JP2004330272A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加工装置の各部品の経年変化や温度の影響をも加味したレーザ出力の補正が簡単にできるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ出力基準指令値Ｐｓｃでレーザ発振器を作動させたときの出力値を、基準出力値Ｐ（θ）として温度θ毎にテーブルＴＢ１に記憶しておく。レーザ発振器立ち上げ時に、基準指令値Ｐｓｃを指令し出力値Ｐｒを測定し、補正係数ｋを求め更新する。そのときの温度の基準出力値Ｐ（θ）と実出力測定値Ｐｒより補正値ΔＰを求め記憶しておく。温度θを測定する毎に、テーブルＴＢ１よりその温度θの基準出力値Ｐ（θ）を求め、該基準出力値Ｐ（θ）から補正値ΔＰを減じて推定実出力値Ｐａを求め補正係数ｋを更新する。立ち上げ時に求めた補正値ΔＰにより、温度が変わったときの出力値を推定し補正係数ｋを求め更新する。温度が所定温度に達すると指令値と出力値に基づいて補正係数ｋを更新し確定する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置に関するもので、特に、レーザ出力の補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工装置による加工において、加工性能を一定に保持するには、レーザ発振器から出力された出力値、すなわち出力パワーを正確に制御する必要がある。しかし、レーザ加工装置においては、レーザ光の経路を変えるためミラーの角度を変えるものであるが、このミラー角度の変動や、ミラー等の光学部品の汚染等によって、さらには高周波電源の損失等によってこの出力パワーは経年変化する。
そこで、この経年変化を補正する方法として、レーザ発振器への指令値と実際の出力値の関係を予め求めてテーブルに記憶しておき、必要なレーザ出力値を得る指令値をこのテーブルに基づいて求め、指令するようにした発明が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された発明では、上述した経年変化に対応して、一定期間毎にテーブルを変更する必要があり、テーブルの作成し直しに困難な面を有している。そこで、レーザ発振器の立ち上げ時に、レーザ出力が安定した後、出力測定装置でレーザ出力を測定し、指令値に対する測定レーザ出力値より補正係数を求め、以後指令値にこの補正値を乗じて指令値を補正して加工を行うという簡単な方法によるレーザ出力補正方法も開発されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平３−６２５１５号公報
【特許文献２】
特許第２８０４０２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ発振器の出力パワーは、上述したレーザ加工装置の各部品の経年変化による変化以外に、レーザ発振器の作動時の温度によってもその出力パワーは変化する。そのため、この作動時の温度も考慮する必要がある。
上述した特許文献２に記載の発明では、レーザ発振器の立ち上げ時にレーザ出力を測定することによって簡単にレーザ出力の補正値を得ることができる。レーザ発振器においては、発振器を早く安定状態にするために、発振器に供給される冷却水は水温管理がなされて供給されるものであるが、レーザ発振器の立ち上げ時には、この水温管理も立ち上げ状態であり、冷却水の水温は管理が不完全なまま供給されている。レーザ出力が安定する時間よりも冷却水の水温が所望値に保持されるまでの時間の方が長いことから、水温が変動する途中でレーザ出力が測定され、その結果に基づいて補正係数が求められることになる。
レーザ発振器の立ち上げ時にレーザ出力が安定した後、レーザ出力を測定し、それに基づいて補正係数を求めても、この補正係数は、経年変化による出力パワーの変化に対応するものしか得られず、温度による影響が考慮されていないものとなる。そのため、水温が所定の温度に達した定常状態では、レーザ出力値が変わり正確なレーザ出力値を得ることができないという問題がある。
