(57)【要約】【課題】目的の図形に対応させた経路の一部に被切断材と接続する接続部を形成する。【解決手段】レーザ切断ノズルから被切断材１に対して該被切断材１を切断するのに適した切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置でレーザ切断ノズルを目的の図形２に対応させた経路３で移動させて切断する際に、一部の区間で、切断速度を前記被切断材を切断するのに適した切断速度よりも上昇させる条件、レーザの平均出力を前記被切断材を切断するのに適したレーザの平均出力よりも低下させる条件、アシストガス圧を前記被切断材を切断するのに適したアシストガス圧よりも低下させる条件、レーザ光の焦点位置を前記被切断材を切断するのに適した焦点位置よりも被切断材の板厚の内部方向に移動させる条件、を選択して被切断材に対する切断能力を低下させることで被切断材と目的の図形を接続する接続部を形成する。【選択図】        図１
2011235291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ切断ノズルから被切断材に対して該被切断材を切断するのに適した切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置でレーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させて切断する際に、
レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させている過程に於ける一部の区間で、
切断速度を前記被切断材を切断するのに適した切断速度よりも上昇させる条件、
レーザの平均出力を前記被切断材を切断するのに適したレーザの平均出力よりも低下させる条件、
アシストガス圧を前記被切断材を切断するのに適したアシストガス圧よりも低下させる条件、
レーザ光の焦点位置を前記被切断材を切断するのに適した焦点位置よりも被切断材の板厚の内部方向に移動させる条件、
からなる条件の中から一つの条件又は複数の条件を選択して被切断材に対する切断能力を低下させることで被切断材と目的の図形を接続する接続部を形成することを特徴とするレーザ切断方法。
【請求項２】
前記レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させている過程に於ける一部の区間で、被切断材に対する切断能力を低下させることで被切断材と目的の図形とを接続する接続部を形成した後、被切断材を切断するのに適した切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置に復帰させてレーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させて切断することを特徴とする請求項１に記載したレーザ切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ切断ノズルから被切断材に向けてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して該被切断材から目的の図形を切断する際に、目的の図形と被切断材とを接続する接続部を形成し得るようにしたレーザ切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属からなる被切断材を切断する際に、レーザ切断法を採用することがある。このレーザ切断法は、レーザ切断ノズルから被切断材に向けてレーザ光を照射すると共にアシストガスを噴射して母材を蒸発又は溶融させ、且つ生成した溶融物を母材から排除しつつ、レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させることで連続した溝を形成して切断するものである。
【０００３】
被切断材に対してレーザ切断を行う場合、切断定盤上に被切断材を載置した後、この被切断材に厚さ方向の貫通孔を形成（ピアシング）して切断開始点とし、レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させることで、被切断材から目的の図形を切り離すのが一般的である。このような切り離し切断を行った場合、目的の図形に対応した形状に切断された製品と製品が切り離された被切断材の残材が、互いに独立した状態で切断定盤上に存在することになる。このため、切断作業が終了した後、切断定盤から残材を排出する作業と、切断定盤から製品を排出する作業とを個別に行うことが必要となる。このように切断定盤から残材と製品の排出を分けて行うことは、作業が繁雑となり且つ切断定盤上での作業時間がながくなる虞がある。
【０００４】
このため、図７に示すように、被切断材５１から目的の図形５２を切断する際に、両者を接続する接続部５３を設けておくようにすることがある。この場合、被切断材の切断が終了した後、該被切断材５１を切断定盤から排出すると同時に目的の図形５２も排出することが可能であり、排出作業の短縮化をはかることができる。
【０００５】
上記切断について簡単に説明する。図７（ａ）に示すように、被切断材５１に於ける目的の図形５２に対応する経路５４から外れた位置５５でピアシングを行った後、経路５４に沿って矢印方向にレーザ切断ノズルを移動させて切断する。そして、経路５４上に予め設定された接続部５３の中断点５３ａまで切断したとき、レーザ切断ノズルを経路５４から離脱させ、点５６で切断を停止する。その後、経路５４から離隔した点５７でピアシングを行って切断を再開し、経路５４上の再開点５３ｂから残りの経路５４に沿ってレーザ切断ノズルを移動させることで、目的の図形５２である製品を切断する。
【０００６】
