JPH058066A - レーザ加工機によるピアス穴加工方法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ加工機によって厚板ワークのピアス穴
明けを効率良く行なう。 【構成】 ワークのピアス穴加工予定箇所にポンチング
を行ない、このポンチングの後に、ポンチング加工箇所
にレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してピアス
穴明けを行なうことにより、ポンチングにより傾斜面と
なった箇所にレーザビームが照射され、照射されたレー
ザビームがポンチング箇所でくさび作用により傾斜面で
順次反射しながら深部に集中して高エネルギで最深部を
溶融させることができ、短時間で効率良くピアス穴を明
けることができる。そして、この結果として、厚板ワー
クに対してピアス穴明け加工を行なう場合でも、レーザ
加工ヘッド内の集光レンズを長時間レーザビームが透過
することがなく、ピアス穴明け加工により集光レンズの
寿命が短くなるのを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工機に関
し、特に厚板ワークに対して効率良くピアス穴を明ける
ことができるレーザ加工機によるピアス穴加工方法およ
びそれに用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ加工機により厚板ワークに
対してピアス穴を明けようとする場合、ワークの所定の
位置に対して長時間レーザビームを照射して徐々に穴明
けを行なう方法をとるか、あるいは、レーザ加工機を用
いずにボール盤やＮＣＴのような別の機械装置によって
穴明けを行なう方法をとっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の方法では、レーザ加工機を用いてピアス穴を明け
ようとすれば、長時間ワークの同一箇所にレーザビーム
を照射し続けなければならず、加工に時間がかかると共
にレーザビームの長時間の連続的な透過によりレーザ加
工ヘッド内の集光レンズの寿命が短くなる問題点があっ
た。また、レーザ加工機とは別の機械装置によってピア
ス穴明けを行なう場合には、同一ワークに対してその後
にレーザ加工を行なうとすれば、ワークをレーザ加工機
のクランパに改めて取り付けなければならず、基準座標
軸が異なるために全体的として精度の良い加工を施すこ
とがむずかしい問題点があり、同時に、ワークの着脱作
業を多くなるために作業が煩雑になる問題点もあった。

【０００４】このような問題点に鑑み、レーザ加工機に
レーザ加工ヘッド共に穴明け機械としてのドリルアセン
ブリを併設し、ピアス穴加工の際には、このドリルアセ
ンブリを利用する方式も考えられるが、ドリル加工によ
りピアス穴を明けようとすれば切り粉や煙が発生し、レ
ーザ加工の際にはこれらが障害となるために集塵装置に
より確実に加工塵を除去できるようにする必要があり、
装置が大がかりなものになりすぎる問題点があった。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、レーザ加工機によりピアス穴加工を
施す前にワークの所定の箇所にポンチングを行ない、そ
のポンチング箇所に対して後からレーザビームを照射し
てピアス穴明け加工を行なうことにより、レーザビーム
のくさび作用により効率良くピアス穴明け加工ができる
加工機によるピアス穴加工方法を提供することを目的と
する。

【０００６】また、この発明は、ピアス穴明け加工を効
率良く、また精度良く行なえるレーザ加工機を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のレーザ加工機
によるピアス穴加工方法は、ワークのピアス穴加工予定
箇所にポンチングを行ない、このポンチングの後に、ポ
ンチング加工箇所にレーザ加工ヘッドからレーザビーム
を照射してピアス穴明けを行なうものである。

【０００８】また、この発明のレーザ加工機は、ワーク
の所定の箇所に対してポンチングを行なうポンチングヘ
ッドをレーザ加工ヘッドと併設したものである。

【０００９】

【作用】この発明のレーザ加工機によるピアス穴加工方
法では、ワークのピアス穴加工予定箇所にまずポンチン
グを行ない、このポンチングの後に、ポンチング加工箇
所にレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してピア
ス穴明けを行なうことにより、ポンチングによりすり鉢
状の傾斜面となった凹部にレーザビームが照射されて傾
斜面で深部の側に順次反射されていき、くさび作用によ
りワークの深部にレーザビームが集中するようになっ
て、高いエネルギで短時間で効率的にピアス穴明け加工
を行なうことができ、同時に、厚板ワークに対するピア
ス穴明け加工の際にレーザ加工ヘッド内の集光レンズに
長時間のレーザビームの透過がないようにすることがで
き、ピアス穴明け加工により集光レンズの寿命が短くな
ることを防止することができる。

