(57)【要約】【課題】レーザ加工を行った穴内から切断片を確実に除去することができるレーザ加工方法を提供する。【解決手段】板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法であって、前記穴１の内側からレーザ加工を開始する工程と、レーザ加工位置が前記穴の輪郭線の位置に達したときに、当該輪郭線Ｌに沿ってレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程と、前記輪郭線Ｌに沿ってのレーザ加工の終了時に、当該加工終了位置ＬＣから前記穴１の中心位置又は重心位置方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程と、前記中心位置又は重心位置を間にして前記加工終了位置ＬＣの反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程と、前記加工終了位置ＬＣの反対側における輪郭線位置ＬＰにレーザ加工ヘッドが達した後に、当該反対側位置から前記加工終了位置側へ戻すときに、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法であって、
（ａ）前記穴の内側からレーザ加工を開始する工程、
（ｂ）レーザ加工位置が前記穴の輪郭線の位置に達したときに、当該輪郭線に沿ってレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程、
（ｃ）前記輪郭線に沿ってのレーザ加工の終了時に、当該加工終了位置から前記穴の中心位置又は重心位置方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する工程、
（ｄ）前記中心位置又は重心位置を間にして前記加工終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程、
（ｅ）前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達した後に、当該反対側位置から前記加工終了位置側へ戻すときに、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する工程、
の各工程を備えていることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法において、前記加工終了位置から前記中心位置付近又は重心位置付近に移動したときに、当該中心位置付近又は重心位置付近においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工方法において、前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達したときに、当該反対側位置においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のレーザ加工方法において、前記中心位置付近又は重心位置付近から前記反対側位置に達し、かつ前記加工終了位置側に戻すとき、アシストガスの噴射を継続して行う工程、を備えていることを特徴と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、板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法に係り、さらに詳細には、レーザ加工によって穴加工を行ったときに生じた切断片（切抜片）が穴内に引っ掛かった状態になることを防止することのできるレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ加工によって板状のワークに、例えば丸形状や四角形状などの種々の形状の穴加工が行われている。上述のように、レーザ加工によってワークに穴加工を行うと、カーフ幅が狭いので、穴の内側に切断された切断片が穴内に引っ掛かることがある。ましてファイバーレーザによるレーザ加工においてはＣＯ2 レーザの場合よりも前記カーフ幅はさらに狭くなり、前記引っ掛かりを生じ易いものである。
【０００３】
上述のように、ワークに切断片が引っ掛かった状態になると、ワークテーブルに対するワークの相対的な移動時に、ワークテーブルとワークとの間に切断片が入り込み、ワークに裏傷を生じることがある。そこで、ワークに穴加工を行った後に、切断片を穴内から強制的に落下するための切断分離装置を備えることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３６７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載の構成は、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドを上下動自在に備え、かつレーザ加工ヘッドとは別個に切断分離装置を備えた構成である。そして、ワークに穴加工を行った後に、レーザ加工ヘッドを上昇し、この上昇したレーザ加工ヘッドの下側に前記切断分離装置を位置決めして、切断片を強制的に落下する構成である。