JP2002001570A - レーザ加工方法およびその装置 - Google Patents
レーザ加工方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 保護シート５で保護されている被加工物
３に向けて、第１ガス通路６と第２ガス通路７とからガ
スを噴射しながら被加工物３を切断加工する。第２ガス
通路７のガスの圧力は、第１ガス通路６のガスの圧力よ
りも高圧としてある。また、第２ガス通路に供給したガ
スが第１ガス通路に逆流するような異常を検出するため
に流量計１７や圧力計１８を備えた異常検出手段１６を
備えており、異常検出時には第２ガス通路へのガスの供
給を停止させる。 【効果】 正常な切断時には、第２ガス通路７からのガ
スは、保護シート５の縁部５Ａを母材４に向けて押し付
けながら切断箇所３Ａに流動するため、縁部５Ａがめく
れ上がるのを防止する。また切断不良部３Ａ’が生じる
と第２ガス通路７から第１ガス通路６へガスが逆流する
ようになるが、異常検出手段１６はこれを防止するの
で、スパッタが集光レンズＦＬに付着するのを防止する
ことができる。
３に向けて、第１ガス通路６と第２ガス通路７とからガ
スを噴射しながら被加工物３を切断加工する。第２ガス
通路７のガスの圧力は、第１ガス通路６のガスの圧力よ
りも高圧としてある。また、第２ガス通路に供給したガ
スが第１ガス通路に逆流するような異常を検出するため
に流量計１７や圧力計１８を備えた異常検出手段１６を
備えており、異常検出時には第２ガス通路へのガスの供
給を停止させる。 【効果】 正常な切断時には、第２ガス通路７からのガ
スは、保護シート５の縁部５Ａを母材４に向けて押し付
けながら切断箇所３Ａに流動するため、縁部５Ａがめく
れ上がるのを防止する。また切断不良部３Ａ’が生じる
と第２ガス通路７から第１ガス通路６へガスが逆流する
ようになるが、異常検出手段１６はこれを防止するの
で、スパッタが集光レンズＦＬに付着するのを防止する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工方法およ
びその装置に関し、より詳しくは、表面を保護シートで
覆った被加工物に対するレーザ加工方法およびその装置
に関する。
びその装置に関し、より詳しくは、表面を保護シートで
覆った被加工物に対するレーザ加工方法およびその装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、表面に保護シートを貼付した被加
工物にレーザ光線を照射して、所要の形状に切断加工す
る方法は知られている。このような従来のレーザ加工方
法においては、切断加工位置にアシストガスを噴射しな
がらレーザ光線を照射して被加工物を所要の形状に切断
するようにしている。そのため、従来のレーザ加工方法
において、保護シートが上面となるように被加工物を支
持して切断加工を行うと、切断加工中に切断加工位置に
吹き付けられるアシストガスによって、既に切断された
位置の保護シートがはがれてめくれ上がり、それがタッ
チセンサに接触して切断不良が生じるという欠点が指摘
されていた。そこで、さらにこのような欠点を解消する
様にしたレーザ加工方法が提案されている（例えば、特
開平２−２９５６８８号公報、特開平７−２４１６８８
号公報）。すなわち、上記特開平２−２９５６８８号公
報の加工方法においては、平坦面と凸面とを有する特殊
な集光レンズを介してレーザ光線を被加工物に照射する
ようにしている。これにより、上記集光レンズの平坦面
によって集光されたレーザ光線によって保護シートが溶
融して蒸発し、それと同時に集光レンズの凸面によって
集光されたレーザ光線によって保護シートが覆っている
内方側の母材を切断加工するようにしている。他方、特
開平７−２４１６８８号公報の加工方法においては、被
加工物にレーザ光線を照射して先ず保護シートを母材の
表面に焼き付けて、その後の切断加工時に保護シートが
剥離しないようにする。このようにして保護シートを母
材の表面に焼き付けてから母材に対して出力の高いレー
ザ光線を照射して必要な切断加工を行うようにしてい
る。
工物にレーザ光線を照射して、所要の形状に切断加工す
る方法は知られている。このような従来のレーザ加工方
法においては、切断加工位置にアシストガスを噴射しな
がらレーザ光線を照射して被加工物を所要の形状に切断
するようにしている。そのため、従来のレーザ加工方法
において、保護シートが上面となるように被加工物を支
持して切断加工を行うと、切断加工中に切断加工位置に
吹き付けられるアシストガスによって、既に切断された
位置の保護シートがはがれてめくれ上がり、それがタッ
チセンサに接触して切断不良が生じるという欠点が指摘
されていた。そこで、さらにこのような欠点を解消する
様にしたレーザ加工方法が提案されている（例えば、特
開平２−２９５６８８号公報、特開平７−２４１６８８
号公報）。すなわち、上記特開平２−２９５６８８号公
報の加工方法においては、平坦面と凸面とを有する特殊
な集光レンズを介してレーザ光線を被加工物に照射する
ようにしている。これにより、上記集光レンズの平坦面
によって集光されたレーザ光線によって保護シートが溶
融して蒸発し、それと同時に集光レンズの凸面によって
集光されたレーザ光線によって保護シートが覆っている
内方側の母材を切断加工するようにしている。他方、特
開平７−２４１６８８号公報の加工方法においては、被
加工物にレーザ光線を照射して先ず保護シートを母材の
表面に焼き付けて、その後の切断加工時に保護シートが
剥離しないようにする。このようにして保護シートを母
材の表面に焼き付けてから母材に対して出力の高いレー
ザ光線を照射して必要な切断加工を行うようにしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した前
者の加工方法（特開平２−２９５６８８号公報）におい
ては、特殊な集光レンズを備えた加工ヘッドが必要にな
るために、レーザ加工に要するコストが高くなるという
欠点があった。他方、上述した後者の加工方法（特開平
７−２４１６８８号公報）においては、切断加工が終了
した後に、当初に母材の表面に焼き付けた保護シートを
引き剥す際に保護シートがはがれにくいという欠点があ
った。本発明は上述した事情に鑑み、保護シートがめく
れ上がることを防止しながらレーザ加工を行なうことが
できるレーザ加工方法およびその装置を提供するもので
ある。
者の加工方法（特開平２−２９５６８８号公報）におい
ては、特殊な集光レンズを備えた加工ヘッドが必要にな
るために、レーザ加工に要するコストが高くなるという
欠点があった。他方、上述した後者の加工方法（特開平
７−２４１６８８号公報）においては、切断加工が終了
した後に、当初に母材の表面に焼き付けた保護シートを
引き剥す際に保護シートがはがれにくいという欠点があ
った。本発明は上述した事情に鑑み、保護シートがめく
れ上がることを防止しながらレーザ加工を行なうことが
できるレーザ加工方法およびその装置を提供するもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１に記載
された発明のレーザ加工方法は、内方側に配置されてレ
ーザ光線が通過する内側ノズルと、この内側ノズルを囲
繞して設けた外側ノズルと、内側ノズルの内部空間によ
って形成した第１ガス通路と、内側ノズルの外周部と外
側ノズルの内周部との間となる空間部に形成した第２ガ
ス通路と、第１ガス通路および第２ガス通路にガスを供
給するガス供給源とを備え、表面に保護シートを貼付し
た被加工物を上記保護シートが上面となるように支持し
て、上記第１ガス通路および第２ガス通路を介して被加
工物にガスを噴射しながら被加工物にレーザ光線を照射
して、該被加工物を所要の形状に切断加工するようにし
たレーザ加工方法であって、上記第２ガス通路に供給す
るガスの圧力を、上記第１ガス通路に供給するガスの圧
力よりも高圧として、第２ガス通路から噴射されたガス
の一部が被加工物の切断溝を介して該被加工物の下方側
に抜けるように、上記両ガス通路に供給するガスの圧力
を調整し、さらに上記第２ガス通路に供給したガスが第
１ガス通路に逆流するような異常を検出したら、該第２
ガス通路へのガスの供給を停止させることを特徴とする
ものである。
された発明のレーザ加工方法は、内方側に配置されてレ
ーザ光線が通過する内側ノズルと、この内側ノズルを囲
繞して設けた外側ノズルと、内側ノズルの内部空間によ
って形成した第１ガス通路と、内側ノズルの外周部と外
側ノズルの内周部との間となる空間部に形成した第２ガ
ス通路と、第１ガス通路および第２ガス通路にガスを供
給するガス供給源とを備え、表面に保護シートを貼付し
た被加工物を上記保護シートが上面となるように支持し
て、上記第１ガス通路および第２ガス通路を介して被加
工物にガスを噴射しながら被加工物にレーザ光線を照射
して、該被加工物を所要の形状に切断加工するようにし
たレーザ加工方法であって、上記第２ガス通路に供給す
るガスの圧力を、上記第１ガス通路に供給するガスの圧
力よりも高圧として、第２ガス通路から噴射されたガス
の一部が被加工物の切断溝を介して該被加工物の下方側
に抜けるように、上記両ガス通路に供給するガスの圧力
を調整し、さらに上記第２ガス通路に供給したガスが第
１ガス通路に逆流するような異常を検出したら、該第２
ガス通路へのガスの供給を停止させることを特徴とする
ものである。
【０００５】また請求項３の発明のレーザ加工装置は、
内方側に配置されてレーザ光線が通過する内側ノズル
と、この内側ノズルを囲繞して設けた外側ノズルと、内
側ノズルの内部空間によって形成した第１ガス通路と、
内側ノズルの外周部と外側ノズルの内周部との間となる
空間部に形成した第２ガス通路と、この第２ガス通路に
供給するガスの圧力を、上記第１ガス通路に供給するガ
スの圧力よりも高圧として第１ガス通路と第２ガス通路
とにガスを供給することが可能なガス供給源と、さらに
上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガス通路に逆流
するような異常を検出したら第２ガス通路へのガスの供
給を停止させる異常検出手段とを備えることを特徴とす
るものである。
内方側に配置されてレーザ光線が通過する内側ノズル
と、この内側ノズルを囲繞して設けた外側ノズルと、内
側ノズルの内部空間によって形成した第１ガス通路と、
内側ノズルの外周部と外側ノズルの内周部との間となる
空間部に形成した第２ガス通路と、この第２ガス通路に
供給するガスの圧力を、上記第１ガス通路に供給するガ
スの圧力よりも高圧として第１ガス通路と第２ガス通路
とにガスを供給することが可能なガス供給源と、さらに
上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガス通路に逆流
するような異常を検出したら第２ガス通路へのガスの供
給を停止させる異常検出手段とを備えることを特徴とす
るものである。
【０００６】上述した本発明方法および本発明装置によ
れば、切断加工中において、第２ガス通路のガスの圧力
は、それよりも内方側となる第１ガス通路のガスの圧力