【００１０】また、この発明のレーザ加工機では、ピア
ス穴明け加工に先立って、所定の穴明け箇所にポンチン
グヘッドを用いてポンチングを行ない、続いてレーザビ
ーム照射を開始するようにすることができ、ポンチング
の施された箇所にピアス穴明け加工を同じレーザ加工機
上で連続して行なうことができ、精度良く、かつ効率良
くピアス穴明け加工が行なえる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１２】図１および図２に示すレーザ加工機１は、
後部側にレーザ発振器３が装着されており、レーザビー
ムＬＢをレーザ加工機１に供給するようになっている。

【００１３】レーザ加工機１は、ベース５と、このベー
ス５に垂直なポスト７と、このポスト７によりベース５
と対向するように片持ち梁式に水平に支持されたビーム
部材９から構成されている。そして、ベース５の上には
ワークＷを載置するためのテーブル１１が設けられてい
る。

【００１４】また、ベース５上には、テーブル１１に平
行するようにＹ軸方向に移動可能なキャリッジベース１
３が設けられていて、Ｙ軸駆動用モータ１５により回転
駆動されるＹ軸ボールネジ１７と螺合してＹ軸方向に前
後に移動されるようになっている。

【００１５】このキャリッジベース１３内にはキャリッ
ジ１９が配置されていて、Ｘ軸駆動用モータ２１により
回転駆動されるＸ軸ボールネジ２３と螺合してＸ軸方向
に前後に移動されるようになっている。そして、このキ
ャリッジ１９には、ワークＷをクランプして移動するた
めのワーククランパ２５が取り付けられており、キャリ
ッジ１９と共に動かされるようになっている。

【００１６】ビーム部材９の自由端部にはレーザ加工ヘ
ッド２７が設けられており、レーザ発振器３から供給さ
れるレーザビームＬＢをＺ軸上を下方に導き、テーブル
１１上に載置されたワークＷの所定の箇所に照射するよ
うになっている。

【００１７】また、このレーザ加工ヘッド２７の両側に
は、リポジショニング装置２９が設けられており、クラ
ンパ２５によりワークＷをクランプし直す際にワークＷ
を一時的に動かないようにテーブル１１上に押さえつけ
ておくようになっている。

【００１８】したがって、ワーククランパ２５にクラン
プされたワークＷは、Ｙ軸駆動用モータ１５の駆動によ
りＹ軸方向前後に移動するキャリッジベース１３の動き
と、Ｘ軸駆動用モータ２１の駆動によりＸ軸方向前後に
移動するキャリッジ１９の動きとによってＸＹ平面上で
２次元的に動き、レーザ加工ヘッド２７の真下の位置に
レーザ切断すべき箇所が連続的に移動して来てレーザ切
断加工を受けるのである。

【００１９】次に、この発明の実施例のレーザ加工機に
レーザ加工ヘッドと併設されるポンチングヘッドについ
て説明する。

【００２０】図３はポンチを内蔵したリポジショニング
装置２９の断面図であり、ビーム部材９側の固定部に取
り付けられたシリンダ装置３１により駆動されるプラン
ジャ３３の自由端部にポンチ３５が取り付けられ、さら
にこのポンチ３５を中央にして周囲を取り囲むようにリ
ポジショニングヘッド３７が上下スライド自在に配置さ
れている。そして、このリポジショニングヘッド３７の
上方位置にバネ受け３９が配置され、ポンチ３５に固定
されていて、このバネ受け３９とリポジショニングヘッ
ド３７の上面との間に押さえスプリング４１が装着され
ている。この押さえスプリング４１の強さは、リポジシ
ョニングヘッド３７がフリーの時にはその下面がポンチ
３５の下端よりも下方に来るが、リポジショニングヘッ
ド３７がリポジショニング作用のために必要なワーク押
さえ力よりも十分大きな力を下側から受けると、ポンチ
３５の尖端が下側に飛び出すことができるようなものと
する。

【００２１】したがって、ワークＷに対してポンチング
を施す際には、シリンダ装置３１によってプランジャ３
３を通常のリポジショニング動作の時よりも大きな力で
駆動し、リポジショニングヘッド３７をワークＷに圧接
させてスプリング４１を大きく撓ませ、ポンチ３５の尖
端でワークＷの所定の箇所にポンチングする。

