JPH04344882A - レーザ切断方法 - Google Patents
レーザ切断方法Info
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- JPH04344882A JPH04344882A JP3146769A JP14676991A JPH04344882A JP H04344882 A JPH04344882 A JP H04344882A JP 3146769 A JP3146769 A JP 3146769A JP 14676991 A JP14676991 A JP 14676991A JP H04344882 A JPH04344882 A JP H04344882A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザによる切断方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ切断加工の場合、ドロスの付着が
切断品質上問題になる。このため、従来からレーザによ
る切断加工時のドロスレス化がいくつか提案されている
。例えば特公昭６２−４３７９２号公報によれば、線対
称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネルギ
ービーム軸を切断進行方向の前方に偏倚させ、切断線と
一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示さ
れ、また、特公昭６２−４３７９３号公報によれば、線
対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネル
ギービーム軸を切断線の直交方向に偏倚させ、切断線と
一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示さ
れている。しかし、これらの従来例によると、板厚が厚
くなるとアシストガスの効果が少くなり、ドロスを完全
に除去することができなかった。
切断品質上問題になる。このため、従来からレーザによ
る切断加工時のドロスレス化がいくつか提案されている
。例えば特公昭６２−４３７９２号公報によれば、線対
称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネルギ
ービーム軸を切断進行方向の前方に偏倚させ、切断線と
一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示さ
れ、また、特公昭６２−４３７９３号公報によれば、線
対称形状とした切断用ノズルの対称軸中心から、エネル
ギービーム軸を切断線の直交方向に偏倚させ、切断線と
一致させて切断してドロスの付着量を減らす旨が開示さ
れている。しかし、これらの従来例によると、板厚が厚
くなるとアシストガスの効果が少くなり、ドロスを完全
に除去することができなかった。
【０００３】このため、図１３（ａ）〜（ｃ）のように
、レーザによる切断加工の後、再びレーザによりドロス
を除去する方法が提案された（以下、「二重カット法」
という）。
、レーザによる切断加工の後、再びレーザによりドロス
を除去する方法が提案された（以下、「二重カット法」
という）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この二重カッ
ト法によると、レーザ切断加工後、レーザをもう一度走
査させてドロスを除去するため、加工工数が多くなると
いう課題があった。
ト法によると、レーザ切断加工後、レーザをもう一度走
査させてドロスを除去するため、加工工数が多くなると
いう課題があった。
【０００５】この発明は斯る課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、レーザによる材
料の切断とドロス除去を同時に行うことにより、高品質
の切断面を得ることにある。
れたもので、その目的とするところは、レーザによる材
料の切断とドロス除去を同時に行うことにより、高品質
の切断面を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明は、レンズを組合せることにより切断ビームと
ドロス除去ビームに分割し、切断とドロス除去を同時に
行う方法であって、上記レンズの組合せにおいて焦点距
離の異なるレンズを用いることにより、切断ビームとド
ロス除去ビームの焦点位置を変えることを特徴とする。
、本発明は、レンズを組合せることにより切断ビームと
ドロス除去ビームに分割し、切断とドロス除去を同時に
行う方法であって、上記レンズの組合せにおいて焦点距
離の異なるレンズを用いることにより、切断ビームとド
ロス除去ビームの焦点位置を変えることを特徴とする。
【０００７】前記において、レンズの中心をずらして組
合せることにより、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変えるようにしている。
合せることにより、切断ビームとドロス除去ビームの焦
点位置を変えるようにしている。
【０００８】また、レンズを傾斜させて組合せることに
より、切断ビームとドロス除去ビームの狙い位置を変え
