(57)【要約】【課題】レーザビームをノズルの開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させて、製品の端部に沿って高精度に板金を切断することができるレーザ加工機を提供する。【解決手段】加工ヘッドの先端には、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられている。移動機構２２及び２３は、加工ヘッドを板金の面に沿って板金に対して相対的に移動させる。ビーム変位機構（ガルバノスキャナユニット３２）は、開口より射出されるレーザビームの開口内での位置を変位させる。移動機構制御部５０５は、加工ヘッドを第１の制御周期で相対的に移動させるよう移動機構を制御する。ビーム変位制御部５０４は、第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの開口内の位置を開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるようビーム変位機構を制御する。【選択図】図５
2020108897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構と、
前記加工ヘッドを第１の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、
前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう前記ビーム変位機構を制御するビーム変位制御部と、
を備えるレーザ加工機。
【請求項２】
移動機構が、第１の制御周期で、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、
ビーム変位制御部が、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、
前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記ビーム変位制御部が、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構を制御する
レーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機及びレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ発振器より射出されたレーザビームによって板金を切断して、所定の形状を有する製品を製作するレーザ加工機が普及している。特許文献１には、加工ヘッドの先端に取り付けられたノズルの開口から射出されるレーザビームを、開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させて、板金を切断することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１５６１１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ加工機がレーザビームをノズルの開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させて板金を切断して製品を製作するとき、製品の端部に沿って高精度に板金を切断することが求められる。本発明は、レーザビームをノズルの開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させて、製品の端部に沿って高精度に板金を切断することができるレーザ加工機及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、前記加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構と、前記加工ヘッドを第１の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう前記ビーム変位機構を制御するビーム変位制御部とを備えるレーザ加工機を提供する。
【０００６】
本発明は、移動機構が、第１の制御周期で、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、ビーム変位制御部が、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記ビーム変位制御部が、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構を制御するレーザ加工方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のレーザ加工機及びレーザ加工方法によれば、レーザビームをノズルの開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させて、製品の端部に沿って高精度に板金を切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態のレーザ加工機の全体的な構成例を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態のレーザ加工機におけるコリメータユニット及び加工ヘッドの詳細な構成例を示す斜視図である。
