JP2021186830A - レーザ加工機及び加工ノズル選択交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工ノズルの有効活用を図ることにより、加工ノズル全体の寿命を向上させる。【解決手段】レーザ加工機は、レーザ光を照射してワークをレーザ加工する加工ヘッドと、前記レーザ光を射出する孔部を有し前記加工ヘッドに着脱自在に装着される加工ノズルと、前記加工ノズルの前記レーザ光の射出面側を撮像可能な撮像手段と、加工条件に定義された前記加工ノズルの要求品質レベルと前記撮像手段で得られた画像情報とに基づいて、前記加工ノズルの品質レベルを判定するための判定品質レベルを判定する学習器と、を備え、前記学習器は、予め前記加工ノズルの前記判定品質レベルを調整するための教師データが取り込まれて構成されると共に、前記教師データ及び前記撮像手段で前記加工ノズルの前記射出面側を撮像して得られた画像情報に基づいて、前記加工ノズルの前記判定品質レベルを判定し、前記学習器による判定結果である前記判定品質レベルを出力する制御手段を更に備える。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工機の加工ヘッドの先端に装着される加工ノズルの品質レベルを判定するレーザ加工機及び加工ノズル選択交換方法に関する。

レーザ加工機によるレーザ加工においては、被加工部材であるワークに対して加工ヘッドに取り付けられた加工ノズルの孔部からレーザ光を照射して、ワークを切断等することが行われる。この加工ノズルは、加工中のスパッタ等の金属溶融物の衝突や付着による擦れ、欠け或いは凹凸等の発生が射出面や孔部に起こることによって徐々に劣化する。これに伴い、加工ノズルを使用したレーザ加工による加工品質も、結果的に徐々に低下してしまうこととなる。

これに対し、従来より、例えば加工ノズルを検査することが行われている（下記特許文献１〜３参照）。そして、検査結果に応じてアシストガス流量を変える等の各種制御を行ったり、加工ノズルそのものを交換等したりすることで、加工ノズルを使用したレーザ加工による加工品質を維持したり、加工品質自体の低下を防ぐことが行われている。

特開２０１８−２４００３号公報 特開平９−１６８８８５号公報 特開２０１７−１４８８１４号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に開示された従来技術のレーザ加工機では、適切な加工ノズルに交換したり加工ノズルを使用したレーザ加工による加工品質の低下を抑えたりすることはできるものの、劣化したと判断された加工ノズルについては交換するしかない。つまり、あらゆる材質・板厚に共通した判断しかできず、所定の板厚や材質に適切な加工条件を選択した場合に、未だ使用可能な状態であっても、使用条件の厳しい加工条件の判断につれて使用不可と判断され、加工ノズル全体の寿命が短いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加工ノズルの有効活用を図ることにより、加工ノズル全体の寿命を向上させることができるレーザ加工機及び加工ノズル選択交換方法を提供することを目的とする。

本発明に係るレーザ加工機は、レーザ光を照射してワークをレーザ加工する加工ヘッドと、前記レーザ光を射出する孔部を有し前記加工ヘッドに着脱自在に装着される加工ノズルと、前記加工ノズルの前記レーザ光の射出面側を撮像可能な撮像手段と、加工条件に定義された前記加工ノズルの要求品質レベルと前記撮像手段で得られた画像情報とに基づいて、前記加工ノズルの品質レベルを判定するための判定品質レベルを判定する学習器と、を備え、前記学習器は、予め前記加工ノズルの前記判定品質レベルを調整するための教師データが取り込まれて構成されると共に、前記教師データ及び前記撮像手段で前記加工ノズルの前記射出面側を撮像して得られた画像情報に基づいて、前記加工ノズルの前記判定品質レベルを判定し、前記学習器による判定結果である前記判定品質レベルを出力する制御手段を更に備えたことを特徴とする。

本発明の一実施形態において、前記制御手段は、前記レーザ加工の加工条件と、その加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、複数の前記加工ノズルのそれぞれの前記判定品質レベルと、を記憶し、前記レーザ加工に先立って、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、前記各加工ノズルの判定品質レベルとに基づいて、前記レーザ加工に使用する前記加工ノズルを選択する。

本発明の他の実施形態において、前記制御手段は、前記レーザ加工に使用する加工ノズルとして、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルを満たし、且つ前記判定品質レベルが最も低い加工ノズルを選択する。

本発明の更に他の実施形態において、前記制御手段は、前記レーザ加工の後に、前記加工ノズルの品質レベルを判定し、前記加工ノズルの前記判定品質レベルを更新する。

本発明の更に他の実施形態において、複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換手段を更に備え、前記制御手段は、前記加工ヘッドに現在装着されている加工ノズルが、直後に実行されるレーザ加工の加工条件及び要求品質レベルを満たす場合には、前記加工ノズルを交換せずに、そのままレーザ加工を実行させる。

本発明の更に他の実施形態において、複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換手段を更に備え、前記制御手段は、前記加工ヘッドに現在装着されている加工ノズルが、直後に実行されるレーザ加工の加工条件及び要求品質レベルを満たし、且つ前記要求品質レベルと前記加工ノズルの判定品質レベルとが異なる場合には、前記要求品質レベルを満たし、且つ最も低い判定品質レベルを有する他の加工ノズルを前記ノズル交換手段にセットされた複数の前記加工ノズルの中から検索し、前記加工ヘッドに装着されている加工ノズルと前記検索された加工ノズルとを、前記ノズル交換手段を制御して交換した後、前記レーザ加工を実行させる。

本発明の更に他の実施形態において、前記制御手段は、複数の前記画像情報を学習して前記加工ノズルの劣化度合いに基づく判定品質レベルを分類可能な学習モデルを生成し記憶した学習部と、前記撮像手段で得られた画像情報を、前記学習モデルに基づいて分類することにより前記判定品質レベルを決定する演算処理部と、を備える。

