JP2018130738A - レーザ加工装置、レーザ発振器の診断方法、及びレーザ発振器の診断用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ発振器の診断を適切なタイミングで自動的に行うことができるようにする。
【解決手段】レーザ発振器４０と、レーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル７０と、レーザ発振器と加工ノズルを移動させる駆動部とを制御する制御装置２０、２１、２２と、を備え、制御装置は、レーザ出力制御部２０４と、レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に加工プログラムに基づいて、レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部２０２と、レーザ発振器に対して、レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部２０３と、を備え、診断実施判断部は、レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、診断用のレーザ出力指令をレーザ発振器に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工装置、レーザ発振器の診断方法、及びレーザ発振器の診断用プログラムに関する。

レーザ加工機に搭載するレーザ発振器を長期的に安定して稼働させるためには、定期的に出力特性を取得、記録し、経時変化による特性変化を把握することが望ましい。特性劣化が認められた場合には、レーザ出力指令値算出アルゴリズムのパラメータ変更や励起用電源の調整等でレーザ発振器の初期特性を維持することが求められる。

現状では、出力特性の取得、記録を実施するためには、ある条件（例えば、レーザ発振器の通電時間を超過）に達した際に、オペレータが手動で実施することが求められる。しかし、仮に出力特性の取得、記録の必要性が現場で認識されていたとしても、設備の稼働状況やオペレータの配置状況によっては、適切なタイミングで出力特性の取得、記録が実施されるとは限らない。そのまま故障に至ってしまった場合には、状況把握のための出力特性の取得は困難となり、原因究明、復旧にかかる時間が膨大なものとなる。

レーザ発振器の診断を行うレーザ加工機として、特許文献１は、レーザ加工機の起動時に、または所定の周期で、レーザビームの出力パワーの測定・診断、及びレンズモニタ出力の測定・診断を自動で行うレーザ加工機を開示している。
また、特許文献２は、レーザ発振器診断のコマンドが実行された時に、レーザ発振器の診断を開始するレーザ加工機を開示している。

特開２００８−１１４２２８号公報（段落００５１等） 特開平６−０００６６６号公報（段落００２０等）

しかしながら、レーザ加工機の起動時に、または所定の周期でレーザ発振器の診断を行ったり、レーザ発振器診断のコマンドが実行された時に診断を行ったりしても、その診断が適切なタイミングで行われるとは限らない。

本発明は、レーザ発振器の診断を適切なタイミングで自動的に行うことができるレーザ加工装置、レーザ発振器の診断方法、及びレーザ発振器の診断用プログラムを提供することを目的とする。

（１）本発明のレーザ加工装置（例えば、後述のレーザ加工装置１０、１１、１２）は、
レーザ光を生成するレーザ発振器（例えば、後述のレーザ発振器４０）と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル（例えば、後述の加工ノズル７０）と、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部（例えば、後述のサーボアンプ３０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３）を制御する制御装置（例えば、後述の制御装置２０、２１、２２）と、
を備え、
前記制御装置は、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部（例えば、後述のレーザ出力制御部２０４）と、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部（例えば、後述の診断実施判断部２０２）と、
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部（例えば、後述の診断機能実施部２０３）と、
を備え、
前記診断実施判断部は、前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するレーザ加工装置。

（２）上記（１）のレーザ加工装置において、前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記制御装置は、前記加工ノズルを所定の退避領域（例えば、後述の退避領域８１）に退避させるように前記駆動部を制御してもよい。

（３）上記（１）又は（２）のレーザ加工装置において、前記診断実施判断部が、前記加工プログラムの処理中に所定の診断実施指令を検出した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力してもよい。

（４）上記（１）から（３）のいずれかのレーザ加工装置において、前記稼働条件は、前記レーザ発振器の所定の通電時間であってもよい。

（５）上記（１）から（４）のいずれかのレーザ加工装置において、前記稼働条件は、前記加工プログラムの所定の実行回数であってもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれかのレーザ加工装置において、前記稼働条件を満たす時が迫っている場合に、診断の実施をオペレータに報知する第１報知部を更に備えてもよい。

（７）上記（１）から（６）のいずれかのレーザ加工装置において、前記診断機能実施部は、前記診断用のレーザ出力指令を行う場合に、レーザ出力が異なる複数のレーザ出力指令を段階的に出力してもよい。

