CN112739491B - 激光切割加工方法及装置以及自动编程装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光切割加工方法，在从工件(1)切割的加工品(3)的周围预先激光切割加工熔敷突出片(11)的切割槽(7)，该熔敷突出片(11)因沿着加工品(3)的轮廓线(9L)的激光切割而弯曲，并按压加工品(3)的周面，通过沿着加工品(3)的轮廓线(9L)进行激光切割，形成轮廓槽(9)，且使熔敷突出片(11)的自由端熔敷于加工品(3)的周面。根据上述激光切割加工方法，能够可靠且稳定地长期间保持加工品(3)，且能够在加工品(3)几乎不残留痕迹地将加工品(3)从工件(1)容易地分离。

Description

激光切割加工方法及装置以及自动编程装置

技术领域

本发明涉及一种激光切割加工方法及装置[laser cutting method andmachine]以及自动编程装置[an automatic programing apparatus]。

背景技术

在通过激光加工从板状的工件[workpiece]切割加工品[processed part]时，有时加工品卡挂于载置有工件的多个销支架，或者载置于工件之上而阻碍激光加工头的移动，或者加工品进入到工件之下。为了防止这样的情况，利用称为微接合的微小的连接部(接合部)连接工件和加工品，使加工品从工件不完全分离。在该情况下，当从工件拆下加工品时，有时加工品产生因微接合而引起的微小的突起，需要去除微小突起的工序。因此，提出了不使用微接合地将工件和加工品连接的方案(参照下述专利文献1或2)。

此外，“微接合”一般是用于将加工品维系于工件以在激光加工中使加工品从工件不落下的接合加工，也被称为“线接合”。在微接合加工中，通过一边残留具有从几微米到几百微米的宽度的微接合，一边切割加工品的轮廓线，从而将加工品维系于工件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平5-245671号公报

专利文献2：日本国特开平6-238475号公报

发明内容

上述专利文献1公开了一种激光加工方法，在通过激光加工从板状的工件切割切割片(加工品)时，向激光加工的切割线(狭缝)上供给粘接剂，抑制切割片从工件分离。因此，在从工件分离切割片时，需要去除粘接剂。

上述专利文献2公开了一种激光加工方法，在通过激光加工从工件切割产品时，利用激光使切割出的切割槽的缘进一步熔融，使该熔融物[melted residue]附着于工件，从而抑制产品从工件分离。根据激光加工条件，有时产品被熔融物熔融，有时熔融物牢固地附着于产品。在该情况下，需要去除附着于产品的熔融物。

另外，波长为1μm带的光纤激光的聚焦光束直径比波长为10μm带的二氧化碳气体激光的聚焦光束直径小，因此由光纤激光形成的切割狭缝窄。在基于二氧化碳气体激光进行的切割中，由于切割狭缝宽，因此切割片不卡挂地从多个销支架之间滑落。但是，在基于光纤激光进行的切割中，由于切割狭缝窄，因此切割片卡挂于工件的可能性高，存在激光加工头的移动被阻碍的担忧。

本发明的第一特征提供一种激光切割加工方法，从板状的工件切割加工品，该激光切割加工方法为，(a)在从上述工件切割的上述加工品的周围预先激光切割加工熔敷突出片的切割槽，该熔敷突出片因沿着上述加工品的轮廓线的激光切割而弯曲，并按压上述加工品的周面，(b)通过沿着上述加工品的上述轮廓线进行激光切割，形成轮廓槽，且使上述熔敷突出片的自由端熔敷于上述加工品的周面。

本发明的第二特征提供一种激光切割加工装置，其从板状的工件切割加工品，该激光切割加工装置具备：激光加工头，其相对于上述工件沿X、Y、Z轴方向相对移动自如；以及控制装置，其控制上述激光加工头的动作，上述控制装置具备：加工程序存储器，其存储激光切割加工上述加工品的加工程序；程序解析部，其解析上述加工程序并运算上述加工品的形状及尺寸；重量运算部，其基于解析出的上述加工品的形状及尺寸以及上述工件的板厚运算上述加工品的重量；个数运算部，其基于上述重量运算部的运算结果运算熔敷突出片的个数，该熔敷突出片在通过沿着上述加工品的轮廓线进行激光切割来形成轮廓槽时弯曲且自由端与上述加工品的周面熔敷；熔敷突出片配置部，其基于上述个数运算部的运算结果，在上述加工品的周围配置上述熔敷突出片；加工程序生成部，其生成在由上述熔敷突出片配置部配置的位置形成熔敷突出片的激光切割程序；上述加工程序存储器，其存储由上述加工程序生成部生成的上述激光切割程序；以及轴移动控制部，其根据存储于上述加工程序存储器的上述激光切割程序控制上述激光加工头的轴移动。

本发明的第三特征提供一种激光切割加工装置的自动编程装置，其具备：重量运算部，其基于从CAD输入的加工品的形状及尺寸以及工件的板厚t运算上述加工品的重量；个数运算部，其基于上述重量运算部的运算结果运算熔敷突出片的个数，该熔敷突出片在通过沿着上述加工品的轮廓线的激光切割形成轮廓槽时弯曲且自由端与上述加工品的周面熔敷；熔敷突出片配置部，其基于上述个数运算部的运算结果在上述加工品的周围配置上述熔敷突出片；加工程序生成部，其生成在由上述熔敷突出片配置部配置的位置形成上述熔敷突出片且激光切割加工上述加工品的激光切割程序；加工程序存储器，其存储由上述加工程序生成部生成的上述激光切割程序；以及程序传送部，其将存储于上述加工程序存储器的上述激光切割程序传送到上述激光切割加工装置的控制装置。

根据上述特征，通过将熔敷突出片的自由端和加工品的周面熔敷，能够利用熔敷突出片可靠且稳定地长期间保持加工品，且能够在加工品几乎不残留痕迹地将加工品从工件容易地分离。

附图说明

图1是对实施方式的激光切割加工方法进行说明的俯视图。

图2是表示通过上述方法形成的熔敷突出片的图像。

图3是表示通过上述方法形成熔敷突出片时的退避量的放大俯视图。

图4是对另一实施方式的激光切割加工方法进行说明的俯视图。

图5是表示低碳钢系材料(SPCC)中的熔敷突出片的尺寸(长度L及宽度W)与保持力的关系的曲线图(板厚t＝1.0mm)。

图6是表示低碳钢系材料(SPCC)中的熔敷突出片的尺寸(长度L及宽度W)与保持力的关系的曲线图(板厚t＝9.0mm)。

图7是表示关于低碳钢系材料(SPCC)的相对于板厚t的优选的长度L及宽度W的范围的曲线图。

图8是表示不锈钢系材料(SUS)中的熔敷突出片的尺寸(长度L及宽度W)与保持力的关系的曲线图(板厚t＝10.0mm)。

图9是表示关于不锈钢系材料(SUS)的相对于板厚t的优选的长度L及宽度W的范围的曲线图。

图10是表示铝系材料(AL)中的熔敷突出片的尺寸(长度L及宽度W)与保持力的关系的曲线图(板厚t＝10.0mm)。

图11是表示关于铝系材料(AL)的相对于板厚t的优选的长度L及宽度W的范围的曲线图。

图12是表示低碳钢系材料(SPCC)中的退避量R与保持力的关系的曲线图。

图13是表示关于低碳钢系材料(SPCC)的相对于板厚t的优选的退避量R的范围的曲线图。

图14是表示低碳钢系材料(SPCC)中的退避量相对于板厚的比例与保持力的关系的曲线图。

图15是表示关于不锈钢系材料(SUS)的相对于板厚t的优选的退避量R的范围的曲线图。

图16是表示关于铝系材料(AL)的相对于板厚t的优选的退避量R的范围的曲线图。

图17是表示关于低碳钢系材料(SPCC)的实施方式和微接合的保持力相对于尺寸的变化的曲线图。

图18是表示关于不锈钢系材料(SUS)的实施方式和微接合的保持力相对于尺寸的变化的曲线图。

图19是表示关于铝系材料(AL)的实施方式和微接合的保持力相对于尺寸的变化的曲线图。

图20是实施方式的激光加工装置的概略立体图。

图21是上述激光加工装置的控制装置的块图。

图22是实施方式的自动编程装置的块图。

图23是激光加工的流程图。

具体实施方式

参照图1，对实施方式的激光切割加工方法进行说明。激光切割出的矩形状的加工品3最终从板状的工件1分离。但是，加工品3维系于激光切割后不要的废料5。为了将加工品3维系于废料[scrap]5，在废料5的至少一个部位以上预先激光切割切割槽[cut slit]。在形成切割槽7后，沿着加工品3的轮廓线9L进行激光切割，从而形成悬臂状的熔敷突出片[welding protruding-tab]11，利用熔敷突出片11使加工品3维系于废料5。此外，各切割槽7沿着加工品3的轮廓线[outline]9L形成。当对轮廓线9L进行激光切割时，形成轮廓槽[outline slit]9。此外，图1中，仅在轮廓槽9的一部分示出了轮廓线9L。另外，在图1中，将轮廓槽9的槽宽表示为SW。轮廓线9L位于轮廓槽9的槽宽SW的中央。

