(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材の切断ラインに沿って連続発振させたレーザビームを照射してレーザ切断を行うリモートレーザ切断方法において、前記被加工部材のレーザビーム照射部を、リモートヘッドに近づく方向の加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなるように、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させて、前記被加工部材のレーザビームによって溶融した溶融金属をリモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させることを特徴とするリモートレーザ切断方法。
【請求項２】
前記溶融金属に作用する最大加速度は、前記リモートヘッドに近づく方向の最大加速度を、リモートヘッドから遠ざかる方向の最大加速度の２倍以上、かつ、重力加速度の２倍以上とすることを特徴とする請求項１に記載のリモートレーザ切断方法。
【請求項３】
前記振動の周波数（Ｈｚ）を、ｖを切断速度（ｍ／ｍｉｎ）として、１０×ｖ以上１００×ｖ以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のリモートレーザ切断方法。
【請求項４】
前記被加工部材の板厚の半分（ｍｍ）と前記振動の振幅（ｍｍ）とを足した数値を、前記リモートヘッドの焦点距離の２％以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリモートレーザ切断方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のリモートレーザ切断方法を実行するリモートレーザ切断装置であって、リモートレーザ装置と、被加工部材の加振装置とを有することを特徴とするリモートレーザ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄鋼板の切断方法とその装置に関わり、特に、アシストガスを用いることができないリモートレーザを用いて、薄鋼板を切断する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の板状素材は、プレス機械などのプレス加工装置を使用して、曲げや絞り成形などの加工を施して所定形状のプレス品に成形されるもので、例えば、自動車を構成する骨格などに成形される。プレス加工が施されたプレス品は、製品部領域の周縁部に付帯した非製品部領域を有し、非製品部領域は、製品部領域周縁の外形に沿って切断（トリミング）される。また、製品部領域に開口部が形成されることがある。
【０００３】
一方、自動車用の部品は、地球環境問題に端を発した自動車の軽量化ニーズにより、高強度化が求められるようになってきている。引張強さが９８０ＭＰａを超えるような自動車用の高強度鋼板は降伏強度が高く、このような高強度鋼板のプレス品のトリミングを、プレスによるシャー切断で行うと、切断端部の残留応力が高くなり、水素脆化（置き割れ、遅れ破壊とも呼ばれることがある）が生じやすくなる。
【０００４】
それに対して、高強度鋼板のプレス品のトリミングを、レーザビームを用いて行えば、水素脆化などの問題は生じない。従来のレーザ切断法では、切断点において、レーザビームと同軸となるように設置したガスノズルからアシストガスを噴射し、その動圧によって、レーザビームで加熱溶融された溶融金属や酸化物（ドロス）を被加工部材の裏面に排除している。そのため、アシストガスを切断点に噴射できるように、アシストガスを噴出させるガスノズルが設置された集光ヘッドを切断点に移動させている。この場合、被加工部材の切断をしない部位上の集光ヘッドの移動時間が空走時間となってしまい、切断に多大な時間がかかり、コスト高となってしまう。
【０００５】
一方、リモートレーザ切断では、レーザビームをガルバノスキャナによって、一定範囲内を自由に操作し、切断することが可能である。一つの切断を終了後、リモートヘッドを移動させつつ、ガルバノスキャナを用いて次の切断を開始すれば、リモートヘッドだけを移動させる空走時間が不要となる。しかしながら、リモートレーザ切断では、レーザビームと同軸となるようにガスノズルを設置して、アシストガスを噴射することができないため、溶融金属などを排除できない。そのため、箔などの極薄の被加工部材に対しては、レーザ光のパワー密度を高くすることによって、リモートレーザ切断が可能であるが、１〜２ｍｍ程度の板厚の自動車用の高強度鋼板などにおいては、溶接は可能であっても、切断は困難であった。
【０００６】
