制裝置30)決定加工模式(步驟STl)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)確認(rèn)由操作員等作業(yè)員輸入的表示執(zhí)行切斷加工、開孔加工、焊接加工、包層加工、表面改性加工、表面精加工、激光層疊造形中的哪一個加工的操作，并基于確認(rèn)到的操作，來決定加工模式。
[0083]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定被加工構(gòu)件W的材質(zhì)、厚度(步驟ST2)。例如，加工裝置10(控制裝置30)確認(rèn)由作業(yè)員輸入的、輸入被加工構(gòu)件W的材質(zhì)、厚度的操作，并基于確認(rèn)到的操作，來決定被加工構(gòu)件W的材質(zhì)、厚度。
[0084]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定加工條件(步驟ST3)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)確認(rèn)由作業(yè)員輸入的、輸入在步驟STl中決定的加工模式下向被加工構(gòu)件W實施的加工處理的位置、形狀、深度等加工條件的操作，基于確認(rèn)到的操作，決定向被加工構(gòu)件W實施的加工處理的位置、形狀、深度等加工條件。
[0085]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定熱影響層Wa (參照圖5)的允許厚度(步驟ST4)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)分別取得在步驟STl中決定了的加工模式、在步驟ST2中決定了的被加工構(gòu)件W的材質(zhì)、厚度、在步驟ST3中決定了的加工條件，參照確定了加工模式與被加工構(gòu)件W的材質(zhì)或厚度、加工條件、熱影響層Wa的允許厚度的相關(guān)關(guān)系的控制映射(加工條件控制映射)，決定熱影響層Wa的允許厚度。
[0086]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定激光L的允許回轉(zhuǎn)速度、允許回轉(zhuǎn)半徑(步驟ST5)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)基于在步驟ST4中決定了的熱影響層Wa的允許厚度，參照確定了熱影響層Wa的厚度TH (參照圖5)與激光L的回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)半徑R的相關(guān)關(guān)系的控制映射(回轉(zhuǎn)條件控制映射)，決定避免熱影響層Wa的厚度TH超過允許厚度的激光L的允許回轉(zhuǎn)速度范圍及允許回轉(zhuǎn)半徑范圍。需要說明的是，在步驟ST5中，當(dāng)在步驟STl中決定了的加工模式為開孔加工時，回轉(zhuǎn)半徑R并非必須，因此也可以僅決定回轉(zhuǎn)速度。
[0087]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定第一棱鏡51及第二棱鏡52的轉(zhuǎn)速、相位角之差(步驟ST6)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)將在步驟ST5中決定了的激光L的允許回轉(zhuǎn)速度范圍中所包含的回轉(zhuǎn)速度決定作為第一棱鏡51及第二棱鏡52的轉(zhuǎn)速，參照確定了激光L的回轉(zhuǎn)半徑R與第一棱鏡51及第二棱鏡52的相位角之差的相關(guān)關(guān)系的控制映射(相位角控制映射)，將在步驟ST5中決定了的激光L的允許回轉(zhuǎn)半徑范圍中所包含的相位角之差決定作為第一棱鏡51與第二棱鏡52的相位角之差。
[0088]接著，加工裝置10 (控制裝置30)決定激光輸出(步驟ST7)。例如，加工裝置10 (控制裝置30)取得在步驟ST4中決定了的熱影響層Wa的允許厚度，參照確定了熱影響層Wa的厚度TH與激光L的輸出之間的相關(guān)關(guān)系的控制映射(激光輸出控制映射)，選擇激光L的峰值輸出及脈沖寬度，決定激光輸出。
[0089]接著，加工裝置10 (控制裝置30)對被加工構(gòu)件W執(zhí)行加工(步驟ST8)。例如，加工裝置10(控制裝置30)基于在步驟ST7中決定了的激光輸出，使激光振蕩器12振蕩而射出激光L，同時基于在步驟ST6中決定了的轉(zhuǎn)速與相位角之差來調(diào)整第一中空電動機56及第二中空電動機58的旋轉(zhuǎn)，對被加工構(gòu)件W照射激光L，執(zhí)行加工。通過上述的步驟STl至步驟ST8，加工裝置10 (控制裝置30)向被加工構(gòu)件W實施加工處理。
