JPH10323781A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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- JPH10323781A JPH10323781A JP9134016A JP13401697A JPH10323781A JP H10323781 A JPH10323781 A JP H10323781A JP 9134016 A JP9134016 A JP 9134016A JP 13401697 A JP13401697 A JP 13401697A JP H10323781 A JPH10323781 A JP H10323781A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピアッシング時のスパッターの飛散を減少さ
せると共に、より高速のピアッシングが可能なレーザ加
工方法の提供。 【解決手段】 ピアッシング開始時にレーザ出力を連続
出力に設定し、ピアッシングの進行途中において前記レ
ーザ出力をパルス出力に変更してピアッシングを行うこ
とを特徴とするレーザ加工方法。
せると共に、より高速のピアッシングが可能なレーザ加
工方法の提供。 【解決手段】 ピアッシング開始時にレーザ出力を連続
出力に設定し、ピアッシングの進行途中において前記レ
ーザ出力をパルス出力に変更してピアッシングを行うこ
とを特徴とするレーザ加工方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工方法に関
し、主として比較的に厚いワークの加工に適用されるピ
アッシング方法に関する。
し、主として比較的に厚いワークの加工に適用されるピ
アッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ加工機でワークを切断する
場合、まずワークにピアッシング（切断開始用の下穴加
工）を行い、このピアッシング位置から切断加工を開始
する方法が一般的に採用されている。
場合、まずワークにピアッシング（切断開始用の下穴加
工）を行い、このピアッシング位置から切断加工を開始
する方法が一般的に採用されている。
【０００３】上述のピアッシングには、連続出力レーザ
を使用する場合とパルス出力レーザを使用する場合とが
ある。連続出力レーザによるピアッシングでは、ピアッ
シング時間は短いが、スパッター（溶融金属の酸化生成
物）の飛散が多く、またピアッシング穴の周囲に盛上が
りが形成され、この盛上がりとレーザノズルとが干渉し
たり、スパッターが集光レンズに付着したりすることが
多い。これに比較してパルス出力レーザでは、スパッタ
ーの飛散が少ないが、ピアッシング時間が連続出力レー
ザによるピアッシングより長いという特徴がある。
を使用する場合とパルス出力レーザを使用する場合とが
ある。連続出力レーザによるピアッシングでは、ピアッ
シング時間は短いが、スパッター（溶融金属の酸化生成
物）の飛散が多く、またピアッシング穴の周囲に盛上が
りが形成され、この盛上がりとレーザノズルとが干渉し
たり、スパッターが集光レンズに付着したりすることが
多い。これに比較してパルス出力レーザでは、スパッタ
ーの飛散が少ないが、ピアッシング時間が連続出力レー
ザによるピアッシングより長いという特徴がある。
【０００４】また、上述のピアッシングにおいて、厚板
のピアッシングではさらに時間を必要とするので、ピア
ッシング時間を短縮する方法がいくつか提案されてい
る。例えば、特開平３−１１８９８９号公報には、ピア
ッシング時の最適レーザ出力より低い出力でピアッシン
グを開始して、その後、最適レーザ出力まで出力を徐々
に上昇させ、ピアッシングが終了するまでその状態を保
持するようにすることで、スパッターの減少とピアッシ
ング時間の短縮とをはかるレーザ加工方法が開示されて
いる。
のピアッシングではさらに時間を必要とするので、ピア
ッシング時間を短縮する方法がいくつか提案されてい
る。例えば、特開平３−１１８９８９号公報には、ピア
ッシング時の最適レーザ出力より低い出力でピアッシン
グを開始して、その後、最適レーザ出力まで出力を徐々
に上昇させ、ピアッシングが終了するまでその状態を保
持するようにすることで、スパッターの減少とピアッシ
ング時間の短縮とをはかるレーザ加工方法が開示されて
いる。
【０００５】また、特開平５−１３８３８２号公報に
は、ピアッシング開始時のパルス出力レーザのパルス周
波数を低く設定し、ピアッシングの進行とともに徐々に
周波数を増加させてピアッシングを完了させるようにす
ることで、スパッターの減少とピアッシング時間の短縮
とをはかるピアッシング方法が開示されている。
は、ピアッシング開始時のパルス出力レーザのパルス周
波数を低く設定し、ピアッシングの進行とともに徐々に
周波数を増加させてピアッシングを完了させるようにす
ることで、スパッターの減少とピアッシング時間の短縮
とをはかるピアッシング方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平３−１１８
９８９号の方法では、ピアッシング時において溶融金属
が噴き上がらないようにするために、ピアッシングに長
時間を必要とする。また、特開平５−１３８３８２号の
方法では、ピアッシングの進行とともに徐々にパルスの
周波数を増加させるという別段の出力制御を実施しなく
てはならない。
９８９号の方法では、ピアッシング時において溶融金属
が噴き上がらないようにするために、ピアッシングに長
時間を必要とする。また、特開平５−１３８３８２号の
方法では、ピアッシングの進行とともに徐々にパルスの
周波数を増加させるという別段の出力制御を実施しなく
てはならない。
【０００７】本発明は上述の如き問題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の課題は、ピアッシング中に別段の
パルス周波数制御をおこなわずに、ピアッシング時のス
パッターの飛散を減少させると共に、より高速のピアッ
シングが可能なレーザ加工方法を提供することである。
ものであり、本発明の課題は、ピアッシング中に別段の
パルス周波数制御をおこなわずに、ピアッシング時のス
パッターの飛散を減少させると共に、より高速のピアッ
シングが可能なレーザ加工方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、請求項１に記載のレーザ加工方法は、ピアッシ
ング開始時にレーザ出力を連続出力に設定し、ピアッシ
ングの進行途中において前記レーザ出力をパルス出力に
変更してピアッシングを行うことを要旨とするものであ
る。
として、請求項１に記載のレーザ加工方法は、ピアッシ
ング開始時にレーザ出力を連続出力に設定し、ピアッシ
ングの進行途中において前記レーザ出力をパルス出力に
変更してピアッシングを行うことを要旨とするものであ
る。
【０００９】したがって、ピアッシング開始時には連続
出力（ＣＷ）で溶融を促進し、発生した熱がワークに残
留しているうちに、パルス出力レーザに切替えるように
したので、ワーク内部の熱量を有効に利用してスパッタ
ーの飛散を防止すると同時に短時間でピアッシングを完
了することができる。
出力（ＣＷ）で溶融を促進し、発生した熱がワークに残
留しているうちに、パルス出力レーザに切替えるように
したので、ワーク内部の熱量を有効に利用してスパッタ
ーの飛散を防止すると同時に短時間でピアッシングを完
了することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本発明のレーザ加工方法を実
施するレーザ加工機の概略構成図である。レーザ加工ヘ
ッド１内には、レーザ発振器３から出射され、ベンドミ
ラー５を経由して導かれたレーザビームＬＢをワークＷ
の表面に集光する集光レンズ７が設けてある。また集光
レンズ７の下側には加工中のノズル９からワークＷに向
かって噴射されるアシストガスの供給口１１が設けられ
ていて、このアシストガス供給口１１にアシストガスコ
ントローラー１３によって流量制御されたアシストガス
が供給されるようになっている。
によって説明する。図１は本発明のレーザ加工方法を実
施するレーザ加工機の概略構成図である。レーザ加工ヘ
ッド１内には、レーザ発振器３から出射され、ベンドミ
ラー５を経由して導かれたレーザビームＬＢをワークＷ
の表面に集光する集光レンズ７が設けてある。また集光
レンズ７の下側には加工中のノズル９からワークＷに向
かって噴射されるアシストガスの供給口１１が設けられ
ていて、このアシストガス供給口１１にアシストガスコ
ントローラー１３によって流量制御されたアシストガス
が供給されるようになっている。
【００１１】前記レーザ加工ヘッド１は、ＮＣ装置１５
の制御のもとに制御されるサーボコントローラー１７に
よって駆動される位置決め装置（図示省略）によって
Ｘ，ＹおよびＺ軸方向（垂直方向）に移動位置決めされ
るようになっている。また、前記レーザ発振器３もＮＣ
装置１５の制御のもとに制御されるレーザ発振コントロ
ーラー１９を介して次のように制御される。
の制御のもとに制御されるサーボコントローラー１７に
よって駆動される位置決め装置（図示省略）によって
Ｘ，ＹおよびＺ軸方向（垂直方向）に移動位置決めされ
るようになっている。また、前記レーザ発振器３もＮＣ
装置１５の制御のもとに制御されるレーザ発振コントロ
ーラー１９を介して次のように制御される。
【００１２】例えば、ＳＳ材、板厚１２ｍｍのワークＷ
にピアッシングすべく、ワークＷをレーザ加工ヘッド１
の下方に位置させピアッシングを開始すると、ＮＣ装置
１５の指令によって、ピアッシング位置にレーザ加工ヘ
ッド１が位置決めされ、次にレーザ加工ヘッド１をＺ軸
方向（垂直方向）に下降させて、ノズル９の先端とワー
クＷとのギャップＧが設定値に保持される。
にピアッシングすべく、ワークＷをレーザ加工ヘッド１
の下方に位置させピアッシングを開始すると、ＮＣ装置
１５の指令によって、ピアッシング位置にレーザ加工ヘ
ッド１が位置決めされ、次にレーザ加工ヘッド１をＺ軸
方向（垂直方向）に下降させて、ノズル９の先端とワー
クＷとのギャップＧが設定値に保持される。
【００１３】その後、ＮＣ装置１５からの指令によっ
て、レーザ発振コントローラー１９がレーザ発振器３の
発振条件を制御して、図２に示す如く、まず、連続出力
（ＣＷ）のレーザ光ＬＢがレーザ加工ヘッド１に出力さ
れピアッシングが開始される。連続出力でｔ1 時間経過
したとき、レーザ発振器３の発振条件がパルス発振に切
替えられ、パルス出力レーザがピアッシング終了するま
でのｔ2 時間、レーザ加工ヘッド１に出力される。すな
わち、ピアッシング開始時には連続出力（ＣＷ）で溶融
を促進し、発生した熱がワークに残留しているうちに、
パルス出力レーザに切替えることによってワーク内部の
熱量を有効に利用してスパッターの飛散を防止しすると
同時に短時間でピアッシングを完了することができる。
て、レーザ発振コントローラー１９がレーザ発振器３の
発振条件を制御して、図２に示す如く、まず、連続出力
（ＣＷ）のレーザ光ＬＢがレーザ加工ヘッド１に出力さ
れピアッシングが開始される。連続出力でｔ1 時間経過
したとき、レーザ発振器３の発振条件がパルス発振に切
替えられ、パルス出力レーザがピアッシング終了するま
でのｔ2 時間、レーザ加工ヘッド１に出力される。すな
わち、ピアッシング開始時には連続出力（ＣＷ）で溶融
を促進し、発生した熱がワークに残留しているうちに、
パルス出力レーザに切替えることによってワーク内部の
熱量を有効に利用してスパッターの飛散を防止しすると
同時に短時間でピアッシングを完了することができる。
【００１４】図３は図２に示した加工方法を用いた一つ
の出力パターン１を示したものである。この出力パター
ン１は、ピアッシング開始時に出力Ｐ1 の連続出力（Ｃ
Ｗ）でｔ1 時間加工し、その後、ピーク出力３ｋＷ（平
均出力Ｐ2 ）のパルス出力でｔ2 時間加工するものであ
る。この出力パターン１で、次に示す加工条件でピアッ
シングの加工試験をおこなった結果、ピアッシング時間
は、２．０秒〜２．５秒と従来より大幅に短縮され、ま
たスパッターの飛散をごく少量に押さえることができ
た。
の出力パターン１を示したものである。この出力パター
ン１は、ピアッシング開始時に出力Ｐ1 の連続出力（Ｃ
Ｗ）でｔ1 時間加工し、その後、ピーク出力３ｋＷ（平
均出力Ｐ2 ）のパルス出力でｔ2 時間加工するものであ
る。この出力パターン１で、次に示す加工条件でピアッ
シングの加工試験をおこなった結果、ピアッシング時間
は、２．０秒〜２．５秒と従来より大幅に短縮され、ま
たスパッターの飛散をごく少量に押さえることができ
た。
【００１５】出力パターン１のピアッシング加工条件
「被加工材；板厚１２ｍｍ（ＳＳ材），レーザ出力；連
続出力３ｋＷ（ｔ1 時間），パルスピーク出力３ｋＷ
（ｔ2 時間），パルス周波数１４０Ｈｚ，パルスデュー
ティ２５％，ピアッシング時間Ｔ= ｔ1+ｔ2 ．アシスト
ガス圧力；０．１ｋｇｆ／cm2（連続出力時），０．３
５ｋｇｆ／cm2（パルス出力時）」
「被加工材；板厚１２ｍｍ（ＳＳ材），レーザ出力；連
続出力３ｋＷ（ｔ1 時間），パルスピーク出力３ｋＷ
（ｔ2 時間），パルス周波数１４０Ｈｚ，パルスデュー
ティ２５％，ピアッシング時間Ｔ= ｔ1+ｔ2 ．アシスト
ガス圧力；０．１ｋｇｆ／cm2（連続出力時），０．３
５ｋｇｆ／cm2（パルス出力時）」
【００１６】図４は出力パターン２を示したもので、こ
れは前記出力パターン１において、ピーク出力３ｋＷの
パルスレーザのパルス周波数とパルスデューティとを階
段的（図４の実施例では３段階）に増加（周波数初期値
１０Ｈｚ，デューティ初期値１２％、周波数増分値１０
Ｈｚ，デューティ増分値１％）させたものであり、パル
ス出力の平均出力はＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 と増加する。この
出力パターン２によって同一の被加工材を加工した結
果、出力パターン１と同様なピアッシング時間で、か
つ、スパッターの飛散が少ない加工を行えることを確認
している。
れは前記出力パターン１において、ピーク出力３ｋＷの
パルスレーザのパルス周波数とパルスデューティとを階
段的（図４の実施例では３段階）に増加（周波数初期値
１０Ｈｚ，デューティ初期値１２％、周波数増分値１０
Ｈｚ，デューティ増分値１％）させたものであり、パル
ス出力の平均出力はＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 と増加する。この
出力パターン２によって同一の被加工材を加工した結
果、出力パターン１と同様なピアッシング時間で、か
つ、スパッターの飛散が少ない加工を行えることを確認
している。
【００１７】なお、前記出力パターン２におけるパルス
周波数を階段的に増加させる代わりに連続的に増加させ
ても同様な効果を得ることができる。
周波数を階段的に増加させる代わりに連続的に増加させ
ても同様な効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ピアッ
シング開始時にレーザ出力を連続出力に設定し、ピアッ
シングの進行途中において前記レーザ出力をパルス出力
に変更してピアッシングを行うようにしたので、ピアッ
シング開始時は連続出力（ＣＷ）で溶融を促進し、発生
した熱がワークに残留しているうちに、パルス出力レー
ザに切替えてワーク内部の熱量を有効に利用してスパッ
ターの飛散を防止すると同時に短時間でピアッシングを
完了することができる。
シング開始時にレーザ出力を連続出力に設定し、ピアッ
シングの進行途中において前記レーザ出力をパルス出力
に変更してピアッシングを行うようにしたので、ピアッ
シング開始時は連続出力（ＣＷ）で溶融を促進し、発生
した熱がワークに残留しているうちに、パルス出力レー
ザに切替えてワーク内部の熱量を有効に利用してスパッ
ターの飛散を防止すると同時に短時間でピアッシングを
完了することができる。
【００１９】したがって、高温のスパッターの飛散によ
るノズルやレンズの損傷が減少すると共に、ピアッシン
グ時間の短縮により生産性の向上がはかれる。また、複
雑なパルス周波数制御装置を必要としないので制御装置
が簡単でコストがさほど増加しない利点がある。
るノズルやレンズの損傷が減少すると共に、ピアッシン
グ時間の短縮により生産性の向上がはかれる。また、複
雑なパルス周波数制御装置を必要としないので制御装置
が簡単でコストがさほど増加しない利点がある。
【図１】本発明に係わるレーザ加工方法を実施するレー
ザ加工機の概略構成図。
ザ加工機の概略構成図。
【図２】本発明に係わるレーザ加工方法の概念図。
【図３】本発明に係わるレーザ加工方法を用いた出力パ
ターン例。
ターン例。
【図４】本発明に係わるレーザ加工方法を用いた他の出
力パターン例。
力パターン例。
１ レーザ加工ヘッド ３ レーザ発振器 ５ ベンドミラー ７ 集光レンズ ９ ノズル １１ 供給口 １３ アシストガスコントローラー １５ ＮＣ装置 １７ サーボコントローラー １９ レーザ発振コントローラー ＬＢ レーザビーム Ｗ ワーク
Claims (1)
- 【請求項１】 ピアッシング開始時にレーザ出力を連続
出力に設定し、ピアッシングの進行途中において前記レ
ーザ出力をパルス出力に変更してピアッシングを行うこ
とを特徴とするレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134016A JPH10323781A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | レーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134016A JPH10323781A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | レーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323781A true JPH10323781A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15118411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9134016A Pending JPH10323781A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | レーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323781A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002331377A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-19 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | レーザピアシング方法 |
| JP2007075878A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工方法 |
| JP2012000678A (ja) * | 2011-10-05 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工方法 |
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| CN102896427A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 发那科株式会社 | 进行穿孔的激光加工方法及激光加工装置 |
| US20230141278A1 (en) * | 2020-03-12 | 2023-05-11 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Method and device for piercing a workpiece by means of a laser beam |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP9134016A patent/JPH10323781A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20130069593A (ko) * | 2010-05-04 | 2013-06-26 | 이에스아이-파이로포토닉스 레이저스, 인코포레이티드 | 레이저 펄스의 시리즈를 이용하는 드릴링 방법 및 장치 |
| JP2013529137A (ja) * | 2010-05-04 | 2013-07-18 | イ−エスアイ−パイロフォトニクス レーザーズ インコーポレイテッド | レーザパルスの系列を用いて穿孔する方法及び装置 |
| CN102896427A (zh) * | 2011-07-29 | 2013-01-30 | 发那科株式会社 | 进行穿孔的激光加工方法及激光加工装置 |
| CN102896427B (zh) * | 2011-07-29 | 2015-01-28 | 发那科株式会社 | 进行穿孔的激光加工方法及激光加工装置 |
| DE102012014323B4 (de) * | 2011-07-29 | 2015-06-25 | Fanuc Corporation | Verfahren und System einer Laserverarbeitung zum Lochen |
| US9248524B2 (en) | 2011-07-29 | 2016-02-02 | Fanuc Corporation | Method and system for laser drilling |
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| US20230141278A1 (en) * | 2020-03-12 | 2023-05-11 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Method and device for piercing a workpiece by means of a laser beam |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061017 |