このような状況のもと、特許文献１には、リモートレーザ切断において、被加工部材の被切断領域の表裏を箱体で覆い、表側（レーザビーム照射側）を正圧、裏面を負圧として圧力差を設け、その圧力差によって、溶融金属などを被加工部材の裏面に飛散させる技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示の技術では、箱体の設置が大がかりになること、レーザビームを透過できる表側の箱体がスパッタやヒュームにより汚損され、レーザビームの透過性が安定しないこと、及び、前記汚損された部分でレーザビームが吸収され、それにより発熱し、表側箱体が破損することがあった。
【０００７】
また、リモートレーザ切断ではない通常のレーザ切断において、加熱溶融された溶融金属などを飛散させる技術の一つとして、特許文献２には、レーザ切断装置に、レーザ発振パルスに同期した振動を被加工部材に加える加振手段を備える技術が開示されている。この特許文献２に開示の技術では、レーザビームと共にアシストガスを噴射させない場合、上下に振動する被加工部材の下向きの加速度が最大の時に、レーザ光のパルスを発振させ、レーザビームの熱によって溶融金属などが生成すると同時に、振動により溶融金属などに加わる上向きの慣性力を最大として、溶融金属などを被加工部材から上方に飛散して、除去するとされている。
【０００８】
そこで、特許文献２に開示の技術をリモートレーザ切断装置に適用したところ、被加工部材から上方に飛散した溶融金属などが、被加工部材の上方に位置するリモートヘッドの保護ガラスに付着してしまい、付着物がレーザビームが保護ガラスを透過するのを妨げ、レーザビームの透過性が安定せず、リモートレーザ切断の続行が困難になることがあった。また、パルスレーザは、瞬時パワーの高い光を間欠的に出射するレーザであり、微細な切断及び微細な表面加工に有効であるが、自動車用の高強度鋼板プレス品のトリミングなどに対しては、より高速で切断可能な連続波レーザが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１２５８７７号公報
【特許文献２】特開平０６−０４７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑み、リモートレーザ切断において、装置が大がかりなることなく、安定してレーザ切断を行う方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討した。被加工部材に対して駆動力を機械的に与え、リモートレーザ切断で生じる溶融金属を被加工部材から離脱させる方法について調査した。その結果、被加工部材を、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させる際に、被加工部材がリモートヘッドに近づく方向の最大加速度を、遠ざかる方向の最大加速度より大きくすることで、溶融金属などを被加工部材の下方、つまり、リモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させることができることを見出した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）被加工部材の切断ラインに沿って連続発振させたレーザビームを照射してレーザ切断を行うリモートレーザ切断方法において、前記被加工部材のレーザビーム照射部を、リモートヘッドに近づく方向の加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなるように、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させて、前記被加工部材のレーザビームによって溶融した溶融金属をリモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させることを特徴とするリモートレーザ切断方法。
（２）前記溶融金属に作用する最大加速度は、前記リモートヘッドに近づく方向の最大加速度を、リモートヘッドから遠ざかる方向の最大加速度の２倍以上、かつ、重力加速度の２倍以上とすることを特徴とする前記（１）に記載のリモートレーザ切断方法。
（３）前記振動の周波数（Ｈｚ）を、ｖを切断速度（ｍ／ｍｉｎ）として、１０×ｖ以上１００×ｖ以下とすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のリモートレーザ切断方法。
（４）前記被加工部材の板厚の半分（ｍｍ）と前記振動の振幅（ｍｍ）とを足した数値を前記リモートヘッドの焦点距離の２％以下とすることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のリモートレーザ切断方法。
