JP2001150170A - Method for cutting material by laser beam - Google Patents
Method for cutting material by laser beamInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を使用し
て材料物を切断する方法に関し、特にコンクリートや岩
石を切断するのに適したレーザ光による材料切断方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cutting a material using a laser beam, and more particularly to a method for cutting a material using a laser beam suitable for cutting concrete or rock.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザ光を使用して金属板を切断する方
法は良く知られている。従来のレーザ光による切断は、
図6に示されるように、レーザ発振器31からのレーザ
光を光ファイバ31でレーザトーチ32に導き、レーザ
トーチ32をワーク33の板面に対して上方に配置し、
レーザ光を板面に対して垂直に照射しつつ板面に平行な
方向に移動させることで行っている。2. Description of the Related Art A method of cutting a metal plate using a laser beam is well known. Conventional laser beam cutting
As shown in FIG. 6, a laser beam from a laser oscillator 31 is guided to a laser torch 32 by an optical fiber 31, and the laser torch 32 is arranged above the plate surface of the work 33,
This is performed by moving the laser beam in a direction parallel to the plate surface while irradiating the laser beam perpendicularly to the plate surface.
【0003】一方、レーザ光による切断をコンクリート
のような材料物の切断に利用する要求が高まってきてい
る。このようなレーザ光によるコンクリートの切断は、
例えば大成建設技術研究所報第20号に報告されてい
る。[0003] On the other hand, there is an increasing demand for utilizing cutting by laser light for cutting a material such as concrete. Cutting concrete with such laser light
For example, it is reported in Taisei Construction Technology Research Institute bulletin No. 20.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この報告によれば、レ
ーザ発振器の出力と切断可能な肉厚との間には、鉄筋コ
ンクリートの場合、厚さ180mmのものを切断するに
は最低15kW、厚さ110mmでも5kW以上の出力
が必要であることが確認されている。According to this report, between the output of the laser oscillator and the cuttable wall thickness, in the case of reinforced concrete, at least 15 kW for cutting a 180 mm-thick one, the thickness is required. It has been confirmed that an output of 5 kW or more is required even at 110 mm.
【0005】この理由はレーザ出力によって貫通能力が
決まってしまうためであり、従来の切断方法では被切断
物の厚みが増えるに従って大きな出力を持つレーザ発振
器が必要となる。つまり、従来の方法では厚物切断のた
めにはレーザ出力を上げるしかなく、たとえ上げたとし
ても対象物の厚さによっては加工できない、あるいは十
分な加工速度が得られず実用に耐えないケースが出てく
る。The reason for this is that the penetration power is determined by the laser output. In the conventional cutting method, a laser oscillator having a larger output is required as the thickness of the object to be cut increases. In other words, in the conventional method, the only way to cut a thick object is to increase the laser output, and even if it is increased, there are cases where processing cannot be performed depending on the thickness of the target object, or sufficient processing speed cannot be obtained and it is not practical. Come out.
【0006】さらに、大出力レーザ発振器を導入する場
合、加工装置自体のコストも上がり、最終的に切断コス
トアップに繋がる。Further, when a high-power laser oscillator is introduced, the cost of the processing apparatus itself increases, which ultimately leads to an increase in cutting cost.
【0007】そこで、本発明の課題は、上記の問題を解
決するために低出力のレーザ発振器でも厚肉の対象物を
切断可能にする切断方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a cutting method which can cut a thick object even with a low-output laser oscillator in order to solve the above-mentioned problem.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を照
射して材料物を切断する方法において、切断されるべき
材料物に対してその厚さ方向に関して斜め上方あるいは
斜め下方からレーザ光を斜めの角度で照射しながら照射
位置を下方向あるいは上方向に移動させることにより切
断方向に関して所定のピッチの切断を行う第1のステッ
プと、前記所定のピッチの切断終了後、レーザ光の照射
位置を上方あるいは下方に移動させると共に、前記所定
のピッチ分だけ切断方向に移動させる第2のステップと
を含み、前記第1のステップと前記第2のステップと
を、切断が終了するまで繰り返すことを特徴とするレー
ザ光による材料切断方法である。According to the present invention, there is provided a method for cutting a material by irradiating a laser beam, wherein the material to be cut is irradiated with a laser beam from an obliquely upper side or an obliquely lower side in a thickness direction thereof. A first step of cutting at a predetermined pitch in the cutting direction by moving the irradiation position downward or upward while irradiating at an oblique angle, and after the cutting at the predetermined pitch, the irradiation position of the laser beam Moving upward or downward, and moving in the cutting direction by the predetermined pitch, repeating the first step and the second step until the cutting is completed. This is a material cutting method using a laser beam as a feature.
