JP2694478B2 - レーザービームによって工作物を加工する方法と装置 - Google Patents

レーザービームによって工作物を加工する方法と装置

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JP2694478B2 JP2500962A JP50096289A JP2694478B2 JP 2694478 B2 JP2694478 B2 JP 2694478B2 JP 2500962 A JP2500962 A JP 2500962A JP 50096289 A JP50096289 A JP 50096289A JP 2694478 B2 JP2694478 B2 JP 2694478B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、レーザービームによって工作物を加工する
方法、特に金属製工作物を切断、穴刳り及び切除加工す
るための方法であって、工作物の加工部位をビーム検出
器により視し、このビーム検出器の協力のもとにビーム
強度を制御して、レーザービームが上限値に達した際に
はその値を低下させ、レーザービームが下限値に達した
際にはこれを上昇させる形式の方法に関する。
従来の技術 上述した形式による方法は、レーザー誘導プラズマを
用いた加工方式として既に公知となっている。この場合
の上限値は、レーザー誘導による爆轟波（デトネーショ
ン・ウェーブ）を生ぜしめるレーザー強度である。また
その下限値は、少なくとも表面プラズマを発生させるの
に必要とされるレーザー強度である。公知のビーム検出
器は、プラズマ光線もしくはプラズマに由来する他の数
値を監視・検出し、その測定値との関連のもとに、プラ
ズマ傾城が維持されるように、かつ望ましくない爆轟波
が回避されるようにレーザー強度を適宜変調させるため
に用いられる。
発明の要旨 これに対して本発明の課題とするところは、冒頭に述
べた形式による方法を改良して、プラズマを用いない加
工、特に穴刳り、切断及び切除加工をも実施しうるよう
にする点にある。
この課題を解決すべく提案された本発明の措置によれ
ば、加工部位から発生した熱放射がビーム検出器によっ
て測定され、この熱放射により上位の温度が予め定めら
れた所定の温度範囲における上限値として、また下位の
温度がこの度範囲における下限値として監視され、温度
が上限値に達した際にはレーザービームが遮断され、温
度が下限値に達した際にはレーザービームが再び投入さ
れる。
本発明において何よりも重要とされる点は、加工部位
から発せられる熱放射がコントロールされたプロセスを
実施するための測定値として利用されることにある。こ
の熱放射は温度値に関連している、つまり換言すれば、
完全に規定された波長の熱乃至光が所定の温度で生ぜし
められる。所定の強度を有するこの波長の熱放射が生ぜ
しめられた場合には、当該加工部位が波長及びその強度
によって特徴づけられる完全に規定された温度を有して
いるという前提が成立することになる。このような温度
値が得られるならば、工作物における所定の幾何学形状
に関する所定の加工結果、例えば妥当なものとして認容
される所定の切断品位を設定することができる。上限値
を規定するこの上位の温度は、既に述べたようにその都
度の工作物幾何学形状、切断品位、切断速度、工作材料
などに応じて経験的に規定される。同様に予め定められ
た温度範囲における下限値も、完全に規定された波長及
び強度の熱放射により下位の温度として設定することが
できる。
更に本発明による方法に関して、それも特にこの方法
を簡単に実施する上で重要とされる点は、レーザービー
ム強度の増減を単純なビーム投入及び遮断操作によっ
て、つまり費用の嵩む回路技術を用いることなく容易に
実現するところにある。本発明の有利な実施態様によれ
ば、工作物は連続的なレーザービームで加工される。こ
のようなレーザ稼働方式によれば、レーザービームの簡
単なオン・オフにより効果的に限界値を得ることができ
る。
前述した温度範囲を前もって規定するため、金属製工
作物の上限値は気化温度と融解温度との間の値に、熔融
加工に際する下限値は融解温度とほぼ等しい値に、また
反応性切断ガスでの可能に際する下限値は発火温度の範
囲に設定される。
本発明による方法を実施する場合には、切断工程に際
するレーザービームの送りが次のような切断スポット重
畳度で、即ちレーザービームの投入及び遮断に際して連
続的に生ずる切断スポットが工作物に切断側面における
所定の表面粗さを保証するような重畳（オーバーラッ
プ）度で行なわれる。そのためレーザービームの送りは
調整されたパルス周波数もしくはパルス占有率で制御さ
れる。
穴刳りプロセスをできるだけ早く切り上げるようにす
るため、この方法は温度が所定の時間経過後に上限値に
