JP2021049545A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】バーニングの程度に応じてバーニングの発生を抑制する対策を適切に施すことができるレーザ加工機を提供する。【解決手段】ＮＣ装置５０は、組成元素の含有量が異なる複数の板金をレーザ加工ユニット２０によって切断したときのバーニングの発生のしやすさの程度に応じて複数の板金を複数の材質種別に分類し、複数の材質種別の材質種別ごとにバーニングの発生を抑制するための対策を対応付けた設定テーブルを記憶している。ＮＣ装置５０は、レーザ加工ユニット２０によって板金Ｗを切断しようとするとき、切断しようとする板金Ｗの材質種別に対応して対策を選択し、バーニングの発生を抑制するため選択した対策を施しながら、板金を切断するよう制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工機に関する。

レーザ発振器より射出されたレーザビームによって板金を切断して、所定の形状を有する製品を作製するレーザ加工機が普及している。レーザ加工機が軟鋼板の厚板を切断するとき、材料の過度の温度上昇によりバーニングが発生して、切断不良となることがある。特許文献１には、バーニングの発生を抑制するように構成したレーザ加工機が記載されている。

特開２０１５−９１５９２号公報

板金を切断するときに発生することがあるバーニングの程度は、各種の条件によって異なる。バーニングがわずかにしか発生しない場合に過度にバーニングの発生を抑制する対策を施すことは好ましくない。また、バーニングが多く発生する場合にバーニングの発生を抑制する対策が不十分であることも好ましくない。バーニングの程度に応じてバーニングの発生を抑制する対策を適切に施すことが求められる。

本発明は、バーニングの程度に応じてバーニングの発生を抑制する対策を適切に施すことができるレーザ加工機を提供することを目的とする。

本発明は、レーザビームを射出するレーザ発振器と、前記レーザ発振器が射出したレーザビームを加工対象の板金に照射する加工ヘッド、及び、前記加工ヘッドを前記板金の面に対して相対的に移動させる移動機構を有して、前記板金を切断するレーザ加工ユニットと、組成元素の含有量が異なる複数の板金を前記レーザ加工ユニットによって切断したときのバーニングの発生のしやすさの程度に応じて前記複数の板金を複数の材質種別に分類し、前記複数の材質種別の材質種別ごとにバーニングの発生を抑制するための対策を対応付けた設定テーブルを記憶する記憶部と、前記レーザ加工ユニットによって板金を切断しようとするとき、前記設定テーブルを参照して、切断しようとする板金の材質種別に対応して対策を選択し、バーニングの発生を抑制するため選択した対策を施しながら、前記板金を切断するよう制御する制御装置とを備えるレーザ加工機を提供する。

本発明のレーザ加工機によれば、バーニングの程度に応じてバーニングの発生を抑制する対策を適切に施すことができる。

一実施形態のレーザ加工機の全体的な構成例を示す図である。 バーニングの発生数を検証したときに用いたテスト形状を示す図である。 複数の材料で検証したバーニングの発生数をまとめた表である。 複数の材料の組成元素の含有量を示す表である。 一実施形態のレーザ加工機が用いる、材質種別ごとに設定したバーニングの発生を抑制する対策を示す設定テーブルを示す図である。 板金を切断するときのエッジの角度の例を示す図である。 一実施形態のレーザ加工機が板金を切断するときにバーニングの発生を抑制する対策を選択する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機について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、一実施形態のレーザ加工機であるレーザ加工機１００の全体的な構成及び動作を説明する。

図１において、レーザ加工機１００は、レーザビームを生成して射出するレーザ発振器１０と、レーザ加工ユニット２０と、レーザ発振器１０より射出されたレーザビームをレーザ加工ユニット２０へと伝送するプロセスファイバ１２とを備える。

また、レーザ加工機１００は、操作部４０と、ＮＣ装置５０と、加工プログラムデータベース６０と、加工条件データベース７０と、アシストガス供給装置８０と、冷却水噴霧装置９０を備える。ＮＣ装置５０は、レーザ加工機１００の各部を制御する制御装置の一例である。

レーザ発振器１０としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、またはレーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器１０は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ発振器（ＤＤＬ発振器）、炭酸ガスレーザ発振器である。

