(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断対象物を切断して解体するためのレーザ切断装置であって、
レーザ光の出射口及びアシストガスの噴射口を備えたレーザ切断ヘッドと、前記噴射口に前記アシストガスを供給する配管に設けられた開閉弁と、前記レーザ切断ヘッドを保持し、前記切断対象物に対する前記レーザ切断ヘッドの配設位置及び姿勢を自在に調整可能であるように構成されたマニピュレータと、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードとして、厚板の切断に適した厚板切断モードを記憶しており、前記厚板切断モードの実行時には、前記開閉弁を閉制御した状態で前記切断対象物に照射した前記レーザ光を切断方向に移動させる加熱走行を行って、前記切断対象物に融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成し、次いで、前記開閉弁を開制御した状態で前記切断対象物に照射した前記レーザ光を前記切断方向に移動させる切断走行を行って、前記切断対象物を融点以上まで加熱し、
前記制御装置は、
前記加熱走行を行う際に、前記レーザ切断ヘッドから出射される前記レーザ光を前記切断対象物の表面にフォーカスさせ、
前記切断走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置が、前記加熱走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置に対して、前記切断方向と直交する方向にずれるように、前記マニピュレータの駆動を制御することを特徴とするレーザ切断装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードとして、薄板の切断に適した薄板切断モードを更に記憶しており、前記薄板切断モードの実行時には、前記加熱走行を行うことなく、前記切断走行のみを行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザ切断装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードを、前記厚板切断モードから前記薄板切断モードに、又は、前記薄板切断モードから前記厚板切断モードに切り替えるモード切替操作部を備えていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ切断装置。
【請求項４】
切断対象物を切断して解体するためのレーザ切断能力向上方法であって、
前記切断対象物である厚板の切断に際し、レーザ切断ヘッドから前記切断対象物に照射されたレーザ光を切断方向に移動させて、前記切断対象物に融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成する加熱走行と、前記レーザ切断ヘッドから前記切断対象物に照射されたレーザ光を前記切断方向に移動させて、前記切断対象物を融点以上まで加熱する切断走行とを行い、
前記加熱走行の実行時には、前記切断対象物に対するアシストガスの噴射を停止し、前記切断走行の実行時には、前記切断対象物に対して前記アシストガスを噴射し、
前記加熱走行を行う際に、前記レーザ切断ヘッドから出射される前記レーザ光を前記切断対象物の表面にフォーカスさせ、
前記切断走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置が、前記加熱走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置に対して、前記切断方向と直交する方向にずらすことを特徴とするレーザ切断能力向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ切断装置及びレーザ切断能力向上方法に係り、特に、厚板の切断に適したレーザ切断装置及びレーザ切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今後、東京電力福島第一原子力発電所をはじめ、軽水炉の廃止措置が予定されており、解体工期の短縮や二次廃棄物発生量の低減等によるコスト削減が求められている。
【０００３】
レーザ切断機は、構造物の切断速度が速く解体工期の短縮を図れること、狭い切断幅で構造物を切断可能で切断によって生じる二次廃棄物の発生量を低減できること、厚鋼板の切断にも適用可能であることなどから、原子炉の解体作業への適用が検討されている。
【０００４】
レーザ切断機は、レーザ切断ヘッドから構造物の予定切断箇所にレーザ光を照射して融点以上の温度まで加熱すると共に、加熱部にアシストガスを噴射して、その圧力で加熱部に生じた溶融物（ドロス）を吹き飛ばす切断機であって、従来、厚鋼板の切断にも適用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−２２６４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザ切断機の選定は、切断対象である構造物の図面により板厚等を確認した上で行われるが、実機は図面と異なる場合があるので、選定したレーザ切断機で切断対象である構造物を切断できないという事態が発生することも想定される。
