特開 2022-53804 レーザ加工方法及びレーザ加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022053804

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】レーザ加工方法及びレーザ加工機

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20220330BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

B23K26/38 A

B23K26/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020160630

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】大河 弘志

(72)【発明者】

【氏名】鶴見 祐太

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD07

4E168DA23

4E168DA24

4E168DA26

4E168DA28

4E168DA29

4E168FB02

4E168JA02

4E168KA04

(57)【要約】

【課題】ワークの加工品質の向上を図る。
【解決手段】アシストガスとして酸素を用い、軟鋼からなるワークＫに対してレーザ切断加工を行うレーザ加工方法であって、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔに至る間に、切断速度Ｖを所定の第１速度Ｖ₁からゼロまで減速する。レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａに至る間に、切断速度Ｖを所定の第１速度Ｖ₁まで加速する。レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａに至る間における、切断速度Ｖを加速する加速度の絶対値に対して、減速する加速度は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔまで至る間における、切断速度Ｖを減速する加速度の絶対値をより小さく設定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アシストガスとして酸素を用い、軟鋼からなるワークに対してコーナ部を含む加工経路に沿ってレーザ切断加工を行うレーザ加工方法であって、
レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間に、切断速度を所定の第１速度からゼロまで減速し、
レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端から所定箇所に至る間に、切断速度を前記所定の第１速度まで加速し、
レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度を減速する加速度は、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間における、切断速度を加速する加速度よりも小さく設定されている、レーザ加工方法。

【請求項2】

レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間に、切断速度をゼロから前記所定の第１速度よりも低い所定の第２速度まで加速してその速度を維持し、その後、切断速度を前記所定の第１速度まで加速する、請求項１に記載のレーザ加工方法。

【請求項3】

レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記コーナ部の先端に達すると、レーザ出力を所定の第１出力から前記所定の第１出力よりも低い所定の第２出力若しくはゼロに切り替えるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第２出力に切り替え、
レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記所定箇所に達すると、前記レーザ出力を前記所定の第２出力若しくはゼロから前記所定の第１出力に切り替えるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第１出力に切り替える、請求項２に記載のレーザ加工方法。

【請求項4】

レーザビームを発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器に光学的に接続され、軟鋼からなるワークに向かってアシストガスとして酸素を噴射しつつレーザビームを照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドをワークに対して相対的に水平方向へ移動させるヘッド移動部と、
前記レーザ発振器及び前記ヘッド移動部を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
レーザビームの照射位置が前記加工経路におけるコーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間に、切断速度が所定の第１速度からゼロまで減速するように前記ヘッド移動部を制御し、
レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端から所定箇所に至る間に、切断速度が前記所定の第１速度まで加速するように前記ヘッド移動部を制御し、
レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度を減速する加速度を、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間における、切断速度を加速する加速度よりも小さく設定する、レーザ加工機。

【請求項5】

前記制御装置は、
レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間に、切断速度がゼロから前記所定の第１速度よりも低い所定の第２速度まで加速してその速度を維持するように前記ヘッド移動部を制御し、その後、切断速度が前記所定の第２速度から前記所定の第１速度まで加速するように前記ヘッド移動部を制御する、請求項４に記載のレーザ加工機。

【請求項6】

前記制御装置は、
レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記コーナ部の先端に達すると、レーザ出力が所定の第１出力から前記所定の第１出力よりも低い所定の第２出力若しくはゼロに切り替わるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第２出力に切り替わるように前記レーザ発振器を制御し、
レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記所定箇所に達すると、前記レーザ出力が前記所定の第２出力若しくはゼロから前記所定の第１出力に切り替わるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第１出力に切り替わるように前記レーザ発振器を制御する、請求項５に記載のレーザ加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに対してレーザ切断加工を行うレーザ加工方法及びレーザ加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

軟鋼からなる厚板のワークに対して加工経路に沿ってレーザ切断加工を行う場合には、アシストガスとして酸素を用いる酸素加工が選択される。酸素加工は、レーザビームのエネルギーの他に酸化反応熱によってワークを溶融させることができる。また、加工経路にコーナ部（鋭角部やエッジ部）が含まれている場合には、レーザビームの照射位置が加工経路のコーナ部の先端に達すると、レーザ加工機のコーナ部の加工方法として、レーザ加工機の切断速度及びレーザ出力を下げて、バーニングの発生を抑制している（特許文献１及び特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３２１１９０２号公報

