JP4605690B2

JP4605690B2 - ワーク切断方法

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Publication number: JP4605690B2
Application number: JP2003178819A
Authority: JP
Inventors: 健司増田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: JP2005014009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワーク切断方法、特にレーザ光をワーク上に照射することにより該ワークを切断し、該ワークの板厚より小さい高さのミクロジョイントを加工するようにしたワーク切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ加工機を用い、製品の輪郭に沿ってワークを切断する場合に、輪郭全部を切断すると、加工中に製品が散逸し所定の位置で集積できなくなるおそれがある。
【０００３】
そのため、例えば図９（Ａ）に示すように、製品Ｓの輪郭に沿った切断領域Ｋの途中に、ワークＷと製品Ｓとの連結片Ｊであるミクロジョイントを形成しておき、加工後に、このミクロジョイントＪを除去することにより、製品Ｓだけを分離し集積している。
【０００４】
ところが、ミクロジョイントＪの（図９（Ｂ））の高さＨがワークＷの板厚ｔと同じだとすると、ワークＷが厚板の場合には、該ミクロジョイントＪの高さＨも大きくなり、このようなミクロジョイントＪは除去するのが困難な場合がある。
【０００５】
そこで、ミクロジョイントＪを容易に除去するために、種々の手段が講じられている。
【０００６】
例えば、特開平７−１６６６７では、タレットパンチプレスなどで既に形成されたミクロジョイントＭ₁と（同公報の図１）、製品Ｇとの境界にレーザビームＬＢを照射させ、その部分を一部除去してワークＷの薄板の厚さｔ₀程度としている。
【０００７】
また、例えば、特開２００１−３３４３７９では、レーザ加工機によるワークＷ（同公報の図２（Ａ））の切断加工と同時にミクロジョイントＪを加工し、該ミクロジョイントＪの高さＨを（同公報の図２（Ｂ）、図２（Ｃ））、ワークＷの板厚ｔよりも小さくしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術のうちで、特開２００１−３３４３７９に開示され手段は、ミクロジョイントＪ（同公報の図４（Ａ））の部分を、ワークＷの下面３２まで貫通しないように切断する方法である。
【０００９】
この方法は、加工上の理由から、ワークＷの下面３２まで貫通しない状態で、切断位置ＩＩからＩＩＩを過ぎてＩＶまで切断した後（▲２▼）、一旦切断位置ＩＩＩに戻り（▲３▼）、該切断位置ＩＩＩからワークＷを貫通して切断し（▲４▼）、Ｊ′とＪ′′を除去することにより、前記ミクロジョイントＪだけを残すようになっている。
【００１０】
しかし、この方法は、前記した加工順序から分かるように、ミクロジョイントＪの近傍は、レーザ光が２回照射されるのと同じ状態となり、本願の図１０に示すように、溶融金属が付着すると共に変色する領域ｅが形成され、また、切断位置ＩＩＩでは、レーザ出力が急激に上昇することから、図示するように、凹みａ、ｂが形成されると共に、その周囲の領域ｃ、ｄが変色する。
【００１１】
その結果、従来のワーク切断方法では、ワークＷと製品Ｓとを連結するミクロジョイントＪの近傍の品質が劣化し、加工後に、このようなミクロジョイントＪを除去しても、ワークＷから分離した製品Ｓは、製品としての価値が無く、再度加工をし直さなければならず、加工効率が著しく低下する。
【００１２】
また、従来は、ミクロジョイントＪを加工する場合に、切断条件のうちの切断速度Ｖと（特開２００１−３３４３７９の図４（Ｂ））切断出力Ｐとアシストガス圧Ｇの３つを制御対象としている。
【００１３】