レーザ発振器１０は、波長９００ｎｍ〜１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びＤＤＬ発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍのレーザビームを射出し、ＤＤＬ発振器は、波長９１０ｎｍ〜９５０ｎｍのレーザビームを射出する。炭酸ガスレーザ発振器は波長１０．６μｍのレーザビームを射出する。

レーザ加工ユニット２０は、加工対象の板金Ｗを載せる加工テーブル２１と、門型のＸ軸キャリッジ２２と、Ｙ軸キャリッジ２３と、Ｙ軸キャリッジ２３に固定されたコリメータユニット３０と、加工ヘッド３５とを有する。Ｘ軸キャリッジ２２は、加工テーブル２１上でＸ軸方向に移動自在に構成されている。Ｙ軸キャリッジ２３は、Ｘ軸キャリッジ２２上でＸ軸に垂直なＹ軸方向に移動自在に構成されている。Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３は、加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。

加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って移動させる代わりに、加工ヘッド３５は位置が固定されていて、板金Ｗが移動するように構成されていてもよい。レーザ加工機１００は、板金Ｗの面に対して加工ヘッド３５を相対的に移動させる移動機構を備えていればよい。

コリメータユニット３０は、コリメーションレンズ３１と、ベンドミラー３２と、集束レンズ３３とを備える。コリメーションレンズ３１は、プロセスファイバ１２より射出された発散光のレーザビームを平行光（コリメート光）に変換する。ベンドミラー３２は、コリメーションレンズ３１によって平行光に変換されたレーザビームをＺ軸方向下方に向けて反射させる。集束レンズ３３は、ベンドミラー３２で反射したレーザビームを集束して、収束光に変換する。

加工ヘッド３５には、先端部に円形の開口３６ａを有し、開口３６ａよりレーザビームを射出するノズル３６が取り付けられている。集束レンズ３３によって収束光に変換されたレーザビームは、ノズル３６の開口３６ａより射出されて板金Ｗに照射される。

アシストガス供給装置８０は、アシストガスとして窒素、酸素、窒素と酸素との混合気体、または空気を加工ヘッド３５に供給する。板金Ｗの加工時に、アシストガスは開口３６ａより板金Ｗへと吹き付けられる。アシストガスは、板金Ｗが溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出する。冷却水噴霧装置９０は、バーニングの発生を抑制するために、板金Ｗの切断中に加工ヘッド３５に冷却水を供給して、開口３６ａより冷却水を板金Ｗに噴霧することがある。

本発明者は、第１の検証として、バーニングの発生原因を確認した。板金Ｗとして板厚２５ｍｍの一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）を用い、レーザ加工機１００によって１枚の板金Ｗより同一形状の製品を２４個連続的に切断した。冷却水を非噴霧とした場合、１個目の製品の切断時にはバーニングは発生しなかったが、最終の２４個目の製品の切断時にはバーニングが発生した。冷却水を噴霧しながら製品を２４個連続的に切断した場合には、１個目の製品から２４個目の製品までバーニングは発生しなかった。

第１の検証により、バーニングの発生原因は、板金Ｗをレーザビームによって切断するときに発生する熱の蓄積による材料の温度上昇であると考えられる。

本発明者は、第２の検証として、レーザ加工機１００によって板金Ｗとして軟鋼板の厚板を切断し、冷却水の噴霧流量に応じてバーニングがどのように抑制されるかを検証した。図２に示すように、レーザ加工機１００によって板金ＷにピアスＰｓを開け、板金Ｗを切断面１〜４によって略矩形状に切断した。切断面１〜４の長さは５０ｍｍである。

板金Ｗとして、ＳＳ４００、溶接構造用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ）、建築構造用圧延鋼材（ＳＮ４９０Ｂ）の３種類の材料を切断した。いずれも板厚は２８ｍｍである。加工条件を、集束レンズ３３の焦点距離１９０ｍｍ、レーザ発振器１０のレーザ出力９ｋＷ、発振周波数１ｋＨｚ、デューティ７５％、アシストガス圧０．０７ＭＰａ、ギャップ１．０ｍｍとした。

