(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点合わせされるレーザ切断ビーム（２）を、切断ガスノズル（３）のノズル軸（３ａ）に対して偏心して配向する方法であって、
レーザ切断ビーム（２）のビーム路において、切断ガスノズル（３）の前に配置されている偏向ミラー（１２、１２’）を、ノズル軸（３ａ）に対して同軸状の方向（ＣＳＰ）および／またはノズル軸（３ａ）に対して垂直な、前記偏向ミラー（１２、１２’）へのレーザビーム（２）のビーム入射方向に相応する方向（Ｂ’）を中心に回転させることを含む、方法において、
偏心して配向するために、前記偏向ミラー（１２、１２’）を、レーザ切断ビーム（２）のビーム入射方向がノズル軸（３ａ）と同軸状に延在している静止位置から回転角度（α’）で回転させ、ここで同時に、前記偏向ミラー（１２，１２’）を前記切断ガスノズル（３）と共に同一の回転角度（α’）で、前記ビーム入射方向に相応する方向（Ｂ）を中心にして、反対に回転させる、
ことを特徴とする、焦点合わせされるレーザ切断ビーム（２）を、切断ガスノズル（３）のノズル軸（３ａ）に対して偏心して配向する方法。
【請求項２】
前記レーザ切断ビーム（２）を、前記偏向ミラー（１２）と前記切断ガスノズル（３）との間に配置されているレンズ部材（１３）に焦点合わせする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レーザ切断ビーム（２）を、凹面鏡として構成されている偏向ミラー（１２’）に焦点合わせする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
超音速切断ガス流（４）を、切断ガスノズル（３）で、レンズ部材（１３）および／または圧力窓によって形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
アニュラースロットノズルとして構成されている切断ガスノズル（３’）で超音速切断ガス流（４）を形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記切断ガスノズル（３、３’）および偏向ミラー（１２、１２’）をレーザ処理ヘッド（９、９’）の第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）内に配置し、当該第２の構造ユニットは、前記ビーム入射方向に相応する方向（Ｂ）を中心に、第１の構造ユニット（９ａ、９ａ’）に対して相対的に回転可能に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
未加工品（１）をレーザビーム傾斜切断する方法であって、
切断ガスノズル（３）から流出する超音速切断ガス流（４）を未加工品表面（１ａ）に対して傾斜切断角度（α）で配向し、
前記未加工品（１）と前記レーザ切断ビーム（２）を、レーザビーム傾斜切断時に相対的に動かし、
前記傾斜切断角度（α）は進行方向（Ｙ）に対して直角に延在しており、
前記レーザ切断ビーム（２）が、超音速切断ガス流（４）内に形成されている高圧領域（５）において、前記未加工品表面（１ａ）に入射するように、前記相対運動の間に、前記未加工品表面（１ａ）上の前記レーザ切断ビーム（２）の位置（Ｐ）を、請求項１から６までのいずれか１項記載のレーザ切断ビーム（２）を偏心して配向する方法によって調整する、
ことを特徴とする、未加工品（１）をレーザビーム傾斜切断する方法。
【請求項８】
前記レーザ切断ビーム（２）の位置（Ｐ）を調整するために、レーザビーム傾斜切断の間の前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品（１）との間の間隔（ａ）を定める、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記間隔（ａ）を定めるために、前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品（１）との間の静電容量を測定し、
前記傾斜切断角度（α）が当該容量に与える影響を、当該間隔（ａ）を定めるときに考慮する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザ切断ビーム（２）の位置（Ｐ）を、前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品表面（１ａ）との間の間隔（ａ）、並びに、ノズル開口部（３ｂ）の直径（ｄ）に依存して定める、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザ切断ビーム（２）を、前記未加工品（１）の厚さ（Ｄ）の５０％以上の間隔で、前記未加工品上面（１ａ）の下方に焦点合わせする、請求項７から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
レーザ切断ビーム（２）によって未加工品（１）を切断する、殊に傾斜切断するためのレーザ処理ヘッド（９、９’）であって、当該レーザ処理ヘッドは、
第１の方向（Ｃ）からレーザ切断ビーム（２）を、前記第１の方向（Ｃ）に対し垂直な第２の方向（Ｂ）へ偏向する第１の構造ユニット（９ａ、９ａ’）と、
当該第１の構造ユニット（９ａ、９ａ’）に固定された、前記第２の方向（Ｂ）を中心に回転可能に支承された第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）を有しており、当該第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）は、超音速切断ガス流を形成する切断ガスノズル（３、３’）を有しており、
前記第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）内に、前記レーザビーム（２）を切断ガスノズル（３、３’）へ偏向させる偏向ミラー（１２，１２’）が設けられており、
当該偏向ミラー（１２，１２’）は前記第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）内で、前記第２の方向（Ｂ）および／または前記ノズル軸（３ａ）の軸方向（ＣＳＰ）を中心に回転可能に支承されており、これによって、前記レーザ切断ビーム（２）は前記切断ガスノズル（３）のノズル開口部（３ｂ）において、当該ノズル軸（３ａ）に対して偏心して配向される、処理ヘッドにおいて、