【図３】図３は、ビーム変位機構によるレーザビームの板金への照射位置の変位を説明するための図である。
【図４】図４は、ビーム変位機構によってレーザビームの板金への照射位置を切断進行方向の前方側に変位させたときのアシストガスの流れを概念的に示す一部破断の側面図である。
【図５】図５は、一実施形態のレーザ加工機が備えるＮＣ装置の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、移動機構が加工ヘッドを移動させる際の第１の制御周期と、ビーム振動機構がレーザビームを振動させるときの第２の制御周期との関係を示す図である。
【図７】図７は、比較例であり、第１の制御周期でレーザビームの変位を制御する場合の動作を概念的に示す図である。
【図８】図８は、第２の制御周期でレーザビームの変位を制御する場合の動作を概念的に示す図である。
【図９】図９は、レーザ加工機が製品のコーナ周辺を切断する際に好適なレーザビームの変位の制御動作を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施形態のレーザ加工機及びレーザ加工方法について、添付図面を参照して説明する。図１において、レーザ加工機１００は、レーザビームを生成して射出するレーザ発振器１０と、レーザ加工ユニット２０と、レーザ発振器１０より射出されたレーザビームをレーザ加工ユニット２０へと伝送するプロセスファイバ１２とを備える。
【００１０】
また、レーザ加工機１００は、操作部４０と、ＮＣ装置５０と、加工プログラムデータベース６０と、加工条件データベース７０と、アシストガス供給装置８０とを備える。ＮＣ装置５０は、レーザ加工機１００の各部を制御する制御装置の一例である。
【００１１】
レーザ発振器１０としては、レーザダイオードより発せられる励起光を増幅して所定の波長のレーザビームを射出するレーザ発振器、またはレーザダイオードより発せられるレーザビームを直接利用するレーザ発振器が好適である。レーザ発振器１０は、例えば、固体レーザ発振器、ファイバレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、ダイレクトダイオードレーザ発振器（ＤＤＬ発振器）である。
【００１２】
レーザ発振器１０は、波長９００ｎｍ〜１１００ｎｍの１μｍ帯のレーザビームを射出する。ファイバレーザ発振器及びＤＤＬ発振器を例とすると、ファイバレーザ発振器は、波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍのレーザビームを射出し、ＤＤＬ発振器は、波長９１０ｎｍ〜９５０ｎｍのレーザビームを射出する。
【００１３】
レーザ加工ユニット２０は、加工対象の板金Ｗを載せる加工テーブル２１と、門型のＸ軸キャリッジ２２と、Ｙ軸キャリッジ２３と、Ｙ軸キャリッジ２３に固定されたコリメータユニット３０と、加工ヘッド３５とを有する。Ｘ軸キャリッジ２２は、加工テーブル２１上でＸ軸方向に移動自在に構成されている。Ｙ軸キャリッジ２３は、Ｘ軸キャリッジ２２上でＸ軸に垂直なＹ軸方向に移動自在に構成されている。Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３は、加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、または、Ｘ軸とＹ軸との任意の合成方向に移動させる移動機構として機能する。
【００１４】
加工ヘッド３５を板金Ｗの面に沿って移動させる代わりに、加工ヘッド３５は位置が固定されていて、板金Ｗが移動するように構成されていてもよい。レーザ加工機１００は、板金Ｗの面に対して加工ヘッド３５を相対的に移動させる移動機構を備えていればよい。
【００１５】
加工ヘッド３５には、先端部に円形の開口３６ａを有し、開口３６ａよりレーザビームを射出するノズル３６が取り付けられている。ノズル３６の開口３６ａより射出されたレーザビームは板金Ｗに照射される。アシストガス供給装置８０は、アシストガスとして窒素、酸素、窒素と酸素との混合気体、または空気を加工ヘッド３５に供給する。板金Ｗの加工時に、アシストガスは開口３６ａより板金Ｗへと吹き付けられる。アシストガスは、板金Ｗが溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出する。
【００１６】
図２に示すように、コリメータユニット３０は、プロセスファイバ１２より射出された発散光のレーザビームを平行光（コリメート光）に変換するコリメーションレンズ３１を備える。また、コリメータユニット３０は、ガルバノスキャナユニット３２と、ガルバノスキャナユニット３２より射出されたレーザビームをＸ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向下方に向けて反射させるベンドミラー３３を備える。加工ヘッド３５は、ベンドミラー３３で反射したレーザビームを集束して、板金Ｗに照射する集束レンズ３４を備える。
【００１７】
レーザビームの焦点位置を調整するために、集束レンズ３４は図示していない駆動部及び移動機構によって、板金Ｗに近付く方向及び板金Ｗより離隔する方向に移動自在に構成されている。
【００１８】
