JP6546229B2

JP6546229B2 - レーザ加工前に外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを調整するレーザ加工方法

Info

Publication number: JP6546229B2
Application number: JP2017160490A
Authority: JP
Inventors: 貴士和泉
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2037-08-23
Also published as: DE102018119900A1; US10946484B2; US20190061065A1; CN109420840A; JP2019038000A; DE102018119900B4; CN109420840B

Description

本発明は、レーザ加工方法に関し、特にレーザ加工前に光学系の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを調整するレーザ加工方法に関する。

レーザ光を被加工物に照射して被加工物のレーザ加工を行うレーザ加工装置は、レーザ光をレンズで所定の焦点位置に集光し、集光したレーザ光を被加工物に照射する。斯かるレーザ加工装置では、レーザ発振器からレーザ光を導光してワーク表面に集光する外部光学系が汚染してレーザ光を吸収すると、いわゆる熱レンズ効果によって曲率を変えて焦点位置を移動させる。また、汚れ方によっては、外部光学系の透過率も変化させる。焦点位置の変化及び透過率の変化が発生すると、加工不具合が発生するため、外部光学系が汚染されていないかを確認する必要がある。このことが自動運転の妨げになっている。

斯かる課題を解決するため、外部光学系に温度センサや散乱光センサを取付けることで外部光学系の汚染を検出するものが公知である。特許文献１には、外部光学系ではないものの、レーザ発振器の出射ミラーのコーティング層の劣化等を判定可能なレーザ加工装置が開示されている。出射ミラーは、劣化によってレーザビームを吸収し、熱負荷状態になって曲率を変化させ、いわゆる熱レンズ効果によって平行光を集光する傾向になる。レーザ加工装置は、出射ミラーの後方に配置されたアパーチャと、アパーチャの後方に配置されたビームパワー測定センサと、を備えることにより、ビームパワーが基準値より大きい場合に出射ミラーの劣化を判定する。

特許文献２には、レーザ加工前ではないものの、加工後に外部光学系の熱レンズ効果による焦点ずれを検出可能なレーザ加工装置が開示されている。熱レンズ効果により焦点ずれが生じると、レーザ照射径が大きくなるため、レーザ加工装置は、小開口を有する測定基準面を備えることにより、小開口の周囲から放射される放射光のレベルに基づいて焦点ずれを検出する。

国際公開第２００９／０６６３７０（Ａ１）号パンフレット特開２０１６−２５８０号公報

外部光学系は時間と共に劣化する。その結果、集光点でレーザパワーの損失が発生する。軽度の汚染であっても、焦点位置が移動するため、レーザ加工の品質に著しい劣化を招く。この場合、速やかに光学部品を交換するか又はクリーニングする必要がある。しかしながら、加工不具合が発生した後に光学部品のメンテナンスを行うのでは、自動運転時に大量の不良部品が発生するという問題がある。他方、外部光学系に温度センサや散乱光センサを取付ける方式では、後付けができないという問題がある。さらに、全ての外部光学系が汚染を検知できるセンサに対応している訳ではないため、ユーザの選択の自由を狭めている。

加えて、今までの技術では、レンズの汚染による焦点シフトの不具合と、ウインドの汚染による透過率変化の不具合とを分離できていなかった。焦点シフトのみの場合には、焦点位置の補正を行い、軽度の透過率変化の場合には、出力条件の変更を行い、焦点シフト及び透過率変化が同時に起こった場合には、双方のパラメータを調整することにより、光学系が汚染していたとしても自動運転を継続できて、光学系のクリーニング又は交換の時期を延長できることが望ましい。

そこで、レーザ加工前に外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを調整できる技術が求められている。

本開示の一態様は、光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、レーザ加工前に、（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工時に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｂ）外部光学系を温めた後、レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有する板の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、（ｃ）外部光学系が温められた状態で、板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｄ）外部光学系が温められた状態で小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、（ｅ）外部光学系が温められた状態で測定された第一測定値と、第一測定値に関して外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値と、に基づいて、焦点移動量を計算するステップと、（ｆ）計算した焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、含む、レーザ加工方法を提供する。
本開示の他の態様は、光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、レーザ加工前に、（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工時に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｂ）外部光学系を温めた後、レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有する板の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、（ｃ）外部光学系が温められた状態で、板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｄ）外部光学系が温められた状態で小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、（ｇ）板の表面より上方及び下方へ焦点位置を移動する指令を行うステップと、（ｈ）上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｉ）上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第三測定値として測定するステップと、（ｊ）板の表面に焦点位置を合わせた状態で測定された第一測定値と、板の表面より上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ測定された第三測定値と、を含んでいて、外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフを作成するステップと、（ｋ）グラフから焦点位置を計算し、計算した焦点位置と板の表面に合わせるように指令した焦点位置との差分に基づいて、焦点移動量を計算するステップと、（ｆ）計算した焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、を含む、レーザ加工方法を提供する。
本開示の別の態様は、光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、レーザ加工前に、（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工時に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｂ）外部光学系を温めた後、レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有し且つレーザ光を吸収可能な板の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、（ｃ）外部光学系が温められた状態で、板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、（ｄ）外部光学系が温められた状態で小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、（ｓ）外部光学系が温められた状態で板に吸収されたレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定するステップと、（ｔ）小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値と、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値とを比較することにより、外部光学系の汚染の有無を判定するステップと、（ｕ）板に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値と、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値とを比較することにより、外部光学系におけるウインドのみの汚染を判定するステップと、（ｖ）小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値と、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定められていて第一基準値より低い第三基準値と、を比較することにより、外部光学系におけるレンズのみの汚染を判定するステップと、（ｗ）外部光学系におけるレンズのみが汚染している場合に、板に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値と、外部光学系の汚染レベルに応じて予め定めた第四基準値と、第四基準値に応じて予め定めた焦点移動量とに基づいて、焦点移動量を計算するステップと、（ｆ）計算した焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、を含む、レーザ加工方法を提供する。