（８）上記（１）から（７）のいずれかのレーザ加工装置において、前記レーザ発振器の状態を監視する状態監視部と、前記状態監視部から出力される前記レーザ発振器の状態を示すデータを記憶する記憶部と、第２報知部と、前記データが所定の閾値の範囲を逸脱しているか否かを判断し、逸脱していると判断した場合に前記第２報知部を動作させる報知動作判断部と、を更に備えてもよい。

（９）本発明のレーザ発振器（例えば、後述のレーザ発振器４０）の診断方法は、レーザ光を生成するレーザ発振器（例えば、後述のレーザ発振器４０）と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル（例えば、後述の加工ノズル７０）と、
加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部（例えば、後述のサーボアンプ３０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３）と、を備えるレーザ加工装置（例えば、後述のレーザ加工装置１０、１１、１２）のレーザ発振器の診断方法であって、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断し、
前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用レーザ出力指令を行う、
レーザ発振器の診断方法。

（１０）本発明のレーザ発振器の診断用プログラムは、
レーザ光を生成するレーザ発振器（例えば、後述のレーザ発振器４０）と、
前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズル（例えば、後述の加工ノズル７０）と、
前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部（例えば、後述のサーボアンプ３０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３）を制御する制御装置（例えば、後述の制御装置２０、２１、２２）と、を備えるレーザ加工装置の前記制御装置としてのコンピュータを、
前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部（例えば、後述のレーザ出力制御部２０４）、
前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部（例えば、後述の診断実施判断部２０２）、及び
前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部（例えば、後述の診断機能実施部２０３）、
として機能させ、
前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断機能実施部が前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するように機能させる、レーザ発振器の診断用プログラム。

本発明によれば、レーザ発振器の診断を適切なタイミングで自動的に行うことができる。

本発明のレーザ加工装置の第１の実施形態の構成を示す構成図である。 第１の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明のレーザ加工装置の第２の実施形態の構成を示す構成図である。 第２の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明のレーザ加工装置の第３の実施形態の構成を示す構成図である。 第３の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明のレーザ加工装置の第１の実施形態の構成を示す構成図である。図２は第１の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、レーザ加工装置１０は、制御装置２０、サーボアンプ３０、レーザ発振器４０、導光ファイバ５０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、Ｚ軸方向駆動用サーボモータ６３、加工ノズル７０、及びワーク加工用テーブル８０を備えている。サーボアンプ３０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３は、加工ノズル７０を移動させる駆動部を構成する。

制御装置２０は、加工プログラムに基づいて、サーボアンプ３０とレーザ発振器４０とを制御する。
サーボアンプ３０は、制御装置２０から移動指令を受け、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３を駆動する。Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３は、加工ノズル７０をそれぞれ、水平方向（Ｘ軸方向）、水平方向（Ｙ軸方向）、及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させる。加工ノズル７０が加工経路に沿って移動するのであれば、加工ノズル７０を移動させてもよく、ワーク加工用テーブル８０を移動させてもよい。例えば、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３は、ワーク加工用テーブル８０を移動させてもよい。

レーザ発振器４０は、制御装置２０から出力指令を受けてレーザ光を生成し、導光ファイバ５０を介して加工ノズル７０にレーザ光を供給する。加工ノズル７０は、ワーク加工用テーブル８０上のワーク（ワークピースともいう。不図示）にレーザ光を照射して、ワークの穴開け、切断等の加工を行う。また、レーザ発振器４０は、制御装置２０からレーザ発振器４０の診断用のレーザ出力指令を受けてレーザ光を生成し、導光ファイバ５０を介して加工ノズル７０にレーザ光を供給する。レーザ発振器４０は、例えば、レーザ発振の源となる物質であるレーザ媒質にエネルギーを与える励起用電源、及び発生した光を増幅する鏡を備える。
レーザ発振器４０には、レーザ出力を検出するパワーセンサが設けられる。このパワーセンサは、レーザ発振器４０からのレーザ出力を検出して、レーザ出力値を制御装置２０にフィードバックする。なお、レーザ加工機に搭載されるレーザ発振器のレーザ出力を検出する方法は、例えば特開２００４−２５２０４号公報に記載されている。

図２に示すように、レーザ加工装置１０の制御装置２０は、加工プログラム実行部２０１、診断実施判断部２０２、診断機能実施部２０３、レーザ出力制御部２０４、サーボ制御処理部２０５、スイッチ２０６、状態監視部２０７、記憶部２０８、報知動作判断部２０９、第２報知部としての報知部２１０、及び第１報知部としての報知部２１１を備えている。

加工プログラム実行部２０１、診断実施判断部２０２、診断機能実施部２０３、レーザ出力制御部２０４、サーボ制御処理部２０５、スイッチ２０６、状態監視部２０７、記憶部２０８、報知動作判断部２０９の一部又は全体は、一体化されてもよい。例えば、加工プログラム実行部２０１と診断機能実施部２０３、又は加工プログラム実行部２０１と診断実施判断部２０２と診断機能実施部２０３は一体化されることができる。その場合には、スイッチ２０６は設けなくてもよい。状態監視部２０７、記憶部２０８は制御装置２０の外部に設けてもよい。また、状態監視部２０７の監視データを制御装置２０の外部に出力する等の場合には、記憶部２０８は設けなくてもよい。また、報知機能を設けない場合には、報知動作判断部２０９、及び報知部２１０は設けなくてもよい。報知動作判断部２０９、及び報知部２１０は制御装置２０の外部に設けてもよい。

加工プログラム実行部２０１は、加工プログラムに従って、サーボ制御処理部２０５に軸移動指令を出力し、レーザ出力制御部２０４にレーザ出力指令を出力する。サーボ制御処理部２０５は軸移動指令を受けて、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って加工ノズル７０が移動するように、サーボアンプ３０に移動指令を出力する。レーザ出力制御部２０４は、レーザ出力指令を受けてレーザ発振器４０に出力指令を出力する。

診断実施判断部２０２は、レーザ発振器４０が（予め設定した）所定の稼働条件を満たす場合に、加工プログラムに基づいてレーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する。診断実施判断部２０２は、レーザ発振器の診断を実施する場合には、診断機能実施部２０３に実施指示信号を送る。また診断実施判断部２０２は、レーザ発振器の診断を実施する場合には、スイッチ２０６に切替信号を送る。

前記稼働条件は、例えば、レーザ発振器の所定の通電時間（レーザ発振器の電源がオンしている時間）、加工プログラムの所定の実行回数である。稼働条件をレーザ発振器の所定の通電時間とすれば、レーザ発振器の通電時間を管理することにより、レーザ加工における定期的な稼働状態が把握可能となり、より正確な間隔で診断機能を実施することができる。また、稼働条件を加工プログラムの所定の実行回数とすれば、所定個数のワークごとにレーザ発振器の診断機能を実施でき、所定個数ごとのワーク切断面の品質管理も可能となる。

加工プログラムに基づいてレーザ発振器の診断を実施する場合とは、例えば加工プログラムの実行開始前（特に直前）の場合、加工プログラムの実行終了後（特に直後）の場合、加工プログラム実行中であるが、加工処理が中断可能である場合等が該当する。加工プログラム実行中であるが、加工処理が中断可能である場合の例としては、ワークの複数の穴開け加工中であるが、１つの穴の加工が終了し、次の穴開け加工の前である場合が挙げられる。診断実施判断部２０２は、加工プログラム中の加工終了指令ブロックを自動的に解析、判定して、加工終了後にレーザ発振器の診断機能を実施できる。

スイッチ２０６は、診断実施判断部２０２から切替信号を受けて、レーザ出力制御部２０４の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。レーザ発振器４０の診断終了後に、スイッチ２０６は、診断実施判断部２０２から切替信号を受けて、レーザ出力制御部２０４の接続を診断機能実施部２０３から加工プログラム実行部２０１に切り替える。

診断機能実施部２０３は、診断実施判断部２０２から実施指示信号を受信し、レーザ発振器４０に対して、レーザ発振器の診断のための診断用のレーザ出力指令を行う。診断用のレーザ出力指令は、一定の出力を指示するレーザ出力指令であってもよく、又は、レーザ出力が異なる複数のレーザ出力指令を段階的に出力するものであってもよい。このように、レーザ出力が異なる複数のレーザ出力指令を段階的に出力することで、励起用電源の待機状態（シマー状態）から最大定格出力のための指令を任意の段数に分割して指令して、レーザ発振器の実出力を測定して、各指令強度におけるレーザ出力の特性を把握することができる。
なお、レーザ発振器４０への、レーザ出力制御部２０４からのレーザ出力指令と診断機能実施部２０３からの診断用のレーザ出力指令との切替えは、診断実施判断部２０２からスイッチ２０６に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部２０２から信号を受けた診断機能実施部２０３がスイッチ２０６に切替信号を送ってもよい。

また、レーザ発振器４０の診断用のレーザ出力指令が診断実施判断部２０２から信号を受けなくとも生成可能な場合には、診断機能実施部２０３は、診断実施判断部２０２から信号を受けなくともよい。この場合、診断実施判断部２０２はスイッチの切替えだけを行えばよい。
状態監視部２０７は、レーザ発振器４０のパワーセンサからレーザ出力値を受信して、レーザ発振器の状態（例えばレーザ出力の低下）を監視する。状態監視部２０７は、レーザ出力値の他に、レーザ発振器４０から励起用電源のシマー電圧、シマー電流、駆動電流、駆動電圧、散乱光強度、反射光強度等を受けて状態監視を行ってもよい。レーザ出力値、シマー電圧、シマー電流、駆動電流、駆動電圧、散乱光強度、反射光強度等はレーザ発振器の状態を示すデータとなる。散乱光や反射光の強度は、レーザ発振器の光学系内に複数個所に配置された光センサで検出することができる。

状態監視部２０７は、レーザ出力値等のレーザ発振器の状態を示すデータを記憶部２０８に記憶する。状態監視部２０７からレーザ出力値をレーザ加工機の外部へ出力する場合には、状態監視部２０７は、レーザ出力値等のデータの他にレーザ加工機の識別情報を出力する。
報知動作判断部２０９は、記憶部２０８に記憶されたレーザ出力値等のレーザ発振器の状態を示すデータを読み出して、データが所定の閾値の範囲を逸脱しているかを判断し、逸脱している場合には報知部２１０を動作させる。報知部２１０は音、光、振動、表示等で報知する装置を用いることができ、警告音を出すスピーカ、点灯又は点滅するＬＥＤ、振動するバイブレータ、液晶表示素子等を報知部２１０として用いることができる。

診断機能によって取得したデータのうち、例えば指定のレーザ光出力強度を得るための励起用電源の駆動電流が閾値を超過している場合には、レーザ光を出力するための光源モジュールの劣化が推測される。報知動作判断部２０９により、収集、記憶した特性データをもとに診断して報知部２１０で報知することにより、完全に故障してしまう前にモジュール交換等の対応が可能となり、レーザ加工装置の稼働率を向上させることができる。

なお、記制御装置がレーザ発振器の稼働条件をもとに診断機能を自動的に実施することが迫っている場合には、診断実施判断部２０２が報知部２１１を用いて診断の実施をオペレータに報知してもよい。このように、直近でレーザ発振器の診断機能が自動的に実施されることが決まっている場合には、診断の実施をオペレータに報知することにより、診断機能を自動的に実施させるか、任意のタイミングで手動により実施するかを判断する情報を提供し、段取り工程の検討に利便性をもたらすことができる。報知部２１１はオペレータへの報知を、液晶表示素子等の表示素子を用いて行うことができる。報知部２１１は報知部２１０と同じ装置で構成してもよい。報知部２１１は報知部２１０と兼用することもできる。

図３は第１の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、報知動作判断部２０９の動作は省かれている。
まず、ステップＳ１０１において、診断実施判断部２０２は、所定の稼働条件を満たすか否かを判断する。例えば、前記稼働条件は、例えば、レーザ発振器の所定通電時間を過ぎたか否かである。

ステップＳ１０１において、稼働条件を満たす場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、診断実施判断部２０２は、レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する。例えば、加工プログラムの実行終了後の場合、レーザ発振器の診断を実施すると判断する。レーザ発振器の診断を実施する場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３において、診断実施判断部２０２は、スイッチ２０６を切り替えて、レーザ出力制御部２０４の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。また、診断機能実施部２０３は、診断実施判断部２０２から実施指示信号を受信し、レーザ発振器４０に対して、レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う。そして、ステップＳ１０４において、状態監視部２０７は、レーザ発振器４０のパワーセンサからレーザ出力値等のデータを受信して、レーザ発振器の状態（例えばレーザ出力の低下）を監視する。

ステップＳ１０１において、稼働条件を満たさない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、処理は終了する。ステップＳ１０２において、レーザ発振器の診断ができない場合には（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、一定時間経後に再度、ステップＳ１０２の判断が行われる。

本実施形態において、制御装置２０が、加工プログラム実行部２０１、診断実施判断部２０２、診断機能実施部２０３、レーザ出力制御部２０４、及びサーボ制御処理部２０５を備えることで、以下の効果を得ることができる。
（１） オペレータによる診断機能の実施では、その実施間隔が不定期になりがちになるが、制御装置が自動的に実施することによりほぼ定期的は特性取得が可能になる。
（２）一般的に、加工プログラムを実行する時のレーザ加工機はレーザ光を出力するにあたっての散乱光防止、装置周辺の進入防護装置等の安全装置が有効に機能している状態なので、作業や設備を追加することなく、安全かつ自動的に診断機能を実施して出力特性を取得、記録することができる。
（３）定期的かつ自動的に診断機能を実施することが可能となり、レーザ発振器が故障した場合でもそれ以前に稼働状況を把握することが可能になり、原因究明や故障以前に状況把握を可能にする。

（第２の実施形態）
図４は本発明のレーザ加工装置の第２の実施形態の構成を示す構成図である。図５は第２の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図６は第２の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の動作を示すフローチャートである。図４、図５及び図６において、図１、図２及び図３に示した各構成部と同一の構成部については同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のレーザ加工装置１１は、図２に示す制御装置２０に比べて、図５に示ように、制御装置２１が、診断実施判断部２０２によって制御されるスイッチ２１２を備えている点が第１の実施形態のレーザ加工装置１０と異なる。また、本実施形態のレーザ加工装置１１の動作においては、図６に示すように、図３のステップＳ１０３に代えて、ステップＳ１０５とステップＳ１０６が挿入されている。ステップＳ１０５において、診断実施判断部２０２がスイッチ２１２、２０６を切り替える。そしてステップＳ１０６において、診断機能実施部２０３がサーボ制御処理部２０５に対して軸退避指令を行った後に、レーザ発振器に対して診断用のレーザ出力指令を行う。
具体的には、ステップＳ１０５において、診断実施判断部２０２は、前記稼働条件を満たす場合に、レーザ発振器４０の診断を実施すると判断したときに、スイッチ２１２を切り替え、サーボ制御処理部２０５の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。また、診断実施判断部２０２は、スイッチ２０６を切り替え、レーザ出力制御部２０４の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。

ステップＳ１０６において、診断機能実施部２０３は、診断実施判断部２０２から実施指示信号を受信し、サーボ制御処理部２０５に対して、駆動部（すなわち、サーボアンプ３０、Ｙ軸方向駆動用サーボモータ６１、Ｘ軸方向駆動用サーボモータ６２、及びＺ軸方向駆動用サーボモータ６３）が加工ノズル７０を所定の退避領域８１に退避するように軸退避指令を行う。その後、診断機能実施部２０３は、レーザ発振器４０に対して、レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う。
なお、スイッチ２０６、２１２の切り替えは、診断実施判断部２０２がスイッチ２０６、２１２に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部２０２から信号を受けた診断機能実施部２０３がスイッチ２０６、２１２に切替信号を送ってもよい。

レーザ発振器の診断機能を実施する場合には、レーザ光が発射される。そのときに、診断機能を実施する時の加工ノズルの位置にワーク（ワークピースともいう）が存在しないか、穴明けが完了している位置であれば問題ない。しかし、そうでない場合には、切断加工が完了したワークの表面又は断面に影響を及ぼす可能性がある。本実施形態のレーザ加工機では、第１の実施形態のレーザ加工機で実現できる効果の他に、診断機能実施する前に所定の退避領域８１にまで加工ノズル７０を自動的に移動させることにより、加工済みのワークを傷つける可能性を低減させつつ、より安全に診断機能を自動的に実施することができる効果がある。

（第３の実施形態）
図７は本発明のレーザ加工装置の第３の実施形態の構成を示す構成図である。図８は第３の実施形態のレーザ加工装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図７及び図８において、図１及び図２に示した各構成部と同一の構成部については同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態のレーザ加工装置１２においては、診断実施判断部２０２が加工プログラム中に所定の指令を検出した場合（この場合、レーザ発振器４０の診断を実施すると判断される）に、所定の稼働条件を満たすときは、診断実施判断部２０２は、スイッチ２０６に切替信号を送り、レーザ出力制御部２０４の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。診断機能実施部２０３は、診断実施判断部２０２から実施指示信号を受信し、レーザ発振器４０に対して、レーザ発振器の診断用の診断用レーザ出力指令を行う。なお、スイッチ２０６の切り替えは、診断実施判断部２０２がスイッチ２０６に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部２０２から信号を受けた診断機能実施部２０３がスイッチ２０６に切替信号を送ってもよい。

本実施形態の構成は第２の実施形態にも適用でき、診断実施判断部２０２は、加工プログラム中に所定の指令を検出した場合に、所定の稼働条件を満たすときには、スイッチ２１２を切り替えて、サーボ制御処理部２０５の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。また、診断実施判断部２０２は、スイッチ２０６を切り替え、レーザ出力制御部２０４の接続を加工プログラム実行部２０１から診断機能実施部２０３に切り替える。スイッチ２０６、２１２の切り替えは、診断実施判断部２０２がスイッチ２０６、２１２に切替信号を送る場合に限られない。例えば、診断実施判断部２０２から信号を受けた診断機能実施部２０３がスイッチ２０６、２１２に切替信号を送ってもよい。

本実施形態によれば、第１の実施形態のレーザ加工機で実現できる効果の他に、以下の効果が奏される。例えば、加工プログラム実行中の任意のタイミングでも診断機能を実施できるようになり、より柔軟なタイミングで特性を取得することが出来る。また、実行完了までに長時間かかるような長大な加工プログラムにおいては、プログラム実行の途中と終了時とで複数の特性を取得して比較、確認することが可能となる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、各実施形態のレーザ加工機において、予め設定した時間帯において加工プログラム実行した時に、診断機能を自動的に実施することが出来るようにしてもよい。診断実施判断部２０２は繁忙時間帯では、所定の稼働条件を満たし、且つレーザ発振器の診断を実施することが可能であっても診断動作を回避するようにする。
このようにすることで、レーザ発振器の診断機能を実施する場合においても予め１日のうちで実行時間帯を設定することで繁忙時間帯を回避して実行できるようになり、レーザ加工装置の稼働率が向上する。

また、各実施形態のレーザ加工機において、レーザ加工装置が起動する時に、制御装置の診断機能を自動的に実施することができるようにしてもよい。このようにすることで、レーザ加工装置の電源をオンしてシステムが起動した時に、まず診断機能を自動的に実施することで、システム起動ごとに確実に特性を取得して、状態に推移を把握することが可能となる。

また、各実施形態のレーザ加工機において、レーザ加工装置が停止する時に、制御装置の診断機能を自動的に実施することができるようにしてもよい。このようにすることで、
レーザ加工装置の電源をオフしてシステムが停止する前に診断機能を自動的に実施することで、システム停止ごとに確実に特性を取得して、状態に推移を把握することが可能となる。

さらに、各実施形態のレーザ加工機において、レーザ加工装置を構成するレーザ発振器が所定の状態にある時に、診断機能を実施することができるようにしてよい。例えばレーザ加工装置を構成するレーザ発振器の発振器内部温度、もしくは冷却水温度が所定の状態にある時に診断機能を実施することにより、ある一定の条件下での経時変化による特性の推移を把握することが可能になる。

レーザ発振器が所定の状態にある時とは、レーザ発振器が正常に動作している場合においても、発振器内部の温度や冷却水温度が正常範囲内でのある一定範囲にある状態の時を含む。例えば、冷却水温度が上限値は超えていないが、標準値より少し高い場合、冷却水温度が下限値は超えていないが、標準値より少し低い場合等がある。このように、正常範囲の内のさらにある一定の範囲にある均一な状態下での診断機能の実施を行うことができる。これによって、常に一定の環境条件下で測定を行い、以前の状態と比較する上での精度を向上させることができる。

以上説明した実施形態のレーザ加工機の制御装置の全部又は一部は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組合せにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。ハードウェアで構成する場合、図２、図５又は図８に示す、制御装置の一部又は全部を、例えば、ＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。

レーザ加工機の制御装置の全部又は一部をソフトウェアで構成する場合、図２、図５又は図８に示す、制御装置の一部又は全部の構成の機能、及び図３又は図６のフローチャートで示される制御装置の動作の全部又は一部をプログラムで記述することができる。このようなプログラムを記憶した、ハードディスク、ＲＯＭ等の記憶部、演算に必要なデータを記憶するＤＲＡＭ、ＣＰＵ、及び各部を接続するバスで構成されたコンピュータにおいて、演算に必要な情報をＤＲＡＭに記憶し、ＣＰＵで当該プログラムを動作させることで実現することができる。

プログラムは、様々なタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体（computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体（non-transitory computer readable medium）を含む。また、コンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。

１０ レーザ加工装置
２０ 制御装置
３０ サーボアンプ
４０ レーザ発振器
５０ 導光ファイバ
６１ Ｙ軸方向駆動用サーボモータ
６２ Ｘ軸方向駆動用サーボモータ
６３ Ｚ軸方向駆動用サーボモータ
７０ 加工ノズル
８０ ワーク加工用テーブル
８１ 退避領域
２０１ 加工プログラム実行部
２０２ 診断実施判断部
２０３ 診断機能実施部
２０４ レーザ出力制御部
２０５ サーボ制御処理部
２１２、２０６ スイッチ
２０７ 状態監視部
２０８ 記憶部
２０９ 報知動作判断部
２１０ 報知部（第２報知部）
２１１ 報知部（第１報知部）

Claims (10)

1. レーザ光を生成するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
   前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部と、
   前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部と、
   前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部と、を備え、
   前記診断実施判断部は、前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するレーザ加工装置。
2. 前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記制御装置は、前記加工ノズルを所定の退避領域に退避させるように前記駆動部を制御する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記診断実施判断部が、前記加工プログラムの処理中に所定の診断実施指令を検出した場合に、前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力する、請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記稼働条件は、前記レーザ発振器の所定の通電時間である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
5. 前記稼働条件は、前記加工プログラムの所定の実行回数である、請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
6. 前記稼働条件を満たす時が迫っている場合に、診断の実施をオペレータに報知する第１報知部を更に備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
7. 前記診断機能実施部は、前記診断用のレーザ出力指令を行う場合に、レーザ出力が異なる複数のレーザ出力指令を段階的に出力する、 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
8. 前記レーザ発振器の状態を監視する状態監視部と、
   前記状態監視部から出力される前記レーザ発振器の状態を示すデータを記憶する記憶部と、
   第２報知部と、
   前記データが所定の閾値の範囲を逸脱しているか否かを判断し、逸脱していると判断した場合に前記第２報知部を動作させる報知動作判断部と、を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
9. レーザ光を生成するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
   加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部と、を備えるレーザ加工装置のレーザ発振器の診断方法であって、
   前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断し、
   前記レーザ発振器の診断を実施する場合に、前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う、
   レーザ発振器の診断方法。
10. レーザ光を生成するレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器から供給されるレーザ光を照射してワークを加工する加工ノズルと、
    前記レーザ発振器、及び、加工プログラムによって指令される加工経路に沿って前記加工ノズルを移動させる駆動部を制御する制御装置と、を備えるレーザ加工装置の前記制御装置としてのコンピュータを、
    前記レーザ発振器に対してレーザ出力指令を行うレーザ出力制御部、
    前記レーザ発振器が所定の稼働条件を満たす場合に、前記加工プログラムに基づいて、前記レーザ発振器の診断を実施するか否かを判断する診断実施判断部、及び
    前記レーザ発振器に対して、前記レーザ発振器の診断用のレーザ出力指令を行う診断機能実施部、として機能させ、
    前記診断実施判断部が前記レーザ発振器の診断を実施すると判断した場合に、前記診断機能実施部が前記診断用のレーザ出力指令を前記レーザ発振器に出力するように機能させる、レーザ発振器の診断用プログラム。

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