JPH10328870A - Laser cutting method and laser machining head used therefor - Google Patents
Laser cutting method and laser machining head used thereforInfo
- Publication number
- JPH10328870A JPH10328870A JP9142519A JP14251997A JPH10328870A JP H10328870 A JPH10328870 A JP H10328870A JP 9142519 A JP9142519 A JP 9142519A JP 14251997 A JP14251997 A JP 14251997A JP H10328870 A JPH10328870 A JP H10328870A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- product
- laser beam
- cut
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 99
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000272875 Ardeidae Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー切断方法お
よび同切断方法に使用するレーザー加工ヘッドに関す
る。The present invention relates to a laser cutting method and a laser processing head used in the laser cutting method.
【0002】[0002]
【従来の技術】本願出願人は本願発明に関連するレーザ
ー切断方法および同切断方法に使用するレーザー加工ヘ
ッドの発明を出願中(特願平8−305031号)であ
る。2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has applied for a laser cutting method related to the present invention and an invention of a laser processing head used in the cutting method (Japanese Patent Application No. Hei 8-305031).
【0003】前記出願中の発明のレーザー切断方法は、
軟鋼板の厚板(19〜25mm程度)を実用的な精度で
切断できる方法であって、例えば、図6および図7に示
す如き板厚tの軟鋼板のワークWを切断する場合、レー
ザー加工ヘッド(図示省略)の軸心からδだけ偏心して
集光されたレーザービームを、この加工ヘッドの軸心を
中心として半径δで高速で回転させると共に、アシスト
ガスをワークWの切断部に噴射し、ワークWをレーザー
加工ヘッドに対して切断ライン101に沿って相対的に
移動させるものである。[0003] The laser cutting method of the present invention is as follows.
This is a method capable of cutting a thick plate (about 19 to 25 mm) of a mild steel sheet with practical accuracy. For example, when cutting a work W of a mild steel sheet having a thickness t as shown in FIGS. A laser beam condensed and decentered by δ from the axis of a head (not shown) is rotated at a high speed with a radius δ around the axis of the processing head, and assist gas is injected to a cutting portion of the workpiece W. , The workpiece W is relatively moved along the cutting line 101 with respect to the laser processing head.
【0004】前記レーザー切断方法においては、集光さ
れたレーザーの微小なビームスポット103が半径δで
回転しながら切断ライン101方向に移動して、切断フ
ロント(切断過程にある領域)105の一部分を少しず
つ高速度で切断または除去していく。この切断フロント
105部分の深さΔHは微小量であるので、酸素などの
アシストガスが切断フロント105の底部まで十分に供
給され、酸化反応が活発となり反応熱が発生すると共
に、アシストガスによって溶融した金属の排出が直ちに
行われワークWは切断幅A(2δ)で切断が進行するこ
とになる。In the laser cutting method, a minute beam spot 103 of the condensed laser moves in the direction of the cutting line 101 while rotating at a radius δ to form a part of a cutting front (a region in the cutting process) 105. Cut or remove at high speed little by little. Since the depth ΔH of the cutting front 105 portion is very small, an assist gas such as oxygen is sufficiently supplied to the bottom of the cutting front 105 to activate the oxidation reaction, generate reaction heat, and melt by the assist gas. The metal is immediately discharged, and the cutting of the work W proceeds with the cutting width A (2δ).
【0005】前記切断過程において、レーザービームが
1回転したときに除去される切断フロント部105の体
積は、三日月状部分の面積(S)×深さΔHからなる微
小体積となる。さらに、レーザービームの度重なる回転
によって、切断フロント部105は結果的に予熱されて
いる状態が形成されて昇温が助長されるので、2kW程
度の中出力レーザーによる厚板鋼板(19〜25mm)
切断を実用的精度で可能としたものである。[0005] In the cutting process, the volume of the cutting front portion 105 removed when the laser beam makes one rotation is a very small volume consisting of the area (S) of the crescent-shaped portion and the depth ΔH. Further, due to the repeated rotation of the laser beam, the cutting front portion 105 is consequently formed in a preheated state and the temperature is promoted, so that a thick steel plate (19 to 25 mm) with a medium output laser of about 2 kW is used.
This enables cutting with practical accuracy.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記本願出願人の出願
中の発明のレーザー切断方法においては、切断移動中に
レーザービームを回転させるので、切断溝の左右におけ
るレーザービームのワークに対する相対速度が相違す
る。このことから、例えば、ワークW上面から見てレー
ザービームが反時計方向に回転している場合には、切断
進行方向に向かって切断溝左岸の切断品質が右岸より良
好となり、右岸の下面は「面えぐれ」、「ドロス付着」
などが発生し切断品質が悪化する。したがって、この切
断方法においては切断された片側を生かす切断方法が必
要とされる。In the laser cutting method of the present invention, which is filed by the present applicant, the laser beam is rotated during the cutting movement, so that the relative velocities of the laser beam on the left and right sides of the cutting groove are different from the work. I do. From this, for example, when the laser beam is rotating counterclockwise when viewed from the upper surface of the work W, the cutting quality of the cutting groove on the left bank becomes better than that of the right bank in the cutting progress direction, and the lower surface of the right bank is “ "Egret", "Dross adhesion"
Etc. occur and cutting quality deteriorates. Therefore, this cutting method requires a cutting method that makes use of the cut one side.
