JPH03142086A

JPH03142086A - レーザー切断装置

Info

Publication number: JPH03142086A
Application number: JP1279940A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Mori; 森　繁雄
Original assignee: Koike Sanso Kogyo Co Ltd; Koike Sanso Kogyo KK
Current assignee: Koike Sanso Kogyo Co Ltd; Koike Sanso Kogyo KK
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明はレーザー光によって被切断材に対する垂直切断
、　ＩｔＲ斜切断を選択的に或いは同時に実施すること
が出来るレーザー切断装置に関するものである。

〈従来の技術〉鋼板、ステンレス板２合板、プラスチック板等の被切断
材をレーザー光により切断する所謂レーザー切断技術が
開発されている。

最近に至り、レーザー発振装置の出力が増大し、例えば
数十間の厚さを有する鋼板或いはステンレス板を切断し
得るものが開発されている。

またレーザー光により被加工材を溶接或いは切断するた
めのレーザー加工装置として、例えば特開昭６１−２５
５７８６号公報、或いは特開平１−２２８６８９号公報
に示される技術が提案されている。

前者の技術はレーザートーチの軸線を常に加工ヘッドの
軸線と一致させると共に、レーザートーチを被加工材に
対し垂直に保持し得るように構成したものである。また
後者の技術は、レーザー発振器と被加工材との間に回転
チョッパを設け、該チッッパによって反射されたレーザ
ー光を、透過部を透過したレーザー光の被加工材に対す
る照射位置の近傍に反射集光するように構成したもので
ある。

一方、船の船殻部材或いは鉄構、建築等の構造部材に用
いられる鋼板、鋼管等の鋼材は、主としてガス切断やプ
ラズマ切断によって所定の形状及び寸法に切断されてい
る。

前記鋼材に対する切断は、切断面を鋼材の表面と直角に
形成する所謂垂直切断と、切断面を鋼材の表面と所定の
角度に形成する傾斜切断とがある。

また傾斜切断としては、第９図に示すように被切断材９
１に開先９２を形成するための開先切断があり、第１０
図に示すように被切断材９１の切断面を他の部材９３に
当接させるための当接面９４を形成する所謂メタルタッ
チのための切断がある。特に、開先切断では、切断面の
形状に応じてＹ開先、Ｖ開先等がある。

前記の如き傾斜切断は、単に鋼材のみならず例えばプラ
スチック製の板或いは管を用いて構造物を製造する際に
も必要となるものである。

〈発明が解決しようとした課題〉上記従来のレーザー加工装置に於いて、前者の技術にあ
っては、レーザートーチを被加工材の加工面に対し常に
垂直を保持するように構成している。即ち、被切断材に
対し垂直切断を行うことを目的として構成されている。

このため、前記レーザー加工装置によって被切断材に対
し傾斜切断を実施しようとした場合、単にレーザートー
チに傾斜を与えるのみでは被切断材を円滑に切断するこ
とが困難である。即ち、単にレーザートーチを傾斜させ
た場合には、該トーチの先端と被切断材との距離が増大
し、且つレーザー光の焦点位置が被切断材の表面から離
隔することとなり、円滑な切断を行うことが困難となる
。

このため、レーザートーチを被切断材に接近させ、該ト
ーチと被切断材の表面との距離を略一定に保持した状態
でトーチに傾斜を与えて被切断材に対する切断を実施す
ることが必要となる。然し、この場合にはレーザー加工
装置に於ける加工ヘッドと被切断材に対するレーザー光
の照射位置との間にレーザートーチの傾斜角度に応した
ズレが生じることとなり、特に数値制御方式を採用した
レーザー加工装置にあっては、所定の切断形状に対する
プログラムの作成が複雑である。

また後者の技術は主として被加工材を溶接するための技
術であり、レーザー発振器から出射されたレーザー光は
常に回転チヲンパによって二系統に分光されている。こ
のため、この技術を切断に応用した場合、被切断材に対
し垂直切断及び傾斜切断を選択的に実施することが出来
ない。

本発明の目的は被切断材に対し垂直切断及び傾斜切断を
選択的に或いは同時に実施し得るレーザー切断装置を提
供するものである。

＜Ｌｉ題を解決するための手段〉上記課題を解決するために本発明に係るレーザー切断装
置は、被切断材にレーザー光を垂直に照射して該被切断
材を垂直切断するための垂直切断手段と、被切断材にレ
ーザー光を所定の角度で照射して該被切断材を傾斜切断
するための傾斜切断手段と、レーザー発振装置から出射
されたレーザー光を前記垂直切断手段及び傾斜切断手段
に分光するための分光手段と、前記分光手段を制御する
ための制御手段とを有して構成されるものである。

