特許 7195186 レーザ加工機のレーザ制御方法及びレーザ切断加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】レーザ加工機のレーザ制御方法及びレーザ切断加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/062 20140101AFI20221216BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20221216BHJP

   B23K 26/38 20140101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

B23K26/062

B23K26/00 N

B23K26/38 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019044415

(22)【出願日】2019-03-12

(65)【公開番号】P2020146700

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-06-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】京藤 友博

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２１８５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３０９４８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／０６２

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｂ２３Ｋ ２６／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出力するレーザ発振器部と、該レーザ発振器部を駆動する駆動電源部と、内部に前記駆動電源部を制御する駆動電源制御部を備えたレーザ装置制御部と、前記レーザ光のビームモードのモード次数を切替えるビームモード切替部と、該ビームモード切替部を制御するビームモード切替制御部と、前記レーザ光を被加工対象物に照射する加工ヘッド部と、前記被加工対象物を載置する加工テーブル駆動部と、前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部と前記加工テーブル駆動部とを制御するレーザ加工機制御部と、を備えたレーザ加工機のレーザ制御方法であって、
前記レーザ加工機制御部の指示に基づき、前記レーザ光を出力中に前記レーザ光のレーザ出力を、第１の値から第２の値まで減少させて、前記第２の値から前記第１の値まで上昇させる出力制御を周期的に繰り返すと共に、前記レーザ出力を、前記第１の値から前記第２の値まで減少させている期間に前記モード次数を第１モード次数から前記第１モード次数より次数が低い第２モード次数まで変化させ、前記レーザ出力を、前記第１の値から前記第２の値まで上昇させている期間に前記モード次数を前記第２モード次数から前記第１モード次数まで変化させることを特徴とするレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項2】

レーザ光を出力するレーザ発振器部と、該レーザ発振器部を駆動する駆動電源部と、内部に前記駆動電源部を制御する駆動電源制御部を備えたレーザ装置制御部と、前記レーザ光のビームモードのモード次数を切替えるビームモード切替部と、該ビームモード切替部を制御するビームモード切替制御部と、前記レーザ光を被加工対象物に照射する加工ヘッド部と、前記被加工対象物を載置する加工テーブル駆動部と、前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部とを制御する制御手順が示された登録内容を記憶するレーザ加工機記憶部を有し、前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部と前記加工テーブル駆動部とを制御するレーザ加工機制御部と、を備えたレーザ加工機のレーザ制御方法であって、
前記レーザ加工機制御部の指示に基づき、前記レーザ光を出力中に前記レーザ光のレーザ出力を変化させると共に、前記レーザ出力の変化に同期して前記モード次数を変化させ、
前記レーザ加工機制御部はレーザ加工の実施指示を受付けると、前記登録内容に従って前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部とを制御することを特徴とするレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項3】

前記レーザ加工機記憶部には複数の前記登録内容が記憶されており、前記レーザ加工機制御部は実施するレーザ加工に合致した登録内容を前記レーザ加工機記憶部から呼び出し、呼び出された登録内容に従って前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部とを制御することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項4】

前記レーザ装置制御部は前記登録内容を記憶するレーザ装置記憶部を有し、前記ビームモード切替制御部は前記登録内容を記憶するビームモード切替記憶部を有し、前記レーザ加工機制御部の前記登録内容呼び出し指示に基づき、前記レーザ装置制御部は前記レーザ装置記憶部から前記登録内容を呼び出し、呼び出した前記登録内容に従って前記駆動電源制御部を制御すると共に、前記ビームモード切替制御部は前記ビームモード切替記憶部から前記登録内容を呼び出し、呼び出した前記登録内容に従って前記ビームモード切替部を制御することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項5】

前記ビームモード切替部は前記レーザ発振器部の内部に設けられ、前記ビームモード切替制御部は前記レーザ装置制御部の内部に設けられ、前記レーザ加工機制御部の前記登録内容呼び出し指示に基づき、前記レーザ装置制御部は前記レーザ装置記憶部から前記登録内容を呼び出し、呼び出した前記登録内容に従って前記駆動電源制御部と前記ビームモード切替制御部とを制御することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項6】

レーザ光を出力するレーザ発振器部と、該レーザ発振器部を駆動する駆動電源部と、内部に前記駆動電源部を制御する駆動電源制御部を備えたレーザ装置制御部と、前記レーザ光のビームモードのモード次数を切替えるビームモード切替部と、該ビームモード切替部を制御するビームモード切替制御部と、前記レーザ光を被加工対象物に照射する加工ヘッド部と、前記被加工対象物を載置する加工テーブル駆動部と、前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部と前記加工テーブル駆動部とを制御するレーザ加工機制御部と、を備えたレーザ加工機のレーザ制御方法であって、
前記駆動電源部をパルス駆動することで前記レーザ発振器部から出力する前記レーザ光はパルス発振しており、前記レーザ加工機制御部の指示に基づき、前記レーザ光を出力中に、一つのパルスが持続する時間内に前記レーザ光のレーザ出力を変化させると共に、前記レーザ出力の変化に同期して前記モード次数を変化させることを特徴とするレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項7】

レーザ光を出力するレーザ発振器部と、該レーザ発振器部を駆動する駆動電源部と、内部に前記駆動電源部を制御する駆動電源制御部を備えたレーザ装置制御部と、前記レーザ光のビームモードのモード次数を切替えるビームモード切替部と、該ビームモード切替部を制御するビームモード切替制御部と、前記レーザ光を被加工対象物に照射する加工ヘッド部と、前記被加工対象物を載置する加工テーブル駆動部と、前記レーザ装置制御部と前記ビームモード切替制御部と前記加工テーブル駆動部とを制御するレーザ加工機制御部と、を備えたレーザ加工機のレーザ制御方法であって、
前記レーザ加工機制御部の指示に基づき、前記レーザ光を出力中に前記レーザ光のレーザ出力を変化させると共に、前記レーザ出力の変化に同期して前記モード次数を変化させ、
前記駆動電源部をパルス駆動することで前記レーザ発振器部から出力する前記レーザ光はパルス発振しており、第１のパルスの持続する時間内における前記レーザ出力と前記モード次数は、第２のパルスの持続する時間内における前記レーザ出力と前記モード次数と各々異なることを特徴とするレーザ加工機のレーザ制御方法。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のレーザ加工機のレーザ制御方法を一つのレーザ切断加工の工程中に実施することで、前記被加工対象物をレーザ切断すること特徴とするレーザ切断加工方法。

