JPH10225787A - レーザ切断装置およびレーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断装置およびレーザ切断方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ切断で実施されるピアシング作業を短
時間で行うために、レーザ出力を上げる等の対策がなさ
れてきたが、溶融金属が被切断材、ピアシング孔、切断
ノズル等に付着してしまい、切断作業に悪影響を与え
る。 【解決手段】 被切断材３に照射するレーザビーム２が
送り込まれるレーザビーム孔７が貫通されてなり該レー
ザビーム孔７に送り込まれたアシストガス４を被切断材
３に向けてレーザビーム２と同軸に噴射する切断ノズル
１と、レーザビーム孔７の側方から被切断材３のレーザ
ビーム照射位置に向けてブローガス１２を噴射するブロ
ーガスノズル１０とを備えるレーザ切断装置およびレー
ザ切断方法を提供する。ピアシング作業時には、アシス
トガス４に対して傾斜して噴射されるブローガス１２に
よって溶融金属６等を吹き飛ばし、付着を防止する。
時間で行うために、レーザ出力を上げる等の対策がなさ
れてきたが、溶融金属が被切断材、ピアシング孔、切断
ノズル等に付着してしまい、切断作業に悪影響を与え
る。 【解決手段】 被切断材３に照射するレーザビーム２が
送り込まれるレーザビーム孔７が貫通されてなり該レー
ザビーム孔７に送り込まれたアシストガス４を被切断材
３に向けてレーザビーム２と同軸に噴射する切断ノズル
１と、レーザビーム孔７の側方から被切断材３のレーザ
ビーム照射位置に向けてブローガス１２を噴射するブロ
ーガスノズル１０とを備えるレーザ切断装置およびレー
ザ切断方法を提供する。ピアシング作業時には、アシス
トガス４に対して傾斜して噴射されるブローガス１２に
よって溶融金属６等を吹き飛ばし、付着を防止する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ切断装置お
よびレーザ切断方法に係り、特に、切断開始時になされ
るピアシング作業を効率良く行うためのレーザ切断装置
およびレーザ切断方法に関するものである。
よびレーザ切断方法に係り、特に、切断開始時になされ
るピアシング作業を効率良く行うためのレーザ切断装置
およびレーザ切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、レーザによる厚板（板厚６ｍｍ
以上）の鋼板の切断では、ピアシング作業を実施してか
ら目的の切断作業を開始することが一般的である。一般
的にピアシング作業は、図８に示すように、切断ノズル
１からレーザビーム２を鋼板等の被切断材３に照射し、
レーザビーム２と同軸にアシストガス４を供給して被切
断材３を加熱溶融し、レーザビーム２の照射によって被
切断材３に形成されるピアシング孔５から溶融金属６を
アシストガス４の運動エネルギにより排除することによ
りなされる。ピアシング作業を実施した場合、溶融金属
６の一部はピアシング孔５の周囲に堆積し、また一部は
ピアシング孔５から離れた位置に飛散することになる。
アシストガス４としては、通常、酸素が使用される。酸
素ガスを使用してピアシング作業を実施した場合、酸素
ガスによる鋼板素材の酸化により高いエネルギが得られ
るので、ピアシング作業を効率良く行うことに有効であ
る。また、ピアシング時のレーザビーム２の照射条件
は、１００Ｈz以下のパルス発振が一般的であるが、連
続発振状態にしてレーザビーム２の出力を上げること
で、目的のピアシング孔５を短時間で形成することがで
き、ピアシング作業時間が短縮する。
以上）の鋼板の切断では、ピアシング作業を実施してか
ら目的の切断作業を開始することが一般的である。一般
的にピアシング作業は、図８に示すように、切断ノズル
１からレーザビーム２を鋼板等の被切断材３に照射し、
レーザビーム２と同軸にアシストガス４を供給して被切
断材３を加熱溶融し、レーザビーム２の照射によって被
切断材３に形成されるピアシング孔５から溶融金属６を
アシストガス４の運動エネルギにより排除することによ
りなされる。ピアシング作業を実施した場合、溶融金属
６の一部はピアシング孔５の周囲に堆積し、また一部は
ピアシング孔５から離れた位置に飛散することになる。
アシストガス４としては、通常、酸素が使用される。酸
素ガスを使用してピアシング作業を実施した場合、酸素
ガスによる鋼板素材の酸化により高いエネルギが得られ
るので、ピアシング作業を効率良く行うことに有効であ
る。また、ピアシング時のレーザビーム２の照射条件
は、１００Ｈz以下のパルス発振が一般的であるが、連
続発振状態にしてレーザビーム２の出力を上げること
で、目的のピアシング孔５を短時間で形成することがで
き、ピアシング作業時間が短縮する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザビー
ム２の出力を上げると、 ａ）ピアシング孔５径が増大する、 ｂ）溶融金属６の吹き上がりが過大になる、 ｃ）ｂ）により、切断ノズル１や集光レンズが損傷する
場合がある、 ｄ）被切断材３に付着するスパッタが増大する、 ｅ）ｄ）により目的の切断の開始時に切断不良が発生す
る といった問題点が発生する。また、前記問題に鑑みて近
年では、レーザビームのパルスのピーク出力を上げて高
速でピアシング作業を行うことも試みられているが、レ
ンズやノズルへのスパッタの付着等の問題が発生するた
め、問題の根本的な解決には至らなかった。さらに、ピ
アシング作業中にレーザビーム出力を制御することで、
溶融金属の吹き上がりやスパッタの付着を防止すること
も試みられているが、ピアシング速度が制御速度に従う
ことになり、速度の向上には限界がある。
ム２の出力を上げると、 ａ）ピアシング孔５径が増大する、 ｂ）溶融金属６の吹き上がりが過大になる、 ｃ）ｂ）により、切断ノズル１や集光レンズが損傷する
場合がある、 ｄ）被切断材３に付着するスパッタが増大する、 ｅ）ｄ）により目的の切断の開始時に切断不良が発生す
る といった問題点が発生する。また、前記問題に鑑みて近
年では、レーザビームのパルスのピーク出力を上げて高
速でピアシング作業を行うことも試みられているが、レ
ンズやノズルへのスパッタの付着等の問題が発生するた
め、問題の根本的な解決には至らなかった。さらに、ピ
アシング作業中にレーザビーム出力を制御することで、
溶融金属の吹き上がりやスパッタの付着を防止すること
も試みられているが、ピアシング速度が制御速度に従う
ことになり、速度の向上には限界がある。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、（１）ピアシング作業時間を大幅に短縮すること
ができる、（２）ピアシング作業時に発生する溶融金属
やスパッタを高速かつレーザビーム光軸に対して傾斜し
た向きで噴射されるアシストガスによりピアシング位置
から吹き飛ばして切断ノズルや被切断材への付着を防止
するレーザ切断装置を提供することを目的とするもので
ある。
ので、（１）ピアシング作業時間を大幅に短縮すること
ができる、（２）ピアシング作業時に発生する溶融金属
やスパッタを高速かつレーザビーム光軸に対して傾斜し
た向きで噴射されるアシストガスによりピアシング位置
から吹き飛ばして切断ノズルや被切断材への付着を防止
するレーザ切断装置を提供することを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、被切断材に照射するレーザビームが送り込
まれるレーザビーム孔が貫通して形成され該レーザビー
ム孔に送り込まれたアシストガスを被切断材に向けてレ
ーザビームと同軸に噴射する切断ノズルと、レーザビー
ム孔の側方から前記レーザビームによる被切断材のレー
ザビーム照射位置に向けて別途アシストガスを噴射する
ブローガスノズルとを備え、ブローガスノズルを被切断
材表面より４５度以下の傾斜角度で傾斜させたことを特
徴とするレーザ切断装置を前記課題の解決手段とした。
決するため、被切断材に照射するレーザビームが送り込
まれるレーザビーム孔が貫通して形成され該レーザビー
ム孔に送り込まれたアシストガスを被切断材に向けてレ
ーザビームと同軸に噴射する切断ノズルと、レーザビー
ム孔の側方から前記レーザビームによる被切断材のレー
ザビーム照射位置に向けて別途アシストガスを噴射する
ブローガスノズルとを備え、ブローガスノズルを被切断
材表面より４５度以下の傾斜角度で傾斜させたことを特
徴とするレーザ切断装置を前記課題の解決手段とした。