したがって、全体的構成が複雑であると共に、例えば複数箇所に穴加工を連続的に行う場合、非能率的である、という問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、板状のワークに穴加工を行うレーザ加工方法であって、前記穴の内側からレーザ加工を開始する（ａ）工程と、レーザ加工位置が前記穴の輪郭線の位置に達したときに、当該輪郭線に沿ってレーザ加工ヘッドを相対的に移動する（ｂ）工程と、前記輪郭線に沿ってのレーザ加工の終了時に、当該加工終了位置から前記穴の中心位置又は重心位置方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する（ｃ）工程と、前記中心位置又は重心位置を間にして前記加工終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する（ｄ）工程と、前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達した後に、当該反対側位置から前記加工終了位置側へ戻すときに、前記レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴射する（ｅ）工程と、の各工程を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記レーザ加工方法において、前記加工終了位置から前記中心位置付近又は重心位置付近に移動したときに、当該中心位置付近又は重心位置付近においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記レーザ加工方法において、前記加工終了位置の反対側における輪郭線位置にレーザ加工ヘッドが達したときに、当該反対側位置においてレーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止し、所定時間アシストガスを噴射する工程、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記レーザ加工方法において、前記中心位置付近又は重心位置付近から前記反対側位置に達し、かつ前記加工終了位置側に戻すとき、アシストガスの噴射を継続して行う工程、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レーザ加工によってワークに穴加工を行った後、切断片を穴内から落下するために、前記切断片の中心位置付近から切断終了位置の反対側へレーザ加工ヘッドを移動するときに、アシストガスを噴射する。したがって、前記中心位置付近又は重心位置付近にアシストガスの噴射による圧力が最初に作用し、切断片の落下を効果的に行うことができ、前述した如き問題を解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ加工方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
レーザ加工機によって板状のワークに穴加工を行う場合、例えば丸形状や四角形状などの種々の形状の穴を切断加工することができる。しかし、穴加工としては丸形状や四角形状などの加工が多いものである。そして、例えば一辺が５mm〜３０mm程度の小さな四角形状の穴加工を行うときに、上記穴内に切断片が引っ掛かることが多いものである。なお、レーザ加工機は既によく知られた構成であるから、レーザ加工機の構成についての詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１を参照するに、板状のワークＷに、例えば一辺が５mm〜３０mm程度の小さな四角形状の穴１のレーザ加工を行う場合、前記穴１の内側からレーザ加工を開始する。この場合、前記穴１の中心位置付近又は重心位置付近にピアシング加工を行い、このピアシング加工位置Ｐから前記穴１の輪郭線Ｌ方向へレーザ加工を行う。そして、レーザ加工が前記輪郭線Ｌの位置に達すると、輪郭線Ｌとレーザ加工位置との交差位置ＬＣから輪郭線Ｌに沿ってレーザ加工が行われる。
【００１４】
そして、穴１の輪郭線Ｌに沿ってレーザ加工が進行し、前記交差位置ＬＣに達してレーザ加工が一巡すると、穴１のレーザ加工が終了することになり、レーザ光の照射とアシストガスの噴射（噴出）は停止される。なお、レーザ加工が終了した加工終了位置と前記交差位置ＬＣはレーザ光の半径だけずれた状態にあるが、前記交差位置ＬＣと加工終了位置とを同一視しても何等問題ないものである。したがって、交差位置ＬＣと加工終了位置は同義とする。
【００１５】
前述のごとく穴１のレーザ加工を行うとき、レーザ加工ヘッドからアシストガスが噴出（噴射）されているので、穴１の加工を行った際の切断片（切抜片）３の加工終了位置（交差位置）ＬＣに噴出されたアシストガスによって、切断片３の加工終了位置ＬＣ側が下方向へ吹かれるものである。
【００１６】
したがって、切断片３は穴１内において、例えば図１（Ｂ）に示すように傾斜して引っ掛かることがある。また、図１（Ｃ）に示すように、切断片３における加工終了位置ＬＣ側が穴１の下方向に移動し、上記加工終了位置ＬＣの反対側が穴１に引っ掛かることがある。なお、穴１から落下した切断片３はスクラップボックス（図示省略）内へ落下するものである。
【００１７】
上述のように、ワークＷに加工した穴１内に切断片３が引っ掛かると、ワークＷの移動時に、ワークテーブルとワークＷとの間に切断片３が入り込み、ワークＷの裏面に裏傷を生じることがある。また、切断片７が引っ掛るとレーザ加工ヘッドの相対的な移動の際にレーザ加工ヘッドと切断片が干渉することもある。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、レーザ加工を行った前記穴１内から前記切断片３を確実に落下するための動作を行うものである。
【００１９】
すなわち、前述したように、穴１の輪郭線Ｌに沿ってレーザ加工を行い、加工終了位置ＬＣに達したときに、レーザ光の照射及びアシストガスの噴出を停止してレーザ加工を終了する。その後、レーザ加工ヘッドの高さ位置を変えることなく、前記加工終了位置ＬＣから穴１の中心位置付近又は重心位置付近或は前記ピアシング加工位置Ｐ方向へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する。そして、中心位置又は重心位置（以後、中心位置と称す）を間にして前記加工終了位置ＬＣの反対側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、前記中心位置付近においてレーザ加工ヘッドからレーザ加工時と同じ又はより高圧の圧力でもってアシストガスを噴出（噴射）する。
