JP2007196254A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コーナ部を含む切断経路に沿って切断する際に、切断不良の発生を防止しつつ切断加工時間の遅延を抑える。
【解決手段】第一切断経路（Ａ１）と第二切断経路（Ａ２）との間にコーナ部（Ｂ）が存在している被切断部材の切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法において、第一切断経路からコーナ部まで第一切断条件（Ｘ）に基づいて被切断部材を切断加工し、コーナ部から第二切断経路上の所定区間（Ａ２１）において、第一切断条件よりも切断能力の小さい第二切断条件に基づいて被切断部材を切断加工し、所定区間終了後の第二切断経路上において、第一切断条件に基づいて被切断部材を切断加工する。第一切断条件から第二切断条件への切換時および／または第二切断条件から第一切断条件への切換時に、これら切断条件を連続的に変化させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、被切断部材、例えば鋼板上におけるコーナ部を含む切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法に関する。

従来より、レーザ加工によって、コーナ部を含む切断経路に沿って被切断部材、例えば鋼板を切断することが行われている。図７（ａ）はコーナ部を含む切断経路の一般例を示す略図である。図７（ａ）に示される切断経路Ａ０においては、第一切断経路Ａ１と第二切断経路Ａ２との間に急峻なコーナ部Ｂが存在している。通常はコーナ部Ｂを通過するときに加工速度が低下する。従って、レーザの出力を一定に維持する場合には、コーナ部Ｂに熱が過剰に蓄積され、コーナ部Ｂにおいて切断幅の拡大または溶け落ちが発生することがある。

このため、特許文献１においては、コーナ部Ｂまでの第一切断経路Ａ１における切断条件と、コーナ部Ｂから延びる第二切断経路Ａ２における切断条件とを互いに異ならせている。すなわち、切断条件と時間との関係を示す図である図８（ａ）に示されるように、従来技術においては、第一切断経路Ａ１を通ってコーナ部Ｂまでにおける通常切断条件よりも、コーナ部Ｂから延びる第二切断経路Ａ２の小区間Ａ２１における切断条件を低下させている。そして、小区間Ａ２１が終了した後では、区間Ａ２２における切断条件を通常切断条件まで再び上昇させている。このようにすることにより、特許文献１においては、コーナ部Ｂにおける切断幅の拡大または溶け落ちの発生を抑制している。

ところが、図８（ａ）に示されるように従来技術においては切断条件をステップ状に変化させている。このため、特に小区間Ａ２１と残りの区間Ａ２２との間で切断条件を通常切断条件まで戻すときに、被加工ワーク２０に欠落が発生する場合がある。この原因は、レーザ切断時の加工断面の様子を示す図８（ｂ）に示されるように、切断条件の切換時に、被加工ワーク２０上におけるレーザＬの照射位置に対して切断遅れｍが生じて、異常燃焼が起こるためである。特に、被加工ワーク２０の板厚が比較的大きい場合には、切断遅れｍもこれに応じて大きくなり、前述した加工不良も発生しやすい。

特許文献２には、このような切断遅れｍの発生を防止する技術が開示されている。すなわち、特許文献２においては、小区間Ａ２１と残りの区間Ａ２２との間で、レーザＬの照射を停止させ、小区間Ａ２１に沿って所定距離だけ加工ヘッド１６を後退させた後、通常切断条件に戻してレーザＬを照射した状態で加工ヘッド１６を前進させるようにしている。この場合には、切断遅れｍが発生したとしても、通常切断条件での切断加工によって加工不良の発生を回避できる。
特許第３２１１９０２号明細書 特許第３１７５４６３号明細書