これら３つの切断条件を、加工開始位置である切断位置ＩＩで変更し、そのままの状態で切断位置ＩＩＩを過ぎてからＩＶで変更し、変更後ＩＩＩに戻ってからまた変更するというように、３回も変更し、それに伴って、加工ヘッドも前記切断位置ＩＩ→ＩＩＩ→ＩＶと加工しながら前進した後、ＩＶ→ＩＩＩと加工しないで早送りで戻る。
【００１４】
その結果、切断条件の制御機構が複雑になり、それに伴って、全体のワーク切断時間が長くなって動作が遅くなり、この点でも、加工効率が低下する。
【００１５】
更に、従来は、ワークＷが（本願の図１０）厚板の場合には、ミクロジョイントＪを加工しようとすると、ワークＷが厚い分だけレーザ光の照射時間が長くなる。
【００１６】
その結果、既述した品質劣化や動作の遅延が一層著しくなり、厚板のワークＷには対応できないので、加工対象であるワークの板厚が制限され、加工範囲が狭められている。
【００１７】
本発明の目的は、ワークの板厚より小さい高さのミクロジョイントを加工する場合に、品質の向上と動作の迅速化を図ることにより、加工効率を向上させ、板厚の制限を無くすことにより、加工範囲を拡大する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
交点Ａ（図２）を有する少なくとも一対の切断予定線を有し、複数の切断予定線から成る製品輪郭に相当する閉ループに沿ってワークWと製品Ｓとの連結片Ｊを加工するレーザ光Ｌによるワーク切断方法であって、
上記一対の切断予定線のうちの一方の切断予定線が他方の切断予定線を越えることなく当該交点Ａを形成し、
当該一方の切断予定線において、当該交点Ａと反対側の点Ｂから切断を開始し、当該交点Ａの所定距離手前Ｃから当該交点Ａに至る前Ｄまでの間、少なくとも切断速度Ｖ又は切断出力Ｐを変更してワークWを貫通しないように加工し、当該切断速度Ｖ又は切断出力Ｐを変更し始めた点から当該交点Ａに至る前までを連結片Ｊとし、当該連結片Ｊ近傍のレーザ光Ｌの照射回数を１回だけとすることを特徴とするワーク切断方法という技術的手段を講じている。
【００１９】
上記本発明の構成によれば、ミクロジョイントＪ近傍のレーザ光Ｌの照射回数は一回であり、そのため、溶融金属が付着すると共に変色する領域ｅ（図１０）が無くなり、また、所定の切断位置Ｃ（図４（Ａ））から前工程の切断位置Ｄまで、即ち、ミクロジョイントＪの加工領域Ｃ〜Ｄでは、始端面Ｊ２と上端面Ｊ３だけが加工され、終端面Ｊ１は加工されず、前工程で既に加工された切断領域Ｋ１の一方の内側面Ｋ１Ａの下部ｋ_Ｌが、ミクロジョイントＪの終端面Ｊ１となるので、ミクロジョイントＪの加工終了位置である前工程における切断位置Ｄでは、レーザ出力Ｐが（図４（Ｂ））急激に低下してゼロになり、そのため、凹みａ（図１０）、ｂや変色領域ｃ、ｄは形成されず、従って、本発明によれば、ミクロジョイントＪ近傍の品質が向上する。
【００２０】
また、本発明の構成によれば、ミクロジョイントＪの加工領域Ｃ〜Ｄでは、例えば、その前の加工領域Ｂ〜Ｃでの切断条件である切断速度Ｖ（図４（Ｂ））と切断出力Ｐとアシストガス圧Ｇの３つのうち、一部の切断速度Ｖと切断出力Ｐという２つの切断条件のみを変更し、しかも、変更回数は２回のみであることから（例えば所定の切断位置Ｃで（図４（Ａ））、切断速度Ｖを（図４（Ｂ））上昇させると同時に切断出力Ｐを下降させ、前工程の切断位置Ｄで（図４（Ａ））、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））と切断出力Ｐを共にゼロにする）、本発明によれば、切断条件の制御機構が簡略化されて、動作が迅速に行われる。
【００２１】
更に、本発明の構成によれば、前記したように、ミクロジョイントＪ近傍のレーザ光Ｌの照射回数は１回であり、前工程の切断位置Ｄで加工が終了するので、ワークＷが厚板であっても、従来と比べてレーザ光Ｌの照射時間が少なくなり、そのため、厚板であっても、変色などは（図１０）発生せずに品質が向上すると共に、動作が迅速に行われ、従って、本発明によれば、厚板にも対応できるので、板厚の制限が無くなって、加工範囲が拡大される。