【００２０】
この際、レーザ加工ヘッドが前記穴１の中心位置付近に達したときに、レーザ加工ヘッドの相対的な移動を一時停止してアシストガスを噴出するものである。そして、アシストガスを噴出した状態でもって前記加工終了位置ＬＣの反対側においての穴１の輪郭線Ｌの位置又は輪郭線Ｌに近接した位置（これらの各位置は、以後輪郭線位置ＬＰと称す）に達したときに移動を一時停止する。その後、前記加工終了位置ＬＣ側へ戻ることになる。上述のように、加工終了位置ＬＣ側へ戻る際にもアシストガスを噴出するものである。
【００２１】
すなわち、前記穴１の中心位置付近から前記輪郭線位置ＬＰへの移動時及び前記輪郭線位置ＬＰから前記加工終了位置ＬＣ側への戻り時に、レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴出するものである。この際、アシストガスの噴出は、連続した噴出であっても、パルス的にアシストガスを噴出してもよいものである。そして、前記加工終了位置ＬＣに戻ったときにアシストガスの噴出を停止するものである。
【００２２】
以上のごとき説明より理解されるように、加工終了位置ＬＣから反対側の輪郭線位置ＬＰにレーザ加工ヘッドを相対的に移動するとき、切断片３の中心位置付近において移動を一時停止する。そして、この停止位置においてアシストガスを所定時間噴出するものである。したがって、切断片３が、図１（Ｂ）に示すように僅かに傾斜して穴１内に引っ掛かった状態にある場合、切断片３の中心位置付近にアシストガスの噴出による圧力が最初に作用する。そして、アシストガスが所定時間集中して噴出されることになる。
【００２３】
よって、切断片３の中心位置付近が下方向へ押圧されることとなり、切断片３全体がほぼ水平状態を保持して落下するように押圧されることになる。そして、中心位置付近から輪郭線位置ＬＰへ移動するときにも、アシストガスを噴出するものである。したがって、アシストガスの噴出によって切断片３を下方向に押圧する位置が変化し、穴１内から落下する傾向にある切断片３の輪郭線位置ＬＰ側を押圧して、切断片３に上下方向の揺動を付与する傾向にある。よって、切断片３の落下をより確実に行うことができるものである。
【００２４】
また、前記中心位置付近から輪郭線位置ＬＰ側へ移動するときにアシストガスを噴出しており、かつ輪郭線位置ＬＰにおいて移動を一時停止する。そして、この停止した状態においてアシストガスの噴出を所定時間行うものである。したがって、図１（Ｃ）に示すように、切断片３が予め大きく傾斜して、輪郭線位置ＬＰ付近が穴１に引っ掛かった状態にある場合には、切断片３の引っ掛かっている上部付近にアシストガスが集中して噴出されることとなり、切断片３の落下をより確実に行うことができるものである。
【００２５】
既に理解されるように、穴１のレーザ加工の終了後、加工終了位置ＬＣから中心位置付近へレーザ加工ヘッドを相対的に移動し、この中心位置付近から輪郭線位置ＬＰへレーザ加工ヘッドを相対的に移動するときに、レーザ加工ヘッドからアシストガスを噴出することにより、穴１に対する切断片３の引っ掛かりをより確実に解除することができるものである。そして、本実施形態においては、輪郭線位置ＬＰから加工終了位置ＬＣへレーザ加工ヘッドを戻す工程においてもアシストガスの噴出を行うものであるから、切断片３の引っ掛かりの解除を、さらに確実に行うことができるものである。
【００２６】
ところで、穴１のレーザ加工の終了後に、加工終了位置ＬＣから穴１の中心位置側へレーザ加工ヘッドを相対的に移動する際にアシストガスを噴出することも可能である。この場合、例えば図１（Ｂ）に示すごとき状態にある切断片３の加工終了位置ＬＣ付近にアシストガスを噴出することになる。したがって、切断片３の加工終了位置付近がアシストガスの噴出によって下方向へ押圧されて、図１（Ｃ）に示すごとき状態に変化することがある。
【００２７】
この場合、穴１の切断終了時に、最初から図１（Ｃ）に示すごとき状態になった場合とは異なり、アシストガスの噴出に起因して図１（Ｃ）に示すごとき状態となったものである。したがって、穴１に引っ掛かっている切断片３の挟み込みの力はアシストガスの噴出に起因してより大きくなるものである。よって、切断片３の引っ掛かり解除はより難しくなるので、前記加工終了位置ＬＣから中心位置付近への移動時にアシストガスを噴出することは望ましいものではない。
【００２８】
ところで、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能なものである。すなわち、穴１に対する切断片３の引っ掛かりを解除するために噴出するアシストガスの噴出圧をより増圧することも可能である。また、レーザ加工ヘッドに備えたノズルの周囲の適数箇所に、高圧エア（アシストガス）を噴出する引っ掛かり解除用ノズルを別個に備え、このノズルから高圧エアを穴１内へ指向して噴出して、切断片３の引っ掛かりを解除する構成とすることも可能である。
【００２９】
以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態によれば、レーザ加工によって穴加工を行った後に、上記穴内へアシストガスを噴出して、穴内の切断片３を下方向に落下するものであるから、簡単な構成でもって実施可能である。そして、穴加工が連続的に行われるような場合、レーザによる穴加工の終了後に直ちに穴内へアシストガスを噴射することができ、連続的な穴加工を能率よく行い得るものである。
【符号の説明】
【００３０】
１    穴
３    切断片（切抜片）
Ｗ    ワーク
Ｐ    ピアシング加工位置
Ｌ    輪郭線
ＬＣ    交差位置（加工終了位置）
ＬＰ    輪郭線位置
【図１】
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