【特許文献2】特開平７－１９５１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ワークの板厚の増大に伴い、レーザビームの照射位置の軌跡に対するワークの裏面側の溶融金属の軌跡（切断位置の軌跡）の遅れが大きくなると、ワークの裏面におけるコーナ部側に大きな凹みが発生する。特に、レーザ加工機の切断時間の短縮化を図るために、レーザ加工機の切断速度及びレーザ出力を上げると、その凹みがより大きくなる。

【0005】

また、ワークの裏面側の溶融金属の軌跡の遅れを低減するために、レーザ加工機の切断速度及びレーザ出力を下げるコーナ部の加工方法に加えて、レーザビームの照射位置がコーナ部の先端に達した後に、レーザビームの照射位置をコーナ部の先端に所定時間だけ停止させることがある。この手法を採ると、ワークの裏面におけるコーナ部の内角側の凹みを小さくできるものの、ワークの裏面におけるコーナ部の外角側の凹みが大きくなる。

【0006】

つまり、軟鋼からなる厚板のワークに対してレーザ切断加工を行う場合に、ワークの裏面におけるコーナ部の外角側及び内角側の凹みを小さくすることは困難であるという問題がある。更に、コーナ部の前後において切断速度及びレーザ出力を下げる加工を行う場合には、コーナ先端通過後の切断面（コーナ部の先端に後続する部分）が粗くなるという問題が発生する。

【0007】

そこで、本発明は、前述の場合に、ワークの切断面におけるコーナ部の先端に後続する部分が粗くなることを抑えつつ、ワークの裏面におけるコーナ部の外角側及び内角側の凹みを小さくすることで、ワークの加工品質の向上を図る、レーザ加工方法及びレーザ加工機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】

【0008】

第１実施態様に係るレーザ加工方法は、アシストガスとして酸素を用い、軟鋼からなるワークに対してコーナ部を含む加工経路に沿ってレーザ切断加工を行うレーザ加工方法であって、レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端（頂部）の手前側から前記コーナ部の先端に至る間に、切断速度（加工速度）を所定の第１速度からゼロまで減速する。レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端から所定箇所に至る間に、切断速度を前記所定の第１速度まで加速する。レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度を減速する加速度（減速時の加速度）は、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間における、切断速度を加速する加速度（加速時の加速度）よりも小さく設定されている。

【0009】

レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間に、切断速度をゼロから前記所定の第１速度よりも低い所定の第２速度まで加速してその速度を維持し、その後、切断速度を前記所定の第１速度まで加速してもよい。この場合に、レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記コーナ部の先端に達すると、レーザ出力を所定の第１出力から前記所定の第１出力よりも低い所定の第２出力若しくはゼロに切り替えるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第２出力に切り替えてもよい。レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記所定箇所に達すると、前記レーザ出力を前記所定の第２出力若しくはゼロから前記所定の第１出力に切り替えるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第１出力に切り替えてもよい。

【0010】

第１実施態様に係るレーザ加工方法によると、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端に達した後における、切断速度の加速度を標準（通常）の加速度と同一又は同程度に保ちつつ、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度の加速度（減速時の加速度）のみを下げることができる。これにより、切断速度を加速させる際にワークへの入熱が過多になることを抑えつつ、レーザビームの照射位置の軌跡に対するワークの裏面側の溶融金属の軌跡（切断位置の軌跡）の遅れを低減することができる。

【0011】

第２実施態様に係るレーザ加工機は、レーザビームを発振（出力）するレーザ発振器と、前記レーザ発振器に光学的に接続され、軟鋼からなるワークに向かってアシストガスとして酸素を噴射しつつレーザビームを照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドをワークに対して相対的に水平方向へ移動させるヘッド移動部と、前記レーザ発振器及び前記ヘッド移動部を制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記加工経路におけるコーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間に、切断速度（加工速度）が所定の第１速度からゼロまで減速するように前記ヘッド移動部を制御する。前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記加工経路における前記コーナ部の先端から所定箇所に至る間に、切断速度が前記所定の第１速度まで加速するように前記ヘッド移動部を制御する。そして、前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度を減速する加速度を、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間における、切断速度を加速する加速度よりも小さく設定する。