図３に、ＳＳ４００、ＳＭ４９０Ａ、ＳＮ４９０Ｂそれぞれの検証結果を示している。レーザ加工機１００によってＳＳ４００を切断したとき、冷却水を非噴霧とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ２、０、１、３で合計６であった。冷却水の噴霧流量を標準の２０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ０、０、０、１で合計１であった。冷却水の噴霧流量を多めの５０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数は全て０で合計０であった。発明者は、目視で各切断面に発生したバーニングの数を確認した。なお、切断面４においてバーニングの発生数が多くなるのは、切断面４に切断時に熱が蓄積しているからである。

レーザ加工機１００によってＳＭ４９０Ａを切断したとき、冷却水を非噴霧とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ２、１、０、６で合計９であった。冷却水の噴霧流量を標準の２０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ０、１、０、６で合計７であった。冷却水の噴霧流量を多めの５０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ０、０、０、１で合計１であった。

レーザ加工機１００によってＳＮ４９０Ｂを切断したとき、冷却水を非噴霧とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ１、２、３、３で合計９であった。冷却水の噴霧流量を標準の２０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ１、０、２、２で合計５であった。冷却水の噴霧流量を多めの５０ｃｃ／分とすると、切断面１〜４でバーニングの発生数はそれぞれ０、０、０、２で合計２であった。

図３より、冷却水の噴霧流量を多くするほど、バーニングの発生を抑制することができることが分かる。ＳＳ４００、ＳＭ４９０Ａ、ＳＮ４９０Ｂの検証結果より、板金Ｗの材料によってバーニングの発生数が異なることが分かる。ＳＳ４００においては、冷却水の噴霧流量が２０ｃｃ／分でバーニングの発生を抑制することができる。しかしながら、ＳＭ４９０Ａ及びＳＮ４９０Ｂにおいては、冷却水の噴霧流量は２０ｃｃ／分では不十分で、５０ｃｃ／分またはそれ以上とする必要がある。即ち、板金Ｗの材料によって適切な冷却水の噴霧流量が異なることが分かる。

さらに、本発明者は、第３の検証として、Ｘ線分析器を使用して、ＳＳ４００、ＳＭ４９０Ａ、ＳＮ４９０Ｂの組成元素を分析して、各元素の含有量とバーニングの発生のしやすさとの関係を検証した。図４に示すように、Ｘ線分析器によって検出できた元素のうち、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｍｏ（モリブデン）を選択して、各元素の含有量を示す。図４には、各元素の熱伝導率を示している。

図４より分かるように、ＳＳ４００は、熱伝導率が他の元素のそれと比較して格段に高いＣｕの含有量が多い。ＳＭ４９０Ａ及びＳＮ４９０Ｂにおいては、Ｃｕの含有量は０である。ＳＭ４９０Ａ及びＳＮ４９０Ｂは、熱伝導率が他の元素のそれと比較して格段に低いＭｎの含有量が多い。ＳＳ４００においては、Ｍｎの含有量はＳＭ４９０Ａ及びＳＮ４９０Ｂにおける含有量の１／２未満である。

熱伝導率が高いＣｕを多く含むと、板金Ｗを切断しているときの熱は周辺に伝導しやすいため、バーニングは発生しにくくなる。熱伝導率が低いＭｎを多く含むと、板金Ｗを切断しているときの熱は周辺に伝導しにくいため、バーニングが発生しやすくなる。図３に示すように、ＳＳ４００よりもＳＭ４９０Ａ及びＳＮ４９０Ｂの方が多くのバーニングが発生しているのは、ＣｕとＭｎの含有量の差に起因していると理解できる。板金Ｗの材料に含まれるＣｕとＭｎの含有量はバーニングが発生しやすいか否かの指標となる。

以上のように、第１〜第３の検証によって次のことが判明した。第１の検証により、熱の蓄積による材料の過度の温度上昇がバーニングの発生原因である。第２の検証により、冷却水の噴霧流量の増加はバーニング発生の抑制に効果的であり、材料によって適切な冷却水の噴霧流量が異なる。第３の検証により、材料に含まれる元素（特にＣｕ及びＭｎ）の含有量が、バーニングが発生しやすいか否かの指標となる。

