JPH05123885A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
- Publication number
- JPH05123885A JPH05123885A JP3285202A JP28520291A JPH05123885A JP H05123885 A JPH05123885 A JP H05123885A JP 3285202 A JP3285202 A JP 3285202A JP 28520291 A JP28520291 A JP 28520291A JP H05123885 A JPH05123885 A JP H05123885A
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- Japan
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- spatter
- cutting
- processing
- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ワークに対しピアッシング加工から切断加工へ
移行する際、ワークの表面に付着したスパッタを除去し
て、切断加工をスムーズに行い、不良品発生率を抑制す
る。 【構成】レーザ光ＬによりワークＷの切断加工を行うレ
ーザ加工方法において、所定箇所に貫通穴ｈのピアッシ
ング加工を行い、次に加工ヘッド３を所定高さ位置へ上
昇させるとともに、ヘッド３が下降する工程で、ワーク
表面に形成された前記貫通穴ｈ付近のスパッタＳにアシ
ストガスＡを吹き付けてスパッタを飛散除去した後、加
工ヘッド３を切断高さ位置で停止し、この状態でワーク
Ｗの切断加工に移行する。
移行する際、ワークの表面に付着したスパッタを除去し
て、切断加工をスムーズに行い、不良品発生率を抑制す
る。 【構成】レーザ光ＬによりワークＷの切断加工を行うレ
ーザ加工方法において、所定箇所に貫通穴ｈのピアッシ
ング加工を行い、次に加工ヘッド３を所定高さ位置へ上
昇させるとともに、ヘッド３が下降する工程で、ワーク
表面に形成された前記貫通穴ｈ付近のスパッタＳにアシ
ストガスＡを吹き付けてスパッタを飛散除去した後、加
工ヘッド３を切断高さ位置で停止し、この状態でワーク
Ｗの切断加工に移行する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザ光によりワーク
の切断加工を行うレーザ加工方法に関するもので、主と
してワークの所定位置に切断加工のスタート点に貫通穴
開け加工を行うピアッシング時に発生するスパッタの除
去を可能にしたレーザ加工方法に関するものである。
の切断加工を行うレーザ加工方法に関するもので、主と
してワークの所定位置に切断加工のスタート点に貫通穴
開け加工を行うピアッシング時に発生するスパッタの除
去を可能にしたレーザ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザ加工装置の加工ヘッドに
より鉄板等のワークに対しレーザ加工を行う際には、い
ずれか一方の使用されない切断側に貫通穴を形成し、こ
の貫通穴からレーザによる切断加工を行う方法と、最初
から切断加工のスタート点で貫通穴を加工し、この貫通
穴から所望形状に切断加工を行うピアッシング加工方法
とがある。
より鉄板等のワークに対しレーザ加工を行う際には、い
ずれか一方の使用されない切断側に貫通穴を形成し、こ
の貫通穴からレーザによる切断加工を行う方法と、最初
から切断加工のスタート点で貫通穴を加工し、この貫通
穴から所望形状に切断加工を行うピアッシング加工方法
とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前者のレーザ加工方法
においては、切断加工後の材料に無駄が生じるという問
題がある反面、切断加工面におけるスパッタの付着が生
じないので、加工形状が良好となり、不良品の発生率を
低減することができる。
においては、切断加工後の材料に無駄が生じるという問
題がある反面、切断加工面におけるスパッタの付着が生
じないので、加工形状が良好となり、不良品の発生率を
低減することができる。
【０００４】又、後者のピアッシング加工方法において
は、材料の無駄を省くことができるが、最初に形成され
る貫通穴のワーク表面付近に溶融状態のスパッタが盛り
上がった状態で付着して、ピアッシング以降の切断加工
時に前記スパッタにより切断がスムーズに行われなかっ
たり、切り口が凹凸状になったりするという問題があ
り、不良品の発生率が高くなるという問題があった。特
にノズル先端でワーク表面との間のギャップ量を検出し
ながらギャップコントロールを行っているものでは、前
記スパッタの盛り上がり部分でギャップコントロールが
不安定となり、ノズルが上下に振れて、安定した加工が
行えず、綺麗な切断面が得られなかった。
は、材料の無駄を省くことができるが、最初に形成され
る貫通穴のワーク表面付近に溶融状態のスパッタが盛り
上がった状態で付着して、ピアッシング以降の切断加工
時に前記スパッタにより切断がスムーズに行われなかっ
