示すように、Ｓｉ＞＝Ｓ３
かを判定し（ステップＳ１１）、ＮＯの場合は、パルス
出力をＳｉ（Ｗ）に設定する（ステップＳ１２）。続い
て、Ｄｊ＞＝Ｄ３かを判定し（ステップＳ１３）、ＮＯ
の場合は、パルスデューティ比をＤｊ（％）に設定する
（ステップＳ１４）。続いて、Ｈｋ＞＝Ｈ３かを判定し
（ステップＳ１５）、ＮＯの場合は、パルス周波数をＨ
ｋ（Ｈｚ）に設定する（ステップＳ１６）。続いて、Ｆ
ｎ＝＞Ｆ１０かを判定し（ステップＳ１７）、ＮＯの場
合は、加工速度をＦｎに設定して（ステップＳ１８）、
スリットを切断し（ステップＳ１９）、Ｆｎ＝Ｆｎ＋Ｐ
１とする（ステップＳ２０）。

【００３８】そして、ステップＳ１７がＹＥＳになる
と、ｎ＝１とし（ステップＳ２１）、ｋ＝ｋ＋１とする
（ステップＳ２２）。また、ステップＳ１５がＹＥＳに
なると、ｋ＝１とし（ステップＳ２３）、ｊ＝ｊ＋１と
する（ステップＳ２４）。また、ステップＳ１３がＹＥ
Ｓになると、ｊ＝１とし（ステップＳ２５）、ｉ＝ｉ＋
１とする（ステップＳ２６）。

【００３９】さらに、ステップＳ１１がＹＥＳになる
と、図８に示すように、スリットを撮像し、各スリット
ごとの加工可否を判定する（ステップＳ３１）。また、
Ｆレンジ（Ｆ_range＝Ｆ_max−Ｆ_min）を計算する（ス
テップＳ３２）。そして、Ｆレンジの一番大きかった加
工条件の組み合わせ「Ｓ_opt１」，「Ｄ_opt１」，「Ｈ
_opt１」を仮の最適条件とする（ステップＳ３３）。さ
らに、Ｓｉ＝Ｓ_opt１＊０．７，Ｄｊ＝Ｄ_opt１＊０．
７，Ｈｋ＝Ｈ_opt１＊０．７，Ｆｎ＝Ｆ１とする（ステ
ップＳ３４）。

【００４０】つぎに、図９に示すように、Ｓｉ＞＝Ｓ_o
pt１＊１．３かを判定し（ステップＳ４１）、ＮＯの場
合は、パルス出力をＳｉ（Ｗ）に設定する（ステップＳ
４２）。続いて、Ｄｊ＞＝Ｄ_opt１＊１．３かを判定し
（ステップＳ４３）、ＮＯの場合は、パルスデューティ
比をＤｊ（％）に設定する（ステップＳ４４）。続い
て、Ｈｋ＞＝Ｈ_opt１＊１．３かを判定し（ステップＳ
４５）、ＮＯの場合は、パルス周波数をＨｋ（Ｈｚ）に
設定する（ステップＳ４６）。続いて、Ｆｎ＝＞Ｆ１０
かを判定し（ステップＳ４７）、ＮＯの場合は、加工速
度をＦｎに設定して（ステップＳ４８）、スリットを切
断し（ステップＳ４９）、Ｆｎ＝Ｆｎ＋Ｐ２とする（ス
テップＳ５０）。

【００４１】そして、ステップＳ４７がＹＥＳになる
と、Ｆｎ＝Ｆ１とし（ステップＳ５１）、Ｈｋ＝Ｈｋ＋
Ｈ_opt１＊０．３とする（ステップＳ５２）。また、ス
テップＳ４５がＹＥＳになると、Ｈｋ＝Ｈ_opt１＊０．
７とし（ステップＳ５３）、Ｄｊ＝Ｄｊ＋Ｄ_opt１＊
０．３とする（ステップＳ５４）。また、ステップＳ４
３がＹＥＳになると、Ｄｊ＝Ｄ_opt１＊０．７とし
（ステップＳ５５）、Ｓｉ＝Ｓｉ＋Ｓ_opt１＊０．３と
する（ステップＳ５６）。

【００４２】さらに、ステップＳ４１がＹＥＳになる
と、図１０に示すように、スリットを撮像し、各スリッ
トごとの加工可否を判定する（ステップＳ６１）。ま
た、Ｆレンジ（Ｆ_range＝Ｆ_max−Ｆ_min）を計算する
（ステップＳ６２）。そして、Ｆレンジの一番大きかっ
た加工条件の組み合わせ「Ｓ_opt２」，「Ｄ_opt２」，
「Ｈ_opt２」を最適条件とする（ステップＳ６３）。

【００４３】以上のように、ワークＷ表面を撮像する撮
像ユニット４０、および、ワークＷ裏面を撮像する撮像
ユニット５０を用いて、各スリットごとの加工可否を判
定することで、加工条件の最適な組み合わせを決定する
ことができることとなる。

【００４４】また、ワークＷ表面を撮像する撮像ユニッ
ト４０だけを用いる場合、または、ワークＷ裏面を撮像
する撮像ユニット５０だけを用いる場合でも、同様にし
て、「切断線の均一性」に基づいて加工性能を評価する
ことが可能である。

【００４５】また、ワークＷ裏面を撮像する撮像ユニッ
ト５０だけを用いる場合は、図１１のようにして加工性
能を評価することもできる。すなわち、加工条件を一定
にして加工速度を増加していくと、ワークＷ裏面の切断
幅は図１１に示すようになる。図１１において、Ｆ１近
傍はエネルギ過大で加工不可領域であり、また、Ｆ３近
傍はエネルギ過小で加工不可領域である。Ｆ２近傍は良
好な切断を行うことが可能で加工可能領域である。その
ため、Ｆ２を評価特性とし、Ｆ２領域が大きいものほど
加工条件がよいものと決定することができることとな
る。