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のリモートレーザ切断方法を実行するリモートレーザ切断装置であって、リモートレーザ装置と、被加工部材の加振装置とを有することを特徴とするリモートレーザ切断装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、集光ヘッドの空走時間を無くし、切断コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】被加工部材を振動させながら切断する方法の概略を示す図である。
【図２】振動手段の動作を示す図である。
【図３】カムとバネによって振動させられる被加工部材の速度と加速度を示す図である。
【図４】被加工部材を振動させながら切断する方法の他の例の概略を示す図である。
【図５】電磁石とバネによって振動させられる被加工部材の速度と加速度を示す図である。
【図６】レーザ切断の様子を示す図である。（ａ）は、振動の周波数を１０×ｖ（Ｈｚ）未満としてレーザ切断した様子を示し、（ｂ）は、振動の周波数を１００×ｖ（Ｈｚ）超としてレーザ切断した様子を示す。
【図７】自動車用の高強度鋼板プレス品を切断する概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のリモートレーザ切断方法（以下、「本発明の切断法」という）は、被加工部材に連続発振させたレーザビームを照射してリモートレーザ切断を行う方法において、被加工部材のレーザビーム照射部を、リモートヘッドに近づく方向の加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなるように、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させて、レーザビームによって溶融した溶融金属に働く慣性力によって、溶融金属をリモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させるものである。
これにより、リモートレーザを利用して、被加工部材を切断することができるため、集光ヘッドの空走時間を無くすことができ、また、大がかりなレーザ切断装置とすることなく、レーザ切断の際により生じる溶融金属を、被加工部材の下方であるリモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させることができる。
【００１６】
以下、本発明の切断法に至った検討の経緯について説明する。
リモートレーザ切断では、レーザビームと同軸にアシストガスを噴射できないため、自動車用の高強度鋼板などのトリミングにおいては、切断により生じる溶融金属を排除することができず、また、従来のリモートレーザ切断においては、被加工部材の切断で生じる溶融金属の除去に対して、大がかりな装置で対応していたため、改善することが望まれていた。
【００１７】
そこで、本発明者らは、連続発振させたレーザ光を用いて、レーザ切断で生じる溶融金属を下方、つまり、リモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させる方法について、検討した。その結果、被加工部材の少なくともレーザビーム照射部を、レーザ発振源に近づく方向と遠ざかる方向に振動させる際に、リモートヘッドに近づく方向の加速度をリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくすることを着想した。
【００１８】
すなわち、被加工部材にリモートヘッドに近づく方向又はリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度が加わると、レーザ光によって溶融した溶融金属などには、加速方向と逆向きに慣性力が働く。そこで、溶融金属をリモートヘッドから遠ざかる方向へ飛散させるためには、被加工部材に対して、リモートヘッドに近づく方向に加速度が働いている間に、溶融金属を被加工部材から離脱させ、リモートヘッドから遠ざかる方向に加速度が働いている間は、溶融金属を被加工部材に留まらせることで達成される。
【００１９】
これを実現するには、被加工部材をリモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させる際に、リモートヘッドに近づく方向の加速度とリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度に差を設ければ、溶融金属に上向きの慣性力より下向きの慣性力が大きくなり、溶融金属が優先的に下方に飛散し除去できる。
【００２０】
そこで、本発明者らは、以下に説明する、被加工部材のレーザビーム照射部を、リモートヘッドに近づく方向の加速度をリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなる、被加工部材の振動手段を用いて、レーザ切断を行うことを着想した。
【００２１】
