JP3174707B2 - 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、加工ヘッドと被加工物
間の距離を計測するセンサ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装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８にレーザ加工装置の構成を示す。プ
ロセッサ１はＲＯＭ２に格納された制御プログラムに基
づいて、メモリ３に格納された加工プログラムを読み出
し、レーザ加工装置全体を制御する。メモリ３には加工
プログラムの他、加工条件データ等が格納されている。
Ｉ／Ｏユニット４はプロセッサ１からの制御信号を変換
してレーザ発振器５へ送る。レーザ発振器５は変換され
た制御信号に従ってレーザビーム６の発射や停止をし、
またレーザ出力の変更等を行なう。このレーザビーム６
はミラー７により方向を変えられレーザ加工機８へ送ら
れる。

【０００３】レーザ加工機８には被加工物９が固定され
るテーブル１０と、被加工物９にレーザビームを照射さ
せる加工ヘッド１１が設けられている。加工ヘッド１１
に導入されたレーザビーム６は、加工ヘッド内に設けら
れた集光装置で集光され、ノズル１１ａを通して被加工
材９に照射される。図示していないがこのとき同時に加
工ガスもノズル１１ａを通じて被加工材に噴射される。
レーザ加工機８には、テーブル１０をＸ軸、Ｙ軸の２方
向に移動制御するためのサーボモータ１２、１３が設け
られている。これらのサーボモータ１２、１３はそれぞ
れサーボアンプ１４、１５に接続されており、プロセッ
サ１からの制御信号に従って回転制御される。レーザ加
工装置への指示やパラメータ設定はＣＲＴ／ＭＤＩ装置
１６を介して行なわれる。

【０００４】加工ヘッド１１には被加工物９に対するレ
ーザ光の焦点の位置を計測するため加工ヘッド１１と被
加工物９間の距離を計測する距離センサ１７が設けられ
ている。距離センサ１７には差動トランス式、静電容量
式、光式等がある。距離センサ１７の計測データはセン
サＩ／Ｆ１８を介してプロセッサ１で処理され、焦点位
置に換算される。さらに加工条件として設定されている
焦点位置と比較され、計測位置が設定位置と等しくなる
ように、サーボアンプ１９を通じてＺ軸サーボモータ２
０が回転制御され、加工ヘッドが上下に移動される。こ
の制御は一般に倣い制御と呼ばれる。

【０００５】図９に従来の倣い制御の処理フローチャー
トを示す。ステップＳ１００にて距離センサ１７からの
計測データを入力する。ステップＳ１０１にて入力した
計測データを設定位置と比較できる数値に換算する。例
えば設定位置が距離の形式で設定されているのなら計測
データをそのまま距離に換算すれば良い。設定位置が所
定のルールに基ずく位置の形式ならば、その形式にあっ
た換算を行なう。ステップＳ１０２にて換算した計測位
置と、予め設定されている設定位置とを比較する。計測
位置が設定位置に等しければ、焦点は所望の位置になっ
ているのでそのまま処理を終える。計測位置が設定位置
と異なる場合は、ステップＳ１０３にて計測位置と設定
位置との差から補正移動量を計算する。計測位置が設定
位置よりも高い場合はＺ軸を下げるべく、低い場合はＺ
軸を上げるべく移動量を算出する。ステップＳ１０４に
てその移動量をＺ軸を駆動するためにサーボアンプ１９
に出力する。以上の処理を周期的に行なうことにより、
焦点位置を所望の位置に保ちながら加工することができ
る。