たり、切り口が凹凸状になったりするという問題があ
り、不良品の発生率が高くなるという問題があった。特
にノズル先端でワーク表面との間のギャップ量を検出し
ながらギャップコントロールを行っているものでは、前
記スパッタの盛り上がり部分でギャップコントロールが
不安定となり、ノズルが上下に振れて、安定した加工が
行えず、綺麗な切断面が得られなかった。
【０００５】この発明の目的は、ワークのピアッシング
加工から切断加工への移行時に、ワーク表面に付着した
スパッタを除去あるいはワークとスパッタの結合力を低
下させることにより、切断加工をスムーズに行うことが
できるとともに、ワークの切断面を滑らかにして、不良
品の発生を防止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。
加工から切断加工への移行時に、ワーク表面に付着した
スパッタを除去あるいはワークとスパッタの結合力を低
下させることにより、切断加工をスムーズに行うことが
できるとともに、ワークの切断面を滑らかにして、不良
品の発生を防止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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、レーザ光によりワークの切断加工を行うレ
ーザ加工方法において、ワークの加工スタート点となる
所定箇所に貫通穴をピアッシングにより形成し、次にワ
ーク表面に形成された前記貫通穴の開口部付近に付着し
たスパッタに気体を吹き付けて飛散除去もしくはワーク
表面に対するスパッタの結合力を低下した後、ワークの
切断加工に移行するという手段を採っている。
成するため、レーザ光によりワークの切断加工を行うレ
ーザ加工方法において、ワークの加工スタート点となる
所定箇所に貫通穴をピアッシングにより形成し、次にワ
ーク表面に形成された前記貫通穴の開口部付近に付着し
たスパッタに気体を吹き付けて飛散除去もしくはワーク
表面に対するスパッタの結合力を低下した後、ワークの
切断加工に移行するという手段を採っている。
【０００７】
【作用】この発明はワークに貫通穴をピアッシング加工
した後、ワークの貫通穴外表面付近に発生したスパッタ
が加工ノズル側から噴射される気体により飛散されるの
で、ワークにスパッタが付着したまま切断加工が行われ
ることがなく、従って、スパッタにより切断面に凹凸が
生じることもなく、切断面を滑らかにして、不良品の発
生を抑制することができる。又、前記加工ノズル側から
噴射される気体によりスパッタが飛散しない場合にも、
ワークとスパッタの結合力が低下しているので、加工ヘ
ッドによるワークの切断加工に移行する際、アシストガ
スの圧力によりワーク表面からスパッタが容易に飛散さ
れるので、ワーク表面が綺麗になり切断加工がスムース
に行われる。
した後、ワークの貫通穴外表面付近に発生したスパッタ
が加工ノズル側から噴射される気体により飛散されるの
で、ワークにスパッタが付着したまま切断加工が行われ
ることがなく、従って、スパッタにより切断面に凹凸が
生じることもなく、切断面を滑らかにして、不良品の発
生を抑制することができる。又、前記加工ノズル側から
噴射される気体によりスパッタが飛散しない場合にも、
ワークとスパッタの結合力が低下しているので、加工ヘ
ッドによるワークの切断加工に移行する際、アシストガ
スの圧力によりワーク表面からスパッタが容易に飛散さ
れるので、ワーク表面が綺麗になり切断加工がスムース
に行われる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。このレーザ加工方法に使用される
装置を図２により説明すると、レーザ発振器１から出力
されるレーザ光Ｌは、ミラー等で案内されて加工ヘッド
３のレンズ４に入射され、このレンズ４によってノズル
５の外方の焦点において集光される。又、加工ヘッド３
にはアシストガス供給装置６からアシストガスが供給さ
れ、そのアシストガス５がノズル５からレーザ光Ｌと同
軸上に噴射されて、ワークＷの加工が行われる。
に基づいて説明する。このレーザ加工方法に使用される
装置を図２により説明すると、レーザ発振器１から出力
されるレーザ光Ｌは、ミラー等で案内されて加工ヘッド
３のレンズ４に入射され、このレンズ４によってノズル
５の外方の焦点において集光される。又、加工ヘッド３
にはアシストガス供給装置６からアシストガスが供給さ
れ、そのアシストガス５がノズル５からレーザ光Ｌと同
軸上に噴射されて、ワークＷの加工が行われる。
【０００９】前記加工ヘッド３はサーボ制御回路７によ
り加工経路に沿って、例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向へ複数軸制
御される。これと同時に、ノズル５あるいはノズル５の
近傍に設けられたギャップセンサ８により、ノズル５の
先端からワークＷの表面までの距離、すなわちギャップ
量が検出され、その検出データに基づいてギャップコン
トローラ９により、加工時のギャップ量が所定量となる
ようにノズル５の高さが制御される。
