JPH06218565A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH06218565A
JPH06218565A JP5007821A JP782193A JPH06218565A JP H06218565 A JPH06218565 A JP H06218565A JP 5007821 A JP5007821 A JP 5007821A JP 782193 A JP782193 A JP 782193A JP H06218565 A JPH06218565 A JP H06218565A
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Satoshi Nishida
聡 西田
Masato Matsubara
真人 松原
Akihiro Otani
昭博 大谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ出力値の変化に対する各モードの集光
性の変化や集光点の移動量に基づき、常に加工に適した
ビームモードが選択できるようにする。 【構成】 レーザビームのビームモードが変更可能なレ
ーザ発振器と加工テーブルと、これらの装置を制御する
制御装置を有するレーザ加工装置において、上記制御装
置がレーザ加工時にレーザ出力に応じて上記発振器のビ
ームモードを切り替えるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工装置にお
ける加工効率および加工精度の改善に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザー加工では高精度加工を行うため
の条件の一つとして集束性の良いビームが必要とされ、
この条件を満たすものとしてこれまで理論的に集束性の
一番高いＴＥＭ00モードなどのビームが用いられてき
た。しかしその反面、モード次数が高いほど高出力化が
できるので、高出力が要求される加工には次数が０次よ
り高いモード、例えばＴＥＭ01* モードなどのビームモ
ードが用いられてきた。これらのビームモード形状は例
えば日刊工業新聞社発行の「レーザ加工技術」Ｐ１９に
記載されているので一例として図１９に示す。
【０００３】図１８は従来の加工装置の一例を示す構成
図である。図において、１はレーザ発振器、２はレーザ
ビーム、３は加工ヘッド、４は集光レンズ、５はＸＹテ
ーブル、６は制御装置、７は反射鏡、８は部分反射鏡
（ビーム取り出し窓）、９は出力検出センサ、１０はモ
ード切り替え装置、１１は被加工物を示す。
【０００４】次に動作について説明する。発振器１から
出たレーザビーム２は、反射鏡７により被加工物１１上
方まで導かれ、集光レンズ４により被加工物１１上に集
光される。この時、加工ヘッド３の下端開口部からは、
レーザビーム２とともに加工アシストガスも同時に噴射
される。ここでレーザビームの集光点と被加工物１１と
の位置関係（焦点位置）、アシストガス圧、およびノズ
ル高さ（加工ヘッド先端と被加工物との間の距離）は加
工の際の重要なパラメータとなる。また制御装置６の記
憶装置内には複数の加工条件、すなわち焦点位置、加工
ガス圧、ノズル高さ、レーザ出力、レーザ発振出力形態
（連続波かパルス波）、パルス周波数、パルスのデュー
ティなどが記憶されており、被加工物１１の材質、板厚
また加工速度および加工形状に応じた最適な条件が選択
され、それに基づいて発振器１、加工ヘッド３、ＸＹテ
ーブル５等が制御される。またレーザビーム２のビーム
モードは、モード切り替え装置１０により変更する。
【０００５】このように構成されたレーザ加工装置にお
いて、集束性のよいＴＥＭ00モードによる加工で、出力
を高くしていくと、加工不良および加工の不安定が観測
される。その一例として、加工開始時にピアッシング
（ビームを被加工物に貫通させること）を低出力で行
い、ピアッシング完了後に出力を高くして被加工物の切
断加工を行う場合、ピアッシング及び切断加工の初期に
おいては良好な加工が行えるが、切断加工が進むにつれ
徐々に加工不良が生じるというものがある。
【０００６】これは透過光学素子（部分反射鏡８および
集光レンズ４）がレーザビームの一部を吸収して温度上
昇し、形状および屈折率分布に歪を生じ、ビームの集光
特性が劣化したり、集光点の位置が変化することにより
発生するものであることが確認された。この現象を熱歪
と呼び、透過光学素子に吸収率が存在する限り発生する
ものである。また、透過光学素子の表面に不純物が付着
するなどして透過光学素子の吸収率が大きくなると、透
過光学素子の内部発熱量はさらに大きくなり、熱歪によ
るビームの集光性劣化はより顕著となる。
【０００７】従って、連続した加工において加工初期に
は透過光学素子の温度上昇は低く熱歪の影響は小さい
が、加工が進むにつれて透過光学素子の温度は上昇し、
熱歪によるビームの集光性劣化や集光点の位置移動が大
きくなり、加工不良を誘発する。
【０００８】以上の集束性の劣化や焦点位置の移動量
は、実験の結果ＴＥＭ00モードで最も顕著であることが
判明してきた。従って、ＴＥＭ00モードが理論的に集束
性が最も良いという理由から、従来ＴＥＭ00モードが可
能な条件ではＴＥＭ00モードを加工に用いてきたため、
加工不良が頻発していたことが明かとなった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
では、出力が確保できうる限り集光性の良いシングルモ
ードなどの低次モードを用い、高出力を要する加工等に
は高出力化が容易な高次モードを用いるというように、
ビームモードの使用基準は大まかなものしかなく、必ず
しも加工に適したビームモードが用いられているわけで
はない等の問題があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、光学素子の熱吸収率およびレー
ザ出力の変化に対する各モードの集光性の変化や集光点
の位置の移動を考慮し、それに基づいて常に加工に適し
たビームモードを選択できるようにしようとするもので
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係わるレー
ザ加工装置は、レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
上記検出手段にて検出される上記レーザ発振器の出力に
応じてモード切り替えの判定をする判定手段を有するよ
うにした。
【００１２】第２の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段とから
構成されるレーザ加工装置において、上記発振器を構成
する部分反射鏡の吸収率検出手段を有するとともに、こ
