WO2022168715A1 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

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WO2022168715A1
WO2022168715A1 PCT/JP2022/002983 JP2022002983W WO2022168715A1 WO 2022168715 A1 WO2022168715 A1 WO 2022168715A1 JP 2022002983 W JP2022002983 W JP 2022002983W WO 2022168715 A1 WO2022168715 A1 WO 2022168715A1
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gas
pressure
laser processing
assist gas
tank
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PCT/JP2022/002983
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English (en)
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Inventor
晴雄 宮本
Original Assignee
株式会社アマダ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/16—Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method.
  • Patent Document 1 describes an operation control method in a laser processing machine when the gas pressure of the assist gas used for laser processing is below a set value.
  • This laser processing machine displays a warning and the remaining processing time on the display means when the gas pressure becomes equal to or less than the first set value, and then displays the second laser processing device when the gas pressure is lower than the first set value. 2, or when the remaining time elapses, the laser processing machine is stopped.
  • the laser processing machine described in Patent Document 1 issues a warning when the gas pressure drops below the first set value, but does not immediately stop the operation. Therefore, the continuity of machining is maintained, and there is no risk of deterioration in machining quality.
  • the laser processing machine described in Patent Literature 1 needs to be stopped manually by the operator referring to the remaining processing time displayed along with the warning. Therefore, the laser processing machine imposes a heavy burden on the operator, is unsuitable for automatic operation, and is not easy to handle when the gas pressure drops.
  • a laser processing apparatus has a tank that stores an assist gas and a pressure sensor that measures the gas pressure in the tank, purifies the assist gas, stores it in the tank, and removes the gas from the tank.
  • a gas purifying device to be supplied to the outside, a laser processing head that emits a laser beam and ejects the assist gas supplied from the tank, and when the gas pressure decreases below a preset first pressure, and a control device that interrupts and stops the injection of the laser beam from the laser processing head after finishing the processing of the processing path being processed.
  • the operation is automatically stopped by the laser processing device instead of by the operator, so handling when the gas pressure drops is easy.
  • the interrupting stop is performed to stop the laser beam emission after finishing the machining path during machining.
  • the operation is automatically stopped not by the operator but by the laser processing device, so handling when the gas pressure drops is easy.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a laser processing apparatus, which is an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a first operation procedure performed by the laser processing apparatus when the gas pressure is lowered.
  • FIG. 3A is a flow chart showing the first stage of the second operation procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing apparatus.
  • FIG. 3B is a flow chart showing the latter stage of the second operating procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing apparatus.
  • FIG. 4 is a graph for explaining remaining consumption time tb determined by a control device provided in the laser processing apparatus.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a subroutine for executing stabilization operation between BA and BB in the second flow chart.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a laser processing device 91B, which is a modification of the laser processing device.
  • FIG. 7 is a diagram showing job schedules SC of jobs M1 to M5.
  • FIG. 8A is a flow chart showing the first stage of the operation procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing apparatus.
  • FIG. 8B is a flow chart showing the latter stage of the operating procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram showing pressure changes of the gases Ga and Gb in the operation performed by the laser processing apparatus when the gas pressure is lowered.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a laser processing apparatus which is an example of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the laser processing device 91 includes a laser processing head 1, a laser oscillator 2, a gas refiner 3, a head driving section 4, a control device 7, and a work table 81.
  • the laser processing head 1 has a head body portion 11 and a nozzle 12 attached to the tip of the head body portion 11 .
  • An optical system operating section 13 is housed inside the head body section 11 .
  • the laser oscillator 2 generates a laser beam Ls and supplies it to the head body portion 11 .
  • the laser beam Ls supplied to the head main body 11 is adjusted in terms of the beam shape, focal position, etc. by the operation of the optical system operation unit 13, and is emitted from the tip of the nozzle 12 toward the work W placed on the work table 81. be done.
  • the gas purifier 3 purifies nitrogen gas by a so-called PSA (Pressure Swing Absorption) method and stores it in a tank 32 as an assist gas G used for laser processing.
  • PSA Pressure Swing Absorption
  • the gas refiner 3 supplies the assist gas G stored in the tank 32 to the external head main body 11 at an arbitrary supply pressure during laser processing.
  • the assist gas G supplied to the head main body 11 is jetted toward the work W from the nozzle 12 at a jet pressure corresponding to the supply pressure.
  • the gas refiner 3 has a pressure sensor 31 that measures a gas pressure P, which is the storage pressure of the assist gas G stored in the tank 32 .
  • the head drive unit 4 moves the position of the laser processing head 1 with respect to the work W three-dimensionally.
  • the control device 7 controls the operations of the laser oscillator 2, the gas refiner 3, the optical system operation unit 13, and the head drive unit 4 based on the input information J2 input from the input device 61 and the pressure sensor 31 of the gas refiner 3.
  • the control is performed based on the sensor information J1.
  • the input device 61 is a keyboard, an image display unit with a touch sensor, or the like.
  • the control device 7 includes a CPU 71 (Central Processing Unit) which is a central processing unit, a gas remaining amount determination unit 72, a gas purification control unit 73, a head operation control unit 74, a machining path determination unit 75, a time measurement unit 76, and a storage unit. 77.
  • the gas remaining amount determination unit 72 obtains the remaining amount of the assist gas G remaining in the tank 32 based on sensor information J ⁇ b>1 input from the pressure sensor 31 of the gas purification device 3 and the like.
  • the gas refining control unit 73 controls the refining operation of the assist gas G in the gas refining device 3 based on the remaining amount of the assist gas G determined by the remaining gas amount determining unit 72 .
  • the head operation control unit 74 controls the operation of the head driving unit 4 based on the processing information J3 stored in the storage unit 77.
  • the processing information J3 includes information on the workpiece W to be processed by the laser beam Ls, such as the material and shape thereof, and information on processing conditions such as the processing path, the beam shape and output of the laser beam Ls, and the ejection pressure of the assist gas G. and
  • the machining path determination unit 75 extracts the remaining path in real time during laser machining, and obtains the time required to finish machining the remaining path, the amount of assist gas G required, and the like.
  • a remaining path is an unprocessed portion of a machining path during machining.
  • the machining path means one continuously connected irradiation locus among irradiation loci for irradiating one work W with the laser beam Ls for processing.
  • the time measurement unit 76 measures the elapsed time t from the processing start time or from the time specified by the CPU 71 .
  • the storage unit 77 stores information necessary for laser processing and assist gas G management.
  • the information to be stored includes at least the processing information J3 described above, various properties of the gas purified by the gas purification device 3, and information on the capacity of the tank 32.
  • FIG. The output device 62 outputs audio and images based on the audio and image signals sent from the control device 7 .
  • FIG. 2 is a flowchart showing a first operation procedure performed by the laser processing device 91 when the gas pressure is lowered.
  • the storage amount of the assist gas G in the tank 32 corresponds to the gas pressure P detected by the pressure sensor 31 at a constant temperature. Therefore, the gas remaining amount determination unit 72 of the control device 7 grasps the storage amount of the assist gas G in the tank 32 from the gas pressure P detected by the pressure sensor 31 .
  • the following three pressures are set in advance as pressure values that serve as indicators when the gas pressure P of the assist gas G stored in the tank 32 decreases. That is, the lower limit pressure PL, the first pressure P1, and the second pressure P2 are arranged in descending order of pressure.
  • the lower limit pressure PL is a pressure at which there is a high possibility that trouble will occur in laser processing.
  • the first pressure P1 is higher than the lower limit pressure PL, and is a pressure that does not cause immediate problems in laser processing, but warns the operator of pressure drop.
  • the second pressure P2 is higher than the first pressure P1 and is a pressure at which laser processing can be performed without any problems for the time being.
  • the assist gas G is high-purity nitrogen gas, and the capacity of the tank 32 is 1000L.
  • a state in which the tank 32 is filled with the assist gas G at a normal temperature and a gas pressure of, for example, 4.7 MPa is defined as full filling.
  • the gas pressure P in the fully-filled state is referred to as a full-filling pressure PF.
  • the control device 7 operates the gas purifying device 3 to purify the assist gas G and fill the tank 32, and when the tank 32 is full, The operation of the gas refiner 3 is stopped (Step 1).
  • the control device 7 irradiates the work W with the laser beam Ls, jets out the assist gas G, and starts laser processing (Step 2).
  • the remaining amount of gas determination unit 72 monitors the sensor information J1 output from the pressure sensor 31 and determines whether the gas pressure P has become less than the first pressure P1 (Step 3). If the determination is NO in Step 3, the remaining amount of gas determination section 72 continues determination. If the determination is YES in Step 3, the gas purification control unit 73 executes purification of the assist gas G in the gas purification device 3 (Step 4).
  • the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the gas pressure P after Step 4 is higher than the gas pressure P before the purification of the assist gas G in Step 4 (Step 5). If the determination in Step 5 is YES and the pressure is increasing, the gas purification control unit 73 stops the gas purification operation of the gas purification device 3 when the gas pressure P reaches the second pressure P2 (Step 6). After that, the process returns to Step 3 and monitoring of the gas pressure P is continued. If the determination in Step 5 is NO and the pressure is decreased or does not change, the machining path determination unit 75 determines whether or not the machining of the machining path during machining is completed (Step 7).
  • Step 7 when the machining path determination unit 75 determines that the machining of the machining path being processed has not been completed yet (NO in Step 7), the remaining gas amount determination unit 72 determines whether the gas pressure P is less than the lower limit pressure PL. It is determined whether or not (Step 8). If the judgment of Step 8 is NO, the judgment of Step 7 is continued. If the determination in Step 8 is YES, the CPU 71 outputs an alarm from the output device 62 and stops machining at that point (Step 9). An alarm is, for example, an audio or screen display indicating a warning. In this way, when the alarm is output and the machining is stopped, the operator restarts the machining when the tank is filled with the assist gas by the subsequent refining.
  • the operator checks the charging state of the assist gas G. Then, the operator selects whether to continue machining, or determine that the product obtained in the interrupted path is defective and perform the next path machining. In the continuation machining, machining is resumed continuously for the path on which the machining was interrupted. In the next path machining, it moves to the next path and restarts machining from the new path. Then, the operator adjusts settings and the like so that the machining is restarted from a predetermined starting position in the machining selected from the continuation machining and the next path machining, and then instructs restart from the input device.
  • An interrupted stop means a temporary stop at a timing that does not affect the quality during machining, although all the machining steps have not been completed. For example, in a case where there are a plurality of machining paths, a temporary stop at a switching timing at which machining on each machining path is completed and a transition to the next machining path is performed.
  • the gas refining control unit 73 executes the refining operation by the gas refining device 3 (Step 11). Since the laser processing is interrupted and stopped, the gas pressure P rises due to the execution of this refining operation.
  • the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the gas pressure P has returned to the second pressure P2 or higher (Step 12). If the determination in Step 12 is NO, the process returns to Step 11, and the remaining amount of gas determination unit 72 repeats the determination in Step 12. If the determination in Step 12 is YES, the gas purification control unit 73 stops the purification operation of the gas purification device 3 (Step 13).
  • the CPU 71 automatically restarts laser processing (Step 14), monitors the progress of processing, and determines whether or not all processing steps have been completed (Step 15). If the determination in Step 15 is NO, the process returns to Step 3. If the determination in Step 15 is YES, the process ends the first operation.
  • the laser processing device 91 automatically restarts, the operator does not need to check the charging state of the assist gas G each time and press the start button. Therefore, the burden on the worker is reduced.