【０００７】
即ち、切断しようとする構造物の板厚や直径に対して低出力のレーザ切断機が選定されると、切断箇所を融点まで加熱するまでの時間が長くなり、その結果、加熱部の発熱が熱伝導によって周囲に拡散してしまうため、必要な切断速度が得られないという問題や必要な構造物を切断できないという問題が生じる。
【０００８】
なお、高出力のレーザ切断機を準備すれば、このような問題の発生を回避できるが、装置費用が高価になるため、採用しがたい。
【０００９】
勿論、レーザ切断機の選定の困難さは、原子炉の解体に特有の問題ではなく、化学プラントの解体等、板厚や直径が異なる各種の鋼材を切断するあらゆる場合に生じる。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的低出力のレーザ切断機を用いて広範囲の切断対象物を切断可能なレーザ切断装置及びレーザ切断能力向上方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するため、切断対象物を切断して解体するためのレーザ切断装置に関しては、レーザ光の出射口及びアシストガスの噴射口を備えたレーザ切断ヘッドと、前記噴射口に前記アシストガスを供給する配管に設けられた開閉弁と、前記レーザ切断ヘッドを保持し、前記切断対象物に対する前記レーザ切断ヘッドの配設位置及び姿勢を自在に調整可能であるように構成されたマニピュレータと、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードとして、厚板の切断に適した厚板切断モードを記憶しており、前記厚板切断モードの実行時には、前記開閉弁を閉制御した状態で前記切断対象物に照射した前記レーザ光を切断方向に移動させる加熱走行を行って、前記切断対象物に融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成し、次いで、前記開閉弁を開制御した状態で前記切断対象物に照射した前記レーザ光を前記切断方向に移動させる切断走行を行って、前記切断対象物を融点以上まで加熱し、前記制御装置は、前記加熱走行を行う際に、前記レーザ切断ヘッドから出射される前記レーザ光を前記切断対象物の表面にフォーカスさせ、前記切断走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置が、前記加熱走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置に対して、前記切断方向と直交する方向にずれるように、前記マニピュレータの駆動を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の課題を解決するため、切断対象物を切断して解体するためのレーザ切断能力向上方法に関しては、前記切断対象物である厚板の切断に際し、レーザ切断ヘッドから前記切断対象物に照射されたレーザ光を切断方向に移動させて、前記切断対象物に融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成する加熱走行と、前記レーザ切断ヘッドから前記切断対象物に照射されたレーザ光を前記切断方向に移動させて、前記切断対象物を融点以上まで加熱する切断走行とを行い、前記加熱走行の実行時には、前記切断対象物に対するアシストガスの噴射を停止し、前記切断走行の実行時には、前記切断対象物に対して前記アシストガスを噴射し、前記加熱走行を行う際に、前記レーザ切断ヘッドから出射される前記レーザ光を前記切断対象物の表面にフォーカスさせ、前記切断走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置が、前記加熱走行を行う際の前記レーザ光のフォーカス位置に対して、前記切断方向と直交する方向にずらすことを特徴とする。
【００１３】
低出力のレーザ切断機を用いて厚板を切断できないのは、厚板にレーザ光を照射しても熱伝導によってレーザ光照射部の熱が拡散してしまい、厚板のレーザ光照射部が融点以上の温度まで加熱されないことが一つの要因として考えられる。つまり、切断対象物を所定の温度まで予備加熱しておけば、低出力のレーザ切断機を用いて厚板を切断することも可能になる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、切断対象物に対するレーザ光の加熱走行を行って、切断対象物に融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成した後に、再度加熱バンドにレーザ光を照射して切断対象物を融点以上まで加熱する切断走行を行う。これにより、レーザ切断ヘッドの能力以上の厚板の切断が可能になるので、構造物の解体を安価かつ効率的に行うことができる。また、加熱走行時には、切断対象物に対するアシストガスの噴射を停止するので、アシストガスの無駄も防止できる。