【0012】

前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端から前記所定箇所に至る間に、切断速度がゼロから前記所定の第１速度よりも低い所定の第２速度まで加速してその速度を維持するように前記ヘッド移動部を制御し、その後、切断速度が前記所定の第２速度から前記所定の第１速度まで加速するように前記ヘッド移動部を制御してもよい。この場合に、前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記コーナ部の先端に達すると、レーザ出力が所定の第１出力から前記所定の第１出力よりも低い所定の第２出力若しくはゼロに切り替わるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第２出力に切り替わるように前記レーザ発振器を制御してもよい。前記制御装置は、レーザビームの照射位置が前記加工経路の前記所定箇所に達すると、前記レーザ出力が前記所定の第２出力若しくはゼロから前記所定の第１出力に切り替わるか、又は一旦ゼロにした後に前記所定の第１出力に切り替わるように前記レーザ発振器を制御してもよい。

【0013】

第２実施形態に係るレーザ加工機の構成によると、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端に達した後における、切断速度の加速度を標準の加速度と同一又は同程度に保ちつつ、レーザビームの照射位置が前記コーナ部の先端の手前側から前記コーナ部の先端に至る間における、切断速度の加速度（減速時の加速度）のみを下げることができる。これにより、切断速度を加速させる際にワークへの入熱が過多になることを抑えつつ、レーザビームの照射位置の軌跡に対するワークの裏面側の溶融金属の軌跡の遅れを低減することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、軟鋼からなる厚板のワークに対してレーザ切断加工を行う場合に、ワークの切断面におけるコーナ部の先端に後続する部分が粗くなることを抑えつつ、ワークの裏面におけるコーナ部の外角側及び内角側の凹みを小さくすることで、ワークの加工品質の向上を図る。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置の模式図である。

【図2】図２は、コーナ部を含む加工経路を説明する図である。

【図3】図３は、本実施形態に係るレーザ加工方法を説明する図であって、切断速度とレーザ出力と時間との関係を示す図である。

【図4】図４（ａ）は、本実施形態に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの裏面の一部を示す写真である。図４（ｂ）は、本実施形態に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの切断面の一部を示す写真である。

【図5】図５は、切断速度を減速させる加速度（減速時の加速度）と、ワークの裏面におけるコーナ部側の凹みの凹み量との関係を示す図である。

【図6】図６は、比較例１に係るレーザ加工方法を説明する図であって、切断速度とレーザ出力と時間との関係を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、比較例１に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの裏面の一部を示す写真である。図７（ｂ）は、比較例１に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの切断面の一部を示す写真である。

【図8】図８は、比較例２に係るレーザ加工方法を説明する図であって、切断速度とレーザ出力と時間との関係を示す図である。

【図9】図９（ａ）は、比較例２に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの裏面の一部を示す写真である。図９（ｂ）は、比較例３に係るレーザ加工方法によってレーザ切断加工を行ったワークの裏面の一部を示す写真である。

【図10】図１０は、比較例３に係るレーザ加工方法を説明する図であって、切断速度とレーザ出力と時間との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本実施形態について図１から図５を参照して説明する。なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「加工経路」とは、加工プログラムに設定されたレーザビームの照射位置の移動経路のことである。本願の明細書において、「Ｘ軸方向」とは、図面に矢印で示す水平方向の１つであり、左右方向ともいう。「Ｙ軸方向」とは、図面に矢印で示す水平方向の１つでかつＸ軸方向に直交する方向であり、前後方向ともいう。「及び／又は」とは、２つのうちのいずれか一方又は両方を含む意である。図１中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。