切割槽7由长度槽[length slit]7L及宽度槽[width slit]7W形成为L字状。长度槽7L包括随后详细说明的基端孔[base-end hole]7Ls作为其切割开始端。长度槽7L形成为与轮廓线9L平行。宽度槽7W形成为相对于长度槽7L成直角。即，通过在沿图1中箭头A的方向激光切割长度槽7L后，继续沿箭头B的方向激光切割宽度槽7W，从而形成切割槽7。之后，沿着轮廓线9L，沿箭头C的方向进行激光切割，从而形成轮廓槽9(箭头C也可以是反方向，但优选为图中的方向)。由于形成切割槽7时的激光切割的热的影响，在熔敷突出片11存在残留应力。如果在切割槽7形成后对于轮廓线9L进行激光切割，则上述的残留应力释放，熔敷突出片11因残留应力而朝向加工品3弯曲。同时，熔敷突出片11的自由端(前端)和加工品3的周面[peripheral surface](周缘[peripheral edge])通过激光切割时的熔融金属而熔敷，加工品3维系于废料5。加工品3在图1中的接合部X与熔敷突出片11的自由端熔敷，被保持为不会从工件1落下。

在图1中，易于理解地强调示出熔敷突出片11的弯曲。在图2中表示实际加工的熔敷突出片11的图像。此外，一个熔敷突出片11的保持力取决于工件1的材质及厚度t以及熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W)。另外，加工品3的重量根据加工品3的厚度t(＝工件1的厚度t)、面积的变化而变化。因此，根据一个熔敷突出片11的保持力及加工品3的重量来决定配置于加工品3的周围的熔敷突出片11的数量。此外，在图1中，长度L基于变形前的熔敷突出片11而示出，但在弯曲后的熔敷突出片11中，也认为长度L相同(参照图2)。

在图3(a)～图3(c)表示形成轮廓槽9时的轮廓槽9与宽度槽7W的前端的关系。在此，对“退避量[escape distance]R”进行定义。“退避量R”是形成轮廓槽9时的从轮廓槽9的槽宽SW减去宽度槽7W与轮廓槽9的重叠长度OL而得到的长度。退避量R是相对于轮廓线9L(轮廓槽9)成直角的方向的长度。因此，退避量R不会比槽宽SW大[R≤SW]。图3(a)示出了退避量R与槽宽SW相等的情况。图3(b)示出了退避量R是轮廓槽9的槽宽SW的一半的情况。图3(c)示出了退避量R是零的情况。图3(a)～图3(c)表示形成轮廓槽9前的状态，用假想线表示轮廓槽9。

对切割槽7(长度槽7L)的切割开始端即基端孔7Ls进行说明。基端孔7Ls是贯通孔。另外，如果使基端孔7Ls的半径比冲孔[pierced hole](仅基于冲孔加工而形成的贯通孔[through hole])的半径大，则能够促进形成的熔敷突出片11向轮廓槽9侧挠曲(弯曲)。即，通过使熔敷突出片11的弯曲支点P(基端孔7Ls的内周缘上的最靠近轮廓槽9或轮廓线9L的点：参照图1及图4)靠近轮廓槽9或轮廓线9L，能够促进熔敷突出片11的弯曲，可靠地形成伴随熔敷的接合部X。此外，熔敷突出片11的基端的宽度(＝W－[(基端孔7Ls的半径)－(SW/2)])以熔敷突出片11在基端不会折弯的方式(以为了维持保持力而确保充分的刚性的方式)设置。换句话说，以熔敷突出片11在基端边不会折弯的方式(以为了维持保持力而确保充分的刚性的方式)设定基端孔7Ls的半径(＝W－[熔敷突出片11的基端的宽度]+[SW/2])。

图1示出了对加工品3的外周进行激光切割，且在切割后使加工品3保持于废料5的情况。基于熔敷突出片11而形成的保持也能够应用于通过激光切割在加工品3形成孔的情况。在该情况下，如图4所示，对孔的轮廓线(外周)进行激光切割，且在切割后使相当于孔的废料5保持于加工品3。此时，熔敷突出片11的自由端按压并熔敷于孔的内周面(内周缘)，形成伴随熔敷的接合部X。在加工品3形成孔的情况下，期望的是，在对加工品3的外周缘的轮廓线进行激光切割前对孔的轮廓线9L(＝加工品3的内周缘的轮廓线)进行激光切割，之后对加工品3的外周缘的轮廓线进行激光切割。这是因为，孔的轮廓线9L比加工品3的外周缘的轮廓线显著短(即，孔的面积比加工品3的面积显著小/孔的内侧的废料5比加工品3及废料5的合计重量显著小)，且基于熔敷突出片11而形成的保持力对重量轻的部件更有效。此外，在重量的差小的情况或存在加工上的约束的情况下，也可以在加工品3的外周缘的轮廓线的激光切割后对孔的轮廓线9L进行激光切割。

如上所述，在本实施方式中，使熔敷突出片11的自由端熔敷于加工品3的周面，将切割后的加工品3维系于废料5。但是，即使不将熔敷突出片11的自由端和加工品3的周面熔敷，通过伴随着熔敷突出片11的弯曲的按压力也能够将加工品3维系(保持)于废料5。但是，本发明者认识到，通过使熔敷突出片11的自由端和加工品3的周面熔敷，能够更可靠且稳定地在更长期间保持加工品3。发明者认识到，在仅基于按压力的保持和基于熔敷的保持之间存在显著的差。另外，发明者还认识到，基于熔敷突出片11的自由端与加工品3的周面的熔敷而形成的保持力受上述的退避量R的影响。

使用由低碳钢系材料[mild-steel-based material]、不锈钢系材料[stainless-steel-based material]以及铝系材料[aluminum-based material]作成的工件1，实际测定熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系。首先，作为低碳钢系材料，使用冷轧钢板[cold rolled steel sheet]进行测定。以下，对低碳钢系材料使用略号SPCC进行总称，对不锈钢系材料使用略号SUS，对铝系材料使用略号AL，并表示出表、曲线图。此外，切割使用光纤激光来进行。另外，在此处的测定中，设定退避量R＝0.15mm(＝轮廓槽9的槽宽SW＝0.30mm的一半)。随后对伴随着退避量R的变化的保持力的变化详细地进行说明。而且，在此处的测定中，长度槽7L的基端孔7Ls的直径与长度槽7L的宽度相同。即，基端孔7Ls仅仅是长度槽7L的切割开始端(上述的冲孔)。此外，本领域技术人员自然明白，槽宽SW根据板厚[thickness]t变化。例如，如果板厚t变大，则槽宽SW变大(增大槽宽SW)。因此，随着板厚t变大，退避量R也变大。

在下述表1中表示板厚t＝1.0mm的SPCC中的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系。表1所示的保持力基于实际的测定。测定中使用的加工品3的大小是一边为65mm的正方形，在各边各形成有一个熔敷突出片11。熔敷突出片11的自由端(接合部X)位于各边的中央。表中的保持力是每一个熔敷突出片11的保持力。此外，也尝试了板厚t＝0.5mm及0.8mm的测定，但不能形成伴随熔敷的接合部X。因此，关于SPCC，可知板厚t的下限值是1.0mm。

