JP6592564B1 - レーザ加工機及びレーザ加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】アシストガスの消費量を少なくしながら、板金を切断することができるレーザ加工機を提供する。【解決手段】レーザビームの振幅量をQx、板金Wの上面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第1の円形領域の半径をrtop、板金Wの下面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第2の円形領域の半径をrbottomとして、板金Wの切断進行方向と平行方向にレーザビームを振動させる。複数の板厚の板金Wを切断するときの計算値Vaの標準偏差をVasdとしたとき、加工ヘッド35に取り付けられたノズル36として、2Va−Vasdで得られる最小値と2.5Va+Vasdで得られる最大値との間に開口36aの径が存在するノズルを用いる。Va=(Qx+rtop+√2xrbottom)【選択図】図1

Description

本開示は、レーザビームによって板金を加工するレーザ加工機及びレーザ加工方法に関する。
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製作するレーザ加工機が普及している。近年、レーザ加工機で使用するレーザビームを射出するレーザ発振器としては、大型及び高コストのCOレーザ発振器と比較して、小型で低コストであるファイバレーザ発振器またはダイレクトダイオードレーザ発振器(DDL発振器)が広く用いられている。
COレーザ発振器が射出するレーザビームの波長は10μm程度であるのに対し、ファイバレーザ発振器またはDDL発振器が射出するレーザビームの波長は1μm程度である。よって、ファイバレーザ発振器またはDDL発振器が射出するレーザビームはビームウエストが小さく、レーザビームの照射によって製品の周囲に形成される溝のカーフ幅は狭い。
JANUARY 2017 The FABRICATOR 67, Shaping the beam for the best cut
レーザ加工機はアシストガス供給装置を備え、アシストガスを板金へと吹き付けてカーフ内の溶融した溶融金属を排出しながら板金を切断する。一般的には、板金の板厚が厚くなるほどカーフ幅を広くする必要があり、それに伴って、加工ヘッドの先端に装着されたノズルに形成された開口の径(ノズル径)を大きくする必要がある。ノズル径が大きくなっても加工ヘッド内のアシストガス圧を一定以上に保つためには、アシストガスの流量を多くしなければならない。即ち、ノズル径が大きくなるほどアシストガスの消費量が多くなり、コストを増大させてしまう。
アシストガスの消費量を従来よりも少なくしながら、板金を切断することができるレーザ加工機及びレーザ加工方法が求められる。
1またはそれ以上の実施形態の第1の態様によれば、板金を切断するためのレーザビームを射出する開口が形成されたノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、前記板金の面に対して前記加工ヘッド相対的移動させる移動機構と、前記移動機構によって前記加工ヘッド相対的移動させて前記板金を切断するとき、前記板金の切断進行方向と平行方向にレーザビームを振動させるビーム振動機構とを備え、前記ビーム振動機構によるレーザビームの振幅量をQx、前記板金の上面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第1の円形領域の半径をrtop、前記板金の下面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第2の円形領域の半径をrbottomとし、計算値Vaを以下の式で表し、複数の板厚の板金を切断するときの計算値Vaの標準偏差をVasdとしたとき、前記ノズルとして、2Va−Vasdで得られる最小値と2.5Va+Vasdで得られる最大値との間に開口の径が存在するノズルを用いることを特徴とするレーザ加工機が提供される。
1またはそれ以上の実施形態の第2の態様によれば、板金を切断するためのレーザビームを、加工ヘッドの先端に取り付けられた開口が形成されたノズルより射出して、前記板金に照射し、前記板金の面に対して前記加工ヘッド相対的移動させることにより前記板金を切断し、前記板金を切断するときに前記板金の切断進行方向と平行方向にレーザビームを振動させ、レーザビームを振動させるときの振幅量をQx、前記板金の上面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第1の円形領域の半径をrtop、前記板金の下面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第2の円形領域の半径をrbottomとし、計算値Vaを以下の式で表し、複数の板厚の板金を切断するときの計算値Vaの標準偏差をVasdとしたとき、前記ノズルとして、2Va−Vasdで得られる最小値と2.5+Vasdで得られる最大値との間に開口の径が存在するノズルを用いることを特徴とするレーザ加工方法が提供される。
1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、アシストガスの消費量を従来よりも少なくしながら、板金を切断することができる。