図１に、被加工部材を振動させながら切断する方法の概略を示す。被加工部材１と対向して、リモートレーザ切断装置のロボット２に取り付けたリモートヘッド３を配置する。以下、被加工部材１からリモートヘッド３に向かう方向を上方といい、それの反対方向を下方ということもある。リモートヘッド３には、レーザ発振器（図示せず）よりレーザ光を伝送する光ファイバー４が接続されている。光ファイバー４によりリモートヘッド３に伝送されたレーザ光を、照射方向を変更させるミラー５（代表して１枚のみ示す）によって反射させ、長焦点のレーザビーム６として被加工部材１上の未来切断位置７ａ、７ｂに照射する。そして、レーザビーム６を未来切断位置７ａに沿って走査することで、既切断部８を形成する。
【００２２】
このリモートレーザ切断装置では、レーザビーム６をミラー５によって、一定範囲内を自由に操作し、切断することが可能となる。例えば、未来切断位置７ａの切断が終了後、リモートヘッド３をロボット２により移動させつつ、ミラー５を用いて未来切断位置７ｂの切断を開始することができ、リモートヘッド３だけを移動させる空走時間が不要となる。
【００２３】
そして、レーザビーム６を被加工部材１上の未来切断位置７ａ、７ｂを走査する際に、バネ９とカム１０で構成される振動手段により、被加工部材１を白抜き矢印で示される上下方向に振動させる。カム１０は、円板状部分と、円板中心から外周方向に突出した突出部分とを有している。カム１０をカム回転軸１１により回転させると、被加工部材１は、円板状部分と接触している間は、上下方向にほぼ移動せず、突出部分と接触する（突出部分に叩かれる）と、上方に突上げられ、リモートヘッド３に向かう方向に加速度が与えられる。その後、被加工部材１は、バネ９により下方へ押し戻される。このバネ９とカム１０の一連の動作の継続により、被加工部材１は上下に移動（振動）する。
【００２４】
次に、バネ９とカム１０で構成される振動手段の動作について、詳しく説明する。図２は、振動手段の動作を示す図である。図２（ａ）から図２（ｅ）のそれぞれの図は、図１のバネ９とカム１０の部分の拡大図であり、白抜き矢印で示すように、図２（ａ）から図２（ｅ）に向かって、カム１０の回転位置と被加工部材１の位置の経時変化を示している。なお、カム１０の回転位置と被加工部材１の位置は、図２（ｅ）から図２（ａ）の状態に再び戻る。また、図３は、カムとバネによって振動させられる被加工部材の速度と加速度を示す図である。図３の（ａ）から（ｅ）は、図２（ａ）から図２（ｅ）のカム１０の回転位置に対応した被加工部材１の速度と加速度を示している。
【００２５】
図２において、バネ９は、バネ支え１２（図１では図示せず）により被加工部材１と接触する側と反対側の端部が支持される。この状態でカム回転軸位置１１を上下左右方向に固定し、カム回転軸１１を図２（ａ）の黒矢印の方向に回転させて、カム１０を回転させる。図２（ａ）では、被加工部材１は、カム９の円板状部分と接触しており、突出部分と接触する直前を示している。その後、図２（ｂ）では、被加工部材１は、突出部分と接触し、又は、突出部分に叩かれ、急速に突上げられている。この時、レーザビーム６によって溶融された溶融金属には、リモートヘッド３からカム１０の方向（下方）への慣性力が与えられ、重力の効果と合わさって、溶融金属は下方へ飛散する。
【００２６】
図２（ａ）から図２（ｂ）における被加工部材１の速度は、図３の上段図（イ）の時間に対する（カム１０の回転位置に対応する）速度の関係の図から、カム１０によって突上げられ、速くなることがわかる。そして、図３の下段図（ロ）の時間に対する（カム１０の回転位置に対応する）加速度の関係の図から、被加工部材１は、カム１０によって、突上げられ、リモートヘッド３の方向（上方）への大きな加速度が与えられることがわかる。
【００２７】
図２（ｂ）から図２（ｃ）では、突き上げられた被加工部材１の上方への速度は、バネ９により徐々に抑制され、被加工部材１は、下方へ移動方向を転じようとしている。図２（ｂ）から（ｃ）における被加工部材１の上方への速度は、図３の上段図（イ）から、バネ９により徐々に抑制されて遅くなり、（ｃ）において、被加工部材１の速度は、ゼロになっている。
【００２８】
図２（ｃ）から図２（ｄ）では、被加工部材１は、バネ９の押し戻す力によって下方へ移動している。図２（ｃ）から（ｄ）における被加工部材１の下方への速度は、図３の上段図（イ）から、バネ９の押し戻す力によって所定の値となるが、絶対値において、図２（ａ）から図２（ｂ）における被加工部材１の速度より遅い。そして、図３の下段図（ロ）から、（ｃ）から（ｄ）における被加工部材１の加速度は、徐々に低下している。
【００２９】
図２（ｄ）から図２（ｅ）では、被加工部材１は、バネ９の押し戻す力によって下方へ移動し、図２（ｅ）において、カム１０と接触する。図２（ｄ）から（ｅ）における被加工部材１の下方への速度は、図３の上段図（イ）から、バネ９の押し戻す力が弱くなり、徐々に低下し、ゼロになり、被加工部材１の上下方向の移動（振動）は、一旦、停止する。そして、図３の下段図（ロ）から、（ｄ）から（ｅ）における被加工部材１の加速度は、徐々に低下している。