【０００６】このレーザ切断装置によるピアシング作業
では、レーザビーム孔とブローガスノズルの双方からア
シストガスを供給しつつレーザビームを被切断材に照射
して、ピアシング孔を形成する。したがって、レーザビ
ームのパルスピーク時の出力を上げたり特別な出力制御
等を行うことなく、通常のピアシング作業時と同様のレ
ーザビームにより目的のピアシング孔が形成される。
では、レーザビーム孔とブローガスノズルの双方からア
シストガスを供給しつつレーザビームを被切断材に照射
して、ピアシング孔を形成する。したがって、レーザビ
ームのパルスピーク時の出力を上げたり特別な出力制御
等を行うことなく、通常のピアシング作業時と同様のレ
ーザビームにより目的のピアシング孔が形成される。
【０００７】アシストガスとしては高純度酸素、空気、
窒素、その他各種不活性ガス等が採用される。ブローガ
スノズルから供給するアシストガス（以下、「ブローガ
ス」）はレーザビーム孔の側方からレーザビーム照射位
置に向けて噴射されるので、その噴射方向は、レーザビ
ーム孔から供給するアシストガスの噴射方向に対して傾
斜している。このため、ピアシング作業時には発生する
溶融金属やスパッタはブローガスによってピアシング位
置から吹き飛ばされ、切断ノズル等に付着しない。な
お、その傾斜角度は被切断材表面に対して４５度以下で
あることが好ましい。アシストガスに対するブローガス
の噴射方向の傾斜は、ピアシング位置へのアシストガス
気流の供給を妨げない程度の流速で噴射する必要があ
る。ピアシング作業が完了したらブローガスの供給を停
止し、目的の切断作業に移行することになる。なお、ア
シストガスとブローガスとは種類を異ならせることも可
能である。
窒素、その他各種不活性ガス等が採用される。ブローガ
スノズルから供給するアシストガス（以下、「ブローガ
ス」）はレーザビーム孔の側方からレーザビーム照射位
置に向けて噴射されるので、その噴射方向は、レーザビ
ーム孔から供給するアシストガスの噴射方向に対して傾
斜している。このため、ピアシング作業時には発生する
溶融金属やスパッタはブローガスによってピアシング位
置から吹き飛ばされ、切断ノズル等に付着しない。な
お、その傾斜角度は被切断材表面に対して４５度以下で
あることが好ましい。アシストガスに対するブローガス
の噴射方向の傾斜は、ピアシング位置へのアシストガス
気流の供給を妨げない程度の流速で噴射する必要があ
る。ピアシング作業が完了したらブローガスの供給を停
止し、目的の切断作業に移行することになる。なお、ア
シストガスとブローガスとは種類を異ならせることも可
能である。
【０００８】また、このレーザ切断装置は、ブローガス
の供給圧を制御するブローガス制御機構を備え、該ブロ
ーガス制御機構はレーザビーム孔へのアシストガスの供
給圧を計測する圧力センサと、該圧力センサの計測圧力
に対応してブローガスの供給圧を換算して設定するレベ
ル変換器と、該レベル変換器が設定した圧力に基づいて
ブローガスの供給圧を調整する圧力調整器とを備えてな
る構成も採用可能である。この構成では、ブローガスの
供給圧を調整することで、ピアシング位置へのアシスト
ガス気流の供給を妨げない程度の流速でブローガスをブ
ローガスノズルから噴射する。ブローガス噴流の流速は
ブローガスノズル先端の開口部断面積に対するブローガ
ス供給圧によって決まり、アシストガス気流のピアシン
グ位置への供給を妨げず、かつ、ブローガスに充分な運
動エネルギを確保してピアシング孔の形成を促進するこ
とができる範囲に調整される。
の供給圧を制御するブローガス制御機構を備え、該ブロ
ーガス制御機構はレーザビーム孔へのアシストガスの供
給圧を計測する圧力センサと、該圧力センサの計測圧力
に対応してブローガスの供給圧を換算して設定するレベ
ル変換器と、該レベル変換器が設定した圧力に基づいて
ブローガスの供給圧を調整する圧力調整器とを備えてな
る構成も採用可能である。この構成では、ブローガスの
供給圧を調整することで、ピアシング位置へのアシスト
ガス気流の供給を妨げない程度の流速でブローガスをブ
ローガスノズルから噴射する。ブローガス噴流の流速は
ブローガスノズル先端の開口部断面積に対するブローガ
ス供給圧によって決まり、アシストガス気流のピアシン
グ位置への供給を妨げず、かつ、ブローガスに充分な運
動エネルギを確保してピアシング孔の形成を促進するこ
とができる範囲に調整される。
【０００９】本出願人の実験結果では、前記流速の条件
を満たすブローガスの適切供給圧はアシストガスの供給
圧の上下に対応して上下し、両者の関係は一定の定数に
よって定められることを突き止めた。すなわち、アシス
トガスの供給圧Ｐ１とブローガスの最適供給圧Ｐ２の関
係は、Ｐ２＝ａ×Ｐ１＋ｂで示されるため、圧力センサ
で計測したアシストガスの圧力をレベル変換器がレベル
変換することでブローガスの目的供給圧が設定されるこ
とになる。定数ａ、ｂの値はレーザビーム孔やブローガ
スノズル先端の開口部断面積等によって決まる。
を満たすブローガスの適切供給圧はアシストガスの供給
圧の上下に対応して上下し、両者の関係は一定の定数に
よって定められることを突き止めた。すなわち、アシス
トガスの供給圧Ｐ１とブローガスの最適供給圧Ｐ２の関
係は、Ｐ２＝ａ×Ｐ１＋ｂで示されるため、圧力センサ
で計測したアシストガスの圧力をレベル変換器がレベル
変換することでブローガスの目的供給圧が設定されるこ
とになる。定数ａ、ｂの値はレーザビーム孔やブローガ
スノズル先端の開口部断面積等によって決まる。
【００１０】切断ノズルと別体のブローガスノズルと、
該ブローガスノズルを保持してレーザビーム照射位置に
対して接近離間する方向に移動する移動手段とを備える
構成を採用した場合は、ピアシング作業時にはブローガ
スノズルをレーザビーム照射位置（ピアシング位置）に
接近させ、それ以外ではレーザビーム照射位置から離間
させることになる。切断作業時にはブローガスノズルを
ピアシング位置から離間させるので、切断作業中に発生
する溶融金属やスパッタがブローノズルに付着すること
が防止される。
該ブローガスノズルを保持してレーザビーム照射位置に
対して接近離間する方向に移動する移動手段とを備える
構成を採用した場合は、ピアシング作業時にはブローガ
スノズルをレーザビーム照射位置（ピアシング位置）に
接近させ、それ以外ではレーザビーム照射位置から離間
させることになる。切断作業時にはブローガスノズルを
ピアシング位置から離間させるので、切断作業中に発生
する溶融金属やスパッタがブローノズルに付着すること
が防止される。
【００１１】レーザビームの光軸方向の集光位置を変更
する集光位置変更手段と、該集光位置変更手段に集光位
置を光軸方向に所定量だけ変更して基準となる集光位置
を求める指令を入力する指令入力手段と、被切断材に関
する板厚等の材料データを入力する材料データ入力手段
と、指令入力手段からの指令によって求められた基準値
に対する適正な集光位置に対する補正値が切断作業およ
びピアシング作業毎に記憶された補正値記憶手段と、材
料データ入力手段により入力された材料データに基づい
て補正値記憶手段から補正値を読み出して集光位置変更
手段に送信する読み出し手段とを備える構成を採用する
と、切断作業およびピアシング作業毎に補正値記憶手段
に記憶される集光位置の補正値が蓄積されることにな
り、被切断材に関する材料データに適合するあるいはそ
れに近い補正値を読み出し手段で補正値記憶手段から読
み出すことで、ピアシング作業およびピアシングから切
断への移行時における適正集光位置が簡便に得られる。
する集光位置変更手段と、該集光位置変更手段に集光位
置を光軸方向に所定量だけ変更して基準となる集光位置
を求める指令を入力する指令入力手段と、被切断材に関
する板厚等の材料データを入力する材料データ入力手段
と、指令入力手段からの指令によって求められた基準値
に対する適正な集光位置に対する補正値が切断作業およ
びピアシング作業毎に記憶された補正値記憶手段と、材
料データ入力手段により入力された材料データに基づい
て補正値記憶手段から補正値を読み出して集光位置変更
手段に送信する読み出し手段とを備える構成を採用する
と、切断作業およびピアシング作業毎に補正値記憶手段
に記憶される集光位置の補正値が蓄積されることにな
り、被切断材に関する材料データに適合するあるいはそ
れに近い補正値を読み出し手段で補正値記憶手段から読
み出すことで、ピアシング作業およびピアシングから切
断への移行時における適正集光位置が簡便に得られる。
【００１２】また、本発明のレーザ切断装置を用いたレ
ーザ切断方法では、レーザビーム孔からアシストガスを
