JP6832731B2

JP6832731B2 - レーザ加工機およびレーザ加工方法

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Publication number: JP6832731B2
Application number: JP2017021318A
Authority: JP
Inventors: 隆典宮▲崎▼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2021-02-24
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Description

本発明は、加工対象物にレーザ光を照射してレーザ切断加工を行うレーザ加工機およびレーザ加工方法に関する。

レーザ切断加工は熱加工の一種であるため、加工されたワーク素材には熱歪みが発生する。ワーク素材にレーザを照射して複数の製品を切り出す場合、隣接する製品のレーザ切断加工を連続して実行すると熱歪みの影響を受けて、隣接領域において加工不良が発生するおそれがある。

レーザ切断加工における熱歪みの問題を解決するため、切断加工の途中で敢えて切り残しであるジョイントを残すことにより、熱歪みの発生を低減することが可能である。ただし、レーザ切断加工後の製品仕分け時にジョイントの除去およびジョイント部の後処理といった手間がかかる。また、加工中に材料を水冷却して材料の温度上昇を軽減させることも行われてきたが、水冷却機構のための機構が別途必要となり加工機の価格が上昇する。また、加工機のメンテナンスの周期が短くなるという課題がある。さらに、加工ヘッドの先のノズルを小径化して、加工点に吹き付ける酸素アシストガスの流量を減らすことで、材料の温度上昇を軽減して、加工製品の熱歪みを低減する試みもある。しかし、ノズルの小径化によりレーザビームとノズルとが干渉しやすくなり、加工安定性が低下するという課題がある。

これに対して、特許文献１においては、熱密度を考慮して複数の製品の加工順序を設定し、製品が隣接する順番で加工を実行しないようにすることが提案されている。

特開２００８−５５４３８号公報

しかしながら、特許文献１の技術によれば製品が隣接する順番で加工を実行しないことにより加工ヘッドの移動距離が長くなり、加工効率が悪いという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の製品を隣接する順番で加工しても、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することが容易に実現できるレーザ加工機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機である。本発明は、被加工物において外形形状が四角形状でない第一の製品と外形形状が四角形状でない第二の製品とが第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、第一の製品をレーザ切断加工させた後に第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、第二の製品のレーザ切断加工を終了する点に接続された直線状の加工経路が隣接境界部以外の領域に含まれるようにレーザ切断加工すると共に、隣接境界部に含まれる第一の製品の加工経路と隣接境界部に含まれる第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、第一の製品と第二の製品を組み合わせた外形形状は四角形状であることを特徴とする。

本発明によれば、複数の製品を隣接する順番で加工しても、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することが容易に実現できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかるレーザ加工機の構成を示す図実施の形態１にかかるプログラミング装置の機能をコンピュータで実現する場合のハードウェア構成を示す図実施の形態１にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による加工経路を説明する図実施の形態１にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法を説明するフローチャート実施の形態２にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による加工経路を説明する図実施の形態２にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による製品加工の第一の順番を示す図実施の形態２にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による製品加工の第二の順番を示す図実施の形態２にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による製品加工の第三の順番を示す図実施の形態２にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による製品加工の第四の順番を示す図実施の形態３にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による第一の加工経路を説明する図実施の形態３にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による第二の加工経路を説明する図実施の形態３にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による第三の加工経路を説明する図実施の形態３にかかるレーザ加工機のレーザ加工方法による第四の加工経路を説明する図

以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工機およびレーザ加工方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるレーザ加工機１００の構成を示す図である。レーザ加工機１００は、レーザ光４を射出するレーザ発振器１と、レーザ光４を照射することにより被加工物であるワーク９をレーザ加工するレーザ加工部２０と、レーザ発振器１およびレーザ加工部２０を制御する制御部２と、加工プログラムに基づいて制御部２を制御するプログラミング装置３と、を備える。なお、プログラミング装置３は制御部２に含まれていてもよいが、プログラミング装置３がレーザ加工機１００の外部に備えられていてもかまわない。

レーザ加工部２０は加工ヘッド５を備え、加工ヘッド５の先にはノズル６が設けられている。ノズル６からレーザ光４がワーク９に照射され、ノズル６からアシストガス８が被加工物であるワーク９の加工領域に噴出される。ワーク９は加工テーブル７の上に載置されている。