表中的保持力是0.0的情况表示不能通过形成的熔敷突出片11保持加工品3，加工品3落下。保持力是正值的情况表示能够通过形成的熔敷突出片11保持加工品3。表示能够保持加工品3的情况中的突出片11的自由端和加工品3的周面不熔敷而仅通过伴随着熔敷突出片11的弯曲的按压力保持加工品3的情况的格子用粗虚线示出。表示熔敷突出片11的自由端和加工品3的周面熔敷而保持加工品3的情况的格子用粗实线示出。

[表1]

保持力(单位：N)SPCC板厚t＝1.0mm

同样地，在下述表2中表示板厚t＝3.2mm的SPCC的情况，在下述表3中表示板厚t＝9.0mm的SPCC的情况。

[表2]

保持力(单位：N)SPCC板厚t＝3.2mm

[表3]

保持力(单位:N)SPCC板厚t＝9.0mm

另外，图5表示表1的曲线图，图6表示表3的曲线图。在曲线图中，横轴表示熔敷突出片11的宽度W(mm)，纵轴表示保持力(N)。而且，对熔敷突出片11的每一长度L(mm)分配折线(参照曲线图中的图例)。在图5及图6所示的曲线图中是示出了形成伴随熔敷的接合部X的“熔敷范围”。此外，“熔敷范围”的上限设定为测定出的最高保持力。

如从表1～表3及图5～图6可知地，可知熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W)存在形成伴随熔敷的接合部X的范围。就伴随熔敷的接合部X而言，长度L过小也不形成，过大也不形成。同样地，就伴随熔敷的接合部X而言，宽度W过小也不形成，过大也不形成。另外，若观察仅基于按压力形成的保持力(粗虚线的格子)或保持力＝0.0N(细虚线的格子)和基于伴随熔敷的接合部X形成的保持力(粗实线的格子)相邻的部分，则在大多情况下，伴随熔敷的接合部X的保持力更高一个等级。即，通过从仅基于按压力形成的保持(或非保持)转换到基于伴随熔敷的接合部X形成的保持，可得到保持力的显著的提高。

而且，板厚t越大，形成伴随熔敷的接合部X的范围越大，且存在该范围向长度L及宽度W变大的(熔敷突出片11的平面尺寸变大)一方逐渐移动的趋势。另外，在形成伴随熔敷的接合部X的情况下，关于相同的平面尺寸(长度L及宽度W)的熔敷突出片11，存在板厚t越大，保持力越大的趋势。认为其原因在于，板厚t越大，接合部X的熔敷面积越增加。(板厚t越大，加工品3的重量也越增加，但保持力增加的效果更显著，能够保持加工品3不落下。)

基于这些测定结果，对于熔敷突出片11的长度L及宽度W的每一个，根据与板厚t的关系求出形成伴随熔敷的接合部X优选的范围。此外，关于在表、曲线图示出以外的板厚(t＝2.3、4.5mm)，也进行保持力的测定，且也使用这些测定结果。首先，参照图7(a)，对长度L具体地进行说明。

在板厚t＝1.0mm的SPCC的测定结果中，稳定形成伴随熔敷的接合部X的长度L的范围是12.5～22.5mm的范围，同样的宽度W的范围是1.00～1.50mm的范围(参照表1中的斜体字的数值)。这样，关于板厚t＝1.0mm，求出长度L的上限值及下限值。对于其它板厚t也同样地求出长度L的上限值及下限值(关于表2及表3所示的板厚t，参照表中的斜体字的数值)。将这些上限值及下限值标示于横轴为板厚t(mm)、纵轴为长度L(mm)的曲线图上，对于上限值及下限值的每一个，通过公知的方法求出近似直线。

其结果，关于SPCC，长度L的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(1)地求出。

L＝0.5294t+12.8825…(1)

同样地，长度L的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(2)地求出。

L＝0.6948t+21.2208…(2)

即，关于SPCC，根据上述数式(1)及数式(2)，如下述数式(3)地求出熔敷突出片11的长度L相对于板厚t的优选范围。

(0.5294t+12.8825)≤L≤(0.6948t+21.2208)[t≥1.0]…(3)

接下来，参照图7(b)，对宽度W具体地进行说明。同样地，关于SPCC，求出宽度W的优选的范围。如上所述，在板厚t＝1.0mm的SPCC的测定结果中，稳定形成伴随熔敷的接合部X的宽度W的范围是1.00～1.50mm的范围(参照表1中的斜体字的数值)。这样，关于板厚t＝1.0mm，求出宽度W的上限值及下限值。对其它板厚也同样地求出宽度W的上限值及下限值(关于表2及表3所示的板厚t，参照表中的斜体字的数值)。将这些上限值及下限值标示于横轴为板厚t(mm)、纵轴为宽度W(mm)的曲线图上，对上限值及下限值的每一个求出近似直线。

其结果，关于SPCC，宽度W的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(4)地求出。

W＝0.0973t+0.8609…(4)

同样地，宽度W的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(5)地求出。

W＝0.1833t+1.3168…(5)

即，关于SPCC，根据上述数式(4)及数式(5)，如下述数式(6)地求出熔敷突出片11的宽度W相对于板厚t的优选的范围。

(0.0973t+0.8609)≤W≤(0.1833t+1.3168)[t≥1.0]…(6)

对于SPCC，通过形成具有使上述数式(3)及数式(6)双方成立的板厚t、长度L以及宽度W的熔敷突出片11，能够稳定形成伴随熔敷的接合部X。此外，板厚t也是工件1的板厚。

接下来，对不锈钢系材料(SUS)进行说明。在下述表4中表示板厚t＝1.0mm的SUS中的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系。同样地，在下述表5中表示板厚t＝4.0mm的SUS的情况，在下述表6中表示板厚t＝10.0mm的SUS的情况。此外，在板厚t＝0.5mm及0.8mm时，不能形成伴随熔敷的接合部X。因此可知，关于SUS，板厚t的下限值也是1.0mm。

[表4]

保持力(单位:N)SUS板厚t＝1.0mm

[表5]

保持力(单位：N)SUS板厚t＝4.0mm

[表6]

保持力(单位：N)SUS板厚t＝10.0mm

另外，图8中表示表6的曲线图。从表4～表6及图8可知，虽然绝对值不同，但关于SUS，对于熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系，也存在与SPCC相同的上述的趋势。(因此，仅示出板厚t＝10.0mm的曲线图。)因此，对于SUS，也对熔敷突出片11的长度L及宽度W的每一个根据与板厚t的关系求出形成伴随熔敷的接合部X优选的范围。此外，关于表、曲线图所示以外的板厚(t＝2.0mm)也进行保持力的测定，也使用这些测定结果。

图9(a)中表示关于长度L的近似直线。关于SUS，长度L的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(7)地求出。

L＝0.8718t+11.2949…(7)

同样地，长度L的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(8)地求出。

L＝1.5769t+16.4231…(8)

即，关于SUS，熔敷突出片11的长度L相对于板厚t的优选的范围根据上述数式(7)及数式(8)如下述数式(9)地求出。

(0.8718t+11.2949)≤L≤(1.5769t+16.4231)[t≥1.0]…(9)

同样地，图9(b)表示关于宽度W的近似直线。关于SUS，宽度W的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(10)地求出。

W＝0.1167t+0.8167…(10)

同样地，宽度W的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(11)地求出。

W＝0.1923t+1.3077…(11)

即，关于SUS，熔敷突出片11的宽度W相对于板厚t的优选的范围根据上述数式(10)及数式(11)如下述数式(12)地求出。

(0.1167t+0.8167)≤W≤(0.1923t+1.3077)[t≥1.0]…(12)

对于SUS，通过形成具有使上述数式(9)及数式(12)双方成立的板厚t、长度L以及宽度W的熔敷突出片11，能够稳定形成伴随熔敷的接合部X。此外，板厚t也是工件1的板厚。

接下来，对铝系材料(AL)进行说明。下述表7中表示板厚t＝1.0mm的AL中的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系。同样地，在下述表8中示出板厚t＝4.0mm的SUS的情况，在下述表9中示出板厚t＝10.0mm的SUS的情况。此外，在板厚t＝0.5mm及0.8mm时，不能形成伴随熔敷的接合部X。因此可知，关于AL，板厚t的下限值也是1.0mm。

[表7]

保持力(单位：N)札板厚t＝1.0mm

[表8]

保持力(单位：N)AL板厚t＝4.0mm

[表9]

保持力(单位：N)AL板厚t＝10.0mm

另外，图10表示表9的曲线图。从表7～表9及图10可知，虽然绝对值不同，但关于AL，对于熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))与保持力(N)的关系，也存在与SPCC、SUS相同的上述的趋势。(因此，仅示出板厚t＝10.0mm的曲线图。)因此，对于AL，也对于熔敷突出片11的长度L及宽度W的每一个，根据与板厚t的关系求出形成伴随熔敷的接合部X优选的范围。此外，关于表、曲线图所示以外的板厚(t＝2.0mm)也进行保持力的测定，也使用这些测定结果。

图11(a)表示关于长度L的近似直线。关于AL，长度L的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(13)地求出。

L＝1.4615t+7.5385…(13)

同样地，长度L的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(14)地求出。

L＝1.7436t+12.5897…(14)

即，关于AL，根据上述数式(13)及数式(14)，如下述数式(15)地求出熔敷突出片11的长度L相对于板厚t的优选的范围。

(1.4615t+7.5385)≤L≤(1.7436t+12.5897)[t≥1.0]…(15)

同样地，图11(b)表示关于宽度W的近似直线。关于AL，宽度W的下限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(16)地求出。

W＝0.2910t+0.8256…(16)

同样地，宽度W的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(17)地求出。

W＝0.3064t+1.2603…(17)

即，关于AL，根据上述数式(16)及数式(17)，如下述数式(18)地求出熔敷突出片11的宽度W相对于板厚t的优选的范围。

(0.2910t+0.8256)≤W≤(0.3064t+1.2603)[t≥1.0]…(18)

关于AL，通过形成具有使上述数式(15)及数式(18)双方成立的板厚t、长度L以及宽度W的熔敷突出片11，能够稳定形成伴随熔敷的接合部X。此外，板厚t也是工件1的板厚。

接下来，对上述的“退避量R”详细地进行说明。在下述表10中示出测定SPCC中的退避量R(mm)与保持力(N)的关系的结果。表10所示的保持力基于实际的测定。测定中使用的加工品3的大小是一边为65mm的正方形，熔敷突出片11在各边各形成有一个。熔敷突出片11的自由端(接合部X)位于各边的中央。表中的保持力是每一个熔敷突出片11的保持力。这里的测定使用的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W(mm))基于用于求出上述的数式(3)及数式(6)的结果(参照表1～3：退避量R是槽宽SW的一半)决定。

具体来说，针对每一板厚t使用记录最大保持力(熔敷峰值)的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W)，测定退避量R与保持力的关系。即，在板厚t＝1.0mm的情况下，使用长度L＝17.5mm及宽度W＝1.25mm的熔敷突出片11进行测定(参照表1)。同样地，在板厚t＝2.3mm的情况下，设定长度L＝17.5mm及宽度W＝1.25mm。在板厚t＝3.2mm的情况下，设定长度L＝17.5mm及宽度W＝1.75mm(参照表2)。在板厚t＝4.5mm的情况下，设定长度L＝17.5mm及宽度W＝1.50mm。在板厚t＝9.0mm的情况下，设定长度L＝22.5mm及宽度W＝2.25mm(参照表3)。

在表中的保持力是0.0的情况下，表示加工品3落下。表示形成有伴随熔敷的接合部X的情况的格子用粗虚线示出。其中，用粗实线表示在各板厚t中保持力为最大值的情况的格子。

[表10]

保持力(单位:N)SPCC

另外，图12表示表10的曲线图。此外，在图12的曲线图中仅示出了板厚t＝2.3mm、3.2mm、4.5mm的情况。另外，在图12的曲线图中还包括不伴随熔敷仅基于按压力而形成的保持力的情况(退避量R大的一侧)。如从表10及图12可知地，在各板厚t中，在退避量R与保持力之间存在相同的趋势。即，如果退避量R小，则保持力变小，即使退避量R大，保持力也变小。虽然针对每一板厚t记录保持力的最大值的退避量R的绝对值不同，但均在形成伴随熔敷的接合部X的范围的大致中央记录保持力的最大值。

而且，基于表10的测定结果，根据与板厚t的关系求出退避量R的优选的范围。参照图13，具体地进行说明。首先，求出形成伴随熔敷的接合部X的退避量R的上限。针对每一板厚t，将形成伴随熔敷的接合部X的上限值(熔敷上限值)标示于横轴为板厚t(mm)、纵轴为退避量R(mm)的曲线图上，用公知的方法求出近似直线。具体来说，如果标示(板厚t，退避量R)＝(1.0，0.200)、(2.3，0.225)、(3.2，0.225)、(4.5，0.300)、(9.0，0.400)并求出近似直线，则关于SPCC，退避量R的上限的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(19)地求出。

R＝0.0261t+0.1654…(19)

另一方面，求出形成伴随熔敷的接合部X的退避量R的下限。如表10所示，就形成伴随熔敷的接合部X的下限值(熔敷下限值)而言，在任何板厚t下，均为退避量R＝0.000mm，因此作为常数函数求出下述数式(20)。

R＝0…(20)

但是，虽然稍后参照图3(c)叙述，但如果退避量R小，则可能无法实现充分的熔敷。因此，优选的是，至少宽度槽7W和轮廓槽9不完全重叠，即设为0＜R(≤SW)。因此，取代上述数式(20)，得到下述数式(20)’。

R＞0…(20)’

即，关于SPCC，根据上述数式(19)及数式(20)’，如下述数式(21)地求出退避量R相对于板厚t的优选的范围。

0＜R≤(0.0261t+0.1654)[t≥1.0]…(21)

另外，图14中还示出了使用每个上述的板厚t的使用最大保持力(熔敷峰值)求出的近似直线。关于SPCC，退避量R的熔敷峰值的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(22)地求出。

R＝0.0170t+0.1020…(22)

在此，如果退避量R大，则保持力变小，认为这是因为在长度槽7L的末端形成有图3(a)的α部。该α部分熔融并与加工品3的周面熔敷，形成接合部X，但认为形成α部对熔敷产生影响。在熔敷时，认为优选在熔敷部作用按压力，但认为如果形成α部，则作用于熔敷部的按压力分散。

另一方面，如果退避量R小，则保持力变小，这被认为原因在于，如图3(c)所示，在形成轮廓槽9时，在激光横切宽度槽7W的末端时未进行激光切割，不发热，因此，熔敷突出片11的自由端(的轮廓槽9侧的部分)未充分熔融。特别是在激光横切宽度槽7W的末端时，不仅不发热，而且辅助气体以宽度槽7W与轮廓槽9的重叠部为中心对周围(包括熔敷突出片11的自由端、加工品3的周面)进行冷却，因此，进一步难以熔敷。

在此，在退避量R是槽宽SW的大致一半的值时保持力成为峰值，这被认为其原因在于，如图3(b)所示，通过β部，在横切宽度槽7W的末端时发热被维持，从而可靠地形成熔融部。不仅如此，还认为其原因还在于，由于熔敷突出片11的自由端形成为直角的角部，因此对熔敷部充分作用按压力(按压力不会分散到大的面积，而集中于角部)。另外，通过形成β部，轮廓槽9的激光切割时的热经由β部也传递到其周围(包括熔敷突出片11的自由端、加工品3的周面)，因此认为基于上述的辅助气体而进行的冷却的影响小。

另外，图12的曲线图的横轴是退避量R的绝对值。图14表示将横轴的退避量R转换成相对于板厚t的比例(相对值)的曲线图。如从图14的曲线图可知地，保持力的峰值与作为相对于板厚t的相对值的退避量R有明确的相关。该相关在上述的熔敷下限值、熔敷上限值中表示出相同的趋势，在大致相同的退避量R(相关值：4.5％左右)处记录最大值。因此，根据这些结果，退避量R相对于板厚t优选为3.0～6.0％，特别优选为3.5～5.5％。如果退避量R(相关值)低于该范围的下限值、或者超过上限值，则保持力降低。反之，如果退避量R(相关值)在这些范围内，则保持力比在范围外提高(板厚t越大，该趋势越显著)。