【請求項9】

前記被加工対象物に生じる蓄熱による温度状態変化に合わせて、前記レーザ光のレーザ出力を変化させると共に、前記レーザ出力の変化に同期して前記モード次数を変化させることを特徴とする請求項８に記載のレーザ切断加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、レーザ加工機のレーザ制御方法及びレーザ切断加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

板金加工の分野では、レーザ光を被加工対象物に照射して切断を行うレーザ切断加工は広く普及している。レーザ切断加工では、集光レンズで集光したレーザ光を酸素や窒素等のアシストガスと共に被加工対象物に照射して行うが、そのレーザ切断加工の際、レーザ光のパワーを表すレーザ出力やレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数は変化しないように一定に維持する。レーザ切断加工を実施中、常に被加工対象物にレーザ光を照射し続けるので、被加工対象物はレーザ切断加工の間、レーザ光を吸収し続けることになる。その結果、被加工対象物はレーザ光の吸収に伴い蓄熱し、レーザ切断加工の開始時と加工の途中では、被加工対象物の温度状態が異なり、場合によってはレーザ切断加工の開始時には品質の良い加工が実現できていたが、加工の途中から蓄熱の影響により品質の悪い加工に変化したり、あるいは加工自体が不可になったりする場合がある。

【0003】

レーザ切断やレーザ溶接等のレーザ加工中に発生する被加工対象物の温度状態の変化に対応し、レーザ加工の開始時と加工の終了時までの一つのレーザ加工中の間、常に品質の良い加工を維持する方法として、レーザ光の状態をレーザ加工中に制御する方法が提案されている。その制御方法の一つとして、被加工対象物をレーザ加工する際に、レーザ加工中に被加工対象物に照射するレーザ光の強度分布を制御する方法があり、例えば、レーザ光をパルス発振させて、一つのパルス発振期間を複数に分割し、分割された各々のパルス発振期間に応じてレーザ光の強度分布を変化させるというレーザ加工方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１７６２４２号公報（第５頁、第３図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のレーザ加工方法では、被加工対象物に照射するレーザ光の出力は一定に保った状態でレーザ光をパルス発振させ、一つのパルス発振期間を複数に分割し、分割された各々のパルス発振期間に応じてレーザ光の強度分布を変化させている。このレーザ加工方法を、被加工対象物をレーザ溶接する場合に適用すると、溶接部中央近傍に深い溶込みと溶接部中央近傍から少し離れた周辺には浅い溶込みが同時に得られる品質の良い溶接が実現できる。しかし、このレーザ加工方法を、被加工対象物をレーザ切断する場合に適用すると、レーザ出力を一定に保った状態でレーザ光の強度分布を変化させるため、被加工対象物に照射されるレーザ光の集光強度、すなわちレーザ出力をレーザ光の強度分布の外径で除算した値が、一つのパルス発振期間を複数に分割した各々のパルス発振期間で異なるという状況が発生してしまう。

【0006】

一般にレーザ切断加工では、被加工対象物に照射されるレーザ光の集光強度が異なると、被加工対象物の切断面に集光強度の違いが顕著に現れる。レーザ光を用いて被加工対象物を切断する場合、切断面が滑らかな品質の良い切断面が得られる適切な集光強度の範囲が存在し、適切な集光強度の範囲をはずれて集光強度が高い、あるいは低い場合は、切断面にレーザ光の進行方向に沿った線条痕が現れ、この線条痕が切断面に凹凸形状を発生させ、品質の悪い切断面になってしまう。その結果、特許文献１に記載のレーザ加工方法をレーザ切断に適用した場合、分割された各々のパルス発振期間で集光強度が異なってしまうため、集光強度が適切な範囲からはずれると、分割された各々のパルス発振期間に応じて品質の悪い切断面が周期的に発生したり、全体として品質の悪い切断面になってしまう場合があるという問題があった。

【0007】

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、被加工対象物に生じる蓄熱による温度状態変化に合わせて、一つのレーザ切断加工の工程中に被加工対象物に照射するレーザ光の強度分布を決定するビームモードのモード次数とレーザ出力とを同期して制御することで、適切な集光強度の範囲を維持し、品質の良い切断面が得られるレーザ加工機のレーザ制御方法と、このレーザ制御方法を適用したレーザ切断加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明に係るレーザ加工機のレーザ制御方法においては、レーザ光を出力するレーザ発振器部と、レーザ発振器部を駆動する駆動電源部と、内部に駆動電源部を制御する駆動電源制御部を備えたレーザ装置制御部と、レーザ光のビームモードのモード次数を切替えるビームモード切替部と、ビームモード切替部を制御するビームモード切替制御部と、レーザ光を被加工対象物に照射する加工ヘッド部と、被加工対象物を載置する加工テーブル駆動部と、レーザ装置制御部とビームモード切替制御部と加工テーブル駆動部とを制御するレーザ加工機制御部と、を備えたレーザ加工機であって、レーザ加工機制御部の指示に基づき、レーザ光を出力中にレーザ光のレーザ出力を、第１の値から第２の値まで減少させて、第２の値から第１の値まで上昇させる出力制御を周期的に繰り返すと共に、レーザ出力を、第１の値から第２の値まで減少させている期間にモード次数を第１モード次数から第１モード次数より次数が低い第２モード次数まで変化させ、レーザ出力を、第１の値から第２の値まで上昇させている期間にモード次数を第２モード次数から第１モード次数まで変化させる。

【発明の効果】

【0009】

この発明は、レーザ加工機制御部の指示に基づき、レーザ加工中にレーザ光のレーザ出力を変化させると共に、レーザ出力の変化に同期してモード次数を変化させるレーザ制御方法を提供する。その結果、このレーザ制御方法をレーザ切断加工に適用することで、品質の良い切断面が得られるレーザ加工機が実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施の形態１を示すレーザ加工機の構成図である。

【図2】この発明の実施の形態１を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。

【図3】この発明の実施の形態１を示すビームモードの強度分布を表す関係図である。

【図4】この発明の実施の形態２を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。

【図5】この発明の実施の形態３を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。

【図6】この発明の実施の形態４を示すレーザ加工機の構成図である。

【図7】この発明の実施の形態５を示すレーザ加工機の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示すレーザ加工機の構成図である。レーザ光１２を出力するレーザ装置２０は、レーザ発振器部１と、レーザ発振器部１を駆動する駆動電源部２と、レーザ発振器部１と駆動電源部２を制御するレーザ装置制御部３と、で構成される。レーザ装置制御部３は、駆動電源部２を制御する駆動電源制御部４を内部に有する。駆動電源制御部４の制御信号に対するレーザ光の出力の切替え応答性は速いものが望ましく、数１０μ秒以内が望ましい。

