WO2022185472A1 - レーザ加工装置および関係判定方法 - Google Patents

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laser
optical axis
sample
positional relationship
intensity
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文広 糸魚川
修 近田
奨 藤原
将太郎 安田
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国立大学法人名古屋工業大学
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Definitions

  • the present invention relates to a laser processing device that performs laser processing.
  • a laser processing apparatus that forms a processed surface on the surface side of a sample through which the irradiation region passes by displacing a cylindrical irradiation region extending in the direction of the optical axis of the laser in a direction that intersects the optical axis.
  • Patent Document 1 The processing method using this apparatus is an excellent processing method in that it can reduce mechanical damage and form a smooth processing surface compared to mechanical processing methods.
  • This type of machining method is also applicable to the machining of corners in specimens having corners formed by a plurality of adjacent surfaces, such as cutting tools having corners formed by rake and flank surfaces.
  • a laser is irradiated so that the optical axis extends along the direction in which the rake face or flank face expands, and by displacing this laser, a new rake face or flank face is formed at the corner as a processing surface. to do.
  • the tip of the corner is the irradiation area (the outer periphery of the irradiation area or the optical axis within the irradiation area, etc.). ) is desirable for efficient processing.
  • irradiation area the outer periphery of the irradiation area or the optical axis within the irradiation area, etc.
  • the present invention has been made to solve such problems, and its object is to enable a laser processing apparatus to determine the positional relationship between the laser and the edge of the corner at a lower cost than before. It is to provide technology for
  • a first aspect of the present invention is to irradiate a laser beam so that the optical axis extends in a predetermined direction.
  • a laser processing device configured to process the corner portion with the laser by relatively approaching toward the laser, wherein in a plan view that intersects the optical axis, at least the laser extends in a cylindrical shape
  • a detection unit provided at a position outside the irradiation area for detecting the intensity of the light reaching this position, and an actuator for relatively displacing the sample along the direction intersecting the optical axis are connected to the light.
  • a value detected by the detection unit in a predetermined positional relationship in which the approach control means controls the sample to approach relatively to the axis and the tip of the corner reaches the irradiation area and a value acquiring means for acquiring the intensity of the light emitted from the laser and the sample based on the intensity of the light detected by the detection unit in the process of the sample approaching relatively to the optical axis. and relationship determination means for determining a positional relationship, wherein the relationship determination means determines the intensity of light that is the same as the value acquired by the value acquisition means or within a predetermined threshold range by the detection unit. is detected, it is determined that the tip of the corner reaches the irradiation area at that time and is in a predetermined positional relationship.
  • This phase may be like the second phase shown below.
  • the approach control means keeps the distance from the optical axis until the relation determination means determines that the tip of the corner portion reaches the irradiation area in a predetermined positional relationship.
  • the actuator is controlled so that the sample approaches relatively.
  • the relationship determining means detects the intensity of light that is outside a predetermined threshold range from the value obtained by the value obtaining means by the detecting part. has reached the irradiation area, and the approach control means determines by the relationship determination means that the tip of the corner has reached the irradiation area. After it is determined that the predetermined positional relationship is not established, the actuator is controlled so that the sample approaches relatively to the optical axis until it is determined that the predetermined positional relationship is established.
  • each time the corner portion is processed by the laser the actuator is controlled by the approach control means, the light intensity is acquired by the value acquisition means, and the positional relationship is determined by the relationship determination means. do.
  • each of the above aspects may be the fifth aspect shown below.
  • the detection unit includes at least the It is provided at a position outside the irradiation area.
  • a sixth aspect is provided at a position outside an irradiation region extending cylindrically in at least the laser in a plan view intersecting the optical axis of the laser extending in a predetermined direction.
  • a detection procedure for detecting the intensity of light reaching this position a detection procedure for detecting the intensity of light reaching this position; an approach control procedure for controlling the actuator to relatively displace the sample along the intersecting direction so as to move the sample relatively close to the optical axis;
  • the positional relationship between the laser and the sample can be determined based on the detection result simply by enabling the light intensity to be detected at a position outside the laser irradiation area. It is no longer necessary to provide many additional device configurations for determination, and the cost for determining the positional relationship can be suppressed.
  • Block diagram showing the overall configuration of a laser processing device
  • Block diagram showing the configuration of the irradiation section The figure which shows the positional relationship of the irradiation area of a laser, and a detection part.
  • Flowchart showing a processing procedure for processing Diagram showing the energy distribution in a laser
  • Flowchart showing processing procedure of relationship determination processing Graph showing changes in light intensity according to sample displacement
  • the laser processing apparatus 1 includes an irradiation unit 10 for irradiating a laser so that the optical axis extends in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 1), and an irradiation unit 10 for holding the sample 100.
  • a holding part 20 an irradiation part displacement mechanism 30 for displacing the irradiation part 10 with respect to the sample 100, a holding part displacement mechanism 40 for displacing the holding part 20 with respect to the laser, and light at a predetermined position.
  • a detection unit 50 for detecting intensity and a control unit 60 for controlling the operation of the entire laser processing apparatus 1 are provided.
  • the irradiation unit 10 includes an oscillator 11 that outputs a pulse laser, a vibration adjuster 13 that adjusts the order of the frequency of the laser, a polarization element 14 that adjusts the polarization state, and an attenuator that adjusts the laser output.
  • ATT a beam expander
  • EXP beam expander
  • the oscillator 11 uses an Nd:YAG pulse laser.
  • the configuration is made up of a single optical lens 19, the configuration includes a set of optical lenses arranged at predetermined intervals and a mechanism for adjusting the intervals between the optical lenses. may be
  • the holding part 20 is a rod-shaped member extending in a direction intersecting the optical axis of the laser (horizontal direction in FIG. 1), and is configured to be able to hold the sample 100 at its tip. This sample 100 is held in a positional relationship in which the end protrudes from the tip of the holding part 20 .
  • the irradiation unit displacement mechanism 30 includes a mechanism main body 31, which is an actuator that displaces the irradiation unit 10 in a predetermined direction in a state in which the irradiation unit 10 is attached, and a driving unit 33 that operates the mechanism main body 31 based on a command from the outside.
  • the mechanism main body 31 is configured to displace the irradiation unit 10 in a direction intersecting the optical axis of the laser (direction from the front to the back of the page of FIG. 1).