図２は、実施の形態１にかかるプログラミング装置３の機能をコンピュータで実現する場合のハードウェア構成を示す図である。プログラミング装置３の機能をコンピュータで実現する場合、プログラミング装置３の機能は、図２に示すようにＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２０１、メモリ２０２、記憶装置２０３、表示装置２０４および入力装置２０５により実現される。プログラミング装置３の機能は、加工プログラムといったソフトウェアにより実現される。ソフトウェアは、プログラムとして記述されて記憶装置２０３に格納される。ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０３に記憶された加工プログラムをメモリ２０２に読み出して制御部２を制御する。したがって、制御部２は加工プログラムに従って、レーザ発振器１およびレーザ加工部２０を制御することになる。このようにして、ＣＰＵ２０１は、実施の形態１にかかるレーザ加工方法を実現する。すなわち、加工プログラムは、実施の形態１にかかるレーザ加工方法をコンピュータに実行させるものである。したがって、プログラミング装置３は、実施の形態１にかかるレーザ加工方法を実施するステップを結果的に実行することになる加工プログラムを格納するための記憶装置２０３を備えていることになる。メモリ２０２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）といった揮発性の記憶領域が該当する。記憶装置２０３は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）といった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）が該当する。表示装置２０４の具体例は、モニタ、ディスプレイである。入力装置２０５の具体例は、キーボード、マウス、タッチパネルである。

図３は、実施の形態１にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による加工経路を説明する図である。図４は、実施の形態１にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法を説明するフローチャートである。図３のワーク９上において、製品Ａと製品Ｂとの間の境界領域である隣接境界部４００を介して製品Ａおよび製品Ｂは隣接している。隣接境界部４００は、製品Ａおよび製品Ｂと接して、それ以外の製品とは接してもおらず交わりもしない境界領域である。すなわち、隣接境界部４００は、製品Ａおよび製品Ｂには接しているものの製品Ａおよび製品Ｂの全部または一部を含まず、さらに製品Ａ，Ｂ以外の製品の全部または一部をも含まない領域である。言い換えると、隣接境界部４００は、製品Ａおよび製品Ｂには接しているものの、製品の全部または一部を全く含まない領域である。ここで、製品Ａおよび製品Ｂのそれぞれの形状は、四角形状または四角の類似形状である。

図４に示す実施の形態１にかかるレーザ加工方法によれば、レーザ加工機１００において、プログラミング装置３が保持している加工プログラムに従って制御部２がレーザ発振器１およびレーザ加工部２０を制御することによりレーザ光４をワーク９に照射して、図３に示す製品Ａ、製品Ｂの順に以下に説明する加工経路に従ってレーザ切断加工する。

具体的には、制御部２がレーザ発振器１およびレーザ加工部２０を制御することにより、最初に、レーザ光４をワーク９に照射して貫通させてピアスＡ００を加工する（ステップＳ１１）。そして、レーザ加工部２０は、矢印で示すピアス方向に向かってピアスラインＡ０のレーザ切断加工を開始し、引き続き、加工経路Ａ１、加工経路Ａ２、加工経路Ａ３、そして最終加工経路Ａ４の順にレーザ切断加工を実行する（ステップＳ１２）。ピアスラインＡ０は、ピアスＡ００から製品Ａに到達するまでのレーザ切断加工の加工経路である。最終加工経路Ａ４は、製品Ａのレーザ切断加工を終了する点である最終加工点Ａ４０を含む加工経路である。最終加工経路Ａ４が直線状である場合は、最終加工経路Ａ４は、最終加工点Ａ４０に接続された直線状の加工経路とも言える。以上のような加工経路でレーザ切断加工が実行されることにより、製品Ａのレーザ切断加工が終了する。その後、レーザ加工部２０は、レーザ光４をワーク９に照射して貫通させてピアスＢ００を加工する（ステップＳ２１）。そして、レーザ加工部２０は、矢印で示すピアス方向に向かってピアスラインＢ０のレーザ切断加工を開始し、引き続き、加工経路Ｂ１、加工経路Ｂ２、加工経路Ｂ３、そして最終加工経路Ｂ４の順にレーザ切断加工を実行する（ステップＳ２２）。最終加工経路Ｂ４は、製品Ｂのレーザ切断加工を終了する点である最終加工点Ｂ４０を含む加工経路である。最終加工経路Ｂ４が直線状である場合は、最終加工経路Ｂ４は、最終加工点Ｂ４０に接続された直線状の加工経路とも言える。以上のような加工経路でレーザ切断加工が実行されることにより、製品Ｂのレーザ切断加工が終了する。