本発明に係る加工ノズル選択交換方法は、レーザ光を照射してワークをレーザ加工する加工ヘッド、及び前記レーザ光を射出する孔部を有し前記加工ヘッドに着脱自在に装着される加工ノズルを有するレーザ加工機と、前記加工ノズルの前記レーザ光の射出面側を撮像可能な撮像装置と、前記撮像装置で前記加工ノズルの前記射出面側を撮像して得られた画像情報に基づいて、前記加工ノズルの劣化度合いに基づく品質レベルを判定する判定処理を、前記レーザ加工機における前記レーザ加工毎に実行する制御手段と、複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換装置と、を備えたレーザ加工システムにおいて実行される加工ノズル選択交換方法であって、前記レーザ加工に先立って、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、前記各加工ノズルの判定品質レベルとに基づいて、前記レーザ加工に使用する前記加工ノズルとして、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルを満たし、且つ前記判定品質レベルが最も低い加工ノズルを選択する加工ノズル選択工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、加工ノズルの有効活用を図ることにより、加工ノズル全体の寿命を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るレーザ加工機の概略構成を示す説明図である。 同レーザ加工機の機能的構成を概略的に示すブロック図である。 同レーザ加工機に使用される加工ノズルの例を概略的に示す断面図である。 同レーザ加工機に使用される加工条件テーブルの一例を示す図である。 同レーザ加工機に使用される加工ノズル登録情報の一例を示す図である。 同レーザ加工機における加工ノズルの要求品質レベルＲＱと使用可能な加工ノズルの判定品質レベルＤＱとの関係を示す図である。 同レーザ加工機の自動運転時の動作を示すフローチャートである。 図７のフローチャートにおける各プログラムのフローチャートである。 図８のフローチャートにおける加工ノズル選択処理を示すフローチャートである。 同レーザ加工機における加工スケジュールの一例を示す図である。 同加工スケジュールに沿ってレーザ加工した際の加工ノズル交換状態及び判定品質レベルを示す図である。 同レーザ加工機における加工ノズルの判定処理を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーザ加工機における加工ノズル選択処理を示すフローチャートである。 同レーザ加工機でレーザ加工した際の加工ノズル交換状態及び判定品質レベルを示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るレーザ加工機及び加工ノズル選択交換方法を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工機１００の概略構成を示す説明図であり、図２はレーザ加工機１００の機能的構成を概略的に示すブロック図である。なお、レーザ加工ユニット１を含むレーザ加工機１００の基本的な構成や構造については既知であるので、ここでは説明が必要な部分を除いて概略のみを説明する。また、このレーザ加工機１００においては、本発明の一実施形態に係る加工ノズル選択交換方法が併せて実行されることは言うまでもない。

また、以下の説明において、「Ｘ軸方向」はレーザ加工機１００におけるレーザ加工ユニット１の加工テーブル３０の正面に向かい合った場合の左右方向を意味し、「Ｙ軸方向」はこの場合の奥行き方向を意味し、「Ｚ軸方向」はＸ方向及びＹ方向と交差する上下方向を意味する。更に、本実施形態においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。

図１に示すように、レーザ加工機１００は、レーザ光Ｌによってワーク（被加工材料）Ｗを加工（切断加工、穴開け加工等）する加工機である。レーザ加工機１００の加工対象となるワークＷとしては、例えば板状の金属母材（板金）が用いられる。板金は、鉄系（ＳＳ、ＳＰＨ等）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金であり、以下「アルミマグネシウム合金」と称する。）等の材質からなる。レーザ加工機１００は、レーザ発振器１０、レーザヘッド２０及びワークＷを載せる加工テーブル３０を含むレーザ加工ユニット１と、後述する加工ノズル２６のレーザ光Ｌの射出面２７側を撮像可能な撮像手段としての撮像ユニット３１とを備える。

また、レーザ加工機１００は、レーザヘッド２０のワークＷに向かう先端側の加工ヘッド２５に装着される加工ノズル２６を交換するノズル交換装置４０と、加工プログラム５８（図２参照、以下同じ。）に従って、レーザ加工ユニット１を制御する制御手段として機能するＮＣ装置５０と、加工ノズル２６の孔部２８から噴出されるアシストガスを供給するアシストガス供給装置（図示せず）とを備える。

ノズル交換装置４０は、ＮＣ装置５０によってその動作が制御され、ステーション４１と呼ばれる複数の凹部にそれぞれ種類の異なる加工ノズル２６をストックし得る。なお、同じ種類の加工の長時間運転に対応するため、同じ種類の加工ノズル２６を複数ストックしても良い。ＮＣ装置５０は、具体的には、加工プログラム５８で設定された加工スケジュールに従って、複数枚のシートを連続的に加工するため、レーザ加工機１００のレーザ加工処理を制御する加工制御装置として機能する。各シートの加工条件は、加工プログラム５８から加工条件テーブル５９（図２参照、以下同じ。）を参照することで設定される。また、ＮＣ装置５０は、各シートの加工において使用される加工ノズル２６を選択する処理、及び各加工ノズル２６の品質レベルを判定する処理等を実行する演算処理装置としても機能する。なお、ＮＣ装置５０には、報知手段として、例えば音声情報を出力可能な図示しない音声出力装置等が接続されていても良い。

レーザ加工ユニット１は、実際にレーザ光Ｌを用いてワークＷを加工するためのユニットである。レーザ加工ユニット１のレーザ発振器１０とレーザヘッド２０とは、例えばプロセスファイバ１１を介して接続されている。レーザ発振器１０は、レーザ光Ｌを生成してレーザ光Ｌを射出する。