よりも高圧となる。そのため、第１ガス通路から噴射さ
れるガスは、レーザ光線によって切断された被加工物の
切断溝を通って下方に流れる。他方、第２ガス通路から
噴射されるガスは、一部が内方側に流れて上記切断溝を
通って下方に流れ、そのほかは外方側にむけて拡散する
ように流れることになる。そのため、保護シートにおけ
る切断溝の隣接位置となる縁部が第２ガス通路から噴射
されるガスによって被加工物の母材の表面に押し付けら
れることになる。したがって、切断加工時に切断した保
護シートの縁部がめくれ上がることを防止することがで
きる。このように、切断が良好なときはノズルから噴射
されるガスは切断溝より被加工物下部へ通過するが、放
電不良やプログラムの設定ミスなどによって切断不良が
発生した場合には、切断溝が成形されないことがある。
この場合には、高圧に設定された第２通路からのガスが
被加工物に反射されて低圧に設定された第１通路内に、
すなわち内側ノズル内に侵入するようになり、その際、
切断部分に発生したスパッタも上記のガスとともに内側
ノズル内に侵入してしまうので、該スパッタがレーザ加
工装置内の集光レンズに付着し、集光レンズを汚すとい
う問題点が生じる。しかるに、本発明方法においては、
上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガス通路に逆流
するような異常を検出したら、該第２ガス通路へのガス
の供給を停止させるので、スパッタが内側ノズル内に侵
入して集光レンズに付着するのを防止することができ
る。
れば、切断加工中において、第２ガス通路のガスの圧力
は、それよりも内方側となる第１ガス通路のガスの圧力
よりも高圧となる。そのため、第１ガス通路から噴射さ
れるガスは、レーザ光線によって切断された被加工物の
切断溝を通って下方に流れる。他方、第２ガス通路から
噴射されるガスは、一部が内方側に流れて上記切断溝を
通って下方に流れ、そのほかは外方側にむけて拡散する
ように流れることになる。そのため、保護シートにおけ
る切断溝の隣接位置となる縁部が第２ガス通路から噴射
されるガスによって被加工物の母材の表面に押し付けら
れることになる。したがって、切断加工時に切断した保
護シートの縁部がめくれ上がることを防止することがで
きる。このように、切断が良好なときはノズルから噴射
されるガスは切断溝より被加工物下部へ通過するが、放
電不良やプログラムの設定ミスなどによって切断不良が
発生した場合には、切断溝が成形されないことがある。
この場合には、高圧に設定された第２通路からのガスが
被加工物に反射されて低圧に設定された第１通路内に、
すなわち内側ノズル内に侵入するようになり、その際、
切断部分に発生したスパッタも上記のガスとともに内側
ノズル内に侵入してしまうので、該スパッタがレーザ加
工装置内の集光レンズに付着し、集光レンズを汚すとい
う問題点が生じる。しかるに、本発明方法においては、
上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガス通路に逆流
するような異常を検出したら、該第２ガス通路へのガス
の供給を停止させるので、スパッタが内側ノズル内に侵
入して集光レンズに付着するのを防止することができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下図示実施例について本発明を
説明すると、図１において、レーザ加工装置の加工ヘッ
ド１は図示しない可動フレームに取り付けられており、
この加工ヘッド１の内部の上方側にレーザ光線Ｌを集光
する集光レンズＦＬを設けている。加工ヘッド１は、鉛
直下方に向けて支持されるとともに、この加工ヘッド１
における下端部にノズル２を取り付けている。上記加工
ヘッド１の下方側に図示しない加工テーブルを設けてあ
り、この加工テーブル上に板状の被加工物３を水平に載
置している。本実施例の被加工物３は、板状をしたステ
ンレス製の母材４と、この母材４の表面（上面）の全域
に貼付したビニール製の保護シート５とから構成してい
る。本実施例では、保護シート５が上方側となるように
被加工物３を加工テーブル上に支持して、被加工物３に
切断加工を施すようにしている。レーザ加工装置は図示
しないレーザ発振器を備えており、このレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光線Ｌは、図示しない複数の反射鏡
によって加工ヘッド１に導かれた後、集光レンズＦＬに
よって集光されてからノズル２の下端開口を介して被加
工物３に照射されるようになっている。
説明すると、図１において、レーザ加工装置の加工ヘッ
ド１は図示しない可動フレームに取り付けられており、
この加工ヘッド１の内部の上方側にレーザ光線Ｌを集光
する集光レンズＦＬを設けている。加工ヘッド１は、鉛
直下方に向けて支持されるとともに、この加工ヘッド１
における下端部にノズル２を取り付けている。上記加工
ヘッド１の下方側に図示しない加工テーブルを設けてあ
り、この加工テーブル上に板状の被加工物３を水平に載
置している。本実施例の被加工物３は、板状をしたステ
ンレス製の母材４と、この母材４の表面（上面）の全域
に貼付したビニール製の保護シート５とから構成してい
る。本実施例では、保護シート５が上方側となるように
被加工物３を加工テーブル上に支持して、被加工物３に
切断加工を施すようにしている。レーザ加工装置は図示
しないレーザ発振器を備えており、このレーザ発振器か
ら発振されたレーザ光線Ｌは、図示しない複数の反射鏡
によって加工ヘッド１に導かれた後、集光レンズＦＬに