前記偏心配向のために、レーザ切断ビーム（２）のビーム入射方向がノズル軸（３ａ）に対して同軸に延在している静止位置から回転角度（α’）で前記偏向ミラー（１２、１２’）を回転させ、前記第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）を同期的に、同一の回転角度（α’）で、前記第２の方向（Ｂ）を中心に、反対に回転させるように、制御装置（１６）が構成されている、
ことを特徴とする、レーザ切断ビームによって未加工品（１）を切断するためのレーザ処理ヘッド。
【請求項１３】
殊に、未加工品（１）を傾斜切断するためのレーザ処理機械（７）であって、
請求項１２項記載のレーザ処理ヘッド（９、９’）と、
前記偏向ミラー（１２、１２’）を前記第２の方向（Ｂ）および／または前記ノズル軸（３ａ）の軸方向（ＣＳＰ）を中心に回転させることによって、前記レーザ切断ビーム（２）を、前記切断ガスノズル（３）の前記ノズル開口部（３ｂ）においてノズル軸（３ａ）に対して偏心して配向するための制御装置（１６）とを有している、レーザ処理機械において、
前記偏心配向のために、レーザ切断ビーム（２）のビーム入射方向がノズル軸（３ａ）に対して同軸に延在している静止位置から回転角度（α’）で前記偏向ミラー（１２、１２’）を回転させ、前記第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）を同期的に、同一の回転角度（α’）で、前記第２の方向（Ｂ）を中心に、反対に回転させるように、前記制御装置（１６）が構成されている、
ことを特徴とするレーザ処理機械（７）。
【請求項１４】
前記第２の構造ユニット（９ｂ、９ｂ’）において、前記偏向ミラー（１２、１２’）と前記切断ガスノズル（３、３’）との間に焦点合わせレンズ（１３）が配置されている、請求項１３記載のレーザ処理機械。
【請求項１５】
前記偏光ミラー（１２’）は凹面鏡とし構成されている、請求項１３または１４記載のレーザ処理機械。
【請求項１６】
前記切断ガスノズル（３’）はアニュラースロットノズルとして構成されている、請求項１５記載のレーザ処理機械。
【請求項１７】
さらに、未加工品（１）と前記レーザ切断ビーム（２）を相対的に、殊に進行方向（Ｙ）に対して直角に延在している傾斜切断角度（α）で動かす運動装置（１１ａ、１４）を有しており、当該傾斜切断角度で、前記切断ガスノズル（３）のノズル軸（３ａ）は、前記未加工品（１）の未加工品表面（１ａ）に対して配向されている、請求項１３から１６までのいずれか１項記載のレーザ処理機械。
【請求項１８】
前記レーザ切断ビーム（２）が、相対運動時に、前記超音速切断ガス流（４）内に形成されている高圧領域（５）内に留まるように前記未加工品表面（１ａ）上の前記レーザ切断ビーム（２）の位置（Ｐ）が調整されるように前記制御装置（１６）が構成されている、請求項１７記載のレーザ処理機械。
【請求項１９】
さらに、前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品（１）との間の間隔を測定する間隔測定装置（６）を含んでいる、請求項１３から１８までのいずれか１項記載のレーザ処理機械。
【請求項２０】
前記間隔測定装置（６）が、前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品（１）との間の静電容量を測定し、当該容量に及ぼす前記傾斜切断角度（α）の影響を考慮して前記間隔（ａ）を定めるように構成されている、請求項１９記載のレーザ処理機械。
【請求項２１】
前記レーザ切断ビーム（２）の位置（Ｐ）を、前記切断ガスノズル（３）と前記未加工品表面（１ａ）との間の間隔（ａ）、並びに、前記ノズル開口部（３ｂ）の直径（ｄ）に依存して定めるように前記制御装置（１６）が構成されている、請求項１９または２０記載のレーザ処理機械。
【請求項２２】
コンピュータプログラムであって、
当該コンピュータプログラムは、処理プログラムを作成する符号化手段を有しており、当該処理プログラムは、処理プログラムが請求項１３から２１までのいずれか１項記載のレーザ処理機械（７）の制御装置（１６）上で実行される場合に、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法の全てのステップを実行するように整合されている、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断ガスノズルのノズル軸に対して偏心してレーザ切断ビームを配向する方法、レーザビーム傾斜切断のための方法、未加工品を切断するためのレーザ処理ヘッド並びにこのようなレーザ処理ヘッドを備えたレーザ処理機械に関する。
【０００２】
例えば９０°の角度を成して、殊に管状の２つの未加工品を接続するために、これらの未加工品は、まずは４５°の角度で傾斜して分離され、次に、切断エッジで相互に溶接される。この溶接のために、切断エッジはできるだけ平坦に相互に接しているべきである。しかしこれは、レーザ切断ビームが切断過程の間に未加工品表面の面垂線に対して垂直に配向されている場合には不可能である。なぜなら、このような場合には分断時に、損傷した切断面が生じてしまうからである。これを回避するためにいわゆるレーザビーム傾斜切断時には、レーザ切断ビームおよびレーザ切断をサポートする超音速切断ガス流が面垂線に対してある角度、すなわち傾斜切断角度で傾斜される。傾斜切断角度が切断プロセスの間変化する場合には、傾斜切断時にも、管で、平坦な切断面が形成される。従って例えば、切断エッジの溶接が格段に容易になる。傾斜切断は管状未加工品でだけでなく、殊に厚い、板状の未加工品でも行われ、これによって、傾斜切断時に形成される、傾斜した切断エッジを例えば容易に相互に溶接することができる。
【０００３】
しかし上述したレーザ傾斜切断プロセスは今日までまだ広く使用されていない。すなわち、レーザ傾斜切断プロセスの使用時には、未加工品表面に対して垂直に配向されたレーザ切断ビームを備えた従来のレーザビーム切断と比べて、格段の進行低減（４５°の傾斜切断角度の場合には７０％まで）と格段の質低下が覚悟されなければならい。殊に、レーザビーム傾斜切断時に形成された切断エッジは傾斜切断角度に依存して、種々異なる表面質を有し、ビームエッジでは強い稜線形成が観察され、また別の切断エッジでは荒い表面構造が観察される。