そこで、本発明の目的は、レーザ加工装置の各部品の経年変化や温度の影響をも加味したレーザ出力の補正が簡単にできるレーザ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係わる発明は、レーザ出力指令値に補正係数を乗じた補正指令値をレーザ発振器に指令して加工を行うレーザ加工装置において、レーザ発振器から出力されるレーザの出力値を測定して実出力測定値を求める出力測定手段と、前記レーザ発振器における温度制御対象の温度を測定する温度測定手段と、レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して、各温度毎に前記実出力測定値の関係を示す関係情報を格納する格納手段と、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値より補正係数を求めて補正係数を更新する第１の更新手段と、前記レーザ発振器の立ち上げ時に前記温度測定手段で測定された温度と前記格納手段に格納された関係情報に基づいて補正値を演算する手段と、前記温度測定手段で測定される温度が所定温度に達するまで温度を測定するごとに、前記関係情報と測定温度及び前記補正値に基づいて補正係数を求め更新する第２の更新手段とを備えるもので、これにより、レーザ発振器の立ち上げ時から定常状態に移行する間も簡単にレーザ出力指令値を補正して安定したレーザ出力を得るようにしたものである。
【０００７】
請求項２に係わる発明においては、前記格納手段に格納される関係情報としては、温度毎に、レーザ出力基準指令値に対するレーザ出力を測定した値が基準出力値として記憶されており、前記補正値を演算する手段は、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して実出力測定値を得たときの測定温度に対応する前記基準出力値と前記実出力測定値とにより補正値を求める手段を備え、前記第２の更新手段は、前記関係情報より求めた前記温度測定手段で測定された温度に対する前記基準出力値と前記補正値より推定実出力値を算出する算出手段と、レーザ出力基準指令値と該推定実出力値より補正係数を求め更新する手段を備えるものである。
【０００８】
また、請求項３に係わる発明においては、前記格納手段に格納される関係情報としては、温度毎に、指令値に対するレーザ出力を測定した値より求めた補正係数が基準補正係数として記憶されており、前記補正値を演算する手段は、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して実出力測定値を得たときの測定温度に対応する前記基準補正係数と前記第１の更新手段で求めた補正係数に基づいて補正値を求める手段を備え、前記第２の更新手段は、前記格納手段より前記温度測定手段で測定された温度に対する前記基準補正係数と前記補正値より推定補正係数を算出し求めた推定補正係数を補正係数として更新する手段を備えるものとした。
また、請求項４に係わる発明は、前記温度測定手段で測定される温度が所定温度に達すると、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値と前記レーザ出力基準指令値により補正係数を求めて補正係数を更新する第３の更新手段をさらに備えるものとした。
【０００９】
請求項５に係わる発明は、レーザ出力指令値に補正係数を乗じた補正指令値をレーザ発振器に指令して加工を行うレーザ加工装置において、レーザ発振器から出力されるレーザの出力値を測定して実出力測定値を求める出力測定手段と、前記レーザ発振器における温度制御対象の温度を測定する温度測定手段と、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値より補正係数を求めて補正係数を更新する第１の更新手段と、前記温度測定手段により測定温度が所定値に達したことが検出されたとき、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値と前記レーザ出力基準指令値により、補正係数を求めて補正係数を更新する第２の更新手段とを備えるものとした。
【００１０】
また、前記請求項２に係わる発明において、請求項６に係わる発明は、前記補正値を前記測定温度での基準出力値と前記実出力測定値との差分値とし、さらに、請求項７に係わる発明は、前記推定実出力値を、前記温度測定手段で温度を測定する毎に、測定温度での前記基準出力値に前記補正値を加減算して求めるようにした。
また、前記請求項３に係わる発明において、請求項８に係わる発明は、前記補正値を、前記第１の更新手段で求めた補正係数を前記測定温度での基準補正係数で除して求めるようにし、さらに、請求項９に係わる発明は、前記推定実出力値を、前記温度測定手段で温度を測定する毎に、測定温度での前記基準補正係数に前記補正値を乗じて求めるようにした。