ここで、製品Ａを加工し終えた段階で、加工経路Ａ１、加工経路Ａ２、加工経路Ａ３および最終加工経路Ａ４へのレーザ照射により隣接境界部４００は加熱されている。そして、その後の製品Ｂの加工のためのレーザ照射によっても隣接境界部４００は更に加熱される。しかし、レーザ加工部２０は、最終加工経路Ｂ４が隣接境界部４００に含まれないようにレーザ切断加工を実行する。言い換えれば、最終加工経路Ｂ４は、隣接境界部４００以外の領域に含まれている。これにより、製品Ｂの加工において、最終加工経路が隣接境界部４００に含まれるようにレーザ切断加工する場合に比べて、最終加工経路における熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。最終加工経路の加工精度は、製品の最終的な加工精度にとって重要な要素であるので、実施の形態１にかかるレーザ加工機１００が実行するレーザ加工方法によれば、製品Ｂの最終的な加工精度を高めることが可能となる。すなわち、レーザ加工機１００によれば、新たにハードウェアを追加するといった装置の変更をせずに、複数の製品を隣接する順番で加工しても、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。

なお、製品Ａの最終加工経路Ａ４も隣接境界部４００に含まれていないので、図３および図４において、加工する製品の順番を入れ替えて製品Ｂ、製品Ａの順にレーザ切断加工しても同様な効果が得られる。すなわち、レーザ加工部２０は、最初にレーザ光４をワーク９に照射して貫通させてピアスＢ００を加工する（ステップＳ２１）。そして、レーザ加工部２０は、矢印で示すピアス方向に向かってピアスラインＢ０のレーザ切断加工を開始し、引き続き、加工経路Ｂ１、加工経路Ｂ２、加工経路Ｂ３、そして最終加工経路Ｂ４の順にレーザ切断加工を実行して（ステップＳ２２）、製品Ｂのレーザ切断加工を終了する。引き続き、レーザ加工部２０は、レーザ光４をワーク９に照射して貫通させてピアスＡ００を加工する（ステップＳ１１）。そして、レーザ加工部２０は、矢印で示すピアス方向に向かってピアスラインＡ０のレーザ切断加工を開始し、引き続き、加工経路Ａ１、加工経路Ａ２、加工経路Ａ３、そして最終加工経路Ａ４の順にレーザ切断加工を実行して（ステップＳ１２）、製品Ａのレーザ切断加工を終了する。この場合も、レーザ加工部２０は、最後に加工した製品Ａの最終加工経路Ａ４が隣接境界部４００に含まれないように、すなわち隣接境界部４００以外の領域に含まれるように、製品Ａの加工経路を選択しているので、上記と同様な効果が得られる。なお、製品Ａについて言えば、最終加工点Ａ４０も隣接境界部４００以外の領域に含まれている。また、図３では、最終加工経路Ａ４および最終加工経路Ｂ４は直線状の加工経路である例を示したが、最終加工経路は最終加工点に接続されているのであれば、曲線状または円弧状といった直線状ではない加工経路であってもかまわない。

なお、図３では、製品Ａの加工経路の全体および製品Ｂの加工経路の全体は、それぞれ閉四角形または閉ループといった閉じた経路を有しており、両者共、切断加工されてワーク９からくり抜かれるように示されている。しかし、最終加工経路Ａ４および最終加工経路Ｂ４が隣接境界部４００以外の領域に含まれるように製品毎の加工経路が選択されるのであれば、各製品の全体の加工経路にそれぞれジョイントが残存しても構わない。具体的には、製品Ａの全体の加工経路においては、ピアスラインＡ０または加工経路Ａ１に最終加工経路Ａ４が到達しないでジョイントが残存してもよいし、製品Ｂの全体の加工経路においては、ピアスラインＢ０または加工経路Ｂ１に最終加工経路Ｂ４が到達しないでジョイントが残存してもよい。

実施の形態２．
実施の形態２にかかるレーザ加工機１００の構成も図１と同じである。図５は、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による加工経路を説明する図である。図５には、それぞれが単品の部材となる製品１から製品１２がワーク９の全面に配置されている。ピアスから最終加工経路までの製品毎の加工経路の全体は製品１から製品１２まで全て同じである。ここで、製品１から製品１２の形状は、四角形状または四角の類似形状である。図６は、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による製品加工の第一の順番を示す図である。図７は、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による製品加工の第二の順番を示す図である。図８は、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による製品加工の第三の順番を示す図である。図９は、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による製品加工の第四の順番を示す図である。

