CN104703933B - 切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种切割装置(1)，其具备：使板状的被加工部件(W)浮起的加工台(2)；在前述被加工部件上照射激光的激光照射部(3)；在前述被加工部件上喷射冷却剂的冷却剂喷射部(4)；使前述被加工部件相对前述激光照射部和前述冷却剂喷射部在预先设定的方向上相对移动的移动机构(5)；该切割装置从前述激光照射部向设定于前述被加工部件上的加热区域(18)照射激光而加热前述加热区域，并通过前述移动机构使前述被加工部件在预先设定的方向上相对移动，从前述冷却剂喷射部向设定于加热后的前述加热区域上的冷却区域(24)喷射冷却剂而冷却前述冷却区域。在该切割装置(1)中，在前述加工台的前述被加工部件相对移动的移动方向上的前述被加工部件的前方，设置有飞溅部件(22)，其受到来自前述冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使前述冷却剂飞溅。

Description

切割装置
技术领域
本发明涉及切割装置。本申请基于2012年10月12日在日本申请的特愿2012-227023号而主张优先权，将其内容引用于此。
背景技术
一直以来，作为切割玻璃板等板状脆性材料的切割装置，提出了一种装置，其具备对玻璃板等被加工部件照射激光而局部地加热的激光照射部、和向通过该激光加热的被加工部件喷射冷却剂的冷却剂喷射部(例如，参照专利文献1)。
在这种切割装置中，如果对被加工部件喷射冷却剂，那么冷却剂将因喷射的冲势溅回并飞溅于周围。如果飞溅的冷却剂还飞溅至用于加热被加工部件的激光所通过的激光通过区域，那么飞溅的冷却剂吸收激光的一部分，不能充分加热被加工部件。对于这种问题，在专利文献1中，通过在冷却区域和加热区域之间设置屏蔽板，从而防止冷却剂向激光通过区域的飞溅。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-49375号公报。
发明内容
发明要解决的问题
可是，在前述的切割装置中，因被加工部件的材质或厚度使激光的照射导致的加热条件的有效界限变得非常狭窄。因而，在加工这种加热条件的有效界限狭窄的被加工部件的情况下，为了维持期望的切割精度，需要将加热条件严格地管理在规定的范围内。尤其是进行高速加工时，由于需要增加冷却剂的喷射量，因而需要更加严格的管理。
但是，在需要大量的冷却剂等情况下，即使如专利文献1那样设置屏蔽板，也难以完全消除冷却剂飞溅至激光通过区域的影响，难以将加热条件管理在规定的范围内。尤其是，在将被加工部件保持于加工平台上，并将被加工部件向激光照射部的下方接着向冷却剂喷射部的下方连续地移送的情况下，被加工部件的前端侧到达激光照射部的下方，在对被加工部件仅仅进行激光照射导致的加热处理的初期加工时，和被加工部件的前端侧到达冷却剂喷射部的下方，冷却剂喷射导致的冷却和激光照射导致的加热分别在加工部件的不同区域同时地进行的中期加工时以后之间，将激光照射导致的加热条件管理在规定的范围内是非常困难的。因而，在现有技术中，因为不能良好地进行加热条件的管理，故不能良好地进行切割，不能获得期望的切割精度。
本发明是鉴于这种状况而做出的，其目的在于提供能够将激光照射导致的加热条件管理在规定的范围内并由此能够获得期望的切割精度的切割装置。
用于解决问题的方案
本发明人为了达成前述目的而进行锐意研究的结果是得出以下见解：“在被加工部件的前端部到达激光照射部的下方，对被加工部件仅仅进行激光照射导致的加热处理的初期加工时，和被加工部件的前端部到达冷却剂喷射部的下方，冷却剂喷射导致的冷却和激光照射导致的加热分别在加工部件的不同区域同时地进行的中期加工时以后之间，难以管理激光照射导致的加热条件的主要理由是，因为来自冷却剂喷射部的冷却剂对激光通过区域引起的影响在初期加工时和中期加工时以后之间变化很大”。而且，本发明人基于这种见解而进一步重复研究的结果，完成了本发明。
即，本发明的第一方式为一种切割装置，其具备：使板状的被加工部件浮起的加工台；在前述被加工部件上照射激光的激光照射部；在前述被加工部件上喷射冷却剂的冷却剂喷射部；使前述被加工部件相对前述激光照射部和前述冷却剂喷射部在预先设定的方向上相对移动的移动机构；该切割装置从前述激光照射部向设定于前述被加工部件上的加热区域照射激光而加热该加热区域，并通过前述移动机构使前述被加工部件在预先设定的方向上相对移动，从前述冷却剂喷射部向设定于加热后的前述加热区域上的冷却区域喷射冷却剂而冷却前述冷却区域。在该切割装置中，在前述加工台的前述被加工部件相对移动的移动方向上的前述被加工部件的前方，设置有飞溅部件，其受到来自前述冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使该冷却剂飞溅。
另外，本发明的第二方式为，在前述第一方式的切割装置中，前述加工台具备多个浮起板，其在与前述被加工部件通过前述移动机构而相对移动的方向垂直的方向上空开间隔并排，前述移动机构具备夹持前述被加工部件的前端部并沿着前述间隔的长度方向行进的夹紧部件，前述飞溅部件配置在前述间隔内。