本開示の一態様によれば、レーザ加工前に外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを自動的に調整できる。ひいては、外部光学系に汚染があったとしても自動運転を継続できて、外部光学系のクリーニング又は交換の時期を延長できる。

外部光学系の汚染の種類を説明するための模式図である。汚染の種類に応じた焦点移動量と小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量との関係を示すグラフである。一実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す概略図である。一実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。一実施形態に係るレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた基準値を格納するデータベースを示す図である。正常時の加工条件及び補正後の加工条件を示す図である。一実施形態に係るウインド汚染の検出処理を示すフローチャートである。他の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。他の実施形態に係るレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。別の実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す概略図である。別の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。別の実施形態に係るレーザ加工装置の動作を示すフローチャートである。外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた基準値を格納するデータベースを示す図である。板に吸収されたレーザ光のエネルギ量に関して外部光学系の汚染レベルに応じて予め定めた基準値と、基準値に関連付けられた焦点移動量とを格納するデータベースを示す図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。

本明細書における用語の定義について説明する。本明細書における用語「レンズ」とは、曲率を有する表面を備えた光学部品のことをいう。換言すれば、本明細書で使用するレンズは、汚染によってレーザ光を吸収した場合に、いわゆる熱レンズ効果による曲率の変化が大きい光学部品である。また、本明細書における用語「ウインド」とは、概ね平面から成る光学部品のことをいう。換言すれば、本明細書で使用するウインドは、汚染によってレーザ光を吸収した場合であっても、曲率の変化が小さい光学部品である。さらに、本明細書における用語「汚染」とは、単に塵埃が堆積した状態だけではなく、堆積した塵埃がレーザ光によって点々と焼付いた状態、又はミラー等に設けられている薄膜が剥がれ落ちて劣化した状態等も含む。

図１は、外部光学系の汚染の種類を説明するための模式図である。外部光学系は、限定されないが、レーザ光をワーク表面に集光するためのレンズ１と、外部光学系の最も外側に配置されたウインド２と、を備えている。小径穴Ｓを有する板１５の表面に焦点位置を合わせ且つ小径穴Ｓの中心にレーザ光の光軸を合わせた状態で外部光学系からレーザ光を出射した場合、レンズ１もウインド２も汚染されていない正常時には、レーザ光が小径穴Ｓの周囲の板１５に遮られることなく小径穴Ｓを通過する。このため、板１５の下方に配置されたエネルギ量測定部１６によって測定されるレーザ光のエネルギ量は最大になる。これに対して、レンズ１のみが汚染しているレンズ汚染時には、レンズ１の熱レンズ効果により焦点位置が上方（又は下方）へ移動してレーザ光が小径穴Ｓの周囲の板１５に遮られるため、エネルギ量測定部１６によって測定されるレーザ光のエネルギ量は若干低下する。さらに、ウインド２のみが汚染しているウインド汚染時には、熱レンズ効果が発生せず焦点位置が移動しないため、レーザ光が小径穴Ｓの周囲の板１５に遮られることはない。しかし、ウインド２の表面に塵埃が薄く堆積している場合には、ウインド２がレーザ光を吸収するため、エネルギ量測定部１６によって測定されるエネルギ量は低下する。ウインド２の表面に塵埃が点々と焼付いている場合には、ウインド２がレーザ光を散乱するため、エネルギ量測定部１６によって測定されるレーザ光のエネルギ量はやはり低下する。加えて、レンズ１及びウインド２の双方が汚染している場合には、レンズ１の熱レンズ効果によって焦点位置が移動してレーザ光が小径穴Ｓの周囲の板１５に遮られると共に、ウインド２によってレーザ光が吸収又は散乱されるため、エネルギ量測定部１６によって測定されるレーザ光のエネルギ量は最小となる。

図２は、汚染の種類に応じた焦点移動量と小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量との関係を示すグラフである。前述した通り、実線で示す正常時と比べ、破線で示すレンズ汚染時には、焦点位置が移動し且つ小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量が若干低下する。また、一点鎖線で示すウインド汚染時には、焦点位置が移動しないものの小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量が低下する。さらに、二点鎖線で示すレンズ及びウインド汚染時には、焦点位置が移動すると共に小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量が最小となる。また、レンズの汚染によって焦点位置が移動すると、小径穴の周囲の板に吸収されたレーザ光のエネルギ量が増大する。本実施形態に係るレーザ加工装置は、斯かる物理現象を利用して、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた基準値によって、又は、外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフによって、レンズ汚染とウインド汚染との分離を行いつつ、焦点シフトを正確に調整する。