図５において、縦方向に並んだ製品１、製品２および製品３についてみると、製品１および製品２の境界領域は隣接境界部４１２であり、製品２および製品３の境界領域は隣接境界部４２３である。製品１の加工経路の全体は、ピアスＣ１０から始まり、加工経路Ｃ１１、加工経路Ｃ１２、加工経路Ｃ１３と続き、最終加工経路Ｃ１４を経て最終加工点Ｃ１４０で終了する。同様に、製品２の加工経路の全体は、ピアスＣ２０から始まって、最終加工経路Ｃ２４を経て最終加工点Ｃ２４０で終了する。同様に、製品３の加工経路の全体は、ピアスＣ３０から始まって、最終加工経路Ｃ３４を経て最終加工点Ｃ３４０で終了する。ここで、最終加工経路Ｃ１４、最終加工経路Ｃ２４および最終加工経路Ｃ３４は、隣接境界部４１２および４２３のいずれにも含まれていない。従って、製品１、製品２および製品３のそれぞれについて上記した加工経路でレーザ切断加工を実行するのであれば、製品１、製品２、製品３の順に加工しても、製品３、製品２、製品１の順に加工しても２番目以降に加工する製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。

したがって、図５に示した加工経路で、縦に並んだ製品を隣接する順に加工する場合は、上の製品から下の製品の順であっても下の製品から上の製品の順であっても製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。このことに基づいて、図５において縦に並んだ製品を隣接する順に加工して製品１から製品１２まで加工する方法としては、図６に示すように、製品１、製品２、製品３、製品４、製品５、製品６、製品７、製品８、製品９、製品１０、製品１１、製品１２の順に加工する方法がある。また、図７に示すように、製品３、製品２、製品１、製品６、製品５、製品４、製品９、製品８、製品７、製品１２、製品１１、製品１０の順に加工してもよい。図６または図７のいずれの方法であっても、複数の製品を縦方向に隣接する順番に加工しつつ、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。

さらに、図５に示した加工経路で各製品をレーザ切断加工する場合において、横に並んだ製品を隣接する順に加工することについて検討する。仮に、製品６、製品３の順に加工すると、製品６のレーザ切断加工により加熱された隣接境界部４３６に製品３の最終加工経路Ｃ３４が含まれてしまう。したがって、製品６、製品３の順に加工すると、製品３の加工精度は劣化する。同様に、製品１２、製品９、製品６、製品３の順に加工する場合も、製品９、製品６および製品３の加工精度は劣化する。

これに対して、横に並んだ製品１、製品４の順に加工した場合、製品１のレーザ切断加工により加熱された隣接境界部４１４に製品４の最終加工経路Ｃ４４および最終加工点Ｃ４４０が含まれない。従って、製品１、製品４の順に加工すると、製品４の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。同様に、製品１、製品４、製品７、製品１０の順に加工する場合も、製品４、製品７および製品１０の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。

したがって、図５において横に並んだ製品を隣接する順に加工する場合は、左の製品から右の製品の順に加工すれば製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。このことに基づいて、図５において横に並んだ製品を隣接する順に加工して製品１から製品１２まで加工する方法としては、図８に示すように、製品１、製品４、製品７、製品１０、製品２、製品５、製品８、製品１１、製品３、製品６、製品９、製品１２の順に加工する方法がある。また、図９に示すように、製品３、製品６、製品９、製品１２、製品２、製品５、製品８、製品１１、製品１、製品４、製品７、製品１０の順に加工してもよい。図８または図９のいずれの方法であっても、複数の製品を横方向に隣接する順番に加工しつつ、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。

なお、各製品の加工経路を図５に示したものを左右反転した経路にすれば、上記とは逆に、横に並んだ製品を隣接する順に加工する場合においては、右の製品から左の製品の順に加工すれば製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができることは言うまでもない。

以上説明したように、実施の形態２にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法によれば、同一形状の製品を並べて多数作製する場合においても加工精度への熱歪みの影響を低減することができるので、大量の製品を高精度にレーザ切断加工することが可能となる。なお、個々の製品の形状は、最終加工経路が部材同士の隣接境界部に含まれていないのであれば、四角形状または四角の類似形状でなくてもかまわない。

