JP2024011365A - 芯ずれ検出装置、レーザ加工機、及び芯ずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯ずれの検出精度が低下するのを抑制することが可能な芯ずれ検出装置、レーザ加工機、及び芯ずれ検出方法を提供する。【解決手段】レーザ加工機１におけるレーザ光の芯ずれを検出する芯ずれ検出装置６２であって、ワークＷの加工時にワークＷから発せられた光をレーザヘッド４内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでワークＷを撮像する撮像部２７と、撮像部２７により撮像される画像であってワークＷに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によってワークＷに形成されるマーキング痕の画像と、予め取得しているレーザヘッド４のノズル穴の中心位置に関する情報と、に基づいてレーザ光の芯ずれを検出する画像処理装置３１Ａと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、芯ずれ検出装置、レーザ加工機、及び芯ずれ検出方法に関する。

レーザヘッドから出射するレーザ光によりワークを加工するレーザ加工機が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のレーザ加工機は、レーザ加工によってワークに形成された貫通孔を撮像し、撮像した画像に対して画像処理を行うことで貫通孔の中心位置（レーザ光の中心位置）と、ノズル穴の中心位置とのずれである芯ずれを検出している。

特許６４３１９３７号公報

特許文献１に記載のレーザ加工機では、芯ずれを検出するにあたって、レーザ加工によりワークに貫通孔を形成している。レーザ加工により貫通孔を形成すると、レーザ加工時においてワークの溶融物であるドロスが噴出し、このドロスがワークに付着することがある。従って、ドロスが貫通孔の縁部等に付着したときなど、上記した画像処理で正確な中心位置を検出できるようなきれいな貫通孔を安定的に形成することができないため、芯ずれの検出精度が悪いといった課題がある。

本発明は、芯ずれの検出精度が低下するのを抑制することが可能な芯ずれ検出装置、レーザ加工機、及び芯ずれ検出方法を提供することを目的とする。

本発明の態様に係る芯ずれ検出装置は、加工用のレーザ光を発生させるレーザ発振器と、レーザ発振器が発生させたレーザ光を集光してワークに照射する集光レンズを収容するレーザヘッドと、を備えたレーザ加工機におけるレーザ光の芯ずれを検出する芯ずれ検出装置であって、ワークの加工時にワークから発せられた光をレーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでワークを撮像する撮像部と、撮像部により撮像される画像であってワークに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によってワークに形成されるマーキング痕の画像と、予め取得しているレーザヘッドのノズル穴の中心位置に関する情報と、に基づいてレーザ光の芯ずれを検出する画像処理装置と、を備える。

本発明の態様に係る芯ずれ検出方法は、加工用のレーザ光を発生させるレーザ発振器と、レーザ発振器が発生させたレーザ光を集光してワークに照射する集光レンズを収容するレーザヘッドと、ワークの加工時にワークから発せられた光をレーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでワークを撮像する撮像部と、を備えたレーザ加工機におけるレーザ光の芯ずれを検出する方法であって、ワークに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によってワークに形成されるマーキング痕を撮像部により撮像することと、マーキング痕の画像と、予め取得しているレーザヘッドのノズル穴の中心位置に関する情報とに基づいて芯ずれを検出することと、を含む。

上記態様に係る芯ずれ検出装置、レーザ加工機又は芯ずれ検出方法によれば、マーキングによりワーク表面だけ変質させる（焦がす）ことでドロスの発生を抑制し、芯ずれの検出精度が低下するのを抑制することができる。

また、上記態様に係る芯ずれ検出装置又はレーザ加工機によれば、レーザ加工機は、レーザヘッドのノズルを自動で交換するノズルチェンジャを備え、画像処理装置は、ノズルチェンジャによって行われるノズルの交換に関する情報を取得し、ノズルチェンジャによるノズルの交換に前後して芯ずれを検出してもよい。これらの構成により、ノズルチェンジャによりノズルを交換する際に、そのノズルに対応するレーザ光の芯ずれを検出できる。

また、上記態様に係る芯ずれ検出装置又はレーザ加工機によれば、画像処理装置は、レーザ加工機によるワークの加工に際して芯ずれを検出してもよい。これらの構成により、レーザ加工機によるワークの加工に際して、レーザ光の芯ずれを検出できる。

また、上記態様に係る芯ずれ検出装置又はレーザ加工機によれば、画像処理装置は、マーキング痕の画像からレーザ光の中心位置を算出し、ノズル穴の中心位置に対するレーザ光の中心位置のずれを芯ずれとして検出してもよい。これらの構成により、画像処理で正確な中心位置を検出できる。

また、上記態様に係るレーザ加工機は、芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定値以上である場合、前記レーザ加工機による前記ワークの加工を中止する加工制御部を備えてもよい。これらの構成により、レーザ光の芯ずれが大きい場合、レーザ加工機によるワークの加工を中止させることで、加工精度の悪化を抑制できる。

また、上記態様に係るレーザ加工機は、芯ずれに関する情報をユーザに通知する通知部と、芯ずれ検出装置により検出された芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、芯ずれの量に応じた、集光レンズの位置の調整量を前記通知部から通知するように指示する加工制御部と、を備えてもよい。これらの構成により、レーザ光の芯ずれが大きい場合に、レーザ光の調整をユーザに促すことができる。

また、上記態様に係るレーザ加工機は、集光レンズの位置を調整するアクチュエータと、アクチュエータを制御する調整制御部と、芯ずれ検出装置により検出された芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、芯ずれの量に応じて集光レンズの位置を調整させるように、調整制御部に指示する加工制御部と、を備えてもよい。これらの構成により、レーザ光の芯ずれが大きい場合に、自動でレーザ光を調整できる。

また、上記態様に係るレーザ加工機によれば、アクチュエータは、集光レンズの光軸に垂直な面内における集光レンズの位置を調整してもよい。これらの構成により、レーザ光の芯ずれが大きい場合に、集光レンズの光軸に垂直な面内における集光レンズの位置を調整することができる。

第１実施形態に係るレーザ加工機及びノズル状態判定装置の一例を示す図である。 第１実施形態に係るレーザヘッドの構成の一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像処理装置の機能部の一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像によるカーフ幅測定の一例を示す図である。 第１実施形態に係る画像による燃焼状態の一例を示す図である。 第１実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第１実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第１実施形態に係る第１画像及び第２画像の一例を示す図である。 第１実施形態に係る差分画像の一例を示す図である。 第１実施形態に係るノズルの穴径の算出方法を説明する図である。 第１実施形態に係る扁平率の算出方法を示す図である。 第１実施形態に係るノズル判定処理のフロー図である。 第１実施形態に係るレーザ加工機の変形例である。 第２実施形態に係るレーザ加工機を示す図である。 第２実施形態に係る画像処理装置の機能部の一例を示す図である。 第２実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第２実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第２実施形態に係るマーキング加工を説明する図である。 第２実施形態に係るマーキング位置の一例を示す図である。 第２実施形態に係る芯ずれの検出方法を説明する図である。 第２実施形態に係る芯ずれ検出方法のフロー図である。 第２実施形態に係るユーザインターフェースの一例を示す図である。 第３実施形態に係るレーザ加工機を示す図である。 第３実施形態に係る画像処理装置の機能部の一例を示す図である。 第３実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第３実施形態に係るテストプレートの配置の一例を示す図である。 第３実施形態に係るレーザ加工機の動作のフロー図である。

以下、実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。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。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する場合がある。ＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。また、ＸＹ平面に垂直な方向はＺ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が－方向であるものとして説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るレーザ加工機１及びノズル状態判定装置１１の一例を示す図である。第１実施形態に係るレーザ加工機１は、レーザ光Ｌを出射して加工対象であるワークＷに対して、切断，マーキング加工などのレーザ加工を行う。レーザ加工機１は、レーザ発振器２と、レーザヘッド４と、アシストガス供給部５と、ヘッド駆動部６と、加工制御部７と、ノズルチェンジャ８と、交換制御部９と、通知部１０と、ノズル状態判定装置１１とを備える。ノズル状態判定装置１１は、照明部３と、観察光学系１４と、撮像部２７と、画像処理装置３１とを備える。

レーザ発振器２は、加工用レーザ光Ｌ１を発生させる。例えば、加工用レーザ光Ｌ１は、赤外レーザ光である。レーザ発振器２は、光ファイバＦを介してレーザヘッド４に接続されている。光ファイバＦは、レーザ発振器２から出力される加工用レーザ光Ｌ１をレーザヘッド４に導入する。

照明部３は、レーザヘッド４に対して接続される。照明部３は、レーザ光源３Ａ及びコリメータ３Ｂを備える。レーザ光源３Ａは、加工用レーザ光Ｌ１と異なる波長の照明用レーザ光Ｌ２（照明光）を発する。コリメータ３Ｂは、レーザ光源３Ａから照明用レーザ光Ｌ２が入射する位置に設けられ、レーザ光源３Ａから入射する照明用レーザ光Ｌ２を平行光に変換する。

レーザヘッド４は、ノズル１２からレーザ光Ｌ（加工用レーザ光Ｌ１及び照明用レーザ光Ｌ２）をワークＷに向けて照射する。レーザヘッド４は、ワークＷに対して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に相対的に移動可能に設けられる。レーザヘッド４は、ワークＷに対して相対的に移動しながら、ワークＷに対して加工用レーザ光Ｌ１を照射することでレーザ加工を行う。

