JPH09267187A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの端部の切断溝のカーフ幅を一定にし
てその加工を適正に行うことができるレーザ加工方法を
提供することにある。 【解決手段】 ワークの切断加工開始に際して、ノズル
を通常の移動速度よりも遅い速度で移動し、かつ通常の
レーザ出力よりも低い出力のレーザビームをワークに照
射して、ワークの端部に切込部を形成した後に、通常の
ノズル移動速度及び通常のレーザ出力に切り換えて、ワ
ークに一定のカーフ幅の切断溝を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームにより、鋼板等のワ
ークを所定形状に切断加工する際、ワークの材質と板厚
から最適な切断加工条件を求め、その加工条件をもとに
ノズルをワークの切断開始点に位置決めし、ワークに対
しノズルを相対移動させつつ該ノズルからレーザビーム
をワークに照射する。このレーザ加工においては、切断
加工条件が一度設定されると、同じ加工条件のまま切断
作業が行われる。

【０００３】図８（ａ），（ｂ）に示すようにワーク１
２の端部１２１に対する切断溝１２２の切り込み加工
は、該端部１２１に通常の加工条件、つまり図８（ｃ）
〜（ｅ）に示すようにノズルから通常のレーザ出力、通
常圧力のアシストガスを噴出しながら、通常のノズル移
動速度で行われる。

【０００４】又、ワーク１２の途中まで切断して切断加
工を中止する際には、図８（ｂ）に示すノズルの移動を
停止する点Ｐｅで、図８（ｃ）に示すようにレーザ発振
器に対する発振指令を停止してレーザビームの照射を止
めている。

【０００５】さらに、ワークにコーナが形成されるよう
に切断加工する際には、図９（ａ）に示すようにコーナ
中心点Ｐｃにおいて数値制御装置による加減速の作用に
より加工速度は図９（ｃ）示すように一時的に低くなる
が、レーザ出力及びアシストガスの圧力は図９（ｂ），
（ｄ）に示すように通常のままでノズルがコーナ角度θ
に沿って移動される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したワーク１２の
端部１２１の切断加工においては、その端部１２１の周
囲が開放されていたり、レーザビームによる熱がワーク
１２に蓄えらていなかったりして、端部１２１にはその
下側面までレーザビームによる熱が充分に伝わらない。
ワーク１２の切断溝１２２の上部と下部を比べると、下
部はレーザビームが充分に照射されずに切断されない部
分が残ったままとなる。この状態で引き続き同じ加工速
度でノズルを移動させると、レーザビームによる熱が下
部に充分に伝わらないまま切断が強行されるため、図８
（ａ）のワークの断面図に示すようにワーク１２の切断
溝１２２に底壁１２３が形成され、レーザ及びアシスト
ガスが下方へ抜けにくくなって、セルフバーニング（自
己燃焼）現象が発生する。このセルフバーニング現象に
よって図８（ｂ）の平面図に示すように切断溝１２２の
加工始点両壁面に溶損部１２４やドロスが生じ、切断溝
１２２のカーフ幅（切断溝幅）が広がり、適正な切断を
行うことができないという問題があった。又、セルフバ
ーニング現象により切断溝１２２近傍に対向するノズル
も加熱状態となりノズルが損傷することもしばしば発生
していた。

【０００７】又、ワーク１２の切断途中で切断加工を停
止する際には、図８（ｂ）に示すように停止点Ｐｅでは
セルフバーニング現象が発生して切断溝１２２の平面形
状が鎖線で示す適正形状よりも大きな形状になることが
あり、切断溝１２２のカーフ幅が大きくなって所望形状
が得られなかった。

【０００８】さらに、図９（ａ）に示すコーナの切断加
工においても、コーナ部でセルフバーニング現象が発生
して切断不良となり、図９（ａ）に示すようにコーナ部
の切断溝１２２の形状が鎖線で示す適正形状よりも大き
いカーフ幅が生じて所望形状が得られないという問題が
あった。

【０００９】この発明は、従来の技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その第１の目的は、
ワークの端部の切断加工に際し、切断溝のカーフ幅を一
定にして切断加工を適正に開始することができるレーザ
加工方法を提供することにある。

【００１０】この発明の第２の目的は、ワークの途中で
切断加工を中止する際、切断終了点の切断溝のカーフ幅
を一定にして切断加工を適正に行うことができるレーザ
加工方法を提供することにある。

【００１１】この発明の第３の目的は、ワークのコーナ
の切断溝のカーフ幅を一定にして切断加工を適正に行う
ことができるレーザ加工方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記第１の目的を達成するために、ノズルからレーザビ
ームをワークに照射しつつ、ノズルをワークに対して相
対移動させてワークを切断加工するレーザ加工方法にお
いて、ワーク端部からの切断加工開始に際して、通常の
ノズル移動速度よりも遅い速度で、かつ通常のレーザ出
力と通常のアシストガス圧力よりも低いレーザ出力と低
い圧力でワークに切込部を形成した後、通常のノズル移
動速度及び通常のレーザ出力とアシストガス圧力に切り
換えるという手段をとっている。

【００１３】請求項２記載の発明においては、上記第１
の目的を達成するために、請求項１記載のレーザ加工方
法において、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ
出力、アシストガス圧力及びノズル移動を停止して加工
開始位置までノズルを戻し、次に、通常のノズル移動速
度及び通常のレーザ出力とアシストガス圧力に切り換え
るという手段をとっている。

【００１４】請求項３記載の発明においては、上記第１
の目的を達成するために、請求項１記載のレーザ加工方
法において、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ
出力、アシストガス圧力及びノズル移動を停止して加工
開始位置までノズルを戻し、次に、ノズルの移動速度及
びレーザ出力とアシストガス圧力を通常よりも低くして
先の切込部を所定距離だけ越えた加工条件切換点までワ
ークの切断加工を行い、その後、ノズルが加工条件切換
点に移動されたとき、通常のノズル移動速度及び通常の
レーザ出力とアシストガス圧力に切り換えるという手段
をとっている。

【００１５】請求項４記載の発明は、上記第２の目的を
達成するために、請求項１記載のレーザ加工方法におい
て、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ出力とア
シストガス圧力を停止して加工開始位置までノズルを戻
し、次に、該加工開始位置から前記切込部の加工停止点
までの間に、通常のノズル移動速度及び通常のレーザ出
力とアシストガス圧力に切り換えるという手段をとって
いる。

【００１６】請求項５記載の発明においては、上記第３
の目的を達成するために、請求項１〜４のいずれかに記
載のレーザ加工方法において、ワークの前記切込部の切
断加工を停止するに際して、加工停止点とノズルの停止
点近傍の間でレーザ出力とアシストガス圧力を停止する
という手段をとっている。

【００１７】請求項６記載の発明においては、上記第３
の目的を達成するために、ノズルからレーザビームをワ
ークに照射しつつ、ノズルをワークに対して相対移動し
てワークを切断加工するレーザ加工方法において、コー
ナの切断加工に際して、切断溝のコーナ角度が所定角度
以下の場合にコーナの中心点においてレーザの出力とア
シストガス圧力及びノズル移動速度を通常よりも低くし
て加工を行い、その後通常のノズル移動速度及びレーザ
出力とアシストガス圧力に切り換えるという手段をとっ
ている。

【００１８】請求項７記載の発明においては、上記第３
の目的を達成するために、請求項６記載のレーザ加工方
法において、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切
断加工を行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停
止し、それに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該
ノズルを切断溝に沿って所定距離戻し、次いで、通常の
ノズル移動速度及びレーザ出力とアシストガス圧力に切
り換えるという手段をとっている。

【００１９】請求項８記載の発明においては、上記第３
の目的を達成するために、請求項６記載のレーザ加工方
法において、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切
断加工を行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停
止し、それに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該
ノズルを切断溝に沿って所定距離だけ戻し、さらに、ノ
ズルから通常よりも低いレーザ及びアシストガスを出力
した状態で、加工条件切換点まで移動させ、さらに、加
工条件切換点まで移動されたとき通常のノズル移動速度
及びレーザ出力とアシストガス圧力に切り換えるという
手段をとっている。

【００２０】請求項９記載の発明においては、上記第３
の目的を達成するために、請求項６記載のレーザ加工方
法において、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切
断加工を行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停
止し、それに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該
ノズルを切断溝に沿ってコーナ中心点まで戻し、次に、
該コーナ中心点から前記加工停止点までの間に、通常の
ノズル移動速度及び通常のレーザ出力とアシストガス圧
力に切り換えるという手段をとっている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施形態を図１〜図７に従って説明する。図１はレーザ加
工装置の概略構成を示す。ワークテーブル１１の上面に
はレーザビームにより切断加工されるワーク１２が載置
され、図示しないクランプ機構により所定位置に固定さ
れる。前記ワークテーブル１１はＸ軸サーボモータ１３
１及びＹ軸サーボモータ１３２を備えたＸ−Ｙ軸駆動機
構１３により水平面内でＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞ
れ往復動作される。

【００２２】前記ワークテーブル１１の上方にはノズル
１４が装設され、Ｚ軸サーボモータ１５１を備えたＺ軸
駆動機構１５により垂直面内でＺ軸（上下）方向に往復
動作される。前記ノズル１４にはレーザ発振器１６から
放射されたレーザビーム１７がノズル１４に設けられた
レンズ（図示略）で絞られ、ワーク１２に照射される。
又、ノズル１４にはアシストガス発生源１８からガス供
給パイプ１９を介してアシストガス（例えば酸素，窒
素）がワークの材質や厚さに応じて適正に供給され、ノ
ズル１４の先端に設けられた穴からワーク１２の加工部
に吹き付けられ、切断加工される。

【００２３】前記Ｘ−Ｙ軸駆動機構１３及びＺ軸駆動機
構１５には、モータ駆動装置２０が接続され、ワークテ
ーブル１１のＸ軸及びＹ軸方向への動作、ノズル１４の
Ｚ軸方向への動作を制御する。前記ガス供給パイプ１９
には制御弁２１が接続され、該制御弁２１はバルブ駆動
回路２２によりアシストガスの流量（圧力）が制御され
る。

【００２４】前記レーザ発振器１６、モータ駆動装置２
０及びバルブ駆動回路２２は、ＣＰＵ等を備えた数値制
御装置２３からの制御信号により制御される。この数値
制御装置２３は、中央演算処理回路２４（以下単にＣＰ
Ｕ２４という）、記憶手段としてのリードオンリーメモ
リー２５（以下単にＲＯＭ２５という）、記憶手段とし
てのランダムアクセスメモリ２６（以下単にＲＡＭ２６
という）及びタイマ２７を備えている。前記ＣＰＵ２４
には各種の信号、データを伝送するバス及び出力インタ
ーフェース（図示略）を介して前記レーザ発振器１６、
モータ駆動装置２０及びバルブ駆動回路２２等に制御信
号が出力される。又、前記ＣＰＵ２４には各種の信号、
データを伝送するバス及び入力インターフェース（図示
略）を介して各種の信号、データを入力したり、各種の
動作プログラムを入力したりするキーボードを備えた操
作盤２８が接続されている。

【００２５】又、前記ＣＰＵ２４には前記Ｘ−Ｙ軸駆動
機構１３のＸ軸サーボモータ１３１、Ｙ軸サーボモータ
１３２のそれぞれの回転数、つまりワークテーブル１１
のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動距離に比例したパルス信
号を出力するロータリーエンコーダ２９，３０からのパ
ルス信号が入力されるようになっている。そして、ＣＰ
Ｕ２４は、ワーク１２のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動距
離、従って、加工開始位置Ｐ１からのワークに対するノ
ズル１４の相対移動距離を演算したり、ワークの切断長
（距離）を演算したりする機能を備えている。なお、加
工開始位置とは、切断加工が開始される際に、ワークに
対してノズルが所定の位置関係をもって配置される位置
を示す。実際にはワーク端部の直近の外方位置に設定さ
れる。さらに、ワーク１２の端部１２１の切断加工の動
作プログラム、ワーク１２の中間位置で切断加工を停止
する動作プログラム及びコーナの切断加工を行う動作プ
ログラム等は、ＲＯＭ２５に予め記憶されている。ＣＰ
Ｕ２４は、ＲＯＭ２５に記憶された各種の動作プログラ
ム及びＲＡＭ２６に入力された各種のデータに基づいて
後述する図２，３のフローチャートにおける各種の処理
動作、判断動作の全てを行う機能を備えている。

【００２６】次に、前記のように構成したレーザ加工装
置により、ワーク１２のレーザビーム１７及びアシスト
ガスによる切断加工を行う動作を説明する。ワーク１２
の切断加工の準備として、操作盤２８を操作して、次の
（１）〜（６）の作業が行われる。 （１）ワーク１２の材質及び厚さに応じたレーザビーム
１７及びアシストガスの低出力レベル及び通常出力レベ
ルの設定、ノズルの相対移動速度（切断加工速度）の低
速レベル及び通常速度レベルの設定。 （２）ワーク１２の厚さに応じたノズル１４のＺ軸方向
の適正位置の設定。 （３）ワーク１２に対するノズル１４の加工開始位置Ｐ
１のＸ軸及びＹ軸座標の設定。 （４）後述する距離δ１，δ２，δ５，δ７の設定。 （５）切断溝１２２のコーナ角度θの設定。

【００２７】なお、前記ＲＯＭ２５には後述する距離δ
２〜δ５，δ６，δ８〜δ１０のデータ及びコーナ角度
θの判断基準となる所定角データ等も動作プログラムや
パラメータとして記憶されている。

【００２８】なお、前述した距離δ２−δ１、δ３−δ
２、δ６−δ５、δ９−δ８はごく僅かな距離（０．５
〜２．０ｍｍ）である。次に、ワーク１２の切断加工動
作を図２，３のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。

【００２９】図２において、ワーク１２の切断加工動作
が開始されると、ステップＳ１でワーク１２の端部１２
１の切断加工か否かが判断される。ＹＥＳの場合にはＸ
−Ｙ軸駆動機構１３が動作されてワークテーブル１１が
加工開始位置Ｐ１に向かってノズル１４の現在位置から
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定距離だけ移動される。そし
て、図４に示すように予め設定した加工開始位置Ｐ１に
ノズル１４が相対的に移動され、ワーク１２の端部１２
１からＸ軸方向に距離δ１離れた位置に停止される。
（ステップＳ２） 次に、加工開始位置Ｐ１において、レーザ発振器１６が
通常時のレーザ出力の約十分の一〜三分の一の低出力で
起動されるとともに、数値制御装置２３からバルブ駆動
回路２２に制御弁２１の開度を通常時の開度の約十分の
一〜三分の一に開放する制御が行われ、アシストガス発
生源１８から低圧力のアシストガスがノズル１４へ供給
される。（ステップＳ３）これらの動作と同期してＸ−
Ｙ軸駆動機構１３のＸ軸モータ１３１が起動されてノズ
ル１４がＸ軸方向、つまり図４の右方向に通常加工時の
速度の約十分の一〜三分の一の低速で移動され、このた
めノズル１４がワーク１２に対しＸ軸方向（右方）に低
速度で相対移動される。

【００３０】次に、ステップＳ４においてノズル１４が
加工停止点Ｐ２に移動したか否かが判断される。すなわ
ち、Ｘ軸サーボモータ１３１のロータリーエンコーダ２
９からのパルス信号がＣＰＵ２４によりカウントされ、
予め設定されたカウント数（距離）に達すると、ノズル
１４が加工開始位置Ｐ１から距離δ２だけ離れた加工停
止点Ｐ２に移動し、ワーク１２に所定長の切込部１２５
が切り込まれたと判断される。そして、ステップＳ４で
ＹＥＳの場合には、ステップＳ５でＣＰＵ２４はレーザ
出力及びアシストガス出力を停止する指令を出力し、レ
ーザ出力及びアシストガス圧力が零となり、ノズル１４
は引き続きＸ軸方向に移動される。そして、ステップＳ
６でノズルが加工開始位置Ｐ１から所定距離δ３だけ離
れたノズル停止点Ｐ３まで移動されたか否かがＣＰＵ２
４により判断され、ＹＥＳの場合にはステップＳ７でノ
ズル１４の移動が停止される。そして、該停止点Ｐ３に
ノズル１４が停止されると、端部１２１の切込部１２５
の加工が一時的に停止される。

【００３１】その後、ステップＳ７´でＣＰＵ２４から
Ｘ軸サーボモータ１３１に対して逆転信号が出力され、
ノズル１４が−Ｘ軸方向に戻されて、ノズル１４が加工
開始位置Ｐ１に復帰される。

【００３２】次に、ステップＳ８でＣＰＵ２４からレー
ザ発振器１６及びバルブ制御回路２２に制御信号が出力
され、図５（ｃ），（ｅ）に示すようにノズル１４から
低出力のレーザビーム及びアシストガスが噴射される。
この動作と同期してステップＳ９でノズル１４は通常よ
り遅い速度でＸ軸方向に移動され、ノズル１４が再び前
記切込部１２５に向けて相対移動される。

【００３３】次に、ステップＳ１０でノズル１４が前回
の加工停止点Ｐ２よりもさらに前進した加工条件切換点
Ｐ４（点Ｐ１からの距離δ４＞δ２）まで相対移動され
たか否かがＣＰＵ２４により判断され、ＮＯの場合には
ステップＳ９に戻る。ＹＥＳの場合にはステップＳ１１
で通常のレーザ出力、通常のアシストガス出力に切り換
えられ、ワーク１２の切断が通常の加工条件で行われ
る。この加工条件切換点Ｐ４でさらにノズル１４が相対
移動されてノズル移動速度が通常の速度に切り換えられ
る。

【００３４】以上のようにして、ワーク１２の端部１２
１の切込部１２５の加工が行われ、ＲＯＭ２５に予め記
憶されている所定形状の切断経路プログラムに従って、
ノズル１４は次の加工停止点Ｐ５に向かって進み、加工
が継続される。

【００３５】ワーク１２が通常出力のレーザビーム１７
及びアシストガスにより切断され、図２のステップＳ１
２において、予め設定されたコーナの加工か否かがＣＰ
Ｕ２４により判断される。このステップＳ１２でＮＯと
判断された場合には、ステップＳ１３でワーク１２の切
断加工を途中で停止するか否かがＣＰＵ２４により判断
され、ＮＯの場合にはステップＳ１２に戻り、ＹＥＳの
場合にはステップＳ１４で加工開始位置Ｐ１から所定距
離δ５だけノズル１４が相対移動された加工停止点Ｐ５
において、通常出力のレーザ発振器１６及び制御弁２１
への制御指令が停止され、レーザ及びアシストガスの両
出力が停止される。

【００３６】そして、ノズルが加工開始位置Ｐ１から距
離δ６のノズル停止点Ｐ６まで移動される直前において
レーザ及びアシストガスの両出力が図５（ｃ），（ｅ）
に示すように零になり、ステップＳ１５で図５（ｂ），
（ｄ）に示すノズル停止点Ｐ６にノズルが停止されたと
き、ワーク１２の途中までの切断溝１２２の加工が終了
する。

【００３７】次に、前述した図２のステップＳ１２にお
いて、コーナと判断された場合の切断作業を図３のフロ
ーチャートを参照して説明する。コーナと判断された場
合には、図３のステップＳ１６において、加工しようと
する切断溝１２２のコーナ角度θがＲＯＭ２５に予め設
定した所定角度か否かがＣＰＵ２４により判断される。
この判断は例えばコーナ角度θが設定角度（例えば９０
°）より小さい鋭角の場合にＹＥＳと判断される。

【００３８】ステップＳ１６でＮＯの場合には図２のス
テップＳ１３に戻り、ＹＥＳの場合には、図３のステッ
プＳ１７でＣＰＵ２４はノズルがコーナ中心点Ｐ７に達
したか否かが判断される。

【００３９】次に、ステップＳ１７でＹＥＳと判断され
ると、ステップＳ１８では加工開始位置Ｐ１から所定距
離δ７だけノズル１４が相対移動され、コーナ中心点Ｐ
７（ノズル移動速度ダウン点）でノズル１４の移動速度
が低速に切り換わり、レーザ発振器１６及び制御弁２１
が約十分の一〜三分の一の低出力に切り換えられる。そ
して、ノズル１４は図６（ａ）において、コーナ中心点
Ｐ７から所定のコーナ角度θ方向に相対移動され、コー
ナの切断溝１２２の加工が低出力のレーザ及びアシスト
ガスにより低速度で行われる。

【００４０】次のステップＳ１９ではノズル１４が加工
開始位置Ｐ１から設定距離δ８の加工停止点Ｐ８まで移
動されたか否かが、つまりコーナの切断溝１２２が予め
設定した所定量加工されたか否かがＣＰＵ２４により判
断される。このステップＳ１９でＹＥＳと判断された場
合には、ステップＳ２０で低出力のレーザ発振器１６及
びアシストガスの制御弁２１への制御指令が停止され
る。その後、ステップＳ２１ではノズル１４は加工開始
位置Ｐ１から設定距離δ９のノズル停止点Ｐ９へ移動し
て停止され、コーナの切断溝１２２の加工が一時的に停
止される。このとき、レーザ出力及びアシストガス圧力
は、図６（ｂ），（ｄ）に示すようにノズルがノズル停
止点Ｐ９で停止される前に零になる。

【００４１】次のステップＳ２２ではノズル１４が前記
ノズル停止点Ｐ９からコーナ中心点Ｐ７に向かって戻さ
れる。そして、次のステップＳ２３ではノズル１４がコ
ーナ中心点Ｐ７まで戻ったか否かが、ＣＰＵ２４により
判断され、ＮＯの場合にはステップＳ２３に戻る。ＹＥ
Ｓの場合には、ステップＳ２４でノズル１４から低出力
のレーザ及びアシストガスが再び噴射され、次のステッ
プＳ２５でノズル１４が再び前回の加工停止点Ｐ８又は
その先の加工条件切換点Ｐ１０へ向かって相対移動され
る。

【００４２】ステップＳ２６ではノズル１４が前回のノ
ズル停止点Ｐ９からさらに前進され、加工開始位置Ｐ１
から設定距離δ１０の加工条件切換点Ｐ１０に移動され
たか否かがＣＰＵ２４により判断される。このステップ
でＮＯの場合にはステップＳ２５に戻り、ＹＥＳの場合
には図２のステップＳ１１に戻り、ノズル１４から通常
の出力のレーザ及びアシストガスが出力されるととも
に、通常の移動速度によりノズル１４が相対移動されて
ワーク１２の切断溝１２２の加工作業が行われる。

【００４３】図７はコーナ部の切断に際し、加工停止点
Ｐ８で加工を一旦終了した後、再び切断を再開するコー
ナ中心点Ｐ７からのノズルの動作及びレーザ出力とアシ
ストガス圧力の状態を示している。

【００４４】以上のようにして、（Ａ）ワーク１２の端
部のレーザによる切断加工、（Ｂ）ワーク１２の途中ま
での切断加工、あるいは（Ｃ）コーナの切断加工が行わ
れるが、上記の（Ａ）〜（Ｃ）に関する作用・効果につ
いて以下に述べる。

【００４５】（Ａ）に関して 前記実施形態では、ワーク１２の端部１２１の切断加工
開始に際して、通常のノズル移動速度よりも遅い速度
で、かつ通常のレーザ出力及びアシストガス出力よりも
低い出力で端部１２１に切込部１２５を形成した後に、
加工開始位置Ｐ１までノズル１４を後退させ、その後、
加工条件切換点Ｐ４まで低いレーザ出力及びアシストガ
ス出力で切断を行い、該切換点Ｐ４から通常の切断加工
条件に切り換えるようにした。このため、ワーク１２の
切断溝１２２のカーフ幅が図４（ｂ），図５（ｂ）に示
すように一定となり、切断溝の加工が適正に行われる。
すなわち、図４（ｄ）に示すように、最初の切断溝１２
２の加工時に低速度で、かつ図４（ｃ），（ｅ）に示す
ようにレーザ出力及びアシストガス圧力が低出力で切込
部１２５を形成することにより、ワーク１２に充分レー
ザ熱が与えられて、図４（ａ）に示すように、切断溝１
２２がワークの上下方向に貫通してその底面１２３が縦
方向に延びる緩やかな円弧状となる。そして、アシスト
ガスが流れ易い切断溝１２２の断面が得られた後で、通
常の切断条件に切り換えて、切断加工を再開することに
より、セルフバーニング現象が抑えられて、切断溝１２
２のカーフ幅が一定となり、良好かつ安定した切断加工
が可能となる。

【００４６】又、前記実施形態では図４（ｃ），（ｅ）
に示すように、ノズルの停止点Ｐ３よりも手前でレーザ
出力及びアシストガス圧力が零となよるようにしたの
で、切込部１２５が過加熱されることはなく、そのカー
フ幅が一定となる。

【００４７】（Ｂ）に関して 前記実施形態では、ワーク１２の中間位置での切断加工
停止に際して、加工停止点Ｐ５において、レーザ発振器
１６への発振停止指令とアシストガスの吐出停止指令を
停止するので、加工停止点Ｐ５からノズル停止点Ｐ６ま
でのレーザの出力が低くなり、レーザビームが過剰に照
射されない。このため、加工停止点Ｐ５付近におけるセ
ルフバーニング現象が抑えられ、切断溝１２２のカーフ
幅が図５（ｂ）に示すように一定に形成され、通常の切
断幅より大きなカーフ幅（穴）の切断形状とならない良
好かつ安定した切断加工が可能となる。又、図５（ａ）
に示すように、切断溝１２２がワークの上下方向に貫通
してその底面１２３が縦方向に延びる緩やかな円弧状と
なる。

【００４８】又、前記実施形態では図５（ｃ），（ｅ）
に示すように、ノズルの停止点Ｐ６よりも手前でレーザ
出力及びアシストガス圧力が零となよるようにしたの
で、切断溝１２２が過加熱されることはなく、そのカー
フ幅が一定となる。

【００４９】なお、レーザ出力とアシストガスの停止
は、ノズル停止点Ｐ６の近傍であればよく、若干ノズル
停止点Ｐ６を過ぎた位置であってもかまわない。 （Ｃ）に関して 前記実施形態では、ワーク１２のコーナの切断加工に際
して、コーナの中心点Ｐ７から加工停止点Ｐ８まで低出
力のレーザ及びアシストガスでワークを切断した後、さ
らにノズル停止点Ｐ９までノズル１４を移動し、その後
ノズル１４をコーナ中心点Ｐ７まで戻し、ノズルがコー
ナ中心点Ｐ７に移動したとき、レーザ及びアシストガス
を低出力で照射するとともに、低速でノズルを前進させ
る。そして、ノズルが前記ノズル停止点Ｐ９を越えた加
工条件切換点Ｐ１０で、通常の切断加工条件に切り換え
て切断加工を行うようにした。このため、コーナ中心点
Ｐ７付近においてレーザビームが過剰に照射されず、セ
ルフバーニング現象が抑えられ、図６（ａ）に示すよう
に切断溝１２２のカーフ幅が一定に形成され、通常の切
断幅より大きな幅（穴）の切断形状とならない良好かつ
安定した切断加工が可能となる。

【００５０】又、前記実施形態では図６（ｂ），（ｄ）
に示すように、ノズルの停止点Ｐ９よりも手前でレーザ
出力及びアシストガス圧力が零となよるようにしたの
で、切断溝１２２が過加熱されることはなく、そのカー
フ幅が一定となる。

【００５１】なお、この発明は前記実施形態の構成に限
定されるものではなく、次のように各部の構成を任意に
変更して具体化することも可能である。 （１）前記実施形態ではワークテーブル１１をＸ−Ｙ軸
駆動機構１３により移動し、ノズル１４をＺ軸駆動機構
１５により移動するようにしたが、これを逆にしたり、
ノズル１４又はワークテーブル１１をＸ−Ｙ−Ｚ軸駆動
機構（図示略）によりＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に移動すように
したりしてもよい。この明細書において、ノズルの移動
とはノズル１４及びワークテーブル１１の少なくとも一
方を移動することを意味する。

【００５２】（２）前記実施形態では図２においてノズ
ル１４をステップＳ７´で加工開始位置Ｐ１に復帰した
後、ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０を経てステップＳ１１
で通常の加工条件に切り換えるようにしたが、これをス
テップＳ７´からＳ１１へ移行すること。又、ノズル１
４が加工開始位置Ｐ１から前記加工停止点Ｐ２へ移動す
るまでの間の所定の位置において通常の加工条件に切り
換えること。

【００５３】この実施形態では前者の実施形態と比較し
てさらに切断溝１２２のカーフ幅の寸法精度を向上する
ことができる。 （３）前記実施形態では図３においてステップＳ２３で
ノズル１４がコーナ中心点Ｐ７に戻った後、ステップＳ
２４，Ｓ２５，Ｓ２６を経て図２のステップＳ１１へ移
行するようにしたが、これをステップＳ２３からステッ
プＳ１１へ移行すること。又、ノズル１４がコーナ中心
点Ｐ７から加工停止点Ｐ８へ移動するまでの所定の位置
において通常の加工条件に切り換えること。

【００５４】この実施形態では前者の実施形態と比較し
てさらにコーナ部の切断溝１２２のカーフ幅の寸法精度
を向上することができる。 （４）前記実施形態では、ノズルが加工開始位置Ｐ１か
ら距離δ６のノズル停止点Ｐ６まで移動される直前にお
いて、レーザ出力及びアシストガスの両出力が図５
（ｃ），（ｅ）に示すように零となるようにしたが、こ
れに代えて、レーザ出力とアシストガスの停止をノズル
停止点Ｐ６の近傍で行うこと。

【００５５】（５）前記点Ｐ２−Ｐ３，Ｐ２と端面１２
１、Ｐ５−Ｐ６、Ｐ８−Ｐ９間のそれぞれの距離をＲＯ
Ｍ２５にパラメータとして記憶しておき、ノズル停止点
をプログラムしておくことにより、動作プログラムを組
まなくても自動的にノズルが各ノズル停止点まで移動で
きるように構成すること。

【００５６】又、この明細書ではワーク１２の端部とは
外周縁以外に、切断溝１２２のコーナの開始点も意味す
る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は特許請求
の範囲に記載した構成を採ったことにより次のような効
果がある。

【００５８】請求項１〜４記載の発明は、ワークの端部
の切断溝のカーフ幅を一定にしてその加工を適正に行う
ことができるという優れた効果を奏する。請求項５記載
の発明は、ワークの中間停止点の切断溝のカーフ幅を一
定にしてその加工を適正に行うことができるという優れ
た効果を奏する。

【００５９】請求項６〜９記載の発明は、ワークのコー
ナ部の切断溝のカーフ幅を一定にしてその加工を適正に
行うことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のレーザ加工方法に使用されるレー
ザ加工装置の略体説明図。

【図２】 この発明を具体化した一実施形態を示すレー
ザ加工方法のフローチャート。

【図３】 同じくレーザ加工方法のフローチャート。

【図４】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は
ワークの端部の切断加工動作の説明図。

【図５】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は
ワークの中間切断終了点までの切断加工動作の説明図。

【図６】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はワークの
コーナの切断加工動作の説明図。

【図７】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はワークの
コーナの切断加工動作の説明図。

【図８】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は
従来のワークの端部の切断加工動作の説明図。

【図９】 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は従来のワ
ークのコーナの切断加工動作の説明図。

【符号の説明】

１１…ワークテーブル、１２…ワーク、１２２…切断
溝、１２５…切込部、１３…Ｘ−Ｙ軸駆動機構、１４…
ノズル、１６…レーザ発振器、１７…レーザビーム、２
０…モータ駆動装置、２３…数値制御装置、２４…中央
演算処理回路（ＣＰＵ）、２８…操作盤、Ｐ１…加工開
始位置、Ｐ２，Ｐ５，Ｐ８…加工停止点、Ｐ３，Ｐ６，
Ｐ９…ノズル停止点、Ｐ４，Ｐ１０…加工条件切換点、
Ｐ７…コーナ中心点。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルからレーザビームをワークに照射
   しつつ、ノズルをワークに対して相対移動させてワーク
   を切断加工するレーザ加工方法において、ワーク端部か
   らの切断加工開始に際して、通常のノズル移動速度より
   も遅い速度で、かつ通常のレーザ出力と通常のアシスト
   ガス圧力よりも低いレーザ出力と低い圧力でワークに切
   込部を形成した後、通常のノズル移動速度及び通常のレ
   ーザ出力とアシストガス圧力に切り換えることを特徴と
   するレーザ加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工方法におい
   て、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ出力、ア
   シストガス圧力及びノズル移動を停止して加工開始位置
   までノズルを戻し、次に、通常のノズル移動速度及び通
   常のレーザ出力とアシストガス圧力に切り換えるレーザ
   加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のレーザ加工方法におい
   て、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ出力、ア
   シストガス圧力及びノズル移動を停止して加工開始位置
   までノズルを戻し、次に、ノズルの移動速度及びレーザ
   出力とアシストガス圧力を通常よりも低くして先の切込
   部を所定距離だけ越えた加工条件切換点までワークの切
   断加工を行い、その後、ノズルが加工条件切換点に移動
   されたとき、通常のノズル移動速度及び通常のレーザ出
   力とアシストガス圧力に切り換えるレーザ加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載のレーザ加工方法におい
   て、ワーク端部に切込部を形成した後、レーザ出力とア
   シストガス圧力を停止して加工開始位置までノズルを戻
   し、次に、該加工開始位置から前記切込部の加工停止点
   までの間に、通常のノズル移動速度及び通常のレーザ出
   力とアシストガス圧力に切り換えるレーザ加工方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ
   加工方法において、ワークの前記切込部の切断加工を停
   止するに際して、加工停止点とノズルの停止点近傍の間
   でレーザ出力とアシストガス圧力を停止するレーザ加工
   方法。
6. 【請求項６】 ノズルからレーザビームをワークに照射
   しつつ、ノズルをワークに対して相対移動してワークを
   切断加工するレーザ加工方法において、コーナの切断加
   工に際して、切断溝のコーナ角度が所定角度以下の場合
   にコーナの中心点においてレーザの出力とアシストガス
   圧力及びノズル移動速度を通常よりも低くして加工を行
   い、その後通常のノズル移動速度及びレーザ出力とアシ
   ストガス圧力に切り換えるレーザ加工方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のレーザ加工方法におい
   て、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切断加工を
   行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停止し、そ
   れに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該ノズルを
   切断溝に沿って所定距離戻し、次いで、通常のノズル移
   動速度及びレーザ出力とアシストガス圧力に切り換える
   レーザ加工方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載のレーザ加工方法におい
   て、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切断加工を
   行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停止し、そ
   れに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該ノズルを
   切断溝に沿って所定距離だけ戻し、さらに、ノズルから
   通常よりも低いレーザ及びアシストガスを出力した状態
   で、加工条件切換点まで移動させ、さらに、加工条件切
   換点まで移動されたとき通常のノズル移動速度及びレー
   ザ出力とアシストガス圧力に切り換えるレーザ加工方
   法。
9. 【請求項９】 請求項６記載のレーザ加工方法におい
   て、コーナ中心点から所定距離だけコーナの切断加工を
   行った後、レーザ出力とアシストガス圧力を停止し、そ
   れに引き続いてノズルの移動を停止し、次に該ノズルを
   切断溝に沿ってコーナ中心点まで戻し、次に、該コーナ
   中心点から前記加工停止点までの間に、通常のノズル移
   動速度及び通常のレーザ出力とアシストガス圧力に切り
   換えるレーザ加工方法。