JPH04200891A - Laser piercing method and device therefor - Google Patents

Laser piercing method and device therefor

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JPH04200891A
JPH04200891A JP2329823A JP32982390A JPH04200891A JP H04200891 A JPH04200891 A JP H04200891A JP 2329823 A JP2329823 A JP 2329823A JP 32982390 A JP32982390 A JP 32982390A JP H04200891 A JPH04200891 A JP H04200891A
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laser
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Hitoshi Ueno
等 上野
Shuji Sato
佐藤 周司
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Koike Sanso Kogyo KK
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Koike Sanso Kogyo Co Ltd
Koike Sanso Kogyo KK
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Abstract

PURPOSE:To smooth an operation by specifying a nozzle piercing height and a laser condensing position in a laser piercing operation, carrying out piercing and then returning the nozzle to the cutting height. CONSTITUTION:In the laser piercing wherein a material W to be machined is irradiated with condensed laser beam through the nozzle N and pierced as assistant gas is injected, the piercing operation is performed by setting the height of the nozzle N to the piercing height larger than the height in the time of cutting and the laser beam condensing position to a position in the time of cutting. After the piercing operation is completed, the nozzle N is returned to the height in the time of cutting. Hereby, fume of vaporized metal generated from the material W to be machined, molten metal and molten oxide, etc., can be prevented from sticking to a lens and the nozzle and the operation can be executed smoothly.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は被加工材に集光されたレーザー光を照射すると
共に、このレーザー光に沿ってアシストガスを噴射して
被加工材の表面から裏面まで貫通した孔を穿孔するレー
ザーピアシング方法とその装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention irradiates a workpiece with a focused laser beam, and injects assist gas along the laser beam to remove the surface of the workpiece from the surface of the workpiece. The present invention relates to a laser piercing method and device for drilling a hole penetrating the back surface.

〈従来の技術〉 合板1合成樹脂板、金属板、セラミックス板等の被加工
材に対し、これ等の被加工材の表面から所定距離離隔さ
せたノズルから集光されたレーザー光を照射すると共に
、このレーザー光に沿ってアシストガスを噴射すること
で、被加工材に穿孔(ピアシング)、切断、溶接、スク
ライビング等の加工を施す所謂レーザー加工法が普及し
ている。
<Prior art> Plywood 1 A workpiece such as a synthetic resin plate, metal plate, or ceramic plate is irradiated with a focused laser beam from a nozzle spaced a predetermined distance from the surface of the workpiece. 2. Description of the Related Art A so-called laser processing method is widely used in which processes such as piercing, cutting, welding, and scribing are performed on a workpiece by injecting assist gas along the laser beam.

金属板を切断しようとする際に被加工材の端面から切断
を開始することば稀であり、被加工材の熱による変形2
位置ズレ或いは被加工材の内部応力の開放による変形1
位置ズレ等を防止するために被加工材の表面上から切断
を開始するのが一般である。このように、被加工材の表
面上から切断を開始する場合、被加工材の表面から裏面
まで貫通した孔を形成するためにピアシングと呼ばれる
作業を実施する必要がある。
When cutting a metal plate, it is rare to start cutting from the end face of the workpiece, and the workpiece may deform due to heat.
Deformation due to positional deviation or release of internal stress in the workpiece 1
In order to prevent misalignment, cutting is generally started from the surface of the workpiece. In this way, when starting cutting from the surface of the workpiece, it is necessary to perform an operation called piercing in order to form a hole that penetrates from the front surface to the back surface of the workpiece.

レーザー加工法により金属板にピアシングを行う場合に
ついて説明すると次の通りである。
The case of piercing a metal plate using the laser processing method is as follows.

即ち、被加工材表面とノズルの下端面との距離(以下「
ノズル高さjという)を所定の値に設定すると共に、集
光されたレーザー光の集光点(以下「焦点Jという)の
位置が被加工材の厚さ方向に対し所定位置となるように
設定し、この状態でノズルから被加工材に向けてレーザ
ー光を照射すると共に、レーザー光に沿ってアシストガ
スを噴射する。
In other words, the distance between the surface of the workpiece and the lower end surface of the nozzle (hereinafter referred to as "
The nozzle height j) is set to a predetermined value, and the position of the focal point of the focused laser beam (hereinafter referred to as "focal point J") is set to a predetermined position in the thickness direction of the workpiece. In this state, a laser beam is irradiated from the nozzle toward the workpiece, and assist gas is injected along the laser beam.

ここで、被加工材に対するピアシングを実施する場合、
ノズル高さを1陥に設定し、焦点位置を被加工材の表面
近傍に設定し、アシストガスとして酸素ガスを用いるの
が一般である。
Here, when piercing the workpiece material,
Generally, the nozzle height is set to one height, the focal point is set near the surface of the workpiece, and oxygen gas is used as the assist gas.

レーザー光を照射された被加工材の表面付近の母材は瞬
時にして溶融しその一部が気化する。このとき溶融金属
は、ノズルから噴射される酸素ガスと反応して燃焼しつ
つアシストガスのモーメンタムによって溶融金属粒、再
凝固金属粒、金属酸化物粒(以下、総称して「スパッタ
」という)となって吹き飛ばされ、この結果被加工材の
表面に小さな窪みが形成される。
The base material near the surface of the workpiece irradiated with the laser beam instantly melts and a portion of it vaporizes. At this time, the molten metal reacts with the oxygen gas injected from the nozzle and burns, while the momentum of the assist gas transforms the molten metal into molten metal particles, resolidified metal particles, and metal oxide particles (hereinafter collectively referred to as "spatter"). As a result, small depressions are formed on the surface of the workpiece.

前記窪みに継続して照射されるレーザー光は、窪みの側
面で反射を繰り返して最深部に到達し、核部を再び加熱
熔融する。そして母材が溶融、気化、燃焼してスパッタ
が窪めの開口部から排除される。
The laser beam that is continuously irradiated to the hollow is repeatedly reflected on the side surfaces of the hollow, reaches the deepest part, and heats and melts the core again. Then, the base material melts, vaporizes, and burns, and the spatter is removed from the recessed opening.

上記現象が継続して繰り返されることで、被加工材の表
面から裏面に貫通した孔が形成されてピアシングが終了
する。
By continuously repeating the above phenomenon, a hole penetrating from the front surface to the back surface of the workpiece is formed, and the piercing is completed.

〈発明が解決しようとする課題≧ 上記の技術の如く、レーザーピアシングを実施する場合
、ピアシングの進行に伴って被加工材からの除去金属母
材がスパッタとなって上方に飛散する現象が不可避的に
発生ずる。従って、従来技術のようにノズル高さを約1
胴に設定した場合には、飛散するスパッタがノズルに付
着したり、ノズル内部に侵入して集光部に付着すること
がある。
<Problems to be Solved by the Invention> When performing laser piercing as in the above technology, as the piercing progresses, the metal base material removed from the workpiece inevitably becomes spatter and scatters upward. Occurs on. Therefore, unlike the conventional technology, the nozzle height is reduced to approximately 1
If it is installed in a cylinder, scattered spatter may adhere to the nozzle or may enter the inside of the nozzle and adhere to the light condensing part.