上記の如くしてレーザ切断を行うことで、図７（ｂ）に示すように、製品５２と被切断材５１とは、切断の中断点５３ａから再開点５３ｂまでの長さＬと板厚Ｔに相当する寸法を持った面積を持った接続部５３によって接続されることとなる。このため、切断定盤上から排出する際には、被切断材５１と製品５２を１枚の材（被切断材５１）として取り扱うことができる。従って、切断後の被切断材５１と製品５２の排出作業が極めて容易となり、これに伴って、切断定盤上に新たな被切断材を搬入する作業に着手するまでの時間を短縮することが可能となる。
【０００７】
そして、切断定盤から排出された製品５２との間に接続部５３を有する被切断材５１は、後続工程に送られて製品５２を被切断材５１から分離する作業が行われる。この分離作業は、作業員がプラスチックハンマー等を用いて接続部５３の周囲に衝撃を与えることで行われるのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の如く、製品５２と被切断材５１とを接続させた状態で切断する場合、接続部５３は中断点５３ａから再開点５３ｂまでの寸法Ｌと板厚Ｔとの積からなる面積を有する。このため、板厚が大きくなると、接続部の面積が大きくなって衝撃を加えても被切断材と製品の分離が困難になるという問題が生じている。
【０００９】
上記問題を解決するために、接続部に於ける中断点から再開点までの寸法Ｌを小さくすることが有効であるが、この寸法を小さくすると、中断点で加えられた熱や、再開点で加えられた熱の影響を受けて接続部を構成する母材が溶融してしまい、製品を被切断材に接続しておくのに十分な強度を発揮し得なくなるという問題が派生している。
【００１０】
また、切断を中断した後、ピアシングして切断を再開するため、切断に要する作業時間がながくなるという問題が生じる。更に、切断を停止する位置やピアシング位置は目的の図形の経路から外れた位置、即ち、残材側に設定されるため、この分、製品を切断した後の残材に於ける切断が可能な面積が減少することとなり、材料の歩留まりが低下するという問題も生じる。
【００１１】
本発明の目的は、目的の図形に対応させた経路の一部を、切断能力を低下させて被切断材に対するレーザ切断を行うことによって、レーザ切断ノズルを経路に沿って連続的に移動させながら、該経路の一部に目的の図形と被切断材とを接続する接続部を形成し得るようにしたレーザ切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るレーザ切断方法は、レーザ切断ノズルから被切断材に対して該被切断材を切断するのに適した切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置でレーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させて切断する際に、レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させている過程に於ける一部の区間で、切断速度を前記被切断材を切断するのに適した切断速度よりも上昇させる条件、レーザの平均出力を前記被切断材を切断するのに適したレーザの平均出力よりも低下させる条件、アシストガス圧を前記被切断材を切断するのに適したアシストガス圧よりも低下させる条件、レーザ光の焦点位置を前記被切断材を切断するのに適した焦点位置よりも被切断材の板厚の内部方向に移動させる条件、からなる条件の中から一つの条件又は複数の条件を選択して被切断材に対する切断能力を低下させることで被切断材と目的の図形を接続する接続部を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
上記レーザ切断方法に於いて、前記レーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させている過程に於ける一部の区間で、被切断材に対する切断能力を低下させることで被切断材と目的の図形とを接続する接続部を形成した後、被切断材を切断するのに適した切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置に復帰させてレーザ切断ノズルを目的の図形に対応させた経路で移動させて切断することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るレーザ切断方法では、被切断材に対する切断作業を中断することなく、被切断材から目的の図形に対応させた経路に、被切断材と目的の図形とを接続する接続部を形成することができる。即ち、レーザ切断ノズルを移動させる過程の一部の区間で、被切断材を切断するのに適した切断能力よりも低下させた切断能力で切断することによって、被切断材の表面側から厚さ方向に貫通することのない切溝を形成することができる。この切溝によって、被切断材の裏面側に接続部を形成することができる。
【００１５】
上記切溝の深さは切断能力を低下させる度合いに応じて変化させることが可能である。即ち、切断能力を決定する条件である、切断速度、レーザの平均出力、アシストガス圧、レーザ光の焦点位置、の中から選択された１又は複数の条件を切断能力を低下させるように設定することで、切溝の深さを調整し、これにより接続部に於ける目的の図形と被切断材との接続部の面積を調整することができる。
【００１６】
従って、レーザ切断が終了した被切断材を切断定盤から排出する際には、被切断材と目的の図形とが接続された状態として排出作業を容易に且つ短時間で行うことができる。また、後工程で被切断材と目的の図形とを分離する際には、接続部に適度な衝撃を加えることで、両者を容易に分離することができる。
【００１７】
更に、目的の図形に対応させた経路の一部で切断能力を低下させて接続部を形成した後、被切断材を切断するのに適した切断能力に復帰させて切断することで、レーザ切断ノズルを目的の図形の経路から逸脱させることなく連続的に切断することができる。このため、被切断材には最初のピアシング以外にピアシングを行う必要がなく、無駄な時間をなくして切断作業を行うことができる。
【００１８】