【００３０】
その後、被加工部材１は、再び、図２（ｅ）から図２（ａ）の状態をとり、一連の上下方向の移動を繰り返すが、図２（ｅ）から図２（ａ）では、被加工部材１がカム９の円板状部分と接触しており、その間は、上下方向の移動はなく、図３から、被加工部材１の速度及び加速度はゼロとなることがわかる。
【００３１】
このように、被加工部材１が急速にカム１０に突き上げられる移動を含む一連の上下方向の移動、すなわち、被加工部材１を、リモートヘッド２に近づく方向の加速度がリモートヘッド２から遠ざかる方向の加速度より大きくなるように振動させることで、レーザ切断により生じる溶融金属などを、被加工部材の下方であるリモートヘッドから遠ざかる方向に飛散させることができる。
【００３２】
本発明は、以上のような検討過程を経て上記（１）に記載の発明に至ったものであり、そのような本発明について、さらに、必要な要件や好ましい要件について順次説明する。
【００３３】
本発明の切断法は、被加工部材のレーザビーム照射部を、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させるものであり、リモートヘッドに近づく方向の加速度をリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくする点に特徴を有するため、まず、被加工部材の振動方法について説明する。
【００３４】
（被加工部材への振動）
リモートヘッド３からカム方向（下方）へ溶融金属を飛散させるために、被加工部材１のレーザビーム６の照射部を、リモートヘッド３に近づく方向と遠ざかる方向に振動させるが、下方へ効率良く、溶融金属を飛散させるためには、振動方向と板厚方向がほぼ一致するように振動させる。つまり、被加工部材１のレーザビーム６の照射部からリモートヘッド３側への移動距離Ａと、被加工部材１のレーザビーム６の照射面の他の個所（例えば、中心部、端部）からリモートヘッド３側への移動距離Ｂ、移動距離Ｃなどとを、同等、例えば、移動距離Ａと、移動距離Ｂや移動距離Ｃとの差分が移動距離Ａの１０％以下とする。
【００３５】
そして、レーザ切断中に、リモートヘッド３に近づく方向と遠ざかる方向に、振動手段の振幅を超えて、被加工部材１を移動させると、レーザビーム６の焦点位置と被加工部材１の照射部との相対的な位置がずれてしまい、被加工部材１を溶融させるのに必要なレーザビーム６のパワー密度を維持することが困難になる。そのため、レーザ切断中に、被加工部材１の上下方向の位置は移動しないようにする。ただし、レーザ切断の間に、リモートヘッド３に近づく方向と遠ざかる方向に被加工部材１を振動の振幅を超えて移動させても、切断箇所が少なければ、リモートヘッド３の焦点位置補正機能によって、被加工部材１の切断に必要なパワー密度を維持すること、つまり、焦点付近に被加工部材１を維持することが可能である。
【００３６】
なお、本発明の切断法では、レーザ切断において、被加工部材１を振動させているが、振動の振幅が焦点距離の１％程度（例えば、振動の振幅が５ｍｍ程度）であるため、被加工部材１を溶融させるのに必要なレーザビーム１のパワー密度を維持することができる。
【００３７】
本発明の切断法における被加工部材の振動方法に関し、図１及び図２を用いて、バネとカムにより被加工部材を振動させることを説明したが、次に、本発明の切断法の他の例を説明する。
【００３８】
図４は、被加工部材を振動させながら切断する方法の他の例の概略を示す図である。被加工部材１は、当該被加工部材１を挟み、バネ支え（図示せず）によって、被加工部材１と接する反対側の端部が支持されるバネ９の対によって拘束されている。そして、被加工部材１のリモートヘッド（図示せず）と対向する側（上方）には、大きな加速度で被加工部材１を引き上げるために、電磁石１２が設けられている。なお、図４では、バネ９の対と電磁石１２との組を被加工部材の角部近傍に４組配置しているが、これに限定されるものでなく、被加工部材の質量、形状、寸法などにより、バネ９の対と電磁石１２との組数及び配置は調整することができる。
【００３９】
続いて、図４の被加工部材の振動方法の動作について説明する。また、図５は、電磁石とバネによって振動させられる被加工部材の速度と加速度を示す図である。図５の上段図（イ）に示すように、電磁石１４に電流を流し磁力によって被加工部材１を引き上げると、図５の中段図（ロ）及び（ハ）に示すように、被加工部材１は急速に上方へ移動し、その後、被加工部材１の移動に伴って、上方のバネ９が圧縮され、上方への加速度は徐々に小さくなる。
【００４０】