達しないでも穴刳り時の化工を終了させるように実施さ
れる。このような措置がとられた根拠は、所定の工作物
幾何学形状では所定の時間内に穴刳り加工の行なわれる
所定の温度に達することが予期され、この温度値を上回
ると、レーザービームが工作物を完全に穿孔してしまう
ことになり、ひいてはそれ以上の融解が行なわれなくな
る事実が認識されたところにある。
本発明による方法の１実施態様では、工作物が反応性
の及び／又は不活性の切断ガスにより穴刳りされ及び／
又は切断され、反応性の切断ガスによって行なわれた穴
刳り後に、必要とあらば不活性ガスにより行なわれる切
断加工へに切換え又はその逆に切換えが行なわれる。
反応性の切断ガス、例えばO2ガスは、加工部位の範囲
における酸化プロセスを可能にし、ひいては工作物材料
を迅速に融解させ燃焼させる。他方、不活性ガスは酸化
物形成を阻止することにより切断品位を高め、表面粗度
の値を低下させ、かつ臨界的な材料の切断加工を容易な
らしめると同時に、反応性の切断ガスと協働させること
もできる。反応性の切断ガスとしては、例えば酸素O2が
用いられ、不活性ガスとしては、例えば窒素N2が用いら
れる。反応性の切断ガスと不活性ガスとによる加工は、
穴刳り加工が反応性の切断ガスによって迅速に行なれる
か、或いは所望の切断品位を得るため有利には不活性ガ
スによる切断工程への自動的な切換えが行なわれた後で
穴刳り加工が実施可能ならしめられるように組合わせる
ことができる。
この場合、工作物の加工に際して生ずる熱放射の監視
を工作物に対して鉛直方向でかつレーザービームと同軸
的に行なうと有利である。この措置によれば、加工範囲
において常に秩序正しい測定部位の位置決めを行なうこ
とが保証され、就中、輪郭切断に際しては測定装置を連
動させる必要がなく、或いは測定装置に接続される測定
センサーを工作物の加工部位付近に配置しておかないで
もよいので、所要スペースに関する問題が生じないとい
う利点も得られる。むしろこの実施態様においては、熱
放射がいずれにせよ設けられるビーム案内システムによ
って、レーザービームから熱放射を送り出すのに適した
箇所に案内される。
レーザーによる材料の切除は、許容される最大限の切
除深さを超えないように実施されねばならない。従って
本発明の別の実施態様においては、工作物の材料切除を
行なうに当り、加工部位から生ずる熱放射の値のみなら
ず切除深さも測定され、これらの数値が限界値の修正に
関連せしめられる。
通常は切除目標値を単一の作業工程により所望の精度
で得ることはできない。そこで切除深さが比較的大きい
場合にも充分に高い精度の目標値が得られるようにする
ため、本発明によれば、工作物の切除を時間的に連続し
た各作業工程でその都度規定されたビーム強度によって
行ない、各作業工程中もしくは作業工程後に切除深さを
測定し、この測定に続いて所定のビーム強度で行なわれ
る切除加工により切除深さが目標切除深さを暫定的に上
回るような場合には、少なくとも上限値を低下させるこ
とが可能ならしめられている。
更に本発明の別の実施態様におけるように、限界値の
修正を加工における相対的な送り速度の変動に対して同
方向で行なうと有利である。このような措置が講じられ
ているならば、例えば運動の変動範囲において、つまり
換言すれば、レーザービームの相対的な運動が逆転され
るような場合に、材料が過度に切除されることを回避す
ることにより、特に切除調整装置の調整範囲が許容限度
を超えないようにし、或いはこの調整を補完することが
可能になる。
加工プロセスを監視するための本発明による第１の装
置は穿孔ミラーを有するレーザービームが加工部位に向
けられており、この加工部位に向けられたビーム区分の
方向に整合された孔の背後にビーム検出器としてのフォ
トダイオードが配置されており、このフォトダイオード
の手前に帯域フィルタが配置されていることを特徴とし
ている。つまりレーザービームから熱放射を送り出すに
当って、この穿孔ミラーの孔はレーザービームにおける
強度分布の中央に位置するように、ひいてはできるだけ
大きな測定信号のためにできるだけ大きい熱放射強度を
もたらすように配置されている。
このレーザービームはドナーモード（Donat−Mode）
を有しており、穿孔ミラーに形成される孔はビーム横断
面におけるビーム強度の低い範囲に配置されている。こ
のドナーモードにおける少なくとも中央で強度分布が減
少されていることにより、加工部位から生ずる熱放射は
不都合な影響を及ぼされずに申し分なく測定される。
加工プロセスを監視するための本発明による第２の装
置は、加工部位から生ずる熱放射が、レーザービームを
反射する熱放射は透過させるミラーにより、必要とされ
る場合には帯域フィルタを収束レンズとを通して、フォ
トダイオードとして構成されたビーム検出器に向けられ
ていることを特徴としている。部分的な伝送を行なうこ