り加工経路に沿って、例えばＸ，Ｙ，Ｚ方向へ複数軸制
御される。これと同時に、ノズル５あるいはノズル５の
近傍に設けられたギャップセンサ８により、ノズル５の
先端からワークＷの表面までの距離、すなわちギャップ
量が検出され、その検出データに基づいてギャップコン
トローラ９により、加工時のギャップ量が所定量となる
ようにノズル５の高さが制御される。
【００１０】さらに、ワークＷ上にピアッシングを行う
場合、図２に示すＮＣ装置１０により、サーボ制御回路
７を介して加工ヘッド３のＺ軸方向すなわち光軸方向に
移動させて、ノズル５の先端とワークＷの表面との間の
ギャップ量を、図３（ａ）に示すように制御する。それ
と同時に、図２に示すレーザ発振制御回路１１により、
レーザ発振器１から出力されるレーザ光Ｌの出力値を制
御しながらレーザ加工を以下のように行う。
場合、図２に示すＮＣ装置１０により、サーボ制御回路
７を介して加工ヘッド３のＺ軸方向すなわち光軸方向に
移動させて、ノズル５の先端とワークＷの表面との間の
ギャップ量を、図３（ａ）に示すように制御する。それ
と同時に、図２に示すレーザ発振制御回路１１により、
レーザ発振器１から出力されるレーザ光Ｌの出力値を制
御しながらレーザ加工を以下のように行う。
【００１１】ピアッシング開始時には、図１の鎖線及び
図３（ａ）に示すように、加工ヘッド３を所定高さ位置
にセットした後、ワークＷに貫通穴ｈを形成する。この
貫通穴ｈが形成された後、加工ヘッド３を図１に実線で
示すように上方に所定高さだけ瞬時に移動させるととも
に、レーザ発振器１の出力を図３（ｂ）に示すようにピ
アッシング時よりも低下させ、図３（ｃ）に示すよう
に、アシストガス供給装置６から供給されるアシストガ
スの圧力をピアッシング時よりも高くして、加工ヘッド
３を同図（ａ）に示すように徐々に下降させる。この最
上昇位置にある加工ヘッド３から噴射されるアシストガ
スＡの強い圧力によって、ワークＷの貫通穴ｈ表面付近
に付着した溶融状態のスパッタＳが外方向へ吹き飛ばさ
れる。又、レーザ発振器１からはレーザ光Ｌが出力され
ているので、貫通穴ｈ内へのスパッタＳの侵入が防止さ
れる。このため、ワークＷの貫通穴ｈ外表付近に付着し
たスパッタＳが確実に除去される。
図３（ａ）に示すように、加工ヘッド３を所定高さ位置
にセットした後、ワークＷに貫通穴ｈを形成する。この
貫通穴ｈが形成された後、加工ヘッド３を図１に実線で
示すように上方に所定高さだけ瞬時に移動させるととも
に、レーザ発振器１の出力を図３（ｂ）に示すようにピ
アッシング時よりも低下させ、図３（ｃ）に示すよう
に、アシストガス供給装置６から供給されるアシストガ
スの圧力をピアッシング時よりも高くして、加工ヘッド
３を同図（ａ）に示すように徐々に下降させる。この最
上昇位置にある加工ヘッド３から噴射されるアシストガ
スＡの強い圧力によって、ワークＷの貫通穴ｈ表面付近
に付着した溶融状態のスパッタＳが外方向へ吹き飛ばさ
れる。又、レーザ発振器１からはレーザ光Ｌが出力され
ているので、貫通穴ｈ内へのスパッタＳの侵入が防止さ
れる。このため、ワークＷの貫通穴ｈ外表付近に付着し
たスパッタＳが確実に除去される。
【００１２】従って、加工ヘッド３をワークＷに対し水
平方向に相対移動させて切断加工を行う際、ワーク表面
にスパッタＳが存在しないので、ギャップセンサ８はワ
ークＷ表面との間で正確なギャップ検出を行い、安定し
たギャップコントロールのもとでワークＷの切断が円滑
に行われ、切断表面が凹凸になることはなく不良品の発
生を抑制することができる。なお、前記切断加工時に
は、アシストガスＡの圧力がスパッタＳの吹き飛ばし時
よりも低い圧力に設定される。
平方向に相対移動させて切断加工を行う際、ワーク表面
にスパッタＳが存在しないので、ギャップセンサ８はワ
ークＷ表面との間で正確なギャップ検出を行い、安定し
たギャップコントロールのもとでワークＷの切断が円滑
に行われ、切断表面が凹凸になることはなく不良品の発
生を抑制することができる。なお、前記切断加工時に
は、アシストガスＡの圧力がスパッタＳの吹き飛ばし時
よりも低い圧力に設定される。
【００１３】この実施例では加工ヘッド３を徐々に降下
させるようにしているが、これはピアッシングによる貫
通穴ｈが目詰まりするのを防止するためである。又、図
３（ｂ），（ｃ）に示すように、ピアッシング完了後、
レーザ発振出力と、アシストガス圧力を一時的に停止し
たが、これは加工ヘッド３が下降を開始するまでの間
は、レーザ出力とアシストガスが過剰にワークに供給さ
れないようにするためである。
させるようにしているが、これはピアッシングによる貫
通穴ｈが目詰まりするのを防止するためである。又、図
３（ｂ），（ｃ）に示すように、ピアッシング完了後、
レーザ発振出力と、アシストガス圧力を一時的に停止し
たが、これは加工ヘッド３が下降を開始するまでの間
は、レーザ出力とアシストガスが過剰にワークに供給さ
れないようにするためである。
【００１４】なお、この実施例では加工条件の一例とし
て加工ヘッド３の上下方向の移動量を±５０ｍｍ、昇降
速度を５００ｍｍ／ｍｉｎ、レーザ出力を３００Ｗ、ア