噴射しかつブローガスノズルから別途アシストガスを噴
射して溶融金属を除去しつつレーザビームによってピア
シング孔を形成した後、ブローガスノズルからのアシス
トガスの噴射を停止しレーザビーム孔からのアシストガ
スの噴射を継続しつつレーザビームにより目的の切断を
開始する。このレーザ切断方法によれば、レーザビーム
のパルスピーク時の出力を上げたり特別な制御等を行う
ことなく、通常のピアシング作業時と同様のレーザビー
ムにより目的のピアシング孔を形成することができる。
また、ピアシング作業から切断作業への移行時には、ブ
ローガスの噴射を停止して切断用のレーザビームを被切
断材に照射するだけで良いので、移行が迅速かつスムー
ズになされる。
ーザ切断方法では、レーザビーム孔からアシストガスを
噴射しかつブローガスノズルから別途アシストガスを噴
射して溶融金属を除去しつつレーザビームによってピア
シング孔を形成した後、ブローガスノズルからのアシス
トガスの噴射を停止しレーザビーム孔からのアシストガ
スの噴射を継続しつつレーザビームにより目的の切断を
開始する。このレーザ切断方法によれば、レーザビーム
のパルスピーク時の出力を上げたり特別な制御等を行う
ことなく、通常のピアシング作業時と同様のレーザビー
ムにより目的のピアシング孔を形成することができる。
また、ピアシング作業から切断作業への移行時には、ブ
ローガスの噴射を停止して切断用のレーザビームを被切
断材に照射するだけで良いので、移行が迅速かつスムー
ズになされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明のレーザ切断装置およ
びレーザ切断方法の実施の形態を図を参照して説明す
る。
びレーザ切断方法の実施の形態を図を参照して説明す
る。
【００１４】図１から図５はレーザ切断装置の第１実施
形態を示す。なお、図中、図８と同一の構成部分には同
一の符号を付し、その説明を簡略化する。図１に示すよ
うに、このレーザ切断装置は切断ノズル１とブローガス
ノズル１０とを備えている。ブローガスノズル１０は切
断ノズル１と別体であり切断ノズル１の側部にて移動手
段１１によって保持され、ピアシング位置（ピアシング
孔５の形成位置）に向けてブローガス１２を噴射する。
したがって、このブローガスノズル１０が噴射するブロ
ーガス１２噴流はレーザビーム２の光軸に対して傾斜し
ている。レーザビーム２は切断ノズル１を貫通するレー
ザビーム孔７を通って被切断材３に照射されるので、ブ
ローガス１２噴流はレーザビーム孔７から噴射されるア
シストガス４に対して傾斜していることになる。前記移
動手段１１は、例えば図２や図３に示す構成であり、保
持したブローガスノズル１０をピアシング位置に対して
接近離間させる。
形態を示す。なお、図中、図８と同一の構成部分には同
一の符号を付し、その説明を簡略化する。図１に示すよ
うに、このレーザ切断装置は切断ノズル１とブローガス
ノズル１０とを備えている。ブローガスノズル１０は切
断ノズル１と別体であり切断ノズル１の側部にて移動手
段１１によって保持され、ピアシング位置（ピアシング
孔５の形成位置）に向けてブローガス１２を噴射する。
したがって、このブローガスノズル１０が噴射するブロ
ーガス１２噴流はレーザビーム２の光軸に対して傾斜し
ている。レーザビーム２は切断ノズル１を貫通するレー
ザビーム孔７を通って被切断材３に照射されるので、ブ
ローガス１２噴流はレーザビーム孔７から噴射されるア
シストガス４に対して傾斜していることになる。前記移
動手段１１は、例えば図２や図３に示す構成であり、保
持したブローガスノズル１０をピアシング位置に対して
接近離間させる。
【００１５】図２において、移動手段１１は、切断ノズ
ル１の上方（図２上方）に取り付けられた回転駆動部１
３であり、電動モータ等の駆動力によって、ブローガス
ノズル１０のブローガス１２供給上流側をレーザビーム
２の光軸に垂直な軸線を以て回動自在に支持する。回転
駆動部１３は、ピアシング時にはブローガスノズル先端
１４を切断ノズル先端１５近傍に移動し、切断作業時に
はブローガスノズル１０を回転して切断ノズル先端１５
から離間させる。
ル１の上方（図２上方）に取り付けられた回転駆動部１
３であり、電動モータ等の駆動力によって、ブローガス
ノズル１０のブローガス１２供給上流側をレーザビーム
２の光軸に垂直な軸線を以て回動自在に支持する。回転
駆動部１３は、ピアシング時にはブローガスノズル先端
１４を切断ノズル先端１５近傍に移動し、切断作業時に
はブローガスノズル１０を回転して切断ノズル先端１５
から離間させる。
【００１６】図３において移動手段１１は、切断ノズル
１の上方（図３上方）に取り付けられた昇降駆動部１６
であり、電動モータ等の駆動力によって、ブローガスノ
ズル１０のブローガス１２供給上流側をレーザビーム２
の光軸に沿って昇降自在に支持する。この昇降駆動部１
６は、ピアシング時にはブローガスノズル先端１４を切
断ノズル先端１５近傍に移動し、切断作業時にはブロー
ガスノズル１０を回転して切断ノズル先端１５から離間
させる。
１の上方（図３上方）に取り付けられた昇降駆動部１６
であり、電動モータ等の駆動力によって、ブローガスノ
ズル１０のブローガス１２供給上流側をレーザビーム２
の光軸に沿って昇降自在に支持する。この昇降駆動部１
６は、ピアシング時にはブローガスノズル先端１４を切
断ノズル先端１５近傍に移動し、切断作業時にはブロー
ガスノズル１０を回転して切断ノズル先端１５から離間
させる。
【００１７】図１中符号１７はブローガス制御機構を示
す。このブローガス制御機構１７はレーザビーム孔７へ
のアシストガス４の供給圧を計測する圧力センサ１８
と、該圧力センサ１８の計測圧力に対応してブローガス
１２の供給圧を換算して設定するレベル変換器１９と、
該レベル変換器１９が設定した圧力に基づいてブローガ
スの供給圧を調整する圧力調整器２０とを備えて構成さ
れている。圧力センサ１８は切断ノズル１に取り付けら
れて、レーザビーム孔７内のアシストガス４圧力を計測
する。すなわち、このブローガス制御機構１７は、図４
に示すように、圧力センサ１８が計測したアシストガス
４の圧力Ｐ１の計測信号がレベル変換器１９に入力され
ると、レベル変換器１９がＰ１に対応する適切なブロー
ガス１２の供給圧力Ｐ２を算出して圧力調整器２０に指
示信号を発信し、これにより圧力調整器２０がブローガ
ス１２の供給圧をＰ２に調整する。
す。このブローガス制御機構１７はレーザビーム孔７へ
のアシストガス４の供給圧を計測する圧力センサ１８
と、該圧力センサ１８の計測圧力に対応してブローガス
１２の供給圧を換算して設定するレベル変換器１９と、
該レベル変換器１９が設定した圧力に基づいてブローガ
スの供給圧を調整する圧力調整器２０とを備えて構成さ
れている。圧力センサ１８は切断ノズル１に取り付けら
れて、レーザビーム孔７内のアシストガス４圧力を計測
する。すなわち、このブローガス制御機構１７は、図４
に示すように、圧力センサ１８が計測したアシストガス
４の圧力Ｐ１の計測信号がレベル変換器１９に入力され
ると、レベル変換器１９がＰ１に対応する適切なブロー
ガス１２の供給圧力Ｐ２を算出して圧力調整器２０に指
示信号を発信し、これにより圧力調整器２０がブローガ
ス１２の供給圧をＰ２に調整する。
【００１８】ブローガスノズル１０から噴射されるブロ
ーガス１２流速はアシストガス４気流のピアシング位置
への供給を妨げず、かつ、ブローガス１２に充分な運動
エネルギを確保してピアシング孔５の形成を促進するこ
とができる範囲に調整する必要がある。ブローガスノズ
ル１０噴射側先端におけるガス流路断面積に対するブロ
ーガス１２供給圧Ｐ２によって決まる。図５は、本出願
人の実験によって得られたアシストガス４供給圧Ｐ１
（Ｋｇ／ｃｍ2）とこのＰ１に対する適切なブローガス
１２供給圧Ｐ２（Ｋｇ／ｃｍ2）との関係を示す。図５
によれば、Ｐ１に対する適切Ｐ２を Ｐ２＝ａ×Ｐ１＋ｂ で示すことができ、ａは２．５、ｂは０．５〜１．０の
範囲である。したがって、Ｐ２は、Ｐ１に対してレベル
変換によって容易に設定することができる。
ーガス１２流速はアシストガス４気流のピアシング位置
への供給を妨げず、かつ、ブローガス１２に充分な運動
エネルギを確保してピアシング孔５の形成を促進するこ
とができる範囲に調整する必要がある。ブローガスノズ
ル１０噴射側先端におけるガス流路断面積に対するブロ
ーガス１２供給圧Ｐ２によって決まる。図５は、本出願
人の実験によって得られたアシストガス４供給圧Ｐ１
（Ｋｇ／ｃｍ2）とこのＰ１に対する適切なブローガス