【００２２】
よって、本発明によれば、ワークの板厚より小さい高さのミクロジョイントを加工する場合に、品質の向上と動作の迅速化を図ることにより、加工効率を向上させ、板厚の制限を無くすことにより、加工範囲を拡大することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
【００２４】
図１は、本発明によるワーク切断方法の実施形態を示す図である。
図１において、ワーク切断方法は、複数の工程▲１▼、▲２▼・・・から構成され、各工程では、切断方向が一方向であり、例えば加工ヘッド６（図３）を一方向に移動させながらレーザ光ＬをワークＷ上に照射することにより、加工が行われる。
【００２５】
上記各工程は、ピアス工程と切断工程から成り、例えば、工程▲１▼では（図１）、ピアス穴Ｐ１を開けた後、切断領域Ｋ１に沿って切断加工が行われた後、加工ヘッド６を早送りで次の工程▲２▼の加工開始位置に移動させ、工程▲２▼では、同様に、ピアス穴Ｐ２を開けた後、切断領域Ｋ２に沿って切断加工が行われ、該切断工程の最終段階で、ワークＷと製品Ｓの連結片ＪであるミクロジョイントＪを加工する。
【００２６】
この場合、図２に示すように、工程▲１▼で、ピアス穴Ｐ１を開けた後、切断領域Ｋ１に沿ってワークＷの上面３１から下面３２まで貫通するような通常の切断加工を行い、この切断工程の終了時点では、加工ヘッド６は、該工程▲１▼の中心線と、次の工程▲２▼の中心線の交点Ａに位置している。
【００２７】
工程▲１▼の加工が終了した後、加工ヘッド６は、この交点Ａから、早送りで次の工程▲２▼の加工開始位置に移動し、点Ｂを中心とするピアス穴Ｐ２を開けた後、同様に、切断領域Ｋ２に沿ってワークＷの上面３１から下面３２まで貫通するように通常の切断加工を行う。
【００２８】
その後、図示するように、所定の切断位置Ｃから前工程である前記▲１▼の切断位置Ｄまでは、後述するように（図４（Ｂ））、一部の切断条件、例えば切断速度Ｖと切断出力Ｐのみを変更した状態で、ワークＷの下面３２まで貫通しないで切断し、最後のワークＷの下面３２まで貫通しないで切断した部分Ｃ〜ＤをミクロジョイントＪとする。
【００２９】
この場合、図３に示すように、当該工程である▲２▼においては、加工ヘッド６を一方向に移動させながらワークＷ上にレーザ光Ｌを照射し、ミクロジョイントＪを加工する場合に、前記所定の切断位置Ｃで切断速度Ｖと切断出力Ｐを変更後、その過渡期ｔ１〜ｔ２の間に、始端面Ｊ２が形成されると共に、定常期ｔ２〜ｔ３の間に、上端面Ｊ３が形成される。
【００３０】
しかし、この上端面Ｊ３が形成された定常期の最後の時点ｔ３で（図４（Ｂ））、ミクロジョイント加工は終了し、終端面Ｊ１（図４（Ａ））のための加工は行われない。
【００３１】
換言すれば、当該工程（例えば▲２▼）においては（図３）、ミクロジョイントＪの始端面Ｊ２と上端面Ｊ３だけが加工され、終端面Ｊ１は加工されず、前工程（例えば▲１▼）で既に加工された切断領域Ｋ１の一方の内側面Ｋ１Ａの上部ｋ_Uが、上端面Ｊ３加工の終わりに除去されることにより、該一方の内側面Ｋ１Ａの残った下部ｋ_Lが、ミクロジョイントＪの終端面Ｊ１となる（図４（Ａ））。
【００３２】
このような関係を有する当該工程と、その直前の前工程から成るワーク切断方法を、図２に示す工程▲１▼と▲２▼の間、工程▲２▼と▲３▼の間、工程▲３▼と▲４▼の間、工程▲４▼と▲５▼の間で行う。
【００３３】
そして、前記したように、本発明では、ミクロジョイントＪの（図３）終端面Ｊ１として、前工程で既に形成された切断領域Ｋ１の一方の内側面Ｋ１Ａを利用しているので、当該工程が、最初の工程▲１▼である場合には、明らかに前工程が存在しないことから、図１〜図４に示すように、工程▲１▼では、ミクロジョイントＪは加工されない。
【００３４】
また、図１に示すように、最後の工程▲５▼の切断領域Ｋ５については、その加工開始位置が、最初の工程▲１▼の切断領域Ｋ１の加工終了位置と同じであり、そのため、切断領域Ｋ５は、既に切断領域Ｋ１と連続している。