特に、切断を開始する際のピアシング以外のピアシングを行うことがないため、被切断材には初期のピアシングに連続した部分と切断を終了する部分とが目的の図形に対応させた経路と連続した切溝が形成されるものの、他の部位に余分な切溝が形成されることがない。従って、目的の図形を切断した後の残材に於ける切断可能面積を大きくすることが可能となり、材料歩留まりの向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】被切断材を切断するための構成を模式的に説明する図である。
【図２】被切断材と目的の図形との間を接続する接続部の例を説明する図である。
【図３】切断速度を適正速度よりも低下させたときの接続部の形状を説明する図である。
【図４】切断速度を適正速度よりも低下させたときの接続部の形状を説明する図である。
【図５】平均出力条件を適正出力から減少させたときの接続部の形状を説明する図である。
【図６】平均出力条件を適正出力から減少させたときの接続部の形状を説明する図である。
【図７】従来より行われていた被切断材と目的の図形との間を接続する接続部の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るレーザ切断方法について説明する。本発明に係るレーザ切断方法は、図１に示すように、被切断材１から目的の図形（「製品」ともいう）２に対応させた経路（以下「予定切断線」又は「切溝」という）３をレーザ切断する際に、該予定切断線３の一部に被切断材１と目的の図形２とが接続する接続部４を設けるものである。そして、この接続部４を設けることで、切断が終了した後、被切断材１を切断定盤から排出する際の作業を容易に行うと共に、排出された被切断材１から切断された製品２を容易に分離し得るようにしたものである。
【００２１】
本発明に於いて、被切断材１と目的の図形２とを接続する接続部４の形状は限定するものではない。しかし、本発明に係るレーザ切断方法が、予定切断線３に沿った切断を継続して行いつつ、一部で被切断材１を切断するのに適した切断条件（適正切断条件）よりも切断能力を低下させた条件（能力低下条件）で切断することによって接続部４を形成するものであるため、被切断材１の上面側には連続した切溝３が形成され、接続部４は被切断材１の裏面側に形成される。
【００２２】
また、接続部４の面積も限定するものではなく、目的の図形２を切断した後の被切断材１を切断定盤から排除する際に、該図形２の重量がかかったとき簡単に破断されることがなく、且つ被切断材１から目的の図形２を分離して製品とする際に衝撃を加えたときに容易に分離し得るような面積であることが好ましい。
【００２３】
しかし、被切断材１と製品２を分離する際に大きな衝撃を加えることは好ましいことではないため、製品２の重量が大きくなるような場合、予定切断線３上に２箇所、或いはそれ以上の接続部４を形成することが好ましい。即ち、本発明に於いて、予定切断線３上に形成する接続部４の数は限定するものではなく、目的の図形２の面積と被切断材１の板厚等の条件に応じて適宜数の接続部４を形成することが好ましい。
【００２４】
被切断材１と目的の図形２を接続する接続部４は、図形２に対応させた予定切断線３が途切れることがない状態で形成される。即ち、被切断材１の上面側から厚さ方向に向かって裏面に貫通することのない連続した切溝３が形成され、この結果、被切断材１の裏面側に、切溝３の未貫通部分の高さｈ（非切断部分に於ける被切断材１の厚さ）と、未貫通部分の長さＬ（非切断部分に於ける予定切断線３に沿った長さ）と、に応じた面積を持った接続部４が形成される。
【００２５】
接続部４に於ける長さＬは、被切断材１に接続部４を形成する際に切断能力を低下させる区間の長さであり、切断能力を低下させておく時間に応じて設定される。この切断能力を低下させておく時間を短くすることは、接続部４の長さを短くすることであり、切断時に発生する熱によって接続部４を形成すべき母材が溶融してしまう虞が生じる。また、切断能力を低下させておく時間を長くすることは、接続部４の長さを長くすることであり、長くし過ぎると被切断材１から製品２を分離する作業が困難になる虞が生じる。
【００２６】
接続部４に於ける高さｈは、被切断材１に接続部４を形成する際に切断能力を低下させたときの低下の度合いに応じて設定される。即ち、切断能力を低下させる度合いが小さいと、高さｈの寸法が大きくなって被切断材１から製品２を分離する作業が困難になる虞が生じ、切断能力を低下させる度合いが大きいと、高さｈの寸法が小さくなって接続部４としての機能を発揮し得なくなる虞がある。
【００２７】
本発明に於いて、接続部４を形成する際の能力低下条件とは、切断速度を被切断材１を切断するのに適した切断速度よりも上昇させる条件（速度条件）、レーザの平均出力を被切断材１を切断するのに適したレーザの平均出力よりも低下させる条件（平均出力条件）、アシストガス圧を被切断材１を切断するのに適したアシストガス圧よりも低下させる条件（アシストガス条件）、レーザ光の焦点位置を被切断材１を切断するのに適した焦点位置よりも被切断材の板厚の内部方向に移動させる条件（焦点条件）、である。そして、これらの中の一つの条件を選択して、或いは複数の条件を選択して組み合わせることで、予定切断線３の一部に接続部４を形成することが可能である。
【００２８】
接続部４を形成する際に速度条件を選択した場合、被切断材１を切断するのに適した切断速度（適正速度）をどの程度上昇させるかは限定するものではなく、形成すべき接続部４の面積や形状に応じて設定することが好ましい。特に、切断速度を変化させる場合、現在の速度から変化させる速度に移行するまでに時間（立ち上がり時間、立下り時間）が必要なため、接続部４の形状は被切断材１の裏面を底辺とする三角形又は台形となる。
【００２９】
また、平均出力条件を選択した場合、切断に適した平均出力（適正平均出力）をどの程度まで低下させるかは限定するものではない。レーザ発振器の出力を変化させるのに要する時間は極めて短時間であり、平均出力は瞬時に変更されるため、接続部４の形状は略四角形となる。
【００３０】