【0017】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るレーザ加工機１０は、板状のワーク（板金）Ｋに対して加工経路ＳＲに沿ってレーザ切断加工を行う加工機である。レーザビームＬＢを照射するレーザ切断加工によってワークＫに幅Ｓｗで示す二点鎖線の切断スリットＳが連続的に形成される。レーザ加工機１０は、ワークＫを支持する加工テーブル１２を備えており、加工テーブル１２から離隔した位置には、レーザビーム（レーザ光）ＬＢを発振（出力）するレーザ発振器としてのファイバレーザ発振器１４が設けられている。なお、レーザ発振器としてファイバレーザ発振器１４の代わりに、炭酸ガスレーザ発振器、ＹＡＧレーザ発振器、ディスクレーザ発振器、又はダイレクトダイオードレーザ発振器等を用いてもよい。

【0018】

加工テーブル１２の上方には、ワークＫに向かってアシストガスを噴射しつつレーザビームＬＢを照射する加工ヘッド１６が支持フレーム（図示省略）等を介して設けられている。加工ヘッド１６は、その先端部に、レーザビームＬＢを照射するためのノズル１８を有している。ノズル１８のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置は、レーザビームＬＢの照射位置に相当する。加工ヘッド１６は、加工テーブル１２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能に構成されている。加工ヘッド１６は、ファイバレーザ発振器１４に光学的に接続されている。加工ヘッド１６は、アシストガスを供給するガスボンベ等のアシストガス供給源（図示省略）に接続されている。

【0019】

レーザ加工機１０は、加工ヘッド１６を加工テーブル１２上のワークＫに対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるヘッド移動部２０を備えている。ヘッド移動部２０は、加工ヘッド１６をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸モータ２２と、加工ヘッド１６をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸モータ２４とを有している。加工ヘッド１６のＸ軸方向及び／又はＹ軸方向の移動速度は、切断速度（加工速度）に相当する。なお、ヘッド移動部２０が加工ヘッド１６をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる代わりに、加工ヘッド１６をＸ軸方向へ移動させかつ加工テーブル１２をＹ軸方向へ移動させてもよい。

【0020】

前述の構成により、ヘッド移動部２０の駆動により加工ヘッド１６をＸ軸方向及び／又はＹ軸方向へ移動させる。すると、加工ヘッド１６のノズル１８を加工テーブル１２に支持されたワークＫに対して位置決めすることができる。そして、加工ヘッド１６のノズル１８の位置決めを行いながら、加工ヘッド１６のノズル１８からワークＫに向かってアシストガスを噴射しながらレーザビームＬＢを照射することで、ワークＫに対して所望のレーザ切断加工を行う。

【0021】

レーザ加工機１０は、加工プログラムに基づいてファイバレーザ発振器１４及びヘッド移動部２０を制御する制御装置２６を備えている。制御装置２６は、コンピュータによって構成されており、加工プログラム等を記憶するメモリと、加工プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）とを有している。そして、制御装置２６の特徴部分の構成は、次の通りである。

【0022】

図１から図３に示すように、制御装置２６は、所定の場合に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端（頂部）Ｃｔの手前側に達するまで、切断速度（加工速度）Ｖが所定の第１速度Ｖ₁を維持するようにヘッド移動部２０を制御する。所定の場合とは、アシストガスとして酸素を用い、軟鋼からなる板厚１２ｍｍ以上のワークＫに対してコーナ部Ｃを含む加工経路ＳＲに沿ってレーザ切断加工を行う場合のことである。本実施形態においては、所定の第１速度Ｖ₁は、例えば１５ｍｍ／ｓである。また、制御装置２６は、前記所定の場合に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側の所定位置からコーナ部Ｃの先端Ｃｔまで至る間に、切断速度Ｖが所定の第１速度Ｖ₁からゼロまで徐々に減速するようにヘッド移動部２０を制御する。所定位置とは、一定の減速する加速度（減速時の加速度）で減速させたときにコーナ部Ｃの先端Ｃｔで速度がゼロになる減速開始位置のことである。なお、図３中におけるＴ₁は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達する時間である。

