JP3142453B2 - レーザ加工方法およびレーザ加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工ヘッドと加工対象
間との距離を計測するセンサーを備えたレーザ加工機を
使ったレーザ加工方法およびレーザ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の接触式センサー９を持つ
テーブル移動型レーザ加工機を示す構成図である。図１
５においてレーザ発振器１はレーザービーム４を発生す
る。レーザービーム４は光路ミラー３によって方向を変
えられた後加工ヘッド２にて集光させられ、加工テーブ
ル６上に固定された加工対象５に照射される。加工テー
ブル６はＸＹ軸方向に移動し、加工テーブル６上に置か
れた加工対象５を加工ヘッド２に対して相対的に移動さ
せる。加工ヘッド２には加工ガス７も供給され、加工ヘ
ッド２の先端から噴き出し、レーザービーム４と共に加
工対象５に吹き付けられる。加工ヘッド２の脇にはセン
サー本体９ａが設けられており、センサー本体９ａから
伸びる接触子１０は、加工対象５に接触している。接触
子１０と加工ヘッド２との間にはオフセットが存在し実
際には接触子１０は加工点とは違う計測点を計測してい
る。センサー本体９ａと接触子１０にて接触式センサー
９を構成している。加工ヘッド２はＺ軸方向（加工ヘッ
ド２が上下する方向）に動くように構成されている。レ
ーザ加工機を制御する制御装置１４は、レーザ発振器
１、加工ヘッド２、センサー本体９ａおよび加工テーブ
ル６とケーブル２０でつながり、各機器に指令を出す。
指令を出された各機器は、その指令によって動作する構
成となっている。

【０００３】接触式センサー９の構成の詳細は、例えば
特開昭６３ー３３１９３、特開平４ー４１０９３で記載
されているが、本明細書では図１６を用いて説明する。
図１６は接触式センサー９の周辺部のみ記載している。
接触子１０はスプライン軸受け３０から伸びて先端にレ
ーザービーム４を囲むようにリング状の接触部１０ａを
有している。接触部１０ａは接触子が下降すると加工対
象５に接触する。スプライン軸受け３０には作動トラン
ス２９が連結され、ＤＣソレノイド３１によって支持さ
れている。接触子１０はリング状をなしその中心は加工
ヘッド２と略々一致するが、接触子１０はリング状であ
るので、接触子１０が実際に計測している点は、リング
上に１点であって、計測点と加工ヘッドとの間にはオフ
セットが存在する。

【０００４】倣制御オンの状態では、加工対象５とノズ
ル１１間の距離が一定の距離になるようにＺ軸が制御さ
れる。一定の距離は加工対象５の材質、厚み、加工出力
等により設定されている。センサー端子１０が加工対象
に接触すると接触した圧力でセンサー９が位置を検出す
る。この位置が設定された値になるようにＺ軸の移動が
制御され、加工対象５とノズル１１間の距離が一定に保
たれる。この動作の機能を倣制御または倣と呼ぶ。また
この距離の設定は、上下数ｍｍの範囲で調整変更でき
る。

【０００５】接触式センサー９の検出方法は、接触子１
０が加工対象５に接触し作動トランス２９が動き、それ
により発生した電気信号を制御装置１４に伝達すること
で行われる。倣制御を働かせない場合は、ＤＣソレノイ
ド３１がスプライン軸３０を引き上げ、センサー端子１
０は待避位置に引き上げられて位置を検出しない。

【０００６】次に動作について説明する。例えば、図１
７（ａ）に示す矩形１２ｄを切り出す場合には、図１８
に示すフローチャートにより動作させる。図１７（ｂ）
は図１７（ａ）の加工ヘッド２の加工経路を上方から見
た図である。図１８において、まず加工対象５を加工テ
ーブル６上にセットする（Ｓ１）、しかる後、加工対象
５の開孔位置１２ａに加工ヘッド２が来るように加工テ
ーブル６のＸ軸、Ｙ軸を駆動させる（Ｓ２）。加工対象
５の開孔をする加工条件をメモリーから読み込み（Ｓ
３）、倣制御をオンさせると加工ヘッド２が下がり始め
る（Ｓ４）、接触式センサー９が加工対象５の表面を検
出し（Ｓ５）、開孔をする加工条件のＺ位置まで加工ヘ
ッド２が移動する（Ｓ６）。次に加工ガス７を条件に設
定されたガス圧力にて供給し、また開孔する加工条件に
設定された出力のレーザをレーザ発振器１より出射し、
開孔位置１２ａにて開孔を開始する（Ｓ７）。

【０００７】開孔完了後（Ｓ８）、切断条件にレーザ出
力、加工ヘッド位置、加工ガス圧等の加工条件を変更し
て図１７（ａ）および（ｂ）の１２ｂの経路を通りさら
に１２ｃの経路を通り、矩形１２ｄの形状の製品を切り
出す（Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２、Ｓ１３）。開孔
開始時から切断加工が終了するまで、倣オンなので接触
子１０は加工対象５に接触した状態にあり、それにより
加工対象５とノズル１１間の距離は一定になるように制
御されている。また、切断が終了したりまたは次の加工
対象に移動するときは、倣をオフさせ（Ｓ１４）、加工
ヘッド２を上昇させ（Ｓ１５）、加工の終了（Ｓ１６）
をし、移動させて次の加工に転ずる。

【０００８】一般に開孔の加工条件と切断の加工条件は
異なり、加工対象５とノズル１１間の距離は開孔時と切
断時で異なる。例えば開孔時はレーザ光の焦点距離に合
わされ、また切断時は＋１ｍｍ位長くなる場合が一般的
である。また切断加工のみにおいてもコーナー部の形状
（例えば９０゜以下）等によって加工条件（焦点位置、
出力、発振形態など）を変更することが一般的であり、
それに対応して加工対象５とノズル１１間の距離が変わ
る。このように同一加工対象であっても、開孔時と切断
時、あるいは切断の各々の箇所で倣う高さが異なる。そ
のため、センサーの検出位置に対する倣の位置も１ポイ
ントだけでなく、いくつかの位置で倣の動作ができるよ
うになっている。

【０００９】非接触で検出する場合は、例えば静電容量
式やガス浮上式等があるが、検出する方法が接触か非接
触かの違いはあるが、その他の制御は同じと考えてよ
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般に開孔時には溶融
物が飛び散りこれをスパッタという、これにより加工対
象表面の開孔位置周辺に表面の盛り上がりが生じる。溶
融物の盛り上がったところを接触式センサー９が通過す
ると、盛り上がり分だけ加工表面が上昇したようにセン
サーは検出する。ところが加工ヘッドは実際には計測点
とオフセット分離れた位置を切断しており、その切断位
置に溶融物が無い場合焦点位置がずれ、加工不良を引き
起こしていた。このようなセンサーのオフセットの存在
による不具合は、バーニングやブローアップなどの加工
不良によって発生した溶融物の盛り上がりによっても発
生する。

