JP2015100840A - Laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法に係り、さらに詳細には、レーザ加工によって穴加工を行ったときに生じた切断片(切抜片)が穴内に引っ掛かった状態になることを防止することのできるレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method for drilling a plate-like workpiece, and more specifically, a cut piece (cutout piece) generated when drilling is performed by laser processing is caught in the hole. The present invention relates to a laser processing method that can prevent this.
従来、レーザ加工によって板状のワークに、例えば丸形状や四角形状などの種々の形状の穴加工が行われている。上述のように、レーザ加工によってワークに穴加工を行うと、カーフ幅が狭いので、穴の内側に切断された切断片が穴内に引っ掛かることがある。ましてファイバーレーザによるレーザ加工においてはCO2 レーザの場合よりも前記カーフ幅はさらに狭くなり、前記引っ掛かりを生じ易いものである。 Conventionally, holes having various shapes such as a round shape and a square shape have been formed on a plate-like workpiece by laser processing. As described above, when drilling a workpiece by laser processing, the kerf width is narrow, and thus a cut piece cut inside the hole may be caught in the hole. Furthermore, in laser processing using a fiber laser, the kerf width is narrower than that in the case of a CO2 laser, and the above-mentioned catching is likely to occur.
上述のように、ワークに切断片が引っ掛かった状態になると、ワークテーブルに対するワークの相対的な移動時に、ワークテーブルとワークとの間に切断片が入り込み、ワークに裏傷を生じることがある。そこで、ワークに穴加工を行った後に、切断片を穴内から強制的に落下するための切断分離装置を備えることが提案されている(例えば特許文献1参照)。 As described above, when the cut piece is caught on the work, the cut piece may enter between the work table and the work when the work moves relative to the work table, and the work may be scratched. In view of this, it has been proposed to provide a cutting / separating device for forcibly dropping the cut piece from the hole after the workpiece has been drilled (see, for example, Patent Document 1).
前記特許文献1に記載の構成は、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドを上下動自在に備え、かつレーザ加工ヘッドとは別個に切断分離装置を備えた構成である。そして、ワークに穴加工を行った後に、レーザ加工ヘッドを上昇し、この上昇したレーザ加工ヘッドの下側に前記切断分離装置を位置決めして、切断片を強制的に落下する構成である。したがって、全体的構成が複雑であると共に、例えば複数箇所に穴加工を連続的に行う場合、非能率的である、という問題がある。
The configuration described in
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法であって、前記穴の内側からレーザ加工を開始する(a)工程と、レーザ加工位置が前記穴の輪郭線の位置に達したときに、当該輪郭線に沿ってレーザ加工ヘッドを相対的に移動する(b)工程と、前記輪郭線に沿ってのレーザ加工の終了時に、当該加工終了位置から前記穴の中心位置又は重心位置方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する(c)工程と、前記中心位置又は重心位置を間にして前記加工終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する(d)工程と、前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達した後に、当該反対側位置から前記加工終了位置側へ戻すときに、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する(e)工程と、の各工程を備えていることを特徴とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a laser processing method for performing hole processing on a plate-shaped workpiece, and includes the step (a) of starting laser processing from the inside of the hole, and laser processing When the position reaches the position of the contour line of the hole, the step (b) of relatively moving the laser processing head along the contour line, and at the end of the laser processing along the contour line, (C) a step of relatively moving the laser processing head from the processing end position toward the center position or the center of gravity position of the hole, and the laser processing head to the opposite side of the processing end position with the center position or the center of gravity position in between (D) in which assist gas is injected from the laser processing head, and after the laser processing head reaches the contour line position on the opposite side of the processing end position, When returning to the machining end position side, and the laser processing head ejects the assist gas from step (e), it is characterized in that it comprises the steps of.
また、前記レーザ加工方法において、前記加工終了位置から前記中心位置付近又は重心位置付近に移動したときに、当該中心位置付近又は重心位置付近においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするものである。 Further, in the laser processing method, when the laser processing head is moved from the processing end position to the vicinity of the center position or the position of the center of gravity, the relative movement of the laser processing head is temporarily stopped near the center position or the position of the center of gravity. And a step of injecting the time assist gas.