シストガス（０2 ）圧力をワークの材質がＳＳ４１（厚
さ１６ｍｍ）の場合、３．０／ｃｍ2 、ＳＵＳ（厚さ１
３ｍｍ）では同ガス圧力を１．０Ｋｇ／ｃｍ2 に設定し
ている。
て加工ヘッド３の上下方向の移動量を±５０ｍｍ、昇降
速度を５００ｍｍ／ｍｉｎ、レーザ出力を３００Ｗ、ア
シストガス（０2 ）圧力をワークの材質がＳＳ４１（厚
さ１６ｍｍ）の場合、３．０／ｃｍ2 、ＳＵＳ（厚さ１
３ｍｍ）では同ガス圧力を１．０Ｋｇ／ｃｍ2 に設定し
ている。
【００１５】又、切断時についてはワークの材質、厚さ
等により加工ヘッド３の高さ、レーザ発振出力及びアシ
ストガス圧力はそれぞれ適正値に設定される。ところ
で、前記アシストガス圧力が低い場合にもスパッタＳの
ワークＷ表面に対する溶着は防止することができるが、
吹き飛ばすことは難しい。しかし、このスパッタＳが飛
散しない場合にも、ワークＷとスパッタＳの結合力が低
下しているので、加工ヘッド３によるワークの切断加工
に移行する際、アシストガスＡの圧力によりワーク表面
からスパッタＳが容易に飛散されるので、切断加工がス
ムースに行われる。
等により加工ヘッド３の高さ、レーザ発振出力及びアシ
ストガス圧力はそれぞれ適正値に設定される。ところ
で、前記アシストガス圧力が低い場合にもスパッタＳの
ワークＷ表面に対する溶着は防止することができるが、
吹き飛ばすことは難しい。しかし、このスパッタＳが飛
散しない場合にも、ワークＷとスパッタＳの結合力が低
下しているので、加工ヘッド３によるワークの切断加工
に移行する際、アシストガスＡの圧力によりワーク表面
からスパッタＳが容易に飛散されるので、切断加工がス
ムースに行われる。
【００１６】次に、この発明を具体化した別の実施例を
図４に基づいて説明する。この実施例においては、加工
ヘッド３の外周にさらにアシストガスを噴射する環状の
ノズル部２１を形成し、ワークＷに対しピアッシング穴
加工を終了した後、加工ヘッド３を切断高さ位置に保持
したまま噴射ノズル２１から高圧のアシストガスＡをス
パッタＳに向けて噴射させてスパッタを飛散させるよう
にしている。この別例の場合には加工ヘッド３を昇降動
作させる必要がないので、切断加工の能率を向上するこ
とができる。
図４に基づいて説明する。この実施例においては、加工
ヘッド３の外周にさらにアシストガスを噴射する環状の
ノズル部２１を形成し、ワークＷに対しピアッシング穴
加工を終了した後、加工ヘッド３を切断高さ位置に保持
したまま噴射ノズル２１から高圧のアシストガスＡをス
パッタＳに向けて噴射させてスパッタを飛散させるよう
にしている。この別例の場合には加工ヘッド３を昇降動
作させる必要がないので、切断加工の能率を向上するこ
とができる。
【００１７】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、スパッタを飛散させるためにアシストガ
スに代えて、別源の圧縮空気を使用する等、この発明の
趣旨から逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更して
具体化することもできる。
ものではなく、スパッタを飛散させるためにアシストガ
スに代えて、別源の圧縮空気を使用する等、この発明の
趣旨から逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更して
具体化することもできる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明はワーク
に対しピアッシング加工から切断加工へ移行する際、ワ
ークの表面に付着したスパッタを除去あるいはワークと
スパッタの結合力を低下して、ワークの切断加工をスム
ーズに行い、不良品発生率を抑制することができる効果
がある。
に対しピアッシング加工から切断加工へ移行する際、ワ
ークの表面に付着したスパッタを除去あるいはワークと
スパッタの結合力を低下して、ワークの切断加工をスム
ーズに行い、不良品発生率を抑制することができる効果
がある。
【図１】この発明を具体化したレーザ加工方法を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図２】レーザ加工ヘッドの制御回路を示す構成図であ
る。
る。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれレーザ加工
方法を説明するグラフである。
方法を説明するグラフである。
【図４】この発明の別のレーザ加工方法を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
１ レーザ発振器、３ 加工ヘッド、５ ノズル、６
アシストガス供給装置、１１ レーザ発振制御回路、Ｌ
レーザ光、Ａ アシストガス、Ｗ ワーク、ｈ 貫通
穴。
アシストガス供給装置、１１ レーザ発振制御回路、Ｌ
レーザ光、Ａ アシストガス、Ｗ ワーク、ｈ 貫通
穴。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光によりワークの切断加工を行う
レーザ加工方法において、ワークの加工スタート点とな
る所定箇所に貫通穴をピアッシングにより形成し、次に
ワーク表面に形成された前記貫通穴の開口部付近に付着
したスパッタに気体を吹き付けて飛散除去もしくはワー
ク表面に対するスパッタの結合力を低下した後、ワーク
の切断加工に移行することを特徴とするレーザ加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03285202A JP3115060B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | レーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03285202A JP3115060B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | レーザ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123885A true JPH05123885A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3115060B2 JP3115060B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17688432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03285202A Expired - Fee Related JP3115060B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | レーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115060B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770833A (en) * | 1996-01-30 | 1998-06-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser cutting method including piercing a work piece with a moving processing head |
| JP2013208631A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Nissan Tanaka Corp | レーザ加工方法、レーザ加工装置 |
| US20170157711A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-06-08 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Piercing Workpieces by a Laser Beam and an Associated Laser Processing Machine |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP03285202A patent/JP3115060B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770833A (en) * | 1996-01-30 | 1998-06-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Laser cutting method including piercing a work piece with a moving processing head |
| JP2013208631A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Nissan Tanaka Corp | レーザ加工方法、レーザ加工装置 |
| US20170157711A1 (en) * | 2014-08-28 | 2017-06-08 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Piercing Workpieces by a Laser Beam and an Associated Laser Processing Machine |
| US11045908B2 (en) * | 2014-08-28 | 2021-06-29 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Piercing workpieces by a laser beam and an associated laser processing machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3115060B2 (ja) | 2000-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |