JP2932293B2 - レーザ切断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は切断速度を落さずにコーナ部の切断を可能
にしたレーザ切断方法に関する。

〔従来の技術〕

従来レーザビームにより板材などのワークを切断する
場合、ワークにアシストガスを吹き付けながらワークに
レーザビームを照射して、切断時発生するドロスをアシ
ストガスにより吹き飛ばしている。

またワークを例えば多角形状に切断する場合、コーナ
部でセルフバーニングや異常反応が発生しないよう、従
来ではコーナ部分で加工条件を自動的に切換えたり（例
えば特開昭63−63593号公報）、ワークがアルミニウム
の場合アシストガスに不活性ガスを混合する（例えば特
開昭64−2793号公報）などの手段を講じている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし前者のコーナ部で加工条件を切換える方法で
は、加工条件を切換えた点でワークの切断面に段差が発
生するため切断品質が低下すると共に、コーナ部では切
断速度が低速となるため生産性が低下したり、ワークが
アルミニウムの場合ドロスの付着量が増加するため、加
工後ドロスを除去するのに多くの工数を必要とする不具
合があった。

また後者の不活性ガスを使用する方法では、アシスト
ガスにO₂混合ガスを使用した場合に比べて切断速度を遅
くしなければならないため生産性が悪く、かつドロスの
付着量が多いと共に、ガス消費量が多いことから、ラン
ニングコストも高いなどの不具合もあった。

この発明は上記不具合を改善する目的でなされたもの
で、コーナ部で異常反応が発生することがなく、しかも
切断速度を落さずにコーナ部の切断が可能なレーザ切断
方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

この発明は上記目的を達成するために、加工ヘッドよ
りレーザビームを切断すべきワークに照射しながら、加
工ヘッドよりワークの加工部へアシストガスを噴出して
ワークを切断加工するレーザ切断方法において、予めワ
ークの材質や、板厚、またこれら材質や、板厚に応じた
レーザ出力、アシストガス圧、切断速度及びコーナ部を
切断するのに最適な切断速度に応じた時定数などの加工
条件をNC装置のデータベースへ入力しておき、加工時に
切断すべきワークの材質や、板厚を入力するだけで、前
記入力済みのNC装置のデータベースを呼び出して、自動
的に時定数を含めた加工条件を決定し、この加工条件に
より、レーザ加工機を制御してワークを切断加工するこ
とにより、コーナ部分では速度を落とさず、かつコーナ
部に僅かなＲが形成されるようにワークを切断するよう
にしたもので、直線部に連続するコーナ部分では、切断
速度を落すことなく切断できるため、生産性が向上する
と共に、加工条件に応じて決定された時定数で切断が行
われるため、ワークによって加工条件が変っても精度の
高い切断加工が可能である。

〔実 施 例〕

この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

図において１はレーザ加工機に設けられたレーザ発振
器で、このレーザ発振器１より発振されたレーザはミラ
ー２により加工ヘッド３へ導びかれ、加工ヘッド３より
XYテーブル４上に載置されたワーク５へ照射されてワー
ク５の切断に供せられる。

また６はコンプレッサなどのエア源で、このエア源６
からのエアは、途中に電磁弁７を有する管路８により上
記加工ヘッド３へ送られて、アシストガスとして加工ヘ
ッド３よりワーク５へ向けて吹付けられると共に、管路
８の途中にはガスボンベ９が電磁弁10を介して接続され
ていて、このガスボンベ９より上記エアにO₂ガスなどを
必要に応じて混合したり、またO₂ガスなどを単独で供給
できるようになっている。

なお、図中12はXYテーブル４をＸ−Ｙ軸方向へ駆動す
るＸ軸モータ13及びＹ軸モータ14を制御するNC装置であ
る。

次にXYテーブル４上に載置されたワーク５の切断方法
を説明すると、ワーク５の切断に当ってまずワーク５の
材質や板厚を入力する。

NC装置12には、予めワーク５の材質や板厚、またこれ
ら材質や板厚に応じた切断速度やレーザ出力、アシスト
ガスの種類、アシストガス圧力、工具径補正量及び直線
部やコーナ部を切断するのに最適な時定数などの加工条
件がデータベースとして記憶されているため、ワーク５
の材質や板厚をNC装置12へ入力するだけで自動的にワー
ク５に適した時定数を含んだ加工条件が決定される。

