JPH04200891A - レーザーピアシング方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は被加工材に集光されたレーザー光を照射すると
共に、このレーザー光に沿ってアシストガスを噴射して
被加工材の表面から裏面まで貫通した孔を穿孔するレー
ザーピアシング方法とその装置に関するものである。

〈従来の技術〉 合板１合成樹脂板、金属板、セラミックス板等の被加工
材に対し、これ等の被加工材の表面から所定距離離隔さ
せたノズルから集光されたレーザー光を照射すると共に
、このレーザー光に沿ってアシストガスを噴射すること
で、被加工材に穿孔（ピアシング）、切断、溶接、スク
ライビング等の加工を施す所謂レーザー加工法が普及し
ている。

金属板を切断しようとする際に被加工材の端面から切断
を開始することば稀であり、被加工材の熱による変形２
位置ズレ或いは被加工材の内部応力の開放による変形１
位置ズレ等を防止するために被加工材の表面上から切断
を開始するのが一般である。このように、被加工材の表
面上から切断を開始する場合、被加工材の表面から裏面
まで貫通した孔を形成するためにピアシングと呼ばれる
作業を実施する必要がある。

レーザー加工法により金属板にピアシングを行う場合に
ついて説明すると次の通りである。

即ち、被加工材表面とノズルの下端面との距離（以下「
ノズル高さｊという）を所定の値に設定すると共に、集
光されたレーザー光の集光点（以下「焦点Ｊという）の
位置が被加工材の厚さ方向に対し所定位置となるように
設定し、この状態でノズルから被加工材に向けてレーザ
ー光を照射すると共に、レーザー光に沿ってアシストガ
スを噴射する。

ここで、被加工材に対するピアシングを実施する場合、
ノズル高さを１陥に設定し、焦点位置を被加工材の表面
近傍に設定し、アシストガスとして酸素ガスを用いるの
が一般である。

レーザー光を照射された被加工材の表面付近の母材は瞬
時にして溶融しその一部が気化する。このとき溶融金属
は、ノズルから噴射される酸素ガスと反応して燃焼しつ
つアシストガスのモーメンタムによって溶融金属粒、再
凝固金属粒、金属酸化物粒（以下、総称して「スパッタ
」という）となって吹き飛ばされ、この結果被加工材の
表面に小さな窪みが形成される。

前記窪みに継続して照射されるレーザー光は、窪みの側
面で反射を繰り返して最深部に到達し、核部を再び加熱
熔融する。そして母材が溶融、気化、燃焼してスパッタ
が窪めの開口部から排除される。

上記現象が継続して繰り返されることで、被加工材の表
面から裏面に貫通した孔が形成されてピアシングが終了
する。

〈発明が解決しようとする課題≧ 上記の技術の如く、レーザーピアシングを実施する場合
、ピアシングの進行に伴って被加工材からの除去金属母
材がスパッタとなって上方に飛散する現象が不可避的に
発生ずる。従って、従来技術のようにノズル高さを約１
胴に設定した場合には、飛散するスパッタがノズルに付
着したり、ノズル内部に侵入して集光部に付着すること
がある。

ノズルにスパッタが付着した場合、このスパッタがレー
ザー光に干渉し、成いはアシストガス流の乱流化を引き
起こすという問題があり、また集光部にスパッタが付着
した場合、このスパックがレーザー光の回折を引き起こ
し、或いは集光部品の局部的温度上昇を起こして集光特
性を変化させるという問題がある。

また焦点位置を被加工材の表面近傍に固定してピアシン
グを実施する場合、ピアシングを安定して実施するため
には被加工材の表面に形成される窪みの径が約１　ｍｍ
以下で、且つ側面が平滑な状態を維持することが必要で
ある。そしてこの状態が崩れると、窪み内でのレーザー
光の誘導が分散され、母材の加熱、溶融が緩慢になると
同時に母材の広い範囲が燃焼温度まで加熱されて、セル
フバーニングと呼ばれる無制御状態の爆発的燃焼が発生
し、−挙に大量のスパッタを飛散して大きなスリバチ状
の窪みを形成してピアシングが停止するという現象を生
じる。このとき、大量に発生したスパッタによってノズ
ルが？容積したり、或いは被加工材とノズルとが溶着す
ることがある。

