JPS62168689A - レ−ザビ−ムを用いる切断加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、レーザビームを用いる切断加工におい゛Ｃ１
切断された被加工物をレーザビームの影響を受けない状
態で取出し、被加工物が損傷を受けることを防ぎ、効率
よく板状体に対する切断加工が行なえる方法に係るもの
である。

従来技術； 現在、レーザビームを用いる一般的な２次元の切断加ニ
ジステムでは、たとえば［プレス技術：第２３巻第６号
４１ベージ」に開示されるように、加工材料（被加工対
象物）を水平にして行なうのが周知手段で、載置する台
にはＮＣテーブルが慣用されている。いま、これを第７
図又は第８図についてみれば、加工材料（６）を水平に
セットし、上方のレーザトーチＨ１からレーザビーム（
２）を、照射して切断加工されていた。しかし、この従
来法は次にあげるふうな問題点があった。すなわち、（
イ）加工材料全水平状態で取扱うため、広い設置スペー
スが必要となる、 （ロ）（イ）と関連し、大面積の加工材料に対しては、
テーブルのサイズが過大になる傾向がある、（ハ）加工
材料の支持治具（たとえば尖頭をもつ小ＩＮヲ多数植設
したもの、以下剣山と称する。）が必要であり、これら
は加工材料の面域全体を支、えるために使用される。従
つＣ１これらは所要の強度金もったものが多数必要であ
る。また、支持治具の適当な個数は生産技術面から多様
であり、さらに加工材料の形状との関連で任意の個所に
植設できず汎用性に欠ける、 に）　第７図に示すように、たとえば剣山（３）で支持
される加工材料１６）から切断処理されて製品（６）は
落下するが、アクリルのような材質の場合は落下すると
同時に製品がレーザビーム！２１の照射を受は表面が傷
付けられることがある。こａ’ｌ防止するために、切断
の進み王台を見ながらタイミングをはかつ°Ｃ落下防止
又は位置ずれ防止のため、第８図に示すように適当な位
置で製品と加工材料とを保持テープ（４）等で係止し〔
いるのが現状である、 （ホ）　製品を連続的に得る場合に、レーザビームが、
たとえばテープ・し下のコンベア等の取出し機構に落下
した製品？：照射し、これらに損傷金蔓えるの全防止す
るため、加工済製品をレーザビームの照射から保護する
機能を敗出し機構にもたせる必要がある、 （へ）剣山等の支持治具にレーザビームが当ると顔部が
加熱され、熱せられた支持治具により製品（材質が合成
樹脂等のとき。）が傷付けられることがあるので、製品
の形状や大きさを充分考慮した上で支持治具の位置分設
定しなければならない。

（ト）　　加工材料を剣山等の支持治具に１度載置する
と、何かの理由で加工材料ｆｔ動かしたくても、剣山が
乱立しでいるため、水平方向に移動させ難く、剣山に手
が触れ゛〔危険である、（７）加工材料を載置するとき
、現実には持ちＥげＣから定位置に収卸すという迂回が
あり、ポテンシャルロスにより効率が悪い、 等につき解決が望まれ°Ｃいた。

発明の課題： 本発明は上記のごとき問題点全解決するためになされた
もので、切断加工でつくりだされる製品が、加工材料に
ひつ掛つ°Ｃいるか又はレーザビームが照射される光束
域よりも必ず下方全通つ′〔落下する状態を確保するこ
とに着目しＣいる。そしＣ１その具体的方法として加工
材料を垂直或いは垂直に近い角度で保挿し、切断処理す
ること（ｉｌ−提案するのが１郎」である。

＠川の構成： 従来法によれば、加工材料は水平に保持され、上方から
垂直方向に照射されるレーザビームにより切断加工され
るものを、本発明方法にあっては加工材料′ｆ：垂直又
は垂直に近い角度で保持し、レーザトーチは水平方向を
保つご切断加工を行なうのである。加工材料とレーザビ
ームとの相対関係は、 （ａ）　　％直（垂直に近い角度も含み、以下同様とす
る。）に保持された加工材料はそのままで、レーザトー
チを目的製品の形状に従って同一平面内で移ｕノさせる
、 （ｂ）　　レーザトーチは水平方向を保つでそのまま静
止させ、加工材料を目的製品の形状に従つて垂直面内で
移動させる、 （ｃ）垂直に保持された加工材料を同−垂白面内で水平
に往復運動が可能な工うにし、一方、レーザトーチは垂
直方向の往復運動が可能なようにし、目的製品の形状ど
おりのパターンを加工材料面に現出させる、 （ｄ）　　加工材料とレーザトーチとの運動の相対関係
を（ｃ）の逆にする、 ０４通りがある。これらの各関係のうち、切断加工の対
象となる材料の物質・組成又は厚さ等の要素或いは加工
材料に適合するレーザ発振器の容量等により、上記の４
通りの相対関係のうちから好適な態様を選択できる。

本発明方法では、レーザビームによる切断加工時の発生
ドロスは１部垂れ下ることもあるが、レーザトーチから
吹付けるアシストゲスの気流方向と製品の落下方向とが
直角をなし、ドロスの飛散方向が製品の移動線を回避す
ることになるので、切断処理が生成ドロスに支障される
懸念はない。

従って、一部の金属たと、ｔＶｉＳＳ４１のごとき構造
用銅材でドロスが大量に出る材質の加工材料であっても
切断処理が可能である。

実施例： 次に本発明の具体的な１実施例を図面に基づき説す」す
る。第１図に示すように架台（１０）上にレーザ発振器
（１１）を載置し、投射されるレーザビーム１２）は内
定ビームベンダーｔ１２１％可動ビームベンダー（１四
により屈折し、集光レンズ（Ｉ４）によジ光束を合され
て加工材料（６１面上の所要個所を照射する。彌はレー
ザビーム（２）の拡散を防止する遮光パネルである。

そし゛Ｃ１町動ビームベンダー（１８は垂直方向Ｍに往
復運動全可能としである。すなわち、集光レンズ１４）
及びレーザトーチ（１〜は、可［ＩｄＪビームベンダー
ｉＩＳの光軸上に占位するから、可動ビームベンダー；
１司の垂直運動（ト）によりレーザトーチ（１句はＹ軸
方向の運Ｕ）をする。また、後記のごとき適宜手段によ
り垂直に保持される加工材料１６）は水平方向（ロ）に
往復運動ｅ　Ｅｌ能としである。すなわち、レーザトー
チ傾は相対的にＸ軸方向の運動をする。

従って、ｈＪ動ビームベンダー圃のＹ軸運動及び状の製
品全切断することができる。

加工材料１６）の当直保持及び水平方向卸の往復運動を
円滑に行なうには、たと７ｔば第２図に示すような機構
を用いることができる。すなわち、ボールネジをもつ駆
動台（７）Ｅに、このボールネジに保合して水平方向（
６）に往復運動が可能な下部支持具間を載せＣある。上
記ボールネジと係合子との組合せにより微細な往復運動
が可能な下部支持具シ１の１端には固定側支持具固金立
没し、さらしてこの固定側支持具＠に対し所要の間隔を
保つ所定の位置で定立する可動側支持具＠を設ける。固
定及び可動の両支持具の頂端は、共に／７’イドヘッド
μｓ錘に形成し、両刃゛イドヘッドに共１Ｉ１１にグイ
トレール−を低める。固定側支持具機側のゲイトヘッド
（至）とグイトレール蓼勺とは固着し、可ｖＪ（ｉＩＩ
Ｊ支持具内側のゲイトヘッド彌とガイドレール（財）と
は摺動可能となし、可動側支持具輸は固定側支持具（イ
）に対し、保持せんとする加工材料）６）に適応するス
パンを保つで安定した状餓で定立することができる。そ
して、同定側支ｎ具固及び可動側支持具−にはそれぞれ
適当数のクランプ＠を配設し、支保せんとする加工材料
１５＋　’に緊締保持する。

第３図又は第４図に例示するのは、他の実施例で、　＃
、ｔｌ＋台の上面に清つＣ往復運＃Ｊ１’ｔする下部支
持共！２１１に設けた加工材料（６）の支持方式が異つ
°〔いる。第３図に示すものは、加工材料が薄板のとき
に好適で、可動側支持具■は導磁性の平板体とし、固定
側支持具との中間に撓み防止片銘をもつＣいる。そして
、加工材料は可動側支持具（機及び撓み防止片（ハ）Ｋ
添わせ、マグネット四により定着保持する。第４図に示
すものは、加工材料が厚板のときに好適で、下部支持具
！２１）面に長さ方向に随うＶノツチ２７１′Ｊ＆：刻
設したものである。

以上のように各構成要素は、加工材料の材質、厚さ等の
多様性に自在な対応が５Ｔ［であり、それら全集約した
１具体例が第５図に示されている。

この装置例では、レーザ発振器（１１）から投射される
レーザビームをコントロールする固定ビームベンダー＋
１２Ｊ　、可動ビームベンダー霞、集光レンズＩ等が光
学系ゲイトＵηに数編められ、レーザトーチ霞は適正な
光束を保ちつつ円滑に垂直（Ｙ軸）運動する。そして、
加工材料１５）の水平（Ｘ軸）運動と協働し゛〔切断加
工処理を行ない、品質上の欠点がない製品ｆ、得ること
ができる。