なお、ワーク５の材質や板厚に応じた加工条件の項目
例を次の表−１に示す。

またレーザ加工機を制御するのに使用するNC装置12の
プログラム例を次に示す。

以上のようにしてワーク５の材質や板厚に応じてNC装
置12のプログラムに加工条件が設定されたら、ワーク５
の切断を開始する。

切断はまず第２図に示すａ点のピアッシングから開始
され、その後矢印ｂの方向へ材質及び板厚毎に設定され
た時定数で直線部分の高速切断が開始され、はじめのコ
ーナ部ｃに達すると、切断速度は落さずに、コーナ部に
僅かなＲが付くようにして切断方向を例えば90゜変更し
てさらに切断を続ける。

以下同様にしてコーナ部d,eを切断した後はじめの切
断線と交差した時点でワーク５の切断を完了するもの
で、コーナ部ｅを拡大すると第３図に示すように、僅か
なＲが形成されるようになる。

また加工条件中の時定数を変えることにより、コーナ
部で切断速度を落さずに切断できる理由を次に説明す
る。

直線に連続してコーナ部を切断する場合、コーナ部で
切断速度を落さないとコーナ部にＲが生じることが一般
に知られており、切断速度とコーナ部に形成されるＲの
関係は次の公知の式で表わされる。

なお、T:時定数、F:切断速度、R:半径、α：制御系の
定数 従来ではこの式から、コーナ部のＲを所定の半径とす
るために、切断速度を落とすことにより、半径誤差△ｒ
をできるだけ小さくして加工精度を上げている。

しかし上記式から明らかなように、切断速度Ｆを落さ
ずに、時定数を変化させても、コーナ部に形成されるＲ
の半径誤差△ｒをできるだけ小さくして加工精度を上げ
ることができる。

この発明はかかる点に着目したもので、上述したよう
に、切断するワーク５の材質や板厚に応じて、加工条件
中の時定数を変化させることにより、直線部に連続する
コーナ部で切断速度を落さずにコーナ部の切断を可能に
したもので、時定数を変化させることにより、従来の切
断速度を落してコーナ部を切断していたときと同様な加
工精度でワーク５の切断が可能になる。

〔発明の効果〕

この発明は以上詳述したように、加工ヘッドよりレー
ザビームを切断すべきワークに照射しながら、加工ヘッ
ドよりワークの加工部へアシストガスを噴出してワーク
を切断加工するレーザ切断方法において、予めワークの
材質や板厚、またこれら材質や板厚に応じたレーザ出
力、アシストガス圧、切断速度及びコーナ部を切断する
のに最適な切断速度に応じた時定数などの加工条件をNC
装置のデータベースへ入力しておき、加工時に切断すべ
きワークの材質や、板厚を入力するだけで、前記入力済
みのNC装置のデータベースを呼び出し、自動的に時定数
を含めた加工条件を決定し、この加工条件により、レー
ザ加工機を制御してワークを切断加工することにより、
コーナ部分では速度を落さず、かつコーナ部の僅かなＲ
が形成されるようにワークを切断するようにしたもの
で、直線部に連続するコーナ部分で切断速度を落すこと
がないため生産性が向上すると共に、加工条件に応じて
決定された時定数で切断が行われるため、ワークの材質
や板厚などによって加工条件が変っても精度の高い切断
加工が可能となる。

またワークの材質や板厚に応じて切断速度が変更され
るので、薄板でも精度の高い切断が可能になると共に、
安価なエアをアシストガスに使用できるため、ランニン
グコストの低減も図れ経済的である。さらに高圧のO₂ガ
スをアシストガスに使用してもコーナ部で異常反応によ
る欠損が発生しないのでアルミニウムなども精度よく切
断できるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はレーザ加工
機の概略図、第２図は切断方法の説明図、第３図はコー
ナ部分の拡大図である。 ３は加工ヘッド、５はワーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ヘッド３よりレーザビームを切断すべ
   きワーク５に照射しながら、加工ヘッド３よりワーク５
   の加工部へアシストガスを噴出してワーク５を切断加工
   するレーザ切断方法において、予めワーク５の材質や、
   板厚、またこれら材質や、板厚に応じたレーザ出力、ア
   シストガス圧、切断速度及びコーナ部を切断するのに最
   適な切断速度に応じた時定数などの加工条件をNC装置12
   のデータベースへ入力しておき、加工時に切断すべきワ
   ーク５の材質や、板厚を入力するだけで、前記入力済み
   のNC装置12のデータベースを呼び出して、自動的に時定
   数を含めた加工条件を決定し、この加工条件でレーザ加
   工機を制御してワーク５を切断加工することにより、コ
   ーナ部分では速度を落とさず、かつコーナ部に僅かなＲ
   が形成されるようにワーク５を切断すること特徴とする
   レーザ切断方法。