の検出手段にて検出される上記部分反射鏡の吸収率に応
じてモード切り替えの判定をする判定手段を有するよう
にした。
【００１３】第３の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段と、上
記レーザビームを集光する集光光学素子とから構成され
るレーザ加工装置において、上記集光光学素子の吸収率
検出手段を有するとともに、この検出手段にて検出され
る上記集光光学素子の吸収率に応じてモード切り替えの
判定をする判定手段を有するようにした。
【００１４】第４の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
に応じてモード切り替えの判定をする判定手段するレー
ザビームのビームモードを変更する手段とから構成され
るレーザ加工装置において、上記制御装置は上記レーザ
発振器の出力に応じて上記ビームモードを制御するビー
ムモード制御部を有するようにした。
【００１５】第５の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段とから
構成されるレーザ加工装置において、上記発振器は上記
発振器を構成する部分反射鏡の吸収率検出手段を有する
とともに、上記制御装置は上記吸収率検出手段にて検出
される上記部分反射鏡の吸収率に応じて上記ビームモー
ドを制御するビームモード制御部を有するようにした。
【００１６】第６の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段と、上
記レーザビームを集光する集光光学素子とから構成され
るレーザ加工装置において、上記集光光学素子は吸収率
検出手段を有するとともに、上記制御装置は上記吸収率
検出手段にて検出される上記集光光学素子の吸収率に応
じて上記ビームモードを制御するビームモード制御部を
有するようにした。
【００１７】第７の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段とから
構成されるレーザ加工装置において、上記発振器は上記
発振器を構成する部分反射鏡の吸収率検出手段を有する
とともに、上記制御装置は上記吸収率検出手段にて検出
される上記部分反射鏡の吸収率および上記出力検出手段
にて検出される上記レーザ発振器の出力に応じて上記ビ
ームモードを制御するビームモード制御部を有するよう
にした。
【００１８】第８の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、このレーザ発振器の制御装置と、上記レ
ーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力
するレーザビームのビームモードを変更する手段と、上
記レーザビームを集光する集光光学素子とから構成され
るレーザ加工装置において、上記集光光学素子は吸収率
検出手段を有するとともに、上記制御装置は上記吸収率
検出手段にて検出される上記集光光学素子の吸収率およ
び上記出力検出手段にて検出される上記レーザ発振器の
出力に応じて上記ビームモードを制御するビームモード
制御部を有するようにした。
【００１９】第９の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ発振器と、加工テーブルと、上記レーザ発振器およ
び上記加工テーブルを制御する制御装置と、上記レーザ
発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力する
レーザビームのビームモードを変更する手段とから構成
されたレーザ加工装置において、上記制御装置は材料、
板厚、加工速度に応じた加工条件を上記ビームモード毎
に設定する加工条件設定部を有するようにした。
【００２０】第１０の発明に係わるレーザ加工装置は、
第８の発明のレーザ加工装置において、制御装置が加工
条件をビームモード毎に設定する加工条件設定部を有す
るとともに、上記加工条件設定部が、焦点位置、加工ガ
ス圧、ノズル高さ、レーザ出力、パルス周波数、パルス
デューティのうち少なくとも何れか１つの条件設定部を
有するようにした。
【００２１】第１１の発明に係わるレーザ加工装置は、
レーザ発振器と、加工テーブルと、上記レーザ発振器お
よび上記加工テーブルを制御する制御装置と、上記レー
ザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ発振器の出力す
るレーザビームのビームモードを変更する手段とから構
成されたレーザ加工装置において、上記制御装置は材
料、板厚、加工形状に応じた加工条件を上記ビームモー
ド毎に設定する加工条件設定部を有するようにした。
【００２２】第１２の発明に係わるレーザ加工装置は、
第９の発明のレーザ加工装置において、制御装置が加工
条件をビームモード毎に設定する加工条件設定部を有す
るとともに、上記加工条件設定部が、加工速度、焦点位
置、加工ガス圧、ノズル高さ、レーザ出力、パルス周波
数、パルスデューティのうち少なくとも何れか１つの条
件設定部を有するようにした。
【００２３】
【作用】第１の発明に係わるレーザ加工装置は、レーザ
出力に適したビームモードが選択できるようにする。
【００２４】第２の発明に係わるレーザ加工装置は、部
分反射鏡の状態に適したビームモードが選択できるよう
にする。
【００２５】第３の発明に係わるレーザ加工装置は、集
光光学素子の状態に適したビームモードが選択できるよ
うにする。
【００２６】第４の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ出力に適したビームモードを制御装置が選択する。
【００２７】第５の発明に係わるレーザ加工装置は、部
分反射鏡の状態に適したビームモードを制御装置が選択
する。
【００２８】第６の発明に係わるレーザ加工装置は、集
光光学素子の状態に適したビームモードを制御装置が選
択する。
【００２９】第７の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ出力および部分反射鏡の状態に適したビームモード
を制御装置が選択する。
【００３０】第８の発明に係わるレーザ加工装置は、レ
ーザ出力および集光光学素子の状態に適したビームモー
ドを制御装置が選択する。
【００３１】第９の発明に係わるレーザ加工装置は、材
料、板厚、加工速度に応じた加工条件をビームモードに
対応して選択する。
【００３２】第１０の発明に係わるレーザ加工装置は、
ビームモードの変更に応じて、焦点位置、加工ガス圧、
ノズル高さ、レーザ出力、パルス周波数、パルスデュー
ティのうち少なくとも何れか一つの加工条件を変更す
る。
【００３３】第１１の発明に係わるレーザ加工装置は、
材料、板厚、加工形状に応じた加工条件をビームモード
