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技術 レーザ加工方法及びその装置

出願人 ファナック株式会社
発明者 中田嘉教
出願日 1993年3月25日 (26年6ヶ月経過) 出願番号 1993-065816
公開日 1994年9月27日 (25年0ヶ月経過) 公開番号 1994-269967
状態 未査定
技術分野 レーザ加工
主要キーワード 所定距離分 溶落ち 加工終了点 レーザビーム出力 外周加工 加工手順 穴明け加工 溶け落ち
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年9月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

加工開始点終了点とが一致するような形状の加工を行う場合に、終了点での切り欠部の発生を回避できるレーザ加工方法及び装置を提供する。

構成

穴明け外周加工は、先ずP点での穴明け加工から始まり、次にP点からQ点まで切断加工が行われ、Q点にて外周加工を開始し、加工軌跡30に沿って切断加工が行われ、R点にて加工条件が変更されてS点で外周加工が終了する。制御部13は、Q点から開始する一周分の加工軌跡から、Q点とS点との間の微小距離ΔL1分を減じて加工軌跡30を生成し、それをメモリに格納する。この微小距離ΔL1は、外周加工完了時に、その外周の内側部分を速やかに除去できる程度に設定される。

概要

背景

従来、レーザビームでワークを加工する場合、穴明け加工のように、加工開始点加工終了点とが一致する形状の加工は、その形状通りに加工開始点と加工終了点とを一致させて行っていた。

図3は従来の穴明け加工の説明図である。図3(A)に示すように、穴明け加工を行う場合は、先ずP1点で穴明け加工を行い、次にP1点からQ1点まで切断加工を行い、Q1点にて外周加工を開始し一周して再びQ1点に戻っていた。

概要

加工開始点と終了点とが一致するような形状の加工を行う場合に、終了点での切り欠部の発生を回避できるレーザ加工方法及び装置を提供する。

穴明け外周加工は、先ずP点での穴明け加工から始まり、次にP点からQ点まで切断加工が行われ、Q点にて外周加工を開始し、加工軌跡30に沿って切断加工が行われ、R点にて加工条件が変更されてS点で外周加工が終了する。制御部13は、Q点から開始する一周分の加工軌跡から、Q点とS点との間の微小距離ΔL1分を減じて加工軌跡30を生成し、それをメモリに格納する。この微小距離ΔL1は、外周加工完了時に、その外周の内側部分を速やかに除去できる程度に設定される。

目的

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合でも、切り欠け部が発生しないレーザ加工方法及びその装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

レーザビームをワークに照射してレーザ加工を行う際のレーザ加工方法において、加工開始点加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、前記加工終了点を前記加工開始点の近傍に設定してレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法。

請求項2

前記加工終了点の手前で加工条件を変化させることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工方法。

請求項3

レーザビームをワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、前記加工終了点を前記加工開始点の近傍に設定して得られた加工軌跡に基づいて加工を行うレーザ加工手段を有することを特徴とするレーザ加工装置。

請求項4

前記加工終了点の手前で加工条件を変化させて加工を行う加工条件変更手段を有することを特徴とする請求項3記載のレーザ加工装置。

技術分野

0001

本発明はレーザビームをワークに照射してレーザ加工を行う際のレーザ加工方法及びその装置に関し、特に加工開始点加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合のレーザ加工方法及びその装置に関する。

背景技術

0002

従来、レーザビームでワークを加工する場合、穴明け加工のように、加工開始点と加工終了点とが一致する形状の加工は、その形状通りに加工開始点と加工終了点とを一致させて行っていた。

0003

図3は従来の穴明け加工の説明図である。図3(A)に示すように、穴明け加工を行う場合は、先ずP1点で穴明け加工を行い、次にP1点からQ1点まで切断加工を行い、Q1点にて外周加工を開始し一周して再びQ1点に戻っていた。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、このような穴明け加工を行った場合、図3(B)に示すように、外周加工の開始点であり、かつ終了点であるQ1点においては、切り欠け部(溶け落ち部)が発生することがある。この切り欠け部は、板厚が厚くなればなる程、発生確率が大きくなる。この切り欠け部があると、その部分に応力が集中して亀裂や破壊の原因となりやすく、美観も損ねるため、レーザ加工の欠点とされていた。

0005

一方、切り欠け部発生を防止するために、例えば軟鋼切断加工の場合、加工終了点の手前でアシストガス酸素ガスから空気に切り換えて、切断加工を鈍化させるというような方法も提案されているが、顕著な効果を得ることができなかった。また、外周加工の加工軌跡に工夫を施す試みもなされたが、やはり顕著な効果を得るに至らなかった。

0006

そこで、本出願人は、切り欠け部発生のメカニズム解明すべく図4に示すような実験を行った。図4(A)では、P2点にて穴明け加工を行い、以降切断加工にてQ2点を経由しR2点に到る。Q2点は、外周加工の開始点に相当するが、このような段階では、開始点Q2では切り欠け部はほとんど発生しなかった。

0007

図4(B)では、P3点にて穴明け加工を行い、以降切断加工にてQ3点を経由してR3点に到り、続いてS3点に移動して穴明け加工を行い、以降切断加工にて再度Q3点に到り、そのQ3点で切断加工を終了する。その結果、外周加工の開始点及び終了点に相当するQ3点にて切り欠け部が発生した。すなわち、外周加工の開始点と終了点が一致するとき、切り欠け部が発生することが分かった。