しかしながら、特許文献２に開示されるレーザ加工方法においては、レーザＬの照射を停止した状態で加工ヘッド１６を所定距離だけ移動させる必要があるので、切断加工時間が遅延するという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コーナ部を含む切断経路を切断する際に、切断不良の発生を防止しつつ、切断加工時間の遅延を抑えることのできるレーザ加工方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、第一の切断経路と第二の切断経路との間にコーナ部が存在している被切断部材の切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法において、前記第一の切断経路から前記コーナ部まで第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記コーナ部から前記第二の切断経路上の所定区間において、前記第一の切断条件よりも切断能力の小さい第二の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記所定区間終了後の前記第二の切断経路上において、前記第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記第一の切断条件から前記第二の切断条件への切換時および／または前記第二の切断条件から前記第一の切断条件への切換時に、これら切断条件を連続的に変化させるようにしたレーザ加工方法が提供される。
２番目の発明によれば、第一の切断経路と第二の切断経路との間にコーナ部を含むコーナ区間が存在している被切断部材の切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法において、前記第一の切断経路から前記コーナ区間の直前まで第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記コーナ区間において、前記第一の切断条件よりも切断能力の小さい第二の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記コーナ区間終了後の前記第二の切断経路上において、前記第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、前記第一の切断条件から前記第二の切断条件への切換時および／または前記第二の切断条件から前記第一の切断条件への切換時に、これら切断条件を連続的に変化させるようにしたレーザ加工方法が提供される。

すなわち１番目および２番目の発明においては、第一の切断条件と第二の切断条件との間の切換を瞬時に行うことなしに、切断条件を第一および第二の切断条件の間で連続的に変化するようにしているので、切断遅れに基づく加工不良、例えば欠落の発生を防止できる。また、１番目および２番目の発明においては、レーザ用加工ヘッドの後退を伴うことなしに、加工ヘッドを切断経路に沿って連続的に移動させているので、切断加工時間の遅延を抑えることもできる。さらに、第二の切断経路上の所定区間またはコーナ区間においては、切断能力が小さくなるように切断条件を変更しているので、コーナ部における切断幅の拡大または溶け落ちの発生も防止できる。なお、第一および第二の切断経路は直線とは限らず、曲線であってもよい。

３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記切断条件を連続的に変化させることが、所定時間にわたって行われる。
すなわち３番目の発明においては、比較的簡易な構成によって、切断条件を連続的に変化させる領域を決定できる。また、切断経路全体の切断作用を所望の時間内に終了させるられる。

４番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記切断条件を連続的に変化させることが、所定時間にわたって行われる。
すなわち４番目の発明においては、比較的簡易な構成によって、切断条件を連続的に変化させる領域を決定できる。また、４番目の発明は、第二の切断経路が比較的短い場合に有利である。

５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記所定区間は、前記被切断部材の材質、板厚、コーナ部角度の少なくとも一つに基づいて定まる。
すなわち５番目の発明においては、所定区間を最適に定めることができる。

６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明において、前記所定時間が複数の微少時間から構成されており、前記切断条件は、前記微少時間のそれぞれにおいて予め定められた切断条件に変更されるようにした。
すなわち６番目の発明においては、複数の微少時間のそれぞれに応じた最適な切断条件を各微少時間において変更するように設定できる。

７番目の発明によれば、１番目から６番目のいずれかの発明において、前記切断条件は、レーザ出力、パルスデューティ、パルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度のうちの少なくとも一つを含む。
すなわち７番目の発明においては、切断条件を容易かつ最適に定めることができる。

８番目の発明によれば、１番目から７番目のいずれかの発明において、前記切断条件は、前記被切断部材の材質、板厚、コーナ部角度の少なくとも一つに基づいて定まる。
すなわち８番目の発明においては、切断条件をさらに最適に定めることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づくレーザ加工方法を実施するレーザ加工機１１を備えたレーザ装置の略図である。レーザ装置１００は主に金属加工用に用いられ、レーザ発振器２とレーザ加工機１１とを含んでいる。図１に示されるように、これらレーザ発振器２とレーザ加工機１１とは制御ユニット１を介して互いに電気的に接続されている。

レーザ発振器２は放電励起型である比較的高出力のレーザ発振器、例えば出力１ｋＷ以上の炭酸ガスレーザである。レーザ発振器２はレーザガス圧制御システム１８に接続された放電管９を含んでいる。レーザガス圧制御システム１８は、レーザ発振器２に形成されたレーザガス供給口１７およびレーザガス排出口１９を介して放電管９へのレーザガスの供給および放電管９からのレーザガスの排出を行うことができる。放電管９の一端には部分透過性をほとんど有しないリア鏡６（共振器内部ミラー）が設けられており、放電管９の他端には部分透過性を有する出力鏡８が設けられている。出力鏡８はＺｎＳｅから形成されており、出力鏡８の内面は部分反射コーティングされると共に出力鏡８の外面は全反射コーティングされている。リア鏡６の背面にはレーザパワーセンサ５が配置されており、レーザパワーセンサ５により検出されるレーザ出力は図示されるように制御ユニット１に入力される。図示されるように、リア鏡６および出力鏡８の間の光共振空間内には二つの放電セクション２９ａ、２９ｂが形成されている。