図1は、1またはそれ以上の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。 図2は、1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機におけるコリメータユニット及び加工ヘッドの詳細な構成例を示す斜視図である。 図3は、ビーム振動機構によるレーザビームの板金への照射位置の変位を説明するための図である。 図4は、レーザビームの平行振動パターンを示す図である。 図5は、レーザビームを平行振動パターンで振動させるときの振幅量の適切な範囲をどのように決定すべきかを説明するための図である。 図6Aは、レーザビームの振幅量が最小の状態を示す図である。 図6Bは、レーザビームの振幅量が最大の状態を示す図である。 図7は、平行振動パターンを用いて板金を切断することができる最小のノズル径を決定するために用いた実施例を表形式で示す図である。
以下、1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法について、添付図面を参照して説明する。1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法は、板金を切断する際に用いるノズルとして、従来よりもノズル径の小さいノズルを用いて、アシストガスの消費量を少なくする。
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)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。
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。板金Wはステンレス鋼よりなる。1またはそれ以上の実施形態においては、板金Wの板厚は3mmから25mmのうちのいずれかであるとする。
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。
加工ヘッド35の先端には、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。ノズル36の開口36aより射出されたレーザビームは板金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例えば窒素を加工ヘッド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が溶融したカーフ内の溶融金属を排出する。
図2に示すように、コリメータユニット30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)に変換するコリメーションレンズ31を備える。また、コリメータユニット30は、ガルバノスキャナユニット32と、ガルバノスキャナユニット32より射出されたレーザビームをX軸及びY軸に垂直なZ軸方向下方に向けて反射させるベンドミラー33を備える。加工ヘッド35は、ベンドミラー33で反射したレーザビームを集束して、板金Wに照射する集束レンズ34を備える。
レーザ加工機100は、ノズル36の開口36aより射出されるレーザビームが開口36aの中心に位置するように芯出しされている。基準の状態では、レーザビームは、開口36aの中心より射出する。ガルバノスキャナユニット32は、加工ヘッド35内を進行して開口36aより射出されるレーザビームを、開口36a内で振動させるビーム振動機構として機能する。ガルバノスキャナユニット32がレーザビームをどのように振動させるかについては後述する。
ガルバノスキャナユニット32は、コリメーションレンズ31より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー321と、スキャンミラー321を所定の角度となるように回転させる駆動部322とを有する。また、ガルバノスキャナユニット32は、スキャンミラー321より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー323と、スキャンミラー323を所定の角度となるように回転させる駆動部324とを有する。
駆動部322及び324は、NC装置50による制御に基づき、それぞれ、スキャンミラー321及び323を所定の角度範囲で往復振動させることができる。スキャンミラー321とスキャンミラー323とのいずれか一方または双方を往復振動させることによって、ガルバノスキャナユニット32は、板金Wに照射されるレーザビームを振動させる。
ガルバノスキャナユニット32はビーム振動機構の一例であり、ビーム振動機構は一対のスキャンミラーを有するガルバノスキャナユニット32に限定されない。
図3は、スキャンミラー321とスキャンミラー323とのいずれか一方または双方が傾けられて、板金Wに照射されるレーザビームの位置が変位した状態を示している。図3において、ベンドミラー33で折り曲げられて集束レンズ34を通過する細実線は、レーザ加工機100が基準の状態であるときのレーザビームの光軸を示している。
なお、詳細には、ベンドミラー33の手前に位置しているガルバノスキャナユニット32の作動により、ベンドミラー33に入射するレーザビームの光軸の角度が変化し、光軸がベンドミラー33の中心から外れる。図3では、簡略化のため、ガルバノスキャナユニット32の作動前後でベンドミラー33へのレーザビームの入射位置を同じ位置としている。
ガルバノスキャナユニット32による作用によって、レーザビームの光軸が細実線で示す位置から太実線で示す位置へと変位したとする。ベンドミラー33で反射するレーザビームが角度θで傾斜したとすると、板金Wへのレーザビームの照射位置は距離Δsだけ変位する。集束レンズ34の焦点距離をEFL(Effective Focal Length)とすると、距離Δsは、EFL×sinθで計算される。
ガルバノスキャナユニット32がレーザビームを図3に示す方向とは逆方向に角度θだけ傾ければ、板金Wへのレーザビームの照射位置を図3に示す方向とは逆方向に距離Δsだけ変位させることができる。距離Δsは開口36aの半径未満の距離であり、好ましくは、開口36aの半径から所定の余裕量だけ引いた距離を最大距離とした最大距離以下の距離である。
NC装置50は、ガルバノスキャナユニット32の駆動部322及び324を制御することによって、レーザビームを板金Wの面内の所定の方向に振動させることができる。レーザビームを振動させることによって、板金Wの面上に形成されるビームスポットを振動させることができる。
以上のように構成されるレーザ加工機100において、NC装置50は、加工プログラムデータベース60より加工プログラムを読み出し、加工条件データベース70に記憶されている複数の加工条件のいずれかを選択する。NC装置50は、読み出した加工プログラム及び選択した加工条件に基づいて板金Wを加工するよう、レーザ加工機100を制御する。レーザ加工機100は、レーザ発振器10より射出されたレーザビームによって板金Wを切断して所定の形状を有する製品を製作する。
ガルバノスキャナユニット32は、図4に示すようにレーザビームを振動させる。板金Wの切断進行方向をx方向、板金Wの面内でx方向と直交する方向をy方向とする。図4は、振動パターンを理解しやすいよう、加工ヘッド35をx方向に移動させない状態での振動パターンを示している。
図4に示すように、ガルバノスキャナユニット32は、NC装置50による制御に基づいて、ビームスポットBsをビームスポットBsの進行によって形成された溝Wk内でx方向に振動させる。この振動パターンを平行振動パターンと称する。実際には、加工ヘッド35が切断進行方向に移動しながらレーザビームが平行振動パターンで振動させられる。非特許文献1には、レーザビームを平行振動パターンで振動させながら板金を切断することが記載されている。
ビームスポットBsを切断進行方向と平行方向に振動させる周波数をFx、切断進行方向と直交する方向に振動させる周波数をFyとすれば、平行振動パターンはFx:Fyが1:0の振動パターンである。溝Wkのカーフ幅K1は、ビームスポットBsを平行振動パターンで振動させないときのカーフ幅と同じである。
次に、図5を用いて、レーザビームを平行振動パターンで振動させるときの好ましい振幅量を検討する。図5において、レーザ加工機100は、加工ヘッド35を白抜き矢印で示す切断進行方向に移動させながら、かつ、板金Wに照射するレーザビームを平行振動パターンで振動させながら、板金Wを切断する。
LB1及びLB2は、それぞれ、切断進行方向に対して最も後ろ側及び最も前側に変位した位置のレーザビームを示している。レーザビームは、切断進行方向に振幅量Qxで振動する。振幅量Qxは、板金W上でのレーザビームLB1及びLB2の焦点位置の間隔である。1またはそれ以上の実施形態においては、従来のようにレーザビームをデフォーカスの状態とする必要はなく、集束点を板金Wの上面またはその近傍に位置させるジャストフォーカスの状態とすればよい。
但し、デフォーカスの状態を利用することを排除するものではない。板金Wの板厚が8mmよりも厚い場合に、溶融した金属を良好に排出させるために、カーフ内にフォーカスさせるいわゆるインフォーカスという状態のデフォーカスを利用してもよい。
従来のレーザ加工機が1μm帯のレーザビームを平行振動パターンで振動させずに板金Wを切断するとき、加工不良となりやすいのは、幅の狭いカーフ内の溶融した金属が短時間のうちに冷却されて粘度が増大して、排出されにくくなるからである。
板金Wを切断するには、板金Wに次の2つ要件を満足するのに必要充分で断続的なエネルギが供給されることが必要である。第1の要件として、振動するレーザビームの一度の照射時間内で金属が溶融し、溶融した金属が排出されるまでの時間内に振動するレーザビームが溶融した金属に複数回照射されて溶融状態(特に粘度)が維持される。第2の要件として、切断面(カーフの内面)が過剰に溶融しない。
1またはそれ以上の実施形態においては、レーザビームを平行振動パターンで振動させることによって、上記の2つの要件を満足し、溶融した金属の粘度が低い状態が従来よりも長い時間維持される。従って、カーフ幅K1が従来と同じであってもカーフ内の溶融した金属が排出されやすくなるので、切断面の品質が良好となる。
レーザビームの進行方向それぞれの位置における断面積のうち、実際に金属の溶融に寄与するのは、断面積における全光エネルギのうちの中心側のほぼ86%の光エネルギを占める面積を有する円形領域である。板金Wの上面では、上面でのレーザビームの断面積(即ち、ビームスポットBsの面積)のうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する円形領域top86が板金Wを溶融させる。板金Wの下面では、下面でのレーザビームの断面積のうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する円形領域bottom86が板金Wを溶融させる。