  • the laser processing device 91 since the laser processing device 91 is automatically restarted, the device does not remain in a stopped state for a long time without the operator noticing that the assist gas G has been filled after the interruption stop. Therefore, the laser processing device 91 always performs processing efficiently without lowering the processing efficiency.
  • the laser processing apparatus 91 executes an interruption stop as a stop mode different from a normal stop due to an alarm.
  • the machining is stopped, and after that, when the gas pressure P becomes equal to or higher than the predetermined pressure due to filling, the stop is automatically canceled and the machining is started. Therefore, during the interruption stop, the operator may recognize the stop state by a method different from a normal alarm, such as sound or screen display. This prevents the operator from opening the door of the processing machine for confirmation, erroneously, for example, as a normal stop due to an alarm or a stop due to the completion of processing in all processes.
  • a normal alarm such as sound or screen display.
  • the laser processing apparatus 91 has a tank 32 that stores the assist gas G and a pressure sensor 31 that measures the gas pressure P in the tank 32, purifies the assist gas G, stores it in the tank 32, and A gas purification device 3 supplied from 32 to the outside, a laser processing head 1 that emits a laser beam Ls and ejects an assist gas G supplied from a tank 32, and a gas pressure P that is less than a preset first pressure P1. and a control device 7 that interrupts and stops the emission of the laser beam Ls from the laser processing head 1 when the laser beam Ls is reduced after finishing the processing of the processing path being processed.
  • the laser processing apparatus 91 does not stop processing in the middle of the processing path during processing even if the remaining amount of the assist gas G decreases and the gas pressure P decreases. Therefore, the quality of the machined portion is not degraded.
  • the laser processing apparatus 91 automatically performs the operation at a timing that can suppress deterioration of the quality of the processed portion even if the remaining amount of the assist gas G decreases and the gas pressure P decreases.
  • the gas pressure P of the assist gas G is automatically increased to a predetermined second pressure P2
  • the machining is automatically restarted. This eliminates the need for the operator to give instructions to stop and restart the operation when the gas pressure P drops, enabling automatic operation.
  • the laser processing device 91 can be easily handled when the gas pressure P is lowered.
  • FIG. 3A is a flowchart showing the first stage of the second operation procedure performed by the laser processing apparatus 91 when the gas pressure is lowered.
  • FIG. 3B is a flow chart showing the latter stage of the second operation procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing apparatus 91.
  • FIG. FIG. 4 is a graph for explaining the remaining consumption time tb determined by the control device 7 included in the laser processing device 91. As shown in FIG.
  • the preset conditions for the second operation are the same as those for the first operation. That is, the following three pressures are set in advance as pressure values that serve as indicators when the gas pressure P of the assist gas G stored in the tank 32 is lowered. That is, the lower limit pressure PL, the first pressure P1, and the second pressure P2 are arranged in descending order of pressure.
  • the lower limit pressure PL is a pressure at which there is a high possibility that trouble will occur in laser processing.
  • the first pressure P1 is higher than the lower limit pressure PL, and is a pressure that does not cause immediate problems in laser processing, but is for calling attention to a pressure drop.
  • the second pressure P2 is higher than the first pressure P1 and is a pressure at which laser processing can be performed without any problems for the time being.
  • the assist gas G is high-purity nitrogen gas, and the capacity of the tank 32 is 1000L.
  • a state in which the tank 32 is filled with the assist gas G at a normal temperature and a gas pressure of, for example, 4.7 MPa is defined as full filling.
  • the gas pressure P in the fully-filled state is hereinafter referred to as a full-filling pressure PF.
  • the control device 7 Before starting laser processing, the control device 7 operates the gas purifier 3 to purify the assist gas G and fill the tank 32 with it. When the tank 32 is fully filled, the operation of the gas purifier 3 is stopped (Step A1). Thereafter, in Step A2, the control device 7 irradiates the work W with the laser beam Ls, ejects the assist gas G, and starts laser processing (time t1 in FIG. 4).
  • the remaining amount of gas determination unit 72 monitors sensor information J1 output from the pressure sensor 31, and determines whether or not the gas pressure P has become less than the first pressure P1 (Step A3).
  • Step A3 the time is between time t1 and time t2 in FIG. 4, and the remaining amount of gas determination unit 72 continues determination. If the determination in Step A3 is YES, the time is time t2 in FIG. 4, and the machining path determination unit 75 extracts the remaining path, which is the unprocessed portion of the machining path at that time, and obtains the required machining time ta. . The required machining time ta is the time required for machining the remaining path. Further, the remaining amount of gas determination unit 72 obtains the remaining amount consumption time tb under the processing conditions of the remaining path extracted by the processing path determination unit 75 (Step A4).
  • the remaining consumption time tb is the time required to consume the remaining assist gas G to the lower limit pressure PL (time t3 in FIG. 4). Furthermore, the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the remaining amount consumption time tb is longer than the required processing time ta (Step A5).
  • Step A5 If the determination in Step A5 is NO, the gas refining control unit 73 executes the stopped refining operation (Step A6). After that, the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the pressure is increasing based on the sensor information J1 coming from the pressure sensor 31 (Step A7).
  • Step A7 If the determination in Step A7 is YES and the pressure is increasing, the gas purification control unit 73 stops the gas purification operation of the gas purification device 3 when the gas pressure P reaches the second pressure P2 (time t4 in FIG. 4). (Step A8). After that, the process returns to Step A3 and monitoring of the gas pressure P is continued. If the determination in Step A7 is NO and the pressure is decreased or does not change, as shown in FIG. 3B, the machining path determination unit 75 determines whether or not the machining of the machining path during machining is completed (Step A9).
  • Step A5 determines whether or not the machining of the machining path in progress has been completed.
  • Step A10 determines whether the gas pressure P is less than the lower limit pressure PL. Determine (Step A10). If the judgment of Step A10 is NO, the judgment of Step A9 is continued. If the determination in Step A10 is YES, the CPU 71 outputs an alarm from the output device 62 and stops machining at that point (Step A11). An alarm is, for example, an audio or screen display indicating a warning. Also in this second operation, when the alarm is output and the machining is stopped, the operator restarts the machining when the tank is filled with the assist gas G by executing the subsequent refining.
  • the operator checks the charging state of the assist gas G. and. The operator selects whether to continue machining, or determine that the product obtained through the interrupted path is defective and perform machining on the next path. In the continuation machining, machining is resumed continuously for the path on which the machining was interrupted. In the next path machining, it moves to the next path and restarts machining from the new path. Then, the operator adjusts settings and the like so that the machining is restarted from a predetermined starting position in the machining selected from the continuation machining and the next path machining, and then instructs restart from the input device.
  • Step A12 When the machining path determination unit 75 determines that the machining of the machining path being processed has been completed (YES in Step A9), the CPU 71 interrupts and stops the machining operation (Step A12).
  • the gas refining control unit 73 executes the refining operation by the gas refining device 3 (Step A13). Since the laser processing is interrupted and stopped, the gas pressure P rises due to the execution of this refining operation. The gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the gas pressure P has returned to the second pressure P2 or higher (Step A14).
  • Step A14 If the determination in Step A14 is NO, the process returns to Step A13, and the remaining gas amount determination unit 72 repeatedly executes the determination in Step A14. If the determination in Step A14 is YES, the gas purification control unit 73 stops the purification operation of the gas purification device 3 (Step A15). Further, the CPU 71 restarts the laser processing (Step A16), monitors the progress of the processing, and determines whether or not all the processing steps have been completed (Step A17). If the determination in Step A17 is NO, the process returns to Step A3, and if YES, the process ends the second operation.
  • Step A4 of the second operation when the gas pressure P is lowered to the first pressure P1, the laser processing apparatus 91 calculates the required processing time ta for the remaining path and the remaining assist gas when continuing the processing.
  • the residual consumption time tb which is the time until the gas pressure P of G reaches the lower limit pressure PL, is compared. As a result of the comparison, if the remaining consumption time tb is shorter, the purification operation by the gas purification device 3 is started.
  • the laser processing device 91 can perform the second operation and is easy to handle. Further, by executing the second operation, the laser processing apparatus 91 may stop the laser processing in the middle of the processing path even if an unexpected increase in the consumption of the assist gas G or an increase in the processing time occurs. can be further reduced.
  • the laser processing apparatus and laser processing method of the embodiments of the present invention are not limited to the configurations and procedures described above, and may be modified without departing from the gist of the present invention.
  • the stabilizing operation may be performed as shown in the flow chart of FIG. 5 while the laser processing is interrupted and stopped, that is, while the interrupt is stopped.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a subroutine for executing stabilization operation between BA and BB in the second flow chart.
  • the stabilizing operation is executed by operating the stabilizing operation executing section 5 shown in FIG. 1 under the control of the CPU 71 .
  • the stabilizing operation execution unit 5 performs cleaning of the nozzle 12 or dust removal from a dust collector (not shown). As a result, the laser beam Ls can be emitted from the nozzle 12 or the dust collection operation can be performed satisfactorily.
  • the stabilizing operation as shown in FIG. 3B, after executing the interrupt stop of machining (Step A12), corresponds to Steps A13 to A15 in FIG. 3B, while executing Steps AB1 to Step AB3 in FIG. (Step AB4).
  • the CPU 71 stops the stabilizing operation (Step AB5) when the execution of the stabilizing operation is completed, or when the refining operation of the assist gas G is stopped even during the execution of the stabilizing operation (Step AB3). . This eliminates the need to independently perform the stabilization operation, and improves the operating efficiency of the laser processing apparatus 91 .
  • the second pressure P2 may be the same as the full filling pressure PF.
  • the laser processing apparatus 91 has been described as performing laser processing using one type of assist gas G, the laser processing apparatus 91B may be configured to selectively use a plurality of assist gases G to perform laser processing.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a laser processing device 91B, which is a modification of the laser processing device 91.
  • the laser processing device 91B is different in that it has a gas purification device 3B and a control device 7B instead of the gas purification device 3 and the control device 7 in the laser processing device 91, and other configurations are the same.
  • the gas purifying device 3B and the control device 7B which are different configurations from the laser processing device 91, will be described in detail below.
  • the control device 7B has a gas setting section 78 in addition to the configuration of the control device 7.
  • the gas purifier 3B has a plurality of gas purifiers.
  • the gas purifier 3B has two gas purifiers, a first gas purifier 3a and a second gas purifier 3b, and a gas switch 33.
  • the first gas purification device 3a has a first tank 32a and a first pressure sensor 31a.
  • the second gas purification device 3b has a second tank 32b and a second pressure sensor 31b.
  • the first gas refiner 3a refines the nitrogen gas Ga as the first assist gas and stores it in the first tank 32a.
  • the first pressure sensor 31a measures the pressure of the nitrogen gas Ga in the first tank 32a, and outputs the measurement result as the first sensor information J11 to the remaining gas amount determining section 72 of the control device 7B.
  • the second gas refiner 3b refines the oxygen gas Gb as the second assist gas and stores it in the second tank 32b.
  • the second pressure sensor 31b measures the pressure of the oxygen gas Gb in the second tank 32b, and sends the measurement result as the second sensor information J12 to the remaining gas amount determining section 72 of the control device 7B.
  • the supply method of the oxygen gas Gb includes various methods such as a method using the above-described refining device and a method using liquid oxygen, and is not limited. Here, for the sake of convenience, a method using a refiner will be described.
  • the gas switch 33 is arranged between the assist gas path between the first tank 32 a and the second tank 32 b and the laser processing head 1 .