実施の形態３．
実施の形態３にかかるレーザ加工機１００の構成も図１と同じである。図１０は、実施の形態３にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による第一の加工経路を説明する図である。図１１は、実施の形態３にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による第二の加工経路を説明する図である。図１２は、実施の形態３にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による第三の加工経路を説明する図である。図１３は、実施の形態３にかかるレーザ加工機１００のレーザ加工方法による第四の加工経路を説明する図である。図１０から図１３のそれぞれは、隣接境界部を介して組み合わせると四角形状または四角の類似形状になるように２つの製品をペアリングしてレーザ切断加工する場合の加工経路を示している。図１０から図１３のそれぞれは、隣接境界部に含まれる第一の製品の加工経路と隣接境界部に含まれる第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、第一の製品と第二の製品を組み合わせた外形形状が四角形状または四角の類似形状になるように２つの製品をペアリングしてレーザ切断加工する場合の加工経路を示している。

図１０においては、製品Ａ１、製品Ｂ１の順にレーザ切断加工する。製品Ａ１を加工し終えた段階で、製品Ａ１および製品Ｂ１の境界領域である隣接境界部４１０は加熱されている。そして、その後の製品Ｂ１の加工のためのレーザ照射によっても隣接境界部４１０は更に加熱される。しかし、製品Ｂ１の最終加工点Ｂ１６０および最終加工点Ｂ１６０に接続された最終加工経路Ｂ１６は隣接境界部４１０に含まれていない。これにより、製品Ｂ１のレーザ切断加工において、最終加工経路が隣接境界部４１０に含まれるように加工する場合に比べて、最終加工経路における熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。なお、製品Ａ１の最終加工点Ａ１６０および最終加工点Ａ１６０に接続された最終加工経路Ａ１６も隣接境界部４１０に含まれていないので、図１０において、それぞれの製品における加工経路を維持したまま加工する製品の順番を入れ替えて製品Ｂ１、製品Ａ１の順にレーザ切断加工しても同様な効果が得られる。

図１１においては、製品Ａ２、製品Ｂ２の順にレーザ切断加工する。製品Ａ２を加工し終えた段階で、製品Ａ２および製品Ｂ２の境界領域である隣接境界部４２０は加熱されている。そして、その後の製品Ｂ２の加工のためのレーザ照射によっても隣接境界部４２０は更に加熱される。しかし、製品Ｂ２の最終加工点Ｂ２３０および最終加工点Ｂ２３０に接続された最終加工経路Ｂ２３は隣接境界部４２０に含まれていない。これにより、製品Ｂ２のレーザ切断加工において、最終加工経路が隣接境界部４２０に含まれるように加工する場合に比べて、最終加工経路における熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。なお、製品Ａ２の最終加工点Ａ２３０に接続された最終加工経路Ａ２３も隣接境界部４２０に含まれていないので、図１１において、それぞれの製品における加工経路を維持したまま加工する製品の順番を入れ替えて製品Ｂ２、製品Ａ２の順にレーザ切断加工しても同様な効果が得られる。

図１２においては、製品Ａ３、製品Ｂ３の順にレーザ切断加工する。製品Ａ３を加工し終えた段階で、製品Ａ３および製品Ｂ３の境界領域である隣接境界部４３０は加熱されている。そして、その後の製品Ｂ３の加工のためのレーザ照射によっても隣接境界部４３０は更に加熱される。しかし、製品Ｂ３の最終加工点Ｂ３８０および最終加工点Ｂ３８０に接続された最終加工経路Ｂ３８は隣接境界部４３０に含まれていない。これにより、製品Ｂ３のレーザ切断加工において、最終加工経路が隣接境界部４３０に含まれるように加工する場合に比べて、最終加工経路における熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。なお、製品Ａ３の最終加工点Ａ３８０に接続された最終加工経路Ａ３８も隣接境界部４３０に含まれていないので、図１２において、それぞれの製品における加工経路を維持したまま加工する製品の順番を入れ替えて製品Ｂ３、製品Ａ３の順にレーザ切断加工しても同様な効果が得られる。