１２供給圧Ｐ２（Ｋｇ／ｃｍ2）との関係を示す。図５
によれば、Ｐ１に対する適切Ｐ２を Ｐ２＝ａ×Ｐ１＋ｂ で示すことができ、ａは２．５、ｂは０．５〜１．０の
範囲である。したがって、Ｐ２は、Ｐ１に対してレベル
変換によって容易に設定することができる。
【００１９】次に、図１のレーザ切断装置によるレーザ
切断方法の実施形態を説明する。このレーザ切断装置で
は、切断ノズル１を図示しない駆動機構により３次元方
向に移動して被切断材３に目的の切断加工を行う。この
時、ブローガスノズル１０も切断ノズル１に追従して移
動して、常に切断ノズル１の近傍に配置される。このレ
ーザ切断装置による厚板の切断では、まず、ピアシング
作業によりピアシング孔５を形成した後、目的の切断作
業に移行する。ピアシング作業は、まず、移動手段１１
でブローガスノズル１０をピアシング位置に接近させて
保持し、切断ノズル１からアシストガス４を噴射しかつ
ブローガスノズル１０からブローガス１２を噴射して溶
融金属を除去しつつレーザビーム２を被切断材３に照射
してピアシング孔５を形成する。目的のピアシング孔５
が形成されたなら、ブローガスノズル１０からのブロー
ガス１２の噴射を停止してブローガスノズル１０をピア
シング位置から待避させるとともに、切断ノズル１から
のアシストガス４の噴射を継続しつつレーザビーム２に
より目的の切断を開始する。
切断方法の実施形態を説明する。このレーザ切断装置で
は、切断ノズル１を図示しない駆動機構により３次元方
向に移動して被切断材３に目的の切断加工を行う。この
時、ブローガスノズル１０も切断ノズル１に追従して移
動して、常に切断ノズル１の近傍に配置される。このレ
ーザ切断装置による厚板の切断では、まず、ピアシング
作業によりピアシング孔５を形成した後、目的の切断作
業に移行する。ピアシング作業は、まず、移動手段１１
でブローガスノズル１０をピアシング位置に接近させて
保持し、切断ノズル１からアシストガス４を噴射しかつ
ブローガスノズル１０からブローガス１２を噴射して溶
融金属を除去しつつレーザビーム２を被切断材３に照射
してピアシング孔５を形成する。目的のピアシング孔５
が形成されたなら、ブローガスノズル１０からのブロー
ガス１２の噴射を停止してブローガスノズル１０をピア
シング位置から待避させるとともに、切断ノズル１から
のアシストガス４の噴射を継続しつつレーザビーム２に
より目的の切断を開始する。
【００２０】ピアシング作業時には、アシストガス４の
２倍以上の流速のブローガス１２によって、溶融金属６
やスパッタが発生と同時にピアシング位置から順次吹き
飛ばされるので、被切断材３や切断ノズル１等に付着す
ることは無い。すなわち、このピアシング作業では、溶
融金属６やスパッタをその発生と同時に被切断材３から
排除しつつピアシング孔５を形成する。したがって、溶
融金属６等がピアシング孔５の近傍に付着することは無
く、目的形状のピアシング孔５が得られる。被切断材
３、ブローガスノズル１０、切断ノズル１に組み込んだ
集光レンズ等への溶融金属６やスパッタの付着も防止さ
れるので、目的の切断作業では切断不良が発生する心配
が無く、切断した製品の品質が向上する。なお、図１で
は、レーザビーム２の光軸およびアシストガス４噴流は
平板状の被切断材３に対して垂直になっているため、ブ
ローガス１２噴流は被切断材３に対して傾斜しており、
ブローガス１２によって溶融金属６やスパッタを効率良
くピアシング位置から吹き飛ばすことができる。 ま
た、レーザビーム２の光軸に対して被切断材３が傾斜し
ている場合には、ブローガス１２噴流の向きを被切断材
３に対して垂直にならないように調整することが好まし
い。
２倍以上の流速のブローガス１２によって、溶融金属６
やスパッタが発生と同時にピアシング位置から順次吹き
飛ばされるので、被切断材３や切断ノズル１等に付着す
ることは無い。すなわち、このピアシング作業では、溶
融金属６やスパッタをその発生と同時に被切断材３から
排除しつつピアシング孔５を形成する。したがって、溶
融金属６等がピアシング孔５の近傍に付着することは無
く、目的形状のピアシング孔５が得られる。被切断材
３、ブローガスノズル１０、切断ノズル１に組み込んだ
集光レンズ等への溶融金属６やスパッタの付着も防止さ
れるので、目的の切断作業では切断不良が発生する心配
が無く、切断した製品の品質が向上する。なお、図１で
は、レーザビーム２の光軸およびアシストガス４噴流は
平板状の被切断材３に対して垂直になっているため、ブ
ローガス１２噴流は被切断材３に対して傾斜しており、
ブローガス１２によって溶融金属６やスパッタを効率良
くピアシング位置から吹き飛ばすことができる。 ま
た、レーザビーム２の光軸に対して被切断材３が傾斜し
ている場合には、ブローガス１２噴流の向きを被切断材
３に対して垂直にならないように調整することが好まし
い。
【００２１】レーザビーム２の出力を上げ、アシストガ
ス４、１２の供給圧Ｐ１、Ｐ２を上昇すると、ピアシン
グ孔５の形成時間を一層短縮することが可能であり、し
かも、溶融金属６やスパッタが被切断材３等に付着する
ことをアシストガス４、１２によって防止することがで
きる。アシストガス４に酸素を使用し、ブローガス１２
に窒素を使用した場合、酸素ガスによる過剰な反応を窒
素ガスにより抑制することができるので、ピアシング孔
５径のより小さい高品質のピアシングが可能となる。
ス４、１２の供給圧Ｐ１、Ｐ２を上昇すると、ピアシン
グ孔５の形成時間を一層短縮することが可能であり、し
かも、溶融金属６やスパッタが被切断材３等に付着する
ことをアシストガス４、１２によって防止することがで
きる。アシストガス４に酸素を使用し、ブローガス１２
に窒素を使用した場合、酸素ガスによる過剰な反応を窒
素ガスにより抑制することができるので、ピアシング孔
５径のより小さい高品質のピアシングが可能となる。
【００２２】また、ブローガスノズル１０の構成が単純
であり、レーザビーム２のパルスピーク時の出力を上げ
る等の従来例に比べて、低コスト化することができる。
また、ブローガスノズル１０は切断ノズル１と別体であ
るから、既存のレーザ切断装置に容易に後付けすること
ができるといった優れた効果も得られる。また、ブロー
ガス制御機構１７によりＰ１に対してブローガス１２の
供給圧Ｐ２が自動制御されるので、常にブローガス１２
噴流を最適流速に安定に維持することができ、目的形状
のピアシング孔５が効率良く得られる。このレーザ切断
装置では、ピアシング作業時にのみブローガスノズル１
０をピアシング位置に接近させ、切断作業時にはブロー
ガスノズル１０をピアシング位置から離間させるので、
切断作業中にブローガスノズル先端１４に溶融金属６や
スパッタが付着することを防止して溶融金属６やスパッ
タの付着がブローガス１２噴流に影響を与えることを防
止できるとともに、ブローガスノズル１０が切断作業の
邪魔にならず切断作業性を確保することができる。
であり、レーザビーム２のパルスピーク時の出力を上げ
る等の従来例に比べて、低コスト化することができる。
また、ブローガスノズル１０は切断ノズル１と別体であ
るから、既存のレーザ切断装置に容易に後付けすること
ができるといった優れた効果も得られる。また、ブロー
ガス制御機構１７によりＰ１に対してブローガス１２の
供給圧Ｐ２が自動制御されるので、常にブローガス１２
噴流を最適流速に安定に維持することができ、目的形状
のピアシング孔５が効率良く得られる。このレーザ切断
装置では、ピアシング作業時にのみブローガスノズル１
０をピアシング位置に接近させ、切断作業時にはブロー
ガスノズル１０をピアシング位置から離間させるので、
切断作業中にブローガスノズル先端１４に溶融金属６や
スパッタが付着することを防止して溶融金属６やスパッ
タの付着がブローガス１２噴流に影響を与えることを防
止できるとともに、ブローガスノズル１０が切断作業の
邪魔にならず切断作業性を確保することができる。
【００２３】また、前記レーザ切断方法によれば、ブロ
ーガスノズル１０の移動とブローガス１２の供給停止と
を行うほかは、通常のピアシングを伴う切断作業と同様
の操作によりピアシング作業から目的の切断作業に簡便
に移行することができ、移行時の操作が容易である。ま
た、ピアシング位置に接近させたブローガスノズル１０
からブローガス１２を噴射するだけでピアシング作業を
効率良く行うことができるので、レーザビームのパルス
ピーク時の出力を上げたり、出力調整を図る従来例に比
べて、極めて簡単な操作（制御）によりピアシング作業
を行うことができる。
ーガスノズル１０の移動とブローガス１２の供給停止と