【００１１】近来、レーザ加工機の無人化運転や自動化
が進む中で、前記のような不具合をなくすことが望ま
れ、センサーのオフセットの存在に拘わらず、加工不良
発生を抑制することができ、安定で信頼性の高い加工を
するレーザ加工機が望まれていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１のレーザ加工方
法においては、加工対象表面において、加工点とは別の
位置の計測点を計測するセンサ−を有し、センサ−の計
測値を基に加工対象表面および加工ヘッド間の距離を制
御する倣制御軸を備えたレーザ加工機を用い、加工対象
を開孔をした後切断する切断加工により製品を切り出す
レーザ加工方法において、切断加工の切断経路における
計測値が不正と予測される第一の経路では倣をオフし、
開孔位置を含み計測値が正常と予測される第二の経路に
達すると倣をオンする。

【００１３】請求項２のレーザ加工方法においては、開
孔位置に続く切断経路の一定距離を第一の経路とし、第
一の経路に続く切断経路を第二の経路とする。

【００１４】請求項３のレーザ加工方法においては、一
定距離が加工点と計測点とのオフセット以上である。

【００１５】請求項４のレーザ加工方法においては、一
定距離を加工対象に対する種々の加工条件によって変更
することを特徴とする。

【００１６】請求項５のレーザ加工方法においては、開
孔位置を基準とする一定広さである開孔領域を定義し、
開孔領域内に加工点が存在するか否かの判定をし、切断
経路のうち開孔領域内にある切断経路を第一の経路と
し、それ以外の領域を通る加工経路を第二の経路として
いる。

【００１７】請求項６のレーザ加工方法においては、開
孔領域が開孔位置を中心とし半径が加工点と計測点との
オフセット以上の領域の内側である。

【００１８】請求項７のレーザ加工方法においては、開
孔領域の広さを加工対象に対する種々の加工条件によっ
て変更することを特徴とする。

【００１９】請求項８のレーザ加工方法においては、加
工対象表面の加工不良を検出し、加工不良の位置を記憶
し、加工不良の位置を基準とする一定広さである加工不
良領域を定義し、加工不良領域内に加工点が存在するか
否かの判定をし、切断経路のうち加工不良領域内にある
切断経路を第一の経路とし、それ以外の領域を通る加工
経路を第二の経路としている。

【００２０】請求項９のレーザ加工方法においては、加
工不良領域が加工不良の位置を中心とし半径が加工点と
計測点とのオフセット以上の領域の内側である。

【００２１】請求項１０のレーザ加工方法においては、
加工不良領域の広さを加工対象に対する種々の加工条件
によって変更することを特徴とする。

【００２２】請求項１１のレーザ加工方法においては、
加工対象表面および加工ヘッド間の距離を計測するセン
サ−を有し、センサ−の計測値を基に加工対象表面およ
び加工ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレー
ザ加工機を用い、加工対象を開孔をした後切断する切断
加工により製品を切り出すレーザ加工方法において、開
孔位置で倣をオンするとともに、加工対象表面の溶融物
を検出し、熔融物が検出されたときに倣をオフし、検出
されないときに倣をオンする。

【００２３】請求項１２のレーザ加工方法においては、
検出工程が溶融物の高さを検出し、高さが一定の高さよ
り高いか否かを判定をし、溶融物が一定の高さより高い
場合、加工を中止する。

【００２４】請求項１３のレーザ加工方法においては、
検出工程が溶融物の高さを検出し、高さが一定の高さよ
り高いか否かを判定し、溶融物が一定の高さより高い場
合、加工条件を変えて切断を続行する。

【００２５】請求項１４のレーザ加工装置においては、
レーザービームを発振するレーザ発振器と、レーザビー
ムを加工対象表面に照射する加工ヘッドと、加工対象表
面を加工ヘッドに対して相対的に移動させる加工テーブ
ルと、加工ヘッドに対してオフセットして設けられ加工
ヘッドおよび加工対象表面の間のレーザービーム照射方
向の距離を計測するセンサーと、レーザ発振器、加工ヘ
ッドおよび加工テーブルの動きを制御する制御装置とを
備え、センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工
ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工
機であって、加工対象表面に加工不良が発生したとき
に、加工不良の発生を検出できる加工不良発生検出手段
と、加工不良の位置を記憶する加工不良発生位置記憶手
段と、記憶した加工不良の位置を基準とする一定広さで
ある加工不良領域を定義し、加工不良領域内に加工点が
存在するか否かの判定手段とを有し、開孔位置で倣をオ
ンするとともに、判定手段により倣制御のオンオフを切
り換えることを特徴とする。

【００２６】請求項１５のレーザ加工装置においては、
レーザービームを発振するレーザ発振器と、レーザビー
ムを加工対象表面に照射する加工ヘッドと、加工対象表
面を加工ヘッドに対して相対的に移動させる加工テーブ
ルと、加工ヘッドに対してオフセットして設けられ加工
ヘッドおよび加工対象表面の間のレーザービーム照射方
向の距離を計測するセンサーと、レーザ発振器、加工ヘ
ッドおよび加工テーブルの動きを制御する制御装置とを
備え、センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工
ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工
機であって、加工対象表面の溶融物を検出する溶融物検
出手段と、溶融物が存在するか否かの判定手段とを有
し、開孔位置で倣をオンするとともに、判定手段により
倣のオンオフを切り換えることを特徴とする。

【００２７】

【作用】請求項１のレーザ加工方法においては、センサ
ーが計測する計測値が不正と予測される第一の経路では
倣をオフし、開孔位置を含み計測値が正常と予測される
第二の経路に達すると倣をオンするので、センサーが計
測する不正な計測値に影響されない。

【００２８】請求項２のレーザ加工方法においては、開
孔位置周辺ではスパッタによって加工対象に盛り上がり
が生じるが、倣オンの状態で切断加工に移行するとスパ
ッタによって発生した盛り上がりにより、焦点位置が狂
い加工不良が発生しやすいので、切断加工にいたる前に
倣オフし、スパッタによって発生した盛り上がりを加工
点の表面位置と認識しない。

【００２９】請求項３のレーザ加工方法においては、開
孔位置から、加工経路の加工点と計測点とのオフセット
の距離以上離れた位置まで倣をオフする。

【００３０】請求項４のレーザ加工方法においては、開
孔位置から倣をオフする距離は加工対象および加工対象
に対応した種々の加工条件に対応して変更する。

【００３１】請求項５のレーザ加工方法においては、開
孔位置を基準とする一定広さである開孔領域内では倣を
オフする。

【００３２】請求項６のレーザ加工方法においては、開
孔位置を中心として半径が加工点と計測点とのオフセッ
トの距離以上離れた領域内に加工点が入ってくると、倣
をオフする。

【００３３】請求項７のレーザ加工方法においては、開
孔位置を基準として加工対象および加工対象に対応した
種々の加工条件に対応した領域内に加工点が入ってくる
と、倣をオフする。

【００３４】請求項８のレーザ加工方法においては、加
工不良の位置を基準とする一定広さである加工不良領域
内では倣をオフする。

【００３５】請求項９のレーザ加工方法においては、加
工不良の位置を中心として半径が加工点と計測点とのオ
フセットの距離以上離れた領域内に加工点が入ってくる
と、倣をオフする。

【００３６】請求項１０のレーザ加工方法においては、
加工不良の位置を基準として加工対象および加工対象に
対応した種々の加工条件に対応した領域内に加工点が入
ってくると、倣をオフする。