ノズルにスパッタが付着した場合、このスパッタがレー
ザー光に干渉し、成いはアシストガス流の乱流化を引き
起こすという問題があり、また集光部にスパッタが付着
した場合、このスパックがレーザー光の回折を引き起こ
し、或いは集光部品の局部的温度上昇を起こして集光特
性を変化させるという問題がある。
If spatter adheres to the nozzle, there is a problem that this spatter will interfere with the laser beam and cause turbulence in the assist gas flow.Also, if spatter adheres to the light condensing part, this spatter will interfere with the laser beam. There is a problem in that it causes diffraction of light or causes a local temperature increase in the light focusing component, changing the light focusing characteristics.

また焦点位置を被加工材の表面近傍に固定してピアシン
グを実施する場合、ピアシングを安定して実施するため
には被加工材の表面に形成される窪みの径が約1 mm
以下で、且つ側面が平滑な状態を維持することが必要で
ある。そしてこの状態が崩れると、窪み内でのレーザー
光の誘導が分散され、母材の加熱、溶融が緩慢になると
同時に母材の広い範囲が燃焼温度まで加熱されて、セル
フバーニングと呼ばれる無制御状態の爆発的燃焼が発生
し、−挙に大量のスパッタを飛散して大きなスリバチ状
の窪みを形成してピアシングが停止するという現象を生
じる。このとき、大量に発生したスパッタによってノズ
ルが?容積したり、或いは被加工材とノズルとが溶着す
ることがある。
Furthermore, when performing piercing with the focal point fixed near the surface of the workpiece, the diameter of the depression formed on the surface of the workpiece must be approximately 1 mm in order to stably perform the piercing.
It is necessary to keep the edges and sides smooth. When this condition collapses, the guidance of the laser beam within the depression is dispersed, and the heating and melting of the base material slows down.At the same time, a wide range of the base material is heated to the combustion temperature, resulting in an uncontrolled state called self-burning. Explosive combustion occurs, causing a phenomenon in which a large amount of spatter is scattered, forming a large slit-shaped depression, and the piercing stops. At this time, the nozzle was damaged by a large amount of spatter. The volume may increase, or the workpiece and nozzle may be welded together.

このような問題を回避するために、ピアシング実施時の
レーザー出力を制御することが行われている。この方法
は、レーザー発振器の出力をパルスデューティ−10%
のパルス発振とし、出力オン時に被加工材の微小部分を
加熱、溶融、除去し、出力オフ時に被加工材を冷却する
サイクルを繰り返しつつピアシングを実施するものであ
る。然し、この方法では単位時間当たりの被加工材の除
去量が微量であるため、ピアシングの所要時間が長くな
るという問題がある。
In order to avoid such problems, the laser output during piercing is controlled. In this method, the output of the laser oscillator is pulsed with a pulse duty of -10%.
Piercing is performed by repeating the cycle of heating, melting, and removing a minute part of the workpiece when the output is on, and cooling the workpiece when the output is off. However, this method has a problem in that the amount of workpiece material removed per unit time is very small, so the time required for piercing becomes long.

」1記従来のピアシング方法では、確実にピアシングを
実施し得る被加工材の厚さとしては9mm〜12+nm
程度であり、また前記被加工材に対するピアシング時間
は、板厚9 mmに対しては約20秒を必要とし、板厚
12mmに対しては約40秒を必要としている。
1. In the conventional piercing method, the thickness of the workpiece that can be reliably pierced is 9 mm to 12+ nm.
Moreover, the piercing time for the workpiece is approximately 20 seconds for a plate thickness of 9 mm, and approximately 40 seconds for a plate thickness of 12 mm.

本発明の目的は上記問題を解決したレーザーピアシング
方法と、前記方法を実施するだめの装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser piercing method that solves the above problems and an apparatus for carrying out the method.

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するだに本発明に係る第1のレーザーピ
アシング方法は、被加工材に対し集光されたレーザー光
をノズルから照射すると共にアシストガスを噴射して穿
孔するレーザーピアシング方法であって、被加工材に対
する穿孔作業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切
断作業を実施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定
すると共にレーザー光の集光点の位置を切断作業を実施
する際の所定位置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノ
ズル高さ及びレーザー光の集光点の位置を維持した状態
で穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを
切断作業を実施する際の高さに戻すことを特徴とするも
のである。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, a first laser piercing method according to the present invention irradiates a workpiece with a focused laser beam from a nozzle and at the same time injects an assist gas. A laser piercing method for drilling holes in a workpiece, the height of the nozzle being set to a drilling height greater than the height for cutting, and focusing the laser beam. The position of the point is set to the predetermined position when performing the cutting work, and the drilling work is started.The drilling work is performed while maintaining the nozzle height and the position of the laser beam condensing point, and the drilling work is completed. After the cutting process is finished, the nozzle is returned to the height at which the cutting process was performed.

また第2のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さと等し
く設定すると共にレーザー光の集光点の位置を切断作業
を実施する際の位置に設定して穿孔作業を開始し、前記
ノズル高さを維持した状態でレーザー光の集光点の位置
を被加工材の厚ざ方向に移動させつつ穿孔作業を実施し
、穿孔作業が終了した後にレーザー光の集光点の位置を
切断作業を実施する際の位置に戻すことを特徴とするも
のである。
The second laser piercing method is a laser piercing method in which the workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and an assist gas is injected to perform the drilling operation on the workpiece. On this occasion,
The height of the nozzle is set equal to the height at which the cutting operation will be carried out, and the position of the converging point of the laser beam is set at the position at which the cutting operation will be carried out, and the drilling operation is started, and the height of the nozzle is set equal to the height at which the cutting operation is carried out. Perform the drilling work while moving the position of the laser beam focal point in the thickness direction of the workpiece while maintaining the position of It is characterized by the fact that it can be returned to the same position as before.

また第3のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さよりも
大・きい穿孔高さに設定すると共にレーザー光の集光点
の位置を切断作業を実施する際の位置に設定して穿孔作
業を開始し、穿孔作業の進行に伴ってノズルを切断を実
施する際の高さまで移行させると共にレーザー光の集光
点の位置をノズルの移行と同時に同方向に移行させ、穿
孔作業が終了した後にレーザー光の集光点の位置を切断
作業を実施する際の位置に戻すことを特徴とするもので
ある。
The third laser piercing method is a laser piercing method in which the workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time assist gas is injected to perform the drilling operation on the workpiece. On this occasion,
The height of the nozzle is set to a drilling height that is larger than the height when performing the cutting work, and the position of the convergence point of the laser beam is set to the position when performing the cutting work, and the drilling work is performed. As the drilling process progresses, the nozzle is moved to the cutting height, and the position of the laser beam focal point is moved in the same direction at the same time as the nozzle moves. The feature is that the position of the light condensing point is returned to the position when performing the cutting operation.

また第4のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さよりも
大きい穿孔高さに設定すると共にレーザー光の集光点の
位置を= 11− 切断作業を実施する際の位置に設定して穿孔作業を開始
し、前記ノズル高さを維持した状態でレーザー光の集光
点の位置を被加工材の厚さ方向に移行させつつ穿孔作業
を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを切断作業を
実施する際の高さに戻すと共にレーザー光の集光点の位
置を切断を実施する際の位置に戻すことを特徴とするも
のである。
The fourth laser piercing method is a laser piercing method in which the workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time assist gas is injected to perform the drilling operation on the workpiece. On this occasion,
The height of the nozzle is set to a drilling height greater than the height at which the cutting work is performed, and the position of the laser beam focal point is set to the position at which the cutting work is performed, and the drilling work is performed. Then, while maintaining the nozzle height, the drilling operation is carried out while shifting the position of the focal point of the laser beam in the thickness direction of the workpiece, and after the drilling operation is completed, the nozzle is used for cutting operation. This method is characterized by returning the height to the height used when cutting is performed, and returning the position of the focal point of the laser beam to the position used when cutting is performed.

また代表的なピアシング装置は、レーザー発振器と、レ
ーザー光を集光するための集光部と、集光されたレーザ
ー光を出射すると共にアシストガスを噴射するためのノ
ズルとを有し、前記集光部及びノズルを一体的にレーザ
ー光の光軸に沿って移動させる第1移動手段と、前記第
1移動手段を駆動してレーザー光の集光点位置又はノズ
ルを被加工材に対する切断作業を実施する際の位置に設
定する第1制御手段と、前記集光部又はノズルの何れか
一方をレーザー光の光軸に沿って移動させる第2移動手
段と、レーザー光の集光点位置又はノズルを被加工材に
対する穿孔作業を実施′する際の位置に設定すると共に
穿孔作業が終了した後にレーザー光の集光点位置又はノ
ズルを切断作業を実施する際の位置に設定する第2制御
手段とを有して構成されるものである。
Further, a typical piercing device includes a laser oscillator, a condensing section for condensing laser light, and a nozzle for emitting the condensed laser light and injecting assist gas. a first moving means for integrally moving the light part and the nozzle along the optical axis of the laser beam; and a first moving means for driving the first moving means to move the converging point of the laser beam or the nozzle to a cutting operation on the workpiece. a first control means for setting the position at which the laser beam will be focused; a second moving means for moving either the condensing section or the nozzle along the optical axis of the laser beam; and a condensing point position or the nozzle for the laser beam. a second control means for setting the laser beam to a position when performing a drilling operation on the workpiece, and setting the laser beam focal point position or the nozzle to a position when performing a cutting operation after the drilling operation is completed; It is constructed with the following.

〈作用〉 」二記第1のレーザーピアシング方法によれば、ピアシ
ングを実施するに際し被加工材に対する焦点の位置を切
断作業を実施する際の位置に設定した状態でノズル高さ
を切断作業時の高さよりも高く設定してピアシングを実
施することが出来る。
<Function> According to the first laser piercing method described in Section 2, when performing piercing, the nozzle height is adjusted to the position during the cutting operation with the focal point position relative to the workpiece being set at the position when performing the cutting operation. Piercing can be performed by setting higher than the height.

このようにピアシングを行う際のノズル高さを高くする
ことによって、ノズルから噴射されるアシストガスの気
流長が長くなり、ノズルから離隔するに従って広がりつ
つ流速が低下する。従って、ノズルから該ノズルにヒユ
ームやスパッタが逆流することを防止し得るより流量を
持ったアシストガスを噴射しても、焦点位置に於けるア
シストガスのモーメンタムは小さくなり、このため、飛
散するスパッタの運動エネルギを小さくすることが出来
る。またアシストガス気流の側方には大気の二次気流が
発生し、この二次気流によって飛散するスパッタを下方
に押しやる作用が生じる。
By increasing the height of the nozzle when performing piercing in this way, the length of the airflow of the assist gas injected from the nozzle becomes longer, and the flow rate decreases as it expands as it moves away from the nozzle. Therefore, even if assist gas is injected at a flow rate higher than that required to prevent fume or spatter from flowing back from the nozzle to the nozzle, the momentum of the assist gas at the focal point will be small, and this will reduce the amount of spatter that is scattered. The kinetic energy of can be reduced. Further, a secondary airflow of the atmosphere is generated on the side of the assist gas airflow, and this secondary airflow has the effect of pushing the scattered spatter downward.

」−記の如くノズル高さを高くすることによって、被加
工材の表面から上方に飛散するスパッタの量を減少させ
、且つこのスパッタを斜め上方から水平方向の範囲内に
飛散させることが出来る。更に、上方に飛散するスパッ
タがあったとしても、このスパッタはノズルに到達する
までに冷却され、ノズルに溶着することが無い。従って
、本方法によれば、被加工材に形成される孔のバラツキ
、孔の形状等の品質が後工程に影響を及ぼすことの無い
場合には、照射するレーザー光の出力を大きくして大量
のスパッタを飛散させながら短時間でピアシングを実施
することが出来る。
By increasing the nozzle height as described above, it is possible to reduce the amount of spatter that scatters upward from the surface of the workpiece, and to scatter this spatter from obliquely upward to within a horizontal range. Furthermore, even if there is spatter scattered upward, this spatter is cooled down before reaching the nozzle and is not welded to the nozzle. Therefore, according to this method, if the quality of the holes formed in the workpiece, such as the variation in the holes and the shape of the holes, does not affect the subsequent process, the output of the laser beam to be irradiated can be increased to produce a large amount of Piercing can be performed in a short time while scattering spatter.

上記第2のレーザーピアシング方法によれば、ピアシン
グ作業の進行に伴って焦点の位置を切断作業を実施する
際の位置である被加工材の表面近傍から裏面方向に移行
さセつつピアシングを実施することが出来る。焦点位置
を被加工材に形成される窪みの底面に設定することで、
ピアシング開始を常にレーザー光の最大エネルギを利用
して実施することか出来る。このため、被加工材に対す
る加熱、溶融、燃焼を効率良く行うことが出来、従って
ピアシング時間を短縮することが出来る。
According to the second laser piercing method, as the piercing operation progresses, piercing is performed while the focal point is shifted from near the surface of the workpiece, which is the position when performing the cutting operation, toward the back surface of the workpiece. I can do it. By setting the focus position to the bottom of the depression formed in the workpiece,
Piercing can always be started using the maximum energy of the laser beam. Therefore, the workpiece can be heated, melted, and burned efficiently, and the piercing time can therefore be shortened.

この場合、ノズル高ざを切断を実施する際の高さに維持
した状態でピアシングを実施するため、レーザー発振器
の出力をパルス発振として飛散するスパッタの量を抑制
することが好ましい。
In this case, since piercing is carried out with the nozzle height maintained at the height used for cutting, it is preferable to suppress the amount of spatter scattered by using the output of the laser oscillator as pulse oscillation.

本方法は、被加工材に形成される貫通孔の品質を重視す
る場合に有利である。
This method is advantageous when the quality of the through hole formed in the workpiece is important.

上記第3のレーザーピアシング方法によれば、ピアシン
グの進行過程に於いて、ノズル高さがピアシング開始高
さから切断高さまで連続的に移行すると共に焦点位置は
被加工材の表面近傍から裏面方向に連続的に移行する。
According to the third laser piercing method, during the progress of piercing, the nozzle height continuously shifts from the piercing start height to the cutting height, and the focal point moves from near the surface of the workpiece toward the back surface. Transition continuously.

従って、貫通孔の径のバラツキ、形状のバラツキ等が後
工程に影響を及ぼすことが無い場合には、照射するレー
ザー光の出力を大きくして大量のスパッタを飛散させつ
つ短時間でピアシングを実施することが出来る。
Therefore, if variations in the diameter or shape of the through-hole do not affect the subsequent process, piercing can be performed in a short time by increasing the output of the laser beam to scatter a large amount of spatter. You can.

即ち、出力の大きなレーザー光を照射された被加工材は
表面から大量のスパッタを飛散させて一挙にスリハチ状
の窪みを生ずる。然し、焦点位置がビアソングの進行に
応して裏面方向に移行するため、形成された窪みの底面
には常にエネルギ密度の高いレーザー光が照射され、再
び大量のスパッタが飛散してビアソングが継続される。
That is, a workpiece that is irradiated with a high-output laser beam scatters a large amount of spatter from the surface, creating a bee-like depression all at once. However, as the focal point shifts toward the back surface as the beer song progresses, the bottom surface of the formed depression is constantly irradiated with a laser beam with high energy density, and a large amount of spatter is scattered again, causing the beer song to continue. Ru.

従って、本方法によれば被加工材に比較的大きな径の孔
を短時間で形成することが出来る。
Therefore, according to this method, a hole with a relatively large diameter can be formed in a workpiece in a short time.

また被加工材の表面に比較的大きな径を持った窪みが形
成されることから、ピアシングの進行過程に於いて発生
するスパッタは広範囲に飛散しノズルに溶着することが
無い。
Furthermore, since a recess with a relatively large diameter is formed on the surface of the workpiece, spatter generated during the piercing process is scattered over a wide range and does not adhere to the nozzle.

上記第4のレーザーピアシング方法によれば、ノズル高
さを切断を実施する際の高さよりも高く維持し、被加工
材に対する焦点位置を表面近傍から裏面方向に移行させ
つつピアシングを実施することが出来る。このため、ノ
ズルに対するスパッタを付着を防止すると共にピアシン
グの実施時間を短縮することが出来る。
According to the fourth laser piercing method, the nozzle height is maintained higher than the height when performing cutting, and piercing can be performed while shifting the focus position on the workpiece from near the surface toward the back surface. I can do it. Therefore, it is possible to prevent spatter from adhering to the nozzle and to shorten the time required for piercing.

また上記レーザーピアシング装置によれば、前記各方法
を自動的に実施することが出来る。
Further, according to the laser piercing device described above, each of the above methods can be automatically performed.

即ち、集光部によって集光されたレーザー光をノズルか
ら出射すると共に、該ノズルからアシス1−ガスを噴射
することで被加工材に対するピアシングを実施すること
が出来る。そして第1制御手段によって駆動を制御され
る第1移動手段によって集光部及びノズルを一体的に移
動させ、且つ第2制御手段によって駆動を制御される第
2移動手段によって集光部或いはノズルを互いに独立し
て移動することで、採用するレーザーピアシング方法に
応じてノズル高さを所望の値に設定すると共に焦点位置
を所望の位置に設定することが出来る。
That is, by emitting the laser beam focused by the condensing section from the nozzle and injecting the assist 1 gas from the nozzle, it is possible to perform piercing on the workpiece. The light condensing section and the nozzle are integrally moved by the first moving means whose drive is controlled by the first control means, and the light condensing section or the nozzle is moved integrally by the second moving means whose drive is controlled by the second control means. By moving independently of each other, the nozzle height can be set to a desired value and the focal point position can be set to a desired position depending on the laser piercing method employed.

〈実施例〉 以下上記手段を適用したレーザーピアシング方法及び装
置について図を用いて説明する。
<Example> A laser piercing method and apparatus to which the above means are applied will be described below with reference to the drawings.

後述する各実施例では、パルス周波数50Hz、  ピ
ーク出力2kwの炭酸ガスレーザー発振器と、焦点路1
ii11フインチのレンスとによって構成した装置を用
い、板厚12mmの軟鋼材を被加工材Wとしてビアシイ
グを実施した。前記パルス周波数は被加工材Wをピアシ
ングするに際し、レーザー光の照射位置を加熱、溶融さ
せ、且つ冷却させるのに好ましい周波数である。また被
加工材Wを切断する際のノズルNの高さは1鵬に設定し
ている。
In each example described later, a carbon dioxide laser oscillator with a pulse frequency of 50 Hz and a peak output of 2 kW, and a focal path 1 are used.
Viasig was performed using a mild steel material with a plate thickness of 12 mm as the workpiece W using an apparatus configured with a lens with 11 finches. The pulse frequency is a preferable frequency for heating, melting, and cooling the laser beam irradiation position when piercing the workpiece W. Further, the height of the nozzle N when cutting the workpiece W is set to 1 height.

[第1実施例〕 第1図(a)、 (b)は第1請求項に対応するピアシ
ング方法の説明図である。
[First Embodiment] FIGS. 1(a) and 1(b) are explanatory diagrams of a piercing method corresponding to the first claim.

同図(alは被加工材Wに対する切断を実施する際の状
態を示し、この状態を初期状態としている。
In the same figure (al indicates the state when cutting the workpiece W, and this state is taken as the initial state.

前記初期状態に於けるノズルNの下端面と被加工材Wと
の距離は切断高さdcである1 mmに設定している。
The distance between the lower end surface of the nozzle N and the workpiece W in the initial state is set to 1 mm, which is the cutting height dc.

そしてレンズLと被加工材Wとの距離Hを190皿に設
定することによって焦点Fを被加工材Wの表面に設定し
ている。
The focal point F is set on the surface of the workpiece W by setting the distance H between the lens L and the workpiece W to 190 points.

レンズI、の位置を距離Hに維持した状態でノズルNの
高さをピアシング高さdpである7mmに設定し、この
高さdpを維持してレーザー発振器かラパルスデューテ
ィー25%でパルスレーザーヲ発振してピアシングを実
施したところ、ピアシング所要時間は20秒であった。
While maintaining the position of lens I at distance H, set the height of nozzle N to the piercing height dp of 7 mm, and while maintaining this height dp, turn on the laser oscillator or pulse laser with a lap pulse duty of 25%. When piercing was performed with oscillation, the required piercing time was 20 seconds.