のミラー装置の構造は特に単純なものとして構成可能で
ある。
加工プロセスを監視するための本発明による第３の装
置は、レーザービームがスクレーパミラーに形成された
孔を通して加工部位に照射されており、この加工部位か
ら生ずる熱放射がミラーにより帯域フィルタと収束レン
ズとを通して、フォトダイオードとして構成されたビー
ム検出器に向けられることを特徴としている。このスク
レーパミラーはレーザービーム横断面の外部で生ずる反
射された熱放射を大きな面積に亘って捕集し、これをビ
ーム検出器に向かう方向で偏向させる。
上述した全ての使用例において、帯域フィルタは加工
部位から出た望ましくない波長の熱放射を捕捉して除去
し、加工範囲における標遊ビーム及び／又はレーザービ
ームの反射がビーム検出器による測定結果の質を低下さ
せるように作用することを防止するために役立つ。
前述した監視装置を効果的に利用することを可能なら
しめるための本発明の１実施例による装置においては、
工作物を穴刳りし及び／又は切断するためにレーザーを
投入し或いはカットオフするシーケンス制御装置が設け
られており、このシーケンス制御装置が、加工の開始及
び終了を規定するCNC制御ユニットに機能的に接続され
ていると共に、検出器並びに上限値と下限値とを規定す
る信号発生器の接続されたトリガによって負荷されてい
る。
上記の装置は特に工作物の穴刳り及び切断加工に適し
ている。これに対して工作物の材料切除を行なうために
は、この装置を距離測定に関して次のような修正を加え
ると効果的である。即ちその実施態様によれば、工作物
の材料を切除するためにレーザーを投入乃至遮断する切
除制御装置が設けられており、この切除制御装置が、加
工様式及び切除目標値と、必要とされる場合には相対的
な送り速度、並びに加工の開始及び終了とを規定するCN
C制御ユニットに機能的に接続されており、切除制御装
置が切除深さを測定する装置とトリガとによって負荷さ
れており、トリガには検出器並びに上限値と下限値とを
規定する信号発生器が接続されており、これらの信号発
生器が切除深さを測定する装置に関連して切除制御装置
により調節可能ならしめられている。
図面の簡単な説明 次に添付の図面に示した実施例につき本発明を詳細に
説明する。
図１はビーム検出器とレーザー制御装置との各測定結
果をそれぞれ時間に関連してプロットしたダイアグラム
である。
図２は本発明による方法を実施するための制御装置に
おける方式構成図である。
図３はビーム検出器を有するビーム案内装置の構造を
示した図である。
図４はスクレーパミラーを有する監視装置の概略図で
ある。
図５は材料の多層切除方式を概略的に示した図であ
る。
図６は図５に示されたように工作物を多層切除する際
の切除深さａを時間ｔに関連してプロットしたダイアグ
ラムである。
図７は限界値の修正方式を説明するために図１におけ
る上のダイアグラムと同じようにプロットされたダイア
グラムである。
図８は本発明による切除加工を実施するための制御装
置を図１と同様に各ブロックごとに示した方式構成図で
ある。
発明を実施する最善の方法 図３によれば工作物10はレーザービーム11によって切
断される。切断部位は符号12で示されており、この場
合、工作物10における切断されていない範囲が斜線で表
示されているのに対し、除去される切断側面17は空白に
されている。これらの面は理想的な場合には完全に平滑
な状態に保たれる。レーザービーム11は工作物10の表面
10′における加工部位12でカッティングシームの幅とカ
ッティングフロントとを規定する切断スポット18を生ぜ
しめる。この切断スポット18のサイズは、ビームの経路
内に設置された焦準レンズ23によって規定され、焦準レ
ンズ23としては、例えばZnSeレンズが用いられる。加工
部位12の近くには、レーザービームと図示されていない
形式で案内される反応性の切断ガス及び／又は不活性ガ
スとの通路25を有する切断ガスノズル24が配置されてい
る。
レーザービーム11はドナーモード（Donat−Mode）を
有している、つまり換言すれば、レーザービーム11の強
度は図３の上部に示された格子像に応じてほぼ半径方向
に分布している。従って図３におけるこのレーザービー
ム11は、その最大強度範囲でのみ黒く描かれている。更
にこの図３から明らかなように、レーザービーム11の中
央範囲は強度を有していないか或いは極く僅かしか有し
ていないので、この範囲には加工部位12から発する熱放
射16を案内するスペースが残存している。加工部位12で
発生したこの熱放射16は、焦準レンズ23によって先ず偏
向ミラー26は、次いで穿孔ミラー19に導かれ、穿孔ミラ
ー19の孔21を経て帯域フィルタ22を貫通し、例えばフォ
トダイオードとして構成されたビーム検出器13に当てら
れる。