図5に示すように、カッティングフロントCFの板金Wの面に沿った方向の距離をΔLとする。カッティングフロントCFの角度θはおおよそ85°であるので、角度θは85°とみなせばよい。距離ΔLは、板金Wの板厚tをtanθで除算することによって求められる。
図6Aは、振幅量Qxが最小の状態を示している。図5は、図6Aの状態に相当する。このとき、距離ΔLは、振幅量Qxと、円形領域bottom86の半径rbottomと、円形領域top86の半径rtopとを用いて式(1)で表すことができる。図6A及び図6Bにおける36ctrは、ノズル36の中心を示している。
ΔL=Qx+rbottom+rtop …(1)
図6Bは、振幅量Qxが最大の状態を示している。円形領域bottom86の中心からカッティングフロントCFの下端部までの距離は半径rtopに等しい。よって、図6Bにおける距離ΔLは振幅量Qxと等しくなる。
よって、振幅量Qxが取る好ましい範囲は式(2)で表すことができる。
ΔL−bottom−rtop≦Qx≦ΔL …(2)
NC装置50が、ガルバノスキャナユニット32によって、式(2)を満たすようにレーザビームを振動させれば、カッティングフロントCFの全体にレーザビームを照射させることができ、板金Wを良好に切断することができる。板厚tが厚くなるほど距離ΔLが長くなるから、板厚tが厚くなるほど振幅量Qxを大きくする必要がある。
ところで、カッティングフロントCFの角度θは、金属のエネルギ吸収率が最も高い角度であるブリュースター角度であってもよいし、ブリュースター角度でなくてもよい。振動するレーザビームの一度の照射時間内で金属が溶融する要件として、ブリュースター角度は必須ではない。エネルギ密度と金属の溶融に要する時間との関係が、一度の照射時間内に成り立てばよい。また、溶融した金属の粘度とカッティングフロントCFの角度θとの関係から、溶融した金属が流れ落ちればよい。
以上のように、1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法において、板厚3mm以上のステンレス鋼よりなる板金を切断するために、レーザビームを平行振動パターンで振動させるときの適切な振幅量を設定することが好ましい。
次に、1またはそれ以上のレーザ加工機及びレーザ加工方法において、アシストガスの消費量をどのように削減するかについて説明する。上述のように、ノズル径が大きくなるほどアシストガスの消費量が多くなるから、アシストガスの消費量を少なくするにはノズル径を小さくすればよい。
図7に示す番号1〜4で示す板金Wを切断した実施例を用いて、板金Wを切断することができる最小のノズル径をどのように決定するかを説明する。図7に示すように、番号1の板厚4mmの板金Wを切断するときの振幅量Qxは0.140mm、半径rtopは0.057mm、半径rbottomは0.116mmである。番号2の板厚6mmの板金Wを切断するときの振幅量Qxは0.224mm、半径rtopは0.057mm、半径rbottomは0.185mmである。
番号3の板厚8mmの板金Wを切断するときの振幅量Qxは0.301mm、半径rtopは0.057mm、半径rbottomは0.255mmである。番号4の板厚10mmの板金Wを切断するときの振幅量Qxは0.500mm、半径rtopは0.057mm、半径rbottomは0.325mmである。
計算値Vaを式(3)で定義する。式(3)において、半径rbottomにルート2を乗じているのは次の理由による。カッティングフロントCFを板金Wの上面側から下面側へと流れていくアシストガスのガス流が下面側において影響を及ぼす範囲は半径rbottomよりも長い距離であり、ルート2を乗じることにより実際にガス流が影響を及ぼす範囲の距離とすることができるからである。
計算値Vaの標準偏差をVasdとすると、標準偏差Vasdは0.279となる。計算上のノズル径の最小値Dminを2Va−Vasdで表し、計算上のノズル径の最大値Dmaxを2.5Va+Vasdで表す。番号1〜4の板金Wを切断するときの最小値Dmin及び最大値Dmaxは、それぞれ、0.44及び1.18、0.81及び1.64、1.16及び2.08、1.76及び2.82となる。
計算値Vaに対する倍率を2及び2.5としているのは次の理由による。発明者は、計算値Vaがおおよそノズル36の半径に相当することに着目した。そこで、ノズル36の直径(ノズル径)とするために、倍率の最小値は2となる。
カッティングフロントCFを流れていくアシストガスの作用の1つは、放熱(熱伝達)である。熱伝達は流速の立方根の二乗に比例すると言われている。立方体の上面の正方形をノズル36の開口36aに内接する正方形と考えると、ノズル36の半径を1としたとき、正方形の1辺はルート2となる。これらを考慮すると、倍率の最大値は次に式(4)で得られる。
[{(2Va)1/21/3×2Va …(4)
計算値Vaを1とすると、式(4)より倍率の最大値はほぼ2.5となる。
実際に存在するノズル径は、1.0mm、1.5mm、2.0mm、4.0mm、7.0mm、10.0mmであるから、番号1〜4の板金Wを切断するときに用いることができる計算上のノズル径は、それぞれ、1.0mm、1.0mm及び1.5mm、1.5mm及び2.0mm、2.0mmとなる。よって、番号1〜4の板金Wを切断するときに用いることができる最小ノズル径は、それぞれ、1.0mm、1.0mm、1.5mm、2.0mmとなる。