【0023】

制御装置２６は、前記所定の場合に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔからその近傍の所定箇所ＳＲａに至る間に、切断速度Ｖがゼロから所定の第１速度Ｖ₁よりも低い所定の第２速度Ｖ₂まで加速度（加速時の加速度）で徐々に加速するようにヘッド移動部２０を制御する。そして、制御装置２６は、その所定の第２速度Ｖ₂を維持するようにヘッド移動部２０を制御する。本実施形態においては、所定の第２速度Ｖ₂は、例えば、０．８３ｍｍ／ｓである。制御装置２６は、前記所定の場合に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲの所定箇所ＳＲａから所定時間だけ所定の第２速度Ｖ₂を維持した所定箇所ＳＲｂに達すると、切断速度Ｖが所定の第２速度Ｖ₂から所定の第１速度Ｖ₁まで徐々に加速するようにヘッド移動部２０を制御する。このときの加速度は、コーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａまでの加速時の加速度と同じである。なお、図３中におけるＴ₂は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの所定箇所ＳＲｂに達する時間である。

【0024】

ここで、制御装置２６は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔまで至る間における、切断速度Ｖを減速する加速度（減速時の加速度）の絶対値を、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａに至る間における、切断速度Ｖを加速する加速度（加速時の加速度）の絶対値よりも小さく設定する。本実施形態においては、前記減速時の加速度の絶対値は、標準（通常）の加速度の絶対値よりも小さく、例えば、２０ｍｍ／ｓ²である。前記加速時の加速度の絶対値は、標準の加速度の絶対値と同一又は同程度であり、例えば、４９００ｍｍ／ｓ²である。通常の場合、加速時の加速度と減速時の加速度の絶対値は同一に制御されるが、本実施形態においては各加速度の絶対値を大きく異ならせている。なお、図３において、本実施形態との比較のために、切断速度Ｖを標準の加速度で減速させる様子を二点鎖線で示している。減速する加速度の絶対値を標準の加速度の絶対値より小さく設定するので、コーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側の減速を開始する所定位置はより手前側となる。

【0025】

なお、加速時の加速度はプラスの値になり、減速時の加速度はマイナスの値になるので、本件発明では加速時の加速度と減速時の加速度を比較して、いずれかが小さい、大きい、又は同一若しくは同一程度との記載に関しては、すべてそれぞれの加速度の絶対値を比較しているものとする。

【0026】

制御装置２６は、前記所定の場合に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側に達するまで、レーザ出力Ｐが所定の第１出力Ｐ₁に維持するようにファイバレーザ発振器１４を制御する。本実施形態においては、所定の第１出力Ｐ₁は、例えば、５４００Ｗ（周波数２０００Ｈｚ、デューティ比９０％）である。また、制御装置２６は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達すると、レーザ出力Ｐが所定の第１出力Ｐ₁から所定の第１出力Ｐ₁よりも低い所定の第２出力Ｐ₂に切り替わるようにファイバレーザ発振器１４を制御する。なお、レーザ出力Ｐが所定の第１出力Ｐ₁から所定の第２出力Ｐ₂に切り替わる代わりに、ゼロに切り替わるか又は一旦ゼロにした後に所定の第２出力Ｐ₂に切り替わってもよい。

【0027】

本実施形態においては、所定の第２出力Ｐ₂は、例えば、１２００Ｗ（周波数１０Ｈｚ、デューティ比２０％）である。制御装置２６は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲの所定箇所ＳＲｂに達すると、レーザ出力Ｐが所定の第２出力Ｐ₂から所定の第１出力Ｐ₁に切り替わるようにファイバレーザ発振器１４を制御する。なお、レーザ出力Ｐが所定の第２出力Ｐ₂ではなくゼロに切り替わる場合は、ゼロに切り替わった状態から所定の第１出力Ｐ₁に切り替わる。

【0028】

続いて、本実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。本実施形態に係るレーザ加工方法は、ワークＫに対してレーザ切断加工を行う方法である。

【0029】

図１から図３に示すように、前記所定の場合には、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側に達するまで、制御装置２６がヘッド移動部２０を制御して、切断速度Ｖを所定の第１速度Ｖ₁を維持する。また、制御装置２６がファイバレーザ発振器１４を制御して、レーザ出力Ｐを所定の第１出力Ｐ₁に維持する。

