JPH0825076A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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- JPH0825076A JPH0825076A JP6156958A JP15695894A JPH0825076A JP H0825076 A JPH0825076 A JP H0825076A JP 6156958 A JP6156958 A JP 6156958A JP 15695894 A JP15695894 A JP 15695894A JP H0825076 A JPH0825076 A JP H0825076A
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 より高速に軟鋼の板等を切断できるレーザ加
工方法を提供する。 【構成】 加工ヘッド１０内には集光レンズ１０ａが設
けられている。レーザビーム１１は、この集光レンズ１
０ａによって集光され、ワークに照射される。加工ヘッ
ド１０の側面にはアシストガス入口１０ｂが設けられて
おり、アシストガス入口１０ｂには酸素ガスボンベ９０
と不活性ガスボンベ９１が接続されている。アシストガ
ス入口１０ｂに供給されたガスは、加工ヘッド１０の先
端のノズルから、ワークに向かって噴出される。なお、
酸素ガスボンベ９０と不活性ガスボンベ９１には、それ
ぞれ電磁弁９０ａ、９１ａが設けられており、電気的に
弁の開閉を制御することができる。ワークの切断を行う
場合、予め飽和切断速度を実験等により求めておく。そ
して、切断速度が飽和切断速度未満の場合には、酸素ガ
スをアシストガス入口１０ｂへ供給する。また、切断速
度が飽和切断速度以上の場合には、不活性ガスをアシス
トガス入口１０ｂへ供給する。
工方法を提供する。 【構成】 加工ヘッド１０内には集光レンズ１０ａが設
けられている。レーザビーム１１は、この集光レンズ１
０ａによって集光され、ワークに照射される。加工ヘッ
ド１０の側面にはアシストガス入口１０ｂが設けられて
おり、アシストガス入口１０ｂには酸素ガスボンベ９０
と不活性ガスボンベ９１が接続されている。アシストガ
ス入口１０ｂに供給されたガスは、加工ヘッド１０の先
端のノズルから、ワークに向かって噴出される。なお、
酸素ガスボンベ９０と不活性ガスボンベ９１には、それ
ぞれ電磁弁９０ａ、９１ａが設けられており、電気的に
弁の開閉を制御することができる。ワークの切断を行う
場合、予め飽和切断速度を実験等により求めておく。そ
して、切断速度が飽和切断速度未満の場合には、酸素ガ
スをアシストガス入口１０ｂへ供給する。また、切断速
度が飽和切断速度以上の場合には、不活性ガスをアシス
トガス入口１０ｂへ供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームによって切
断加工を行うレーザ加工方法に関し、特に軟鋼の板等を
高速に切断するのに適したレーザ加工方法に関する。
断加工を行うレーザ加工方法に関し、特に軟鋼の板等を
高速に切断するのに適したレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工は、極めて位相のそろった単
色光を発生させ、それを集光レンズで集光することによ
って得られる高密度のエネルギをもったレーザビーム
を、ワークの極小部分に照射して、ワークを蒸発、溶融
する加工方法である。レーザビームは制御性が良いた
め、レーザ加工を数値制御装置で制御することにより、
複雑な形状の加工や、精密微細加工が可能である。そし
て、レーザ加工をより効率良く行う方法として、ワーク
の溶融を促進するための酸素をアシストガスとして利用
する方法がある。このアシストガスには、レーザの熱に
加え酸化熱によりワークの溶融を促進する作用ととも
に、溶融鉄を加工部から飛散除去する作用がある。
色光を発生させ、それを集光レンズで集光することによ
って得られる高密度のエネルギをもったレーザビーム
を、ワークの極小部分に照射して、ワークを蒸発、溶融
する加工方法である。レーザビームは制御性が良いた
め、レーザ加工を数値制御装置で制御することにより、
複雑な形状の加工や、精密微細加工が可能である。そし
て、レーザ加工をより効率良く行う方法として、ワーク
の溶融を促進するための酸素をアシストガスとして利用
する方法がある。このアシストガスには、レーザの熱に
加え酸化熱によりワークの溶融を促進する作用ととも
に、溶融鉄を加工部から飛散除去する作用がある。
【０００３】酸素を用いたアシストガスによる化学反応
は、以下の熱化学反応式で表される。
は、以下の熱化学反応式で表される。
【０００４】
【化１】 Ｆｅ＋Ｏ2 ⇒ （１／２）ＦｅＯ＋３８ＫＪ／ｃｍ3 ・・・（１）
【０００５】
【化２】 Ｆｅ＋（２／３）Ｏ2 ⇒ （１／３）Ｆｅ3 Ｏ4 ＋５２ＫＪ／ｃｍ3 ・・・（２） ここで軟鋼板厚の切断を行う場合、パンチプレスやプラ
ズマを用いれば、レーザ加工よりも高速な切断が可能で
ある。ところが、パンチプレスは微細加工には向いてい
ない。また、プラズマによる切断は非常に高速である
が、環境の悪化を伴うとともに、各種部品の磨耗が激し
い。このように、パンチプレスやプラズマには、それぞ
れに問題点がある。そのため、環境に悪影響を及ぼさ
ず、部品の磨耗が少なく、さらに微細加工に優れている
レーザ加工による切断の高速化が望まれている。
ズマを用いれば、レーザ加工よりも高速な切断が可能で
ある。ところが、パンチプレスは微細加工には向いてい
ない。また、プラズマによる切断は非常に高速である
が、環境の悪化を伴うとともに、各種部品の磨耗が激し
い。このように、パンチプレスやプラズマには、それぞ
れに問題点がある。そのため、環境に悪影響を及ぼさ
ず、部品の磨耗が少なく、さらに微細加工に優れている
レーザ加工による切断の高速化が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザ出力を
大きくすることにより切断速度を速くする場合、切断速
度がある値を超えると、それ以後の切断速度の上昇率が
極端に悪くなってしまう。このような、切断速度の上昇
率が悪くなりだす速度を飽和切断速度と呼ぶ。
大きくすることにより切断速度を速くする場合、切断速
度がある値を超えると、それ以後の切断速度の上昇率が
極端に悪くなってしまう。このような、切断速度の上昇
率が悪くなりだす速度を飽和切断速度と呼ぶ。
【０００７】図４は酸素をアシストガスとした場合のレ
ーザ出力と切断速度の関係を示す図である。これは軟鋼
板厚１．０ｍｍの場合である。図において、レーザ出力
が２ｋｗ以下の場合は、切断速度はレーザ出力に比例し
て速くなっている。ところが、レーザ出力が２ｋｗを超
えると、切断速度は殆ど上昇しない。この例では、レー
ザ出力が２ｋｗのときの切断速度８ｍ／ｍｉｎが飽和切
断速度である。
ーザ出力と切断速度の関係を示す図である。これは軟鋼
板厚１．０ｍｍの場合である。図において、レーザ出力
が２ｋｗ以下の場合は、切断速度はレーザ出力に比例し
て速くなっている。ところが、レーザ出力が２ｋｗを超
えると、切断速度は殆ど上昇しない。この例では、レー
ザ出力が２ｋｗのときの切断速度８ｍ／ｍｉｎが飽和切
断速度である。
【０００８】このように、飽和切断速度を超えてしまう
と、レーザ出力を上げても、切断速度を上げることがで
きない。切断速度が速くならない原因として、アシスト
ガスによる溶融金属の除去が、切断速度に追いついてい
ないと考えられる。
と、レーザ出力を上げても、切断速度を上げることがで
きない。切断速度が速くならない原因として、アシスト
ガスによる溶融金属の除去が、切断速度に追いついてい
ないと考えられる。
【０００９】ここで、切断速度が飽和切断速度以上の場
合に、アシストガスとして酸素ガスの圧力を高くして供
給すると、必要以上に酸化反応が生じてしまうため、溶
融部が大きくなり除去すべき溶融金属の体積が増加す
る。その結果、切断速度は増加しないばかりか、切断面
の品質悪化を招いてしまう。
合に、アシストガスとして酸素ガスの圧力を高くして供
給すると、必要以上に酸化反応が生じてしまうため、溶
融部が大きくなり除去すべき溶融金属の体積が増加す
る。その結果、切断速度は増加しないばかりか、切断面
の品質悪化を招いてしまう。
【００１０】従って、大出力のレーザビームを出すこと
ができるレーザ加工装置であっても飽和切断速度より高
速な切断を行うことができない。その結果、レーザ出力
を抑えて切断を行っており、そのレーザ加工装置の能力
を十分に発揮することができない。
ができるレーザ加工装置であっても飽和切断速度より高
速な切断を行うことができない。その結果、レーザ出力
を抑えて切断を行っており、そのレーザ加工装置の能力
を十分に発揮することができない。
【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、より高速に軟鋼の板等を切断できるレーザ加
工方法を提供することを目的とする。
のであり、より高速に軟鋼の板等を切断できるレーザ加
工方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、レーザビームで切断加工を行うレーザ加
工方法において、飽和切断速度を加工実験によって求
め、切断速度が前記飽和切断速度以下のときは、アシス
トガスとして酸素ガスを使用し、切断速度が前記飽和切
断速度以上のときは、アシストガスとして高圧の不活性
ガス、あるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスを使用
し、切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法が
提供される。
決するために、レーザビームで切断加工を行うレーザ加
工方法において、飽和切断速度を加工実験によって求
め、切断速度が前記飽和切断速度以下のときは、アシス
トガスとして酸素ガスを使用し、切断速度が前記飽和切
断速度以上のときは、アシストガスとして高圧の不活性
ガス、あるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスを使用
し、切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法が
提供される。
【００１３】
【作用】まず、切断を行うワークの飽和切断速度を加工
実験によって求める。そして、実際に切断を行う際に、
切断速度が飽和切断速度以下のときは、酸素により溶融
を促進させ、レーザ出力に比例した切断速度を得る。切
断速度が飽和切断速度以上のときは、不活性ガスにより
溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上させ
る。
実験によって求める。そして、実際に切断を行う際に、
切断速度が飽和切断速度以下のときは、酸素により溶融
を促進させ、レーザ出力に比例した切断速度を得る。切
断速度が飽和切断速度以上のときは、不活性ガスにより
溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上させ
る。
【００１４】また、不活性ガスのためにレーザエネルギ
のみで加工が行われるために、切断面が劣化しない。
のみで加工が行われるために、切断面が劣化しない。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のレーザ加工方法に用いる加工ヘ
ッドの概略構成を示す図である。加工ヘッド１０内には
集光レンズ１０ａが設けられている。レーザビーム１１
は、この集光レンズ１０ａによって集光され、ワークに
照射される。
明する。図１は本発明のレーザ加工方法に用いる加工ヘ
ッドの概略構成を示す図である。加工ヘッド１０内には
集光レンズ１０ａが設けられている。レーザビーム１１
は、この集光レンズ１０ａによって集光され、ワークに
照射される。
【００１６】さらに、加工ヘッド１０の側面にはアシス
トガス入口１０ｂが設けられており、アシストガス入口
１０ｂには酸素ガスボンベ９０と不活性ガスボンベ９１
が接続されている。アシストガス入口１０ｂに供給され
たガスは、加工ヘッド１０の先端のノズルから、ワーク
に向かって噴出される。なお、酸素ガスボンベ９０と不
活性ガスボンベ９１には、それぞれ電磁弁９０ａ、９１
ａが設けられており、電気的に弁の開閉を制御すること
ができる。
トガス入口１０ｂが設けられており、アシストガス入口
１０ｂには酸素ガスボンベ９０と不活性ガスボンベ９１
が接続されている。アシストガス入口１０ｂに供給され
たガスは、加工ヘッド１０の先端のノズルから、ワーク
に向かって噴出される。なお、酸素ガスボンベ９０と不
活性ガスボンベ９１には、それぞれ電磁弁９０ａ、９１
ａが設けられており、電気的に弁の開閉を制御すること
ができる。
【００１７】このような加工ヘッド１０を有するレーザ
加工装置を用いてワークの切断を行う場合、予め飽和切
断速度を実験等により求めておく。そして、切断速度が
飽和切断速度未満の場合には、酸素ガスをアシストガス
入口１０ｂへ供給する。また、切断速度が飽和切断速度
以上の場合には、不活性ガスをアシストガス入口１０ｂ
へ供給する。
加工装置を用いてワークの切断を行う場合、予め飽和切
断速度を実験等により求めておく。そして、切断速度が
飽和切断速度未満の場合には、酸素ガスをアシストガス
入口１０ｂへ供給する。また、切断速度が飽和切断速度
以上の場合には、不活性ガスをアシストガス入口１０ｂ
へ供給する。
【００１８】ここで切断速度が飽和切断速度以上の場合
に供給されるガスは、必ずしも不活性ガスのみである必
要はなく、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスであって
も良い。なお、不活性ガスとしては窒素ガスやアルゴン
ガス等が使用される。
に供給されるガスは、必ずしも不活性ガスのみである必
要はなく、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスであって
も良い。なお、不活性ガスとしては窒素ガスやアルゴン
ガス等が使用される。
【００１９】これにより、切断速度が飽和切断速度未満
の場合には、酸素ガスにより溶融を促進させることがで
き、切断速度が飽和切断速度以上の場合には、不活性ガ
ス、あるいは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスによ
り、溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上
させることができる。
の場合には、酸素ガスにより溶融を促進させることがで
き、切断速度が飽和切断速度以上の場合には、不活性ガ
ス、あるいは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスによ
り、溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上
させることができる。
【００２０】図２は本発明の一実施例のＮＣレーザ装置
の構成を示したブロック図である。図において、プロセ
ッサ（ＣＰＵ）４０は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４
１に格納された制御プログラムに基づいて、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４２に格納された加工プログラ
ムを読みだし、ＮＣレーザ装置全体の動作を制御する。
出力制御回路６０は内部にＤ／Ａコンバータを内蔵して
おり、プロセッサ４０から出力された出力指令値を電流
指令値に変換して出力する。励起用電源６１は商用電源
を整流した後、スイッチング動作を行って高周波の電圧
を発生し、電流指令値に応じた高周波電流を放電管６６
に供給する。
の構成を示したブロック図である。図において、プロセ
ッサ（ＣＰＵ）４０は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４
１に格納された制御プログラムに基づいて、ランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）４２に格納された加工プログラ