また他のレーザー切断装置は、前記レーザー切断装置に
於ける傾斜切断手段をレーザー光光軸の延長上の点を中
心として所定の角度に設定するための角度設定手段と、
前記角度設定手段によって所定の角度に設定された傾斜
切断手段の傾斜に応じて傾斜角度及び光路長を可変し得
るよう構成したレーザー光を導くための光学系とを有し
て構成したものである。

く作用〉上記第１の手段によれば、レーザー発振装置から出射さ
れたレーザー光を、分光手段によって垂直切断手段と傾
斜切断手段とに分光して被切断材に照射することで、被
切断材に対する垂直切断及び傾斜切断を行うことが出来
る。また制御手段によって分光手段を制御することで、
被切断材に対する垂直切断と傾斜切断を選択的に或いは
同時に行うことが出来る。

即ち、制御手段によってレーザー光を分光手段から垂直
切断手段にのみ導くよう制御した場合には、被切断材に
対する垂直切断を行うことが出来る。また傾斜切断手段
にのみ導くよう制ｊｎシた場合には、被切断材に対する
傾斜切断を行うことが出来る。更に、レーザー光を垂直
切断手段と傾斜切断手段とに分けて導くよう制御した場
合には、被切断材に対する垂直切断と傾斜切断とを同時
に行うことが出来る。

また上記第２の手段によれば、傾斜切断手段の傾斜角度
を角度設定手段によって設定したとき、傾斜切断手段の
傾斜に応じて光学系の傾斜角度及び光路長が変化するこ
とで、レーザー発振装置から出射されたレーザー光を分
光手段及び前記光学系を介して傾斜切断手段に導くこと
が出来る。そして傾斜切断手段から被切断材に対しレー
ザー光を照射することで該被切断材を傾斜切断手段の傾
斜に応じて傾斜切断することが出来る。

また前記傾斜切断手段はレーザー光光軸の延長上の点を
中心として所定の傾斜角度に設定されるため、傾斜切断
手段が傾斜した場合であっても、傾斜切断装置の基準位
置と被切断材に対するレーザー光の照射位置とを常に一
致させることが出来る。

〈実施例〉以下上記手段を適用したレーザー切断装置の一実施例に
ついて図を用いて説明する。

第１図は本発明に係るレーザー切断装置の正面説明図、
第２図は第１図の側面説明図、第３図は本発明のレーザ
ー切断装置を通用した切断機の説明図、第４図は第１図
の要部断面説明図、第５図は第２図の要部断面説明図、
第６図（Ａ）　、　（Ｂ）はチヲッパの説明図、第７図
は制御系のブロック図である。

先ず、本発明に係るレーザー切断装置（以下単にｒ切断
装置」という）八を好適に用いることが可能な切断機の
概略構成について説明する。

第３図に於いて、切断装置Ａは、平行に敷設されたレー
ル８１上に載置された走行フレーム８２に搭載されてい
る。走行フレーム８２は図に於けるＸ方向に配設される
と共に、該フレーム８２に設けた走行モーター８２ａに
よって駆動されレール８１上をＸ方向に走行可能に構成
されている。また走行フレム８２には、Ｘ方向に沿って
横行レール８２ｂが設けられている。

前記走行フレーム８２には、Ｘ方向に横行可能に構成さ
れた横行キャリッジ８３が配設されている。

横行キャリッジ８３は該キャリッジ８３に配置された横
行モーター８３ａによって駆動されることで横行レール
８２ｂに沿ってＸ方向に横行可能に構成されている。

前記横行キャリッジ８３には、昇降モーター８４ａによ
って駆動され２方向に昇降可能に構成された昇降ブラケ
ット８４が配設されている。そして前記昇降ブラケット
８４に設けた旋回装置８５に切断装置Ａが設けられてい
る。従って、切断袋ＷＡはＸ。

ｙ、ｚの各方向に移動可能に構成されると共に、Ｚ軸を
中心として旋回可能に構成されている。

尚、図に於いて、８６は走行フレーム８２上に配設され
たレーザー発振装置であり、該装置８６から出射された
レーザー光はレーザー光通路８７を経て切断装置Ａに至
るように構成されている。また８８は制御装置であり、
本実施例では数値制御装置が用いられている。