に対応して選択する。
【００３４】第１２の発明に係わるレーザ加工装置は、
ビームモードの変更に応じて、加工速度、焦点位置、加
工ガス圧、ノズル高さ、レーザ出力、パルス周波数、パ
ルスデューティのうち少なくとも何れか一つの加工条件
を変更する。
【００３５】
【実施例】
実施例１．図１は第１の発明の一実施例を示したもので
ある。図において、１から１１は従来例と同じであるた
め、説明を省略する。１２ｄ、１２ｅ、１２ｇは各装置
間を接続するケーブル、１５ａはモニタ９にて検出され
た発振器１の出力を基にモード切り替えを判定する判定
手段を示す。動作についても、発振器の出力を基にモー
ドきり換えを判定する以外は従来例と同じである。
【００３６】次にモードと出力の関係について説明す
る。あるレーザ加工装置（レーザ発振器ＭＬ３０１６Ｆ
２（三菱電機製）使用）を用いて軟鋼厚板切断の加工を
実施したときの、安定な連続加工が可能な領域を調べた
実験結果を一例として図２に示す。図において、横軸は
レーザ出力、縦軸は加工速度である。この実験では板厚
１２ｍｍのＳＳ材について調べたもので、レーザ出力が
最大１６００Ｗのレーザ発振器を使用している。また、
レーザ発振器１の部分反射鏡１０から集光レンズ４まで
の伝送距離はおおよそ３〜５ｍであり、アシストガスは
酸素、集光レンズの焦点距離は７．５インチ、部分反射
鏡１０の透過率は７０％である。この実験結果よりレー
ザ出力がおよそ１３００Ｗを境にして、それ以下ではＴ
ＥＭ00モードが、またそれ以上ではＴＥＭ01* モードが
加工に適していることが明らかになった。なお参考まで
にこの時の部分反射鏡と集光レンズの吸収率の値はそれ
ぞれ０．２％であった。
【００３７】このようにモードによって加工安定領域が
異るのは、熱歪による集光性劣化や焦点位置の移動によ
り説明される。図３にレーザ出力の変化に対し図２で示
したレーザ発振器１の部分反射鏡１０の熱歪が集光性に
及ぼす変化を理論計算してまとめたものを示す。レーザ
出力が増加すると部分反射鏡および集光レンズ内部での
発熱量が大きくなり、熱歪の影響が大きくなる。図３で
はビームの集光性を表す量としてＭ2値を用いた（Ｍ2に
ついてはSPIE-The International Society forOptical
Engineering, Vol.1414 ■Laser Beam Diagnostics(19
91)を参照）。これは理論的に集光性がもっとも良いＴ
ＥＭ00モードで熱歪の影響を受けていないものの集光性
を１としたとき、その他のモードの集光性を相対値で表
したもので、値が大きくなるほどビームの集光性は悪く
なる。
【００３８】図３から、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01*モ
ードのＭ2値を比較した場合、レーザ出力がＰ01より小
さい領域すなわち低出力領域では、ＴＥＭ00モードのＭ
2 値がＴＥＭ01*モードのＭ2値よりも小さく集光性はよ
いが、レーザ出力がＰ01を越えるとＴＥＭ01*モードの
Ｍ2値の方が小さくなり、ＴＥＭ00モードよりもＴＥＭ0
1* モードの集光性の方が良くなることがわかる。この
ように透過光学素子の熱歪の影響により、吸収率が増加
するとビームの集光特性が変化し、モード間で集光性の
逆転現象が生じる。従ってレーザ出力がＰ01より大きい
領域では、ＴＥＭ00モードよりもＴＥＭ01* モードを選
択した方がより良い集光特性が得られることになる。
【００３９】しかしながら図３のＰ01の値を境としてＴ
ＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードの選択をすれば最適な
ビームモードを選択できるかというと必ずしもそうでは
ない。例えば図２の１３００Ｗの値は図３のＰ01の値よ
りも小さな値となっている。これは以下のような要因に
よる。図３で示された特性は定常状態での値である。実
際の加工においては、加工開始時には部分反射鏡および
集光レンズの発熱量は０であり、加工が進行する（時間
が経過する）とともにレーザビームを吸収して温度が上
昇し定常状態へと移行する。定常状態に移行するまでに
要する時間は部分反射鏡や集光レンズの熱容量により決
まる。加工開始時においては各モードのＭ2 値は図３の
レーザ出力が０Ｗの時の値であり、加工が進むにつれて
工時のレーザ出力でのＭ2 値（定常値）となる。加工開
始から定常状態に至るまでのＭ2値の変化量が少ない方
が連続加工時における加工の安定性が良い。このことか
ら考えるとＴＥＭ00モードのＭ2 値の変化量がＴＥＭ01
* モードのＭ2 値の変化量に比べて大きい。すなわちＴ
ＥＭ00モードによる加工においては、加工初期と連続加
工後とで集光性劣化の変化が大きく加工初期に最適であ
った加工条件が連続加工後では最適でなくなるために加
工不良を起こす。したがって図２の１３００Ｗの値は図
３のＰ01の値よりも小さくなっている。
【００４０】また図４に、図２で示したレーザ発振器１
のレーザ出力の変化に対するレーザビームの集光点位置
の変化を理論計算した結果について示す。図４からレー
ザ出力が変化すると、熱歪の影響によりレーザビームの
焦点位置移動量は変化することがわかる。さらにＴＥＭ
00モードの焦点位置の変化量はＴＥＭ01* モードの焦点
位置の変化量よりも大きく、これも図２の１３００Ｗの
値がＰ01の値よりも小さくなる理由の一つとなる。従っ
てＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを使い分けて加工
を行う場合、ビームモードを切り替える目安となるレー
ザ出力値は、集光性の絶対値のみが支配的な加工を除
き、通常はＰ01の値のほかにＭ2 値の変化の割合および
焦点位置の変化を考慮して決定する必要がある。
【００４１】上記のようにして決定されたビームモード
を切り替えるレーザ出力値と、制御装置から指令される
レーザ出力値またはレーザ発振器の出力検出センサの検
出値を比較して、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードの
どちらを選択するかを判定手段にて判定し、その結果を
表示する。
【００４２】実施例２．図５は第２の発明の一実施例を
示したものである。この実施例において、１３は部分反
射鏡８のエネルギー吸収率を検出する検出器であり、１
５ｂは１３の検出値からモード切り替えを判定する判定
手段である。本実施例においては、部分反射鏡の吸収率
の値を検出する検出器１３の検出値をモニターしている
点が実施例１と異る。レーザ出力と部分反射鏡の吸収率
の値の積が部分反射鏡の発熱量であるのでこの値をパラ
メータとして、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切