【００３５】
従って、図２に示すように、最後の工程▲５▼では、ピアス工程は無く、切断工程のみである。この場合、前記したように、最後の工程▲５▼の加工開始位置が、最初の工程▲１▼の加工終了位置と重なることから、その重なった領域では、レーザ光が２回照射されることになり、そのため、従来のように（図１０）例えば変色領域ｅが形成される危険性があるが、この危険性は、上記最後の工程▲５▼の切断条件の立ち上がりを緩やかにするという後述するＮＣ装置１１（図５）の制御で回避可能である。
【００３６】
一方、前記したワーク切断方法は、例えば工程▲２▼の（図４（Ａ））ピアス穴Ｐ２が開けられた段階から開始され（図４（Ｂ）のｔ０）、この時点の切断位置Ｂ（図４（Ａ））から所定の切断位置Ｃまでは、図示する切断速度Ｖと（図４（Ｂ））、切断出力Ｐと、アシストガス圧Ｇの他、焦点距離又はノズルギャップなどから成る切断条件が、最適に設定されている。
【００３７】
そして、最適な切断条件により、前記したように、ワークＷの上面３１から下面３２まで貫通する通常の切断加工が行われる。
【００３８】
上記切断速度Ｖは、ワークＷを切断する場合の速度であって、後述するように（図５）、例えば加工中はワークＷが停止していて加工ヘッド６がＹ軸方向に移動するとすれば、切断速度Ｖは加工ヘッド６のＹ軸方向の移動速度に等しい。
【００３９】
上記切断出力Ｐは（図４（Ｂ））、後述するレーザ発振器１０（図５）から発振されベンドミラー７と集光レンズ２１を介してワークＷ上に照射されるレーザ光Ｌの出力であり、アシストガス圧Ｇは（図４（Ｂ））、後述するガス発生器２０（図５）から発生し集光レンズ２１の下方に噴射されるアシストガスの圧力である。
【００４０】
更に、焦点距離は、後述する集光レンズ２１で（図５）の中心からその焦点までの距離であって該集光レンズ２１で集光されたレーザ光Ｌが最も効果的に加工可能なワークＷ上の位置であり、ノズルギャップは、加工ヘッド６のノズルとワークＷとの距離である。
【００４１】
そして、既述したように、最初の切断位置Ｂから（図４（Ａ））所定の切断位置Ｃまでは、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））と切断出力Ｐとアシストガス圧Ｇは、いずれも一定であって切断条件は最適に設定され、この最適の切断条件により、ワークＷは切断される（例えば図８のステップ１０４））。
【００４２】
しかし、前記所定の切断位置Ｃ（図４（Ａ））から前工程の切断位置Ｄまでは、ワークＷの下面３２まで貫通しないように切断すると共に、既述したように、切断条件の制御機構を簡略化し動作を迅速に行うために、前記切断速度Ｖ（図４（Ｂ））と切断出力Ｐとアシストガス圧Ｇのうちの一部の切断条件のみ、例えば、図示するように、切断速度Ｖと切断出力Ｐのみを変更した状態で切断する。
【００４３】
即ち、前記所定の切断位置Ｃ（図４（Ａ））において、切断速度Ｖを（図４（Ｂ））上昇させると同時に切断出力Ｐを下降させ、この上昇後の切断速度Ｖと下降後の切断出力Ｐで、ワークＷの下面３２まで貫通しないように切断し、前工程の切断位置Ｄ（図４（Ａ））において、前記上昇後の切断速度Ｖと（図４（Ｂ））下降後の切断出力Ｐを共にゼロにする。
【００４４】
この場合、切断速度Ｖと切断出力Ｐについて、最適な切断条件と（最初の切断位置Ｂ〜所定の切断位置Ｃ）、ミクロジョイント加工条件（所定の切断位置Ｃ〜前工程の切断位置Ｄ）は、ワークＷとアシストガスの種類により、次のような例がある。
【００４５】
例えば、厚板のワークＷを（例えばＳＵＳ３０４−６．０ｔ）アシストガスＮ₂の雰囲気中で切断する場合には、最適な切断条件（図４（Ａ）のＢ〜Ｃ）としては、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が１４００ｍｍ／分、切断出力Ｐが３０００Ｗ、変更後のミクロジョイント加工条件（図４（Ａ）のＣ〜Ｄ）としては、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が１８００ｍｍ／分、切断出力Ｐが１２００Ｗである。