  • the gas switcher 33 selectively passes one of the nitrogen gas Ga from the first tank 32a and the oxygen gas Gb from the second tank 32b in an arbitrary amount and supplies it to the laser processing head 1. .
  • the gas switching operation and flow rate adjustment in the gas switching device 33 are controlled by the gas setting section 78 of the control device 7B.
  • the control device 7B of the laser processing device 91B automatically executes a plurality of jobs in the processing order set in advance by the job schedule SC when one job is defined as one unit of processing operation for obtaining a product.
  • a processing program for each job is stored in the storage unit 77 included in the processing information J3.
  • the job schedule SC is stored in the storage unit 77 as schedule information J4 in association with each job.
  • FIG. 7 is a diagram showing job schedules SC of jobs M1 to M5.
  • job M1, job M2, and job M5 are jobs that obtain products using nitrogen gas Ga as an assist gas.
  • Job M3 and job M4 are jobs for obtaining products using oxygen gas Gb as an assist gas.
  • the control device 7B automatically executes laser processing in order from the job M1.
  • FIG. 8A is a flow chart showing the first stage of the operation procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing device 91B.
  • FIG. 8B is a flowchart showing the latter stage of the operation procedure when the gas pressure is lowered, which is executed by the laser processing device 91B.
  • FIG. 9 is a diagram showing pressure changes of the gases Ga and Gb in the operation performed by the laser processing apparatus 91B when the gas pressure is lowered.
  • nitrogen gas Ga and oxygen gas Gb may be indicated as gas Ga and gas Gb, respectively.
  • the front stage shown in FIG. 8A substantially corresponds to the front stage of the second operation shown in FIG. 3A in the embodiment.
  • the preset conditions for the operation of the laser processing device 91B when the gas pressure is lowered conform to the second operation in the laser processing device 91 of the embodiment. That is, the following three pressures are set in advance as pressure values that serve as indicators when the gas pressure P of the nitrogen gas Ga and the oxygen gas Gb stored in the first tank 32a and the second tank 32b is lowered. Keep That is, the lower limit pressure PL, the first pressure P1, and the second pressure P2 are arranged in descending order of pressure.
  • the lower limit pressure PL is a pressure at which there is a high possibility that trouble will occur in laser processing.
  • the first pressure P1 is higher than the lower limit pressure PL and does not immediately cause trouble in the laser processing, but is a pressure to call attention to pressure drop.
  • the second pressure P2 is higher than the first pressure P1 and is a pressure at which laser processing can be performed without any problems for the time being.
  • each of the first tank 32a and the second tank 32b is, for example, 1000L.
  • a state in which the first tank 32a is filled with nitrogen gas Ga at room temperature at a gas pressure of, for example, 4.7 MPa is referred to as full filling.
  • the gas pressure P in the fully-filled state be the full-filling pressure PF.
  • the CPU 71 of the control device 7B operates the gas purification device 3B to purify the nitrogen gas Ga and the oxygen gas Gb, and Fill the tank 32b.
  • the operation of the gas purifier 3B is stopped (Step B1).
  • the CPU 71 starts laser processing of the job M1, which is the first job, based on the job schedule SC (Step B2).
  • the gas remaining amount determination unit 72 monitors the first sensor information J11 output from the first pressure sensor 31a, and determines whether the gas pressure P has become less than the first pressure P1 (Step B3).
  • Step B3 the gas remaining amount determination unit 72 continues determination. If the determination in Step B3 is YES, the machining path determination unit 75 extracts the remaining path, which is the unmachined portion of the machining path at that time, and obtains the required machining time ta. The required machining time ta is the time required for machining the remaining path. Further, the remaining amount of gas determination unit 72 obtains the remaining amount consumption time tb, which is the time for consuming the remaining nitrogen gas Ga to the lower limit pressure PL under the machining conditions of the remaining path extracted by the processing path determination unit 75 (Step B4 ). Furthermore, the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the remaining amount consumption time tb is longer than the required processing time ta (Step B5).
  • Step B5 determines whether or not the pressure is increasing based on the first sensor information J11 coming from the first pressure sensor 31a (Step B7).
  • Step B7 If the determination in Step B7 is YES and the pressure is increasing, the gas purification control unit 73 stops the nitrogen gas Ga purification operation of the gas purification device 3B when the gas pressure P reaches the second pressure P2 (Step B8). . After that, the process returns to Step B3 and monitoring of the gas pressure P is continued. If the determination in Step B7 is NO and the pressure is lowered or does not change, as shown in FIG. ).
  • Step B5 determines whether or not the machining of the machining path in the job M1 being processed has been completed.
  • Step B10 determines that the gas pressure P of the nitrogen gas Ga is the lower limit pressure PL It is determined whether or not it is less than (Step B10). If the judgment of Step B10 is NO, the judgment of Step B9 is continued. If the determination in Step B10 is YES, the CPU 71 interrupts and stops the machining operation (Step B12).
  • Step B9 when the machining path determination unit 75 determines that the machining of the machining path of the job M1 being processed has been completed (YES in Step B9), the CPU 71 interrupts and stops the machining operation (Step B12).
  • the CPU 71 executes purification of the nitrogen gas Ga (Step B13).
  • the CPU 71 also refers to the job schedule SC to determine whether or not there is a job that uses a gas other than the nitrogen gas Ga as an assist gas. In this example, it is determined whether or not there is a job using the oxygen gas Gb as the assist gas (Step B16).
  • Step B16 determines NO in Step B16, and the process proceeds to Step B14.
  • the gas remaining amount determination unit 72 determines whether or not the pressure in the first tank 32a is equal to or higher than the second pressure P2 based on the first sensor information J11 (Ste B14). In Step B14, if the gas remaining amount determination unit 72 determines NO, the gas refining control unit 73 continues refining the nitrogen gas Ga (Step B13). If the gas remaining amount determination unit 72 determines YES, the gas refining control unit 73 stops refining (Step B15).
  • the job schedule SC in this example includes jobs M3 and M4 that use the oxygen gas Gb as the assist gas, so the CPU 71 determines YES in Step B16.
  • the gas remaining amount determination unit 72 refers to the second sensor information J12 from the second pressure sensor 31b, and determines whether or not the pressure inside the second tank 32b is equal to or higher than the second pressure P2 (Step B17).
  • Step B18 the gas purification control unit 73 executes purification of the oxygen gas Gb (Step B18).
  • the remaining gas amount determining unit 72 monitors the second sensor information J12 to determine whether or not the pressure in the second tank 32b is equal to or higher than the second pressure P2 (Step B19). It continues to determine whether the pressure in the tank 32b is equal to or higher than the second pressure P2. If the remaining amount of gas determining unit 72 determines YES in Step B19, the CPU 71 stops refining the oxygen gas Gb (Step B20), and the process proceeds to Step B21.
  • the gas setting unit 78 selects, for example, the job M3 as the second job from among the jobs M3 and M4 that use the oxygen gas Gb as the assist gas (Step B21 ).
  • the second job is a job that is executed following the first job that has been interrupted and stopped because it precedes it.
  • the reason for selecting which job is not limited to being preceding in the job schedule SC. For example, if there is a job whose processing can be completed based on the residual pressure of the oxygen gas Gb at that time, that job may be selected preferentially, and the reason for selection can be freely set.
  • the CPU 71 executes the job selected in Step B21 (Step B22).
  • FIG. 9 is a diagram showing pressure changes of the gases Ga and Gb in the operation performed by the laser processing apparatus 91B when the gas pressure is lowered.
  • Time tB1 in FIG. 9 corresponds to Step B2 in FIG. 8A.
  • the gas pressure Pa of the nitrogen gas Ga is gradually lowered.
  • Time tB2 corresponds to the interruption stop of Step B12 in FIG. 8B.
  • the refinement of Step B13 is executed, and the gas pressure Pa of the nitrogen gas Ga increases.
  • Time tB3 corresponds to execution of the selected job shown in Step B22. After time tB3, job M3 using the selected oxygen gas Gb is executed, and gas pressure Pb of oxygen gas Gb decreases. Time tB4 corresponds to stopping the purification of nitrogen gas Ga in Step B15. After time tB4, jobs using nitrogen gas Ga can be executed.
  • Step B22 After time tB5 in FIG. 9, the job M1 is restarted after Step B22. That is, job M3 ends at time tB5 (Step B23), and purification of oxygen gas Gb is started. As a result, the gas pressure Pb rises from time tB5 until time tB7 when the fuel cell is fully charged. After job M3 ends at time tB5, the remaining machining of job M1 using nitrogen gas Ga is resumed at time tB6 (Step B24), and gas pressure Pa decreases. After that, in Step B25, the remaining machining of the job M1 using the nitrogen gas Ga is completed (the time when the remaining machining of the job M1 is completed is not shown in FIG. 9). Then, the purification of nitrogen gas Ga is started again and the gas pressure Pa rises.
  • the modified laser processing apparatus 91B described in detail above has a configuration that enables laser processing using a plurality of types of assist gases.
  • the laser processing device 91B executes jobs according to a job schedule that determines the execution order of a plurality of jobs.
  • the laser processing apparatus 91B purifies the first assist gas and waits until it is fully charged with another assist gas. determines whether or not there is a job. If there is a job using another assist gas, the job using the other assist gas is executed first during the refining of the first assist gas. The laser processing device 91B automatically executes this series of operations.
  • the laser processing device 91B and the laser processing method executed by the laser processing device 91B are easy to handle when the gas pressure of the assist gas is lowered, and the time to complete the job schedule can be shortened.
  • This effect can be obtained regardless of the method of supplying the assist gas.
  • the same effect can be obtained when the supply source of the oxygen gas Gb is a liquid oxygen facility that obtains oxygen gas from liquid oxygen and supplies it to the laser processing head 1 instead of the refiner.
  • Nitrogen gas and oxygen gas have been described as multiple types of assist gases, but assist gases are not limited to these.
  • other types of gas such as argon gas and air may be used.
  • the laser processing apparatus includes tanks 32, 32a, and 32b that store assist gases G, Ga, and Gb, and a pressure sensor 31 that measures gas pressures P, Pa, and Pb in the tanks 32, 32a, and 32b.
  • 31a, 31b for purifying the assist gases G, Ga, Gb, storing them in tanks 32, 32a, 32b and supplying them to the outside from the tanks 32, 32a, 32b; Ls and the assist gases G, Ga and Gb supplied from the tanks 32, 32a and 32b are injected, and the gas pressures P, Pa and Pb are reduced to less than a preset first pressure P1.
  • the control device 7, 7B is provided for interrupting and stopping the injection of the laser beam Ls from the laser processing head 1 after finishing the processing of the processing path being processed.
  • the laser processing apparatus even if the remaining amount of the assist gas G decreases and the gas pressures P, Pa, and Pb decrease, the processing does not stop in the middle of the processing path during processing. Therefore, the quality of the machined portion is not degraded. Further, when the gas pressures P, Pa, and Pb are lowered, the operation is automatically stopped by the laser processing devices 91 and 91B instead of the operator. Therefore, the laser processing apparatuses 91 and 91B can be easily handled when the gas pressure P is lowered.
  • the controllers 7 and 7B purify the assist gases G, Ga, and Gb after the interruption stop, and the gas pressures P, Pa, and Pb are higher than the first pressure P1.
  • the stop is released, the next processing path is moved, and the laser processing is automatically continued.