孔21は両ミラー26,19間に位置するビーム区分11′の
方向に向けられており、その直径はレーザーから到来す
るビームが孔21を通って直接的にはビーム検出器13に達
しないような値に設定されている。偏向ミラー26は省略
してもよく、その場合の穿孔ミラー19は、これに対する
照射が側方から行なわれる限り、ビーム区間11′が焦準
レンズ23によってダイレクトに加工部位12に当たるよう
に配置される。
レーザーが時点teで投入された場合には、加工部位12
に対するレーザービーム11の作用によって工作物材料の
温度が上昇する。時点teから時点taまでの間にレーザー
が所定の強度で理想的に投入されたとするならば、ビー
ム検出器信号乃至はダイオード信号の上昇特性が図１に
示された理想的なカーブを描くことになる。この特性曲
線は上限値14に達するまで、つまり波長と強度とにより
規定される熱放射のエミッションでその加工部位12にお
いて工作物材料が所定の温度に達したことを認識できる
ような温度値に達するまで上昇する。レーザーはこの瞬
間taにカットオフされるので、加工部位12が冷却され、
従ってダイオード信号は下限値15に達するまで低減せし
められる。この瞬間te1においてレーザーは再びスイッ
チオンされ、以下同様な経過を辿る。図１に示された上
限値14と下限値15との間では、レーザーの投入時点及び
カットオフ時点でそれぞれ時間に関連してビーム検出器
13により測定される数値列が生ずる。レーザーにおける
所属のパルス乃至レーザー投入時間は図１の下位のダイ
アグラムに示されている。このダイアグラムから明らか
のように、一般的な加熱を行なうための第１回目の投入
時間ta〜teは、後続の投入時間より、例えばta1〜te2よ
り若干長く設定されている。
更にこの図１に示されているように、時点tenにおい
てレーザーが投入されてもビーム検出器13の測定値が高
められることはない。むしろ所定の時間TEが経過した後
では、常に同じ測定値が検出されることになる。このよ
うな結果が生じる原因は、例えば穴刳りプロセスが完全
な穿孔を回避するように規定されていることに基づい
て、レーザービームの範囲にもはや加熱さるべき材料が
存在していないところにある。この種の決定結果は穴刳
りを中断させるか或いは穴刳りプロセスをレーザービー
ムの不作用状態で連続的に又は段階的に行なわれるレー
ザービーム送りに切換えるために利用される。
図２には加工を行なうための装置における重要な各構
成要素の機能的な連結状態が示されている。所定の時間
経過中にビーム検出器13により検出された測定値27は増
幅されてシュミットトリガ28に伝送され、シュミットト
リガ28は上限値14のための信号発生器29と下限値15のた
めの信号発生器30とに接続されている。シュミットトリ
ガ28は測定値経過27に応じて両限界値14,15を考慮した
上でシーケンス制御装置32の切換パルス31を発生し、レ
ーザー33はこのケーシング制御装置32により図１に示さ
れた制御パルス34で制御される。
更にシーケンス制御装置32はCNC制御ユニット35に機
能的に接続されている。このCNC制御ユニット35は、例
えばシーケンス制御装置32の作動様式の規定を行なう、
つまり換言すれば、シーケンス制御装置32における穴刳
り作業もしくは切断作業のための命令を発する。その限
りにおいて、例えば穴刳り作業において孔が貫通さしめ
られる場合には、自動的な遮断及び／又は切換装置が設
けられていなければならない点で異なっている。このよ
うな場合には、シーケンス制御装置32が穴刳りの終了を
CNC制御ユニット35に通知する。穴刳り及び切断の開始
命令、並びに切断の停止命令もこのCNC制御ユニット35
から発せられる。更にこのCNC制御ユニット35は切断ガ
ス制御装置36をも、つまり例えば穴刳り作業に際する酸
素の供給をも制御する。またこのCNC制御ユニット35は
所謂ハンドリング37をつまり穴刳り及び／又は切断加工
時に必要とされる調節運動を制御するためにも用いられ
る。
上述した各工程及び装置は、非金属材料の穴刳り及び
切断加工にも適しており、例えばこれによって木材，硬
質フォーム，プラスチック，ガラス，セラミック，木綿
製品などを加工処理することが出来る。このような場合
には上限値及び／又は下限値、例えば融解温度又は発火
温度ではなく、これらの材料に適した経験値、例えばプ
ラスチックの分解温度及び／又は軟化温度を基準とする
ことが可能である。
レーザービームを発生させるためには、二酸化炭素レ
ーザー，一酸化炭素レーザー，固体レーザー，エキシマ
ー（Eximer）レーザー又はアルゴンレーザーが用いられ
る。
図３に示された別の実施例においては、加工部位12か
ら反射された熱放射の監視が部分伝送式の、つまりレー
ザービーム11は完全に反射するが熱放射16は透過するミ