また、加熱走行時に、レーザ切断ヘッドから出射されるレーザ光を切断対象物の表面にフォーカスさせると、切断対象物に形成される予備加熱バンドの幅を小さくできるので、熱伝導による放熱を抑制できて、切断対象物を効率的に予備加熱することができる。
さらに、加熱走行を行う際にレーザ光を切断対象物の表面にフォーカスさせると、切断対象物の表面に照射されるレーザ光のエネルギー密度が高くなるために、切断対象物に切り込みが形成される。よって、切断走行を行う際のレーザ光の照射位置を加熱走行を行う際のレーザ光の照射位置からずらさないと、切断対象物の表面にレーザ光をフォーカスすることができず、切断対象物の切断を効率的に行うことができない。これに対して、切断走行を行う際のレーザ光の照射位置を加熱走行を行う際のレーザ光の照射位置からずらせば、切断対象物の表面にレーザ光をフォーカスすることができるので、切断対象物の切断を効率的に行うことができる。
【００１４】
また本発明は、前記構成のレーザ切断装置において、前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードとして、薄板の切断に適した薄板切断モードを更に記憶しており、前記薄板切断モードの実行時には、前記加熱走行を行うことなく、前記切断走行のみを行うことを特徴とする。
【００１５】
本構成によると、制御装置に厚板切断モード及び薄板切断モードの両方を記憶しておくので、切断対象物の板厚に応じた適正な切断モードを選択することができ、切断対象物の板厚の大小に拘らず、切断対象物を効率的に切断することができる。
【００１６】
また本発明は、前記構成のレーザ切断装置において、前記制御装置は、前記マニピュレータ及び前記開閉弁の駆動制御モードを、前記厚板切断モードから前記薄板切断モードに、又は、前記薄板切断モードから前記厚板切断モードに切り替えるモード切替操作部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本構成によると、モード切替操作部を操作することによってマニピュレータ及び開閉弁の駆動制御モードを容易に変更できるので、切断対象物の板厚に応じた切断モードの切り替えが容易になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、レーザ切断ヘッドの能力以上の厚板の切断が可能になって、構造物の解体を安価かつ効率的に行うことができる。また、加熱走行時には、切断対象物に対するアシストガスの噴射を停止するので、アシストガスの無駄も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るレーザ切断装置の構成図である。
【図２】実施形態に係るレーザ切断ヘッドの構成図である。
【図３】実施形態に係るレーザ切断ヘッドの光学系を示す図である。
【図４】実施形態に係るレーザ切断ヘッドのレーザ出射口及びアシストガス噴射口の構成を示す要部正面図である。
【図５】実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図６】実施形態に係るレーザ切断装置を加熱走行させたときに形成される予備加熱バンドと切断走行時におけるレーザ光のフォーカス位置とを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るレーザ切断ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施形態に係るレーザ切断装置及びレーザ切断能力向上方法について、図面を用いて説明する。
【００２７】
実施形態に係るレーザ切断装置は、図１に示すように、レーザ電源１、レーザ発振器２、レーザ電源１に電源を供給する分電盤３、及び、レーザ電源１を冷却する冷却水循環装置（チラー）４を備えている。また、実施形態に係るレーザ切断装置は、これに加えて、レーザ発振器２に接続されたレーザ切断ヘッド５、レーザ切断ヘッド５を自在に駆動するマニピュレータ６、レーザ切断ヘッド５にアシストガスを供給する高圧アシストガス容器７、及び、レーザ電源１及びマニピュレータ６の駆動を制御する制御装置８を備えている。レーザ発振器２とレーザ切断ヘッド５とは、光ファイバ等の導光体９を介して接続される。また、高圧アシストガス容器７とレーザ切断ヘッド５とは、ホース等の配管１０を介して接続されており、配管１０には開閉弁１０ａが備えられている。開閉弁１０ａの開閉は、制御装置８によって制御される。
【００２８】
レーザ発振器２としては、波長１０７０ｎｍのレーザ光を発光するファイバレーザ発振器が好適に用いられるが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、ファイバレーザ発振器以外の固体レーザ発振器又は炭酸ガスレーザ発振器等のガスレーザ発振器を用いることもできる。その他、レーザ電源１、分電盤３及びチラー４については、公知に属する事項であり、かつ本発明の要旨でもないので、説明を省略する。