【００２２】次に、このようなポンチングヘッドを内蔵
したリポジショニング装置２９を備えたレーザ加工機１
によりピアス穴明け加工を施す方法について説明する。

【００２３】ワークＷをクランパ２５によってクランプ
し、キャリッジベース１３のＹ軸方向の移動と、キャリ
ッジ１９のＸ軸方向の移動との組合せによりワークＷを
２次元的に移動させて所望のピアス穴明け箇所をリポジ
ショニング装置２９の真下に来させ、シリンダ装置３１
をポンチングのための大きな駆動力で駆動し、ポンチ３
５によりワークＷの所定の箇所にポンチングを行なう。

【００２４】このようにしてポンチングした後、このポ
ンチング箇所をレーザ加工ヘッド２７の真下に改めに移
動させ、レーザビームＬＢをポンチング箇所に照射す
る。この際には、図４に示すように、ポンチング箇所４
３がすり鉢状の傾斜面４５となっているために、照射さ
れるレーザビームＬＢが傾斜面４５で順次反射しながら
ポンチング箇所４３の深部側に到達し、ポンチング箇所
４３の最深部４７にレーザビームが集中して高いエネル
ギで順次深部を溶融させていくことができ、ピアス穴を
効率良く明けることができるようになる。

【００２５】なお、この発明の実施例では、ポンチング
ヘッドを併設したレーザ加工機によりポンチング加工の
後にそのポンチング箇所にレーザビームを照射してピア
ス穴を明けるようにしたが、このような装置によれば、
ワークを同一のクランパでクランプしたままポンチング
とピアス穴明け加工とを連続して行なうことができ、基
準座標が共通するために高い精度のピアス穴明け加工が
可能となる。

【００２６】しかしながら、この発明のレーザ加工機を
用いたピアス穴加工方法は、上記の実施例に限定される
ことはなく、ポンチングを手作業で行なったり、別の機
械装置で行ない、その後、ワークを通常のレーザ加工機
にクランプさせてポンチング箇所にレーザビームを照射
してピアス穴を明ける方法であってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明のレーザ加工機を
用いたピアス穴加工方法によれば、ワークのピアス穴明
け予定箇所にあらかじめポンチングを行ない、その後に
ポンチング箇所にレーザビームを照射してピアス穴明け
加工を行なうために、レーザビームがくさび作用により
ポンチング箇所で深部に集中して効率よく穴明けを行な
うことができ、厚板ワークに対しても短時間でピアス穴
を明けることができ、ピアス穴明け加工は長時間かかる
ために集光レンズの寿命が短くなるといった従来の問題
点を解決することができる。

【００２８】また、この発明のレーザ加工機によれば、
ポンチングヘッドをレーザ加工ヘッドと共に併設してい
るために、同一のレーザ加工機上でポンチングした後に
共通の基準座標のもとでピアス穴明け加工を行なうこと
ができ、効率良くかつ精度良くピアス穴明け加工ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に用いるレーザ加工機の正
面図。

【図２】上記レーザ加工機の平面図。

【図３】上記レーザ加工機におけるポンチングヘッドを
内蔵したリポジショニング装置の断面図。

【図４】上記実施例におけるピアス穴明け加工方法を示
す断面図。

【符号の説明】

１ レーザ加工機 ３ レーザ発振器 ５ ベース ７ ポスト ９ ビーム部材 １１ テーブル １３ キャリッジベース １９ キャリッジ ２５ クランパ ２７ レーザ加工ヘッド ２９ リポジショニング装置 ３１ シリンダ装置 ３３ プランジャ ３５ ポンチ ３７ リポジショニングヘッド ３９ バネ受け ４１ 押さえスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブル上のワーククランパによりワー
   クをクランプして相対２次元的に移動させながら、ワー
   クの所定の箇所にレーザ加工ヘッドからレーザビームを
   照射することによりレーザ切断加工を行なうレーザ加工
   機において、ワークのピアス穴加工予定箇所にポンチン
   グを行ない、このポンチングの後に、ポンチング加工箇
   所にレーザ加工ヘッドからレーザビームを照射してピア
   ス穴明けを行なうことを特徴とするレーザ加工機による
   ピアス穴加工方法。
2. 【請求項２】 テーブル上のワーククランパによりワー
   クをクランプして相対２次元的に移動させながら、ワー
   クの所定の箇所にレーザ加工ヘッドからレーザビームを
   照射することによりレーザ切断加工を行なうレーザ加工
   機において、前記ワークの所定の箇所に対してポンチン
   グを行なうポンチングヘッドを前記レーザ加工ヘッドと
   併設して成ることを特徴とするレーザ加工機。