【００３７】請求項１１のレーザ加工方法においては、
加工対象表面の溶融物を検出し、溶融物が検出されたと
きに倣をオフし、検出されないときに倣をオンする。

【００３８】請求項１２のレーザ加工方法においては、
溶融物の高さが一定の高さより高いとき、加工を中止す
る。

【００３９】請求項１３のレーザ加工方法においては、
溶融物の高さが一定の高さより高いとき、加工条件を変
えて加工を続行する。

【００４０】請求項１４のレーザ加工装置においては、
加工対象表面の加工不良の発生を検出し、その位置を記
憶し、記憶した加工不良の位置を基準とする一定広さで
ある加工不良領域内に加工点が入ってくると、倣をオフ
する。

【００４１】請求項１５のレーザ加工装置においては、
加工対象表面の溶融物を検出し、溶融物が検出されたと
きに倣をオフし、検出されないとき倣をオフする。

【００４２】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の一実施例を示すレーザ加工機
の構成図である。図１において従来技術と同一符号は従
来と同一のものでありその説明を省略する。図におい
て、加工ガスの圧力をコントロールし加工ガスを加工ヘ
ッド内に供給するガス供給システム１３が加工ヘッドに
つながるバルブに備えられている。レーザ加工機を制御
する制御装置１４内には、レーザ加工を制御する中央処
理装置１５があって、中央処理装置１５を中心として、
中央処理装置１５からの指令により加工テーブル６を駆
動する信号を出したり加工テーブル６の座標値を中央処
理装置１５に渡す加工テーブル制御部１６や、加工ヘッ
ド２を上下させる信号を出したり加工ヘッドの座標を中
央処理装置１５に渡す加工ヘッド制御部１７や、倣制御
のオン／オフを接触式センサー９に知らせたり倣の状態
を中央処理装置１５に渡す倣制御部１８や、レーザ発振
器１をコントロールする発振器制御部１９が配置され中
央処理装置１５に接続している。

【００４３】レーザ発振器１と発振器制御部１９とはケ
ーブル２０ａによって、また接触式センサー９と倣制御
部１８とはケーブル２０ｂによって、加工ヘッド２と加
工ヘッド制御部１７とはケーブル２０ｃによって、加工
テーブル６と加工テーブル制御部１６とはケーブル２０
ｄによって、ガス供給システム１３と中央処理装置１５
とはケーブル２０ｆでそれぞれ接続されている。各々の
制御部１６〜１９はそれぞれ中央処理装置１５と送受信
関係にあるが、機能を限定する場合は受信するのみであ
る場合もある。

【００４４】図２は従来と同じ形状の図１７の（ａ）に
示す矩形部品１２ｄを切り出す場合のフローチャートで
ある。従来と異なる点は、開孔終了後に倣オフ（Ｓ２
１）し、倣がオフされるために加工ヘッドはＺ軸の一定
位置に固定されたまま（Ｓ２２）、切断を開始（Ｓ１
１）してスパッタが飛び散ったことが予測される第一の
経路である一定距離（１２ａから１２ｅまで）切断（Ｓ
２３）後に、計測値が正常と予測される第二の経路の始
まりである１２ｅまで達すると再度倣オンする（Ｓ２
４）箇所である。その後は従来と同じように倣オンで１
２ｃまで切断（Ｓ１２）して矩形部品１２ｄの切り出し
が終了する。

【００４５】開孔時は一般に図３（ａ）のようにスパッ
タが周りに飛び散り、加工対象５の断面は図３（ｂ）の
ように盛り上がりが生じる。この部分を接触子１０が通
過すると加工対象の表面位置を図３（ｂ）中のＡの位置
と検出する。ところが加工ヘッドが切断をする位置では
スパッタが存在しないので、加工条件を変更せずに加工
を続行すると切断の面が悪くなり、最悪の場合バーニン
グという事態を引き起こし、切断された矩形部品１２ｄ
は製品として使用できなくなってしまう。そこで、スパ
ッタの飛ぶ距離をあらかじめ予測してその距離を考慮し
てプログラムしておき、その距離を通過するまでは、倣
制御をオフすることで加工対象５の表面の盛り上がりの
影響を回避できる。

【００４６】しかし、切断対象の表面状態は必ずしも平
坦ではなく、加工対象のうねりまたは切断による熱変形
によって加工対象自体の表面位置Ｂはうねっている。倣
オフのまま進むと、このうねりに対応できず、やはりバ
ーニングなどの加工不良を引き起こしてしまう。そのた
め倣オフの距離は必要最小限にとどめ、再度倣をオン
し、変化する表面位置Ｂに対応するようにして加工不良
の発生を防ぐ必要がある。素材のうねりは薄板でよく現
れ、また熱変形は厚板で多く発生する。特に厚板（軟
鋼、ステンレス）や高反射材（アルミ、銅）では加工が
難しく、表面位置とレーザ光の集光位置との位置関係は
数１００μ変わっても加工不良を発生することがあり、
倣オフしたままで加工し続けるのは難しい。本実施例
は、特に薄板ｔ１．０（軟鋼の場合）以下やｔ１２（軟
鋼）以上で加工不良の発生を防ぎ、また無人化に有効で
ある。

【００４７】また、本実施例で開孔中は倣オンしておく
理由を例えば薄板を加工する場合において以下に記述す
る。図４（ａ）に示すように剣山ピン２６の上に加工対
象５が載置され、ノズル１１から加工ガス７が噴出され
る場合、断面図でみると図４（ｂ）の状態から図４
（ｃ）の状態へへ加工対象５は歪む。薄板軟鋼ｔ０．５
ｍｍでの加工ガス圧は最大で３．０ｋｇｆ／ｃｍであ
る。ここで、図１５（ｃ）のような両端支持ばりで軟鋼
のガス圧による変形量を計算すると、加工対象５の断面
係数：Ｉは Ｉ ＝ （ ｂ・ｈ３ ）／１２ で計算されるので、剣山ピンの間隔を１００ｍｍ、板厚
を０．５ｍｍとすると Ｉ ＝ １．０４×１０−１２［ｍ４］ 軟鋼のヤング率：Ｅは２１．１９×１０１０［Ｎ／
ｍ^２］であり、ガス圧３ｋｇｆ／ｃｍ^２だと、ノズル直
下の軟鋼に加わる力：Ｐは３ｋｇｆ＝２９．４Ｎとな
る。この力は両端支持ばりに掛かるとすると歪量σは σ ＝ （ Ｐ・ｂ３ ）／（４８・Ｅ・Ｉ） ＝
２．７ｍｍ となり、ガスが流れてないときにくらべガスを出してい
る開孔時や切断時には板のたわみは２．７ｍｍと非常に
大きいことになる。開孔時と切断時には加工ガス圧力を
異なるものにすることは一般的であり、また最近では開
孔時にも段階的に加工ガス圧力を変える場合もある。こ
のため開孔途中で倣オフして切断へ移行する場合、焦点
位置がたわみのためにずれてしまって切断がうまく行わ
れない場合がある。特に十分な集光性を要求されるスリ
ット加工等の高精度加工の場合では加工不良を起こす。
そのような加工ガス圧力を開孔中に変える場合には、開
孔中に倣をオンしておくと開孔の穴も小さくかつ安定に
開けることができる。また、開孔時と切断時で加工ガス
圧力が違う場合などは開孔が終了して、切断に移行する
前に加工ガス圧力を変え、しかるのちに倣オフして切断
に移行すれば開孔部の盛り上がりを回避でき、且つ高精
度な加工へと安定に移行できる。この方法は、他に熱変
形が大きい材料や、開孔時の入熱が大きく、板が熱変形
してしまう材料などにも効果的である。