【００４６】なお、上記の実施の形態では、加工条件は
「レーザ出力」「パルスデューティ比」「パルス周波
数」の３種類の場合を示したが、これに限定するもので
なく、例えば、レーザ出力、パルスデューティ比、パル
ス周波数、アシストガス圧、レンズ焦点距離、等の中か
ら最適化したい加工条件を適当数選ぶことができ、３種
類より多くても少なくても可能である。

【００４７】また、上記の実施の形態では、３種類の加
工条件「レーザ出力」「パルスデューティ比」「パルス
周波数」をそれぞれ３水準で設定したが、これに限定す
るものでなく、例えば、３水準より多くても少なくても
可能であり、また、上記の実施の形態では、３種類の加
工条件「レーザ出力」「パルスデューティ比」「パルス
周波数」をそれぞれ３水準ですべての組み合わせについ
てスリット切断を行なったが、これに限定するものでな
く、例えば、直交表を利用することで効率的に行うこと
も可能である。

【００４８】さらに、上記の実施の形態では、スリット
の形状を線分としたが、これに限定するものでなく、例
えば、直角に曲がるカギ型のコーナ形状としてもよく、
そのような形状で加工条件を最適化すれば、コーナの溶
け落ちにとくに強い加工条件を決定することが可能であ
る。

【００４９】

【発明の効果】この発明は以上のように、加工速度を含
まない所望の加工条件を仮に設定し、前記設定した加工
条件下で加工速度を段階的に変更してその都度加工を行
い、前記各段階の加工速度でのワークの加工状態に基づ
き、加工可能な加工速度の範囲を求め、前記設定する加
工条件を変えて、前記加工を行うとともに前記加工可能
な加工速度の範囲を求めることを所要回数繰り返し、前
記加工可能な加工速度の範囲が最も大きくなる加工条件
を最適の加工条件として決定するように構成したので、
加工担当者の経験や能力に左右されず、「面あらさ」、
「ドロス付着量」、「加工速度」等の品質特性を相互に
矛盾なく最良にすることができ、それにより、光エネル
ギの変換効率を尺度とする評価特性を実現することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ加工機の加工条件決定装置の一実施の形
態を示す概略的構成図である。

【図２】図１のレーザ加工機の要部を示す正面図であ
る。

【図３】図１のレーザ加工機の要部を示す左側面図であ
る。

【図４】加工性能の評価方法を示す説明図である。

【図５】加工性能の評価方法を示す説明図である。

【図６】図１のものの動作を示すフローチャート（１／
５）である。

【図７】図１のものの動作を示すフローチャート（２／
５）である。

【図８】図１のものの動作を示すフローチャート（３／
５）である。

【図９】図１のものの動作を示すフローチャート（４／
５）である。

【図１０】図１のものの動作を示すフローチャート（５
／５）である。

【図１１】加工性能の評価方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１レーザ加工機の加工条件決定装置１０レーザ加工機１１上部フレーム１２ガイドレール１３ボールネジ１４Ｙ軸キャリッジ１５駆動モータ２０レーザ加工ヘッド２１ノズル３０ワーククランプ３１右部フレーム３２ガイドレール３３ボールネジ３４ガイド３５ボールナット３６加工テーブル４０撮像ユニット４１ＣＣＤカメラ４２レンズユニット４３ＵＶフィルタ４４エアシリンダ４５ピストンロッド４６リング照明４７支持部材４８スプリング４９ワーク押さえ５０撮像ユニット５１支持フレーム５２ガイドレール５３ボールネジ５４ガイド５５ボールナット６０ＮＣ装置７０レーザ発振ユニット８０アシストガス圧制御ユニット９０軸駆動ユニット１００撮像用コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ加工機の加工条件を決定する方法
であって、加工速度を含まない所望の加工条件を仮に設定し、前記設定した加工条件下で加工速度を段階的に変更して
その都度加工を行い、前記各段階の加工速度でのワークの加工状態に基づき、
加工可能な加工速度の範囲を求め、前記設定する加工条件を変えて、前記加工を行うととも
に前記加工可能な加工速度の範囲を求めることを所要回
数繰り返し、前記加工可能な加工速度の範囲が最も大きくなる加工条
件を最適の加工条件として決定する、ことを特徴とする
レーザ加工機の加工条件決定方法。
【請求項２】前記加工条件には、レーザ出力、パルス
デューティ比、パルス周波数、アシストガス圧、レンズ
焦点距離、等の値が含まれ、これらの中から最適化した
い加工条件を適当数選んでその各値を変えながら、前記
加工および前記範囲の求めを所要回数繰り返すことを特
徴とする請求項１記載のレーザ加工機の加工条件決定方
法。
【請求項３】前記ワークの加工状態が、切断箇所で分
離され、かつ、切断状況が均一であるとき、当該加工状
態は前記加工可能な加工速度の範囲内にあると判定する
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機の加工条
件決定方法。
【請求項４】レーザ加工機の加工条件を決定する装置
であって、ワークの加工による切断箇所を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られたワークの切断状況を分析し
て、ワークの加工状態が正常か否かを判定する制御手段
と、を備えていることを特徴とするレーザ加工機の加工
条件決定装置。
【請求項５】前記撮像手段はワークの前記切断箇所を
表裏両面から撮像し、前記制御手段は、ワークの前記切
断状況がワークを貫通して均一であるとき、当該ワーク
の加工状態が正常であると判定することを特徴とする請
求項４記載のレーザ加工機の加工条件決定装置。