り替える判定を判定手段１５ｂにて行い、その結果を表
示する。
【００４３】実施例３．図６は第３の発明の一実施例を
示したものである。この実施例において、１４は集光レ
ンズ４のエネルギー吸収率を検出する検出器であり、１
５ｃは１４の検出値からモード切り替えを判定する判定
手段である。本実施例においては、集光レンズ吸収率の
値を検出する検出器１４の検出値をモニターしている点
が実施例２と異る。レーザ出力と集光レンズの吸収率の
値の積が集光レンズの発熱量であるのでこの値をパラメ
ータとして、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り
替える判定を判定手段１５ｃにて行い、その結果を表示
する。
【００４４】実施例４．図８は第４の発明の一実施例を
示したものである。図において１６は発振器に出力指令
を送ると共に、出力検出信号を取り込む発振器制御部、
１７はモード切り替えデータと判定手段を内部に持つと
ともにビームモード切り替え装置１０へ切り替え指令を
出力するビームモード制御部、１８は加工ヘッドのレン
ズ位置やガス圧などを制御する加工ヘッド制御部、１９
は被加工物を積載する加工テーブルの運動を制御するテ
ーブル制御部、２０はこれら制御部間の信号のやり取り
を制御する中央処理部である。６は以上の制御部から構
成される制御装置である。
【００４５】次に動作について説明する。発振器制御部
１６からの出力指令により、レーザ発振器１はレーザ光
を出力するが、この出力を出力検出モニター９にて検出
し、ビームモード制御部１７に伝達する。ビームモード
制御部１７はレーザ出力値を内部に設定されたモード切
り替えデータと比較し、レーザ出力にたいしモードが適
切であるかどうかを判定し、必要に応じて切り替え指令
をビームモード切り替え装置１０へ出力する。ＴＥＭ00
モード出力時の自動制御のフローチャートを図８に示
す。
【００４６】実施例５．第５、および第７の発明の一実
施例について説明する。実施例４により通常は安定な加
工が行えるが、レーザ加工機を長期間使用していく上
で、汚れの付着等による部分反射鏡の熱吸収率の増加は
避けられない。集光性劣化の原因となる部分反射鏡の熱
歪は、部分反射鏡の内部発熱量Ｗ＝Ｐ×β（Ｐはレーザ
出力、βは吸収率）に依存する。しかるにレーザ加工機
を長期間使用している間に部分反射鏡の表面に不純物が
付着するなどして吸収率βが増加すると、実施例１や実
施例４で述べたモードを切り替えの目安となるレーザ出
力の値は、実質的に低出力側に変化することになる。本
実施例ではこのようなレーザ加工機の長期間の使用に対
して最適なモードをより適確に選択する方法について述
べる。
【００４７】装置構成を図９に示す。第１の発明の装置
と異なるのは部分反射鏡８に吸収率の値を検出する検出
器１３が設けられていることである。この吸収率検出器
は図１０に示すような、例えば部分反射鏡１０または集
光レンズ４のエッジ部に熱電対を付け、その温度上昇度
ｄＴ／ｄｔにて吸収率を検出する装置である。図１１は
この検出器を取り付けた部分反射鏡または集光レンズの
レーザＯＮ、ＯＦＦ時の温度変化特性を示す図である。
ここでｄＴは温度増分、ｄｔは時間増分を表す。図１１
のような温度変化から吸収率αは α＝［ｍ・Ｃ｛（ｄＴ／ｄｔ）T1−（ｄＴ／ｄｔ）T2｝
＋ｈ・Ｓ（Ｔ1−Ｔ2）］／Ｐi で求められる。ここで ｍ：質量 Ｃ：比熱 ｈ：熱伝達係数 Ｓ：表面積 Ｐi：レーザ出力 である。
【００４８】次に動作について説明する。制御装置から
レーザ発振器に指令されるレーザ出力および部分反射鏡
の吸収率の値を検出する検出器１３の検出値をモニター
する。レーザ出力と部分反射鏡の吸収率の値の積が部分
反射鏡の発熱量であるのでこの値をパラメータとして、
ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替える。すな
わち吸収率が０．２％の時に１３００Ｗのレーザ出力が
ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替えるべきレ
ーザ出力であるならば、吸収率が０．３％に上昇した場
合には、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替え
るべきレーザ出力は、１３００／０．３＊０．２＝８７
０Ｗとして求めることができる。ＴＥＭ00モードで出力
している場合のモード切り替えのフローチャートを図１
２に示す。このようにして求めたモードを切り替えるべ
きレーザ出力値以下のレーザ出力ではＴＥＭ00モード
を、これ以上のレーザ出力ではＴＥＭ01* モードを選択
することにより最適なビームモードを選択できる。上記
のように決定されたビームモードを切り替えるレーザ出
力値と、制御装置から指令されるレーザ出力値またはレ
ーザ発振器の出力検出センサの検出値を比較して、ＴＥ
Ｍ00モードとＴＥＭ01* モードのどちらを選択するかを
ビームモード制御部で判断してレーザ発振器のモード切
り換え装置を自動制御して切り替える。
【００４９】実施例６．第６、および第８の発明の一実
施例について説明する。実施例４および実施例５により
通常は安定な加工が行えるが、レーザ加工装置を長期間
使用していく上で汚れの付着等による集光レンズの吸収
率が増加は避けられない。集光性劣化の原因となる集光
レンズの熱歪は、集光レンズの内部発熱量Ｗ＝Ｐ×β
（Ｐはレーザ出力、βは吸収率）に依存する。しかるに
レーザ加工装置を長期間使用している間に集光レンズの
表面に不純物が付着するなどして吸収率βが増加する
と、実施例１で述べたモードを切り替える際の目安とな
るレーザ出力の値は実質的に低出力側に変化することに
なる。本実施例ではこのようなレーザ加工装置の長期間
の使用に対して最適なモードをより適確に選択する方法
について説明する。
【００５０】装置構成は図１２に示す。この実施例では
実施例５と異り、集光レンズ４に吸収率の値を検出する
検出器１４が取り付けられている他は実施例５と同じで
ある。 次に動作について述べる。制御装置からレーザ
発振器に指令されるレーザ出力、および集光レンズの吸
収率の値を検出する検出器１２の検出値をモニターす
る。レーザ出力と集光レンズの吸収率の値の積が集光レ
ンズの発熱量であるので、この値をパラメータとして、
ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替える。すな
わち吸収率が０．２％の時に１３００Ｗのレーザ出力が
ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替えるべきレ
ーザ出力であるならば、吸収率が０．３％に上昇した場
合には、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードを切り替え
るべきレーザ出力は、１３００／０．３＊０．２＝８７
０Ｗとして求めることができる。
【００５１】実施例５の場合と同様、ＴＥＭ00モードで
出力している場合のモート゛切り替えのフローチャート
を図１４に示す。このようにして求めたモードを切り替
えるべきレーザ出力値以下のレーザ出力ではＴＥＭ00モ
ードを、これ以上のレーザ出力ではＴＥＭ01* モードを
選択することにより最適なビームモードを選択できる。
上記のように決定されたビームモードを切り替えるレー
ザ出力値と、制御装置から指令されるレーザ出力値また
はレーザ発振器の出力検出センサの検出値を比較して、
ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01* モードのどちらを選択する
かをビームモード制御部で判断し、レーザ発振器のモー
ド切り換え装置を自動制御して切り替える。
【００５２】実施例７．第７および第８の発明の一実施
例について説明する。装置構成は実施例５および実施例
６を加えたものと同じである。実施例５および実施例６
に示したように、レーザ加工装置を長期間使用していく
上で、汚れの付着等による部分反射鏡及び集光レンズの
吸収率が増加は避けられない。本実施例はこの点を考慮
して、部分反射鏡及び集光レンズの両方に吸収率検出器
を取り付けたものである。本実施例においては、制御装
置からレーザ発振器に指令されるレーザ出力値、および
部分反射鏡および集光レンズのそれぞれの吸収率の値を
検出する検出器１３および１４の検出値をモニターす
る。レーザ出力と吸収率の値の積が透過光学素子の発熱
量であることはすでに述べた。
【００５３】より正確な、ＴＥＭ00モードとＴＥＭ01*
モードを切り替えるべきレーザ出力値の決定には、部分
反射鏡および集光レンズの吸収率の値の両方を考慮する
ことが得策であり、より安定した加工が実現できる。こ
のようにして求めたモードを切り替えるべきレーザ出力
値以下のレーザ出力ではＴＥＭ00モードを、これ以上の
レーザ出力ではＴＥＭ01* モードを選択することにより
最適なビームモードを選択できる。上記のように決定さ
れたビームモードを切り替えるレーザ出力値と、制御装
置から指令されるレーザ出力値またはレーザ発振器の出
力検出センサの検出値を比較して、ＴＥＭ00モードとＴ
ＥＭ01* モードのどちらを選択するかをビームモード制
御部で判断し、レーザ発振器のモード切り換え装置を自
動制御して切り替える。
【００５４】以上の実施例ではＴＥＭ00モードとＴＥＭ
01* モードとの間でモードを切り替える例について述べ
たが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＴＥＭ01
* モードとＴＥＭ10との間でモードを切り替えてもよ
く、その他のビームモード間での切り替えについても同
様の効果がある。
【００５５】実施例８．次に図１５を用いて、第９、第
１０および第１２の発明の一実施例について説明する。
図１５において、２２は制御装置内に設けられたデー
タ記憶部を有する入力部である。この制御装置の記憶部
内には被加工物の材料、板厚および加工速度に応じ、焦
点位置、加工ガス圧、ノズル高さ、レーザ出力、レーザ
発振出力形態（連続波かパルス波か）、パルスの周波
数、パルスのデューティ等の加工条件が予め設定されて
おり、オペレータが材料、板厚、加工速度を選択すると
それに応じた加工条件で加工が行われる。しかし材料、
板厚、加工速度が同じでもビームモードが異なると最適
加工条件も異なる。本実施例においては、材料、板厚、
加工速度の他に、ビームモードに対応した加工条件を予
め制御装置の記憶部内に設定しておき、ビームモードの
切り換えに対応して上記加工条件を記憶部内から呼び出
してレーザ加工装置を制御する。
【００５６】このようにすることにより、加工中のビー
ムモード切り換えに伴う条件変化の影響を受けること無
く、常に最適条件で加工をすることが可能となる。この
場合のフローチャートを一例として図１６に示す。図中
Ａにはフローチャートの図５、１１、１３を入れる場合
もあり、このフローにてモード切り換えが発生するとＢ
にもどり、再び加工条件が選択される。また、モードの
選択数は使用するレーザ発振器で準備されているモード
の数によって決定される。
【００５７】実施例９．次に図の１７を用いて、第１１
の発明の一実施例について説明する。実施例８ではオペ
レータが材料、板厚、加工速度を選択する加工システム
の例であったが、近年材料、板厚、加工形状を決めると
制御装置により自動的に加工箇所毎の加工速度が設定さ
れる加工装置が多くなっている。例えば直線部ではその
材質、板厚での最高加工速度で、コーナー部や微細な形
状部では低速度で加工するといった具合にである。この
場合加工速度も制御装置内にあらかじめ記憶された一加
工条件となる。本実施例においても、実施例８において
説明したように、ビームモードにより加工条件は異な
る。従って材料、板厚、および加工速度の他に、ビーム
モードに対応した加工条件を予め制御装置の記憶装置内
に設定しておき、ビームモードの切り換えに対応して上
記加工条件を記憶装置内から呼び出して、レーザ加工装
置を制御することにより、ビームモード切り換えに伴う
条件変化の影響を受けること無く、常に最適条件で加工
をすることが可能となる。この場合のフローチャートを
一例として図１８に示す。図中のＡ、Ｂについては図１
５と同じであるから説明を省略する。実施例９では、実
施例８と異なり、モードの変化だけでなく、実際に加工
している形状部に対応して最適な条件を選択することが
可能になる。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レー
ザ発振器の出力変化、部分反射鏡、集光レンズの状態変
化に応じて、レーザ加工に最適なレーザビームモードを
選択可能としたので、種々の加工に対して、加工安定性
の優れた装置を得られる効果がある。さらに、被加工物
の最適加工条件をビームモード毎に設定可能としたの
で、加工中のビームモードの変化に対しても、常に安定
して加工を行うことが出来るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の一実施例のレーザ加工装置の構成
図である。
【図２】第１の発明の一実施例のレーザ加工装置におけ
る安定加工条件範囲を示した出力特性図である。
【図３】第１の発明の一実施例のレーザ加工装置におい
てＴＥＭ00モードとＴＥＭ01*モードにおける集光性の
変化を理論計算して表した集光特性図である。
【図４】第１の発明の一実施例のレーザ加工装置におい
てＴＥＭ00モードとＴＥＭ01*モードにおける焦点位置
の変化を理論計算して表した特性図である。
【図５】第２の発明の一実施例のレーザ加工装置の構成
図である。
【図６】第３の発明の一実施例によるレーザ加工装置の
構成図である。
【図７】第４の発明の一実施例によるレーザ加工装置の
構成図である。
【図８】第４の発明の一実施例におけるモード切り替え
のフローチャートである。
【図９】第５の発明の一実施例によるレーザ加工装置の
構成図である。
【図１０】図９のレーザ加工装置の吸収率測定器の構成
図である。
【図１１】部分反射鏡または集光レンズの温度変化曲線
図である。
【図１２】第５の発明の一実施例における加工条件選択
のフローチャート図である。
【図１３】第６の発明の一実施例によるレーザ加工装置
の構成図である。
【図１４】第６の発明の一実施例における加工条件選択
のフローチャートである。
【図１５】第９、１０、１２の発明の一実施例によるレ
ーザ加工装置の構成図である。
【図１６】第９、１０、１２の発明の一実施例における
加工条件選択のフローチャートである。
【図１７】第１１の発明の一実施例によるレーザ加工装
置の構成図である。
【図１８】第１１の発明の一実施例における加工条件選
択のフローチャートである。
【図１９】従来のレーザ加工装置の図である。
【図２０】レーザ発振器から得られるビームモードのエ
ネルギ分布図である。
【符号の説明】
１ レーザ発振器 ２ レーザビーム ４ 集光レンズ ５ 加工テーブル ６ 制御装置 ８ 部分反射鏡 ９ 出力検出器 １０ ビームモード切り換え装置 １１ 被加工物 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１
２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ ケーブル １３ 吸収率検出器 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 判定部 １６ 発振器制御部 １７ ビームモード制御部 １８ 加工ヘッド制御部 １９ テーブル制御部 ２０ 中央処理部 ２１ａ、２１ｂ 演算処理部 ２２ 入力及びデータ記憶部 ２３ ＣＡＤ／ＣＡＭ装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】実施例４．図８は第４の発明の一実施例を
示したものである。図において１６は発振器に出力指令
を送るとともに、出力検出信号を取り込む発振器制御
部、１７はモード切り替えデータと判定手段を内部に持
つとともにビームモード切り替え装置１０へ切り替え指
令を出力するビームモード制御部、１８は加工ヘッドの
レンズ位置やガス圧などを制御する加工ヘッド制御部、
１９は被加工物を積載する加工テーブルの運動を制御す
るテーブル制御部、２０はこれら制御部間の信号のやり
取りを制御する中央処理部である。６は以上の制御部か
ら構成される制御装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４５】次にこの実施例の動作について図８のフロ
ーチャートを用いて説明する。発振器制御部１６からの
出力指令によりレーザ発振器１はレーザ光を出力する
が、ステップ１０１ではこの出力Ｐ０を出力検出器９で
検出し、ビームモード制御部１７に伝達する。ステップ
１０２ではこのレーザ出力値をビームモード制御部内部
に設定されたモード切り替えデータＰ０１と比較し、出
力中のレーザ出力に対しモードが適切かどうかを判断す
る。図８のステップ１０２はＴＥＭ００モードで出力中
の判定式を示してある。ステップ１０２で出力中のモー
ドが適切と判断された場合は出力中のモードを保持し、
出力中のモードが適切でないと判断された場合はステッ
プ１０３でモード切り替えを行う。このようにレーザ出
力値から最適ビームモードをビームモード制御部で判断
して、ビームモード切り替え装置１０を自動制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】装置構成を図９に示す。第１の発明の装置
と異なるのは部分反射鏡８に吸収率の値を検出する検出
器１３が設けられていることである。この吸収率検出器
は図１０に示すような、例えば部分反射鏡８または集光
レンズ４のエッジ部に熱電対を付け、その温度上昇度ｄ
Ｔ／ｄｔにて吸収率を検出する装置である。図１１はこ
の検出器を取り付けた部分反射鏡または集光レンズのレ
ーザＯＮ、ＯＦＦ時の温度変化特性を示す図である。こ
こでｄＴは温度増分、ｄｔは時間増分を表す。図１１の
ような温度変化から吸収率αは α＝［ｍ・Ｃ｛（ｄＴ／ｄｔ）Ｔ１−（ｄＴ／ｄｔ）Ｔ
２｝＋ｈ・Ｓ（Ｔ１−Ｔ２）］／Ｐｉ で求められる。ここで ｍ：質量 Ｃ：比熱 ｈ：熱伝達係数 Ｓ：表面積 Ｐｉ：レーザ出力 である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】次にこの実施例の動作について図１２のフ
ローチャートを用いて説明する。発振器制御部１６から
の出力指令によりレーザ発振器１はレーザ光を出力する
が、ステップ２０１ではこの出力Ｐ０を出力検出器９で
検出する。次にステップ２０２で部分反射鏡の吸収率α
を検出する。レーザ出力Ｐ０と吸収率αとの積が発熱量
であるので、ステップ２０３でＰ０とαの積をパラメー
タとして、モード切り替えを行う。いま吸収率が０．２
％のときにＴＥＭ００モードとＴＥＭ０１＊モードを切
り替えるべきレーザ出力が１３００Ｗであるとすると、
吸収率が０．３％に上昇したときのＴＥＭ００モードと
ＴＥＭ０１＊モードを切り替えるべきレーザ出力は１３
００／０．３＊０．２＝８７０Ｗとして求めることが出
来る。図１２のステップ２０３の判定式はＴＥＭ００モ
ードで出力している場合に対するものである。ステップ
２０３で出力中のモードが適切と判断された場合、すな
わちＰ０＊α＜１３００＊０．２の場合は出力中のモー
ドを保持し、出力中のモードが不適切と判断された場
合、すなわちＰ０＊α≧１３００＊０．２の場合はステ
ップ２０４にてモード切り替えを行う。このようにレー
ザ出力値と部分反射鏡の吸収率から最適ビームモードを
ビームモード制御部で判断して、ビームモード切り替え
装置１０を自動制御する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】装置構成は図１３に示す。この実施例では
実施例５と異り、集光レンズ４に吸収率の値を検出する
検出器１４が取り付けられている他は実施例５と同じで
ある。 次に動作について述べる。制御装置からレーザ
発振器に指令されるレーザ出力、および集光レンズの吸
収率の値を検出する検出器１２の検出値をモニターす
る。レーザ出力と集光レンズの吸収率の値の積が集光レ
ンズの発熱量であるので、この値をパラメータとして、
ＴＥＭ００モードとＴＥＭ０１＊モードを切り替える。