レーザ発振器１０としては、例えばレーザダイオードより発せられる種光が共振器でＹｂ等を励起させ増幅させて所定の波長のレーザ光Ｌを射出するタイプのものや、レーザダイオードより発せられるレーザ光Ｌを直接利用するタイプのものが好適に用いられる。レーザ発振器１０は、例えば固体レーザ発振器としてはファイバレーザ発振器、ＹＡＧレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、ＤＤＬ発振器等が挙げられる。

本実施形態のレーザ加工機１００に用いられるレーザ発振器１０は、例えば波長９００ｎｍ〜１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザ光Ｌを射出し、例えば、ＤＤＬ発振器は波長９１０ｎｍ〜９５０ｎｍのレーザ光Ｌを射出し、ファイバレーザ発振器は波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍのレーザ光Ｌを射出する。

また、例えば青色半導体レーザは波長４００ｎｍ〜４６０ｎｍのレーザ光を射出し、グリーンレーザは、波長５００ｎｍ〜５４０ｎｍのレーザ光を射出するファイバレーザ発振器やＤＤＬ発振器でも良く、１μｍ帯のレーザ光Ｌと光合成した多波長共振器であっても良い。プロセスファイバ１１は、レーザ発振器１０により射出されたレーザ光Ｌをレーザ加工ユニット１のレーザヘッド２０へと伝送する。

レーザヘッド２０は、プロセスファイバ１１により伝送されたレーザ光Ｌを加工テーブル３０上のワークＷに照射する。レーザヘッド２０は、レーザ光Ｌの照射中心軸Ｃを含む筒状のハウジング２４を有する。レーザヘッド２０は、このハウジング２４の内部に、プロセスファイバ１１の出射端から射出されたレーザ光Ｌが入射されるコリメータレンズ２１と、このコリメータレンズ２１から射出されたレーザ光ＬをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向の下方に向けて反射させるベンドミラー２２とを有する。

ベンドミラー２２には、例えばレーザ光Ｌの一部の波長（１０８０ｎｍ、６５０ｎｍ）のみを反射する特殊コーティングが予め施されている。また、レーザヘッド２０は、ベンドミラー２２で反射したレーザ光Ｌを集光させる加工用集光レンズ２３をベンドミラー２２の下方に有している。

ハウジング２４は、レーザヘッド２０の先端側においては、先細形状となるように形成され、その先端部分は、加工ノズル２６が着脱自在に取り付けられる加工ヘッド２５を構成する。加工ノズル２６は、ノズル交換装置４０によって加工ヘッド２５に交換可能に装着され得るもので、ワークＷ側の端面がレーザ光Ｌの射出面２７を形成し、この射出面２７に開口してレーザ光ＬをワークＷに照射するための円形の孔部２８を有する。

加工ノズル２６は、例えば図３に示すように、シングルノズル（ａ）、ダブルノズル（ｂ）、加工ノズル２６の冷却機能を備えたもの（ｃ）、ワークＷの冷却機構を備えたもの（ｄ）等、加工条件に応じて種々のタイプ及び孔径のものが用意されている。これら加工ノズル２６は、溶融したワークＷを除去するために、アシストガス供給装置から供給されるガス流２９を、例えば孔部２８を介してレーザ光Ｌと同軸にワークＷに向けるためのノズル機能を有する。

レーザ加工ユニット１は、このように構成されたレーザヘッド２０を、図示しないキャリッジを介して接続された加工テーブル３０上に備えている。キャリッジは、レーザヘッド２０を、加工テーブル３０に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸方向に移動可能に支持する。

撮像ユニット３１は、内部に図示しない撮像手段としてのカメラを有し、例えば加工ノズル２６の射出面２７側を撮像可能に、加工テーブル３０の側方に配置されている。この例では、撮像ユニット３１は固定式で、加工ヘッド２５が撮像ユニット３１の上方まで移動することにより、加工ノズル２６の射出面２７を撮像する。しかし、撮像ユニット３１は、可動式で構成されていても良い。この場合、加工ヘッド２５に装着された状態の加工ノズル２６のみならず、例えばノズル交換装置４０のステーション４１にストックされた状態の加工ノズル２６を撮像可能に構成されていても良い。

撮像ユニット３１で撮像された、加工ノズル２６の射出面２７側を撮像して得られた画像情報は、ＮＣ装置５０内の画像処理部５３（図２参照）に入力される。

なお、撮像ユニット３１のカメラはカラーカメラ、単色カメラ、高速カメラ等の可視光を捉える公知の光学式カメラや、レーザ光を照射して走査し、反射光を受光することで三次元距離画像を取得する三次元距離画像センサ等により構成され得る。また、カメラは、例えば空間的に分解された撮像画像の画像情報を取得可能に構成され得る。撮像された画像情報は、データリンク（ケーブル）３２を介して接続されたＮＣ装置５０に入力される。

このように構成されたレーザ加工ユニット１においては、プロセスファイバ１１によって伝送されたレーザ光Ｌを用いて、加工スケジュールに従って、例えばワークＷの切断加工（カッティング）や貫通加工（ピアッシング）等のレーザ加工が行われる。そして、このようなレーザ加工においては、溶融金属（金属溶融物）が加工ノズル２６に衝突したり付着したりすることで、加工ノズル２６の射出面２７の表面形状や孔部２８の孔形状が徐々に変化する。

このような変化に伴って、加工ノズル２６とワークＷとの間の静電容量が変化してギャップが正しく検出できないことからレーザ光Ｌの焦点位置がずれたり、孔部２８の欠けや付着物によりアシストガスの流量や流路が変わって溶融金属除去の効果等が低下したりする。このため、加工ノズル２６が本来有していたレーザ加工における性能も徐々に低下することとなる。そして、最終的には求められるレーザ加工性能を発揮或いは維持できなくなった時点で、加工ノズル２６は使用を中止され交換或いは廃棄されることとなる。