【００４６】
また、他の厚板のワークＷを（例えばＳＰＨ３−６．０ｔ）アシストガスＯ₂の雰囲気中で切断する場合には、最適な切断条件（図４（Ａ）のＢ〜Ｃ）としては、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が２４００ｍｍ／分、切断出力Ｐが３０００Ｗ、変更後のミクロジョイント加工条件（図４（Ａ）のＣ〜Ｄ）としては、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が３０００ｍｍ／分、切断出力Ｐが６００Ｗである。
【００４７】
更に、前記所定の切断位置Ｃにおいて（図４（Ａ））、切断速度Ｖを上昇、切断出力Ｐを下降させたとしても、直ちに定常状態とはならず、図４（Ｂ）のｔ１からｔ２までは過渡状態である。
【００４８】
従って、このような過渡期ｔ１〜ｔ２を考慮し、前工程の切断位置Ｄを（図４（Ａ））基準として、ミクロジョイントＪが予め設定された高さＨと長さＭになる位置より前の位置、即ち前記切断速度Ｖと（図４（Ｂ））と切断出力Ｐが定常状態になる時点ｔ２より若干早い時点ｔ１に相当する位置Ｃを（図４（Ａ））、該切断速度Ｖと切断出力Ｐを変更する所定の切断位置Ｃとする。
【００４９】
前記構成を有する本発明のワーク切断方法を実施する装置としては、図５に示すような光軸移動タイプのレーザ加工機がある。
【００５０】
図５に示すレーザ加工機は、ワークＷを戴置する加工テーブル９を有し、該加工テーブル９の両側には、Ｘ軸ガイド４Ａ、４Ｂが設けられている。
【００５１】
これら加工テーブル９及びＸ軸ガイド４Ａ、４Ｂを跨がって、Ｙ軸方向に延びるキャリッジ１が設けられている。
【００５２】
上記キャリッジ１の一方の下部１７には、Ｘ軸ボールねじ１５が螺合し該Ｘ軸ボールねじ１５はＸ軸モータＭｘに結合し、該下部１７は、Ｘ軸ガイド４Ａに滑り結合しており、他方の下部１８は、Ｘ軸ガイド４Ｂに滑り結合している。
【００５３】
キャリッジ１の上面には、Ｙ軸モータＭｙで回転するボールねじ８が設けられ、該ボールねじ８には、Ｙ軸スライダ５が螺合し、該Ｙ軸スライダ５には、Ｚ軸モータＭｚで回転するボールねじ２に螺合した加工ヘッド６が設けられている。
【００５４】
この構成により、Ｘ軸モータＭｘを駆動することにより、キャリッジ１をＸ軸方向へ、Ｙ軸モータＭｙを駆動することにより、該キャリッジ１上で加工ヘッド６をＹ軸方向へ、Ｚ軸モータＭｚを駆動することにより、Ｙ軸スライダ５上で加工ヘッド６をＺ軸方向へそれぞれ移動させ、該加工ヘッド６を該当する切断位置Ｂ〜Ｄ（図４（Ａ））に位置決めするようになっている。
【００５５】
加工ヘッド６は（図５）、よく知られているように、ベンドミラー７と集光レンズ２１を有し、導管３と１６を介してレーザ発振器１０とガス発生器２０に結合している。
【００５６】
この構成により、レーザ発振器１０から発振されたレーザ光Ｌは導管３を介して、またガス発生器２０から発生したアシストガスは導管１６を介してそれぞれ加工ヘッド６に入り、レーザ光Ｌはベンドミラー７で下方に反射して集光レンズ２１で集光されてワークＷ上に照射され、アシストガスは集光レンズ２１の下方で噴射されて切断の結果発生するドロスの排出と該集光レンズ２１の保護・冷却などを行う。
【００５７】
前記構成を有するレーザ加工機の制御は、ＮＣ装置１１により行われる。
【００５８】
ＮＣ装置１１は、ＣＰＵ１１Ａと、入力部１１Ｂと、記憶部１１Ｃと、切断位置検出部１１Ｄと、加工ヘッド位置制御部１１Ｅと、レーザ出力制御部１１Ｆと、ガス制御部１１Ｇにより構成されている。
【００５９】
ＣＰＵ１１Ａは、本発明による動作手順（図８）に従って切断位置検出部１１Ｄや加工ヘッド位置制御部１１Ｅなどに指示を与えることにより、レーザ加工機全体を制御する。
【００６０】