【0012】

レーザ加工機１００は、レーザ装置２０と、レーザ装置２０から出力されたレーザ光１２を集光する加工ヘッド部９と、集光されたレーザ光１２によって加工される被加工物１１を載置する加工テーブル駆動部１０と、レーザ発振器部１から加工ヘッド部９へ至る光路の途中に設けられ、レーザ発振器部１から出力されたレーザ光１２のビームモードを切替えるビームモード切替部７と、ビームモード切替部７を制御するビームモード切替制御部８と、レーザ装置制御部３と加工テーブル駆動部１０とビームモード切替制御部８を制御するレーザ加工機制御部５と、で構成される。レーザ加工機制御部５は、レーザ加工機記憶部６を内部に有する。ビームモード切替制御部８の制御信号に対するビームモードの切替え応答性は速いものが望ましく、数１０μ秒以内が望ましい。レーザ加工機制御部５はレーザ加工機１００の全体を制御するため、レーザ加工機制御部５はレーザ装置制御部３と、ビームモード切替制御部８と、加工テーブル駆動部１０と、に各々接続されている。

【0013】

次に動作について説明する。駆動電源部２によって駆動されたレーザ発振器部１はレーザ光１２を出力し、レーザ光１２は光路途中に設けられたビームモード切替部７でビームモードが切替えられた後、加工ヘッド部９に入射する。加工ヘッド部９には図示しない集光レンズが設けられており、集光レンズによって集光されたレーザ光１２は、加工テーブル駆動部１０上に載置された被加工対象物１１に照射される。被加工対象物１１は、レーザ加工機制御部５によって制御された加工テーブル駆動部１０を駆動することによって様々な形状にレーザ加工される。なお、レーザ出力とはレーザ光１２が行う仕事率、すなわちパワーを表しており、単位はワットである。また、レーザ光１２のビームモードのモード次数とはレーザ光１２を集光した際、集光径の度合いを数値化した指標であり、単位は無く、集光径が小さければ指標は小さくなる。

【0014】

次にこの発明の実施の形態１を示すレーザ制御方法ついて説明する。図２は、この発明の実施の形態１を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。図２において、図２（ａ）はレーザ発振器部１から出力されるレーザ光１２のレーザ出力の時間変化を表し、レーザ出力の時間変化は駆動電源制御部４によって制御された駆動電源部２によって行われる。レーザ出力の値であるＬＰ１はＬＰ２よりも出力が高く、ＬＰ２はＬＰ３よりも出力が高い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、駆動電源部２は、時間ｔ１でレーザ出力をＬＰ１で立上げると同時に、時間ｔ１から時間ｔ３の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１からＬＰ３まで減少させる制御を行う。次に、駆動電源部２は、時間ｔ３から時間ｔ５の期間にわたりレーザ出力をＬＰ３からＬＰ１まで増加させ、その後は時間ｔ５から時間ｔ７の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１からＬＰ３まで減少させ、この一連のレーザ出力変化を、レーザ加工をする間繰り返す。駆動電源部２によるレーザ出力の変化は、例えば、駆動電源部２からレーザ発振器部１に通電する電流を変化させて行う。

【0015】

一方、図２（ｂ）はレーザ光１２のビームモードのモード次数の時間変化を表し、モード次数の時間変化はビームモード切替制御部８によって制御されたビームモード切替部７によって行われる。モード次数であるＭ１はＭ２よりも次数が低く、Ｍ２はＭ３よりも次数が低い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、ビームモード切替部７は、時間ｔ１でビームモードのモード次数をＭ３で立上げると同時に、時間ｔ１から時間ｔ３の期間にわたりモード次数をＭ３からＭ１まで低下させる制御を行う。次に、ビームモード切替部７は、時間ｔ３から時間ｔ５の期間にわたりモード次数をＭ１からＭ３まで高める制御を行い、その後は時間ｔ５から時間ｔ７の期間にわたりモード次数をＭ３からＭ１まで低下させる制御を行い、この一連のモード次数変化を、レーザ加工をする間、図２（ａ）に示すレーザ出力変化と同期させながら繰り返す。ビームモード切替部７によるモード次数の変化は、例えば、ビームモード切替部７の内部に透過型の位相制御板を備えておき、位相制御板の位相量を制御することで行う。

【0016】

図３は、この発明の実施の形態１を示すビームモードの強度分布を表す関係図である。図３において、図３（ａ）は、時間ｔ３とｔ７の時に発振するビームモードの強度分布であり、軸上の強度が一番高いガウス分布形状を示す。図３（ｂ）は、時間ｔ２とｔ４とｔ６の時に発振するビームモードの強度分布であり、軸上の強度が図３（ａ）に示すガウス分布形状よりも少し窪んだ分布形状を示す。図３（ｃ）は、時間ｔ１とｔ５の時に発振するビームモードの強度分布であり、軸上の強度が図３（ｂ）に示す形状よりもさらに低いリング状の分布形状を示す。図３（ｄ）は、図３（ａ）から図３（ｃ）に示す強度分布を同一の軸上に重ねたときの比較を示しており、図３（ａ）の強度分布から図３（ｂ）の強度分布を経て図３（ｃ）の強度分布に変化するのに従い、ビーム径が順次拡大する。

【0017】

レーザ出力とモード次数の同期は、駆動電源制御部４を制御するレーザ装置制御部３と、ビームモード切替部７を制御するビームモード切替制御部８が各々接続されているレーザ加工機制御部５によって行われる。具体的には、レーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８を、時間ｔ１からｔ５の期間を１周期として図２を表すレーザ出力とモード次数が得られるように制御する制御手順を、レーザ加工機制御部５の内部にあるレーザ加工機記憶部６に予め登録しておく。例えば、以下に示す制御手順（Ｓ１）から（Ｓ９）を予めレーザ加工機記憶部６に登録内容として、事前にレーザ加工実施者が図示しない入力部を用いて登録しておく。

【0018】

時間ｔ１においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ３に設定する。 （Ｓ１）
時間ｔ２においてレーザ出力ＬＰ２、モード次数Ｍ２に設定する。 （Ｓ２）
時間ｔ３においてレーザ出力ＬＰ３、モード次数Ｍ１に設定する。 （Ｓ３）
時間ｔ４においてレーザ出力ＬＰ２、モード次数Ｍ２に設定する。 （Ｓ４）
時間ｔ５においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ３に設定する。 （Ｓ５）
時間ｔ１から時間ｔ２の期間はレーザ出力ＬＰ１からＬＰ２に、
モード次数Ｍ３からＭ２に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ６）
時間ｔ２から時間ｔ３の期間はレーザ出力ＬＰ２からＬＰ３に、
モード次数Ｍ２からＭ１に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ７）
時間ｔ３から時間ｔ４の期間はレーザ出力ＬＰ３からＬＰ２に、
モード次数Ｍ１からＭ２に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ８）
時間ｔ４から時間ｔ５の期間はレーザ出力ＬＰ２からＬＰ１に、
モード次数Ｍ２からＭ３に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ９）

【0019】

制御手順（Ｓ１）から（Ｓ９）に示す登録内容では、時間ｔ１から時間ｔ５の期間において、レーザ光１２を出力中にレーザ出力は直線的にＬＰ１からＬＰ３に、その後、再びＬＰ３からＬＰ１に戻るように、レーザ加工機制御部５はレーザ装置制御部３へ指示し、レーザ加工機制御部５の指示に基づき、レーザ装置制御部３は駆動電源制御部４に制御信号にて指示する。駆動電源制御部４は、例えば、駆動電源部２からレーザ発振器部１に通電する電流を変化させ、レーザ出力を変化させる。一方、時間ｔ１から時間ｔ５の期間において、レーザ光１２を出力中にビームモードのモード次数は直線的にＭ３からＭ１に、その後、再びＭ１からＭ３に戻るように、レーザ加工機制御部５はビームモード切替制御部８に制御信号にて指示する。ビームモード切替制御部８は、例えば、ビームモード切替部７の内部に設けられた透過型の位相制御板の位相量を制御し、モード次数を変化させる。レーザ加工機制御部５から指示されたレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８は、それぞれ駆動電源制御部４とビームモード切替部７をレーザ加工機制御部５からの指示に基づいて制御し、所望のレーザ出力が出力されると共にビームモードが切替えられる。そして、制御手順（Ｓ１）から（Ｓ９）を１周期として、この１周期を予め設定した周波数にて繰り返す。

【0020】

この発明の実施の形態１では、時間ｔ１からｔ５の期間の１周期でのレーザ出力とビームモードのモード次数を直線的な増減を行う三角波形状で変化させているが、三角波形状で変化させることに限定するものではない。また、この発明の実施の形態１では、時間ｔ１においてレーザ出力は高出力から、ビームモードのモード次数は高次モードから開始しているが、レーザ出力とビームモードのモード次数の切替えはこれに限定されるものではない。すなわち、レーザ加工機記憶部６に登録する登録内容は複数であっても良く、例えば、各登録内容は登録内容番号として識別された状態でレーザ加工機記憶部６に予め登録され、レーザ加工機制御部５は実施するレーザ加工に合致した登録内容に応じて適切な登録内容番号をレーザ加工機記憶部６から呼び出す。

【0021】

レーザ加工機制御部５は、レーザ加工の実施指示を受付けると、実施するレーザ加工に合致した登録内容をレーザ加工機記憶部６から呼び出し、加工テーブル駆動部１０と同期しながら、レーザ出力とビームモードのモード次数を登録内容の通りにレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８に指示し、制御する。例えば、レーザ加工機制御部５は、一つの被加工対象物１１に対して、加工開始時に貫通穴を開けるピアス加工や、直線の切断加工や、曲線の切断加工等、設定された複数の加工条件にて選択された登録内容をレーザ加工機記憶部６から呼び出し、加工が行われる。

【0022】

また、レーザ加工中に加工条件の変更があり、登録内容の変更指示を受付けると、レーザ加工機制御部５は、変更すべき登録内容をレーザ加工機記憶部６から呼び出し、呼び出した登録内容に従ってレーザ出力とビームモードのモード次数をレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８に指示し、制御する。さらに、各時間でのレーザ出力とビームモードのモード次数において、レーザ出力とビームモードのモード次数を示す検出信号を、レーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８から取得し、この検出信号をレーザ加工機制御部５にフィードバックして、指示した値に近づける、いわゆるフィードバック制御を行っても良い。

【0023】

この発明の実施の形態１に示すレーザ制御方法をレーザ切断加工に適用したレーザ切断加工方法について説明する。レーザ切断では、集光強度は最も重要な因子である。集光強度の単位は単位面積当たりのレーザ出力で表されるため、集光強度はレーザ出力の増大、すなわち図２（ａ）において、ＬＰ３からＬＰ１に変化するのに伴い高くなる。一方、集光強度はビームモードのモード次数が高くなる、すなわち、図２（ｂ）と図３において、Ｍ１からＭ３に変化するのに伴い、ビーム径が増大するため低くなる。従って、被加工対象物に生じる蓄熱による温度状態変化に合わせて、一つのレーザ切断加工の工程中に被加工対象物に照射するレーザ光の強度分布を決定するビームモードのモード次数とレーザ出力とを同期して制御する方法として、この発明の実施の形態１では、図２の時間ｔ１から時間ｔ３の期間はレーザ出力がＬＰ１からＬＰ３に低下するが、逆にモード次数はＭ３からＭ１に変化するのに伴い、ビーム径は小さくなるため、結果として集光強度はレーザ切断が可能な適切な範囲で維持できると共に制御することが可能になる。

【0024】

以上のように、この発明の実施の形態１に示すレーザ制御方法では、被加工対象物に発生するレーザ光の吸収に伴う蓄熱状態に対応して、従来のレーザ切断加工方法では実現できなかった、レーザ出力とレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数を同期して適切に維持し、かつ制御することができる。例えば、レーザ切断加工開始時は、従来通り、レーザ光のパワーを表すレーザ出力やレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数は変化しないように一定に維持しておき、被加工対象物がレーザ光の吸収に伴い蓄熱し、レーザ切断加工の途中から被加工対象物の温度状態が異なり始めると同時に、図２に示すように、レーザ出力とモード次数を同期して変化させる。その結果、切断面が滑らかな品質の良い切断面が得られるレーザ光の適切な集光強度の範囲を、切断加工開始時から加工終了時までの一つのレーザ切断加工の工程中に維持することが可能になる。さらには、この発明の実施の形態１に示すレーザ制御方法であるレーザ出力とビームモードのモード次数を時間に対して直線的に任意に切替える制御を行うことで、被加工対象物のレーザ光吸収性、そしてレーザ光吸収性に伴い発生する蓄熱の熱伝導性、あるいは蓄熱に関係するレーザ光の照射時間を決定する切断形状等に合わせ、より適切なレーザ制御方法を提供することができる。