【0009】本切断方法においては、前記斜めの角度
を、上下方向に関して30度〜60度の範囲とすること
が好ましい。In this cutting method, it is preferable that the oblique angle is in the range of 30 to 60 degrees with respect to the vertical direction.
【0010】本切断方法においてはまた、前記材料物
が、切断方向が水平方向であって厚さ方向が上下方向で
ある、コンクリートあるいは岩石である。In the present cutting method, the material is concrete or rock whose cutting direction is a horizontal direction and thickness direction is a vertical direction.
【0011】なお、前記第1のステップは、切断される
べき材料物の上面端部から切断方向に関して前記所定の
ピッチ分だけ前方の位置に、斜め上方からレーザ光を斜
めの角度で照射し下方に移動させることにより前記材料
物を所定の深さまで切断する第1の部分切断ステップ
と、該第1の部分切断ステップに続いてレーザ光の照射
位置を切断方向と反対方向に移動させる第2の部分切断
ステップと、該第2の部分切断ステップに続いてレーザ
光の照射位置をやや下方に移動させると共に、前記第1
の部分切断ステップにおける最初の照射位置に対応する
位置まで切断方向に移動させる第3の部分切断ステップ
とを含み、前記第1〜前記第3の部分切断ステップを、
厚さ方向に関する切断が終了するまで繰り返すことで実
現されても良い。The first step is to irradiate a laser beam at an oblique angle from above at an oblique angle to a position forward from the upper end of the material to be cut by the predetermined pitch with respect to the cutting direction. A first partial cutting step of cutting the material to a predetermined depth by moving the laser beam to a predetermined depth, and a second step of moving the laser beam irradiation position in a direction opposite to the cutting direction following the first partial cutting step. Following the partial cutting step and the second partial cutting step, the irradiation position of the laser beam is moved slightly downward, and the first
A third partial cutting step of moving in the cutting direction to a position corresponding to the first irradiation position in the partial cutting step of the first to third partial cutting step,
It may be realized by repeating until cutting in the thickness direction is completed.
【0012】前記レーザ光は、数KW以下の出力を持つ
YAGレーザ発振器で発生されたものを使用することが
できる。As the laser beam, a laser beam generated by a YAG laser oscillator having an output of several KW or less can be used.
【0013】本発明によればまた、レーザ光を照射して
材料物を切断する方法において、切断されるべき材料物
に対して斜め下方からレーザ光を斜めの角度で照射しな
がら水平方向に移動させることにより上下方向の切断方
向に関して所定のピッチの切断を行う第1のステップ
と、前記所定のピッチの切断終了後、レーザ光の照射位
置を最初の位置に移動させると共に、前記所定のピッチ
分だけ切断方向に移動させる第2のステップとを含み、
前記第1のステップと前記第2のステップとを、切断が
終了するまで繰り返すことを特徴とするレーザ光による
材料切断方法が提供される。According to the present invention, in a method of cutting a material by irradiating a laser beam, the material to be cut is moved in a horizontal direction while irradiating the laser beam at an oblique angle from below obliquely. A first step of performing cutting at a predetermined pitch with respect to the cutting direction in the up-down direction, and after the cutting at the predetermined pitch, moving the laser beam irradiation position to the initial position, A second step of moving only in the cutting direction,
A method for cutting a material by laser light is provided, wherein the first step and the second step are repeated until cutting is completed.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明は、レーザトーチの姿勢及
び移動制御によって低出力のレーザ光でも肉厚の厚い材
料(以下、ワークと呼ぶ)を切断する方法を提供するも
のである。このために、切断時、レーザトーチをワーク
に対して傾け、レーザ光を斜め上方あるいは斜め下方か
ら斜めに照射しながらレーザトーチを下方向あるいは上
方向に移動させて1パス(上から下あるいは下から上)
分の照射が終了したら元の位置に戻したうえで、レーザ
トーチを所定のピッチで切断方向に送るという移動動作
を繰り返すことにより厚肉のワークでも切断が可能とな
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a method of cutting a thick material (hereinafter, referred to as a workpiece) with low output laser light by controlling the attitude and movement of a laser torch. To this end, at the time of cutting, the laser torch is tilted with respect to the work, and the laser torch is moved downward or upward while irradiating the laser light obliquely from above or below, so that one pass (from top to bottom or from bottom to top) is performed. )
When the irradiation of the minute is completed, the laser beam is returned to the original position, and the moving operation of sending the laser torch at a predetermined pitch in the cutting direction is repeated, so that a thick work can be cut.