を行うほかは、通常のピアシングを伴う切断作業と同様
の操作によりピアシング作業から目的の切断作業に簡便
に移行することができ、移行時の操作が容易である。ま
た、ピアシング位置に接近させたブローガスノズル１０
からブローガス１２を噴射するだけでピアシング作業を
効率良く行うことができるので、レーザビームのパルス
ピーク時の出力を上げたり、出力調整を図る従来例に比
べて、極めて簡単な操作（制御）によりピアシング作業
を行うことができる。
【００２４】図６は、レーザ切断装置の第２実施形態を
説明する。図６中、切断ノズル５１は金属等からなり、
内部を貫通するレーザビーム孔５２およびブローガス孔
５３を有している。レーザビーム孔５２は、被切断材３
に照射するレーザビーム２の光軸と同軸に形成され、図
示していない集光レンズから送り込まれたレーザビーム
２を被切断材３上の目的の照射位置に導く。ブローガス
孔５３はレーザビーム孔５２の中心軸線に対して傾斜し
て穿設され、切断ノズル５１の被切断材３に向けられた
先端面５４と側面５５との間に連通している。このブロ
ーガス孔５３の傾斜角度は被切断材３表面に対して４５
度である。したがって、ピアシング作業時には、側面５
５に開口したブローガス孔５３の側面開口部５６から送
り込まれたブローガス１０が、先端面５４にてレーザビ
ーム孔５２の近傍に開口した先端開口部５７からピアシ
ング位置に向けて噴射され、その噴射方向はレーザビー
ム孔５２から噴射されるアシストガス４に対して傾斜し
ていることになる。ブローガス孔５３は、請求項１に記
載のブローガスノズルを構成する。
説明する。図６中、切断ノズル５１は金属等からなり、
内部を貫通するレーザビーム孔５２およびブローガス孔
５３を有している。レーザビーム孔５２は、被切断材３
に照射するレーザビーム２の光軸と同軸に形成され、図
示していない集光レンズから送り込まれたレーザビーム
２を被切断材３上の目的の照射位置に導く。ブローガス
孔５３はレーザビーム孔５２の中心軸線に対して傾斜し
て穿設され、切断ノズル５１の被切断材３に向けられた
先端面５４と側面５５との間に連通している。このブロ
ーガス孔５３の傾斜角度は被切断材３表面に対して４５
度である。したがって、ピアシング作業時には、側面５
５に開口したブローガス孔５３の側面開口部５６から送
り込まれたブローガス１０が、先端面５４にてレーザビ
ーム孔５２の近傍に開口した先端開口部５７からピアシ
ング位置に向けて噴射され、その噴射方向はレーザビー
ム孔５２から噴射されるアシストガス４に対して傾斜し
ていることになる。ブローガス孔５３は、請求項１に記
載のブローガスノズルを構成する。
【００２５】このレーザ切断装置によれば、レーザビー
ム孔５２とブローガス孔５３とを切断ノズル５１に備え
た構成であるため、構成部品が少なく低コスト化するこ
とができるとともに、小型化できるのでレーザ切断装置
の設計に影響を与える心配も無い。また、切断ノズルを
付け替えることで、既存のレーザ切断装置にも容易に適
用することができる。また、第１実施形態の場合と同様
に、ブローガス１２の噴射によって溶融金属６やスパッ
タタがピアシング位置から排除されることから、ピアシ
ング作業時での切断ノズル５１の先端面５４への溶融金
属６やスパッタの付着が防止される。
ム孔５２とブローガス孔５３とを切断ノズル５１に備え
た構成であるため、構成部品が少なく低コスト化するこ
とができるとともに、小型化できるのでレーザ切断装置
の設計に影響を与える心配も無い。また、切断ノズルを
付け替えることで、既存のレーザ切断装置にも容易に適
用することができる。また、第１実施形態の場合と同様
に、ブローガス１２の噴射によって溶融金属６やスパッ
タタがピアシング位置から排除されることから、ピアシ
ング作業時での切断ノズル５１の先端面５４への溶融金
属６やスパッタの付着が防止される。
【００２６】なお、ブローノズルの構成は、図示したも
のに限定されず、各種構成の採用が可能である。また、
移動手段は、図２、図３では切断ノズルに搭載した構成
を示したが、これに限定されず、例えば切断ノズルから
離間した構成を採用することも可能である。
のに限定されず、各種構成の採用が可能である。また、
移動手段は、図２、図３では切断ノズルに搭載した構成
を示したが、これに限定されず、例えば切断ノズルから
離間した構成を採用することも可能である。
【００２７】図７は、本発明の第３実施形態を示す。こ
のレーザ切断装置は、レーザビーム２の光軸方向の集光
位置を変更する集光位置変更手段２１と、該集光位置変
更手段２１に集光位置を光軸方向に所定量だけ変更して
基準となる集光位置を求める指令を入力する指令入力手
段２２と、被切断材３に関する板厚等の材料データを入
力する材料データ入力手段２３と、指令入力手段２２か
らの指令によって求められた基準値に対する適正な集光
位置に対する補正値が切断作業およびピアシング作業毎
に記憶された補正値記憶手段２４と、材料データ入力手
段２３により入力された材料データに基づいて補正値記
憶手段２４から補正値を読み出して集光位置変更手段２
１に送信する読み出し手段２５とを備え、さらに、第１
実施形態にて説明したブローガスノズル１０、圧力セン
サ１８、レベル変換器１９、圧力調整器２０を具備して
いる。集光位置変更手段２１は、例えば、電動モータ等
の駆動力を利用して図示しない集光レンズを昇降させる
昇降駆動機構である。
のレーザ切断装置は、レーザビーム２の光軸方向の集光
位置を変更する集光位置変更手段２１と、該集光位置変
更手段２１に集光位置を光軸方向に所定量だけ変更して
基準となる集光位置を求める指令を入力する指令入力手
段２２と、被切断材３に関する板厚等の材料データを入
力する材料データ入力手段２３と、指令入力手段２２か
らの指令によって求められた基準値に対する適正な集光
位置に対する補正値が切断作業およびピアシング作業毎
に記憶された補正値記憶手段２４と、材料データ入力手
段２３により入力された材料データに基づいて補正値記
憶手段２４から補正値を読み出して集光位置変更手段２
１に送信する読み出し手段２５とを備え、さらに、第１
実施形態にて説明したブローガスノズル１０、圧力セン
サ１８、レベル変換器１９、圧力調整器２０を具備して
いる。集光位置変更手段２１は、例えば、電動モータ等
の駆動力を利用して図示しない集光レンズを昇降させる
昇降駆動機構である。
【００２８】ここで、集光位置変更は具体的には図示し
ない集光レンズの位置調整によってなされる。さらに具
体的には、切断ノズル１の昇降させず、該切断ノズル１
内で集光レンズのみを集光位置変更手段２１により昇降
させる。これにより、レーザビーム孔７のピアシング位
置からの距離が増大しないので、アシストガス４の供給
圧を変更する必要が無く、しかも、ピアシング位置近傍
に目的のガス濃度が得られる。集光位置変更手段２１
は、ＵＰ・ＤＯＷＮ制御手段２６が発する制御信号によ
り駆動されて集光レンズを所定量だけ昇降させる。ＵＰ
・ＤＯＷＮ制御手段２６は指令入力手段２２からの指令
により作動するものであり、大・中・小３段階の所定昇
降量を記憶する移動量メモリ２７と、該移動量メモリ２
７に記憶された大・中・小いずれかの昇降量で昇降後の
集光レンズ位置を記憶する位置メモリ２８とを備えてい
る。なお、ＵＰ・ＤＯＷＮ制御手段２６は移動量メモリ
２７に設定された昇降量とは無関係に集光レンズ位置を
微調整する機能をも有している。
ない集光レンズの位置調整によってなされる。さらに具
体的には、切断ノズル１の昇降させず、該切断ノズル１
内で集光レンズのみを集光位置変更手段２１により昇降
させる。これにより、レーザビーム孔７のピアシング位
置からの距離が増大しないので、アシストガス４の供給
圧を変更する必要が無く、しかも、ピアシング位置近傍
に目的のガス濃度が得られる。集光位置変更手段２１
は、ＵＰ・ＤＯＷＮ制御手段２６が発する制御信号によ
り駆動されて集光レンズを所定量だけ昇降させる。ＵＰ
・ＤＯＷＮ制御手段２６は指令入力手段２２からの指令
により作動するものであり、大・中・小３段階の所定昇
降量を記憶する移動量メモリ２７と、該移動量メモリ２
７に記憶された大・中・小いずれかの昇降量で昇降後の
集光レンズ位置を記憶する位置メモリ２８とを備えてい
る。なお、ＵＰ・ＤＯＷＮ制御手段２６は移動量メモリ
２７に設定された昇降量とは無関係に集光レンズ位置を
微調整する機能をも有している。
【００２９】このレーザ切断装置では、最初に基準とな
る適当な被切断材を用いてピアシングおよび切断の最適
レンズ位置を位置メモリ２８に記憶し、これを基準値と