各放電セクション２９ａ、２９ｂは放電管９を挟むように配置された放電電極対７ａ、７ｂをそれぞれ含んでいる。図示されるように、これら放電電極対７ａ、７ｂは放電管９上に互いに直列に配置されている。なお、これら放電電極対７ａ、７ｂは同一寸法であって、誘電体コーティングが施されているものとする。図１に示されるようにこれら放電電極対７ａ、７ｂはマッチング回路（図示しない）を介して共通の高周波電源４に接続されている。高周波電源４は例えば２ＭＨｚの高周波電源であり、各放電セクション２９ａ、２９ｂに供給する電力を自由に調整することができる。

さらに、図示されるように放電管９には送風機１４が配置され、送風機の上流および下流には熱交換器１２、１２'がそれぞれ配置されている。さらに、レーザ発振器２は冷却水循環システム２２に接続されており、放電管９内のレーザガスなどが適宜冷却されるようになっている。

なお、図１においては高速軸流型のレーザ発振器２が示されているが、レーザ発振器２が他の形態のレーザ発振器、例えば３軸直交型発振器もしくは熱拡散冷却によるガススラブレーザであってもよい。

レーザ発振器２の出力鏡８から出力されたレーザはレーザ加工機１１に入射される。レーザ加工機１１には、入射されたレーザを反射する複数、図１においては三つの反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられている。図示されるように、これら反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより反射されたレーザは集光レンズ１３および加工ヘッド１６を通って加工テーブル２１上の被加工ワーク２０、例えば鋼板に照射されるようになっている。ここで、集光レンズ１３はＺｎＳｅから形成されており、集光レンズ１３の両面は全反射コーティングされている。

また、被加工ワーク２０は加工テーブル２１の位置を水平方向に変更することにより所定の場所に位置決めできる。さらに、図１に示されるようにレーザ加工機１１にはアシストガス供給システム１５が設けられている。レーザ加工機１１外部に設置されたアシストガス源（図示しない）からのアシストガスはアシストガス供給システム１５によって加工ヘッド１６の所望の位置まで供給される。アシストガスの圧力は制御ユニット１を介してアシストガス供給システム１５によって制御される。

レーザ発振器２とレーザ加工機１１とを電気的に接続する制御ユニット１は、ディジタルコンピュータからなり、双方向性バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を含む記憶部と、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）などの処理部と、入力ポートとしての入力部および出力ポートとしての出力部とを具備している。これら入力部および出力部はレーザ発振器２およびレーザ加工機１１の所定の構成要素に適切に接続されており、所定の構成要素を適切に制御する。

レーザ装置１００の動作時には、レーザガス圧制御システム１８によってレーザガスがレーザガス供給口１７を通って放電管９内に供給される。次いで、送風機１４によってレーザガスは放電管９からなる循環路を循環する。図１において矢印により示されるように、送風機１４から送り出されたレーザガスは圧縮熱を除去するための熱交換器１２'を通過して各放電セクション２９ａ、２９ｂに供給される。

放電セクション２９ａ、２９ｂにおいて放電電極対７ａ、７ｂにより、所定の電圧、例えば数百ｋＨｚから数十ＭＨｚの交流電圧を印加すると、放電作用によりレーザガスが励起され、それにより、レーザが発生する。周知の原理により、レーザは光共振空間で増幅され、出力鏡８を通じて出力レーザが取出される。放電作用により高温となったレーザガスは熱交換器１２によって冷却され、送風機１４に再び戻る。なお、このときには冷却水循環システム２２が作動して、放電管９内のレーザガスなどが冷却されるものとする。

出力鏡８から取出されたレーザは図示されるようにレーザ発振器２からレーザ加工機１１に供給される。レーザ加工機１１においては、レーザは三つの反射鏡１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより適切に反射される。反射されたレーザは集光レンズ１３により集光されて、加工ヘッド１６を通じて被加工ワーク２０に照射される。これにより、加工テーブル２１上の被加工ワーク２０を加工、例えば切断または溶接することが可能となる。