【0015】図1にレーザトーチの移動動作の第1の形
態を示す。図1において、この形態では、コンクリート
によるワーク12に対し、切断方向が水平方向、厚さ方
向が上下方向と定義付けられる。レーザトーチ11は、
加工開始の初期位置では、ワーク12に対して斜め上方
に、しかも照射角度が真下方向に対して鋭角θをなすよ
うに傾けて配置される。この状態で、ワーク12に対し
てその厚さ方向に関して斜め上方からレーザ光を斜めの
角度で照射しながら下方向に移動させる(図1の)こ
とにより、切断方向に関して所定のピッチPの切断を行
う(第1のステップ)。特に、最初の照射位置は、ワー
ク12の上面端部から切断方向に関して上記所定のピッ
チP分だけ前方の位置に設定される。FIG. 1 shows a first mode of the moving operation of the laser torch. In FIG. 1, in this embodiment, a cutting direction is defined as a horizontal direction and a thickness direction is defined as a vertical direction for a work 12 made of concrete. The laser torch 11
At an initial position at the start of processing, the workpiece 12 is disposed obliquely upward with respect to the workpiece 12 and inclined so that the irradiation angle forms an acute angle θ with respect to a direction directly below. In this state, the workpiece 12 is moved downward while irradiating the laser beam at an oblique angle from above in the thickness direction with respect to the thickness direction (FIG. 1), thereby cutting the workpiece 12 at a predetermined pitch P in the cutting direction. Perform (first step). In particular, the first irradiation position is set at a position forward by the predetermined pitch P in the cutting direction from the upper end of the work 12.
【0016】上記の所定のピッチPの切断終了後、レー
ザトーチ11を上方に移動させる(図1の)ことによ
りレーザ光の照射位置を上方に移動させ、続いて、所定
のピッチP分だけレーザトーチ11を切断方向に水平移
動させる(図1の)ことにより、レーザ光の照射位置
を最初の照射位置から、ワーク12の上面端部において
切断方向に関して所定のピッチP分だけ進んだ前方の位
置に移動させる(第2のステップ)。以降は、上記の
〜の動作と同じ動作を図1の〜のように行うこと
で、切断方向に関して次のピッチP分の切断が行われ、
以下、これを切断方向に関する切断が終了するまで繰り
返す。After the cutting at the predetermined pitch P is completed, the irradiation position of the laser beam is moved upward by moving the laser torch 11 upward (FIG. 1), and then the laser torch 11 is moved by the predetermined pitch P. Is horizontally moved in the cutting direction (FIG. 1), whereby the irradiation position of the laser beam is moved from the first irradiation position to a forward position advanced by a predetermined pitch P in the cutting direction at the upper end of the work 12. (Second step). Thereafter, by performing the same operation as the above operation (1) as shown in (1) in FIG. 1, cutting is performed for the next pitch P in the cutting direction,
Hereinafter, this is repeated until the cutting in the cutting direction is completed.
【0017】なお、図1の、の移動の間は、レーザ
発振器の発振動作を停止させても良いし、停止させなく
ても良い。また、この間の移動速度は、早めに設定する
のが好ましい。During the movement shown in FIG. 1, the oscillation operation of the laser oscillator may or may not be stopped. Further, it is preferable that the moving speed during this time is set earlier.