另外，本发明的第三方式为，在前述第二方式的切割装置中，设置多个前述夹紧部件，前述夹紧部件在前述被加工部件的前端部的宽度方向上的不同位置处夹持被加工部件。
本发明的第四方式为一种切割装置，其为与前述第一方式的切割装置不同的切割装置，具备：载置板状的被加工部件的加工台；在前述被加工部件上照射激光的激光照射部；在前述被加工部件上喷射冷却剂的冷却剂喷射部；使前述加工台相对前述激光照射部和前述冷却剂喷射部在预先设定的方向上相对移动的移动机构；该切割装置从前述激光照射部向设定于前述被加工部件上的加热区域照射激光而加热前述加热区域，并通过前述移动机构使前述加工台在预先设定的方向上相对移动，由此，使前述被加工部件在预先设定的方向上相对移动，从前述冷却剂喷射部向设定于加热后的前述加热区域上的冷却区域喷射冷却剂而冷却前述冷却区域。在该切割装置中，设置有飞溅部件，其从前述加工台相对移动的移动方向上的该加工台的前端向前述移动方向的前方伸出，受到来自前述冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使前述冷却剂飞溅。
另外，本发明的第五方式为，在前述第一至第四方式的任一切割装置中，前述飞溅部件在前述被加工部件通过前述移动机构而相对移动的方向上的长度，比前述冷却区域的前述相对移动的方向上的前端与前述加热区域的前述相对移动的方向上的后端之间的距离更长。
另外，本发明的第六方式为，在前述第一至第四方式的任一切割装置中，在从前述激光照射部照射的激光通过前述激光照射部和前述加热区域之间的激光通过区域，和从前述冷却剂喷射部喷射的冷却剂通过前述冷却剂喷射部和前述冷却区域之间的冷却剂通过区域之间，设置有屏蔽体，其在与前述被加工部件之间设置间隙而配置，并且设置有气体喷射部，其朝向前述屏蔽体和前述被加工部件之间的间隙，从前述激光通过区域侧喷射气体。
发明的效果
依照本发明的切割装置，在被加工部件相对移动的移动方向上的该被加工部件的前方，设置有受到来自冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使该冷却剂飞溅的飞溅部件，或者，设置有在加工台相对移动的移动方向上的前端侧比该加工台更向前述移动方向伸出、受到来自前述冷却剂喷射部的前述冷却剂的喷射并使该冷却剂飞溅的飞溅部件。因而，即使在被加工部件的前端部到达激光照射部的下方，被加工部件仅仅受到激光照射导致的加热处理的初期加工时，从冷却剂喷射部喷射的冷却剂也通过飞溅部件而飞溅。
因而，在被加工部件的前端部到达冷却剂喷射部的下方，冷却剂喷射导致的冷却和激光照射导致的加热分别在被加工部件的不同区域同时地进行的中期加工时以后，成为与冷却剂通过被加工部件而飞溅时的条件相同的条件，来自冷却剂喷射部的冷却剂在激光通过区域上引起的影响在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同。因而，能够将激光照射导致的加热条件管理成在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同，即在规定的范围内。由此，能够得到期望的切割精度。
附图说明
图1A是示出本发明的切割装置的第一实施方式的大体构成的侧视图。
图1B是示出本发明的切割装置的第一实施方式的大体构成的俯视图。
图2A是示出图1A和图1B所示的切割装置的初期加工时的状态的侧视图。
图2B是示出图1A和图1B所示的切割装置的初期加工时的状态的俯视图。
图3A是示出图1A和图1B所示的切割装置的中期加工时的状态的侧视图。
图3B是示出图1A和图1B所示的切割装置的中期加工时的状态的俯视图。
图3C是示出图1A和图1B所示的切割装置的中期加工时的状态的关键部分放大图。
图4A是示出本发明的切割装置的第二实施方式的大体构成的侧视图。
图4B是示出本发明的切割装置的第二实施方式的大体构成的俯视图。
图5是用于说明图4A和图4B所示的切割装置的前工序的侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面，参照附图详细地说明本发明的切割装置的第一实施方式。另外，在下面的附图中，为了使各部件成为能够识别的大小，适当变更各部件的比例尺。
图1A和图1B是示出本发明的切割装置的第一实施方式的大体构成的图，图1A是侧视图，图1B是俯视图。
图1A和图1B中的符号1表示切割装置。该切割装置1具备：用于配置板状的被加工部件W的加工台2、对被加工部件W照射激光的激光照射部3、对被加工部件W喷射冷却剂的冷却剂喷射部4、以及使被加工部件W相对移动的移动机构5。
被加工部件W由玻璃板等脆性的板材构成，本实施方式的被加工部件W由玻璃板构成。虽然该玻璃板未特定地限制，但是为厚度在1mm以下(例如，0.1mm-0.7mm程度)的非常薄的矩形板材。本实施方式的切割装置1，在这种玻璃板(被加工部件W)上，沿着该玻璃板的长边方向或短边方向形成切割线。通过该切割线，能够切割玻璃板(被加工部件W)。