上記の如く構成された切断機にあっては、制御装置８８
に被切断材Ｂの材質、板厚等に応じた切断速度情報、被
切断材に対する切断プロファイル情報、切断数の情報等
の切断情報を記憶させると共に、切断袋［Ａに図示しな
いガス供給装置から酸素ガス、窒素ガス５アルゴンガス
等所定のアシストガスを供給して切断作業をスタートさ
せると、制御装置８８に予め格納されたプログラムに従
って動作し、被切断材Ｂを切断プロファイルに応した形
状に切断することが可能である。

次に切断装置Ａについて詳述する。

第１図乃至第５図に於いて、切断装置Ａは、垂直切断手
段となる垂直トーチｌと、傾斜切断手段となる１頃斜ト
ーチ２と、該トーチ２の１頃斜角度を設定するための角
度設定手段となる設定装置１ｌｔ３と、通路８７を介し
て導かれたレーザー光を垂直トーチｌ及び傾斜トーチ２
に分光するための分光手段となるチョッパ４と、ナヨッ
パ４から１ｌＪｉ斜トーチ２の傾斜に応じてレーザー光
を傾斜トーチ２に導くための光学系５とにより構成され
ている。

前記垂直トーチｌは、レーザー発振装置８６から出射さ
れ、通路８７を介して導かれ、且つチョッパ４をｉ３過
したレーザー光をレンズｌａによって集光し、このレー
ザー光を被切断材Ｂに照射することで、該被切断材Ｂを
垂直切断するものである。

また傾斜トーチ２は、チョッパ４によって反射され、且
つ光学系５を介して導かれたレーザー光をレンズ２ａに
よって集光し、該レーザー光を被切断材ＢにＩＩｑ射す
ることによって被切断材を傾斜切断するものである。

夫々のトーチ１．２に設けたレンズｌａ、２ａは、レー
ザー光の光軸６ａ、６ｂに沿って軸方向に移動し得るよ
うに構成されている。そしてレンズｌａ、２ａを所望の
位置に調整することで、各トーチ１．２に於けるレーザ
ー光の焦点Ｃ，，Ｃ，の位置を変更し得るように構成し
ても′する。

垂直トーチｌは、後述する光学系５を構成する第１筒体
５１の下部に摺動可能に取り付けた筒体１１に着脱可能
に取り付けられている。また傾斜トーチ２は、光学系５
を構成する第４筒体５４に着脱可能に取り付けられてい
る。

前記筒体１１はホルダー１２に着脱可能に取り付けられ
ており、該ホルダー１２が設定装Ｗ３を構成するプラタ
ン）３１に固着されている。また第４筒体５４はホルダ
ー２１に着脱可能に取り付けられており、このホルダー
２１が設定装置３を構成するキャリッジ３２に切断の進
１デ方向である第２図及び第４図に於ける矢印ａ方向の
位置を調整可能に取り付けられている。

前記各ホルダー１２．２１は、切断の進行方向に所定路
Ｎ＃隔して配設されており、且つこの離隔距離はキャリ
ッジ３２に対するホルダー２１の取り付は位置を調整す
ることで変更することが可能である。

設定装置３は、傾斜トーチ２の傾斜角度を所定の角度に
設定するものであり、本実施例では従来よりガス切断機
或いはプラズマ切断機に於いて用いられる公知の設定装
置と同様な装置を用いている。

即ち、設定装置３は扇状に形成されたガイド３３と、ガ
イド３３に垂直状態を保持して固着されたブラケット３
１と、ガイド３３に沿って移動可能に構成されたキャリ
ッジ３２とによって構成されている。

前記ガイド３３は、垂直トーチＩに於けるレーザー光の
光軸６ａ及び傾斜トーチ２に於けるレーザー光の光軸６
ｂの延長上であって、予め設定されたトーチ１２によっ
て切断し得る最大板厚、最大傾斜角度等の値から誘導さ
れた位置を中心７として円弧状に形成されている。即ち
、第１図に於ける点を中心７とした円弧状に形成されて
いる。

そして傾斜トーチ２をガイド３３に沿って移動すること
により、該トーチ２は常にガイド３３の中心７を指向す
ると共に、傾斜トーチ２の軸心、即ち光軸６ｂはガイド
３３の半径上にある。

前記ガイド３３は昇降ブラケット８４に設けた旋回装置
８５から垂下されたバー８５ａに固着されている。

またガイド３３の外周上の所定位置には、該ガイド３３
に沿ってラック３３ａが固着されている。

前記プラタン）３１は、ガイド３３に垂直状態を保持し
て固着されている。またキャリッジ３２はガイド３３を
上下方向から挟持するようにして取り付けられている。

キャリッジ３２にはモーター３４が固着されており、該
モーター３４に取り付けられたギヤを前記ラック３３ａ
に噛合させると共に、モーター３４を駆動することでキ
ャリッジ３２をガイド３３に沿って移動し得るように構
成されている。