  • the holding portion displacement mechanism 40 includes a mechanism main body 41, which is an actuator that displaces the holding portion 20 in a predetermined direction in a state in which the holding portion 20 is attached, and a driving portion 43 that operates the mechanism main body 41 based on a command from the outside.
  • the mechanism main body 41 is configured to displace the holding portion 20 in its extending direction.
  • the detection unit 50 is located in a region opposite to the irradiation unit 10 when the space extending along the optical axis 210 is divided into two at the position of the sample 100 (a region below the holding unit 20 in FIG. 3). area), the optical sensor is provided at a position that is at least outside the irradiation area 200 when viewed from a plane that intersects the optical axis 210 (the plane of the dashed line in FIG. 3), and the intensity of light reaching this position ( hereinafter also referred to as “light intensity”).
  • a line sensor in which a plurality of light-receiving elements are arranged in a direction away from the optical axis 210 is employed as the detection unit 50 .
  • the detection unit 50 is arranged at a position where the diffracted light can reach with sufficient intensity in the relationship determination process to be described later.
  • the control unit 60 is a computer that controls laser irradiation by the irradiation unit 10, displacement of the irradiation unit 10 by the irradiation unit displacement mechanism 30, displacement of the holding unit 20 by the holding unit displacement mechanism 40, and the like, according to control commands to each unit. .
  • the sample 100 has corners 110 formed by a plurality of adjacent surfaces.
  • the sample 100 is a cutting tool having two surfaces, one of which is a rake surface and the other of which is a flank, and is made of cemented carbide.
  • the surface formed by the corner 110 is arranged along the optical axis 210 .
  • a laser beam is irradiated so that the optical axis 210 extends along the surface direction of the corner portion 110, and the laser beam is displaced to form a processing surface on the corner portion 110. be able to.
  • This processing is performed after the holder 20 holding the sample 100 is positioned at a predetermined reference position, and is started when an activation command is received from an interface (manipulation device or communication device, not shown). be done.
  • the positional relationship is such that the tip of the corner 110 of the sample 100 reaches the irradiation area 200 .
  • the tip of the corner 110 overlaps the outer periphery of the irradiation area 200, the tip of the corner 110 overlaps the irradiation area 200 by a predetermined range, and the tip of the corner 110 reaches the optical axis 210. , etc. are assumed.
  • This setting information is information set by the user in advance, and is the output P0 [w] of the laser irradiated by the irradiation unit 10 and the processing threshold according to the material properties of the sample 100 placed on the holding unit 20. It includes Pth[w] and coordinate information defining each of one or more processing surfaces to be formed on the sample 100 .
  • the output of the laser has an energy distribution equal to or greater than the processing threshold value Pth[w] required for processing the sample 100 by the laser inside the irradiation region 200 that extends cylindrically along the optical axis 210 of the laser.
  • the output level is determined so as to form a processable region having a different shape, and the output level is determined according to the material properties of the sample 100 .
  • the coordinate information defines the position of the processing surface on the sample 100 as three-dimensional coordinates with reference to a predetermined origin.
  • the output of the laser is coordinate information It is set based on the relationship between Specifically, the laser output level P0 is a value greater than the processing threshold value Pth (P0>Pth).
  • a workable area is set based on the setting information read in s110 (s120).
  • the energy distribution P(r ) is calculated, a cylindrical region is identified by connecting planar regions with a predetermined radius rth, which have an energy distribution equal to or greater than the processing threshold value Pth, along the optical axis (see FIG. 5).
  • the radius rth in this area is specified as a parameter that defines the machinable area.
  • this machinable region changes from a linear cylindrical shape to a constricted cylindrical shape whose diameter decreases toward the focal position as the laser output P0 increases. .
  • the outer periphery of the processable area changes from a straight line to a curved shape. is selectively included in the setting information described above.
  • any coordinate information not referred to in the subsequent processing is extracted and defined by this coordinate information.
  • a machined surface is set as a target machined surface to be formed in subsequent processing (s140).
  • a relationship determination process which will be described later, is executed (s150).
  • the control unit 60 instructs the irradiating unit 10 to irradiate the laser capable of forming the processable region set in s120, and the irradiating unit 10 starts irradiating the laser upon receiving this instruction.
  • the laser is irradiated so that the optical axis 210 extends in a predetermined direction (the vertical direction in FIG. 1 in this embodiment).
  • the sample 100 is brought closer to the irradiation area 200 of the laser irradiated by the irradiation section 10 by the holding section displacement mechanism 40 (s170).
  • a control command is issued to the holding portion displacement mechanism 40 so that the sample 100 approaches the irradiation area 200 side, and the holding portion displacement mechanism 40 that receives this command shifts the sample 100 until the sample 100 and the processable region overlap each other. perform displacement.
  • the overlap between the sample 100 and the processable region is determined by the distance ( In this embodiment, the distance along the left-right direction in FIG. .
  • the irradiation section displacement mechanism 30 causes the irradiation region 200 of the laser irradiated by the irradiation section 10 to scan along the corner 110 of the sample 100 (s180).
  • a control command is issued to the irradiation unit displacement mechanism 30 so that the irradiation unit 10 is displaced along the corner 110, and the irradiation unit displacement mechanism 30 that receives this command starts displacement from a predetermined reference position, and processing is performed.
  • the irradiation unit 10 is displaced until the irradiation region 200 passes through the entire surface, it returns to the reference position. Note that the scanning of the corner 110 by the irradiation area 200 here is repeated a plurality of times.
  • the corner 110 of the sample 100 is processed by the processable region of the irradiation region 200 through s170 to s180.
  • the laser irradiation by the irradiation unit 10 which started at s160, ends (s190).
  • the control unit 60 instructs the irradiation unit 10 to terminate the irradiation, and the irradiation unit 10 having received this instruction terminates the laser irradiation.
  • the process returns to s130, and s130 to s190 are performed until there are no more unmachined surfaces to be machined. After that, if it is determined in s130 that there is no unmachined surface to be machined (s130: NO), this machining process ends.
  • the irradiation area 200 is set (s210).
  • a value (P0 ⁇ Pth) smaller than the processing threshold value Pth is set as the laser output level P0 based on the setting information read in s110.
  • the control unit 60 instructs the irradiating unit 10 to irradiate the laser capable of forming the irradiation area 200 set in s210, and the irradiating unit 10 that receives this instruction starts irradiating the laser.
  • the laser is irradiated so that the optical axis 210 extends in a predetermined direction (the vertical direction in FIG. 1 in this embodiment).
  • information indicating a predetermined light intensity is acquired as a comparison value used in subsequent processing (s230).
  • the detector 50 detects when the tip of the corner 110 reaches the irradiation region 200 with respect to the irradiation region 200 of the laser set in s210.
  • Information indicative of light intensity is obtained.
  • the light intensity actually detected by the detection unit 50 when the positional relationship between the irradiation region 200 and the tip of the corner portion 110 is changed for each of a plurality of assumed patterns of the irradiation region 200 is used as information. are recorded in the built-in memory 61 in advance, and by reading information having a matching positional relationship from the information thus recorded, information indicating the light intensity as a comparison value is obtained.
  • the information read here is the initial positional relationship at the time of positioning the holding unit 20 (for example, the tip of the corner 110 overlaps the outer circumference of the irradiation region 200, the tip of the corner 110 overlaps the irradiation region 200 and the predetermined range). and the tip of the corner 110 reaches the optical axis 210), and the amount of displacement of the sample 100 during processing (especially s170). It is something to do.
  • the distribution along the arrangement direction of the light receiving elements in the line sensor (Values at respective positions of the light receiving element) are detected and recorded as the light intensity at each positional relationship.
  • the light intensity detected by the detection unit 50 is acquired (s240).
  • the distribution along the arrangement direction of the light receiving elements in the line sensor (the number of light receiving elements (value for each position) is detected as the actual light intensity in the current positional relationship.
  • the positional relationship between the laser and the sample 100 is determined based on the light intensities obtained in s230 and s240 (s250).
  • the corner portion 110 is determined to have a predetermined positional relationship in which the tip of the beam reaches the irradiation area 200 .
  • the “predetermined positional relationship” here means that the positional relationship between the tip of the corner portion 110 and the irradiation area 200 matches the initial positional relationship at the time when the holding portion 20 is positioned.
  • the light intensity is a value at each position of the light receiving element in the line sensor
  • the light intensities at the same position are compared, and it is checked whether all the values are the same or within a predetermined threshold range. be.
  • the actual light intensity is the same as the light intensity that is the comparison value or is within a predetermined threshold range, that is, the actually sensed light intensity is equal to the light intensity assumed in the same positional relationship.
  • the same or similar state is a state in which the processing of the corner portion 110 has not sufficiently progressed in the processing performed so far (in this embodiment, before processing is performed), or a state in which processing is performed in a process described later. This means that the positional relationship has been corrected.
  • the actual light intensity is outside the predetermined threshold range of the comparative light intensity, i.e. the actually sensed light intensity is close to the light intensity expected in the same positional relationship.
  • a state in which there is no corner portion 110 means that the corner portion 110 has been sufficiently processed by the processing executed so far. In this state, the tip of the corner 110 recedes toward the outside of the irradiation region 200, and as a result, the positional relationship between the tip of the irradiation region 200 and the tip of the corner 110 changes. is outside the predetermined threshold range of light intensity.
  • the sample 100 is shifted from the irradiation unit 10 by the holding unit displacement mechanism 40.
  • the irradiation area 200 in the irradiating laser is approached (s270).
  • a control command is issued to the holding portion displacement mechanism 40 so that the sample 100 approaches the irradiation area 200 side, and the holding portion displacement mechanism 40 that receives this command displaces the sample 100 by a predetermined unit distance.
  • the unit distance in this displacement is a distance sufficiently smaller than the amount of displacement for displacing the sample 100 in processing (particularly s170).
  • the process After completing s270, the process returns to s240, and s240 to s270 are repeated until it is determined that the actual light intensity is the same as or similar to the light intensity that is the comparison value.
  • the sample 100 approaches the optical axis 210.
  • the positional relationship between the laser and the sample 100 is gradually corrected.
  • the positional relationship between the tip of the corner portion 110 and the irradiation region 200 matches the initial positional relationship at the time when the holding portion 20 is positioned.
  • the laser by the irradiation unit 10 started in s220. Irradiation ends (s280).
  • the control unit 60 instructs the irradiation unit 10 to terminate the irradiation, and the irradiation unit 10 having received this instruction terminates the laser irradiation.
  • this relationship determination process ends and returns to the processing process.
  • s230 described above is the value acquisition means in the present invention
  • s240 is the detection procedure in the present invention
  • s260 and s270 are the approach control means and the approach control procedure in the present invention
  • s250 is the position determination means in the present invention. and a position determination procedure.
  • the sample 100 side is exemplified to be displaced along the direction intersecting the optical axis 210 .
  • the configuration may be such that the optical axis 210 side (that is, the laser) is displaced with respect to the sample 100 .
  • the controller 60 of the laser processing apparatus 1 is configured to execute the relationship determination process.
  • this relationship determination process may be configured to be executed by a device other than the laser processing device 1 .
  • the irradiation unit 10 the holding unit 20, the holding unit displacement mechanism 40, the detection unit 50, and the control unit 60 are provided, and the control unit 60 executes the relationship determination process.
  • the light intensity as a comparison value is obtained by reading pre-recorded information.
  • the light intensity to be the comparison value is configured to obtain a value calculated from parameters such as the energy distribution in the laser irradiation region 200, the positional relationship between the detection unit 50 and the corner portion 110, and the shape of the corner portion 110.
  • the relationship determination process is executed each time a processed surface is formed on the sample 100 in the processing, and the positional relationship between the laser and the sample 100 is determined.
  • the timing for determining the positional relationship between the laser and the sample 100 is not limited to this, and for example, it is conceivable that the irradiation region 200 is scanned with respect to the sample 100 . In this case, it is conceivable to configure the relationship determination process to be executed before or after scanning in s180.
  • timing for determining the positional relationship between the laser and the sample 100 may be during actual processing in the processing process. It is conceivable to configure
  • the timing for determining the positional relationship between the laser and the sample 100 may be irrelevant to the processing.
  • the relationship determining process may be executed at any timing upon receipt of a start command.
  • the actual light intensity is compared with the comparison value.
  • the transition of the actual light intensity along the time axis may be compared with the transition of the light intensity along the time axis as a comparison value.