しかし、当業者の事情は一元的ではない。詳しく説明すると、アシストガスに酸素を用いる酸素カットは例えばＳＳ材に用いられる。酸素カットでは、酸素還元反応を伴いながら材料を熱切断するので、切断面には酸化被膜が付着するが、面粗度は良いとされる。これは、ＳＵＳやＡｌの切断とは切断の物理的プロセスが異なる。例えば、ＳＵＳのように、ＳＳ材と似たような融解温度でありながら、含有元素のＣｒが起因してドロスを発生し易いことが当業者の間で知られている材料の場合、ユーザは酸化クロムの黒色の見た目を嫌い、無酸素切断を求める。そして、ＳＵＳは建材として使われることが多いことから、ユーザは切断面の精度も求め、クリーンカット（窒素切断）での切断やノズルの高品質も要求する。

それに対し、ＡｌはＳＳ材やＳＵＳよりも融点が低く、レーザの吸収率も低いためドロスが発生し易い。また、Ａｌは大気中において酸化アルミの皮膜で覆われており、ユーザは切断による酸化に比較的寛容である。Ａｌ−Ｍｇ系合金は含有元素のＭｇが酸化還元反応するので、ユーザは通常無酸素切断を要求することが多い。しかしながら、イージーカット（微量の酸素を含む窒素リッチアシストガスを用いた切断）は、ガス圧を調整することで良好な切断となることも知られている。更に、エアーカット（大気を気圧を上げて用いた切断）は、Ａｌ加工にも用いられ、比較的厚い板厚のときには無酸素切断よりも高速に切断することが可能である。

つまり、ユーザは加工する素材によって、又はユーザのビジネス上の都合で求める切断品質が異なる。そこで、本発明は、ユーザのノズル要求品質も、費用対コストの関係でノズルの許容品質が異なる場合がある点についても着目している。

そこで、本実施形態に係るレーザ加工機１００では、ある加工で劣化したと判断した加工ノズル２６を更に別の加工で有効活用すべく、例えばＮＣ装置５０において、加工条件に加工ノズル２６の要求品質レベルＲＱの情報を付加すると共に、加工ノズル２６の品質レベルを判定して、加工ノズル２６毎に、判定品質レベルＤＱを登録するように構成した。そして、要求品質レベルＲＱと判定品質レベルＤＱとを比較することで、劣化した加工ノズル２６であってもレーザ加工の要求品質に適したものであれば積極的に使用するように構成し、これによってレーザ加工機１００における加工ノズル２６の全体的な寿命を延ばすことが可能な構成とした。

次に、図２に基づいて、ＮＣ装置５０の機能的構成について説明する。ＮＣ装置５０は、図２に示すように、機能的には、記憶部５１、表示部５２、画像処理部５３、制御部５４、入力部５５、及び学習部５６を備える。

記憶部５１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶媒体を有し、各種の情報の読み出し／書き込みを行うと共に、様々な情報を関連付けて記憶するデータベース５７に接続され、画像処理部５３、制御部５４及びデータベース５７との間でデータを一時記憶する。

データベース５７には、加工プログラム５８、加工条件テーブル５９及び加工ノズル登録情報６０が格納されている。これらの詳細については後述する。

表示部５２は、ディスプレイ等の表示画面を備え、加工プログラム５８、加工条件テーブル５９、及び加工ノズル登録情報６０等の任意の情報を入力又は訂正する設定入力画面やレーザ加工機１００の操作画面等の各種画面や各種の情報を表示画面上に表示する。この表示部５２は、後述する入力部５５の機能を有するタッチパネルで構成され得る。

入力部５５は、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）３を介して制御部５４に接続された、例えばキーボードやマウス等の入力デバイスからなる。入力部５５は、表示部５２に表示された設定入力画面、操作画面等の各種画面に必要な情報を入力する際に用いられる。

画像処理部５３は、撮像ユニット３１が加工ノズル２６の射出面２７側を撮像して得られた画像情報を、ケーブル３２及び映像インタフェース（Ｉ／Ｆ）２を介して入力する。画像処理部５３は、入力した画像情報に画像処理や画像解析を施して、加工ノズル２６の品質レベルを判定する際の前処理を実行する。画像処理部５３は、具体的には、例えば所定の画像処理によって、入力された画像情報の種々の特徴量を算出したり、主成分分析によって次元減算したり、それらの処理を実行するようにしても良い。

制御部５４は、例えば学習部５６によって、予め正常品及び不良品を含む複数の加工ノズル２６の射出面２７の画像情報を学習して得られた学習モデルに基づいて、加工ノズル２６の品質レベルを判定する。そして、制御部５４は、得られた判定品質レベルＤＱについて、加工ノズル登録情報６０の該当箇所を更新する。

制御部５４は、データベース５７から読み出され、記憶部５１にロードされた加工プログラム５８を実行し、この加工プログラム５８に従って出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４を介して制御信号を出力し、レーザ加工ユニット１を動作させる。また、制御部５４は、加工プログラム５８の加工スケジュールに基づき、順次加工を行うシートの加工条件を加工条件テーブル５９から読み出し、読み出された加工条件と加工ノズル登録情報６０とに基づいて、必要に応じて加工ヘッド２５に装着される加工ノズル２６を交換するよう出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４を介して制御信号を出力し、ノズル交換装置４０を動作させる。

加工条件テーブル５９は、図４に示すように、レーザ加工されるワークＷであるシートの種類毎に規定された加工条件を記録したテーブルである。加工条件テーブル５９には、図４に示すように、例えばレーザ加工の加工条件名、加工される材料名称、材質、板厚、使用される加工ノズル２６を特定する加工ノズル種類、焦点、アシストガス種類、及びその加工ノズル２６に要求される要求品質レベルＲＱ等の情報が含まれる。