レーザ加工機１００は、ノズル３６の開口３６ａより射出されるレーザビームが開口３６ａの中心に位置するように芯出しされている。基準の状態では、レーザビームは、開口３６ａの中心より射出する。ガルバノスキャナユニット３２は、加工ヘッド３５内を進行して開口３６ａより射出されるレーザビームの開口３６ａ内での位置を変位させるビーム変位機構として機能する。ガルバノスキャナユニット３２は、レーザビームを板金Ｗに照射する位置を、開口３６ａの中心直下の位置から所定距離だけ離隔した位置へと変位させる。
【００１９】
ガルバノスキャナユニット３２は、コリメーションレンズ３１より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー３２１と、スキャンミラー３２１を所定の角度となるように回転させる駆動部３２２とを有する。また、ガルバノスキャナユニット３２は、スキャンミラー３２１より射出されたレーザビームを反射するスキャンミラー３２３と、スキャンミラー３２３を所定の角度となるように回転させる駆動部３２４とを有する。
【００２０】
ガルバノスキャナユニット３２はビーム変位機構の一例であり、ビーム変位機構は一対のスキャンミラーを有するガルバノスキャナユニット３２に限定されない。
【００２１】
図３は、スキャンミラー３２１とスキャンミラー３２３とのいずれか一方または双方が傾けられて、板金Ｗに照射されるレーザビームの位置が変位した状態を示している。図３において、ベンドミラー３３で折り曲げられて集束レンズ３４を通過する細実線は、レーザ加工機１００が基準の状態であるときのレーザビームの光軸を示している。
【００２２】
なお、詳細には、ベンドミラー３３の手前に位置しているガルバノスキャナユニット３２の作動により、ベンドミラー３３に入射するレーザビームの光軸の角度が変化し、光軸がベンドミラー３３の中心から外れる。図３では、簡略化のため、ガルバノスキャナユニット３２の作動前後でベンドミラー３３へのレーザビームの入射位置を同じ位置としている。
【００２３】
ガルバノスキャナユニット３２による作用によって、レーザビームの光軸が細実線で示す位置から太実線で示す位置へと変位したとする。ベンドミラー３３で反射するレーザビームが角度θで傾斜したとすると、板金Ｗへのレーザビームの照射位置は距離Δｓだけ変位する。集束レンズ３４の焦点距離をＥＦＬ（Effective Focal Length）とすると、距離Δｓは、ＥＦＬ×ｓｉｎθで計算される。
【００２４】
ガルバノスキャナユニット３２がレーザビームを図３に示す方向とは逆方向に角度θだけ傾ければ、板金Ｗへのレーザビームの照射位置を図３に示す方向とは逆方向に距離Δｓだけ変位させることができる。距離Δｓは開口３６ａの半径未満の距離であり、好ましくは、開口３６ａの半径から所定の余裕量だけ引いた距離を最大距離とした最大距離以下の距離である。
【００２５】
以上のように構成されるレーザ加工機１００は、レーザ発振器１０より射出されたレーザビームによって板金Ｗを切断して所定の形状を有する製品を製作する。レーザ加工機１００は、レーザビームの焦点を、板金Ｗの上面、上面より所定の距離だけ上方、または上面より所定の距離だけ下方で板金Ｗの板厚内のいずれかの適宜の位置に位置させて、板金を切断する。
【００２６】
図４に示すように、ＮＣ装置５０は、ガルバノスキャナユニット３２によって、レーザビームを開口３６ａの中心３６ｃｔｒよりも切断進行方向の前方側に変位させる。ＮＣ装置５０は、レーザビームを切断進行方向の前方側に変位させた状態で、移動機構によって加工ヘッド３５の相対的な位置を移動させて板金Ｗを切断する。
【００２７】
図４は、ビームウエスト（レーザビームの集束点）の位置を板金Ｗの表面よりも下方に位置させたデフォーカスの状態で板金Ｗを切断する状態を示している。図４においては、ビームウエストは板金Ｗの板厚方向の中央またはその近傍に位置している。ＮＣ装置５０は、ビームウエストが、板金Ｗの板厚方向の中央もしくはその近傍、または、板金Ｗの表面よりも下方であって、板厚方向の中央よりも上方に位置するように、集束レンズ３４の光軸方向の位置を調整することが好ましい。
【００２８】
さらに、図４に示すように、ＮＣ装置５０は、開口３６ａの中心３６ｃｔｒが、カッティングフロントＣＦにおける板金Ｗの板厚方向の中央よりも下方側に位置するように、加工ヘッド３５を位置させるのがよい。
【００２９】
なお、酸素をアシストガスとして用いて板金Ｗを加工する場合、ビームウエストが板金Ｗの表面または表面より上方に位置するように、集束レンズ３４の光軸方向の位置を調整してもよい。
【００３０】
図４において、アシストガス供給装置８０によって加工ヘッド３５へと供給されたアシストガスＡＧは、開口３６ａを通って板金Ｗに吹き付けられる。レーザビームを切断進行方向の前方側に変位させると、切断進行方向の後方側に生成される溶融金属Ｗmeltに作用するアシストガスＡＧの量を増やすことができる。つまり、アシストガスＡＧの流速の早いノズル３６の中心位置直下に溶融金属Ｗmeltが多く存在するカッティングフロントＣＦの中央付近を設定することによって、溶融金属Ｗmeltの排出性を向上させることができるので、加工不良の発生を低減させることができる。
【００３１】