以下、レーザ加工機１１によるレーザ加工方法の動作について説明する。図２および図３は、レーザ加工機１１の動作を示すフローチャートである。これら図面に示されるフローチャート２００は制御ユニット１の記憶部、例えばＲＯＭに記憶されているものとする。さらに、図４は、図７（ａ）に示されるような第一切断経路Ａ１と第二切断経路Ａ２との間に急峻なコーナ部Ｂを含んでいる切断経路Ａ０を切断する際の、レーザ加工機１１の切断条件と時間との関係を示す図である。図４においては、縦軸は切断条件を示しており、横軸は時間を示すものとする。なお、当初は、レーザ加工機１１に対して通常切断条件Ｘが設定されているものとする。

フローチャート２００のステップ２０１においては、被加工ワーク２０を切断するのに用いられるプログラムを部分的に読込む。次いで、読込まれたプログラムに記述される切断経路Ａ０におけるコーナ部Ｂのコーナ角度Ｄを検出する（ステップ２０２）。

次いで、ステップ２０３において、検出されたコーナ角度Ｄが所定の設定角度Ｄ０よりも小さいか否かが判定される。設定角度Ｄ０は制御ユニット１の記憶部、例えばＲＯＭに予め記憶された比較的急峻な角度である。検出されたコーナ角度Ｄが設定角度Ｄ０よりも小さくない場合には、ステップ２０４に進んで、切断経路全体が通常切断条件Ｘで切断加工される。

一方、検出されたコーナ角度Ｄが所定の設定角度Ｄ０よりも小さい場合には、ステップ２０５に進む。ステップ２０５においては、通常切断条件Ｘに基づいて、切断経路Ａ０の第一切断経路Ａ１に沿って被加工ワーク２０が切断加工される。

第一切断経路Ａ１における切断作用は、ステップ２０６において加工ヘッド１６がコーナ加工区間Ａ２１のコーナ部Ｂに到達したものと判定されるまで継続される。ステップ２０６において、加工ヘッド１６がコーナ加工区間Ａ２１に到達したと判定された場合には、ステップ２０７に進む。

ステップ２０７においては、コーナ切断条件Ｙが読込まれる。コーナ切断条件Ｙはその切断能力が通常切断条件Ｘよりも小さくされている切断条件であり、記憶部、例えばＲＯＭに予め記憶されている。

次いで、ステップ２０８に進み、第一切換区間Ｃ１における切換時間または切換距離が読込まれる。図４から分かるように、第一切換区間Ｃ１はコーナ加工区間Ａ２１の前半の一部分であり、通常切断条件Ｘが用いられる第一切断経路Ａ１とコーナ切断条件Ｙが用いられる区間Ｃ２との間に位置している。

第一切換区間Ｃ１の切換時間は切断条件が通常切断条件Ｘからコーナ切断条件Ｙまで連続的に変化する時間である。また切換距離は切断条件がこのように変化しながら加工ヘッド１６が移動する第一切換区間Ｃ１の長さである。これら切換時間および切換距離は制御ユニット１の記憶部、例えばＲＡＭに予め記憶されており、ステップ２０８においては、これら切換時間および切換距離のうちのいずれか一方が読込まれる。

次いで、ステップ２０９において、加工ヘッド１６が切断経路Ａ０に沿って移動している状態で、切断条件を通常切断条件Ｘからコーナ切断条件Ｙまで連続的に変化させながら、第一切換区間Ｃ１において切断加工を行う。図４に示される実施形態においては、切断条件は第一切換区間Ｃ１において通常切断条件Ｘからコーナ切断条件Ｙまで線形的に変化している。図示しない実施形態においては、第一切換区間Ｃ１および後述する第二切換区間Ｃ３のそれぞれにおける切断条件の変化が二次関数または指数関数などで表されていてもよい。

このように、本発明においては、切断条件をステップ状に瞬時に変化させているわけではなく、第一切換区間Ｃ１を設け、この第一切換区間Ｃ１において切断条件を通常切断条件Ｘからコーナ切断条件Ｙまで連続的に変化させている。このため、切断条件の切換時に、加工遅れに基づく加工不良、例えば欠落などは発生しない。

また、本発明においては、従来技術のように加工ヘッド１６を一時的に後退させておらず、加工ヘッド１６は第一切換区間Ｃ１においても切断経路Ａ０に沿って前進し続けている。このため、加工ヘッド１６の後退を伴う従来技術と比較して、本発明においては切断加工時間の遅延を抑えることも可能となっている。

なお、ステップ２０８において切換時間が読込まれる場合には、第一切換区間Ｃ１は切換時間に基づいて決定される。この場合においては、切断経路Ａ０全体の切断作用を所望の時間内に終了させるのに有利である。一方、ステップ２０８において切換距離が読込まれる場合には、第一切換区間Ｃ１は切換距離に基づいて決定される。このような場合は、第二切断経路Ａ２が比較的短い場合に有利である。

次いで、ステップ２１０においては切断条件がコーナ切断条件Ｙに到達したか否かが判定され、切断条件がコーナ切断条件Ｙに到達したと判定された場合にはステップ２１１に進む。切断条件がまだコーナ切断条件Ｙに到達したと判定されていない場合には、ステップ２０９に戻り、切断条件がコーナ切断条件Ｙに到達するまで処理を繰返す。

図４から分かるように、切断条件がコーナ切断条件Ｙに到達すると、第一切換区間Ｃ１は終了する。次いで、ステップ２１１において、第二切断経路Ａ２における第一切換区間Ｃ１直後の区間Ｃ２をコーナ切断条件Ｙにて切断加工する。このように区間Ｃ２において切断条件をコーナ切断条件Ｙまで低下させる理由は、コーナ部Ｂ付近に熱が過剰に蓄積するのを回避し、それにより、コーナ部Ｂ付近において切断幅の拡大または溶け落ちが発生するのを防止するためである。

コーナ切断条件Ｙでの切断作用は、ステップ２１２において区間Ｃ２が終了したと判定されるまで継続して行われる。つまり、ステップ２１２において区間Ｃ２が終了したと判定されない場合には、ステップ２１１に戻り、区間Ｃ２が終了したと判定されるまで処理を繰返す。

ところで、コーナ加工区間Ａ２１の区間Ｃ２は加工遅れに基づく欠落が発生しない程度の寸法（長さ）である。この区間Ｃ２は被加工ワーク２０の材質Ｍ、板厚Ｔ、およびステップ２０２で検出されたコーナ角度Ｄのうちの少なくとも一つに応じて定まる。図５は、区間Ｃ２の長さに関するマップを示す図である。図５に示されるように、区間Ｃ２は材質Ｍ、板厚Ｔおよびコーナ角度Ｄの関数としてマップの形で実験等により予め求められている。区間Ｃ２のマップは制御ユニット１の記憶部、例えばＲＯＭに予め記憶されているものとする。本発明においては、このようなマップを利用することによって、区間Ｃ２を最適かつ容易に定めることができる。

区間Ｃ２が終了すると、区間Ｃ２直後に位置する第二切換区間Ｃ３に進入する。第二切換区間Ｃ３に進入すると、ステップ２１３において通常切断条件Ｘを再び読込む。次いで、ステップ２１４において、第二切換区間Ｃ３における切換時間または切換距離が読込まれる。第二切換区間Ｃ３における切換時間および切換距離は、第一切換区間Ｃ１における切換時間および切換距離と同様に定義され、第一切換区間Ｃ１で読込まれたのと同一種類のものが読込まれるものとする。

また、図４においては、第二切換区間Ｃ３における切換時間および／または切換距離と、第一切換区間Ｃ１における切換時間および／または切換距離とが同一であるように描かれているが、第一切換区間Ｃ１および第二切換区間Ｃ３のそれぞれにおける切換時間および／または切換距離が互いに異なるように設定してもよい。

次いで、第一切換区間Ｃ１の場合と同様に、ステップ２１５において、コーナ切断条件Ｙから通常切断条件Ｘまで切断条件を連続的に変化させながら、第二切換区間Ｃ３において切断加工を行う。

このように第二切換区間Ｃ３を設けることによって、第一切換区間Ｃ１について前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。つまり、第二切換区間Ｃ３において切断条件を切換えるときにおいても、加工遅れに基づく加工不良は発生しない。本発明においては第一切換区間Ｃ１および第二切換区間Ｃ３の両方において切断条件を連続的に変化させるようにしているので、切断条件変更時に加工不良が被加工ワーク２０に生じるのを切断経路Ａ０全体に亙って防止できる。