よって集光されてからノズル２の下端開口を介して被加
工物３に照射されるようになっている。
【０００８】加工ヘッド１を取り付けた図示しない可動
フレームは、図示しない昇降機構によって昇降可能とな
っており、また、この可動フレームと加工テーブルとは
水平面において相対移動できるようになっている。本実
施例のノズル２は、内方側に位置する円筒状の内側ノズ
ル２Ａと、この内側ノズル２Ａを囲繞して設けた円筒状
の外側ノズル２Ｂとから構成している。上記内側ノズル
２Ａおよび外側ノズル２Ｂの下方部分は、下端側が縮径
されたテーパ状に形成している。特に、外側ノズル２Ｂ
は内方の加工位置近傍を指向するように設置するのがよ
い。内側ノズル２Ａの内部空間を第１ガス通路６として
あり、この内側ノズル２Ａと外側ノズル２Ｂとの間の環
状の空間を第２ガス通路７としている。また、レーザ加
工装置は、アシストガス（窒素）のガス供給源１１を備
えており、このガス供給源１１は第１導管１２を介して
上記加工ヘッド１の第１ガス通路６に接続している。こ
の第１導管１２に第１レギュレータ１３Ａと第１電磁開
閉弁１３Ｂを設けてあり、この第１電磁開閉弁１３Ｂの
作動は図示しない制御装置によって制御されるようにな
っている。
フレームは、図示しない昇降機構によって昇降可能とな
っており、また、この可動フレームと加工テーブルとは
水平面において相対移動できるようになっている。本実
施例のノズル２は、内方側に位置する円筒状の内側ノズ
ル２Ａと、この内側ノズル２Ａを囲繞して設けた円筒状
の外側ノズル２Ｂとから構成している。上記内側ノズル
２Ａおよび外側ノズル２Ｂの下方部分は、下端側が縮径
されたテーパ状に形成している。特に、外側ノズル２Ｂ
は内方の加工位置近傍を指向するように設置するのがよ
い。内側ノズル２Ａの内部空間を第１ガス通路６として
あり、この内側ノズル２Ａと外側ノズル２Ｂとの間の環
状の空間を第２ガス通路７としている。また、レーザ加
工装置は、アシストガス（窒素）のガス供給源１１を備
えており、このガス供給源１１は第１導管１２を介して
上記加工ヘッド１の第１ガス通路６に接続している。こ
の第１導管１２に第１レギュレータ１３Ａと第１電磁開
閉弁１３Ｂを設けてあり、この第１電磁開閉弁１３Ｂの
作動は図示しない制御装置によって制御されるようにな
っている。
【０００９】また、アシストガスのガス供給源１１は、
第２導管１４を介して上記第２ガス通路７にも接続して
いる。第２導管１４に第２レギュレータ１５Ａと第２電
磁開閉弁１５Ｂを設けてあり、この第２電磁開閉弁１５
Ｂの作動も図示しない制御装置によって制御されるよう
になっている。なお、第１ガス通路６に供給するガスの
ガス供給源１１と第２ガス通路７に供給するガスのガス
供給源１１とを別々に設けても良く、この場合、両ガス
通路６、７に供給するガスの種類を異ならせても良い。
加工ヘッド１から被加工物３にレーザ光線Ｌを照射して
切断加工を行う時には、制御装置が第１電磁開閉弁１３
Ｂおよび第２電磁開閉弁１５Ｂを開放させるので、第１
導管１２および第１ガス通路６を介して内側ノズル２Ａ
の下端開口から被加工物３の切断加工箇所３Ａにアシス
トガスが噴射される。また、これと同時に、第２導管１
４および第２ガス通路７とその下端開口を介して、被加
工物３における加工箇所３Ａの隣接位置にアシストガス
が供給されるようになっている。なお、第１ガス通路６
および第２ガス通路７に供給されるアシストガスの圧力
は、上記第１レギュレータ１３Ａおよび第２レギュレー
タ１５Ａによりそれぞれ適宜調整することができる。
第２導管１４を介して上記第２ガス通路７にも接続して
いる。第２導管１４に第２レギュレータ１５Ａと第２電
磁開閉弁１５Ｂを設けてあり、この第２電磁開閉弁１５
Ｂの作動も図示しない制御装置によって制御されるよう
になっている。なお、第１ガス通路６に供給するガスの
ガス供給源１１と第２ガス通路７に供給するガスのガス
供給源１１とを別々に設けても良く、この場合、両ガス
通路６、７に供給するガスの種類を異ならせても良い。
加工ヘッド１から被加工物３にレーザ光線Ｌを照射して
切断加工を行う時には、制御装置が第１電磁開閉弁１３
Ｂおよび第２電磁開閉弁１５Ｂを開放させるので、第１
導管１２および第１ガス通路６を介して内側ノズル２Ａ
の下端開口から被加工物３の切断加工箇所３Ａにアシス
トガスが噴射される。また、これと同時に、第２導管１
４および第２ガス通路７とその下端開口を介して、被加
工物３における加工箇所３Ａの隣接位置にアシストガス
が供給されるようになっている。なお、第１ガス通路６
および第２ガス通路７に供給されるアシストガスの圧力
は、上記第１レギュレータ１３Ａおよび第２レギュレー
タ１５Ａによりそれぞれ適宜調整することができる。
【００１０】次に、上記第１レギュレータ１３Ａの上流
側には、上記第２ガス通路７に供給したガスが第１ガス
通路６に逆流するような異常な状態が生じたときにそれ
を検出する異常検出手段１６を設けている。本実施例に
おける異常検出手段１６として流量計１７を用いてお
り、該流量計１７は、第１導管１２から分岐させた分岐
管１２’に取り付けてある。この流量計１７を取り付け
た分岐管１２’は、また第１導管１２へと合流するよう
になっている。なお、上記流量計１７からの信号は、上
述した図示しない制御装置に入力されるようになってい
る。また流量計１７を設置する場所は、ガス供給源１１
と内側ノズル２Ａの先端との間で流量を測ることができ
る任意の位置でよく、さらに流量計１７の種類によって
は流量計１７を第１導管１２からの分岐管１２’ではな
く、第１導管１２に直接設けてもよい。
