JP2015123462A - レーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】先に加工した面の開口が小さくても、製品が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができるレーザ加工方法を提供する。【解決手段】第１の面（フランジＡ１１またはウェブＡ１２）を第１の切断軌跡（Ｌｓ１またはＬｓ３）で切断する。第２の面（ウェブＡ１２またはフランジＡ１１）に割付けられた第２の切断軌跡（Ｌｓ２またはＬｓ４）上で板厚領域の近傍または板厚領域内に、切断条件の変更位置Ｐｓを設定する。第２の切断軌跡のうち、外面角部とは反対側の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲を、少なくとも変更位置Ｐｓに隣接する部分で、レーザ光が材料に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件に設定して切断する。第２の切断軌跡のうち、変更位置Ｐｓ以降を、第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件に設定して、材料と製品とを切り離すように切断する。【選択図】図１３

Description

本発明は、アングル（山形鋼）またはチャンネル（溝形鋼）をレーザ加工機によって所定の形状に加工するレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置に関する。

レーザ光を用いて鋼材を切断して所定の形状の製品（部品）を製造するレーザ加工機がある。鋼材は金属の材料の１つである。鋼材の例として、断面が略Ｌ字状のアングルや断面が略Ｕ字状のチャンネルがある。アングルの２つの面のうちの一方の面を９０度面、他方の面を１８０度面と称する。チャンネルの側面側の２つの面のうちの一方の面を９０度面、他方の面を２７０度面、９０度面と２７０度面とに挟まれた面を１８０度面と称する。

アングルを所定の形状に切断する際には、切断する形状に応じて、隣接面に切り込みが発生したり、板厚領域に切り残しが発生したりしないよう、９０度面と１８０度面との加工順が決定される。チャンネルを所定の形状に切断する際も同様に、切断する形状に応じて、９０度面と１８０度面と２７０度面との加工順が決定される。

特開２０１２−８６２４３号公報

アングルを９０度面、１８０度面の順に加工する場合を例とする。先に加工した９０度面にはスリットのみが形成されている場合のように、先に加工した面の開口が小さい場合には、１８０度面を加工して板厚領域を切断しようとすると、製品が部分的に溶けてしまうという問題点があった。この問題点は、板厚領域の切断のときに熱がこもってしまうことが原因と考えられる。

本発明はこのような問題点に鑑み、先に加工した面の開口が小さくても、製品が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができるレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、所定の板厚を有する複数の面よりなるアングルまたはチャンネルを加工対象の材料とし、前記材料をレーザ光によって切断して所定の形状の製品を形成するに際し、前記複数の面における互いに隣接する第１の面と第２の面とのうち、前記第１の面における前記第１の面と前記第２の面との外面角部とは反対側の第１の端部から、前記外面角部から前記第２の面の板厚に相当する距離だけ前記第１の端部側に離れた位置までの範囲に割付けられた第１の切断軌跡を切断し、前記第２の面における前記外面角部とは反対側の第２の端部から前記外面角部までの範囲に割付けられた第２の切断軌跡上に、前記第１及び第２の面の板厚領域の近傍で前記板厚領域よりも前記第２の端部側の所定位置または前記板厚領域内の所定位置を切断条件の変更位置として設定し、前記第２の切断軌跡のうち、前記第２の端部から前記変更位置までの範囲を、少なくとも前記変更位置に隣接する部分で、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件に設定して切断し、前記第２の切断軌跡のうち、前記変更位置以降を、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を前記第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件に設定して、前記材料と前記製品とを切り離すように切断することを特徴とするレーザ加工方法を提供する。

上記のレーザ加工方法において、前記変更位置を、前記第１の面の板厚が厚くなるほど前記外面角部から離れた位置とすることが好ましい。

上記のレーザ加工方法において、前記変更位置を、前記外面角部から前記第１の面の板厚に相当する距離だけ前記第２の端部側に離れた位置に設定することが好ましい。

また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、所定の板厚を有する複数の面よりなるアングルまたはチャンネルを加工対象の材料とし、前記複数の面を平面状に展開した展開図に対し、前記複数の面における互いに隣接する第１の面と第２の面の外面角部を展開補助線として設定した展開図データに基づいて、前記材料をレーザ光によって切断して所定の形状の製品を形成するための複数の切断軌跡と、それぞれの切断軌跡を切断する加工順を決定する切断軌跡・加工順決定部と、前記材料をレーザ光によって切断する際に前記材料に与える単位長さ当たりの熱量が異なる複数の切断条件を保持する切断条件保持部と、前記複数の切断軌跡のうち、前記第１の面における前記展開補助線とは反対側の第１の端部から、前記展開補助線から前記第２の面の板厚に相当する距離だけ前記第１の端部側に離れた位置までの範囲に割付けられた第１の切断軌跡を、前記切断条件保持部が保持するいずれかの切断条件で切断し、前記複数の切断軌跡のうち、前記第２の面における前記展開補助線とは反対側の第２の端部から前記展開補助線までの範囲に割付けられた第２の切断軌跡上に、前記第１及び第２の面の板厚領域の近傍で前記板厚領域よりも前記第２の端部側の所定位置または前記板厚領域内の所定位置を切断条件の変更位置として設定して、前記第２の切断軌跡のうち、前記第２の端部から前記変更位置までの範囲を、少なくとも前記変更位置に隣接する部分で、前記切断条件保持部が保持する複数の切断条件のうち、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件に設定して切断し、前記第２の切断軌跡のうち、前記変更位置以降を、前記切断条件保持部が保持する複数の切断条件のうち、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を前記第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件で切断するための割付けデータを作成する割付けデータ作成部とを備えることを特徴とするレーザ加工プログラム作成装置を提供する。

上記のレーザ加工プログラム作成装置において、前記割付けデータ作成部は、前記変更位置を、前記第１の面の板厚が厚くなるほど前記展開補助線から離れた位置とすることが好ましい。

上記のレーザ加工プログラム作成装置において、前記割付けデータ作成部は、前記変更位置を、前記展開補助線から前記第１の面の板厚に相当する距離だけ前記第２の端部側に離れた位置に設定することが好ましい。

本発明のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置によれば、先に加工した面の開口が小さくても、製品が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができる。