次いで、ステップ２１６においては切断条件が通常切断条件Ｘに到達したか否かが判定され、切断条件が通常切断条件Ｘに到達したと判定された場合にはステップ２１１に進む。切断条件がまだ通常切断条件Ｘに到達したと判定されていない場合には、ステップ２１５に戻り、切断条件が通常切断条件Ｘに到達するまで処理を繰返す。図４から分かるように、切断条件が通常切断条件Ｘに到達すると、第二切換区間Ｃ３は終了し、第二切断経路Ａ２の残りの区間Ａ２２に進入する。

その後、ステップ２１７において通常切断条件Ｘにて区間Ａ２２を切断加工する。次いで、ステップ２１８において切断経路Ａ０の切断が完全に終了したと判定された場合には処理を終了する。一方、切断経路Ａ０の切断が終了していないと判定された場合には、ステップ２０１に戻って処理を繰返し、切断経路Ａ０上における他のコーナ部（図示しない）に関する切断作用が実行される。以後、切断経路Ａ０上のコーナ部における切断作用が終了するまで処理を繰返すものとする。

ところで、本発明において、通常切断条件Ｘとコーナ切断条件Ｙとの間における切断条件の変更は、レーザ出力、パルスデューティ、パルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度のうちの少なくとも一つを変更することによって行われる。一般的な傾向として、切断能力を板厚と速度とで考えると、加工する板厚を厚くするためには、レーザ出力および／またはレーザのパルスデューティを増加させる。また、加工速度を増加させるためには、レーザ出力、レーザのパルスデューティおよび／またはレーザのパルス周波数を増加させる。さらに、アシストガス圧は加工する材質に関係しており、被加工ワーク２０が軟鋼などから形成される場合にはアシストガス圧を比較的小さくする。また、被加工ワーク２０がステンレス製である場合にはアシストガス圧を比較的大きくすれば、切断能力が増加するようになる。本発明においては、これらレーザ出力およびパルスデューティの増減作用、ならびにパルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度の増減作用を適宜組み合わせることによって、最適な切断条件を容易に設定することが可能である。

前述したように被加工ワーク２０の板厚が比較的大きい場合には切断遅れｍに基づく加工不良が発生しやすいので、被加工ワーク２０の板厚Ｔも考慮して切断条件を定めるのが好ましい。同様に、被加工ワーク２０の材質Ｍまたはコーナ角度Ｄを考慮して切断条件を定めるのがさらに好ましい。このような場合、レーザ出力、パルスデューティ、パルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度のそれぞれについて、図５を参照して説明したのと同様なマップ（図示しない）を予め求めて制御ユニット１の記憶部に予め記憶させておく。そして、切断条件変更時に、レーザ出力、パルスデューティ、パルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度のうちの少なくとも一つに対応するマップを使用すれば足りる。これにより、切断条件をさらに最適に設定できるのは明らかであろう。

ところで、図６は他の実施形態における切断条件と時間との関係を示す図４と同様な図である。図６においては第一切換区間Ｃ１は複数の微少区間Ｄ１〜Ｄ４に区切られている。微少区間Ｄ１〜Ｄ４においてはそれぞれに対応する切断条件が予め定められており、微少区間Ｄ１〜Ｄ４にかけて切断条件が通常切断条件Ｘからコーナ切断条件Ｙまで低下するようにしている。このような場合には第一切換区間Ｃ１の微少区間Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに応じた最適な切断条件を順次採用し、被加工ワーク２０をさらに良好に切断加工することができる。

同様に、第二切換区間Ｃ３も同様に複数の微少区間Ｄ５〜Ｄ８に区切られている。そして、切断条件がコーナ切断条件Ｙから通常切断条件Ｘまで増加するように、それぞれの微少区間Ｄ５〜Ｄ８における切断条件が予め設定されている。このような場合にも同様な効果が得られるのは明らかであろう。

また、変化の開始時である微少区間Ｄ１および変化の終了時である微少区間Ｄ４において切断条件変化の度合いが比較的小さくなるようにし、微少区間Ｄ２、Ｄ３における変化の度合いを比較的大きくするようにしてもよい。

図面を参照して説明した実施形態においては、第一切断経路Ａ１および第二切断経路Ａ２が直線として示されているが、これら切断経路Ａ１、Ａ２が曲線であってもよい。さらに、図７（ｂ）に示されるように、本発明のレーザ加工方法が用いられる切断経路Ａ０のコーナ加工区間Ａ２１にコーナ部Ｂが含まれていてもよい。このような場合であっても、本発明のレーザ加工方法を適用できるのは明らかである。また、前述した態様のいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。

本発明に基づくレーザ加工機を含んだレーザ装置の略図である。 本発明に基づくレーザ加工機のレーザ加工方法に関する動作を示すフローチャートである。 本発明に基づくレーザ加工機のレーザ加工方法に関する動作を示すフローチャートである。 本発明の或る実施形態における切断条件と時間との関係を示す図である。 区間Ｃ２の長さに関するマップを示す図である。 本発明の他の実施形態における切断条件と時間との関係を示す図である。 （ａ）一般的なコーナ部を含む切断経路の例を示す略図である。（ｂ）一般的なコーナ部を含む切断経路の他の例を示す略図である。 （ａ）従来技術における時間と切断条件との関係を示す図である。（ｂ）従来技術におけるレーザ切断時の加工断面の様子を示す図である。

符号の説明

１ 制御ユニット
２ レーザ発振器
４ 高周波電源
５ レーザパワーセンサ
７ａ、７ｂ 放電電極対
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 反射鏡
１１ レーザ加工機
１３ 集光レンズ
１５ アシストガス供給システム
１６ 加工ヘッド
２０ 被加工ワーク
２１ 加工テーブル
１００ レーザ装置
Ａ０ 切断経路
Ａ１ 第一切断経路
Ａ２ 第二切断経路
Ａ２１ コーナ加工区間（所定区間）
Ａ２２ 残りの区間
Ｂ コーナ部
Ｃ１ 第一切換区間
Ｃ２ 区間
Ｃ３ 第二切換区間
Ｄ コーナ角度
Ｄ１〜Ｄ４、Ｄ５〜Ｄ８ 微少区間
Ｍ 材質
Ｔ 板厚
Ｘ 通常切断条件
Ｙ コーナ切断条件

Claims (8)

1. 第一の切断経路と第二の切断経路との間にコーナ部が存在している被切断部材の切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法において、
   前記第一の切断経路から前記コーナ部まで第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記コーナ部から前記第二の切断経路上の所定区間において、前記第一の切断条件よりも切断能力の小さい第二の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記所定区間終了後の前記第二の切断経路上において、前記第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記第一の切断条件から前記第二の切断条件への切換時および／または前記第二の切断条件から前記第一の切断条件への切換時に、これら切断条件を連続的に変化させるようにしたレーザ加工方法。
2. 第一の切断経路と第二の切断経路との間にコーナ部を含むコーナ区間が存在している被切断部材の切断経路をレーザによって切断加工するレーザ加工方法において、
   前記第一の切断経路から前記コーナ区間の直前まで第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記コーナ区間において、前記第一の切断条件よりも切断能力の小さい第二の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記コーナ区間終了後の前記第二の切断経路上において、前記第一の切断条件に基づいて前記被切断部材を切断加工し、
   前記第一の切断条件から前記第二の切断条件への切換時および／または前記第二の切断条件から前記第一の切断条件への切換時に、これら切断条件を連続的に変化させるようにしたレーザ加工方法。
3. 前記切断条件を連続的に変化させることが、所定時間にわたって行われる請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
4. 前記切断条件を連続的に変化させることが、所定距離にわたって行われる請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
5. 前記所定区間は、前記被切断部材の材質、板厚、コーナ部角度の少なくとも一つに基づいて定まる請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
6. 前記所定時間が複数の微少時間から構成されており、前記切断条件は、前記微少時間のそれぞれにおいて予め定められた切断条件に変更されるようにした請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
7. 前記切断条件は、レーザ出力、パルスデューティ、パルス周波数、アシストガス圧および切断加工速度のうちの少なくとも一つを含む請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
8. 前記切断条件は、前記被切断部材の材質、板厚、コーナ部角度の少なくとも一つに基づいて定まる請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。

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