側には、上記第２ガス通路７に供給したガスが第１ガス
通路６に逆流するような異常な状態が生じたときにそれ
を検出する異常検出手段１６を設けている。本実施例に
おける異常検出手段１６として流量計１７を用いてお
り、該流量計１７は、第１導管１２から分岐させた分岐
管１２’に取り付けてある。この流量計１７を取り付け
た分岐管１２’は、また第１導管１２へと合流するよう
になっている。なお、上記流量計１７からの信号は、上
述した図示しない制御装置に入力されるようになってい
る。また流量計１７を設置する場所は、ガス供給源１１
と内側ノズル２Ａの先端との間で流量を測ることができ
る任意の位置でよく、さらに流量計１７の種類によって
は流量計１７を第１導管１２からの分岐管１２’ではな
く、第１導管１２に直接設けてもよい。
【００１１】以上の構成において、上記制御装置は切断
加工を行うに際して、第２ガス通路７に供給するアシス
トガスの圧力を、第１ガス通路６に供給するアシストガ
スの圧力よりも高圧となるように、両電磁開閉弁１３
Ｂ、１５Ｂを制御する。既に上述したように、本実施例
においては、保護シート５が上方となるように被加工物
３を加工テーブル上に支持して所要の形状に切断加工を
行うようにしている。したがって、切断加工中において
は、第１ガス通路６から噴射されるアシストガスの圧力
よりも第２ガス通路７から噴射されるアシストガスのほ
うが高圧となっており、レーザ光線Ｌによる加工箇所
（切断溝）３Ａの隣接位置となる保護シート５の縁部５
Ａ、５Ａの近傍に向けて上方側から第２ガス通路７内の
アシストガスが噴射されることになる。ここで、両ガス
通路６、７から加工箇所（切断溝）３Ａに噴射されるガ
スの流れを拡大して示したものが図２である。この図２
に示すように、内側ノズル２Ａから噴射されるガスＧ１
は、レーザ光線Ｌによって切断された被加工物３の加工
箇所３Ａを通って下方に流れていく。他方、外側ノズル
２Ｂから噴射されたガスＧ２は、内側ノズル２Ａから噴
射されるガスＧ１よりも高圧なので、その一部が内方側
に流れて上記加工箇所３Ａを通って下方に流れていき、
そのほかは外方側にむけて拡散するように流れていく。
これにより、保護シート５の縁部５Ａ、５Ａが母材４に
むけて強く押し付けられるので、縁部５Ａ，５Ａがめく
れ上がることを良好に防止することができる。
加工を行うに際して、第２ガス通路７に供給するアシス
トガスの圧力を、第１ガス通路６に供給するアシストガ
スの圧力よりも高圧となるように、両電磁開閉弁１３
Ｂ、１５Ｂを制御する。既に上述したように、本実施例
においては、保護シート５が上方となるように被加工物
３を加工テーブル上に支持して所要の形状に切断加工を
行うようにしている。したがって、切断加工中において
は、第１ガス通路６から噴射されるアシストガスの圧力
よりも第２ガス通路７から噴射されるアシストガスのほ
うが高圧となっており、レーザ光線Ｌによる加工箇所
（切断溝）３Ａの隣接位置となる保護シート５の縁部５
Ａ、５Ａの近傍に向けて上方側から第２ガス通路７内の
アシストガスが噴射されることになる。ここで、両ガス
通路６、７から加工箇所（切断溝）３Ａに噴射されるガ
スの流れを拡大して示したものが図２である。この図２
に示すように、内側ノズル２Ａから噴射されるガスＧ１
は、レーザ光線Ｌによって切断された被加工物３の加工
箇所３Ａを通って下方に流れていく。他方、外側ノズル
２Ｂから噴射されたガスＧ２は、内側ノズル２Ａから噴
射されるガスＧ１よりも高圧なので、その一部が内方側
に流れて上記加工箇所３Ａを通って下方に流れていき、
そのほかは外方側にむけて拡散するように流れていく。
これにより、保護シート５の縁部５Ａ、５Ａが母材４に
むけて強く押し付けられるので、縁部５Ａ，５Ａがめく
れ上がることを良好に防止することができる。
【００１２】次に図３に示すように、上述した正常なレ
ーザ加工中に、何らかの原因で加工箇所３Ａが完全に成
形されない切断不良部３Ａ’が発生した場合には、内側
ノズル２Ａより噴射されたガスＧ１および外側ノズル２
Ｂから噴射されたガスＧ２の一部が上記切断不良部３
Ａ’によって反射されるようになる。このとき、外側ノ
ズル２Ｂより噴射されるガスＧ２の圧力のほうが内側ノ
ズル２Ａより噴射されるガスＧ１の圧力に比べて高いの
で、外側ノズル２ＢからのガスＧ２は、ガスＧ１を押し
戻して第１ガス通路６内へと侵入するようになる。する
と、ガスＧ２が第１ガス通路６内に侵入することによ
り、第１ガス通路６内および第１導管１２内のガスの流
量は切断が良好に行われていたときに比べて減少するよ
うになる。図示しない制御装置は、流量計１７によって
第１導管１２内における流量が所定値よりも低下したこ
とを検出したら、第１電磁開閉弁１３Ｂを閉鎖させて第
２ガス通路７へのガスの供給を停止させるとともに、レ
ーザ光線Ｌの照射を停止させる。次に、所定の時間例え
ば１秒が経過したら、引き続き第２電磁開閉弁１５Ｂを
閉鎖させて第１ガス通路６へのガスの供給を停止させ
る。このように、第１電磁開閉弁１３Ｂを閉鎖させてか
ら第２電磁開閉弁１５Ｂを閉鎖させるのは、仮に第１電
磁開閉弁１３Ｂと第２電磁開閉弁１５Ｂとを同時に閉鎖
した場合には、閉鎖後の第２ガス通路７内に残存するガ
ス圧によって、外側ノズル２Ｂから噴射されるガスが第
１ガス通路６内に逆流する虞があるためである。このよ
うに、異常検出手段１６は、切断不良部３Ａ’が発生し
た場合等のように第２ガス通路７に供給したガスが第１
ガス通路６に逆流するような異常を検出したら、該第２
ガス通路へのガスの供給を停止させるので、その逆流に
より切断部分に発生したスパッタが逆流するガスととも