表10示出了SPCC中的退避量R与保持力的关系。关于SUS，也同样地测定退避量R(mm)与保持力(N)的关系。在下述表11中表示测定SUS中的退避量R与保持力的关系的结果。另外，在图15中表示基于表11的测定结果求出的相对于板厚t的退避量R的优选的范围。即，关于SUS，退避量R相对于板厚t的优选的范围如下述数式(23)地求出。

0＜R≤(0.0249t+0.2068)[t≥1.0]…(23)

[表11]

保持力(单位:N)SUS

另外，在图15中还示出了使用每一上述的板厚t的最大保持力(熔敷峰值)求出的近似直线。关于SUS，退避量R的熔敷峰值的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(24)地求出。

R＝0.0250t+0.1000…(24)

关于AL，也同样地测定退避量R(mm)与保持力(N)的关系。在下述表12中示出测定AL中的退避量R与保持力的关系的结果。另外，在图16中示出基于表12的测定结果求出的相对于板厚t的退避量R的优选的范围。即，关于AL，退避量R相对于板厚t的优选的范围如下述数式(25)地求出。

0＜R≤(0.0221t+0.2063)[t≥1.0]…(25)

[表12]

保持力(单位:N)AL

另外，在图16中还示出了使用每一上述的板厚t的最大保持力(熔敷峰值)求出的近似直线。关于AL，退避量R的熔敷峰值的近似直线作为板厚t的函数如下述数式(26)地求出。

R＝0.0046t+0.1054…(26)

在此，一边参照图17～图19，一边说明伴随熔敷的接合部X相对于微接合的优点之一。图17(a)是上述表1(SPCC：板厚t＝1.0mm)中的熔敷突出片11的宽度W＝1.25mm的数据(包括最大保持力)的曲线图。图17(a)的曲线图示出了通过将熔敷突出片11的长度L进行几mm改变，能够控制保持力。另一方面，图17(b)示出了微接合的保持力相对于宽度的变化。当然，SPCC是板厚t＝1.0mm的情况。图17(b)的曲线图示出了仅通过微接合的宽度改变零点几mm[several sub-millimeters]，保持力就会大幅改变。

即，与微接合相比，使用本实施方式的伴随熔敷突出片11的熔敷的接合部X能够更容易地控制保持力。另外，从上述表1～表9可知，本实施方式的伴随熔敷的接合部X不仅通过熔敷突出片11的长度L，通过将宽度W改变几mm也能够控制保持力。而且，通过改变退避量R也能够控制保持力。当然也能够将这些参数组合来控制保持力。即，控制参数多，且从这一点出发，也易于进行保持力的控制。

在图18(a)及图18(b)中示出SUS的情况下的同样的数据。在图19(a)及图19(b)中示出AL的情况下的同样的数据。从图18及图19可知，SUS及AL的情况也表现出同样的趋势。因此，在SUS及AL的情况下，与微接合相比，使用本实施方式的伴随熔敷突出片11的熔敷的接合部X也能够更容易地控制保持力。

接下来，对实施方式的激光切割加工装置21进行说明。以下对激光切割加工装置21的结构进行说明。如图20所示，激光切割加工装置21具备支撑工件1的[support frame]23。在支撑框架23沿X轴方向移动自如地设有门形的移动框架[movable frame]25。在移动框架25沿Y轴方向移动自如地设有滑块27。在滑块27上下(沿Z轴方向)移动自如地[movablevertically(in a Z-axis direction)]配备有激光加工头29。

激光加工头29设为相对于工件1沿X、Y、Z轴方向相对移动自如。激光加工头29向X、Y、Z轴方向的相对的定位通过驱动X轴伺服马达、Y轴伺服马达以及Z轴伺服马达(未图示)来控制。为了利用激光加工头29对工件1进行激光切割，设有作为激光振荡器的一例的光纤激光振荡器31。光纤激光振荡器31和激光加工头29通过光纤33连接。

上述的激光切割加工装置21由其控制装置[control device]35(参照图21)控制。激光加工头29的动作及激光振荡器31的动作也由控制装置35控制，且如上述地从工件1激光切割加工品3。控制装置35由计算机构成，具备CPU、HDD、RAM、ROM、输入装置[inputdevice]37、显示装置[display device]39等。在输入装置37连接有向控制装置35供给(发送)加工程序[processing program]的自动编程装置41。此外，由自动编程装置41生成的加工程序(NC数据)除了有线、无线通信外，还能够通过适当的存储介质供给至控制装置35。

控制装置35具备存储加工程序的加工程序存储器43。另外，控制装置35也具备程序解析部[program analyzer]45。程序解析部45读取并解析存储于加工程序存储器43的加工程序，并运算加工品3的工件1上的配置位置、形状以及尺寸。而且，控制装置35也具备进行各种运算[various arithmetic calculations]的运算部[arithmetic section]47。运算部47包括重量运算部[weight arithmetic section]47A，该重量运算部47A参照解析加工程序得到的加工品3的形状及尺寸以及工件1的材质及厚度[material and thickness]等运算加工品3的重量，并且运算加工品3的重心位置和/或中心位置。另外，运算部47也包括运算配置于加工品3的周围的熔敷突出片11的按压力的保持力运算部[retention forcearithmetic section]47B。

保持力运算部47B参照工件1的板厚t、熔敷突出片11的长度L、宽度W以及其它激光切割条件，运算保持力＝f(板厚t，长度L，宽度W，其它激光切割条件)[f(a，b，c，d)表示变量a～d的函数]。其它激光切割条件除了上述的退避量R，还包括激光输出、加工速度、焦点位置、脉冲输出占空比、辅助气体压力、头喷嘴直径等。从而，难以唯一地确定激光切割条件。因此，为了唯一地确定激光切割条件，控制装置35也具备切割条件参数存储器[cuttingcondition parameter memory]57。

在切割条件参数存储器57中存储有各种参数。即，针对工件1的每一材质、厚度t变更激光输出、加工速度、焦点位置、脉冲输出占空比、辅助气体压力、头喷嘴直径等，预先测定激光切割时的残留应力，且这些各种加工条件作为参数存储于切割条件参数存储器57。因此，可以与激光加工条件对应地从切割条件参数存储器57选择适当的参数。

另外，控制装置35也具备接合条件参数存储器[joint condition parametermemory]59，上述的退避量R与板厚t取得关联，并存储于接合条件参数存储器59。例如，在工件1的材质是低碳钢系材料(SPCC)的情况下，从满足上述数式(21)的(厚度t、退避量R)的数据库中选择。此外，此时，若满足数式(22)，则能够有效地将保持力设定得较大，因此，在选择时也可以考虑数式(22)。或者，也可以是，在接合条件参数存储器59中存储有数式(21)[即，图13的曲线图＝图谱(マップ)]，基于工件1的厚度t，根据数式(21)[以及数式(22)]决定退避量R(＝t的函数)。同样地，在工件1是不锈钢系材料(SUS)的情况下，利用上述数式(23)及数式(24)[即，图15的曲线图＝图谱]，在工件1是铝系材料(AL)的情况下，利用上述数式(25)及数式(26)[即，图16的曲线图＝图谱]。

而且，运算部47也包括基于重量运算部47A的运算结果和保持力运算部47B的运算结果运算设置的熔敷突出片11的数量的个数运算部[number arithmetic section]47C。在运算结果中包括小数点以下的部分的情况下，个数运算部47C将运算结果上提，设为整数。

而且，控制装置35也具备熔敷突出片配置部[welding protruding-tabarranger]49。熔敷突出片配置部49基于由程序解析部45解析并存储于解析数据存储器45A的加工品3的配置位置、形状以及尺寸等解析数据、以及个数运算部47C的运算结果，在加工品3的周围配置熔敷突出片11。

例如，在设置一个熔敷突出片11的情况下，熔敷突出片配置部49在从加工品3的重心位置[barycentric position]或中心位置[center position]到轮廓线9L的距离最小的位置以熔敷突出片11的按压力朝向重心或中心的方式配置熔敷突出片11。在设置两个以上熔敷突出片11的情况下，在加工品3的周围沿着周向等间隔配置熔敷突出片11。

也可以是，在个数运算部47C对熔敷突出片11的个数的运算后在显示装置39的显示画面[display screen]39A显示加工品3，操作鼠标等输入装置，在加工品3的周围配置熔敷突出片11。在该情况下，熔敷突出片11的个数也可以比由个数运算部47C运算出的个数多。另外，在该情况下，显示装置39、鼠标等也作为熔敷突出片配置部49发挥作用。

熔敷突出片11的形状及尺寸(长方形的长度L及宽度W)与工件1的材质(SPCC、SUS、AL等)及厚度t以及加工品3的形状及尺寸对应地作为参数预先通过实验求出。另外，用于决定熔敷突出片11的形状及尺寸的参数存储于工件参数存储器51。因此，熔敷突出片11的适当的形状及尺寸与工件1的材质及厚度t对应地从工件参数存储器51选择。

存储于工件参数存储器51的参数例如在工件1的材质是低碳钢系材料(SPCC)的情况下，从满足上述数式(3)及数式(6)双方的(厚度t、长度L、宽度W)的数据库中选择。或者，也可以是，在工件参数存储器51中存储有数式(3)及数式(6)[即，图7(a)及图7(b)的曲线图＝图谱]，基于工件1的厚度t，根据数式(3)及数式(6)决定长度L及宽度W(＝t的函数)。同样地，在工件1是不锈钢系材料(SUS)的情况下，利用上述数式(9)及数式(12)[即，图9(a)及图9(b)的曲线图＝图谱]，在工件1是铝系材料(AL)的情况下，利用上述数式(15)及数式(18)[即，图11(a)及图11(b)的曲线图＝图谱]。此外，为了加工而选择的参数作为接合条件保存于接合条件参数存储器59。

当选择熔敷突出片11的形状及尺寸时，与选择的熔敷突出片11的形状及尺寸对应地生成用于对熔敷突出片11进行激光切割的加工程序(＝激光切割程序)。即，控制装置35具备预先存储有与熔敷突出片11的各种形状及尺寸对应的各种激光切割程序[variouslaser cutting programs](＝加工程序)的激光切割程序存储器53。当通过参数决定了熔敷突出片11的形状及尺寸时，加工程序生成部[processing program generator]55与决定的参数对应地从激光切割程序存储器53选择适当的激光切割程序并存储于加工程序存储器43。

而且，控制装置35具备轴移动控制部[axial motion controller]61。轴移动控制部61根据存储于加工程序存储器43的加工程序控制激光加工头29的X、Y、Z轴方向的轴移动。

例如，在从工件1切割加工品3的情况下，当由自动编程装置41生成的加工程序存储于加工程序存储器43时，由程序解析部45进行加工程序的解析。然后，工件1的材质和厚度以及加工品3的形状和尺寸作为解析数据存储于解析数据存储器45A。

当解析加工程序时，重量运算部47A基于解析数据(工件1的材质和厚度t以及加工品3的形状和尺寸)运算加工品3的重量。另外，基于解析数据，从工件参数存储器51选择熔敷突出片11的适当的形状及尺寸(如上述地，利用上述数式(3)及数式(6)等)。此外，在重量运算部47A与熔敷突出片11的保持力相关联地运算加工品3的重量时，还可以在解析数据中包括用于考虑通过加工时的辅助气体压力按压加工品3的力的数据。

当从工件参数存储器51选择了熔敷突出片11的适当的形状及尺寸时，从切割条件参数存储器57及接合条件参数存储器59选择用于对熔敷突出片11进行激光切割的适当的激光切割条件(如上述地，利用上述数式(21)等)。然后，加工程序生成部55基于选择的激光切割条件以及熔敷突出片11的形状及尺寸，生成熔敷突出片11的激光切割程序(＝加工程序)并存储于加工程序存储器43。另外，保持力运算部47B基于选择的激光切割条件以及熔敷突出片11的长度L及宽度W运算熔敷突出片11的保持力。

基于重量运算部47A的运算结果及保持力运算部47B的运算结果，以防止加工品3从工件1落下的方式由个数运算部47C运算保持加工品3的熔敷突出片11的所需个数。此外，也可以是，不使用保持力运算部47B，预先通过实验决定对于保持对象的重量所需的标准形状的熔敷突出片11的数量，且基于保持对象的重量计算熔敷突出片11的所需数量。

当由个数运算部47C运算出熔敷突出片11的个数时，通过熔敷突出片配置部49在加工品3的周围配置熔敷突出片11。此外，个数运算部47C运算所需的最少个数。从而，也能够在例如显示于显示装置39的显示画面39A的加工品3的周围通过鼠标等输入装置追加配置熔敷突出片11。

当设定了熔敷突出片11的配置位置时，与熔敷突出片11的配置位置对应地激光切割切割槽7。然后，在切割槽7的激光切割后，按照存储于加工程序存储器43的加工程序激光切割加工品3的轮廓线9L，形成轮廓槽9。此时，熔敷突出片11的自由端与加工品3的周面熔敷，通过配置于加工品3的周围的多个熔敷突出片11保持为使加工品3不会从工件1落下。

在上述的说明中，自动编程装置41生成的加工程序存储于控制装置35的加工程序存储器43，控制装置35的程序解析部45解析存储于加工程序存储器43的加工程序。但是，也可以是，生成激光切割程序(＝加工程序)的自动编程装置41自身解析激光切割程序，由程序传送部[program transferrer]65(参照图22)将解析出的激光切割程序传送到控制装置35。

参照图22对该情况下的自动编程装置41的结构进行说明。此外，对与已经说明了的激光切割加工装置21的控制装置35的结构相同或同等的结构标注相同的符号，并省略它们的重复的说明。

如图22所示，自动编程装置41具备与控制装置35的运算部47同样的运算部47。因此，当操作人员从CAD63输入加工品3的形状及尺寸时，自动编程装置41运算加工品3的重量以及配置于加工品3的周围的熔敷突出片11的保持力及个数(重量运算部47A、保持力运算部47B以及个数运算部47C)。然后，自动编程装置41运算熔敷突出片11的个数，熔敷突出片配置部49在加工品3的周围配置熔敷突出片11。

当在加工品3的周围设定了熔敷突出片11的配置位置时，加工程序生成部55生成激光切割熔敷突出片11及加工品3的激光切割程序(＝加工程序)。加工程序生成部55将自身生成的激光切割程序存储于加工程序存储器43。程序传送部65将存储于加工程序存储器43的激光切割程序传送到控制装置35。

此外，在上述的激光切割加工装置21(参照图21)、自动编程装置41(参照图22)中，上述的各种存储器(加工程序存储器43等)由上述的计算机的HDD、ROM、RAM等构成。另外，上述的各种运算部(重量运算部47A等)由上述的计算机的CPU等构成。

在上述的例子中，在(基于激光切割加工装置21的控制装置35或自动编程装置41)生成加工程序时决定(选择)熔敷突出片11的长度L及宽度W、以及退避量R。但是，也可以是，在进行激光切割时，基于操作人员的输入，程序中的这些参数由激光切割加工装置21(的控制装置35)修正(调整)。例如，也可以是，操作人员使用输入装置37将所希望的的保持力输入激光切割加工装置21(控制装置35)，从而这些参数被修正(调整)。根据上述的参数(厚度t、长度L、宽度W、退避量R)难以理解保持力，因此向控制装置35直接输入容易理解的保持力，并基于该保持力修正(调整)参数。

图23表示这样的情况下的一例的流程图。以下，参照图23进行说明。首先，通过CAD/CAM创建程序(步骤S10)。这相当于上述的控制装置35或自动编程装置41的加工程序(激光切割程序)的生成。然后，读出加工程序(步骤S20)。即，向激光切割加工装置21的控制装置35输入加工程序。

控制装置35识别读出的激光切割条件(＝激光加工条件)(步骤S30)。该加工条件也包括上述的运算出的熔敷突出片11的配置位置。接下来，控制装置35判断读出的加工条件与基于上次加工时输入的(调整过的)保持力的加工条件(接合条件)是否相同(步骤S40)。即，步骤S40基于所希望的保持力的输入进行判断。此外，也可以是，与所希望的保持力的输入同时地也能够输入(修正)上述之外的激光切割条件(退避量R、激光输出、加工速度、焦点位置、脉冲输出占空比、辅助气体压力、头喷嘴直径等)。

如果这次输入的保持力与上次加工时进行了调整的保持力相同，则步骤S40为肯定。另一方面，如果这次输入的保持力与上次加工时进行了调整的保持力不同，则步骤S40为否定。在步骤S40为否定的情况下，判断是否调整保持力(步骤S50)。此外，在不输入所希望的的保持力而原样使用程序的保持力的情况下，步骤S40及步骤S50双方为否定，原样使用程序的保持力。另一方面，在步骤S40为肯定的情况下，判断是否原样使用上次加工时进行了调整的保持力(步骤S80)。在步骤S80为否定，判断为不使用上次加工时进行了调整的保持力的情况下，也判断是否这次重新调整保持力(步骤S50)。

在步骤S50为肯定的情况下，基于输入保持力得到的所希望的的保持力进行运算，修正长度L、宽度W以及退避量R，决定进行了调整的加工条件。然后，判断是否保存该调整后的这次的加工条件(步骤S60)。在步骤S60为肯定的情况下，将调整后的这次的加工条件(接合条件)保存于存储器(步骤S70)。所保存的接合条件在下次的加工时在步骤S40中被参照。在调整后的加工条件保存于存储器后，为了以该加工条件进行这次的激光切割，按照该加工条件变更程序(步骤S90)。此外，在步骤S50为否定的情况下，使用上次的加工条件，因此按照上次的加工条件变更程序(步骤S90)。另外，在步骤S60为否定的情况下，不将这次的加工条件保存于存储器，且按照这次的加工条件变更程序(步骤S90)。

之后，在步骤S90之后，开始激光加工(步骤S100)。在经由步骤S70的情况下，以这次进行了调整的保持力开始激光加工。在经由步骤S80的肯定的情况下，以与上次进行了调整的保持力相同的保持力开始激光加工。在该情况下，能够省略再次的保持力的运算(步骤S50～S70)。另外，在经由步骤S50的否定的情况下，以程序的原样的保持力开始激光加工。

在步骤S100之后，判断在加工中保持力是否适当(步骤S110)。具体来说，在此，监视加工品3是否未从工件1偏移或脱落(或者，图4所示的废料5是否未从加工品3偏移或脱落)。该监视可以通过操作人员的目视进行，也可以使用摄像机等自动进行。在基于操作人员的目视的情况下，步骤S110基于操作人员向激光切割加工装置21的输入操作(参照输入装置37)，在步骤S110设为否定。

在步骤S110为否定的情况下，激光切割加工装置21停止，再次进行从步骤S50起的处理，重新计算保持力。此外，在步骤S120中，可以自动停止，也可以在对操作人员的通知(参照显示装置39)后基于操作人员对激光切割加工装置21的停止操作(参照输入装置37)而停止。另一方面，在步骤S110为肯定的情况下，没有问题地激光切割工件1，因此继续加工(步骤S130)。如果程序的全部处理结束，则加工结束。

根据本实施方式，能够将加工品3(或者形成于加工品3内部的孔的废料5)通过与熔敷突出片11的熔敷来保持。该熔敷在熔敷突出片11的自由端的极微小的范围进行，因此即使去除熔敷形成的接合部X，也几乎不会残留痕迹。另外，由于不仅由残留应力而引起的按压力，还通过熔敷保持，因此能够可靠地保持。而且，经过了长时间后残留应力会释放，因此因残留应力而引起的按压力经过长时间后可能变弱。由于通过熔敷保持，因此能够长期间稳定地保持。另外，如上所述，与微接合相比，也具有容易控制保持力的优点。

特别是在形成熔敷突出片11时，通过设定上述的退避量R(0＜R＜槽宽SW)，能够形成伴随熔敷的接合部X。另外，通过将熔敷突出片11形成为长方形状，能够使其自身可靠地弯曲，并且确保其自身的刚性。其结果，能够确保因弯曲而引起的自由端向接合部X的按压力，实现可靠的熔敷。

在用于形成熔敷突出片11的切割槽7的长度槽7L形成基端孔7Ls，从基端孔7Ls激光切割切割槽7(长度槽7L及宽度槽7W)，从而能够容易形成长方形状的熔敷突出片11，准确且容易地设定退避量R。在此，通过使基端孔7Ls的直径比轮廓槽9的槽宽SW大，能够使熔敷突出片11的弯曲支点P靠近轮廓槽9(轮廓线9L)。从而，能够促进熔敷突出片11的弯曲，使伴随熔敷的接合部X可靠地形成。

如果工件1(即，熔敷突出片11)的厚度t过薄，则难以形成伴随熔敷的接合部X。因此，在工件1的材质是低碳钢系材料、不锈钢系材料或铝系材料的情况下，通过将厚度t设为1.0mm以上，能够形成伴随熔敷的接合部X。

在此，在低碳钢系材料的情况下，通过以具有由满足上述数式(3)及数式(6)双方的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状形成熔敷突出片11，能够如使用表、曲线图说明地实现良好的保持力。同样地，在不锈钢系材料的情况下，通过以具有由满足上述数式(9)及数式(12)双方的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状形成熔敷突出片11，能够实现良好的保持力。在铝系材料的情况下，通过以具有由满足上述数式(15)及数式(18)双方的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状形成熔敷突出片11，能够实现良好的保持力。通过使用这些数式，能够基于厚度t容易地决定实现良好的保持力的熔敷突出片11的尺寸(长度L及宽度W)。

而且，在此，在低碳钢系材料的情况下，通过以满足上述数式(21)的退避量R形成熔敷突出片11，能够如使用表、曲线图说明地实现更良好的保持力。同样地，在不锈钢系材料的情况下，通过以满足上述数式(23)的退避量R形成熔敷突出片11，能够实现更良好的保持力。在铝系材料的情况下，通过以满足上述数式(25)的退避量R形成熔敷突出片11，能够实现更良好的保持力。通过使用这些数式，能够基于厚度t容易地决定实现更良好的保持力的退避量R。

本发明不限于上述的实施方式。例如，在上述实施方式中，从满足数式(3)及数式(6)等的(厚度t、长度L、宽度W)的数据库中为了加工而选择出的参数作为接合条件保存于接合条件参数存储器59。满足数式(3)及数式(6)等的(厚度t、长度L、宽度W)的数据库(或图7的曲线图＝图谱等)也可以作为接合条件保存于接合条件参数存储器59。在该情况下，在选择用于加工的参数时，参照保存于接合条件参数存储器59的数据库、图谱。另外，也可以是，接合条件参数存储器59统合于切割条件参数存储器57，接合条件保存于切割条件参数存储器57。

日本专利申请第2018－177354号(2018年9月21日申请)的全部内容通过参照并入本说明书。通过参照本发明的实施方式如上述地对本发明进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。本发明的范围根据权利要求书来决定。

Claims (31)

1.一种激光切割加工方法，从板状的工件切割加工品，该激光切割加工方法的特征在于，

(a)在从上述工件切割的上述加工品的周围预先激光切割加工熔敷突出片的切割槽，该熔敷突出片因沿着上述加工品的轮廓线的激光切割而弯曲，并按压上述加工品的周面，

(b)通过沿着上述加工品的上述轮廓线进行激光切割，形成轮廓槽，且使上述熔敷突出片的自由端熔敷于上述加工品的周面。

2.根据权利要求1所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述熔敷突出片形成为沿着上述加工品的上述轮廓线较长的长方形状，上述切割槽包括与上述轮廓线平行的长度槽和与上述长度槽呈直角的宽度槽，

从上述轮廓槽的槽宽减去形成上述轮廓槽时的上述宽度槽与上述轮廓槽的重叠长度后的长度即退避量R为R＞0。

3.根据权利要求2所述的激光切割加工方法，其特征在于，

在上述加工品的内部形成孔的情况下，在上述孔的内侧的废料的周围预先激光切割加工熔敷突出片的切割槽，该熔敷突出片因沿着孔的轮廓线的激光切割而弯曲，并按压上述孔的内周面。

4.根据权利要求3所述的激光切割加工方法，其特征在于，

在激光切割加工上述孔的内侧的上述废料后，激光切割加工上述加工品。

5.根据权利要求2所述的激光切割加工方法，其特征在于，

在上述长度槽的切割开始端激光加工基端孔，从上述基端孔起激光切割加工上述切割槽。

6.根据权利要求5所述的激光切割加工方法，其特征在于，

使上述基端孔的直径比上述轮廓槽的槽宽大。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由低碳钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上。

8.根据权利要求2所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由低碳钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

在将上述熔敷突出片的沿着上述长度槽的长度设为长度L(mm)，且将上述熔敷突出片的沿着上述宽度槽的宽度设为宽度W(mm)的情况下，上述熔敷突出片形成为具有由同时满足下述数式的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状：

(0.5294t+12.8825)≤L≤(0.6948t+21.2208)

(0.0973t+0.8609)≤W≤(0.1833t+1.3168)。

9.根据权利要求2或8所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由低碳钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

以上述退避量R(mm)满足下述数式的方式形成上述宽度槽：

0＜R≤(0.0261t+0.1654)。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由不锈钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上。

11.根据权利要求2所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由不锈钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

在将上述熔敷突出片的沿着上述长度槽的长度设为长度L(mm)，且将上述熔敷突出片的沿着上述宽度槽的宽度设为宽度W(mm)的情况下，上述熔敷突出片形成为具有由同时满足下述数式的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状：

(0.8718t+11.2949)≤L≤(1.5769t+16.4231)

(0.1167t+0.8167)≤W≤(0.1923t+1.3077)。

12.根据权利要求2或11所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由不锈钢系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

以上述退避量R(mm)满足下述数式的方式形成上述宽度槽：

0＜R≤(0.0249t+0.2068)。

13.根据权利要求1～6中任一项所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由铝系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上。

14.根据权利要求2所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由铝系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

在将上述熔敷突出片的沿着上述长度槽的长度设为长度L(mm)，且将上述熔敷突出片的沿着上述宽度槽的宽度设为宽度W(mm)的情况下，上述熔敷突出片形成为具有由同时满足下述数式的板厚t、长度L以及宽度W规定的尺寸的形状：

(1.4615t+7.5385)≤L≤(1.7436t+12.5897)

(0.2910t+0.8256)≤W≤(0.3064t+1.2603)。

15.根据权利要求2或14所述的激光切割加工方法，其特征在于，

上述工件由铝系材料形成，将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

以上述退避量满足下述数式的方式形成上述宽度槽：

0＜R≤(0.0221t+0.2063)。

16.一种激光切割加工装置，其从板状的工件切割加工品，该激光切割加工装置的特征在于，具备：

激光加工头，其相对于上述工件沿X、Y、Z轴方向相对移动自如；以及

控制装置，其控制上述激光加工头的动作，

上述控制装置具备：

加工程序存储器，其存储激光切割加工上述加工品的加工程序；

程序解析部，其解析上述加工程序并运算上述加工品的形状及尺寸；

重量运算部，其基于解析出的上述加工品的形状及尺寸以及上述工件的板厚运算上述加工品的重量；

个数运算部，其基于上述重量运算部的运算结果运算熔敷突出片的个数，该熔敷突出片在通过沿着上述加工品的轮廓线的激光切割形成轮廓槽时弯曲且自由端与上述加工品的周面熔敷；

熔敷突出片配置部，其基于上述个数运算部的运算结果，在上述加工品的周围配置上述熔敷突出片；

加工程序生成部，其生成在由上述熔敷突出片配置部配置的位置形成熔敷突出片的激光切割程序；

上述加工程序存储器，其存储由上述加工程序生成部生成的上述激光切割程序；以及

轴移动控制部，其根据存储于上述加工程序存储器的上述激光切割程序控制上述激光加工头的轴移动。

17.根据权利要求16所述的激光切割加工装置，其特征在于，

上述控制装置还具备：

工件参数存储器，其将形成为长方形状的上述熔敷突出片的长度L及宽度W的参数与上述工件的材质及板厚t对应地存储；以及

接合条件参数存储器，其将上述熔敷突出片的激光加工条件作为参数存储，

上述熔敷突出片通过切割槽和上述轮廓槽形成为沿着上述加工品的上述轮廓线较长的长方形状，上述切割槽包括与上述轮廓线平行的长度槽和与上述长度槽呈直角的宽度槽，

上述接合条件参数存储器将退避量R与存储于上述工件参数存储器的上述板厚t相关联地存储，上述退避量R为从上述轮廓槽的槽宽减去形成上述轮廓槽时的上述宽度槽与上述轮廓槽的重叠长度后的长度，且超过0。

18.根据权利要求17所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为低碳钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)作为上述参数而存储：

(0.5294t+12.8825)≤L≤(0.6948t+21.2208)

(0.0973t+0.8609)≤W≤(0.1833t+1.3168)。

19.根据权利要求17或18所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为低碳钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0261t+0.1654)。

20.根据权利要求17所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为不锈钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)作为上述参数而存储：

(0.8718t+11.2949)≤L≤(1.5769t+16.4231)

(0.1167t+0.8167)≤W≤(0.1923t+1.3077)。

21.根据权利要求17或20所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为不锈钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0249t+0.2068)。

22.根据权利要求17所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为铝系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)作为上述参数而存储：

(1.4615t+7.5385)≤L≤(1.7436t+12.5897)

(0.2910t+0.8256)≤W≤(0.3064t+1.2603)。

23.根据权利要求17或22所述的激光切割加工装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为铝系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0221t+0.2063)。

24.一种激光切割加工装置的自动编程装置，其特征在于，具备：

重量运算部，其基于从CAD输入的加工品的形状及尺寸以及工件的板厚t运算上述加工品的重量；

个数运算部，其基于上述重量运算部的运算结果运算熔敷突出片的个数，该熔敷突出片在通过沿着上述加工品的轮廓线的激光切割形成轮廓槽时弯曲且自由端与上述加工品的周面熔敷；

熔敷突出片配置部，其基于上述个数运算部的运算结果在上述加工品的周围配置上述熔敷突出片；

加工程序生成部，其生成在由上述熔敷突出片配置部配置的位置形成上述熔敷突出片且激光切割加工上述加工品的激光切割程序；

加工程序存储器，其存储由上述加工程序生成部生成的上述激光切割程序；以及

程序传送部，其将存储于上述加工程序存储器的上述激光切割程序传送到上述激光切割加工装置的控制装置。

25.根据权利要求24所述的自动编程装置，其特征在于，还具备：

工件参数存储器，其将形成为长方形状的上述熔敷突出片的长度L及宽度W的参数与上述工件的材质及板厚t对应地存储；以及

接合条件参数存储器，其将上述熔敷突出片的激光加工条件作为参数存储，

上述熔敷突出片通过切割槽和上述轮廓槽形成为沿着上述加工品的上述轮廓线较长的长方形状，上述切割槽包括与上述轮廓线平行的长度槽和与上述长度槽呈直角的宽度槽，

上述接合条件参数存储器将退避量R与存储于上述工件参数存储器的上述板厚t相关联地存储，上述退避量R为从上述轮廓槽的槽宽减去形成上述轮廓槽时的上述宽度槽与上述轮廓槽的重叠长度后的长度，且超过0。

26.根据权利要求25所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为低碳钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)作为上述参数而存储：

(0.5294t+12.8825)≤L≤(0.6948t+21.2208)

(0.0973t+0.8609)≤W≤(0.1833t+1.3168)。

27.根据权利要求25或26所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为低碳钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0261t+0.1654)。

28.根据权利要求25所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为不锈钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)设为上述参数而存储：

(0.8718t+11.2949)≤L≤(1.5769t+16.4231)

(0.1167t+0.8167)≤W≤(0.1923t+1.3077)。

29.根据权利要求25或28所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为不锈钢系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0249t+0.2068)。

30.根据权利要求25所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为铝系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述工件参数存储器将同时满足下述数式的上述熔敷突出片的上述长度L(mm)及上述宽度W(mm)作为上述参数而存储：

(1.4615t+7.5385)≤L≤(1.7436t+12.5897)

(0.2910t+0.8256)≤W≤(0.3064t+1.2603)。

31.根据权利要求25或30所述的自动编程装置，其特征在于，

将上述工件的上述材质设为铝系材料，且将上述工件及上述熔敷突出片的板厚t(mm)设为1.0以上，

上述接合条件参数存储器将满足下述数式的上述退避量R(mm)作为上述激光加工条件的上述参数之一而存储：

0＜R≤(0.0221t+0.2063)。

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