請求項１０に係わる発明は、前記レーザ発振器の温度制御対象の温度を冷却水の水温とし、請求項１１に係わる発明は、共振器部の温度とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の各実施形態におけるレーザ加工装置の要部ブロック図である。１０はレーザ加工装置を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）である。該数値制御装置１０には、補正手段１１、タイマ１２、指令値記憶手段１３、指令制御手段１４、Ｄ／Ａ変換器（デジタル信号からアナログ信号への変換器）１５、Ａ／Ｄ（アナログ信号からデジタル信号への変換器）１６，１７、アンプ１６ａ，１７ａを備える。補正手段１１は、レーザ出力基準指令値と該基準指令値でレーザ発振器を作動させたときの実レーザ出力を測定した実出力測定値等に基づいて補正係数を算出するもので内部にメモリを有し、算出した補正係数を記憶するものである。タイマ１２は、必要な時間を計時して補正手段１１に通知するものである。
【００１２】
指令値記憶手段１３は、キーボード２２等から入力されたレーザ加工のためのレーザ出力指令値が記憶されるものである。指令制御手段１４は補正手段１１に記憶された補正係数を読み出し、指令値記憶手段１３に記憶するレーザ出力指令値に乗じてＤ／Ａ変換器１５に出力し、Ｄ／Ａ変換器１５はこの指令をアナログ信号に変換してレーザ発振器の電源３１を駆動制御するものである。
また、レーザ発振器における共振器３２から出力されるレーザ出力値を測定する出力測定装置３３からの測定信号は、アンプ１６ａで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換されて補正手段１１に入力され、このレーザ出力の実出力測定値は前述したように補正係数の算出に利用される。
【００１３】
さらに、温度測定手段３４は、レーザ発振器に適用される冷却水の水温や共振器３２の所定箇所でレーザ発振器の出力に影響する部分の温度など、温度制御対象の部分の温度を検出するものであり、該温度測定手段３４で測定された温度はアンプ１７ａで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル信号に変換されて補正手段１１に入力され、この温度データも補正係数の算出に利用されるものである。
【００１４】
データ格納手段１８には、既知のレーザ出力基準指令値を指令してレーザ発振器を作動させ、そのときの出力値を出力測定装置３３で測定しその測定出力値を基準となる基準出力値、又はこのレーザ出力基準指令値と基準出力値によって求められる補正係数を基準補正係数として各温度毎に記憶するものである。図２（ａ）は、各温度毎の基準出力値を記憶したテーブルＴＢ１の説明図である。レーザ出力基準指令値を指令してレーザ発振器を作動させ、温度測定手段３４で測定した温度θｉ（但しｉ＝１〜ｎ）毎に出力測定装置３３で測定したレーザ出力値が基準出力値Ｐ（θｉ）（但しｉ＝１〜ｎ）として記憶されているものである。
【００１５】
図２（ｂ）は、各温度毎の基準補正係数を記憶したテーブルＴＢ２の説明図である。温度θｉ（但しｉ＝１〜ｎ）毎にレーザ出力基準指令値／（実出力測定値＝基準出力値Ｐ（θｉ））の基準補正係数ｋ（θｉ）（但しｉ＝１〜ｎ）がテーブルＴＢ２に記憶されて格納されているものである。
そしてこのテーブルＴＢ１，ＴＢ２に記憶された基準出力値Ｐ（θｉ）、基準補正係数ｋ（θｉ）は、後述するように、レーザ出力指令値を補正するために利用される。
【００１６】
また、２１は表示器であり、ＣＲＴ、液晶などの表示器が使用され、レーザ加工装置の機械位置や速度、レーザ出力状態、加工条件などが表示される。またキーボード２２は、上述したレーザ出力指令値以外に、各種データ、パラメータなどの入力に利用される。
【００１７】
図３、図４は、本発明のレーザ加工装置の第１実施形態における数値制御装置１０のプロセッサが実施する補正係数を求める処理（主に、補正手段１１が実施する処理）のフローチャートである。この実施形態の場合は、データ格納手段１８には図２（ａ）に示す、レーザ出力基準指令値に対する基準出力値Ｐ（θｉ）が温度θｉ 毎に記憶されたテーブルＴＢ１が格納されている。
レーザ加工装置に電源が投入されレーザ発振器の立ち上げ時に数値制御装置のプロセッサは、この図３、図４の処理を開始する。
【００１８】
まず、補正係数ｋを「１」にセットする（ステップＳ１）。そしてキーボードから設定され指令値記憶手段１３に記憶するレーザ出力基準指令値Ｐｓｃに補正係数ｋを乗じてレーザ発振器の電源３１に指令する（ステップＳ２）。この場合、補正係数ｋ＝１であるから、補正係数ｋで補正された指令値はレーザ出力基準指令値Ｐｓｃとなる。そしてレーザ出力が安定するまで待つ（ステップＳ３）。（通常この待ち時間は２〜３分である。）レーザ出力が安定する時間が経過すると、出力測定装置３３で測定されるレーザ発振器の共振器３２から出力されるレーザ光の出力値（実出力測定値）Ｐｒを読み取ると共に、温度測定手段３４で測定される冷却水の水温またはレーザ出力に影響する共振器の所定箇所などの温度制御対象とされている箇所の温度θｓを読み取る（ステップＳ４）。なお、レーザ出力基準指令値をレーザ発振器に指令して、最初に測定した測定温度θを他のときと区別するためにその符号をθｓと温度θに添え字ｓを付して区別している。