に内側ノズル２Ａ内に侵入して集光レンズＦＬを汚して
しまうことを防止することができる。
ーザ加工中に、何らかの原因で加工箇所３Ａが完全に成
形されない切断不良部３Ａ’が発生した場合には、内側
ノズル２Ａより噴射されたガスＧ１および外側ノズル２
Ｂから噴射されたガスＧ２の一部が上記切断不良部３
Ａ’によって反射されるようになる。このとき、外側ノ
ズル２Ｂより噴射されるガスＧ２の圧力のほうが内側ノ
ズル２Ａより噴射されるガスＧ１の圧力に比べて高いの
で、外側ノズル２ＢからのガスＧ２は、ガスＧ１を押し
戻して第１ガス通路６内へと侵入するようになる。する
と、ガスＧ２が第１ガス通路６内に侵入することによ
り、第１ガス通路６内および第１導管１２内のガスの流
量は切断が良好に行われていたときに比べて減少するよ
うになる。図示しない制御装置は、流量計１７によって
第１導管１２内における流量が所定値よりも低下したこ
とを検出したら、第１電磁開閉弁１３Ｂを閉鎖させて第
２ガス通路７へのガスの供給を停止させるとともに、レ
ーザ光線Ｌの照射を停止させる。次に、所定の時間例え
ば１秒が経過したら、引き続き第２電磁開閉弁１５Ｂを
閉鎖させて第１ガス通路６へのガスの供給を停止させ
る。このように、第１電磁開閉弁１３Ｂを閉鎖させてか
ら第２電磁開閉弁１５Ｂを閉鎖させるのは、仮に第１電
磁開閉弁１３Ｂと第２電磁開閉弁１５Ｂとを同時に閉鎖
した場合には、閉鎖後の第２ガス通路７内に残存するガ
ス圧によって、外側ノズル２Ｂから噴射されるガスが第
１ガス通路６内に逆流する虞があるためである。このよ
うに、異常検出手段１６は、切断不良部３Ａ’が発生し
た場合等のように第２ガス通路７に供給したガスが第１
ガス通路６に逆流するような異常を検出したら、該第２
ガス通路へのガスの供給を停止させるので、その逆流に
より切断部分に発生したスパッタが逆流するガスととも
に内側ノズル２Ａ内に侵入して集光レンズＦＬを汚して
しまうことを防止することができる。
【００１３】なお、上記実施例では、内側ノズル２Ａと
外側ノズル２Ｂとの間の空間の全域を第２ガス通路７と
していたが、次のような構成であってもよい。つまり、
図４に水平断面図で示すように、ノズル２内の下方側の
位置に内側ノズル２Ａと外側ノズル２Ｂの間の空間を閉
鎖するように板状部材２１を設ける。そして、この板状
部材２１に、内側ノズル２Ａを囲繞して複数の貫通孔２
１ａを穿設しても良い。このような実施例においても、
第１ガス通路６から噴射されるアシストガスを囲繞し
て、被加工物３にむけて第２ガス通路７の下端部からア
シストガスを噴射することができる。また、上記実施例
では、被加工物３の母材４として板状のステンレスを用
いたが、母材４の表面に保護シート５を貼付した被加工
物３であれば、本発明を適用して切断加工することがで
きる。そのうえ、被加工物３に保護シート５を用いてい
ない場合は本実施例のような設定をする必要がなく、第
２ガス通路７へのガスの供給を停止するか、もしくは第
２ガス通路７内のガスの圧力を第１ガス通路６のガスの
圧力と同じに設定すればよい。さらに、上述した実施例
は、タッチセンサを備えていないレーザ加工装置によっ
て本発明を実施した場合を説明したが、被加工物３の表
面に接触するタッチセンサを備えたレーザ加工装置を用
いても良い。また、上記実施例においては、同一のガス
供給源１１から両ガス通路６、７内に窒素を供給するよ
うにしていたが、被加工物３の材質に応じて両ガス通路
６、７内に供給するガスの種類を異ならせても良い。
外側ノズル２Ｂとの間の空間の全域を第２ガス通路７と
していたが、次のような構成であってもよい。つまり、
図４に水平断面図で示すように、ノズル２内の下方側の
位置に内側ノズル２Ａと外側ノズル２Ｂの間の空間を閉
鎖するように板状部材２１を設ける。そして、この板状
部材２１に、内側ノズル２Ａを囲繞して複数の貫通孔２
１ａを穿設しても良い。このような実施例においても、
第１ガス通路６から噴射されるアシストガスを囲繞し
て、被加工物３にむけて第２ガス通路７の下端部からア
シストガスを噴射することができる。また、上記実施例
では、被加工物３の母材４として板状のステンレスを用
いたが、母材４の表面に保護シート５を貼付した被加工
物３であれば、本発明を適用して切断加工することがで
きる。そのうえ、被加工物３に保護シート５を用いてい
ない場合は本実施例のような設定をする必要がなく、第
２ガス通路７へのガスの供給を停止するか、もしくは第
２ガス通路７内のガスの圧力を第１ガス通路６のガスの
圧力と同じに設定すればよい。さらに、上述した実施例
は、タッチセンサを備えていないレーザ加工装置によっ
て本発明を実施した場合を説明したが、被加工物３の表
面に接触するタッチセンサを備えたレーザ加工装置を用
いても良い。また、上記実施例においては、同一のガス
供給源１１から両ガス通路６、７内に窒素を供給するよ
うにしていたが、被加工物３の材質に応じて両ガス通路
６、７内に供給するガスの種類を異ならせても良い。
【００１４】さらに、異常検出手段１６としては流量計
１７に限定されるものではなく、図１の想像線で示すよ
うに、内側ノズル２Ａ内に圧力計１８を設けてもよい。
この場合には、圧力計１８は内側ノズル２Ａの先端に近
接した位置に設けることが望ましい。そして圧力計１８
を用いた異常検出手段１６においては、該異常検出手段
１６は第１ガス通路６内のガス圧力を検出するようにな
り、そのガス圧力が所定値を越えたら、第２ガス通路６
へのガスの供給を停止させるようになる。
１７に限定されるものではなく、図１の想像線で示すよ