図５に示すように、本実施形態においては、組成元素の含有量が異なる複数の板金が材質Ａ〜Ｌの材質種別に分類されている。材質Ａ〜Ｌは、各板金をレーザ加工ユニット２０によって切断したときのバーニングの発生のしやすさの程度が異なる。

材質Ａは、Ｃｕの含有量が０．２０％を超えてバーニングが発生しにくい材質である。材質Ｂは、Ｃｕの含有量が０．２０％以下（かつ０．１０％を超える）で材質Ａよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｃは、Ｃｕの含有量が０．１０％以下で材質Ｂよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｄは、Ｃｕの含有量が０．１０％以下かつＭｎの含有量が０．１０％以上で、材質Ｃよりもバーニングが発生しやすい材質である。

材質Ｅは、Ｃｕの含有量が０．０５％以下かつＭｎの含有量が０．１０％以上で、材質Ｄよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｆは、Ｃｕの含有量が０．０５％以下かつＭｎの含有量が０．５０％以上で、材質Ｅよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｇは、Ｃｕの含有量が０．０５％以下かつＭｎの含有量が０．７５％以上で、材質Ｆよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｈは、Ｃｕの含有量が０．０５％以下かつＭｎの含有量が１．００％以上で、材質Ｇよりもバーニングが発生しやすい材質である。

材質Ｉは、Ｃｕの含有量が０．０％かつＭｎの含有量が１．００％以上で、材質Ｈよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｊは、Ｃｕの含有量が０．０％かつＭｎの含有量が１．００％以上で、さらにＦｅ（鉄）以外の元素の含有量が１．０％以上で、材質Ｉよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｋは、Ｃｕの含有量が０．０％かつＭｎの含有量が１．００％以上で、さらにＦｅ以外の元素の含有量が２．０％以上で、材質Ｊよりもバーニングが発生しやすい材質である。材質Ｌは、Ｃｕの含有量が０．０％かつＭｎの含有量が１．００％以上で、さらにＦｅ以外の元素の含有量が３．０％以上で、材質Ｋよりもバーニングが発生しやすい材質である。

図５に示すように、材質Ａ〜Ｌに対応して、バーニングの発生を抑制する対策を施すか否かが設定され、対策を施す場合には、バーニングの発生を抑制する具体的な対策が設定されている。バーニングの発生を抑制する第１の対策は、冷却水の噴霧である。第２の対策は、製品のエッジにおいて板金Ｗの切断を一時停止した上での冷却水の噴霧である。第３の対策は、加工条件パラメータの調整である。図５において、ハイフンが記載されている欄は、対策を施さないことを意味する。

第１の対策として、材質Ｂにおいては冷却水の噴霧流量が２０ｃｃ／分と設定され、材質Ｃにおいては冷却水の噴霧流量が４０ｃｃ／分と設定されている。材質Ｄ〜Ｌにおいては冷却水の噴霧流量が６０ｃｃ／分と設定されている。

第２の対策において、製品のエッジを切断する際に加工ヘッド３５の相対的な移動を一時的に停止させた状態におけるエッジの角度に対応して、冷却水の噴霧流量と噴霧時間とが設定されている。第２の対策は、複数の材質種別Ａ〜Ｌのうちの一部の材質種別である材質種別Ｅ〜Ｌに設定されている。

図６は、製品のエッジの角度の例を示している。製品が六角形であるとき、１つの内角は１２０度である。製品が四角形であるとき、１つの内角は９０度である。製品が直角三角形であるとき、１つの内角は６０度である。

材質Ｅにおいては、製品のエッジの角度が１２０度以下であれば、冷却水の噴霧流量６０ｃｃ／分、噴霧時間０．１秒と設定されている。材質Ｆにおいては、製品のエッジの角度が９０度以下であれば、冷却水の噴霧流量６０ｃｃ／分、噴霧時間０．２秒と設定されている。材質Ｇにおいては、製品のエッジの角度が６０度以下であれば、冷却水の噴霧流量６０ｃｃ／分、噴霧時間０．５秒と設定されている。材質Ｈ〜Ｌにおいては、製品のエッジの角度が４５度以下であれば、冷却水の噴霧流量６０ｃｃ／分、噴霧時間１．０秒と設定されている。