ラー26を用いて行なわれるので、熱放射16は必要に応じ
て設けられる帯域フィルタ32及び／又は図示されていな
い収束レンズを通してフォトダイオードとして構成され
たビーム検出器13に作用させることが可能である。
図４には、例えばCO2レーザーにより生ぜしめられる
レーザービーム11が示されており、このレーザービーム
11はスクレーパミラー39に設けられた孔38を通して工作
物10の方向に照射される。収束レンズ23はレーザービー
ム11の焦準を行なって、工作物表面10′にビーム焦点18
を形成する。工作物10の切断時に生ずる熱放射16はスク
レーパミラー39のリング上に当てられ、そこからレーザ
ービーム11に対し所定の角度で反射される。次いでこの
熱放射16′は帯域フィルタ22を経て収束レンズ40に導か
れ、そこでフォトダイオードとして構成されたビーム検
出器13に焦準される。
図５にはレーザービームによって工作物10に穿設しよ
うとする立方体状の凹所42が示されており、その全体的
な切断深さaso11である。切除深さの値が比較的大きい
場合には、その切除加工を１回の作業工程で実施するこ
とができない。つまり工作物10において切除しようとす
る範囲を複数の段階に別けて加工しなければならないの
で、工作物材料は層状に除去されることになる。図５の
実施例においては、これらの層が完全に等しいサイズ及
び厚さに設定されている。しかしながら、凹所42におけ
るその都度異なった形状に基づいて各層の構成をそれぞ
れ異なったものにする、つまり異なったサイズ及び異な
った厚さを選定してもよいことは言うまでもない。
図６のダイアグラムには図５による実施例の切除深さ
ａが時間ｔに関連してプロットされており、このグラフ
から明らかなように、その切除深さは時間t1,t2…tnに
亙って行なわれる連続的な作業工程により等間隔で次第
に増大する。つまりこのグラフは、材料の切除がその都
度規定されたビーム強度で行なわれることを意味してい
る。この場合、第（ｎ−１）層の切除後にビーム強度を
変動させないと切除目標値を超過することが明らかであ
り、従って第ｎ層は少なくとも上限値を低下させた状態
で切除しなければならない。なおこの点に関しては図７
に関連して以下に説明する。
図７のダイアグラムには、切除深さを測定する装置41
のダイオード信号と図５及び図６に示された作業工程の
時間ｔとの関係がプロットされている。このグラフから
明らかなように、作業工程t1,t2〜tn-1においては第１
の上限値14′と第１の下限値15′とによる作業が行なわ
れる。これらの限界値間では、例えば切除インターバル
t1中にそれぞれ所定の強度を有する複数のレーザー光パ
ルスが用いられる。これに基づいて供給されるビームエ
ネルギーは各限界値14′,15′により規定される。第ｎ
層が切除される場合には限界値の低減化が行なわれる。
このようにして供給されたエネルギーは、次に第２の上
限値及び第２の下限値による規定されるが、これらの限
界値は前記の各限界値より小さいために供給されるエネ
ルギーもやはり小さく、従って切除値が所定の目標値を
超えることはない。
図５乃至図７の実施例では材料を段階的に接続する作
業について述べたが、特に切除目標値が比較的小さい場
合には、切除を単に１回の作業工程のみによって行なう
ことも可能である。そのような場合には、両限界値1
4′,15′の制御も切除目標値如何に応じて実施しなけれ
ばならない。これらの限界値は切除工程中に行なわれる
切除深さの特性によって得られ、そのためには図３に概
略的に示されたような装置41が設けられている。この装
置41は工作物10上に照射されるレーザービーム11に対す
る所定の角度で測定を行なう。しかしこの種の測定を同
軸的に実施することも可能である。この装置41は、例え
ば三角法原理に基づいた光学的な距離センサーとして構
成されている。距離の測定は材料を切除する作業工程後
もしくはこの作業工程中に行なわれる。作業工程中に距
離測定を実施しなければならないのは、既に述べたよう
に単一の作業工程で材料切除が行なわれる場合である。
この距離測定装置41は、図８にブロックチャートとし
て示された図２の制御装置に相当する制御装置内に組込
まれている。工作物10の加工部位12は、ビーム検出器13
により切断及び穴刳り作業におけるのと同じような形式
で監視され、検出器13からは増幅された信号がシュミッ
トトリガ28に与えられ、シュミットトリガ28が信号発生
器29,30の上限値14′及び下限値15′を考慮しながら図
７に示された測定値経過に応じた切換パルス31を制御パ
ルス34によってレーザー33を制御する切除制御装置32′
に伝送する。この場合、距離測定装置41によって加工部
位12を付加的に監視することも可能とされており、これ
によって行なわれる切除測定の結果は切除制御装置32′
で利用することができる。