如图1A所示，加工台2使在其上表面上配置的板状的被加工部件W从上表面浮起，借助空气层6保持被加工部件W。在该加工台2上形成多个空气孔7，这些空气孔7借助配管(未图示)连接送风机8。通过从送风机8送风，从空气孔7均匀地吹出空气，被加工部件W从加工台2的上表面上浮起。即，通过从空气孔7吹出的空气而在加工台2的上表面上形成空气层6，通过该空气层6而维持使被加工部件W浮起的状态。另外，空气孔7的形状未特定地限制，除一般的圆形孔之外，还可为狭缝状的细长孔等。
另外，在后述的通过激光照射部3或冷却剂喷射部4进行加热或冷却的加工区域和其附近的区域，除空气孔7外，还形成多个吸引孔9。这些吸引孔9借助配管(未图示)连接作为负压源的真空泵10。通过由真空泵10吸引，将被加工部件W向吸引孔9牵拉。不过，吸引孔9导致的吸引力设定为比通过空气孔7使被加工部件W浮起的力更弱。由此，来自空气孔7的空气的吹出与吸引孔9导致的吸引取得平衡，从而将被加工部件W和加工台2的上表面之间的间隙(空气层6的层厚)保持为预先设定的一定间隔。因而，被加工部件W相对加工台2保持为高精度。
另外，如图1B所示，加工台2具备在与被加工部件W移动的方向垂直的方向上并排的多个浮起板11。在这些浮起板11中如前述那样地形成多个空气孔7(参照图1A)，在加工区域上形成空气孔7并且也形成吸引孔9(参照图1A)。这些浮起板11互相空开间隔地配置，在这些间隔内配置有构成移动机构5的夹紧部件12。
移动机构5具备具有在加工台2的前方配置的电动机等驱动源的驱动部13、借助连接部件(未图示)连接于该驱动部13的夹紧部件12，使被加工部件W相对于固定的加工台2沿图1B中的箭头方向(前方)移动。移动机构5具备多个(在本实施方式中为两个)夹紧部件12，这些夹紧部件12、12分别夹持被加工部件W的前端部侧的边的宽度方向上的两侧部。这种移动机构5通过驱动部13的驱动而沿图1B的箭头方向(前方)牵拉夹紧部件12、12，使夹紧部件12、12在浮起板11、11之间的间隔内行进。即，通过夹紧部件12、12的行进，使被加工部件W相对于加工台2以规定的速度(例如，1m/秒)向驱动部13笔直地移动。
而且，夹紧部件12的数量不限于前述两个，能够根据被加工部件W的尺寸而适当地改变。例如，在被加工部件W的前端部的边的长度(边的宽度)短的情况下，夹紧部件12可为一个，在前端部的边的长度(边的宽度)长的情况下，也可将夹紧部件12设为三个以上。
在加工台2的上方，如图1A所示，配设有激光照射部3。激光照射部3配置于移动的被加工部件W的上方的位置(在加工台2上配置的被加工部件W的上方的位置)，具备激光振荡器14、引导从该激光振荡器14振荡的激光L的光学系统15。
作为激光振荡器14，优选地使用例如具有100W至数百W的输出的二氧化碳激光振荡器。不过，也能够使用其它的输出范围或其它的振荡机构的激光振荡器。光学系统15由反光镜和透镜等构成，是将从激光振荡器14振荡的激光L引导至预先设定的区域(加热区域)、并聚光的部件。
即，激光照射部3对在加工台2上移动的被加工部件W，从斜上方在图1B所示的切割预定线16上照射激光L，将被加工部件W局部地加热。在此，如图1A所示将激光照射部3和被加工部件W(或者，加工台2)之间的激光L通过的空间设定为激光通过区域17，如图1B所示将被加工部件W(或者，加工台2)上的激光L照射的区域设为加热区域18。加热区域18在本实施方式中为沿着切割预定线16细长地形成的大体长方形的区域。即，在激光照射部3中构成激光振荡器14和光学系统15，来这样地形成细长大体长方形的加热区域18。
另外，如图1A所示，在加工台2的上方，冷却剂喷射部4在比激光照射部3更向被加工部件W的移动方向的前方侧(接近驱动部13的位置)从该激光照射部3分离规定的距离而配置。该冷却剂喷射部4具备：朝向加工台2向铅直方向下方延伸而配置的喷射喷嘴19、送液泵20、贮存冷却剂的箱21。该冷却剂喷射部4从喷射喷嘴19朝向后述的加工台2的飞溅部件22、或在加工台2上移动的被加工部件W喷射具有流动性的冷却剂C。
在此，将冷却剂喷射部4和被加工部件W(或飞溅构件22)之间的冷却剂C通过的空间设为冷却剂通过区域23，如图1B所示，将飞溅部件22(或被加工部件W)上的被喷射冷却剂C的区域设为冷却区域24。在本实施方式中，冷却区域24形成在配置于切割预定线16上的飞溅部件22上。即，冷却区域24设定于小圆形区域中，从加热区域18向被加工部件W的移动方向前方侧隔开规定距离而形成。
从喷射喷嘴19喷射的冷却剂C用于急速地冷却通过激光照射部3形成于被加工部件W的加热区域18，是在水中混入空气等气体而形成的。
飞溅部件22是由如前所述配置于被加工部件W的切割预定线16上的具有矩形的上表面的块状或板状的金属等构成的部件，其上表面配置成与加工台2(浮起板11)的上表面为相同的面。这种飞溅部件22配置于冷却剂喷射部4的喷射喷嘴19的正下方，由此在飞溅部件22的上表面或飞溅部件22的上表面的上方，形成借助喷射喷嘴19喷射冷却剂C的区域(冷却区域24)。即，在飞溅部件22的上表面未由被加工部件W覆盖时，通过对飞溅部件22的上表面直接喷射冷却剂C，在飞溅部件22的上表面上形成冷却区域24。另外，在通过被加工部件W的移动而飞溅部件22的上表面由被加工部件W覆盖时，通过对加工部件W的上表面直接喷射冷却剂C，在被加工部件W的上表面中的飞溅部件22的正上方的位置形成冷却区域24。