【0007】本発明は前述の如き問題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の課題は偏心レーザービームを回転
させるレーザー切断方法において、切断される製品が常
に良好な切断面で切断できる切断方法と同切断方法に使
用するレーザー加工ヘッドを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a laser cutting method for rotating an eccentric laser beam, in which a product to be cut can always be cut with a good cut surface. And to provide a laser processing head used for the same cutting method.
【0008】[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に記載のレーザー切断方法は、偏心レ
ーザービームを回転させるレーザー切断方法において、
切断進行方向と切断される製品との位置関係により、前
記偏心レーザービームの回転方向を変更することを要旨
とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser cutting method for rotating an eccentric laser beam.
The gist of the invention is to change the direction of rotation of the eccentric laser beam according to the positional relationship between the cutting direction and the product to be cut.
【0009】請求項2に記載のレーザー切断方法は、請
求項1に記載のレーザー切断方法において、前記偏心レ
ーザービームの回転方向を、前記切断進行方向と切断さ
れる製品との位置関係において、切断される製品が切断
進行方向に対して左側に位置するときは反時計方向に、
切断される製品が切断進行方向に対して右側に位置する
ときは時計方向に変更することを要旨とするものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser cutting method according to the first aspect, wherein the rotational direction of the eccentric laser beam is set such that the rotational direction of the eccentric laser beam is in a positional relationship between the cutting direction and the product to be cut. Counterclockwise when the product to be cut is located on the left
When the product to be cut is located on the right side with respect to the cutting progress direction, the gist is to change clockwise.
【0010】したがって、請求項1または請求項2のレ
ーザー切断方法によれば、切断溝の左右の切断面品質が
相違する偏心レーザービームを回転させる切断方法を使
用しても、切断面に「面えぐれ」やドロスの付着が少な
い良好な製品を得ることができる。Therefore, according to the laser cutting method of the first or second aspect, even if a cutting method for rotating an eccentric laser beam having different cutting surface qualities on the left and right sides of the cutting groove is used, the cutting surface has a "surface". It is possible to obtain a good product with little scramble and dross adhesion.
【0011】請求項3に記載のレーザー加工ヘッドは、
レーザービームを集光する集光レンズの下方位置に、該
レーザービームを前記集光レンズの光軸から偏心させる
回転駆動自在の偏心用光学系を設けると共に、前記偏心
用光学系からのレーザービームを通過させると共に、ア
シストガスを同軸に噴射させるアシストガスノズルとを
設けたレーザー加工ヘッドにして、前記偏心用光学系を
回転駆動するサーボモーターを設け、該サーボモーター
の回転方向を切断進行方向と切断される製品との位置関
係により変更制御すると共に、該サーボモーターの回転
数を製品切断速度から演算制御するNC装置を設けたこ
とを要旨とするものである。The laser processing head according to claim 3 is
At a position below the condensing lens for condensing the laser beam, an eccentric optical system that is rotatably driven to decenter the laser beam from the optical axis of the condensing lens is provided, and the laser beam from the eccentric optical system is provided. A laser processing head provided with an assist gas nozzle for injecting the assist gas coaxially with the passage, and a servo motor for rotating and driving the eccentric optical system is provided. The present invention is characterized in that an NC device is provided which performs change control according to the positional relationship with a product and calculates and controls the rotation speed of the servo motor from the product cutting speed.
【0012】請求項4に記載のレーザー加工ヘッドは、
請求項3に記載のレーザー加工ヘッドにおいて、前記サ
ーボモーターの回転方向を、前記切断進行方向と切断さ
れる製品との位置関係において、切断される製品が切断
進行方向に対して左側に位置するときは反時計方向に、
切断される製品が切断進行方向に対して右側に位置する
ときは時計方向に回転制御すると共に、前記サーボモー
ターの回転数の演算を製品切断速度とレーザービームの
回転数との関係式から演算することを要旨とするもので
ある。The laser processing head according to claim 4 is
4. The laser processing head according to claim 3, wherein the rotational direction of the servomotor is such that, in a positional relationship between the cutting direction and the product to be cut, the product to be cut is located on the left side with respect to the cutting direction. Is counterclockwise,
When the product to be cut is located on the right side with respect to the cutting progress direction, the rotation is controlled clockwise, and the calculation of the rotation speed of the servo motor is calculated from the relational expression between the product cutting speed and the rotation speed of the laser beam. The gist is that.
【0013】したがって、請求項3または請求項4に記
載のレーザー加工ヘッドによれば、切断進行方向と切断
される製品との位置関係と、製品切断速度とレーザービ
ームの回転数の関係式とから、製品切断面に「面えぐ
れ」やドロスの付着が少ない偏心レーザービームの回転
方向と回転数とを自動的に設定することができる。Therefore, according to the laser processing head according to the third or fourth aspect, the positional relationship between the cutting progress direction and the product to be cut, and the relational expression between the product cutting speed and the number of rotations of the laser beam are obtained. In addition, it is possible to automatically set the rotation direction and the number of rotations of the eccentric laser beam, which cause less surface scuffing and dross adhesion on the cut surface of the product.