【0018】本形態の切断方法によれば、1パス当たり
最も加工深さが取れるようにレーザ光の焦点を合わせる
か、あるいはビーム径を調整してやることで、低出力の
レーザ発振器でも肉厚の厚いワーク(厚さTとする)を
効率良く切断できるようになる。これは、レーザトーチ
11内に設置されているフォーカシングレンズ等の光学
系による焦点距離調整、あるいはビーム径の調整により
実現できる。すなわち、レーザトーチ11は、周知のよ
うに、光ファイバ(この径をdiaとする)からのレー
ザ光を受光する受光部、受光したレーザ光が拡散しない
ように平行ビームにするコリメートレンズ(この焦点距
離をFcとする)、コリメートレンズからのレーザ光を
所定の距離上に径dのスポット光として結像させるフォ
ーカシングレンズ(この焦点距離をFLとする)を含ん
でいる。According to the cutting method of this embodiment, the laser beam is focused or the beam diameter is adjusted so that the processing depth can be maximized per pass, so that even a low-power laser oscillator has a large thickness. The work (thickness T) can be cut efficiently. This can be realized by adjusting the focal length by an optical system such as a focusing lens installed in the laser torch 11, or adjusting the beam diameter. That is, as is well known, the laser torch 11 includes a light receiving unit that receives laser light from an optical fiber (this diameter is dia) and a collimating lens (this focal length) that converts the received laser light into a parallel beam so as not to diffuse. Is defined as Fc), and a focusing lens that forms an image of a laser beam from the collimator lens as a spot light having a diameter d on a predetermined distance (this focal length is defined as FL) is included.
【0019】このとき使用するレーザ光の焦点距離は、
図2に示したように、レーザトーチ11が切断方向に移
動するとき、ワーク12の表面に当たらないよう下記の
式(1)の関係を満足するように設定される。また、切
断が進むにつれ、図3に示したように、図2のA部にお
いて、切断されたスリット状部にレーザ光があたって反
射されてしまう(図3a参照)ことによるエネルギーの
ロスが少なくなるように切断に使うレーザ光のビーム径
はできるだけ細く(図3b参照)なるようにレーザトー
チ11内の光学系を選定する。The focal length of the laser beam used at this time is:
As shown in FIG. 2, when the laser torch 11 moves in the cutting direction, the laser torch 11 is set so as to satisfy the following expression (1) so as not to hit the surface of the work 12. Further, as the cutting progresses, as shown in FIG. 3, in section A of FIG. 2, the energy loss due to the laser light hitting the cut slit-shaped portion and being reflected (see FIG. 3A) is small. The optical system in the laser torch 11 is selected so that the beam diameter of the laser beam used for cutting is as small as possible (see FIG. 3B).
【0020】このときの光学系の設定は以下の(1)式
と(2)式から行えば良い。The setting of the optical system at this time may be made from the following equations (1) and (2).
【0021】 FL×cosθ>T (1) (FL×dia)/Fc=d (2) この際のレーザトーチ11の傾斜角度θは、以下の表1
に示されるように、様々な実験結果から30〜60度
(ワーク12の材料の種類、レーザ出力により設定)と
するのが良い。FL × cos θ> T (1) (FL × dia) / Fc = d (2) In this case, the inclination angle θ of the laser torch 11 is shown in Table 1 below.
As shown in the above, it is preferable to set the angle to 30 to 60 degrees (set according to the type of the material of the work 12 and the laser output) from various experimental results.
【0022】[0022]
【表1】 [Table 1]
【0023】[0023]
【実施例】以下は、本切断方法を採用して傾斜角θ=3
0度として厚さ110mmの鉄筋コンクリートを切断し
た例である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following is an example in which the present cutting method is adopted and the inclination angle θ = 3.
This is an example in which a reinforced concrete having a thickness of 110 mm is cut at 0 degree.