另外，在本实施方式中，如图1A所示，在激光通过区域17和冷却剂通过区域23之间，配置有挡板(屏蔽体)25。挡板25由平板状的板材构成，配置成沿着激光通过区域17斜向倾斜。另外，该挡板25是被斜向地切削的倾斜面，以使其下端面25a与加工台2或者加工台2上的被加工部件W的上表面对置，该倾斜面(下端面25a)与被加工部件W的上表面空开很小的间隙而配置。这种挡板25不干涉被加工部件W的移动，屏蔽激光通过区域17与冷却剂通过区域23之间。而且，在挡板25设置有用于调整其位置和倾斜角度的调整部(未图示)。
此外，在本实施方式中，设置有气体喷射喷嘴26，其向挡板25的下端面25a和被加工部件W的上表面之间的间隙喷射空气(气体)。气体喷射喷嘴26配置于相对激光通过区域17与挡板25相反的一侧，即激光通过区域17的外侧，并连接至送气泵(未图示)而喷射从该送气泵送来的空气等气体。这种气体喷射喷嘴26，如图1B所示，在加工台2上或者被加工部件W上的加热区域18和冷却区域24之间形成椭圆状的气体喷射区域27。而且，在该气体喷射喷嘴26也设置有用于调整其位置和倾斜角度的调整部(未图示)。
在通过这种切割装置切割被加工部件W时，首先，在加工台2上，预设为从空气孔7吹出空气的状态，并且在加工区域或其附近区域预设为将空气吸引至吸引孔9的状态。接着，通过未图示的运送装置，将被加工部件W配置于加工台2上的规定位置。与此相伴，通过从空气孔7吹出的空气使被加工部件W不接触加工台2的上表面而浮起在加工台2的上方，借助空气层6而保持于加工台2的上方的预先设定的位置。然后，在该状态下，在被加工部件W的前端部配置移动机构5的夹紧部件12、12，通过夹紧部件12、12夹持该前端部。
而且，在这样地在加工台2的上方配置被加工部件W时，如图1A和图1B所示，在比加热区域18、气体喷射区域27以及冷却区域24更向被加工部件W的移动方向的后方侧配置被加工部件W。因此，被加工部件W配置于不重叠于加热区域18、气体喷射区域27、以及冷却区域24的位置。
接着，在被加工部件W的前端部的表面上使用钻石刀具(未图示)等形成作为切割的起点的初期裂缝28。而且，也可在将被加工部件W设置于加工台2的上方之前预先使用其它装置等进行该初期裂缝28的形成，然后，将该形成初期裂缝28的被加工部件W设置于加工台2的上方。
接着，如图1A和图1B所示，在不移动被加工部件W而保持于加工台2的上方的状态下，作为前工序分别使激光照射部3、冷却剂喷射部4、气体喷射喷嘴26工作。即，如图1A所示，从激光照射部3照射激光L，从冷却剂喷射部4喷射冷却剂C，从气体喷射喷嘴26喷射空气(气体)G。由此，从冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C如前所述向形成冷却区域24的飞溅部件22猛烈地喷射，在冷却区域24处与飞溅部件22撞击。结果，冷却剂C从飞溅部件22溅回，变成飞沫或雾状物而飞溅。而且，“飞沫”意味着以液滴飞溅的性质的物体，“雾状物”包含雾和近似雾的微粒液滴，意味着在气体中漂浮的性质的物体。
另外，激光照射部3通过激光L的照射进行对加热区域18的加热，气体喷射喷嘴26朝向挡板25的下方进行空气G的喷射。此时，从飞溅部件22飞溅的冷却剂C的飞沫或雾状物的一部分通过挡板25的下侧，飞溅至激光通过区域17。因此，激光照射部3导致的加热的强度(激光L的照射导致的加热的强度)与冷却剂C的飞沫和雾状物完全未飞溅的情况相比稍微降低。
具体而言，在没有飞溅部件22的情况下，从喷射喷嘴19喷射的冷却剂C如图1A中双点划线所示，通过构成加工台2的浮起板11、11之间的间隔，到达加工台2的下方。结果，冷却剂C不溅回到加工台2的上方，冷却剂C的飞沫和雾状物也不通过挡板25的下侧飞溅至激光通过区域17。因而，激光照射部3导致的加热的强度(激光L的照射导致的加热的强度)不降低，变成与设定的条件相对应的强度。
在这样的前工序之后，作为加工工序(划线加工工序)，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、气体喷射喷嘴26分别工作，如图2A和图2B所示，通过移动机构5使被加工部件W移动(前进)，使形成初期裂缝28的前端部到达激光通过区域17的下方。由此，在被加工部件W上形成加热区域18，被加工部件W的前端部受到激光L的照射而被加热处理。此时，由于被加工部件W的前端部未到达冷却剂通过区域23，因而被加工部件W进行不受到冷却处理，而仅仅受到加热处理的初期加工。
在这种初期加工时，虽然冷却剂喷射部4不对被加工部件W进行冷却处理，但是为了维持加工条件的连续性和均匀性，如前所述进行冷却剂C的喷射。因而，在本实施方式中，如前所述，冷却剂C借助飞溅部件22而溅回，飞沫和雾状物的一部分飞溅至激光通过区域17，由此，使激光L的照射导致的加热强度稍微降低。
另一方面，在没有飞溅部件22的情况下，如前所述，不引起这种加热强度的降低。