【0014】[0014]
【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は本発明に係わるレーザー加工
ヘッドの実施の形態を示したものである。図1を参照す
るに、レーザー加工ヘッド1は、レーザービームLBを
集光する集光レンズ3と、この集光レンズからのレーザ
ービームLBをこの集光レンズの光軸から偏心させる偏
心用光学系としてのオプチカルフラット7と、このオプ
チカルフラット7を回転駆動するサーボモーター9と、
アシストガスノズル11などから構成してある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a laser processing head according to the present invention. Referring to FIG. 1, a laser processing head 1 includes a condenser lens 3 for condensing a laser beam LB, and an eccentric optical system for decentering the laser beam LB from the condenser lens from the optical axis of the condenser lens. An optical flat 7, a servo motor 9 that rotationally drives the optical flat 7,
It is composed of an assist gas nozzle 11 and the like.
【0015】前記集光レンズ3は中空円筒状の光学系支
持部材13の内径部にレンズホルダー15を介して交換
可能に螺着してある。また、光学系支持部材13には集
光レンズ3の下方位置にあってレーザービームLBを前
記集光レンズ3の光軸から偏心させる偏心用光学系とし
てオプチカルフラット7が設けてある。The condenser lens 3 is exchangeably screwed to the inner diameter of a hollow cylindrical optical system support member 13 via a lens holder 15. An optical flat 7 is provided on the optical system support member 13 as an eccentric optical system which is located below the condenser lens 3 and decenters the laser beam LB from the optical axis of the condenser lens 3.
【0016】前記オプチカルフラット7は中空の回転筒
19の上端部に集光レンズ3の光軸と適宜な角度に傾斜
させて設けてある。そして、この回転筒19は前記光学
系支持部材13の内径部に離隔して設けた上下のベアリ
ング17を介して回転自在に設けてあり、回転筒19の
ほぼ中間位置の外径部に従動プーリー21が取付けてあ
る。The optical flat 7 is provided at the upper end of a hollow rotary cylinder 19 at an appropriate angle to the optical axis of the condenser lens 3. The rotating cylinder 19 is rotatably provided via upper and lower bearings 17 provided separately from the inner diameter of the optical system support member 13. 21 is attached.
【0017】前記光学系支持部材13にはモーターブラ
ケット23が側方に張出して設けてあり、このモーター
ブラケット23に前記サーボモーター9が取付けてあ
る。そして、このサーボモーター9の出力軸に設けた駆
動プーリー25と前記従動プーリー21との間にはベル
ト27が掛け回してある。なお前記従動プーリー21お
よび駆動プーリー25などには歯付きプーリーを使用す
るのが望ましい。A motor bracket 23 is provided on the optical system support member 13 so as to extend laterally, and the servo motor 9 is mounted on the motor bracket 23. A belt 27 is looped between a driving pulley 25 provided on the output shaft of the servomotor 9 and the driven pulley 21. It is desirable to use toothed pulleys for the driven pulley 21 and the drive pulley 25 and the like.
【0018】前記光学系支持部材13の下端には前記オ
プチカルフラット7からのレーザービームを通過させる
と共に、アシストガスを同軸に噴射させるアシストガス
ノズル11が設けてある。また、このアシストガスノズ
ル11の上部には酸素、窒素または空気などのアシスト
ガスおよび空気中の塵埃が前記オプチカルフラット7の
方に侵入するのを防止するための光学的に透明なウイン
ド29が取付けてあり、このノズル11においてウイン
ド29の下方で側方位置には切断加工時に供給するアシ
ストガス供給口31が設けてある。At the lower end of the optical system support member 13, there is provided an assist gas nozzle 11 for passing a laser beam from the optical flat 7 and for injecting an assist gas coaxially. An optically transparent window 29 for preventing an assist gas such as oxygen, nitrogen or air and dust in the air from entering the optical flat 7 is mounted on the upper part of the assist gas nozzle 11. In the nozzle 11, an assist gas supply port 31 to be supplied at the time of cutting is provided at a side position below the window 29.
【0019】上記構成において、集光レンズ3からオプ
チカルフラット7に入射されたレーザービームLBは、
回転筒19の上端部に集光レンズ3の光軸5と適宜な角
度に傾斜させて設けたオプチカルフラット7によって、
ワークWの表面において光軸5からδだけ偏心した位置
に集光照射することができる。したがって、サーボモー
ター9を回転駆動すれば、オプチカルフラット7を支持
した回転筒19が回転させられるので、ワークWの表面
に集光されたレーザービームLBは前記光軸5を中心に
半径δで円運動することになる。In the above configuration, the laser beam LB incident on the optical flat 7 from the condenser lens 3 is
The optical flat 7 provided at the upper end of the rotary cylinder 19 at an appropriate angle to the optical axis 5 of the condenser lens 3 provides
It is possible to converge and irradiate a position eccentric by δ from the optical axis 5 on the surface of the work W. Therefore, when the servo motor 9 is rotationally driven, the rotary cylinder 19 supporting the optical flat 7 is rotated, so that the laser beam LB condensed on the surface of the work W is circled around the optical axis 5 with a radius δ. You will exercise.