レーザ加工システムの全体構成を示すブロック図である。 一実施形態で用いるアングルの端面平面図及び展開図である。 一実施形態で用いるチャンネルの端面平面図及び展開図である。 アングルを面ごとに加工する際の加工順のパターン１を示す図である。 アングルを面ごとに加工する際の加工順のパターン２を示す図である。 チャンネルを面ごとに加工する際の加工順のパターン１を示す図である。 チャンネルを面ごとに加工する際の加工順のパターン２を示す図である。 アングルの板厚の例を示し、アングルを図４Ｂに示すパターン２の加工順で加工する状態を示す端面平面図である。 図６に示すアングルを加工する際に、各面に対して与える単位長さ当たりの比較例の熱量と一実施形態による熱量とを比較するための図である。 チャンネルの板厚の例を示し、チャンネルを図５Ａに示すパターン１の加工順で加工する状態を示す端面平面図である。 図８に示すチャンネルを加工する際に、各面に対して与える単位長さ当たりの比較例の熱量と一実施形態による熱量とを比較するための図である。 アングルを加工して形成する製品の一例を示す斜視図である。 アングルの展開図に図１０に示す製品の展開図を割り当てた状態を示す図である。 アングルを加工して図１０に示す製品を形成するための切断軌跡を示す図である。 図１２に示す切断軌跡において切断条件の変更を説明するための図である。 図１３における切断条件を変更する設定位置の他の例を示す図である。 図１３における切断条件を変更する設定位置のさらに他の例を示す図である。 チャンネルを加工して形成する製品の一例を示す斜視図である。 チャンネルの展開図に図１６に示す製品の展開図を割り当てた状態を示す図である。 チャンネルを加工して図１６に示す製品を形成するための切断軌跡を示す図である。 図１８に示す切断軌跡において切断条件の変更を説明するための図である。 アングルを加工する場合を例として、本実施形態のレーザ加工方法を実施することによる効果を説明するための図である。 アングルを加工する場合を例として、本実施形態のレーザ加工方法を実施せず、比較例のレーザ加工方法を実施した場合の問題点を説明するための図である。 一実施形態のレーザ加工プログラム作成装置で実行される全体的な処理を示すフローチャートである。

以下、一実施形態のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置について、添付図面を参照して説明する。一実施形態で加工の対象とする鋼材はアングルまたはチャンネルである。アングルは、等辺のアングルでも不等辺のアングルでもよい。

まず、図１に示すレーザ加工システムを用いて、鋼材を所定の形状の製品（部品）に加工する全体的な流れについて説明する。ＣＡＤ１０は、機能的な構成として、製品形状データ作成部１１と、展開図データ作成部１２とを有する。

製品形状データ作成部１１は、鋼材を加工して生成しようとする製品の形状データを作成する。製品形状データ作成部１１は、製品の形状データを、３次元（３Ｄ）ＣＡＤモデルとして作成することができる。

展開図データ作成部１２は、製品の形状データに基づいて、製品を平面状に展開した展開図データを作成する。製品の展開図データについては後に詳述する。ＣＡＤ１０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、製品の形状データ及び展開図データを作成することができる。

展開図データ作成部１２によって作成された製品の展開図データは、レーザ加工プログラム作成装置２０に入力される。レーザ加工プログラム作成装置２０は、ＣＡＭによって構成することができる。

レーザ加工プログラム作成装置２０にＣＡＤ１０の機能を持たせて、レーザ加工プログラム作成装置２０が製品の展開図データを作成してもよい。ＣＡＤ１０とレーザ加工プログラム作成装置２０とが一体化されていてもよい。

レーザ加工プログラム作成装置２０は、機能的な構成として、切断軌跡・加工順決定部２１と、切断条件保持部２２と、割付けデータ作成部２３とを有する。レーザ加工プログラム作成装置２０は、コンピュータプログラムを実行させることによって、切断軌跡・加工順決定部２１と割付けデータ作成部２３との機能を実現することができる。

切断軌跡・加工順決定部２１は、展開図データに基づいて、製品を形成するために鋼材をどのような切断軌跡で切断するか、どのような加工順で切断するのかを決定する。切断軌跡・加工順決定部２１は、隣接面に切り込みが発生せず、板厚領域に切り残しが発生しない切断軌跡及び加工順を決定する。

切断条件保持部２２は、切断軌跡・加工順決定部２１で決定した切断軌跡に従って鋼材を切断する際に使用される複数の切断条件を保持する。切断条件とは、レーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度のうちの少なくとも１つを示すパラメータである。

レーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度のうちの少なくとも１つを変化させると、鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量を変化させることができる。切断条件は、鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量を決めるパラメータということができる。

切断条件保持部２２は、鋼材をレーザ光によって切断する際に鋼材に与える単位長さ当たりの熱量が異なる複数の切断条件を保持する。切断条件保持部２２は、単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件と、第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件との少なくとも２つの切断条件を保持する。切断条件保持部２２は、さらに多くの切断条件を保持してもよい。

レーザ加工プログラム作成装置２０は、レーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度それぞれのパラメータを適宜に設定して、複数の切断条件の中からいずれかの切断条件を選択可能とすればよい。

割付けデータ作成部２３は、切断軌跡・加工順決定部２１で決定した切断軌跡及び加工順に基づいて鋼材を加工する際の割付けを決定し、それぞれの割付けに対して切断条件保持部２２に保持されている切断条件を対応付けた割付けデータを作成する。加工の割付けは、鋼材を切断する軌跡の座標値を示す。割付けデータは、複数の割付けをどのような順で加工するかの情報を含む。

レーザ加工プログラム作成装置２０は、割付けデータ作成部２３が作成した割付けデータを、鋼材を加工するための加工プログラムとしてＮＣ装置３０に転送する。加工プログラム（割付けデータ）は、機械制御コードであるＮＣデータである。ＮＣ装置３０は、加工プログラムに基づいてレーザ加工機４０における鋼材の加工を制御する。

ＮＣ装置３０には、加工プログラムが示す切断条件のパラメータに対応させて、レーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度を具体的にどのような数値とするかが設定されている。ＮＣ装置３０は、パラメータに応じてレーザ加工機４０を動作させる際の具体的な数値を選択し、加工プログラムが示す割付けに従って鋼材を切断するよう制御する。

切断条件保持部２２が保持するパラメータは、レーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度の値を直接的に示す数値であってもよい。切断条件保持部２２が保持するパラメータがレーザ光の出力、周波数、デューティ、レーザヘッドの移動速度の値を直接的に示す数値である場合には、ＮＣ装置３０は加工プログラムに含まれている直接的な数値に基づいてレーザ加工機４０を制御すればよい。

図２，図３を用いて、ＣＡＤ１０が作成する展開図データについて説明する。図２において、（ａ）はアングルＡ１の端面平面図、（ｂ）はアングルＡ１の展開図ＡＤ１を示している。アングルＡ１は、図２の（ａ）における垂直方向のフランジＡ１１と、水平方向のウェブＡ１２とが略９０度の角度で連結した形状である。

このように、アングルA1における水平方向の面をウェブ、垂直方向の面をフランジと称することとする。アングルＡ１の内面角部はいわゆる内Ｒと称されている曲面部A1iRとなっている。

アングルＡ１の外面角部Ｐ０を展開図ＡＤ１における展開補助線USL1とする。ウェブＡ１２の内面A12iと曲面部A1iRとの接続部Ｐ４からフランジＡ１１の外面A11oまで伸ばした垂線が外面A11oと交差する交差部Ｐ１を、板厚線MTL1とする。フランジＡ１１の内面A11iと曲面部A1iRとの接続部Ｐ３からウェブＡ１２の外面A12oまで伸ばした垂線が外面A12oと交差する交差部Ｐ２を、板厚線MTL2とする。

展開補助線USL1と板厚線MTL1とに挟まれた部分、及び、展開補助線USL1と板厚線MTL2とに挟まれた部分がアングルＡ１における板厚領域である。

フランジＡ１１内の板厚線MTL1の位置は、展開補助線USL1からウェブＡ１２の板厚に相当する距離だけフランジＡ１１の側面側に離れた位置である。よって、展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の距離は、ウェブＡ１２の板厚によって決まる。