してレンズ位置を補正しつつ被切断材３のピアシングお
よび切断作業を繰り返す度に最適レンズ位置の基準値に
対する補正値を補正値記憶手段２４に記憶していく。こ
の補正値は、材料データ入力手段２３から入力された材
料データと関連付けて記憶されるので、ピアシングや切
断作業に際して目的の被切断材３の材料データを入力す
ることで、この被切断材４と同等あるいはそれに近い材
料データを読み出し手段２５で読み出して簡便に利用す
ることができる。これにより、ピアシング作業、切断作
業時の集光レンズ位置調整が簡便になるとともに、ピア
シングから切断への移行時における集光位置の変更も極
めて容易になる。また、作業の度に集光位置の補正値が
補正値記憶手段２４に蓄積され、最適化されるので、ピ
アシング孔５の品質向上、ピアシング作業時間の短縮、
ピアシング可能な板厚の増大といった優れた効果が得ら
れる。
る適当な被切断材を用いてピアシングおよび切断の最適
レンズ位置を位置メモリ２８に記憶し、これを基準値と
してレンズ位置を補正しつつ被切断材３のピアシングお
よび切断作業を繰り返す度に最適レンズ位置の基準値に
対する補正値を補正値記憶手段２４に記憶していく。こ
の補正値は、材料データ入力手段２３から入力された材
料データと関連付けて記憶されるので、ピアシングや切
断作業に際して目的の被切断材３の材料データを入力す
ることで、この被切断材４と同等あるいはそれに近い材
料データを読み出し手段２５で読み出して簡便に利用す
ることができる。これにより、ピアシング作業、切断作
業時の集光レンズ位置調整が簡便になるとともに、ピア
シングから切断への移行時における集光位置の変更も極
めて容易になる。また、作業の度に集光位置の補正値が
補正値記憶手段２４に蓄積され、最適化されるので、ピ
アシング孔５の品質向上、ピアシング作業時間の短縮、
ピアシング可能な板厚の増大といった優れた効果が得ら
れる。
【００３０】また、集光レンズ位置検出手段を圧力調整
器２０に設けて、集光レンズ位置からブローガス１２
（図７では図示していない）供給圧を調整するようにす
ると、ブローガス１２供給圧は集光レンズ位置とも連動
制御されることになり、アシストガス４供給圧の変化と
同時にブローガス１２も目的の供給圧で供給することが
でき、圧力センサ１８での検出圧力に対応してブローガ
ス供給圧を調整する場合に比べて、リアルタイムで調整
することが可能になる。したがって、ピアシング時間の
一層の短縮が可能になる。しかも、この構成によれば、
集光レンズ位置が変動しなければブローガス１２の供給
圧も変更しない制御も可能であり、アシストガス４供給
の異常や供給圧の乱れに影響されること無くブローガス
１２を目的供給圧で噴射することができる。これによ
り、目的のピアシング孔５が一層確実に得られる。指令
入力手段２２にブローガス供給指令手段を設けて圧力調
整器２０を制御すると、ブローガス１２の供給圧制御が
一層簡便になる。この場合、圧力調整器２０にて調整し
たブローガス供給圧も、補正値記憶手段２４にて補正値
と合わせて記憶することが好ましい。
器２０に設けて、集光レンズ位置からブローガス１２
（図７では図示していない）供給圧を調整するようにす
ると、ブローガス１２供給圧は集光レンズ位置とも連動
制御されることになり、アシストガス４供給圧の変化と
同時にブローガス１２も目的の供給圧で供給することが
でき、圧力センサ１８での検出圧力に対応してブローガ
ス供給圧を調整する場合に比べて、リアルタイムで調整
することが可能になる。したがって、ピアシング時間の
一層の短縮が可能になる。しかも、この構成によれば、
集光レンズ位置が変動しなければブローガス１２の供給
圧も変更しない制御も可能であり、アシストガス４供給
の異常や供給圧の乱れに影響されること無くブローガス
１２を目的供給圧で噴射することができる。これによ
り、目的のピアシング孔５が一層確実に得られる。指令
入力手段２２にブローガス供給指令手段を設けて圧力調
整器２０を制御すると、ブローガス１２の供給圧制御が
一層簡便になる。この場合、圧力調整器２０にて調整し
たブローガス供給圧も、補正値記憶手段２４にて補正値
と合わせて記憶することが好ましい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ切
断装置によれば、切断ノズルに穿設したレーザビーム孔
の側方にブローガスノズルを配置したことにより、切断
ノズルに加えてブローガスノズルからも被切断材のレー
ザビーム照射位置に向けてアシストガスを噴射しつつレ
ーザビームを照射してピアシング作業を行うことで、こ
れらアシストガスによって、ピアシング位置で発生する
溶融金属やスパッタを発生と同時に順次吹き飛ばして排
除するため、以下のような優れた効果が得られる。 （i）溶融金属やスパッタがピアシング孔の近傍に付着
することを防止でき、目的形状のピアシング孔が得られ
る。 (ii）被切断材、ブローガスノズル、切断ノズルに組み
込んだ集光レンズ等への溶融金属やスパッタの付着も防
止されるので、目的の切断作業では切断不良が発生する
心配が無く、切断した製品の品質が向上する。
断装置によれば、切断ノズルに穿設したレーザビーム孔
の側方にブローガスノズルを配置したことにより、切断
ノズルに加えてブローガスノズルからも被切断材のレー
ザビーム照射位置に向けてアシストガスを噴射しつつレ
ーザビームを照射してピアシング作業を行うことで、こ
れらアシストガスによって、ピアシング位置で発生する
溶融金属やスパッタを発生と同時に順次吹き飛ばして排
除するため、以下のような優れた効果が得られる。 （i）溶融金属やスパッタがピアシング孔の近傍に付着
することを防止でき、目的形状のピアシング孔が得られ
る。 (ii）被切断材、ブローガスノズル、切断ノズルに組み
込んだ集光レンズ等への溶融金属やスパッタの付着も防
止されるので、目的の切断作業では切断不良が発生する
心配が無く、切断した製品の品質が向上する。
【００３２】切断ノズルから噴射するアシストガスの供
給圧に対してブローガスノズルから噴出するアシストガ
スの供給圧を制御するブローガス制御機構を備える構成
を採用すると、このブローガス制御機構によりアシスト
ガスの供給圧に対してブローガスの供給圧が自動制御さ
れるため、常にブローガス噴流を最適流速に安定に維持
することができ、目的形状のピアシング孔が効率良く得
られ、切断した製品の品質が向上するといった優れた効
果を奏する。
給圧に対してブローガスノズルから噴出するアシストガ
スの供給圧を制御するブローガス制御機構を備える構成
を採用すると、このブローガス制御機構によりアシスト
ガスの供給圧に対してブローガスの供給圧が自動制御さ
れるため、常にブローガス噴流を最適流速に安定に維持
することができ、目的形状のピアシング孔が効率良く得
られ、切断した製品の品質が向上するといった優れた効
果を奏する。
【００３３】切断ノズルと別体のブローガスノズルと、
該ブローガスノズルを保持してレーザビーム照射位置に
対して接近離間する方向に移動する移動手段とを備える
構成を採用すると、ピアシング作業時にのみブローガス
ノズルをピアシング位置に接近させ、切断作業時にはブ
ローガスノズルをピアシング位置から離間させること
で、切断作業中にブローガスノズル先端に溶融金属やス
パッタが付着してブローガス噴流に影響を与えるといっ
た不都合の発生を防止できるとともに、ブローガスノズ
ルが切断作業の邪魔にならず切断作業性を確保すること
ができる。また、ブローガスノズルは切断ノズルと別体
であるから、既存のレーザ切断装置に容易に後付けする
ことができるといった優れた効果も得られる。
該ブローガスノズルを保持してレーザビーム照射位置に
対して接近離間する方向に移動する移動手段とを備える
構成を採用すると、ピアシング作業時にのみブローガス
ノズルをピアシング位置に接近させ、切断作業時にはブ
ローガスノズルをピアシング位置から離間させること
で、切断作業中にブローガスノズル先端に溶融金属やス
パッタが付着してブローガス噴流に影響を与えるといっ
た不都合の発生を防止できるとともに、ブローガスノズ
ルが切断作業の邪魔にならず切断作業性を確保すること
ができる。また、ブローガスノズルは切断ノズルと別体
であるから、既存のレーザ切断装置に容易に後付けする
ことができるといった優れた効果も得られる。
【００３４】本発明のレーザ切断装置を用いたレーザ切
断方法では、レーザビーム孔からアシストガスを噴射し
かつブローガスノズルから別途アシストガスを噴射して
溶融金属を除去しつつレーザビームによってピアシング
孔を形成した後、ブローガスノズルからのアシストガス