ムを読みだし、ＮＣレーザ装置全体の動作を制御する。
出力制御回路６０は内部にＤ／Ａコンバータを内蔵して
おり、プロセッサ４０から出力された出力指令値を電流
指令値に変換して出力する。励起用電源６１は商用電源
を整流した後、スイッチング動作を行って高周波の電圧
を発生し、電流指令値に応じた高周波電流を放電管６６
に供給する。
【００２１】放電管６６の内部にはレーザガス６５が循
環しており、励起用電源６１から高周波電圧が印加され
ると放電を生じてレーザガス６５が励起される。リア鏡
６４は反射率９９．５％のゲルマニウム（Ｇｅ）製の
鏡、出力鏡６７は反射率６５％のジンクセレン（ＺｎＳ
ｅ）製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される１
０．６μｍの光を増幅して一部を出力鏡６７からレーザ
ビーム１１として外部に出力する。
環しており、励起用電源６１から高周波電圧が印加され
ると放電を生じてレーザガス６５が励起される。リア鏡
６４は反射率９９．５％のゲルマニウム（Ｇｅ）製の
鏡、出力鏡６７は反射率６５％のジンクセレン（ＺｎＳ
ｅ）製の鏡であり、これらはファブリペロー型共振器を
構成し、励起されたレーザガス分子から放出される１
０．６μｍの光を増幅して一部を出力鏡６７からレーザ
ビーム１１として外部に出力する。
【００２２】出力されたレーザビーム１１は、ベンダミ
ラー６８で方向を変え、加工ヘッド１０内部の集光レン
ズによって０．２ｍｍ以下のスポットに集光されてワー
ク２０の表面に照射される。
ラー６８で方向を変え、加工ヘッド１０内部の集光レン
ズによって０．２ｍｍ以下のスポットに集光されてワー
ク２０の表面に照射される。
【００２３】軸制御回路７０はＣＰＵ４０の指令によっ
てサーボアンプ７１を介してサーボモータ７２を回転制
御し、ボールスクリュー７４及びナット７３によってテ
ーブル７５の移動を制御し、ワーク２０の位置を制御す
る。図ではｘ軸のみを表示してあるが、実際にはｙ，ｚ
の制御軸もある。表示装置８０にはＣＲＴ或いは液晶表
示装置等が使用される。
てサーボアンプ７１を介してサーボモータ７２を回転制
御し、ボールスクリュー７４及びナット７３によってテ
ーブル７５の移動を制御し、ワーク２０の位置を制御す
る。図ではｘ軸のみを表示してあるが、実際にはｙ，ｚ
の制御軸もある。表示装置８０にはＣＲＴ或いは液晶表
示装置等が使用される。
【００２４】パワーセンサ６３は熱電あるいは光電変換
素子等で構成され、リア鏡６４から一部透過して出力さ
れたレーザビームを入力してレーザビーム１１の出力パ
ワーを測定する。Ａ／Ｄ変換器６２はパワーセンサ６３
の出力をディジタル値に変換してＣＰＵ４０に入力す
る。
素子等で構成され、リア鏡６４から一部透過して出力さ
れたレーザビームを入力してレーザビーム１１の出力パ
ワーを測定する。Ａ／Ｄ変換器６２はパワーセンサ６３
の出力をディジタル値に変換してＣＰＵ４０に入力す
る。
【００２５】加工ヘッド１０には酸素ガスボンベ９０と
不活性ガスボンベ９１が接続され、それぞれのボンベに
は、電磁弁９０ａ、９１ａが設けられている。この電磁
弁９０ａ、９１ａは、ＣＰＵ４０に接続された弁開閉制
御回路５０で制御されている。そして、ＣＰＵ４０にお
いて計算された切断速度が、飽和切断速度以下の場合に
は、電磁弁９０ａが開けられ、加工ヘッド１０に酸素ガ
スが供給され、切断速度が飽和切断速度以上の場合に
は、電磁弁９１ａが開けられ、加工ヘッド１０に不活性
ガスが供給される。
不活性ガスボンベ９１が接続され、それぞれのボンベに
は、電磁弁９０ａ、９１ａが設けられている。この電磁
弁９０ａ、９１ａは、ＣＰＵ４０に接続された弁開閉制
御回路５０で制御されている。そして、ＣＰＵ４０にお
いて計算された切断速度が、飽和切断速度以下の場合に
は、電磁弁９０ａが開けられ、加工ヘッド１０に酸素ガ
スが供給され、切断速度が飽和切断速度以上の場合に
は、電磁弁９１ａが開けられ、加工ヘッド１０に不活性
ガスが供給される。
【００２６】図３は本発明を用いた場合のレーザ出力と
切削速度の関係を示す図である。この例は、軟鋼板厚１
ｍｍの場合である。ここで、切断速度が飽和切断速度未
満の場合には、従来と同様にアシストガスとして酸素が
供給されている。従って、この範囲内においては、レー
ザ出力と酸化反応エネルギのバランスが良く、酸化反応
物（ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 ）の発生、および酸化物を含む
溶融金属のワークからの飛散とういう現象が効率よく自
然に行われている。そのため、切断速度はレーザ出力
に、ほぼ比例して上昇する。
切削速度の関係を示す図である。この例は、軟鋼板厚１
ｍｍの場合である。ここで、切断速度が飽和切断速度未
満の場合には、従来と同様にアシストガスとして酸素が
供給されている。従って、この範囲内においては、レー
ザ出力と酸化反応エネルギのバランスが良く、酸化反応
物（ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 ）の発生、および酸化物を含む
溶融金属のワークからの飛散とういう現象が効率よく自
然に行われている。そのため、切断速度はレーザ出力
に、ほぼ比例して上昇する。
【００２７】そして、切断速度が飽和切断速度以上の場
合には、アシストガスとして不活性ガスが供給されてい