このような問題を回避するために、ピアシング実施時の
レーザー出力を制御することが行われている。この方法
は、レーザー発振器の出力をパルスデューティ−１０％
のパルス発振とし、出力オン時に被加工材の微小部分を
加熱、溶融、除去し、出力オフ時に被加工材を冷却する
サイクルを繰り返しつつピアシングを実施するものであ
る。然し、この方法では単位時間当たりの被加工材の除
去量が微量であるため、ピアシングの所要時間が長くな
るという問題がある。

」１記従来のピアシング方法では、確実にピアシングを
実施し得る被加工材の厚さとしては９ｍｍ〜１２＋ｎｍ
程度であり、また前記被加工材に対するピアシング時間
は、板厚９　ｍｍに対しては約２０秒を必要とし、板厚
１２ｍｍに対しては約４０秒を必要としている。

本発明の目的は上記問題を解決したレーザーピアシング
方法と、前記方法を実施するだめの装置を提供すること
にある。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するだに本発明に係る第１のレーザーピ
アシング方法は、被加工材に対し集光されたレーザー光
をノズルから照射すると共にアシストガスを噴射して穿
孔するレーザーピアシング方法であって、被加工材に対
する穿孔作業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切
断作業を実施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定
すると共にレーザー光の集光点の位置を切断作業を実施
する際の所定位置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノ
ズル高さ及びレーザー光の集光点の位置を維持した状態
で穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを
切断作業を実施する際の高さに戻すことを特徴とするも
のである。

また第２のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さと等し
く設定すると共にレーザー光の集光点の位置を切断作業
を実施する際の位置に設定して穿孔作業を開始し、前記
ノズル高さを維持した状態でレーザー光の集光点の位置
を被加工材の厚ざ方向に移動させつつ穿孔作業を実施し
、穿孔作業が終了した後にレーザー光の集光点の位置を
切断作業を実施する際の位置に戻すことを特徴とするも
のである。

また第３のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さよりも
大・きい穿孔高さに設定すると共にレーザー光の集光点
の位置を切断作業を実施する際の位置に設定して穿孔作
業を開始し、穿孔作業の進行に伴ってノズルを切断を実
施する際の高さまで移行させると共にレーザー光の集光
点の位置をノズルの移行と同時に同方向に移行させ、穿
孔作業が終了した後にレーザー光の集光点の位置を切断
作業を実施する際の位置に戻すことを特徴とするもので
ある。

また第４のレーザーピアシング方法は、被加工材に対し
集光されたレーザー光をノズルから照射すると共にアシ
ストガスを噴射して穿孔するレーザーピアシング方法で
あって、被加工材に対する穿孔作業を実施するに際し、
前記ノズルの高さを切断作業を実施する際の高さよりも
大きい穿孔高さに設定すると共にレーザー光の集光点の
位置を＝　１１− 切断作業を実施する際の位置に設定して穿孔作業を開始
し、前記ノズル高さを維持した状態でレーザー光の集光
点の位置を被加工材の厚さ方向に移行させつつ穿孔作業
を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを切断作業を
実施する際の高さに戻すと共にレーザー光の集光点の位
置を切断を実施する際の位置に戻すことを特徴とするも
のである。

また代表的なピアシング装置は、レーザー発振器と、レ
ーザー光を集光するための集光部と、集光されたレーザ
ー光を出射すると共にアシストガスを噴射するためのノ
ズルとを有し、前記集光部及びノズルを一体的にレーザ
ー光の光軸に沿って移動させる第１移動手段と、前記第
１移動手段を駆動してレーザー光の集光点位置又はノズ
ルを被加工材に対する切断作業を実施する際の位置に設
定する第１制御手段と、前記集光部又はノズルの何れか
一方をレーザー光の光軸に沿って移動させる第２移動手
段と、レーザー光の集光点位置又はノズルを被加工材に
対する穿孔作業を実施′する際の位置に設定すると共に
穿孔作業が終了した後にレーザー光の集光点位置又はノ
ズルを切断作業を実施する際の位置に設定する第２制御
手段とを有して構成されるものである。

〈作用〉 」二記第１のレーザーピアシング方法によれば、ピアシ
ングを実施するに際し被加工材に対する焦点の位置を切
断作業を実施する際の位置に設定した状態でノズル高さ
を切断作業時の高さよりも高く設定してピアシングを実
施することが出来る。