[0090]在此，在步驟STl中決定了的加工模式為開孔加工的情況下，在步驟ST8中，從激光振蕩器12射出的激光L經(jīng)由引導(dǎo)光學(xué)系統(tǒng)14向照射頭16的入射端入射，如圖2、圖4及圖5所示，通過以在步驟ST6中決定了的轉(zhuǎn)速和相位角之差向箭頭a方向旋轉(zhuǎn)的第一棱鏡51及第二棱鏡52進行折射，照射到從與折射前的激光L的光軸OA同軸的光路的中心P偏心的位置。在此狀態(tài)下，當(dāng)使第一棱鏡51與第二棱鏡52以相同旋轉(zhuǎn)周期旋轉(zhuǎn)時，激光照射點繞著與折射前的激光L的光軸OA同軸的旋轉(zhuǎn)軸的光路的中心P進行回轉(zhuǎn)，激光L的照射位置IP在以中心P為回轉(zhuǎn)的中心的假想圓IC上移動，在被加工構(gòu)件W上開設(shè)孔Wb。需要說明的是，當(dāng)在步驟STl中決定了的加工模式為開孔加工時，孔徑通過設(shè)定值而大致決定。相對于此，焊接加工、包層加工等中，除了回轉(zhuǎn)速度之外，熱影響層Wa、表面、背面的飛散物量的控制還可以使用回轉(zhuǎn)半徑R。
[0091]接著，使用圖7至圖11，說明由加工裝置10進行的激光L的照射動作。圖7是加工裝置照射的激光的照射動作的說明圖。圖8是表示加工裝置照射的激光的軌跡的一例的示意圖。圖9是表示加工裝置照射的激光的軌跡的一例的示意圖。圖10是表示加工裝置照射的激光的軌跡的一例的示意圖。圖11是表示分多次進行開孔加工時的激光的軌跡的一例的示意圖。
[0092]以一定周期進行打開/關(guān)閉而向被加工構(gòu)件W照射激光L的情況下，如圖7所示，加工裝置10優(yōu)選將激光L的打開/關(guān)閉的周期設(shè)為照射位置IP的回轉(zhuǎn)周期的非整數(shù)倍。即，加工裝置10通過使激光L的打開/關(guān)閉的周期與照射位置IP的回轉(zhuǎn)周期錯開，從而能夠在第一周將激光L向照射位置IPa照射，在第二周將激光L向照射位置IPb照射。即，加工裝置10在第三周以后也同樣反復(fù)進行激光L的打開/關(guān)閉，由此能夠使照射位置依次錯開。由此，加工裝置10使激光L的照射位置在各周中錯開，能夠向被加工構(gòu)件W的加工對象的區(qū)域高效率地照射激光L。
[0093]而且，在使第一棱鏡51與第二棱鏡52的相位角之差連續(xù)變化并使第一棱鏡51及第二棱鏡52旋轉(zhuǎn)的情況下，如圖8所示，加工裝置10能夠以從中心P逐漸分離的渦旋狀的軌跡TR將激光L向被加工構(gòu)件W照射。由此，加工裝置10呈渦旋狀地照射激光L，由此對于具有激光L難以進入的厚度的被加工構(gòu)件W也能夠高精度地加工。
[0094]同樣，如圖9及圖10所示，加工裝置10也能夠以橢圓狀或心狀的軌跡TR向被加工構(gòu)件W照射激光L。即，加工裝置10使第一棱鏡51及第二棱鏡52旋轉(zhuǎn)，并使第一棱鏡51與第二棱鏡52的相位角之差連續(xù)變化，由此改變激光L的回轉(zhuǎn)半徑R，能夠以各種軌跡TR將激光L向被加工構(gòu)件W照射。即，加工裝置10通過控制第一棱鏡51與第二棱鏡52的旋轉(zhuǎn)及相位角之差，能夠以各種形狀的軌跡TR將激光L向被加工構(gòu)件W照射。
[0095]而且，在根據(jù)光學(xué)上的理論值而算出了適合于對被加工構(gòu)件W實施的加工處理的激光L的回轉(zhuǎn)半徑R之后，考慮熱影響層Wa而對該回轉(zhuǎn)半徑R進行校正的情況下，如圖11所示，加工裝置10在第一周以比開孔加工的目標(biāo)孔的孔徑小的圓形狀的軌跡TRa向被加工構(gòu)件W照射激光L，在第二周以與開孔加工的目標(biāo)孔的孔徑相同大小的圓形狀的軌跡TRb向被加工構(gòu)件W照射激光L。這種情況下，優(yōu)選第一周的激光L的回轉(zhuǎn)半徑Ra設(shè)為比目標(biāo)孔小的回轉(zhuǎn)半徑，第二周的激光L的回轉(zhuǎn)半徑Rb設(shè)為如下的回轉(zhuǎn)半徑:根據(jù)光學(xué)上的理論值而算出了用于開設(shè)目標(biāo)孔的回轉(zhuǎn)半徑之后，在目標(biāo)孔內(nèi)以使熱影響層Wa的厚度TH成為允許厚度的范圍內(nèi)的方式進行了校正后的回轉(zhuǎn)半徑。由此，激光L在向被加工構(gòu)件W首先照射的第一周，熱量的擴散增大，但是加工裝置10在第一周通過開設(shè)比目標(biāo)孔小的孔而抑制熱量的擴散，在第二周能夠開設(shè)目標(biāo)孔。即，加工裝置10能夠在第一周進行粗加工，在第二周進彳丁精加工，因此能夠以尚精度進彳丁加工。