うに、内側ノズル２Ａ内に圧力計１８を設けてもよい。
この場合には、圧力計１８は内側ノズル２Ａの先端に近
接した位置に設けることが望ましい。そして圧力計１８
を用いた異常検出手段１６においては、該異常検出手段
１６は第１ガス通路６内のガス圧力を検出するようにな
り、そのガス圧力が所定値を越えたら、第２ガス通路６
へのガスの供給を停止させるようになる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、切断加
工時に切断した保護シートの縁部がめくれ上がることを
防止できるとともに、切断不良等の原因で第２ガス通路
に供給したガスが第１ガス通路に逆流するような異常な
状態が生じたら、異常検出手段によって第２ガス通路へ
のガスの供給を停止させることができるので、その逆流
による集光レンズの汚染を防止することができるという
効果が得られる。
工時に切断した保護シートの縁部がめくれ上がることを
防止できるとともに、切断不良等の原因で第２ガス通路
に供給したガスが第１ガス通路に逆流するような異常な
状態が生じたら、異常検出手段によって第２ガス通路へ
のガスの供給を停止させることができるので、その逆流
による集光レンズの汚染を防止することができるという
効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す部分断面正面図。
【図２】上記図１の要部におけるガスの流れを示す拡大
断面図。
断面図。
【図３】切断不良の状態を示す部分断面正面図。
【図４】本発明の他の実施例を示すノズルの水平断面
図。
図。
１ 加工ヘッド ２ ノズル ２Ａ 内側ノズル ２Ｂ 外側ノズル ３ 被加工物 ４ 母材 ５ 保護シート ６ 第１ガス通路 ７ 第２ガス通路 １１ ガス供給源 １２ 第１導管 １３Ｂ 第１電磁開閉
弁 １４ 第２導管 １５Ｂ 第２電磁開閉
弁 １６ 異常検出手段 １７ 流量計 １８ 圧力計
弁 １４ 第２導管 １５Ｂ 第２電磁開閉
弁 １６ 異常検出手段 １７ 流量計 １８ 圧力計
フロントページの続き (72)発明者 中村 聖一 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 AE00 CA18 CD15 CH02 CH05 CH08 CJ01 DB14
Claims (6)
- 【請求項１】 内方側に配置されてレーザ光線が通過す
る内側ノズルと、この内側ノズルを囲繞して設けた外側
ノズルと、内側ノズルの内部空間によって形成した第１
ガス通路と、内側ノズルの外周部と外側ノズルの内周部
との間となる空間部に形成した第２ガス通路と、第１ガ
ス通路および第２ガス通路にガスを供給するガス供給源
とを備え、 表面に保護シートを貼付した被加工物を上記保護シート
が上面となるように支持して、上記第１ガス通路および
第２ガス通路を介して被加工物にガスを噴射しながら被
加工物にレーザ光線を照射して、該被加工物を所要の形
状に切断加工するようにしたレーザ加工方法であって、 上記第２ガス通路に供給するガスの圧力を、上記第１ガ
ス通路に供給するガスの圧力よりも高圧として、第２ガ
ス通路から噴射されたガスの一部が被加工物の切断溝を
介して該被加工物の下方側に抜けるように、上記両ガス
通路に供給するガスの圧力を調整し、 さらに上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガス通路
に逆流するような異常を検出したら、該第２ガス通路へ
のガスの供給を停止させることを特徴とするレーザ加工
方法。 - 【請求項２】 上記第２ガス通路へのガスの供給を停止
させるのと同時にレーザ光線の照射を停止させ、さらに
一定時間経過後に第１ガス通路へのガスの供給を停止さ
せることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方
法。 - 【請求項３】 内方側に配置されてレーザ光線が通過す
る内側ノズルと、この内側ノズルを囲繞して設けた外側
ノズルと、内側ノズルの内部空間によって形成した第１
ガス通路と、内側ノズルの外周部と外側ノズルの内周部
との間となる空間部に形成した第２ガス通路と、この第
２ガス通路に供給するガスの圧力を、上記第１ガス通路
に供給するガスの圧力よりも高圧として第１ガス通路と
第２ガス通路とにガスを供給することが可能なガス供給
源と、さらに上記第２ガス通路に供給したガスが第１ガ
ス通路に逆流するような異常を検出したら第２ガス通路
へのガスの供給を停止させる異常検出手段とを備えるこ
とを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項４】 上記異常検出手段は上記第１ガス通路内
へのガス供給量を検出し、そのガス供給量が所定値より
も低下したら、第２ガス通路へのガスの供給を停止させ
ることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項５】 上記異常検出手段は上記第１ガス通路内
のガス圧力を検出し、そのガス圧力が所定値を越えた
ら、第２ガス通路へのガスの供給を停止させることを特
徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。 - 【請求項６】 上記異常検出手段は、上記第２ガス通路
へのガスの供給を停止させるのと同時にレーザ光線の照
射を停止させ、さらに一定時間経過後に第１ガス通路へ
のガスの供給を停止させることを特徴とする請求項３な