この値は従来のピアシング時間に比較して50%短縮さ
れている。
This value is a 50% reduction compared to conventional piercing time.

(第2実施例〕 第2図(a)、 (b)は第2請求項に対応するピアシ
ング方法の説明図である。
(Second Embodiment) FIGS. 2(a) and 2(b) are explanatory diagrams of a piercing method according to the second claim.

同図(a)に於いて、ノズルN及びレンズLの被加工材
Wに対する位置は前述の第1実施例と同様に、ノズルN
の高さdcを1 mmに設定し、またレンズLの距離1
11を190mmに設定している。
In the same figure (a), the positions of the nozzle N and the lens L with respect to the workpiece W are the same as in the first embodiment described above.
The height dc of the lens L is set to 1 mm, and the distance of the lens L is set to 1 mm.
11 is set to 190mm.

ノズルNの高さdcを維持してレーザー発振器からパル
スデューティ−10%でパルスレーザ−を発振してピア
シングを開始すると共に、ピアシングの進行に伴って、
レンズLの距離を旧を190 mmから184mm (
H2)に変更して焦点Fの位置を被加工材Wの表面から
裏面方向に6mm移行させたところ、ピアシング所要時
間は25秒であった。この値は従来のピアシング時間に
比較して約37%短縮されている。
While maintaining the height dc of the nozzle N, the laser oscillator oscillates a pulsed laser with a pulse duty of -10% to start piercing, and as the piercing progresses,
Change the distance of lens L from 190 mm (old model) to 184 mm (
When changing to H2) and moving the position of the focal point F by 6 mm from the front surface of the workpiece W toward the back surface, the required piercing time was 25 seconds. This value is approximately 37% shorter than conventional piercing time.

〔第3実施例〕 第3図(a)〜(C)と第3請求項に対応するピアシン
グ方法の説明図である。
[Third Embodiment] FIG. 3 is an explanatory diagram of a piercing method corresponding to FIGS. 3(a) to 3(C) and the third claim.

同図(a)に於いて、ノズルN及びレンズLの液加工材
Wに対する位置は前述の第1実施例と同様に、ノズルN
の高さdcをl +n+nに設定し、またレンズLの距
離111を190+nmに設定している。
In the same figure (a), the position of the nozzle N and the lens L with respect to the liquid processed material W is the same as in the first embodiment described above.
The height dc of the lens L is set to l+n+n, and the distance 111 of the lens L is set to 190+nm.

レンズLの位置を距離旧に維持した状態でノズルNの高
さをピアシング高さdpである7mmに設定し、レーザ
ー発振器からパルスデューティ−20%でパルスレーザ
−を発振してピアシングを開始し、ピアシングの進行に
伴って、レンズLの距離を旧を190mmから184m
m (H2)に変更して焦点Fの位置を被加工材Wの表
面から裏面方向に6mm移行させると共に、ノズルNを
ピアシング高さdPから切断高さdcに移行させたとこ
ろ、ピアシング所要時間は12秒であった。この値は従
来のピアシング時間に比較して70%短縮されている。
While maintaining the position of the lens L at the same distance, the height of the nozzle N is set to 7 mm, which is the piercing height dp, and the laser oscillator oscillates a pulsed laser with a pulse duty of -20% to start piercing. As the piercing progresses, the distance of lens L has been changed from 190mm to 184m.
m (H2), moved the position of the focal point F by 6 mm from the front surface of the workpiece W toward the back surface, and moved the nozzle N from the piercing height dP to the cutting height dc, and the required piercing time was It was 12 seconds. This value is 70% shorter than conventional piercing time.

〔第4実施例〕 第4図(a)〜(C)は第4請求項に対応するピアシン
グ方法の説明図である。
[Fourth Embodiment] FIGS. 4(a) to 4(C) are explanatory diagrams of a piercing method corresponding to the fourth claim.

同図(a)に於いて、ノズルN及びレンズLの被加工材
Wに対する位置は前述の第1実施例と同様に、ノズルN
の高さdcを1mmに設定し、またレンズ−2〇 − りの距離旧を190++++++に設定している。
In the same figure (a), the positions of the nozzle N and the lens L with respect to the workpiece W are the same as in the first embodiment described above.
The height dc of the lens is set to 1 mm, and the distance of the lens -20 is set to 190++++++.

レンズLの位置を距離H1に維持した状態でノズルNの
高さをピアシング高さdpである7mmに設定し、この
ノズルNの高さdpを維持した状態でレーザー発振器か
らパルスデューティ−25%でパルスレーザ−を発振し
てピアシングを開始し、ピアシングの進行に伴って、レ
ンズ■、の距離を旧を190n++nから184mm 
()12)に変更して焦点Fの位置を被加工材Wの表面
から裏面方向に6mm移行させたところ、ピアシング所
要時間は6秒であった。
While maintaining the position of the lens L at the distance H1, the height of the nozzle N is set to 7 mm, which is the piercing height dp, and while maintaining the height dp of the nozzle N, the pulse duty is -25% from the laser oscillator. Start piercing by oscillating the pulse laser, and as the piercing progresses, change the distance of the lens from 190n++n to 184mm.
When the method was changed to ()12) and the position of the focal point F was moved 6 mm from the front surface of the workpiece W toward the back surface, the required piercing time was 6 seconds.

この値は従来のピアシング時間に比較して85%短縮さ
れている。
This value is 85% shorter than conventional piercing time.

〔ピアシング装置] 次に上記ピアシング方法を実施するためのピアシング装
置について説明する。第5図はピアシング装置Aの模式
説明図である。
[Piercing Apparatus] Next, a piercing apparatus for carrying out the above piercing method will be described. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the piercing device A.

図に於いて、レーザー発振器4から出射されたレーザー
光1は、図示しないミラー、プリズム等からなる光学系
を介して光軸5に沿って導かれ、集光部となるレンズ6
によって被加工材への厚さ方向所定位置に結像してスポ
ット7を形成する。
In the figure, a laser beam 1 emitted from a laser oscillator 4 is guided along an optical axis 5 through an optical system including mirrors, prisms, etc. (not shown), and is guided through a lens 6 which serves as a condenser.
The spot 7 is formed by focusing an image on a predetermined position in the thickness direction of the workpiece.

レンズ6は第1移動手段となる昇降ブラケット8に固着
された筒体9に固定されている。前記昇降ブラケット8
は機械フレーム13に装着され、モーター8aに駆動さ
れて昇降し、これによって、ノズル3及びレンズ6を一
体的に昇降し得るように構成している。尚、8bはモー
ター8aの駆動を制御する第1制御手段となるモーター
制御部であり、図示しない中央制御装置と接続されて信
号の授受を行うように構成されている。
The lens 6 is fixed to a cylindrical body 9 fixed to a lifting bracket 8 serving as a first moving means. The lifting bracket 8
is attached to the machine frame 13 and is driven by a motor 8a to move up and down, thereby allowing the nozzle 3 and lens 6 to move up and down integrally. Incidentally, reference numeral 8b denotes a motor control section serving as a first control means for controlling the drive of the motor 8a, and is configured to be connected to a central control device (not shown) to send and receive signals.