図５を用いて、ＮＣ装置５０の機能的な構成例及びその動作を説明する。図５にいて、加工プログラムデータベース６０には、板金Ｗを切断するための加工プログラムが記憶されている。加工条件データベース７０には、板金Ｗを切断するときの各種の加工条件を記述した複数の加工条件ファイルが記憶されている。
【００３２】
ＮＣ装置５０は、加工プログラムデータベース６０より加工プログラムを読み出し、加工条件データベース７０に記憶されている複数の加工条件ファイルのうちのいずれかの加工条件ファイルを選択する。ＮＣ装置５０は、読み出した加工プログラム及び選択した加工条件ファイルで設定されている加工条件に基づいて板金Ｗを切断するようレーザ加工機１００を制御する。
【００３３】
ＮＣ装置５０は、機能的な構成として、ＮＣ制御部５０１、ビーム変位制御部５０４、移動機構制御部５０５、発振器制御部５０６を有する。ＮＣ制御部５０１は、加工プログラム及び加工条件ファイルで設定されている加工条件に基づいて、ビーム変位制御部５０４、移動機構制御部５０５、発振器制御部５０６を制御する。
【００３４】
ビーム変位制御部５０４には、移動機構制御部５０５が加工プログラムに従って加工ヘッド３５を移動させるときのベクトル情報が供給される。ビーム変位制御部５０４は、ベクトル情報に基づき、レーザビームを開口３６ａの中心３６ｃｔｒよりも切断進行方向の前方側に変位させるようガルバノスキャナユニット３２の駆動部３２２及び３２４を制御する。
【００３５】
Ｘ軸キャリッジ２２及びＹ軸キャリッジ２３よりなる移動機構（以下、移動機構２２及び２３）は、移動機構２２及び２３をそれぞれ駆動する駆動部２２０及び２３０を有する。移動機構制御部５０５は、駆動部２２０及び２３０を制御して加工ヘッド３５を移動させる。発振器制御部５０６は、加工条件に基づいてレーザ発振器１０を制御する。
【００３６】
移動機構制御部５０５は、例えば１ｍｓごとに駆動部２２０及び２３０を制御して加工ヘッド３５を移動させる。よって、レーザビームが板金Ｗを切断する切断進行方向は１ｍｓの制御周期（第１の制御周期）で制御される。ビーム変位制御部５０４は、１ｍｓより短い制御周期で駆動部３２２及び３２４を制御して、１ｍｓより短い制御周期でレーザビームの振動を制御するのがよい。ビーム変位制御部５０４は、例えば１ｍｓを１／１００した１０μｓの制御周期（第２の制御周期）でレーザビームの変位を制御する。
【００３７】
なお、ＮＣ制御部５０１は、移動機構制御部５０５とビーム変位制御部５０４に上記の１ｍｓ単位の指令を複数まとめて供給してもよい。この場合、ビーム変位制御部５０４は、次の１ｍｓにおける１０μｓの制御周期でレーザビームを変位させる方向と、さらに少なくともその次の１ｍｓにおける１０μｓの制御周期でレーザビームを変位させる方向とを同時に決定してもよい。
【００３８】
図６は、移動機構制御部５０５が１ｍｓの制御周期で加工ヘッド３５（レーザビーム）を円弧状に移動させる状態を概念的に示している。ビーム変位制御部５０４が１０μｓごとに切断進行方向の前方側へのレーザビームの変位を制御することにより、レーザビームを高精度に変位させることができる。
【００３９】
なお、ＮＣ装置５０、移動機構２２及び２３のモータアンプまたはモータの都合で、第１の制御周期と第２の制御周期における周期は任意に設定できる。また、第１の制御周期をさらに細分化するために、第１の制御周期と第２の制御周期との中間に別の制御周期を設定することも可能である。
【００４０】
図７及び図８を用いて、ビーム変位制御部５０４が移動機構制御部５０５による第１の制御周期よりも短い第２の制御周期でレーザビームの変位を制御することによる作用効果を具体的に説明する。図７は比較例であって、ビーム変位制御部５０４が第１の制御周期でレーザビームの変位を制御する場合の動作を概念的に示している。図８は、ビーム変位制御部５０４が第２の制御周期でレーザビームの変位を制御する場合の動作を概念的に示している。
【００４１】
図７は、移動機構制御部５０５が、製品の円弧状の端部Ｅ０に沿って加工ヘッド３５を移動させる場合を示している。時刻ｔ０〜ｔ100が１ｍｓであるとする。図７及び図８において、開口３６ａの中心３６ｃｔｒを黒丸で示し、レーザビーム（ビームスポットＢｓ）を変位させる方向を黒丸からの矢印で示している。
【００４２】
ビーム変位制御部５０４には、時刻ｔ０よりも前に、移動機構制御部５０５が時刻ｔ０以降に加工ヘッド３５を移動させるベクトル情報が供給されている。ビーム変位制御部５０４は、時刻ｔ０においてビームスポットＢｓを切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定する。時刻ｔ０における切断進行方向の前方側とは、時刻ｔ０における端部Ｅ０の接線方向を切断進行方向としたときの前方側ということである。ビーム変位制御部５０４が第１の制御周期でビームスポットＢｓの変位を制御する場合には、ビーム変位制御部５０４は、時刻ｔ０〜ｔ099の全ての時刻においてビームスポットＢｓを同じ方向に変位させる。
【００４３】
ビーム変位制御部５０４には、時刻ｔ100よりも前に、移動機構制御部５０５が時刻ｔ100以降に加工ヘッド３５を移動させるベクトル情報が供給されている。ビーム変位制御部５０４は、時刻ｔ100においてビームスポットＢｓを切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定する。
【００４４】