【０００４】
J.Willach等著の文献「Melt Expulsion by a Coaxial Gas Jet in Trepanning of CMSX-4 with Microsecond Nd:YAG Laser Radiation（Proceedings of the SPIE, Vol. 5063. 第435 - 440頁）」から、タービン羽根車内に微細な孔をあける際に、傾斜角度で（ここでは穿孔プロセスに対して）未加工品に対して配向されたレーザ切断ビームおよびこれに対して平行に配向された超音速切断ガス流ないし切断ガスノズルを横方向で相互にシフトさせ、これによって、超音速切断ガス流の停滞圧力点ないしは高圧領域を直接的に孔上に位置付けすることが開示されている。このようにして、ガス圧および凝固した溶解物の厚さが周期的に、孔の壁部に沿って変化する。これは、ガス流とレーザビーム軸に対して傾斜して配置されている未加工品表面において、ガス流とレーザビーム軸を同軸的に配向した場合である。このような横方向のシフトによって振動が抑圧され、孔を通るより高いガス流が得られ、ひいては孔の下面で生じる溶解物が少なくなる。穿孔によって得られた孔を拡大するために、重畳している別の孔がその隣に位置付けされる。ここでこれらの孔の重畳は、５０％〜８０％の間の範囲にあることが特に有利であることが判明している。
【０００５】
別の用途、例えば高速切断でも、切断速度を速めるために、レーザ切断ビームと切断ガス流の中心を相互にずらして、未加工品表面に入射させるのは有利である。このようなずれを形成するために、ノズル軸ないしはノズル中心に対してレーザ切断ビームを偏心して配向する必要がある。
【０００６】
本発明の課題
本発明の課題は、焦点合わせされたレーザ切断ビームを、切断ガスノズルのノズル軸ないしはノズル中央に対して偏心して配向する方法、これに関連する、レーザビーム傾斜切断のための方法、並びにレーザ処理ヘッドおよびこれらの方法を実行するレーザ処理機械を提供することである。これらは特に容易に制御される。従って、殊に傾斜切断時には、高い進行速度のもとでの質の高い切断が可能になる。
【０００７】
本発明の構成要件
上述の課題は、本発明と相応に以下のことを有する、焦点合わせされたレーザビームを切断ガスノズルのノズル軸に対して偏心して配向する方法によって解決される：すなわち、ノズル軸に対して同軸方向および／またはノズル軸に対して垂直な、偏向ミラーへのレーザビームのビーム入射方向に相応する方向を中心に、レーザ切断ビームのビーム路内で切断ガスノズルの前に配置されている偏向ミラーを回転させることを含んでいる。ノズル開口部においてレーザビームを偏心して配向することによって、処理されるべき未加工品へのレーザビームの入射点の位置が、ノズルから出射される切断ガス流の中心から所期のようにずらされる。このような所期のずれは、レーザ切断ビームが未加工品に正しい位置で入射するように、内部に切断ガスノズルが配置されているレーザ処理ヘッドの制御時に考慮されなければならない。
【０００８】
偏向ミラーを上述のように回転させることでレーザ切断ビームを偏心配向することは、上述した方法で制御技術的に特に容易に考慮される。これは偏向ミラーがある回転角度で、静止位置から回転されることによって行われる。静止位置ではレーザ切断ビームのビーム入射方向は、ノズル軸と同軸状に延在し、同時に、偏向ミラーは切断ガスノズルとともに同一の回転角度で、ビーム入射方向に相応する方向を中心に低減方向、ないしは反対に回転される。このような制御技術による偏向ミラー回転軸と、元来存在する、未加工品に対して相対的に切断ガスノズルを配向するための回転軸を結合することによって、内部にノズルと偏向ミラーが配置されているレーザ処理ヘッドの微細運動の制御を、レーザ処理ビームが常に、ノズル軸に対して同軸で配向されているかのように、行うことができる。
【０００９】
レーザ切断ビームを未加工品上に焦点合わせするためにレンズ部材を、偏向ミラーと切断ガスノズルの間に設けることができる。このレンズ部材は、切断ガスの圧力形成にも用いられ、これによって超音速切断ガス流がこのノズルを通じて形成される。択一的に、レーザ切断ビームを焦点合わせするために、偏向ミラーを凹面鏡として、殊に放物線状ミラーとして構成することができる。この場合には、切断ガスの圧力形成のために、例えば平坦板形状の圧力窓が設けられるか、または、切断ガスノズルがアニュラースロットノズルとして構成される。
【００１０】
方法の１つの形態では切断ガスノズルおよび偏向ミラーは、レーザ処理ヘッドの第２の構造ユニット内に配置される。この構造ユニットは、ビーム入射方向に相応する方向を中心に、第１の構造ユニットに対して相対的に回転可能に支承されている。未加工品に対する、切断ガスノズルの配向ないし角度調整に必要な回転軸はこの場合には、補償軸として用いられる。
【００１１】
レーザ切断ビームを偏心配向するための上述した方法は、種々異なる用途で有利に使用され、例えば高速切断で使用される。ここでは、レーザ切断ビームは進行方向において、超音速切断ガス流の中心に関してずらされている。また上述の方法は傾斜切断でも使用される。ここでは、レーザ切断ビームと切断ガス流中心との間のずれが、進行方向に対して直角であるのが有利である。このような傾斜切断方法を以降でより詳細に説明する。
【００１２】
本発明の１つのアスペクトは、未加工品のレーザビーム傾斜切断のための方法に関する。ここでは、切断ガスノズルから出射した超音速切断ガス流は、傾斜切断角度で、未加工品表面に対して配向されている。ここでこの未加工品およびレーザ切断ビームはレーザビーム傾斜切断時に相対的に動かされる。ここでこの傾斜切断角度は実質的に、進行方向に対して直角に延在しており、この相対運動の間に、未加工品表面上のレーザ切断ビームの位置が、上述のレーザ切断ビームを偏心配向するため方法によって調整され、レーザ切断ビームは超音速切断ガス流内で形成された高圧領域において、未加工品表面上に入射する。
【００１３】
超音速切断ガス流内の高圧領域の位置はここで、場合によっては、レーザ切断の間に変化する傾斜切断角度に依存する。高圧領域、ひいては未加工品表面上のレーザ切断ビームの位置はここで、レーザ切断ビームが垂直に未加工品表面に配向されない角度の場合には、超音速切断ガス流の中心に相応する切断ガスノズルのノズル軸に対してずらされる。
【００１４】
発明者は、レーザ切断ビームと、超音速ガス流の中心との間のずれが、孔の形成（穿孔）時にのみ有利なのではなく、レーザビーム傾斜切断、すなわち、未加工品とレーザ切断ビームの間の進行運動時にも有利である、ということを認識している。なぜならこのような場合には切断ガス動性は、制限ファクタであるからである：切断ガスの大部分は、超音速ガス流に対して傾斜して延在する未加工品表面で拡散し、これによって、切断プロセスにもはや使用可能でなくなってしまう。中央ノズルの場合に形成される静的な圧力レベルが切断隙間内で低減され、上述した圧力パルス化が切断隙間の壁部で形成され、これは結果として不良な切断結果を招く。
【００１５】
レーザ切断ガスビームと超音速切断ガス流の中心との間に所望のずれ（偏心）を形成することによって、切断隙間のずれがフロー技術的に有利な領域において得られる。レーザ切断ビームないしは切断隙間のシフトはここで、進行方向に対して直角に行われ、かつ特定の値だけ行われる。この値は（通常は可変の）傾斜切断角度に依存する。このようにして改善された、切断隙間内への超音速切断ガス流の入力結合は、結果として、数オーダ分の切断隙間内での静的圧力レベル上昇を招く。例としての数値的なフロー計算は、これまでの方法形態と比べて約３５０％の上昇である。切断隙間における静的圧力の上昇は、明らかに、改善された溶解物追放を結果としてもたらし、これは同じように、金属溶解物の堆積による切断隙間の過度の加熱を阻止する。従ってこのように最適化された溶解物の追放方法は直接的に進行上昇をもたらす。ここで得られる最大進行は、従来のレーザビーム切断で得られた板圧に依存する進行とほぼ変わらない。両側の切断エッジでも、垂直なレーザビーム切断時と同等のエッジの質および表面の質が得られる。
【００１６】
傾斜切断角を変えることがここで、殊に管の傾斜切断時に必要である。なぜなら、４５°区間の場合に管で平らな切断面を形成するために、傾斜切断角度は進行方向に対して垂直に例えば、−４５°〜４５°の間で変化しなければならないからである。未加工品が直角に配向されている場合（傾斜切断角度０°）には、未加工品上の高圧領域は超音速切断ガス流の中心に位置し、直角でない配向の場合には、高圧領域の位置はこれとは異なり、傾斜切断角度によって変化する。従って、レーザビームが傾斜切断の間に高圧領域内にあることを確実にするために、未加工品上のレーザビームの位置が追跡されなければならない。
【００１７】
有利な形態では、レーザビーム切断時にレーザ切断ビームの位置を調整するために、切断ガスノズルと未加工品との間の間隔が定められる。切断ガスノズルと未加工品との間の間隔は、通常は、傾斜切断プロセス中に、傾斜切断角度の変化とともに変化する。未加工品上の高圧領域の位置は、切断ガスノズルと未加工品との間の間隔にも依存するので、この間隔を、傾斜切断プロセスの間、できるだけ継続的に検出し、この検出された間隔を、レーザ切断ビームの位置の調整ないし整合に利用するのは有利である。
【００１８】
発展形態では、この間隔を定めるために、切断ガスノズルと未加工品との間の容量が測定される。ここで、傾斜切断角度がこの容量に与える影響が、間隔を定めるときに考慮される。未加工品と切断ガスノズルの間の間隔の容量的な測定は基本的に知られており、出願人のＥＰ０８７３８１３Ｂ１号またはＥＰ１６８４０４６Ａ１号においても示されている。これらの文献は、このアスペクトに関して、参考として本願の内容に取り入れられている。傾斜切断角度を変える場合には、切断ガスノズルの配向は未加工品に対して相対的に変化する。これは、結果として、切断ガスノズルと未加工品との間の電界力線の変化、同時に容量の変化を、間隔が同じ場合にも招く。従って傾斜切断角度による容量の変化は、間隔決定に対して考慮されなければならず、これによって、各傾斜切断角度でそれぞれ正しい間隔値が得られる。
【００１９】
有利な形態では、レーザ切断ビームの位置は、切断ガスノズルと未加工品表面との間の間隔ａ並びに、ノズル開口部の直径ｄに依存して定められる。超音速切断ガス流の中心と、理想的な切断隙間位置において高圧領域の中心に配置されている、超音速切断ガス流に対して平行に配向されているレーザ切断ビームとの間の間隔ｅは、３つのパラメータα、ａおよびｄに依存して以下のように定められる：
ｅ＝ｓｉｎ（α）（ａ＋（ｄ／２）ｓｉｎ（α））
これをより詳細に以降で説明する。目下の傾斜切断角度α、ノズル直径ｄ並びに間隔ａ（場合によっては、間隔測定による）は、機械制御部には既知であるので、この方法を実行するレーザ処理機械の制御部において、偏心ｅを定めることができ、レーザビーム傾斜切断の間に適切に整合される。殊にここで全ての必要な量が、数値制御（numerical control）の機械コードにおいて既に設定されていてもよい。ノズル直径とは必ずしも、円形のノズル開口部の直径ではなく、場合によっては、別の幾何学的形状を有する切断ガスノズルが使用されてもよい。これは例えば、ノズル開口部の楕円形状を有する切断ガスノズルである。このような場合には、ノズル開口部の直径は、進行方向に対して垂直な、その目下の（最大）拡がりに関する。
【００２０】
別の形態ではレーザ切断ビームは、未加工品の厚さの５０％以上、有利には７０％以上の間隔で、未加工品上面の下方に焦点合わせされる。発明者は、焦点が未加工品表面上または未加工品の上方三分の一ないしは上半分に焦点合わせされている従来のレーザ切断プロセスとは異なり、漏斗状の切断隙間を得るために、この用途では、未加工品の下半分、場合によってはむしろ、未加工品下面の下方における焦点合わせが、レーザ切断プロセスの高い質を保証するために有利であることを見出した。
【００２１】
切断ガスとしては不活性ガス、殊に窒素が選択される。超音速切断ガス流は通常は不活性ガスによって実現される。すなわち、反応ガス、例えば酸素による付加的なエネルギー入力は行われない。切断ガスはここでは１０ｂａｒよりも高い圧力、典型的には約１５ｂａｒの圧力、場合によっては２０ｂａｒ以上の高い圧力下に存在している。
【００２２】