ノズル3は光軸5に沿って昇降可能に筒体9に嵌挿され
ている。ノズル3の所定位置には第2移動手段となるラ
ック10aが固着されており、前記昇降ブラケット8に
モーター11aが固着されている。またモーター11a
の軸にはピニオン10bが固着されており、該ビニオン
10bと前記ランク10aとを噛合させると共に、モー
ター11aの回転を第2制御部となるモーター制御部1
.1bによって制御することで、ノズル3を光軸5に沿
って移動させ、該ノズル3の高さを設定し得るように構
成している。尚、前記モーター制御部11bは図示しな
い中央制御装置と接続されて信号の授受を行うように構
成されている。
The nozzle 3 is fitted into the cylindrical body 9 so as to be movable up and down along the optical axis 5. A rack 10a serving as a second moving means is fixed to a predetermined position of the nozzle 3, and a motor 11a is fixed to the lifting bracket 8. Also, the motor 11a
A pinion 10b is fixed to the shaft of the pinion 10b, which meshes the pinion 10b with the rank 10a and controls the rotation of the motor 11a by a motor control section 1 serving as a second control section.
.. 1b, the nozzle 3 is moved along the optical axis 5 and the height of the nozzle 3 can be set. The motor control section 11b is configured to be connected to a central control device (not shown) to exchange signals.

ノズル3の内部には室3aが形成されており、先端には
光軸5と同軸上にレーザー光1及びアシストガス2を通
過させるための孔3bが形成されている。またノズル3
の側面所定位置には、室3aにアシストガス2を供給す
るだめの供給孔3cが形成されている。そして前記供給
孔3oを介してガス供給装置12から所定の圧力に調整
したアシストガス2を室3aに供給し得るように構成し
ている。
A chamber 3a is formed inside the nozzle 3, and a hole 3b for passing the laser beam 1 and the assist gas 2 is formed at the tip coaxially with the optical axis 5. Also nozzle 3
A supply hole 3c for supplying the assist gas 2 to the chamber 3a is formed at a predetermined position on the side surface of the chamber 3a. The assist gas 2 adjusted to a predetermined pressure can be supplied from the gas supply device 12 to the chamber 3a through the supply hole 3o.

アシストガス2としては、被加工材Aの材質に応して酸
素ガス或いは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを
選択的に用いている。即ち、鋼板。
As the assist gas 2, oxygen gas, nitrogen gas, or an inert gas such as argon gas is selectively used depending on the material of the workpiece A. Namely, steel plate.

ステンレス板等に対してピアシングを行い、且つこのピ
アシングに引き続いて切断を行うような場合には酸素ガ
スを用いることが多く、また加工部分に於ける母材に酸
化等の影響を与えないようにする場合には不活性ガスを
用いることが多い。
Oxygen gas is often used when piercing a stainless steel plate, etc., and subsequently cutting, and care must be taken to avoid oxidation or other effects on the base material in the processed part. In this case, an inert gas is often used.

=23− ガス供給装置12は、酸素ガス或いは不活性ガス等を供
給するためのボンへ12aと、圧力調整装置12bと、
バルブ12cとによって構成されており、ボンへ12a
に充填された高圧ガスを圧力調整装置12bに於いて所
定の供給圧力に調整した後、ピアシングの実施に応して
駆動されるバルブ12cの開閉によって、ノズル3の室
3aに対しアシストガス2を供給し或いは供給を停止し
得るように構成している。
=23- The gas supply device 12 includes a bong 12a for supplying oxygen gas or inert gas, etc., a pressure adjustment device 12b,
It is configured by a valve 12c and a valve 12a.
After the high-pressure gas filled in the nozzle 3 is adjusted to a predetermined supply pressure in the pressure regulator 12b, the assist gas 2 is supplied to the chamber 3a of the nozzle 3 by opening and closing the valve 12c, which is driven in accordance with the piercing. The structure is such that the supply can be started or stopped.

次に上記の如く構成したピアシング装置Aを用いて被加
工材Wに対するピアシングを実施する手順について説明
する。
Next, a procedure for piercing a workpiece W using the piercing apparatus A configured as described above will be described.

先ず、モーター制御部8b、11bに被加工材Wの材質
、板厚等に応じて予め設定されたピアシング時間データ
、ピアシングを実施する際のノズル3の高さデータ、切
断を実施する際のノズル3の高さデータ等を記憶させ、
次いでノズル3を被加工材Aに対する所定の穿孔位置に
セットする。
First, the motor control units 8b and 11b are provided with piercing time data preset according to the material, plate thickness, etc. of the workpiece W, height data of the nozzle 3 when piercing, and nozzle when cutting. 3. Memorize the height data etc.
Next, the nozzle 3 is set at a predetermined drilling position on the workpiece A.

次いで図示しない中央制御装置を操作してレーザー発振
器4.ガス供給装置12.モーター制御部8b、llb
に対しピアシング操作開始の信号を伝送すると、モータ
ー8aはモーター制御部8bに制御されて被加工材Wの
表面近傍にスポット7を形成し得る高さまでノズル3及
びレンズ6を一体的に昇降させる。次にモーター1.1
aはモーター制御部11bに制御されてノズル3を光軸
5に沿って所定のピアシング高さまで移動させる。そし
てレーザー発振器4からレーザー光1が出射され、同時
にノズル3に対してガス供給装置12からアシストガス
2が供給され、ノズル3の孔3bからレーザー光1に沿
って噴射する。
Next, a central control device (not shown) is operated to control the laser oscillator 4. Gas supply device 12. Motor control section 8b, llb
When a signal to start the piercing operation is transmitted to the nozzle 3 and the lens 6, the motor 8a is controlled by the motor control section 8b to raise and lower the nozzle 3 and the lens 6 integrally to a height at which a spot 7 can be formed near the surface of the workpiece W. Next motor 1.1
a moves the nozzle 3 along the optical axis 5 to a predetermined piercing height under the control of the motor control section 11b. Then, the laser beam 1 is emitted from the laser oscillator 4, and at the same time, the assist gas 2 is supplied to the nozzle 3 from the gas supply device 12, and is ejected from the hole 3b of the nozzle 3 along the laser beam 1.

上記状態に於いて、被加工材Wに対するピアシングが実
施される。そして予め設定されたピアシング時間が経過
すると、モーター制御部11bによってモーター11a
がノズル3を所定の切断高さまで移動させるように回転
し、同時にモーター制御部11bから中央制御装置にピ
アシング終了信号を伝送する。ピアシング終了信号が伝
送された制御装置では、引続き切断作業を実施するか否
かを判断し、レーザー発振器4及びガス供給装置12を
停止させ、或いはノズル3と被加工材Aとを相対的に移
動させて切断作業を実施する。
In the above state, piercing of the workpiece W is performed. Then, when a preset piercing time has elapsed, the motor controller 11b controls the motor 11a.
rotates to move the nozzle 3 to a predetermined cutting height, and at the same time transmits a piercing end signal from the motor controller 11b to the central controller. The control device to which the piercing end signal is transmitted determines whether or not to continue the cutting operation, stops the laser oscillator 4 and the gas supply device 12, or moves the nozzle 3 and the workpiece A relatively. Then carry out the cutting work.

第6図はピアシング装置Bの説明図である。尚、図に於
いて、前述の実施例と同一部分及び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。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the piercing device B. In the drawings, the same parts and parts having the same functions as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

図に於いて、ノズル3は第1移動手段となる昇降ブラケ
ット8に固着されでおり、このノズル3にレンズ6を固
着した筒体9が光軸5に沿って移動可能に嵌合されてい
る。
In the figure, a nozzle 3 is fixed to an elevating bracket 8 serving as a first moving means, and a cylinder 9 to which a lens 6 is fixed is fitted to the nozzle 3 so as to be movable along the optical axis 5. .

筒体9の側面所定位置には第2移動手段となるラック1
4aが固着されており、また昇降ブラケット8には駆動
手段となるモーター15aが固着されている。モーター
15aの軸にはビニオン1.、lbが固着されており、
このビニオン14bをラック14aと噛合させることで
、モーター15aによって筒体9゜レンズ6を光軸5に
沿って移動させるように構成している。前記モーター1
5aの回転はモーター制御部15bによって制御される
At a predetermined position on the side of the cylindrical body 9 is a rack 1 serving as a second moving means.
A motor 15a serving as a driving means is fixed to the lifting bracket 8. A pinion 1. is attached to the shaft of the motor 15a. , lb are fixed,
By meshing the binion 14b with the rack 14a, the cylindrical 9° lens 6 is moved along the optical axis 5 by the motor 15a. Said motor 1
The rotation of 5a is controlled by a motor control section 15b.

従って、本実施例ではノズル3及びレンズ6を昇降ブラ
ケット8によって一体的に昇降させると共に、レンズ6
を光軸5に沿って移動し得るように構成している。
Therefore, in this embodiment, the nozzle 3 and the lens 6 are raised and lowered integrally by the lifting bracket 8, and the lens 6
is configured to be movable along the optical axis 5.

上記の如く構成されたピアシング装置Bを用いて被加工
材Wに対してピアシングを実施する場合は、前述の実施
例と同様にして実施することが可能である。
When piercing the workpiece W using the piercing apparatus B configured as described above, piercing can be carried out in the same manner as in the above embodiment.

上記ピアシング装置A、Bに於いて、モーター制御部8
 b、 Ilb、 i5bには夫々モーター8a。
In the above piercing devices A and B, the motor control section 8
b, Ilb, and i5b each have a motor 8a.

11a、 15aの回転量1回転方向を計測するために
例えばロータリーエンコーダ等の計測部材が設けられて
おり、ノズル3.レンズ6を切断する際の位置、或いは
ピアシングを実施する位置に設定したときの位置を記憶
し得るように構成されている。
A measuring member such as a rotary encoder is provided to measure the amount of rotation of the nozzles 11a and 15a in one rotational direction. It is configured to be able to store the position at which the lens 6 is cut or the position at which piercing is performed.

そしてノズル3.レンズ6が所定の位置から異なる位置
(例えば初期位置からピアシング位置)に移動する際に
は、これ等の記憶データが中央制御装置で演算されてノ
ズル3或いはレンズ6の被加工It Wに対する関係位
置を変更すること無く、互いに相対位置を変更し得るよ
うに構成されている。
and nozzle 3. When the lens 6 moves from a predetermined position to a different position (for example, from an initial position to a piercing position), these stored data are calculated by the central controller to determine the relative position of the nozzle 3 or lens 6 with respect to the workpiece ItW. They are configured so that their relative positions can be changed without changing their positions.

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る各方法によれ
ば、金属板等の被加工材に対してピアシングを実施する
に際し、該被加工材に於いて発生ずる気化金属のヒユー
ム、該被加工材から排除される溶融金属及び溶融酸化物
等がレンズ及びノズルに付着することがない。従って、
ピアシングの実施及びピアシングに引き続いて切断作業
を実施するに際し、ヒユーム及び溶融物による悪影響を
防止して円滑に作業を実施することが出来る。
<Effects of the Invention> As explained in detail above, according to each method according to the present invention, when piercing a workpiece such as a metal plate, vaporized metal generated in the workpiece is fume, molten metal, molten oxide, etc. removed from the workpiece will not adhere to the lens or nozzle. Therefore,
When carrying out piercing and cutting work subsequent to piercing, the work can be carried out smoothly by preventing the harmful effects of fumes and molten substances.

またノズルやレンズに対する清掃等の作業を行う必要が
無く、効率の良い作業を実施することが出来る。
Further, there is no need to perform work such as cleaning the nozzle or lens, and work can be carried out efficiently.