光学系５は第４図に示すように、４本の筒体５１〜５４
によって構成されている。

昇降ブラケット８４にはホルダー８４ｂが固着されてお
り、該ホルダー８４ｂと同軸上に切断装置へを旋回する
ための旋回装Ｗ１．８５が設けられている。そしてホル
ダー８４ｂにレーザー光の通路８７の端部が固着されて
おり、また旋回装Ｎ８５に光学系５を構成する第１筒体
５１が保持されている。

旋回装置８５は旋回モーター８５ｂによって駆動され、
切断装置式をレーザー光の光軸６を中心として旋回させ
るものである。

前記第１筒体５１はＴ字状に形成されており、このＴ字
状の直線部を構成する筒５１ａの端部が旋回装置８５に
固着されている。またＴ字状の直線部を構成する筒５１
ｂの端部は、垂直トーチｌを取り付けた筒体１１と摺動
可能に嵌合している。第１筒体５１と筒体１１との嵌合
部には蛇腹５５が設けられている。更に、Ｔ字状のアー
ム部を構成する筒５１ｃの端部には軸受５６ａが取り付
けられている。この第１筒体５１は旋回装置８５取り付
けられることで、２千面に対し回動不能に構成されてい
る。

第２筒体５２はＬ字状に形成されている。前記第２筒体
５２に形成された一方の筒５２ａの端部は、第１筒体５
１に取り付けた軸受５６ａによって支承されており、こ
れにより、第２筒体５２は第１筒体５１に対し回動可能
に構成されると共に、第１筒体５１によって支持されて
いる。また第２筒体５２の他方の筒５２ｂは、後述する
第３筒体５３に形成された筒５３ａと嵌合されている。

第３筒体５３は前記第２筒体５２と同様にＬ字状に形成
されている。そして第３筒体５３に形成された一方の筒
５３ａは、前記第２筒体５２の筒５２ｂと嵌合している
。前記筒５２ｂと筒５３ａとは、光軸６ｂの軸方向に摺
動可能に嵌合されている。このため、筒５２ｂの内周、
或いは￥’Ｒ５３ａの外周に厚さの薄い滑り軸受等を設
けることで、摺動抵抗を軽減することが好ましい。

前記筒５２ｂと筒５３ａとの嵌合部には、外部に蛇腹５
７が設けられている。

前記第３筒体５３に形成された他方の筒５３ｂの先端に
は、軸受３６ｂの外径と略等しい寸法を有し、且つ軸受
５３ｃの厚さよりも大きい寸法を持った筒５３ｃが形成
されている。そして筒５３ｃに第４筒体５４に形成され
た筒５４ｂに取り付けた軸受５６ｂを嵌合することで、
第３筒体５３が第４筒体５４に支承されると共に、第４
筒体５４が第３筒体５３に対し第４図の矢印す方向に摺
動可能に構成されている。

第４筒体５４はＬ字状に形成されている。そして第４筒
体５４に形成された筒５４ａが、設定装置３のキャリッ
ジ３２に取り付けられたホルダー２１によって回動不能
に支持されている。また前記筒５４ａの先端に傾斜トー
チ２が取り付けられている。第４筒体５４に形成された
他方の筒５４ｂには軸受５６ｂが取り付けられている。

そして前記軸受５６ｂに第３筒体５３のｔ９ｉ５３ｂが
支承されることで、該第３筒体５３は第４筒体５４に対
し回動可能に支承されると共に、第４筒体５４によって
支持されている。

前記第２筒体５２〜第４筒体５４の屈曲部には、レーザ
ー光を全反射するためのミラー５８ａ〜５８ｃが夫々光
軸６ｂに対し４５度の角度を持って配設されている。こ
れにより、前記第１筒体５１乃至第４筒体５４の内部は
、レーザー光の導通路５９として構成されている。

第１筒体５Ｉに於けるＴ字状の交点に対応じてチョッパ
４が設けられている。前記チョッパ４は光軸６に沿って
導かれたレーザー光を垂直トーチＩ。

傾斜トーチ２に選択的に或いは同時に分光するものであ
る。

このため、チョッパ４は第６図（Ａ）に示すように、円
Ｆｉ４１にレーザー光を反射するための全反射ミラー４
２と、レーザー光を通過させるための切欠部４３とを交
互に形成したチョッパ４ａとして構成することが可能で
あり、また同図（Ｂ）に示すように、全反射ミラー４２
と、切欠部４３と、ハーフごラー４４とを夫々順に形成
したチョッパ４ｂとして構成することも可能である。