接着，作为接着初期加工的中期加工，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26分别工作，如图3A和图3B所示，通过移动机构5使被加工部件W连续地移动(前进)，使形成初期裂缝28的被加工部件W的前端部到达冷却剂通过区域23的下方，并且使比被加工部件W的前端部稍微接近后端的部分到达激光通过区域17的下方。而且，虽然出于方便显示了初期加工以及中期加工，但是在从这个初期加工向中期加工过渡期间，不使被加工部件W停止而通过移动机构5以一定速度移动。因而，通过激光L的照射而被加热的加热区域18和通过冷却剂C而被冷却的冷却区域24在被加工部件W上以一定速度连续地移动(变化)。即，这些加热区域18和冷却区域24在与被加工部件W的移动方向相反的方向上以一定速度连续地移动(变化)。
这样地，如果对被加工部件W的前端部喷射冷却剂C而进行冷却，那么之前被加热的部位急速冷却。与此相伴，通过加热、冷却作用在被加工部件W的表面(上表面)上产生拉伸应力，在初期裂缝28的切口底部产生应力集中。因而，如果规定的应力作用，那么如图3B和图3C所示，以初期裂缝28作为起点，切割线29沿着切割预定线16扩展。因此，通过控制该裂缝的扩展方向，最终，在被加工部件W的切割预定线16上形成一根线状(沟状)的切割线29。即，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26分别工作，通过使被加工部件W以一定速度连续地移动，沿着被加工部件W的移动方向形成切割线29。
而且，在这种加工中，设置有挡板，从气体喷射喷口26向该挡板25和被加工部件W之间的间隙喷射空气(气体)G，因而能够将从冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C向激光通过区域17的飞溅抑制为最小限度。但是，不能完全消除冷却剂C向激光通过区域17的飞溅。即，即使是极少量的飞溅，在激光照射部3处，该激光L的照射导致的加热强度也如前所述地受到冷却剂C的飞溅的影响，从而降低。
在这样的加工(划线加工)终止之后，通过由弯曲装置(未图示)实施对被加工部件W的切割线29的弯曲加工，从而以切割线29为界切割被加工部件W。另外，在被加工部件W的板厚极薄的情况(例如，板厚在0.1mm程度的情况)下，不实施弯曲加工，也能够在冷却的时间点创造可切割的条件(可完全切割(full cut)的条件)。
在本实施方式的切割装置1中，在加工台2中的被加工部件W移动的移动方向上的被加工部件W的前方侧上，设置有受到来自冷却剂喷射部4的冷却剂C的喷射从而使该冷却剂C飞溅的飞溅部件22。因而，如图2A和图2B所示，即使在被加工部件W的前端部到达激光照射部3的下方而对被加工部件仅仅进行激光照射导致的加热处理的初期加工时，从冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C也通过飞溅部件22而溅回(飞溅)，飞溅至激光通过区域17。
因而，如图3A和图3B所示，在被加工部件W的前端侧到达冷却剂喷射部4的下方从而分别地在不同区域同时进行冷却剂喷射导致的冷却和激光照射导致的加热的中期加工时以后，变成与冷却剂C通过被加工部件W飞溅的状态基本相同的条件。
即，在图2A所示的初期加工时和图3A所示的中期加工时以后，冷却剂C均飞溅至激光通过区域17。因而，该冷却剂C在激光通过区域17上引起的影响在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同。
因而，能够将激光照射导致的加热条件管理成在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同(规定的范围内)。由此，能够得到期望的切割精度。
另一方面，在未设置飞溅部件22的情况下，在图2A所示的初期加工时，如图2A中的两点划线所示，冷却剂C通过浮起板11、11之间，到达加工台2的下方。结果，冷却剂C不溅回至加工台2的上方，冷却剂C的飞沫和雾状物也不飞溅至激光通过区域17。因而，激光照射部3导致的加热的强度(激光L的照射导致的加热的强度)比图3A所示的中期加工时以后变得更高。即，由于激光照射导致的加热条件(加热强度)在初期加工时和中期加工时以后之间不同，因而不能将加热条件(加热强度)管理在规定的范围内。由此，不能得到期望的切割精度。
另外，在本实施方式中，作为保持被加工部件W的加工台2，使用借助空气层6保持被加工部件W的浮起式部件。因此，被加工部件W不直接接触加工台2的上表面，能够防止起因于向上表面的接触等的垃圾(异物)的附着和损伤的形成。
另外，在本实施方式中，如图1B所示将为了使夹紧部件12行进而使用的浮起板11、11之间的间隔和为了配置飞溅部件22而使用的浮起板11、11之间的间隔设为不同。因而，能够防止夹紧部件12的行进干涉飞溅部件22，能够使被加工部件W良好地移动。
(第二实施方式)
接着，参照附图详细地说明本发明的切割装置的第二实施方式。图4A和图4B是示出本发明的切割装置的第二实施方式的大体构成图，图4A是侧视图、图4B是俯视图。而且，在以下的第二实施方式的说明中，对与第一实施方式相同的构成要素标注相同的符号，省略其说明。