また本発明に係るピアシング装置によれば、前記各方法
を自動的に実施することが出来る。このため、ノズル及
びレンズに対してメンテナンスフリーとすることが出来
る等の特徴を有するものである。
Further, according to the piercing device according to the present invention, each of the above methods can be automatically performed. Therefore, the nozzle and lens have the characteristics of being maintenance-free.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1 [ff1(a)、 (1−+)は第1請求項に対
応するピアシン=28− グ方法の説明図、第2図(a)、 (b)は第2請求項
に対応するピアシング方法の説明図、第3図(a)〜(
C)1″S第3請求項に対応するピアシング方法の説明
図、第4図(a)〜(C)は第4請求項に対応するピア
シング方法の説明図、第5図はピアシング装置への模式
説明図、第6図はピアシング装置Bの説明図である。 A、Bはピアシング装置、Wは被加工材、■はレーザー
光、2はアシストガス、N、3はノズル、3aは室、3
bは孔、4はレーザー発振器、5は光軸、L、  6は
レンズ、F、  7はスポット、8は昇降ブラケット、
9は筒体、10a +’ 14aはラック、10b、1
4bはビニオン、8 a、’ lla、15aはモータ
ー、8 b、Ilb、15bはモーター制御部、12は
ガス供給装置、13は機械フレームである。 特許出願人  小池酸素工業株式会社
1st [ff1(a), (1-+) is an explanatory diagram of the piercing method corresponding to the first claim, FIG. 2(a), (b) is a piercing method corresponding to the second claim. Explanatory diagram of the method, Figure 3 (a)-(
C) 1''S An explanatory diagram of the piercing method corresponding to the third claim, FIGS. 4(a) to (C) are explanatory diagrams of the piercing method corresponding to the fourth claim, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the piercing method corresponding to the fourth claim. A schematic explanatory diagram, FIG. 6 is an explanatory diagram of piercing device B. A and B are piercing devices, W is a workpiece, ■ is a laser beam, 2 is an assist gas, N, 3 is a nozzle, 3a is a chamber, 3
b is the hole, 4 is the laser oscillator, 5 is the optical axis, L, 6 is the lens, F, 7 is the spot, 8 is the lifting bracket,
9 is a cylinder, 10a +' 14a is a rack, 10b, 1
4b is a binion, 8a, 'lla, 15a is a motor, 8b, Ilb, 15b is a motor control section, 12 is a gas supply device, and 13 is a machine frame. Patent applicant Koike Oxygen Industry Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の所
定位置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノズル高さ及
びレーザー光の集光点の位置を維持した状態で穿孔作業
を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを切断作業を
実施する際の高さに戻すことを特徴としたレーザーピア
シング方法。
(1) A laser piercing method in which a workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time an assist gas is injected to make a hole. The drilling height is set to a height greater than the height at which the cutting operation will be performed, and the position of the laser beam condensing point is set at a predetermined position at which the cutting operation will be performed, and the drilling operation is started, and the nozzle A laser piercing method characterized by performing drilling work while maintaining the height and the position of the focal point of the laser beam, and returning the nozzle to the height at which cutting work is performed after the drilling work is completed.
(2)被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
施する際の高さと等しく設定すると共にレーザー光の集
光点の位置を切断作業を実施する際の位置に設定して穿
孔作業を開始し、前記ノズル高さを維持した状態でレー
ザー光の集光点の位置を被加工材の厚さ方向に移動させ
つつ穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了した後にレーザ
ー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位置に戻
すことを特徴としたレーザーピアシング方法。
(2) A laser piercing method in which a workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time an assist gas is injected to drill the workpiece, and when performing drilling work on the workpiece, the height of the nozzle is The nozzle height is set equal to the height at which the cutting operation will be performed, and the position of the laser beam condensing point is set at the position at which the cutting operation will be performed, and the drilling operation is started, maintaining the nozzle height. Drilling is performed while moving the laser beam focal point in the thickness direction of the workpiece, and after the drilling is completed, the laser beam focal point is adjusted to the position when cutting. A laser piercing method characterized by returning to.
(3)被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位
置に設定して穿孔作業を開始し、穿孔作業の進行に伴っ
てノズルを切断を実施する際の高さまで移行させると共
にレーザー光の集光点の位置をノズルの移行と同時に同
方向に移行させ、穿孔作業が終了した後にレーザー光の
集光点の位置を切断作業を実施する際の位置に戻すこと
を特徴としたレーザーピアシング方法。
(3) A laser piercing method in which a workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time an assist gas is injected to drill the workpiece, and when performing the drilling operation on the workpiece, the height of the nozzle is Start the drilling work by setting the height to a drilling height that is larger than the height at which the cutting work will be performed and the position of the laser beam focal point to the position at which the cutting work will be performed. As the hole progresses, the nozzle is moved to the height at which cutting is performed, and the position of the laser beam focal point is moved in the same direction at the same time as the nozzle moves. A laser piercing method characterized by returning the position to the position when performing cutting work.
(4)被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位
置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノズル高さを維持
した状態でレーザー光の集光点の位置を被加工材の厚さ
方向に移行させつつ穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了
した後にノズルを切断作業を実施する際の高さに戻すと
共にレーザー光の集光点の位置を切断を実施する際の位
置に戻すことを特徴としたレーザーピアシング方法。
(4) A laser piercing method in which a workpiece is irradiated with a focused laser beam from a nozzle and at the same time an assist gas is injected to make the hole. The nozzle is set to a drilling height that is larger than the height at which the cutting operation will be performed, and the position of the laser beam condensing point is set to the position at which the cutting operation will be performed, and the drilling operation is started. Perform the drilling work while shifting the position of the laser beam condensing point in the thickness direction of the workpiece while maintaining the same height, and after the drilling work is completed, adjust the nozzle to the height at which the cutting work will be performed. A laser piercing method characterized by returning the focal point of the laser beam to the position at the time of cutting.
(5)レーザー発振器と、レーザー光を集光するための
集光部と、集光されたレーザー光を出射すると共にアシ
ストガスを噴射するためのノズルとを有し、前記集光部
及びノズルを一体的にレーザー光の光軸に沿って移動さ
せる第1移動手段と、前記第1移動手段を駆動してレー
ザー光の集光点位置又はノズルを被加工材に対する切断
作業を実施する際の位置に設定する第1制御手段と、前
記集光部又はノズルの何れか一方をレーザー光の光軸に
沿って移動させる第2移動手段と、レーザー光の集光点
位置又はノズルを被加工材に対する穿孔作業を実施する
際の位置に設定すると共に穿孔作業が終了した後にレー
ザー光の集光点位置又はノズルを切断作業を実施する際
の位置に設定する第2制御手段とを有することを特徴と
したレーザーピアシング装置。
(5) It has a laser oscillator, a condensing part for condensing laser light, and a nozzle for emitting the condensed laser light and injecting assist gas, and the condensing part and nozzle are a first moving means that integrally moves the laser beam along the optical axis; and a position at which the first moving means is driven to position the converging point of the laser beam or the nozzle when cutting the workpiece. a first control means for moving either the light condensing section or the nozzle along the optical axis of the laser beam; It is characterized by having a second control means for setting the position at which the drilling operation is to be carried out and also setting the laser beam focal point position or the nozzle to the position at which the cutting operation is to be carried out after the drilling operation is completed. Laser piercing device.
(6)レーザー発振器と、レーザー光を集光するための
集光部と、集光されたレーザー光を出射すると共にアシ
ストガスを噴射するためのノズルとを有し、前記集光部
及びノズルを一体的にレーザー光の光軸に沿って移動さ
せる第1移動手段と、前記集光部又はノズルの何れか一
方をレーザー光の光軸に沿って移動させる第2移動手段
と、被加工材の厚さ方向に対するレーザー光の集光点の
位置及びノズルが切断作業を実施する際の高さにあると
きの第1移動手段及び第2移動手段の位置を計測原点と
し、前記計測原点からの第1移動手段及び第2移動手段
の移動量を演算して被加工材の厚さ方向に対するレーザ
ー光の集光点の位置又はノズル高さを変えること無くレ
ーザー光の集光点とノズルの相対位置を変えるように制
御する制御手段を有することを特徴としたレーザーピア
シング装置。
(6) It has a laser oscillator, a condensing part for condensing the laser beam, and a nozzle for emitting the condensed laser beam and injecting assist gas, and the condensing part and the nozzle are a first moving means for integrally moving along the optical axis of the laser beam; a second moving means for moving either the condensing section or the nozzle along the optical axis of the laser beam; The position of the convergence point of the laser beam in the thickness direction and the position of the first moving means and the second moving means when the nozzle is at the height when performing cutting work are taken as the measurement origin, and the By calculating the movement amount of the first moving means and the second moving means, the relative position of the laser beam focusing point and the nozzle can be determined without changing the position of the laser beam focusing point in the thickness direction of the workpiece or the nozzle height. A laser piercing device characterized by having a control means for controlling to change.
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