  • the laser processing apparatus even if the remaining amount of the assist gases G, Ga, Gb decreases and the gas pressures P, Pa, Pb decrease, it is possible to suppress deterioration in the quality of the processed portion.
  • the gas pressures P, Pa, and Pb of the assist gases G, Ga, and Gb are automatically increased to a predetermined second pressure P2, the machining is automatically restarted.
  • the laser processing apparatuses 91 and 91B are easier to handle when the gas pressures P, Pa and Pb are lowered.
  • control devices 7 and 7B control the time from when the gas pressures P, Pa, and Pb decrease to less than the first pressure P1 until the processing of the processing path being processed is finished.
  • a certain required machining time ta and a remaining consumption time tb which is the time required for the gas pressures P, Pa, and Pb to reach the lower limit pressure PL lower than the preset first pressure P1, are obtained and compared to determine the required machining time ta.
  • the gas purifiers 3 and 3B are controlled to start purifying the assist gas G.
  • the laser processing apparatus even if an unexpected increase in the consumption of the assist gases G, Ga, Gb or an increase in the processing time occurs, the possibility of the laser processing being stopped in the middle of the processing path is reduced. can be reduced.
  • the laser processing apparatus includes a stabilizing operation execution unit 5 that cleans the nozzle 12 of the laser processing head 1 or shakes off dust from the dust collector, and the control devices 7 and 7B execute interrupt stop. During this time, the stabilizing operation executing section 5 is operated.
  • the laser beam Ls can be emitted from the nozzle 12 or the dust collection operation can be performed satisfactorily.
  • the gas pressures P, Pa, and Pb of the tanks 32, 32a, and 32b that store the assist gases G, Ga, and Gb used for laser processing are preliminarily set during the laser processing of the workpiece W.
  • the pressure is reduced to less than the set first pressure P1, an interrupting stop is performed to stop the injection of the laser beam Ls to the workpiece W after finishing the machining path during machining.
  • the laser processing method even if the remaining amount of the assist gases G, Ga, Gb decreases and the gas pressures P, Pa, Pb decrease, the processing does not stop in the middle of the processing path during processing. . Therefore, the quality of the machined portion is not degraded. Further, when the gas pressures P, Pa, and Pb are lowered, the operation is automatically stopped by the laser processing devices 91 and 91B instead of the operator. Therefore, the laser processing apparatuses 91 and 91B can be easily handled when the gas pressures P, Pa and Pb are lowered.
  • the laser processing method purifies the assist gases G, Ga, and Gb after stopping the interruption, and when the gas pressures P, Pa, and Pb reach a pressure higher than the first pressure P1, Release the stop, move to the next processing path, and continue laser processing automatically.
  • the laser processing method even if the remaining amount of the assist gases G, Ga, Gb decreases and the gas pressures P, Pa, Pb decrease, deterioration of the quality of the processed portion can be suppressed.
  • the gas pressures P, Pa, and Pb of the assist gases G, Ga, and Gb are automatically increased to a predetermined second pressure P2, the machining is automatically restarted.
  • the laser processing apparatuses 91 and 91B are easier to handle when the gas pressures P, Pa and Pb are lowered.
  • the assist gas G includes a first assist gas Ga and a second assist gas Gb different from the first assist gas Ga.
  • a control device including a second pressure sensor 31b that measures the gas pressure Pb inside the 7B executes processing in accordance with the job schedule SC that defines the processing order of a plurality of jobs, interrupts the processing of the first job using the first assist gas Ga, and then executes the second assist gas Ga in the job schedule SC. It is determined whether or not there is a second job using Gb, and if it is determined that there is a second job, the second job is executed.
  • the laser processing apparatus it is easy to handle when the gas pressures Pa and Pb of the assist gases Ga and Gb are lowered, and the completion time of the job schedule can be shortened.
  • control device 7B refines the first assist gas Ga while executing the second job.
  • the laser processing apparatus it is easy to handle when the gas pressures Pa and Pb of the assist gases Ga and Gb are lowered, and the completion time of the job schedule can be shortened more reliably.
  • the assist gas G includes a first assist gas Ga and a second assist gas Gb different from the first assist gas Ga, and laser processing is performed using the first assist gas Ga. If the job schedule SC includes the first job using the gas Ga and the second job using the second assist gas Gb, and the interrupt stop is executed in the first job, the second job is executed after the interrupt stop.
  • the laser processing method it is easy to handle when the gas pressures Pa and Pb of the assist gases Ga and Gb are lowered, and the time to complete the job schedule can be shortened.

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Abstract

レーザ加工装置(91)は、アシストガス(G)を貯蔵するタンク(32)及びタンク(32)内のガス圧(P)を測定する圧力センサ(31)を有し、アシストガス(G)を精製してタンク(32)に貯蔵すると共にタンク(32)から外部に供給するガス精製装置(3)と、レーザビーム(Ls)を射出し、タンク(32)から供給されたアシストガス(G)を噴出するレーザ加工ヘッド(1)と、ガス圧(P)が予め設定された第１圧力(P1)未満に減少した場合に、レーザビーム(Ls)のレーザ加工ヘッド(1)からの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う制御装置(7)と、を備えている。

Description

レーザ加工装置及びレーザ加工方法
　本発明はレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
　特許文献１に、レーザ加工機において、レーザ加工に用いるアシストガスのガス圧が設定値以下になった場合の動作制御方法が記載されている。このレーザ加工機は、ガス圧が第１の設定値以下になった場合に、警告と以降加工可能な残時間とを表示手段に表示し、その後、ガス圧が第１の設定値より低い第２の設定値以下になった場合、又は残時間が経過した場合にレーザ加工機を停止するようになっている。