図２は、レーザヘッド４の構成の一例を示す図である。図２に示すように、レーザヘッド４は、ノズル１２と、照射光学系１３とを備える。ノズル１２は、レーザヘッド４の下方に取り付けられる。ノズル１２は、下方向に向けられている。ノズル１２は、出射孔であるノズル穴１２１を有する。

加工用レーザ光Ｌ１及び照明用レーザ光Ｌ２は、ノズル穴１２１から下方向に向けて照射される。ノズル１２は、ガス供給管等を介してアシストガス供給部５に接続される。ノズル１２は、加工用レーザ光Ｌ１を照射する領域に向けて、アシストガス供給部５からのアシストガスをワークＷに供給する。

照射光学系１３は、レーザヘッド４の内部に設けられている。照射光学系１３は、レーザ発振器２で発生した加工用レーザ光Ｌ１を、ワークＷに向けて案内することにより、ノズル１２のノズル穴１２１を通してワークＷに照射する。例えば、照射光学系１３は、コリメータ２１と、ビームスプリッタ２２と、集光レンズ２３とを備える。

コリメータ２１は、加工用レーザ光Ｌ１の入射側の焦点が光ファイバＦの端部の位置と一致するように設けられ、レーザ発振器２から出力される加工用レーザ光Ｌ１を平行光に変換する。ビームスプリッタ２２は、コリメータ２１を通過した加工用レーザ光Ｌ１が入射する位置に設けられ、加工用レーザ光Ｌ１を透過し、照明用レーザ光Ｌ２を反射させる。集光レンズ２３は、レーザヘッド４に収容されている。集光レンズ２３は、ビームスプリッタ２２からの加工用レーザ光Ｌ１が入射する位置に設けられ、入射する加工用レーザ光Ｌ１を集光する。集光レンズ２３は、光学系駆動部（図示なし）によって光軸に沿って移動可能である。この光学系駆動部によってワークＷ側の焦点が調整される。

観察光学系１４は、レーザヘッド４の内部に設けられている。観察光学系１４は、ハーフミラー２４と、波長選択フィルタ２５と、結像レンズ２６とを備える。ハーフミラー２４は、コリメータ３Ｂを通過した照明用レーザ光Ｌ２が入射する位置に設けられ、照明用レーザ光Ｌ２の一部を反射し、一部を通過させる。ハーフミラー２４で反射した照明用レーザ光Ｌ２は、ビームスプリッタ２２を反射する。集光レンズ２３は、ビームスプリッタ２２を反射した照明用レーザ光Ｌ２を集光する。ワークＷにおいて照明用レーザ光Ｌ２が照射される領域は、ワークＷに対して加工用レーザ光Ｌ１が照射される領域を含むように設定される。

ワークＷからの戻り光は、集光レンズ２３を通過してビームスプリッタ２２に入射する。戻り光は、照明用レーザ光Ｌ２がワークＷで反射錯乱した光と、加工用レーザ光Ｌ１がワークＷで反射した光とを含む。照明用レーザ光Ｌ２に由来する光は、ビームスプリッタ２２で反射してハーフミラー２４に入射する。同様に、加工用レーザ光Ｌ１に由来する光は、ビームスプリッタ２２で反射してハーフミラー２４に入射する。

波長選択フィルタ２５は、例えば、ダイクロイックミラー、ノッチフィルター等である。ハーフミラー２４に入射した戻り光は、ハーフミラー２４を通過して波長選択フィルタ２５に入射する。照明用レーザ光Ｌ２に由来する光は、波長選択フィルタ２５で反射して結像レンズ２６に入射する。一方、加工用レーザ光Ｌ１に由来する光は、波長選択フィルタ２５を透過する。結像レンズ２６は、波長選択フィルタ２５で反射した光を撮像部２７に集光する。

図１に示すように、アシストガス供給部５は、レーザヘッド４に接続されている。アシストガス供給部５は、ノズル１２内にアシストガスを供給する。アシストガスは、レーザ加工において、溶融した材料を除去するために用いられる。アシストガスの供給源としては、例えば、ガスボンベ、工場の供給ライン等が用いられる。アシストガスとしては、例えば、窒素ガス、空気、窒素と酸素とを混合したガスが用いられる。

ヘッド駆動部６は、加工制御部７に制御され、レーザヘッド４をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向に移動させる。ヘッド駆動部６は、例えば、Ｘ方向に移動可能なガントリと、ガントリに対してＹ方向に移動可能なスライダと、スライダに対してＺ方向に移動可能な昇降部とを有する。なお、ヘッド駆動部６は、上記の構成に限定されず、ロボットアーム等の他の構成により実現されてもよい。

加工制御部７は、ヘッド駆動部６を制御することで、レーザヘッド４の移動を制御する。例えば、加工制御部７は、レーザヘッド４の位置情報を所定の周期で取得し、その取得した位置情報に基づいてヘッド駆動部６を制御することでレーザヘッド４の移動を制御する。また、加工制御部７は、アシストガス供給部５を制御してアシストガスの噴射を開始させ、レーザ発振器２から加工用レーザ光Ｌ１を出力させることで、照射光学系１３からワークＷに加工用レーザ光Ｌ１を照射させる。

ノズルチェンジャ８は、交換制御部９からの制御に基づいて、ノズル１２の交換を行う。ノズルチェンジャ８は、ノズル収容部（図示せず）に複数のノズル１２を配置し、複数のノズル１２のうち、いずれかのノズル１２をレーザヘッド４の先端に装着する。交換制御部９は、ノズルチェンジャ８によるノズル１２の交換を制御する。

通知部１０は、ノズル状態判定装置１１に接続されている。通知部１０は、ノズル状態判定装置１１から得られた情報をユーザに通知する。例えば、通知部１０は、ノズル１２の交換に関する情報をユーザに通知する。ノズル１２の交換に関する情報とは、例えば、ノズル１２を交換することを示す情報と、ノズル１２の交換が完了したことを示す情報とのいずれか又は両方である。通知部１０は、例えば、表示部（ディスプレイ）又はスピーカを有する。ただし、これに限定されず、通知部１０は、ノズル１２の交換に関する情報をユーザに通知できればよく、例えば、ノズル１２の交換に関する情報をユーザが利用する情報端末に通知してもよい。通知部１０がユーザに通知する方法は、特に限定されないが、例えば、メールでの通知、ポップアップ通知、又はＳＮＳを利用した通知であってもよい。ユーザが利用する情報端末とは、例えば、コンピュータ、携帯端末又はウェアラブル端末である。

撮像部２７は、レーザヘッド４に設けられる。撮像部２７は、加工用レーザ光Ｌ１が照射される領域を撮像する。撮像部２７は、撮像素子２７１を備える。撮像素子２７１は、照明用レーザ光Ｌ２の照明がワークＷで反射錯乱した戻り光を検出し、画像Ｇを生成するイメージセンサである。すなわち、撮像部２７は、ワークＷの加工時にワークＷから発せられた光をレーザヘッド４内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでワークＷを撮像する。撮像部２７は、撮像素子２７１により生成された画像Ｇをノズル状態判定装置１１に送信する。

画像処理装置３１は、例えばコンピュータなどの情報処理装置である。画像処理装置３１は、加工制御部７に接続されており、相互に情報を送受可能である。画像処理装置３１は、撮像部２７に接続されている。図３は、第１実施形態に係る画像処理装置３１の機能部の一例を示す図である。画像処理装置３１は、例えば、記憶部４０と、加工状態計測部４１と、判定部４２とを備える。

加工状態計測部４１及び判定部４２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

記憶部４０は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、又はＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。上記のプログラムは、記憶部４０に格納されていてもよい。

加工状態計測部４１は、レーザ加工中において、撮像部２７により生成された画像Ｇを受信する。加工状態計測部４１は、受信した画像Ｇに対する画像処理を実行し、加工状態に関する特徴量を求める。加工状態計測部４１は、図４に例示するように、加工状態に関する特徴量として、例えばカーフ幅Ｋを算出する。例えば、加工状態計測部４１は、レーザ加工によるカーフの両端のエッジを検出し、画像Ｇ上のエッジ間の距離を実スケールの距離に変換することでカーフ幅Ｋを算出する。加工状態計測部４１は、加工状態に関する特徴量として、図５に例示するように、例えばレーザ加工によって加工されているワークＷのエリアＥの燃焼状態（例えば、輝度など）を数値化してもよい。

判定部４２は、レーザ加工機１によりレーザ光Ｌによる加工が行われていない際に撮像部２７により生成されたノズル１２の画像Ｇを受信する。判定部４２は、受信したノズル１２の画像Ｇに対する画像処理を実行し、画像Ｇに含まれるノズル穴１２１の形状に基づいてノズル１２の状態を判定する処理（以下、「ノズル判定処理」という。）を実行する。ノズル１２の状態とは、例えば、ノズル１２の異常の有無である。

判定部４２は、例えば、ノズルチェンジャ８によるノズル１２の交換が行われた場合にノズル判定処理を実行する。ただし、これに限定されず、ノズル判定処理は、ノズル１２の交換に前後して実施されてもよい。換言すれば、ノズル判定処理は、ノズル１２の交換の前及び後の少なくともいずれかの場合に実施されてもよい。また、ノズル判定処理は、ワークＷの加工に際して実行されてもよい。ワークＷの加工に際してとは、レーザ加工前、レーザ加工の工程中（レーザ照射中は除く）、及びレーザ加工の終了時の少なくともいずれかを含む。レーザ加工の工程中とは、レーザ加工が開始されてから一定時間が経過した場合と、異常が発生した場合など何らかの要因でレーザ加工が一時停止した場合との少なくともいずれかを含む。