また、加工ノズル登録情報６０は、図５に示すように、ノズル交換装置４０の各ステーション４１にストックされた加工ノズル２６についての情報を登録したテーブルである。加工ノズル登録情報６０は、ノズル交換装置４０のステーション番号（ステーションＮｏ．）と、そのステーションＮｏ．のステーション４１ｓにセットされた加工ノズル２６の種類を示すノズル情報と、その加工ノズル２６の現時点での判定品質レベルＤＱとを含む。判定品質レベルＤＱは、加工ノズル２６が未使用状態で最初に判定され、レーザ加工の終了後、新たな判定結果が得られる度に随時更新される。なお、判定処理は、レーザ加工後ではなく、レーザ加工前に実行するようにしても良い。

次に、加工条件と使用する加工ノズル２６との関係について説明する。
使用する加工ノズル２６に影響を与える加工条件の一つに、ワークＷの材質が挙げられる。
図６は、加工条件で既定された加工ノズル２６の要求品質レベルＲＱと、使用可能な加工ノズル２６の判定品質レベルＤＱとの関係を示している。例えば、ステンレス（ＳＵＳ）や鉄系（ＳＳ、ＳＰＨ）等は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミマグネシウム合金等に比べると加工品質が高い。このため、ＳＵＳ、ＳＰＨの加工に使用される加工ノズル２６には、高い品質レベルが要求される。これに対し、元々加工品質のレベルが高くないＡｌ、アルミマグネシウム合金の加工に使用される加工ノズル２６は、前述の鉄系等と比較して低い品質レベルでも十分であると言える。このように、加工条件によって、要求される加工ノズル２６の品質が異なる。

なお、ワークＷの材質の他に、ワークＷの板厚とアシストガス（種類、圧力）も使用する加工ノズル２６に影響を与え、要求される加工品質も変化する。例えば、ワークＷの板厚については、板厚が増すほど、ワークＷの下面まで到達するアシストガスの量が低下するため、加工品質のレベルは低くなるが、要求品質も比較的低くなる。また、アシストガスについては、例えば窒素カットは酸化を許さない加工に用い、加工品質のレベルが高く求められる場合に使用される。これに対し、エアーカットやイージーカットは加工品質よりも生産効率を重視する場合に用い、加工品質のレベルが高くないときに求められる。

図６の例では、加工条件の中に、要求品質レベルＲＱとして、高い方からＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つのレベルが設定可能であることを示している。最も高い要求品質レベルＲＱ＝Ａの場合、使用可能な加工ノズル２６は、判定品質レベルＤＱがＡ、即ち、新品か、それと同等の加工ノズル２６のみである。要求品質レベルＲＱ＝Ｂの場合、使用可能な加工ノズル２６は、判定品質レベルＤＱがＡ及びＢの２種類である。しかし、判定品質レベルＤＱがＡの加工ノズル２６は、極力、それよりも高い品質が要求されるレーザ加工のために、ストックしておきたいので、判定品質レベルＤＱがＢの加工ノズル２６を優先的に使用する。

同様に、要求品質レベルＲＱ＝Ｃの場合、使用可能な加工ノズル２６は、判定品質レベルＤＱがＡ、Ｂ及びＣの３種類である。この場合も、判定品質レベルＤＱがＣ、Ｂ、Ａの加工ノズル２６の順に使用の優先度を決定する。更に、要求品質レベルＲＱ＝Ｄの場合、使用可能な加工ノズル２６は、判定品質レベルＤＱがＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４種類である。この場合も、判定品質レベルＤＱがＤ、Ｃ、Ｂ、Ａの加工ノズル２６の順に使用の優先度を決定する。
このようにして、品質レベルの低い加工ノズル２６でも、使用可能な加工には使用することで、加工ノズル２６全体の寿命が向上する。

次に、図７、図８及び図９のフローチャートを参照して、レーザ加工機１００が、レーザ加工システムに組み込まれた場合の全体的な動作について説明する。レーザ加工システムは、レーザ加工機１００の他に、例えばＮＣ装置５０のコンピュータオートメーションにより協働可能なシャトルテーブルや自動棚を備えて構成される。この場合のＮＣ装置５０はシステム全体も制御するものとする。

まず、事前準備として、どのワークＷ（シート）を何枚加工するか、その順番を「操作画面」を介して入力し、加工スケジュールを組む。次に、ノズル交換装置４０に加工に必要な加工ノズル２６をセットすると共に、加工ノズル登録情報６０をデータベース５７にセットする。また、図示しないワーク自動搬入装置に、加工に必要なワークＷを挿入しておく。

次に、ＮＣ装置５０においてシステムが起動されて自動運転動作が開始されると、加工スケジュールに従って自動棚からシャトルテーブルの加工パレットへ未加工のワークＷであるシートが搬送され、スキッドテーブル上に載置されてセットされる。

次に、図７に示すように、シート毎にレーザ加工を行うためのプログラム１〜プログラムｎまでｎ回のレーザ加工を繰り返す（ステップＳ１００_１〜Ｓ１００_ｎ）。

図８は、各プログラム（ステップＳ１００_１〜Ｓ１００_ｎ）のフローチャートである。

図８に示すように、レーザ加工機１００においてプログラム１（ステップＳ１００_１）のレーザ加工が開始されると、制御部５４は、まず、ワークＷであるシートを搬入する（ステップＳ１０１）。即ち、制御部５４は、スキッドテーブル上のワークＷを、シャトルテーブルによって加工パレットごとレーザ加工機１００に向かう方へ移動させ、レーザ加工機１００の内部へ搬入する。