図7に示すように、番号1〜3の板金Wを切断するときに用いる標準のノズル径は4.0mmであり、番号4の板金Wを切断するときに用いる標準のノズル径は7.0mmである。1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、標準のノズル径よりも小さなノズル径のノズル36を用いて板金Wを切断することができる。なお、例えば、番号1〜4の板金Wを切断するときのアシストガスのガス圧は、それぞれ、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa、1.3MPaである。
1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、レーザビームを平行振動パターンで振動させることによって、板金Wを切断面の品質が良好で高速に切断することができる。また、1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、以上のような理論で選択した最小値Dminから最大値Dmaxまでの範囲にあって使用可能なノズル径のノズル36を用いて、切断面の品質が良好で高速切断が可能という効果を損なうことなく、板金Wを切断することができる。
1またはそれ以上の実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、アシストガスの消費量を従来よりも大幅に少なくすることができるので、板金Wを切断して製品を製作するコストを低減させることができる。
本発明は以上説明した1またはそれ以上の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。
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
30 コリメータユニット
31 コリメーションレンズ
32 ガルバノスキャナユニット(ビーム振動機構)
33 ベンドミラー
34 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
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
100 レーザ加工機
321,323 スキャンミラー
322,324 駆動部
W 板金

Claims (6)

  1. 板金を切断するためのレーザビームを射出する開口が形成されたノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、
    前記板金の面に対して前記加工ヘッド相対的移動させる移動機構と、
    前記移動機構によって前記加工ヘッド相対的移動させて前記板金を切断するとき、前記板金の切断進行方向と平行方向にレーザビームを振動させるビーム振動機構と、
    を備え、
    前記ビーム振動機構によるレーザビームの振幅量をQx、前記板金の上面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第1の円形領域の半径をrtop、前記板金の下面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第2の円形領域の半径をrbottomとし、
    計算値Vaを以下の式で表し、
    複数の板厚の板金を切断するときの計算値Vaの標準偏差をVasdとしたとき、
    前記ノズルとして、2Va−Vasdで得られる最小値と2.5Va+Vasdで得られる最大値との間に開口の径が存在するノズルを用いる
    ーザ加工機。
  2. 前記ノズルとして、前記最小値と前記最大値との間に開口の径が存在するノズルのうち、径が最小のノズルを用いる請求項1に記載のレーザ加工機。
  3. カッティングフロントの前記板金の面に沿った方向の距離をΔLとしたとき、前記ビーム振動機構は、レーザビームを、
    ΔL−rbottom−rtop≦Qx≦ΔL
    を満たすように振動させる
    求項1または2に記載のレーザ加工機。
  4. 板金を切断するためのレーザビームを、加工ヘッドの先端に取り付けられた開口が形成されたノズルより射出して、前記板金に照射し、
    前記板金の面に対して前記加工ヘッド相対的移動させることにより前記板金を切断し、
    前記板金を切断するときに前記板金の切断進行方向と平行方向にレーザビームを振動させ、
    レーザビームを振動させるときの振幅量をQx、前記板金の上面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第1の円形領域の半径をrtop、前記板金の下面におけるレーザビームの断面積における全光エネルギのうちの中心側の86%の光エネルギを占める面積を有する第2の円形領域の半径をrbottomとし、
    計算値Vaを以下の式で表し、
    複数の板厚の板金を切断するときの計算値Vaの標準偏差をVasdとしたとき、
    前記ノズルとして、2Va−Vasdで得られる最小値と2.5+Vasdで得られる最大値との間に開口の径が存在するノズルを用いる
    ーザ加工方法。
  5. 前記ノズルとして、前記最小値と前記最大値との間に開口の径が存在するノズルのうち、径が最小のノズルを用いる請求項4に記載のレーザ加工方法。
  6. カッティングフロントの前記板金の面に沿った方向の距離をΔLとしたとき、
    レーザビームを、
    ΔL−rbottom−rtop≦Qx≦ΔL
    を満たすように振動させる
    求項4または5に記載のレーザ加工方法。
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