【0020】なお、前記アシストガスノズル11のアシ
ストガスガス噴射口の口径はレーザービームの円運動に
干渉しないように直径が2*δ以上に設けてある。ま
た、前記偏心用光学系としてのオプチカルフラット7に
代えて光学ウエッジを使用することもできる。また、前
記アシストガスノズル11のノズル先端は交換自在なノ
ズルチップとすることができる。The diameter of the assist gas injection port of the assist gas nozzle 11 is set to 2 * δ or more so as not to interfere with the circular movement of the laser beam. Also, an optical wedge can be used instead of the optical flat 7 as the decentering optical system. Further, the nozzle tip of the assist gas nozzle 11 can be a replaceable nozzle tip.
【0021】図1に示すように、前記サーボモーター9
はNC装置33の制御の下に、その回転数(回転速度)
および回転方向が図示省略のCPUによって制御される
ようになっている。さらに詳細には、NC装置33には
加工条件記憶部35と切断形状プログラム部37および
回転数演算部39とが設けてあり、回転数演算部39で
は、加工条件記憶部35からの加工速度データを基にし
て回転数が演算され、この回転数に基づいてモーター駆
動部41からサーボモーター9に適宜な制御指令(電圧
値)を出力するようになっている。また、切断形状プロ
グラム部37からの回転方向指令に基づいてモーター駆
動部41においてサーボモーター9の回転方向が制御さ
れる。なお、前記サーボモーター9にはACサーボモー
ター、DCサーボモーターまたはステッピングモーター
などを使用できる。As shown in FIG.
Is the rotation speed (rotation speed) under the control of the NC device 33.
The rotation direction is controlled by a CPU (not shown). More specifically, the NC device 33 is provided with a processing condition storage unit 35, a cutting shape program unit 37, and a rotation speed calculation unit 39. The rotation speed calculation unit 39 stores the processing speed data from the processing condition storage unit 35. Is calculated based on the rotation speed, and an appropriate control command (voltage value) is output from the motor drive unit 41 to the servomotor 9 based on the rotation speed. Further, the rotation direction of the servo motor 9 is controlled in the motor drive unit 41 based on the rotation direction command from the cutting shape program unit 37. The servo motor 9 may be an AC servo motor, a DC servo motor, a stepping motor, or the like.
【0022】前記加工条件記憶部35には、後述の各種
材質の板厚tと最大切断速度Fmaxとの関係式および切
断速度Fとレーザービーム回転数Nとの関係式が登録し
てある。また、前記切断形状プログラム部37には、自
動プログラミング装置43によって作成された切断形状
プログラムが外部記憶装置45を介して入力され、その
切断形状プログラムが記憶してある。この切断形状プロ
グラム部37の中には、前述の偏心して回転するレーザ
ービームの回転方向、材質および板厚指定、加工開始位
置(ピアシング位置)、切断進行方向などの指令が含ま
れている。In the processing condition storage unit 35, a relational expression between a plate thickness t of various materials described later and a maximum cutting speed Fmax and a relational expression between the cutting speed F and the laser beam rotation speed N are registered. Further, the cutting shape program created by the automatic programming device 43 is input to the cutting shape program unit 37 via the external storage device 45, and the cutting shape program is stored. The cutting shape program unit 37 includes commands such as the rotation direction of the eccentrically rotating laser beam, the designation of the material and the thickness, the processing start position (piercing position), and the cutting progress direction.
【0023】なお、前記NC装置33はレーザー制御部
47を介してレーザー発振器49の出力を制御すると共
に、レーザー加工機(図示省略)のワーク移動装置また
はレーザー加工ヘッドを軸制御部51、サーボアンプ5
3および駆動モーター55を介して位置決め制御できる
ようになっている。なお、前記加工条件記憶部35の内
容は表示装置を備えた加工条件編集部57で適宜に編集
することができる。The NC unit 33 controls the output of a laser oscillator 49 via a laser control unit 47, and uses a work moving device or a laser processing head of a laser processing machine (not shown) as an axis control unit 51 and a servo amplifier. 5
Positioning control can be performed via the drive motor 3 and the drive motor 55. The contents of the processing condition storage unit 35 can be appropriately edited by a processing condition editing unit 57 provided with a display device.
【0024】図2は、前述の自動プログラミング装置4
3で、ワークWの内側に製品Pを切断する場合の作業プ
ロセスを説明したものである。まず、ワークWの材質、
板厚および使用するレーザー加工機を設定する。次に、
切断形状(穴および外周)を自動プログラミング装置4
3のディスプレー上に作成する。FIG. 2 shows the automatic programming device 4 described above.
3 illustrates the work process when cutting the product P inside the work W. First, the material of the work W,
Set the thickness and laser processing machine to be used. next,
Automatic programming device 4 for cutting shape (hole and outer circumference)
3 on the display.