図３は、本実施形態に係るレーザ加工装置１０の概略構成を示す概略図である。レーザ加工装置１０は、レーザ発振器１１と、レーザ発振器１１からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系１２と、レーザ加工装置１０の全体を制御する数値制御装置１４と、を備えている。レーザ加工装置１０は、さらに、加工テーブルの外側に配置されていて、例えば０．５ｍｍの小径穴Ｓを有する板１５と、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を測定するエネルギ量測定部１６と、板１５とは異なる場所に配置されていてレーザ光を除去可能なレーザ光除去部１７と、を備えている。エネルギ量測定部１６は、小径穴Ｓを通過したレーザ光の熱量を測定する熱電対若しくはサーモパイルでもよく、又は、小径穴Ｓを通過したレーザ光のパワーを測定するパワーセンサでもよい。レーザ光除去部１７は、アルマイト処理されたアルミ板でもよく、又は、レーザ光を別の場所へ反射するミラー等の光学系でもよい。

図４は、本実施形態に係るレーザ加工装置１０の構成を示すブロック図である。レーザ加工装置１０は、さらに、外部光学系１２から出射するレーザ光の焦点位置及び光軸を移動させるための駆動制御部２０と、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の半導体集積回路又はコンピュータによって実行可能なプログラムで構成されていてレーザ加工前に焦点シフトを調整する焦点シフト調整部２１と、種々のデータを記憶する記憶部２２と、備えている。焦点シフト調整部２１は、外部光学系１２を温めるべく、レーザ光除去部１７に向けて、レーザ加工に使用する程度に高い出力（例えば３５００Ｗ）でレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う高出力指令部３０と、外部光学系１２を温めた後、板１５の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴Ｓの中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を駆動制御部２０に対して行う第一駆動指令部３１と、外部光学系１２が温められた状態で、板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）のレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う第一低出力指令部３２と、を備えている。焦点シフト調整部２１は、さらに、外部光学系１２が温められた状態でエネルギ量測定部１６によって測定された第一測定値と、第一測定値に関して外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値（例えば正常時は５０Ｗ、ウインド汚染時は４０Ｗ、レンズ汚染時は３５Ｗ、レンズ及びウインド汚染時は３０Ｗ）とに基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部３３と、を備えている。

図６は、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた基準値を格納するデータベースＤ１を示す図である。データベースＤ１は、正常時（汚染無し）と、ウインド汚染時と、レンズ汚染時と、レンズ及びウインド汚染時と、から成る第一基準値を含んでいる。第一基準値は、電圧値、温度、パワー等のうちいずれかのエネルギ量でよい。焦点移動量計算部３３は、例えば外部光学系１２が温められた状態で測定された第一測定値が３６Ｗであった場合には、第一測定値がレンズ汚染時の第一基準値（３５Ｗ）に最も近いため、図２で説明したレンズ汚染時のグラフを当てはめて焦点位置（例えば２ｍｍ）を計算し、計算した焦点位置（例えば２ｍｍ）と、板１５の表面に合わせるように指令した焦点位置（例えば１ｍｍ）とを差分することにより、焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）を計算する。図４を再び参照すると、焦点シフト調整部２１は、さらに、計算した焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）に基づいて、レーザ加工時の焦点位置を補正する焦点位置補正部３４を備えている。焦点位置補正部３４は、例えばレーザ加工時の焦点位置が１ｍｍであった場合には、焦点移動量＋１ｍｍ分だけ減じて、レーザ加工時の焦点位置を０ｍｍに補正する。

図７は、正常時の加工条件及び補正後の加工条件（１）〜（３）を示す図である。これら加工条件は、図示しないものの、図４に示す記憶部２２に格納されている。加工条件（１）は、前述した焦点位置補正部３４によってレーザ加工時の焦点位置が１ｍｍから０ｍｍに補正された場合を示している。加工条件（２）は、後述するが、出力条件が３０００Ｗから３５００Ｗに調整された場合を示している。加工条件（３）は、後述するが、焦点位置及び出力条件が０ｍｍ及び３５００Ｗに調整された場合を示している。

図４を再び参照すると、焦点シフト調整部２１は、さらに、必須の構成ではないが、焦点位置を補正した後に、再び外部光学系１２を温める処理から焦点位置を補正する処理までを繰返すことにより、補正量が正しいか否かを判定する補正量判定部３５を備えている。斯かる繰返しにより、補正量は限りなく０に近づくため、補正量が正しいか否かを判定できる。焦点シフト調整部２１は、さらに、必須の構成ではないが、斯かる繰返しによっても補正量が０に近づかない場合に、レーザ加工時の出力条件を上げる出力条件調整部３６を備えている。斯かる繰返しによっても補正量が０に近づかない場合には、レンズだけではなく、ウインドも汚染している可能性が高い。このため、出力条件調整部３６が、レーザ加工時の出力条件を上げることにより、補正量が０に近づく。焦点位置を１ｍｍから０ｍｍに補正すると共に、レーザ加工時の出力条件を３０００Ｗから３５００Ｗに補正した後の加工条件（３）は、前述した通り、図７に示されている。