このようにピアシングを行う際のノズル高さを高くする
ことによって、ノズルから噴射されるアシストガスの気
流長が長くなり、ノズルから離隔するに従って広がりつ
つ流速が低下する。従って、ノズルから該ノズルにヒユ
ームやスパッタが逆流することを防止し得るより流量を
持ったアシストガスを噴射しても、焦点位置に於けるア
シストガスのモーメンタムは小さくなり、このため、飛
散するスパッタの運動エネルギを小さくすることが出来
る。またアシストガス気流の側方には大気の二次気流が
発生し、この二次気流によって飛散するスパッタを下方
に押しやる作用が生じる。

」−記の如くノズル高さを高くすることによって、被加
工材の表面から上方に飛散するスパッタの量を減少させ
、且つこのスパッタを斜め上方から水平方向の範囲内に
飛散させることが出来る。更に、上方に飛散するスパッ
タがあったとしても、このスパッタはノズルに到達する
までに冷却され、ノズルに溶着することが無い。従って
、本方法によれば、被加工材に形成される孔のバラツキ
、孔の形状等の品質が後工程に影響を及ぼすことの無い
場合には、照射するレーザー光の出力を大きくして大量
のスパッタを飛散させながら短時間でピアシングを実施
することが出来る。

上記第２のレーザーピアシング方法によれば、ピアシン
グ作業の進行に伴って焦点の位置を切断作業を実施する
際の位置である被加工材の表面近傍から裏面方向に移行
さセつつピアシングを実施することが出来る。焦点位置
を被加工材に形成される窪みの底面に設定することで、
ピアシング開始を常にレーザー光の最大エネルギを利用
して実施することか出来る。このため、被加工材に対す
る加熱、溶融、燃焼を効率良く行うことが出来、従って
ピアシング時間を短縮することが出来る。

この場合、ノズル高ざを切断を実施する際の高さに維持
した状態でピアシングを実施するため、レーザー発振器
の出力をパルス発振として飛散するスパッタの量を抑制
することが好ましい。

本方法は、被加工材に形成される貫通孔の品質を重視す
る場合に有利である。

上記第３のレーザーピアシング方法によれば、ピアシン
グの進行過程に於いて、ノズル高さがピアシング開始高
さから切断高さまで連続的に移行すると共に焦点位置は
被加工材の表面近傍から裏面方向に連続的に移行する。

従って、貫通孔の径のバラツキ、形状のバラツキ等が後
工程に影響を及ぼすことが無い場合には、照射するレー
ザー光の出力を大きくして大量のスパッタを飛散させつ
つ短時間でピアシングを実施することが出来る。

即ち、出力の大きなレーザー光を照射された被加工材は
表面から大量のスパッタを飛散させて一挙にスリハチ状
の窪みを生ずる。然し、焦点位置がビアソングの進行に
応して裏面方向に移行するため、形成された窪みの底面
には常にエネルギ密度の高いレーザー光が照射され、再
び大量のスパッタが飛散してビアソングが継続される。

従って、本方法によれば被加工材に比較的大きな径の孔
を短時間で形成することが出来る。

また被加工材の表面に比較的大きな径を持った窪みが形
成されることから、ピアシングの進行過程に於いて発生
するスパッタは広範囲に飛散しノズルに溶着することが
無い。

上記第４のレーザーピアシング方法によれば、ノズル高
さを切断を実施する際の高さよりも高く維持し、被加工
材に対する焦点位置を表面近傍から裏面方向に移行させ
つつピアシングを実施することが出来る。このため、ノ
ズルに対するスパッタを付着を防止すると共にピアシン
グの実施時間を短縮することが出来る。

また上記レーザーピアシング装置によれば、前記各方法
を自動的に実施することが出来る。

即ち、集光部によって集光されたレーザー光をノズルか
ら出射すると共に、該ノズルからアシス１−ガスを噴射
することで被加工材に対するピアシングを実施すること
が出来る。そして第１制御手段によって駆動を制御され
る第１移動手段によって集光部及びノズルを一体的に移
動させ、且つ第２制御手段によって駆動を制御される第
２移動手段によって集光部或いはノズルを互いに独立し
て移動することで、採用するレーザーピアシング方法に
応じてノズル高さを所望の値に設定すると共に焦点位置
を所望の位置に設定することが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用したレーザーピアシング方法及び装
置について図を用いて説明する。

後述する各実施例では、パルス周波数５０Ｈｚ、　　ピ
ーク出力２ｋｗの炭酸ガスレーザー発振器と、焦点路１
ｉｉ１１フインチのレンスとによって構成した装置を用
い、板厚１２ｍｍの軟鋼材を被加工材Ｗとしてビアシイ
グを実施した。前記パルス周波数は被加工材Ｗをピアシ
ングするに際し、レーザー光の照射位置を加熱、溶融さ
せ、且つ冷却させるのに好ましい周波数である。また被
加工材Ｗを切断する際のノズルＮの高さは１鵬に設定し
ている。

［第１実施例〕 第１図（ａ）、　（ｂ）は第１請求項に対応するピアシ
ング方法の説明図である。

同図（ａｌは被加工材Ｗに対する切断を実施する際の状
態を示し、この状態を初期状態としている。

前記初期状態に於けるノズルＮの下端面と被加工材Ｗと
の距離は切断高さｄｃである１　ｍｍに設定している。

そしてレンズＬと被加工材Ｗとの距離Ｈを１９０皿に設
定することによって焦点Ｆを被加工材Ｗの表面に設定し
ている。

レンズＩ、の位置を距離Ｈに維持した状態でノズルＮの
高さをピアシング高さｄｐである７ｍｍに設定し、この
高さｄｐを維持してレーザー発振器かラパルスデューテ
ィー２５％でパルスレーザーヲ発振してピアシングを実
施したところ、ピアシング所要時間は２０秒であった。

この値は従来のピアシング時間に比較して５０％短縮さ
れている。

（第２実施例〕 第２図（ａ）、　（ｂ）は第２請求項に対応するピアシ
ング方法の説明図である。

同図（ａ）に於いて、ノズルＮ及びレンズＬの被加工材
Ｗに対する位置は前述の第１実施例と同様に、ノズルＮ
の高さｄｃを１　ｍｍに設定し、またレンズＬの距離１
１１を１９０ｍｍに設定している。

ノズルＮの高さｄｃを維持してレーザー発振器からパル
スデューティ−１０％でパルスレーザ−を発振してピア
シングを開始すると共に、ピアシングの進行に伴って、
レンズＬの距離を旧を１９０　ｍｍから１８４ｍｍ　（
Ｈ２）に変更して焦点Ｆの位置を被加工材Ｗの表面から
裏面方向に６ｍｍ移行させたところ、ピアシング所要時
間は２５秒であった。この値は従来のピアシング時間に
比較して約３７％短縮されている。

〔第３実施例〕 第３図（ａ）〜（Ｃ）と第３請求項に対応するピアシン
グ方法の説明図である。

同図（ａ）に於いて、ノズルＮ及びレンズＬの液加工材
Ｗに対する位置は前述の第１実施例と同様に、ノズルＮ
の高さｄｃをｌ　＋ｎ＋ｎに設定し、またレンズＬの距
離１１１を１９０＋ｎｍに設定している。

レンズＬの位置を距離旧に維持した状態でノズルＮの高
さをピアシング高さｄｐである７ｍｍに設定し、レーザ
ー発振器からパルスデューティ−２０％でパルスレーザ
−を発振してピアシングを開始し、ピアシングの進行に
伴って、レンズＬの距離を旧を１９０ｍｍから１８４ｍ
ｍ　（Ｈ２）に変更して焦点Ｆの位置を被加工材Ｗの表
面から裏面方向に６ｍｍ移行させると共に、ノズルＮを
ピアシング高さｄＰから切断高さｄｃに移行させたとこ
ろ、ピアシング所要時間は１２秒であった。この値は従
来のピアシング時間に比較して７０％短縮されている。

〔第４実施例〕 第４図（ａ）〜（Ｃ）は第４請求項に対応するピアシン
グ方法の説明図である。

同図（ａ）に於いて、ノズルＮ及びレンズＬの被加工材
Ｗに対する位置は前述の第１実施例と同様に、ノズルＮ
の高さｄｃを１ｍｍに設定し、またレンズ−２〇　− りの距離旧を１９０＋＋＋＋＋＋に設定している。

レンズＬの位置を距離Ｈ１に維持した状態でノズルＮの
高さをピアシング高さｄｐである７ｍｍに設定し、この
ノズルＮの高さｄｐを維持した状態でレーザー発振器か
らパルスデューティ−２５％でパルスレーザ−を発振し
てピアシングを開始し、ピアシングの進行に伴って、レ
ンズ■、の距離を旧を１９０ｎ＋＋ｎから１８４ｍｍ　
（）１２）に変更して焦点Ｆの位置を被加工材Ｗの表面
から裏面方向に６ｍｍ移行させたところ、ピアシング所
要時間は６秒であった。