【0025】この切断形状(穴および外周)の作成プロ
セスにおいては、切断開始点となるピアシング開始位置
を指定すると共に、切断される製品Pが工具軌跡(切断
線)が作る閉ループ曲線の内側になるのか外側になるの
かを設定する。また、穴および外周の両方において、切
断方向を時計回りとするのか、または反時計回りとする
のかを設定し、製品Pの外周切断か内周切断かによって
「工具径補正右」または「工具径補正左」(切断位置を
進行方向に向かって右側または左側にずらすNCコー
ド;G42,G41)かのどちらかのオフセットを指定
する。すなわち、図2の製品Pの例においては、切断方
向を時計回り、製品Pは閉ループ曲線の内側、製品Pの
外周切断経路においては「工具径補正左」を、製品P内
の穴部では「工具径補正右」を指定することになる。In the process of creating the cut shape (hole and outer periphery), a piercing start position as a cutting start point is designated, and the product P to be cut is inside a closed loop curve formed by a tool path (cutting line). Set whether to be outside. Further, for both the hole and the outer circumference, whether the cutting direction is clockwise or counterclockwise is set, and “tool diameter correction right” or “tool diameter” is determined depending on whether the outer circumference or the inner circumference of the product P is cut. Either "correction left" (NC code for shifting the cutting position rightward or leftward in the traveling direction; G42, G41). That is, in the example of the product P in FIG. 2, the cutting direction is clockwise, the product P is inside the closed loop curve, “tool diameter correction left” is used in the outer peripheral cutting path of the product P, and “ Tool diameter correction right "is specified.
【0026】なお、前記切断形状(穴および外周)の作
成プロセスにおいて、偏心レーザービームの回転方向6
1は、図3に示す4種類のパターンから自動プログラミ
ング装置43が自動的に判断してプログラム指令を設定
する。In the process of forming the cut shape (hole and outer periphery), the rotational direction of the eccentric laser beam 6
In 1, the automatic programming device 43 automatically determines a program command from the four types of patterns shown in FIG.
【0027】前記4種類のパターンは、切断進行方向5
9と製品Pとの相対的位置関係から次の4種類のパター
ンに分類される。(a)切断進行方向59が反時計回り
で、製品Pが切断経路が作る閉ループ曲線Cの内側、
(b)切断進行方向が反時計回りで、製品Pが切断経路
が作る閉ループ曲線Cの外側、(c)切断進行方向が時
計回りで、製品Pが切断経路が作る閉ループ曲線Cの内
側、(d)切断進行方向が時計回りで、製品Pが切断経
路が作る閉ループ曲線Cの外側。The four types of patterns have a cutting direction 5
9 and the product P are classified into the following four types of patterns. (A) the cutting progress direction 59 is counterclockwise, and the product P is inside the closed loop curve C formed by the cutting path;
(B) The cutting progress direction is counterclockwise, and the product P is outside the closed loop curve C formed by the cutting path. (C) The cutting progress direction is clockwise, and the product P is inside the closed loop curve C formed by the cutting path. d) The cutting progress direction is clockwise, and the product P is outside the closed loop curve C formed by the cutting path.
【0028】前記4種類のパターンにおいて、(a)と
(d)の場合は、ビームの回転方向61は反時計回りの
設定が選択され、(b)と(c)の場合はビームの回転
方向61は時計回りの設定が選択されるようになってい
る。すなわち、切断進行方向59と切断される製品Pと
の位置関係において、切断される製品Pが切断進行方5
9向に対して左側に位置するときは反時計方向が、切断
される製品Pが切断進行方向59に対して右側に位置す
るときは時計方向の回転が選択されるようになってい
る。したがって、切断される製品P側の切断品質は常に
良好になる。In the four types of patterns, in the case of (a) and (d), the setting of the counterclockwise rotation of the beam is selected, and in the case of (b) and (c), the rotation direction of the beam is selected. Reference numeral 61 indicates that the clockwise setting is selected. That is, in the positional relationship between the cutting progress direction 59 and the product P to be cut, the product P to be cut is
The counterclockwise direction is selected when the product P to be cut is located on the left side with respect to the nine directions, and the clockwise rotation is selected when the product P to be cut is located on the right side with respect to the cutting progress direction 59. Therefore, the cutting quality of the product P to be cut is always good.
【0029】以上の如き切断形状作成プロセスを経て、
切断加工プログラムが自動プログラミング装置43によ
って自動作成されて前記外部記憶装置45に出力され、
そして、この外部記憶装置45から前記NC装置33に
入力されることになる。Through the above-described cutting shape creation process,
A cutting program is automatically created by the automatic programming device 43 and output to the external storage device 45,
Then, the data is input from the external storage device 45 to the NC device 33.
【0030】図4および図5を参照するに、図4はSU
S304における板厚と最大切断速度の関係を実験によ
って求めた結果をプロットしたものであり、横軸は切断
板厚t(mm)、縦軸は最大切断速度Fmax (mm/m
in)を表す。なお、図4の中に示した関係式は、この
実験データを自然対数曲線、Fmax =−247.71L
n(t)+971.06で近似したものである。したが
って、このグラフ示される範囲の板厚tにおける最大切
断速度Fmax (mm/min)を上限として、プログラ
ム中に切断速度F(mm/min)を設定することがで
きる。Referring to FIGS. 4 and 5, FIG.