第３の対策である加工条件パラメータの調整は、レーザ発振器１０が射出するレーザビームのレーザ出力の低減、板金Ｗを切断するときの切断速度の増加、アシストガス供給装置８０が供給するアシストガスのガス圧の低減を含む。第３の対策は、複数の材質種別Ａ〜Ｌのうちの一部の材質種別である材質種別Ｉ〜Ｌに設定されている。詳細には、レーザ出力の低減が材質種別Ｉ〜Ｌに設定され、切断速度の増加が材質種別Ｋ及びＬに設定され、アシストガスのガス圧の低減が材質種別Ｌに設定されている。

加工条件パラメータの調整は、レーザ加工に通常用いられ、加工条件データベース７０に記憶されている材質種別または板厚ごとに予め設定されている加工条件のうちのレーザ出力の低減、切断速度の増加、アシストガスのガス圧の低減のうちの少なくとも１つであってもよい。加工条件パラメータの調整は、レーザ出力の低減、切断速度の増加、アシストガスのガス圧の低減のうちの任意の２つの組み合わせであってもよい。１つのみとする場合には、レーザ出力の低減とするのがよい。２つとする場合には、レーザ出力の低減及び切断速度の増加とするのがよい。

材質Ｉにおいては、レーザ出力を１．０％だけ低減させるように設定されている。材質Ｊにおいては、レーザ出力を３．０％だけ低減させるように設定されている。レーザ出力を低減させれば板金Ｗの温度上昇が抑えられるので、バーニングの発生が抑制される。

材質Ｋにおいては、レーザ出力を３．０％だけ低減させ、かつ板金Ｗの切断速度を１．０％だけ増加させるように設定されている。板金Ｗの切断速度を増加させれば板金Ｗの温度上昇が抑えられるので、バーニングの発生が抑制される。材質Ｌにおいては、レーザ出力を３．０％だけ低減させ、かつ板金Ｗの切断速度を１．０％だけ増加させ、さらにアシストガスのガス圧を１．０％だけ低減させるように設定されている。アシストガス（酸素）のガス圧を上げると溶融金属部分へのガス供給量が増え、酸化反応が促進されることによりバーニングが発生しやすくなる。逆に、アシストガスのガス圧を下げると、酸化による反応熱を少なくすることができるので、バーニングの発生が抑制される。

ＮＣ装置５０には、以上説明した図５に示す材質種別ごとに対応付けられたバーニングの発生を抑制する対策を示す設定テーブルが記憶されている。ＮＣ装置５０は設定テーブルを記憶する記憶部である。設定テーブルがＮＣ装置５０以外の記憶部に記憶されていて、ＮＣ装置５０が記憶部に記憶されている設定テーブルを参照してもよい。

図７に示すフローチャートを用いて、レーザ加工機１００が、バーニングの発生を抑制する対策を施しながら板金Ｗを切断する処理を説明する。図７において、オペレータは、処理を開始すると、ステップＳ１にて、ＮＣ装置５０に加工対象の板金Ｗ（軟鋼板）の成分量を入力する。ＮＣ装置５０に入力する成分量は、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏだけでもよい。なお、オペレータは、板金の成分量をミルシートで確認することができる。ここではオペレータによる手動入力としているが、Ｘ線分析器が板金Ｗの各元素の成分量を自動的に分析してＮＣ装置５０に供給されるように構成されていてもよい。また、加工プログラムデータベース６０に記憶されている、板金Ｗを切断するため用いられる加工プログラムに予め成分量を記載しておき、ＮＣ装置５０がその成分量を参照してもよい。