このように、ビーム変位制御部５０４が第１の制御周期でレーザビームの変位を制御すると、第１の制御周期の全期間中、ビーム変位制御部５０４は、レーザビームを同じ方向に変位させることになる。レーザビームを変位させる方向は１ｍｓごとにしか更新されない。よって、レーザ加工機１００は、製品の端部Ｅ０が例えば円弧のように曲線状であれば、端部Ｅ０を高精度に切断することはできない。
【００４５】
これに対して、ビーム変位制御部５０４が第２の制御周期でレーザビームの変位を制御すれば、ビーム変位制御部５０４は、時刻ｔ０〜ｔ099の各時点でのベクトル情報に基づいて切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定することができる。時刻ｔ０〜ｔ099における切断進行方向の前方側とは、各時点での端部Ｅ０の接線方向を切断進行方向としたときの前方側ということである。
【００４６】
よって、図８に示すように、ビーム変位制御部５０４は、レーザビームを時刻ｔ０〜ｔ099の各時点における切断進行方向の最適な方向の前方側に変位させることができる。ビーム変位制御部５０４は、時刻ｔ100以降も同様に、１０μｓごとにレーザビームを切断進行方向の最適な方向の前方側に変位させることができる。
【００４７】
よって、レーザ加工機１００は、製品の端部が曲線状であっても、レーザビームをノズル３６の開口３６ａの中心から切断進行方向の前方側に変位させて、製品の端部に沿って高精度に板金Ｗを切断することができる。
【００４８】
図９に示すような形状を有する製品の端部Ｅ０に沿って板金Ｗを切断する場合には、ビーム変位制御部５０４は次のようにレーザビームを変位させるようガルバノスキャナユニット３２を制御するのがよい。レーザ加工機１００は、製品の端部Ｅ０１に沿って端部Ｅ０１と端部Ｅ０２との接続点であるコーナＥ０ｃまで板金Ｗを切断する。続けて、レーザ加工機１００は、コーナＥ０ｃから製品の端部Ｅ０２に沿って板金Ｗを切断する。
【００４９】
ビーム変位制御部５０４は、端部Ｅ０１に沿って板金Ｗを切断して加工ヘッド３５（ノズル３６）がコーナＥ０ｃに到達した時点で、レーザビームの切断進行方向の前方側への変位量を０としてビームスポットＢｓを中心３６ｃｔｒに位置させる。ビームスポットＢｓはコーナＥ０ｃに隣接する。よって、レーザ加工機１００は、コーナＥ０ｃを有する形状の製品の端部Ｅ０（Ｅ０１及びＥ０２）に沿って、板金Ｗを切断することができる。
【００５０】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。図６に示すＮＣ装置５０内の機能的な構成は、非一時的な記憶媒体に記憶されたコンピュータプログラムをＮＣ装置５０の中央処理装置が実行することによって実現してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０  レーザ発振器
２０  レーザ加工ユニット
２２  Ｘ軸キャリッジ（移動機構）
２３  Ｙ軸キャリッジ（移動機構）
３０  コリメータユニット
３１  コリメーションレンズ
３２  ガルバノスキャナユニット（ビーム変位機構）
３３  ベンドミラー
３４  集束レンズ
３５  加工ヘッド
３６  ノズル
４０  操作部
５０  ＮＣ装置
６０  加工プログラムデータベース
７０  加工条件データベース
８０  アシストガス供給装置
１００  レーザ加工機
３２１，３２３  スキャンミラー
２２０，２３０，３２２，３２４  駆動部
５０１  ＮＣ制御部
５０４  ビーム変位制御部
５０５  移動機構制御部
５０６  発振器制御部
Ｗ  板金
【図１】
2020108897.tif 000003
【図２】
2020108897.tif 000004
【図３】
2020108897.tif 000005
【図４】
2020108897.tif 000006
【図５】
2020108897.tif 000007
【図６】
2020108897.tif 000008
【図７】
2020108897.tif 000009
【図８】
2020108897.tif 000010
【図９】
2020108897.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月20日(2020.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構と、
前記加工ヘッドを第１の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、
前記板金にレーザビームを照射して前記板金が溶融しているときに、前記板金が溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出するために、前記開口より前記板金に吹き付けるアシストガスを前記加工ヘッドに供給するアシストガス供給装置と、
前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう前記ビーム変位機構を制御するビーム変位制御部と、
を備え、
前記ビーム変位制御部によってレーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から前記切断進行方向の前方側に変位させることによって前記板金の表面におけるカッティングフロントの位置を前記切断進行方向の前方側に変位させて、前記アシストガスによって前記カーフ幅内の溶融金属を前記板金の裏面側へと排出する排出性を向上させる