る。従って、溶融金属を効率良く飛散させることがで
き、ワークに照射されたレーザビームのエネルギが、切
断のために有効に消費される。そのため、切断速度はレ
ーザ出力に、ほぼ比例して上昇する。
合には、アシストガスとして不活性ガスが供給されてい
る。従って、溶融金属を効率良く飛散させることがで
き、ワークに照射されたレーザビームのエネルギが、切
断のために有効に消費される。そのため、切断速度はレ
ーザ出力に、ほぼ比例して上昇する。
【００２８】このようにして、切断速度が飽和切断速度
を超えた場合であっても、レーザ出力に比例して切断速
度を上げることができ、レーザ加工装置のレーザビーム
の出力能力を、切断速度の高速化のために発揮すること
ができる。
を超えた場合であっても、レーザ出力に比例して切断速
度を上げることができ、レーザ加工装置のレーザビーム
の出力能力を、切断速度の高速化のために発揮すること
ができる。
【００２９】例えば、本発明を用いて３ｋｗのレーザ出
力で軟鋼板厚１．０ｍｍのワークを切断する場合には、
１７ｍ／ｍｉｎの速度での切断が可能となる。ここで、
パンチプレスによる切断速度は一般的に８ｍ／ｍｉｎ程
度である。従って、本発明を用いずに切断を行った場合
には、８ｍ／ｍｉｎが飽和切断速度であり、パンチプレ
スによる切断と同程度の速度での切断しかできないが、
本発明を用いることによりパンチプレスによる切断の２
倍以上の切断速度を得ることができる。
力で軟鋼板厚１．０ｍｍのワークを切断する場合には、
１７ｍ／ｍｉｎの速度での切断が可能となる。ここで、
パンチプレスによる切断速度は一般的に８ｍ／ｍｉｎ程
度である。従って、本発明を用いずに切断を行った場合
には、８ｍ／ｍｉｎが飽和切断速度であり、パンチプレ
スによる切断と同程度の速度での切断しかできないが、
本発明を用いることによりパンチプレスによる切断の２
倍以上の切断速度を得ることができる。
【００３０】以上のように、飽和切断速度以上の速度で
切断する際には、アシストガスとして不活性ガス、ある
いは混合ガスを使用したため、レーザエネルギにより溶
融された金属を高速に飛散させることが可能となり、レ
ーザ出力の大きさにともなった切断速度を得ることがで
きる。従って、大出力のレーザ加工装置であれば、その
レーザ出力に応じた高速の切断が可能になる。
切断する際には、アシストガスとして不活性ガス、ある
いは混合ガスを使用したため、レーザエネルギにより溶
融された金属を高速に飛散させることが可能となり、レ
ーザ出力の大きさにともなった切断速度を得ることがで
きる。従って、大出力のレーザ加工装置であれば、その
レーザ出力に応じた高速の切断が可能になる。
【００３１】さらに、酸素による溶融促進を行わないた
め、切断面への酸化皮膜の付着がなくなり、良好な切断
面品質を得ることができる。
め、切断面への酸化皮膜の付着がなくなり、良好な切断
面品質を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、切断速
度が飽和切断速度以下のときはアシストガスとして酸素
を使用し、飽和切断速度以上のときはアシストガスとし
て、高圧の不活性ガスを使用したので、溶融された金属
を高速に飛散させ、切断速度を上げることができる。
度が飽和切断速度以下のときはアシストガスとして酸素
を使用し、飽和切断速度以上のときはアシストガスとし
て、高圧の不活性ガスを使用したので、溶融された金属
を高速に飛散させ、切断速度を上げることができる。
【００３３】また、不活性ガスのためにレーザエネルギ
のみで加工が行われるために、切断面が劣化せずに高品
質の切断加工が可能になる。
のみで加工が行われるために、切断面が劣化せずに高品
質の切断加工が可能になる。
【図１】本発明のレーザ加工方法に用いる加工ヘッドの
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例のＮＣレーザ装置の構成を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図３】本発明を用いた場合のレーザ出力と切削速度の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】酸素をアシストガスとした場合のレーザ出力と
切断速度の関係を示す図である。
切断速度の関係を示す図である。
１０ 加工ヘッド １０ａ 集光レンズ １０ｂ アシストガス入口 １１ レーザビーム ９０ 酸素ガスボンベ ９１ 不活性ガスボンベ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、レーザビームで切断加工を行うレーザ加
工方法において、飽和切断速度を加工実験によって求
め、切断速度が前記飽和切断速度未満のときは、アシス
トガスとして酸素ガスを使用し、切断速度が前記飽和切
断速度以上のときは、アシストガスとして高圧の不活性
ガス、あるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスを使用
し、切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法が
提供される。
決するために、レーザビームで切断加工を行うレーザ加
工方法において、飽和切断速度を加工実験によって求
め、切断速度が前記飽和切断速度未満のときは、アシス
トガスとして酸素ガスを使用し、切断速度が前記飽和切
断速度以上のときは、アシストガスとして高圧の不活性
ガス、あるいは不活性ガスと酸素ガスの混合ガスを使用
し、切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法が
提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【作用】まず、切断を行うワークの飽和切断速度を加工
実験によって求める。そして、実際に切断を行う際に、
切断速度が飽和切断速度未満のときは、酸素により溶融
を促進させ、レーザ出力に比例した切断速度を得る。切
断速度が飽和切断速度以上のときは、不活性ガスにより
溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上させ
る。
実験によって求める。そして、実際に切断を行う際に、
切断速度が飽和切断速度未満のときは、酸素により溶融
を促進させ、レーザ出力に比例した切断速度を得る。切
断速度が飽和切断速度以上のときは、不活性ガスにより
溶融された金属を高速に飛散させ、切断速度を向上させ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】また、不活性ガスを使用するのでレーザエ
ネルギのみで加工が行われ、切断面が劣化しない。
ネルギのみで加工が行われ、切断面が劣化しない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】図３は本発明を用いた場合のレーザ出力と
切断速度の関係を示す図である。この例は、軟鋼板厚１
ｍｍの場合である。ここで、切断速度が飽和切断速度未
満の場合には、従来と同様にアシストガスとして酸素が
供給されている。従って、この範囲内においては、レー
ザ出力と酸化反応エネルギのバランスが良く、酸化反応
物（ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 ）の発生、および酸化物を含む
溶融金属のワークからの飛散という現象が効率よく自然
に行われている。そのため、切断速度はレーザ出力に、
ほぼ比例して上昇する。
切断速度の関係を示す図である。この例は、軟鋼板厚１
ｍｍの場合である。ここで、切断速度が飽和切断速度未
満の場合には、従来と同様にアシストガスとして酸素が
供給されている。従って、この範囲内においては、レー
ザ出力と酸化反応エネルギのバランスが良く、酸化反応
物（ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 ）の発生、および酸化物を含む
溶融金属のワークからの飛散という現象が効率よく自然
に行われている。そのため、切断速度はレーザ出力に、
ほぼ比例して上昇する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】さらに、酸素による溶融促進を行わないた
め、切断面への酸化皮膜の付着がなくなり、良好な切断
面の品質を得ることができる。
め、切断面への酸化皮膜の付着がなくなり、良好な切断
面の品質を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、切断速
度が飽和切断速度未満のときはアシストガスとして酸素
を使用し、飽和切断速度以上のときはアシストガスとし
て、高圧の不活性ガスを使用したので、溶融された金属
を高速に飛散させ、切断速度を上げることができる。
度が飽和切断速度未満のときはアシストガスとして酸素
を使用し、飽和切断速度以上のときはアシストガスとし
て、高圧の不活性ガスを使用したので、溶融された金属
を高速に飛散させ、切断速度を上げることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】また、不活性ガスを使用するのでレーザエ
ネルギのみで加工が行われ、切断面が劣化せずに高品質
の切断加工が可能になる。
ネルギのみで加工が行われ、切断面が劣化せずに高品質
の切断加工が可能になる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】本発明を用いた場合のレーザ出力と切断速度の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザビームで切断加工を行うレーザ加
工方法において、 飽和切断速度を加工実験によって求め、 切断速度が前記飽和切断速度以下のときは、アシストガ
スとして酸素ガスを使用し、切断速度が前記飽和切断速
度以上のときは、アシストガスとして高圧の不活性ガ
ス、あるいは前記不活性ガスと酸素ガスの混合ガスを使
用し、 切断加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項２】 前記不活性ガスは、窒素ガスを使用する
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。 - 【請求項３】 前記不活性ガスは、アルゴンガスを使用
することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15695894A JP3399640B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | レーザ加工方法 |
| EP95921141A EP0718070B1 (en) | 1994-07-08 | 1995-06-08 | Laser machining method |
| US08/596,213 US5760368A (en) | 1994-07-08 | 1995-06-08 | Laser beam method using an inactive gas as the assist gas |
| DE69504170T DE69504170T2 (de) | 1994-07-08 | 1995-06-08 | Laserherstellungsverfahren |
| PCT/JP1995/001156 WO1996001719A1 (fr) | 1994-07-08 | 1995-06-08 | Procede d'usinage au laser |
| KR1019950019908A KR0167091B1 (ko) | 1994-07-08 | 1995-07-07 | 레이저 가공 방법 |
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|---|---|---|---|
| JP15695894A JP3399640B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | レーザ加工方法 |
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|---|---|
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Family
ID=15639044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0718070B1 (ja) |
| JP (1) | JP3399640B2 (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120273467A1 (en) * | 2009-03-16 | 2012-11-01 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Dual gas laser cutting of medical devices |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AU2002220741A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-11 | Linde Aktiengesellschaft | Cutting gas and method for laser beam gas cutting |
| US6559413B1 (en) | 2001-11-28 | 2003-05-06 | The Regents Of The University Of California | Method for laser machining explosives and ordnance |
| US20030155328A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Huth Mark C. | Laser micromachining and methods and systems of same |
| US6969822B2 (en) | 2003-05-13 | 2005-11-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining systems |
| US7754999B2 (en) | 2003-05-13 | 2010-07-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser micromachining and methods of same |
| US7807945B2 (en) * | 2005-10-31 | 2010-10-05 | Roto Frank Of America, Inc. | Method for fabricating helical gears from pre-hardened flat steel stock |
| WO2020070543A1 (en) | 2018-10-03 | 2020-04-09 | Italmatch Chemicals S.P.A. | Process for manufacturing n-alkyl-diphosphonate amino aminoacids |
| CN115041831A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-13 | 杭州乾瑭云科技有限公司 | 一种激光切割气阀 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444296A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-16 | Fanuc Ltd | Assist gas control system |
| JPH01321086A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ切断加工方法 |
| JP2579800B2 (ja) * | 1988-07-20 | 1997-02-12 | 株式会社小松製作所 | レーザ切断方法 |
| JPH039284A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | データ統合化方法 |
| JPH039284U (ja) * | 1989-06-13 | 1991-01-29 | ||
| JP2736182B2 (ja) * | 1991-02-28 | 1998-04-02 | ファナック株式会社 | レーザ装置及びレーザ溶接方法 |
| DE4108542A1 (de) * | 1991-03-15 | 1992-09-17 | Linde Ag | Verfahren zum laserschneiden und laserschneidkopf |
| DE4123716A1 (de) * | 1991-07-17 | 1993-01-21 | Thyssen Stahl Ag | Vorrichtung zum hochgeschwindigkeitsschneiden duenner bleche mittels laserstrahlung |
| JP2634732B2 (ja) * | 1992-06-24 | 1997-07-30 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
| DE4226620C2 (de) * | 1992-08-12 | 1995-01-19 | Thyssen Stahl Ag | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von band- oder plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Elektroblech |
| TW270907B (ja) * | 1992-10-23 | 1996-02-21 | Mitsubishi Electric Machine | |
| US5609781A (en) * | 1992-10-23 | 1997-03-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machining head and laser machining apparatus |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP15695894A patent/JP3399640B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-08 DE DE69504170T patent/DE69504170T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-08 EP EP95921141A patent/EP0718070B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-08 WO PCT/JP1995/001156 patent/WO1996001719A1/ja active IP Right Grant
- 1995-06-08 US US08/596,213 patent/US5760368A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-07 KR KR1019950019908A patent/KR0167091B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120273467A1 (en) * | 2009-03-16 | 2012-11-01 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Dual gas laser cutting of medical devices |
| US8772670B2 (en) * | 2009-03-16 | 2014-07-08 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Dual gas laser cutting of medical devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0718070B1 (en) | 1998-08-19 |
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| DE69504170D1 (de) | 1998-09-24 |
| JP3399640B2 (ja) | 2003-04-21 |
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| KR960003881A (ko) | 1996-02-23 |
| WO1996001719A1 (fr) | 1996-01-25 |
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| KR0167091B1 (ko) | 1999-01-15 |
| EP0718070A4 (en) | 1996-11-20 |
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