前記チョッパ４　（４ａ、４ｂ）はチョッパモーター４
５によって駆動される。そしてチョッパモーター４５に
取り付けた例えばロータリエンコーダ等のセンサー４５
ａによってチョッパ４の回転位置が検出される。即ち、
センサー４５ａによって、チョッパモーター４５の回転
角度を検出し、これにより、レーザー光の光軸６と交差
している全反射ミラー４２、切欠部４３．ハーフミラ−
４４等を検出している。

また被切断材Ｂから予め設定された形状を切断する際に
、前記形状の所定区間に垂直切断、１傾斜切断、垂直、
傾斜同時切断等の切断を請託的に施す場合には、これ等
の設定区間に応じて切断面の形状を指定することで、チ
ョッパモーター４５によりチョッパ４を回転させてレー
ザー光を夫々所定の切断面を形成するに必要なトーチ１
．２に分光することが可能である。

即ち、被切断材Ｂに対し垂直切断を実施する場合には、
レーザー光の光軸６とチョッパ４に形成した切欠部４３
とを交差させるように、チ５ツバ４を回転させることで
、チョッパ４をｉｉ１遇させてレーザー光を垂直トーチ
１に導き、垂直トーチｌからレーザー光を照射すること
で被切断材Ｂを垂直切断することが可能である。

また被切断材Ｂに対し傾斜切断を実施する場合には、レ
ーザー光の光軸６に全反射ミラー４２を交差させること
で、レーザー光を光学系５を介して傾斜トーチ２に導き
、傾斜トーチ２からレーザー光を照射することで被切断
材Ｂを傾斜切断することが可能である。

更に、被切断材Ｂに対し垂直切断と傾斜切断とを同時に
実施する場合には、チョッパ４ａを回転させることで全
反射ミラー４２によるレーザー光の傾斜トーチ２側への
反射と、切欠部４３による垂直トーチｌへの通過とを繰
り返すことで、レーザー光を分光し、これにより、被切
断材Ｂに対し垂直切断と傾斜切断とを同時に実施するこ
とが可能である。またチョッパ４ｂを用いた場合には、
レーザー光の光軸にチョッパ４ｂに形成したハーフミラ
−４４を交差させることで、レーザー光を垂直トーチ１
及び傾斜トーチ２に同時に分光することによって、被切
断材Ｂに対し垂直切断と傾斜切断とを同時に実施するこ
とが可能である。

チョッパ４から垂直トーチｌに至るレーザー光の光路に
於いて、チョッパ４を通過したレーザ光は、第１筒体５
１の筒５１ｂ及び筒体１１を通って垂直トーチ１に設け
たレンズＩａに導かれる。そして該レンズｌａによって
焦点ＣＩに集光される。

またチョッパ４から傾斜トーチ２に至るレーザー光の導
通路５９を前記の如く構成することによって、レーザー
発振装置８６から出射されたレーザー光を円滑に傾斜ト
ーチ２に導くことが可能である。

即ち、レーザー光は通路８７を介して第１筒体５１に導
かれ、該筒体５Ｉに配置″したチョッパ４によって、第
２筒体５２に配置したミラー５８ａの方向に反射される
。またミラー５８ａに照射されたレーザー光は、該ミラ
ー５８ａによって第３筒体５３に配置したミラー５８ｂ
の方向に反射される。ξラー５８ｂに照射されたレーザ
ー光は、該ミラー５８ｂによって第４筒体５４に配置さ
れたミラー５４ｃの方向に反射される。そしてミラー５
８ｃに照射されたレーザー光は該ミラー５８ｃによって
、傾斜トーチ２に設けたレンズ２ａに導かれると共に、
該レンズ２ａによって焦点Ｃ２に集光される。

第７図は第３図に示す切断機の制御系のブロック図であ
る。

図に於いて、制御部６１は、ＣＰＵ６１ａ、切断機の動
作プログラムや被切断材８の材質、厚さ等に応した切断
速度情報等を格納したＲ　ＯＭ６１　ｂ　、キーボード
６２によって人力された被切断材Ｂの材質。

厚さ、切断形状等の情報を一時記憶するＲＡＭ６１Ｃに
よってＩｊｌ威されている。デイスプレィ６３はキーボ
ード６２による入力情報や切断機の動作状況等を表示す
るものである。またドライバ６４はチョッパモーター４
５．傾斜トーチ２の角度設定モーター３４等の各種モー
ターを駆動するものであり、ドライバ６５はレーザー発
振装置８６を駆動するものである。尚、６６はインター
フェースである。

次に上記の如く構成した切断装置Ａに於いて、垂直トー
チｌを垂直に保持し、且つ傾斜トーチ２を傾斜させた場
合について説明する。

第５図は垂直トーチｌを垂直に保持し、且つ傾斜トーチ
２に傾斜を与えた場合の模式説明図である。尚、同図は
主としてレーザー光の光軸６，６ａ、６ｂについて説明
したものである。

先ず、制御部６１から予め人力された傾斜トーチ２の角
度情報に基づいて、設定装置３を構成するモーター３４
に通電することで該モーター３４を駆動し、キャリッジ
３２をガイド３３に沿って所定量移動させることで、キ
ャリッジ３２のホルダー２１に取す付けた第４筒体５４
及び該筒体５４に取り付けた傾斜トーチ２を所定の角度
に傾斜させる。

上記の如く傾斜トーチ２に所定の傾斜を付与したとき、
ガイド３３がレーザー光の光軸６ａ、６ｂの延長上にあ
る中心７とした扇型に形成されることから、第４筒体５
４に於けるミラー５８ｃの位置は、チョッパ４から光軸
６ａに対し傾斜トーチ２の傾斜角度の１７２の角度をな
す線上に位置する。このとき、傾斜トーチ２はガイド３
３の中心７を指向すると共に、傾斜トーチ２はガイド３
３の半径上に位置し、且つ第１筒体５１に設けたチョッ
パ４と前記ミラー５８ｃとを結ぶ直線距離が長くなる。

また光学系５を構成する第１筒体５１はホルダー８４ｂ
に設けられた旋回装置８５に取り付けられており、該第
１筒体５１の角度は変化しない。このため、第４筒体５
４の角度変化に伴うレーザー光の導通路５９の長さ変化
は、第２筒体５２と第３筒体５３との間で吸収すること
となる。

前記第４７４体５４の角度変化に伴い、第３筒体５３が
第４筒体５４に対し相対的に同動する。このとき、第４
筒体５４に設けたミラー５８ｃと第３筒体５３に設けた
ミラー５８ｂは、離隔距離が変化すること無く光軸６ｂ
を中心として相対的に回動する。

第４筒体５４の角度変化に伴う第３筒体５３の回動は、
該第３筒体５３の筒５３ａから第２筒体５２に伝達され
る。このため、第２筒体５２は第１筒体５１に対し回動
する。このとき、第１筒体５１に設けたチ３ソバ４と第
２筒体５２に設けた【ラー５８ａは、離隔距離が変化す
ること無く、ミラー５８ａがチョッパ４に対し光軸６ｂ
を中心として回動する。

前記ミラー５８ａのチョッパ４に対する回動角度は、第
４筒体５４、即ち傾斜トーチ２の傾斜角度の１７２の値
となる。

上記の如く、第４筒体５４の傾斜に伴い第２筒体５２及
び第３筒体５３の角度が変化する。そして第２筒体５２
の筒５２ｂと第３筒体５３の筒５３ａとが軸方向に摺動
可能に嵌合されることから、レーザー光の導通路５９の
長さ変化は、核部５２ｂ、５３ａの嵌合部によって吸収
することが可能となる。

即ち、第４筒体５４の傾斜角度の変化に伴って、第３筒
体５３が第４筒体５４に対し回動しつつ該回動を筒５３
ａを介して第２筒体５２の筒５２ｂに伝達すると共に、
筒５３ａが筒５２ｂに対し軸方向に摺動することでレー
ザー光の導通路５９の長さ変化を吸収することが可能で
ある。

まだ垂直トーチｌと傾斜トーチ２との距離を変化させる
場合には、キャリッジ３２に取り付けたホルダー２１を
矢印す方向に移動させ、トーチ１．２の距離が所望の値
となったとき、ホルダー２１をキャリッジ３２に固定す
る。このとき、光学系５を構成する第４筒体５４は、筒
５４ａに設けた軸受５６ｂが第３筒体５３の筒５３ｃに
対し摺動することで、レーザー光の導通路５９の長さ変
化を吸収することが可能である。

また傾斜トーチ２に所定の傾斜角度を付与することで、
傾斜トーチ２のレーザー光の導通路５９の長さが変化し
、これに伴い焦点Ｃ２の位置が変化する。従って、傾斜
トーチ２の傾斜角度を変化させる毎にレンズ２ａの位置
を調整して焦点Ｃ２を設定することが必要となる。

上記の如くして傾斜トーチ２を所定の角度に傾斜させた
後、制御１部６１に於いてこれから切断しようとした切
断線が垂直切断のみで構成されるか、又は傾斜切断のみ
で構成されるか、或いは垂直切断と傾斜切断とが同時に
構成されるかを判断する。

そして切断線の構成に応じてドライバ６４に信号を伝達
しチョッパモーター４５を駆動してチョッパ４に所定の
回転を与える。

即ち、チョッパ４として第６図（Ａ）に示すチョッパ４
ａを用いた場合、切断線の構成が垂直切断である場合に
は、レーザー光の光軸６と切欠部４３とを交差させるこ
とでレーザー光を光軸６ａに沿って垂直トーチｌに導き
、被切断材Ｂに対し垂直切断を実施する。また切断線の
構成が傾斜切断である場合には、チョッパ４ａの全反射
ミラー４２を光軸６と交差させ、レーザー光を光軸６ｂ
に沿って傾斜トーチ２に導き、被切断材Ｂに対し傾斜切
断を実施する。更に、切断線の構成が垂直切断と傾斜切
断とである場合には、チョッパ４ａを所定の回転数で回
転させ、レーザー光を光軸６ａ、６ｂに沿って交互に反
射１通過を繰り返すことで、垂直トーチ１及び傾斜トー
チ２に導き、被切断材に対し垂直切断と傾斜切断とを同
時に実施する。

またチョッパ４として第６図（Ｂ）に示すチョッパ４ｂ
を用いた場合、切断線の構成が垂直切断である場合には
、レーザー光の光軸６に切欠部４３を交差させ、また傾
斜切断である場合には、光軸６に全反射ミラー４２を交
差させる。更に、切断線に垂直切断と傾斜切断とを同時
に実施する場合には、光軸６にハーフごラー４４を交差
させることで、レーザー光を光軸６ａ、６ｂに沿って垂
直トーチｌと傾斜トーチ２とに同時に分光することによ
って、垂直切断と傾斜切断とを同時に実施する。

上記の如く、本発明に係るレーザー切断装置によれば、
被切断材Ｂに対し垂直切断、傾斜切断を選択的に或いは
同時に行うことが可能となる。

第８図は設定装置３の他の実施例の説明図である。尚、
図に於いて前述の実施例で説明した部分と同一部分、或
いは同一の機能を有する部分には同一の符号を付して説
明を省略する。

図に於いて、設定装置３は旋回装置８５から垂下された
バー８５ａに筒体１１のホルダー１２を固着するブラケ
ン）３１を固着すると共に水平方向に横シフトガイド７
１を設け、該横シフトガイド７１に扇型に形成した角度
設定ガイド７２を取り付けて構成されている。

前記横シフトガイド７１には、モーター７３によって駆
動されるシフトネジ７４が設けられており、該シフトネ
ジ７４に角度設定ガイド７２が螺合している。

また角度設定ガイド７２には、モーター３４を有するキ
ャリッジ３２が取り付けられており、該キャリッジ３２
に取り付けたホルダー２１に光学系５を構成する第４筒
体５４が取り付けられている。

上記の如く構成した設定装置３にあっては、傾斜トーチ
２の傾斜角度をキャリッジ３２の移動によって設定する
ことが可能であり、且つ角度設定ガイド７２をモーター
７３によって矢印仁方向に移動することによって、垂直
トーチ１の光軸６ａと傾斜トーチ２の光軸６ｂとの交点
７５の位置を設定することが可能である。

このように本実施例の設定装置３では、被切断材Ｂに対
する切断面の傾斜角度を所望の角度に設定することが可
能となり、且つ光軸６ａと光軸６ｂとの交点７５の位置
、即ち、開先切断に於けるルートフェース寸法を所望の
値に設定することが可能となる。

前述の各実施例に於いて、設定装置３を構成するキャリ
ッジ３２にモーター３４を設け、該モーター３４を駆動
することで傾斜トーチ２の傾斜角度を設定するように構
成したが、例えば第２筒体５２或いは第３筒体５３に回
動力を付与して所定角度に変化させ、第２筒体５２ｒ；
ｔいは第３筒体５３の角度変化に応じて第４筒体５４が
ガイド３３に沿って移動し得るよう構成しても良い。

また前述の各実施例に於いて、傾斜トーチ２を設定装置
３を構成するキャリッジ３２に設けることで、該トーチ
２の傾斜角度を所望の値に設定し得るように構成したが
、例えば、垂直トーチｌと傾斜トーチ２とを予め設定し
た角度で装着し得るトーチブロックを構成し、該ブロッ
クに垂直トーチ１及び傾斜トーチ２を装着することで切
断装置を構成することも可能である。そして被切断材Ｂ
を切断すべき傾斜角度に応じてトーチブロックを交換す
ることによって、該被切断材Ｂに対し種々の角度を持っ
た切断面を形成することが可能となる。

またこの場合には、予めトーチブロックにチョッパ４を
設けて置くことが可能である。

また前述の各実施例に於いて、垂直トーチｌと傾斜トー
チ２とを切断の進行方向に対し離隔して設けたが、被切
断材Ｂに対する切断の実施に際し、何れのトーチを先行
させるかは、切断形状或いは被切断材Ｂの材質等に応じ
て選択すべき問題である。

また前述の各実施例では、１本の垂直トーチｌと１本の
傾斜トーチ２とによって切断装置Ａを構成したが、１本
の垂直トーチｌと２本の傾斜トーチ２を用いて構成して
も良い。この場合には、レーザー光の光軸６に２系列の
チョッパ４を設け、夫々のチョッパ４から独立した光学
系５を設けることで、２本の傾斜トーチ２にレーザー光
を分光して導くことが可能である。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、レー
ザー発振装置から出射されたレーザー光を、分光手段に
よって垂直切断手段と傾斜切断手段とに分光して被切断
材に照射することで、被切断材に対する垂直切断及び傾
斜切断を行うことが出来る。また制御手段によって分光
手段を制御することで、被切断材に対する垂直切断と傾
斜切断を選択的に或いは同時に行うことが出来る。

また上記第２の発明によれば、傾斜切断手段の傾斜角度
を角度設定手段によって設定したとき、傾斜切断手段の
傾斜に応じて光学系の傾斜角度及び光路長が変化するこ
とで、レーザー発振装置から出射されたレーザー光を分
光手段及び前記光学系を介して傾斜切断手段に導くこと
が出来る。そして傾斜切断手段から被切断材に対しレー
ザー光を照射することで該被切断材を傾斜切断手段の傾
斜に応じて傾斜切断することが出来る。

このため、被切断材に対する溶接開先の切断、或いは他
の部材に所定の角度を持って当接させるための傾斜切断
等の切断加工を容易に実施することが出来る等の特徴を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザー切断装置の正面説明図、
第２図は第１図の側面説明図、第３図は本発明のレーザ
ー切断装置を適用した切断機の説明図、第４図は第１図
の要部断面説明図、第５図は第２図の要部断面説明図、
第６図（Ａ）、（Ｂ）はチョッパの説明図、第７図は制
御系のブロック図、第８図は他の実施例に係る設定装置
の説明図、第９図は開先形状の説明図、第１Ｏ図は二部
材を所定の角度で当接させる際の説明図である。Ａは切断装置、Ｂは被切断材、１は垂直トーチ、２は傾
斜トーチ、ｌａ、２ａはレンズ、１１は筒体、１２、２
１はホルダー、３は設定装置、３１はプラケット、３２
はキャリッジ、３３はガイド、３４はモーター４．４ａ
、４ｂはチョッパ、４２は全反射ごラー４３は切欠部、
４４はハーフミラ−１４５はチョッパモーター、４５ａ
はセンサー、５は光学系、５１は第１筒体、５２は第２
筒体、５３は第３筒体、５４は第４筒体、５６ａ、５６
ｂは軸受、５８　ａ　〜５８　ｃはミラー、６６ａ、６
ｂは光軸、７は中心、６１は制御部、６２はキーボード
、７１は横シフトガイド、７２は角度設定ガイド、７３
はモーター、７４はシフトネジ、７５は交点、８２は走
行フレーム、８３は横行キャリ、ジ、８４は昇降ブラケ
ット、８４ｂはホルダー、８５は旋回装置、８６はレー
ザー発振装置、８７は通路、８８は制御装置である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被切断材にレーザー光を垂直に照射して該被切断
材を垂直切断するための垂直切断手段と、被切断材にレ
ーザー光を所定の角度で照射して該被切断材を傾斜切断
するための傾斜切断手段と、レーザー発振装置から出射
されたレーザー光を前記垂直切断手段及び傾斜切断手段
に分光するための分光手段と、前記分光手段を制御する
ための制御手段とを有して構成したことを特徴としたレ
ーザー切断装置。
（２）傾斜切断手段をレーザー光光軸の延長上の点を中
心として所定の角度に設定するための角度設定手段と、
前記角度設定手段によって所定の角度に設定された傾斜
切断手段の傾斜に応じて傾斜角度及び光路長を可変し得
るよう構成したレーザー光を導くための光学系と、を有
することを特徴とした請求項（１）記載のレーザー切断
装置。