また、前記レーザ加工方法において、前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達したときに、当該反対側位置においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするものである。 Further, in the laser processing method, when the laser processing head reaches the contour line position on the opposite side of the processing end position, the relative movement of the laser processing head is temporarily stopped at the opposite position to assist for a predetermined time. And a step of injecting gas.
また、前記レーザ加工方法において、前記中心位置付近又は重心位置付近から前記反対側位置に達し、かつ前記加工終了位置側に戻すとき、アシストガスの噴射を継続して行う工程、を備えていることを特徴とするものである。 Further, the laser processing method includes a step of continuously injecting assist gas when reaching the opposite side position from the vicinity of the center position or the center of gravity position and returning to the processing end position side. It is characterized by.
本発明によれば、レーザ加工によってワークに穴加工を行った後、切断片を穴内から落下するために、前記切断片の中心位置付近から切断終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを移動するときに、アシストガスを噴射する。したがって、前記中心位置付近又は重心位置付近にアシストガスの噴射による圧力が最初に作用し、切断片の落下を効果的に行うことができ、前述した如き問題を解消することができるものである。 According to the present invention, when the laser machining head is moved from the vicinity of the center position of the cutting piece to the side opposite to the cutting end position in order to drop the cutting piece from the hole after the hole is formed in the workpiece by laser processing. Then, assist gas is injected. Therefore, the pressure due to the injection of the assist gas first acts near the center position or the center of gravity position, so that the cut piece can be effectively dropped, and the above-described problems can be solved.
レーザ加工機によって板状のワークに穴加工を行う場合、例えば丸形状や四角形状などの種々の形状の穴を切断加工することができる。しかし、穴加工としては丸形状や四角形状などの加工が多いものである。そして、例えば一辺が5mm〜30mm程度の小さな四角形状の穴加工を行うときに、上記穴内に切断片が引っ掛かることが多いものである。なお、レーザ加工機は既によく知られた構成であるから、レーザ加工機の構成についての詳細な説明は省略する。 When a hole is drilled in a plate-shaped workpiece by a laser processing machine, holes having various shapes such as a round shape and a square shape can be cut. However, as the hole processing, there are many processing such as a round shape and a square shape. For example, when a small rectangular hole having a side of about 5 mm to 30 mm is formed, a cut piece is often caught in the hole. Since the laser beam machine has a well-known configuration, a detailed description of the laser beam machine configuration is omitted.
図1を参照するに、板状のワークWに、例えば一辺が5mm〜30mm程度の小さな四角形状の穴1のレーザ加工を行う場合、前記穴1の内側からレーザ加工を開始する。この場合、前記穴1の中心位置付近又は重心位置付近にピアシング加工を行い、このピアシング加工位置Pから前記穴1の輪郭線L方向へレーザ加工を行う。そして、レーザ加工が前記輪郭線Lの位置に達すると、輪郭線Lとレーザ加工位置との交差位置LCから輪郭線Lに沿ってレーザ加工が行われる。
Referring to FIG. 1, when laser processing is performed on a small
そして、穴1の輪郭線Lに沿ってレーザ加工が進行し、前記交差位置LCに達してレーザ加工が一巡すると、穴1のレーザ加工が終了することになり、レーザ光の照射とアシストガスの噴射(噴出)は停止される。なお、レーザ加工が終了した加工終了位置と前記交差位置LCはレーザ光の半径だけずれた状態にあるが、前記交差位置LCと加工終了位置とを同一視しても何等問題ないものである。したがって、交差位置LCと加工終了位置は同義とする。
Then, laser processing proceeds along the contour line L of the
前述のごとく穴1のレーザ加工を行うとき、レーザ加工ヘッドからアシストガスが噴出(噴射)されているので、穴1の加工を行った際の切断片(切抜片)3の加工終了位置(交差位置)LCに噴出されたアシストガスによって、切断片3の加工終了位置LC側が下方向へ吹かれるものである。
When laser processing of the
したがって、切断片3は穴1内において、例えば図1(B)に示すように傾斜して引っ掛かることがある。また、図1(C)に示すように、切断片3における加工終了位置LC側が穴1の下方向に移動し、上記加工終了位置LCの反対側が穴1に引っ掛かることがある。なお、穴1から落下した切断片3はスクラップボックス(図示省略)内へ落下するものである。
Therefore, the
上述のように、ワークWに加工した穴1内に切断片3が引っ掛かると、ワークWの移動時に、ワークテーブルとワークWとの間に切断片3が入り込み、ワークWの裏面に裏傷を生じることがある。また、切断片7が引っ掛るとレーザ加工ヘッドの相対的な移動の際にレーザ加工ヘッドと切断片が干渉することもある。
As described above, when the
そこで、本実施形態においては、レーザ加工を行った前記穴1内から前記切断片3を確実に落下するための動作を行うものである。
Therefore, in the present embodiment, an operation for reliably dropping the
すなわち、前述したように、穴1の輪郭線Lに沿ってレーザ加工を行い、加工終了位置LCに達したときに、レーザ光の照射及びアシストガスの噴出を停止してレーザ加工を終了する。その後、レーザ加工ヘッドの高さ位置を変えることなく、前記加工終了位置LCから穴1の中心位置付近又は重心位置付近或は前記ピアシング加工位置P方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する。そして、中心位置又は重心位置(以後、中心位置と称す)を間にして前記加工終了位置LCの反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記中心位置付近においてレーザ加工ヘッドからレーザ加工時と同じ又はより高圧の圧力でもってアシストガスを噴出(噴射)する。
That is, as described above, laser processing is performed along the contour line L of the
この際、レーザ加工ヘッドが前記穴1の中心位置付近に達したときに、レーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止してアシストガスを噴出するものである。そして、アシストガスを噴出した状態でもって前記加工終了位置LCの反対側においての穴1の輪郭線Lの位置又は輪郭線Lに近接した位置(これらの各位置は、以後輪郭線位置LPと称す)に達したときに移動を一時停止する。その後、前記加工終了位置LC側へ戻ることになる。上述のように、加工終了位置LC側へ戻る際にもアシストガスを噴出するものである。
At this time, when the laser processing head reaches the vicinity of the center position of the
すなわち、前記穴1の中心位置付近から前記輪郭線位置LPへの移動時及び前記輪郭線位置LPから前記加工終了位置LC側への戻り時に、レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴出するものである。この際、アシストガスの噴出は、連続した噴出であっても、パルス的にアシストガスを噴出してもよいものである。そして、前記加工終了位置LCに戻ったときにアシストガスの噴出を停止するものである。
That is, the assist gas is ejected from the laser processing head when moving from the vicinity of the center position of the
以上のごとき説明より理解されるように、加工終了位置LCから反対側の輪郭線位置LPにレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、切断片3の中心位置付近において移動を一時停止する。そして、この停止位置においてアシストガスを所定時間噴出するものである。したがって、切断片3が、図1(B)に示すように僅かに傾斜して穴1内に引っ掛かった状態にある場合、切断片3の中心位置付近にアシストガスの噴出による圧力が最初に作用する。そして、アシストガスが所定時間集中して噴出されることになる。
As understood from the above description, when the laser processing head is relatively moved from the processing end position LC to the opposite contour position LP, the movement is temporarily stopped in the vicinity of the center position of the
よって、切断片3の中心位置付近が下方向へ押圧されることとなり、切断片3全体がほぼ水平状態を保持して落下するように押圧されることになる。そして、中心位置付近から輪郭線位置LPへ移動するときにも、アシストガスを噴出するものである。したがって、アシストガスの噴出によって切断片3を下方向に押圧する位置が変化し、穴1内から落下する傾向にある切断片3の輪郭線位置LP側を押圧して、切断片3に上下方向の揺動を付与する傾向にある。よって、切断片3の落下をより確実に行うことができるものである。
Therefore, the vicinity of the center position of the
また、前記中心位置付近から輪郭線位置LP側へ移動するときにアシストガスを噴出しており、かつ輪郭線位置LPにおいて移動を一時停止する。そして、この停止した状態においてアシストガスの噴出を所定時間行うものである。したがって、図1(C)に示すように、切断片3が予め大きく傾斜して、輪郭線位置LP付近が穴1に引っ掛かった状態にある場合には、切断片3の引っ掛かっている上部付近にアシストガスが集中して噴出されることとなり、切断片3の落下をより確実に行うことができるものである。
Further, the assist gas is ejected when moving from the vicinity of the center position toward the contour line position LP, and the movement is temporarily stopped at the contour line position LP. In this stopped state, the assist gas is ejected for a predetermined time. Therefore, as shown in FIG. 1C, when the
既に理解されるように、穴1のレーザ加工の終了後、加工終了位置LCから中心位置付近へレーザ加工ヘッドを相対的に移動し、この中心位置付近から輪郭線位置LPへレーザ加工ヘッドを相対的に移動するときに、レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴出することにより、穴1に対する切断片3の引っ掛かりをより確実に解除することができるものである。そして、本実施形態においては、輪郭線位置LPから加工終了位置LCへレーザ加工ヘッドを戻す工程においてもアシストガスの噴出を行うものであるから、切断片3の引っ掛かりの解除を、さらに確実に行うことができるものである。
As already understood, after the laser processing of the
ところで、穴1のレーザ加工の終了後に、加工終了位置LCから穴1の中心位置側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する際にアシストガスを噴出することも可能である。この場合、例えば図1(B)に示すごとき状態にある切断片3の加工終了位置LC付近にアシストガスを噴出することになる。したがって、切断片3の加工終了位置付近がアシストガスの噴出によって下方向へ押圧されて、図1(C)に示すごとき状態に変化することがある。
By the way, after the laser processing of the
この場合、穴1の切断終了時に、最初から図1(C)に示すごとき状態になった場合とは異なり、アシストガスの噴出に起因して図1(C)に示すごとき状態となったものである。したがって、穴1に引っ掛かっている切断片3の挟み込みの力はアシストガスの噴出に起因してより大きくなるものである。よって、切断片3の引っ掛かり解除はより難しくなるので、前記加工終了位置LCから中心位置付近への移動時にアシストガスを噴出することは望ましいものではない。
In this case, unlike the case shown in FIG. 1 (C) from the beginning when the
ところで、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能なものである。すなわち、穴1に対する切断片3の引っ掛かりを解除するために噴出するアシストガスの噴出圧をより増圧することも可能である。また、レーザ加工ヘッドに備えたノズルの周囲の適数箇所に、高圧エア(アシストガス)を噴出する引っ掛かり解除用ノズルを別個に備え、このノズルから高圧エアを穴1内へ指向して噴出して、切断片3の引っ掛かりを解除する構成とすることも可能である。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in other forms by making appropriate changes. That is, it is possible to further increase the ejection pressure of the assist gas that is ejected to release the catch of the
以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態によれば、レーザ加工によって穴加工を行った後に、上記穴内へアシストガスを噴出して、穴内の切断片3を下方向に落下するものであるから、簡単な構成でもって実施可能である。そして、穴加工が連続的に行われるような場合、レーザによる穴加工の終了後に直ちに穴内へアシストガスを噴射することができ、連続的な穴加工を能率よく行い得るものである。
As will be understood from the above description, according to the present embodiment, after drilling by laser processing, the assist gas is jetted into the hole and the
1 穴
3 切断片(切抜片)
W ワーク
P ピアシング加工位置
L 輪郭線
LC 交差位置(加工終了位置)
LP 輪郭線位置
1
W Work P Piercing machining position L Contour line LC Crossing position (machining end position)
LP contour position
Claims (4)
(a)前記穴の内側からレーザ加工を開始する工程、
(b)レーザ加工位置が前記穴の輪郭線の位置に達したときに、当該輪郭線に沿ってレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程、
(c)前記輪郭線に沿ってのレーザ加工の終了時に、当該加工終了位置から前記穴の中心位置又は重心位置方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程、
(d)前記中心位置又は重心位置を間にして前記加工終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程、
(e)前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達した後に、当該反対側位置から前記加工終了位置側へ戻すときに、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程、
の各工程を備えていることを特徴とするレーザ加工方法。 A laser processing method for drilling a plate-like workpiece,
(A) starting laser processing from the inside of the hole;
(B) a step of relatively moving the laser processing head along the contour line when the laser processing position reaches the position of the contour line of the hole;
(C) a step of relatively moving the laser processing head from the processing end position toward the center position or the center of gravity of the hole at the end of the laser processing along the contour line;
(D) a step of injecting an assist gas from the laser processing head when the laser processing head is relatively moved to the opposite side of the processing end position with the center position or the center of gravity positioned therebetween;
(E) a step of injecting an assist gas from the laser processing head when returning from the opposite position to the processing end position after the laser processing head has reached the contour position on the opposite side of the processing end position;
A laser processing method comprising the steps of:
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