【０００６】従来のレーザ加工装置による加工プログラ
ム例を図１０に示す。加工プログラムＮ０１行の指令に
より、メモリ３に格納されている加工条件データから被
加工材に適したピアシング用条件が呼び出され設定され
る。ピアシングとは加工開始時の穴あけのことである。
加工条件データにはレーザ出力や焦点位置（倣い制御に
おいて比較の対象となる加工ヘッド高さ設定位置）等の
加工因子がまとめて含まれている。Ｎ０２行の指令によ
り倣い制御がオンされる。これによりレーザ光の焦点位
置がピアシング用条件の設定位置になるように加工ヘッ
ド１１が移動する。Ｎ０３行の指令によりレーザ発振器
５にレーザビーム照射が指令され、ピアシング用条件に
設定されているピアシング時間だけ時間待ちを行なう。
この時間待ちの間に穴あけが完了する。加工プログラム
Ｎ０４行の指令により、切断用条件が呼び出されピアシ
ング用条件から設定が切り換えられる。切断用条件の焦
点位置設定がピアシング用と異なる場合は、計測位置と
設定位置が異なることになるので、倣い制御により自動
的に加工ヘッド１１が移動し、焦点位置がピアシング用
位置から切断用位置に変わる。加工プログラムＮ０５行
からＮ９８行の移動指令により、切断用条件に設定され
ている速度でサーボモータ１２、１３が駆動されテーブ
ル９が移動する。この間倣い制御により、加工ヘッド１
１は被加工物９の表面のうねりに応じて上下に移動し、
焦点位置は設定位置に保たれる。その結果被加工物９は
所望の形状に切断される。加工プログラムＮ９９行の指
令によりレーザビームや加工ガスがオフされる。以上で
１個の被加工物の加工が終了する。引き続いて位置を移
動して次の加工が再びピアシングから始まる。

【０００７】加工ヘッド１１の動作例を図１１に示す。
図１１（ａ）ではピアシング位置にて倣い制御がオンさ
れ、焦点設定位置ｄ１の位置に加工ヘッド１１が保たれ
ている様子を示している。この状態では設定位置がｄ１
で、距離センサ１７の計測する計測位置もｄ１である。
ピアシング後切断条件に切り替わり、焦点設定位置がｄ
２に変わると、設定ｄ２に対して距離センサ１７の計測
位置がｄ１なので、補正移動量が発生し、加工ヘッドは
計測位置がｄ２になるまで、図１１（ｂ）の矢印Ａのよ
うに移動する。次に切断移動が開始されると被加工物９
の凹凸の応じて、倣い制御により加工ヘッドも矢印Ｂの
ように移動する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
は以上のように、距離センサ１７の計測データに応じて
加工中常に所望の焦点位置に保たれるように制御されて
いる。しかし、加工中距離センサ１７からの計測データ
は実際の距離とは異なる不正データになる場合がある。
例えば、加工開始時のピアシング時に発生するプラズ
マ、スパッタの飛散、被加工物の突起、スパッタの堆積
により距離センサ１７が正しく距離を計測できない場合
等がある。また加工終点で切断した被加工物が傾いた
り、吹き飛んだりして距離センサ１７に影響し、正しく
距離を計測できない場合がある。このような場合は不正
な計測データを基に倣い制御が働き、焦点位置が設定位
置から外れ、加工不良が起こるという問題があった。

【０００９】図１２にセンサが正しく距離を計測できな
い例を示す。図１２（ａ）はピアシング時にプラズマ２
１が発生している様子を示している。この場合センサは
プラズマの影響で加工ヘッド１１と被加工物９間の距離
を正確に計測できなくなる。図１２（ｂ）はピアシング
時にあけた穴の周辺に突起状の細い変形が生じた様子を
示している。この場合距離センサ１７はピアシング中や
ピアシング後の移動時に、突起２２の影響で被加工物９
との接近または接触を示す不正データを出す。図１２
（ｃ）はピアシング時にスパッタが穴の周辺に堆積して
いる様子を示している。この場合センサはピアシング後
の移動時に堆積２３の影響で被加工物９との接近または
接触を示す不正データを出す。また、加工中にピアシン
グ位置の近傍を通過する場合も堆積２３の影響で不正デ
ータを出す。図１１（ｄ）は切断終了時に切り落ちた被
加工物が傾いていた様子を示している。この場合距離セ
ンサ１７は切断終了時に被加工物２４との接近または接
触を示す不正データを出す。

【００１０】これらの問題に対し特開平４−５２０９４
のようにピアシング中等には倣い制御を無効にする方法
がある。ところが加工によっては倣い制御を行なわない
ようにすると困る場合がある。例えば、ピアシング用の
焦点位置設定と切断用の焦点位置設定が異なる場合は、
倣い制御を行なわないと設定位置に応じて加工ヘッド１
１が移動せず、実際の焦点位置が設定位置に合わない。
また、ピアシング中に倣い制御の設定距離を少しずつ変
更して加工ヘッドを少しずつ下げ、被加工物に対してレ
ーザ光の焦点を追い込む加工方法や、逆に少しずつ被加
工物から焦点を上げていく加工方法が必要な場合も倣い
制御を行なわないと加工できない。また、切断終了直前
に焦点位置を変更して被加工物との干渉を防いだり、切
断終了時の溶け落ちを防いだりする加工方法も倣い制御
を行なわないと不可能になる。

【００１１】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、距離センサ１７の不正データに影
響されず、かつ設定された焦点位置に応じて加工を継続
できるレーザ加工装置を得ることを目的とする。

【００１２】この場合の例として、図１３にピアシング
から距離Ｌ１移動するまで倣い制御を無効にした場合の
加工ヘッドの動作例を示す。図１３（ａ）ではピアシン
グ位置にて倣い制御がオンされ、焦点設定位置ｄ１の位
置に加工ヘッド１１が保たれている様子を示している。
この状態では設定位置がｄ１で、距離センサ１７の計測
位置もｄ１である。ピアシング後切断条件に切り替わ
り、焦点設定位置がｄ２に変わると、設定ｄ２に対して
距離センサ１７の計測位置がｄ１だが、距離Ｌ１を移動
するまでは倣い制御が無効なので、補正移動量は発生せ
ず図１３（ｂ）の矢印Ａのように移動する。その後ハイ
ト制御が有効になると加工ヘッド１１は計測位置がｄ２
になるまで矢印Ｂのように移動する。その後は被加工物
９の凹凸に応じて、倣い制御により加工ヘッド１１も矢
印Ｃのように移動する。

【００１３】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、距離センサ１７の不正データに
影響されず、かつ設定された焦点位置に応じて加工を継
続できるレーザ加工方法を得ることを目的とする。

【００１４】

【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、加工ヘッドと被加工物間の距離を計測す
る距離センサを備えたレーザ加工装置を使い、距離セン
サが計測した計測値に追従して加工ヘッドを移動させる
第１のモードと、計測値とは無関係に加工条件に対応し
て設定した値の変化により加工ヘッドを上下に駆動する
第２のモードとを有し、この２つのモードを切り換えて
使用する。

【００１５】請求項２のレーザ加工方法においては、ピ
アシング中は、第２のモードで加工を行なう。

【００１６】請求項３のレーザ加工方法においては、ピ
アシング後の最初の移動において所定の距離を移動する
までは、第２のモードで加工を行なう。

【００１７】請求項４のレーザ加工方法においては、ピ
アシング開始からピアシング後の最初の移動において所
定の距離を移動するまでは、第２のモードで加工を行な
う。

【００１８】請求項５のレーザ加工方法においては、加
工終点から所定の距離だけ前から加工終点までは、第２
のモードで加工を行なう。

【００１９】請求項６のレーザ加工方法においては、ピ
アシング位置から所定の距離以内の位置では、第２のモ
ードで加工を行なう。

【００２０】請求項７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
を照射する加工ヘッドと、加工ヘッドに対して相対的に
移動する加工テーブルと、加工ヘッドに備えられレーザ
ービーム照射方向に離れた距離を計測可能な距離センサ
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であって、距離センサの計測した
計測値に追従して加工ヘッドを移動させる第１のモード
と、計測値とは無関係に加工条件に対応して設定した値
の変化により加工ヘッドを上下に駆動する第２のモード
とを有し、第１のモードおよび第２のモードを切り換え
る判定をするモード切換判定手段と、第１のモードおよ
び第２のモードを切り換えるモード切換手段とを備えて
いる。

【００２１】

【作用】請求項１のレーザ加工方法においては、通常は
加工ヘッドと被加工物の距離を計測する距離センサの出
力する計測値に追従させて加工ヘッドを上下に移動さ
せ、計測データが不正になる様な場合は距離センサの出
力する計測値とは無関係に加工条件に対応して設定され
た値により加工ヘッドを上下に移動するので、被加工物
に対する焦点位置を常にほぼ所望の位置に保つことがで
き、加工不良を防ぐことができる。

【００２２】請求項２のレーザ加工方法においては、ピ
アシング中は、距離センサの出力する計測値とは無関係
に加工条件に対応して設定された値により加工ヘッドを
上下に移動するので、ピアシング時に発生するプラズ
マ、スパッタの飛散、被加工物の突起、スパッタの堆積
に影響されず、被加工物に対する焦点位置を常にほぼ所
望の位置に保つことができ、加工不良を防ぐことができ
る。

【００２３】請求項３のレーザ加工方法においては、ピ
アシング後の最初の移動において所定の距離を移動する
までは、距離センサの出力する計測値とは無関係に加工
条件に対応して設定された値により加工ヘッドを上下に
移動するので、ピアシング時に発生する被加工物の突
起、スパッタの堆積に影響されず、被加工物に対する焦
点位置を常にほぼ所望の位置に保つことができ、加工不
良を防ぐことができる。

【００２４】請求項４のレーザ加工方法においては、ピ
アシング開始から、ピアシング後最初の移動において所
定の距離を移動するまでは、距離センサの出力する計測
値とは無関係に加工条件に対応して設定された値により
加工ヘッドを上下に移動するので、ピアシング時に発生
するプラズマ、スパッタの飛散、被加工物の突起、スパ
ッタの堆積に影響されず、被加工物に対する焦点位置を
常にほぼ所望の位置に保つことができ、加工不良を防ぐ
ことができる。

【００２５】請求項５のレーザ加工方法においては、加
工終点から所定の距離だけ前から加工終点までは、距離
センサの出力する計測値とは無関係に加工条件に対応し
て設定された値により加工ヘッドを上下に移動するの
で、加工終点で切断した被加工物が傾いたり、吹き飛ん
だりする恐れがあっても、加工終点前で被加工物に対す
る焦点位置を常にほぼ所望の位置に保つことができ、加
工不良を防ぐことができる。

【００２６】請求項６のレーザ加工方法においては、ピ
アシング位置から距離以内の位置では、距離センサの出
力する計測値とは無関係に加工条件に対応して設定され
た値により加工ヘッドを上下に移動するので、加工中に
ピアシング位置近傍を通過する場合でも、ピアシング時
に発生する被加工物の突起、スパッタの堆積に影響され
ず、被加工物に対する焦点位置を常にほぼ所望の位置に
保つことができ、加工不良を防ぐことができる。

【００２７】請求項７のレーザ加工装置においては、通
常は加工ヘッドと被加工物の距離を計測する距離センサ
の出力する計測値に追従させて加工ヘッドを上下に移動
させ、計測データが不正になる様な場合は距離センサの
出力する計測値とは無関係に加工条件に対応して設定さ
れた値により加工ヘッドを上下に移動するので、被加工
物に対する焦点位置を常にほぼ所望の位置に保つことが
でき、加工不良を防ぐことができる。

【００２８】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の一実施例であるレーザ加工方
法の処理フローチャートである。図１に於てステップＳ
１００からＳ１０４は従来の方法である図９と同等の処
理である。従来の方法と同じ倣いの第１のモードＭ１で
あるステップＳ１００からＳ１０４の他に、第２のモー
ドであるＳ２０１からＳ２０５がある。まずステップＳ
２００にて、現在の倣いモードが第２のモードであるＭ
２か否かを判定する（モード切換判定手段）。本実施例
の場合は第２のモードでない場合は第１のモードであ
る。倣いモードの指定はＣＲＴ／ＭＤＩからの設定、ま
たは加工プログラム中のコマンドにより指定可能である
（モード切換手段）。倣いモードが第１のモードである
Ｍ１の場合はステップＳ１００からＳ１０４の従来と同
様の処理を行なう。倣いモードがＭ２の場合は、ステッ
プＳ２０１へ進む。ステップＳ２０１にてモードＭ２に
切り換えられた後１回目の処理かを判定し、１回目の場
合はステップＳ２０５にてその時の焦点位置設定をメモ
リ３に記憶する。２回目以降の場合はステップＳ２０２
にて、その時の焦点位置設定が前回の焦点位置設定と同
じかを判定する。同じ場合は焦点位置設定に変化が無か
ったということで処理を終える。異なる場合はステップ
Ｓ２０３にて、前回設定位置と今回設定位置との差から
補正移動量を計算する。設定位置の変化分だけＺ軸を動
かす移動量を算出する。ステップＳ２０４にてその移動
量をＺ軸を駆動するためにサーボアンプ１９に出力す
る。ステップＳ２０５にて今回の新しい設定位置をメモ
リ３に記憶する。以上の処理を周期的に行なうことによ
り、モードＭ１時は計測位置が設定位置になるように加
工ヘッドを上下に駆動し、計測データが不正になる場合
はモードＭ２に切り換え、計測位置とは無関係に設定位
置の変化により加工ヘッドを上下に駆動するようでき
る。通常、計測データが不正になる状態は短いので、計
測位置とは無関係に設定位置の変化により加工ヘッド１
１を駆動しても、被加工物に対する焦点位置をほぼ所望
の位置に保つことができ、加工不良を防ぐことができ
る。

【００２９】実施例２．図２は本発明の他の実施例であ
るレーザ加工方法の処理フローチャートである。ステッ
プＳ２０６以外は実施例１の図１と同様である。ステッ
プＳ２０６にてピアシング中か否か判定する（ピアシン
グ加工中判定手段）。図１０の加工プログラムにおいて
Ｎ０３行のピアシング実行指令を実行中ならば、ピアシ
ング中である。ピアシング中の場合は計測データが不正
な可能性があるので、Ｓ２０１からＳ２０５のモードＭ
２の処理を行なう。ピアシング中でなければ、Ｓ１００
からＳ１０４のモードＭ１の処理を行なう。

【００３０】実施例３．図３は本発明の他の実施例であ
るレーザ加工方法の処理フローチャートである。実施例
２によりピアシング中のスパッタの飛散やプラズマによ
る不正計測データの影響は防げるが、ピアシング直後の
移動でこのスパッタの堆積により計測データが不正にな
る影響は防げない。そこで、ピアシング直後の移動にお
いて、所定の距離Ｌ１を移動するまではモードＭ２にす
る。所定の距離Ｌ１は予めメモリ３にパラメータ等とし
て記憶しておく（基準距離設定部）。図３においてステ
ップＳ２０７、Ｓ２０８以外は図１と同様である。ステ
ップＳ２０７にて、ピアシング直後の移動かを判定する
（ピアシング直後の移動判定手段判定手段）。ピアシン
グ直後の移動の場合は、ステップＳ２０８にて現在まで
のピアシング位置からの移動量と所定の距離Ｌ１とを比
較する（移動距離算出手段および比較部）。移動距離が
距離Ｌ１以上の場合はＳ１００からＳ１０４のモードＭ
１の処理を行なう。移動距離が距離Ｌ１以下の場合は計
測データが不正な可能性があるので、Ｓ２０１からＳ２
０５のモードＭ２の処理を行なう。ピアシング直後の移
動の判定は、加工プログラムでピアシング実行指令以降
で最初の移動指令をピアシング直後の移動指令として判
定すればよい（履歴記憶手段）。

【００３１】実施例４．図４は本発明の他の実施例であ
るレーザ加工方法の処理フローチャートである。実施例
２および実施例３を合わせて実行しても、ピアシング完
了から最初の移動指令までに移動のない別の指令があっ
た場合は、その間にスパッタの堆積による不正計測デー
タの影響がでる可能性が有る。そこで、ピアシング開始
からピアシング後に所定の距離を移動するまでは終始モ
ードＭ２にする。ステップＳ２０６にてピアシング中か
を判定する。ピアシング中の場合はモードＭ２の処理を
行なう。ピアシング中でない場合はステップＳ２０９に
て、ピアシング後に移動指令が有ったかを判定する。移
動指令がない場合は計測データが不正な可能性があるの
で、モードＭ２の処理を行なう。移動指令が有った場合
はステップＳ２０７にて、その指令がピアシング後最初
の移動かを判定する。ピアシング後最初の移動でない場
合はモードＭ１の処理を行なう。ピアシング後最初の移
動の場合はステップＳ２０８にて、現在までのピアシン
グ位置からの移動量と所定の距離Ｌ１とを比較する（移
動距離算出手段および比較部）。移動距離が距離Ｌ１以
上の場合はモードＭ１の処理を行なう。移動距離が距離
Ｌ１以下の場合はモードＭ２の処理を行なう。

【００３２】この場合の加工ヘッド１１の動作例を図５
に示す。図５（ａ）ピアシング位置にて倣い制御がオン
され、焦点設定位置ｄ１の位置に加工ヘッド１１が保た
れている様子を示している。この状態では設定位置がｄ
１で、距離センサ１７の計測位置もｄ１である。ピアシ
ング後切断条件に切り替わり、焦点設定位置がｄ２に変
わると、モードＭ２の処理により、距離センサ１７の計
測位置によらず、図５（ｂ）の矢印Ａのように設定位置
ｄ１とｄ２の差分だけ加工ヘッド１１を移動する。次に
切断が開始されても距離Ｌ１を移動するまではモードＭ
２なので、距離センサ１７の計測位置によらず、被加工
物９の凹凸に応じず矢印Ｂのように移動する。その後モ
ードＭ１になると加工ヘッド１１は計測位置がｄ２にな
るまで矢印Ｂのように移動する。その後は被加工物９の
凹凸に応じて、倣い制御により加工ヘッド１１も矢印Ｃ
のように移動する。

【００３３】実施例５．図６は本発明の他の実施例であ
るレーザ加工方法の処理フローチャートである。加工終
点直前で切り落ちたワークの影響による不正計測データ
の影響を受けず、かつ加工終点手前で焦点位置を変更し
たい場合のため処理フローチャートが図６である。図６
においてステップＳ２１０にて加工終点直前の移動かを
判定する（加工終点前の移動判定手段）。加工終点直前
の移動の場合は、ステップＳ２１１にて移動終点に対し
て現在までの移動距離を差し引いた残距離と所定の距離
Ｌ２とを比較する（距離算出手段および比較部）。所定
の距離Ｌ２は予めメモリ３にパラメータ等として記憶し
ておく（基準距離設定部）。残距離が距離Ｌ２以上の場
合はＳ１００からＳ１０４のモードＭ１の処理を行な
う。残距離が距離Ｌ２以下の場合は計測データが不正な
可能性があるので、Ｓ２０１からＳ２０５のモードＭ２
の処理を行なう。加工終点直前の移動の判定は、加工プ
ログラムの先読み処理で切断終了の指令を読み込んだ時
に、その前の移動指令を加工終点直前の移動指令として
判定すればよい。

【００３４】実施例６．図７は本発明の他の実施例であ
るレーザ加工方法の処理フローチャートである。実施例
２から実施例４ではピアシング開始から切断開始にかけ
て、堆積したスパッタの影響をうけずに焦点位置をほぼ
所望の位置に保って加工できるが、その後、形状切断中
にピアシング位置近傍を通過する場合に、堆積したスパ
ッタの影響をうける可能性が有る。そこで、ピアシング
位置からの距離で倣いモードを切り換える。ステップＳ
２１２にてピアシング指令を実行か判定する。ピアシン
グ実行ならば、ステップＳ２１３にてその時の位置を記
憶する（ピアシング位置記憶手段）。ピアシング位置を
いくつまで記憶するかは、メモリ３の容量による。ステ
ップＳ２１４では各ピアシング位置からの現在位置まで
の距離を各々計算する（ピアシング位置からの距離算出
手段）。ステップＳ２１５にて各計算距離と所定の距離
Ｌ１とを比較する（比較部）。所定の距離Ｌ１は予めメ
モリ３にパラメータ等として記憶しておく（基準距離設
定部）。計算距離すべてが距離Ｌ１以上の場合はＳ１０
０からＳ１０４のモードＭ１の処理を行なう。計算距離
の少なくとも１つが距離Ｌ１以下の場合は、近くにピア
シングによるスパッタの堆積が有り計測データが不正な
可能性があるので、Ｓ２０１からＳ２０５のモードＭ２
の処理を行なう。

【００３５】

【発明の効果】請求項１のレーザ加工方法においては、
加工ヘッドと被加工物間の距離を計測する距離センサを
備えたレーザ加工装置を使い、距離センサが計測した計
測値に追従して加工ヘッドを移動させる第１のモード
と、計測値とは無関係に加工条件に対応して設定した値
の変化により加工ヘッドを上下に駆動する第２のモード
とを有し、この２つのモードを切り換えて使用するの
で、通常は加工ヘッドと被加工物の距離を計測する距離
センサの出力する計測値に追従させて加工ヘッドを上下
に移動させ、計測データが不正になる様な場合は距離セ
ンサの出力する計測値とは無関係に加工条件に対応して
設定された値により加工ヘッドを上下に移動するので、
被加工物に対する焦点位置を常にほぼ所望の位置に保つ
ことができ、加工不良を防ぐことができる。

【００３６】請求項２のレーザ加工方法においては、ピ
アシング中は、第２のモードで加工を行なうので、ピア
シング中は、距離センサの出力する計測値とは無関係に
加工条件に対応して設定された値により加工ヘッドを上
下に移動するので、ピアシング時に発生するプラズマ、
スパッタの飛散、被加工物の突起、スパッタの堆積に影
響されず、被加工物に対する焦点位置を常にほぼ所望の
位置に保つことができ、加工不良を防ぐことができる。

【００３７】請求項３のレーザ加工方法においては、ピ
アシング後の最初の移動において所定の距離を移動する
までは、第２のモードで加工を行なうので、ピアシング
後の最初の移動において所定の距離を移動するまでは、
距離センサの出力する計測値とは無関係に加工条件に対
応して設定された値により加工ヘッドを上下に移動する
ので、ピアシング時に発生する被加工物の突起、スパッ
タの堆積に影響されず、被加工物に対する焦点位置を常
にほぼ所望の位置に保つことができ、加工不良を防ぐこ
とができる。

【００３８】請求項４のレーザ加工方法においては、ピ
アシング開始からピアシング後の最初の移動において所
定の距離を移動するまでは、第２のモードで加工を行な
うので、ピアシング開始から、ピアシング後最初の移動
において所定の距離を移動するまでは、距離センサの出
力する計測値とは無関係に加工条件に対応して設定され
た値により加工ヘッドを上下に移動するので、ピアシン
グ時に発生するプラズマ、スパッタの飛散、被加工物の
突起、スパッタの堆積に影響されず、被加工物に対する
焦点位置を常にほぼ所望の位置に保つことができ、加工
不良を防ぐことができる。

【００３９】請求項５のレーザ加工方法においては、加
工終点から所定の距離だけ前から加工終点までは、第２
のモードで加工を行なうので、加工終点から所定の距離
だけ前から加工終点までは、距離センサの出力する計測
値とは無関係に加工条件に対応して設定された値により
加工ヘッドを上下に移動するので、加工終点で切断した
被加工物が傾いたり、吹き飛んだりする恐れがあって
も、加工終点前で被加工物に対する焦点位置を常にほぼ
所望の位置に保つことができ、加工不良を防ぐことがで
きる。

【００４０】請求項６のレーザ加工方法においては、ピ
アシング位置から距離以内の位置では、第２のモードで
加工を行なうので、ピアシング位置から距離以内の位置
では、距離センサの出力する計測値とは無関係に加工条
件に対応して設定された値により加工ヘッドを上下に移
動するので、加工中にピアシング位置近傍を通過する場
合でも、ピアシング時に発生する被加工物の突起、スパ
ッタの堆積に影響されず、被加工物に対する焦点位置を
常にほぼ所望の位置に保つことができ、加工不良を防ぐ
ことができる。

【００４１】請求項７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
を照射する加工ヘッドと、加工ヘッドに対して相対的に
移動する加工テーブルと、加工ヘッドに備えられレーザ
ービーム照射方向に離れた距離を計測可能な距離センサ
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であって、距離センサの計測した
計測値に追従して加工ヘッドを移動させる第１のモード
と、計測値とは無関係に加工条件に対応して設定した値
の変化により加工ヘッドを上下に駆動する第２のモード
とを有し、第１のモードおよび第２のモードを切り換え
る判定をするモード切換判定手段と、第１のモードおよ
び第２のモードを切り換えるモード切換手段とを備えて
いるので、通常は加工ヘッドと被加工物の距離を計測す
る距離センサの出力する計測値に追従させて加工ヘッド
を上下に移動させ、計測データが不正になる様な場合は
距離センサの出力する計測値とは無関係に加工条件に対
応して設定された値により加工ヘッドを上下に移動する
ので、被加工物に対する焦点位置を常にほぼ所望の位置
に保つことができ、加工不良を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるレーザ加工方法の処
理フローチャートである。

【図２】 本発明の他の実施例であるレーザ加工方法の
処理フローチャートである。

【図３】 本発明の他の実施例であるレーザ加工方法の
処理フローチャートである。

【図４】 本発明の他の実施例であるレーザ加工方法の
処理フローチャートである。

【図５】 加工ヘッドの動作を示す図である。

【図６】 本発明の他の実施例であるレーザ加工方法の
処理フローチャートである。

【図７】 本発明の他の実施例であるレーザ加工方法の
処理フローチャートである。

【図８】 レーザ加工装置の構成図である。

【図９】 従来の倣い制御の処理フローチャートであ
る。

【図１０】 加工プログラム例を示す図である。

【図１１】 加工ヘッドの動作を示す図である。

【図１２】 距離センサが正しく計測できない例を示す
図である。

【図１３】 加工ヘッドの動作を示す図である。

【符号の説明】

５ レーザ発振器、６ レーザービーム、８ レーザ加
工装置、９ 加工テーブル、１１ 加工ヘッド、１７
距離センサ、Ｓ１００〜Ｓ１０４ 第１のモード、Ｓ２
０１〜Ｓ２０５ 第２のモード、Ｓ２００ モード切換
判定手段、Ｓ２０６ ピアシング加工中判定手段、Ｓ２
０７ ピアシング直後の移動判定手段、Ｓ２１０ 加工
終点前の移動判定手段、Ｓ２１４ ピアシング位置から
の距離計算。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−269970（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−134589（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−218780（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−52094（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/04 B23K 26/00 B23K 26/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工ヘッドと被加工物間の距離を計測す
   る距離センサを備えたレーザ加工装置を使い、上記距離
   センサの計測した計測値に追従して上記加工ヘッドを移
   動させる第１のモードと、計測値とは無関係に加工条件
   に対応して設定した値の変化により加工ヘッドを上下に
   駆動する第２のモードとを有し、この２つのモードを切
   り換えて使用することを特徴とするレーザ加工方法。
2. 【請求項２】 ピアシング中は第２のモードで加工を行
   なうことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方
   法。
3. 【請求項３】 ピアシング後の最初の移動において所定
   の距離を移動するまでは、第２のモードで加工を行なう
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
4. 【請求項４】 ピアシング開始からピアシング後の最初
   の移動において所定の距離を移動するまでは、第２のモ
   ードで加工を行なうことを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載のレーザ加工方法。
5. 【請求項５】 加工終点から所定の距離だけ前から加工
   終点までは、第２のモードで加工を行なうことを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ加工方
   法。
6. 【請求項６】 ピアシング位置から所定の距離以内の位
   置では、第２のモードで加工を行なうことを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ加工方法。
7. 【請求項７】 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照射する加工ヘッドと、 上記加工ヘッドに対して相対的に移動する加工テーブル
   と、 上記加工ヘッドに備えられレーザービーム照射方向に離
   れた距離を計測可能な距離センサと、 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を備えたレーザ加工装置
   であって、 上記距離センサの計測した計測値に追従して上記加工ヘ
   ッドを移動させる第１のモードと、計測値とは無関係に加工条件に対応して設定した値の変
   化により加工ヘッドを上下に駆動する 第２のモードとを
   有し、 上記第１のモードおよび上記第２のモードを切り換える
   判定をするモード切換判定手段と、 上記第１のモードおよび上記第２のモードを切り換える
   モード切換手段とを備えたレーザ加工装置。