図８に示された切除制御装置32′は更にCNC制御ユニ
ット35′に機能的に接続されており、このCNC制御ユニ
ット35′は、「切除」信号を切除制御装置32′に与え、
切除制御装置32′から切除実際値を受取り、その数値を
基準とした「切除目標値」を得ることにより、切除目標
値aso11と相対送り速度と加工の開始時点及び終了時点
とを規定するので、「切除」信号を停止させることが可
能になる。更にこのCNC制御ユニット35′は、「測定」
命令により距離測定装置41の作動を制御する、それも特
に「切除」命令と同時に、つまり所謂オンライン方式で
又は所謂オフライン方式で制御することが出来る。
産業上の利用分野 本発明は、工作物の加工、特に金属性工作物の切断、
穴刳り及び切除を実施するために応用される。
フロントページの続き (72)発明者 アベルス ペーター ドイツ連邦共和国 5119 アルスドルフ ガイレンキルヒェナー シュトラーセ 50 (72)発明者 ヘアツィガー ゲルト ドイツ連邦共和国 5106 ルートゥゲン ―ロット レンズバッハシュトラーセ 40 アー (56)参考文献 特開 昭59−27791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−163089（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザビーム11によって工作物10を加工す
    る方法、特に金属製の工作物10を切断し、穴刳りしかつ
    切除する方法であって、工作物10の加工部位12をビーム
    検出器13によって監視し、このビーム検出器13の協力の
    もとにレーザービームの強度を制御して、レーザービー
    ムが上限値14に達した際にはその値を低下させ、レーザ
    ービームが下限値15に達した際にはこれを上昇させる形
    式の方法において、加工部位12から発生した熱放射16を
    ビーム検出器13によって測定し、その熱放射により上位
    の温度を予め定められた所定の温度範囲における上限値
    14として、また下位の温度をこの温度範囲における下限
    値15として監視し、温度が上限値14に達した際にはレー
    ザービームを遮断し、温度が下限値15に達した際にはレ
    ーザービームを再び投入することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、金属製の工
    作物10における上限値14を気化温度と融解温度との間に
    設定し、溶融加工に際する下限値15を融解温度とほぼ等
    しい値に、また反応性切断ガスでの加工に際する下限値
    を点火温度の範囲に設定することを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の方法において、切
    断工程に際するレーザービーム11の送りを、レーザービ
    ーム11の投入及び遮断に際して連続的に生ずる切断スポ
    ット18の重畳度を工作物切断側面17における所定の表面
    粗さが保証されるように設定して行なうことを特徴とす
    る方法。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方
    法において、温度が所定の時間TE経過後に上限値14に達
    しないでも穴刳り時の加工を終了させることを特徴とす
    る方法。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方
    法において、工作物10を連続的なレーザービームで加工
    することを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方
    法において、工作物10を反応性の及び／又は不活性の切
    断ガスにより穴刳りし及び／又は切断し、反応性の切断
    ガスによって行なわれた穴刳り後に必要とあらば不活性
    ガスにより行なわれる切断加工への切換え又はその逆の
    切換えを実施することを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方
    法において、工作物10の加工に際して生ずる熱放射16の
    監視を工作物10に対して鉛直方向でかつレーザービーム
    と同軸的に行なうことを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】請求項１記載の方法において、工作物10の
    材料切断を行なう場合には、加工部位12から生ずる熱放
    射16以外に切除深さａをも設定し、これらの数値を限界