【００４８】実施例２．図５は加工ヘッド２と加工ヘッ
ド２の脇に設置された接触式センサーの構成図である。
開孔時に発生するスパッタによる盛り上がりは図３のよ
うに開孔位置を中心として山なりに広がることが多い。
すそ野の大きさは数ｍｍ程度であり概して小さい。それ
に対して、センサーが検出する領域すなわちセンサーの
ＸＹ平面上の検出位置精度は数ｃｍであったり、また接
触式センサーの場合においては接触子と加工ヘッド２の
中心のオフセットは数ｃｍずれている場合が多く、表面
位置の盛り上がりの領域に比べて大きい。また接触式セ
ンサーにおいては実際にセンサーで検出している場所
が、加工ヘッドの切断している位置と一致しない場合も
ある。図５は接触式センサー９の場合であるが、図５の
Ｃ距離分だけ離れた位置で加工対象の表面を検出してお
り、接触式センサー９がスパッタによる盛り上がりを検
出するときは、加工ヘッドはＣだけ離れた位置で切断を
実施しておりその位置では実際には盛り上がりはない。
このとき、盛り上がり分加工ヘッドが上昇してレーザ光
の集光ポイントと加工対象の表面位置との関係が狂うの
で加工不良を引き起こす。そこで例えばＣの距離にスパ
ッタによる盛り上がりが発生する量分Ｄ（図３（ｂ）参
照）を加えたＥ（＝Ｃ＋Ｄ）の距離だけ倣をオフすれ
ば、センサーのオフセットの存在による不具合を回避で
き、加工不良を発生させることがない。

【００４９】実施例３．図３のような開孔によるスパッ
タの飛び散りは、加工する出力、発振形態（パルス周波
数、パルスオン時間、連続発振形態）やガス圧力によっ
て飛ぶ距離が変わる。また、加工対象の材質や板厚にも
大きく左右される。そこで倣オフする距離を、材質、板
厚、加工条件に併せて変更することにより、より安定な
加工を実施することができる。加工条件によって倣オフ
する距離を変化させることは、必要最小限の倣オフ距離
を選択できるわけであり、うねりや熱変形により早くセ
ンサーが対応できることになるので加工不良を発生させ
る割合がより少なくなる。

【００５０】実施例４．図６は本発明の他の実施例を示
すレーザ加工機の構成図である。また図７はその動作の
制御を示すフローチャートである。また図８は一つの加
工対象から多数個取りをする場合の加工対象の斜視図で
ある。図６において実施例１と同一符号は同一のもので
あり説明を省略する。制御装置１４内には一加工対象５
上で複数開孔した機械座標を記憶しておく為の記憶装置
２１が設けられている。本実施例は、一つの加工対象か
ら多数個取りする場合などに有効となるものである。開
孔によって生じる盛り上がりは開孔部を中心として図３
のように円形状に広がる。特に図８のような一つの加工
対象の中から多くの製品を取り出す多数個取りの場合、
開孔部１２ａに接近して他の箇所の切断が行われる場合
が多い。これは１つの加工対象５から多くの製品を取り
だそうとするために各製品間の間隔が詰まることにより
生じる。そのため他の箇所の切断部分は図３で示したよ
うな円形状の盛り上がりの領域内に入ってしまう場合が
ある。盛り上がり領域を切断のために倣オンの状態で加
工ヘッドが通過した場合実施例１と同じくして加工不良
が発生する。そこで一つの加工対象で多数個取り等をす
る場合は、各々の開孔位置（例えば機械座標）を記憶す
る記憶装置２１を設け、記憶されている開孔位置の機械
座標（Ｘ軸、Ｙ軸）からスパッタが飛び散ると予測され
る一定の半径の開孔領域内１２ｆに加工ヘッドの加工点
が入ると倣をオフし、その領域から外に出ると再度倣を
オンする。

【００５１】図７は以上の制御を実行するフローチャー
トである。開孔位置はフローチャートには記述されてい
ないが、開孔する毎に記憶装置２１に記憶される。切削
開始（Ｓ３１）の後、加工ヘッド１１の加工点が開孔位
置から一定の領域である開孔領域内１２ｆに入ったか否
かが監視される（Ｓ３２）、もし入った場合は倣いがオ
フする（Ｓ３３）、その後加工ヘッド１１の加工点が開
孔位置から一定の開孔領域内１２ｆから出た場合（Ｓ３
４）、再び倣いがオンする。尚開孔領域内１２ｆの内で
も外でも切断終了の場合（Ｓ３６、Ｓ３７）は、切断終
了の処理をして（Ｓ３８）、次の加工へ移る（Ｓ３
９）。以上の制御をすることで開孔位置周辺に発生した
加工対象の盛り上がりを回避し、安定した加工を実現す
ることができる。

【００５２】実施例５．装置の構成およびフローチャー
トは実施例４と同一であるので省略する。図３のような
開孔によるスパッタの飛び散りは加工する出力、発振形
態（パルス周波数、パルスオン時間、連続発振形態）や
ガス圧力によって大きさが変わる。また、加工対象の材
質や板厚にも大きく左右される。そこで実施例４におけ
る倣をオフする開孔領域を、材質、板厚、加工条件に併
せて変化させることにより、より安定な加工が実施でき
る。倣をオフする開孔領域はパラメータとしてメモリ３
に記憶させて置くことで記憶させておく。条件によって
開孔領域を変化させることは、必要最小限の倣オフ領域
を選択できるわけであり、うねりや熱変形により早くセ
ンサーが対応できることになるので加工不良を発生させ
る割合がより少なくなる。

【００５３】実施例６．装置の構成およびフローチャー
トは実施例４と同一であるので省略する。開孔時に発生
するスパッタによる盛り上がりは図３のように開孔位置
を中心として山なりに広がることが多い。すそ野の大き
さは数ｍｍ程度であり概して小さい。それに対して、セ
ンサーが検出する領域すなわちＸＹ平面上の位置検出精
度は数ｃｍであったり、また接触式センサーの場合にお
いては、接触子と加工ヘッド２の中心のオフセットは数
ｃｍずれている場合が多く、表面位置の盛り上がり領域
に比べて大きい。また接触式センサーにおいては実際に
センサーで検出している場所が、加工ヘッドが切断して
いる位置と一致しない場合もある。図５は接触式センサ
ーの場合であるが、図５中のＣ距離分だけ離れた位置で
非加工対象の表面を検出しており、スパッタによる盛り
上がりを検出するときは、加工ヘッドはＣだけ離れた位
置で切断を実施していてその位置では実際には盛り上が
りがない。このとき、盛り上がり分加工ヘッドが上昇し
てレーザービームの集光ポイントと加工対象の表面位置
との関係が狂うので加工不良を引き起す。これは同じ加
工対象から多数個取りするとき、開孔部の近くを他の切
断が通過する場合もあるので、センサーがスパッタによ
る盛り上がりを検出してしまうことがあるためである。
そこで開孔したそれぞれの位置を記憶しておき、例えば
Ｃの距離にスパッタによる盛り上がりが発生する量分Ｄ
を加えたＥの距離を半径とする開孔領域を、倣オン状態
で加工ヘッドの加工点が通過する場合に倣をオフすれ
ば、スパッタによる盛り上がりを回避でき、加工不良を
発生させることがない。