ウェブＡ１２の板厚線MTL2の位置は、展開補助線USL1からフランジＡ１１の板厚に相当する距離だけウェブＡ１２の側面側に離れた位置である。よって、展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の距離は、フランジＡ１１の板厚によって決まる。

図３において、（ａ）はチャンネルＣ１の端面平面図、（ｂ）はチャンネルＣ１の展開図ＣＤ１を示している。チャンネルＣ１は、図３の（ａ）における垂直方向のフランジＣ１１，Ｃ１２とウェブＣ１３とを連結した形状である。

フランジＣ１１の内面C11iとウェブＣ１３の内面C13iとの内面角部は内Ｒの曲面部C1iR1となっている。フランジＣ１２の内面C12iとウェブＣ１３の内面C13iとの内面角部も内Ｒの曲面部C1iR２となっている。内面C11i，C12iは、所定のテーパ角度を有している。

チャンネルＣ１の一方の外面角部Ｐ０１を展開図ＣＤ１における展開補助線USL1とする。チャンネルＣ１のもう一方の外面角部Ｐ０２を展開図ＣＤ１における展開補助線USL2とする。

ウェブＣ１３の内面C13iと曲面部C1iR1との接続部Ｐ１４からフランジＣ１１の外面C11oまで伸ばした垂線が外面C11oと交差する交差部Ｐ１１を、板厚線MTL1とする。フランジＣ１１の内面C11iと曲面部C1iR1との接続部Ｐ１３からウェブＣ１３の外面C13oまで伸ばした垂線が外面C13oと交差する交差部Ｐ１２を、板厚線MTL2とする。

ウェブＣ１３の内面C13iと曲面部C1iR2との接続部Ｐ２４からフランジＣ１２の外面C12oまで伸ばした垂線が外面C12oと交差する交差部Ｐ２１を、板厚線MTL4とする。フランジＣ１２の内面C12iと曲面部C1iR2との接続部Ｐ２３からウェブＣ１３の外面C13oまで伸ばした垂線が外面C13oと交差する交差部Ｐ２２を、板厚線MTL3とする。

展開補助線USL1と板厚線MTL1とに挟まれた部分、展開補助線USL1と板厚線MTL2とに挟まれた部分、展開補助線USL2と板厚線MTL3とに挟まれた部分、展開補助線USL2と板厚線MTL4とに挟まれた部分がチャンネルＣ１における板厚領域である。

フランジＣ１１内の板厚線MTL1の位置と、フランジＣ１２の板厚線MTL4の位置は、展開補助線USL1，USL2からウェブＣ１３の板厚に相当する距離だけフランジＣ１１，Ｃ１２の側面側に離れた位置である。よって、展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の距離と、展開補助線USL2と板厚線MTL4との間の距離は、ウェブＣ１３の板厚によって決まる。

ウェブＣ１３内の板厚線MTL2の位置は、展開補助線USL1からフランジＣ１１の板厚に相当する距離だけフランジＣ１１の側面とは反対側に離れた位置である。板厚線MTL3の位置は、展開補助線USL2からフランジＣ１２の板厚に相当する距離だけフランジＣ１２の側面とは反対側に離れた位置である。

よって、展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の距離はフランジＣ１１の板厚によって決まり、展開補助線USL2と板厚線MTL3との間の距離はフランジＣ１２の板厚によって決まる。

図４Ａ，図４Ｂを用いて、アングルＡ１の面ごとの加工順を説明する。アングルＡ１の加工順は、図４Ａに示すパターン１または図４Ｂに示すパターン２とのいずれかである。図４Ａ，図４Ｂにおいて、ＡｇｌはアングルＡ１の角度を示す。

図４Ａにおいて、（ａ）に示す角度Ａｇｌが０度の位置を基準位置として、９０度回転させたときの加工面が９０度面であり、１８０度回転させたときの加工面が１８０度面である。よって、フランジＡ１１が９０度面、ウェブＡ１２が１８０度面である。

図４Ａに示すパターン１においては、レーザ加工機４０は、（ａ）の状態のアングルＡ１を９０度回転させて（ｂ）の状態とし、まずフランジＡ１１を加工する。

レーザ加工機４０は、レーザヘッド４０Ｈ（以下、単にヘッド４０Ｈと称す）をフランジＡ１１の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｃ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＡ１２方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＡ１１をウェブＡ１２の板厚に到達するまで（即ち、板厚線MTL1まで）加工する。

ここでは、レーザ加工機４０は、フランジＡ１１をウェブＡ１２の板厚に到達するまで加工するとしたが、板厚線MTL1の少し手前まででフランジＡ１１の加工を終了することもある。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０Ｈを一旦退避させて、（ｃ）の状態のアングルＡ１をさらに９０度回転させて（ｄ）の状態とし、ウェブＡ１２を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをウェブＡ１２の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｅ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにフランジＡ１１方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、ウェブＡ１２を、フランジＡ１１とウェブＡ１２との外面角部に到達するまで（即ち、展開補助線USL1まで）加工するよう、ヘッド４０Ｈを、外面角部を越えるまで移動させる。

図４Ｂに示すパターン２においては、レーザ加工機４０は、（ａ）の状態のアングルＡ１を１８０度回転させて（ｂ）の状態とし、まずウェブＡ１２を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをウェブＡ１２の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｃ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにフランジＡ１１方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、ウェブＡ１２をフランジＡ１１の板厚に到達するまで（即ち、板厚線MTL2まで）加工する。

ここでは、レーザ加工機４０は、ウェブＡ１２をフランジＡ１１の板厚に到達するまで加工するとしたが、板厚線MTL2の少し手前まででウェブＡ１２の加工を終了することもある。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０Ｈを一旦退避させて、（ｃ）の状態のアングルＡ１をさらに２７０度回転させて（ｄ）の状態とし、フランジＡ１１を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＡ１１の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｅ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＡ１２方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＡ１１を、フランジＡ１１とウェブＡ１２との外面角部に到達するまで（即ち、展開補助線USL1まで）加工するよう、ヘッド４０Ｈを、外面角部を越えるまで移動させる。

このように、レーザ加工機４０によってアングルＡ１を加工する際の加工順は、９０度面、１８０度面の順のパターン１と、１８０度面、９０度面の順のパターン２とのいずれかである。

パターン１とパターン２とのうち、アングルＡ１を切断する形状に応じて、隣接面に切り込みが発生せず、板厚領域に切り残しが発生しない方のパターンが選択される。隣接面とは、フランジＡ１１を加工しているときにはウェブＡ１２、ウェブＡ１２を加工しているときにはフランジＡ１１である。

図５Ａ，図５Ｂを用いて、チャンネルＣ１の面ごとの加工順を説明する。チャンネルＣ１を加工する際の複数の加工順のうち、図５Ａに示すパターン１と図５Ｂに示すパターン２との２つのパターンを選択して、それぞれのパターンにおける加工順を説明する。

図５Ａにおいて、（ａ）に示す角度Ａｇｌが０度の位置を基準位置として、９０度回転させたときの加工面が９０度面であり、１８０度回転させたときの加工面が１８０度面、２７０度回転させたときの加工面が２７０度面である。よって、フランジＣ１１が９０度面、ウェブＣ１３が１８０度面、フランジＣ１２が２７０度面である。