【0024】用いたレーザ発振器はYAG連続レーザ発
振器であり、その出力は3.2kW、光ファイバーの径
dia=0.6mmで(1)式を十分満足するFL=1
000mmを選定した。コリメートレンズにはビーム径
4.8mmとなるように焦点距離Fc=125mmのも
のを使用した。The laser oscillator used was a YAG continuous laser oscillator having an output of 3.2 kW, an optical fiber diameter dia = 0.6 mm, and FL = 1, which sufficiently satisfied the expression (1).
000 mm was selected. The collimating lens used had a focal length Fc of 125 mm so as to have a beam diameter of 4.8 mm.
【0025】従来方法では、3.2kWのレーザ発振器
を使用した加工装置では、厚さ50mm以上のものは切
断ができなかったが、本切断方法の採用により厚さ11
0mmの鉄筋コンクリートを加工速度4cm/minで
切断できた。In the conventional method, a processing apparatus using a 3.2 kW laser oscillator could not cut an object having a thickness of 50 mm or more.
0 mm reinforced concrete could be cut at a processing speed of 4 cm / min.
【0026】また、従来方法では同じ110mm厚のコ
ンクリートを切断するには5kWの出力を持つレーザ発
振器が必要で、この時の切断速度は2.5cm/min
であるのに対して、本切断方法では切断速度が4cm/
minで切断できており、本切断方法の有効性が実証さ
れている。In the conventional method, a laser oscillator having an output of 5 kW is required to cut the same concrete having a thickness of 110 mm, and the cutting speed at this time is 2.5 cm / min.
On the other hand, in the present cutting method, the cutting speed is 4 cm /
min, and the effectiveness of this cutting method has been demonstrated.
【0027】図4は、レーザトーチの移動動作の第2の
形態を示している。本形態は、上記の第1の形態におけ
る第1のステップを単なる上下動作だけでなく以下のよ
うな複数の部分ステップを経て実行する点に特徴を有す
る。図4(b)は、スポット光の移動軌跡を示してい
る。FIG. 4 shows a second mode of the moving operation of the laser torch. This embodiment is characterized in that the first step in the above-described first embodiment is executed not only by a simple up-down operation but also through a plurality of partial steps as described below. FIG. 4B shows the movement locus of the spot light.
【0028】本形態では、第1の形態における第1のス
テップが以下の第1〜第3の部分切断ステップで実行さ
れる。すなわち、第1のステップは、ワーク12の上面
端部から切断方向に関して所定のピッチP分だけ前方の
位置に、斜め上方からレーザ光を斜めの角度θで照射し
下方に移動させることによりワーク12を所定の深さD
まで切断する第1の部分切断ステップ(図4bの−
1)と、この第1の部分切断ステップに続いてレーザ光
の照射位置を切断方向と反対方向に移動させる第2の部
分切断ステップ(図4bの−2)と、この第2の部分
切断ステップに続いてレーザ光の照射位置をやや下方に
移動させると共に、第1の部分切断ステップにおける最
初の照射位置に対応する位置まで切断方向に移動させる
第3の部分切断ステップ(図4bの−3)とを含む。
そして、上記の第1〜第3の部分切断ステップが、厚さ
方向に関する切断が終了するまで繰り返される。In this embodiment, the first step in the first embodiment is executed by the following first to third partial cutting steps. That is, the first step is to irradiate the laser beam from an obliquely upward position to a position in front of the upper end of the workpiece 12 by a predetermined pitch P with respect to the cutting direction at an oblique angle θ to move the workpiece 12 downward. To a predetermined depth D
1st partial cutting step (-in FIG.
1), a second partial cutting step (-2 in FIG. 4B) following the first partial cutting step, and moving the irradiation position of the laser beam in a direction opposite to the cutting direction, and a second partial cutting step. Subsequently, the laser beam irradiation position is moved slightly downward, and the laser beam is moved in the cutting direction to a position corresponding to the first irradiation position in the first partial cutting step (-3 in FIG. 4B). And
Then, the first to third partial cutting steps are repeated until the cutting in the thickness direction is completed.