次に、加工プログラム５８に組み込まれた加工スケジュールに記述された加工条件名に基づいて、データベース５７の加工条件テーブル５９から今回レーザ加工されるシートの加工条件をロードする（ステップＳ１０２）。

次に、加工ノズル２６の選択処理を実行する（ステップＳ１０３）。
図９は、加工ノズル２６の選択処理を示すフローチャートである。まず、加工ノズル登録情報６０から、加工条件に適合するノズル情報を有し、加工条件で設定された要求品質レベルＲＱを満たす加工ノズル２６で、且つ判定品質レベルＤＱが最も低いものを検索する（ステップＳ１０３１）。

次に、加工ヘッド２５に現在装着されている加工ノズル２６が、加工条件に記述されたノズル情報と要求品質レベルＲＱを満たすかどうかを判定する（ステップＳ１０３２）。もし、加工ノズル２６が、加工条件のノズル情報と要求品質レベルＲＱを満たしていれば、加工ノズル２６の交換はせずに、そのまま次のステップに移行する。一方、加工ノズル２６が、加工条件のノズル情報と要求品質レベルＲＱを満たしていない場合には、ノズル交換装置４０内からステップＳ１０３１で検索された加工ノズル２６と、現在加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６とを交換する（ステップＳ１０３３）。

次に、図８に戻り、制御部５４は、設定された加工条件に従って、ワークＷをレーザ加工する（ステップＳ１０４）。加工が終了したら、加工後の加工ノズル２６のレーザ光Ｌの射出面２７を撮像ユニット３１によって撮像する（ステップＳ１０５）。次に、制御部５４は、撮像した加工ノズル２６の品質レベルを判定する（ステップＳ１０６）。そして、判定結果に基づいて加工ノズル登録情報６０に登録されている判定品質レベルＤＱを更新する（ステップＳ１０７）。最後に加工後のワークＷをレーザ加工機１００から搬出して１枚のシートの加工が終了する（ステップＳ１０８）。

以上の処理を、加工スケジュールに沿って、続くプログラム２（ステップＳ１００_２）〜プログラムｎ（ステップＳ１００_ｎ）についても繰り返すことにより、全てのシートについてのレーザ加工処理は終了する。

次に、具体的な加工ノズル２６の交換例について説明する。
図１０は、加工プログラム５８にセットされる加工スケジュールの一例である。また、図１１は、この加工スケジュールに沿って加工プログラム５８が実行されたときの加工ノズル２６の交換例を示す図である。

図１０に示すように、第１のシート００１の加工条件名が「Ｃ−ＳＵＳ２．５Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ｃ−ＳＵＳ２．５Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、ノズル情報として、「Ｓ２．０」と規定されている。また、材料がＳＵＳであるため、比較的加工品質は良好であり、要求品質レベルＲＱとしても高めの「Ｂ」が規定されている。
図１１に示すように、シート００１を加工するプログラム１において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱ＝Ａのノズルである場合、ノズル情報と要求品質レベルＲＱ＝Ｂを満たしているので、加工ノズル２６を交換することなく、そのままレーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ａ」と判定された。

次に、図１０に示すように、第２のシート００２の加工条件名が「Ｃ−ＳＵＳ２．５Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ｃ−ＳＵＳ２．５Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、ノズル情報として、「Ｓ２．０」、要求品質レベルＲＱとして「Ａ」が規定されている。
図１１に示すように、シート００２を加工するプログラム２において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱ＝Ａのノズルなので、ノズル情報と要求品質レベルＲＱ＝Ａを満たしている。よって、加工ノズル２６を交換することなく、そのままレーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ｃ」と判定された。

次に、図１０に示すように、第３のシート００３の加工条件名が「Ａ−ＳＰＣ１．０Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ａ−ＳＰＣ１．０Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、ノズル情報として、「Ｓ２．０」が規定されている。材料は冷間圧延鋼板であり、エアーカットでもあり、加工品質はＳＵＳに比べると劣る。よって、要求品質レベルＲＱとして「Ｃ」が規定されている。
図１１に示すように、シート００３を加工するプログラム３において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱ＝Ｃのノズルなので、ノズル情報と要求品質レベルＲＱ＝Ｃを満たしている。よって、加工ノズル２６を交換することなく、そのままレーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ｄ」と判定された。

次に、図１０に示すように、第４のシート００４の加工条件名が「Ａ−ＳＵＳ２．０Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ａ−ＳＵＳ２．０Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、ノズル情報として、「Ｓ２．０」、要求品質レベルＲＱとして「Ｃ」が規定されている。
ここで、シートＮｏ．００２とシートＮｏ．００４の加工条件を比較すると、シートＮｏ．００２の加工条件においてはクリーンカットを採用していたが、シートＮｏ．００４の加工条件ではエアーカットを採用している。この場合に、ユーザが加工条件に合わせて要求品質レベルＲＱを変えて加工条件を設定してある。
つまり、加工ノズル２６の状態が劣化しても、要求品質レベルＲＱによってはそのまま加工ノズル２６を使用できるようユーザの意図を加工条件に反映させることが可能であることを示したものである。
図１１に示すように、シート００４を加工するプログラム４において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱ＝Ｄのノズルなので、ノズル情報は満たすが、要求品質レベルＲＱ＝Ｃは満たしていない。よって、加工ノズル２６は交換される。このとき、直前のステップＳ１０３１（図９）で検索された判定品質レベルＤＱの最も低いレベル「Ｃ」の加工ノズル２６に交換した後、レーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ｃ」と判定された。

次に、図１０に示すように、第５のシート００５の加工条件名が「Ｃ−Ａ１０５０−２．０Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ｃ−Ａ１０５０−２．０Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、ノズル情報として、「Ｄ２．０Ｆ」が規定されている。また、材料はアルミニウムであり、加工品質はＳＵＳに比べると劣る。よって、要求品質レベルＲＱとして「Ｃ」が規定されている。
図１１に示すように、シート００５を加工するプログラム５において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱ＝Ｃのノズルである。このため、ノズル情報「Ｄ２．０Ｆ」を満たしていない。よって、加工ノズル２６を、直前に検索された「Ｄ２．０Ｆ」、判定品質レベルＤＱ＝Ｃの加工ノズル２６に交換する。その後、レーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ｄ」と判定された。

次に、図１０に示すように、第６のシート００６の加工条件名が「Ａ−ＳＰＣ１．０Ｌ１」なので、加工条件テーブル５９から、「Ａ−ＳＰＣ１．０Ｌ１」の加工条件名を有する加工条件を読み出す。加工条件には、シート００３と同様、ノズル情報として、「Ｓ２．０」、要求品質レベルＲＱとして「Ｃ」が規定されている。
図１１に示すように、シート００６を加工するプログラム６において、現在、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、ノズル情報「Ｄ２．０Ｆ」、判定品質レベルＤＱ＝Ｄのノズルなので、ノズル情報と要求品質レベルＲＱ＝Ｃのいずれも満たしていない。よって、プログラム４で使用された、ノズル情報「Ｓ２．０」、判定品質レベルＤＱが「Ｃ」の加工ノズル２６に交換する。その後、レーザ加工が実行される。レーザ加工後の加工ノズル２６を判定した結果、判定品質レベルＤＱは「Ｄ」と判定された。

以上のように、本実施形態によれば、従来は不良品として廃棄等されていた、判定品質レベルＤＱ＝Ｃの加工ノズル２６でも、プログラム３、プログラム５及びプログラム６で積極的に使用することができ、加工ノズル２６全体の寿命を延ばすことが可能となる。

次に、加工ノズル２６の品質レベルの判定処理について説明する。
まず、判定処理に先立ち、予め図１に示す学習部５６で学習モデルを生成する。学習部５６による機械学習は、基本的には、多数の加工ノズル２６のサンプルを撮像して得られた画像情報を学習し、複数の品質レベルに分類することで、学習済みの学習モデルを作成することであり、例えば、教師無し学習、教師付き学習等種々の方法が採用し得る。

ここでは、一例としてＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を使用しても良い。なお、この方法に限定されるものではない。まず、学習するための学習データの準備を行う。すなわち、学習対象となるレーザ加工機１００で使用する全ての加工ノズル２６について、正常状態のものと異常状態のものを用意する。また、これらの中でも、射出面２７の傷、欠け、スパッタ付着などの欠陥の度合いが異なる複数の加工ノズル２６を、学習サンプルとして用意する。

次に、例えば撮像ユニット３１等を用いて、用意した全ての加工ノズル２６の射出面２７側を撮像し、例えば学習用の撮像画像と評価用の撮像画像を用意する。具体的には、例えば正常状態の撮像画像が５０枚及び異常状態の撮像画像が５０枚の計１００枚あった場合に、それぞれ４０枚ずつを学習用とし、１０枚ずつを評価用とすること等が挙げられる。

次に、８０枚の画像情報に対し、最も近いラベルを付与することで分類する。ラベルは、ノズルの品質の劣化状態に応じて決定されるが、例えば以下のようにＡ〜Ｄに分類されることになる。
Ａ：ほぼ新品のノズル
Ｂ：ノズルに傷はあるがノズル内径に傷がないもの
Ｃ：ノズル内径に傷があるが円の形状がくずれていないもの
Ｄ：ノズル内径の円の形が崩れてしまっているもの
入力した画像情報に対し付与されたラベルが出力されるように、ニューラルネットワークの学習の中で、真円度、偏心度、画像の濃淡等、多次元の特徴ベクトルを抽出し、ハイパーパラメータを決定する。

次に、評価用の２０枚の画像情報を使って、前述のとおり作成したニューラルネットワークで推論処理を行う。評価データの正解率が高くなるようにハイパーパラメータを調整する。以上が学習処理となる。

ハイパーパラメータを調整したニューラルネットワークで入力画像に対してＡ〜Ｄのラベルを出力する。ニューラルネットワークの出力結果をもとに判定品質レベルＤＱを判定する。ラベルと判定品質レベルＤＱは同一のアルファベット同士で対応しており、例えば画像情報に対しＡのラベルが付与されていれば判定品質レベルＤＱはＡと判定される。

この結果、図１２に示すように、学習部５６に入力される画像情報３３は、画像情報３４〜３９に示すように、その品質の劣化状態に応じて判定品質レベルＡ〜Ｄに分類されることになる。

つまり、予め学習部５６を教師データで学習済み状態にしておいて、ユーザの加工時に入力された画像情報３４〜３９を学習部５６が判定品質レベルＡ〜Ｄに評価する。ここで評価された情報には、ユーザが今回の加工に適しているかを事前判定し、次の加工においては別途要求品質レベルＲＱに対する判定品質レベルＤＱが判定評価されるから、加工毎に許容される加工ノズル２６を使用することができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、レーザ加工機１００によって加工ノズル２６の品質レベルの判定処理を行い、品質レベルを更新するので、加工ノズル２６の最新の状態を判定して把握することができ、要求品質に合えば劣化した加工ノズル２６であっても使用することが可能となるので、加工ノズル２６の有効活用を図り、加工ノズル２６の全体的な寿命を延ばすことが可能となる。

次に、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、加工ノズル選択処理（ステップＳ１０３）において、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、加工条件に設定されたノズル情報及び要求品質レベルＲＱを満たしていれば、加工ノズル２６を交換せずに、そのままレーザ加工処理（ステップＳ１０４）を実行した。