【００１９】
そして、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃを測定した実出力測定値Ｐｒで割り補正係数ｋを求める。
ｋ＝Ｐｓｃ／Ｐｒ
こうして求めた補正係数ｋを記憶し、以後はこの補正係数ｋが指令値に乗じられて補正された指令値としてレーザ発振器の電源３１に指令されることになる（ステップＳ６）。
【００２０】
例えば、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃ＝１０００Ｗとし、測定して得られたレーザ光の実出力測定値Ｐｒが、Ｐｒ＝８００Ｗであったとすると、指令値に対して出力は８０％に減少していることを意味する。また補正係数ｋは、ｋ＝１０００／８００＝１．２５である。その結果、指令値が基準指令値と等しい１０００Ｗであると、補正係数で補正された指令値は１０００×１．２５Ｗとなる。そして出力値はその８０％に減少するから、１０００×１．２５×０．８＝１０００Ｗとなり、指令値どおりの出力値を得ることが予想される。
【００２１】
次に、温度測定手段３４で測定される温度θを読み取り該温度θが温度制御する所望の所定温度か判断し（ステップＳ７）、温度制御の目標温度である所定温度に達していれば、このときの実出力測定値Ｐｒによって補正係数が求められているものであるから、この補正係数決定処理は終了する。
【００２２】
一方、所定温度でなければ、タイマをリセットしてスタートさせ（ステップＳ８）、表示器２１に「温度未到達状態」と表示する（ステップＳ９）。また、データ格納手段１８に記憶するテーブルＴＢ１から、ステップＳ４で読み出した測定温度θｓに対応する基準出力値Ｐ（θｓ）を読み出す。例えば、測定温度θｓがテーブルＴＢ１に記憶するθｉであると、基準出力値Ｐ（θｉ）が読み出されることになる（ステップＳ１０）。
【００２３】
こうして読み出された現在温度θｓにおける基準出力値Ｐ（θｓ）からステップＳ４で求めたレーザ光の実出力測定値Ｐｒを減じて、補正値ΔＰを求める。すなわち、現在温度において、標準として記憶されている基準出力値Ｐ（θｓ）が出力されるものと予想されていたものが、実際は実出力測定値Ｐｒしか出力されておらず、この差ΔＰだけ、テーブルＴＢ１に記憶する標準的なものと相違することを意味する。そこで、温度に関係なく、テーブルＴＢ１に記憶する基準出力値Ｐ（θ１）〜Ｐ（θｎ）に対して、この差ΔＰだけ出力値に差があるものとしてこれを出力補正値ΔＰとするものである（ステップＳ１１）。
【００２４】
次に、温度測定手段３４で計測された温度θを読み取り（ステップＳ１２）、該温度θが目標とする所定温度に達したか判断し（ステップＳ１３）、達してなければテーブルＴＢ１から読み取った温度θに対する基準出力値Ｐ（θ）を読み出す（ステップＳ１４）。そして、基準出力値Ｐ（θ）から出力補正値ΔＰを減じて推定出力値Ｐａを求める（ステップＳ１５）。
Ｐａ＝Ｐ（θ）−ΔＰ
すなわち、測定温度がθｓにおいて、基準出力値Ｐ（θｓ）と実出力測定値Ｐｒの差がΔＰ（＝出力補正値）であったものであるから、測定温度がθとなったときも、出力補正値ΔＰの差だけあるものと想定し、出力補正値ΔＰを基準出力値Ｐ（θ）から減じて実出力測定値を推定した推定実出力値Ｐａを求めるものである。
【００２５】
次にレーザ出力基準指令値Ｐｓｃをこの推定実出力値Ｐａで除して補正係数ｋを求め、求めた補正係数ｋを新たな補正係数として記憶し補正係数ｋを更新する（ステップＳ１６）。以後はこの更新された補正係数ｋが指令値に乗じられて出力されることになる。
そして、タイマが設定された所定時間を計時してタイムアップするまで待ち（ステップＳ１７）、タイムアップすると、再び該タイマをリセットしてスタートさせた後（ステップＳ１８）、ステップＳ１２に戻る。以下、温度測定手段３４で測定される温度θが所定温度（温度制御の目標温度）に達するまで、ステップＳ１２からステップＳ１８の処理を繰り返し、補正係数ｋを更新する。
【００２６】
例えば、ステップＳ４で読み出した測定温度θｓ＝１０°Ｃで、実出力測定値Ｐｒ＝８００Ｗであったとする。また、この測定温度θｓに対するテーブルＴＢ１から読み出された基準出力値Ｐ（１０）＝８５０Ｗであったとする。出力補正値ΔＰ＝８５０−８００＝５０Ｗとなる。
【００２７】
そして、ステップＳ１２で読み取った測定温度θが１５°Ｃで、この温度に対するテーブルＴＢ１に記憶されている基準出力値Ｐ（１５）＝９００Ｗであったとすると、ステップＳ１５で算出される推定実出力値Ｐａは、Ｐａ＝Ｐ（１５）−ΔＰ＝９００−５０＝８５０Ｗとなる。また、補正係数ｋ＝Ｐｓｃ／Ｐａ＝１０００／８５０＝１．１７６となる。