ここで、加工用レーザ光Ｌ１による加工が行われていない際に撮像される画像Ｇは、例えば、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２を含む。第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２は、レーザ加工が行われていない場合において撮像部２７が撮像したノズル１２の画像であって、互いに明度が異なる。例えば、第１画像Ｇ１は、テスト用のワークＷである第１テストプレートＷｔ１で反射した照明用レーザ光Ｌ２が撮像部２７によって検出されることで生成された画像である。例えば、第２画像Ｇ２は、テスト用のワークＷであって、第１テストプレートＷｔ１とは反射率の異なる第２テストプレートＷｔ２で反射した照明用レーザ光Ｌ２が撮像部２７によって検出されることで生成された画像である。第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２は、例えば、金属プレートである。例えば、第１テストプレートＷｔ１は、ステンレスプレートである。例えば、第２テストプレートＷｔ２は、黒メッキ処理された金属プレートである。なお、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２は、一体型であってもよいし、別体であってもよい。

図６及び図７は、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２の配置の一例を示す図である。図６は、上面視での第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２の配置を示す。図７は、側面視での第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２の配置を示す。なお、図６及び図７は、加工用のワークＷが加工領域に搬入された状態を示す。

図６及び図７に示すように、レーザ加工機１は、移動可能なパレット５０と、載置台５１とを備える。レーザ加工が行われるワークＷは、パレット５０に載置されたまま加工領域へ搬入される。レーザ加工機１は、加工領域に搬入されたパレット５０上のワークＷをレーザ加工する。パレット５０に載置されたワークＷは、加工用のワーク（以下、「加工用ワーク」という。）Ｗｒである。第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２は、載置台５１に載置されている。載置台５１は、加工領域に配置されている。第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２は、パレット５０が加工領域に搬入された状態において、レーザヘッド４のＸ方向の移動範囲Ｈｘ及びＹ方向の移動範囲Ｈｙの少なくともいずれかに配置されている。また、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２は、隣接しており、Ｘ方向に並べられて配置されている。

レーザ加工機１は、第１画像Ｇ１を取得する場合には、ノズル１２を第１テストプレートＷｔ１の上方に移動させる。そして、レーザ加工機１は、第１テストプレートＷｔ１で反射した照明用レーザ光Ｌ２を撮像部２７にて検出することで第１画像Ｇ１を取得する。レーザ加工機１は、第２画像Ｇ２を取得する場合には、ノズル１２を第２テストプレートＷｔ２の上方に移動させる。そして、レーザ加工機１は、第２テストプレートＷｔ２で反射した照明用レーザ光Ｌ２を撮像部２７にて検出することで第２画像Ｇ２を取得する。なお、パレット５０の動作は、加工制御部７によって制御されてもよいし、他の装置によって制御されてもよい。

図８（Ａ）は、本実施形態に係る第１画像Ｇ１の一例を示す図である。図８（Ｂ）は、本実施形態に係る第２画像Ｇ２の一例を示す図である。判定部４２は、図８（Ａ）に例示する第１画像Ｇ１と、図８（Ｂ）に例示する第２画像Ｇ２を取得する。判定部４２は、取得した第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との差分画像Ｇ３を生成する。図９は、本実施形態に係る差分画像Ｇ３の一例を示す図である。

判定部４２は、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との差分画像Ｇ３に基づいてノズル穴１２１の形状を求める。ここで、ノズル穴１２１の形状を求めるために使用される画像は、撮像部２７によって撮像されたノズル１２の画像又はその画像によって生成される画像であればよく、差分画像Ｇ３に限定されない。ただし、撮像部２７によって撮像されたノズル１２の画像は、ノズル１２とノズル穴１２１のコントラスト（明度差）が小さくノズル穴１２１の輪郭が不鮮明になる場合がある。そのため、判定部４２は、一例として、画像上においてノズル穴１２１の輪郭をより鮮明にするために、明度の異なる第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との差分画像Ｇ３を生成する。そして、判定部４２は、差分画像Ｇ３に基づいてノズル穴１２１の形状を求める。従って、判定部４２は、より精度よくノズル穴１２１の形状を求めることができる。

判定部４２は、例えば、二値化、輪郭検出、フィッティング処理（例えば、楕円フィッティング又は真円フィッティング）などの公知の画像処理を差分画像Ｇ３に適用することによって、差分画像Ｇ３に含まれるノズル穴１２１の形状に関する特徴量を生成する。ノズル穴１２１の形状に関する特徴量とは、例えば、ノズル１２の穴径Ｒ、円形度Ｄ、扁平率ｆ、及びノズル穴１２１の中心位置のうち少なくとも１つである。

判定部４２は、例えば、差分画像Ｇ３に対して楕円フィッティングを適用することでノズル１２の穴径Ｒを求める。例えば、判定部４２は、図１０（ａ）に例示するように、差分画像Ｇ３に含まれるノズル１２の穴径Ｒの輪郭に対して楕円をフィッティングさせる楕円フィッティングを行う。判定部４２は、楕円フィッティングにおいてフィッティングさせた楕円の長径Ｒ１と短径Ｒ２とを求める。そして、判定部４２は、以下の式（１）に基づいて、ノズル１２の穴径Ｒを求める。

穴径Ｒ＝（（長径Ｒ１＋短径Ｒ２）／２）×光学倍率 …（１）

判定部４２は、差分画像Ｇ３に対して真円フィッティングを適用することでノズル１２の穴径Ｒを求めてもよい。例えば、判定部４２は、図１０（ｂ）に例示するように、差分画像Ｇ３に含まれるノズル１２の穴径Ｒの輪郭に対して真円（最小外接円）をフィッティングさせる真円フィッティングを行ってもよい。この場合には、判定部４２は、真円フィッティングにおいてフィッティングさせた真円の直径Ｒ３を求める。そして、判定部４２は、真円の直径Ｒ３に対して光学倍率を乗算することでノズル１２の穴径Ｒを求める。なお、判定部４２は、楕円フィッティングの処理及び真円フィッティングの処理のそれぞれを適用し、その２つの処理結果に基づいて、穴径Ｒ求めてもよい。なお、判定部４２は、第１画像Ｇ１、第２画像Ｇ２又は差分画像Ｇ３に対して楕円フィッティング又は真円フィッティングを適用することで、画像上におけるノズル穴１２１の中心位置を求めてもよい。

判定部４２は、例えば、ノズル穴１２１の形状として、差分画像Ｇ３に含まれるノズル穴１２１の領域（図９に例示する斜線部分、つまり輝度の高い部分）の円形度Ｄを求める。ノズル１２の孔の面積をＳとし、周囲長をＬとした場合に、円形度Ｄは、例えば、以下の式（２）で求められる。

円形度Ｄ＝４・π・Ｓ／（Ｌ^２） …（２）

判定部４２は、例えば、ノズル穴１２１の形状として、差分画像Ｇ３に含まれるノズル１２の領域（図９に例示する斜線部分、つまり輝度の高い部分）の扁平率ｆを求める。例えば、判定部４２は、差分画像Ｇ３に含まれるノズル穴１２１の輪郭に対して楕円フィッティングを行う。判定部４２は、楕円フィッティングにおいてフィッティングさせた楕円の長半径ｒ１と短半径ｒ２とを求める。そして、判定部４２は、以下の式（３）に基づいてノズル穴１２１の扁平率ｆを求める。図１１は、楕円フィッティングによって求められる扁平率ｆの一例を示す図である。

扁平率ｆ＝（ｒ１－ｒ２）／ｒ１ …（３）

判定部４２は、差分画像Ｇ３に基づくノズル穴１２１の形状が、ワークＷの加工に使用されるノズル１２の初期形状に対して予め設定された所定範囲を超えている場合に、ノズル１２に異常があると判定する。ノズル１２の初期形状とは、ノズル１２に異常が無い場合のノズル穴１２１の形状であって、例えば、レーザ加工の加工条件として設定されているノズル穴１２１の形状である。

例えば、初期形状として、ノズル１２の穴径Ｒの規定値Ｒｔｈと、円形度Ｄの規定値Ｄｔｈと、扁平率ｆの規定値ｆｔｈとの少なくともいずれかが予め記憶部４０に登録されている。判定部４２は、差分画像Ｇ３から求めたノズルの穴径Ｒ、円形度Ｄ及び扁平率ｆの少なくともいずれかと、その規定値とを比較することでノズル１２に異常があるか否かを判定してもよい。例えば、判定部４２は、穴径Ｒと規定値Ｒｔｈとの差である変動幅ΔＲ（＝｜Ｒ－Ｒｔｈ｜）が第１閾値を超えた場合には、ノズル１２に異常があると判定してもよい。判定部４２は、円形度Ｄと規定値Ｄｔｈとの差である変動幅ΔＤ（＝｜Ｄ－Ｄｔｈ｜）が第２閾値を超えた場合には、ノズル１２に異常があると判定してもよい。判定部４２は、扁平率ｆと規定値ｆｔｈとの差である変動幅Δｆ（＝｜ｆ－ｆｔｈ｜）が第３閾値を超えた場合にノズル１２に異常があると判定してもよい。