これに対し、第２の実施形態では、加工ノズル２６選択処理（ステップＳ１０３）において、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６が、加工条件に設定されたノズル情報及び要求品質レベルＲＱを満たし、且つ判定品質レベルＤＱが最も低いものでない場合、加工ヘッド２５に装着されている加工ノズル２６を交換する（ステップＳ１０３４）という点で第１の実施形態とは異なる。他の処理は第１の実施形態と同様である。

この場合、図１４に示すように、先の実施形態と同様の加工スケジュールにおいて、プログラム１では、加工ノズル２６が、判定品質レベルＤＱ＝Ａのものから、判定品質レベルＤＱ＝Ｂのものに交換される。従って、プログラム２及びプログラム３においても、加工ノズル２６の交換が発生する。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態よりも加工ノズル２６の交換頻度が多くなるが、判定品質レベルＤＱ＝Ａの加工ノズル２６を使用する頻度を低下させることができ、新品の加工ノズル２６の使用頻度を第１の実施形態よりも軽減させることができるという利点がある。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ レーザ加工ユニット
２ 映像インタフェース
３ 入力インタフェース
４ 出力インタフェース
１０ レーザ発振器
２０ レーザヘッド
２５ 加工ヘッド
２６ 加工ノズル
２７ 射出面
２８ 孔部
３１ 撮像ユニット
４０ ノズル交換装置
４１ ステーション
５０ ＮＣ装置
５１ 記憶部
５２ 表示部
５３ 画像処理部
５４ 制御部
５５ 入力部
５６ 学習部
５７ データベース
１００ レーザ加工機

Claims (8)

1. レーザ光を照射してワークをレーザ加工する加工ヘッドと、
   前記レーザ光を射出する孔部を有し前記加工ヘッドに着脱自在に装着される加工ノズルと、
   前記加工ノズルの前記レーザ光の射出面側を撮像可能な撮像手段と、
   加工条件に定義された前記加工ノズルの要求品質レベルと前記撮像手段で得られた画像情報とに基づいて、前記加工ノズルの品質レベルを判定するための判定品質レベルを判定する学習器と、を備え、
   前記学習器は、予め前記加工ノズルの前記判定品質レベルを調整するための教師データが取り込まれて構成されると共に、前記教師データ及び前記撮像手段で前記加工ノズルの前記射出面側を撮像して得られた画像情報に基づいて、前記加工ノズルの前記判定品質レベルを判定し、
   前記学習器による判定結果である前記判定品質レベルを出力する制御手段を更に備えた
   ことを特徴とするレーザ加工機。
2. 前記制御手段は、前記レーザ加工の加工条件と、その加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、複数の前記加工ノズルのそれぞれの前記判定品質レベルと、を記憶し、
   前記レーザ加工に先立って、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、前記各加工ノズルの判定品質レベルとに基づいて、前記レーザ加工に使用する前記加工ノズルを選択する
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
3. 前記制御手段は、前記レーザ加工に使用する加工ノズルとして、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルを満たし、且つ前記判定品質レベルが最も低い加工ノズルを選択する
   ことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工機。
4. 前記制御手段は、前記レーザ加工の後に、前記加工ノズルの品質レベルを判定し、前記加工ノズルの前記判定品質レベルを更新する
   ことを特徴とする請求項２又は３記載のレーザ加工機。
5. 複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記加工ヘッドに現在装着されている加工ノズルが、直後に実行されるレーザ加工の加工条件及び要求品質レベルを満たす場合には、前記加工ノズルを交換せずに、そのままレーザ加工を実行させる
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のレーザ加工機。
6. 複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記加工ヘッドに現在装着されている加工ノズルが、直後に実行されるレーザ加工の加工条件及び要求品質レベルを満たし、且つ前記要求品質レベルと前記加工ノズルの判定品質レベルとが異なる場合には、前記要求品質レベルを満たし、且つ最も低い判定品質レベルを有する他の加工ノズルを前記ノズル交換手段にセットされた複数の前記加工ノズルの中から検索し、前記加工ヘッドに装着されている加工ノズルと前記検索された加工ノズルとを、前記ノズル交換手段を制御して交換した後、前記レーザ加工を実行させる
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のレーザ加工機。
7. 前記制御手段は、
   複数の前記画像情報を学習して前記加工ノズルの劣化度合いに基づく判定品質レベルを分類可能な学習モデルを生成し記憶した学習部と、
   前記撮像手段で得られた画像情報を、前記学習モデルに基づいて分類することにより前記判定品質レベルを決定する演算処理部と、を備える
   ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載のレーザ加工機。
8. レーザ光を照射してワークをレーザ加工する加工ヘッド、及び前記レーザ光を射出する孔部を有し前記加工ヘッドに着脱自在に装着される加工ノズルを有するレーザ加工機と、前記加工ノズルの前記レーザ光の射出面側を撮像可能な撮像装置と、前記撮像装置で前記加工ノズルの前記射出面側を撮像して得られた画像情報に基づいて、前記加工ノズルの劣化度合いに基づく品質レベルを判定する判定処理を、前記レーザ加工機における前記レーザ加工毎に実行する制御手段と、複数の前記加工ノズルがセットされ、前記制御手段の制御に基づいて、前記加工ヘッドに装着される前記加工ノズルを交換するノズル交換装置と、を備えたレーザ加工システムにおいて実行される加工ノズル選択交換方法であって、
   前記レーザ加工に先立って、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルと、前記各加工ノズルの判定品質レベルとに基づいて、前記レーザ加工に使用する前記加工ノズルとして、前記レーザ加工の加工条件で要求される前記加工ノズルの要求品質レベルを満たし、且つ前記判定品質レベルが最も低い加工ノズルを選択する加工ノズル選択工程を含む
   ことを特徴とする加工ノズル選択交換方法。

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