ＮＣ装置５０は、ステップＳ２にて、各成分量が登録済みの材質種別Ａ〜Ｌのいずれかに該当するか否かを判定する。各成分量が登録済みの材質種別Ａ〜Ｌのいずれかに該当すれば（YES）、ＮＣ装置５０は、ステップＳ３にて、該当する材質種別の設定条件を読み込む。設定条件とは、バーニングの発生を抑制する対策の設定条件である。ＮＣ装置５０は、ステップＳ４にて、加工プログラムデータベース６０に記憶された加工プログラムを用いて加工対象の板金Ｗを切断するようレーザ加工機１００を制御する。その際、ＮＣ装置５０は、加工条件データベース７０を参照して所定の材質種別と板厚とに対応する加工条件を選択し、加工条件と設定条件との双方を適用して板金Ｗを切断するようレーザ加工機１００を制御する。

オペレータは、ステップＳ５にて、バーニングが発生したか否かを確認する。オペレータが目視でバーニング発生の有無を確認する代わりに、板金Ｗの断面をカメラで撮影してバーニングが発生したか否かを自動的に判定してもよい。ステップＳ５にてバーニングが発生していなければ（NO）、板金Ｗを切断する処理を終了する。

ステップＳ２にて各成分量が登録済みの材質種別Ａ〜Ｌのいずれにも該当しなければ（NO）、オペレータは、ステップＳ６にて、設定テーブルに新しい材質種別と、その新しい材質種別に対応させた設定条件とを登録する。ＮＣ装置５０またはオペレータは、ステップＳ３〜Ｓ５の処理を実行する。なお、ステップＳ６にて材質種別及び設定条件が新規に登録された場合には、ステップＳ３にて、新規に登録された材質種別の設定条件が読み込まれる。

ステップＳ５にてバーニングが発生していれば（YES）、オペレータは加工を停止させるか、ＮＣ装置５０が自動的に加工を停止させる。カメラまたはセンサによってバーニングが発生したか否かを自動的に判定する場合、バーニングが発生したと判定されたときにＮＣ装置５０がその判定に応答して加工を停止させてもよい。

オペレータは、ステップＳ７にて、現在選択している材質種別に対応して設定テーブルに記憶されている対策をよりバーニグの発生を抑制する設定条件へと変更し、ＮＣ装置５０はオペレータによる更新の操作に応答して設定テーブルを更新する。ＮＣ装置５０またはオペレータは、バーニングが発生した板金Ｗを続けて切断するか、加工対象の板金Ｗを変更して変更した板金Ｗを切断するよう、ステップＳ３〜Ｓ５の処理を実行する。なお、ステップＳ７にて設定テーブルが更新された場合には、ステップＳ３にて、変更された設定条件が読み込まれる。

オペレータが設定テーブルの設定条件を変更してＮＣ装置５０が設定テーブルを更新する代わりに、ＮＣ装置５０は次のように設定テーブルを自動的に変更してもよい。材質種別Ｅを例にすると、材質種別Ｅの板金Ｗを設定テーブルの設定条件でバーニングの発生を抑制して切断したときに、バーニングが発生したとする。このとき、ＮＣ装置５０は、より強くバーニングの発生を抑制する次の材質種別Ｆにおける複数の対策のうちのいずれか１つを材質種別Ｅに設定する。また、ＮＣ装置５０は、材質種別Ｆにおける複数の対策の全てを材質種別Ｅに設定してもよい。即ち、ＮＣ装置５０は、バーニングが発生したら、バーニングの発生を抑制する対策を自動的に強化してもよい。

図７に示す処理によって、レーザ加工機１００は、バーニングの程度に応じてバーニングの発生を抑制する対策を適切に施すことにより、バーニングの発生を抑制して板金Ｗを切断することができる。図５の例では、上述した第１の対策を施すことにより、材質種別Ｂ〜Ｌの板金Ｗを切断する際のバーニングの発生が抑制される。上述した第２の対策を施すことにより、材質種別Ｅ〜Ｌの板金Ｗを切断して製品のエッジを切断する際のバーニングの発生が抑制される。上述した第３の対策を施すことにより、材質種別Ｉ〜Ｌの板金Ｗを切断する際のバーニングの発生がさらに効果的に抑制される。

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。板金Ｗの材料はＳＳ４００のようなＳＳ材、ＳＭ４９０ＡのようなＳＭ材、ＳＮ４９０ＢのようなＳＮ材に限定されない。板金Ｗはステンレス鋼であってもよく、アシストガスとして窒素を用いてステンレス鋼を切断するときにバーニングが発生する場合も同様にバーニングの発生を抑制する対策を施すことができる。

