JPH05237686A - レーザー切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー光を反射する高反射材，レーザー光
を透過する高透過材等の被切断材に対し切断経路に沿っ
てレーザー光を吸収する吸収剤を塗布すると共に切断す
ることが出来るレーザー切断装置を提供する。 【構成】 吸収剤を収容する容器と、該容器に接続され
て吸収剤を被切断材に対し噴射して塗布するノズルと、
該ノズルを切断経路に沿って移動させる移動手段を設け
る。これにより、被切断材に対し吸収剤を塗布する場合
にノズルから吸収剤を噴射し、その後、レーザートーチ
を作動させて被切断材に対する切断を行うことが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザー切断装置に関
し、詳しくはレーザー光を反射する材料或いはレーザー
光を透過する材料等の被切断材を切断するためのレーザ
ー切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板，ステンレス鋼板，アルミニウム等
の金属材、或いはガラス，ダイヤモンド，セラミック
ス，合成樹脂等の非金属材等に対しレーザー光を用いた
切断，穴明け等の加工が行われている。これ等の中で純
銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金等はレー
ザー光を反射する材料として知られており、ガラス，ダ
イヤモンド等はレーザー光を透過する材料として知られ
ている。このような材料では照射されたレーザー光の大
部分が反射或いは透過し、円滑な加工を行うことが困難
であるという問題がある。

【０００３】上記問題を解決するために、穴明け位置又
は穴明け位置及び切断経路に沿ってレーザー光を吸収す
る吸収剤を塗布することによって、高反射材，高透過材
に対する穴明け，切断を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高反射材，高透過材等
の被切断材に対する吸収剤の塗布作業は作業員がハケや
スプレーガンを用いて行っている。このため、作業コス
トが高くなるという問題がある。レーザー光によって切
断する場合、切断幅（切溝幅）は小さい。然し、作業員
が手作業で被切断材に対する切断経路に沿って切断幅と
略等しく、或いは僅かに広く吸収剤を塗布することは不
可能であり、必然的に吸収剤の塗布幅は切断幅と比較し
て広くなり、切断された製品は塗布された吸収剤が残置
された状態となる。このため、切断された製品から吸収
剤を除去する作業が必要となり、この作業に多大な労力
を要するという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、作業員を煩わすことなく
被切断材に対する切断経路に沿って吸収剤を塗布するこ
とが出来、且つ吸収剤の塗布幅を狭くすることが出来る
レーザー切断装置を提供することにある。

【０００６】

【課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、レーザー光を照射
して被切断材を穴明け及び／又は切断するレーザー切断
装置に於いて、レーザー光を吸収する吸収剤を収容する
容器と、前記容器と接続されて吸収剤を被切断材に噴射
して塗布するノズルと、前記ノズルを被切断材の切断経
路に沿って移動させる移動手段とを有して構成されるも
のである。

【０００７】

【作用】上記レーザー切断装置（以下『切断装置』とい
う）によれば、容器に収容された吸収剤を該容器と接続
され且つ移動手段によって被切断材の切断経路に沿って
移動されるノズルから噴射して被切断材に塗布し得るよ
うに構成したので、作業員を煩わすことなく切断経路に
沿った吸収剤の塗布作業を行うことが出来、且つ吸収剤
の塗布幅を狭くすることが出来る。

【０００８】

【実施例】以下上記切断装置の一実施例について図を用
いて説明する。図１は切断装置の斜視図、図２は吸収剤
を塗布する塗布装置の系統図である。図に示す切断装置
Ａは、レーザー光に対する反射能の高い高反射材料或い
はレーザー光に対する透過能の高い高透過材料等の被切
断材Ｂに対し塗布装置Ｃのノズル１からレーザー光を吸
収する吸収剤を噴射させると共に、ノズル１を被切断材
Ｂの切断経路に沿って移動させることで吸収剤を塗布
し、その後、レーザートーチ２からレーザー光を照射す
ると共にレーザートーチ２を被切断材Ｂの切断経路に沿
って移動させることで、円滑に且つ容易に所望の形状に
切断し得るように構成したものである。