【0030】

次に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔまで至る間に、制御装置２６がヘッド移動部２０を制御して、切断速度Ｖを所定の第１速度Ｖ₁からゼロまで所定の加速度（減速時の加速度）で徐々に減速する。そして、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａに至る間に、制御装置２６がヘッド移動部２０を制御して、切断速度Ｖをゼロから所定の第２速度Ｖ₂まで所定の加速度（加速時の加速度）で徐々に加速してその速度Ｖ₂を維持する。また、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達すると、制御装置２６がファイバレーザ発振器１４を制御して、レーザ出力Ｐを所定の第１出力Ｐ₁から所定の第２出力Ｐ₂に切り替える。なお、レーザ出力Ｐを所定の第１出力Ｐ₁から所定の第２出力Ｐ₂に切り替える代わりに、ゼロに切り替えるか又は一旦ゼロにした後に所定の第２出力Ｐ₂に切り替えてもよい。

【0031】

その後、レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲの所定箇所ＳＲａに達すると、制御装置２６がヘッド移動部２０を制御して、切断速度Ｖを所定の第２速度Ｖ₂から所定の第１速度Ｖ₁まで所定の加速度（加速時の加速度）で徐々に加速する。また、制御装置２６がファイバレーザ発振器１４を制御して、レーザ出力Ｐを所定の第２出力Ｐ₂から所定の第１出力Ｐ₁に切り替える。なお、レーザ出力Ｐを所定の第２出力Ｐ₂でなくゼロに切り替える場合は、一旦ゼロに切り替わった後に所定の第１出力Ｐ₁に切り替える。

【0032】

ここで、前述のように、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔまで至る間における、切断速度Ｖを減速する加速度（減速時の加速度）は、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔから所定箇所ＳＲａに至る間における、切断速度Ｖを加速する加速度（加速時の加速度）よりも小さく設定されている。

【0033】

続いて、本実施形態の作用効果について説明する。

【0034】

本実施形態の構成によると、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達した後における、切断速度Ｖの加速度を標準の加速度と同一又は同程度に保ちつつ、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔに至る間における、切断速度Ｖを減速する加速度（減速時の加速度）のみを下げることができる。これにより、切断速度Ｖを加速させる際にワークＫへの入熱が過多になることを抑えつつ、レーザビームＬＢの照射位置の軌跡に対するワークＫの裏面側の溶融金属の軌跡（切断位置の軌跡）の遅れを低減することができる。

【0035】

従って、図４（ａ）に示すように、本実施形態によれば、軟鋼からなる厚板のワークＫに対してレーザ切断加工を行う場合に、ワークＫの裏面におけるコーナ部Ｃの外角側及び内角側の凹みを十分に小さくすることで、ワークＫの加工品質の向上を図る。図４（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、前記の場合に、ワークＫの切断面におけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔ（図４（ａ）参照）に後続する部分が粗くなることを抑えることができる。

【実施例0036】

以下、実施例及び比較例について、図２、図５から図１０を参照して説明する。

【0037】

図２に示すように、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔの手前側からコーナ部Ｃの先端Ｃｔに至る間における、切断速度Ｖの加速度（減速時の加速度）をパラメータとして変化させ、軟鋼からなる板厚２２ｍｍのワークＫに対して切断試験を行った。所定の第１出力Ｐ₁は、５４００Ｗ、所定の第２出力Ｐ₂は、１２００Ｗにそれぞれ設定した。そして、切断試験の結果として、切断速度Ｖを減速させる加速度（減速時の加速度）と、ワークＫの裏面におけるコーナ部Ｃの外角側及び内角側の凹みの凹み量との関係をまとめると、図５に示すようになる。即ち、減速時の加速度が小さい程、コーナ部Ｃ側の凹みの凹み量が小さくなる傾向があることが判明した。なお、図５中における４９００ｍｍ／ｓ²は、標準の加速度である。

【0038】

（比較例１）
図２及び図６に示すように、比較例１に係るレーザ加工方法は、ワークＫに対してレーザ切断加工を行う方法であり、本実施形態に係るレーザ加工方法と同様の構成を有している。比較例１に係るレーザ加工方法の構成うち、本実施例に係るレーザ加工方法の構成と異なる点についてのみ説明する。

【0039】

切断速度Ｖを加速する加速度（加速時の加速度）は、切断速度Ｖを減速する加速度（減速時の加速度）と同一に設定されている。切断速度Ｖを加速する加速度、及び切断速度Ｖを減速する加速度は、それぞれ、標準の加速度よりも小さく設定されている。なお、図６において、比較例１との比較のために、切断速度Ｖを標準の加速度で減速及び加速させる様子を二点鎖線で示している。