【００５４】実施例７．図９は本発明の他の実施例を示
すレーザ加工機の構成図である。また図１０はその動作
を制御を示すフローチャートである。図９において加工
ヘッド２の先端付近にはバーニングやブローアップを検
出する加工不良発生検出手段である検出器２２が設置さ
れている。また検出器２２から送られてきた信号を加工
不良かどうかを判断する処理部２２が制御装置１４内に
あり、中央処理装置１５につながれている。検出器２２
の検出器は例えば特開平４−１０５７８０や特開平３−
１７４９８９に示されているものと同じである。加工対
象表面に存在する溶融物の盛り上がりは開孔時のスパッ
タだけで発生するわけではなく、開孔ポイントから切断
加工に移るときに発生するブローアップや、切断加工時
に発生するバーニング等によっても発生する。検出器２
２にて切断時に加工不良を発見し、加工不良が発生した
ポイント（機械座標）を加工不良発生位置記憶手段であ
る記録装置２１に記憶しておき、記憶されている機械座
標（Ｘ軸、Ｙ軸）からその周辺の溶融物の盛り上がりが
発生したと予測される領域内に倣オン状態で加工ヘッド
２の加工点が入ると倣をオフし、またその領域から外に
出ると再度倣オンすることで加工対象の盛り上がりを回
避し、安定加工が実現できる。

【００５５】図１０は以上の制御を実行するフローチャ
ートである。切削開始（Ｓ４１）の後、加工不良が発生
したか否かが監視される（Ｓ４２）、加工不良が発生し
た場合その位置が記憶装置２１に記憶される（Ｓ４
６）。加工不良の位置を中心として溶融物の盛り上がり
が発生したと予測される加工不良領域を定義し、その後
加工不良領域内に加工ヘッドの加工点が入っているかが
監視される（Ｓ４３）（加工不良領域内に加工点が存在
するか否かの判定手段）、入っている場合は倣いがオフ
し（Ｓ４８）、その後一定領域内から出たかが監視され
る（Ｓ４９）出た場合は倣いが再びオンする（Ｓ４
７）。その後切断終了までは、加工ヘッドの加工点が加
工不良領域に入ったか否かが引き続き周期的に監視され
る。本実施例は同一加工対象から多数個取りを実施する
場合に特に有効であり、また無人化で安定加工が実現で
きる。

【００５６】実施例８．装置の構成およびフローチャー
トは実施例７と同一であるので説明を省略する。バーニ
ングやブローアップによる盛り上がりが発生した領域は
加工する出力、発振形態（パルス周波数、パルスオン時
間、連続発振形態）やガス圧力によって変わる。また、
加工対象の材質や板厚に大きく左右される。そこで実施
例７の倣オフする領域である加工不良領域の広さを、材
質、板厚、加工条件に併せて変化させることにより、よ
り安定な加工が実施できる。条件によって加工不良領域
を変化させることはより必要最小限の倣オフ領域を選択
できるわけであり、うねりや熱変形により早くセンサー
が対応できることになるので、加工不良領域をセンサー
が通過することによって発生する加工不良を少なくする
ことができる。

【００５７】このような制御をすることにより、加工対
象の板厚、材質や加工条件（出力、発振状態、加工速
度、加工ガス圧等）の変化に拘わらず、バーニングやブ
ローアップによって生じた加工対象の盛り上がりを回避
し、加工不良の発生を防止する。

【００５８】実施例９．装置の構成およびフローチャー
トは実施例７と同一であるので説明を省略する。バーニ
ングやブローアップによって発生する盛り上がりは開孔
時に発生するスパッタ（図３）と同じように切断線を中
心として山なりに広がることが多い。すそ野の大きさは
数ｍｍ程度（大きい場合は数ｃｍ）であり概して小さ
い。それに対して、センサーが検出する領域すなわちＸ
Ｙ平面上の位置検出精度は数ｃｍであったり、また接触
式センサーの場合においては、接触子と加工ヘッド２の
中心のオフセットは数ｃｍずれている場合が多く、表面
位置の盛り上がり領域に比べて大きい。また接触式セン
サーにおいては実際にセンサーで検出している場所が、
切断しているそのものの位置と一致しない場合もある。
図７は接触式センサーの場合であるが、図５中のＣ距離
分だけ離れた位置で加工対象の表面を検出しており、加
工不良によって発生する溶融物の盛り上がりを検出する
ときは、加工ヘッドはＣだけ離れた位置で切断を実施し
ていて、その位置では実際には盛り上がりはない。この
とき、盛り上がり分加工ヘッドが上昇してレーザービー
ムの集光ポイントと加工対象の表面位置との関係が狂う
ので加工不良を引き起こしたりする。これは同じ加工対
象から多数個取りするとき、加工不良が発生した極近傍
を切断のために通過する場合もあるので、センサーのみ
が溶融物の盛り上がりを検出してしまう為である。そこ
で開孔したそれぞれの場所を記憶しておき、例えばＣの
距離にスパッタによる盛り上がりが発生する量分Ｄを加
えたＥの距離を半径とする加工不良領域を、倣オン状態
で加工ヘッドの加工点が通過する場合に倣をオフすれ
ば、スパッタによる盛り上がりを回避でき、加工不良を
発生させることがない。

【００５９】このような制御をすることにより、加工点
とセンサーの接触子とのオフセットの存在に拘わらず、
バーニングやブローアップによって生じた加工対象の盛
り上がりによるセンサーの誤認識を回避することがで
き、加工不良の発生を防止する。

【００６０】実施例１０．図１１は本発明の他の実施例
を示すレーザ加工機の構成図である。また図１２はその
動作を制御するフローチャートである。本実施例は、例
えば特開平４−１７９８７のような画像処理装置を設
け、加工ヘッド２が通過する領域の加工対象表面をリア
ルタイムでモニターする。前記特開では、画像処理用の
カメラが加工対象の裏面方向に設置されているが、本実
施例では倣が検出する側でないと効果はないので、表面
を監視することになる。図１１において、加工ヘッド２
の先端付近にはＣＣＤカメラなどの表面状態を監視する
検出装置であるモニター２４が設置されている、またモ
ニター２４からの画像データから加工不良が発生して非
加工対象表面に溶融物の盛り上がりがあるかを判断する
画像処理部２５が制御装置１４内に設けられており中央
処理システム１５に接続されている（溶融物検出手
段）。モニター２４は、表面のスパッタによる溶融物や
バーニング、ブローアップによって発生した溶融物によ
る表面の盛り上がりを検出できる。モニター２４によっ
て、表面に溶融物が検出されると倣オフし、検出されな
くなると倣オンするように構成した。そのため加工対象
の盛り上がりを回避し、安定加工が実現できる。本実施
例は同一加工対象から多数個取りを実施する場合に特に
有効であり、無人化で安定加工が実現できる。

【００６１】図１２は以上の制御を実行するフローチャ
ートである。切削開始（Ｓ５１）の後、表面に溶融物が
あるか否かが監視される（Ｓ５２）（溶融物が存在する
か否かの判定手段）、溶融物が発見された場合倣いがオ
フされる（Ｓ５６）、その後溶融物を検出した領域の外
へ出たか否かが監視され（Ｓ５７）、出た場合は再び倣
いがオンされる（Ｓ５５）。このような制御をすること
により、バーニングやブローアップによって生じた加工
対象の盛り上がりによって生じる加工不良の発生を防
ぐ。

【００６２】本実施例では画像処理装置であるモニター
２４を設けた場合について記載しているが、ようするに
表面より高い溶融物の高さを検出できればよく、レーザ
干渉計などの測長機であっても同様の効果がある。ま
た、モニター２４は加工ヘッド近辺に配置しているが、
切断部の表面が監視できる配置であれば、発振器に備え
付けても光路中にあっても良い。

【００６３】実施例１１．図１３は本発明の他の実施例
を示すフローチャートである。構成は実施例１０と同じ
なので説明を省略する。モニター２４で加工対象５の表
面をモニターし、表面のスパッタによる溶融物や、バー
ニングおよびブローアップによって発生した溶融物によ
る表面の盛り上がりの高さを検出できるように画像処理
部２５が設けられている。この高さが一定値より低けれ
ば実施例１０と同様に表面に溶融物が検出されると倣オ
フし検出されなくなると倣オンするが、一定高さ以上あ
る場合は、その領域を加工する一連の加工を止め、次の
加工へと移るように制御する。盛り上がりが一定高さ以
上になると、加工ヘッドそのものが盛り上がりに衝突し
たり、加工不良の誘発の原因となる場合が多い。そのた
め、盛り上がりが一定高さ以上の場合、その部分を使う
製品の加工を中止し、次の加工に移ることによって、加
工時間のロスとさらに加工不良の領域を増やすことが避
けられる。本実施例は同一加工対象から多数個取りを実
施する場合に特に有効であり、また無人化に有効であ
る。

【００６４】図１３は以上の制御を実行するフローチャ
ートである。切削開始（Ｓ６１）の後、加工対象５の表
面に溶融物があるか否かが監視される（Ｓ６２）、もし
ある場合は溶融物の高さが一定以上であるか否かが判断
され（Ｓ６７）、一定高さ以上である場合は加工終了と
なる（Ｓ６４）、一定高さ以上でない場合は倣はオフさ
れ（Ｓ６８）、その後溶融物を検出した領域の外へ出た
か否かが監視され（Ｓ６５）、出た場合は再び倣がオン
され（Ｓ６６）、加工が続行される。このような制御を
することによって、加工対象の盛り上がった表面に加工
ヘッド２が当たってしまうことがなく、また加工が不可
能となる箇所を回避して加工を続行できる。

【００６５】実施例１２．図１４は本発明の他の実施例
を示すフローチャートである。本装置の構成は実施例１
０と同じなので説明を省略する。モニター２４で加工対
象５の表面をモニターし、表面のスパッタによる溶融物
や、バーニングおよびブローアップによって発生した溶
融物による表面の盛り上がりの高さを検出できるように
画像処理部２５が設けられている。この高さが一定値よ
り低ければ実施例１０と同様に溶融物が検出されると倣
オフし、検出されなくなると倣オンするが、一定高さ以
上ある場合、それまで使用していた加工条件のままで切
断を続行することはできない。そのため、例えば加工対
象に対応して加工条件を変更し、あたかも盛り上がり分
だけ板厚が厚くなったと想定し、その板厚に対応した加
工条件（出力、加工速度、焦点位置、発振形態、加工ガ
ス圧等）に変更し、溶融物も併せて加工対象を切断す
る。盛り上がり領域をすぎると、再び加工条件を元に戻
す。この制御によって表面に溶融物があっても、加工条
件を変えながら加工をするため、安定な加工が実現でき
る。

【００６６】図１４は以上の制御を実行するフローチャ
ートである。切削開始（Ｓ７１）の後、加工対象５の表
面に溶融物があるか否かが監視される（Ｓ７２）、もし
ある場合溶融物の高さが一定以上であるか否かが判断さ
れ（Ｓ７６）、一定高さ以上の場合は加工条件変更後
（Ｓ７７）倣がオフされ（Ｓ７９）加工される、その後
溶融物を検出した領域の外へ出たか否かが監視され（Ｓ
７８）、出た場合は再び倣がオンされ（Ｓ８１）、加工
が続行される。また、一定高さ以下の場合は倣がオフさ
れ（Ｓ８０）加工される、その後溶融物を検出した領域
の外へ出たか否かが監視され（Ｓ７５）、出た場合は再
び倣がオンされ（Ｓ８１）、加工が続行される。このよ
うな制御をすることによって、通常の加工条件で加工が
不可能な箇所が存在しても、加工条件を変更して加工を
続行でき、加工不良を出さないと共に加工対象がむだに
ならない。

【００６７】本実施例はセンサーが接触センサー（画像
処理装置がセンサーを兼用する場合も可）である場合、
溶融物が一定値以上の高さがあっても倣オフする必要は
なく、溶融物表面を加工対象表面とする加工条件をあら
かじめ設定しておくことにより加工が可能である。加工
条件の変更は、溶融物の高さにより段階（例えば１ｍｍ
毎）に変更する場合と、高さに併せて無段階で変更する
場合とがある。

【００６８】

【発明の効果】請求項１のレーザ加工方法においては、
加工対象表面において、加工点とは別の位置の計測点を
計測するセンサ−を有し、センサ−の計測値を基に加工
対象表面および加工ヘッド間の距離を制御する倣制御軸
を備えたレーザ加工機を用い、加工対象を開孔をした後
切断する切断加工により製品を切り出すレーザ加工方法
において、切断加工の切断経路における計測値が不正と
予測される第一の経路では倣をオフし、開孔位置を含み
計測値が正常と予測される第二の経路に達すると倣をオ
ンするので、開孔位置において適切な倣い制御を行うと
ともに、センサーが計測する不正な計測値に影響され
ず、加工不良の防止に効果がある。

【００６９】請求項２のレーザ加工方法においては、開
孔位置に続く切断経路の一定距離を第一の経路とし、第
一の経路に続く切断経路を第二の経路とするので、開孔
位置周辺ではスパッタによって加工対象に盛り上がりが
生じるが、倣オンの状態で切断加工に移行するとスパッ
タによって発生した盛り上がりにより、焦点位置が狂い
加工不良が発生しやすいので、切断加工にいたる前に倣
オフし、スパッタによって発生した盛り上がりを加工点
の表面位置と認識しない、そのため加工不良の防止に効
果がある。

【００７０】請求項３のレーザ加工方法においては、一
定距離が加工点と計測点とのオフセット以上であるの
で、開孔位置から、加工経路の加工点と計測点とのオフ
セットの距離以上離れた位置まで倣をオフすることによ
り、オフセットの存在に拘わらず、加工不良の防止に効
果がある。

【００７１】請求項４のレーザ加工方法においては、一
定距離を加工対象に対する種々の加工条件によって変更
することを特徴とするので、開孔位置から倣をオフする
距離は加工対象および加工対象に対応した種々の加工条
件に対応して変更され、加工対象および加工条件に影響
されずに、加工不良の防止に効果がある。