【０００９】先ず、図１により切断装置Ａの概略構成に
ついて説明する。図に於いて、平行に敷設された一対の
レール３に門型に形成されたガーダー４が走行可能に載
置されている。ガーダー４にはレール３と直交する方向
に横行可能な横行サドル５が載置され、この横行サドル
５に塗布装置Ｃのノズル１及びレーザートーチ２が搭載
されている。ガーダー４及び横行サドル５は共に移動手
段を構成するものであり、ガーダー４の走行方向，速度
及び横行サドル５の横行方向，速度は制御装置６からの
指令によって制御される。制御装置６は数値制御装置に
よって構成されており、内部に切断装置Ａの動作プログ
ラム，被切断材Ｂに対して切断すべき形状や切断経路，
切断速度等の切断情報を記憶する記憶部、記憶部に記憶
された情報を読み出してガーダー４，横行サドル５に設
けた図示しないモーターに駆動信号を発生する制御部が
設けられている。レーザー光を発射するレーザー発振器
７は横行サドル４に搭載されており、該レーザー発振器
７とレーザートーチ２とは内部の所定位置にミラー等の
光学系を構成したパイプ８によって接続されている。

【００１０】上記の如く構成された切断装置Ａでは、ノ
ズル１及びレーザートーチ２をガーダー４の走行範囲内
で且つ横行サドル５の横行範囲内で所望の方向に所望の
速度で移動させることが可能である。即ち、予め切断す
べき形状が設定された被切断材Ｂをレール３の間に配置
し、ガーダー４及び横行サドル５を切断すべき形状に応
じて設定された切断経路の直交成分方向に対応させて走
行，横行させることで、ノズル１及びレーザートーチ２
を、切断経路に沿って移動させることが可能である。そ
してこの移動過程でレーザートーチ２を作動させること
で、被切断材Ｂから所望の形状を持った製品を切断する
ことが可能である。

【００１１】次に、被切断材Ｂに吸収剤を塗布する塗布
装置Ｃの構成について図２により説明する。容器に収容
された液体，粉体をノズルに供給する方法としては、例
えばノズルの上部に容器を取り付けて収容物を重力によ
りノズルに供給する方法、或いは容器の下端部に容器ノ
ズルを設け、該容器ノズルに圧縮空気を供給して収容物
をインジェクション効果により吸引してノズルに供給す
る方法等がある。本実施例では、ノズル１から噴射され
る吸収剤11の単位時間当たりの噴射量を正確に制御し得
るように、以下説明する装置を採用している。

【００１２】図に於いて、塗布装置Ｃは、吸収剤11を収
容した容器12、容器12と接続され吸収剤11を被切断材Ｂ
に噴射して塗布するノズル１、ノズル１から噴射されて
飛散した吸収剤11を収集する収集装置13とによって構成
されている。吸収剤11としては、レーザー光を効果的に
吸収することが可能であり且つ取扱い性の良好な材料で
あれば用いることが可能である。本実施例では、吸収剤
11としてカーボン粉末を溶剤で液状に溶解したものを用
いている。

【００１３】ノズル１は横行サドル５に着脱可能に搭載
されている。従って、ノズル１の径を被切断材Ｂの板厚
に応じて変化する切断幅に対応して適宜選択することで
吸収剤11の塗布幅を切断幅と略等しく設定することが可
能である。即ち、ノズル１から噴射されて被切断材Ｂに
塗布される吸収剤11の線幅はノズル１の径に応じて変化
する。また被切断材Ｂの材質，板厚，切断速度等の切断
条件が設定されると、この切断条件に応じて切断幅も設
定される。従って、切断幅と略等しい線幅で吸収剤11を
塗布し得る径を持ったノズル１を選択して用いること
で、被切断材Ｂに切断幅と略等しい線幅を持って吸収剤
11を塗布することが可能である。尚、このことは吸収剤
11の浪費を防止することが可能であることを意味してい
る。

【００１４】容器12は密閉タンクを用いており、容器12
とノズル１とはホース或いはパイプ等の管14によって接
続されている。ノズル１及び容器12は図示しないエアコ
ンプレッサー等の圧縮空気供給源と接続されており、ノ
ズル１には調整器15ａによって減圧された圧縮空気が電
磁弁15ｂを介して供給され、また容器12には調整器15ａ
によって減圧された圧縮空気とを調整器15ｃによって更
に減圧した圧縮空気が供給されている。従って、ノズル
１に供給される圧縮空気の圧力と容器12に供給される圧
縮空気の差圧によって吸収剤11の噴射量を、また電磁弁
15ｂの開閉操作によって吸収剤11の噴射タイミングを制
御することが可能である。