本発明の別のアスペクトは、切断のためのレーザ処理ヘッド、殊に未加工品をレーザ切断ビームを用いて傾斜切断するレーザ処理ヘッドに関し、このレーザ処理ヘッドは以下のものを有している：すなわち、第１の構造ユニットと第２の構造ユニットを有している。第１の構造ユニットは、第１の方向からのレーザ切断ビームを第２の方向、有利には第１の方向に対して垂直な方向に偏向し、第２の構造ユニットは、第１の構造ユニットに固定されており、第２の方向を中心に回転可能に支承されている。第２の構造ユニットは切断ガスノズルを有しており、この切断ガスノズルは、超音速切断ガス流を形成する。ここでこの第２の構造ユニット内には、レーザビームを切断ガスノズルへ偏向する偏向ミラーが設けられている。ここでこの偏向ミラーは第２の構造ユニット内で、第２の方向および／またはノズル軸の軸方向を中心に回転可能に支承されており、これによってレーザ切断ビームを、切断ガスノズルのノズル開口部において、ノズル軸に対して偏心的に配向することができる。それを中心に第２の構造ユニットが回転される軸はここで、上述したように、偏向ミラーの回転を補償するために使用される。これによって、切断エッジの角度偏差を修正することもできる。
【００２３】
レーザ処理ヘッドは、レーザ切断ガスビームを焦点合わせするために、偏向ミラーと切断ガスノズルの間に配置されている焦点合わせレンズを有している。これは、圧力形成にも用いられる。択一的または付加的に、偏向ミラーを凹面鏡として構成することが可能である。これは同じように、焦点合わせを可能にする。後者の場合には、切断ガスの圧力形成は、第２の構造ユニット内に圧力窓を設けることによって行われる。択一的に、圧力形成は他の方法でも、例えば切断ガスノズルをアニュラースロットノズルとして構成することによっても行われる。
【００２４】
本発明のさらなるアスペクトは、殊に未加工品の傾斜切断を行うためのレーザ処理機械に関する。これは次のものを有している：すなわち、上述したレーザ処理ヘッドと、制御装置を有している。ここでこの制御装置は、レーザ切断ビームを、切断ガスノズルのノズル開口部において、ノズル軸に対して偏心的に配向する。これは偏向ミラーを第２の方向および／またはノズル軸の軸方向を中心に回転させることによって行われる。レーザ処理機械はここで殊に、複数の軸を中心にした微細運動が行われるように構成されている。これは例えば、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸に沿った線形運動または、Ｂ軸、または場合によってはＣ軸も中心にした回転運動である。
【００２５】
制御装置の発展形態では、偏心配向のために、偏向ミラーが殊に、ある角度で静止位置から回転される。静止位置ではレーザ切断ビームのビーム入射方向は、ノズル軸に対して同軸状に延在する。制御装置はここで付加的に、第２の構造ユニットが同じ角度で、第２の方向を中心に、低減するように回転されるように構成されている。このような制御技術による結合によって、レーザ処理ヘッドを微細に動かすための軸の制御が、まさにレーザ処理ビームが常にノズル軸に対して同軸状に配向されているかのように行われる。
【００２６】
レーザ処理機械は殊に運動装置を有しており、これは未加工品とレーザ切断ビームを相対的に、殊に、進行方向に対して直角に延在している傾斜切断角度で動かし、この角度で、切断ガスノズルのノズル軸は、未加工品の未加工品表面に対して配向される。レーザ処理機械は殊に、管状の未加工品をレーザビーム切断するように構成されている。しかし場合によっては、別の、殊に板状の未加工品で傾斜切断も行われるべきであり、ここでは傾斜切断角度は場合によって、レーザビーム傾斜切断の間、一定のままである。
【００２７】
別の実施形態では、制御装置は次のように構成されている。すなわち、未加工品表面上のレーザ切断ビームの位置が、レーザビームが相対運動の際に、超音速切断ガス流内に形成された高圧領域内に留まるように調整されるように構成されている。これは、傾斜切断方法に関連して記載したように行われる。
【００２８】
有利な実施形態では、レーザ処理機械は、切断ガスノズルと未加工品との間の間隔測定のために間隔測定装置を有している。間隔測定は例えば、光学的に、または機械的に行われる。間隔測定装置によって、間隔は次のように調整される。すなわち、この間隔が一方で、切断ガスノズルが未加工品ないしは未加工品から離れている部分に接触するのを阻止する程度に充分に大きく、他方で、切断ガスビームが未加工品内に良好に結合するのを可能にするように十分に小さく調整される。
【００２９】
別の実施形態では、間隔測定装置は次のように構成されている。すなわち、切断ガスノズルと未加工品との間の容量が測定され、傾斜切断角度がこの容量に与える影響を考慮して、切断ガスノズルと未加工品表面との間の間隔を定めるように構成されている。この目的のために、特性曲線が間隔測定装置内に格納される。この特性曲線は、容量と間隔の間の関係を、各傾斜切断角度（例えば０°、１５°、３０°、４５°等で）で定める。この特性曲線はここで較正測定によって得られ、切断ガスノズルと未加工表面との間の（既知の）間隔が、固定された傾斜切断角度で変えられる。
【００３０】
１つの実施形態では、制御装置は次のように構成される。すなわち、傾斜切断角度に整合されたレーザ切断ビームの位置が、切断ガスノズルと未加工表面との間の間隔並びにノズル開放部の直径に依存して定められるように構成される。これは特に容易には、上述した式によって行われる。
【００３１】
本発明のさらなるアスペクトはコンピュータプログラム製品に関する。これは、処理プログラムを作成する符号化手段を有しており、この処理プログラムは、処理プログラムがレーザ処理機械の制御装置上で実行されると、上述した方法の全てのステップを実行するように較正されている。このコンピュータプログラム製品は例えば、フロッピーディスクまたは別のデータ担体であり、ここにプログラムコードが符号化手段として格納されている。これは、処理プログラムを、ユーザによって適切な操作表面を介して設定された、所望の傾斜切断プロセス（未加工品の種類、輪郭の種類等）に関するタスクに基づいて作成するのに適している。処理プログラムは、未加工品の処理のかなり前に作成され、処理の直前に、コンピュータ読み出し可能な媒体または別の形態のデータ伝送によって、制御装置に伝達される。
【００３２】