图4A和图4B所示的本实施方式的切割装置40与图1A和图1B所示的第一实施方式的切割装置1主要不同的构成是，加工台41不是使被加工部件W浮起的浮起形式而是载置被加工部件W并保持的载置形式这点，和通过采用该载置形式而该加工台41构成为在载置被加工部件W的状态下移动这点。
即，本实施方式的切割装置40具备：载置板状的被加工部件W的加工台41、在被加工部件W上照射激光的激光照射部3、在加工部件W上喷射冷却剂的冷却剂喷射部4、以及使加工台41相对移动的移动机构42。
加工台41是在其上表面上载置并保持被加工部件W的平台状部件，配置成通过移动机构42而在预先设定的方向(图4A中的箭头方向)上可移动。该加工台41具备从该加工台41的前端向前方(加工台41的移动方向的前方)伸出的飞溅部件43。在后面叙述飞溅部件43。另外，为了使切割装置40的设置面积变小、重量变轻、并且抑制加工台41自身的成本，使该加工台41形成为与被加工部件W基本相同大小(长度)。
因而，在加工台41上载置被加工部件W时，如图4A和图4B所示，使被加工部件W的前端与加工台41的前端对齐而配置。
移动机构42具备具有在加工台41的前方配置的电动机等驱动源的驱动部44、连接该驱动部44和加工台41的连接部件(未图示)，借助连接部件通过驱动部44的驱动来牵拉加工台41，使该加工台41在图4A中的箭头方向(前方)上移动。这种移动机构42使载置于该加工台41上的被加工部件W与加工台41一起以规定速度(例如，1m/秒)笔直地移动。
激光照射部3、冷却剂喷射部4、挡板25以及气体喷射喷嘴26均与第一实施方式相同地构成，与第一实施方式相同地配置成固定的状态。不过，在第一实施方式中，由于加工台41也被固定，因而激光照射部3、冷却剂喷射部4、挡板25以及气体喷射喷嘴26与加工台41之间的位置关系不变化，与此相对，在本实施方式中，由于加工台41移动，因而不仅激光照射部3、冷却剂喷射部4、挡板25以及气体喷射喷嘴26与被加工部件W之间的位置关系，激光照射部3、冷却剂喷射部4、挡板25以及气体喷射喷嘴26与加工台41之间的位置关系也变化。
如图4B所示，飞溅部件43是安装于加工台41的前端的由金属或陶瓷等形成的细长板状部件，与第一实施方式相同，配置于被加工部件W的切割预定线16上。该飞溅部件43也配置成使其上表面与加工台41的上表面成为同一表面。在这种飞溅部件43伴随加工台41的移动而定位在冷却剂喷射部4的喷射喷嘴19的正下方时，如图5所示，从喷射喷嘴19向其上表面喷射冷却剂C。即，形成冷却区域24。另外，加热区域18和气体喷射区域(未图示)也在飞溅部件43的上表面上形成。
如图5所示，飞溅部件43的长度(沿着加工台41的移动方向的长度)，比冷却区域24的加工台41的移动方向上的前端和加热区域18的加工台41的移动方向上的后端之间的距离d更长地形成。因而，能够仅仅使飞溅部件43受到对被加工部件W进行初期加工之前的前工序，可以稳定地进行前工序。
在通过这种切割装置40切割被加工部件W时，首先，通过未图示的运送装置将被加工部件W配置于加工台41上的规定位置。此时，如图4A和图4B所示，将被加工部件W的前端与加工台41的前端对齐地配置。
接着，与第一实施方式相同地，在被加工部件W的前端部的表面上使用钻石刀具(未图示)等形成作为切割的起点的初期裂缝28。而且，也可在将被加工部件W设于加工台41上之前预先使用其它装置等进行该初期裂缝28的形成，然后，将形成该初期裂缝28的被加工部件W配置于加工台41上。
接着，在不移动加工台41，不使加工台41和飞溅部件43定位在激光照射部3、冷却剂喷射部4以及气体喷射喷嘴26的下方的状态下，作为前工序分别使它们工作。然后，如果激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26的各个动作稳定，那么通过移动机构42而使加工台41移动(前进)，如图5所示，使飞溅部件43移动至激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26的正下方。
如果这样地移动加工台41，那么在飞溅部件43的移动方向上的该飞溅部件43的前端部受到来自喷射喷嘴19的冷却剂C的喷射而使冷却剂C在飞溅部件43的上表面溅回，由此，冷却剂C的飞沫和雾状物飞溅。而且，受到冷却剂C的喷射的部位成为冷却区域24。另外，在飞溅部件43的移动方向上的该飞溅部件43的后端部受到来自激光照射部3的激光L的照射，从而被加热。受到激光L的照射的部位成为加热区域18。
在这样的前工序中，飞溅部件43受到来自喷射喷嘴19的冷却剂C的喷射，由此，冷却剂C的飞沫和雾状物飞溅，其一部分通过挡板25的下侧飞溅至激光通过区域17。因而，激光照射部3导致的加热的强度(激光L的照射导致的加热的强度)与冷却剂C的飞沫和雾状物完全未飞溅的情况相比稍微降低。
在这样的前工序之后，作为加工工序(划线加工工序)，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26分别工作，通过移动机构42使加工台41移动(前进)，使加工台41上的形成初期裂缝28的被加工部件W的前端部到达激光通过区域17的下方。与此相伴，在被加工部件W上形成加热区域18，被加工部件W的前端部受到激光L的照射而被加热处理。此时，由于被加工部件W的前端部未到达冷却剂通过区域23，因而进行不受到冷却处理，而仅仅受到加热处理的初期加工。
在这种初期加工时，虽然冷却剂喷射部4不对被加工部件W进行冷却处理，但是为了维持加工条件的连续性和均匀性，如前所述进行冷却剂C的喷射。因而，在本实施方式中，如前所述，冷却剂C因飞溅部件43溅回而产生的飞沫和雾状物的一部分飞溅至激光通过区域17，由此，使激光L的照射导致的加热强度稍微降低。
另一方面，在没有飞溅部件43的情况下，与第一实施方式相同，没有冷却剂C的飞溅，因而不引起这种加热强度的降低。
接着，作为接着初期加工的中期加工，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26分别工作，如图4A和图4B所示，通过移动机构42使被加工部件W连续地移动(前进)，使形成初期裂缝28的被加工部件W的前端部到达冷却剂通过区域17的下方，并且使比该被加工部件W的前端部稍微更接近后端的部分到达激光通过区域17的下方。而且，在本实施方式中，在从这些初期加工向中期加工过渡期间，也不使被加工部件W停止而通过移动机构42以一定速度使被加工部件W移动。
这样，如果对被加工部件W的前端部喷射冷却剂C而进行冷却，那么之前加热的部位急速冷却。于是，通过加热、冷却作用在被加工部件W的表面(上表面)上产生拉伸应力，在初期裂缝28的切口底部产生应力集中。因而，如果规定的应力作用，那么如图4B所示，以初期裂缝28为起点，切割线29沿着切割预定线16扩展。
因此，通过控制该裂缝的扩展方向，最终，在被加工部件W的切割预定线16上形成一根线状(沟状)的切割线29。即，保持使激光照射部3、冷却剂喷射部4、以及气体喷射喷嘴26分别工作，通过使被加工部件W以一定速度连续地移动，从而沿着被加工部件W(加工台41)的移动方向形成切割线29。
而且，在这种加工中，与第一实施方式相同，设置挡板25，从气体喷射喷口26向该挡板25和被加工部件W之间的间隙喷射空气(气体)G。与此相伴，能够将从冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C向激光通过区域17的飞溅抑制为最小限度。但是，不能完全消除冷却剂C向激光通过区域17的飞溅。即，即使是极少量的飞溅，在激光照射部3处，该激光L的照射导致的加热强度也如前所述受到冷却剂C的飞溅的影响，从而降低。
在这样的加工(划线加工)终止之后，通过由弯曲装置(未图示)对被加工部件W的切割线29实施弯曲加工，从而以切割线29为界切割被加工部件W。另外，在被加工部件W的板厚极薄的情况(例如，0.1mm程度的情况)下，不实施弯曲加工，也能够在冷却的时间点创造可切割(完全切割(full cut))的条件。
在本实施方式的切割装置40中，设置有飞溅部件43，其从加工台41的移动方向上的该加工台41的前端向前方(比加工台41更向移动方向的前方)伸出，受到来自冷却剂喷射部4的冷却剂C的喷射并使冷却剂C飞溅。因而，即使在被加工部件W的前端部到达激光照射部3的下方而对被加工部件W仅仅进行激光照射导致的加热处理的初期加工时，从冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C也通过飞溅部件43而溅回(飞溅)，飞溅至激光通过区域17。
因而，如图4A和图4B所示，在被加工部件W的前端部到达冷却剂喷射部4的下方从而分别在被加工部件W的不同区域同时进行冷却剂喷射导致的冷却和激光照射导致的加热的中期加工时以后，变成与使冷却剂C通过被加工部件W飞溅的条件基本相同的条件。
即，由于在初期加工时和图4A所示的中期加工时以后，冷却剂C均飞溅至激光通过区域17，因而该冷却剂C在激光通过区域17引起的影响在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同。因而，能够将激光照射导致的加热条件管理成在初期加工时和中期加工时以后之间基本相同(规定的范围内)。由此，能够得到期望的切割精度。
另一方面，在未设置飞溅部件43情况的初期加工时，冷却剂C喷射至加工台41和其上的被加工部件W的前方，朝向加工台41的上表面的下方流动。结果，冷却剂C不溅回至加工台41的上方，冷却剂C的飞沫和雾状物也不飞溅至激光通过区域17。因而，激光照射部3导致的加热的强度(激光L的照射导致的加热的强度)比图4A所示的中期加工时以后变得更高。即，由于激光照射导致的加热条件(加热强度)在初期加工时和中期加工时以后之间不同，因而不能将加热条件(加热强度)管理在规定的范围内。因此，不能得到期望的切割精度。
而且，本发明不限于上述第一实施方式和第二实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围中能够进行各种变型。
例如，虽然在第一实施方式中，通过移动机构5使被加工部件W相对激光照射部3和冷却剂喷射部4移动，但是也可固定被加工部件W，使加工台2和激光照射部3、冷却剂喷射部4相对该固定的被加工部件W移动。同样地，虽然在第二实施方式中，通过移动机构42使被加工台41相对激光照射部3和冷却剂喷射部4移动，但是也可固定加工台41，使激光照射部3和冷却剂喷射部4相对该固定的加工台41移动。
另外，虽然在第一实施方式和第二实施方式中，分开配置挡板25和气体喷射喷嘴26，但是也可将气体喷射喷嘴26内置于挡板25。
此外，虽然在第一实施方式和第二实施方式中，通过平板状的挡板25形成本发明涉及的屏蔽体，但是作为屏蔽体，如果能够配设于激光通过区域17和冷却剂通过区域23之间，通过冷却剂喷射部4喷射的冷却剂C溅回，抑制该冷却剂C的飞沫和雾状物飞溅至激光通过区域17，那么该形状不限于平板状，能够采用各种形式。
例如，作为屏蔽体，也可使用具有无底部的大体箱形状且以围绕冷却剂通过区域23的方式配置的屏蔽罩。
另外，虽然在第一实施方式和第二实施方式中，将构成冷却剂喷射部40的喷射喷嘴19配置成在铅直方向上立起，从该喷射喷嘴19朝向铅直方向下方喷射冷却剂C，但是也可通过使该喷射喷嘴19相对冷却区域24倾斜地朝向，从而倾斜地喷射冷却剂C。在这种情况下，优选地使冷却喷嘴19的前端朝向远离激光通过区域17的方向倾斜，设定为将冷却剂C向远离激光通过区域17的方向倾斜地喷射的喷射方向。如果这样，那么能够抑制冷却剂C的飞沫和雾状物飞溅至激光通过区域17。
产业上的可利用性
依照本发明的切割装置，能够将激光照射导致的加热条件在初期加工时和中期加工时以后之间管理成基本相同(规定的范围内)。由此，能够得到期望的切割精度。
符号说明
1、40 切割装置
2、41 加工台
3 激光照射部
4 冷却剂喷射部
5、42 移动机构
11 浮起板
12 夹紧部件
17 激光通过区域
18 加热区域
19 喷射喷嘴
22、43 飞溅部件
24 冷却区域
25 挡板(屏蔽体)
26 气体喷射喷嘴
27 气体喷射区域
W 被加工部件
L 激光
C 冷却剂
G 空气(气体)。

Claims (6)

1.一种切割装置，具备：
加工台，其使板状的被加工部件浮起；
激光照射部，其在所述被加工部件上照射激光；
冷却剂喷射部，其在所述被加工部件上喷射冷却剂；以及
移动机构，其使所述被加工部件相对于所述激光照射部和所述冷却剂喷射部在预先设定的方向上相对移动；
所述切割装置在设定于所述被加工部件上的加热区域从所述激光照射部照射激光而加热所述加热区域，并通过所述移动机构使所述被加工部件在预先设定的方向上相对移动，在设定于加热后的所述加热区域上的冷却区域从所述冷却剂喷射部喷射冷却剂而冷却所述冷却区域，
在所述加工台的所述被加工部件相对移动的移动方向上的所述被加工部件的前方，设置有飞溅部件，其受到来自所述冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使所述冷却剂飞溅。
2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述加工台具备多个浮起板，其在与所述被加工部件通过所述移动机构相对移动的方向垂直的方向上空开间隔而并排，
所述移动机构具备夹紧部件，其夹持所述被加工部件的前端部并沿着所述间隔的长度方向行进，
所述飞溅部件配置于所述间隔内。
3.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，设置有多个所述夹紧部件，所述夹紧部件在所述被加工部件的前端部的宽度方向上的不同位置处夹持所述被加工部件。
4.一种切割装置，具备：
加工台，其载置板状的被加工部件；
激光照射部，其在所述被加工部件上照射激光；
冷却剂喷射部，其在所述被加工部件上喷射冷却剂；
移动机构，其使所述加工台相对于所述激光照射部和所述冷却剂喷射部在预先设定的方向上相对移动；
所述切割装置在设定于所述被加工部件上的加热区域从所述激光照射部照射激光而加热所述加热区域，并通过所述移动机构使所述加工台在预先设定的方向上相对移动，由此，使所述被加工部件在预先设定的方向上相对移动，在设定于加热后的所述加热区域上的冷却区域从所述冷却剂喷射部喷射冷却剂而冷却所述冷却区域，
设置有飞溅部件，其从所述加工台相对移动的移动方向上的该加工台的前端向所述移动方向的前方伸出，受到来自所述冷却剂喷射部的冷却剂的喷射并使所述冷却剂飞溅。
5.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述飞溅部件在所述被加工部件通过所述移动机构而相对移动的方向上的长度，比所述冷却区域的所述相对移动的方向上的前端与所述加热区域的所述相对移动的方向上的后端之间的距离更长。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的切割装置，其特征在于，在从所述激光照射部照射的激光通过所述激光照射部和所述加热区域之间的激光通过区域，和从所述冷却剂喷射部喷射的冷却剂通过所述冷却剂喷射部和所述冷却区域之间的冷却剂通过区域之间，设置有屏蔽体，其在与所述被加工部件之间设置间隙而配置，
设置有气体喷射部，其朝向所述屏蔽体和所述被加工部件之间的间隙，从所述激光通过区域侧喷射气体。
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