制装置30)决定加工模式(步骤STl)。例如，加工装置10 (控制装置30)确认由操作员等作业员输入的表示执行切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工、激光层叠造形中的哪一个加工的操作，并基于确认到的操作，来决定加工模式。
[0083]接着，加工装置10 (控制装置30)决定被加工构件W的材质、厚度(步骤ST2)。例如，加工装置10(控制装置30)确认由作业员输入的、输入被加工构件W的材质、厚度的操作，并基于确认到的操作，来决定被加工构件W的材质、厚度。
[0084]接着，加工装置10 (控制装置30)决定加工条件(步骤ST3)。例如，加工装置10 (控制装置30)确认由作业员输入的、输入在步骤STl中决定的加工模式下向被加工构件W实施的加工处理的位置、形状、深度等加工条件的操作，基于确认到的操作，决定向被加工构件W实施的加工处理的位置、形状、深度等加工条件。
[0085]接着，加工装置10 (控制装置30)决定热影响层Wa (参照图5)的允许厚度(步骤ST4)。例如，加工装置10 (控制装置30)分别取得在步骤STl中决定了的加工模式、在步骤ST2中决定了的被加工构件W的材质、厚度、在步骤ST3中决定了的加工条件，参照确定了加工模式与被加工构件W的材质或厚度、加工条件、热影响层Wa的允许厚度的相关关系的控制映射(加工条件控制映射)，决定热影响层Wa的允许厚度。
[0086]接着，加工装置10 (控制装置30)决定激光L的允许回转速度、允许回转半径(步骤ST5)。例如，加工装置10 (控制装置30)基于在步骤ST4中决定了的热影响层Wa的允许厚度，参照确定了热影响层Wa的厚度TH (参照图5)与激光L的回转速度、回转半径R的相关关系的控制映射(回转条件控制映射)，决定避免热影响层Wa的厚度TH超过允许厚度的激光L的允许回转速度范围及允许回转半径范围。需要说明的是，在步骤ST5中，当在步骤STl中决定了的加工模式为开孔加工时，回转半径R并非必须，因此也可以仅决定回转速度。
[0087]接着，加工装置10 (控制装置30)决定第一棱镜51及第二棱镜52的转速、相位角之差(步骤ST6)。例如，加工装置10 (控制装置30)将在步骤ST5中决定了的激光L的允许回转速度范围中所包含的回转速度决定作为第一棱镜51及第二棱镜52的转速，参照确定了激光L的回转半径R与第一棱镜51及第二棱镜52的相位角之差的相关关系的控制映射(相位角控制映射)，将在步骤ST5中决定了的激光L的允许回转半径范围中所包含的相位角之差决定作为第一棱镜51与第二棱镜52的相位角之差。
[0088]接着，加工装置10 (控制装置30)决定激光输出(步骤ST7)。例如，加工装置10 (控制装置30)取得在步骤ST4中决定了的热影响层Wa的允许厚度，参照确定了热影响层Wa的厚度TH与激光L的输出之间的相关关系的控制映射(激光输出控制映射)，选择激光L的峰值输出及脉冲宽度，决定激光输出。
[0089]接着，加工装置10 (控制装置30)对被加工构件W执行加工(步骤ST8)。例如，加工装置10(控制装置30)基于在步骤ST7中决定了的激光输出，使激光振荡器12振荡而射出激光L，同时基于在步骤ST6中决定了的转速与相位角之差来调整第一中空电动机56及第二中空电动机58的旋转，对被加工构件W照射激光L，执行加工。通过上述的步骤STl至步骤ST8，加工装置10 (控制装置30)向被加工构件W实施加工处理。
[0090]在此，在步骤STl中决定了的加工模式为开孔加工的情况下，在步骤ST8中，从激光振荡器12射出的激光L经由引导光学系统14向照射头16的入射端入射，如图2、图4及图5所示，通过以在步骤ST6中决定了的转速和相位角之差向箭头a方向旋转的第一棱镜51及第二棱镜52进行折射，照射到从与折射前的激光L的光轴OA同轴的光路的中心P偏心的位置。在此状态下，当使第一棱镜51与第二棱镜52以相同旋转周期旋转时，激光照射点绕着与折射前的激光L的光轴OA同轴的旋转轴的光路的中心P进行回转，激光L的照射位置IP在以中心P为回转的中心的假想圆IC上移动，在被加工构件W上开设孔Wb。需要说明的是，当在步骤STl中决定了的加工模式为开孔加工时，孔径通过设定值而大致决定。相对于此，焊接加工、包层加工等中，除了回转速度之外，热影响层Wa、表面、背面的飞散物量的控制还可以使用回转半径R。
[0091]接着，使用图7至图11，说明由加工装置10进行的激光L的照射动作。图7是加工装置照射的激光的照射动作的说明图。图8是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图9是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图10是表示加工装置照射的激光的轨迹的一例的示意图。图11是表示分多次进行开孔加工时的激光的轨迹的一例的示意图。
[0092]以一定周期进行打开/关闭而向被加工构件W照射激光L的情况下，如图7所示，加工装置10优选将激光L的打开/关闭的周期设为照射位置IP的回转周期的非整数倍。即，加工装置10通过使激光L的打开/关闭的周期与照射位置IP的回转周期错开，从而能够在第一周将激光L向照射位置IPa照射，在第二周将激光L向照射位置IPb照射。即，加工装置10在第三周以后也同样反复进行激光L的打开/关闭，由此能够使照射位置依次错开。由此，加工装置10使激光L的照射位置在各周中错开，能够向被加工构件W的加工对象的区域高效率地照射激光L。