図４を再び参照すると、焦点シフト調整部２１は、さらに、必須の構成ではないものの、ウインド２のみの汚染を判定する構成を有している。具体的には、焦点シフト調整部２１は、外部光学系１２を温める前に、小径穴Ｓを有する板１５の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴Ｓの中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を駆動制御部２０に対して行う第二駆動指令部３７と、外部光学系１２を温める前に、板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）でレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う第二低出力指令部３８と、外部光学系１２が温められていない状態で測定された第二測定値と、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値と、に基づいて、外部光学系１２におけるウインド２の汚染を判定するウインド汚染判定部３９と、を備えている。焦点シフト調整部２１は、さらに、外部光学系１２におけるウインド２が汚染していると判定された場合に警告を行う警告部２３を備えていてもよい。警告部２３は、警告ランプでよく、又は、操作盤上で警告を表示するモニタでもよい。以上説明した第一測定値、第一基準値、補正量、出力条件、第二測定値、及び第二基準値は、記憶部２２に格納される。

図５は、本実施形態に係るレーザ加工装置１０の動作を示すフローチャートである。以下、図４及び図５を参照して焦点シフトの調整処理について説明する。焦点シフト調整部２１は、レーザ加工前に焦点シフトの調整を開始する。ステップＳ１０では、高出力指令部３０が、外部光学系１２を温めるべく、レーザ光除去部１７に向けて、レーザ加工に使用する程度に高い出力（例えば３５００Ｗ）でレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う。ステップＳ１１では、外部光学系１２を温めた後、第一駆動指令部３１が、板１５の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴Ｓの中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を駆動制御部２０に対して行う。ステップＳ１２では、第一低出力指令部３２が、外部光学系１２が温められた状態で、板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）のレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う。ステップＳ１３では、エネルギ量測定部１６が、外部光学系１２が温められた状態で、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値（例えば３６Ｗ）として測定する。ステップＳ１４では、記憶部２２が第一測定値を格納する。ステップＳ１５では、焦点移動量計算部３３が、外部光学系１２が温められた状態でエネルギ量測定部１６によって測定された第一測定値（例えば３６Ｗ）と、第一測定値に関して外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値（例えば正常時は５０Ｗ、ウインド汚染時は４０Ｗ、レンズ汚染時は３５Ｗ、レンズ及びウインド汚染時は３０Ｗ）とに基づいて、焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）を計算する。ステップＳ１６では、焦点位置補正部３４が、計算した焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）に基づいて、レーザ加工時の焦点位置（例えば１ｍｍ）を補正する（例えば０ｍｍ）。ステップＳ１７及びステップＳ１８は、必須のステップではないが、補正量判定部３５が、再び外部光学系を温めるステップＳ１０から焦点位置を補正するステップＳ１６までの処理を繰返すことにより、補正量が正しいか否か（すなわち補正量が０に近づいたか否か）を判定する。補正量が許容値α（αは０に近い値。例えば０．１）を超えている場合には（ステップＳ１７のＮＯ）、補正量が依然として０に近づいていないため、再び外部光学系を温めるステップＳ１０から焦点位置を補正するステップＳ１６までを繰返す。斯かる繰返しが２回目以降になった場合には、レンズのみが汚染しているのではなく、ウインドも汚染している可能性があるため、ステップＳ１８では、出力条件調整部３６が出力条件を上げてもよい（例えば５０Ｗから５５Ｗに調整する）。この際、出力条件調整部３６は、レーザ加工時の出力条件を概ね同じ比率で上げる（例えば３０００Ｗから３５００Ｗに調整する）。ステップＳ１７において、補正量が許容値α（例えば０．１）以下になった場合には（ステップＳ１７のＮＯ）、補正量が正しいため、ステップＳ１９では、レーザ加工装置１０がレーザ加工を開始する。斯かるレーザ加工装置１０によれば、レーザ加工前に外部光学系１２の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを自動的に調整できることとなる。ひいては、外部光学系１２に汚染があったとしても自動運転を継続できて、外部光学系１２のクリーニング又は交換の時期を延長できる。

図８は、本実施形態に係るウインド汚染の検出処理を示すフローチャートである。図４及び図８を参照して、ウインド汚染の検出処理について説明する。ウインド汚染の検出処理は、レンズ１の汚染により熱レンズ効果が発生して焦点位置が移動しないように外部光学系１２を温める前に行われる。このため、ウインド汚染の検出処理の後に、図５のステップＳ１０へ戻り、レンズ汚染の検出処理が行われる。これにより、ウインド汚染とレンズ汚染との分離又は切り分けがより正確になる。ステップＳ２０では、第二駆動指令部３７が、外部光学系１２を温める前に、小径穴Ｓを有する板１５の表面に焦点位置を合わせる指令及び小径穴Ｓの中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を駆動制御部２０に対して行う。ステップＳ２１では、第二低出力指令部３８が、外部光学系１２を温める前に、板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）でレーザ光を出射する指令をレーザ発振器１１に対して行う。ステップＳ２２では、エネルギ量測定部１６が、外部光学系が温められていない状態で小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定する。ステップＳ２３では、記憶部２２が第二測定値を格納する。ステップＳ２４では、ウインド汚染判定部３９がウインド２の汚染判定を開始する。ステップＳ２５では、ウインド汚染判定部３９が、外部光学系が温められていない状態で測定された第二測定値（例えば４３Ｗ）と、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値（例えば４０Ｗ）とを比較し、第二測定値が第二基準値より小さい場合には（ステップＳ２５のＹＥＳ）、熱レンズ効果による焦点位置の変化が無い状態で、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量が小さくなっているため、ウインド２が汚染していると判定する。このため、ステップＳ２６では、警告部２３がウインド２の汚染を警告し、オペレータに対してウインド２のクリーニングを促す。ウインド２の汚れが除去できた場合には、ステップＳ２０に戻り、再びウインド汚染を検出する処理を繰返す。ウインド２の汚れが除去できない場合には、オペレータがウインド２を交換する。なお、ステップＳ２６において、警告部２３がウインド２の汚染を警告し、ウインドのメンテナンスを促すのではなく、出力条件調整部３６が出力条件を上げて（例えば５０Ｗから５５Ｗに調整する）、ステップＳ２０に戻り、再びウインド汚染の検出処理を継続してもよい。この際、出力条件調整部３６は、レーザ加工時の出力条件を概ね同じ比率で上げる（例えば３０００Ｗから３５００Ｗに調整する）。レーザ加工時の出力条件のみを３０００Ｗから３５００Ｗに補正した後の加工条件（２）は、前述した図７に示されている。斯かるレーザ加工装置１０によれば、ウインド汚染とレンズ汚染の分離又は切り分けがより正確になるため、レンズ汚染による焦点シフトをより正確に調整できることとなる。

図９は、他の実施形態に係るレーザ加工装置４０の概略構成を示す概略図である。レーザ加工装置４０は、板１５の表面に焦点位置を合わせて小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するだけではなく、板１５の表面より上方及び下方に焦点位置を合わせて小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第三測定値として複数測定し、第一測定値と第三測定値とを含んでいて外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフを作成することにより、グラフから焦点移動量を計算する構成を有する点で、図４で説明したレーザ加工装置１０の構成とは異なる。以下では、レーザ加工装置１０とは異なる構成について説明する。レーザ加工装置４０は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の半導体集積回路又はコンピュータによって実行可能なプログラムで構成されていてレーザ加工前に焦点シフトを調整する焦点シフト調整部４１を備えている。焦点シフト調整部４１は、板１５の表面より上方及び下方へ焦点位置を移動する指令を行う第三駆動指令部５０と、上方及び下方に焦点位置を合わせた状態で板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）のレーザ光を複数出射する指令を行う第三低出力指令部５１と、板１５の表面に焦点位置を合わせた状態で測定された第一測定値と、上方及び下方に焦点位置を合わせた状態で測定された複数の第三測定値と、を含んでいて外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフを作成するグラフ作成部５２と、グラフから焦点位置を計算し、計算した焦点位置と板１５の表面に合わせるように指令した焦点位置との差分に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部５３と、を備えている。複数の第三測定値及びグラフは、記憶部２２に格納される。他の構成は、レーザ加工装置１０と同一である。

図１０は、他の実施形態に係るレーザ加工装置４０の動作を示すフローチャートである。以下、図９及び図１０を参照して焦点シフトの調整処理について説明する。焦点シフト調整部４１がレーザ加工前に焦点シフトの調整処理を開始する。ステップＳ３０からステップＳ３４までの処理は、図５で説明した焦点シフト調整部２１のステップＳ１０からステップＳ１４までの処理と同一である。ステップＳ３５では、第三駆動指令部５０が、外部光学系１２が温められた状態で、板１５の表面より上方及び下方へ焦点位置を移動する指令を行う。ステップＳ３６では、第三低出力指令部５１が、上方及び下方に焦点位置を合わせた状態で板１５を溶融又は変形させない程度に低い出力（例えば５０Ｗ）のレーザ光を複数出射する指令を行う。ステップＳ３７では、エネルギ量測定部１６が、上方及び下方に焦点位置を合わせた状態で小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第三測定値として複数測定する。ステップＳ３８では、記憶部２２が複数の第三測定値を格納する。ステップＳ３９では、グラフ作成部５２が、板１５の表面に焦点位置を合わせた状態で測定された第一測定値と、板１５の表面より上方及び下方に焦点位置を合わせた状態で測定された第三測定値と、を含んでいて、外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフを作成する。ステップＳ４０では、焦点移動量計算部５３がグラフから焦点位置を計算し、計算した焦点位置と板１５の表面に合わせるように指令した焦点位置との差分に基づいて、焦点移動量を計算する。ステップＳ４１からステップＳ４４までの処理は、図５で説明したステップＳ１６からステップＳ１９までの処理と同一である。斯かるレーザ加工装置４０によれば、グラフに基づいて焦点位置をより正確に計算できるため、焦点シフトをより正確に調整できる。ひいては、外部光学系１２に汚染があったとしても自動運転を継続できて、外部光学系１２のクリーニング又は交換の時期を延長できる。

図１１は、別の実施形態に係るレーザ加工装置６０の概略構成を示す概略図である。レーザ加工装置６０は、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定する第一エネルギ量測定部１６と、板１５の下面において小径穴Ｓの周囲に配置されていて板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定する第二エネルギ量測定部１３と、を備えており、第一測定値と第二測定値とに基づいて、ウインド汚染とレンズ汚染との分離を詳細に行っている点で、図４及び図９で説明したレーザ加工装置１０、４０の構成とは異なる。第二エネルギ量測定部１３は、板１５に吸収されたレーザ光の熱量を測定する熱電対若しくはサーモパイルでもよく、又は、板１５に吸収されたレーザ光のパワーを測定するパワーセンサでもよい。レーザ加工装置６０は、さらに、図示しないものの、板１５と第一エネルギ量測定部１６との間に配設されていて板１５に向かう反射光又は放射熱を遮蔽する遮蔽部を備えていてもよい。以下では、レーザ加工装置１０、４０とは異なる構成について説明する。

図１２は、別の実施形態に係るレーザ加工装置６０の構成を示すブロック図である。レーザ加工装置６０は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の半導体集積回路又はコンピュータによって実行可能なプログラムで構成されていてレーザ加工前に焦点シフトを調整する焦点シフト調整部６１を備えている。焦点シフト調整部６１は、さらに、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値（例えば４５Ｗ）とを比較することにより、外部光学系の汚染の有無を判定する汚染判定部７０を備えている。焦点シフト調整部６１は、さらに、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値（例えば５Ｗ）とを比較することにより、外部光学系におけるウインド２のみの汚染を判定するウインド汚染判定部７１と、ウインド２の汚染が小さい場合に、出力条件を上げる出力条件調整部７２と、を備えている。焦点シフト調整部６１は、さらに、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定められていて第一基準値より低い第三基準値（例えば４２Ｗ）と、を比較することにより、外部光学系１２におけるレンズ１のみの汚染を判定するレンズ汚染判定部７３と、レンズ１のみが汚染していると判定した場合に、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値と、外部光学系１２の汚染レベルに応じて予め定めた第四基準値（例えば１Ｗ〜８Ｗ）と、第四基準値に応じて予め定めた焦点移動量（例えば０．３ｍｍ〜１２ｍｍ）と、に基づいて、焦点移動量を計算する焦点移動量計算部７４と、を備えている。焦点シフト調整部６１は、さらに、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定められていて第二基準値（例えば５Ｗ）より高い第五基準値（例えば７Ｗ）とを比較することにより、ウインド２の汚染によるレーザ光の吸収又は散乱を判定するウインド吸収散乱判定部７５と、を備えている。第一測定値、第二測定値、第一基準値から第五基準値までは、記憶部２２に格納される。

図１４は、外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた基準値を格納するデータベースＤ２を示す図である。データベースＤ２は、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量に関して、外部光学系の汚染の有無を判定するための第一基準値（例えば４５Ｗ）と、レンズ１のみの汚染を判定するための第三基準値（例えば４２Ｗ）と、を有している。また、データベースＤ２は、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量に関して、ウインド２のみの汚染を判定するための第二基準値（例えば５Ｗ）と、ウインド２の汚染によるレーザ光の吸収又は散乱を判定するための第五基準値（例えば７Ｗ）と、を有している。

図１５は、板に吸収されたレーザ光のエネルギ量に関して予め定めた基準値と、基準値に関連付けられた焦点移動量とを格納するデータベースＤ３を示す図である。データベースＤ３は、外部光学系１２の汚染レベルに応じて予め定めた第四基準値（例えば１Ｗ〜８Ｗ）と、第四基準値に応じて予め定めた焦点移動量（例えば０．３ｍｍ〜１２ｍｍ）とを有している。

図１３は、別の実施形態に係るレーザ加工装置６０の動作を示すフローチャートである。以下、図１２及び図１３を参照して焦点シフトの調整処理について説明する。焦点シフト調整部６１は、レーザ加工前に焦点シフトの調整を開始する。ステップＳ４０及びステップＳ４１の処理は、図５で説明した焦点シフト調整部２１のステップＳ１０及びステップＳ１１までの処理と同一である。ステップＳ４２では、第一エネルギ量測定部１６が、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定する。ステップＳ４３では、記憶部２２が第一測定値を格納する（Ｍ１）。ステップＳ４５では、第二エネルギ量測定部１３が、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定する。ステップＳ４６では、記憶部２２が第二測定値を格納する（Ｍ２）。

ステップＳ４７では、汚染判定部７０が、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値（例えば４５Ｗ）とを比較することにより、外部光学系の汚染の有無を判定する。ステップＳ４７において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第一基準値（例えば４５Ｗ）以上である場合には（ステップＳ４７のＮＯ）、外部光学系の汚染が無いと判定され、ステップＳ５２において、レーザ加工装置６０が、焦点位置を補正することなく、レーザ加工を開始する。ステップＳ４７において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第一基準値（例えば４５Ｗ）より小さい場合には（ステップＳ４７のＹＥＳ）、外部光学系の汚染が有ると判定され、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８では、ウインド汚染判定部７１が、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値（例えば５Ｗ）とを比較することにより、外部光学系におけるウインド２のみの汚染を判定する。ステップＳ４８において、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）が第二基準値（例えば５Ｗ）以下である場合には（ステップＳ４８のＹＥＳ）、ウインド２のみが汚染していると判定され、ステップＳ４９に進む。ステップＳ４９では、図示しないウインド汚染大小判定部が、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定められていて第一基準値より低い第三基準値（例えば４２Ｗ）とを比較することにより、外部光学系におけるウインド２の汚染の大小を判定する。なお、ウインド汚染大小判定部は必須の構成ではないことに留意されたい。ステップＳ４９において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第三基準値（例えば４２Ｗ）より小さい場合には（ステップＳ４９のＹＥＳ）、ウインドの汚染が大きいと判定され、ステップＳ５０において、警告部２３がウインドの交換を警告する。ステップＳ４９において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第三基準値（例えば４２Ｗ）以上である場合には（ステップＳ４９のＮＯ）、ウインドの汚染が小さいと判定され、ステップＳ５１において、出力条件調整部７２がレーザ加工時の出力条件を上げる。続いてステップＳ５２では、レーザ加工装置６０が、調整した出力条件でレーザ加工を開始する。

ステップＳ４８において、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）が第二基準値（例えば５Ｗ）より大きい場合には（ステップＳ４８のＹＥＳ）、レンズ１が汚染していると判定され、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３では、レンズ汚染判定部７３が、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定められていて第一基準値より低い第三基準値（例えば４２Ｗ）と、を比較することにより、外部光学系１２におけるレンズ１のみの汚染を判定する。ステップＳ５３において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第三基準値（例えば４２Ｗ）以上である場合には（ステップＳ５３のＹＥＳ）、レンズ１のみが汚染していると判定され、焦点位置を調整するステップＳ５４に進む。ステップＳ５４では、焦点移動量計算部７４が、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）と、外部光学系１２の汚染レベルに応じて予め定めた第四基準値（例えば１Ｗ〜８Ｗ）と、第四基準値に応じて予め定めた焦点移動量（例えば０．３ｍｍ〜１２ｍｍ）とに基づいて、焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）を計算すると共に、焦点位置補正部３４が、計算した焦点移動量（例えば＋１ｍｍ）に基づいて、レーザ加工時の焦点位置（例えば１ｍｍ）を補正する（例えば０ｍｍ）。次いで、再び外部光学系１２を温めるステップＳ４０に戻り、焦点シフト調整部６１が、再び焦点シフトの調整処理を繰返す。これにより、補正量が正しければ、ステップＳ４７において、外部光学系１２の汚染が無いと判定され（ステップＳ４７のＮＯ）、レーザ加工装置６０は、補正した焦点位置に基づいてレーザ加工を開始する。

ステップＳ５３において、小径穴Ｓを通過したレーザ光のエネルギ量である第一測定値（Ｍ１）が第三基準値（例えば４２Ｗ）より小さい場合には（ステップＳ５３のＮＯ）、ステップＳ５５に進む。ステップＳ５５では、ウインド吸収散乱判定部７５が、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）と、外部光学系１２の汚染の種類に応じて予め定められていて第二基準値より高い第五基準値（例えば７Ｗ）とを比較することにより、ウインド２の汚染によるレーザ光の吸収又は散乱を判定する。ステップＳ５５において、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）が第五基準値（例えば７Ｗ）以上である場合には（ステップＳ５５のＮＯ）、ウインド２の汚染によってレーザ光が散乱していると判定され、ステップＳ５６において、警告部２３が、レンズ１の汚染及びウインド２による散乱を警告する。ウインド２による散乱は、塵埃がウインド２に焼付いている可能性が高いため、オペレータに対してウインド２を確認させ、汚れが有れば、ウインド２の交換を促し、汚れが無ければ、レンズ１の確認を促す。ステップＳ５５において、板１５に吸収されたレーザ光のエネルギ量である第二測定値（Ｍ２）が第五基準値（例えば７Ｗ）より小さい場合には（ステップＳ５５のＹＥＳ）、ウインド２の汚染によってレーザ光が吸収されていると判定され、ステップＳ５７において、警告部２３が、レンズ１の汚染及びウインド２による吸収を警告する。ウインド２による吸収は、塵埃がウインド２の表面に堆積している可能性が高いため、オペレータに対してウインド２を確認させ、汚れが有れば、ウインド２のクリーニングを促し、汚れが無ければ、レンズ１の確認を促す。ウインド２の交換又はクリーニング及びレンズ１の確認が終わった後、焦点シフト調整部６１は、再びレーザ加工前に焦点シフトの調整を開始する。斯かるレーザ加工装置６０によれば、レーザ加工前に外部光学系１２の汚染の種類及びレベルに応じて焦点シフトを自動的に調整できる。ひいては、外部光学系１２に汚染があったとしても自動運転を継続できて、外部光学系１２のクリーニング又は交換の時期を延長できる。

前述した実施形態におけるコンピュータによって実行可能なプログラムは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ等に記録して提供できる。本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

１レンズ
２ウインド
１０レーザ加工装置
１１レーザ発振器
１２外部光学系
１３第二エネルギ量測定部
１４数値制御装置
１５板
１６エネルギ量測定部（第一エネルギ量測定部）
１７レーザ光除去部
２０駆動制御部
２１焦点シフト調整部
２２記憶部
２３警告部
３０高出力指令部
３１第一駆動指令部
３２第一低出力指令部
３３焦点移動量計算部
３４焦点位置補正部
３５補正量判定部
３６出力条件調整部
３７第二駆動指令部
３８第二低出力指令部
３９ウインド汚染判定部
４０レーザ加工装置
４１焦点シフト調整部
５０第三駆動指令部
５１第三低出力指令部
５２グラフ作成部
５３焦点移動量計算部
６０レーザ加工装置
６１焦点シフト調整部
７０汚染判定部
７１ウインド汚染判定部
７２出力条件調整部
７３レンズ汚染判定部
７４焦点移動量計算部
７５ウインド吸収散乱判定部

Claims

光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、
レーザ加工前に、
（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｂ）前記外部光学系を温めた後、前記レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有する板の表面に焦点位置を合わせる指令及び前記小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、
（ｃ）前記外部光学系が温められた状態で、前記板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｄ）前記外部光学系が温められた状態で前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、
（ｅ）前記外部光学系が温められた状態で測定された前記第一測定値と、前記第一測定値に関して前記外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値とに基づいて、焦点移動量を計算するステップと、
（ｆ）計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、
含むことを特徴とするレーザ加工方法。
光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、
レーザ加工前に、
（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工時に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｂ）前記外部光学系を温めた後、前記レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有する板の表面に焦点位置を合わせる指令及び前記小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、
（ｃ）前記外部光学系が温められた状態で、前記板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｄ）前記外部光学系が温められた状態で前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、
（ｇ）前記板の表面より上方及び下方へ焦点位置を移動する指令を行うステップと、
（ｈ）前記上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ前記低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｉ）前記上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第三測定値として測定するステップと、
（ｊ）前記板の表面に焦点位置を合わせた状態で測定された前記第一測定値と、前記板の表面より上方及び下方に焦点位置を合わせた状態でそれぞれ測定された前記第三測定値と、を含んでいて、前記外部光学系の汚染の種類及びレベルに応じたグラフを作成するステップと、
（ｋ）前記グラフから焦点位置を計算し、計算した前記焦点位置と前記板の表面に合わせるように指令した焦点位置との差分に基づいて、焦点移動量を計算するステップと、
（ｆ）計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
さらに、
（ｍ）前記外部光学系を温める前に、前記小径穴を有する板の表面に焦点位置を合わせる指令及び前記小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、
（ｎ）前記外部光学系を温める前に、前記板を溶融又は変形させない程度に低い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｏ）前記外部光学系が温められていない状態で前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定するステップと、
（ｐ）前記外部光学系が温められていない状態で測定された前記第二測定値と、前記外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値とに基づいて、前記外部光学系におけるウインドの汚染を判定するステップと、
を含む、請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
さらに、（ｑ）焦点位置を補正した後、再び前記外部光学系を温めるステップから前記焦点位置を補正するステップまでを繰返すことにより、補正量が正しいか否かを判定するステップを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
さらに、（ｒ）繰返しても前記補正量が正しくない場合に、レーザ加工時の出力条件を上げるステップを含む、請求項４に記載のレーザ加工方法。
光学系の汚染による焦点移動量を測定し、焦点位置を補正した上で、ワークをレーザ加工するレーザ加工装置において実行されるレーザ加工方法であって、
レーザ加工前に、
（ａ）レーザ発振器からレーザ光を導光してワークの表面に集光するための外部光学系を温めるべく、レーザ光を除去可能なレーザ光除去部に向けて、レーザ加工時に使用する程度に高い出力でレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｂ）外部光学系を温めた後、レーザ光除去部とは異なる場所に配置されていて小径穴を有し且つレーザ光を吸収可能な板の表面に焦点位置を合わせる指令及び前記小径穴の中心にレーザ光の光軸を合わせる指令を行うステップと、
（ｃ）前記外部光学系が温められた状態で、前記板を溶融又は変形させない程度に低い出力のレーザ光を出射する指令を行うステップと、
（ｄ）前記外部光学系が温められた状態で前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量を第一測定値として測定するステップと、
（ｓ）前記外部光学系が温められた状態で前記板に吸収されたレーザ光のエネルギ量を第二測定値として測定するステップと、
（ｔ）前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量である前記第一測定値と、前記外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第一基準値とを比較することにより、外部光学系の汚染の有無を判定するステップと、
（ｕ）前記板に吸収されたレーザ光のエネルギ量である前記第二測定値と、前記外部光学系の汚染の種類に応じて予め定めた第二基準値とを比較することにより、前記外部光学系におけるウインドのみの汚染を判定するステップと、
（ｖ）前記小径穴を通過したレーザ光のエネルギ量である前記第一測定値と、前記外部光学系の汚染の種類に応じて予め定められていて前記第一基準値より低い第三基準値とを比較することにより、前記外部光学系におけるレンズのみの汚染を判定するステップと、
（ｗ）前記外部光学系におけるレンズのみが汚染している場合に、前記板に吸収されたレーザ光のエネルギ量である前記第二測定値と、前記外部光学系の汚染レベルに応じて予め定めた第四基準値と、前記第四基準値に応じて予め定めた焦点移動量とに基づいて、焦点移動量を計算するステップと、
（ｆ）計算した前記焦点移動量に基づいて、レーザ加工時における焦点位置を補正するステップと、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。