  • ⁇ s270 are performed using the light intensity in the process in which the tip of the corner portion 110 reaches the optical axis 210 from the outside of the irradiation area 200 as a comparison value. In this process, after the tip of the corner 110 reaches the irradiation area 200 and overlaps, as shown in FIG. An interval (the right side of the dashed line in FIG.
  • the positional relationship between the laser and the sample 100 is determined based on the detection result simply by enabling the light intensity to be detected at a position outside the laser irradiation area 200. Therefore, it is not necessary to provide many additional device configurations for the determination, and the cost for determining the positional relationship can be suppressed.
  • the positional relationship with the irradiation area 200 can be determined and corrected in real time.
  • the present invention can be used to determine the positional relationship between a laser and a sample without providing many additional device configurations and at low cost.

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Abstract

所定方向に光軸が延びるように照射されたレーザに対し、それぞれ隣接する複数の面により角部が形成された試料を相対的に接近させることで前記角部を加工するように構成されたレーザ加工装置であって、前記光軸と交差する平面視で、少なくとも前記レーザにおいて筒状に延びる照射領域の外側となる位置に設けられ、この位置にまで到達する光の強度を検知する検知部と、前記試料を前記光軸と交差する方向に沿って相対的に変位させるアクチュエータを、前記光軸に対して前記試料を相対的に接近させるよう制御する接近制御手段と、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係において、前記検知部が検知する値として規定されている光の強度を取得する値取得手段と、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近する過程で、前記検知部が検知する光の強度に基づき、前記レーザと前記試料との位置関係を判定する関係判定手段と、を備える。

Description

レーザ加工装置および関係判定方法
　本発明は、レーザによる加工を行うレーザ加工装置に関する。
　近年、レーザの光軸方向に延びる円筒状の照射領域を、その光軸と交差する方向へ変位させることにより、この照射領域が通過する試料の表面側に加工面を形成するレーザ加工装置が提案されている（特許文献１） 。この装置による加工方法は、機械的な加工方法に比べて機械的損傷を減らし滑らかに加工面を形成できるという点で優れた加工方法である。
特許６５６２５３６号公報
　この種の加工方法は、例えば、すくい面および逃げ面で形成された角部を有する切削工具のように、それぞれ隣接する複数の面で形成された角部を有する試料における角部の加工にも用いられる。具体的には、すくい面または逃げ面の拡がる方向に沿って光軸が延びるようにレーザを照射させ、このレーザを変位させることによって、加工面として角部に新たなすくい面または逃げ面を形成する、といったことである。
　また、この装置では、レーザの照射領域と角部とが重なっているときに加工が進行するため、加工に先立って角部の先端が照射領域（照射領域の外周または照射領域内の光軸など）にまで到達する位置関係となっていることが効率的な加工のためには望ましい。しかし、そのような位置関係となっていることを判定するには、そのためだけにレーザやセンサなど多くの追加的な構成要素が必要であり、そのために要するコストが大きいという課題があった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、レーザ加工装置において、従来よりも低コストでレーザと角部の端部との位置関係を判定できるようにするための技術を提供することである。
　上記課題を解決するため第１局面は、所定方向に光軸が延びるように照射されたレーザに対し、それぞれ隣接する複数の面により角部が形成された試料を、前記角部を前記レーザ側に向けて相対的に接近させることで、前記レーザによって前記角部を加工するように構成されたレーザ加工装置であって、前記光軸と交差する平面視で、少なくとも前記レーザにおいて筒状に延びる照射領域の外側となる位置に設けられ、この位置にまで到達する光の強度を検知する検知部と、前記試料を前記光軸と交差する方向に沿って相対的に変位させるアクチュエータを、前記光軸に対して前記試料を相対的に接近させるよう制御する接近制御手段と、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係において、前記検知部が検知する値として規定されている光の強度を取得する値取得手段と、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近する過程で、前記検知部が検知する光の強度に基づき、前記レーザと前記試料との位置関係を判定する関係判定手段と、を備え、前記関係判定手段は、前記検知部により、前記値取得手段に取得された値と同一または所定のしきい値範囲内の値となる光の強度が検出されたことをもって、その時点で前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあるものと判定する、レーザ加工装置である。
　この局面は、以下に示す第２局面のようにしてもよい。
　第２局面において、前記接近制御手段は、前記関係判定手段により、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあると判定されるまで、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近するよう前記アクチュエータを制御する。
　また、これら局面は、以下に示す第３局面のようにしてもよい。
　第３局面において、前記関係判定手段は、前記検知部により、前記値取得手段に取得された値と所定のしきい値範囲外の値となる光の強度が検出された場合に、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にないと判定して、前記接近制御手段は、前記関係判定手段により、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にないと判定されて以降、この位置関係にあると判定されるまで、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近するよう前記アクチュエータを制御する。
　また、上記第２、第３局面は、以下に示す第４局面のようにしてもよい。
　第４局面は、前記レーザによる前記角部の加工ごとに、前記接近制御手段による前記アクチュエータの制御、前記値取得手段による光の強度の取得、および、前記関係判定手段による位置関係の判定を実施する。
　また、上記各局面は、以下に示す第５局面のようにしてもよい。
　第５局面において、前記検知部は、前記光軸に沿って延びる空間を前記試料で２分した場合における前記レーザの光源と反対側の領域のうち、前記光軸と交差する平面視で少なくとも前記照射領域の外側の位置に設けられている。
　また、上記課題を解決するため第６局面は、所定方向に光軸が延びるレーザの前記光軸と交差する平面視で、少なくとも前記レーザにおいて筒状に延びる照射領域の外側となる位置に設けられ、この位置にまで到達する光の強度を検知する検知手順と、それぞれ隣接する複数の面により角部が形成された試料を、前記角部を前記レーザ側に向けた状態で、前記光軸と交差する方向に沿って相対的に変位させるアクチュエータにつき、前記アクチュエータを、前記光軸に対して前記試料を相対的に接近させるよう制御する接近制御手順と、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係において、前記検知部が検知する値として規定されている光の強度を取得する値取得手順と、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近する過程で、前記検知手順により検知される光の強度に基づき、前記レーザと前記試料との位置関係を判定する関係判定手順と、を備え、前記関係判定手順では、前記検知手順において、前記値取得手順にて取得された値と同一または所定のしきい値範囲内の値となる光の強度が検出されたことをもって、その時点で前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあるものと判定する、位置判定方法である。
　上記各局面であれば、レーザの照射領域の外側となる位置で光強度を検知できるようにするだけで、その検知結果に基づいてレーザと試料との位置関係を判定することができるため、その判定のために多くの追加的な装置構成を設ける必要がなくなり、位置関係を判定するためのコストを抑えることができる。
レーザ加工装置の全体構成を示すブロック図 照射部の構成を示すブロック図 レーザの照射領域と検知部との位置関係を示す図 加工処理の処理手順を示すフローチャート レーザにおけるエネルギー分布を示す図 関係判定処理の処理手順を示すフローチャート 試料の変位量に応じた光強度の推移を示すグラフ
　本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（１）装置構成
　レーザ加工装置１は、図１に示すように、所定方向（図１における上下方向）に光軸が延びるようにレーザを照射させる照射部１０と、試料１００を保持するための保持部２０と、試料１００に対して照射部１０を変位させるための照射部変位機構３０と、レーザに対して保持部２０を変位させるための保持部変位機構４０と、所定の位置において光の強度を検知する検知部５０と、レーザ加工装置１全体の動作を制御する制御部６０と、を備えている。
　照射部１０は、図２に示すように、パルスレーザを出力する発振器１１、レーザの振動数の次数を調整する振動調整器１３、偏光状態を調整する偏光素子１４、レーザの出力を調整するアッテネータ（ＡＴＴ）１５、レーザの径を調整するためのビームエキスパンダー（ＥＸＰ）１７などを備え、これらを経たレーザが光学レンズ１９を介して出力されるように構成されており、所定の方向（本実施形態ではＺ軸方向）に光軸を向けてレーザを照射させる。これらのうち、発振器１１には、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザが用いられている。
　なお、ここでは、単一の光学レンズ１９からなる構成となっているが、所定間隔を空けて配置された一組の光学レンズと、この光学レンズの間隔を調整するための機構を備えた構成としてもよい。
　保持部２０は、レーザの光軸と交差する方向（図１における左右方向）に延びる棒状の部材であり、その先端に試料１００を保持可能に構成されている。この試料１００は、その端部が保持部２０の先端から突出する位置関係で保持される。
　照射部変位機構３０は、照射部１０が取り付けられた状態で所定方向に変位するアクチュエータである機構本体３１と、外部からの指令に基づいて機構本体３１を動作させる駆動部３３と、を備えている。本実施形態において、機構本体３１は、照射部１０をレーザの光軸と交差する方向（図１における紙面の手前から奥へ向かう方向）に変位させるように構成されている。
　保持部変位機構４０は、保持部２０が取り付けられた状態で所定方向に変位するアクチュエータである機構本体４１と、外部からの指令に基づいて機構本体４１を動作させる駆動部４３と、を備えている。本実施形態において、機構本体４１は、保持部２０をその延びる方向に変位させるように構成されている。
　検知部５０は、図３に示すように、光軸２１０に沿って延びる空間を試料１００の位置で２分した場合における照射部１０と反対側の領域（図３における保持部２０よりも下方の領域）のうち、光軸２１０と交差する平面（図３における破線の面）視で少なくとも照射領域２００の外側となる位置に設けられた光センサであり、この位置にまで到達する光の強度（以降「光強度」ともいう）を検知する。本実施形態では、検知部５０として、光軸２１０から離れる方向に向けて複数の受光素子が配置されたラインセンサが採用されている。なお、この検知部５０は、後述する関係判定処理において回折光が十分な強度で到達可能な位置に配置されたものである。
　制御部６０は、各部への制御指令により、照射部１０によるレーザの照射、照射部変位機構３０による照射部１０の変位、保持部変位機構４０による保持部２０の変位などを制御するコンピュータである。
　試料１００は、それぞれ隣接する複数の面により角部１１０が形成されている。本実施形態において、試料１００は、２つの面のいずれか一方がすくい面、他方が逃げ面として形成された切削工具であり、超硬合金をその材料とするものである。
　そして、この試料１００は、角部１１０をレーザの照射領域２００側に向けて設置されることにより、角部１１０のなす面が光軸２１０に沿って配置された状態となる。
　このような構成のレーザ加工装置１では、角部１１０のなす面方向に沿って光軸２１０が延びるようにレーザを照射させ、このレーザを変位させることによって、角部１１０に加工面を形成することができる。
（２）制御部６０による処理手順
（２－１）加工処理
　以下に、制御部６０が内蔵メモリ６１に格納されたプログラムにより実行する「加工処理」の手順を図４に基づいて説明する。この加工処理は、保持部２０に試料１００を保持させて位置決めした後に実行させるものであり、図示されないインタフェース（操作装置または通信装置）からの起動指令を受けた際に起動される。
　この加工処理は、試料１００を保持させた保持部２０を所定の基準位置に位置決めした後で実施させるものであり、図示されないインタフェース（操作装置または通信装置）からの起動指令を受けた際に起動される。ここで、保持部２０を位置決めした状態では、試料１００における角部１１０の先端が照射領域２００にまで到達する位置関係となる。具体的な位置関係としては、角部１１０の先端が照射領域２００の外周と重なる、角部１１０の先端が照射領域２００と所定範囲だけ重なる、角部１１０の先端が光軸２１０にまで到達する、といったものが想定される。
　この加工処理が起動されると、まず、内蔵メモリ６１にあらかじめ格納されている加工処理用の設定情報が読み出される（ｓ１１０）。この設定情報は、事前にユーザが設定した情報であって、照射部１０の照射するレーザの出力Ｐ０［ｗ］と、保持部２０に設置された試料１００の材料特性に応じた加工しきい値Ｐｔｈ［ｗ］と、試料１００に形成すべき１以上の加工面それぞれを規定した座標情報と、を含んでいる。
　これらのうち、レーザの出力は、レーザにおいて光軸２１０に沿って筒状に延びる照射領域２００の内側に、レーザによる試料１００の加工に必要な加工しきい値Ｐｔｈ［ｗ］以上のエネルギー分布となる加工可能領域が形成されるよう定められたものであって、試料１００の材料特性に応じた出力レベルとなる。また、座標情報は、所定の原点を基準として、試料１００における加工面の位置を３次元座標として定めたものである。
　なお、加工可能領域は、その光軸方向に沿った長さが、少なくとも試料１００の加工面におけるものよりも長いことが求められるため、レーザの出力は、この長さが実現されるよう座標情報との関係を踏まえて設定されている。具体的にいえば、レーザの出力レベルＰ０は、加工しきい値Ｐｔｈより大きくなるような値（Ｐ０＞Ｐｔｈ）である。
　次に、上記ｓ１１０にて読み出された設定情報に基づいて加工可能領域が設定される（ｓ１２０）。ここでは、上記ｓ１１０にて読み出された設定情報のうち、レーザの出力Ｐ０［ｗ］および加工しきい値Ｐｔｈ［ｗ］に基づき、レーザの光軸上における各位置でのエネルギー分布Ｐ（ｒ）が算出された後、加工しきい値Ｐｔｈ以上のエネルギー分布となる所定半径ｒｔｈの面状領域を光軸に沿ってつないでなる筒状の領域が特定される（図５参照）。そして、この領域における半径ｒｔｈが加工可能領域を規定するパラメータとして特定される。
　なお、この加工可能領域は、レーザの出力Ｐ０が大きくなるほど、直線的な筒状から、焦点位置に向けて直径が小さくなるくびれた筒状へと変化していくことが実験により確認されている。つまり、レーザの出力Ｐ０が大きくなるほど、加工可能領域の外周が直線的だったところから、曲線的な形状へと変化していくことになるため、レーザの出力Ｐ０は、加工面として求められる形状に応じた値が選択的に上述した設定情報に含められることとなる。
　次に、未形成の加工面が存在しているか否かがチェックされる（ｓ１３０）。ここでは、上記ｓ１１０にて読み出された設定情報のうちの座標情報の中に、本加工処理が起動された以降、参照していない座標情報が残されている場合に、未形成の加工面が存在していると判定される。
　このｓ１３０にて未加工の加工面が存在していると判定された場合（ｓ１３０：ＹＥＳ）、以降の処理にて参照していないいずれかの座標情報が抽出され、この座標情報で規定される加工面が、以降の処理にて形成すべき対象の加工面として設定される（ｓ１４０）。
　次に、後述する関係判定処理が実行される（ｓ１５０）。ここでは、この時点で角部１１０の先端が照射領域２００にまで到達する所定の位置関係となっているかの判定、および、そのような位置関係となるよう角部１１０の先端と照射領域２００との位置関係の補正が実施される。
　次に、照射部１０によるレーザの照射が開始される（ｓ１６０）。ここでは、制御部６０が、上記ｓ１２０にて設定された加工可能領域を形成可能なレーザの照射を照射部１０に指令し、この指令を受けた照射部１０によるレーザの照射が開始される。こうして、所定方向（本実施形態では図１の上下方向）に光軸２１０が延びるようにレーザが照射される。
　次に、保持部変位機構４０により、試料１００が照射部１０の照射するレーザにおける照射領域２００に接近させられる（ｓ１７０）。ここでは、試料１００が照射領域２００側へと接近するよう保持部変位機構４０への制御指令がなされ、これを受けた保持部変位機構４０が、試料１００と加工可能領域が重なるまで試料１００の変位を行う。
　この試料１００と加工可能領域との重なりは、上記ｓ１２０で規定された半径ｒｔｈと上記ｓ１４０にて設定された加工面の座標情報に基づき、レーザの光軸と試料１００における加工面との間隔（本実施形態では図１の左右方向に沿った間隔）が、照射領域２００の加工可能領域を規定する半径ｒｔｈに相当する距離となるまで、照射領域２００を試料１００に接近させることにより実現される。
　次に、照射部変位機構３０により、照射部１０の照射するレーザにおける照射領域２００が試料１００の角部１１０に沿って走査させられる（ｓ１８０）。ここでは、照射部１０が角部１１０に沿って変位するよう照射部変位機構３０への制御指令がなされ、これを受けた照射部変位機構３０が、所定の基準位置から変位を開始し、加工面の全体を照射領域２００が通過するまで、照射部１０の変位を行った後、基準位置に戻る。なお、ここでの照射領域２００による角部１１０の走査は複数回繰り返して実施される。
　こうして、上記ｓ１７０～ｓ１８０を経て、試料１００の角部１１０が照射領域２００の加工可能領域によって加工される。
　このｓ１８０の後、上記ｓ１６０で開始された照射部１０によるレーザの照射が終了する（ｓ１９０）。ここでは、制御部６０が照射部１０に対して照射の終了を指令し、この指令を受けた照射部１０がレーザの照射を終了させる。
　こうして、ｓ１９０を終えた後、プロセスが上記ｓ１３０へ戻り、以降、未加工の加工面が存在しなくなるまで、ｓ１３０～ｓ１９０が実施される。その後、上記ｓ１３０で未加工の加工面が存在していないと判定された場合（ｓ１３０：ＮＯ）、本加工処理が終了する。
（２－２）関係判定処理
　続いて、加工処理のｓ１５０により実行される「関係判定処理」の手順を図６に基づいて説明する。
　この関係判定処理が起動されると、まず、照射領域２００が設定される（ｓ２１０）。ここでは、上記ｓ１１０にて読み出された設定情報に基づき、レーザの出力レベルＰ０として、加工しきい値Ｐｔｈより小さくなるような値（Ｐ０＜Ｐｔｈ）が設定される。
　次に、照射部１０によるレーザの照射が開始される（ｓ２２０）。ここでは、制御部６０が、上記ｓ２１０にて設定された照射領域２００を形成可能なレーザの照射を照射部１０に指令し、この指令を受けた照射部１０によるレーザの照射が開始される。こうして、所定方向（本実施形態では図１の上下方向）に光軸２１０が延びるようにレーザが照射される。
　次に、以降の処理で用いられる比較値として、所定の光強度を示す情報が取得される（ｓ２３０）。ここでは、上記ｓ２１０にて設定されたレーザの照射領域２００に対し、角部１１０の先端が照射領域２００にまで到達する位置関係となっている場合に検知部５０により検知されるものと規定される光強度を示す情報が取得される。
　本実施形態では、想定される複数パターンの照射領域２００それぞれに対し、この照射領域２００と角部１１０の先端との位置関係を変化させた場合において実際に検知部５０が検知した光強度を情報としてあらかじめ内蔵メモリ６１に記録しており、こうして記録されている情報から位置関係の一致するものを読み出すことで比較値となる光強度を示す情報を取得する。そして、ここで読み出される情報は、保持部２０を位置決めした時点における初期の位置関係（例えば、角部１１０の先端が照射領域２００の外周と重なる、角部１１０の先端が照射領域２００と所定範囲だけ重なる、角部１１０の先端が光軸２１０にまで到達する、といった位置関係）、および、加工処理（特にｓ１７０）において試料１００を変位させた変位量、から規定される現時点の位置関係と一致するものである。
　なお、本実施形態では、検知部５０として採用されたラインセンサの受光素子それぞれから出力される光強度（Ｗ）の合計値や平均値の他、ラインセンサにおける受光素子の配置方向に沿った分布（受光素子の位置それぞれの値）をもって、各位置関係における光強度として検知して記録している。
　次に、検知部５０により検知される光強度が取得される（ｓ２４０）。ここでは、検知部５０として採用されたラインセンサの受光素子それぞれから出力される光強度（Ｗ）の合計値や平均値の他、ラインセンサにおける受光素子の配置方向に沿った分布（受光素子の位置それぞれの値）をもって、現時点の位置関係における実際の光強度として検知する。
　次に、上記ｓ２３０およびｓ２４０にて取得された光強度に基づき、レーザと試料１００との位置関係が判定される（ｓ２５０）。ここでは、上記ｓ２４０にて取得された実際の光強度が、上記ｓ２３０にて取得された比較値である光強度と同一または所定のしきい値範囲内であることをもって、その時点で角部１１０の先端が照射領域２００にまで到達する所定の位置関係となっているものと判定する。ここでいう「所定の位置関係」は、角部１１０の先端と照射領域２００との位置関係が、保持部２０を位置決めした時点における初期の位置関係と一致することを指す。
　なお、光強度がラインセンサにおける受光素子の位置それぞれの値である場合、同じ位置における光強度同士が比較され、全ての値について同一または所定のしきい値範囲内であるか否かがチェックされる。
　ここで、実際の光強度が比較値である光強度と同一または所定のしきい値範囲内になっている、つまり、実際に検知された光強度が、同じ位置関係において想定される光強度と同一または近似している状態は、ここまでに実行された加工処理で角部１１０の加工が十分に進んでいない状態（本実施形態では、加工が行われる前）であるか、後述するプロセスで位置関係が補正された状態であることを意味している。
　他方、実際の光強度が比較値である光強度の所定のしきい値範囲外になっている、つまり、実際に検知された光強度が、同じ位置関係において想定される光強度と近似していない状態は、ここまでに実行された加工処理で角部１１０の加工が十分に進んだ状態であることを意味している。この状態では、角部１１０の先端が照射領域２００の外側へ向けて後退する結果、照射領域２００と角部１１０の先端との位置関係が変化しているために、実際の光強度が比較値である光強度の所定のしきい値範囲外となる。
　次に、上記ｓ２５０による判定の結果、実際の光強度が比較値である光強度と近似していないとされた場合（ｓ２６０：ＮＯ）、保持部変位機構４０により、試料１００が照射部１０の照射するレーザにおける照射領域２００に接近させられる（ｓ２７０）。ここでは、試料１００が照射領域２００側へと接近するよう保持部変位機構４０への制御指令がなされ、これを受けた保持部変位機構４０が、所定の単位距離だけ試料１００の変位を行う。この変位における単位距離は、加工処理（特にｓ１７０）において試料１００を変位させる変位量よりも十分に小さい距離である。
　このｓ２７０を終えた後、プロセスがｓ２４０へ戻り、以降、実際の光強度が比較値である光強度と同一または近似していると判定されるまでｓ２４０～ｓ２７０が繰り返される。このように、本関係判定処理では、実際の光強度が比較値である光強度と同一または近似していないと最初に判定された以降、光軸２１０に対して試料１００が接近していくことによって、レーザと試料１００との位置関係が徐々に補正されることとなる。その結果、角部１１０の先端と照射領域２００との位置関係は、保持部２０を位置決めした時点における初期の位置関係と一致するようになる。
　なお、上記ｓ２５０による判定の結果、実際の光強度が比較値である光強度と同一または近似していると判定された場合（ｓ２６０：ＹＥＳ）、上記ｓ２２０で開始された照射部１０によるレーザの照射が終了する（ｓ２８０）。ここでは、制御部６０が照射部１０に対して照射の終了を指令し、この指令を受けた照射部１０がレーザの照射を終了させる。
　こうして、ｓ２８０を終えた後、本関係判定処理が終了して加工処理に戻る。
　なお、上述したｓ２３０が本発明における値取得手段であり、ｓ２４０が本発明における検知手順であり、ｓ２６０，ｓ２７０が本発明における接近制御手段および接近制御手順であり、ｓ２５０が本発明における位置判定手段および位置判定手順である。
（３）変形例
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
　例えば、上記実施形態では、試料１００側を光軸２１０と交差する方向に沿って変位させるように構成されたものを例示した。しかし、光軸２１０側（つまりレーザ）を試料１００に対して変位させるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、レーザ加工装置１の制御部６０により関係判定処理が実行されるように構成されたものを例示した。しかし、この関係判定処理は、レーザ加工装置１とは別の装置で実行するように構成してもよい。このための装置としては、照射部１０、保持部２０、保持部変位機構４０、検知部５０および制御部６０を備え、この制御部６０で関係判定処理を実行するものとすることが考えられる。
　また、上記実施形態では、関係判定処理のｓ２３０において、あらかじめ記録された情報を読み出すことで比較値となる光強度を取得するように構成されたものを例示した。しかし、比較値となる光強度は、レーザの照射領域２００におけるエネルギー分布、検知部５０と角部１１０との位置関係、角部１１０の形状などのパラメータから算出した値を取得するように構成してもよい。
　また、上記実施形態では、加工処理において試料１００に加工面が形成されるごとに関係判定処理を実行し、レーザと試料１００との位置関係を判定するように構成されたものを例示した。しかし、レーザと試料１００との位置関係を判定するタイミングは、これに限られず、例えば、試料１００に対する照射領域２００の走査ごととすることが考えられる。この場合、ｓ１８０における走査前または走査後に関係判定処理が実行されるように構成することが考えられる。
　また、レーザと試料１００との位置関係を判定するタイミングは、加工処理において実際に加工が行われている最中としてもよく、この場合、ｓ１８０における走査中に関係判定処理が並行して実行されるように構成することが考えられる。
　また、レーザと試料１００との位置関係を判定するタイミングは、加工処理と無関係としてもよく、この場合、起動指令を受けて任意のタイミングで関係判定処理が実行されるように構成すればよい。
　また、上記実施形態では、関係判定処理において位置関係を判定するに際し、実際の光強度を比較値と比較するように構成されたものを例示した。しかし、位置関係を判定するに際しては、実際の光強度の時間軸に沿った推移を、比較値としての光強度の時間軸に沿った推移とを比較するように構成してもよい。
　具体的な例として、保持部２０を位置決めした時点における初期の位置関係に「角部１１０の先端が光軸２１０にまで到達する位置関係」が採用されたケースを例示すると、関係判定処理のｓ２４０～ｓ２７０は、角部１１０の先端が照射領域２００の外側から光軸２１０に到達する過程における光強度を比較値として実施される。この過程では、角部１１０の先端が照射領域２００に到達して重なった以降、図７に示すように、光強度が一定以上の割合で増加する区間（図７における一点鎖線の左側）と、その増加割合が一定の割合未満となる区間（図７における一点鎖線の右側）とが順に到来し、この後者の区間が到来したタイミングで角部１１０の先端が光軸２１０に到達することが実験的に確認されている。そのため、このケースでは、実際の光強度が、比較値である光強度と同一または所定のしきい値範囲内の増加度合であることをもって、その時点で角部１１０の先端が照射領域２００にまで到達する所定の位置関係となっているものと判定することとなる。
（４）作用効果
　上記実施形態であれば、レーザの照射領域２００の外側となる位置で光強度を検知できるようにするだけで、その検知結果に基づいてレーザと試料１００との位置関係を判定することができるため、その判定のために多くの追加的な装置構成を設ける必要がなくなり、位置関係を判定するためのコストを抑えることができる。
　また、上記実施形態のレーザ加工装置１では、試料１００の加工と平行して、リアルタイムに照射領域２００との位置関係を判定および補正することができる。
　本発明は、多くの追加的な装置構成を設けることなく、かつ、コストを抑えてレーザと試料との位置関係を判定する用途に用いることができる。
　１…レーザ加工装置、１０…照射部、１１…発振器、１３…振動調整器、１４…偏光素子、１５…アッテネータ（ＡＴＴ）、１７…ビームエキスパンダー（ＥＸＰ）、１９…光学レンズ、２０…保持部、３０…照射部変位機構、３１…機構本体、３３…駆動部、４０…保持部変位機構、４１…機構本体、４３…駆動部、５０…検知部、６０…制御部、６１…内蔵メモリ、１００…試料、１１０…角部、２００…照射領域、２１０…光軸。
　

Claims (6)

  1. 　所定方向に光軸が延びるように照射されたレーザに対し、それぞれ隣接する複数の面により角部が形成された試料を、前記角部を前記レーザ側に向けて相対的に接近させることで、前記レーザによって前記角部を加工するように構成されたレーザ加工装置であって、
    　前記光軸と交差する平面視で、少なくとも前記レーザにおいて筒状に延びる照射領域の外側となる位置に設けられ、この位置にまで到達する光の強度を検知する検知部と、
    　前記試料を前記光軸と交差する方向に沿って相対的に変位させるアクチュエータを、前記光軸に対して前記試料を相対的に接近させるよう制御する接近制御手段と、
    　前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係において、前記検知部が検知する値として規定されている光の強度を取得する値取得手段と、
    　前記光軸に対して前記試料が相対的に接近する過程で、前記検知部が検知する光の強度に基づき、前記レーザと前記試料との位置関係を判定する関係判定手段と、を備え、
    　前記関係判定手段は、前記検知部により、前記値取得手段に取得された値と同一または所定のしきい値範囲内の値となる光の強度が検出されたことをもって、その時点で前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあるものと判定する、
    　レーザ加工装置。
  2. 　前記接近制御手段は、前記関係判定手段により、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあると判定されるまで、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近するよう前記アクチュエータを制御する、
    　請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記関係判定手段は、前記検知部により、前記値取得手段に取得された値と所定のしきい値範囲外の値となる光の強度が検出された場合に、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にないと判定して、
    　前記接近制御手段は、前記関係判定手段により、前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にないと判定されて以降、この位置関係にあると判定されるまで、前記光軸に対して前記試料が相対的に接近するよう前記アクチュエータを制御する、
    　請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記レーザによる前記角部の加工ごとに、前記接近制御手段による前記アクチュエータの制御、前記値取得手段による光の強度の取得、および、前記関係判定手段による位置関係の判定を実施する、
    　請求項２または請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記検知部は、前記光軸に沿って延びる空間を前記試料で２分した場合における前記レーザの光源と反対側の領域のうち、前記光軸と交差する平面視で少なくとも前記照射領域の外側の位置に設けられている、
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
  6. 　所定方向に光軸が延びるレーザの前記光軸と交差する平面視で、少なくとも前記レーザにおいて筒状に延びる照射領域の外側となる位置に設けられ、この位置にまで到達する光の強度を検知する検知手順と、
    　それぞれ隣接する複数の面により角部が形成された試料を、前記角部を前記レーザ側に向けた状態で、前記光軸と交差する方向に沿って相対的に変位させるアクチュエータにつき、前記アクチュエータを、前記光軸に対して前記試料を相対的に接近させるよう制御する接近制御手順と、
    　前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係において、前記検知部が検知する値として規定されている光の強度を取得する値取得手順と、
    　前記光軸に対して前記試料が相対的に接近する過程で、前記検知手順により検知される光の強度に基づき、前記レーザと前記試料との位置関係を判定する関係判定手順と、を備え、
    　前記関係判定手順では、前記検知手順において、前記値取得手順にて取得された値と同一または所定のしきい値範囲内の値となる光の強度が検出されたことをもって、その時点で前記角部の先端が前記照射領域にまで到達している所定の位置関係にあるものと判定する、
    　位置判定方法。
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