レーザ加工機。
【請求項２】
レーザビームのビームウエストの位置を前記板金の板厚内に位置させている請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記開口の中心を前記カッティングフロントの板厚方向の中央よりも裏面側に位置させている請求項１または２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
移動機構が、第１の制御周期で、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、
ビーム変位制御部が、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、
前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記ビーム変位制御部が、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構を制御し、
アシストガス供給装置が、前記板金にレーザビームを照射して前記板金が溶融しているときに、前記板金が溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出するためのアシストガスを前記加工ヘッドに供給して、アシストガスを前記開口より前記板金に吹き付け、
前記ビーム変位制御部によってレーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から前記切断進行方向の前方側に変位させることによって前記板金の表面におけるカッティングフロントの位置を前記切断進行方向の前方側に変位させて、前記アシストガスによって前記カーフ幅内の溶融金属を前記板金の裏面側へと排出する排出性を向上させる
レーザ加工方法。
【請求項５】
レーザビームのビームウエストの位置を前記板金の板厚内に位置させる請求項４に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記開口の中心を前記カッティングフロントの板厚方向の中央よりも裏面側に位置させる請求項４または５に記載のレーザ加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドと、前記加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させる移動機構と、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構と、前記加工ヘッドを第１の制御周期で相対的に移動させるよう前記移動機構を制御する移動機構制御部と、前記板金にレーザビームを照射して前記板金が溶融しているときに、前記板金が溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出するために、前記開口より前記板金に吹き付けるアシストガスを前記加工ヘッドに供給するアシストガス供給装置と、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう前記ビーム変位機構を制御するビーム変位制御部とを備え、前記ビーム変位制御部によってレーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から前記切断進行方向の前方側に変位させることによって前記板金の表面におけるカッティングフロントの位置を前記切断進行方向の前方側に変位させて、前記アシストガスによって前記カーフ幅内の溶融金属を前記板金の裏面側へと排出する排出性を向上させるレーザ加工機を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、移動機構が、第１の制御周期で、レーザビームを開口より射出するノズルが先端に取り付けられた加工ヘッドを板金の面に沿って前記板金に対して相対的に移動させ、ビーム変位制御部が、前記第１の制御周期より短い第２の制御周期で、レーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から切断進行方向の前方側に変位させる方向を決定し、前記移動機構によって前記加工ヘッドを相対的に移動させながら、前記ビーム変位制御部が、前記第２の制御周期で決定した方向にレーザビームを変位させるよう、前記開口より射出されるレーザビームの前記開口内での位置を変位させるビーム変位機構を制御し、アシストガス供給装置が、前記板金にレーザビームを照射して前記板金が溶融しているときに、前記板金が溶融したカーフ幅内の溶融金属を排出するためのアシストガスを前記加工ヘッドに供給して、アシストガスを前記開口より前記板金に吹き付け、前記ビーム変位制御部によってレーザビームの前記開口内の位置を前記開口の中心から前記切断進行方向の前方側に変位させることによって前記板金の表面におけるカッティングフロントの位置を前記切断進行方向の前方側に変位させて、前記アシストガスによって前記カーフ幅内の溶融金属を前記板金の裏面側へと排出する排出性を向上させるレーザ加工方法を提供する。