発明の作用： 被加工母材である加工材料を垂直又は垂直に近い起立角
度で保持すると共にレーザビームの投射方向は水平を保
って上記加工材料を指向させ、加工材料とレーザトーチ
とを相対的に運動させることとした本発明方法によると
きは、第６図に示すように加工材料１６）から所要形状
の製品（６）をつくりだすことが可能である。すなわち
、第６図（８）に示すように、先づレーザビーム１２）
を照射してピアス＋７１　ｆｔ穿孔し、下方に回って切
断を開始し゛〔スタートポイント（８）に達する。次い
で第６図ｃＡ）Ｑ３）に示すように切断線（９）を形成
し、同じ＜（Ｃ）に示すような製品を得ることができる
のである。

発明の効果： 本発明では、加工材料を垂直又は垂直に近い角度で保持
し切断加工するので、次に挙げるような利点を有してい
る。

（Ｄ　具体的な装置例の設置スペースは、占有面積が最
小にできる。

■　駆動台上に立てで保持する方式は、大面積の加工材
料に対しても、設計上の観点からは支持する駆動台の長
さを焚くするだけで済む。

側　加工材料の支持については、倒れ止め防止のために
、垂直又は垂直に近い角度方向の辺を支持するというだ
けで充分であるから（材料自体の重量を、面に直角な方
向で支持するという考え方ではないから。）剣山のごと
き支持治具は必要ない。

（ト）　上記の支持治具をもたないから、それの調節、
調整に要した工数が一切不要となる。

（Ｖ）　　切断後の製品は、加工材料からの除脱に際し
”Ｃレーザビーム中を横切ることがないから、製品を傷
付けないようにする特別な取出し機構が不要である。

（６）　下部支持具から上部が、加工材料の大きさに合
せて適当な寸法に設定できるから、一度保持した加工材
料を微差１させる必要がない。

■　加工材料を下部支持具上に載置するときは、押込む
という作業になり持上げる必要がない。

帽　加工材料に対する切断処理は、垂直方向で考えたと
き、はぼ一平面内で加工を行なっていることになり、製
品の落下個所のコントロールがし易い。

以上のごとく本発明は従来の方法に比べて、その得られ
る効果は顕著であり、産業上の利用性は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す説明図、第２図は加工
材料の保持及び水平往復運動する部分の斜視図、第３図
は加工材料の保持部の薄物に好適な実施例、第４図は加
工材料の保持部の厚物に好適な実施例、第５図は具体的
装置の１例を示す斜視図、第６図囚＠（Ｑは加工材料か
ら製品を切断するときの切断線の進みを示す図、第７図
と第８図は従来例を示す図で第７図は保持テープを使用
する場合、第８図はレーザビームが製品を傷付ける状態
である。 ｆｔ）・・・レーザトーチ　　　；２）・・・レーザビ
ーム（３）・・・剣　　　山　　　　（４）・・・保持
テープ（６）・・・加工材料　　　（６）・・製　　品
（７）・・・ピ　ア　ス　　　　　（８）・・・スター
トポイント（９）・・・切断線　　（１ｏ）・・・架　
台：■）・・・レーザ発振器　　　ａ匂・・・固定ビー
ムベンダｔ１１・・・可動ビームベンダー　（１４・・
・集光レンズ傾・・・遮光パネル　　　　四・・・レー
・ザトーチαη・・・光学系ゲイト　　　　（７）・・
・駆　動　台＠υ・・・下部支持具　　　　（社）・・
・固定側支持具（２）・・・可動側支持具　　　（財）
・・・グイトレール四川ゲイトヘッド　　　　　弼・・
・り　ラ　ンプ覇・・・Ｖ／　ソチ　　　　（財）・・
・撓み防止片開用マグネット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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方法において； 加工材料を垂直又は垂直に近い角度で保持し、レーザト
   ーチは水平方向を保つた状態とし、加工材料とレーザビ
   ームとを相対的に運動させることにより所要の形状に従
   つた切断線を形成して製品をつくりだすようにしたこと
   を特徴とするレーザビームを用いる切断加工法。 ２　加工材料を垂直又は垂直に近い角度に保持し、レー
   ザトーチを目的製品の形状に従つて移動させるようにし
   た特許請求の範囲第１項記載のレーザビームを用いる切
   断加工法。３　レーザトーチは水平方向を保つてそのま
   ま静止させ、加工材料を目的製品の形状に従つて移動さ
   せるようにした特許請求の範囲第１項記載のレーザビー
   ムを用いる切断加工法。 ４　垂直又は垂直に近い角度で保持された加工材料を水
   平方向に往復運動が可能なようにし、レーザトーチは垂
   直方向の往復運動が可能なようにして目的製品の形状ど
   うりのパターンを加工材料面に現出させるようにした特
   許請求の範囲第１項記載のレーザビームを用いる切断加
   工法。 ５　垂直又は垂直に近い角度で保持された加工材料を垂
   直方向に往復運動が可能なようにし、レーザトーチは水
   平方向の往復運動が可能なようにして目的製品の形状ど
   うりのパターンを加工材料面に現出させるようにした特
   許請求の範囲第１項記載のレーザビームを用いる切断加
   工法。