図１３においては、製品Ａ４、製品Ｂ４の順にレーザ切断加工する。製品Ａ４を加工し終えた段階で、製品Ａ４および製品Ｂ４の境界領域である隣接境界部４４０は加熱されている。そして、その後の製品Ｂ４の加工のためのレーザ照射によっても隣接境界部４４０は更に加熱される。しかし、製品Ｂ３の最終加工点Ｂ４３０に接続された最終加工経路Ｂ４３は隣接境界部４４０に含まれていない。これにより、製品Ｂ４のレーザ切断加工において、最終加工経路が隣接境界部４４０に含まれるように加工する場合に比べて、最終加工経路における熱歪みの影響を低減して加工精度を高めることができる。なお、製品Ａ４の最終加工点Ａ４３０および最終加工点Ａ４３０に接続された最終加工経路Ａ４３も隣接境界部４４０に含まれていないので、図１３において、それぞれの製品における加工経路を維持したまま加工する製品の順番を入れ替えて製品Ｂ４、製品Ａ４の順にレーザ切断加工しても同様な効果が得られる。

実施の形態３にかかるレーザ加工機１００が実行するレーザ加工方法によれば、製品の形状が四角形状または四角の類似形状でなくても、最後にレーザ切断加工した製品の最終的な加工精度を高めることが可能となる。すなわち、製品の形状が四角形状または四角の類似形状ではない場合であっても、複数の製品を隣接する順番に加工しても、製品の加工精度への熱歪みの影響を低減することができる。

また、図１０から図１３においては、２つの製品を組み合わせると四角形状または四角の類似形状になっているので、すなわち、隣接境界部に含まれる第一の製品の加工経路と隣接境界部に含まれる第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、第一の製品と第二の製品を組み合わせた外形形状が四角形状または四角の類似形状になっているので、図１０から図１３に示すようにペアリングされた２つの製品を単位にして、図５に示したようにワーク９の全面にペアリングされた２つの製品を複数配置してレーザ切断加工してもよい。これにより、個々の製品の形状が四角形状または四角の類似形状ではなくても、大量の製品を高精度にレーザ切断加工することが可能となる。また、図１０から図１３では、最終加工経路Ａ１６，Ｂ１６，Ａ２３，Ｂ２３，Ａ３８，Ｂ３８，Ａ４３，Ｂ４３は直線状の加工経路である例を示したが、最終加工経路は最終加工点に接続されているのであれば、曲線状または円弧状といった直線状ではない加工経路であってもかまわない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１レーザ発振器、２制御部、３プログラミング装置、４レーザ光、５加工ヘッド、６ノズル、７加工テーブル、８アシストガス、９ワーク、２０レーザ加工部、１００レーザ加工機、２０１ＣＰＵ、２０２メモリ、２０３記憶装置、２０４表示装置、２０５入力装置、４００，４１０，４１２，４１４，４２０，４２３，４３０，４３６，４４０隣接境界部、Ａ００，Ｂ００，Ｃ１０，Ｃ２０，Ｃ３０ピアス、Ａ０，Ｂ０ピアスライン、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３加工経路、Ａ４，Ａ１６，Ａ２３，Ａ３８，Ａ４３，Ｂ４，Ｂ１６，Ｂ２３，Ｂ３８，Ｂ４３，Ｃ１４，Ｃ２４，Ｃ３４，Ｃ４４最終加工経路、Ａ４０，Ｂ４０，Ｃ１４０，Ｃ２４０，Ｃ３４０，Ｃ４４０，Ａ１６０，Ｂ１６０，Ａ２３０，Ｂ２３０，Ａ３８０，Ｂ３８０，Ａ４３０，Ｂ４３０最終加工点。