この値は従来のピアシング時間に比較して８５％短縮さ
れている。

〔ピアシング装置］ 次に上記ピアシング方法を実施するためのピアシング装
置について説明する。第５図はピアシング装置Ａの模式
説明図である。

図に於いて、レーザー発振器４から出射されたレーザー
光１は、図示しないミラー、プリズム等からなる光学系
を介して光軸５に沿って導かれ、集光部となるレンズ６
によって被加工材への厚さ方向所定位置に結像してスポ
ット７を形成する。

レンズ６は第１移動手段となる昇降ブラケット８に固着
された筒体９に固定されている。前記昇降ブラケット８
は機械フレーム１３に装着され、モーター８ａに駆動さ
れて昇降し、これによって、ノズル３及びレンズ６を一
体的に昇降し得るように構成している。尚、８ｂはモー
ター８ａの駆動を制御する第１制御手段となるモーター
制御部であり、図示しない中央制御装置と接続されて信
号の授受を行うように構成されている。

ノズル３は光軸５に沿って昇降可能に筒体９に嵌挿され
ている。ノズル３の所定位置には第２移動手段となるラ
ック１０ａが固着されており、前記昇降ブラケット８に
モーター１１ａが固着されている。またモーター１１ａ
の軸にはピニオン１０ｂが固着されており、該ビニオン
１０ｂと前記ランク１０ａとを噛合させると共に、モー
ター１１ａの回転を第２制御部となるモーター制御部１
．１ｂによって制御することで、ノズル３を光軸５に沿
って移動させ、該ノズル３の高さを設定し得るように構
成している。尚、前記モーター制御部１１ｂは図示しな
い中央制御装置と接続されて信号の授受を行うように構
成されている。

ノズル３の内部には室３ａが形成されており、先端には
光軸５と同軸上にレーザー光１及びアシストガス２を通
過させるための孔３ｂが形成されている。またノズル３
の側面所定位置には、室３ａにアシストガス２を供給す
るだめの供給孔３ｃが形成されている。そして前記供給
孔３ｏを介してガス供給装置１２から所定の圧力に調整
したアシストガス２を室３ａに供給し得るように構成し
ている。

アシストガス２としては、被加工材Ａの材質に応して酸
素ガス或いは窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを
選択的に用いている。即ち、鋼板。

ステンレス板等に対してピアシングを行い、且つこのピ
アシングに引き続いて切断を行うような場合には酸素ガ
スを用いることが多く、また加工部分に於ける母材に酸
化等の影響を与えないようにする場合には不活性ガスを
用いることが多い。

＝２３− ガス供給装置１２は、酸素ガス或いは不活性ガス等を供
給するためのボンへ１２ａと、圧力調整装置１２ｂと、
バルブ１２ｃとによって構成されており、ボンへ１２ａ
に充填された高圧ガスを圧力調整装置１２ｂに於いて所
定の供給圧力に調整した後、ピアシングの実施に応して
駆動されるバルブ１２ｃの開閉によって、ノズル３の室
３ａに対しアシストガス２を供給し或いは供給を停止し
得るように構成している。

次に上記の如く構成したピアシング装置Ａを用いて被加
工材Ｗに対するピアシングを実施する手順について説明
する。

先ず、モーター制御部８ｂ、１１ｂに被加工材Ｗの材質
、板厚等に応じて予め設定されたピアシング時間データ
、ピアシングを実施する際のノズル３の高さデータ、切
断を実施する際のノズル３の高さデータ等を記憶させ、
次いでノズル３を被加工材Ａに対する所定の穿孔位置に
セットする。

次いで図示しない中央制御装置を操作してレーザー発振
器４．ガス供給装置１２．モーター制御部８ｂ、ｌｌｂ
に対しピアシング操作開始の信号を伝送すると、モータ
ー８ａはモーター制御部８ｂに制御されて被加工材Ｗの
表面近傍にスポット７を形成し得る高さまでノズル３及
びレンズ６を一体的に昇降させる。次にモーター１．１
ａはモーター制御部１１ｂに制御されてノズル３を光軸
５に沿って所定のピアシング高さまで移動させる。そし
てレーザー発振器４からレーザー光１が出射され、同時
にノズル３に対してガス供給装置１２からアシストガス
２が供給され、ノズル３の孔３ｂからレーザー光１に沿
って噴射する。

上記状態に於いて、被加工材Ｗに対するピアシングが実
施される。そして予め設定されたピアシング時間が経過
すると、モーター制御部１１ｂによってモーター１１ａ
がノズル３を所定の切断高さまで移動させるように回転
し、同時にモーター制御部１１ｂから中央制御装置にピ
アシング終了信号を伝送する。ピアシング終了信号が伝
送された制御装置では、引続き切断作業を実施するか否
かを判断し、レーザー発振器４及びガス供給装置１２を
停止させ、或いはノズル３と被加工材Ａとを相対的に移
動させて切断作業を実施する。

第６図はピアシング装置Ｂの説明図である。尚、図に於
いて、前述の実施例と同一部分及び同一の機能を有する
部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図に於いて、ノズル３は第１移動手段となる昇降ブラケ
ット８に固着されでおり、このノズル３にレンズ６を固
着した筒体９が光軸５に沿って移動可能に嵌合されてい
る。

筒体９の側面所定位置には第２移動手段となるラック１
４ａが固着されており、また昇降ブラケット８には駆動
手段となるモーター１５ａが固着されている。モーター
１５ａの軸にはビニオン１．、ｌｂが固着されており、
このビニオン１４ｂをラック１４ａと噛合させることで
、モーター１５ａによって筒体９゜レンズ６を光軸５に
沿って移動させるように構成している。前記モーター１
５ａの回転はモーター制御部１５ｂによって制御される
。

従って、本実施例ではノズル３及びレンズ６を昇降ブラ
ケット８によって一体的に昇降させると共に、レンズ６
を光軸５に沿って移動し得るように構成している。

上記の如く構成されたピアシング装置Ｂを用いて被加工
材Ｗに対してピアシングを実施する場合は、前述の実施
例と同様にして実施することが可能である。

上記ピアシング装置Ａ、Ｂに於いて、モーター制御部８
　ｂ、　Ｉｌｂ、　ｉ５ｂには夫々モーター８ａ。

１１ａ、　１５ａの回転量１回転方向を計測するために
例えばロータリーエンコーダ等の計測部材が設けられて
おり、ノズル３．レンズ６を切断する際の位置、或いは
ピアシングを実施する位置に設定したときの位置を記憶
し得るように構成されている。

そしてノズル３．レンズ６が所定の位置から異なる位置
（例えば初期位置からピアシング位置）に移動する際に
は、これ等の記憶データが中央制御装置で演算されてノ
ズル３或いはレンズ６の被加工Ｉｔ　Ｗに対する関係位
置を変更すること無く、互いに相対位置を変更し得るよ
うに構成されている。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る各方法によれ
ば、金属板等の被加工材に対してピアシングを実施する
に際し、該被加工材に於いて発生ずる気化金属のヒユー
ム、該被加工材から排除される溶融金属及び溶融酸化物
等がレンズ及びノズルに付着することがない。従って、
ピアシングの実施及びピアシングに引き続いて切断作業
を実施するに際し、ヒユーム及び溶融物による悪影響を
防止して円滑に作業を実施することが出来る。