図５Ａに示すパターン１においては、レーザ加工機４０は、（ａ）の状態のチャンネルＣ１を９０度回転させて（ｂ）の状態とし、まずフランジＣ１１を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＣ１１の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｃ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＣ１３方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＣ１１を、ウェブＣ１３の板厚に到達するまで（即ち、板厚線MTL1まで）加工する。

同様に、レーザ加工機４０は、板厚線MTL1の少し手前まででフランジＣ１１の加工を終了することもある。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０Ｈを一旦退避させて、（ｃ）の状態のチャンネルＣ１をさらに１８０度回転させて（ｄ）の状態とし、フランジＣ１２を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＣ１２の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｅ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＣ１３方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＣ１２を、ウェブＣ１３の板厚に到達するまで（即ち、板厚線MTL4まで）加工する。

同様に、レーザ加工機４０は、板厚線MTL4の少し手前まででフランジＣ１２の加工を終了することもある。

レーザ加工機４０は、（ｅ）の状態のチャンネルＣ１を逆方向に９０度回転させて（ｆ）の状態とし、ウェブＣ１３を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをウェブＣ１３の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｇ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにフランジＣ１２方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、ウェブＣ１３を、フランジＣ１２とウェブＣ１３との外面角部に到達するまで（即ち、展開補助線USL2まで）加工するよう、ヘッド４０Ｈを、外面角部を越えるまで移動させる。

図５Ｂに示すパターン２においては、レーザ加工機４０は、（ａ）の状態のチャンネルＣ１を１８０度回転させて、（ｂ）の状態とし、まずウェブＣ１３を加工する。

レーザ加工機４０は、（ｃ）に示すように、ヘッド４０Ｈを、フランジＣ１１を過ぎた位置（即ち、板厚線MTL2）からフランジＣ１２の板厚に到達するまで（即ち、板厚線MTL3まで）の間を移動して、ウェブＣ１３に対して開口を形成するようにウェブＣ１３を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０Ｈを一旦退避させて、（ｃ）の状態のチャンネルＣ１をさらに９０度回転させて（ｄ）の状態とし、フランジＣ１２を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＣ１２の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｅ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＣ１３方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＣ１２を、フランジＣ１２とウェブＣ１３との外面角部に到達するまで（即ち、展開補助線USL2まで）加工するよう、ヘッド４０Ｈを、外面角部を越えるまで移動させる。

レーザ加工機４０は、（ｅ）の状態のチャンネルＣ１を１８０度回転させて（ｆ）の状態とし、フランジＣ１１を加工する。

レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＣ１１の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始し、（ｇ）に示すように、ヘッド４０Ｈを矢印で示すようにウェブＣ１３方向へと移動させていく。レーザ加工機４０は、フランジＣ１１を、フランジＣ１１とウェブＣ１３との外面角部に到達するまで（即ち、展開補助線USL1まで）加工するよう、ヘッド４０Ｈを、外面角部を越えるまで移動させる。

レーザ加工機４０によってチャンネルＣ１を加工する際の加工順の複数のパターンの中から、チャンネルＣ１を切断する形状に応じて、隣接面に切り込みが発生せず、板厚領域に切り残しが発生しないいずれかのパターンが選択される。隣接面とは、フランジＣ１１またはＣ１２を加工しているときにはウェブＣ１３、ウェブＣ１３を加工しているときにはフランジＣ１１またはＣ１２である。

図４Ａ，図４Ｂにおいて、レーザ加工機４０がヘッド４０Ｈを移動させてフランジＡ１１またはウェブＡ１２を加工する際に、鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量は、切断する面内の位置や面の板厚によって異ならせる必要がある。図５Ａ，図５Ｂにおいて、フランジＣ１１，Ｃ１２またはウェブＣ１３を切断する場合も同様である。

図６及び図７を用いて、アングルＡ１を加工する場合に鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量の例を説明する。図６に示すように、ＴＡ〜ＴＤで示す板厚（距離）が、ＴＡ＜ＴＢ、ＴＣ＜ＴＤであるとする。図６は、レーザ加工機４０がフランジＡ１１の板厚に到達する少し手前でウェブＡ１２の切断を終了する場合を示している。

図６は、アングルＡ１を図４Ｂに示すパターン２で加工する場合を示している。板厚ＴＡと板厚ＴＣとは同じである。

図７の（ａ）は、フランジＡ１１またはウェブＡ１２の面に対して与える単位長さ当たりの熱量ｈ１〜ｈ４（比較例）を示している。熱量ｈ１〜ｈ３は、ｈ１≒ｈ３＞ｈ２の関係である。フランジＡ１１またはウェブＡ１２の切断を開始するときには、比較的大きな熱量が必要となる。フランジＡ１１またはウェブＡ１２の切断が進行すると、さほど大きな熱量は必要なくなるため、熱量ｈ２は熱量ｈ１よりも小さくてよい。

フランジＡ１１またはウェブＡ１２の板厚領域の近傍は、板厚ＴＢが比較的厚く熱量ｈ２では切断することができないため、熱量ｈ１と同程度の熱量ｈ３とすることが必要となる。

ところが、図７の（ａ）に示す比較例の加工方法では、フランジＡ１１を側面側の端部から外面角部へと切断していく際に、板厚領域の切断のときに熱がこもって製品が部分的に溶けてしまうことがある。

そこで、本実施形態においては、図７の（ｂ）に示すように、フランジＡ１１の切断を進行させていき、鋼材と製品とを切り離すように板厚領域を切断して、ヘッド４０Ｈを鋼材より退出させていくときに、ｈ３＞ｈ４の関係にある熱量ｈ４とする。ｈ４＞ｈ２であり、熱量ｈ１〜ｈ４は、ｈ１≒ｈ３＞ｈ４＞ｈ２の関係である。

熱量ｈ３から熱量ｈ４へと下げる位置は、フランジＡ１１の側面側の端部（外面角部とは反対側の端部）から外面角部へと切断していくときに、板厚領域近傍であり、板厚領域に到達する直前の所定位置か、板厚領域内の所定位置でよい。この所定位置は、後述する切断条件の変更位置Ｐｓである。図７の（ｂ）は、板厚領域内の所定位置を、熱量ｈ３から熱量ｈ４へと下げる位置とした例を示している。

図８及び図９を用いて、チャンネルＣ１を加工する場合に鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量の例を説明する。図８に示すチャンネルＣ１は、フランジＣ１１，Ｃ１２の板厚が側面側の端部からウェブＣ１３の方向に向かうに従って厚くなっている形状を有する。図８に示すように、ＴＡ〜ＴＤで示す板厚（距離）が、ＴＡ＜ＴＢ、ＴＣ＜ＴＤであるとする。板厚ＴＣは板厚ＴＡよりも薄い。

図８は、レーザ加工機４０がウェブＣ１３の板厚に到達する少し手前でフランジＣ１１，Ｃ１２の切断を終了する場合を示している。図８は、チャンネルＣ１を図５Ａに示すパターン１で加工する場合を示している。