[0096]而且，加工裝置10在加工模式為開孔加工的情況下，以與目標(biāo)孔的孔徑相同大小的回轉(zhuǎn)半徑R向被加工構(gòu)件W照射激光L，由此進行開孔加工，因此與驅(qū)動X軸移動機構(gòu)22、Y軸移動機構(gòu)26、C軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)24而進行開孔加工的情況相比，能夠縮短加工時間。
[0097]而且，加工裝置10優(yōu)選將第一中空電動機56與第二中空電動機58的相位角之差的誤差設(shè)為0.1°以內(nèi)。S卩，加工裝置10優(yōu)選將第一棱鏡51與第二棱鏡52的相位角之差的誤差設(shè)為0.1°以內(nèi)。這種情況下，控制裝置30基于從編碼器65輸出的第一主軸55及第二主軸57的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)位置(相位角)，將在上述的步驟ST6中決定了的第一棱鏡51與第二棱鏡52的相位角之差的誤差設(shè)為0.1°以內(nèi)。由此，加工裝置10也受到第一棱鏡51及第二棱鏡52的光學(xué)特性的影響，但是能夠使回轉(zhuǎn)半徑R的偏離為幾十ym以內(nèi)，對于被加工構(gòu)件W能夠高精度地照射激光L而進行加工。
[0098]而且，若激光L的輸出頻率小于IkHz的話，加工裝置10優(yōu)選使第一棱鏡51及第二棱鏡52以20rpm以上旋轉(zhuǎn)，若激光L的輸出頻率為IkHz以上的話，加工裝置10優(yōu)選使第一棱鏡51及第二棱鏡52以200rpm以上旋轉(zhuǎn)。S卩，若激光L的輸出頻率小于IkHz的話，則加工裝置10優(yōu)選將向被加工構(gòu)件W照射的激光L的回轉(zhuǎn)速度設(shè)為20rpm以上，若激光L的輸出頻率為IkHz以上的話，則加工裝置10優(yōu)選將向被加工構(gòu)件W照射的激光L的回轉(zhuǎn)速度設(shè)為200rpm以上。
[0099]加工裝置10根據(jù)激光L的輸出頻率來調(diào)節(jié)第一棱鏡51及第二棱鏡52的轉(zhuǎn)速，由此能夠更高速地進行加工，進而能夠進一步提高加工精度。即，加工裝置10在激光L的輸出頻率相對高的情況下，向被加工構(gòu)件W照射的激光L的能量相對升高，因此使激光L相對地高速回轉(zhuǎn)，在激光L的輸出頻率相對低的情況下，向被加工構(gòu)件W照射的激光L的能量相對降低，因此使激光L相對地低速回轉(zhuǎn)。而且，通過使向被加工構(gòu)件W照射的激光L相對地高速回轉(zhuǎn)，能夠在一定范圍內(nèi)均一地照射激光L，能夠抑制激光L的輸出集中于一部分的情況。由此，加工裝置10容易進行熱影響層Wa的厚度TH的控制，也能夠提高加工精度。而且，通過使向被加工構(gòu)件W照射的激光L相對地高速回轉(zhuǎn)，即便使激光L相對地進行高輸出也能抑制熱影響(熱損傷的影響)，能抑制熱影響層Wa的厚度TH，能夠維持加工品質(zhì)并實現(xiàn)加工速度的高速化。
[0100]而且，加工裝置10使用鋼板等金屬材料作為被加工構(gòu)件W，由此能夠良好地進行切斷加工、開孔加工、焊接加工、包層加工、表面改性加工、表面精加工或激光層疊造形，且能夠?qū)⑶袛嗝嫘纬蔀楦己玫男螤?。由此，加工裝置10能夠提高加工精度。而且，加工裝置10回轉(zhuǎn)并照射激光L，由此能夠抑制激光L的輸出集中于一部分的情況，因此能夠使用高輸出的激光L，從而能夠良好地使用焊接加工、包層加工，也能夠良好地使用于耐熱性高的材料。
[0101]而且，加工裝置10利用第一中空電動機56驅(qū)動第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)53旋轉(zhuǎn)，利用第二中空電動機58驅(qū)動第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)54旋轉(zhuǎn)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)第一中空電動機56及第二中空電動機58的徑向的小型化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)照射頭16的小型化。即，能夠抑制加工裝置10的大型化。
[0102]而且，加工裝置10通過控制裝置30決定第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)53及第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)54的轉(zhuǎn)速，從而能夠使熱影響層Wa的厚度TH為允許厚度以下并對被加工構(gòu)件W進行加工。
[0103]接下來，使用圖12至圖19，說明由加工裝置10進行的其他的加工例。圖12是由加工裝置進行的切斷加工的動作的說明圖。圖13是切斷加工后的被加工構(gòu)件的熱影響層的說明圖。圖14是由加工裝置進行的焊接加工的動作的說明圖。圖