【００２９】
実施形態に係るレーザ切断ヘッド５は、図２に示すように、筒状に形成されており、その断面中央部に略Ｌ字状の光路１１が開設されている。光路１１は、レーザ切断ヘッド５の長さ方向に形成された第１光路１１ａと、レーザ切断ヘッド５の径方向に形成された第２光路１１ｂとから構成されており、第１光路１１ａと第２光路１１ｂの間には、反射ミラー１２が設置されている。第１光路１１ａにはコリメートレンズ１３が設置され、第２光路１１ｂにはフォーカスレンズ１４が設置される。よって、実施形態に係るレーザ切断ヘッド５は、図３に示すように、切断対象物Ｓに対してレーザ光Ｌをフォーカスすることができる。なお、レーザ切断ヘッド５内に反射ミラー１２を設置する構成に代えて、レーザ切断ヘッド５内の所要の位置に反射ミラー面を形成する構成とすることもできる。
【００３０】
レーザ発振器２から出射されたレーザ光Ｌは、導光体９を介してレーザ切断ヘッド５の第１光路１１ａに入射した後、反射ミラー１２にて反射されて第２光路１１ｂ側に光路を変更し、第２光路１１ｂに開口されたレーザ光出射口１５より外部に向けて出射される。実施形態に係るレーザ切断ヘッド５は、図２に示すように、第１光路１１ａに対する第２光路１１ｂの形成角度θ１が９０度以上になっている。反射ミラー１２の設定角度は、第１光路１１ａを伝播してきたレーザ光Ｌの光路が、第２光路１１ｂの軸心に沿う方向に変更されるように調整される。
【００３１】
このようにすると、図２に示すように、切断対象物Ｓからの反射レーザ光Ｌ１がレーザ切断ヘッド５外に反射されるので、レーザ切断ヘッド５内への反射レーザ光Ｌ１の入射量を低減でき、反射レーザ光Ｌ１の入射に起因する反射ミラー１２及びレーザ発振器２等の故障を防止できる。
【００３２】
即ち、図２に示すように、切断対象物Ｓの表面と第１光路１１ａとが平行になるようにレーザ切断ヘッド５を設定した場合には、第１光路１１ａに対する第２光路１１ｂの形成角度θ１が９０度になっていると、切断対象物Ｓの表面の反射レーザ光Ｌ１が直接的にレーザ切断ヘッド５内に戻るため、反射ミラー１２及びレーザ発振器２等が故障する原因となる。これに対して、第１光路１１ａに対する第２光路１１ｂの形成角度θ１を９０度以上にしておけば、図２に示すように、切断対象物Ｓの表面に立てられた仮想の垂直線に対して、０度以上の角度θ２でレーザ光を照射できるので、レーザ切断ヘッド５内への反射レーザ光Ｌ１の入射量を低減できて、反射ミラー１２及びレーザ発振器２等の故障を回避することができる。
【００３３】
なお、レーザ切断ヘッド５内への反射レーザ光Ｌ１の入射量を低減するためには、切断対象物Ｓに対するレーザ光の入射角度を０度以上の角度θ２とすれば良く、必ずしも第１光路１１ａに対する第２光路１１ｂの形成角度θ１を９０度以上とする必要はない。即ち、第１光路１１ａに対する第２光路１１ｂの形成角度θ１が９０度であるレーザ切断ヘッド５を用いた場合にも、マニピュレータ６を用いてレーザ切断ヘッド５を傾斜させることにより、同様の効果が得られる。
【００３４】
レーザ切断ヘッド５の先端部に開口されたレーザ光出射口１５の周囲には、図４に示すように、配管１０を介して高圧アシストガス容器７から供給されるアシストガスを切断対象物Ｓの表面に向けて噴射するアシストガス噴射口１６が形成されている。なお、図４の例では、レーザ光出射口１５とアシストガス噴射口１６とが同心に形成されているが、必ずしも同心に形成する必要はなく、切断対象物Ｓの溶解部にアシストガスを噴射できれば足りる。
【００３５】
切断対象物Ｓの切断は、切断対象物Ｓの予定切断箇所にレーザ切断ヘッド５から出射されたレーザ光を照射して、レーザ光の照射部を局部的に溶解し、溶解部に生成されたドロスをアシストガス噴射口１６から噴射されるアシストガスによって吹き飛ばすことにより行われる。従って、アシストガス噴射口１６は、切断対象物Ｓのレーザ光照射部に、ドロスを除去するに十分な圧力及び風量のアシストガスが噴射されるように設計される。
【００３６】
本実施形態に係るレーザ切断ヘッド５は、光路１１を略Ｌ字状に形成したので、狭隘部の切断作業に適する。
【００３７】
マニピュレータ６は、切断対象物Ｓに対するレーザ切断ヘッド５の配設位置及び姿勢、切断対象物Ｓに対するレーザ光の照射方向（回転方向）を自在に変更するもので、多関節のリンクと各リンクを駆動するモータ等のアクチュエータとをもって構成されている。
【００３８】
制御装置８は、図５に示すように、一般的なサーバやパーソナルコンピュータ等と同様に、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、ＨＤＤ２４及び外部インタフェースである入力部２５及び出力部２６を含むハードウェア資源と、ＲＯＭ２３及びＨＤＤ２４に記憶されたソフトウェア資源とから構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ２１は、図１に示したレーザ切断装置全体の駆動を制御する演算手段であり、実施形態に係るレーザ切断能力向上方法を実施するに必要な各種のデータが格納されている。各種のデータには、切断パラメータと位置情報とがある。切断パラメータとしては、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光の強度、切断対象物Ｓの切断速度、レーザ切断ヘッド５に供給されるアシストガスの圧力及び風量、並びに、レーザ切断ヘッド５のレーザ光出射口１５から切断対象物Ｓの表面までの距離であるスタンドオフ量を挙げることができる。
【００４０】
また、位置情報としては、切断対象物Ｓである構造物各部の座標等を挙げることができる。これらの座標は、例えば構造物の設計図や、レーザ測距機等を用いた座標測定で得られたデータを格納できる。
【００４１】
ＲＡＭ２２は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。
【００４２】
ＲＯＭ２３は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムのほか、レーザ切断ヘッド５を用いた切断対象物Ｓの切断能力向上方法を実施する際に用いる各種の設定値及び計算式等が格納されている。各種の設定値には、レーザ切断ヘッド５の仕様や型式が含まれる。また、各種の計算式には、ＣＰＵ２１から読み出された切断パラメータ及び位置情報とマニピュレータ６に備えられたロータリエンコーダの出力とから、レーザ切断ヘッド５のスタンドオフ値を算出する計算式が含まれる。
【００４３】
ＨＤＤ２４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、基本ソフトウェアや各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。本実施形態に係るＨＤＤ２４には、マニピュレータ６及び開閉弁１０ａの駆動制御モードとして、厚板の切断に適した厚板切断モード及び薄板の切断に適した薄板切断モードを実行するためのプログラムが記憶されている。このように、ＨＤＤ２４に厚板切断モード及び薄板切断モードの両方を記憶しておくと、切断対象物Ｓの板厚に応じた適正な切断モードを選択できるので、切断対象物Ｓの板厚の大小に拘らず、切断対象物を効率的に切断することができる。
【００４４】
厚切り切断モードは、開閉弁１０ａを閉制御した状態で、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを切断対象物Ｓに照射する加熱走行を行って、切断対象物Ｓに融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成し、次いで、開閉弁１０ａを開制御した状態で、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを加熱バンドに照射する切断走行を行って、レーザ光Ｌの照射部を融点以上まで加熱する切断対象物Ｓの切断モードである。
【００４５】
これに対して、薄切り切断モードは、加熱走行は行わず、開閉弁１０ａを開制御した状態で、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光を切断対象物Ｓに照射する切断走行のみを行って、レーザ光Ｌの照射部を融点以上まで加熱する切断対象物Ｓの切断モードである。
【００４６】
なお、本明細書において「厚板」とは、１回の切断走行で切断対象物Ｓを切断できない板厚の構造材を言い、「薄板」とは、１回の切断走行で切断対象物Ｓを切断できる板厚の構造材を言う。
【００４７】
入力部２５には、キーボード入力装置、タッチパネル入力装置及びマウスなどの入力装置、マニピュレータ６に備えられたロータリエンコーダ等が接続される。キーボード入力装置等の入力装置は、マニピュレータ６及び開閉弁１０ａの駆動制御モードを、厚板切断モードから薄板切断モードに、又は、薄板切断モードから厚板切断モードに切り替えるモード切替操作部として機能する。このように、入力装置を操作することによって厚板切断モードと薄板切断モードの選択を行えるようにすると、切断対象物Ｓの板厚に応じた切断モードの切り替えを容易に行うことができるので、レーザ切断機の使用を便利なものにできる。
【００４８】
出力部２６には、レーザ電源１、レーザ発振器２、チラー４、液晶表示装置等の表示装置及びマニピュレータ６に備えられたモータ等のアクチュエータが接続される。
【００４９】
このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ２３やＨＤＤ２４に格納されたプログラムがＲＡＭ２２に読み出され、ＣＰＵ２１がＲＡＭ２２にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部とハードウェアとの組み合わせによって、実施形態に係るレーザ切断能力向上方法を実現する機能ブロックが構成される。
【００５０】
なお、上述した制御装置８は、実施の一例を説明したものに過ぎず、本発明の要旨がこれに限定されるものではない。例えば、制御装置８としては、一般的なパーソナルコンピュータやタブレットコンピュータを用いることもできる。また、各種の設定値及び計算式等を格納するメモリは、制御装置８内に組み込まれたＲＯＭ２３に限定されるものではなく、例えばＵＳＢメモリなどの外付けタイプの記憶装置を用いることもできる。
【００５１】
実施形態に係るレーザ切断能力向上方法は、切断対象物Ｓが厚板である場合に、マニピュレータ６及び開閉弁１０ａの駆動制御モードを、厚板の切断に適した厚板切断モードに切り替えられるようにしたことを特徴とする。
【００５２】
即ち、キーボード入力装置等の入力装置を操作することによって、マニピュレータ６及び開閉弁１０ａの駆動制御モードが、薄板切断モードから厚板切断モードに切り替えられると、制御装置８は、開閉弁１０ａを閉制御した状態で、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを切断対象物Ｓに照射する加熱走行を行って、切断対象物Ｓに融点以下の所定の温度まで予備加熱された予備加熱バンドを形成し、次いで、開閉弁１０ａを開制御した状態で、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを加熱バンドに照射する切断走行を行って、前記切断対象物を融点以上まで加熱する。
【００５３】
このようにすると、レーザ光Ｌの加熱走行によって切断対象物Ｓが融点以下の所定温度まで予備加熱されるので、使用するレーザ切断装置の能力以上の厚板の切断が可能になる。また、加熱走行時には、切断対象物Ｓに対するアシストガスの噴射を停止するので、アシストガスの無駄も防止できる。
【００５４】
加熱走行時には、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを切断対象物Ｓの表面にフォーカスさせることもできるし、切断対象物Ｓの表面からにデフォーカスさせることもできる。
【００５５】
加熱走行時に、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを切断対象物Ｓの表面にフォーカスさせると、図６（ａ）に示すように、切断対象物Ｓに形成される予備加熱バンドＢの幅を小さくできるので、予備加熱バンドＢからの放熱を抑制できて、切断対象物Ｓを効率的に予備加熱することができる。しかしながら、この場合には、切断対象物Ｓの表面が融点に達しやすくなって、切断対象物Ｓの表面に切り込みＩが形成されやすくなる。そして、切り込みＩの上にはレーザ光Ｌをフォーカスさせることが難しいので、この場合には、図６（ａ）に示すように、切断走行時におけるレーザ光Ｌのフォーカス位置を、加熱走行時におけるレーザ光Ｌのフォーカス位置からずらして、切断走行を実施する。
【００５６】
これに対して、加熱走行時に、レーザ切断ヘッド５から出射されるレーザ光Ｌを切断対象物Ｓの表面からデフォーカスさせると、切断対象物Ｓの表面に切り込みＩが形成されにくくなるので、図６（ｂ）に示すように、切断走行時におけるレーザ光Ｌのフォーカス位置を、加熱走行時におけるレーザ光Ｌのフォーカス位置に設定できる。
【００５７】
なお、前記の実施形態においては、レーザ切断ヘッド５にＬ字状の光路１１を形成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図７に示すように、筒状に形成されたレーザ切断ヘッド５の一端に設けられたレーザ光入射口から、レーザ切断ヘッド５の他端に設けられたレーザ光出射口に至る直線状の光路を形成することもできる。本構成のレーザ切断ヘッド５は、内部に反射ミラー１２等の光路変更部材を備える必要がないので、レーザ切断ヘッド５の構成を簡略化できて、レーザ切断ヘッド５の低コスト化を図ることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    レーザ電源
２    レーザ発振器
３    分電盤
４    冷却水循環装置（チラー）
５    レーザ切断ヘッド
６    マニピュレータ
７    高圧アシストガス容器
８    制御装置
９    導光体
１０    配管
１１    光路
１１ａ    第１光路
１１ｂ    第２光路
１２    反射ミラー
１３    コリメートレンズ
１４    フォーカスレンズ
１５    レーザ光出射口
１６    アシストガス噴射口
２１    ＣＰＵ
２２    ＲＡＭ
２３    ＲＯＭ
２４    ＨＤＤ
２５    入力部
２６    出力部
【図１】
0006754521.tif 000002
【図２】
0006754521.tif 000003
【図３】
0006754521.tif 000004
【図４】
0006754521.tif 000005
【図５】
0006754521.tif 000006
【図６】
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【図７】
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