バーニングの発生を抑制するために、第１の対策のみを施してもよいし、第２の対策のみを施してもよいし、第３の対策のみを施してもよい。第１〜第３の対策のうちの任意の２つの対策を組み合わせてもよい。

１０ レーザ発振器
１２ プロセスファイバ
２０ レーザ加工ユニット
２１ 加工テーブル
２２ Ｘ軸キャリッジ（移動機構）
２３ Ｙ軸キャリッジ（移動機構）
３０ コリメータユニット
３１ コリメーションレンズ
３２ ベンドミラー
３３ 集束レンズ
３５ 加工ヘッド
３６ ノズル
３６ａ 開口
４０ 操作部
５０ ＮＣ装置（記憶部，制御装置）
６０ 加工プログラムデータベース
７０ 加工条件データベース
８０ アシストガス供給装置
９０ 冷却水噴霧装置
１００ レーザ加工機
Ｗ 板金

Claims (4)

1. レーザビームを射出するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器が射出したレーザビームを加工対象の板金に照射する加工ヘッド、及び、前記加工ヘッドを前記板金の面に対して相対的に移動させる移動機構を有して、前記板金を切断するレーザ加工ユニットと、
   組成元素の含有量が異なる複数の板金を前記レーザ加工ユニットによって切断したときのバーニングの発生のしやすさの程度に応じて前記複数の板金を複数の材質種別に分類し、前記複数の材質種別の材質種別ごとにバーニングの発生を抑制するための対策を対応付けた設定テーブルを記憶する記憶部と、
   前記レーザ加工ユニットによって板金を切断しようとするとき、前記設定テーブルを参照して、切断しようとする板金の材質種別に対応して対策を選択し、バーニングの発生を抑制するため選択した対策を施しながら、前記板金を切断するよう制御する制御装置と、
   を備えるレーザ加工機。
2. 前記板金を切断中に前記板金に冷却水を噴霧する冷却水噴霧装置をさらに備え、
   前記設定テーブルには、前記冷却水噴霧装置による冷却水の噴霧をバーニングの発生を抑制するための対策として、前記複数の材質種別の材質種別ごとに冷却水の噴霧流量が対応付けられており、
   前記制御装置は、切断しようとする板金の材質種別に対応して冷却水の噴霧流量を選択して、選択された噴霧流量で冷却水を噴霧するよう前記冷却水噴霧装置を制御する
   請求項１に記載のレーザ加工機。
3. 前記板金を切断中に前記板金に冷却水を噴霧する冷却水噴霧装置をさらに備え、
   前記設定テーブルには、製品のエッジを切断する際に前記加工ヘッドの相対的な移動を一時的に停止させた状態における前記冷却水噴霧装置による冷却水の噴霧をバーニングの発生を抑制するための対策として、前記複数の材質種別ごとに、エッジの角度、冷却水の噴霧流量、及び噴霧時間が対応付けられており、
   前記制御装置は、製品のエッジを切断しようとするとき、切断しようとするエッジの角度に対応する冷却水の噴霧流量及び噴霧時間を選択して、選択された噴霧流量及び噴霧時間で冷却水を噴霧するよう前記冷却水噴霧装置を制御する
   請求項１に記載のレーザ加工機。
4. 前記板金を切断中に前記板金に吹き付けるためのアシストガスを前記加工ヘッドに供給するアシストガス供給装置をさらに備え、
   前記設定テーブルには、前記レーザ発振器が射出するレーザビームのレーザ出力の低減と、前記板金を切断するときの切断速度の増加と、前記アシストガス供給装置が供給するアシストガスのガス圧の低減とのうちの少なくとも１つを含む加工条件パラメータの調整をバーニングの発生を抑制するための対策として、前記複数の材質種別ごとに、加工条件パラメータの調整が対応付けられており、
   前記制御装置は、切断しようとする板金の材質種別に対応して加工条件パラメータの調整に対応して、前記レーザ発振器、前記移動機構、またはアシストガス供給装置を制御する
   請求項１に記載のレーザ加工機。

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