【0025】

その結果、切断加工品質の改善、切断加工品質の安定化、レーザ切断によって生産された製品の生産性向上、レーザ切断によって生産された製品の加工コストの削減を得ることができる。特に、駆動電源制御部４とビームモード切替制御部８の制御信号に対する応答性が数１０μ秒以内の場合、図２に示す時間ｔ１からｔ５の期間を１周期とした繰り返し周波数が５ｋＨｚという高速動作が可能となり、レーザ切断加工にとってより最切なレーザ制御方法を提供することが可能となる。

【0026】

実施の形態２．
この発明の実施の形態１では、レーザ発振器部１から出力されるレーザ出力を直線的な増減を行う三角波形状で変化させる場合について説明したが、この発明の実施の形態２ではレーザ発振器部１がパルス発振している場合のレーザ制御方法について説明する。図４は、この発明の実施の形態２を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。図４において、図４（ａ）はレーザ発振器部１からパルスにて出力されるレーザ光１２のレーザ出力の時間変化を表し、レーザ出力の時間変化は駆動電源制御部４によってパルス駆動された駆動電源部２によって行われる。

【0027】

レーザ出力の値であるＬＰ１はＬＰ２よりも出力が高く、ＬＰ２はＬＰ３よりも出力が高い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、駆動電源部２は、時間ｔ１でレーザ出力をＬＰ１で立上げると同時に、一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ３の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１からＬＰ３まで減少させる制御を行う。次に、駆動電源部２は、時間ｔ３から時間ｔ５の期間にわたりレーザ出力をゼロで制御し、その後は時間ｔ５で再びレーザ出力をＬＰ１で立上げると同時に、一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ５から時間ｔ７の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１からＬＰ３まで減少させ、この一連のレーザ出力変化を、レーザ加工をする間繰り返す。

【0028】

一方、図４（ｂ）はレーザ光１２のビームモードのモード次数の時間変化を表し、モード次数の時間変化はビームモード切替制御部８によって制御されたビームモード切替部７によって行われる。モード次数であるＭ１はＭ２よりも次数が低く、Ｍ２はＭ３よりも次数が低い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、ビームモード切替部７は、時間ｔ１でビームモードのモード次数をＭ３で立上げると同時に、一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ３の期間にわたりモード次数をＭ３からＭ１まで低下させる制御を行う。次に、時間ｔ３から時間ｔ５の期間のレーザ出力がゼロの状態から再び時間ｔ５でビームモードのモード次数をＭ３で立上げると同時に、一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ５から時間ｔ７の期間にわたりモード次数をＭ３からＭ１まで下させる制御を行い、この一連のモード次数変化を、レーザ加工をする間、図４（ａ）に示すレーザ出力変化と同期させながら繰り返す。

【0029】

レーザ出力とモード次数の同期は、駆動電源制御部４を制御するレーザ装置制御部３と、ビームモード切替部７を制御するビームモード切替制御部８が各々接続されているレーザ加工機制御部５によって行われる。具体的には、レーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８を、時間ｔ１からｔ５の期間を１周期として、図４を表すレーザ出力とモード次数が得られるように制御する制御手順を、レーザ加工機制御部５の内部にあるレーザ加工機記憶部６に予め登録しておく。例えば、以下に示す制御手順（Ｓ１０）から（Ｓ１６）を予めレーザ加工機記憶部６に登録内容として、事前にレーザ加工実施者が図示しない入力部を用いて登録しておく。

【0030】

時間ｔ１においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ３に設定する。 （Ｓ１０）
時間ｔ２においてレーザ出力ＬＰ２、モード次数Ｍ２に設定する。 （Ｓ１１）
時間ｔ３においてレーザ出力ＬＰ３、モード次数Ｍ１に設定する。 （Ｓ１２）
時間ｔ５においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ３に設定する。 （Ｓ１３）
時間ｔ１から時間ｔ２の期間はレーザ出力ＬＰ１からＬＰ２に、
モード次数Ｍ３からＭ２に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ１４）
時間ｔ２から時間ｔ３の期間はレーザ出力ＬＰ２からＬＰ３に、
モード次数Ｍ２からＭ１に、各々直線的に変化させる。 （Ｓ１５）
時間ｔ３から時間ｔ５の期間はレーザ発振を停止する。 （Ｓ１６）

【0031】

制御手順（Ｓ１０）から（Ｓ１６）に示す登録内容では、レーザ光１２を出力中の一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ３の期間において、レーザ出力は直線的にＬＰ１からＬＰ３に、その後、時間ｔ３から時間ｔ５の期間のレーザ出力がゼロのレーザ発振停止を経て、再び時間ｔ５でレーザ出力がＬＰ１で立上るように、レーザ加工機制御部５はレーザ装置制御部３へ指示し、レーザ加工機制御部５の指示に基づき、レーザ装置制御部３は駆動電源制御部４に制御信号にて指示する。駆動電源制御部４は、例えば、駆動電源部２からレーザ発振器部１に通電する電流を変化させ、レーザ出力を変化させる。一方、レーザ光１２を出力中の一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ３の期間において、ビームモードのモード次数は直線的にＭ３からＭ１に、その後、時間ｔ３から時間ｔ５の期間のレーザ発振停止を経て、再び時間ｔ５ではＭ３で立上るように、レーザ加工機制御部５はビームモード切替制御部８に制御信号にて指示する。ビームモード切替制御部８は、例えば、ビームモード切替部７の内部に設けられた透過型の位相制御板の位相量を制御し、モード次数を変化させる。レーザ加工機制御部５から指示されたレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８は、それぞれ駆動電源制御部４とビームモード切替部７を指示に基づいて制御し、所望のレーザ出力が出力されると共にビームモードが切替えられる。そして、制御手順（Ｓ１０）から（Ｓ１６）を１周期として、この１周期を予め設定した周波数にて繰り返す。

【0032】

この発明の実施の形態２では、一つのパルスが持続する時間内である時間ｔ１からｔ３の期間でのレーザ出力とビームモードのモード次数をパルス発振期間中、直線的に変化させているが、直線的に変化させることに限定するものではない。また、この発明の実施の形態２では、時間ｔ１においてレーザ出力は高出力から、ビームモードのモード次数は高次モードから開始しているが、レーザ出力とビームモードのモード次数の切替えはこれに限定されるものではない。すなわち、レーザ加工機記憶部６に登録する登録内容は複数であっても良く、各登録内容は登録内容番号として識別された状態でレーザ加工機記憶部６に予め登録され、レーザ加工機制御部５はレーザ加工の実施指示を受付けると、実施するレーザ加工に合致した登録内容に応じて適切な登録内容番号をレーザ加工機記憶部６から呼び出す。

【0033】

この発明の実施の形態２に示すレーザ制御方法をレーザ切断加工に適用したレーザ切断加工方法について説明する。集光強度の単位は単位面積当たりのレーザ出力で表されるため、図４（ａ）において、集光強度はＬＰ１からＬＰ３に変化するのに伴い低下する。一方、図４（ｂ）と図３において、集光強度はＭ３からＭ１に変化するのに伴い、ビーム径が小さくなるため高くなる。従って、被加工対象物に生じる蓄熱による温度状態変化に合わせて、一つのレーザ切断加工の工程中に被加工対象物に照射するレーザ光の強度分布を決定するビームモードのモード次数とレーザ出力とを同期して制御する方法として、この発明の実施の形態２では、図４の時間ｔ１から時間ｔ３の期間はレーザ出力がＬＰ１からＬＰ３に低下するが、逆にモード次数はＭ３からＭ１に変化するのに伴い、ビーム径は小さくなるため、結果として集光強度はレーザ切断が可能な範囲で適切に維持できると共に制御することが可能になる。

【0034】

また、時間ｔ３から時間ｔ５の期間はレーザ発振停止するため、被加工対象物１１にはレーザ光１２が照射せず、被加工対象物１１にとっては時間ｔ３から時間ｔ５の期間は冷却期間になる。その結果、被加工対象物１１の状態の熱的変化を抑制することができると共に、被加工対象物１１に発生するレーザ光１２の吸収に伴う蓄熱状態に対応して、従来のレーザ切断加工方法では実現できなかった、レーザ出力とレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数を同期して適切に維持し、かつ制御することができる。例えば、レーザ切断加工開始時は、従来通り、レーザ光のパワーを表すレーザ出力やレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数は変化しないように一定に維持しておき、被加工対象物がレーザ光の吸収に伴い蓄熱し、レーザ切断加工の途中から被加工対象物の温度状態が異なり始めると同時に、図４に示すように、レーザ出力とモード次数を同期して変化させる。その結果、切断面が滑らかな品質の良い切断面が得られるレーザ光の適切な集光強度の範囲を、切断加工開始時から加工終了時までの一つのレーザ切断加工の工程中に維持することが可能になる。

【0035】

さらに、この発明の実施の形態２に示すレーザ制御方法であるレーザ出力とビームモードのモード次数を時間に対して直線的に任意に切替える制御を行うことで、被加工対象物のレーザ光吸収性、そしてレーザ光吸収性に伴い発生する蓄熱の熱伝導性、あるいは蓄熱に関係するレーザ光の照射時間を決定する切断形状、等に合わせ、より適切なレーザ制御方法を提供することができる。その結果、切断加工品質の改善、切断加工品質の安定化、レーザ切断によって生産された製品の生産性向上、レーザ切断によって生産された製品の加工コストの削減を得ることができる。

【0036】

実施の形態３．
この発明の実施の形態２では、レーザ発振器部１から出力されるレーザ出力がパルス発振している場合について説明したが、この発明の実施の形態３ではパルス発振しているレーザ出力が１パルス毎に互いに増減を繰り返す場合のレーザ制御方法について説明する。図５は、この発明の実施の形態３を示すレーザ出力とビームモードのモード次数の時間依存性を表す関係図である。図５において、図５（ａ）はレーザ発振器部１からパルスにて出力され、レーザ出力が１パルス毎に互いに増減を繰り返すレーザ光１２のレーザ出力の時間変化を表し、レーザ出力の時間変化は駆動電源制御部４によってパルス駆動された駆動電源部２によって行われる。レーザ出力であるＬＰ１はＬＰ３よりも出力が高い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、駆動電源部２は時間ｔ１でレーザ出力をＬＰ１で立上げると同時に、第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ２の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１の状態で制御を行う。

【0037】

次に、駆動電源部２は、時間ｔ２から時間ｔ３の期間にわたりレーザ出力をゼロで制御し、その後は時間ｔ３でレーザ出力をＬＰ３で立上げると同時に、第２のパルスの持続する時間内である時間ｔ３から時間ｔ４の期間にわたりレーザ出力をＬＰ３の状態で制御を行う。次に、駆動電源部２は、時間ｔ４から時間ｔ５の期間にわたりレーザ出力をゼロで制御し、その後は再び時間ｔ５でレーザ出力をＬＰ１で立上げると同時に、第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ５から時間ｔ６の期間にわたりレーザ出力をＬＰ１の状態で制御を行い、この一連のレーザ出力変化を、レーザ加工をする間繰り返す。

【0038】

一方、図５（ｂ）はレーザ光１２のビームモードのモード次数の時間変化を表し、モード次数の時間変化はビームモード切替制御部８によって制御されたビームモード切替部７で行われる。モード次数であるＭ１はＭ３よりも次数が低く、Ｍ３はＭ４よりも次数が低い。レーザ加工中にレーザ加工機制御部５からの集光強度の制御指示を受付けると、ビームモード切替部７は時間ｔ１でビームモードのモード次数をＭ４で立上げると同時に、第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ２の期間にわたりモード次数をＭ４の状態で制御を行う。次に、時間ｔ２から時間ｔ３の期間のレーザ出力がゼロの状態から再び時間ｔ３でビームモードのモード次数をＭ３で立上げると同時に、第２のパルスの持続する時間内である時間ｔ３から時間ｔ４の期間にわたりモード次数をＭ３からＭ１まで低下させる制御を行う。次に、駆動電源部２は、時間ｔ４から時間ｔ５の期間にわたりレーザ出力をゼロで制御し、その後は再び時間ｔ５でモード次数をＭ４で立上げると同時に、第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ５から時間ｔ６の期間にわたりモード次数をＭ４の状態で制御を行い、この一連のモード次数変化を、レーザ加工をする間、図５（ａ）に示すレーザ出力変化と同期させながら繰り返す。