いし請求項５のいずれかに記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192189A JP4221540B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | レーザ加工方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192189A JP4221540B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | レーザ加工方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002001570A true JP2002001570A (ja) | 2002-01-08 |
| JP4221540B2 JP4221540B2 (ja) | 2009-02-12 |
Family
ID=18691356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192189A Expired - Fee Related JP4221540B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | レーザ加工方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4221540B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011251345A (ja) * | 2005-06-27 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
| WO2013005616A1 (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 小池酸素工業株式会社 | レーザ切断方法及びレーザ切断装置 |
| CN103394806A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-11-20 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光焊接方法及溢流保护装置 |
| JP2014061551A (ja) * | 2014-01-15 | 2014-04-10 | Canon Inc | レーザ加工装置 |
| WO2019142239A1 (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| WO2020178890A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置及び方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192189A patent/JP4221540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011251345A (ja) * | 2005-06-27 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
| JP2011251344A (ja) * | 2005-06-27 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工方法およびレーザ加工ヘッド |
| WO2013005616A1 (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 小池酸素工業株式会社 | レーザ切断方法及びレーザ切断装置 |
| JP2013013919A (ja) * | 2011-07-05 | 2013-01-24 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザ切断方法及びレーザ切断装置 |
| CN103394806A (zh) * | 2013-08-06 | 2013-11-20 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光焊接方法及溢流保护装置 |
| JP2014061551A (ja) * | 2014-01-15 | 2014-04-10 | Canon Inc | レーザ加工装置 |
| WO2019142239A1 (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| WO2020178890A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置及び方法 |
| DE112019006808T5 (de) | 2019-03-01 | 2021-11-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung und Verfahren |
| DE112019006808B4 (de) | 2019-03-01 | 2022-11-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung und Verfahren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4221540B2 (ja) | 2009-02-12 |
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