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    • 专利摘要:

    公开号:WO1990014195A1
    申请号:PCT/JP1990/000592
    申请日:1990-05-09
    公开日:1990-11-29
    发明作者:Yoshinori Nakata
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23K26-00
    专利说明:
    [0001] 明 レーザビームによる切断加工方法 技 術 分 野
    [0002] 本発明はレーザビームによる切断加工方法に関し、 特に熱 影響が生じやすい鋭角加工部で切断加工を効率よく行う レー ザビームによる切断加工方法に関する。
    [0003] 糸田
    [0004] 背 景 技 術
    [0005] レ一ザビームによる切断加工方法は、 材料の切断個所にレ -ザビ一厶を照射し、 同時にノ ズル先端から、 ア シス トガス を吹き付けている。 金属材料の切断時には、 アシス ト ガスは 通常酸素を用い、 レーザによる熱ヱネルギー加工に酸化反応 を協働させており、 局部的な熱加工の集合となつている。
    [0006] 一方、 鋭角部は加工テーブルの移動速度が実質的に低下し- 単位時間当たりの材料への投入熱量は増大し、 特に折り返し 直後では、 熱伝導により切断加工以前に局部的な熱をすでに 持っているため、 鋭角先端部は溶け落ちてしまう。 さらに、 鋭角先端部近傍でも切断面粗度の低下を招いていた。
    [0007] このために、 鋭角部の小さい角度側 （内側） が製品である 場合と、 鋭角部の大きい角度側 （外側） が製品である場合に よって、 以下のような加工方法が取られている。
    [0008] 鋭角部の小さい角度側 （内側） が製品である場合は、 ルー プ処理と呼ばれている加工方法が用いられている。 これは、 鋭角の折り返し点を越えたところまで切断加工を 続行し、 適当な大きさの円弧または直線を描いて加工を続行 し、 折り返し点に戻り、 本来目的とする加工軌跡を再開する という方法である。 この方法を用いれば、 加工テーブルの慣 性力とサーボモータとの相関関係に起因する、 鋭角部での実 質的な加工速度の低下をなくすことができる。 また、 ループ の大きさを大きくすれば、 実質上、 鋭角先端を冷却すること になる。
    [0009] しかし、 この方法ではループ処理部の加工軌跡のプログラ ムを本来目的とする加工軌跡以外に作る手間が生じ、 加工す る材料の板厚等によりループの大きさを変化させる必要も生 じる。 また、 不要な加工が付加されるということになり、 材 料を必要以上に消費してしまうことになる。
    [0010] 次に、 銳角部の大きい角度側 （外側） が製品である場合に は、 折り返し点に到達する以前に、 加工条件を変化させ、 入 熱量を極力小さ くするようにし、 折り返し点以降も、 適当な 距離まで加工が進む間、 同様の操作を行うという方法がとら れている。
    [0011] しかし、 この方法では、 加工条件の設定が著しく困難であ り、 どの程度の位置に来たら加工条件を変化させ、 どの程度 の位置まで加工が進行したら元の加工条件に戻すか等、 経験 と勘にたよったノ ゥハウが必要となる。 また、 入熱量をおさ える加工を行つているから、 切断加工不可能という限界が生 じてく る。 さらに、 この方法は加工条件をいろいろと変化さ せるものであるため、 加工プログラムが複雑となり、 運用上 β¾題がある。 発 明 の 開 示
    [0012] 本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、 加工 プロ グラ ムを複雑にしたり、 本来必要としない部分までの加 ェを行つたりすることなく、 銳角加工を行う ことができるレ 一ザビームによる切断加工方法を提供することを目的とする < 本発明では上記課題を解決するために、
    [0013] 切断処理される加工材料にレーザビームを照射し、 所要の 製品を切断加工するレーザビームによる切断加工方法におい て、 鋭角加工の際、 鋭角先端でレーザビームの照射を停止し， 一定時間冷却媒体を前記鋭角先端に吹きつけて冷却を行い、 再度、 前記鋭角先端から、 レーザビームを照射し切断加工を 続行するレーザビームによる切断加工方法が、
    [0014] 提供される。
    [0015] 鋭角先端でレ一ザビームの照射を停止し、 一定時間冷却媒 体を鋭角先端に吹きつけるので、 鋭角先端部が冷却され、 銳 角先端部の過熱による加工不具合が防止される。 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0016] 第 1図は本発明のレーザビームによる切断加工方法を実施 するためのレーザ加工機のブ σ ッ ク図、
    [0017] 第 2図は第 1図のレーザ加工機の加工テーブルの詳細図で め ο 発明を実施するための最良の形態
    [0018] 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