またノズルやレンズに対する清掃等の作業を行う必要が
無く、効率の良い作業を実施することが出来る。

また本発明に係るピアシング装置によれば、前記各方法
を自動的に実施することが出来る。このため、ノズル及
びレンズに対してメンテナンスフリーとすることが出来
る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１　［ｆｆ１（ａ）、　（１−＋）は第１請求項に対
応するピアシン＝２８− グ方法の説明図、第２図（ａ）、　（ｂ）は第２請求項
に対応するピアシング方法の説明図、第３図（ａ）〜（
Ｃ）１″Ｓ第３請求項に対応するピアシング方法の説明
図、第４図（ａ）〜（Ｃ）は第４請求項に対応するピア
シング方法の説明図、第５図はピアシング装置への模式
説明図、第６図はピアシング装置Ｂの説明図である。 Ａ、Ｂはピアシング装置、Ｗは被加工材、■はレーザー
光、２はアシストガス、Ｎ、３はノズル、３ａは室、３
ｂは孔、４はレーザー発振器、５は光軸、Ｌ、　　６は
レンズ、Ｆ、　　７はスポット、８は昇降ブラケット、
９は筒体、１０ａ　＋’　１４ａはラック、１０ｂ、１
４ｂはビニオン、８　ａ、’　ｌｌａ、１５ａはモータ
ー、８　ｂ、Ｉｌｂ、１５ｂはモーター制御部、１２は
ガス供給装置、１３は機械フレームである。 特許出願人　　小池酸素工業株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
   ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
   ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
   業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
   施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
   レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の所
   定位置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノズル高さ及
   びレーザー光の集光点の位置を維持した状態で穿孔作業
   を実施し、穿孔作業が終了した後にノズルを切断作業を
   実施する際の高さに戻すことを特徴としたレーザーピア
   シング方法。
2. （２）被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
   ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
   ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
   業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
   施する際の高さと等しく設定すると共にレーザー光の集
   光点の位置を切断作業を実施する際の位置に設定して穿
   孔作業を開始し、前記ノズル高さを維持した状態でレー
   ザー光の集光点の位置を被加工材の厚さ方向に移動させ
   つつ穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了した後にレーザ
   ー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位置に戻
   すことを特徴としたレーザーピアシング方法。
3. （３）被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
   ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
   ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
   業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
   施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
   レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位
   置に設定して穿孔作業を開始し、穿孔作業の進行に伴っ
   てノズルを切断を実施する際の高さまで移行させると共
   にレーザー光の集光点の位置をノズルの移行と同時に同
   方向に移行させ、穿孔作業が終了した後にレーザー光の
   集光点の位置を切断作業を実施する際の位置に戻すこと
   を特徴としたレーザーピアシング方法。
4. （４）被加工材に対し集光されたレーザー光をノズルか
   ら照射すると共にアシストガスを噴射して穿孔するレー
   ザーピアシング方法であって、被加工材に対する穿孔作
   業を実施するに際し、前記ノズルの高さを切断作業を実
   施する際の高さよりも大きい穿孔高さに設定すると共に
   レーザー光の集光点の位置を切断作業を実施する際の位
   置に設定して穿孔作業を開始し、前記ノズル高さを維持
   した状態でレーザー光の集光点の位置を被加工材の厚さ
   方向に移行させつつ穿孔作業を実施し、穿孔作業が終了
   した後にノズルを切断作業を実施する際の高さに戻すと
   共にレーザー光の集光点の位置を切断を実施する際の位
   置に戻すことを特徴としたレーザーピアシング方法。
5. （５）レーザー発振器と、レーザー光を集光するための
   集光部と、集光されたレーザー光を出射すると共にアシ
   ストガスを噴射するためのノズルとを有し、前記集光部
   及びノズルを一体的にレーザー光の光軸に沿って移動さ
   せる第１移動手段と、前記第１移動手段を駆動してレー
   ザー光の集光点位置又はノズルを被加工材に対する切断
   作業を実施する際の位置に設定する第１制御手段と、前
   記集光部又はノズルの何れか一方をレーザー光の光軸に
   沿って移動させる第２移動手段と、レーザー光の集光点
   位置又はノズルを被加工材に対する穿孔作業を実施する
   際の位置に設定すると共に穿孔作業が終了した後にレー
   ザー光の集光点位置又はノズルを切断作業を実施する際
   の位置に設定する第２制御手段とを有することを特徴と
   したレーザーピアシング装置。
6. （６）レーザー発振器と、レーザー光を集光するための
   集光部と、集光されたレーザー光を出射すると共にアシ
   ストガスを噴射するためのノズルとを有し、前記集光部
   及びノズルを一体的にレーザー光の光軸に沿って移動さ
   せる第１移動手段と、前記集光部又はノズルの何れか一
   方をレーザー光の光軸に沿って移動させる第２移動手段
   と、被加工材の厚さ方向に対するレーザー光の集光点の
   位置及びノズルが切断作業を実施する際の高さにあると
   きの第１移動手段及び第２移動手段の位置を計測原点と
   し、前記計測原点からの第１移動手段及び第２移動手段
   の移動量を演算して被加工材の厚さ方向に対するレーザ
   ー光の集光点の位置又はノズル高さを変えること無くレ
   ーザー光の集光点とノズルの相対位置を変えるように制
   御する制御手段を有することを特徴としたレーザーピア
   シング装置。