また、アシストガス条件を選択した場合、切断に適したアシストガス圧（適正圧力）をどの程度低下させるかについても限定するものではない。アシストガスを変化させる場合、アシストガスの供給装置からレーザ切断ノズルまでは距離があるため、アシストガスの圧力を変化させる指令が出てから実際に圧力が変わるまでに時間がかかる。このため、接続部４の形状は略三角形となる。
【００３１】
また、焦点条件を選択した場合、切断に適した焦点（適正焦点）をどのように変化させるかは限定するものではない。焦点位置の変更はモータによってレーザ切断ノズルを昇降させるか、レンズを昇降させることで行われ、レーザ発振器からレーザ光が出射されている状態で焦点位置が変化する。このため、接続部４の始点４ａ側と終点４ｂ側には傾斜部分が形成されることとなり、全体として形状は台形状となる。
【００３２】
被切断材１に対し目的の図形２をレーザ切断する際に、レーザ切断ノズルを移動させる装置構成については限定するものではない。被切断材１をレーザ切断する切断装置としては、切断ロボットや、図面をトレースすると同時に同一経路で移動させるように構成したものがある。
【００３３】
本実施例では、図１に模式的に示すように、切断定盤１１を挟んで敷設された一対のレール１２に走行可能に載置された門型のフレーム１５と、該フレーム１５に搭載されてレール１２の敷設方向に対し直交する方向に横行する横行キャリッジ１６と、横行キャリッジ１６に搭載されたレーザ切断ノズル１７と、レーザ切断ノズル１７と接続されたレーザ発振器１８と、フレーム１５の走行及び横行キャリッジ１６の横行、レーザ発振器１８の動作等を含む切断に必要な一連の制御を行う数値制御（ＮＣ）装置を内蔵した制御盤１９と、を有するレーザ切断装置２０を用いている。
【００３４】
レーザ切断ノズル１７には図示しないアシストガスの供給装置が接続されている。このアシストガスの供給装置は、ボンベや工場内配管等の酸素ガスの供給源と、供給された酸素ガスの圧力を適正圧力に調整し、又は適正圧力よりも低い圧力に調整する圧力調整器と、を有して構成されている。
【００３５】
レーザ切断ノズル１７にはレーザ光を集光する図示しないレンズが内蔵されている。このレンズはレーザ切断ノズル１７に固定され、或いはレーザ切断ノズル１７内でレーザ光の光軸に沿って移動し得るように構成されている。このため、レーザ切断ノズル１７及びレーザ切断ノズル１７に内蔵されたレンズを被切断材１の表面に対し接近させ、或いは離隔させることで被切断材１に対する焦点位置を適正焦点に、或いは切断能力を低下させた位置に調整することが可能である。
【００３６】
制御盤１９に内蔵されたＮＣ装置には、予め設定された被切断材１から切断すべき図形２の情報が入力されると共に該図形２に於ける接続部４の形成位置が入力される。また、ＮＣ装置には、フレーム１５の走行速度及び横行キャリッジ１６の横行速度を合成した速度からなる速度条件、レーザ発振器１８の平均出力からなる平均出力条件、アシストガス圧からなるアシストガス条件、レーザ光の焦点位置からなる焦点条件、に対する適正切断条件、及び前記各条件の中から選択された１又は複数の条件の能力を低下させる能力低下条件が入力される。
【００３７】
そして、切断定盤１１に被切断材１を載置し、レーザ切断装置２０を稼動させて該被切断材１から図形２を切断する。このとき、被切断材１に対して図形２を切断するための予定切断線３の情報と接続部４の情報、該図形２を切断するための情報に応じた適正条件及び能力低下条件に応じて、フレーム１５、横行キャリッジ１６、レーザ発振器１８、レーザ切断ノズル１７に接続されたアシストガス供給装置が制御され、被切断材１との間に接続部４が形成された図形２が切断される。
【００３８】
上記の如くして被切断材１と図形２との間に接続部４を形成して切断を終了した後、被切断材１を切断定盤１１から図示しない分離ヤードに搬送する。被切断材１を搬送する際に、幅方向の両側にフックを引っ掛けてクレーンによって吊り上げたとき、図形２は被切断材１と共に吊り上げられるため、一度の作業で被切断材１及び図形２を切断定盤１１上から排出することが可能となる。
【００３９】
本件発明者等は、被切断材１と図形２との間に接続部４を形成する際に、前述した速度条件、平均出力条件、アシストガス条件、焦点条件を変化させ、形成された接続部４を判定する実験を行った。
【００４０】
この実験は、材質；ＳＳ４００、板厚；６ｍｍ、１２ｍｍ、１６ｍｍ、１９ｍｍ、２２ｍｍ、レーザ発振器；ピーク出力４０００Ｗの炭酸ガスレーザ、アシストガス；酸素ガスで行った。尚、適正な切断速度、適正なアシストガス圧は板厚に対応して変化する。
【００４１】
速度条件は、適正速度から１５０％〜３５０％の範囲で５０％毎に上昇させるように変化させた。また、平均出力条件はデューティ比を１０％〜３０％の範囲で１０％毎に減少させるように変化させた。また、圧力条件は適正圧力から１０％〜３０％の範囲で１０％毎に低下させるように変化させた。また、焦点条件は被切断材１の表面から２ｍｍ〜６ｍｍの範囲で２ｍｍ毎に内部に入り込むように変化させた。更に、適正条件を能力低下条件に変化させる長さ（接続部４の長さＬに対応する長さ）は２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で２ｍｍ毎に変化させた。尚、実験に際し、変数は一つとし、他の条件は適正条件で保持した
【００４２】
上記実験の結果、板厚が薄い鋼板、例えば板厚が６ｍｍの鋼板を切断する場合、速度条件を１５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。また、速度条件を２００％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜６ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００４３】