    [0019] 第 1図は本発明のレーザビームによる切断加工方法を実施 するためのレーザ加工機のプロッ ク図である。 数値制御装置 ( C N C ) 1 はマイクロプロセッサ構成であり、 レーザ発振 器 2に対して発振出力を指令する。 また、 電磁弁 1 1及び電 磁弁 1 2を制御する。 電磁弁 1 2は酸素ボンべ 1 3からの酸 素を、 電磁弁 1 1 はコ ンプレッ サー 1 4からの空気 1 0を制 御する。 レーザ発振器 2からのレーザビーム 5は反射鏡 6で 反射され、 集光レンズ？で絞られて、 ワーク 1 5に照射され、 ワーク 1 5の切断加工を行う。
    [0020] 第 2図は第 1図のレーザ加工機の加工テーブル部の詳細図 である。 数値制御装置 （C N C ) 1 にはサーボモータ 3 a及 びサーボモータ 3 bが接続されており、 サ一ボモータ 3 a及 びサ一ボモータ 3 bによって、 加工テーブル 1 6を移動させ る。 加工テーブル 1 6にはワーク 1 5が固定されており、 ヮ ーク 4の加工軌跡 4 aがあり、 その鋭角の頂点 4が折り返し 点 ある o
    [0021] 次に本発明のレーザビームによる切断加工方法について述 ベる。 鋭角切断加工を行う際、 加工軌跡 4 aが折り返し点 4 に到達する以前に、 数値制御装置 （C N C ) 1 は折り返し点 4が判別できる。 これは、 加工軌跡のプログラムを先読みす ることにより可能となる。 加工軌跡 4 a上の折り返し点 4に 到達したら、 数値制御装置 （C N C ) 1 はサーボモータ 3 a 及び 3 bの移動を停止させ、 同時にレーザ発振器 2の発振を 停止させるか、 図示されていない機械的なシャ ツタ一により レーザビーム 5が反射鏡 6を介して、 集光レンズ 7を通って 折り返し点 4に到達することを阻止する。
    [0022] また、 同時に電磁弁 1 2を閉じて、 それまで酸素ボンべ 1 3により流出されていた酸素をアシス トガス 1 0 として用い ることを停止させ、 電磁弁 1 1を開いて、 コ ンプレ ッ サ 1 4 より供給させる空気を冷却用のァシス トガス 1 0 として供給 させる。 あらかじめ、 加工材料の板厚ごとに記憶している冷 却時間が完了したら、 数値制御装置 （C N C ) 1 は、 電磁弁 1 1を閉じ、 電磁弁 1 2を開き、 アシス トガスとして酸素を 出力し、 レーザビーム 5を出力し、 切断加工を再開する。 本方法で炭酸ガス レーザ出力 2 K Wにて、 板厚 1 6 m mの 鉄板を 3 0度の、 鋭角加工を行った場合、 冷却時間は約 2秒 で、 なんら加工条件を変化させることなく、 面粗度が鋭角以 外の部分と同様な加工を行う ことができた。
    [0023] このよ う に、 鋭角を加工する加工方法では、 加工軌跡のみ を意識した切断加工プログラムを作成するだけでよく、 特別 の加工プロ グラ ムを作成する必要がなくなる。 従って、 経験 不足のための加工の失敗が防止できる。 また、 鋭角を意識す ることなく、 加工を行う ことができ、 加工材料の使用量を最 小限にとどめることができる。
    [0024] 以上説明したように本発明では、 加工軌跡の鋭角部で、 一 旦レーザビームの照射を停止し、 冷却ガスで先端部を冷却し て加工を行うようにしたので、 特別の加工条件.を追加するこ となく、 レーザ切断加工が可能になる。 また、 加工材料等の 無駄な使用を避けることができる。 さらに、 経験不足による 加工の失敗も防止できる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 切断処理される加工材料にレーザビームを照射し、 所 要の製品を切断加工するレーザビームによる切断加工方法に おいて、
    銳角加工の際、 鋭角先端でレーザビームの照射を停止し、 一定時間冷却媒体を前記鋭角先端に吹きつけて冷却を行い， 再度、 前記銳角先端から、 レーザビームを照射し切断加工 を続行するレーザビームによる切断加工方法。
    2 . 前記冷却媒体は、 空気、 水蒸気、 水のすくなく とも一 つであることを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載のレー ザビームによる切断加工方法。
    3 . 鋭角部を加工プログラムを先読みすることにより判別 することを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載のレーザビ ー厶による切断加工方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH02303695A|1990-12-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-11-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1990-11-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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