特開平３－２８５７８２号公報
　特許文献１に記載されたレーザ加工機は、ガス圧が第１の設定値以下になった場合に、警告を出すが動作は直ちに停止しない。そのため、加工の連続性は維持され加工品質が低下する虞はない。しかしながら、特許文献１に記載されたレーザ加工機は、警告を出した後の動作停止を、作業者が、警告と共に表示される残りの加工時間を参照して手作業で行う必要がある。そのため、そのレーザ加工機は、作業者の負担が大きく自動運転に不向きであって、ガス圧が低下した場合の取り扱いが容易ではない。
　本発明の一態様に係るレーザ加工装置は、アシストガスを貯蔵するタンク及び前記タンク内のガス圧を測定する圧力センサを有し、前記アシストガスを精製して前記タンクに貯蔵すると共に前記タンクから外部に供給するガス精製装置と、レーザビームを射出し、前記タンクから供給された前記アシストガスを噴出するレーザ加工ヘッドと、前記ガス圧が予め設定された第１圧力未満に減少した場合に、前記レーザビームの前記レーザ加工ヘッドからの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う制御装置と、を備える。
　このレーザ加工装置の一態様によれば、ガス圧が低下した場合の動作停止を、作業者ではなくレーザ加工装置が自動的に行うので、ガス圧が低下した場合の取り扱いが容易である。
　本発明の一態様に係るレーザ加工方法は、レーザ加工に用いるアシストガスを貯蔵するタンクのガス圧が、ワークのレーザ加工中に予め設定された第１圧力未満に減少した場合に、前記ワークに対するレーザビームの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う。
　このレーザ加工方法の一態様によれば、ガス圧が低下した場合の動作停止を、作業者ではなくレーザ加工装置が自動的に行うので、ガス圧が低下した場合の取り扱いが容易である。
　即ち、本発明の一態様によれば、ガス圧が低下した場合の取り扱いが容易である。
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の実施例であるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。 図２は、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の第１の動作手順を示すフロー図である。 図３Ａは、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の第２の動作手順の前段を示すフロー図である。 図３Ｂは、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の第２の動作手順の後段を示すフロー図である。 図４は、レーザ加工装置が備える制御装置が判定する残量消費時間ｔｂを説明するためのグラフである。 図５は、第２のフロー図におけるＢＡ－ＢＢ間で安定化動作を実行する場合のサブルーチンを示すフロー図である。 図６は、レーザ加工装置の変形例であるレーザ加工装置９１Ｂの構成を示すブロック図である。 図７は、ジョブＭ１～Ｍ５のジョブスケジュールＳＣを示す図である。 図８Ａは、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の動作手順の前段を示すフロー図である。 図８Ｂは、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の動作手順の後段を示すフロー図である。 図９は、レーザ加工装置が実行するガス圧低下時の動作におけるガスＧａ，Ｇｂの圧力変化を示した図である。
　以下、図面を参照しながら、実施形態に係るレーザ加工装置、及びレーザ加工方法について説明する。なお、同一の機能を有する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（実施例）
　本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の実施例であるレーザ加工装置の構成を、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の実施例であるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
　図１に示されるように、レーザ加工装置９１は、レーザ加工ヘッド１，レーザ発振器２，ガス精製装置３，ヘッド駆動部４，制御装置７，及びワークテーブル８１を備えている。レーザ加工ヘッド１は、ヘッド本体部１１とヘッド本体部１１の先端に取り付けられたノズル１２とを有する。ヘッド本体部１１の内部には、光学系動作部１３が収められている。レーザ発振器２は、レーザビームＬｓを生成してヘッド本体部１１に供給する。ヘッド本体部１１に供給されたレーザビームＬｓは、光束形状及び焦点位置などが光学系動作部１３の動作によって調整され、ノズル１２の先端からワークテーブル８１に載置されたワークＷに向けて射出される。
　ガス精製装置３は、いわゆるＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式によって窒素ガスを精製し、レーザ加工に用いるアシストガスＧとしてタンク３２に貯蔵する。ガス精製装置３は、レーザ加工時に、タンク３２に貯蔵したアシストガスＧを外部のヘッド本体部１１に任意の供給圧力で供給する。ヘッド本体部１１に供給されたアシストガスＧは、供給圧力に対応した噴出圧力でノズル１２からワークＷに向けて噴出する。ガス精製装置３は、タンク３２に貯蔵されたアシストガスＧの貯蔵圧力であるガス圧Ｐを測定する圧力センサ３１を有する。
　ヘッド駆動部４は、ワークＷに対するレーザ加工ヘッド１の位置を３次元的に移動する。制御装置７は、レーザ発振器２，ガス精製装置３，光学系動作部１３，及びヘッド駆動部４の動作を、入力装置６１から入力された入力情報Ｊ２とガス精製装置３の圧力センサ３１からのセンサ情報Ｊ１とに基づいて制御する。入力装置６１は、キーボード或いはタッチセンサ付き画像表示部などである。
　制御装置７は、中央処理装置であるＣＰＵ７１（Central Processing Unit），ガス残量判定部７２，ガス精製制御部７３，ヘッド動作制御部７４，加工経路判定部７５，時間計測部７６，及び記憶部７７を有する。ガス残量判定部７２は、ガス精製装置３の圧力センサ３１から入来するセンサ情報Ｊ１などに基づいて、タンク３２内に残留するアシストガスＧの残量を求める。ガス精製制御部７３は、ガス残量判定部７２が判定したアシストガスＧの残量などに基づいて、ガス精製装置３におけるアシストガスＧの精製動作を制御する。
　ヘッド動作制御部７４は、記憶部７７に記憶された加工情報Ｊ３に基づいてヘッド駆動部４の動作を制御する。加工情報Ｊ３は、レーザビームＬｓによって加工するワークＷの材質及び形状などのワークに関する情報と、加工経路，レーザビームＬｓの光束形状及び出力，並びに，アシストガスＧの噴出圧力などの加工条件に関する情報とを含んでいる。
　加工経路判定部７５は、レーザ加工中に、残経路をリアルタイムで抽出し、その残経路を加工し終えるまでに必要な時間及び必要なアシストガスＧの量などを求める。残経路は、加工中の加工経路における未加工の部分である。ここで加工経路は、一つのワークＷに対し、加工のためにレーザビームＬｓを照射する照射軌跡のうち、連続的に繋がっている一つの照射軌跡を意味する。
　時間計測部７６は、加工開始時刻から、又はＣＰＵ７１から指定された時刻からの経過時間ｔを計測する。記憶部７７は、レーザ加工及びアシストガスＧの管理に必要な情報を記憶する。記憶する情報には、少なくとも、既述の加工情報Ｊ３，ガス精製装置３で精製するガスの諸性状，及びタンク３２の容量の情報を含む。出力装置６２は、制御装置７から送出された音声信号及び画像信号に基づく音声及び画像を出力する。
　レーザ加工装置９１は、加工時間の経過に伴ってガス精製装置３のタンク３２内のアシストガスＧの貯蔵量が低下すると、次に説明する第１の動作を実行して加工品質が低下することを防止する。第１の動作の説明は図２を参照して行う。図２は、レーザ加工装置９１が実行するガス圧低下時の第１の動作手順を示すフロー図である。
（第１の動作）
　タンク３２におけるアシストガスＧの貯蔵量は、一定温度において圧力センサ３１が検出するガス圧Ｐに対応する。そこで、制御装置７のガス残量判定部７２は、タンク３２内のアシストガスＧの貯蔵量を、圧力センサ３１が検出するガス圧Ｐにより把握する。
　予め、タンク３２に貯蔵されたアシストガスＧのガス圧Ｐが低下した際の指標となる圧力値として次の３つの圧力を設定しておく。すなわち、圧力が低い順に、下限圧力ＰＬ，第１圧力Ｐ１，第２圧力Ｐ２である。下限圧力ＰＬは、レーザ加工に支障が生じる可能性が高い圧力である。第１圧力Ｐ１は、下限圧力ＰＬより高くレーザ加工には支障が直ちに生じないが圧力低下の注意を作業者に促すための圧力である。第２圧力Ｐ２は、第１圧力Ｐ１よりも高く、当面支障なくレーザ加工を実行可能な圧力である。
　例えば、アシストガスＧは高純度の窒素ガスであり、タンク３２の容量は１０００Ｌである。このタンク３２に、常温でアシストガスＧが例えば４．７ＭＰａのガス圧で充填された状態を満充填とする。以下、満充填状態でのガス圧Ｐを満充填圧力ＰＦとする。
　図２に示されるように、レーザ加工を開始する前に、制御装置７は、ガス精製装置３を動作させてアシストガスＧを精製してタンク３２に充填し、タンク３２が満充填となったらガス精製装置３の動作を停止する（Ｓｔｅｐ１）。制御装置７は、ワークＷに対しレーザビームＬｓを照射し、アシストガスＧを噴出してレーザ加工を開始する（Ｓｔｅｐ２）。
　ガス残量判定部７２は、圧力センサ３１から出力されるセンサ情報Ｊ１を監視し、ガス圧Ｐが第１圧力Ｐ１未満になったか否かを判定する（Ｓｔｅｐ３）。Ｓｔｅｐ３において判定がＮＯの場合、ガス残量判定部７２は判定を継続する。Ｓｔｅｐ３において判定がＹＥＳの場合、ガス精製制御部７３は、ガス精製装置３におけるアシストガスＧの精製を実行する（Ｓｔｅｐ４）。
　ガス残量判定部７２は、Ｓｔｅｐ４のアシストガスＧの精製を実行する前のガス圧Ｐに対し、Ｓｔｅｐ４を実行した後のガス圧Ｐが増大しているか否かを判定する（Ｓｔｅｐ５）。Ｓｔｅｐ５の判定がＹＥＳで圧力が増大している場合、ガス精製制御部７３は、ガス圧Ｐが第２圧力Ｐ２に達したら、ガス精製装置３のガス精製動作を停止する（Ｓｔｅｐ６）。その後、処理はＳｔｅｐ３へ戻りガス圧Ｐの監視が継続される。Ｓｔｅｐ５の判定がＮＯで圧力が低下又は変わらない場合、加工経路判定部７５は加工中の加工経路の加工が終了したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ７）。
　Ｓｔｅｐ７において、加工経路判定部７５が加工中の加工経路の加工がまだ終了していないと判定したら（Ｓｔｅｐ７でＮＯ）、ガス残量判定部７２は、ガス圧Ｐが下限圧力ＰＬ未満であるか否かを判定する（Ｓｔｅｐ８）。Ｓｔｅｐ８の判定がＮＯであれば、Ｓｔｅｐ７の判定を継続する。Ｓｔｅｐ８の判定がＹＥＳであれば、ＣＰＵ７１は、アラームを出力装置６２から出力し、加工をその時点で停止する（Ｓｔｅｐ９）。アラームは、例えば、警告を示す音声又は画面表示などである。このように、アラームが出力されて加工が停止した場合、その後の精製の実行によってアシストガスがタンクに充填されたら、作業者は加工を再開させる。加工の再開において、作業者は、アシストガスＧの充填状態を確認する。そして、作業者は、継続加工を実行するか、加工が中断された経路で得られる製品は不良品と判断し、次経路加工を実行するか、の選択をする。継続加工では、加工が中断された経路に対して継続して加工を再開する。次経路加工では、次の経路に移動して新たな経路から加工を再開する。そして、作業者は、継続加工及び次経路加工のうち選択した方の加工における所定の開始位置から加工を再開するように設定等を調整してからリスタートを入力装置から指示する。
　加工経路判定部７５が加工中の加工経路の加工が終了したと判定したら（Ｓｔｅｐ７でＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、加工動作を割り込み停止する（Ｓｔｅｐ１０）。割り込み停止は、加工の全工程は未終了であるが、加工途中の品質に影響のないタイミングでの一時停止を意味する。例えば、複数の加工経路がある場合の、それぞれの加工経路の加工が終了して次の加工経路へ移行する切替タイミングでの一時停止など、が該当する。
　割り込み停止後、ガス精製制御部７３は、ガス精製装置３による精製動作を実行する（Ｓｔｅｐ１１）。レーザ加工は割り込み停止状態なので、この精製動作の実行によりガス圧Ｐは上昇する。ガス残量判定部７２は、ガス圧Ｐが第２圧力Ｐ２以上に復帰したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１２）。Ｓｔｅｐ１２の判定がＮＯの場合、処理はＳｔｅｐ１１に戻り、ガス残量判定部７２は、Ｓｔｅｐ１２の判定を繰り返し実行する。Ｓｔｅｐ１２の判定がＹＥＳの場合、ガス精製制御部７３は、ガス精製装置３の精製動作を停止する（Ｓｔｅｐ１３）。