るものである。
より、切断ビームとドロス除去ビームの狙い位置を変え
るものである。
【０００９】前記において、光学系により切断ビームと
ドロス除去ビームに分割し、切断とドロス除去を同時に
行うものである。
ドロス除去ビームに分割し、切断とドロス除去を同時に
行うものである。
【００１０】前記において、切断ビームとドロス除去ビ
ームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用で変
え、夫々最適条件で加工するようにしている。
ームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用で変
え、夫々最適条件で加工するようにしている。
【００１１】また、２つの異なった焦点位置のレーザビ
ームを回転させながら切断とドロス除去を同時に行うも
のである。
ームを回転させながら切断とドロス除去を同時に行うも
のである。
【００１２】前記において、組合せレンズをレーザ光に
対して傾斜させてセットし、切断用とドロス除去用に分
割し、更に回転させて切断とドロス除去を同時に行うよ
うにしている。
対して傾斜させてセットし、切断用とドロス除去用に分
割し、更に回転させて切断とドロス除去を同時に行うよ
うにしている。
【００１３】
【作用】前記構成により、本発明においては、レンズを
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであり、上記レンズの組合せにおいて、焦点
距離の異なるレンズを用いたり、レンズの中心をずらし
て組合せたり、あるいは、レンズを傾斜させて組合せる
ことで、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変
え、材料の切断とドロス除去を同時に行うことが可能と
なる。
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであり、上記レンズの組合せにおいて、焦点
距離の異なるレンズを用いたり、レンズの中心をずらし
て組合せたり、あるいは、レンズを傾斜させて組合せる
ことで、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変
え、材料の切断とドロス除去を同時に行うことが可能と
なる。
【００１４】また、光学系により切断ビームとドロス除
去ビームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用
で変えることにより最適条件で加工したり、あるいは、
２つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させなが
ら組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセットし
、切断用とドロス除去用に分割して材料の切断とドロス
除去を同時に行うことが可能となる。
去ビームに分割し、更に雰囲気を切断用とドロス除去用
で変えることにより最適条件で加工したり、あるいは、
２つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させなが
ら組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセットし
、切断用とドロス除去用に分割して材料の切断とドロス
除去を同時に行うことが可能となる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明方法を実施するための装置概要
を示すものであり、レーザ発振器１から照射されたレー
ザ光２は、ミラー３、集光レンズ４を介し、ノズル５か
らＸＹテーブル６上の被加工物７に向け照射される。ま
た、ノズル５の近傍にはアシストガスを送り込むための
穴が設けられている。なお、以下の実施例における集光
レンズは、形状が上記の集光レンズ４とは異なっている
場合があっても、それらはこの集光レンズ４に相当する
ものである。
を示すものであり、レーザ発振器１から照射されたレー
ザ光２は、ミラー３、集光レンズ４を介し、ノズル５か
らＸＹテーブル６上の被加工物７に向け照射される。ま
た、ノズル５の近傍にはアシストガスを送り込むための
穴が設けられている。なお、以下の実施例における集光
レンズは、形状が上記の集光レンズ４とは異なっている
場合があっても、それらはこの集光レンズ４に相当する
ものである。
【００１６】本実施例において、図２に示すように、レ
ーザ光２を切断用のビーム２ａとドロス除去用のビーム
２ｂに分割する。そして、ドロス除去ビーム２ｂは、切
断の進行方向に対して切断ビーム２ａの後ろになるよう
に配置し、切断とドロス除去を同時に行う。つまり、切
断ビーム２ａで材料を切断し、その時発生するドロスを
ドロス除去ビーム２ｂで除去する。ビームの分割するパ
ワーは任意であるが、通常はドロス除去ビーム２ｂより
切断ビーム２ａの方がパワーは大きい。図２では片側の
みのドロス除去の図になっているが、ビームを３分割す
れば、両側の切断面のドロス除去が行なえる。更に曲線
加工時には、ドロス除去ビーム２ｂを切断ビーム２ａの
まわりに回転させれば、曲線部のドロスも除去できる。
ーザ光２を切断用のビーム２ａとドロス除去用のビーム
２ｂに分割する。そして、ドロス除去ビーム２ｂは、切
断の進行方向に対して切断ビーム２ａの後ろになるよう
に配置し、切断とドロス除去を同時に行う。つまり、切
断ビーム２ａで材料を切断し、その時発生するドロスを
ドロス除去ビーム２ｂで除去する。ビームの分割するパ
ワーは任意であるが、通常はドロス除去ビーム２ｂより
切断ビーム２ａの方がパワーは大きい。図２では片側の
みのドロス除去の図になっているが、ビームを３分割す
れば、両側の切断面のドロス除去が行なえる。更に曲線
加工時には、ドロス除去ビーム２ｂを切断ビーム２ａの
まわりに回転させれば、曲線部のドロスも除去できる。
【００１７】図３〜図６に、レンズを組合せてビームを
切断ビーム２ａとドロス除去ビーム２ｂに分割した例を
示す。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）はレンズを２枚組
合せ、ビームを切断用とドロス除去用に分割したもので
ある。図では、切断ビームとドロス除去ビームの中心を
進行方向に対してｄ１ だけ偏心させている。
切断ビーム２ａとドロス除去ビーム２ｂに分割した例を
示す。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）はレンズを２枚組
合せ、ビームを切断用とドロス除去用に分割したもので
ある。図では、切断ビームとドロス除去ビームの中心を
進行方向に対してｄ１ だけ偏心させている。
【００１８】図４は、切断ビーム２ａとドロス除去ビー
ム２ｂの焦点距離（ｆ１ ，ｆ２ ）が異なるレンズを
組合せたものである。図において、切断用のビーム２ａ
は焦点を材料の表面もしくは板厚の中央付近に合わせ、
ドロス除去用のビーム２ｂは材料の裏面に焦点を合わせ
ることにより、より効果的に切断とドロス除去ができる
。
ム２ｂの焦点距離（ｆ１ ，ｆ２ ）が異なるレンズを
組合せたものである。図において、切断用のビーム２ａ
は焦点を材料の表面もしくは板厚の中央付近に合わせ、
ドロス除去用のビーム２ｂは材料の裏面に焦点を合わせ
ることにより、より効果的に切断とドロス除去ができる
。
【００１９】図５は分割したビームの焦点位置を変える
ため、組合せるレンズの中心をｄ２ だけずらしたもの
である。ずれ量を調整できる機構を設ければ、任意の板
厚の材料に対し最適焦点位置でドロスフリー切断をする
ことができる。
ため、組合せるレンズの中心をｄ２ だけずらしたもの
である。ずれ量を調整できる機構を設ければ、任意の板
厚の材料に対し最適焦点位置でドロスフリー切断をする
ことができる。
【００２０】図６はドロス除去用のレンズをθだけ傾斜
させて組合せたもので、この実施例によれば、斜めから
ドロスにレーザを照射することができ、より効果的にド
ロス除去が可能となる。
させて組合せたもので、この実施例によれば、斜めから
ドロスにレーザを照射することができ、より効果的にド
ロス除去が可能となる。
【００２１】図７（ａ）（ｂ）は、ミラー３ａ，３ｂ，
３ｃでレーザビームを切断ビーム２ａとドロス除去ビー
ム２ｂに分割したものである。図示のように、ドロス除
去用のレンズ３ｂもしくはミラー３ｃを調整することに
より、ドロス除去ビーム２ｂを最適位置に照射すれば、
より効果的にドロス除去が可能になる。この場合、切断
ビームとドロス除去ビームの中心を進行方向に対して偏
心させたり、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置
が異なるようにビームを分割したり（微調整も可）、レ
ーザの照明角が切断ビームとドロス除去ビームで異なる
ようにビームを分割（微調整も可）することもできる。
３ｃでレーザビームを切断ビーム２ａとドロス除去ビー
ム２ｂに分割したものである。図示のように、ドロス除
去用のレンズ３ｂもしくはミラー３ｃを調整することに
より、ドロス除去ビーム２ｂを最適位置に照射すれば、
より効果的にドロス除去が可能になる。この場合、切断
ビームとドロス除去ビームの中心を進行方向に対して偏
心させたり、切断ビームとドロス除去ビームの焦点位置
が異なるようにビームを分割したり（微調整も可）、レ
ーザの照明角が切断ビームとドロス除去ビームで異なる
ようにビームを分割（微調整も可）することもできる。
【００２２】図８は、材料の切断とドロス除去を行う場
合、加工雰囲気を制御するようにしたものである。例え
ば、アルミ材をレーザ切断する場合、酸素ガスをアシス
トガスに用いると酸化反応により高速切断できるが、ア
ルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）が発生しドロスが付着しやす
くなる。逆に窒素、Ａｒ等のガスをアシストガスに用い
ると、ドロスは付着しにくくなるが、切断速度が遅くな
る。従って、切断ビームは酸素をアシストガスとして用
い、ドロス除去ビームには窒素あるいはＡｒ等の不活性
ガスもしくは空気を用いるとよい。
合、加工雰囲気を制御するようにしたものである。例え
ば、アルミ材をレーザ切断する場合、酸素ガスをアシス
トガスに用いると酸化反応により高速切断できるが、ア
ルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）が発生しドロスが付着しやす
くなる。逆に窒素、Ａｒ等のガスをアシストガスに用い
ると、ドロスは付着しにくくなるが、切断速度が遅くな
る。従って、切断ビームは酸素をアシストガスとして用
い、ドロス除去ビームには窒素あるいはＡｒ等の不活性
ガスもしくは空気を用いるとよい。
【００２３】図９はレーザビームを２分割（同一パワー
）したものである。この２つのビームを回転させながら
切断することにより、切断とドロス除去を交互に行なう
ことができる。
）したものである。この２つのビームを回転させながら
切断することにより、切断とドロス除去を交互に行なう
ことができる。
【００２４】図１０（ａ）〜（ｃ）は、図９の２つのビ
ーム２ａ，２ｂを回転させながら、材料の切断とドロス
除去を同時に行う状態を示したものである。図では、図
１０（ａ）から（ｃ）へと切断が進行する。
ーム２ａ，２ｂを回転させながら、材料の切断とドロス
除去を同時に行う状態を示したものである。図では、図
１０（ａ）から（ｃ）へと切断が進行する。
【００２５】図１１はビームを楕円形にし、Ｏ点を回転
中心として回転させながら切断とドロス除去を交互に行
う例であり、Ｆ１ ，Ｆ２ は楕円の焦点である。
中心として回転させながら切断とドロス除去を交互に行
う例であり、Ｆ１ ，Ｆ２ は楕円の焦点である。
【００２６】図１２は組合せレンズをレーザ光に対して
傾斜させてセットし、レーザ光を２分割し回転させなが
ら切断、ドロス除去を同時に行う例である。レンズを傾
斜させることにより、切断時にはレーザが材料の表面も
しくは板厚の中央に、ドロス除去の場合には材料の裏面
に焦点を合わせることができる。
傾斜させてセットし、レーザ光を２分割し回転させなが
ら切断、ドロス除去を同時に行う例である。レンズを傾
斜させることにより、切断時にはレーザが材料の表面も
しくは板厚の中央に、ドロス除去の場合には材料の裏面
に焦点を合わせることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、レンズを
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであるため、材料の切断とドロス除去を同時
に行うことができ、また、切断品質を著しく向上させる
ことができる。
組合せることにより切断ビームとドロス除去ビームに分
割するものであるため、材料の切断とドロス除去を同時
に行うことができ、また、切断品質を著しく向上させる
ことができる。
【図１】本発明方法を実施するための装置概要を示す図
である。
である。
【図２】レーザ光を切断用のビームとドロス除去用のビ
ームに分割した状態を示す図である。
ームに分割した状態を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はレンズを２枚組合せ、ビーム
を切断用とドロス除去用に分割した状態を示す図である
。
を切断用とドロス除去用に分割した状態を示す図である
。
【図４】切断ビームとドロス除去ビームの焦点距離（ｆ
１ ，ｆ２）が異なるように組合せた例を示すものであ
る。
１ ，ｆ２）が異なるように組合せた例を示すものであ
る。
【図５】分割したビームの焦点位置を変えるため、組合
せレンズの中心をずらした例を示すものである。
せレンズの中心をずらした例を示すものである。
【図６】ドロス除去用のレンズをθだけ傾斜させて組合
せた例を示すものである。
せた例を示すものである。
【図７】（ａ）（ｂ）は、ミラーでレーザビームを切断
ビームとドロス除去ビームに分割した例を示すものであ
る。
ビームとドロス除去ビームに分割した例を示すものであ
る。
【図８】加工雰囲気を制御しながら切断とドロス除去を
行う例を示す図である。
行う例を示す図である。
【図９】レーザビームを同一パワーの２分割した例を示
す図である。
す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図９のビームを回転させ
ながら切断する例を示す図である。
ながら切断する例を示す図である。
【図１１】楕円ビームを回転させながら切断とドロス除
去を交互に行う例を示す図である。
去を交互に行う例を示す図である。
【図１２】組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させて
レーザ光を回転させながら切断とドロス除去を同時に行
う例を示す図である。
レーザ光を回転させながら切断とドロス除去を同時に行
う例を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、レーザによる従来の切断
加工方法を示す図である。
加工方法を示す図である。
１ レーザ発振器
２ レーザ光
２ａ 切断ビーム
２ｂ ドロス除去ビーム
３，３ａ，３ｂ，３ｃ ミラー
４ 集光レンズ
７ 被加工物
Claims (7)
- 【請求項１】 レンズを組合せることにより切断ビー
ムとドロス除去ビームに分割し、切断とドロス除去を同
時に行う方法であって、上記レンズの組合せにおいて焦
点距離の異なるレンズを用いることにより、切断ビーム