図９の（ａ）は、フランジＣ１１，Ｃ１２の面に対して与える単位長さ当たりの熱量ｈ１１〜ｈ１４と、ウェブＣ１３の面に対して与える単位長さ当たりの熱量ｈ１１，ｈ１４，ｈ１５（比較例）を示している。熱量ｈ１１〜ｈ１５は、ｈ１１≒ｈ１４＞ｈ１３＞ｈ１２＞ｈ１５の関係である。

アングルＡ１の場合と同様に、フランジＣ１１，Ｃ１２の切断を開始するときには、比較的大きな熱量が必要となる。切断を開始した後はさほど大きな熱量は必要なくなるため、熱量ｈ１２は熱量ｈ１１よりも小さくてよい。フランジＣ１１，Ｃ１２の切断が進行すると、板厚が順に厚くなるため、熱量ｈ１３を熱量ｈ１２より大きくすることが必要となる。

フランジＣ１１，Ｃ１２の切断がさらに進行すると、板厚領域の近傍は、板厚ＴＢが比較的厚く熱量ｈ１３では切断することができないため、熱量ｈ１１と同程度の熱量ｈ１４とすることが必要となる。

ところが、図９の（ａ）に示す比較例の加工方法では、ウェブＣ１３をフランジＣ１１側の端部（一方の外面角部）からフランジＣ１２側の端部（他方の外面角部）へと切断していく際に、フランジＣ１２側の板厚領域の切断のときに熱がこもって製品が部分的に溶けてしまうことがある。

そこで、本実施形態においては、図９の（ｂ）に示すように、ウェブＣ１３の切断を進行させていき、鋼材と製品とを切り離すように板厚領域を切断して、ヘッド４０Ｈを鋼材より退出させていくときに、ｈ１４＞ｈ１６の関係にある熱量ｈ１６とする。ｈ１６＞ｈ１５であり、熱量ｈ１１，ｈ１４〜ｈ１６は、ｈ１１≒ｈ１４＞ｈ１６＞ｈ１５の関係である。

熱量ｈ１４から熱量ｈ１６へと下げる位置は、ウェブＣ１３の一方の外面角部から他方の外面角部へと切断していくときに、板厚領域近傍であり、板厚領域に到達する直前の所定位置か、板厚領域内の所定位置でよい。この所定位置は、後述する切断条件の変更位置Ｐｓである。図９の（ｂ）は、板厚領域内の所定位置を、熱量ｈ１４から熱量ｈ１６へと下げる位置とした例を示している。

図７の（ｂ），図９の（ｂ）で説明した板厚領域に到達する直前の位置か板厚領域内の所定位置で単位長さ当たりの熱量を下げること以外、それぞれの面を切断する際の単位長さ当たりの熱量の大小関係は単なる例である。

加工しようとする面に隣接する先に加工した面がある場合、加工しようとする面を切断する際に必要となる熱量は、先に加工した面をどのように切断したかによって異なる。具体的には、先に加工した面の開口の有無、開口の大小、切断した方向等によって、先に加工した面に隣接する次に加工しようとする面を切断する際に必要となる熱量は異なる。

次に、アングルＡ１を加工して図１０に示す製品Ａ１０を形成する場合を例として、本実施形態のレーザ加工方法、及び、本実施形態のレーザ加工プログラム作成装置による加工プログラムの作成処理を具体的に説明する。

図１１は、加工前のアングルＡ１の展開図ＡＤ１に、図１０に示す製品Ａ１０の展開図AD10を割り当てた状態を示している。展開図AD10の左側外形線をA10L、右側外形線をA10Rとする。図１１の左側がアングルＡ１の先端側、右側がレーザ加工機４０によってチャッキングされる後端側である。

アングルＡ１を加工して製品Ａ１０を形成するには、図１２に示すように、切断軌跡Ｌｓ１，Ｌｓ２によって左側外形線A10Lを切断し、切断軌跡Ｌｓ３，Ｌｓ４によって右側外形線A10Rを切断すればよい。切断軌跡Ｌｓ１，Ｌｓ２による切断は、図４の（ａ）で説明したパターン１である。切断軌跡Ｌｓ３，Ｌｓ４による切断は、図４の（ｂ）で説明したパターン２である。

切断軌跡・加工順決定部２１は、製品Ａ１０を形成するための切断軌跡をＬｓ１〜Ｌｓ４とし、切断軌跡Ｌｓ１〜Ｌｓ４による加工順をＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４の順とすることを決定する。

切断軌跡Ｌｓ１は、フランジＡ１１を、側面側の端部から板厚線MTL1まで切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ２は、ウェブＡ１２を、側面側の端部からフランジＡ１１とウェブＡ１２との外面角部である展開補助線USL1まで切断する軌跡を示す。展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域は、展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域の切断と併せて切断される。

切断軌跡Ｌｓ３は、ウェブＡ１２を、側面側の端部から板厚線MTL2まで切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ４は、フランジＡ１１を、側面側の端部から展開補助線USL1まで切断する軌跡を示す。展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域は、展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域の切断と併せて切断される。

切断軌跡Ｌｓ２によって展開補助線USL1と板厚線MTL1，MTL2との間の板厚領域を切断するとき、先に加工されているフランジＡ１１には切断軌跡Ｌｓ１によって切断されたスリットが形成されているのみである。

切断軌跡Ｌｓ４によって展開補助線USL1と板厚線MTL1，MTL2との間の板厚領域を切断するとき、先に加工されているウェブＡ１２には切断軌跡Ｌｓ３によって切断されたスリットが形成されているのみである。

よって、左側外形線A10Lと右側外形線A10Rそれぞれで、鋼材と製品Ａ１０とを切り離すために板厚領域を切断するとき、板厚領域に熱がこもって、製品Ａ１０の板厚領域とその近傍が溶けてしまうことがある。

そこで、割付けデータ作成部２３は、次のように切断条件を設定して、アングルＡ１を切断して製品Ａ１０を形成するための割付けデータを生成する。

図１３に示すように、割付けデータ作成部２３は、板厚領域を切断する切断軌跡Ｌｓ２，Ｌｓ４に対して、展開補助線USL1から所定の距離Ｄｓだけ切断方向手前側の位置を変更位置Ｐｓとする。変更位置Ｐｓは、板厚領域の近傍または板厚領域内に設定する。

割付けデータ作成部２３は、切断軌跡Ｌｓ２に対して、側面側の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲に、図７の（ｂ）で説明したような所定の切断条件を設定する。割付けデータ作成部２３は、図７の（ｂ）で説明したように、変更位置Ｐｓ以降、変更位置Ｐｓの少なくとも直前の部分と比較して、単位長さ当たりの熱量を下げた切断条件を設定する。

同様に、割付けデータ作成部２３は、切断軌跡Ｌｓ４に対して、側面側の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲に、図７の（ｂ）で説明したような所定の切断条件を設定する。割付けデータ作成部２３は、図７の（ｂ）で説明したように、変更位置Ｐｓ以降、変更位置Ｐｓの少なくとも直前の部分と比較して、単位長さ当たりの熱量を下げた切断条件を設定する。

変更位置Ｐｓの直前の部分における切断条件を、単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件とし、変更位置Ｐｓ以降の破線で示す部分における切断条件を、単位長さ当たりの熱量を第２の熱量とする第２の切断条件とする。第２の熱量は第１の熱量よりも小さい。