の噴射を停止しレーザビーム孔からのアシストガスの噴
射を継続しつつレーザビームにより目的の切断を開始す
ることにより、ブローガスノズルの移動とブローガスの
供給停止とを行うほかは、通常のピアシングを伴う切断
作業と同様の操作によりピアシング作業から目的の切断
作業に簡便に移行することができ、移行時の操作（制
御）が容易である。また、ピアシング位置に接近させた
ブローガスノズルからブローガスを噴射するだけでピア
シング作業を効率良く行うことができるので、簡単な操
作（制御）によりピアシング作業を行うことができると
いった優れた効果を奏する。
断方法では、レーザビーム孔からアシストガスを噴射し
かつブローガスノズルから別途アシストガスを噴射して
溶融金属を除去しつつレーザビームによってピアシング
孔を形成した後、ブローガスノズルからのアシストガス
の噴射を停止しレーザビーム孔からのアシストガスの噴
射を継続しつつレーザビームにより目的の切断を開始す
ることにより、ブローガスノズルの移動とブローガスの
供給停止とを行うほかは、通常のピアシングを伴う切断
作業と同様の操作によりピアシング作業から目的の切断
作業に簡便に移行することができ、移行時の操作（制
御）が容易である。また、ピアシング位置に接近させた
ブローガスノズルからブローガスを噴射するだけでピア
シング作業を効率良く行うことができるので、簡単な操
作（制御）によりピアシング作業を行うことができると
いった優れた効果を奏する。
【００３５】レーザビームの光軸方向の集光位置を変更
する集光位置変更手段と、該集光位置変更手段に集光位
置を光軸方向に所定量だけ変更して基準となる集光位置
を求める指令を入力する指令入力手段と、被切断材に関
する板厚等の材料データを入力する材料データ入力手段
と、指令入力手段からの指令によって求められた基準値
に対する適正な集光位置に対する補正値が切断作業およ
びピアシング作業毎に記憶された補正値記憶手段と、材
料データ入力手段により入力された材料データに基づい
て補正値記憶手段から補正値を読み出して集光位置変更
手段に送信する読み出し手段とを備える構成を採用する
と、切断作業およびピアシング作業毎に補正値記憶手段
に記憶される集光位置の補正値が蓄積されることにな
り、被切断材に関する材料データに適合するあるいはそ
れに近い補正値を読み出し手段で補正値記憶手段から読
み出すことで、ピアシング作業およびピアシングから切
断への移行時における適正集光位置が簡便に得られるの
で、ピアシング孔の品質向上、ピアシング作業時間の短
縮、ピアシング可能な板厚の増大といった優れた効果を
奏する。
する集光位置変更手段と、該集光位置変更手段に集光位
置を光軸方向に所定量だけ変更して基準となる集光位置
を求める指令を入力する指令入力手段と、被切断材に関
する板厚等の材料データを入力する材料データ入力手段
と、指令入力手段からの指令によって求められた基準値
に対する適正な集光位置に対する補正値が切断作業およ
びピアシング作業毎に記憶された補正値記憶手段と、材
料データ入力手段により入力された材料データに基づい
て補正値記憶手段から補正値を読み出して集光位置変更
手段に送信する読み出し手段とを備える構成を採用する
と、切断作業およびピアシング作業毎に補正値記憶手段
に記憶される集光位置の補正値が蓄積されることにな
り、被切断材に関する材料データに適合するあるいはそ
れに近い補正値を読み出し手段で補正値記憶手段から読
み出すことで、ピアシング作業およびピアシングから切
断への移行時における適正集光位置が簡便に得られるの
で、ピアシング孔の品質向上、ピアシング作業時間の短
縮、ピアシング可能な板厚の増大といった優れた効果を
奏する。
【図１】 本発明のレーザ切断装置の第１実施形態を示
す図であって、切断ノズルの正面図である。
す図であって、切断ノズルの正面図である。
【図２】 同実施形態に使用される移動手段の一例を示
す図であって、回動駆動部を示す正面図である。
す図であって、回動駆動部を示す正面図である。
【図３】 同実施形態に使用される移動手段の他の例を
示す図であって、昇降駆動部を示す正面図である。
示す図であって、昇降駆動部を示す正面図である。
【図４】 同実施形態に使用されるブローガス制御機構
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図５】 同実施形態のレーザ切断装置に使用されるア
シストガス供給圧に対するブローガスの適切供給圧を示
す図である。
シストガス供給圧に対するブローガスの適切供給圧を示
す図である。
【図６】 本発明のレーザ切断装置の第２実施形態を示
す図であって、切断ノズルを示す正断面図である。
す図であって、切断ノズルを示す正断面図である。
【図７】 本発明のレーザ切断装置の第３実施形態を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】 従来例の切断ノズル示す正面図である。
１…切断ノズル、２…レーザビーム、３…被切断材、４
…アシストガス、５…ピアシング孔、７…レーザビーム
孔、１０…ブローガスノズル、１１…移動手段、１２…
ブローガス、１７…ブローガス制御機構、１８…圧力セ
ンサ、１９…レベル変換器、２０…圧力調整器、２１…
集光位置変更手段、２２…指令入力手段、２３…材料デ
ータ入力手段、２４…補正値記憶手段、２５…読み出し
手段、５１…切断ノズル、５２…レーザビーム孔、５３
…ブローガスノズル（ブローガス孔）。
…アシストガス、５…ピアシング孔、７…レーザビーム
孔、１０…ブローガスノズル、１１…移動手段、１２…
ブローガス、１７…ブローガス制御機構、１８…圧力セ
ンサ、１９…レベル変換器、２０…圧力調整器、２１…
集光位置変更手段、２２…指令入力手段、２３…材料デ
ータ入力手段、２４…補正値記憶手段、２５…読み出し
手段、５１…切断ノズル、５２…レーザビーム孔、５３
…ブローガスノズル（ブローガス孔）。
Claims (5)
- 【請求項１】 被切断材（３）に照射するレーザビーム
（２）が送り込まれるレーザビーム孔（７、５２）が貫
通されてなり該レーザビーム孔に送り込まれたアシスト
ガス（４）を被切断材に向けてレーザビームと同軸に噴
射する切断ノズル（１、５１）と、レーザビーム孔の側
方から被切断材のレーザビーム照射位置に向けて別途ア
シストガス（１２）を噴射するブローガスノズル（１
０、５３）とを備え、ブローガスノズルを被切断材表面
より４５度以下の傾斜角度で傾斜させたことを特徴とす
るレーザ切断装置。 - 【請求項２】 ブローガスノズルが供給するアシストガ
スの供給圧を制御するブローガス制御機構（１７）を備
え、 該ブローガス制御機構はレーザビーム孔へのアシストガ
スの供給圧を計測する圧力センサ（１８）と、該圧力セ
ンサの計測圧力に対応してブローガスノズルへのアシス
トガスの供給圧を換算して設定するレベル変換器（１
９）と、該レベル変換器が設定した圧力に基づいてブロ
ーガスノズルへのアシストガスの供給圧を調整する圧力
調整器（２０）とを備えてなることを特徴とする請求項
１記載のレーザ切断装置。 - 【請求項３】 切断ノズルと別体のブローガスノズル
と、該ブローガスノズルを保持してレーザビーム照射位
置に対して接近離間する方向に移動する移動手段（１
１）とを備えることを特徴とする請求項１または２記載
のレーザ切断装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のレー
ザ切断装置を用いたレーザ切断方法であって、 レーザビーム孔からアシストガスを噴射しかつブローガ
スノズルから別途アシストガスを噴射して溶融金属を除
去しつつレーザビームによってピアシング孔（５）を形
成した後、ブローガスノズルからのアシストガスの噴射
を停止しレーザビーム孔からのアシストガスの噴射を継
続しつつレーザビームにより目的の切断を開始すること
を特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項５】 レーザビームの光軸方向の集光位置を変
更する集光位置変更手段（２１）と、該集光位置変更手
段に集光位置を光軸方向に所定量だけ変更して基準とな
る集光位置を求める指令を入力する指令入力手段（２
２）と、被切断材に関する板厚等の材料データを入力す
る材料データ入力手段（２３）と、指令入力手段からの
指令によって求められた基準値に対する適正な集光位置
に対する補正値が切断作業およびピアシング作業毎に記
憶された補正値記憶手段（２４）と、材料データ入力手
段により入力された材料データに基づいて補正値記憶手