以下に、第１実施形態に係るノズル判定処理の流れを、図１２を用いて説明する。図１２は、第１実施形態に係るノズル判定処理のフロー図である。判定部４２は、例えば、ノズル１２の交換に関する情報を交換制御部９から受信した場合には、ノズル判定処理を実施する。例えば、判定部４２は、加工制御部７から、レーザ加工が開始されること又はレーザ加工が終了したことを示す情報を受信した場合には、ノズル判定処理を実施する。判定部４２は、何らかのトリガーの信号が入力されたことを契機として、ノズル判定処理を実施してもよい。

画像処理装置３１は、ノズル判定処理を実施する場合には、その旨を示す第１情報を加工制御部３２に送信する。加工制御部３２は、画像処理装置３１から第１情報を受信した場合には、ヘッド駆動部６を制御してレーザヘッド４を第１テストプレートＷｔ１の上方に移動させる（ステップＳ１０１）。レーザヘッド４が第１テストプレートＷｔ１の上方に移動すると、撮像部２７は、第１テストプレートＷｔ１で反射した照明用レーザ光Ｌ２（戻り光）をレーザヘッド４内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでノズル１２の第１画像Ｇ１を生成する（ステップＳ１０２）。撮像部２７は、生成した第１画像Ｇ１を画像処理装置３１に送信する。

加工制御部３２は、第１画像Ｇ１の生成が完了すると、ヘッド駆動部６を制御してレーザヘッド４を第２テストプレートＷｔ２の上方に移動させる（ステップＳ１０３）。レーザヘッド４が第２テストプレートＷｔ２の上方に移動すると、撮像部２７は、第２テストプレートＷｔ２で反射した照明用レーザ光Ｌ２（戻り光）をレーザヘッド４内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでノズル１２の第２画像Ｇ２を生成する（ステップＳ１０４）。撮像部２７は、生成した第２画像Ｇ２を画像処理装置３１に送信する。

判定部４２は、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との差分画像Ｇ３を生成する（ステップＳ１０５）。判定部４２は、差分画像Ｇ３に対して上記のフィッティング処理を含む画像処理を適用することで差分画像Ｇ３上のノズル穴１２１の形状を数値化する（ステップＳ１０６）。判定部４２は、数値化したノズル穴１２１の形状に関する特徴量に基づいてノズル１２に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。判定部４２は、数値化したノズル穴１２１の形状に関する特徴量と予め設定された規定値との差が閾値を超えた場合に、ノズル１２に異常があると判定する。なお、ノズル穴１２１の形状に関する特徴量は、例えば、ノズル１２の穴径Ｒ、円形度Ｄ、及び扁平率ｆのうちの１つ以上を含む。判定部４２は、数値化したノズル穴１２１の形状に関する特徴量と予め設定された規定値との差が閾値以下の場合に、ノズル１２に異常がないと判定してノズル判定処理を終了する。

加工制御部７は、判定部４２によりノズル１２に異常があると判定された場合、レーザ加工機１によるワークＷの加工を中止してもよい（ステップＳ１０８）。例えば、加工制御部７は、ノズル状態判定装置１１と通信を行い、ノズル状態判定装置１１が行ったステップＳ１０７の処理の判定結果がノズル１２の異常を示す結果である場合には、ワークＷの加工を中止する。加工制御部７は、判定部４２によりノズル１２に異常があると判定された場合、ノズルチェンジャ８によりノズル１２を交換させるように、交換制御部９に指示してもよい（ステップＳ１０９）。交換制御部９は、加工制御部７からの指示に基づいてノズルチェンジャ８を制御する。例えば、交換制御部９は、加工制御部７からの指示があった場合には、レーザ加工の停止後に、予備のノズル１２に交換するようにノズルチェンジャ８を制御する。

ステップＳ１０９において、加工制御部７は、判定部４２によりノズル１２に異常があると判定された場合、ノズル１２を交換すべき旨を通知部１０からユーザへ通知するように指示してもよい。通知部１０は、加工制御部７からの指示があった場合には、ノズル１２を交換すべき旨の情報をユーザに通知する。この場合には、ユーザは、手動にてノズル１２の交換を行ってもよい。

以下に、第１実施形態の作用効果について説明する。レーザ加工機１は、レーザヘッド４の先端のノズル穴１２１から加工用レーザ光Ｌ１とアシストガスとを出力することでワークＷの一部を溶融し、アシストガスで溶融した材料を除去しながらワークＷをレーザ加工する。アシストガスが酸素の場合には、燃焼を促進させる働きもある。ここで、ノズル穴１２１が真円又はほぼ真円である場合には、レーザ加工の加工品質は高い。ノズル１２がレーザ加工中の熱によって焼損したり、ワークＷと衝突したりするなどによりノズル穴１２１が変形してしまうと、ノズル穴１２１が真円ではなくなる場合がある。ノズル穴１２１が変形して真円ではなくなると、アシストガスの効果が一様でなくなり、加工品質が加工方向によってばらつく場合がある。また、ノズル穴１２１の変形によって、ノズル穴１２１の開口面積が小さくなると、アシストガスの供給量が低下し、加工品質が低下する場合がある。

一般的に、ワークＷの材質、ワークＷの板厚、及びアシストガスの種類によって、最適な穴径のノズル１２を選定してレーザヘッド４に装着することが求められる。しかしながら、ユーザが間違って不適切な穴径のノズル１２をレーザヘッド４に装着してしまう誤装着が発生する場合がある。ノズル１２の誤装着は、レーザ加工が実施される前には発覚せず、レーザ加工が開始されてからレーザ加工の加工不良が発生することで発覚する場合がある。

このような問題を解決するために、レーザヘッドの外部にノズルの状態を判定するための新たなセンサを設け、そのセンサの検出結果に基づいてノズルの状態を判定することも考えられるが、コストアップの要因になる。また、レーザヘッドの外部に配置された上記の新たなセンサでは、レーザヘッドの内側の構造に起因する異常がノズルに発生した場合には、その状態を適切に判定することが難しい場合がある。

第１実施形態に係るレーザ加工機１では、レーザ加工が行われていない場合に撮像部２７によりノズル１２を撮像し、撮像部２７によって撮像されたノズル１２の画像に含まれるノズル穴１２１の形状に基づいてノズル１２の状態を判定する。これらの構成により、新たなセンサを用いることなく、ノズル１２の状態を判定することができる。その結果、上記のコストアップを発生させることなく、ノズル穴１２１の変形及びノズル１２の誤装着を検出することができる。また、撮像部２７は、ワークＷから発せられた光をレーザヘッド４内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することでノズル１２を撮像する。すなわち、第１実施形態においてノズル１２の状態を判定するために用いる画像は、ノズル穴１２１をレーザヘッド４の外側から撮像した画像ではなく、レーザヘッド４の内側から撮像した画像である。従って、レーザ加工機１は、レーザヘッド４の内側の構造に起因する異常がノズル１２に発生した場合には、その異常を検出することができ、ノズル１２の状態を適切に判定することができる。

第１実施形態において、レーザ加工機１は、第１テストプレートＷｔ１と第２テストプレートＷｔ２を用いて第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を生成したが、これに限定されない。すなわち、レーザ加工機１は、撮像部２７によって第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を生成できればよく、その生成方法には特に限定されない。例えば、レーザ加工機１は、照明光Ｌ３を照射する照明装置２００を用いて第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を生成してもよい。図１３は、レーザ加工機１の変形例を示す図である。例えば、レーザ加工機１は、照明装置２００を備える。例えば、照明装置２００は、載置台５１に載置され、移動範囲Ｈｘ及び移動範囲Ｈｙの少なくともいずれかの移動範囲内に配置されている。

照明装置２００は、ノズル１２の下方からノズル穴１２１に向けて照明光Ｌ３を照射可能である。例えば、画像処理装置３１は、照明装置２００に接続されており、画像処理装置３１による制御によって、ノズル穴１２１に向けて照明光Ｌ３を照射する第１状態と、照明光Ｌ３を照射しない第２状態とのいずれかに切り替えられる。撮像部２７は、レーザヘッド４が照明装置２００の上方に位置している場合において、照明装置２００が第１状態と第２状態とのそれぞれの状態のときにノズル１２を撮像する。すなわち、撮像部２７は、照明装置２００が第１状態のときに撮像することで第１画像Ｇ１を生成する。撮像部２７は、照明装置２００が第２状態のときに撮像することで第２画像Ｇ２を生成する。なお、第２状態では、第１状態よりも照度が低い状態であれば照明光Ｌ３が照射されてもよい。

レーザ加工機１は、照明装置２００を用いる場合には、第１状態で撮像した画像のみを用いてノズル穴１２１の形状を求めてもよい。ノズル穴１２１に向けて照明光Ｌ３を照射する第１状態で撮像した画像は、ノズル１２とノズル穴１２１のコントラスト（明度差）が大きく、ノズル穴１２１の輪郭が鮮明になる場合がある。よって、判定部４２は、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との差分画像Ｇ３を生成する必要がなく、第１状態で撮像したノズル１２の画像に対して上記の画像処理を適用することでノズル穴１２１の形状を求めてもよい。

第１実施形態において、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２を覆う、開閉可能なカーバ等の防塵機構を設けてもよい。第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を生成する場合には、防塵機構が開状態に制御される。