　ＣＰＵ７１は、レーザ加工を自動的にリスタートし（Ｓｔｅｐ１４）、加工の進捗を監視して加工の全工程が終了したか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１５）。Ｓｔｅｐ１５の判定がＮＯの場合、処理はＳｔｅｐ３に戻る。Ｓｔｅｐ１５の判定がＹＥＳの場合、処理は第１の動作を終了する。
　このように、レーザ加工装置９１は、自動的にリスタートするので、作業者は、アシストガスＧの充填状態を都度確認してスタートボタンを押すなどの作業が不要である。そのため、作業者の負担が軽減される。また、レーザ加工装置９１は、自動的にリスタートするので、割り込み停止後にアシストガスＧが充填されたことを作業者が気付かず装置が長時間停止状態となることはない。そのため、レーザ加工装置９１は、加工効率が低下することなく常に効率的に加工が行われる。また、レーザ加工装置９１は、通常のアラームによる停止とは異なる停止モードとして、割り込み停止を実行する。割り込み停止では、アシストガスＧのガス圧Ｐが所定値未満に低下したら加工を停止し、その後、充填によってガス圧Ｐが所定圧力以上になったら自動的に停止を解除して加工を開始する。そのため、割り込み停止中は、音声又は画面表示など、通常のアラームと異なる方法で作業者が停止状態を認識できるようにしてもよい。これにより、作業者が、例えば通常のアラームによる停止、或いは全工程の加工完了による停止と間違って、確認のために加工機の扉を開けることを抑制できる。
　このように、レーザ加工装置９１は、アシストガスＧを貯蔵するタンク３２及びタンク３２内のガス圧Ｐを測定する圧力センサ３１を有し、アシストガスＧを精製してタンク３２に貯蔵すると共にタンク３２から外部に供給するガス精製装置３と、レーザビームＬｓを射出しタンク３２から供給されたアシストガスＧを噴出するレーザ加工ヘッド１と、ガス圧Ｐが予め設定された第１圧力Ｐ１未満に減少した場合に、レーザビームＬｓのレーザ加工ヘッド１からの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う制御装置７と、を備えている。
　レーザ加工装置９１は、第１の動作を実行することにより、アシストガスＧの残量が減少してガス圧Ｐが低下しても、加工中の加工経路の途中で加工が停止しない。そのため、加工部位の品質が低下することはない。レーザ加工装置９１は、第１の動作を実行することにより、アシストガスＧの残量が減少してガス圧Ｐが低下しても、加工部位の品質の低下を抑制することができるタイミングで自動停止し、アシストガスＧのガス圧Ｐを、所定の第２圧力Ｐ２まで高めるよう自動充填したら自動的に加工がリスタートする。これにより、ガス圧Ｐが低下したときに作業者が動作停止及びリスタートを指示する必要がなく、自動運転も可能となる。これにより、レーザ加工装置９１はガス圧Ｐが低下した場合の取り扱いが容易である。
　レーザ加工装置９１は、ガス圧Ｐが低下したとき、上述の第１の動作の替わりに次に説明する第２の動作を実行してもよい。第２の動作の手順について、図３Ａ，図３Ｂ，及び図４を参照して説明する。図３Ａは、レーザ加工装置９１が実行するガス圧低下時の第２の動作手順の前段を示すフロー図である。図３Ｂは、レーザ加工装置９１が実行するガス圧低下時の第２の動作手順の後段を示すフロー図である。図４は、レーザ加工装置９１が備える制御装置７が判定する残量消費時間ｔｂを説明するためのグラフである。
(第２の動作)
　第２の動作において予め設定される条件は、第１の動作のものと同じである。すなわち、予め、タンク３２に貯蔵されたアシストガスＧのガス圧Ｐが低下した際の指標となる圧力値として次の３つの圧力を設定しておく。すなわち、圧力が低い順に、下限圧力ＰＬ，第１圧力Ｐ１，及び第２圧力Ｐ２である。下限圧力ＰＬは、レーザ加工に支障が生じる可能性が高い圧力である。第１圧力Ｐ１は、下限圧力ＰＬより高くレーザ加工には支障が直ちに生じないが圧力低下の注意を促すための圧力である。第２圧力Ｐ２は、第１圧力Ｐ１よりも高く、当面支障なくレーザ加工を実行可能な圧力である。例えば、アシストガスＧは高純度の窒素ガスであり、タンク３２の容量は１０００Ｌである。このタンク３２に、常温でアシストガスＧが例えば４．７ＭＰａのガス圧で充填された状態を満充填とする。以下、満充填状態でのガス圧Ｐを満充填圧力ＰＦとする。
　図３Ａに示されるように、レーザ加工を開始する前に、制御装置７は、ガス精製装置３を動作させてアシストガスＧを精製しタンク３２に充填する。タンク３２が満充填となったらガス精製装置３の動作を停止する（ＳｔｅｐＡ１）。その後、ＳｔｅｐＡ２で、制御装置７は、ワークＷに対しレーザビームＬｓを照射し、アシストガスＧを噴出してレーザ加工を開始する（図４の時刻ｔ１）。ガス残量判定部７２は、圧力センサ３１から出力されるセンサ情報Ｊ１を監視し、ガス圧Ｐが第１圧力Ｐ１未満になったか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ３）。
　ＳｔｅｐＡ３において判定がＮＯの場合、時刻が図４における時刻ｔ１と時刻ｔ２との間にあり、ガス残量判定部７２は判定を継続する。ＳｔｅｐＡ３において判定がＹＥＳの場合、時刻が図４における時刻ｔ２であり、加工経路判定部７５は、その時点での加工経路の未加工の部分である残経路を抽出し、必要加工時間ｔａを求める。必要加工時間ｔａは、当該残経路を加工するために要する時間である。また、ガス残量判定部７２は、加工経路判定部７５が抽出した残経路の加工条件で、残量消費時間ｔｂを求める（ＳｔｅｐＡ４）。残量消費時間ｔｂは、残っているアシストガスＧを下限圧力ＰＬ（図４における時刻ｔ３）まで消費するのに要する時間である。さらに、ガス残量判定部７２は、残量消費時間ｔｂが必要加工時間ｔａよりも大きいか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ５）。
　ＳｔｅｐＡ５の判定がＮＯの場合、ガス精製制御部７３は、停止していた精製動作を実行する（ＳｔｅｐＡ６）。その後、ガス残量判定部７２は、圧力センサ３１から入来するセンサ情報Ｊ１により、圧力が増大しているか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ７）。
　ＳｔｅｐＡ７の判定がＹＥＳで圧力が増大している場合、ガス精製制御部７３は、ガス圧Ｐが第２圧力Ｐ２（図４における時刻ｔ４）に達したら、ガス精製装置３のガス精製動作を停止する（ＳｔｅｐＡ８）。その後、処理はＳｔｅｐＡ３へ戻りガス圧Ｐの監視が継続される。ＳｔｅｐＡ７の判定がＮＯで圧力が低下又は変わらない場合、図３Ｂに示されるように、加工経路判定部７５は加工中の加工経路の加工が終了したか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ９）。
　ＳｔｅｐＡ５の判定がＹＥＳの場合、図３Ｂに示されるように、加工経路判定部７５は加工中の加工経路の加工が終了したか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ９）。
　加工経路判定部７５が加工中の加工経路の加工がまだ終了していないと判定したら（ＳｔｅｐＡ９でＮＯ）、ガス残量判定部７２は、ガス圧Ｐが下限圧力ＰＬ未満であるか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ１０）。ＳｔｅｐＡ１０の判定がＮＯであれば、ＳｔｅｐＡ９の判定が継続される。ＳｔｅｐＡ１０の判定がＹＥＳであれば、ＣＰＵ７１は、アラームを出力装置６２から出力し、加工をその時点で停止する（ＳｔｅｐＡ１１）。アラームは、例えば、警告を示す音声又は画面表示などである。この第２の動作においても、アラームが出力されて加工が停止した場合、その後の精製の実行によってアシストガスＧがタンクに充填されたら、作業者は加工を再開させる。加工の再開において、作業者は、アシストガスＧの充填状態を確認する。そして。作業者は、継続加工を実行するか、加工が中断された経路で得られる製品は不良品と判断し、次経路加工を実行するか、の選択をする。継続加工では、加工が中断された経路に対して継続して加工を再開する。次経路加工では、次の経路に移動して新たな経路から加工を再開する。そして、作業者は、継続加工及び次経路加工のうち選択した方の加工における所定の開始位置から加工を再開するように設定等を調整してからリスタートを入力装置から指示する。
　加工経路判定部７５が加工中の加工経路の加工が終了したと判定したら（ＳｔｅｐＡ９でＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、加工動作を割り込み停止する（ＳｔｅｐＡ１２）。
　割り込み停止後、ガス精製制御部７３は、ガス精製装置３による精製動作を実行する（ＳｔｅｐＡ１３）。レーザ加工は割り込み停止状態なので、この精製動作の実行によりガス圧Ｐは上昇する。ガス残量判定部７２は、ガス圧Ｐが第２圧力Ｐ２以上に復帰したか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ１４）。
　ＳｔｅｐＡ１４の判定がＮＯの場合、処理はＳｔｅｐＡ１３に戻り、ガス残量判定部７２は、ＳｔｅｐＡ１４の判定を繰り返し実行する。ＳｔｅｐＡ１４の判定がＹＥＳの場合、ガス精製制御部７３は、ガス精製装置３の精製動作を停止する（ＳｔｅｐＡ１５）。また、ＣＰＵ７１は、レーザ加工をリスタートし（ＳｔｅｐＡ１６）、加工の進捗を監視し、加工の全工程が終了したか否かを判定する（ＳｔｅｐＡ１７）。ＳｔｅｐＡ１７の判定がＮＯの場合、処理はＳｔｅｐＡ３に戻り、ＹＥＳの場合、処理は第２の動作を終了する。
　レーザ加工装置９１は、第２の動作のＳｔｅｐＡ４において、ガス圧Ｐが第１圧力Ｐ１にまで低下したときに、残りの経路の必要加工時間ｔａと、その加工を継続した場合の残りのアシストガスＧのガス圧Ｐが下限圧力ＰＬになるまでの時間である残量消費時間ｔｂとを比較する。比較の結果、残量消費時間ｔｂの方が短い場合に、ガス精製装置３による精製動作を開始する。
　これにより、レーザ加工装置９１は、第２動作を実行することができ、扱いが容易である。また、レーザ加工装置９１は、第２動作を実行することで、予期しないアシストガスＧの消費量増加或いは加工時間の増加などが生じても、加工経路の途中でレーザ加工が停止される可能性をより低減できる。
　本発明の実施例のレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形してもよい。
　第２の動作において、レーザ加工を割り込み停止している間、すなわち割り込み停止を実行中に図５のフロー図に示されるように安定化動作を実行してもよい。図５は、第２のフロー図におけるＢＡ－ＢＢ間で安定化動作を実行する場合のサブルーチンを示すフロー図である。
　安定化動作は、図１に示される安定化動作実行部５をＣＰＵ７１の制御によって動作させることにより実行される。安定化動作実行部５は、ノズル１２の清掃或いは不図示の集塵機の塵埃の払落しなどを実行する。これにより、ノズル１２からのレーザビームＬｓの射出或いは集塵動作を良好に行うことができる。
　安定化動作は、図３Ｂに示されるように、加工の割り込み停止（ＳｔｅｐＡ１２）を実行後、図３ＢのＳｔｅｐＡ１３～ＳｔｅｐＡ１５に対応する、図５のＳｔｅｐＡＢ１～ＳｔｅｐＡＢ３を実行する間に、並行してＣＰＵ７１の指示により実行される（ＳｔｅｐＡＢ４）。ＣＰＵ７１は、安定化動作の実行が完了した場合、又は、安定化動作の実行途中であっても、アシストガスＧの精製動作が停止された場合（ＳｔｅｐＡＢ３）、安定化動作を停止する（ＳｔｅｐＡＢ５）。これにより、安定化動作を独立して実行する必要がなくなり、レーザ加工装置９１の稼働効率が向上する。
　第２圧力Ｐ２は、満充填圧力ＰＦと同じでもよい。
（変形例）
　レーザ加工装置９１は、１種類のアシストガスＧを用いてレーザ加工を行うものとして説明したが、複数のアシストガスＧを選択的に用いてレーザ加工を行うレーザ加工装置９１Ｂとしてもよい。
　図６は、レーザ加工装置９１の変形例であるレーザ加工装置９１Ｂの構成を示すブロック図である。レーザ加工装置９１Ｂは、レーザ加工装置９１におけるガス精製装置３及び制御装置７の替わりにそれぞれガス精製装置３Ｂ及び制御装置７Ｂを有する点で異なり、他の構成は同じである。以下、レーザ加工装置９１との相違構成であるガス精製装置３Ｂ及び制御装置７Ｂについて詳述する。
　制御装置７Ｂは、制御装置７の構成に加えてガス設定部７８を有する。ガス精製装置３Ｂは、複数のガス精製装置を有する。この例においてガス精製装置３Ｂは、第１ガス精製装置３ａ及び第２ガス精製装置３ｂの二つのガス精製装置と、ガス切替器３３とを有する。第１ガス精製装置３ａは、第１タンク３２ａ及び第１圧力センサ３１ａを有する。第２ガス精製装置３ｂは、第２タンク３２ｂ及び第２圧力センサ３１ｂを有する。
　第１ガス精製装置３ａは、第１アシストガスとして窒素ガスＧａを精製し第１タンク３２ａに貯蔵する。第１圧力センサ３１ａは、第１タンク３２ａ内の窒素ガスＧａの圧力を計測し、計測結果を第１センサ情報Ｊ１１として制御装置７Ｂのガス残量判定部７２に向け出力する。第２ガス精製装置３ｂは、第２アシストガスとして酸素ガスＧｂを精製して第２タンク３２ｂに貯蔵する。第２圧力センサ３１ｂは、第２タンク３２ｂ内の酸素ガスＧｂの圧力を計測し、計測結果を第２センサ情報Ｊ１２として制御装置７Ｂのガス残量判定部７２に向け送出する。酸素ガスＧｂの供給方式は、上述の精製装置を用いる方式や液体酸素を用いる方式など種々の方式があり、限定されない。ここでは、便宜的に精製装置を用いる方式で説明する。