続いて、図５の上段図（イ）に示すように、電磁石１２の電流を止めると、図５の中段図（ハ）に示すように、被加工部材１は、所定の加速度で、バネ９によって下方に押し戻される。被加工部材１が押し戻されると、下方のバネ９が圧縮され、被加工部材１を上方へ押し戻す力が強くなり、被加工部材１は、上下のバネ９の伸び縮みの無い中立位置に止まろうとするが、図５に示すように、再び、電磁石１２に電流を流し磁力によって被加工部材１を再び上方へ引き上げる。この一連の動きによって、リモートヘッドに近づく方向の加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなる振動が、被加工部材１に加えられる。また、図５より、電磁石１４に電流を流し始めにおける被加工部材１に対する上方への加速度は、下方への加速度より、大きいことが分かる。
【００４１】
ここまで、振動手段として、バネ、カム又は電磁石を用いたが、これらは、振動手段の一例であり、限定されるものでない。バネは、他の弾性体に変更でき、弾性体は、被加工部材の下方への加速度に対して、上方への加速度を大きくできる弾性特性を有するものを、被加工部材の質量、形状や、切断速度、被加工部材の上下方向の速度を考慮して、選択すればよい。また、カムの形状は、被加工部材を突上げる構造を有し、切断中に繰り返し被加工部材を上下方向に移動させることができる所定の強度を有していれば、特に限定されるものでない。また、電磁石は、電流を流して被加工部材を引き上げられる能力を有していればよく、特に限定されるものでない。さらに、被加工部材を、ストッパーに衝突させて、リモートヘッドから遠ざかる下向きの速度を急速に失わせてもよい。
【００４２】
（リモートヘッドに近づく方向の加速度）
本発明の切断法では、被加工部材を、リモートヘッドに近づく方向の最大加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の最大加速度より大きくするが、その際のリモートヘッドに近づく方向の最大加速度は、切断速度や、レーザビームによって溶融した溶融金属の性質に応じて、溶融金属が下方へ飛散できる加速度となるように設定すればよい。ただし、溶融金属に働くリモートヘッドに近づく方向の最大加速度を、リモートヘッドから遠ざかる方向の最大加速度の２倍以上、かつ、重力加速度の２倍以上とすることで、効率よく溶接金属をリモートヘッドから遠ざかる方向へ飛散させることができる。例えば、下向きに切断する場合、被加工部材に、リモートヘッドに近づく方向に重力以上の加速度を作用させれば、溶融金属には、それ自身に重力が働いているため、この重力加速度と合わせてリモートヘッドから遠ざかる方向に重力加速度の２倍以上の加速度が働くことになる。リモートヘッドに近づく方向の被加工物に作用させる最大加速度は、１０〜５０ｍ／ｓ2が例示される。
【００４３】
（振動の周波数）
リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させる振動の周波数（Ｈｚ）は、ｖを切断速度（ｍ／ｍｉｎ）として、１０×ｖ以上１００×ｖ以下とするとよい。図６に、レーザ切断の様子を示す。図６（ａ）は、振動の周波数を１０×ｖ（Ｈｚ）未満としてレーザ切断した様子を示し、図６（ｂ）は、振動の周波数を１００×ｖ（Ｈｚ）超としてレーザ切断した様子を示す。被加工部材１のレーザビーム照射部１５にレーザビーム６を照射しながら、矢印で示す切断進行方向にレーザビーム６を移動させる際に、被加工部材１への振動の周波数を１０×ｖ（Ｈｚ）未満とすると、長時間、溶融金属１６を飛散させないことになり、図６（ａ）に示すように、溶融金属１６が飛散されないまま、切断進行方向の反対側に長く伸び、その結果、凝固してしまい、被加工部材を切断できないことがある。
【００４４】
また、溶融金属１６は、切断進行方向の固体壁面に張り付いているが、被加工部材１のレーザビーム照射部１５にレーザビーム６を照射しながら、矢印で示す切断進行方向にレーザビーム６を移動させる際に、振動の周波数を１００×ｖ（Ｈｚ）超とすると、周期が短いため、１回の振動の際に飛散させる溶融金属１６の量が少なく、図６（ｂ）に示すように、固体壁面との接触面積の割に溶融金属１６の質量が小さくなってしまう。このため、慣性力（＝溶融金属の質量×加速度）が小さく、溶融金属１６を固体壁面から引き剥がすことが困難となり、被加工部材を切断できないことがある。また、振動の周波数は、１０〜２００Ｈｚが例示される。
【００４５】
（振動の振幅）
被加工部材の板厚の１／２（ｍｍ）と振動の振幅（ｍｍ）とを足した数値をリモートレーザ切断に用いるリモートヘッドの焦点距離の０．０２倍（２％）以下とすると良い。リモートヘッドの焦点距離の±２％を超えた範囲で切断すると、ビーム径が広くなり過ぎ、被加工部材を溶融させるのに必要なパワー密度を、板厚全体にわたって維持できないことがある。焦点距離が５００ｍｍのリモートヘッドを用いる場合、被加工物の板厚の半分と振動の振幅の合計を１０ｍｍ以内とする。より望ましくは、被加工部材の板厚の半分（ｍｍ）と振動の振幅（ｍｍ）とを足した数値をリモートレーザ切断に用いるリモートヘッドの焦点距離の１％以下とすると良い。
