JPS60154892A

JPS60154892A - レーザ切断方法

Info

Publication number: JPS60154892A
Application number: JP59008476A
Authority: JP
Inventors: Motoi Kitani; 木谷　基; Yoshihide Kanehara; 好秀金原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1985-08-14
Also published as: JPH036872B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はレーザ光のエネルギーを利用し７て各種材料の
切断を行なうレーザ切断装置に関するものである。更に
詳しくは、本発明は、被切断材の板厚が主として６　ｕ
ｒｎ以上ある場合に適用して特に能率かつ有効なレーザ
切断装置に関するものである。

〔従来技術〕

第１図は、従来装置における加工ヘッド付近の要部構成
説明図である。この図において、図示してないレーザ発
振器から導びかれたレーザビーム（２ンは、レンズ（１
）で集光され、レンズ（１）を通過したレーザビーム（
３）は、被切断材（５）の表面付近（４）で辞意を結ぶ
ように構成されている。なお、焦点位置（４）付近には
、酸素−ガスをレーザビーム（３）と同軸状に吹き出す
手段もあるが、省略しである。

被切断材（５）の切断に除しては、はじめに切断開始点
に穴明は加工（これをピアシング加工という）を行なっ
た後、切断加工に移行することが行なわれている。一般
にピアシング加工は、レーザ出力をパルス状にするとと
もに、平均出力を切断時の出力よりも下げて行なう。ま
た、レーザビームの焦点位置は、ピアシング加工時及び
切断時とも、被切断材（５）のはｙ表面に設定されてい
る。

この様な構成の従来装置は、被切断材（５）が薄板であ
る場合、切断幅が０．１〜０．２　ｍｗ幅となり、切断
部の面精度も２０μｍ以下となって、精密な切断、加工
が行なえるという特長がある。これに対して、被切断材
（５）の材質が軟鋼材やＳＫＨ利等であって、板厚が６
鰭以上の場合には、ピアシング加工は最ｉＫ行なえるも
のの、切断加工において、−表好な切断結果が得られな
り・という問題点があった。

〔発明の概要〕

本発明は、この様な従来装装置における問題点を除去す
るためになされたもので、板厚が６１１ｉ１以上の胴料
であっても、能率良く、しかも精度良く切断を行なうこ
とのできるレーザ切断装置を実現しようとするもので、
レーザビームの焦点位置を移動させる分点位置移動手段
を設け、ピアシング加工時と切断加工時とにおいて、レ
ーザビームの焦点位置をそれぞれ異なった所定位置に移
動するようにしたことを特徴としている。

実施例の説明に先だって、本発明の基とｔ（つ六二いく
つかの実験結果について説明する。？ＪＦ、　１％に’
Ｌ、レンズと被切断材との距離と、切断の溝幅及び切断
状況について調べたものである。ここでは１、被切断材
として、５ＫＨ９Ｕ、板Ｊ！Ｖ　１２　ｒｎ：のものを
用い、また、節点Ｗ４１離が１５インチ（１９０，５渭
１のレンズを用いて切断した場合である。

第　１　表この実験結果から、レーザビームの焦点位置のとり方に
より切断性能が異なり、レンズ゛と被切断材の表面との
距離が、１９４〜１９５闘のとき、最も良好な切断性能
が得られることが分かった。

すなわち、分点位置は、レンズから１９０．５ｍｍの点
にあるが、実験で使用した被切断材においては、被切断
材の表面に焦点を設定するのは得策でなく、酸素ガスが
有効に流れるように、切断幅を０．７〜０．９郡の範囲
になるような距離１９４〜１９５ｍｍに選定するのがよ
い。

第２図は、ピアシング加工において、レンズと被切断材
の距離と、ピアシング加工時間との関係なｆｉ１４べた
線図である。ここで、被切断材は、５ＫＨ９１、板厚１
２闘のものを用い、また、レーザビームの平均パルス出
力は７００Ｗとした場合である。この実験結果から、レ
ンズと初切断材との距離が、１８９〜１９１闘（第２図
Ａ点付近）に選定すると、ピアシング加工時間が最も短
時間になることか分った。

以上の実験結架から、ピアシング加工時と、切断加工時
とでは、レーザビームの伸点位置をそれぞれ異なった所
定位置に選定すれば、能率良く、しかも精度の良い切断
、加工を行なえることか分かった。更に詳［−くけ、初
切断材がＳＫＨ制の場合、レーザビームの焦点位置を、
ピアシング加工時においては、被切断材表面から±１．
５闘以内、切断加工時には、被切断材表面から２即〜１
０ｍｍ士方に選定するのがよい。被切断材を軟Ｉｌｌと
し−た同様の実験結果によれば、レーザビームのか点位
置を、ピアシング加工時は表面から±１．５　ｗ、Ｊｌ
内、切断加工時には、表面子方１．５〜６丁に選定する
とよい。

ここにおいて、本発明は、この様な実！＄結ツに基づき
、ｌ／−ザビームの炉点位置を移動させる手段を設け、
これにより、ピアシング加工時と、切断加工時とにおい
て、レーザビームの電点位置をそれぞれ異なった所定位
置に設定するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明に係る装置の一例を示す要部の構成ブロ
ック図である。この図において、（６）は加工ヘッドで
あり、この内部にレーザビームを集光させるレンズ（１
ンが設置されている。（７）は加工ヘッド（６ンに取付
けられた距離検出器で、加工ヘッド（６）と、被切断材
（５）との距離を検出する。（８）は支持部（９）を介
して加工ヘッド（６）を上下させる上下機構、０りはサ
ーボモータで、このモータαｑの回転により、加工ヘッ
ド（６）を被切断材（５）　Ｋ対して上下動させる。

α１）は第１の設定器で、ここにはピアシング加工時の
加工ヘッド（６１と被切断材（５２との距離Ｌ１　が設
定される。また、（２）は第２の設定器で、ここには切
断加工時の加工ヘッド（６）と被切断材（５）との距離
Ｌ２が設定される。ＱｌはスイッチＯ−ｖのドライブ回
路で、例えばＮＣ装置等がイφ用され、スー１ツチｃＩ
４１を、ピアシング加工時には接点ａ側に接続し、また
、切断加工時には、接点す側に接続する。（イ）は比較
器で、スイッチ０４１で選択した第１又は第２の設定器
からの信号と、距離検出器（７）からの信号ｅｆとを比
較１−１その差を誤差増巾器α０に出力する。０７１は
誤差増巾器←Ｑからの信号な入力するサーボモータθ（
かの駆動回路である。

モータ駆動回路帖・、サーボモータαＱ、距離検出器（
７）を含んで形成されるループは、誤差増巾器Ｑｃ）の
入力が零となるように、加工ヘッド（６）を−上下動さ
せるサーボ回路を形成しており、ピアシング加工時にお
いては、第１の設定器αυからの信号により、加工ヘッ
ド（６）と被切断材（５）との距離がＬｌ　どなるよう
に、また、切断加工時においては　加工ヘッド（６）と
被切断材（５）との距離がＬ２　となるように制御され
る。従って、この装置において、第１の設定器０υに設
定する距離Ｌ１　を、被切断材が５ＫＨ９である場合、
第２図Ａ点に相当する１９０ｍｍ前後に、また、第２の
設定器（ロ）に設定する距離Ｌ２　を、第２図Ｂ点に相
当する１９４〜１９５闘にそれぞれ選定すれば、能率が
棧く、精度の良い切断、加工を行なうことができ七、。

上２の実施例では、被切断材（５）に対して、加工ヘッ
ド（６）を上下動させる場合について説明したが、レン
ズのみを移動させてもよいし、また、被切断材（５）を
載置したテーブルを上下動させるようにしてもよ（・。

〔発明の効臂〕

以上錆、明したように、本発明によれば、板厚が比較的
卿い椙料であっても、能率良く、しかも精度ゆく切断加
工することのできるレーザ切断装置が実玩できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置における加工ヘッド付近の要部構成断
面圀、第２図は本発明の基となった実験結果の一例を示
す線図、第６図は本発明に係る装置の一例を示す要部構
成ブロック図である。２・・・レーザビーム　５・・・被切断材６・・・加工
ヘッド　７・・・距離検出器８・・・上下１１１１１　
彬＄Ｆ￥　１０・・・サーボモータ１１．１２・・・設
定器　１６・・・スイッチドライブ回路１７・・・モー
フ駆シ１１回路伏理人弁理土木村三朗第１図第２図第　３ｒｇＪ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被切断材上にし・−ザビームを集光させ、レーー
ザのエネルギーを利用して被切断材を切断する装ｆｆに
おいて、前記レーザビームの焦点位置を移動させる辞意
位置移動手段を設け、この紫黒位置移動手段によってピ
アシング加工時と、切断加工時とにおいて前記レーザビ
ームの焦点位置をそれぞれ異なった所定位伽に移動する
ようにしたことを特徴とするレーザ切断装置。
（２）靜点位館移動手段は、レーザビームの炉点位置を
、ピアシング加工時には被切断側表面付近に移動させ、
切断加工時には被切断材表面より上方に所定νだけ移動
させる特許請求の範囲第１項記載のレーザ切断装置。