【0040】

比較例１に係るレーザ加工方法によると、図７（ａ）に示すように、本実施形態に係るレーザ加工方法と同様に、軟鋼からなる厚板のワークＫに対してレーザ切断加工を行う場合に、ワークＫの裏面におけるコーナ部Ｃの外角側及び内角側の凹みを十分に小さくすることできる。一方、比較例１に係るレーザ加工方法によると、図７（ｂ）に示すように、ワークＫの切断面におけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔ（図７（ａ）参照）に後続する部分（一点鎖線で囲む部分）が粗くなることが確認された。これは、切断速度Ｖを加速させる際にワークＫへの入熱が過多になることに起因していると考えられる。

【0041】

（比較例２）
図２及び図８に示すように、比較例２に係るレーザ加工方法は、ワークＫに対してレーザ切断加工を行う方法であり、本実施例に係るレーザ加工方法と同様の構成を有している。比較例２に係るレーザ加工方法の構成うち、本実施例に係るレーザ加工方法の構成と異なる点についてのみ説明する。

【0042】

切断速度Ｖを加速する加速度（加速時の加速度）は、切断速度Ｖを減速する加速度（減速時の加速度）と同一に設定されている。前記加速時の加速度及び前記減速時の加速度は、それぞれ、標準の加速度と同一又は同程度に設定されている。

【0043】

そして、比較例２に係るレーザ加工方法によると、図９（ａ）に示すように、ワークＫの裏面におけるコーナ部の外角側及び内角側に大きな凹みが発生することが確認された。これは、レーザビームＬＢ（図１参照）の照射位置の軌跡に対するワークＫの裏面側の溶融金属の軌跡（切断位置の軌跡）の遅れが大きくことに起因していると考えられる。

【0044】

（比較例３）
図２及び図１０に示すように、比較例３に係るレーザ加工方法は、ワークＫに対してレーザ切断加工を行う方法であり、比較例２に係るレーザ加工方法と同様の構成を有している。比較例３に係るレーザ加工方法の構成うち、比較例２に係るレーザ加工方法の構成と異なる点についてのみ説明する。

【0045】

レーザビームＬＢの照射位置Ｍが加工経路ＳＲにおけるコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達した後に、レーザビームＬＢの照射位置Ｍをコーナ部Ｃの先端Ｃｔに所定時間Ｔａだけ停止させる。また、レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達すると、レーザ出力Ｐを所定の第１出力Ｐ₁から所定の第１出力Ｐ₁よりも低くかつ所定の第２出力Ｐ₂も高い所定の中間出力Ｐａに切り替える。レーザビームＬＢの照射位置Ｍがコーナ部Ｃの先端Ｃｔに達した後に所定時間Ｔａ経過後に、レーザ出力Ｐを所定の中間出力Ｐａから所定の第１出力Ｐ₁に切り替える。

【0046】

そして、比較例３に係るレーザ加工方法によると、図９（ｂ）に示すように、ワークＫの裏面におけるコーナ部Ｃの内角側の凹みを低減できるものの、ワークＫの裏面におけるコーナ部Ｃの外角側の凹みが大きくなることが確認された。これは、レーザビームＬＢの照射位置Ｍをコーナ部Ｃの先端Ｃｔに停止させる際にワークＫへの入熱が過多になることに起因していると考えられる。

【0047】

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、適宜の変更を行うことにより、種々な態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態の説明に限定されないものである。

【符号の説明】

【0048】

１０ レーザ加工機
１２ 加工テーブル
１４ ファイバレーザ発振器（レーザ発振器）
１６ 加工ヘッド
１８ ノズル
２０ ヘッド移動部
２２ Ｘ軸モータ
２４ Ｙ軸モータ
２６ 制御装置
ＬＢ レーザビーム
Ｋ ワーク（板金）
Ｓ 切断スリット
Ｍ レーザビームの照射位置
ＳＲ 加工経路
ＳＲａ 所定箇所
Ｃ コーナ部
Ｃｔ コーナ部の先端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】