【００２８】
測定温度θが目標とする所定温度に達すると、ステップＳ１３からステップＳ１９に移行し、表示器２１に表示していた「温度未到達状態」を消去し、加工中か判断し、加工中ならばその加工が終了するまで待ち（ステップＳ２０）、表示器２１に「補正開始」を表示して（ステップＳ２１）、補正係数ｋを「１」にセットし（ステップＳ２２）、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃを指令しレーザ出力が安定するまで待って、出力測定装置３３で測定される実出力測定値Ｐｒを読み取る（ステップＳ２３〜２５）。次に、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃを測定した実出力測定値Ｐｒで除して補正係数ｋを求め（ステップＳ２６）、この補正係数ｋを記憶し更新し（ステップＳ２７）、この補正係数を求める処理を終了する。
【００２９】
以上のように、この第１の実施形態は、レーザ発振器の立ち上げ時には、最初にレーザ出力基準指令値Ｐｓｃでレーザ発振器を作動させて、そのときの実出力測定値Ｐｒと温度θｓを求め、テーブルＴＢ１に記憶するこの測定温度θｓでの基準出力値Ｐ（θｓ）と実出力測定値Ｐｒとの差ΔＰを出力補正値として記憶しておき、順次温度θを測定しその測定温度θに対するテーブルＴＢ１に記憶する基準出力値Ｐ（θ）に対して、この出力補正値ΔＰを補正して推定実出力値Ｐａを求め、補正係数ｋを順次更新し、温度測定手段３４で測定される温度θが、温度制御の目標値に達するまでは、この推定実出力値Ｐａに基づいて補正係数ｋを更新し、温度θが温度制御の目標値に達すると、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する実出力測定値Ｐｒを求めて補正係数ｋを求め、これを最終的な補正係数ｋとして確定するものである。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する各温度θにおける実出力測定値Ｐｒを測定しておき、この各温度θに対する実出力測定値Ｐｒを基準出力値Ｐ（θ）として、図２（ａ）に示すようなテーブルＴＢ１としてデータ格納手段１８に格納しておき、補正係数ｋを更新した。しかし、この第２実施形態では、図２（ｂ）に示すように、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する各温度θにおける実出力測定値Ｐｒを測定し、さらに、このレーザ出力基準指令値Ｐｓｃと実出力測定値Ｐｒに基づいて各温度θ毎の補正係数ｋを求めて、これを基準補正係数ｋ（θｉ）（但しｉ＝１〜ｎ）としてテーブルＴＢ２に記憶しておき、このテーブルＴＢ２に基づいて、補正係数ｋを更新するようにしたものである。
【００３１】
この第２の実施形態では、ステップＳ１からステップＳ９まで、及びステップＳ１９からステップＳ２７までは第１の実施形態と同一であり、第１の実施形態のステップＳ１０からステップＳ１８までの処理が図５に示すステップＳ１０’からステップＳ１８’に代わるものである。
【００３２】
レーザ発振器の立ち上げ時に、ステップＳ１〜ステップＳ９の処理を行った後、テーブルＴＢ２からステップＳ４で読み取った測定温度θｓに対する基準補正係数ｋ（θｓ）を読み出し（ステップＳ１０’）、ステップＳ５で求めた補正係数ｋをこの読み取った基準補正係数ｋ（θｓ）で除して補正値αを求める（ステップＳ１１’）。
α＝ｋ／ｋ（θｓ）
次に、温度測定手段３４で計測された温度θを読み取り（ステップＳ１２’）、該温度θが目標とする所定温度に達したか判断し（ステップＳ１３’）、達してなければテーブルＴＢ２から読み取った温度θに対する基準補正係数ｋ（θ）を読み出し（ステップＳ１４’）、該基準補正係数ｋ（θ）に補正値αを乗じて推定補正係数ｋを求める（ステップＳ１５’）。そしてメモリに記憶する補正係数ｋをこの推定補正係数ｋに更新し（ステップＳ１６’）、タイマがタイムアップするまで待ち、タイムアップすると、該タイマをリセットしてスタートさせ（ステップＳ１７’，Ｓ１８’）、ステップＳ１２’に戻る。以下ステップＳ１２’からステップＳ１８’の処理を繰り返し実行し補正係数ｋを更新し、測定温度が所定温度に達すると、ステップＳ１３’からステップＳ１９に移行し、第１の実施形態で述べたステップＳ１９以下の処理を実行することになる。
【００３３】