段から補正値を読み出して集光位置変更手段に送信する
読み出し手段（２５）とを備えることを特徴とする請求
項１から３のいずれかに記載のレーザ切断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9029380A JPH10225787A (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9029380A JPH10225787A (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225787A true JPH10225787A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12274545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9029380A Pending JPH10225787A (ja) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225787A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1145796A1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-17 | Tanaka Engineering Works, Ltd. | Piercing device for laser cutter |
| US6335507B1 (en) | 1998-10-12 | 2002-01-01 | Fanuc Ltd. | Laser-beam machining method, laser-beam machining device and auxiliary tool for piercing |
| EP1018395A3 (en) * | 1999-01-04 | 2003-01-22 | Fanuc Ltd | Laser machining apparatus |
| WO2003015977A1 (de) * | 2001-08-08 | 2003-02-27 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur reduzierung von ablationsprodukten auf der werks tückoberfläche beim laserbohrprozess |
| DE102008030079B3 (de) * | 2008-06-25 | 2009-08-20 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Reduzieren der Anhaftung von Schlacke beim Einstechen eines Laserstrahls in ein Werkstück und Laserbearbeitungskopf |
| JP2011212709A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | ピアシング方法及びピアシング装置 |
| CN105366929A (zh) * | 2011-09-15 | 2016-03-02 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃板切断方法及玻璃板切断装置 |
| US9643878B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-05-09 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Sheet glass manufacturing method and manufacturing device |
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| CN111390406A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-10 | 铭泰研深(天津)自动化设备有限公司 | 一种双吹气防着火co2激光切割头 |
-
1997
- 1997-02-13 JP JP9029380A patent/JPH10225787A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20180056799A (ko) * | 2011-09-15 | 2018-05-29 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 유리판 절단방법 및 유리판 절단장치 |
| CN105366929A (zh) * | 2011-09-15 | 2016-03-02 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃板切断方法及玻璃板切断装置 |
| KR20180057729A (ko) * | 2011-09-15 | 2018-05-30 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 유리판 절단방법 및 유리판 절단장치 |
| TWI601701B (zh) * | 2012-11-13 | 2017-10-11 | 日本電氣硝子股份有限公司 | 板玻璃的製造方法以及製造裝置 |
| US9643878B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-05-09 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Sheet glass manufacturing method and manufacturing device |
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| CN109414780A (zh) * | 2016-06-24 | 2019-03-01 | 通快机床两合公司 | 具有耦合装置的用于在使用热加工射束的情况下加工工件的加工单元 |
| KR20190022694A (ko) * | 2016-06-24 | 2019-03-06 | 트룸프 베르크초이그마쉬넨 게엠베하 + 코. 카게 | 커플링 장치를 구비하는, 열적 가공 빔을 사용하여 가공물을 가공하기 위한 가공 유닛 |
| JP2019524443A (ja) * | 2016-06-24 | 2019-09-05 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ | 連結装置を備える、熱加工ビームを用いてワークを加工する加工ユニット |
| CN109414780B (zh) * | 2016-06-24 | 2021-10-08 | 通快机床两合公司 | 具有耦合装置的用于在使用热加工射束的情况下加工工件的加工单元 |
| US11311968B2 (en) | 2016-06-24 | 2022-04-26 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Machining unit for machining a workpiece using a thermal machining beam, having a coupling device |
| EP3315244A1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-05-02 | Prima Power Laserdyne, LLC | Dual gas pierce using coaxial and directional assist |
| US11801572B2 (en) | 2016-10-25 | 2023-10-31 | Prima Power Laserdyne, Llc | Dual gas pierce using coaxial and directional assist |
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|---|---|---|---|
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