割付けデータ作成部２３が切断軌跡Ｌｓ１，Ｌｓ３に対して割付ける切断条件は特に限定されないが、例えば図７の（ｂ）で説明した切断条件とすればよい。

即ち、割付けデータ作成部２３は、アングルＡ１を次の（１）〜（４）の順で加工するための割付けデータを作成する。

（１）フランジＡ１１を切断軌跡Ｌｓ１に対応させて所定の切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ１は、一方の側面側の端部（フランジＡ１１における外面角部とは反対側の第１の端部）から、展開補助線USL1からウェブＡ１２の板厚に相当する距離だけ第１の端部側に離れた位置（板厚線MTL1）までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

（２）ウェブＡ１２及び板厚領域を切断軌跡Ｌｓ２に対応させて、次のような切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ２は、他方の側面側の端部（ウェブＡ１２における外面角部とは反対側の第２の端部）から展開補助線USL1までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

切断軌跡Ｌｓ２のうち、第２の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲を、少なくとも変更位置Ｐｓに隣接する部分で、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件とする。切断軌跡Ｌｓ２のうち、変更位置Ｐｓ以降を、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件とする。

（３）ウェブＡ１２を切断軌跡Ｌｓ３に対応させて所定の切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ３は、一方の側面側の端部（ウェブＡ１２における外面角部とは反対側の第１の端部）から、展開補助線USL1からフランジＡ１１の板厚に相当する距離だけ第１の端部側に離れた位置（板厚線MTL2）までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

（４）フランジＡ１１及び板厚領域を切断軌跡Ｌｓ４に対応させて、次のような切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ４は、他方の側面側の端部（フランジＡ１１における外面角部とは反対側の第２の端部）から展開補助線USL1までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

切断軌跡Ｌｓ４のうち、第２の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲を、少なくとも変更位置Ｐｓに隣接する部分で、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件とする。切断軌跡Ｌｓ４のうち、変更位置Ｐｓ以降を、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件とする。

距離Ｄｓは例えば１〜１０ｍｍである。図１４に示すように、距離Ｄｓを展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域（または展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域）の距離より長くしてもよい。変更位置Ｐｓを板厚領域の外側に設定してもよく、板厚領域の近傍であればよい。

変更位置ＰｓをフランジＡ１１またはウェブＡ１２の板厚が厚くなるほど展開補助線USL1から離れた位置として、距離Ｄｓを板厚に応じた距離とするのがよい。フランジＡ１１とウェブＡ１２との板厚が異なる場合には、図１３の切断軌跡Ｌｓ２における距離Ｄｓと、切断軌跡Ｌｓ４における距離Ｄｓとは異なっていてもよい。

図１５に示すように、距離Ｄｓを展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域（または展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域）の距離としてもよい。即ち、変更位置Ｐｓを板厚線MTL1，MTL2上に設定してもよい。

ＮＣ装置３０は、以上のように作成された割付けデータ（加工プログラム）に従ってレーザ加工機４０によるアングルＡ１の加工を制御する。よって、アングルＡ１は、まず、隣接する２つの面のうちの一方の面が側面側の端部から板厚線MTL1，MTL2までスリット状に切断され、次に、他方の面が側面側の端部から外面角部（展開補助線USL1）まで切断される。

他方の面を側面側の端部から外面角部まで、板厚領域を切り離すように切断するとき、鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量を小さくすることができる。これにより、板厚領域に熱がこもって、製品Ａ１０の板厚領域やその近傍が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができる。

さらに、チャンネルＣ１を加工して図１６に示す製品Ｃ１０を形成する場合を例として、本実施形態のレーザ加工方法、及び、本実施形態のレーザ加工プログラム作成装置による加工プログラムの作成処理を具体的に説明する。

図１７は、加工前のチャンネルＣ１の展開図ＣＤ１に、図１６に示す製品Ｃ１０の展開図CD10を割り当てた状態を示している。展開図CD10の左側外形線をC10L、右側外形線をC10Rとする。図１７の左側がチャンネルＣ１の先端側、右側がレーザ加工機４０によってチャッキングされる後端側である。

チャンネルＣ１を加工して製品Ｃ１０を形成するには、図１８に示すように、切断軌跡Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３によって左側外形線C10Lを切断し、切断軌跡Ｌｓ４，Ｌｓ５，Ｌｓ６によって右側外形線C10Rを切断すればよい。切断軌跡Ｌｓ４は、ウェブＣ１３にピアスＰ４を開けて矩形状に切断する切断軌跡である。

切断軌跡Ｌｓ１〜Ｌｓ３による切断は、図５の（ａ）で説明したパターン１である。切断軌跡Ｌｓ４〜Ｌｓ６による切断は、図５の（ｂ）で説明したパターン２である。

切断軌跡・加工順決定部２１は、製品Ｃ１０を形成するための切断軌跡をＬｓ１〜Ｌｓ６とし、切断軌跡Ｌｓ１〜Ｌｓ６による加工順をＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４，Ｌｓ５，Ｌｓ６の順とすることを決定する。

切断軌跡Ｌｓ１は、フランジＣ１１を、側面側の端部から板厚線MTL1まで切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ２は、フランジＣ１２を、側面側の端部から板厚線MTL4まで切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ３は、ウェブＣ１３を、フランジＣ１１側の端部からフランジＣ１２とウェブＣ１３との外面角部である展開補助線USL2まで切断する軌跡を示す。

展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域は、展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域の切断と併せて切断される。展開補助線USL2と板厚線MTL4との間の板厚領域は、展開補助線USL2と板厚線MTL3との間の板厚領域の切断と併せて切断される。

切断軌跡Ｌｓ４は、ウェブＣ１３にピアスＰ４を開け、ピアスＰ４から後端側に切断した後にウェブＣ１３の板厚線MTL2，MTL3間を矩形状に切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ５は、フランジＣ１２を、側面側の端部から展開補助線USL2まで切断する軌跡を示す。切断軌跡Ｌｓ６は、フランジＣ１１を、側面側の端部から展開補助線USL1まで切断する軌跡を示す。

展開補助線USL1と板厚線MTL2との間の板厚領域は、展開補助線USL1と板厚線MTL1との間の板厚領域の切断と併せて切断される。展開補助線USL2と板厚線MTL3との間の板厚領域は、展開補助線USL2と板厚線MTL4との間の板厚領域の切断と併せて切断される。

切断軌跡Ｌｓ３によって展開補助線USL2と板厚線MTL3，MTL4との間の板厚領域を切断するとき、先に加工されているフランジＣ１２には切断軌跡Ｌｓ２によって切断されたスリットが形成されているのみである。よって、鋼材と製品Ｃ１０とを切り離すために板厚領域を切断するとき、板厚領域に熱がこもって、製品Ｃ１０の板厚領域とその近傍が溶けてしまうことがある。

切断軌跡Ｌｓ６によって展開補助線USL1と板厚線MTL1，MTL2との間の板厚領域を切断するとき、先に加工されているウェブＣ１３には切断軌跡Ｌｓ４によって矩形状の開口が形成されている。