【0029】このように、レーザ光の照射を切断方向と
は反対方向に戻すのは、図4(a)に示されるように、
斜めのレーザ光照射では、ワーク12の端縁部に堰状の
部分12−1ができやすく、その内側に湯状の溶融かす
が溜まる場合がある。この湯状の溶融かすは、レーザ光
を遮るように作用する。前に述べた垂直方向からのレー
ザ光照射による切断では、出力を大きくしても切断でき
る厚さに制限があるというのはこのようは湯状の溶融か
すにも起因している。As described above, the irradiation of the laser beam is returned in the direction opposite to the cutting direction, as shown in FIG.
With the oblique laser beam irradiation, a weir-shaped portion 12-1 is likely to be formed at the edge of the work 12, and there may be a case where the molten metal in the shape of hot water accumulates inside. This molten molten metal acts to block the laser beam. In the above-described cutting by laser beam irradiation from the vertical direction, there is a limit to the thickness that can be cut even when the output is increased, which is also caused by the molten metal in the form of molten metal.
【0030】そこで、本形態では、所定の深さDまで切
断したら、一旦、スポット光を切断方向と反対方向に移
動させて堰状の部分12を溶融させることで湯状の溶融
かすを下側に流れ出易くしている。このようにして、本
切断方法によれば、従来方法より低い出力のレーザ発振
器でコンクリートのような厚肉のワークを切断すること
ができる。Therefore, in the present embodiment, after cutting to a predetermined depth D, the spot light is once moved in the direction opposite to the cutting direction to melt the weir-shaped portion 12, so that the molten metal in the shape of a hot water is lowered. It is easy to flow out. Thus, according to the present cutting method, a thick work such as concrete can be cut with a laser oscillator having a lower output than the conventional method.
【0031】なお、図1では、レーザトーチ11を、は
じめに上から下へ移動させるようにしているが、レーザ
トーチ11を図1の姿勢のままで下から上へ移動させる
ようにしても良い。この場合、レーザ光の最初の照射位
置は、図1におけるワーク12の下側端部のコーナ部で
ある。あるいはまた、レーザトーチ11を図1における
ワーク12の右側の斜め下方に、斜め上方に向けて配置
し、この状態から上方へ移動させるようにしても良い。
この場合のレーザ光の最初の照射位置は、図1における
ワーク12の下側端部から所定のピッチPだけ前方の位
置である。In FIG. 1, the laser torch 11 is first moved from top to bottom. However, the laser torch 11 may be moved from bottom to top while keeping the posture of FIG. In this case, the first irradiation position of the laser beam is at the corner at the lower end of the work 12 in FIG. Alternatively, the laser torch 11 may be arranged obliquely downward on the right side of the work 12 in FIG. 1 and obliquely upward, and may be moved upward from this state.
In this case, the first irradiation position of the laser beam is a position ahead of the lower end of the work 12 in FIG. 1 by a predetermined pitch P.
【0032】図5は、レーザトーチ11を斜め上向きに
して配置する場合の変形例である。図5において、第1
のステップでは、ワーク12に対して斜め下方からレー
ザ光を斜め上方に向けた角度で照射しながら水平方向に
移動させる(図5の)ことにより、上下方向の切断方
向に関して所定のピッチPの切断を行う。第2のステッ
プでは、前記所定のピッチPの切断終了後、レーザ光の
照射位置を最初の位置に移動させる(図5の)と共
に、所定のピッチP分だけ切断方向に移動させる(図5
の)。以下、上記の第1のステップと第2のステップ
と同様のステップ(図5の〜)を切断方向に関する
切断が終了するまで繰り返す。FIG. 5 shows a modification in which the laser torch 11 is arranged obliquely upward. In FIG. 5, the first
In the step (2), the workpiece 12 is moved in the horizontal direction while irradiating the laser beam from an obliquely downward direction at an obliquely upward angle (FIG. 5), so that the workpiece 12 is cut at a predetermined pitch P in the vertical cutting direction. I do. In the second step, after the cutting at the predetermined pitch P is completed, the irradiation position of the laser beam is moved to the initial position (FIG. 5), and is moved in the cutting direction by the predetermined pitch P (FIG. 5).
of). Hereinafter, steps similar to the above first and second steps (see FIG. 5) are repeated until the cutting in the cutting direction is completed.