入力部１１Ｂは、既述した切断条件（図４（Ｂ））を入力し、それに基づいて、後述する自動プログラム装置１２（図５）により、ＮＣデータ（図７）が作成されて記憶部１１Ｃ（図５）に記憶され、該ＮＣデータは（図７）、その都度記憶部１１Ｃから読み出されて所定の動作が行われる（図８）。
【００６１】
この場合、既述したように、最初の切断位置Ｂ（図４（Ａ））から所定の切断位置Ｃまでと、所定の切断位置Ｃから前工程の切断位置Ｄまでとは、動作が異なり、それに伴い、切断条件を、最適な切断条件（Ｂ〜Ｃ）データと、ミクロジョイント加工条件（Ｃ〜Ｄ）データとに分けて記憶する。
【００６２】
即ち、自動プログラム装置１２は（図５）、ＣＡＤ部１２ＡとＣＡＭ部１２Ｂにより構成され、ＣＡＤ部１２Ａは、例えば図６（Ａ）に示すような製品形状を作成し、該製品形状に基づいて、ＣＡＭ部１２Ｂが、ミクロジョイントＪ（図６（Ｂ））の位置を指示すると共に、加工順と（図６（Ｃ））軌跡データ（加工ヘッド６（図５）の移動方向）を作成する（図６（Ｃ）において、Ｓは開始点、１、２・・・はその後の加工順、Ｅは終了点である）。
【００６３】
ここで、例えば既述した厚板のワークＷを（例えばＳＵＳ３０４−６．０ｔ）アシストガスＮ₂の雰囲気中で切断する場合に、最適な切断条件（図４（Ａ）のＢ〜Ｃ）データ（切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が１４００ｍｍ／分、切断出力Ｐが３０００Ｗ）による指令をＥ１、ミクロジョイント加工条件（図４（Ａ）のＣ〜Ｄ）データ（切断速度Ｖ（図４（Ｂ））が１８００ｍｍ／分、切断出力Ｐが１２００Ｗ）による指令をＥ２とすれば、これら指令Ｅ１、Ｅ２を含むＮＣデータを作成する（図７）。
【００６４】
切断位置検出部１１Ｄは（図５）、前記Ｘ軸モータＭｘとＹ軸モータＭｙとＺ軸モータＭｚのエンコーダＥ_XとＥ_YとＥ_Zに接続され、各エンコーダＥ_XとＥ_YとＥ_Zからのフィードバック信号を入力することにより、加工ヘッド６による切断位置を検出する。
【００６５】
例えば、加工ヘッド６のＸ軸方向とＺ軸方向の位置が固定されているとすれば、切断位置検出部１１Ｄは、Ｙ軸モータＭｙのエンコーダＥ_Yからのフィードバック信号を入力することにより、加工ヘッド６のＹ軸方向の切断位置Ｂ〜Ｄを（図４（Ａ））検出する。
【００６６】
そして、ＣＰＵ１１Ａは、この切断位置検出部１１Ｄを介して加工ヘッド６の切断位置を検出した場合には、その切断位置に対応した前記切断条件（図４（Ｂ））に基づいたＮＣデータを記憶部１１Ｃから読み出し、該切断条件に従って加工ヘッド位置制御部１１Ｅなどを制御する。
【００６７】
加工ヘッド位置制御部１１Ｅは、上記Ｘ軸モータＭｘとＹ軸モータＭｙとＺ軸モータＭｚに接続され、加工ヘッド６の移動制御を行う。
。
【００６８】
例えば、加工ヘッド６がＹ軸方向に移動する場合には（図５）、前記切断位置検出部１１Ｄを介して切断位置を知らされた加工ヘッド位置制御部１１Ｅは、Ｙ軸モータＭｙを制御することにより、最初の切断位置Ｂ（図４（Ａ））から所定の切断位置Ｃまでは、切断速度Ｖ（図４（Ｂ））を最適にし、所定の切断位置Ｃで、該最適な切断速度Ｖを上昇させ、所定の切断位置Ｃから前工程の切断位置Ｄまでは、上昇後の切断速度Ｖを維持し、前工程の切断位置Ｄでそれをゼロにするというように制御する。
【００６９】
レーザ出力制御部１１Ｆは（図５）、上記レーザ発振器１０に接続され、例えば該レーザ発振器１０から発振されるレーザ光Ｌの出力、即ち切断出力Ｐ（図４（Ｂ））を制御し、ガス制御部１１Ｇは（図５）、上記ガス発生器２０に接続され、例えば該ガス発生器２０から発生するアシストガスの圧力、即ちアシストガス圧Ｇ（図４（Ｂ））を制御する。
【００７０】
以下、前記構成を有する本発明の動作を図８に基づいて説明する。
【００７１】
この場合、例えば図２に示すように、前工程を▲１▼、当該工程を▲２▼としたワーク切断方法を行うものとする。
【００７２】
（１）前工程▲１▼の動作。
図８のステップ１０１において、ピアス穴Ｐ１を開け、ステップ１０２において、ワークＷを最適な切断条件で切断する。
【００７３】