この第２実施形態においても、レーザ発振器の立ち上げ時のレーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する実出力測定値Ｐｒ及び測定温度θとテーブルＴＢ２に記憶するデータに基づいて基準補正係数ｋ（θｉ）（但しｉ＝１〜ｎ）を補正する補正値αを求めておき、以後測定温度θが目標とする所定温度に達するまでは、この補正値αによって、テーブルＴＢ２に記憶する基準補正係数ｋ（θｉ）（但しｉ＝１〜ｎ）を補正して推定補正係数ｋ’を求め、これを補正係数ｋとして更新し、測定温度θが目標温度に達したときには、新たにレーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する実出力測定値Ｐｒを求めて補正係数ｋを求め、これを補正係数ｋとして確定するものである。
【００３４】
図６は、本発明の第３の実施形態の補正係数更新処理のフローチャートである。
レーザ加工装置に電源が投入されレーザ発振器の立ち上げ時に数値制御装置のプロセッサはこの図６の処理を開始し、まず補正係数ｋを「１」にセットし（ステップＴ１）、キーボードから設定され指令値記憶手段１３に記憶するレーザ出力基準指令値Ｐｓｃを指令する（ステップＴ２）。レーザ出力基準指令値Ｐｓｃに補正係数ｋを乗じてレーザ発振器の電源３１に指令することになるが、はじめは補正係数ｋ＝１であるから、補正係数ｋで補正された指令値はレーザ出力基準指令値Ｐｓｃとなる。そして数秒間レーザ出力が安定するまで待ち（ステップＴ３）、出力測定装置３３で測定されるレーザ発振器の共振器３２から出力されるレーザ光の出力値（実出力測定値）Ｐｒを読み取る（ステップＴ４）。そして、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃを測定した実出力測定値Ｐｒで割り補正係数ｋを求める（ステップＴ５）。求めた補正係数ｋに記憶し補正係数ｋを更新する（ステップＴ６）。よって、以後はこの補正係数ｋがレーザ出力指令値に乗じられてレーザ発振器の電源３１に指令されることになる。
【００３５】
表示器２１に「温度未到達状態」と表示し（ステップＴ７）、温度測定手段３４で測定される温度θが温度制御の目標の所定値に達するまで待つ（ステップＴ８，Ｔ９）。所定値に達すると、「温度未到達状態」の表示を消去し（ステップＴ１０）、加工中か判断し、加工中ならば加工が終了するまで待ち（ステップ１１）、その後、ステップＴ１からステップＴ６と同一の処理である再度補正係数の書き替え処理を行い（ステップＴ１２）、補正係数更新処理を終了する。
【００３６】
この第３の実施形態では、レーザ発振器立ち上げ時に測定した、レーザ出力基準指令値Ｐｓｃに対する実出力測定値Ｐｒに基づいて求めた補正係数ｋを、温度が温度制御の目標値である所定値に達するまで使用し、温度が所定値に達し定常状態になると再度補正係数ｋを求め、更新し確定するものである。この第３の実施形態は温度変化が少ないものに適している。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、レーザ発振器の立ち上げ時に発振器の状態が定常状態になっていなくても、発振器立ち上げ時に求めた補正係数によって指令値を補正してレーザ発振器を作動させるようにしたから、レーザ加工装置の各部品の経年変化や温度の影響をも加味して、正確なレーザ出力を得ることができる。そして発振器が定常状態に達したときは、再度補正係数を求め直して確定するから、より正確なレーザ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態におけるレーザ加工装置の要部ブロック図である。
【図２】本発明の第１、第２の実施形態における温度と基準出力値との関係を記憶するテーブルの説明図である。
【図３】本発明のレーザ加工装置の第１実施形態における補正係数を求める処理のフローチャートである。
【図４】図３に示すフローチャートの続きである。
【図５】本発明のレーザ加工装置の第２実施形態における補正係数を求める要部処理のフローチャートである。
【図６】本発明のレーザ加工装置の第３実施形態における補正係数を求める処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 数値制御装置
３１ レーザ発振器の電源
３２ レーザ発振器の共振器
３３ レーザ光の出力測定装置
３４ 温度測定手段

Claims (11)

1. レーザ出力指令値に補正係数を乗じた補正指令値をレーザ発振器に指令して加工を行うレーザ加工装置において、
   レーザ発振器から出力されるレーザの出力値を測定して実出力測定値を求める出力測定手段と、
   前記レーザ発振器における温度制御対象の温度を測定する温度測定手段と、
   レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して各温度毎に前記実出力測定値の関係を示す関係情報を格納する格納手段と、