[0093]而且，在使第一棱镜51与第二棱镜52的相位角之差连续变化并使第一棱镜51及第二棱镜52旋转的情况下，如图8所示，加工装置10能够以从中心P逐渐分离的涡旋状的轨迹TR将激光L向被加工构件W照射。由此，加工装置10呈涡旋状地照射激光L，由此对于具有激光L难以进入的厚度的被加工构件W也能够高精度地加工。
[0094]同样，如图9及图10所示，加工装置10也能够以椭圆状或心状的轨迹TR向被加工构件W照射激光L。即，加工装置10使第一棱镜51及第二棱镜52旋转，并使第一棱镜51与第二棱镜52的相位角之差连续变化，由此改变激光L的回转半径R，能够以各种轨迹TR将激光L向被加工构件W照射。即，加工装置10通过控制第一棱镜51与第二棱镜52的旋转及相位角之差，能够以各种形状的轨迹TR将激光L向被加工构件W照射。
[0095]而且，在根据光学上的理论值而算出了适合于对被加工构件W实施的加工处理的激光L的回转半径R之后，考虑热影响层Wa而对该回转半径R进行校正的情况下，如图11所示，加工装置10在第一周以比开孔加工的目标孔的孔径小的圆形状的轨迹TRa向被加工构件W照射激光L，在第二周以与开孔加工的目标孔的孔径相同大小的圆形状的轨迹TRb向被加工构件W照射激光L。这种情况下，优选第一周的激光L的回转半径Ra设为比目标孔小的回转半径，第二周的激光L的回转半径Rb设为如下的回转半径:根据光学上的理论值而算出了用于开设目标孔的回转半径之后，在目标孔内以使热影响层Wa的厚度TH成为允许厚度的范围内的方式进行了校正后的回转半径。由此，激光L在向被加工构件W首先照射的第一周，热量的扩散增大，但是加工装置10在第一周通过开设比目标孔小的孔而抑制热量的扩散，在第二周能够开设目标孔。即，加工装置10能够在第一周进行粗加工，在第二周进彳丁精加工，因此能够以尚精度进彳丁加工。
[0096]而且，加工装置10在加工模式为开孔加工的情况下，以与目标孔的孔径相同大小的回转半径R向被加工构件W照射激光L，由此进行开孔加工，因此与驱动X轴移动机构22、Y轴移动机构26、C轴旋转机构24而进行开孔加工的情况相比，能够缩短加工时间。
[0097]而且，加工装置10优选将第一中空电动机56与第二中空电动机58的相位角之差的误差设为0.1°以内。S卩，加工装置10优选将第一棱镜51与第二棱镜52的相位角之差的误差设为0.1°以内。这种情况下，控制装置30基于从编码器65输出的第一主轴55及第二主轴57的转速、旋转位置(相位角)，将在上述的步骤ST6中决定了的第一棱镜51与第二棱镜52的相位角之差的误差设为0.1°以内。由此，加工装置10也受到第一棱镜51及第二棱镜52的光学特性的影响，但是能够使回转半径R的偏离为几十ym以内，对于被加工构件W能够高精度地照射激光L而进行加工。
[0098]而且，若激光L的输出频率小于IkHz的话，加工装置10优选使第一棱镜51及第二棱镜52以20rpm以上旋转，若激光L的输出频率为IkHz以上的话，加工装置10优选使第一棱镜51及第二棱镜52以200rpm以上旋转。S卩，若激光L的输出频率小于IkHz的话，则加工装置10优选将向被加工构件W照射的激光L的回转速度设为20rpm以上，若激光L的输出频率为IkHz以上的话，则加工装置10优选将向被加工构件W照射的激光L的回转速度设为200rpm以上。
[0099]加工装置10根据激光L的输出频率来调节第一棱镜51及第二棱镜52的转速，由此能够更高速地进行加工，进而能够进一步提高加工精度。即，加工装置10在激光L的输出频率相对高的情况下，向被加工构件W照射的激光L的能量相对升高，因此使激光L相对地高速回转，在激光L的输出频率相对低的情况下，向被加工构件W照射的激光L的能量相对降低，因此使激光L相对地低速回转。而且，通过使向被加工构件W照射的激光L相对地高速回转，能够在一定范围内均一地照射激光L，能够抑制激光L的输出集中于一部分的情况。由此，加工装置10容易进行热影响层Wa的厚度TH的控制，也能够提高加工精度。而且，通过使向被加工构件W照射的激光L相对地高速回转，即便使激光L相对地进行高输出也能抑制热影响(热损伤的影响)，能抑制热影响层Wa的厚度TH，能够维持加工品质并实现加工速度的高速化。
[0100]而且，加工装置10使用钢板等金属材料作为被加工构件W，由此能够良好地进行切断加工、开孔加工、焊接加工、包层加工、表面改性加工、表面精加工或激光层叠造形，且能够将切断面形成为更良好的形状。由此，加工装置10能够提高加工精度。而且，加工装置10回转并照射激光L，由此能够抑制激光L的输出集中于一部分的情况，因此能够使用高输出的激光L，从而能够良好地使用焊接加工、包层加工，也能够良好地使用于耐热性高的材料。
[0101]而且，加工装置10利用第一中空电动机56驱动第一旋转机构53旋转，利用第二中空电动机58驱动第二旋转机构54旋转，因此能够实现第一中空电动机56及第二中空电动机58的径向的小型化，从而能够实现照射头16的小型化。即，能够抑制加工装置10的大型化。
[0102]而且，加工装置10通过控制装置30决定第一旋转机构53及第二旋转机构54的转速，从而能够使热影响层Wa的厚度TH为允许厚度以下并对被加工构件W进行加工。
[0103]接下来，使用图12至图19，说明由加工装置10进行的其他的加工例。图12是由加工装置进行的切断加工的动作的说明图。图13是切断加工后的被加工构件的热影响层的说明图。图14是由加工装置进行的焊接加工的动作的说明图。图