この場合、ワークＷ（図２）の一箇所にピアス穴Ｐを開けた後、工程▲２▼と（図４（Ｂ））同様の最適な切断条件（図４（Ｂ）のＢ〜Ｃ）により、切断領域Ｋ１に沿って該ワークＷを切断するが、工程▲１▼は、最初の工程であり、既述したように、この工程▲１▼では、ミクロジョイントＪは加工されない。
【００７４】
（２）当該工程▲２▼の動作。
（２）−Ａ所定の切断位置Ｃまでの動作。
図８のステップ１０３において、ピアス穴Ｐ２を開け、ステップ１０４において、ワークＷを最適な切断条件で切断し、ステップ１０５において、所定の切断位置Ｃか否かを判断し、所定の切断位置Ｃでない場合は（ＮＯ）、ステップ１０４に戻って同じ動作を繰り返し、所定の切断位置Ｃの場合には（ＹＥＳ）、次段のステップ１０６に進む。
【００７５】
即ち、ＣＰＵ１１Ａは（図５）、前工程▲１▼の（図２）加工が終了したと判断した場合では、加工ヘッド位置制御部１１Ｅを（図５）介して、加工ヘッド６（図２）を当該工程▲２▼側へ早送りで移動させ、レーザ出力制御部１１Ｆと（図５）ガス制御部１１Ｇを介して、ピアス穴Ｐ２（図２）を開ける。
【００７６】
その後、ＣＰＵ１１Ａは（図５）、切断位置検出部１１Ｄを介して、加工ヘッド６が（図４（Ａ））最初の切断位置Ｂと所定の切断位置Ｃの間にあると判断した場合には、加工ヘッド位置制御部１１Ｅ（図５）とレーザ出力制御部１１Ｆとガス制御部１１Ｇを介して切断速度Ｖと（図４（Ｂ））切断出力Ｐとアシストガス圧Ｇが最適となるように制御し、これにより、切断領域Ｋ２に沿ってワークＷが上面３１から下面３２まで貫通するように通常の切断加工が行われる。
【００７７】
（２）−Ｂ所定の切断位置Ｃから前工程の切断位置Ｄまでの動作。
ＣＰＵ１１Ａが（図５）、切断位置検出部１１Ｄを介して、加工ヘッド６が所定の切断位置Ｃにあると判断した場合には（図８のステップ１０５のＹＥＳ）、既述したように、図８のステップ１０６に進んで、切断速度Ｖと切断出力Ｐ、又はそのいずれかのみを変更し、ステップ１０７において、ワークＷの下面３２まで貫通しないように切断し、ステップ１０８において、前工程の切断位置Ｄか否かを判断し、前工程の切断位置Ｄでない場合には（ＮＯ）、ステップ１０７に戻って同じ動作を繰り返し、前工程の切断位置Ｄの場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０９において、変更後の切断速度Ｖと切断出力Ｐ、又はそのいずれかをゼロにする。
【００７８】
即ち、ＣＰＵ１１Ａは（図５）、加工ヘッド６が所定の切断位置Ｃにあると判断した場合には、該所定の切断位置Ｃがミクロジョイント加工開始位置であると見做し、加工ヘッド位置制御部１１Ｅ（図５）とレーザ出力制御部１１Ｆを介して、例えば、切断出力Ｐを上昇させると同時に切断出力Ｐを下降させ（図４（Ｂ）のｔ１）、これにより、ワークＷは、その下面３２まで貫通しないように切断される。
【００７９】
この場合、既述したように、図４（Ｂ）ｔ１〜ｔ２は過渡期であって、その間に、始端面Ｊ２（図４（Ａ））が形成され、ｔ２で定常状態となり、以後の定常期ｔ２〜ｔ３の間に、上端面Ｊ３が形成される。
【００８０】
このようにして上端面Ｊ３が加工され、該上端面Ｊ３の加工が終了すると（図４（Ｂ）のｔ３）、その時点で、前工程▲１▼（図４（Ａ））で既に加工された切断領域Ｋ１の一方の内側面Ｋ１Ａの上部ｋ_Uが除去され、該一方の内側面Ｋ１Ａの下部ｋ_Lだけが残り、この残った下部ｋ_Lが、既述したように、終端面Ｊ１となる。
【００８１】
これにより、前記始端面Ｊ２と上端面Ｊ３と終端面Ｊ１により構成されるミクロジョイントＪが加工されたことになる。
【００８２】
このとき、ＣＰＵ１１Ａは、切断位置検出部１１Ｄを介して加工ヘッド６が前工程の切断位置Ｄにあると判断し、該前工程の切断位置Ｄはミクロジョイント加工終了位置と見做して、加工ヘッド位置制御部１１Ｅ（図５）とレーザ出力制御部１１Ｆを介して、前記変更した切断速度Ｖ（図４（Ｂ））と切断出力Ｐ、又はそのいずれかをゼロにし、併せて、ガス制御部１１Ｇ（図５）を介して、それまで最適であったアシストガス圧Ｇ（図４（Ｂ））をゼロにする。