   前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値より補正係数を求めて補正係数を更新する第１の更新手段と、
   前記レーザ発振器の立ち上げ時に前記温度測定手段で測定された温度と前記格納手段に格納された関係情報に基づいて補正値を演算する手段と、
   前記温度測定手段で測定される温度が所定温度に達するまで温度を測定するごとに、前記関係情報と測定温度及び前記補正値に基づいて補正係数を求め更新する第２の更新手段と、
   を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記格納手段に格納される関係情報は、温度毎に、レーザ出力基準指令値に対するレーザ出力を測定した値が基準出力値として記憶されており、
   前記補正値を演算する手段は、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して実出力測定値を得たときの測定温度に対応する前記基準出力値と前記実出力測定値とにより補正値を求める手段を備え、
   前記第２の更新手段は、前記関係情報より求めた前記温度測定手段で測定された温度に対する前記基準出力値と前記補正値より推定実出力値を算出する算出手段と、レーザ出力基準指令値と該推定実出力値より補正係数を求め更新する手段を備える請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記格納手段に格納される関係情報は、温度毎に、指令値に対するレーザ出力を測定した値より求めた補正係数が基準補正係数として記憶されており、
   前記補正値を演算する手段は、前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して実出力測定値を得たときの測定温度に対応する前記基準補正係数と前記第１の更新手段で求めた補正係数に基づいて補正値を求める手段を備え、
   前記第２の更新手段は、前記格納手段より前記温度測定手段で測定された温度に対する前記基準補正係数と前記補正値より推定補正係数を算出し、該推定補正係数を補正係数として更新する手段を備える請求項１に記載のレーザ加工装置。
4. 前記温度測定手段で測定される温度が所定温度に達すると、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値と前記レーザ出力基準指令値により補正係数を求めて補正係数を更新する第３の更新手段を備える請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のレーザ加工装置。
5. レーザ出力指令値に補正係数を乗じた補正指令値をレーザ発振器に指令して加工を行うレーザ加工装置において、
   レーザ発振器から出力されるレーザの出力値を測定して実出力測定値を求める出力測定手段と、
   前記レーザ発振器における温度制御対象の温度を測定する温度測定手段と、
   前記レーザ発振器の立ち上げ時に、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値より補正係数を求めて補正係数を更新する第１の更新手段と、
   前記温度測定手段により測定温度が所定値に達したことが検出されたとき、前記レーザ出力基準指令値を前記レーザ発振器に指令して前記出力測定手段により求められる実出力測定値と前記レーザ出力基準指令値により補正係数を求めて補正係数を更新する第２の更新手段と、
   を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
6. 前記補正値は、前記測定温度での前記基準出力値と前記実出力測定値との差分値とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
7. 前記推定実出力値は、前記温度測定手段で温度を測定する毎に、測定温度毎での前記基準出力値に前記補正値を加減算して求められる請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記補正値は、前記第１の更新手段で求めた補正係数を前記測定温度での前記基準補正係数で除して求められる請求項３に記載のレーザ加工装置。
9. 前記推定実出力値は、前記温度測定手段で温度を測定する毎に、測定温度での前記基準補正係数に前記補正値を乗じて求められる請求項８に記載のレーザ加工装置。
10. 前記レーザ発振器の温度制御対象の温度を冷却水の水温とする請求項１乃至９の内いずれか１項に記載のレーザ加工装置。
11. 前記レーザ発振器の温度制御対象の温度を共振器部の温度とする請求項１乃至９の内いずれか１項に記載のレーザ加工装置。

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