【００７２】請求項５のレーザ加工方法においては、開
孔位置を基準とする一定広さである開孔領域を定義し、
開孔領域内に加工点が存在するか否かの判定をし、切断
経路のうち開孔領域内にある切断経路を第一の経路と
し、それ以外の領域を通る加工経路を第二の経路として
いるので、開孔位置を基準とする一定広さである開孔領
域内では倣をオフすることにより、開孔付近を加工する
開孔および切断において、計測値に影響されずに正常に
加工することができる。また、開孔位置が複数存在する
加工においても、加工不良を防止するのに効果がある。

【００７３】請求項６のレーザ加工方法においては、開
孔領域が開孔位置を中心とし半径が加工点と計測点との
オフセット以上の領域の内側であるので、開孔位置を中
心として半径が加工点と計測点とのオフセットの距離以
上離れた領域内に加工点が入ってくると、倣をオフする
ことにより、オフセットの存在に拘わらず、開孔付近を
加工する開孔および切断において、計測値に影響されず
に正常に加工することができる。

【００７４】請求項７のレーザ加工方法においては、開
孔領域の広さを加工対象に対する種々の加工条件によっ
て変更することを特徴とするので、開孔位置を基準とし
て加工対象および加工対象に対応した種々の加工条件に
対応した領域内に加工点が入ってくると、倣をオフする
ことにより、開孔付近を加工する開孔および切断におい
て、加工対象および加工条件に影響されることなく、計
測値に影響されずに正常に加工することができる。

【００７５】請求項８のレーザ加工方法においては、加
工対象表面の加工不良を検出し、加工不良の位置を記憶
し、加工不良の位置を基準とする一定広さである加工不
良領域を定義し、加工不良領域内に加工点が存在するか
否かの判定をし、切断経路のうち加工不良領域内にある
切断経路を第一の経路とし、それ以外の領域を通る加工
経路を第二の経路としているので、加工不良の位置を基
準とする一定広さである開孔領域内では倣をオフするこ
とにより、加工不良位置付近を加工する開孔および切断
において、計測値に影響されずに正常に加工することが
できる。

【００７６】請求項９のレーザ加工方法においては、加
工不良領域が加工不良の位置を中心とし半径が加工点と
計測点とのオフセット以上の領域の内側であるので、加
工不良の位置を中心として半径が加工点と計測点とのオ
フセットの距離以上離れた領域内に加工点が入ってくる
と、倣をオフすることにより、加工不良位置付近を加工
する開孔および切断において、オフセットの存在に拘わ
らず、計測値に影響されずに正常に加工することができ
る。

【００７７】請求項１０のレーザ加工方法においては、
加工不良領域の広さを加工対象に対する種々の加工条件
によって変更することを特徴とするので、加工不良の位
置を基準として加工対象および加工対象に対応した種々
の加工条件に対応した領域内に加工点が入ってくると、
倣をオフすることにより、加工不良位置付近を加工する
開孔および切断において、加工対象および加工条件に影
響されることなく、計測値に影響されずに正常に加工す
ることができる。

【００７８】請求項１１のレーザ加工方法においては、
加工対象表面および加工ヘッド間の距離を計測するセン
サ−を有し、センサ−の計測値を基に加工対象表面およ
び加工ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレー
ザ加工機を用い、加工対象を開孔をした後切断する切断
加工により製品を切り出すレーザ加工方法において、開
孔位置で倣をオンするとともに、加工対象表面の溶融物
を検出し、熔融物が検出されたときに倣をオフし、検出
されないときに倣をオンするので、加工対象表面の溶融
物を検出し、溶融物が検出されたときに倣をオフし、検
出されないときに倣をオンすることにより、熔融物の有
無に拘わらず正常に加工することができる。

【００７９】請求項１２のレーザ加工方法においては、
検出工程が溶融物の高さを検出し、高さが一定の高さよ
り高いか否かを判定をし、溶融物が一定の高さより高い
場合、加工を中止するので加工時間のロスをふせぎ、加
工対象のむだをなくす。また、加工対象の盛り上がった
表面に加工ヘッドが当たってしまう事故を防止する。

【００８０】請求項１３のレーザ加工方法においては、
検出工程が溶融物の高さを検出し、高さが一定の高さよ
り高いか否かを判定し、溶融物が一定の高さより高い場
合、加工条件を変えて切断を続行するので、通常の加工
条件で加工が不可能な箇所が存在しても、加工を続行す
ることができ、加工不良を出さないと共に加工対象がむ
だにならない。

【００８１】請求項１４のレーザ加工装置においては、
レーザービームを発振するレーザ発振器と、レーザビー
ムを加工対象表面に照射する加工ヘッドと、加工対象表
面を加工ヘッドに対して相対的に移動させる加工テーブ
ルと、加工ヘッドに対してオフセットして設けられ加工
ヘッドおよび加工対象表面の間のレーザービーム照射方
向の距離を計測するセンサーと、レーザ発振器、加工ヘ
ッドおよび加工テーブルの動きを制御する制御装置とを
備え、センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工
ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工
機であって、加工対象表面に加工不良が発生したとき
に、加工不良の発生を検出できる加工不良発生検出手段
と、加工不良の位置を記憶する加工不良発生位置記憶手
段と、記憶した加工不良の位置を基準とする一定広さで
ある加工不良領域を定義し、加工不良領域内に加工点が
存在するか否かの判定手段とを有し、開孔位置で倣をオ
ンするとともに、判定手段により倣制御のオンオフを切
り換えることを特徴とするので、加工対象表面の加工不
良の発生を検出し、その位置を記憶し、記憶した加工不
良の位置を基準とする一定広さである加工不良領域内に
加工点が入ってくると、倣をオフすることにより、加工
不良位置付近を加工する開孔および切断において、計測
値に影響されずに正常に加工することができる。

【００８２】請求項１５のレーザ加工装置においては、
レーザービームを発振するレーザ発振器と、レーザビー
ムを加工対象表面に照射する加工ヘッドと、加工対象表
面を加工ヘッドに対して相対的に移動させる加工テーブ
ルと、加工ヘッドに対してオフセットして設けられ加工
ヘッドおよび加工対象表面の間のレーザービーム照射方
向の距離を計測するセンサーと、レーザ発振器、加工ヘ
ッドおよび加工テーブルの動きを制御する制御装置とを
備え、センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工
ヘッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工
機であって、加工対象表面の溶融物を検出する溶融物検
出手段と、溶融物が存在するか否かの判定手段とを有
し、開孔位置で倣をオンするとともに、判定手段により
倣のオンオフを切り換えることを特徴とするので、加工
対象表面の溶融物を検出し、溶融物が検出されたときに
倣をオフし、検出されないとき倣をオフすることによ
り、熔融物の有無に拘わらず正常に加工することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すレーザ加工機の構成
図である。

【図２】 本発明の一実施例による倣制御方法のフロー
チャートである。

【図３】 スパッタの飛び散り方を示す図であって、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図４】 加工対象が剣山ピンに載った状態を示す図で
あって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図、
（ｃ）は加工対象が歪んだ状態を示す図である。

【図５】 加工ヘッドの断面図である。

【図６】 本発明の他の実施例を示すレーザ加工機の構
成図である。

【図７】 本発明の他の実施例の倣制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図８】 多数個取りの場合の加工対象の加工経路を示
す図である。