【００８３】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、ワークの板厚より小さい高さのミクロジョイントを加工する場合に、次のような効果がある。
【００８４】
（１）ミクロジョイント近傍のレーザ光の照射回数は一回であり、そのため、溶融金属が付着すると共に変色する領域が無くなり、また、ミクロジョイントの加工領域では、始端面と上端面だけが加工され、終端面は加工されないので、ミクロジョイントの加工終了位置である前工程における切断位置では、レーザ出力が急激に低下してゼロになり、そのため、凹みや変色領域は形成されず、従って、本発明によれば、ミクロジョイント近傍の品質が向上する。
【００８５】
（２）また、ミクロジョイントの加工領域では、例えば、一部の切断速度と切断出力という２つの切断条件のみを変更し、しかも、変更回数は２回のみであることから、本発明によれば、切断条件の制御機構が簡略化されて、動作が迅速に行われる。
【００８６】
（３）更に、前記したように、ミクロジョイント近傍のレーザ光の照射回数は１回であり、前工程の切断位置で加工が終了するので、ワークが厚板であっても、従来と比べてレーザ光の照射時間が少なくなり、そのため、厚板であっても、変色などは発生せずに品質が向上すると共に、動作が迅速に行われ、従って、本発明によれば、厚板にも対応できるので、板厚の制限が無くなって、加工範囲が拡大される。
【００８７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワーク切断方法の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の当該工程と前工程の関係を示す図である。
【図３】図２におけるミクロジョイントＪの加工状態を示す図である。
【図４】本発明による切断位置と切断条件との関係を示す図である。
【図５】本発明によるワーク切断方法を実施するためのレーザ加工機とその制御装置を示す図である。
【図６】図５の制御装置によるデータ作成過程を示す図である。
【図７】本発明によるＮＣデータの例を示す図である。
【図８】本発明による動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来技術におけるミクロジョイントの説明図である。
【図１０】従来技術における課題を説明する図である。
【符号の説明】
１キャリッジ
２、８、１５ボールねじ
３、１６導管
５Ｙ軸スライダ
６加工ヘッド
７ベンドミラー
９加工テーブル
１０レーザ発振器
１１ＮＣ装置
１１ＡＣＰＵ
１１Ｂ入力部
１１Ｃ記憶部
１１Ｄ切断位置検出部
１１Ｅ加工ヘッド位置制御部
１１Ｆレーザ出力制御部
１１Ｇガス制御部
１２自動プログラム装置
１７、１８キャリッジ１の下部
２０ガス発生器
２１集光レンズ
Ｌレーザ光
Ｗワーク
ＭｘＸ軸モータ
ＭｙＹ軸モータ
ＭｚＺ軸モータ
Ｅ_X、Ｅ_Y、Ｅ_Zエンコーダ

Claims

交点を有する少なくとも一対の切断予定線を有し、複数の切断予定線から成る製品輪郭に相当する閉ループに沿ってワークと製品との連結片を加工するレーザ光によるワーク切断方法であって、
上記一対の切断予定線のうちの一方の切断予定線が、他方の切断予定線を超えることなく当該交点を形成し、
当該一方の切断予定線において、当該交点と反対側の点から切断を開始し、当該交点の所定距離手前から当該交点に至る前までの間、少なくとも切断速度又は切断出力を変更してワークを貫通しないように加工し、当該切断速度又は切断出力を変更し始めた点から当該交点に至る前までを連結片とし、当該連結片近傍のレーザ光の照射回数を１回だけとすることを特徴とするワーク切断方法。
上記一方の切断予定線において、当該交点に至る前で、連結片の上端面の加工が終了すると同時に他方の切断予定線における一方の内側面の上部が除去され、該一方の内側面の残った下部が、連結片の終端面となる請求項１記載のワーク切断方法。