【００４６】
（被加工部材）
本発明の切断法では、被加工部材は特に限定されるものでなく、曲げ加工、プレス加工などが施されていてもよい。被加工部材の形状も、特に限定されるものでなく、例えば、図１において、リモートヘッド２側からみたとき、矩形状、円形状、楕円形状などいかなる形状でもよい。また、被加工部材１の板厚は、０．４ｍｍ超５．０ｍｍ未満とすることが好ましい。板厚が０．４ｍｍ以下であれば、被加工部材を振動させなくとも、リモートレーザ切断ができる。また、板厚が５．０ｍｍ以上になると、切断速度が遅くなり、空走時間の短縮による効率化の効果が小さくなることがある。板厚は、好ましくは０．５〜２．３ｍｍである。また、被加工部材１の鋼種や成分組成は、特に限定されない。このような被加工部材として、自動車用の高強度鋼板プレス品が有効である。
【００４７】
（リモートレーザ装置）
被加工部材１にリモートヘッド３からレーザビーム６を照射するリモートレーザ装置は、高出力のレーザ光を発振できる発振器を有していれば、特に限定されるものでない。そのような発振器として、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ、半導体レーザ、炭酸ガスレーザなどが例示される。レーザ光の出力やビーム径は、被加工部材１の材質や板厚によって、調整すればよく、出力は１〜１０ｋＷ、ビーム径は０．３〜１．０ｍｍが例示される。
【００４８】
レーザビーム６の移動は、リモートヘッド３内でミラー５のスキャンにより行い、被加工部材上のレーザビーム６の走査速度（切断速度）は、切断できる範囲から選択すればよく、特に限定されるものでないが、１〜１００ｍ／ｍｉｎが例示される。好ましくは、５〜２０ｍ／ｍｉｎである。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００５０】
被加工部材を自動車用の高強度鋼板プレス品として、本発明の切断法を用いて切断を実施した。図７は、自動車用の高強度鋼板プレス品を切断する概略を示す図である。図７の自動車用の高強度鋼板プレス品１７は、１５００〜１８００ＭＰａホットスタンプ材からなり、板厚１．６ｍｍのセンターピラー１８のトリミング前のものであり、センターピラー１８が得られるように、プレス品１７の斜線領域を取り除く。
【００５１】
センターピラー１８の外周のプレス品１７の斜線領域に、リモートヘッドからのレーザビーム６を照射して貫通孔を形成した。なお、プレス品１７の斜線領域が少なく、斜線領域の端部から切断位置まで距離が短い場合は、貫通孔を形成せずに、端部から本発明の切断法を適用できる。
【００５２】
プレス品１７の斜線領域に貫通孔を形成した後、バネ９及びカム１０（図示せず）で構成される加振装置を用いて、プレス品１７をリモートヘッドに近づく方向の加速度がリモートヘッドから遠ざかる方向の加速度より大きくなるように、リモートヘッドに近づく方向と遠ざかる方向に振動させて、プレス品１７にレーザビーム６を照射して切断した。
【００５３】
レーザビームは、レーザ光の出力を５ｋＷ、焦点距離５００ｍｍでビーム径０．６ｍｍに集光した。センターピラー１８の板厚１．６ｍｍの半分の０．８ｍｍと振動の振幅１．０ｍｍとを足した１．８ｍｍは、焦点距離の０．３６％である。また、切断条件は、レーザビームの走査速度（切断速度）５ｍ／ｍｉｎ、リモートヘッドに近づく方向の最大加速度を２０ｍ／ｓ2、リモートヘッドから遠ざかる方向の最大加速度を７ｍ／ｓ2、振動の周波数を６０Ｈｚとした。
【００５４】
これにより、切断されたセンターピラー１８は、プレス品１７をシャー切断で切断する場合と比べ、切断端面の残留応力が低減し、水素脆化を抑制することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、集光ヘッドの空走時間を無くし、切断コストを下げることができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００５６】
１    被加工部材
２    ロボット
３    リモートヘッド
４    光ファイバー
５    ミラー
６    レーザビーム
７ａ  未来切断位置
７ｂ  未来切断位置
８    既切断部
９    バネ
１０  カム
１１  カム回転軸
１２  バネ支え
１３  カム回転軸位置
１４  電磁石
１５  レーザビーム照射部
１６  溶融金属
１７  プレス品
１８  センターピラー
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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