以下の説明ならびに図面には、本発明のその他の利点が示されている。上述した特徴および後述する特徴を単独で、あるいは任意に組み合わせて適用することも可能である。以下において説明する図面に示された実施形態は網羅的に列記したものではなく、むしろ本発明を説明するために例示的に示されたものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１ａ、ｂは、レーザ切断ヘッドを備えたレーザ処理機械の概略図であり、このレーザ切断ヘッドは切断ガスビームを焦点合わせするために、焦点合わせレンズまたは放物線状ミラーを有している、
【図２】図１ａのレーザ処理機械のレーザ切断ヘッドの概略的な外観図であり（Ｙ方向で観察している）
【図３】図３ａ、３ｂは、（ａ）平らな切断面を有する４５°区間を備えた管状の未加工品の概略図と、（ｂ）超音速切断ガス流に対して偏心的に配向されたレーザ切断ビームを用いた、このような区間を形成するためのレーザビーム傾斜切断プロセスを示しており、
【図４】図４ａ〜ｃは、０°、３０°ないしは４５°の傾斜角度での、未加工品と感覚切断ガスノズルの間の電界強度を概略的に示しており、
【図５】図５ａ、ｂは、（ａ）板状の未加工品を処理する際の、本発明によるレーザ処理機械の部分領域と、（ｂ）レーザ切断ビームと超音速切断ガス流の間の横方向のずれを形成する、レーザ切断ビームの角度傾斜焦点合わせを概略的に示している。
【実施例】
【００３４】
図１ａは、レーザ処理機械７の部分領域を示している。ここでこのレーザ処理機械は、管状未加工品１の未加工品表面１ａを、レーザ切断ビーム２によって切断処理するように構成されている。レーザ処理機械７内では、レーザ切断ビーム２は、詳細には記載されていないビームガイド部によって偏向ミラー８へ偏向され、次に、レーザ処理ヘッド９の第１の構造ユニット９ａ内に入射する。この第１の構造ユニット内には、別の偏向ミラー１０が配置されている。偏向ミラー８、１０は適応ミラーとして構成可能である。
【００３５】
第１の構造ユニット９ａには、レーザ処理ヘッド９の第２の構造ユニット９ｂが、（図示されていない）モータ駆動によって、第２の方向（Ｂ軸）を中心に、第１の構造ユニット９ａに対して相対的に回転可能に支承されている。第１の構造ユニット９ａ内に配置されている偏向ミラー１０は、レーザビーム２を、第１の方向Ｃから、この第１の方向に対して垂直な第２の方向Ｂへ偏向させる。第１の構造ユニット９ａはここで、レーザ処理機械７に回転可能に支承されている。従って第１の構造ユニット９ａは、モータ駆動によって、第１の方向（Ｃ軸）を中心に回転可能であってもよい；しかしこれは必ずしも必要ではない。
【００３６】
第２の構造ユニット９ｂ内には別の偏向ミラー１２が配置されている。ここでこの偏向ミラーは、レーザビーム２を、第２の方向Ｂから、焦点合わせレンズ１３へ偏向し、ここからさらに未加工品１ないし未加工品表面１ａへ偏向する。レーザビーム２の焦点位置はここで、適応偏向ミラー１０によって、ある程度の境界内で変えられる。ここではその形状が例えば、ピエゾ部材によって、またはその背面での液体による圧力印加によって、適切に変えられる。ＺＹ面で未加工品１を動かす運動装置として、レーザ処理機械７はコレットチャック１４（矢印によって暗示されている）を有している。これは、未加工品１の回転運動を形成するために用いられる。ここでこのコレットチャック１４によって同時に、未加工品１のＸ方向における運動も行われる。場合によっては、レーザ処理ヘッド９も、従来のシフトユニットないし回転ユニットによって付加的に、別の方向へシフトないし回転可能である。
【００３７】
切断ガスノズル３のノズル軸３ａの配向は、Ｃ軸に対する傾斜切断角度αで（図２を参照）、第２の構造ユニット９ｂをＢ軸を中心に回転させることによって行われる。第２の構造ユニット９ｂを、第１の構造ユニット９ａに対して相対的に回転させる際には、第２の構造ユニット９ｂ内に配置されている偏向ミラー１２もともに回転する。従って、これは、傾斜切断角度αに依存しないで、ノズル軸３ａに同軸状に配向されたままである。
【００３８】
レーザ切断ビーム２を、切断ガスノズル３のノズル軸３ａに対して相対的に、偏心配向ないし偏心位置付けすることは、種々の用途に対して有利である。これを以下でより詳細に説明する。このような配向を、レーザビーム２とノズル軸３ａとの間の横方向のずれの形で実現するために、偏向ミラー１２（例えば水冷式銅鏡を）を、サーボモータ１５の形の数値制御される駆動部を用いて（図１ａでは破線によって示されている）付加的に回転角度α’分だけ、第２の方向Ｂを中心に回転させることができる。すなわち駆動部１５は、独立したＢ’軸を形成する。この軸は、既に存在しているＢ軸に対して同軸状に延在している。このようにして、切断ガスノズル３のノズル中心に対するレーザビーム２の偏心配向ないし偏心位置付けを、傾斜切断角度αの調整に依存しないで行うことができる。従って傾斜切断角度αは、Ｂ軸を中心にした回転角度Ｂに相応し、回転角度α’はＢ’軸を中心にした回転角度Ｂ’に相応する。
【００３９】
図１ａおよび２に示されたレーザ処理ヘッド９は、特に頑強な構造を有している。さらに、第２の構造ユニット９ｂの回転軸Ｂと偏向ミラー１２の回転軸Ｂ’が同軸配置されているレーザ切断ヘッド９では、特に容易な制御技術方法で、傾斜切断等の用途に必要な、ノズル軸３ａに対するレーザビーム２の偏心が、Ｂ軸を用いて、未加工品１上のレーザビーム２の意図する位置が得られるように再修正される。
【００４０】
これは次のことによって実現される。すなわち、サーボモータ１５を駆動制御する制御装置１６を、偏向ミラー１２を中心に、その静止位置から回転角度α’分だけ回転させることによって実現される。静止位置ではレーザ切断ビーム２のビーム入射方向はノズル３ａに対して同軸に延在している。さらに同時に、第２の構造ユニット９ｂが反対方向に、同一の回転角度α’で、Ｂ軸を中心に（低減方向で）回転される。従って、切断ガスノズル３内でのレーザビーム２の偏心配向によって生起される、未加工品１上の焦点合わせされたレーザビーム２の位置の横方向のずれが補償される。これによって、所望のツールセンターポイント（ＴＣＰ）が得られる。２つの同軸軸ＢとＢ’のこのような制御技術による（強制）結合によって、レーザ処理ビーム２が常にノズル軸３ａに対して同軸状に配向されているかのように、レーザ処理ヘッド９の微細運動の制御、殊に傾斜切断角度αの変更が行われる。
【００４１】
偏向ミラー１２をＢ’軸を中心に回転させる方法に対して択一的または付加的に、偏向ミラー１２を、ノズル軸３ａに対して同軸状の軸ＣＳＰを中心に回転させることもできる。このために、別の数値制御される駆動部１５’が、レーザ処理ヘッド９の第２の構造ユニット９ｂ内に設けられる。これは図１ａに示されている。それぞれの場合において、偏向ミラー１２へのレーザビーム２の入射方向に対して平行に延在する（Ｂ’軸）ないしは、レーザビーム２の入射方向に対して平行に延在する（ＣＳＰ軸）付加的な回転軸を設けることによって、切断ガスノズル３でレーザ切断ビーム２を偏心的に配向した場合にも、制御ユニット１６内で、未加工品１上のレーザビーム２の位置が特に容易に数値制御される。
【００４２】
図１ｂでは、レーザ処理ヘッド９’を有しているレーザ処理機械７が示されている。これは図１ａに示されているレーザ処理ヘッド９と次の点において異なっている。すなわち、平坦な偏向ミラー１２が、近似的に放物線状の幾何学的形状を有している凹面鏡１２’によって置き換えられているという点において異なっている。凹面鏡１２’はレーザビーム２の焦点合わせに用いられ、これによって、レーザ処理ヘッド９’内に焦点合わせレンズを設けることが省かれる。切断ガスの圧力形成のための焦点合わせレンズがもはや使用されないので、切断ガスノズル３’は、アニュラースロットノズル３’として構成される。これに切断ガスが供給されて、圧力が形成される。レーザ処理ヘッド９’内の圧力形成を別の方法で行うこともでき、例えば、第２の構造ユニット９ｂ内に圧力窓を設けることによって圧力形成を行うこともできる。これは、伝送光学部材として、殊に平坦な板の形状で構成される。焦点合わせレンズ１３によって偏心を形成することは、ここで使用されている典型的には１°以下、殊に０．５°以下の回転角度ａ’の場合には、結果において、僅か、凹面鏡１２’による焦点合わせだけのみ異なる。回転角度α’は、過度に大きく選択されてはならない。なぜなら、さもなければ、レーザ切断ビーム２は、切断ガスノズル３のノズル開口部の内側縁部に入射するであろうからである。
【００４３】
以降で、図１ａ、ｂおよび図２に示されたレーザ処理ヘッド９、９’ないしレーザ処理機械７に対する可能な用途としての傾斜切断プロセスを詳細に説明する。レーザ処理ヘッド９、９’は、他の用途においても有利に使用され、例えばレーザ切断ビームの調整が進行方向において行われる高速切断に対しても有利に使用される、ということを理解されたい。
【００４４】
図３ａは、平らな切断面１ｂを有する、４５°区間が構成されている、図１ａ、ｂの管状未加工品１を示している。これは、平らな切断面を有する別の（図示されていない）管状未加工品と溶接可能であり、これは９０°の角度を成して、切断面を結合する細い溶接継ぎ目に沿って行われる。このような平らな切断面１ｂを形成するためには、管状の未加工品１で傾斜切断プロセスを行うことが必要であり、ここでは傾斜切断角度α（図２を参照）が、−４５°〜４５°の領域において変化する。なぜなら傾斜切断角度αが一定であった従来の切断プロセスでは、損傷を有する切断面が未加工品１で生じる恐れがあるからである。
【００４５】
図３ｂは、約−２０°の傾斜切断角度αの場合の、このようなレーザビーム傾斜切断プロセスのスナップショットを示している。ここではビーム軸２ａを備えたレーザ切断ビーム２が、未加工品表面１ａ上の面垂線に関して配向されている。レーザ切断ビーム２に対して平行に、切断ガスノズル３のノズル軸３ａが配向されている。ここから超音速切断ガス流４が流出し、未加工品表面１ａに向かう。超音速切断ガス流４はここで、高圧領域５を未加工品表面１ａに形成する。これは、切断ガスノズル３のノズル軸３ａに対してずれており、その位置はノズル軸３ａに関して、傾斜切断角度α以外にも、切断ガスノズル３の直径ｄおよび、切断ガスノズル３のノズル開口部３ｂの縁部と未加工品表面１ａとの間の間隔ａにも依存する。
【００４６】
レーザ切断ビーム２を、未加工品表面１ａ上の高圧領域５内に位置付けるために、レーザ切断ビーム２のビーム軸２ａひいては、切断割れ目１ｃも、レーザ傾斜切断プロセスにおいて、間隔（偏心）ｅだけ、ノズル軸３ａに対してずらされる。パラメータα、ｄおよびａに依存して偏心ｅを定めるために、以下で、簡単な幾何学的形状のモデルが使用される。これは、インパルス取得セットに基づいている：すなわち、非常に高い圧力ひいては高圧領域５の中心は、超音速切断ガス流４の原子が実質的に、未加工品表面１ａ上に垂直に入射している箇所に位置する。ガス分子が近似的に集中的に、ノズル開口部３ｂから生じていることを前提とすると、この位置Ｐは、直接的にノズル開口部３ｂの中央点Ｍの下方に、長さＬだけここから間隔を空けて、未加工品表面１ａ上に位置している、未加工品表面１ａ上の点によって定められる。
【００４７】
図３ｂから直接的に分かるように、ｅ＝ＬＳｉｎ（α）である。同じように図３ｂから直接的に読み取れるように、長さＬ＝ａ＋ｄ／２ｓｉｎ（α）である。従って、全体として、レーザ切断ビーム２のビーム軸２ａとレーザ処理ノズル３のノズル軸３ａとの間の偏心に対して以下の関係が生じる：
ｅ＝ｓｉｎ（α）（ａ＋（ｄ／２）ｓｉｎ（α））。
【００４８】
上述の式から、所定の、傾斜切断全体にわたって一定のノズル直径ｄ並びに、設定可能な、切断ガスノズル３と未加工品表面１ａとの間の可変の間隔ａおよび傾斜切断角度αにおいて、偏心ｅが求められる。これは、図３ｂにおいて矢印によって示されているように、管状未加工品１が傾斜切断角度αの変化のもとで、ＸＹＺ座標系の進行方向Ｙに沿って回転される場合に、レーザ切断ビーム２が高圧領域５内に留まるように、調整されなければならない。このような進行は、管状未加工品１で、図３ａに示された４５°区間が形成されるために必要である。傾斜切断角度αがＸ方向、すなわち、進行方向Ｙに対して直角の方向で、−４５°〜４５°の領域で変化する場合には、レーザ切断ビーム２の位置Ｐは相応に追跡されなければならい。これによって、レーザ切断ビーム２は高圧領域５内に留まる。
【００４９】
このために、切断ガスノズル３と未加工品１との間の間隔ａが、傾斜切断プロセスの間に監視され、場合によっては調整される。この目的の為に、図４ａ〜ｃに示されているように、容量性の間隔測定装置６が設けられる。これは冒頭で挙げたＥＰ１６８４０４６Ａ１号またはＥＰ０８７３８１３Ｂ１号におけるように構成され、その作用はここでは詳細に記載しない。間隔測定装置６は、切断ガスノズル３の金属製ノズルヘッドと、同じように金属製の未加工品１との間のポテンシャル差を形成し、これらの間に電界Ｅが形成される。この電界の電界力線は図４ａ〜ｃにおいて、０°、３０°および４５°の傾斜切断角度αに対して示されている。