　ガス切替器３３は、第１タンク３２ａ及び第２タンク３２ｂと、レーザ加工ヘッド１との間のアシストガス経路間に配設されている。また、ガス切替器３３は、第１タンク３２ａからの窒素ガスＧａ、及び第２タンク３２ｂからの酸素ガスＧｂの一方を選択的に、かつ任意の量で通過させてレーザ加工ヘッド１へ供給する。ガス切替器３３におけるガスの切替動作及び流量調整は、制御装置７Ｂのガス設定部７８によって制御される。
　レーザ加工装置９１Ｂの制御装置７Ｂは、製品を得る加工動作の一単位を一つのジョブとしたときに、複数のジョブを、予めジョブスケジュールＳＣで設定された加工順で自動的に実行する。各ジョブの加工プログラムは、加工情報Ｊ３に含められた記憶部７７に記憶される。また、ジョブスケジュールＳＣは、スケジュール情報Ｊ４として各ジョブと紐づけられて記憶部７７に記憶される。
　複数のジョブを、例えば５個のジョブＭ１～Ｍ５とする。図７は、ジョブＭ１～Ｍ５のジョブスケジュールＳＣを示す図である。図７において、例えば、ジョブＭ１，ジョブＭ２，及びジョブＭ５は、アシストガスに窒素ガスＧａを用いて製品を得るジョブである。ジョブＭ３及びジョブＭ４は、アシストガスに酸素ガスＧｂを用いて製品を得るジョブである。制御装置７Ｂは、ジョブスケジュールＳＣに基づいて、レーザ加工をジョブＭ１から順に自動的に実行する。
　次に、レーザ加工装置９１Ｂが、レーザ加工中にガス圧Ｐが低下した場合に実行する動作を、図８Ａ，図８Ｂ，及び図９を参照して説明する。図８Ａは、レーザ加工装置９１Ｂが実行するガス圧低下時の動作手順の前段を示すフロー図である。図８Ｂは、レーザ加工装置９１Ｂが実行するガス圧低下時の動作手順の後段を示すフロー図である。図９は、レーザ加工装置９１Ｂが実行するガス圧低下時の動作におけるガスＧａ，Ｇｂの圧力変化を示した図である。以下の説明及び各図において、窒素ガスＧａ及び酸素ガスＧｂを、それぞれガスＧａ及びガスＧｂと示す場合がある。
　図８Ａに示される前段は、実施例において図３Ａに示された第２の動作の前段にほぼ対応している。
　レーザ加工装置９１Ｂの、ガス圧低下時の動作で予め設定される条件は、実施例のレーザ加工装置９１における第２の動作のものに準じる。すなわち、予め、第１タンク３２ａ及び第２タンク３２ｂに貯蔵された窒素ガスＧａ及び酸素ガスＧｂのガス圧Ｐについて、それが低下した際の指標となる圧力値として次の３つの圧力を設定しておく。すなわち、圧力が低い順に、下限圧力ＰＬ，第１圧力Ｐ１，及び第２圧力Ｐ２である。下限圧力ＰＬは、レーザ加工に支障が生じる可能性が高い圧力である。第１圧力Ｐ１は、下限圧力ＰＬより高くレーザ加工には支障が直ちに生じないが、圧力低下の注意を促すための圧力である。第２圧力Ｐ２は、第１圧力Ｐ１よりも高く、当面支障なくレーザ加工を実行可能な圧力である。
　第１タンク３２ａ及び第２タンク３２ｂそれぞれの容量は、例えば１０００Ｌである。第１タンク３２ａに常温で窒素ガスＧａが例えば４．７ＭＰａのガス圧で充填された状態を満充填とする。第２タンク３２ｂ及び酸素ガスＧｂについても同様である。満充填状態でのガス圧Ｐを満充填圧力ＰＦとする。
　図８Ａに示されるように、レーザ加工を開始する前に、制御装置７ＢのＣＰＵ７１は、ガス精製装置３Ｂを動作させて窒素ガスＧａ及び酸素ガスＧｂを精製し、それぞれ第１タンク３２ａ及び第２タンク３２ｂに充填する。第１タンク３２ａ及び第２タンク３２ｂが満充填となったらガス精製装置３Ｂの動作を停止する（ＳｔｅｐＢ１）。ＣＰＵ７１は、ジョブスケジュールＳＣに基づいて、第１ジョブであるジョブＭ１のレーザ加工を開始する（ＳｔｅｐＢ２）。ガス残量判定部７２は、第１圧力センサ３１ａから出力される第１センサ情報Ｊ１１を監視し、ガス圧Ｐが第１圧力Ｐ１未満になったか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ３）。
　ＳｔｅｐＢ３において判定がＮＯの場合、ガス残量判定部７２は判定を継続する。ＳｔｅｐＢ３において判定がＹＥＳの場合、加工経路判定部７５は、その時点での加工経路の未加工の部分である残経路を抽出し、必要加工時間ｔａを求める。必要加工時間ｔａは、その残経路を加工するために要する時間である。また、ガス残量判定部７２は、加工経路判定部７５が抽出した残経路の加工条件で、残っている窒素ガスＧａを下限圧力ＰＬまで消費する時間である残量消費時間ｔｂを求める（ＳｔｅｐＢ４）。さらに、ガス残量判定部７２は、残量消費時間ｔｂが必要加工時間ｔａよりも大きいか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ５）。
　ＳｔｅｐＢ５の判定がＮＯの場合、ガス精製制御部７３は、停止していた精製動作を実行する（ＳｔｅｐＢ６）。その後、ガス残量判定部７２は、第１圧力センサ３１ａから入来する第１センサ情報Ｊ１１により、圧力が増大しているか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ７）。
　ＳｔｅｐＢ７の判定がＹＥＳで圧力が増大している場合、ガス精製制御部７３は、ガス圧Ｐが第２圧力Ｐ２に達したら、ガス精製装置３Ｂの窒素ガスＧａの精製動作を停止する（ＳｔｅｐＢ８）。その後、処理はＳｔｅｐＢ３へ戻りガス圧Ｐの監視が継続される。ＳｔｅｐＢ７の判定がＮＯで圧力が低下又は変わらない場合、図８Ｂに示されるように、加工経路判定部７５は、加工中のジョブＭ１における加工経路の加工が終了したか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ９）。
　ＳｔｅｐＢ５の判定がＹＥＳの場合、図８Ｂに示されるように、加工経路判定部７５は加工中のジョブＭ１における加工経路の加工が終了したか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ９）。
　加工経路判定部７５が加工中のジョブＭ１の加工経路の加工がまだ終了していないと判定したら（ＳｔｅｐＢ９でＮＯ）、ガス残量判定部７２は、窒素ガスＧａのガス圧Ｐが下限圧力ＰＬ未満であるか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ１０）。ＳｔｅｐＢ１０の判定がＮＯであれば、ＳｔｅｐＢ９の判定が継続される。ＳｔｅｐＢ１０の判定がＹＥＳであれば、ＣＰＵ７１は、加工動作を割り込み停止する（ＳｔｅｐＢ１２）。
　一方、加工経路判定部７５が加工中のジョブＭ１の加工経路の加工が終了したと判定した場合も（ＳｔｅｐＢ９でＹＥＳ）、ＣＰＵ７１は、加工動作を割り込み停止する（ＳｔｅｐＢ１２）。
　ＣＰＵ７１は、割り込み停止を実行したら、窒素ガスＧａの精製を実行する（ＳｔｅｐＢ１３）。また、ＣＰＵ７１は、ジョブスケジュールＳＣを参照して、窒素ガスＧａ以外のガスをアシストガスとして用いるジョブがあるか否かを判定する。この例では酸素ガスＧｂをアシストガスとして用いるジョブがあるか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ１６）。
　例えば、実行中のジョブスケジュールに、窒素ガスＧａ以外のアシストガスを用いるジョブがない場合、ＣＰＵ７１は、ＳｔｅｐＢ１６でＮＯと判定して、処理はＳｔｅｐＢ１４へ移行する。
　ＳｔｅｐＢ１３の精製実行後、ガス残量判定部７２は、第１センサ情報Ｊ１１に基づいて第１タンク３２ａの圧力が第２圧力Ｐ２以上であるか否かを判定する（ＳｔｅＢ１４）。ＳｔｅｐＢ１４において、ガス残量判定部７２がＮＯと判定したら、ガス精製制御部７３は窒素ガスＧａの精製を継続する（ＳｔｅｐＢ１３）。ガス残量判定部７２がＹＥＳと判定したら、ガス精製制御部７３は精製を停止する（ＳｔｅｐＢ１５）。
　一方、この例のジョブスケジュールＳＣは、酸素ガスＧｂをアシストガスとして用いるジョブＭ３及びジョブＭ４を含んでいるので、ＳｔｅｐＢ１６においてＣＰＵ７１はＹＥＳと判定する。次いで、ガス残量判定部７２は、第２圧力センサ３１ｂからの第２センサ情報Ｊ１２を参照し、第２タンク３２ｂ内の圧力が第２圧力Ｐ２以上あるか否かを判定する（ＳｔｅｐＢ１７）。
　ガス残量判定部７２がＳｔｅｐＢ１７においてＮＯと判定したら、ガス精製制御部７３は、酸素ガスＧｂの精製を実行する（ＳｔｅｐＢ１８）。ガス残量判定部７２は、第２センサ情報Ｊ１２を監視して第２タンク３２ｂ内の圧力が第２圧力Ｐ２以上あるか否かを判定し（ＳｔｅｐＢ１９）、ＮＯと判定した場合は、第２タンク３２ｂ内の圧力が第２圧力Ｐ２以上あるか否かの判定を継続する。ＳｔｅｐＢ１９でガス残量判定部７２がＹＥＳと判定したら、ＣＰＵ７１は酸素ガスＧｂの精製を停止し（ＳｔｅｐＢ２０）、処理はＳｔｅｐＢ２１へ移行する。
　ＳｔｅｐＢ１７において、ガス残量判定部７２がＹＥＳと判定したら、ガス設定部７８は、酸素ガスＧｂをアシストガスとして用いるジョブＭ３及びジョブＭ４のうち、例えば、第２ジョブとしてジョブＭ３を選択する（ＳｔｅｐＢ２１）。第２ジョブは、先行することを理由に割り込み停止している第１ジョブに次いで実行されるジョブである。選択対象となるジョブが複数ある場合にどのジョブを選択するか、の理由は、ジョブスケジュールＳＣにおいて先行していることに限定されない。例えば、酸素ガスＧｂのその時点の残圧に基づいて加工を完了できるジョブがあれば、そのジョブを優先して選択してもよく、選択理由の設定は自由である。
　ＣＰＵ７１は、ＳｔｅｐＢ２１で選択されたジョブを実行する（ＳｔｅｐＢ２２）。
　上述の動作において、ガスＧａ，Ｇｂの圧力は、図９に示されるように変化する。図９は、レーザ加工装置９１Ｂが実行するガス圧低下時の動作におけるガスＧａ，Ｇｂの圧力変化を示した図である。
　図９における時刻ｔＢ１は、図８ＡのＳｔｅｐＢ２に対応する。ジョブＭ１の加工を実行することで、窒素ガスＧａのガス圧Ｐａは徐々に低下する。時刻ｔＢ２は、図８ＢのＳｔｅｐＢ１２の割り込み停止に対応する。割り込み停止の時刻ｔＢ２以降、ＳｔｅｐＢ１３の精製が実行されて、窒素ガスＧａのガス圧Ｐａは上昇する。
　時刻ｔＢ３は、ＳｔｅｐＢ２２で示される選択したジョブの実行に対応する。時刻ｔＢ３以降、選択された酸素ガスＧｂを用いるジョブＭ３が実行され、酸素ガスＧｂのガス圧Ｐｂは減少する。時刻ｔＢ４は、ＳｔｅｐＢ１５の窒素ガスＧａの精製停止に対応する。時刻ｔＢ４以降、窒素ガスＧａを用いたジョブの実行が可能となる。
　図９における時刻ｔＢ５以降は、ＳｔｅｐＢ２２よりも後のジョブＭ１の再開動作となる。すなわち、時刻ｔＢ５でジョブＭ３が終了し（ＳｔｅｐＢ２３）、酸素ガスＧｂの精製が開始される。これにより、時刻ｔＢ５以降、満充填となる時刻ｔＢ７までガス圧Ｐｂが上昇する。また、時刻ｔＢ５でジョブＭ３が終了した後、時刻ｔＢ６で窒素ガスＧａを用いたジョブＭ１の残加工が再開され（ＳｔｅｐＢ２４）、ガス圧Ｐａが減少する。その後、ＳｔｅｐＢ２５で窒素ガスＧａを用いたジョブＭ１の残加工は終了する（図９においてジョブＭ１の残加工が終了する時刻は不図示）。そして、窒素ガスＧａの精製が再び開始されてガス圧Ｐａは上昇する。
　以上、詳述した変形例のレーザ加工装置９１Ｂは、複数種類のアシストガスによるレーザ加工が可能な構成を有する。また、レーザ加工装置９１Ｂは、複数のジョブの実行順を定めたジョブスケジュールに従ってジョブを実行する。レーザ加工装置９１Ｂは、第１アシストガスを用いたジョブを実行中にそのガス圧が低下して割り込み停止したら、第１アシストガスの精製を行って満充填となるまでの間、他のアシストガスによるジョブの有無を判定する。他のアシストガスによるジョブが有る場合、第１アシストガスの精製中に他のアシストガスによるジョブを先に実行する。レーザ加工装置９１Ｂは、この一連の動作を自動的に実行する。
　これにより、レーザ加工装置９１Ｂ及びレーザ加工装置９１Ｂが実行するレーザ加工方法は、アシストガスのガス圧が低下した場合の取り扱いが容易であり、ジョブスケジュールの完遂時間を短縮できる。この効果は、アシストガスの供給方式によらず得られる。例えば、酸素ガスＧｂの供給源を、精製装置ではなく、液体酸素から酸素ガスを得てレーザ加工ヘッド１に供給する液体酸素設備とした場合も同様の効果が得られる。
　複数種類のアシストガスとして窒素ガス及び酸素ガスを説明したが、アシストガスはこれらに限定されない。例えば、アルゴンガス、空気などの他の種類のガスでもよい。
　以下、実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法の作用効果を説明する。
（１）実施形態に係るレーザ加工装置は、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを貯蔵するタンク３２，３２ａ，３２ｂ及びタンク３２，３２ａ，３２ｂ内のガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂを測定する圧力センサ３１，３１ａ，３１ｂを有し、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを精製してタンク３２，３２ａ，３２ｂに貯蔵すると共にタンク３２，３２ａ，３２ｂから外部に供給するガス精製装置３，３Ｂと、レーザビームＬｓを射出し、タンク３２，３２ａ，３２ｂから供給されたアシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを噴出するレーザ加工ヘッド１と、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが予め設定された第１圧力Ｐ１未満に減少した場合に、レーザビームＬｓのレーザ加工ヘッド１からの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う制御装置７，７Ｂと、を備える。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、アシストガスＧの残量が減少してガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下しても、加工中の加工経路の途中で加工が停止しない。そのため、加工部位の品質が低下することはない。また、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の動作停止を、作業者ではなくレーザ加工装置９１，９１Ｂが自動的に行う。そのため、レーザ加工装置９１，９１Ｂはガス圧Ｐが低下した場合の取り扱いが容易である。
（２）実施形態に係るレーザ加工装置では、制御装置７，７Ｂは、割り込み停止の後、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを精製し、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが第１圧力Ｐ１よりも高い圧力に達した場合、停止を解除して次の加工経路に移動し、レーザ加工を自動的に継続するように制御する。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂの残量が減少してガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下しても、加工部位の品質の低下を抑制することができるタイミングで自動停止し、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂのガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂを、所定の第２圧力Ｐ２まで高めるよう自動充填したら自動的に加工がリスタートする。これにより、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下したときに作業者が動作停止及びリスタートを指示する必要がなく、自動運転が可能である。そのため、レーザ加工装置９１，９１Ｂはガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いがより容易である。
（３）実施形態に係るレーザ加工装置では、制御装置７，７Ｂは、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが第１圧力Ｐ１未満に減少した時点から加工中の加工経路を加工し終えるまでの時間である必要加工時間ｔａと、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが予め設定された第１圧力Ｐ１よりも低い下限圧力ＰＬとなるまでの時間である残量消費時間ｔｂとを求めて比較し、必要加工時間ｔａが残量消費時間ｔｂ以上の場合に、ガス精製装置３，３Ｂに対し、アシストガスＧの精製を開始するよう制御する。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、予期しないアシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂの消費量増加或いは加工時間の増加などが生じても、加工経路の途中でレーザ加工が停止される可能性をより低減できる。
（４）実施形態に係るレーザ加工装置は、レーザ加工ヘッド１のノズル１２の清掃又は集塵機の塵埃の払落しを行う安定化動作実行部５を備え、制御装置７，７Ｂは、割り込み停止を実行中に、安定化動作実行部５を動作させる。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、ノズル１２からのレーザビームＬｓの射出或いは集塵動作を良好に行うことができる。
（５）実施形態に係るレーザ加工方法は、レーザ加工に用いるアシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを貯蔵するタンク３２，３２ａ，３２ｂのガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが、ワークＷのレーザ加工中に予め設定された第１圧力Ｐ１未満に減少した場合に、ワークＷに対するレーザビームＬｓの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う。
　実施形態に係るレーザ加工方法によれば、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂの残量が減少してガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下しても、加工中の加工経路の途中で加工が停止しない。そのため、加工部位の品質が低下することはない。また、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の動作停止を、作業者ではなくレーザ加工装置９１，９１Ｂが自動的に行う。そのため、レーザ加工装置９１，９１Ｂはガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いが容易である。
（６）実施形態に係るレーザ加工方法は、割り込み停止の後、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂを精製し、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが第１圧力Ｐ１よりも高い圧力に達した場合に、停止を解除して次の加工経路に移動し、レーザ加工を自動的に継続する。
　実施形態に係るレーザ加工方法によれば、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂの残量が減少してガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下しても、加工部位の品質の低下を抑制することができるタイミングで自動停止し、アシストガスＧ，Ｇａ，Ｇｂのガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂを、所定の第２圧力Ｐ２まで高めるよう自動充填したら自動的に加工がリスタートする。これにより、ガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下したときに作業者が動作停止及びリスタートを指示する必要がなく、自動運転が可能である。そのため、レーザ加工装置９１，９１Ｂはガス圧Ｐ，Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いがより容易である。
（７）実施形態に係るレーザ加工装置では、アシストガスＧは、第１アシストガスＧａと、第１アシストガスＧａとは異なる種類の第２アシストガスＧｂとを備え、ガス精製装置３Ｂは、第１アシストガスＧａを貯蔵する第１タンク３２ａと、第２アシストガスＧｂを貯蔵する第２タンク３２ｂと、第１タンク３２ａ内のガス圧Ｐａを測定する第１圧力センサ３１ａと、第２タンク３２ｂ内のガス圧Ｐｂを測定する第２圧力センサ３１ｂと、第１アシストガスＧａ及び第２アシストガスＧｂの一方を選択的にレーザ加工ヘッド１に供給するガス切替器３３と、を含み、制御装置７Ｂは、複数のジョブの加工順を定めたジョブスケジュールＳＣに従って加工を実行し、第１アシストガスＧａを用いた第１ジョブの加工における割り込み停止を実行した後、ジョブスケジュールＳＣに第２アシストガスＧｂを用いた第２ジョブがあるか否かを判定し、第２ジョブがあると判定した場合に第２ジョブを実行する。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、アシストガスＧａ，Ｇｂのガス圧Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いが容易であり、ジョブスケジュールの完遂時間を短縮できる。
（８）実施形態に係るレーザ加工装置では、制御装置７Ｂは、第２ジョブを実行中に第１アシストガスＧａを精製する。
　実施形態に係るレーザ加工装置によれば、アシストガスＧａ，Ｇｂのガス圧Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いが容易であり、ジョブスケジュールの完遂時間をより確実に短縮できる。
（９）実施形態に係るレーザ加工方法では、アシストガスＧは、第１アシストガスＧａと、第１アシストガスＧａとは異なる種類の第２アシストガスＧｂとを備え、レーザ加工を、第１アシストガスＧａを用いる第１ジョブと第２アシストガスＧｂを用いる第２ジョブとを含むジョブスケジュールＳＣによって実行し、第１ジョブにおいて割り込み停止を実行した場合、割り込み停止後に第２ジョブを実行する。
　実施形態に係るレーザ加工方法によれば、アシストガスＧａ，Ｇｂのガス圧Ｐａ，Ｐｂが低下した場合の取り扱いが容易であり、ジョブスケジュールの完遂時間を短縮できる。
　２０２１年２月５日に出願された特願２０２１－０１７４５４、及び２０２１年１１月９日に出願された特願２０２１－１８２３４７の全内容は、ここに援用される。

Claims (9)

  1. 　アシストガスを貯蔵するタンク及び前記タンク内のガス圧を測定する圧力センサを有し、前記アシストガスを精製して前記タンクに貯蔵すると共に前記タンクから外部に供給するガス精製装置と、
    　レーザビームを射出し、前記タンクから供給された前記アシストガスを噴出するレーザ加工ヘッドと、
    　前記ガス圧が予め設定された第１圧力未満に減少した場合に、前記レーザビームの前記レーザ加工ヘッドからの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行う制御装置と、を備えたレーザ加工装置。
  2. 　前記制御装置は、前記割り込み停止の後、前記アシストガスを精製し、前記ガス圧が前記第１圧力よりも高い圧力に達した場合、停止を解除して次の加工経路に移動し、レーザ加工を自動的に継続するように制御する請求項１記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記ガス圧が前記第１圧力未満に減少した時点から加工中の前記加工経路を加工し終えるまでの時間である必要加工時間と、前記ガス圧が予め設定された前記第１圧力よりも低い下限圧力となるまでの時間である残量消費時間とを求めて比較し、前記必要加工時間が前記残量消費時間以上の場合に、前記ガス精製装置に対し、前記アシストガスの精製を開始するよう制御する請求項１又は請求項２記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記レーザ加工ヘッドのノズルの清掃又は集塵機の塵埃の払落しを行う安定化動作実行部を備え、
    　前記制御装置は、前記割り込み停止を実行中に、前記安定化動作実行部を動作させる請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
  5. 　レーザ加工に用いるアシストガスを貯蔵するタンクのガス圧が、ワークのレーザ加工中に予め設定された第１圧力未満に減少した場合に、前記ワークに対するレーザビームの射出を、加工中の加工経路を加工し終えてから停止する割り込み停止を行うレーザ加工方法。
  6. 　前記割り込み停止の後、前記アシストガスを精製し、ガス圧が前記第１圧力よりも高い圧力に達した場合に、停止を解除して次の加工経路に移動し、レーザ加工を自動的に継続する請求項５記載のレーザ加工方法。
  7. 　前記アシストガスは、第１アシストガスと、前記第１アシストガスとは異なる種類の第２アシストガスとを備え、
    　前記ガス精製装置は、
    　前記第１アシストガスを貯蔵する第１タンクと、
    　前記第２アシストガスを貯蔵する第２タンクと、
    　前記第１タンク内のガス圧を測定する第１圧力センサと、
    　前記第２タンク内のガス圧を測定する第２圧力センサと、
    　前記第１アシストガス及び前記第２アシストガスの一方を選択的に前記レーザ加工ヘッドに供給するガス切替器と、
    を含み、
    　前記制御装置は、
    　複数のジョブの加工順を定めたジョブスケジュールに従って加工を実行し、
    　前記第１アシストガスを用いた第１ジョブの加工における前記割り込み停止を実行した後、前記ジョブスケジュールに前記第２アシストガスを用いた第２ジョブがあるか否かを判定し、
    　前記第２ジョブがあると判定した場合に前記第２ジョブを実行する請求項１～４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記制御装置は、前記第２ジョブを実行中に前記第１アシストガスを精製する請求項７記載のレーザ加工装置。
  9. 　前記アシストガスは、第１アシストガスと、前記第１アシストガスとは異なる種類の第２アシストガスとを備え、
    　前記レーザ加工を、前記第１アシストガスを用いる第１ジョブと前記第２アシストガスを用いる第２ジョブとを含むジョブスケジュールによって実行し、
    　前記第１ジョブにおいて前記割り込み停止を実行した場合、前記割り込み停止後に前記第２ジョブを実行する請求項５記載のレーザ加工方法。
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