速度条件を２５０％〜３５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが６ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった（図３参照）。図に示すように、接続部４の形状は略三角形となり、能力低下条件を過酷にする程、面積を大きくすることが可能である。
【００４４】
また、板厚を厚くしてゆき、例えば板厚が１２ｍｍの鋼板を切断する場合、速度条件を１５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ、４ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうものの、前記長さが６ｍｍよりも大きい範囲では良好な接続部４を形成することが可能であった（図４参照）。
【００４５】
また、速度条件を２００％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが６ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であるものの、８ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。
【００４６】
また、速度条件を２５０％、３００％の範囲としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが４ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であるものの、６ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。
【００４７】
また、速度条件を３５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さを４ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。
【００４８】
また、板厚が１６ｍｍの鋼板を切断する場合、速度条件を１５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ、４ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうものの、前記長さが６ｍｍよりも大きい範囲では良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００４９】
また、速度条件を２００％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ、４ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが６ｍｍでは切断そのものが不可能であった。
【００５０】
また、速度条件を２５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが４ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であるものの、６ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。
【００５１】
また、速度条件を３００％、３５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さを４ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。
【００５２】
更に、板厚が１９ｍｍの鋼板を切断する場合、速度条件を１５０％としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうものの、前記長さが４ｍｍよりも大きい範囲では良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００５３】
また、速度条件を２００％〜３００％の範囲としたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であった。前記長さを４ｍｍよりも大きくした場合、切断そのものが不可能であった。更に、速度条件を３５０％とした場合、能力低下条件の長さを２ｍｍにした場合でも切断そのものが不可能であった。
【００５４】
更に、板厚が２２ｍｍの鋼板を切断する場合、速度条件を１５０％〜３５０％の範囲としたときには、能力低下条件に変化させる長さを２ｍｍとしたとき良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、前記長さが４ｍｍよりも大きい範囲では切断そのものが不可能であった。
【００５５】
上記結果から、切断すべき板厚に応じて変化するものの、切断条件を選択した場合、適正速度よりも上昇させた能力低下条件を設定することによって、被切断材１から図形２を切断する過程で接続部４を形成することが可能であるといえる。
【００５６】
平均出力条件は、適正出力のデューティ比を１０％〜３０％の範囲で１０％毎に減少させるように変化させた。板厚が６ｍｍの鋼板を切断する場合、デューティ比を１０％、２０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した（図５参照）。
【００５７】
また、デューティ比を３０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ、４ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。しかし、能力低下条件に変化させる長さが６ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。図５に示すように、接続部４の形状は略四角形となり、能力低下条件を過酷にする程、面積を大きくすることが可能である。
【００５８】
板厚が１２ｍｍの鋼板を切断する場合、デューティ比を１０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した（図６参照）。
【００５９】
また、デューティ比を２０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ、４ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。また、能力低下条件に変化させる長さが６ｍｍのときには良好な接続部４を形成することが可能であったが、８ｍｍのときには通常の切り離し切断が行われてしまった。
【００６０】
また、デューティ比を３０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜６ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。しかし、能力低下条件に変化させる長さが８ｍｍよりも大きい範囲では切断そのものが不可能であった。
【００６１】
板厚が１６ｍｍの鋼板を切断する場合、デューティ比を１０％、２０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００６２】
また、デューティ比を３０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で切断そのものが不可能であった。
【００６３】
板厚が１９ｍｍの鋼板を切断する場合、デューティ比を１０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００６４】
また、デューティ比を２０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。また、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００６５】
また、デューティ比を３０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で切断そのものが不可能であった。
【００６６】
板厚が２２ｍｍの鋼板を切断する場合、デューティ比を１０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００６７】
また、デューティ比を２０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。また、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍ〜８ｍｍのときには良好な接続部４を形成することが可能であったが、１０ｍｍのときには切断が不可能であった。
【００６８】
また、デューティ比を３０％減少させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍのとき良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍよりも大きい範囲では切断そのものが不可能であった。
【００６９】
上記結果から、切断すべき板厚に応じて変化するものの、平均出力条件を選択した場合、適正出力よりもデューティ比を減少させた能力低下条件を設定することによって、被切断材１から図形２を切断する過程で接続部４を形成することが可能であるといえる。
【００７０】
圧力条件は、適正圧力から１０％〜３０％の範囲で１０％毎に低下させるように変化させた。板厚が６ｍｍの鋼板を切断する場合、適正圧力は０．０３４ＭＰａである。この適正圧力を１０％低下させたとき、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００７１】
また、圧力条件を２０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが１０ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。また、圧力条件を３０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが６ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００７２】
また、板厚が１２ｍｍの鋼板を切断する場合、適正圧力は０．０４１ＭＰａである。この適正圧力を１０％低下させたとき、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００７３】
また、圧力条件を２０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが１０ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。また、圧力条件を３０低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが６ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００７４】
また、板厚が１６ｍｍの鋼板を切断する場合、適正圧力は０．０４１ＭＰａであり、このアシストガスの外側に酸素ガスからなるシールドガスを噴射している。この適正圧力を１０％低下させたとき、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００７５】
また、圧力条件を２０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが８ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。また、圧力条件を３０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍよりも大きい範囲で良好な接続部４を形成することが可能であった。
【００７６】