【００５０】
切断ガスノズル３と金属未加工品１との間で測定された容量に依存して、電界力線Ｅの位置、ひいては未加工品１と切断ガスノズル３との間の容量が変化する。所定の傾斜切断角度αでの容量と間隔ａとの間の関係を求めるために、例えば図４ａ〜ｃにおいて示された傾斜切断角度αのもとでそれぞれ容量測定が、可変の、既知の間隔で行われ、これによって、間隔に対する特性曲線が、一定の傾斜切断角度のもとで、容量に依存して得られる。それに対してこのような特性曲線が求められていない傾斜切断角度αでの間隔測定の場合には、既知の特性曲線の間で補間される。容量測定された間隔ａ’はここで、切断ガスノズル３の外側縁部と未加工品１との間で定められ、これに対して図１ｂに示された間隔ａは、ノズル開口部３ｂの縁部と未加工品１との間で定められる。切断ガスノズル３のノズル幾何学的形状が既知である場合には、容量測定された間隔ａ’が、ノズル開口部３ａの縁部と未加工品１との間の間隔ａに換算され、これによって後者が上述した式内で使用される。
【００５１】
同じように図４ａ〜ｃにおいて分かるように、レーザ切断ビーム２のビーム軸２ａは、種々異なる傾斜切断角度αのもとで、種々異なる間隔ｅにおいて、ノズル軸３ａに対して配向され、これによって切断ガスビーム２が高圧領域５内に保持される。さらに、レーザ切断ビーム２が未加工品表面１ａ上に焦点合わせされるのではなく、その下方に、詳細には、その未加工品上面１ａから未加工品１の厚さｄの５０％以上の間隔で焦点合わせされる。このような焦点合わせによって、傾斜切断時の切断縁部の質が付加的に上げられる。この焦点合わせがここで、未加工品上面１ａから、未加工品１の厚さの７０％以上の間隔で行われてもよい；プロセス条件に依存して、レーザ切断ビーム２が未加工品１の下面の下方で焦点合わせされてもよい。
【００５２】
図１ａ、ｂ内に示されている制御装置１６はここで、軸Ｂ’ないしＣＳＰの駆動制御に用いられ、レーザ切断ガスビーム２はＸ方向において、（図１ａ、ｂにおいて図示されていない）超音速切断ガス流４に対して所望の間隔で配向される。偏心ｅに対する上述した式はここで、レーザ処理機械１の機械制御部内に格納される。従って、制御装置１６は、最適な偏心を自身で計算することができる。
【００５３】
図１ａ、ｂのレーザ処理機械７を板状未加工品１の傾斜切断のために構成することもできる。これは図５ａに示されており、ここでは進行方向はｘ方向に延在している。この場合においても、レーザビーム軸２とノズル軸３ａの間の偏心ｅは、上述したように、または場合によっては別の方法で調整される。殊に図５ａに示された、板状未加工品の切断時には、傾斜切断角度は必ずしも、レーザビーム切断の間に変化する必要はない。むしろ、この傾斜切断角度は一定の値をとることができる。従って、平らな、傾斜した切断縁部が、未加工品１で形成される。このような板状の２つの未加工品を、例えば９０°の角度で、２つの傾斜する切断縁部に沿って結合する場合には、これらは相互に面状に接して位置する。従って、これら２つの板状未加工品は容易に相互に溶接される。  板状の未加工品で複雑な幾何学的形状を切断することができることも理解されたい。これは、レーザビーム切断の間の傾斜切断角度の変化を必要とする。
【００５４】
さらに、レーザ切断ビーム２のビーム軸２ａと超音速切断ガス流４ないしはノズル軸３ａの間のずれを形成する為に、上述方法とは異なる方法もあることを理解されたい。例えば、光学的な部材、例えば偏向ミラー１２ａ、ｂをシフトさせるまたは傾斜させることによって、所望の偏心ｅを、ノズル中心に関して形成することもできる。傾斜切断プロセス時に、レーザビーム軸２ａは強制的には、ノズル軸３ａに対して平行に配向されない、ということを理解されたい。従って、偏心ｅを、未加工物表面１ａ上で、凹面鏡１２’の回転または焦点合わせレンズ１３での角度傾斜焦点合わせによって形成することが可能である。これを以下で図５ｂに基づいて示す。
【００５５】
角度傾斜して焦点合わせするために、偏向ミラー１２は、図１ａ、ｂにおいて示された回転駆動部１５、１５’によって回転される。従って、レーザ切断ビーム２は垂直にではなく、ノズル軸に関して角度ａ’で、焦点合わせレンズ１３に入射し、ここで自身のレーザビーム軸２ａによって、焦点合わせレンズ１３の光軸１３ａに関して、間隔ｅＬだけ、Ｘ方向でずらされて入射する。未加工品１上で所望の偏心ｅを形成するために必要な傾斜角度α’は、ここで、簡単な幾何学的形状考察によって定められる。角度傾斜焦点合わせのために必ずしも、焦点合わせレンズ１３の光軸１３ａとレーザビーム軸２ａとの間に間隔ｅＬを形成することは必要なく、レーザビーム軸２ａは理想的には、焦点合わせレンズ１３と中心で、その光軸１３ａで交差する。
【００５６】
傾斜切断プロセスに対する適切なプロセス条件を得るために、切断ガスとして、不活性ガス、例えば窒素が使用される。これは、典型的に１０ｂａｒ以上の高い切断ガス圧力下で、切断ガスノズル３に接続している、レーザ切断ヘッド９の（図示されていない）圧力空間内に存在するか、または、レーザ処理ヘッド９’のアニュラースロットノズル３’に供給される。さらに、切断ガスノズル３、３’と未加工品表面１ａとの間の間隔は、最適な切断結果を得るために、できるだけ小さく選択されるべきである。例えば４５°の大きな傾斜切断角度での傾斜切断の場合にも、切断ガスノズル３の（内部）直径が大きく選択されるのは有利であり、これは例えば２ｍ以上である。ここで、必ずしも、丸いノズル横方向断面が選択される必要はない。
【００５７】
レーザビーム傾斜切断の上述した基本的なプロセスは、処理される材料並びに、その厚さにほぼ依存せず、殊に特殊鋼、構造用鋼またはアルミニウムの切断に使用される。傾斜切断プロセスは管状未加工品の分断切断に制限されるのではなく、むしろ、上述したように、レーザ切断ビームを用いて任意の輪郭を、例えば板状の未加工品でも切除することができる。いずれの場合にも、垂直なレーザビーム切断時のそれと、効果的な切断深度に関して比肩し得る、分断切断時に形成される切断縁部の高い質および進行速度が得られる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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