【0039】

レーザ出力とモード次数の同期は、駆動電源制御部４を制御するレーザ装置制御部３と、ビームモード切替部７を制御するビームモード切替制御部８が各々接続されているレーザ加工機制御部５によって行われる。具体的には、レーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８を、時間ｔ１からｔ５の期間を１周期として、図５を表すレーザ出力とモード次数が得られるように制御する制御手順を、レーザ加工機制御部５の内部にあるレーザ加工機記憶部６に予め登録しておく。例えば、以下に示す制御手順（Ｓ１７）から（Ｓ２４）を予めレーザ加工機記憶部６に登録内容として、事前にレーザ加工実施者が図示しない入力部を用いて登録しておく。

【0040】

時間ｔ１においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ４に設定する。 （Ｓ１７）
時間ｔ２においてレーザ出力ＬＰ１、モード次数Ｍ４に設定する。 （Ｓ１８）
時間ｔ３においてレーザ出力ＬＰ３、モード次数Ｍ３に設定する。 （Ｓ１９）
時間ｔ４においてレーザ出力ＬＰ３、モード次数Ｍ１に設定する。 （Ｓ２０）
時間ｔ１から時間ｔ２の期間はレーザ出力ＬＰ１、
モード次数Ｍ４でレーザ発振させる。 （Ｓ２１）
時間ｔ２から時間ｔ３の期間はレーザ発振を停止する。 （Ｓ２２）
時間ｔ３から時間ｔ４の期間はレーザ出力ＬＰ３、
モード次数Ｍ３からＭ１に直線的に変化させる。 （Ｓ２３）
時間ｔ４から時間ｔ５の期間はレーザ発振を停止する。 （Ｓ２４）

【0041】

制御手順（Ｓ１７）から（Ｓ２４）に示す登録内容では、レーザ光１２を出力中の第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ２の期間において、レーザ出力はＬＰ１でパルス発振させ、その後、時間ｔ２から時間ｔ３の期間のレーザ発振停止を経て、時間ｔ３でレーザ出力がＬＰ３で立上げ、レーザ光１２を出力中の第２のパルスの持続する時間内である時間ｔ３から時間ｔ４の期間において、レーザ出力をＬＰ３でパルス発振させる。その後、時間ｔ４から時間ｔ５の期間のレーザ発振停止を経て、再び時間ｔ５でレーザ出力がＬＰ１で立上がるように、レーザ加工機制御部５はレーザ装置制御部３へ指示し、レーザ加工機制御部５の指示に基づき、レーザ装置制御部３は駆動電源制御部４に制御信号にて指示する。駆動電源制御部４は、例えば、駆動電源部２からレーザ発振器部１に通電する電流を変化させ、レーザ出力を変化させる。

【0042】

一方、レーザ光１２を出力中の第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ１から時間ｔ２の期間において、ビームモードのモード次数はＭ４の状態でパルス発振させ、その後、時間ｔ２から時間ｔ３の期間のレーザ発振停止を経て、時間ｔ３においてモード次数Ｍ３で立上げ、レーザ光１２を出力中の第２のパルスの持続する時間内である時間ｔ３から時間ｔ４の期間において、モード次数をＭ３からＭ１に直線的に変化させる。その後、時間ｔ４から時間ｔ５の期間のレーザ発振停止を経て、再び時間ｔ５においてモード次数をＭ４で立上げ、レーザ光１２を出力中の第１のパルスの持続する時間内である時間ｔ５から時間ｔ６の期間において、ビームモードのモード次数はＭ４の状態でパルス発振させるように、レーザ加工機制御部５はビームモード切替制御部８に制御信号にて指示する。ビームモード切替制御部８は、例えば、ビームモード切替部７の内部に設けられた透過型の位相制御板の位相量を制御し、モード次数を変化させる。レーザ加工機制御部５から指示されたレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８は、それぞれ駆動電源制御部４とビームモード切替部７を指示に基づいて制御し、所望のレーザ出力が出力されると共にビームモードが切替えられる。そして、制御手順（Ｓ１７）から（Ｓ２４）を１周期として、レーザ出力とモード次数が各々異なる第１のパルスと第２のパルスを含む１周期を予め設定した周波数にて繰り返す。

【0043】

この発明の実施の形態３では、第２のパルスが持続する時間内である時間ｔ３からｔ４の期間でのビームモードのモード次数をパルス発振期間中、直線的に変化させているが、直線的に変化させることに限定するものではない。また、この発明の実施の形態３では、第１のパルスは、時間ｔ１においてレーザ出力は高出力から、ビームモードのモード次数は高次モードで発振しているが、レーザ出力とビームモードのモード次数の切替えはこれに限定されるものではない。すなわち、レーザ加工機記憶部６に登録する登録内容は複数であっても良く、各登録内容は登録内容番号として識別された状態でレーザ加工機記憶部６に予め登録され、レーザ加工機制御部５はレーザ加工の実施指示を受付けると、実施するレーザ加工に合致した登録内容に応じて適切な登録内容番号をレーザ加工機記憶部６から呼び出す。

【0044】

この発明の実施の形態３に示すレーザ制御方法をレーザ切断加工に適用したレーザ切断加工方法について説明する。集光強度の単位は単位面積当たりのレーザ出力で表されるため、図５（ａ）において、集光強度はパルス毎にＬＰ１からＬＰ３に変化するのに伴い低下する。一方、図５（ｂ）と図３において、レーザ出力がＬＰ１の時はモード次数がＭ４で維持されている。集光強度はレーザ出力がＬＰ３の時はモード次数がＭ３からＭ１に変化するのに伴い、ビーム径が小さくなるため、適切な範囲で維持される。従って、被加工対象物に生じる蓄熱による温度状態変化に合わせて、一つのレーザ切断加工の工程中に被加工対象物に照射するレーザ光の強度分布を決定するビームモードのモード次数とレーザ出力とを同期して制御する具体的方法として、この発明の実施の形態３では、図５の時間ｔ１から時間ｔ３かけてはレーザ出力がＬＰ１からＬＰ３に低下するが、逆にモード次数はレーザ出力がＬＰ１の時はＭ４、レーザ出力がＬＰ３の時はＭ３からＭ１に変化するのに伴い、ビーム径は小さくなるため、結果として集光強度はレーザ切断が可能な範囲で適切に維持できると共に制御することが可能になる。

【0045】

さらに、時間ｔ２から時間ｔ３の期間と時間ｔ４から時間ｔ５の期間はレーザ発振停止するため、被加工対象物１１にはレーザ光１２が照射しなくなり、被加工対象物１１にとっては、時間ｔ２から時間ｔ３の期間と時間ｔ４から時間ｔ５の期間は冷却期間になる。その結果、被加工対象物の状態の熱的変化を抑制することができると共に、被加工対象物に発生するレーザ光の吸収に伴う蓄熱状態に対応して、従来のレーザ加工方法では実現できなかった、レーザ出力とレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数を同期して適切に維持し、かつ制御することができる。例えば、レーザ切断加工開始時は、従来通り、レーザ光のパワーを表すレーザ出力やレーザ光の強度分布を表すビームモードのモード次数は変化しないように一定に維持しておき、被加工対象物がレーザ光の吸収に伴い蓄熱し、レーザ切断加工の途中から被加工対象物の温度状態が異なり始めると同時に、図５に示すように、レーザ出力とモード次数を同期して変化させる。その結果、切断面が滑らかな品質の良い切断面が得られるレーザ光の適切な集光強度の範囲を、切断加工開始時から加工終了時までの一つのレーザ切断加工の工程中に維持することが可能になる。

【0046】

実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４を示すレーザ加工機の構成図である。この発明の実施の形態４では、レーザ加工機２００を構成するビームモード切替制御部８がビームモード切替記憶部５１を内部に有し、さらに、レーザ装置制御部３がレーザ装置記憶部５２を内部に有する。

【0047】

レーザ加工機制御部５は、レーザ加工の実施指示を受付けると、実施するレーザ加工に合致した登録内容が示された登録内容をレーザ加工機記憶部６から呼び出すと共に、ビームモード切替制御部８の内部にあるビームモード切替記憶部５１と、レーザ装置制御部３の内部にあるレーザ装置記憶部５２からも同じ登録内容の登録内容を呼び出すように指示し、制御する。また、レーザ加工機制御部５は、加工テーブル駆動部１０と同期を取りながら、レーザ出力とビームモードのモード次数を呼び出した登録内容の通りにレーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８に指示し、制御する。そして、レーザ加工機制御部５の指示に基づき、レーザ装置制御部３はレーザ装置記憶部５２から登録内容を呼び出し、呼び出した登録内容に従って駆動電源制御部４を制御すると共に、ビームモード切替制御部８はビームモード切替記憶部５１から登録内容を呼び出し、呼び出した登録内容に従ってビームモード切替部７を制御する。

【0048】

この発明の実施の形態４では、登録内容をレーザ加工機記憶部６とビームモード切替記憶部５１とレーザ装置記憶部５２の３か所に分散して登録させておくことで、レーザ装置制御部３はレーザ装置記憶部５２に登録された登録内容で駆動電源制御部４を制御し、ビームモード切替制御部８はビームモード切替記憶部５１に登録された登録内容でビームモード切替部７を制御する。その結果、レーザ加工機制御部５が実行する負荷を軽減させることが可能となる。さらに、レーザ加工機制御部５の性能上の制約に起因した制御周期で、レーザ装置制御部３とビームモード切替制御部８と加工テーブル駆動部１０への応答速度が律則されることがなくなり、一つの登録内容の高速の応答が可能となる。

【0049】

実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５を示すレーザ加工機の構成図である。この発明の実施の形態５では、レーザ加工機３００を構成するレーザ発振器部１がビームモード切替部７１を内部に有し、さらに、レーザ装置制御部３がビームモード切替制御部８１とレーザ装置記憶部５２を内部に有する。ビームモード切替部７１がレーザ発振器部１の内部にあることで、レーザ発振器部１からレーザ光１２が出力された時点でビームモードのモード次数は制御されている。

【0050】

レーザ加工機制御部５は、レーザ加工の実施指示を受付けると、実施するレーザ加工に合致した登録内容が示された登録内容をレーザ加工機記憶部６から呼び出すと共に、レーザ装置制御部３の内部にあるレーザ装置記憶部５２からも同じ登録内容を呼び出すようにレーザ装置制御部３に指示し、制御する。また、レーザ加工機制御部５は、加工テーブル駆動部１０と同期を取りながら、レーザ出力とビームモードのモード次数を登録内容の通りにレーザ装置制御部３に指示し、制御する。そして、レーザ加工機制御部５の指示に基づき、レーザ装置制御部３はレーザ装置記憶部５２から登録内容を呼び出し、呼び出した登録内容に従って駆動電源制御部４とビームモード切替制御部８１とを制御する。ビームモード切替制御部８１は登録内容に従ってレーザ発振器部１の内部にあるビームモード切替部７１を制御する。

【0051】

この発明の実施の形態５では、登録内容をレーザ加工機制御部５とレーザ装置記憶部５２の２か所に分散して登録させておくことで、レーザ装置制御部３はレーザ装置記憶部５２に登録された登録内容で駆動電源制御部４とビームモード切替制御部８１を制御する。その結果、レーザ加工機制御部５が実行する負荷を軽減させることが可能となる。また、レーザ装置制御部３が駆動電源制御部４とビームモード切替制御部８１を一括して制御するため、駆動電源制御部４とビームモード切替制御部８１の間の同期ずれが小さくなり、より高速の応答が可能となる。さらに、レーザ加工機制御部５の性能上の制約に起因した制御周期で、レーザ装置制御部３と加工テーブル駆動部１０への応答速度が律則されることがなくなり、一つの登録内容の高速の応答が可能となる。

【符号の説明】

【0052】

１ レーザ発振器部、２ 駆動電源部、３ レーザ装置制御部、４ 駆動電源制御部、５ レーザ加工機制御部、６ レーザ加工機記憶部、７，７１ ビームモード切替部、８，８１ ビームモード切替制御部、９ 加工ヘッド部、１０ 加工テーブル駆動部、１１ 被加工対象物、１２ レーザ光、２０ レーザ装置、５１ ビームモード切替記憶部、５２ レーザ装置記憶部、１００，２００，３００ レーザ加工機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】