【図９】 本発明の他の実施例を示すレーザ加工機の構
成図である。

【図１０】 本発明の他の実施例の倣制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１１】 本発明の他の実施例を示すレーザ加工機の
構成図である。

【図１２】 本発明の他の実施例の倣制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１３】 本発明の他の実施例の倣制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１４】 本発明の他の実施例の倣制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１５】 従来のレーザ加工機を示す構成図である。

【図１６】 接触式センサーの構成図である。

【図１７】 加工対象の加工経路を示す図であって、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の加工経路のみを示す
図である。

【図１８】 従来の切断加工のフローチャートである。

【符号の説明】

１ レーザ発振器、２ 加工ヘッド、４ レーザービー
ム、５ 加工対象、６加工テーブル、９ センサー、１
４ 制御装置、１２ａ 開孔位置、１２ｂ第一の経路、
１２ｃ 第二の経路、１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｃ
切断経路、１２ｆ 開孔領域、１４ 制御装置、２１
記憶装置（加工不良発生位置記憶手段）、２２ 検出
器、２４ 検出装置（モニター）、２５ 画像処理部、
２４，２５ 溶融物検出手段、Ｓ４３ 加工不良領域内
に加工点が存在するか否かの判定手段、Ｓ５２ 溶融物
が存在するか否かの判定手段、Ｃ オフセット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−52094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33193（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−134589（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−329669（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86386（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269970（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/04

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工対象表面において、加工点とは別の
   位置の計測点を計測するセンサ−を有し、上記センサ−
   の計測値を基に加工対象表面および加工ヘッド間の距離
   を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工機を用い、上記
   加工対象を開孔をした後切断する切断加工により製品を
   切り出すレーザ加工方法において、上記切断加工の切断
   経路における上記計測値が不正と予測される第一の経路
   では倣をオフし、開孔位置を含み上記計測値が正常と予
   測される第二の経路に達すると倣をオンするレーザ加工
   方法。
2. 【請求項２】 上記開孔位置に続く切断経路の一定距離
   を上記第一の経路とし、該第一の経路に続く切断経路を
   第二の経路とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
3. 【請求項３】 上記一定距離が上記加工点と計測点との
   オフセット以上である請求項２に記載のレーザ加工方
   法。
4. 【請求項４】 上記一定距離を上記加工対象および加工
   対象に対応する種々の加工条件によって変更することを
   特徴とする請求項２あるいは３に記載のレーザ加工方
   法。
5. 【請求項５】 上記開孔位置を基準とする一定広さであ
   る開孔領域を定義し、上記開孔領域内に上記加工点が存
   在するか否かの判定をし、上記切断経路のうち上記開孔
   領域内にある切断経路を上記第一の経路とし、それ以外
   の領域を通る加工経路を上記第二の経路とした請求項１
   記載のレーザ加工方法。
6. 【請求項６】 上記開孔領域が上記開孔位置を中心とし
   半径が上記加工点と計測点とのオフセット以上の領域の
   内側である請求項５に記載のレーザ加工方法。
7. 【請求項７】 上記開孔領域の広さを加工対象および加
   工対象に対応する種々の加工条件によって変更すること
   を特徴とする請求項５あるいは６に記載のレーザ加工方
   法。
8. 【請求項８】 上記加工対象表面の加工不良を検出し、
   上記加工不良の位置を記憶し、上記加工不良の位置を基
   準とする一定広さである加工不良領域を定義し、上記加
   工不良領域内に上記加工点が存在するか否かの判定を
   し、上記切断経路のうち上記加工不良領域内にある切断
   経路を上記第一の経路とし、それ以外の領域を通る加工
   経路を上記第二の経路とした請求項１記載のレーザ加工
   方法。
9. 【請求項９】 上記加工不良領域が上記加工不良の位置
   を中心とし半径が上記加工点と計測点とのオフセット以
   上の領域の内側である請求項８に記載のレーザ加工方
   法。
10. 【請求項１０】 上記加工不良領域の広さを加工対象に
    対する種々の加工条件によって変更することを特徴とす
    る請求項８に記載のレーザ加工方法。
11. 【請求項１１】 加工対象表面および加工ヘッド間の距
    離を計測するセンサ−を有し、上記センサ−の計測値を
    基に加工対象表面および加工ヘッド間の距離を制御する
    倣制御軸を備えたレーザ加工機を用い、上記加工対象を
    開孔をした後切断する切断加工により製品を切り出すレ
    ーザ加工方法において、開孔位置で倣をオンするととも
    に、上記加工対象表面の溶融物を検出し、上記熔融物が
    検出されたときに倣をオフし、検出されないときに倣を
    オンするレーザ加工方法。
12. 【請求項１２】 上記検出工程が上記溶融物の高さを検
    出し、上記高さが一定の高さより高いか否かを判定を
    し、上記溶融物が一定の高さより高い場合、加工を中止
    する請求項１１記載のレーザ加工方法。
13. 【請求項１３】 上記検出工程が上記溶融物の高さを検
    出し、上記高さが一定の高さより高いか否かを判定し、
    上記溶融物が一定の高さより高い場合、加工条件を変え
    て切断を続行する請求項１１記載のレーザ加工方法。
14. 【請求項１４】 レーザービームを発振するレーザ発振
    器と、 上記レーザビームを加工対象表面に照射する加工ヘッド
    と、 上記加工対象表面を上記加工ヘッドに対して相対的に移
    動させる加工テーブルと、 上記加工ヘッドに対してオフセットして設けられ上記加
    工ヘッドおよび上記加工対象表面との間のレーザービー
    ム照射方向の距離を計測するセンサーと、 上記レーザ発振器、上記加工ヘッドおよび上記加工テー
    ブルの動きを制御する制御装置とを備え、 上記センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工ヘ
    ッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工機
    であって、 加工対象表面に加工不良が発生したときに、加工不良の
    発生を検出できる加工不良発生検出手段と、 上記加工不良の位置を記憶する加工不良発生位置記憶手
    段と、 記憶した上記加工不良の位置を基準とする一定広さであ
    る加工不良領域を定義し、上記加工不良領域内に加工点
    が存在するか否かの判定手段とを有し、開孔位置で倣をオンするとともに、 上記判定手段により
    倣のオンオフを切り換えることを特徴とするレーザ加工
    装置。
15. 【請求項１５】 レーザービームを発振するレーザ発振
    器と、 上記レーザビームを加工対象表面に照射する加工ヘッド
    と、 上記加工対象表面を上記加工ヘッドに対して相対的に移
    動させる加工テーブルと、 上記加工ヘッドに対してオフセットして設けられ上記加
    工ヘッドおよび上記加工対象表面との間のレーザービー
    ム照射方向の距離を計測するセンサーと、 上記レーザ発振器、上記加工ヘッドおよび上記加工テー
    ブルの動きを制御する制御装置とを備え、 上記センサ−の計測値を基に加工対象表面および加工ヘ
    ッド間の距離を制御する倣制御軸を備えたレーザ加工機
    であって、 加工対象表面の溶融物を検出する溶融物検出手段と、 上記溶融物が存在するか否かの判定手段とを有し、開孔位置で倣をオンするとともに、 上記判定手段により
    倣のオンオフを切り換えることを特徴とするレーザ加工
    装置。