また、板厚が１９ｍｍの鋼板を切断する場合、適正圧力は０．０４１ＭＰａであり、このアシストガスの外側に酸素ガスからなるシールドガスを噴射している。この適正圧力を１０％低下させたとき、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００７７】
また、圧力条件を２０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍ〜８ｍｍの範囲にあるとき良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、１０ｍｍとしたときには切断が不可能であった。また、圧力条件を３０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜４ｍｍの範囲にあるとき良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、６ｍｍよりも大きい範囲では切断が不可能であった。
【００７８】
また、板厚が２２ｍｍの鋼板を切断する場合、適正圧力は０．０４０ＭＰａであり、このアシストガスの外側に酸素ガスからなるシールドガスを噴射している。この適正圧力を１０％低下させたとき、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００７９】
また、圧力条件を２０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが４ｍｍ〜６ｍｍの範囲にあるとき良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、８ｍｍよりも大きい範囲では切断が不可能であった。また、圧力条件を３０％低下させたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では切断そのものが不可能であった。
【００８０】
上記結果から、切断すべき板厚に応じて変化するものの、圧力条件を選択した場合、適正圧力よりも低下させた能力低下条件を設定することによって、被切断材１から図形２を切断する過程で接続部４を形成することが可能であるといえる。
【００８１】
焦点条件は、被切断材１の表面から２ｍｍ〜６ｍｍの範囲で２ｍｍ毎に内部に入り込むように変化させた。板厚が６ｍｍの鋼板を切断する場合、焦点条件を２ｍｍ〜６ｍｍとした場合には、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。
【００８２】
また、板厚が１２ｍｍの鋼板を切断する場合、焦点条件を２ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。焦点条件を４ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であった。また、焦点条件を６ｍｍとしたときには、切断そのものが不可能であった。
【００８３】
また、板厚が１６ｍｍの鋼板を切断する場合、焦点条件を２ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。焦点条件を４ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが４ｍｍ〜８ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であったが、１０ｍｍのときには切断が不可能であった。また、焦点条件を６ｍｍとしたときには、切断そのものが不可能であった。
【００８４】
また、板厚が１９ｍｍの鋼板を切断する場合、焦点条件を２ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍでは接続部４を形成することなく、通常の切り離し切断が行われてしまうことが判明した。前記長さが４ｍｍ〜１０ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であった。また、焦点条件を４ｍｍ、６ｍｍとしたときには、切断そのものが不可能であった。
【００８５】
また、板厚が２２ｍｍの鋼板を切断する場合、焦点条件を２ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜６ｍｍでは良好な接続部４を形成することが可能であった。しかし、８ｍｍより大きい範囲では切断が不可能であった。焦点条件を４ｍｍ、６ｍｍとしたときには、能力低下条件に変化させる長さが２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では切断そのものが不可能であった。
【００８６】
上記結果から、切断すべき板厚に応じて変化するものの、焦点条件を選択した場合、焦点位置を被切断材１の表面から下降させた能力低下条件を設定することによって、被切断材１から図形２を切断する過程で接続部４を形成することが可能であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
上記の如く構成した本発明のレーザ切断方法では、大判の被切断材から複数の製品を切断するような場合に利用すると有利である。
【符号の説明】
【００８８】
１              被切断材
２              図形、製品
３              経路、予定切断線、切溝
４              接続部
１１            切断定盤
１２            レール
１５            フレーム
１６            横行キャリッジ
１７            レーザ切断ノズル
１８            レーザ発振器
１９            制御盤
２０            レーザ切断装置
【図１】
2011235291.tif 000003
【図２】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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