【0033】なお、上記の説明では、レーザ発振器とし
てYAGレーザ発振器を例示したが、他のレーザ発振
器、例えばYLFレーザ発振器やCO2 レーザ発振器を
使用することもできる。また、ワーク12としてコンク
リートを例示したが、本発明は他の材料、例えば岩石の
ような切断にも適用可能である。In the above description, a YAG laser oscillator is exemplified as the laser oscillator, but another laser oscillator, for example, a YLF laser oscillator or a CO 2 laser oscillator may be used. Although concrete is illustrated as the work 12, the present invention can be applied to other materials, for example, cutting such as rocks.
【0034】[0034]
【発明の効果】本切断方法の採用により、以下のような
効果が得られる。According to the present cutting method, the following effects can be obtained.
【0035】1.低い出力のレーザ発振器で厚肉のワー
クが切断可能になる。1. A thick work can be cut by a low-power laser oscillator.
【0036】2.ある出力を持つレーザ発振器によるレ
ーザ光での切断可能な肉厚範囲が従来方法の場合より大
きくなるので、様々な肉厚のワークを切断できる。2. Since the thickness range that can be cut by laser light with a laser oscillator having a certain output is larger than in the case of the conventional method, a work having various thicknesses can be cut.
【0037】3.加工装置の消費電力を節約できるの
で、切断コストの削減を図ることができる。3. Since the power consumption of the processing device can be saved, the cutting cost can be reduced.
【図1】本発明による切断方法におけるレーザトーチの
移動動作を説明するための図である。FIG. 1 is a view for explaining a movement operation of a laser torch in a cutting method according to the present invention.
【図2】図1に示された移動動作における各部の条件を
説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining conditions of each unit in the movement operation shown in FIG. 1;
【図3】図2に示されたA部を図2の右側から見た場合
におけるレーザ光とワークの切断スリットとの関係を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a laser beam and a cutting slit of a work when a portion A shown in FIG. 2 is viewed from the right side of FIG. 2;
【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための図
であり、図(a)は切断部における湯溜まりを説明する
ための図で、図(b)はこれを無くすためのレーザトー
チの移動動作を示した図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a diagram for explaining a pool of water in a cutting portion, and FIG. It is a figure showing movement operation of a laser torch.
【図5】本発明のレーザトーチの移動動作の変形例を説
明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining a modification of the movement operation of the laser torch of the present invention.
【図6】従来の切断方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional cutting method.
11、32 レーザトーチ 12、33 ワーク 30 レーザ発振器 31 光ファイバ 11, 32 Laser torch 12, 33 Work 30 Laser oscillator 31 Optical fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹野 康雄 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 Fターム(参考) 2E176 AA01 DD53 4E068 AE01 CA08 DB12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Yasuo Tanno 63-30 Yuigaoka, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term in Hiratsuka Works of Sumitomo Heavy Industries, Ltd. F-term (reference) 2E176 AA01 DD53 4E068 AE01 CA08 DB12
Claims (6)
法において、 切断されるべき材料物に対してその厚さ方向に関して斜
め上方あるいは斜め下方からレーザ光を斜めの角度で照
射しながら照射位置を下方向あるいは上方向に移動させ
ることにより切断方向に関して所定のピッチの切断を行
う第1のステップと、 前記所定のピッチの切断終了後、レーザ光の照射位置を
上方あるいは下方に移動させると共に、前記所定のピッ
チ分だけ切断方向に移動させる第2のステップとを含
み、 前記第1のステップと前記第2のステップとを、切断が
終了するまで繰り返すことを特徴とするレーザ光による
材料切断方法。1. A method of cutting a material by irradiating a laser beam, wherein the material to be cut is irradiated while irradiating the laser beam at an oblique angle from an obliquely upper side or an obliquely lower side with respect to a thickness direction thereof. A first step of performing cutting at a predetermined pitch in the cutting direction by moving the position downward or upward; and after the cutting at the predetermined pitch, moving the laser beam irradiation position upward or downward. A second step of moving in the cutting direction by the predetermined pitch, wherein the first step and the second step are repeated until cutting is completed, and the material is cut by laser light. Method.