【００１５】ノズル１に収集装置13を構成するフード16
が取り付けられている。このフード16はカップ状に形成
されており、被切断材Ｂと対向する端部にカーテン状或
いはブラシ状の遮蔽部材16ａが取り付けられている。ま
たフード16の上面16ｂには収集装置13を構成する排気フ
ァン17と接続するホース18が取り付けられている。従っ
て、排気ファン17を回転させてノズル１から吸収剤11を
噴射すると、ノズル１の周囲に飛散した吸収剤11は排気
ファン17によってフード16から排気され、被切断材Ｂに
付着したりノズル１に付着することがない。また排気フ
ァン17の上流側に吸収剤11を回収するスクリーン或いは
吸収剤11を吸着する吸着部材等を設けることで、吸収剤
11を除去した空気を大気中に排気することが可能であ
る。

【００１６】次に上記の如く構成した切断装置Ａの操作
手順について説明する。先ず、レール３の間に被切断材
Ｂを配置し、制御装置６に被切断材Ｂに対する切断経
路，切断速度等の切断情報を入力する。切断情報を入力
した後、吸収剤11の塗布作業を開始すべき指令を発生さ
せると、制御装置６からの信号によってノズル１を切断
経路に於ける切断開始位置に移動させ、その後、塗布装
置Ｃの作動を開始させる。

【００１７】塗布装置Ｃの作動は、排気ファン17を回転
させてフード16内の空気を排気し、電磁弁15ｂを開放し
てノズル１から吸収剤11を噴射することで行われる。そ
してノズル１から吸収剤11を噴射しつつ、ガーダー４，
横行サドル５を切断経路の直交成分方向に走行，横行さ
せることで、被切断材Ｂに対する全ての切断経路に沿っ
て（切断経路上）吸収剤11を塗布することが可能であ
る。切断経路上に吸収剤11を塗布した後、切断開始指令
を発生させると、制御部６からの信号によってレーザー
トーチ２を切断開始位置まで移動させる。次いで、レー
ザー発振器７からレーザー光が発射され、該レーザー光
がレーザートーチ２から被切断材Ｂに照射され、被切断
材Ｂに対する穴明けが開始される。そして吸収剤11を塗
布した場合と同様にしてレーザートーチ２を切断経路上
を移動させることで、所望の切断を行うことが可能であ
る。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
レーザー切断装置では、レーザー光を吸収する吸収剤を
容器に収容し、この吸収剤をノズルから噴射すると共に
ノズルを切断経路に沿って移動させるように構成したの
で、被切断材がレーザー光を反射する高反射材或いはレ
ーザー光を透過する高透過材である場合、穴明け，切断
を行うに先立って被切断材に対し切断経路に一致させて
吸収剤を塗布することが出来る。このため、被切断材に
対し吸収剤を塗布する作業を作業員を煩わすことなく実
施することが可能となり、作業コストを低減させること
が出来る。また被切断材に塗布された吸収剤は切断経路
と一致している。このため、被切断材Ｂの切断経路に未
塗布部分がなく、安定した切断を実施することが出来、
且つ反射したレーザー光により光路系が損傷することが
ない。コストを低減させることが出来る。またノズルの
径を適宜選択することによって、塗布された吸収剤の線
幅をレーザートーチによる切断幅と略一致させることが
出来る。従って、吸収剤の浪費を防止することが可能と
なり、且つ切断された製品に吸収剤が残置されることが
ない。このため、従来の如く製品から吸収剤を除去する
作業が不要となり、吸収剤の浪費によるコスト、及び残
置された吸収剤を除去する作業コストを低減することが
出来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】切断装置の斜視図である。

【図２】吸収剤を塗布する塗布装置の系統図である。

【符号の説明】

Ａは切断装置、Ｂは被切断材、Ｃは塗布装置、１はノズ
ル、２はレーザートーチ、３はレール、４はガーダー、
５は横行サドル、６は制御装置、７はレーザー発振器、
11は吸収剤、12は容器、13は収集装置、14，18は管、15
ａ，15ｃは調整器、15ｂは電磁弁、16はフード、17は排
気ファンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光を照射して被切断材を穴明け
   及び／又は切断するレーザー切断装置に於いて、レーザ
   ー光を吸収する吸収剤を収容する容器と、前記容器と接
   続されて吸収剤を被切断材に噴射して塗布するノズル
   と、前記ノズルを被切断材の切断経路に沿って移動させ
   る移動手段とを有することを特徴としたレーザー切断装
   置。