第１実施形態において、判定部４２は、１つ以上の差分画像Ｇ３に基づいてノズル１２の状態を判定すればよく、複数の差分画像Ｇ３に基づいてノズル１２の状態を判定してもよい。この場合には、判定部４２は、各差分画像Ｇ３に基づいて求めたノズル穴１２１の形状に関する特徴量を平均化し、その平均化したノズル穴１２１の形状に関する特徴量と規定値とを比較することでノズル１２の状態を判定してもよい。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図１４は、第２実施形態に係るレーザ加工機１Ａを示す図である。第２実施形態に係るレーザ加工機１Ａは、加工用レーザ光Ｌ１を出射して加工対象であるワークＷに対して、切断，マーキング加工などのレーザ加工を行う。ここで、第２実施形態のマーキング加工は、貫通孔を形成することなくワークＷの表面にマーキングする加工であって、レーザの出力及び周波数を適切に調整することで、ワーク表面だけを変質させ（焦がす）、元のワークＷの色とは異なる色に変色させる。マーキング加工によってワークＷに形成されたマークを「マーキング痕ＭＫ」と称する場合がある。

レーザ加工機１Ａは、レーザ発振器２と、レーザヘッド４と、アシストガス供給部５と、ヘッド駆動部６と、加工制御部７Ａと、ノズルチェンジャ８と、交換制御部９と、通知部１０Ａと、アクチュエータ６０と、調整制御部６１と、芯ずれ検出装置６２とを備える。芯ずれ検出装置６２は、照明部３と、観察光学系１４と、撮像部２７と、画像処理装置３１Ａとを備える。

加工制御部７Ａは、ヘッド駆動部６を制御することで、レーザヘッド４の移動を制御する。例えば、加工制御部７Ａは、レーザヘッド４の位置情報を所定の周期で取得し、その取得した位置情報に基づいてヘッド駆動部６を制御することでレーザヘッド４の移動を制御する。また、加工制御部７Ａは、アシストガス供給部５を制御してアシストガスの噴射を開始させ、レーザ発振器２から加工用レーザ光Ｌ１を出力させることで、照射光学系１３からワークＷに加工用レーザ光Ｌ１を照射させる。

通知部１０Ａは、芯ずれ検出装置６２に接続されている。通知部１０Ａは、芯ずれ検出装置６２から得られた情報をユーザに通知する。例えば、通知部１０Ａは、芯ずれに関する情報をユーザに通知する。芯ずれに関する情報とは、例えば、芯ずれがあることを示す情報と、芯ずれの量（以下、「芯ずれ量」という。）を示す情報とのいずれか又は両方である。通知部１０Ａは、通知部１０と同様に、例えば、表示部（ディスプレイ）又はスピーカを有してもよい。ただし、これに限定されず、通知部１０Ａは、芯ずれに関する情報をユーザに通知できればよく、例えば、芯ずれに関する情報をユーザが利用する上記の情報端末に通知してもよい。通知部１０Ａによるユーザへの通知の方法は、通知部１０と同様であってもよい。

アクチュエータ６０は、集光レンズ２３の位置を自動で調整する。例えば、アクチュエータ６０は、集光レンズ２３の光軸に垂直な面内における集光レンズ２３の位置を調整する。集光レンズ２３の位置の調整によって、加工用レーザ光Ｌ１の中心位置（光軸）が調整される。調整制御部６１は、アクチュエータ６０を制御する。調整制御部６１は、アクチュエータ６０を制御して加工用レーザ光Ｌ１の中心位置を調整する。

画像処理装置３１Ａは、例えばコンピュータなどの情報処理装置である。画像処理装置３１Ａは、加工制御部７Ａに接続されており、相互に情報を送受可能である。画像処理装置３１Ａは、撮像部２７に接続されている。画像処理装置３１Ａは、ノズルチェンジャ８に接続されている。図１５は、第２実施形態に係る画像処理装置３１Ａの機能部の一例を示す図である。画像処理装置３１Ａは、例えば、記憶部４０と、加工状態計測部４１と、検出部７０と、異常判定部７１とを備える。

撮像部２７は、レーザ加工が行われていていない際にマーキング痕ＭＫを撮像する。検出部７０は、撮像部２７が撮像したマーキング痕ＭＫの画像Ｇ（以下、「画像Ｇｍ」という。）に基づいて、ノズル穴１２１の中心位置Ｏｎに対するレーザ光の中心位置Ｏｒのずれ、すなわち芯ずれを検出する。ここで、マーキング痕ＭＫは、例えば、テスト用のワークＷである第３テストプレートＷｍに対してマーキング加工が行われることで、第３テストプレートＷｍの表面に形成される。図１６及び図１７は、第３テストプレートＷｍの配置の一例を示す図である。図１６は、上面視での第３テストプレートＷｍの配置を示す。図１７は、側面視での第３テストプレートＷｍの配置を示す。なお、図１６及び図１７は、加工用ワークＷｒが加工領域に搬入された状態を示す。

図１６及び図１７に示すように、レーザ加工機１Ａは、移動可能なパレット５０と、載置台５１Ａとを備える。レーザ加工が行われる加工用ワークＷｒは、パレット５０Ａに載置されたまま加工領域へ搬入される。レーザ加工機１Ａは、加工領域に搬入されたパレット５０上の加工用ワークＷｒをレーザ加工する。第３テストプレートＷｍは、載置台５１Ａに載置されている。載置台５１Ａは、加工領域に配置されている。第３テストプレートＷｍは、パレット５０が加工領域に搬入された状態において、レーザヘッド４のＸ方向の移動範囲Ｈｘ及びＹ方向の移動範囲Ｈｙの少なくともいずれかに配置されている。

レーザ加工機１Ａは、画像Ｇｍを取得する場合には、レーザヘッド４を第３テストプレートＷｍの上方に移動させる。そして、レーザ加工機１Ａは、第３テストプレートＷｍに対してマーキング加工を行うことで、第３テストプレートＷｍの表面にマーキング痕ＭＫを形成する。図１８は、第３テストプレートＷｍに対するマーキング加工を説明する図である。例えば、レーザヘッド４は、第３テストプレートＷｍに対するマーキング加工の回数は、１回以上である。加工制御部７Ａは、マーキング加工の回数をカウンタ７２などで管理している。なお、図１８に示すかっこ内の数字は、その数字に対応するマーキング痕ＭＫが何回目のマーキング加工によって形成されたかを示す情報である。

加工制御部７Ａは、第３テストプレートＷｍに対してマーキング加工を行う位置（以下、「マーキング位置」という。）を制御している。マーキング位置は、例えば、ＸＹ平面における第３テストプレートＷｍ上の位置である。マーキング加工が２回以上行われる場合には、第３テストプレートＷｍ上の同じ箇所にマーキング加工を行わないようにマーキング加工を行う順序が設定されている。

例えば、加工制御部７Ａは、カウンタ７２のカウント値からマーキング加工を行うべきマーキング位置を算出する。加工制御部７Ａは、算出したマーキング位置に対してマーキング加工を実行させる。すなわち、加工制御部７Ａは、カウンタ７２のカウント値に応じたマーキング位置に対してマーキング加工を実行させる。ただし、これに限定されず、例えば、加工制御部７Ａは、マーキング回数と、マーキング位置とが対応づけられたマーキング情報を有してもよい。

加工制御部７Ａは、カウンタ７２のカウント値に基づいて、次のマーキング加工を行うマーキング回数を求め、求めたマーキング回数に対応するマーキング位置をマーキング情報から取得する。加工制御部７Ａは、取得したマーキング位置にマーキング加工を行う。マーキング位置の間隔は、過去のマーキングの影響を受けない間隔で、等間隔に設定されてもよい。また、マーキング位置の配置は、図１９（Ａ）に示すように正四角形の格子状であってもよいし、図１９（Ｂ）に示すように正六角形の格子状であってもよい。撮像部２７は、マーキング痕ＭＫを撮像することで、マーキング痕ＭＫの画像Ｇｍを生成する。撮像部２７は、生成した画像Ｇｍを画像処理装置３１Ａに送信する。

図２０は、検出部７０による芯ずれの検出方法を説明する図である。検出部７０は、マーキング痕ＭＫの画像Ｇｍに対する画像処理を実行し、マーキング痕ＭＫの画像Ｇｍ上におけるレーザ光の中心位置Ｏｒを検出する。レーザ光の中心位置Ｏｒは、例えば、マーキング痕ＭＫの中心位置である。画像処理は、例えば、二値化、輪郭検出、楕円又は真円フィッティングなどの既存の処理を含む。また、検出部７０は、撮像部２７が撮像した画像上のノズル穴１２１の中心位置Ｏｎを検出する。検出部７０による中心位置Ｏｎの検出方法は、第１実施形態で説明した方法と同様である。なお、中心位置Ｏｎを検出するために使用される画像は、マーキング痕ＭＫの画像Ｇであってもよいが、これに限定されず、マーキング痕ＭＫ以外の画像であってもよい。検出部７０は、検出したレーザ光の中心位置Ｏｒとノズル穴１２１の中心位置Ｏｎとの偏差である芯ずれ量Ｓを求める。

異常判定部７１は、検出部７０が検出した芯ずれ量Ｓが規定の閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する。異常判定部７１は、芯ずれ量Ｓが規定の閾値Ｓｔｈ以上であると判定した場合には異常と判定する。異常判定部７１により異常と判定された場合には、加工制御部７Ａは、レーザ加工機１Ａによる加工用ワークＷｒの加工を中止してもよい。加工制御部７Ａは、異常判定部７１により異常と判定された場合には、加工制御部７Ａは、異常判定部７１が検出した芯ずれ量に応じた、集光レンズ２３の位置の調整量を通知部１０Ａからユーザに通知するように指示してもよい。

加工制御部７Ａは、異常判定部７１により異常と判定された場合には、異常判定部７１が芯ずれ量に応じて集光レンズ２３の位置を自動で調整させるように調整制御部５２に指示してもよい。例えば、加工制御部７Ａは、調整制御部５２に指示を行うにあたって、芯ずれ量Ｓの情報を異常判定部７１から取得し、その取得した芯ずれ量Ｓの情報を調整制御部５２に送信してもよいし、その取得した芯ずれ量Ｓに応じた調整量を調整制御部５２に送信してもよい。調整制御部５２は、芯ずれ量Ｓを受信した場合には、その芯ずれ量Ｓがなくなるようにアクチュエータ６０を制御する。調整制御部５２は、調整量を受信した場合には、その調整量に応じてアクチュエータ６０を制御する。

以下に、芯ずれ検出処理の流れを、図２１を用いて説明する。図２１は、芯ずれ検出方法のフロー図である。検出部７０は、例えば、ノズルチェンジャ８によるノズル１２の交換が行われた場合に、芯ずれ検出処理を実施する。ただし、これに限定されず、芯ずれ検出処理を実施するタイミングは、レーザ加工の開始時であってもよいし、レーザ加工の終了時であってもよい。例えば、検出部７０は、ノズル１２の交換に関する情報としてノズル１２の交換が行われたことを示す情報を交換制御部９から受信した場合には、芯ずれ検出処理を実施してもよい。例えば、検出部７０は、加工制御部７Ａから、レーザ加工が開始されること又はレーザ加工が終了したことを示す情報を受信した場合には、芯ずれ検出処理を実施してもよい。異常判定部７１は、何らかのトリガーの信号が入力されたことを契機として、芯ずれ検出処理を実施してもよい。

画像処理装置３１Ａは、検出部７０によって芯ずれ検出処理を実施する際には、まず、その旨を示す第２情報を加工制御部３２に送信する。加工制御部３２は、画像処理装置３１Ａから第２情報を受信した場合には、ヘッド駆動部６を制御し、レーザヘッド４に対して、第３テストプレートＷｍの表面に貫通孔を形成しないマーキング加工を実行させる（ステップＳ２０１）。レーザヘッド４によって第３テストプレートＷｍにマーキング加工が行われると、撮像部２７は、レーザ加工が行われていていない際に、マーキング加工によって第３テストプレートＷｍに形成されたマーキング痕ＭＫを撮像することでマーキング痕ＭＫの画像Ｇｍを生成する（ステップＳ２０２）。撮像部２７は、生成したマーキング痕ＭＫの画像Ｇｍを画像処理装置３１Ａに送信する。

検出部７０は、撮像部２７からマーキング痕ＭＫの画像Ｇｍを取得する。検出部７０は、取得したマーキング痕ＭＫの画像Ｇｍに対して真円フィッティングを含む画像処理を適用することで画像Ｇｍ上における加工用レーザ光Ｌ１の中心位置Ｏｒを検出する（ステップＳ２０３）。

検出部７０は、検出した加工用レーザ光Ｌ１の中心位置Ｏｒと、ノズル穴１２１の中心位置Ｏｎとの偏差を求めることで芯ずれ量Ｓを検出する（ステップＳ２０４）。なお、検出部７０は、事前に撮像部２７で撮像したノズル１２の画像に対して真円フィッティングを含む画像処理を適用することでノズル穴１２１の中心位置Ｏｎを検出している。異常判定部７１は、検出部７０が検出した芯ずれ量が閾値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

異常判定部７１は、検出部７０が検出した芯ずれ量Ｓが閾値Ｓｔｈ以上である場合には異常と判定する。加工制御部７Ａは、異常判定部７１と通信し、異常判定部７１により異常と判定された場合には、レーザ加工機１ＡによるワークＷの加工を中止してもよい（ステップＳ２０６）。加工制御部７Ａは、異常判定部７１により異常と判定された場合には、芯ずれ量Ｓに応じた、集光レンズ２３の位置の調整量を通知部１０Ａからユーザへ通知するように指示してもよい。通知部１０Ａは、加工制御部７Ａからの指示があった場合には、芯ずれ量に応じた、集光レンズ位置の調整量をユーザに通知する。

図２２は、レーザ加工機１Ａのユーザインターフェース（例えば、ＧＵＩ）の一例を示す図である。例えば、図２２に例示するように、レーザ加工機１Ａが有する表示装置（例えば、通知部１０Ａ）には、ユーザインターフェースの一例として、加工条件及び芯出しの調整に関する情報の表示画面８０が表示される。芯出しとは、ノズル穴１２１の中心位置と加工用レーザ光の中心位置とを一致させることである。表示画面８０は、第１表示領域８１Ａと、第２表示領域８１Ｂとを有する。第１表示領域８１Ａには、レーザ加工機１Ａの加工条件が表示される。例えば、加工条件は、レーザ加工に使用される、加工用ワークＷｒの材質、板厚、レンズの焦点距離、ノズル径、アシストガスなどの情報である。これらの加工条件は、ファイルに登録されており、読込ボタンを操作して上記のファイルを読み込むことでレーザ加工機１Ａに設定される。

第２表示領域８１Ｂには、芯出しの調整方法が表示される。例えば、レーザヘッド４には、手動でアクチュエータ６０を動作させる操作部が設けられている。この操作部は、加工用レーザ光Ｌ１の中心位置（光軸）をＸＹ方向に調整する第１操作部８２Ｌと第２操作部８２Ｒとを有している。なお、第２表示領域８１Ｂには、第１操作部８２Ｌと第２操作部８２Ｒとが模式的に示されている。第２表示領域８１Ｂには、芯出しが必要な場合、すなわち芯ずれ量Ｓが閾値Ｓｔｈ以上である場合において、芯出しを行うための操作部の操作方法が表される。

図２２の例では、操作部の操作方法として、８つの操作パターンＰ１～Ｐ８のうち、芯出しを行うパターンがどのパターンであるかが表示されている。また、第２表示領域８１Ｂには、ステップＳ２０８の処理の判定結果（例えば、「ＯＫ」又は「ＮＧ」）８３と、芯ずれ量Ｓに応じた、集光レンズ２３の位置の調整量８４とが表示される。例えば、芯ずれ量Ｓに応じた、集光レンズ２３の位置の調整量とは、操作部の操作量（例えば、第１操作部８２Ｌの回転量８４Ｌと第２操作部８２Ｒの回転量８４Ｒ）である。図２２の例では、芯出しの調整方法として、第１操作部８２Ｌのみを左側に回転させる操作パターンＰ８が選択されている。従って、この場合には、第２表示領域８１Ｂには第１操作部８２Ｌの回転量が回転量８４Ｌとして表示される。

以下に、第２実施形態の作用効果について説明する。ノズル穴１２１の中心位置と加工用レーザ光の中心位置が一致していない、すなわち芯ずれが発生している場合には、第１実施形態で説明したアシストガスの効果が一様でなくなり、加工品質が加工方向によってばらつく場合がある。そのため、芯ずれを検出し、その芯ずれを補正する芯出しを行うことが求められる。ところで、芯ずれを検出するにあたって、レーザ加工によってワークに形成された貫通孔の画像に対して画像処理を行うことで貫通孔の中心位置（レーザ光の中心位置）と、ノズル穴１２１の中心位置とのずれである芯ずれを検出することが考えられる。ただし、レーザ加工による貫通孔の形成時には、ワークの溶融物であるドロスが噴出し、このドロスがワークに付着することがある。従って、上記した画像処理で正確な中心位置を検出できるようなきれいな貫通孔を安定的に形成することができないため、芯ずれの検出精度が悪いといった問題がある。

第２実施形態では、貫通孔を形成することなくワークＷの表面にマーキング加工することによって形成されたマーキング痕ＭＫの画像Ｇｍを用いて芯ずれを検出する。このような構成により、ドロスの噴出を抑制することができ、芯ずれの検出精度が低下するのを抑制することができる。

第２実施形態において、レーザ加工機１Ａは、カウンタ７２のカウント値が所定数に到達した場合には、第３テストプレートＷｍを交換するようにユーザに促してもよい。例えば、レーザ加工機１Ａは、カウンタ７２のカウント値が所定数に到達した場合には、第３テストプレートＷｍを交換することを通知部１０Ａから通知するように指示してもよい。

第２実施形態において、カウンタ７２のカウント値のリセットは、第３テストプレートＷｍの交換時において、ユーザによる手動によって実行されてもよい。また、カウンタ７２のカウント値のリセットは、第３テストプレートＷｍの交換がセンサ（図示せず）により検出された場合に実行されてもよい。

第２実施形態において、第３テストプレートＷｍを覆う、カーバなどの防塵機構を設けてもよい。マーキング加工が行われる場合には、当該防塵機構が開状態に制御される。また、マーキング加工が実施される前に、第３テストプレートＷｍ上にガスを吹き付けてクリーニングしてもよい。

第２実施形態において、検出部７０は、１つ以上の画像Ｇｍに基づいて、加工用レーザ光Ｌ１の中心位置Ｏｒと、ノズル穴１２１の中心位置Ｏｎとの偏差である芯ずれ量を求めればよく、複数の画像Ｇｍに基づいて芯ずれ量を求めてもよい。検出部７０は、各画像Ｇｍに基づいて求めた芯ずれ量を平均化し、その平均化した芯ずれ量を最終的な芯ずれ量としてもよい。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図２３は、第３実施形態に係るレーザ加工機１Ｂを示す図である。第３実施形態に係るレーザ加工機１Ｂは、第１実施形態のレーザ加工機１の機能と、第２実施形態のレーザ加工機１Ａの機能とを有する。レーザ加工機１Ｂは、ノズル１２の異常を判定し、かつ、芯ずれを検出する。レーザ加工機１Ｂは、加工用レーザ光Ｌ１を出射して加工対象であるワークＷに対して、切断，マーキング加工などのレーザ加工を行う。ここで、第３実施形態のマーキング加工は、第２実施形態と同様であって、ワークＷの表面にマーキング痕ＭＫを形成する。

レーザ加工機１Ｂは、レーザ発振器２と、レーザヘッド４と、アシストガス供給部５と、ヘッド駆動部６と、加工制御部７Ｂと、ノズルチェンジャ８と、交換制御部９と、通知部１０Ｂと、アクチュエータ６０と、調整制御部６１と、画像処理システム１００とを備える。画像処理システム１００は、照明部３と、観察光学系１４と、撮像部２７と、画像処理装置３１Ｂとを備える。画像処理システム１００は、本発明のノズル状態判定装置又は芯ずれ検出装置の一例である。

加工制御部７Ｂは、ヘッド駆動部６を制御することで、レーザヘッド４の移動を制御する。例えば、加工制御部７Ｂは、レーザヘッド４の位置情報を所定の周期で取得し、その取得した位置情報に基づいてヘッド駆動部６を制御することでレーザヘッド４の移動を制御する。また、加工制御部７Ｂは、アシストガス供給部５を制御してアシストガスの噴射を開始させ、レーザ発振器２から加工用レーザ光Ｌ１を出力させることで、照射光学系１３からワークＷに加工用レーザ光Ｌ１を照射させる。

通知部１０Ｂは、画像処理装置３１Ｂに接続されている。通知部１０Ｂは、画像処理装置３１Ｂから得られた情報をユーザに通知する。例えば、通知部１０Ｂは、ノズル１２の交換に関する情報及び芯ずれに関する情報をユーザに通知する。通知部１０Ｂは、通知部１０と同様に、例えば、表示部（ディスプレイ）又はスピーカを有してもよい。ただし、これに限定されず、通知部１０Ｂは、ノズル１２の交換に関する情報及び芯ずれに関する情報をユーザに通知できればよく、例えばユーザが利用する上記の情報端末に通知してもよい。通知部１０Ｂによるユーザへの通知の方法は、通知部１０と同様であってもよい。

画像処理システム１００は、例えば、撮像部２７と、画像処理装置３１Ｂとを備える。画像処理装置３１Ｂは、例えばコンピュータなどの情報処理装置である。画像処理装置３１Ｂは、加工制御部７Ｂに接続されており、相互に情報を送受可能である。画像処理装置３１Ｂは、撮像部２７に接続されている。画像処理装置３１Ｂは、ノズルチェンジャ８に接続されている。画像処理装置３１Ｂは、通知部１０Ｂに接続されている。画像処理装置３１Ｂは、第１実施形態の画像処理装置３１の機能と、第２実施形態の画像処理装置３１Ａの機能とを備える。図２４は、第３実施形態に係る画像処理装置３１Ｂの機能部の一例を示す図である。画像処理装置３１Ｂは、例えば、記憶部４０と、加工状態計測部４１と、判定部４２と、検出部７０と、異常判定部７１とを備える。

加工状態計測部４１、判定部４２、検出部７０、及び異常判定部７１は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ又はＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

図２５及び図２６は、加工用ワークＷｒが加工領域に搬入された状態を示す。図２５及び図２６に示すように、レーザ加工機１Ｂは、移動可能なパレット５０と、載置台５１Ｂとを備える。レーザ加工機１Ｂは、載置台５１Ｂを有する。載置台５１Ｂは、加工領域に配置され、第１テストプレートＷｔ１、第２テストプレートＷｔ２及び第３テストプレートＷｍが載置されている。第１テストプレートＷｔ１、第２テストプレートＷｔ２及び第３テストプレートＷｍは、パレット５０が加工領域に搬入された状態において、レーザヘッド４のＸ方向の移動範囲Ｈｘ及びＹ方向の移動範囲Ｈｙの少なくともいずれかに配置されている。また、第１テストプレートＷｔ１、第２テストプレートＷｔ２及び第３テストプレートＷｍは、隣接しており、Ｘ方向に並べられて配置されている。

以下に、第３実施形態に係るレーザ加工機１Ｂの動作の流れを、図２７を用いて説明する。図２７は、第３実施形態に係るレーザ加工機１Ｂの動作のフロー図である。レーザ加工機１Ｂは、まず、ノズル判定処理を実行する。ノズル判定処理に関するステップＳ３０１～ステップＳ３０９の処理は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０９と同様であるため、説明を省略する。

画像処理装置３１Ｂは、ステップＳ３０９の処理が行われることによってノズル１２が手動又は自動で交換された場合には、ステップＳ３１１の処理に移行して芯ずれ判定処理を開始する。一方、画像処理装置３１Ｂは、ステップＳ３０７の処理においてノズル１２に異常がないと判定された場合には、芯ずれ判定処理の実施タイミングにおいて、ステップＳ３１１の処理に移行して芯ずれ判定処理を開始する。例えば、画像処理装置３１Ｂは、ステップＳ３０７の処理においてノズル１２に異常がないと判定された場合には、芯ずれ検出処理の実施タイミングが到来した場合に（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、ステップＳ３１１の処理に移行する。芯ずれ検出処理の実施タイミングとは、例えば、ノズル１２が交換されたタイミングで行われてもよいし、加工用ワークＷ２の加工に際して行われてもよい。

ステップＳ３１１～ステップＳ３１６までの処理は、ステップＳ２０１～ステップＳ２０５及びステップＳ２０７の処理と同様であるため、説明を省略する。ここで、検出部７０は、ステップ３１４の処理、すなわち芯ずれ量の検出にあたって、ノズル状態判定処理において撮像された第１画像Ｇ１又は第２画像Ｇ２に対して真円フィッティングを含む画像処理を適用することでノズル穴１２１の中心位置Ｏｎを予め検出してもよい。また、検出部７０は、判定部４２からノズル穴１２１の中心位置Ｏｎを取得してもよい。

第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、レーザ加工機１Ｂは、ノズル判定処理及び芯ずれ判定処理を実行可能であり、レーザヘッド４のノズル１２の状態を適切に判定し、かつ、芯ずれの検出精度が低下するのを抑制することができる。

第３実施形態において、レーザ加工機１Ｂは、第１テストプレートＷｔ１、第２テストプレートＷｔ２、及び第３テストプレートＷｍの３つのテストプレートを用いているが、これに限定されない。例えば、レーザ加工機１Ｂは、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２の２つのテストプレートを用いてノズル判定処理及び芯ずれ検出処理を実施してもよい。一例として、レーザ加工機１Ｂは、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２を用いて第１画像Ｇ１及び第２画像Ｇ２を生成した後に、第１テストプレートＷｔ１及び第２テストプレートＷｔ２のいずれかに対してマーキング加工を行ってもよい。

＜付記＞
上記実施形態は、少なくとも以下の構成を開示する。
（構成１）
レーザヘッドから出射するレーザ光によりワークを加工するレーザ加工機における前記レーザヘッドのノズルの状態を判定するノズル状態判定装置であって、
前記ワークの加工時に前記ワークから発せられた光を前記レーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することで前記ワークを撮像する撮像部と、
前記ノズルの状態を判定する判定部と、
を備え、
前記撮像部は、前記レーザ加工機により前記レーザ光による加工が行われていない際に前記ノズルを撮像し、
前記判定部は、前記撮像部によって撮像された前記ノズルの画像に含まれる前記ノズルの形状に基づいて前記ノズルの状態を判定する、
ノズル状態判定装置。
（構成２）
前記撮像部は、前記ノズルの第１画像と、前記第１画像とは明度が異なる前記ノズルの第２画像とを撮像し、
前記判定部は、前記第１画像と前記第２画像との差分画像を生成し、前記差分画像に基づいて前記ノズルの状態を判定する、
構成１に記載のノズル状態判定装置。
（構成３）
照明光を発生させる照明部を備え、
前記第１画像は、第１テストプレートで反射した前記照明光が前記撮像部によって検出されることで生成された画像であり、
前記第２画像は、前記第１テストプレートとは反射率の異なる第２テストプレートで反射した前記照明光が前記撮像部によって検出されることで生成された画像である、
構成１又は構成２に記載のノズル状態判定装置。
（構成４）
前記判定部は、前記撮像部が撮像した画像に基づく前記ノズルの形状が、前記ワークの加工に使用される前記ノズルの初期形状に対して予め設定された所定範囲を超えている場合に、前記ノズルに異常があると判定する、
構成１から構成３のいずれかの構成に記載のノズル状態判定装置。
（構成５）
前記レーザ加工機は、前記ノズルを自動で交換するノズルチェンジャを備え、
前記判定部は、前記ノズルチェンジャによって行われる前記ノズルの交換に関する情報を取得し、前記ノズルの交換に前後して前記ノズルの状態を判定する、
構成４に記載のノズル状態判定装置。
（構成６）
前記判定部は、前記レーザ加工機による前記ワークの加工に際して、前記ノズルの状態を判定する、
構成１から構成５のいずれかの構成に記載のノズル状態判定装置。
（構成７）
前記判定部は、前記撮像部が撮像した前記ノズルの画像に対する楕円フィッティングの処理、又は前記撮像部が撮像した前記ノズルの画像に対する真円フィッティングの処理を実行し、前記処理の結果に基づいて前記ノズルの穴径、円形度、及び扁平率のうち少なくとも１つを求める、
構成１から構成６のいずれかの構成に記載のノズル状態判定装置。
（構成８）
ノズルからレーザ光を出射し、前記レーザ光により前記ワークを加工する前記レーザヘッドと、
前記レーザヘッドの前記ノズルの状態を判定する、構成１から構成７のいずれかの構成に記載のノズル状態判定装置と、
を備える、
レーザ加工機。
（構成９）
前記ノズルを自動で交換するノズルチェンジャと、前記ノズルチェンジャによる前記ノズルの交換を制御する交換制御部と、
前記ノズル状態判定装置により前記ノズルに異常があると判定された場合、前記ノズルチェンジャにより前記ノズルを交換させるように、前記交換制御部に指示する加工制御部と、
を備える、構成８に記載のレーザ加工機。
（構成１０）
前記ノズルを自動で交換するノズルチェンジャと、
前記ノズルの交換に関する情報をユーザに通知する通知部と、
前記ノズル状態判定装置により前記ノズルに異常があると判定された場合、前記ノズルを交換すべき旨を前記通知部から通知するように指示する加工制御部と、
を備える、構成８又は構成９に記載のレーザ加工機。
（構成１１）
前記ノズル状態判定装置により前記ノズルの異常が判定された場合、前記ワークの加工を停止する加工制御部を備える、
構成８から構成１０のいずれかの構成に記載のレーザ加工機。
（構成１２）
前記レーザヘッドは、前記レーザ光によりワークの表面にマーキング加工を行い、
前記ノズル状態判定装置に備える前記撮像部により撮影される画像であって前記マーキング加工によって前記ワークに形成されるマーキング痕の画像と、予め取得している前記ノズルの穴の中心位置に関する情報とに基づいて、前記ノズルの穴の中心位置に対する前記レーザ光の中心位置の芯ずれを検出する検出部を備える、
構成８から構成１１のいずれかの構成に記載のレーザ加工機。

また、上記実施形態は、少なくとも以下の構成をさらに開示する。
（構成１３）
加工用のレーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ発振器が発生させた前記レーザ光を集光してワークに照射する集光レンズを収容するレーザヘッドとを備えたレーザ加工機における前記レーザ光の芯ずれを検出する芯ずれ検出装置であって、
前記ワークの加工時に前記ワークから発せられた光を前記レーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することで前記ワークを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像される画像であって前記ワークに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によって前記ワークに形成されるマーキング痕の画像 と、予め取得している前記レーザヘッドのノズル穴の中心位置に関する情報と、に基づいて前記レーザ光の前記芯ずれを検出する画像処理装置と、
を備える、芯ずれ検出装置。
（構成１４）
前記レーザ加工機は、前記レーザヘッドのノズルを自動で交換するノズルチェンジャを備え、
前記画像処理装置は、前記ノズルチェンジャによって行われる前記ノズルの交換に関する情報を取得し、前記ノズルチェンジャによる前記ノズルの交換に前後して前記芯ずれを検出する、
構成１３に記載の芯ずれ検出装置。
（構成１５）
前記画像処理装置は、前記レーザ加工機による前記ワークの加工に際して前記芯ずれを検出する、
構成１３又は構成１４に記載の芯ずれ検出装置。
（構成１６）
前記画像処理装置は、前記マーキング痕の画像から前記レーザ光の中心位置を算出し、前記ノズル穴の中心位置に対する前記レーザ光の中心位置のずれを前記芯ずれとして検出する、
構成１３から構成１５のいずれかの構成に記載の芯ずれ検出装置。
（構成１７）
加工用のレーザ光を発生させる前記レーザ発振器と、
前記レーザ発振器が発生させた前記レーザ光を集光してワークに照射する前記集光レンズと、
構成１３から構成１６のいずれかの構成に記載の芯ずれ検出装置と、
を備えるレーザ加工機。
（構成１８）
前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定値以上である場合、前記レーザ加工機による前記ワークの加工を中止する加工制御部を備える、
構成１７に記載のレーザ加工機。
（構成１９）
前記芯ずれに関する情報をユーザに通知する通知部と、
前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、前記芯ずれの量に応じた、前記集光レンズの位置の調整量を前記通知部から通知するように指示する加工制御部と、
を備える、構成１７又は構成１８に記載のレーザ加工機。
（構成２０）
前記集光レンズの位置を調整するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する調整制御部と、
前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、前記芯ずれの量に応じて前記集光レンズの位置を調整させるように、前記調整制御部に指示する加工制御部と、
を備える、構成１７から構成１９のいずれかの構成に記載のレーザ加工機。
（構成２１）
前記アクチュエータは、前記集光レンズの光軸に垂直な面内における前記集光レンズの位置を調整する、
構成２０に記載のレーザ加工機。

以上、実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態に限定されない。また、上記した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、上記した実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記した実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、実施形態において示した各手順の実行順序は、前の手順の結果を後の手順で用いない限り、任意の順序で実現可能である。また、上記した実施形態における動作に関して、便宜上「まず」、「次に」、「続いて」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須ではない。

１、１Ａ、１Ｂ・・・レーザ加工機
２・・・レーザ発振器
３・・・照明部
４・・・レーザヘッド
７・・・加工制御部
８・・・ノズルチェンジャ
９・・・交換制御部
１０、１０Ａ、１０Ｂ・・・通知部
１１・・・ノズル状態判定装置
１２・・・ノズル
２７・・・撮像部
３１、３１Ａ、３１Ｂ・・・画像処理装置
４２・・・判定部
５０・・・アクチュエータ
６０・・・アクチュエータ
６１・・・調整制御部
６２・・・芯ずれ検出装置
７０・・・検出部
Ｗｔ１・・・第１テストプレート
Ｗｔ２・・・第２テストプレート
Ｗｍ・・・第３テストプレート

Claims (10)

1. 加工用のレーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザ発振器が発生させた前記レーザ光を集光してワークに照射する集光レンズを収容するレーザヘッドとを備えたレーザ加工機における前記レーザ光の芯ずれを検出する芯ずれ検出装置であって、
   前記ワークの加工時に前記ワークから発せられた光を前記レーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することで前記ワークを撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像される画像であって前記ワークに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によって前記ワークに形成されるマーキング痕の画像と、予め取得している前記レーザヘッドのノズル穴の中心位置に関する情報と、に基づいて前記レーザ光の前記芯ずれを検出する画像処理装置と、
   を備える、芯ずれ検出装置。
2. 前記レーザ加工機は、前記レーザヘッドのノズルを自動で交換するノズルチェンジャを備え、
   前記画像処理装置は、前記ノズルチェンジャによって行われる前記ノズルの交換に関する情報を取得し、前記ノズルチェンジャによる前記ノズルの交換に前後して前記芯ずれを検出する、
   請求項１に記載の芯ずれ検出装置。
3. 前記画像処理装置は、前記レーザ加工機による前記ワークの加工に際して前記芯ずれを検出する、
   請求項１に記載の芯ずれ検出装置。
4. 前記画像処理装置は、前記マーキング痕の画像から前記レーザ光の中心位置を算出し、前記ノズル穴の中心位置に対する前記レーザ光の中心位置のずれを前記芯ずれとして検出する、
   請求項１に記載の芯ずれ検出装置。
5. 加工用のレーザ光を発生させる前記レーザ発振器と、
   前記レーザ発振器が発生させた前記レーザ光を集光してワークに照射する前記集光レンズと、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の芯ずれ検出装置と、
   を備えるレーザ加工機。
6. 前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定値以上である場合、前記レーザ加工機による前記ワークの加工を中止する加工制御部を備える、
   請求項５に記載のレーザ加工機。
7. 前記芯ずれに関する情報をユーザに通知する通知部と、
   前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、前記芯ずれの量に応じた、前記集光レンズの位置の調整量を前記通知部から通知するように指示する加工制御部と、
   を備える、請求項５に記載のレーザ加工機。
8. 前記集光レンズの位置を調整するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する調整制御部と、
   前記芯ずれ検出装置により検出された前記芯ずれの量が規定の閾値以上である場合、前記芯ずれの量に応じて前記集光レンズの位置を調整させるように、前記調整制御部に指示する加工制御部と、
   を備える、請求項５に記載のレーザ加工機。
9. 前記アクチュエータは、前記集光レンズの光軸に垂直な面内における前記集光レンズの位置を調整する、
   請求項８に記載のレーザ加工機。
10. 加工用のレーザ光を発生させるレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器が発生させた前記レーザ光を集光してワークに照射する集光レンズを収容するレーザヘッドと、
    前記ワークの加工時に前記ワークから発せられた光を前記レーザヘッド内におけるレーザ光通過空間の一部を介して検出することで前記ワークを撮像する撮像部と、
    を備えたレーザ加工機における前記レーザ光の芯ずれを検出する方法であって、
    前記ワークに対して貫通孔を形成しないマーキング加工によって前記ワークに形成されるマーキング痕を前記撮像部により撮像することと、
    前記マーキング痕の画像と、予め取得している前記レーザヘッドのノズル穴の中心位置に関する情報とに基づいて前記芯ずれを検出することと、
    を含む、芯ずれ検出方法。
    
    

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