Claims

被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状でない第一の製品と外形形状が四角形状でない第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、前記第一の製品をレーザ切断加工させた後に前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、前記第二の製品のレーザ切断加工を終了する点に接続された直線状の加工経路が前記隣接境界部以外の領域に含まれるようにレーザ切断加工すると共に、
前記隣接境界部に含まれる前記第一の製品の加工経路と前記隣接境界部に含まれる前記第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、前記第一の製品と前記第二の製品を組み合わせた外形形状は四角形状であることを特徴とするレーザ加工機。
被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状でない第一の製品と外形形状が四角形状でない第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、前記第一の製品をレーザ切断加工させた後に前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、前記第二の製品のレーザ切断加工を終了する点が前記隣接境界部以外の領域に含まれるようにレーザ切断加工すると共に、
前記隣接境界部に含まれる前記第一の製品の加工経路と前記隣接境界部に含まれる前記第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、前記第一の製品と前記第二の製品を組み合わせた外形形状は四角形状であることを特徴とするレーザ加工機。
前記第一の製品と前記第二の製品はペアリングされていると共に、ペアリングされた前記第一の製品と前記第二の製品は複数あることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工機。
前記第一の製品の加工経路の全体および前記第二の製品の加工経路の全体は、それぞれ閉じた経路を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーザ加工機。
被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機のレーザ加工方法であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状でない第一の製品と外形形状が四角形状でない第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、前記第一の製品をレーザ切断加工させた後に前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、前記第二の製品のレーザ切断加工を終了する点に接続された直線状の加工経路が前記隣接境界部以外の領域に含まれるようにレーザ切断加工すると共に、
前記隣接境界部に含まれる前記第一の製品の加工経路と前記隣接境界部に含まれる前記第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、前記第一の製品と前記第二の製品を組み合わせた外形形状は四角形状であることを特徴とするレーザ加工方法。
被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機のレーザ加工方法であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状でない第一の製品と外形形状が四角形状でない第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、前記第一の製品をレーザ切断加工させた後に前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、前記第二の製品のレーザ切断加工を終了する点が前記隣接境界部以外の領域に含まれるようにレーザ切断加工すると共に、
前記隣接境界部に含まれる前記第一の製品の加工経路と前記隣接境界部に含まれる前記第二の製品の加工経路を重ね合わせるように、前記第一の製品と前記第二の製品を組み合わせた外形形状は四角形状であることを特徴とするレーザ加工方法。
前記第一の製品と前記第二の製品はペアリングされていると共に、ペアリングされた前記第一の製品と前記第二の製品は複数あることを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ加工方法。
前記第一の製品の加工経路の全体および前記第二の製品の加工経路の全体は、それぞれ閉じた経路を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。
被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状または四角の類似形状である第一の製品と外形形状が前記第一の製品と同じである第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、閉じた第１の加工経路を第１の方向に一周して前記第一の製品のレーザ切断加工させた後に、閉じた第２の加工経路を第１の方向と同じ方向である第２の方向に一周して前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、
前記第１の加工経路は、前記第一の製品の外径形状の４つの交点における前記隣接境界部に含まれる２点のうちの１点である第１の交点に交差する２辺のうちの一方の辺の延長線上の１点を第１の切断開始点とし、前記第１の切断開始点から前記第１の交点を経由して前記第１の交点まで前記第１の方向に一周するものであり、
前記第２の加工経路は、前記第二の製品の外径形状の４つの交点における前記隣接境界部に含まれない２点のうちの１点である第２の交点に交差する２辺のうちの一方の辺の延長線上の１点であって、かつ前記第１の切断開始点に前記被加工物上の位置として対応する１点を第２の切断開始点とし、前記第２の切断開始点から前記第２の交点を経由して前記第２の交点まで前記第２の方向に一周するものであることを特徴とするレーザ加工機。
被加工物をレーザ切断加工するレーザ加工機のレーザ加工方法であって、
前記被加工物において外形形状が四角形状または四角の類似形状である第一の製品と外形形状が前記第一の製品と同じである第二の製品とが前記第一および第二の製品と接してそれ以外の製品と交わらない隣接境界部を介して隣接するように、閉じた第１の加工経路を第１の方向に一周して前記第一の製品のレーザ切断加工させた後に、閉じた第２の加工経路を第１の方向と同じ方向である第２の方向に一周して前記第二の製品をレーザ切断加工させる場合において、
前記第１の加工経路は、前記第一の製品の外径形状の４つの交点における前記隣接境界部に含まれる２点のうちの１点である第１の交点に交差する２辺のうちの一方の辺の延長線上の１点を第１の切断開始点とし、前記第１の切断開始点から前記第１の交点を経由して前記第１の交点まで前記第１の方向に一周するものであり、
前記第２の加工経路は、前記第二の製品の外径形状の４つの交点における前記隣接境界部に含まれない２点のうちの１点である第２の交点に交差する２辺のうちの一方の辺の延長線上の１点であって、かつ前記第１の切断開始点に前記被加工物上の位置として対応する１点を第２の切断開始点とし、前記第２の切断開始点から前記第２の交点を経由して前記第２の交点まで前記第２の方向に一周するものであることを特徴とするレーザ加工方法。