すなわち吸収率が０．２％の時に１３００Ｗのレーザ出
力がＴＥＭ００モードとＴＥＭ０１＊モードを切り替え
るべきレーザ出力であるならば、吸収率が０．３％に上
昇した場合には、ＴＥＭ００モードとＴＥＭ０１＊モー
ドを切り替えるべきレーザ出力は、１３００／０．３＊
０．２＝８７０Ｗとして求めることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】次にこの実施例の動作について図１４のフ
ローチャートを用いて説明する。発振器制御部１６から
の出力指令によりレーザ発振器１はレーザ光を出力する
が、ステップ３０１ではこの出力Ｐ０を出力検出器９で
検出する。次にステップ３０２で集光レンズの吸収率α
を検出する。この場合も実施例５と同様に、レーザ出力
Ｐ０と吸収率αとの積が発熱量であるので、ステップ３
０３でＰ０とαの積をパラメータとして、モード切り替
えを行う。図１４のステップ３０３の判定式はＴＥＭ０
０モードで出力している場合に対するものである。ステ
ップ３０３で出力中のモードが適切と判断された場合、
すなわちＰ０＊α＜１３００＊０．２の場合は出力中の
モードを保持し、出力中のモードが不適切と判断された
場合、すなわちＰ０＊α≧１３００＊０．２の場合はス
テップ３０４にてモード切り替えを行う。このようにレ
ーザ出力値と集光レンズの吸収率から最適ビームモード
をビームモード制御部で判断して、ビームモード切り替
え装置１０を自動制御する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】次にこの実施例の動作について図１６のフ
ローチャートを用いて説明する。ステップ４０１で材
料、板厚、加工速度をプログラムから読み取る。次にス
テップ４０２でプログラム上で指定されているモードが
何かを判定する。指定モードがＴＥＭ００モードの場合
はステップ４０３へと進み、ステップ４０１で読み込ん
だ材料、板厚、加工速度の加工に対し、ＴＥＭ００モー
ドにおける焦点位置、加工ガス圧、ノズル高さ、出力形
態、周波数、パルスデューティ等に関する最適条件をデ
ータ記憶部２２から呼び込み、ステップ４０４にて加工
を実行する。ビームモードがＴＥＭ０１＊モードの場合
はステップ４０２からステップ４１２、さらにステップ
４１３へと進み、ビームモードＴＥＭ０１＊モードに最
適の条件である切断条件２をデータ記憶部２２から呼び
込み、ステップ４０４にて加工を実行する。ビームモー
ドがＴＥＭｍｎモード（ｍ＝１，２，…；ｎ＝２，３，
…）の場合はステップ４ｌ２（ｌ＝２，３，…）からス
テップ４ｌ３へと進み、ＴＥＭｍｎモードに最適の条件
である切断条件ｐをデータ記憶部２２から呼び込み、ス
テップ４０４にて加工を実行する。ステップ４０５では
加工中または加工の途中でモード切り替え指令があるか
どうかを判断し、モード切り替えがある場合はＢへ戻り
指令ビームモードを確認し、指令ビームモードに最適な
切断条件に切り替えて再びステップ４０４へ戻り加工を
実行する。ステップ４０６では加工完了信号の有無を確
認し、完了信号有りを確認したとき加工を終了する。図
１６中のＡには、先に実施例４、実施例５、実施例６で
説明した図８、図１２、図１４の何れかのフローを挿入
してもよい。この場合には加工中のモードはそれぞれ
（１）レーザ出力、（２）部分反射鏡の発熱量、（３）
集光レンズの発熱量の変化により最適モードに自動変換
され、さらに切り替えられたモードに最適の切断条件が
自動的に選択されることになる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】実施例９．次に図の１７を用いて、第１１
の発明の一実施例について説明する。実施例８ではオペ
レータが材料、板厚、加工速度を選択する加工システム
の例であったが、近年材料、板厚、加工形状を決めると
制御装置により自動的に加工箇所毎の加工速度が設定さ
れる加工装置が多くなっている。例えば直線部ではその
材質、板厚での最高加工速度で、コーナー部や微細な形
状部では低速度で加工するといった具合にである。この
場合加工速度も制御装置内にあらかじめ記憶された一加
工条件となる。本実施例においても、実施例８において
説明したように、ビームモードにより加工条件は異な
る。従って材料、板厚、および加工速度の他に、ビーム
モードに対応した加工条件をあらかじめ制御装置の記憶
装置内に設定しておき、ビームモードの切り替えに対応
して上記加工条件を記憶装置内から呼び出して、レーザ
加工装置を制御することにより、ビームモード切り替え
に伴う条件変化の影響を受けることなく、常に最適条件
で加工をすることが可能となる。この場合のフローチャ
ートを一例として図１８に示す。ステップ５０１では実
施例８と同じ用に板厚、材料をプログラムから読み取
る。ステップ５０２ではＣＡＤデータから加工部の形状
を読み取る。次にステップ５０３にて加工部の形状判別
をし、直線形状であればステップ５０４へと進み、指令
モード或は加工中のモードを確認する。モードがＴＥＭ
００モードであれば、ＴＥＭ００モードでの最適加工条
件である加工条件１をデータ記憶部２２から呼び込み、
ステップ５０６にて加工を実行する。ＴＥＭ００モード
でない場合はステップ５１４からステップ５ｍ４（ｍ＝
２，３，…）（図示せず）へと進み該当するモードの最
適加工条件をデータ記憶部２２から呼び込み、ステップ
５０６へと進み加工を実行する。この場合モードがＴＥ
Ｍ０１＊であれば、図から明らかなようにステップ５１
４からステップ５１５へと進み、ＴＥＭ０１＊モードの
最適加工条件である加工条件２をデータ記憶部２２から
呼び込み、ステップ５０６へと進む。加工部が直線部で
ない場合はステップ５０３からステップ６０３さらにス
テップｎ０３（ｎ＝７，８，…)（図示せず)へと該当形
状のところまで進む。加工部がコーナ部の場合はステッ
プ６０３からステップ６０４へと進み、指令モード或は
加工中のモードを確認する。モードがＴＥＭ００モード
であれば、ステップ６０５へと進み、コーナ形状で且つ
ＴＥＭ００である場合の最適加工条件３をデータ記憶部
２２から呼び込み、ステップ５０６へと進み加工を実行
する。モードがＴＥＭ０１＊モードであればステップ６
０４からステップ６１４、さらにステップ６１５へと進
み、この場合の最適加工条件４をデータ記憶部２２から
呼び込みステップ５０６へと進み加工を実行する。ステ
ップ５０７では加工中または加工の途中でモード切り替
え指令があるかどうかを確認し、モード切り替えがある
場合はＢへ戻る。モード切り替えがない場合はステップ
５０８へと進み、加工部形状の変化の有無を確認する。
加工部形状が変化する場合はＢへ戻り、加工部形状が変
化しない場合はステップ５０９へと進み加工完了信号の
有無を確認する。完了信号がない場合は加工を続行し、
完了信号がある場合は加工を終了する。本実施例におい
ても実施例８の場合と同様に、図中のＡには先に説明し
た実施例４〜６で説明した図８、図１２、図１４の何れ
かのフローを挿入してもよい。この場合は実施例８の場
合と同様に、モード切り替え、最適加工条件が自動制御
されることとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１８】

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
    上記検出手段にて検出される上記レーザ発振器の出力に
    応じてモード切り替えの判定をする判定手段を有するこ
    とを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項２】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
    上記発振器を構成する部分反射鏡の吸収率検出手段を有
    するとともに、この検出手段にて検出される上記部分反
    射鏡の吸収率に応じてモード切り替えの判定をする判定
    手段を有することを特徴とするレーザ加工装置。
  3. 【請求項３】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段と、上記レーザビームを集光する集光光学素
    子とから構成されるレーザ加工装置において、上記集光
    光学素子の吸収率検出手段を有するとともに、この検出
    手段にて検出される上記集光光学素子の吸収率に応じて
    モード切り替えの判定をする判定手段を有することを特
    徴とするレーザ加工装置。
  4. 【請求項４】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
    上記制御装置は上記レーザ発振器の出力に応じて上記ビ
    ームモードを制御するビームモード制御部を有すること
    を特徴とするレーザ加工装置。
  5. 【請求項５】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
    上記発振器は上記発振器を構成する部分反射鏡の吸収率
    検出手段を有するとともに、上記制御装置は上記吸収率
    検出手段にて検出される上記部分反射鏡の吸収率に応じ
    て上記ビームモードを制御するビームモード制御部を有
    することを特徴とするレーザ加工装置。
  6. 【請求項６】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段と、上記レーザビームを集光する集光光学素
    子とから構成されるレーザ加工装置において、上記集光
    光学素子は吸収率検出手段を有するとともに、上記制御
    装置は上記吸収率検出手段にて検出される上記集光光学
    素子の吸収率に応じて上記ビームモードを制御するビー
    ムモード制御部を有することを特徴とするレーザ加工装
    置。
  7. 【請求項７】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段とから構成されるレーザ加工装置において、
    上記発振器は上記発振器を構成する部分反射鏡の吸収率
    検出手段を有するとともに、上記制御装置は上記吸収率
    検出手段にて検出される上記部分反射鏡の吸収率および
    上記出力検出手段にて検出される上記レーザ発振器の出
    力に応じて上記ビームモードを制御するビームモード制
    御部を有することを特徴とするレーザ加工装置。
  8. 【請求項８】 レーザ発振器と、このレーザ発振器の制
    御装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レ
    ーザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変
    更する手段と、上記レーザビームを集光する集光光学素
    子とから構成されるレーザ加工装置において、上記集光
    光学素子は吸収率検出手段を有するとともに、上記制御
    装置は上記吸収率検出手段にて検出される上記集光光学
    素子の吸収率および上記出力検出手段にて検出される上
    記レーザ発振器の出力に応じて上記ビームモードを制御
    するビームモード制御部を有することを特徴とするレー
    ザ加工装置。
  9. 【請求項９】 レーザ発振器と、加工テーブルと、上記
    レーザ発振器および上記加工テーブルを制御する制御装
    置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レーザ
    発振器の出力するレーザビームのビームモードを変更す
    る手段とから構成されたレーザ加工装置において、上記
    制御装置は材料、板厚、加工速度に応じた加工条件を上
    記ビームモード毎に設定する加工条件設定部を有するこ
    とを特徴とするレーザ加工装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載のレーザ加工装置におい
    て、制御装置が加工条件をビームモード毎に設定する加
    工条件設定部を有するとともに、上記加工条件設定部
    が、焦点位置、加工ガス圧、ノズル高さ、レーザ出力、
    パルス周波数、パルスデューティのうち少なくとも何れ
    か１つの条件設定部を有することを特徴とするレーザ加
    工装置。
  11. 【請求項１１】 レーザ発振器と、加工テーブルと、上
    記レーザ発振器および上記加工テーブルを制御する制御
    装置と、上記レーザ発振器の出力検出手段と、上記レー
    ザ発振器の出力するレーザビームのビームモードを変更
    する手段とから構成されたレーザ加工装置において、上
    記制御装置は材料、板厚、加工形状に応じた加工条件を
    上記ビームモード毎に設定する加工条件設定部を有する
    ことを特徴とするレーザ加工装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９記載のレーザ加工装置におい
    て、制御装置が加工条件をビームモード毎に設定する加
    工条件設定部を有するとともに、上記加工条件設定部
    が、加工速度、焦点位置、加工ガス圧、ノズル高さ、レ
    ーザ出力、パルス周波数、パルスデューティのうち少な
    くとも何れか１つの条件設定部を有することを特徴とす
    るレーザ加工装置。
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