    値の修正に関連させることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】請求項８記載の方法において、工作物の切
    除を時間的に連続した各作業工程でその都度規定された
    ビーム強度によって行ない、各作業工程中もしくは作業
    工程後の切除深さａを測定し、この測定に続いて所定の
    ビーム強度で行なわれる切除加工により切除深さが目標
    切除深さaso11を暫定的に上回るような場合には、少な
    くとも上限値14′を低下させることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか１項に記載の
    方法において、限界値の修正を加工における相対的な送
    り速度の変動に対して同方向で実施することを特徴とす
    る方法。
  11. 【請求項１１】請求項１乃至７のいずれか１項のレーザ
    ービームにより工作物10を加工する方法を実施するため
    の装置において、穿孔ミラー19を有するレーザービーム
    11が加工部位12に向けられており、加工部位12に向けら
    れたビーム区分11′の方向20に整合された孔21の背後に
    ビーム検出器13としてのフォトダイオードが配置されて
    おり、このフォトダイオードの手前に帯域フィルタ22が
    配置されていることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】請求項11記載のレーザービームにより工
    作物10を加工する装置において、レーザービーム11がド
    ナーモードを有しており、穿孔ミラー19に形成される孔
    21ががビーム横断面におけるビーム強度の低い範囲に配
    置されていることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】請求項１乃至７のいずれか１項のレーザ
    ービームにより工作物10を加工する方法を実施するため
    の装置において、加工部位から生ずる熱放射が、レーザ
    ービームを反射するが熱放射は透過させるミラー26によ
    り、必要とされる場合には帯域フィルタ22と収束レンズ
    とを通して、フォトダイオードとして構成されたビーム
    検出器13に向けられていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】請求項１乃至７のいずれか１項のレーザ
    ービームにより工作物10を加工する方法を実施するため
    の装置において、レーザービームがスクレーパミラー39
    に形成された孔38を通して加工部位12に照射されてお
    り、この加工部位から生ずる熱放射ミラー39により帯域
    フィルタ22と収束レンズ40とを通して、フォトダイオー
    ドとして構成されたビーム検出器13に向けられているこ
    とを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】請求項11乃至14のいずれか１項に記載の
    レーザービームにより工作物10を加工する装置におい
    て、工作物10を穴刳りし及び／又は切断するためにレー
    ザー33を投入乃至遮断するシーケンス制御装置32が設け
    られており、このシーケンス制御装置32が、加工の開始
    及び終了を規定するCNC制御ユニット35に機能的に接続
    されていると共に、検出器13並びに上限値14と下限値15
    とを規定する信号発生器29,30の接続されたトリガ28に
    よって負荷されていることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】請求項11乃至14のいずれか１項に記載の
    レーザービームにより工作物10を加工する装置におい
    て、工作物10の材料を切断するためにレーザー33を投入
    乃至遮断する切除制御装置32′が設けられており、この
    切除制御装置32′が、加工様式及び切除目標値a
    so11と、必要とされる場合には相対的な送り速度、並び
    に加工の開始及び終了とを規定するCNC制御ユニット3
    5′に機能的に接続されており、切除制御装置32′が切
    除深さａを測定する装置41とトリガ28とによって負荷さ
    れており、トリガ28には検出器13並びに上限値14′と下
    限値15′とを規定する信号発生器29,30が接続されてお
    り、これらの信号発生器29,30が、切除深さａを測定す
    る装置41に関連して切除制御装置32′により調節可能で
    あることを特徴とする装置。
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