よって、鋼材と製品Ｃ１０とを切り離すために、展開補助線USL1と板厚線MTL1，MTL2との間の板厚領域を切断するときには板厚領域に熱はこもらず、製品Ｃ１０の板厚領域とその近傍が溶けることはない。

そこで、割付けデータ作成部２３は、次のように切断条件を設定して、チャンネルＣ１を切断して製品Ｃ１０を形成するための割付けデータを生成する。

図１９に示すように、割付けデータ作成部２３は、板厚領域を切断する切断軌跡Ｌｓ３に対して、展開補助線USL2から所定の距離Ｄｓだけ切断方向手前側の位置を変更位置Ｐｓとする。変更位置Ｐｓは、板厚領域の近傍または板厚領域内に設定する。

割付けデータ作成部２３は、切断軌跡Ｌｓ３に対して、フランジＣ１２とウェブＣ１３との外面角部（展開補助線USL2）とは反対側の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲に、図９の（ｂ）で説明したような所定の切断条件を設定する。割付けデータ作成部２３は、図９の（ｂ）で説明したように、変更位置Ｐｓ以降、変更位置Ｐｓの少なくとも直前の部分と比較して、単位長さ当たりの熱量を下げた切断条件を設定する。

変更位置Ｐｓの直前の部分における切断条件を、単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件とし、変更位置Ｐｓ以降の破線で示す部分における切断条件を、単位長さ当たりの熱量を第２の熱量とする第２の切断条件とする。第２の熱量は第１の熱量よりも小さい。

割付けデータ作成部２３が切断軌跡Ｌｓ１，Ｌｓ２に対して割付ける切断条件は特に限定されないが、例えば図９の（ｂ）で説明した切断条件でよい。割付けデータ作成部２３が切断軌跡Ｌｓ４〜Ｌｓ６に対して割付ける切断条件も、適宜設定すればよい。

即ち、割付けデータ作成部２３は、チャンネルＣ１を次の（１）〜（６）の順で加工するための割付けデータを作成する。

（１）フランジＣ１１を切断軌跡Ｌｓ１に対応させて所定の切断条件で切断
（２）フランジＣ１２を切断軌跡Ｌｓ２に対応させて所定の切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ２は、側面側の端部（フランジＣ１２における外面角部とは反対側の第１の端部）から、展開補助線USL2からウェブＣ１３の板厚に相当する距離だけ第１の端部側に離れた位置（板厚線MTL4）までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

（３）ウェブＣ１３及び板厚領域を切断軌跡Ｌｓ３に対応させて、次のような切断条件で切断
ここで、切断軌跡Ｌｓ３は、ウェブＣ１３におけるフランジＣ１２とウェブＣ１３との外面角部とは反対側の第２の端部から展開補助線USL2までの範囲に割付けられた切断軌跡である。

切断軌跡Ｌｓ３のうち、第２の端部から変更位置Ｐｓまでの範囲を、少なくとも変更位置Ｐｓに隣接する部分で、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件とする。切断軌跡Ｌｓ３のうち、変更位置Ｐｓ以降を、レーザ光が鋼材に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件とする。

（４）ウェブＣ１３を切断軌跡Ｌｓ４に対応させて所定の切断条件で切断
（５）フランジＣ１２を切断軌跡Ｌｓ５に対応させて所定の切断条件で切断
（６）フランジＣ１１を切断軌跡Ｌｓ６に対応させて所定の切断条件で切断

右側外形線C10Rに沿った切断において、ウェブＣ１３にスリットではなく比較的面積の広い開口が形成されているために、切断軌跡Ｌｓ６によって板厚領域を切断する際の切断条件を変更する必要はない。

しかしながら、切断軌跡Ｌｓ３での切断と同様に、切断軌跡Ｌｓ６上に変更位置Ｐｓを設定してもよい。そして、切断軌跡Ｌｓ６によって板厚領域を切断するときに、変更位置Ｐｓの少なくとも直前の部分で第１の切断条件として、変更位置Ｐｓ以降で第２の切断条件へと変更しても構わない。

チャンネルＣ１の加工においても、距離Ｄｓを板厚に応じた距離とするのがよい。図１９に示す切断軌跡Ｌｓ３では、変更位置Ｐｓを板厚線MTL3上に設定して、距離Ｄｓを展開補助線USL2と板厚線MTL3との間の板厚領域の距離としている。

ＮＣ装置３０は、以上のように作成された割付けデータ（加工プログラム）に従ってレーザ加工機４０によるチャンネルＣ１の加工を制御する。レーザ加工機４０が左側外形線C10Lの切断軌跡Ｌｓ３に従って板厚領域を切り離すように切断するとき、鋼材に対して与える単位長さ当たりの熱量を小さくすることができる。

これにより、板厚領域に熱がこもって、製品Ｃ１０の板厚領域やその近傍が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができる。

図２０，図２１を用いて、アングルＡ１を加工する場合を例として、本実施形態のレーザ加工方法を実施する場合と実施しない場合とを比較する。図２０は本実施形態のレーザ加工方法によって加工する場合、図２１は本実施形態のレーザ加工方法を実施せず、比較例のレーザ加工方法によって加工する場合を示している。

まず、本実施形態のレーザ加工方法を実施する場合について説明する。図２０において、（ａ）に示すアングルＡ１を９０度回転させて、（ｂ）の状態とする。レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをフランジＡ１１の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始する。

レーザ加工機４０は、フランジＡ１１をウェブＡ１２の板厚に到達するまで所定の切断条件で切断し、（ｃ）に示すように、フランジＡ１１にスリットＣｓ１を形成する。ここでは、フランジＡ１１の側面側の端部から斜め方向に切断して、その後、アングルＡ１の先端面と平行に切断して形成したスリットＣｓ１としている。

アングルＡ１をさらに９０度回転させて、（ｄ）の状態とする。レーザ加工機４０は、ヘッド４０ＨをウェブＡ１２の側面側の端部に配置してレーザ光の照射を開始する。

レーザ加工機４０は、ウェブＡ１２を側面側の端部から変更位置Ｐｓに到達するまで（フランジＡ１１の板厚に到達するまで）切断する。このとき、少なくとも変更位置Ｐｓの直前の変更位置Ｐｓに隣接する部分では、ウェブＡ１２を第１の切断条件で切断する。これによって、レーザ加工機４０は、（ｅ）に示すように、ウェブＡ１２にスリットＣｓ２を形成する。

レーザ加工機４０は、変更位置Ｐｓ以降、第２の切断条件とすることによって単位長さ当たりの熱量を低下させて、（ｆ）に示すように、板厚領域を切断する。

本実施形態のレーザ加工方法によれば、（ｆ）に示すように、製品の板厚領域及びその近傍が溶けてしまうことはほとんどない。

次に、比較例のレーザ加工方法を実施する場合について説明する。図２１において、（ａ）〜（ｄ）は図２０の（ａ）〜（ｄ）と同じであり、説明を省略する。比較例のレーザ加工方法においては、レーザ加工機４０は、（ｅ），（ｆ）に示すように、ウェブＡ１２を側面側の端部から例えば図７の（ａ）で説明したような切断条件で切断して、ウェブＡ１２にスリットＣｓ２を形成する。レーザ加工機４０は、板厚領域を切断する際、単位長さ当たりの熱量を小さくすることなく、同じ切断条件を維持する。