とドロス除去ビームの焦点位置を変えることを特徴とす
るレーザ切断方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、レンズの中心をずらして組合せることにより、切断
ビームとドロス除去ビームの焦点位置を変えることを特
徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、レンズを傾斜させて組合せることにより、切断ビー
ムとドロス除去ビームの狙い位置を変えることを特徴と
するレーザ切断方法。 - 【請求項４】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、光学系により切断ビームとドロス除去ビームに分割
し、切断とドロス除去を同時に行うことを特徴とするレ
ーザ切断方法。 - 【請求項５】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、切断ビームとドロス除去ビームに分割し、更に雰囲
気を切断用とドロス除去用で変え、夫々最適条件で加工
することを特徴とするレーザ切断方法。 - 【請求項６】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、２つの異なった焦点位置のレーザビームを回転させ
ながら切断とドロス除去を同時に行うことを特徴とする
レーザ切断方法。 - 【請求項７】 請求項１記載のレーザ切断方法におい
て、組合せレンズをレーザ光に対して傾斜させてセット
し、切断用とドロス除去用に分割し、更に回転させて切
断とドロス除去を同時に行うことを特徴とするレーザ切
断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146769A JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146769A JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04344882A true JPH04344882A (ja) | 1992-12-01 |
| JP2798223B2 JP2798223B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15415140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3146769A Expired - Lifetime JP2798223B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | レーザ切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798223B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780672A (ja) * | 1993-09-10 | 1995-03-28 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザ切断方法および装置 |
| US5500506A (en) * | 1994-07-13 | 1996-03-19 | Laser Machining, Inc. | Optical system for positioning laser beams in a straight or angular position |
| JP2010508149A (ja) * | 2006-10-30 | 2010-03-18 | オルセン，フレミング・オベ・エルホルム | レーザー加工方法及びシステム |
| KR101133911B1 (ko) * | 2009-01-07 | 2012-04-12 | 주식회사 고려반도체시스템 | 레이저 빔을 이용하여 솔라셀 웨이퍼를 절단하는 방법 및 이에 사용되는 장치 |
| JP2016021567A (ja) * | 2014-07-14 | 2016-02-04 | エーエスエム・テクノロジー・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド | 薄い半導体基板のダイシング方法 |
| US20160031037A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Wecon Automation Corp. | Laser structure |
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| CN111702344A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 发那科株式会社 | 切断工件的激光加工机 |
| JPWO2022004827A1 (ja) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | ||
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