0008

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合でも、切り欠け部が発生しないレーザ加工方法及びその装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明では上記課題を解決するために、レーザビームをワークに照射してレーザ加工を行う際のレーザ加工方法において、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、前記加工終了点を前記加工開始点の近傍に設定してレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法が、提供される。

0010

また、レーザビームをワークに照射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、前記加工終了点を前記加工開始点の近傍に設定して得られた加工軌跡に基づいて加工を行うレーザ加工手段を有することを特徴とするレーザ加工装置が、提供される。

0011

加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、加工終了点を加工開始点の近傍に設定してレーザ加工を行う。このレーザ加工では、加工開始点と加工終了点とは一致しないので、切り欠け部発生を回避することができる。

0012

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明のレーザ加工方法を実行するための全体構成を概略的に示す図であり、(A)は全体図を、(B)は加工軌跡をそれぞれ示している。図1(A)にいて、制御部13は、メモリに格納された加工プログラムに基づいて、レーザ加工装置10全体の動作を制御する。すなわち、その指令信号レーザ発振器12に送って、レーザビームの出力制御等を行う。また、加工ヘッド11やここでは図示されていない加工テーブルに指令信号を送り、その移動制御や送り速度制御等を行う。

0013

加工ヘッド11は、レーザ発振器12からのレーザビームを集光してワーク20に出射すると共に、加工軌跡30に沿って移動し、ワーク20に対する穴明け外周加工を行う。そのときの加工手順図1(B)を用いて説明する。

0014

穴明け外周加工は、図1(B)に示すように、先ずP点での穴明け加工から始まる。次にP点からQ点まで切断加工が行われ、Q点にて外周加工を開始し、加工軌跡30に沿って切断加工が行われ、R点に到る。R点で加工条件が変更されてS点に到り、そのS点で外周加工が完了する。

0015

上記穴明け外周加工を実行する場合、制御部13は、Q点から開始する一周分の加工軌跡から、Q点とS点との間の微小距離ΔL1分を減じて加工軌跡30を生成し、その加工軌跡30をメモリに格納する。この微小距離ΔL1は、外周加工完了時に、その外周の内側部分を速やかに除去できる程度に設定される。

0016

また、制御部13は、加工終了点Sの位置から、メモリに予め設定されている所定距離ΔL2分を減じて、加工終了点Sの手前にR点を設定し、そのR点で加工条件を変更する。その加工条件変更によって、例えば移動速度はより緩やかになり、レーザビーム出力はより低くなる。このR点での加工条件変更は、ステップ状に行われる。あるいは、R点からS点まで徐々に行うようにしてもよい。

0017

図2は本発明の処理手順を示すフローチャートである。図中Sに続く数字はステップ番号を表す。
〔S1〕外周加工の開始点Qから微小距離ΔL1分を減じて加工終了点Sを設定し、加工軌跡30を生成する。
〔S2〕加工終了点Sから所定距離ΔL2分を減じてR点を設定する。
〔S3〕P点での穴明けから加工を開始し、Q点で外周加工に入り、そのままR点まで加工軌跡30に沿って切断加工を行う。
〔S4〕R点で加工条件を変更する。
〔S5〕S点で加工を完了する。

0018

このように、本実施例では、穴明けの外周加工において、外周加工の加工開始点Qと加工終了点Sとを一致させず、微小距離ΔL1分だけ減じて加工終了点Sを設定した。このため、加工開始点と加工終了点とが一致した場合に発生していた切り欠け部(溶落ち部)の発生を回避することができる。したがって、応力集中による亀裂や破壊の発生も防止することができ、製品としての美観も向上させることができる。

0019

また、加工終了点Sの手前にR点を設定し、加工条件を変化させるようにしたので、加工終了点Sでの加工停止を速やかに行うことができ、その点からも加工終了点Sでの切り欠け部発生をより確実に回避することができる。

0020

上記の説明では、加工終了点Sを、外周加工の加工開始点Qから微小距離ΔL1分を減じて設定するようにしたが、加工開始点Qの近傍の任意の位置、例えばその外周加工の軌跡上で加工開始点Qを所定距離分だけ通り過ぎた位置や、外周の内側に加工終了点Sを設定してもよい。その場合にも、上記の微小距離ΔL1分だけ減じて設定したときと同様の効果を得ることができ、加工終了点Sでの切り欠け部の発生を回避することができる。

発明の効果

0021

以上説明したように本発明では、加工開始点と加工終了点とが一致するような形状の加工を行う場合、加工終了点を加工開始点の近傍に設定してレーザ加工を行うように構成した。このため、加工開始点と加工終了点とが一致した場合に発生していた切り欠け部(溶落ち部)の発生を回避することができる。

0022

したがって、応力集中による亀裂や破壊の発生も防止することができ、また、製品としての美観も向上させることができる。

図面の簡単な説明

0023

図1本発明のレーザ加工方法を実行するための全体構成を概略的に示す図であり、(A)は全体図を、(B)は加工軌跡をそれぞれ示す。
図2本発明の処理手順を示すフローチャートである。
図3従来の穴明け加工の説明図であり、(A)は加工軌跡を、(B)は切り欠け部発生をそれぞれ示す。
図4切り欠け部が発生する場合の説明図であり、(A)は発生しない場合を、(B)は発生する場合をそれぞれ示す。

--

0024

10レーザ加工装置
11加工ヘッド
12レーザ発振器
13 制御部
20 ワーク
30加工軌跡
Q外周加工の加工開始点
R加工条件変更点
S 外周加工の加工終了点

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