従って、比較例のレーザ加工方法では、（ｆ）に示すように、製品には、板厚領域及びその近傍が溶けて凹んだ領域Ｒｍｔが形成されてしまうことがある。

図２０，図２１ではアングルＡ１を加工する場合を例として説明したが、チャンネルＣ１を加工する場合も同様に、本実施形態のレーザ加工方法を実施しない場合には板厚領域及びその近傍が溶けてしまうことがある。チャンネルＣ１を加工する場合においても、本実施形態のレーザ加工方法を実施することにより、板厚領域及びその近傍が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができる。

図２２に示すフローチャートを用いて、本実施形態のレーザ加工プログラム作成装置で実行される全体的な処理を説明する。図２２において、鋼材を加工するための加工プログラムを作成する処理が開始されると、レーザ加工プログラム作成装置２０は、ステップS101にて、展開図データを読み込む。

レーザ加工プログラム作成装置２０（切断軌跡・加工順決定部２１）は、ステップS102にて、展開図データに切断軌跡を割付けて、ステップS103にて、最適な加工順を決定する。

レーザ加工プログラム作成装置２０は、ステップS104にて、溶け防止の切断条件を適用する設定がされているか否かを判定する。図２０で説明した溶け防止の切断条件を適用するレーザ加工方法と、図２１で説明した溶け防止の切断条件を適用しないレーザ加工方法とは、設定によって予め選択可能であるとする。

溶け防止の切断条件を適用する設定がされていれば（YES）、レーザ加工プログラム作成装置２０（割付けデータ作成部２３）は、ステップS105にて、板厚領域の切断条件を変更する割付けデータを作成して、処理を終了させる。

溶け防止の切断条件を適用する設定がされていなければ（NO）、レーザ加工プログラム作成装置２０（割付けデータ作成部２３）は、ステップS106にて、板厚領域の切断条件を変更しない比較例の割付けデータを作成して、処理を終了させる。

以上説明したように、本実施形態のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置によれば、先に加工した面の開口がスリットのように幅が狭くても、製品が溶けてしまうという不具合の発生を低減させることができる。

本実施形態のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置によれば、次のような副次的な効果も奏する。前述のように、図１８に示す切断軌跡Ｌｓ４〜Ｌｓ６に基づく割付けでは、ウェブＣ１３に比較的広い面積の開口が形成されるため、製品Ｃ１０は右側外形線C10R側ではほとんど溶けることはない。

レーザ加工機４０が左側外形線C10Lを切断するときも同様に、ウェブＣ１３に予め比較的広い面積の開口を形成しておけば、板厚領域で切断条件を変更しなくても、製品Ｃ１０は左側外形線C10L側でもほとんど溶けることはない。

しかしながら、図１８において、ウェブＣ１３に左側外形線C10Lに沿って広い面積の開口を形成すると、チャンネルＣ１に開口を形成するための余分の長さが必要となるため、歩留まりが悪化してしまう。本実施形態のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置によれば、歩留まりを向上させることができるという副次的な効果も奏する。

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態のレーザ加工方法及びレーザ加工プログラム作成装置で加工の対象とする材料は、金属の種類が限定されるものではない。

２０ レーザ加工プログラム作成装置
２１ 切断軌跡・加工順決定部
２２ 切断条件保持部
２３ 割付けデータ作成部
３０ ＮＣ装置
４０ レーザ加工機

Claims (6)

1. 所定の板厚を有する複数の面よりなるアングルまたはチャンネルを加工対象の材料とし、前記材料をレーザ光によって切断して所定の形状の製品を形成するに際し、
   前記複数の面における互いに隣接する第１の面と第２の面とのうち、前記第１の面における前記第１の面と前記第２の面との外面角部とは反対側の第１の端部から、前記外面角部から前記第２の面の板厚に相当する距離だけ前記第１の端部側に離れた位置までの範囲に割付けられた第１の切断軌跡を切断し、
   前記第２の面における前記外面角部とは反対側の第２の端部から前記外面角部までの範囲に割付けられた第２の切断軌跡上に、前記第１及び第２の面の板厚領域の近傍で前記板厚領域よりも前記第２の端部側の所定位置または前記板厚領域内の所定位置を切断条件の変更位置として設定し、
   前記第２の切断軌跡のうち、前記第２の端部から前記変更位置までの範囲を、少なくとも前記変更位置に隣接する部分で、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件に設定して切断し、
   前記第２の切断軌跡のうち、前記変更位置以降を、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を前記第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件に設定して、前記材料と前記製品とを切り離すように切断する
   ことを特徴とするレーザ加工方法。
2. 前記変更位置を、前記第１の面の板厚が厚くなるほど前記外面角部から離れた位置とすることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
3. 前記変更位置を、前記外面角部から前記第１の面の板厚に相当する距離だけ前記第２の端部側に離れた位置に設定することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
4. 所定の板厚を有する複数の面よりなるアングルまたはチャンネルを加工対象の材料とし、前記複数の面を平面状に展開した展開図に対し、前記複数の面における互いに隣接する第１の面と第２の面の外面角部を展開補助線として設定した展開図データに基づいて、前記材料をレーザ光によって切断して所定の形状の製品を形成するための複数の切断軌跡と、それぞれの切断軌跡を切断する加工順を決定する切断軌跡・加工順決定部と、
   前記材料をレーザ光によって切断する際に前記材料に与える単位長さ当たりの熱量が異なる複数の切断条件を保持する切断条件保持部と、
   前記複数の切断軌跡のうち、前記第１の面における前記展開補助線とは反対側の第１の端部から、前記展開補助線から前記第２の面の板厚に相当する距離だけ前記第１の端部側に離れた位置までの範囲に割付けられた第１の切断軌跡を、前記切断条件保持部が保持するいずれかの切断条件で切断し、前記複数の切断軌跡のうち、前記第２の面における前記展開補助線とは反対側の第２の端部から前記展開補助線までの範囲に割付けられた第２の切断軌跡上に、前記第１及び第２の面の板厚領域の近傍で前記板厚領域よりも前記第２の端部側の所定位置または前記板厚領域内の所定位置を切断条件の変更位置として設定して、前記第２の切断軌跡のうち、前記第２の端部から前記変更位置までの範囲を、少なくとも前記変更位置に隣接する部分で、前記切断条件保持部が保持する複数の切断条件のうち、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を第１の熱量とする第１の切断条件に設定して切断し、前記第２の切断軌跡のうち、前記変更位置以降を、前記切断条件保持部が保持する複数の切断条件のうち、レーザ光が前記材料に与える単位長さ当たりの熱量を前記第１の熱量より小さい第２の熱量とする第２の切断条件で切断するための割付けデータを作成する割付けデータ作成部と、
   を備えることを特徴とするレーザ加工プログラム作成装置。
5. 前記割付けデータ作成部は、前記変更位置を、前記第１の面の板厚が厚くなるほど前記展開補助線から離れた位置とすることを特徴とする請求項４記載のレーザ加工プログラム作成装置。
6. 前記割付けデータ作成部は、前記変更位置を、前記展開補助線から前記第１の面の板厚に相当する距離だけ前記第２の端部側に離れた位置に設定することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工プログラム作成装置。

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