斜めの角度を、上下方向に関して30度〜60度の範囲
とすることを特徴とするレーザ光による材料切断方法。2. The method according to claim 1, wherein the oblique angle is in a range of 30 to 60 degrees with respect to a vertical direction.
材料物は、切断方向が水平方向であって厚さ方向が上下
方向である、コンクリートあるいは岩石であることを特
徴とするレーザ光による材料切断方法。3. The cutting method according to claim 1, wherein the material is concrete or rock, the cutting direction being horizontal and the thickness direction being vertical. Cutting method.
法において、前記第1のステップは、 切断されるべき材料物の上面端部から切断方向に関して
前記所定のピッチ分だけ前方の位置に、斜め上方からレ
ーザ光を斜めの角度で照射し下方に移動させることによ
り前記材料物を所定の深さまで切断する第1の部分切断
ステップと、 該第1の部分切断ステップに続いてレーザ光の照射位置
を切断方向と反対方向に移動させる第2の部分切断ステ
ップと、 該第2の部分切断ステップに続いてレーザ光の照射位置
をやや下方に移動させると共に、前記第1の部分切断ス
テップにおける最初の照射位置に対応する位置まで切断
方向に移動させる第3の部分切断ステップとを含み、 前記第1〜前記第3の部分切断ステップを、厚さ方向に
関する切断が終了するまで繰り返すことを特徴とするレ
ーザ光による材料切断方法。4. The cutting method according to claim 1, wherein the first step is a position in front of an upper end of the material to be cut by the predetermined pitch in a cutting direction. A first partial cutting step of cutting the material to a predetermined depth by irradiating a laser beam at an oblique angle from above and moving the laser beam downward, and a laser beam following the first partial cutting step A second partial cutting step in which the irradiation position of the laser beam is moved in the direction opposite to the cutting direction; and, following the second partial cutting step, the irradiation position of the laser beam is moved slightly downward, and the first partial cutting step is performed. And a third partial cutting step of moving in the cutting direction to a position corresponding to the first irradiation position in the first to third irradiation. Materials cutting method by laser beam and repeating until Ryosuru.
法において、前記レーザ光は、数KW以下の出力を持つ
YAGレーザ発振器で発生されたものであることを特徴
とするレーザ光による材料切断方法。5. The cutting method according to claim 1, wherein the laser light is generated by a YAG laser oscillator having an output of several KW or less. Material cutting method.
法において、 切断されるべき材料物に対して斜め下方からレーザ光を
斜めの角度で照射しながら水平方向に移動させることに
より上下方向の切断方向に関して所定のピッチの切断を
行う第1のステップと、 前記所定のピッチの切断終了後、レーザ光の照射位置を
最初の位置に移動させると共に、前記所定のピッチ分だ
け切断方向に移動させる第2のステップとを含み、 前記第1のステップと前記第2のステップとを、切断が
終了するまで繰り返すことを特徴とするレーザ光による
材料切断方法。6. A method of cutting a material by irradiating a laser beam, wherein the material to be cut is horizontally moved while irradiating a laser beam at an oblique angle from below at an oblique angle to a vertical direction. A first step of performing cutting at a predetermined pitch with respect to the cutting direction, and after the cutting at the predetermined pitch, moving the laser beam irradiation position to the initial position and moving the laser beam in the cutting direction by the predetermined pitch. And a second step of repeating the first step and the second step until cutting is completed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33751899A JP2001150170A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method for cutting material by laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33751899A JP2001150170A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method for cutting material by laser beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001150170A true JP2001150170A (en) | 2001-06-05 |
Family
ID=18309418
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JP33751899A Withdrawn JP2001150170A (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method for cutting material by laser beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001150170A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101023154B1 (en) * | 2008-10-08 | 2011-03-18 | 서정일 | Large Structure Pulling Down Method Using Laser |
JP2017025630A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 鹿島建設株式会社 | Method for dismantling structure |
-
1999
- 1999-11-29 JP JP33751899A patent/JP2001150170A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101023154B1 (en) * | 2008-10-08 | 2011-03-18 | 서정일 | Large Structure Pulling Down Method Using Laser |
JP2017025630A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 鹿島建設株式会社 | Method for dismantling structure |
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