FIG. 13 is a plot of the results obtained by experiments on the relationship between the plate thickness and the maximum cutting speed in S304. The horizontal axis represents the cutting plate thickness t (mm), and the vertical axis represents the maximum cutting speed Fmax (mm / m).
in). The relational expression shown in FIG. 4 indicates that this experimental data is obtained by using a natural logarithmic curve, Fmax = −247.71L.
n (t) +971.06. Therefore, the cutting speed F (mm / min) can be set during the program with the maximum cutting speed Fmax (mm / min) at the plate thickness t in the range shown in the graph as the upper limit.
【0031】図5は図4と同じくSUS304における
切断速度とレーザービームの回転数との関係を実験によ
って求めた結果をプロットしたものであり、横軸は切断
速度F(mm/min)、縦軸はビーム回転数N(rp
m)を表す。なお、図5の中に示した関係式は、この実
験データを自然対数曲線、N=−615.51Ln
(F)+2031.4で近似したものである。したがっ
て、プログラムによって切断速度Fが指定されれば、レ
ーザービームの回転数Nを前記関係式から演算によって
求めることができる。FIG. 5 is a plot of the relationship between the cutting speed and the number of revolutions of the laser beam in SUS304, obtained by experiments, as in FIG. 4. The horizontal axis represents the cutting speed F (mm / min), and the vertical axis represents the result. Is the beam rotation speed N (rp
m). The relational expression shown in FIG. 5 indicates that the experimental data is obtained by using a natural logarithmic curve and N = −615.51 Ln.
(F) Approximated by +2031.4. Therefore, if the cutting speed F is designated by the program, the rotation speed N of the laser beam can be obtained by calculation from the above-mentioned relational expression.
【0032】なお、前記図4および図5のグラフと関係
式はSUS304の例であるが、その他の材質において
も同様に関係式が求められている。Although the graphs and the relational expressions in FIGS. 4 and 5 are examples of SUS304, the relational expressions are similarly obtained for other materials.
【0033】[0033]
【発明の効果】請求項1または請求項2に記載の発明に
よれば、切断溝の左右の切断面品質が相違する偏心レー
ザービームを回転させる切断方法を使用しても、切断面
に「面えぐれ」やドロスの付着が少ない良好な製品を得
ることができる。According to the first or second aspect of the present invention, even if a cutting method for rotating an eccentric laser beam having different cut surface qualities on the left and right sides of a cut groove is used, the cut surface can be formed as a "surface". It is possible to obtain a good product with little scramble and dross adhesion.
【0034】請求項3または請求項4に記載の発明によ
れば、切断進行方向と切断される製品との位置関係と、
製品切断速度とレーザービームの回転数の関係式とか
ら、製品切断面に「面えぐれ」やドロスの付着が少ない
レーザービームの回転方向と回転数とを自動的に設定す
ることができので、レーザービームの回転方向を間違え
て製品側を不良にするようなことがない。また、材質、
板厚および切断速度に係わるレーザービームの回転数が
自動的に制御されるのでオペレーターによる調整誤差や
ミスを防止することができる。According to the third or fourth aspect of the present invention, the positional relationship between the cutting direction and the product to be cut is determined.
From the relational expression between the product cutting speed and the number of rotations of the laser beam, it is possible to automatically set the rotation direction and number of rotations of the laser beam, which causes less "slipping" and dross adhesion on the cut surface of the product. There is no possibility that the product side is defective due to the wrong rotation direction of the beam. Also, material,
Since the number of rotations of the laser beam relating to the plate thickness and the cutting speed is automatically controlled, adjustment errors and mistakes by the operator can be prevented.
【図1】本発明に係わるレーザー加工ヘッドの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a laser processing head according to the present invention.
【図2】自動プログラミング装置における作業プロセス
の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a work process in the automatic programming device.
【図3】切断進行方向と製品との相対的位置関係の4パ
ターンにおけるレーザービームの回転方向の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a laser beam rotating direction in four patterns of a cutting progress direction and a relative positional relationship between products.
【図4】SUS304における板厚と最大切断速度の関
係のグラフおよび関係式。FIG. 4 is a graph and a relational expression of a relationship between a plate thickness and a maximum cutting speed in SUS304.
【図5】SUS304における切断速度とレーザービー
ムの回転数との関係のグラフおよび関係式。FIG. 5 is a graph and a relational expression of a relationship between a cutting speed and a rotation speed of a laser beam in SUS304.
【図6】レーザー加工ヘッドの軸心からδだけ偏心して
集光されたレーザービームを半径δで回転させて厚板を
切断する方法の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of cutting a thick plate by rotating a laser beam condensed and decentered by δ from an axis of a laser processing head by a radius δ.
【図7】図6の断面図FIG. 7 is a sectional view of FIG. 6;
1 レーザー加工ヘッド 3 集光レンズ 5 集光レンズの光軸 7 オプチカルフラット 9 サーボモーター 11 アシストガスノズル 19 回転筒 33 NC装置 35 加工条件記憶部 37 切断形状プログラム部 39 回転数演算部 41 モーター駆動部 43 自動プログラミング装置 45 外部記憶装置 57 加工条件編集部 59 切断進行方向 61 ビームの回転方向 C 閉ループ曲線 P 製品 W ワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing head 3 Condensing lens 5 Optical axis of condensing lens 7 Optical flat 9 Servo motor 11 Assist gas nozzle 19 Rotating cylinder 33 NC unit 35 Processing condition storage unit 37 Cutting shape program unit 39 Rotation speed calculation unit 41 Motor drive unit 43 Automatic programming device 45 External storage device 57 Processing condition editing unit 59 Cutting progress direction 61 Beam rotation direction C Closed loop curve P Product W Work
Claims (4)
ー切断方法において、切断進行方向と切断される製品と
の位置関係により、前記偏心レーザービームの回転方向
を変更することを特徴とするレーザー切断方法。1. A laser cutting method for rotating an eccentric laser beam, wherein the direction of rotation of the eccentric laser beam is changed according to a positional relationship between a cutting direction and a product to be cut.
前記切断進行方向と切断される製品との位置関係におい
て、切断される製品が切断進行方向に対して左側に位置
するときは反時計方向に、切断される製品が切断進行方
向に対して右側に位置するときは時計方向に変更するこ
とを特徴とする請求項1に記載のレーザー切断方法。2. The rotation direction of the eccentric laser beam,
In the positional relationship between the cutting direction and the product to be cut, when the product to be cut is located on the left side with respect to the cutting direction, the product to be cut is on the right side with respect to the cutting direction. 2. The laser cutting method according to claim 1, wherein the position is changed in a clockwise direction.
下方位置に、該レーザービームを前記集光レンズの光軸
から偏心させる回転駆動自在の偏心用光学系を設けると
共に、前記偏心用光学系からのレーザービームを通過さ
せると共に、アシストガスを同軸に噴射させるアシスト
ガスノズルとを設けたレーザー加工ヘッドにして、前記
偏心用光学系を回転駆動するサーボモーターを設け、該
サーボモーターの回転方向を切断進行方向と切断される
製品との位置関係により変更制御すると共に、該サーボ
モーターの回転数を製品切断速度から演算制御するNC
装置を設けたことを特徴とするレーザー加工ヘッド。3. An eccentric optical system rotatably driven to decenter the laser beam from the optical axis of the condenser lens is provided below the condenser lens that condenses the laser beam. A laser processing head provided with an assist gas nozzle for coaxially injecting an assist gas while allowing a laser beam from the laser beam to pass therethrough, and a servo motor for rotationally driving the eccentric optical system is provided, and the rotational direction of the servo motor is cut off. NC for controlling the change according to the positional relationship between the traveling direction and the product to be cut and calculating and controlling the rotation speed of the servo motor from the product cutting speed.
A laser processing head provided with a device.
切断進行方向と切断される製品との位置関係において、
切断される製品が切断進行方向に対して左側に位置する
ときは反時計方向に、切断される製品が切断進行方向に
対して右側に位置するときは時計方向に回転制御すると
共に、前記サーボモーターの回転数の演算を製品切断速
度とレーザービームの回転数との関係式から演算するこ
とを特徴とする請求項3に記載のレーザー加工ヘッド。4. A method according to claim 1, wherein the direction of rotation of the servomotor is determined by a positional relationship between the cutting progress direction and a product to be cut.
When the product to be cut is located on the left side with respect to the cutting progress direction, the rotation is controlled in a counterclockwise direction. When the product to be cut is located on the right side with respect to the cutting direction, the rotation is controlled in a clockwise direction. The laser processing head according to claim 3, wherein the calculation of the number of rotations is performed from a relational expression between the product cutting speed and the number of rotations of the laser beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14251997A JP3943190B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Laser cutting method and laser processing head used for the cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14251997A JP3943190B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Laser cutting method and laser processing head used for the cutting method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328870A true JPH10328870A (en) | 1998-12-15 |
| JP3943190B2 JP3943190B2 (en) | 2007-07-11 |
Family
ID=15317253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14251997A Expired - Fee Related JP3943190B2 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Laser cutting method and laser processing head used for the cutting method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3943190B2 (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313511A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Nippon Steel Corp | Metal plate joining method and joining apparatus |
| US7564006B2 (en) * | 2003-05-16 | 2009-07-21 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| CN103831537A (en) * | 2013-12-29 | 2014-06-04 | 武汉唯拓光纤激光工程有限公司 | Laser cutting head |
| CN111702343A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 发那科株式会社 | Laser processing method for cutting workpiece |
| CN111702344A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 发那科株式会社 | Laser processing machine for cutting workpiece |
| EP3766629A4 (en) * | 2018-03-12 | 2022-01-05 | Amada Co., Ltd. | Cutting machine and cutting method |
| US20220001489A1 (en) * | 2018-10-22 | 2022-01-06 | Amada Co., Ltd. | Laser machining apparatus, method for setting machining conditions, and control device for laser machining apparatus |
| US11433485B2 (en) | 2018-03-12 | 2022-09-06 | Amada Co., Ltd. | Cutting processing machine and cutting processing method |
| CN115012091A (en) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 上海洲康医疗器械有限公司 | Medical braided tube and cutting process thereof |
| CN115551668A (en) * | 2020-05-12 | 2022-12-30 | 通快激光与系统工程有限公司 | Laser cutting method and laser cutting apparatus |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281790A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Fujitsu Ltd | Driving mechanism for optical head for laser beam machining |
| JPH0639571A (en) * | 1992-07-28 | 1994-02-15 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser beam cutting method and device therefor |
| JPH0669928U (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-30 | 川崎重工業株式会社 | Laser beam oscillator device |
| JPH06320296A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JPH0746487A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Nec Corp | Picture processing unit |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14251997A patent/JP3943190B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63281790A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Fujitsu Ltd | Driving mechanism for optical head for laser beam machining |
| JPH0639571A (en) * | 1992-07-28 | 1994-02-15 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser beam cutting method and device therefor |
| JPH0669928U (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-30 | 川崎重工業株式会社 | Laser beam oscillator device |
| JPH06320296A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Laser processing apparatus and laser processing method |
| JPH0746487A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Nec Corp | Picture processing unit |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7564006B2 (en) * | 2003-05-16 | 2009-07-21 | Lasag Ag | Apparatus for generating a rotating laser beam |
| JP2007313511A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Nippon Steel Corp | Metal plate joining method and joining apparatus |
| CN103831537A (en) * | 2013-12-29 | 2014-06-04 | 武汉唯拓光纤激光工程有限公司 | Laser cutting head |
| EP3766628B1 (en) * | 2018-03-12 | 2023-11-01 | Amada Co., Ltd. | Cut-processing machine and cut-processing method |
| EP3766629A4 (en) * | 2018-03-12 | 2022-01-05 | Amada Co., Ltd. | Cutting machine and cutting method |
| US11433485B2 (en) | 2018-03-12 | 2022-09-06 | Amada Co., Ltd. | Cutting processing machine and cutting processing method |
| US11953875B2 (en) | 2018-03-12 | 2024-04-09 | Amada Co., Ltd. | Cutting processing machine and cutting processing method |
| US11975406B2 (en) * | 2018-10-22 | 2024-05-07 | Amada Co., Ltd. | Laser machining apparatus, method for setting machining conditions, and control device for laser machining apparatus |
| US20220001489A1 (en) * | 2018-10-22 | 2022-01-06 | Amada Co., Ltd. | Laser machining apparatus, method for setting machining conditions, and control device for laser machining apparatus |
| CN111702344A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 发那科株式会社 | Laser processing machine for cutting workpiece |
| US11554444B2 (en) * | 2019-03-18 | 2023-01-17 | Fanuc Corporation | Laser machine for cutting workpiece |
| US11691219B2 (en) | 2019-03-18 | 2023-07-04 | Fanuc Corporation | Laser machining method for cutting workpiece |
| CN111702343A (en) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 发那科株式会社 | Laser processing method for cutting workpiece |
| CN115551668A (en) * | 2020-05-12 | 2022-12-30 | 通快激光与系统工程有限公司 | Laser cutting method and laser cutting apparatus |
| CN115012091B (en) * | 2022-06-14 | 2024-04-05 | 上海洲康医疗器械有限公司 | Medical braided tube and cutting process thereof |
| CN115012091A (en) * | 2022-06-14 | 2022-09-06 | 上海洲康医疗器械有限公司 | Medical braided tube and cutting process thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3943190B2 (en) | 2007-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2603873B2 (en) | Laser processing machine and laser processing method | |
| JPH10328870A (en) | Laser cutting method and laser machining head used therefor | |
| JPS63502811A (en) | Laser processing equipment | |
| JPH04182090A (en) | Laser beam machine | |
| JPH11156579A (en) | Methods for laser cutting, laser piercing, laser welding and laser decoration, and laser processing heads therefor | |
| JPH05329679A (en) | Method and device for laser beam machining | |
| JP2540051B2 (en) | Operating method of automatic sewing machine with sewing machine head having rotating case | |
| JPH06285662A (en) | Device and method for laser beam machining | |
| JPH067973A (en) | Laser beam machine | |
| JP2680256B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JPH09136183A (en) | Laser processing device and its processing torch | |
| JP2001150168A (en) | Laser groove cutting device | |
| JPWO2019176631A1 (en) | Cutting machine and cutting method | |
| JP4243894B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP3179892B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| JPH07204877A (en) | Method and device for laser beam machining | |
| JP3383034B2 (en) | Control device for focal length of combination lens | |
| JPH0422969B2 (en) | ||
| JPH0761557B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JPH11788A (en) | Laser beam machining method and nozzle of laser beam machine using this machining method | |
| JP2747006B2 (en) | Laser processing machine | |
| JPH04237585A (en) | Laser cutter and laser cutting method | |
| JP2639055B2 (en) | Laser processing machine | |
| JP2503603B2 (en) | Laser processing machine | |
| JP3291855B2 (en) | Laser cutting method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040430 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060809 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070327 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070405 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140413 Year of fee payment: 7 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |