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(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】P2023045630
(43)【公開日】2023-04-03
(54)【発明の名称】レーザ加工装置およびレーザ加工方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/38 20140101AFI20230327BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20230327BHJP
B23K 26/122 20140101ALI20230327BHJP
【ＦＩ】
B23K26/38 A
B23K26/00 M
B23K26/122
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021154161
(22)【出願日】2021-09-22
(71)【出願人】
【識別番号】394019082
【氏名又は名称】コマツ産機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 義博
(72)【発明者】
【氏名】高田 伸浩
(72)【発明者】
【氏名】野崎 茂
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168AD07
4E168CA13
4E168CB03
4E168CB15
4E168DA02
4E168DA03
4E168DA23
4E168DA28
4E168FA01
4E168FB01
4E168FB07
4E168HA07
4E168JA02
4E168KA16
(57)【要約】
【課題】液体を用いたレーザ加工において作業の効率が良好なレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】レーザヘッド１０は、レーザ光を射出する。液槽１は、個別に透過抑制液ＬＩを貯留可能なように互いに分けられた容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔを有する。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、レーザヘッド１０により加工される被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を支持可能である。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は個別に液位調整機構４７を有し、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における透過抑制液ＬＩの液位は独立に調整される。
【選択図】図５
【解決手段】レーザヘッド１０は、レーザ光を射出する。液槽１は、個別に透過抑制液ＬＩを貯留可能なように互いに分けられた容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔを有する。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、レーザヘッド１０により加工される被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を支持可能である。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は個別に液位調整機構４７を有し、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における透過抑制液ＬＩの液位は独立に調整される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を射出するレーザヘッドと、
個別に液体を貯留可能なように互いに分けられた第１容器および第２容器を有し、前記第１容器および前記第２容器の各々において前記レーザヘッドにより加工される被加工材を支持可能な液槽と、
前記第１容器に貯留された液体の液位を調整する第１液位調整機構と、
前記第１液位調整機構とは独立して動作し、前記第２容器に貯留された液体の液位を調整する第２液位調整機構と、を備えた、レーザ加工装置。
個別に液体を貯留可能なように互いに分けられた第１容器および第２容器を有し、前記第１容器および前記第２容器の各々において前記レーザヘッドにより加工される被加工材を支持可能な液槽と、
前記第１容器に貯留された液体の液位を調整する第１液位調整機構と、
前記第１液位調整機構とは独立して動作し、前記第２容器に貯留された液体の液位を調整する第２液位調整機構と、を備えた、レーザ加工装置。
【請求項2】
前記液槽は、本体と、前記第１容器と前記第２容器とを分ける隔壁とを有し、
前記隔壁は、前記本体に着脱可能に構成されている、請求項１に記載のレーザ加工装置。
前記隔壁は、前記本体に着脱可能に構成されている、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項3】
前記隔壁の下端および両側端の各々は、前記本体に係合可能である、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項4】
前記隔壁の上端の高さ位置は、前記第１容器および前記第２容器の各々に支持された被加工材の上面よりも高い位置である、請求項２または請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項5】
前記第１容器内における液体の液位の前記第１液位調整機構による調整と前記第２容器内における液体の液位の前記第２液位調整機構による調整とを独立して制御するコントローラをさらに備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項6】
前記第１容器内における液体の液位を検出する第１液位検出センサと、
前記第２容器内における液体の液位を検出する第２液位検出センサと、をさらに備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
前記第２容器内における液体の液位を検出する第２液位検出センサと、をさらに備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項7】
レーザ光を用いて被加工材を加工するレーザ加工方法であって、
互いに分けられた第１容器および第２容器の各々に液体を貯留するステップと、
前記第１容器および前記第２容器の各々に被加工材が支持された状態で、前記第１容器内における液体の液位と前記第２容器内における液体の液位とを互いに独立して調整するステップと、を備えた、レーザ加工方法。
互いに分けられた第１容器および第２容器の各々に液体を貯留するステップと、
前記第１容器および前記第２容器の各々に被加工材が支持された状態で、前記第１容器内における液体の液位と前記第２容器内における液体の液位とを互いに独立して調整するステップと、を備えた、レーザ加工方法。
【請求項8】
前記第１容器および前記第２容器の各々における液体の液位を互いに独立して調整するステップにおいて、レーザ加工を実施していない被加工材を支持する前記第１容器における液体の液位は前記第１容器に支持された被加工材の上面よりも低く、レーザ加工を実施している被加工材を支持する前記第２容器における液体の液位は前記第２容器に支持された被加工材の上面よりも高い、請求項７に記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザ加工装置において水を用いた装置が、たとえば特開平８－１３２２７０号公報（特許文献１）、特開昭６２－１６８６９２号公報（特許文献２）などに開示されている。
【0003】
特許文献１では、加工テーブルの水槽内において被加工材の下部が冷却水に浸けられた状態でレーザ加工が行なわれる。これにより、被加工材の全体を下部から冷却し、安定した加工が可能になる。
【0004】
特許文献２では、剣山ピンの取付箱に水を入れた状態で、剣山ピンに支持された被加工材がレーザ加工される。水槽に入った水は、レーザ切断中に被加工材を冷却し、粉塵の飛散を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平８－１３２２７０号公報
【特許文献2】特開昭６２－１６８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
レーザ加工装置における一連の加工工程は、被加工材のレーザ加工装置への搬入、レーザ加工装置による加工、およびレーザ加工装置からの搬出の順で行なわれる。このためレーザ加工装置に対して被加工材を搬入または搬出する際には加工作業が中断される。よって液体を用いたレーザ加工における作業の効率が悪い。
【0007】
本開示の目的は、液体を用いたレーザ加工において作業の効率が良好なレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のレーザ加工装置は、レーザヘッドと、液槽と、第１液位調整機構と、第２液位調整機構とを備える。レーザヘッドは、レーザ光を射出する。液槽は、個別に液体を貯留可能なように互いに分けられた第１容器および第２容器を有し、第１容器および第２容器の各々においてレーザヘッドにより加工される被加工材を支持可能である。第１液位調整機構は、第１容器に貯留された液体の液位を調整する。第２液位調整機構は、第１液位調整機構とは独立して動作し、第２容器に貯留された液体の液位を調整する。
【0009】
本開示のレーザ加工方法は、レーザ光を用いて被加工材を加工するレーザ加工方法であって、以下のステップを有する。
【0010】
互いに分けられた第１容器および第２容器の各々に液体が貯留される。第１容器および第２容器の各々に被加工材が支持された状態で、第１容器内における液体の液位と第２容器内における液体の液位とが互いに独立して調整される。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、液体を用いたレーザ加工において作業の効率が良好なレーザ加工装置およびレーザ加工方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示す斜視図である。
【図6】容器から着脱可能な隔壁の構成を説明するための斜視図である。
【図8】隔壁を取り外して被加工材を加工する様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。
【0014】
以下の説明における平面視とは、複数の載置部２ｃが位置する面に対して直交する方向から見た視点を意味する。また平面形状とは、平面視における形状を意味する。
【0015】
【0016】
図１は、一実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示す斜視図である。図２は、図１のレーザ加工装置に用いられる容器の内部構成を示す断面斜視図である。図３、図４および図５のそれぞれは、図１のレーザ加工装置に用いられる加工ヘッド、レーザ光遮光部材および液位調整機構の構成を示す断面図である。図６は、容器から着脱可能な隔壁の構成を説明するための斜視図である。
【0017】
図１に示されるように、本実施形態のレーザ加工装置２０は、被加工材ＷＯ（ＷＯ１～ＷＯ３）をレーザ光を用いて加工する。被加工材ＷＯ（ＷＯ１～ＷＯ３）は、たとえば鋼材よりなる。
【0018】
レーザ加工装置２０は、液槽１を有している。液槽１は、たとえば長方形の平面形状を有している。液槽１は、たとえば３個の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔを有している。液槽１に含まれる容器の個数は３個に限定されず、２個または４個以上であってもよく、複数個であればよい。
【0019】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、平面視において長手方向（Ｘ方向）の辺と、短手方向（Ｙ方向）の辺とを有する長方形状を有している。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の平面形状は長方形状に限定されず、正方形状であってもよい。３個の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔは、たとえば容器１Ｆ、容器１Ｓ、容器１Ｔの順でＸ方向に並んで配置されている。
【0020】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における長手方向（Ｘ方向）の辺は平面視において一つの直線上に沿って並んでいる。容器１Ｆおよび容器１Ｓの間と、容器１Ｓおよび容器１Ｔの間との各々には、短手方向（Ｙ方向）の辺が位置している。
【0021】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔのそれぞれは被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を支持することができる。
【0022】
レーザ加工装置２０は、駆動機構２５を有している。駆動機構２５は、レーザヘッド１０を、Ｘ方向（液槽１の長手方向）、Ｙ方向（液槽１の短手方向）およびＺ方向（上下方向）に移動させる。駆動機構２５は、左右１対の支持台２１と、Ｘ方向可動台２２と、Ｙ方向可動台２３と、レーザヘッド１０とを主に有している。
【0023】
左右１対の支持台２１は、液槽１をＹ方向に挟み込むように配置されている。左右１対の支持台２１の各々は、Ｘ方向に延びている。Ｘ方向可動台２２は、Ｙ方向に延びることにより、左右１対の支持台２１に跨って配置されている。Ｘ方向可動台２２は、Ｘ軸モータ（図示せず）により支持台２１に沿ってＸ方向に駆動される。
【0024】
Ｙ方向可動台２３は、たとえばラックピニオン機構により、Ｘ方向可動台２２に対してＹ方向に移動可能に支持されている。Ｙ方向可動台２３は、Ｙ軸モータ（図示せず）によりＹ方向に駆動される。
【0025】
レーザヘッド１０は、たとえばラックピニオン機構により、Ｙ方向可動台２３に対してＺ方向に移動可能に支持されている。レーザヘッド１０は、Ｚ軸モータ（図示せず）によりＺ方向に駆動される。
【0026】
駆動機構２５によりレーザヘッド１０は、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の上を移動可能である。これによりレーザヘッド１０は、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に支持された被加工材ＷＯ（ＷＯ１～ＷＯ３）を加工することが可能である。なお、レーザ加工装置２０は、複数のＹ方向可動台２３を有し、Ｙ方向可動台２３のそれぞれにレーザヘッド１０を有していてもよい。また、レーザ加工装置２０は、１つのＹ方向可動台２３に複数のレーザヘッド１０を有していてもよい。すなわち、レーザ加工装置２０は複数のレーザヘッド１０を有していてもよい。
【0027】
操作盤３０は、被加工材ＷＯ（ＷＯ１～ＷＯ３）の形状、材質、加工速度などの加工条件の入力を受け付ける。操作盤３０は、ディスプレイ、スイッチ、報知器などを有している。ディスプレイには、加工条件の入力画面、レーザ加工装置２０の稼働状況を示す画面などが表示される。
【0028】
図２に示されるように、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における内部構成は、互いに同じ構成を有している。複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々には、切断パレット２と、スラッジトレイ３と、液位調整タンク４とが配置されている。
【0029】
複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、矩形状の底壁１ａと、底壁１ａの４辺の各々から立ち上がる４つの側壁１ｂとを有している。複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、上方が開口した有底筒形状を有している。複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、上端の開口部と、その開口部から複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部へ延びる内部空間とを有している。
【0030】
複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、内部に液体（透過抑制液ＬＩ：図４）を貯留できるように構成されている。側壁１ｂには、パレット支持部１ｃが設けられている。パレット支持部１ｃは、側壁１ｂの壁面から複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部空間に向かって側方へ突き出している。
【0031】
液位調整タンク４は、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部空間内にそれぞれ独立して配置されている。つまり容器１Ｆの内部空間に配置された液位調整タンク４と、容器１Ｓの内部空間に配置された液位調整タンク４と、容器１Ｔの内部空間に配置された液位調整タンク４とは、互いに分離されることにより独立している。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に配置される液位調整タンク４は、下端に開口部を持つ箱形状を有している。この開口部を通じて、液位調整タンク４の内部空間は複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部空間と繋がっている。
【0032】
液位調整タンク４は、液位調整タンク４の内部空間にガスを貯留できるように構成されている。液位調整タンク４の内部空間に対してガスを供給または排出することが可能である。液位調整タンク４の内部空間にガスを供給することにより、液位調整タンク４内の透過抑制液ＬＩを液位調整タンク４の外部へ押し出すことができる。また液位調整タンク４の内部空間からガスを排出することにより、液位調整タンク４の外部から内部へ透過抑制液ＬＩを取り入れることができる。これにより、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々内の液位を個別に調整することが可能である。
【0033】
このように複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に個別に液位調整タンク４が配置されているため、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々で独立して透過抑制液ＬＩの液位を調整することが可能である。
【0034】
スラッジトレイ３は、液位調整タンク４の上方に配置されている。スラッジトレイ３は、上端に開口部を有する箱形状を有している。スラッジトレイ３は、レーザ加工で被加工材ＷＯ（図５）を切断した際に生じるスラッジを溜めることが可能である。レーザ加工の際に生じたスラッジは、被加工材ＷＯから落下し、スラッジトレイ３の上端における開口部を通じてスラッジトレイ３の内部に溜められる。
【0035】
切断パレット２は、パレット支持部１ｃにより容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に支持されている。切断パレット２は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部空間内であって、スラッジトレイ３の上方に配置されている。切断パレット２は、複数の第１支持板２ａと、複数の第２支持板２ｂとを有している。複数の第１支持板２ａと複数の第２支持板２ｂとは、縦横に配置されることにより格子状に組み上げられている。
【0036】
切断パレット２は、被加工材ＷＯ（図５）の下面を支持する載置部２ｃを有している。切断パレット２の載置部２ｃは、たとえば複数の第２支持板２ｂの各々の上端により構成されている。載置部２ｃは、液槽１の上端（側壁１ｂの上端）よりも低い位置にある。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の上端は、載置部２ｃに被加工材ＷＯを載置した状態で、被加工材ＷＯの上面よりも高い位置にある。これにより、載置部２ｃに被加工材ＷＯが載置された状態で容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々内に透過抑制液ＬＩを満たした場合、透過抑制液ＬＩの液位を被加工材ＷＯの上面より高くすることができる。
【0037】
図３に示されるように、レーザヘッド１０は、ヘッド本体５と、集光レンズ６ａとを主に有している。ヘッド本体５は、本体部５ａを有している。
【0038】
本体部５ａは、中空の円筒形状を有している。集光レンズ６ａは、本体部５ａの中に収納されている。集光レンズ６ａは、レーザ光ＲＬを被加工材ＷＯに集光する。集光レンズ６ａによって集光されたレーザ光ＲＬは、本体部５ａのレーザ射出口５ａａから被加工材ＷＯに向かって射出される。
【0039】
本実施形態のレーザ加工装置２０に用いられるレーザ光ＲＬは、可視光、近赤外光、中赤外光および遠赤外光のいずれかの波長を有し、０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長を有する。このレーザ光ＲＬは、たとえばファイバレーザを光源とするレーザ光であり、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）を含む固体レーザを光源とするレーザ光であってもよい。ファイバレーザとは、光ファイバを増幅媒体とする固体レーザの一種である。ファイバレーザでは、光ファイバの中心にあるコアに希土類元素Ｙｂ（イッテルビウム）がドープされている。ファイバレーザを光源とするレーザ光ＲＬは、約１．０６μｍの波長を有する近赤外光である。ファイバレーザでは、炭酸ガスレーザよりもランニングコスト、メンテナンスコストが安い。
【0040】
本体部５ａは、ガス吹出口５ａａと、ガス供給部５ａｂとを有している。ガス供給部５ａｂから本体部５ａ内にアシストガスが供給される。本体部５ａ内に供給されたアシストガスは、ガス吹出口５ａａから被加工材ＷＯに向かって吹き出される。ガス吹出口５ａａは、レーザ射出口５ａａを兼ねている。
【0041】
ヘッド本体５は、アウターノズル５ｂをさらに有してもよい。アウターノズル５ｂは、本体部５ａのガス吹出口５ａａの周囲を取り囲むように本体部５ａに取り付けられている。アウターノズル５ｂの内周面と本体部５ａの外周面との間には、隙間空間が設けられている。
【0042】
アウターノズル５ｂは、ガス吹出口５ｂａと、ガス供給部５ｂｂとを有している。ガス吹出口５ｂａおよびガス供給部５ｂｂの各々は、上記隙間空間に繋がっている。ガス吹出口５ｂａは、ガス吹出口５ａａの外周に配置され、円環形状を有している。
【0043】
ガス供給部５ｂｂから本体部５ａとアウターノズル５ｂとの間の隙間空間に２次ガス（シールドガス）が供給される。隙間空間内に供給された２次ガスは、ガス吹出口５ｂａから被加工材ＷＯに向かって吹き出される。これによりガス吹出口５ａａから吹き出されるアシストガスの外周側に、ガス吹出口５ｂａから２次ガスが吹き出される。
【0044】
上記のようにレーザヘッド１０は、ガス吹出口５ａａ、５ｂａを有する。ガス吹出口５ａａ、５ｂａは、アシストガスを吹き出すガス吹出口５ａａと、２次ガスを吹き出すガス吹出口５ｂａとを含んでいてもよい。ガス吹出口５ａａとガス吹出口５ｂａとは、２重ノズル構造を構成している。
【0045】
図４に示されるように、レーザヘッド１０は、遮光カバー７を有している。遮光カバー７は、レーザ射出口５ａａ（ガス吹出口５ａａ）の周囲を取り囲んでいる。遮光カバー７は、たとえばゴムシートよりなっている。遮光カバー７は、周壁部７ａと、第１上板７ｂと、第２上板７ｃとを有している。周壁部７ａは、ヘッド本体５の外周を取り囲む円筒形状を有する。
【0046】
周壁部７ａの上部には第１上板７ｂおよび第２上板７ｃが取り付けられている。第１上板７ｂには、１つまたは複数の第１孔７ｂａが設けられている。第２上板７ｃは、第１上板７ｂの上に隙間７ｄを挟んで配置されている。
【0047】
第２上板７ｃには、１つまたは複数の第２孔７ｃａが設けられている。第１上板７ｂの下方に位置する周壁部７ａの内部空間７ｅは、第１孔７ｂａと第２孔７ｃａとを通じて遮光カバー７の外部空間と繋がっている。このため遮光カバー７の内部空間７ｅにおけるガスは、図４中の破線矢印で示すように、第１孔７ｂａと第２孔７ｃａとを通じて遮光カバー７の外部へ抜ける。よって、レーザ加工時に遮光カバー７の周壁部７ａの下端７Ｌより高い位置まで透過抑制液ＬＩの液面が位置しても、このような構造により内部空間７ｅのガスは、第１孔７ｂａと第２孔７ｃａとを通じて遮光カバー７の外部へ抜けることができる。
【0048】
第１孔７ｂａ、隙間７ｄおよび第２孔７ｃａは、レーザ光に対してラビリンス構造を構成している。具体的には図４中の実線矢印で示すように、レーザヘッド１０のレーザ射出口５ａａから射出されて被加工材ＷＯにて反射したレーザ光が第１孔７ｂａを通過した後に隙間７ｄ内を直線状に進んだ先に第２孔７ｃａが位置しない。第２孔７ｃａは、ヘッド本体５を中心とする径方向の位置において、第１孔７ｂａよりもたとえば内周側に位置している。
【0049】
第１孔７ｂａを通過して隙間７ｄに入ったレーザ光は、第１上板７ｂと第２上板７ｃとの間で反射を繰り返すことにより（多重反射することにより）遮光カバー７に吸収される。これにより遮光カバー７の内部から外部へレーザ光が漏れることはない。
【0050】
図５に示されるように、容器１Ｆと容器１Ｓとは互いに接続されている。また、図５では図示を省略しているが、容器１Ｔは容器１Ｓに接続されている。容器１Ｔと容器１Ｓとの接続構造は容器１Ｆと容器１Ｓとの接続構造とほぼ同じである。
【0051】
容器１Ｆと容器１Ｓとの間には、側壁１ｂとして１つの側壁１ｂａが位置している。側壁１ｂａにより、容器１Ｆと容器１Ｓとは互いに分離されている。同様に、容器１Ｓと容器１Ｔとの間にも側壁１ｂａと同様の側壁が位置している。容器１Ｓと容器１Ｔとの間に位置する側壁により、容器１Ｓと容器１Ｔとは互いに分離されている。
【0052】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々には、各容器毎に、液体供給部３４、液位検出センサ４１、液位調整機構４７および液体排出部（図示せず）が設けられている。以下においては、容器１Ｆを例に挙げて、容器１Ｆに設けられる液体供給部３４、液位検出センサ４１、液位調整機構４７および液体排出部について説明する。
【0053】
容器１Ｆの液体供給部３４は、容器１Ｆの内部に透過抑制液ＬＩ（図４）を供給する。液体供給部３４は、供給配管３６と、供給バルブ３１とを有している。供給配管３６には、供給バルブ３１が取り付けられている。供給バルブ３１を開くことにより容器１Ｆの内部空間への透過抑制液ＬＩの供給が開始され、供給バルブ３１を閉じることにより容器１Ｆの内部空間への透過抑制液ＬＩの供給が停止される。
【0054】
容器１Ｆの液位検出センサ４１は、容器１Ｆ内に貯留された透過抑制液ＬＩの液位を検出する機能を有している。液位検出センサ４１は、たとえばガイドパルス型のレベルセンサである。
【0055】
容器１Ｆの液位調整機構４７は、液位検出センサ４１の検出結果に基づいて容器１Ｆ内における透過抑制液ＬＩの液位を調整する。液位調整機構４７は、液位調整タンク４、ガス配管３７、加圧バルブ３２および減圧バルブ３３を有している。
【0056】
容器１Ｆ内の液位調整タンク４には、容器１Ｆの外部からガス配管３７が接続されている。ガス配管３７には加圧バルブ３２と、減圧バルブ３３とが取り付けられている。加圧バルブ３２を開くことにより液位調整タンク４内にガスが供給され、加圧バルブ３２を閉じることにより液位調整タンク４内へのガスの供給が停止される。減圧バルブ３３を開くことにより液位調整タンク４内のガスが外部へ排出され、減圧バルブ３３を閉じることにより液位調整タンク４内からのガスの排出が停止される。
【0057】
容器１Ｆの液体排出部（図示せず）は、オーバーフロー配管と、貯液槽と、液排出配管と、排出バルブとを有している。
【0058】
容器１Ｆには、オーバーフロー配管が取り付けられている。容器１Ｆ内の透過抑制液ＬＩの液位が所定液位以上になった場合に、容器１Ｆ内の透過抑制液ＬＩがオーバーフロー配管を通じて貯液槽へ排出される。貯液槽は、液槽１の外部に配置されている。
【0059】
容器１Ｆには、液排出配管が取り付けられている。液排出配管には排出バルブが取り付けられている。排出バルブを開くことにより容器１Ｆ内の透過抑制液ＬＩが貯液槽に排出され、排出バルブを閉じることにより容器１Ｆからの透過抑制液ＬＩの排出が停止される。
【0060】
容器１Ｓおよび容器１Ｔの各々に設けられた液体供給部３４、液位検出センサ４１、液位調整機構４７および液体排出部は、容器１Ｆに設けられたものと同様の構成を有する。このため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【0061】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、少なくとも載置部２ｃの高さ位置ＨＬまで透過抑制液ＬＩを貯留可能に構成されている。また容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々は、載置部２ｃに載置された被加工材ＷＯ（ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３）の上面ＵＳ１、ＵＳ２よりも高い位置ＰＬまで透過抑制液ＬＩを貯留可能である。容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における透過抑制液ＬＩの液位は、各容器に独立して設けられた液位調整機構４７を用いて、互いに独立に制御することができる。
【0062】
容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に貯留される透過抑制液ＬＩは、光を吸収してレーザ光の透過を抑制する。透過抑制液ＬＩは、たとえば波長が０．７μｍ以上１０μｍ以下である光の透過を抑制する。
【0063】
透過抑制液ＬＩにおける０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長域における光の透過率は、たとえば１０％／ｃｍ以下である。また透過抑制液ＬＩにおける０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長域における光の透過率は、たとえば５％／ｃｍ以下であることが好ましい。また透過抑制液ＬＩにおける０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長域における光の透過率は、たとえば３％／ｃｍ以下であることがより好ましい。
【0064】
透過抑制液ＬＩは、０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長域における光の透過を抑制するため、０．７μｍ以上１０μｍ以下の波長域における光を吸収または散乱する添加剤を含む。この添加剤はたとえば炭素を含む。添加剤は、黒色であることが好ましい。透過抑制液ＬＩは、たとえば水に炭素を添加した水溶液である。透過抑制液ＬＩは、たとえば水に０．１容積％の墨汁を加えた水溶液である。本明細書における水とは、水道水であってもよく、純水であってもよい。墨汁は、膠またはその他の水溶性樹脂の水溶液に、カーボンブラック（炭素）を分散させてなるものであり、カーボンブラックの混合比率は全量に対して４．０～２０．０重量％であり、好ましくは５．０～１０．０重量％である。墨汁は、たとえば市販の「呉竹 濃墨墨滴 ＢＡ７－１８」である。
【0065】
透過抑制液ＬＩは、防錆剤を含むことが好ましい。防錆剤は、鋼材などの腐食を抑制する腐食抑制剤である。防錆剤は、たとえば水溶性である。防錆剤としては、たとえば沈殿皮膜型インヒビター、不動態型インヒビター、脱酸素型インヒビターなどが用いられてもよい。
【0066】
透過抑制液ＬＩは、水置換剤（水切り剤）を含むことが好ましい。水置換剤は、被加工材ＷＯの水切り性を改善する。水置換剤とは、水などの液体に濡れた物質の表面から、その液体を剥がすための溶剤である。水置換剤は、たとえば物質の表面に単分子状の薄膜を形成することで、水などの液体を弾くように作用するものであってもよい。
【0067】
レーザ加工装置２０は、コントローラ５０と、加工開始スイッチ５２とをさらに有している。加工開始スイッチ５２は、たとえば操作者などによる外部からの操作によって、レーザ加工装置２０によるレーザ加工開始の指令を発する。加工開始スイッチ５２は、操作盤３０（図１）に設けられてもよい。加工開始スイッチ５２は、操作盤３０に設けられたタッチパネルであってもよい。
【0068】
加工開始スイッチ５２は、コントローラ５０に接続されている。コントローラ５０は、加工開始スイッチ５２から加工開始の信号を受ける。コントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の液位検出センサ４１に接続されている。コントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の液位検出センサ４１により検出された各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内における透過抑制液ＬＩの液位を示す信号を受ける。
【0069】
コントローラ５０は、取得した加工開始の信号に基づいて、各部を制御する。コントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における供給バルブ３１、加圧バルブ３２、減圧バルブ３３および排出バルブを開閉するよう制御する。コントローラ５０は、レーザヘッド１０がＸ、Ｙ、Ｚ方向へ移動するように駆動機構２５（図１）を制御する。コントローラ５０は、レーザヘッド１０からのレーザ射出を制御する。
【0070】
コントローラ５０は、液位検出センサ４１の検出結果に基づいて、加圧バルブ３２または減圧バルブ３３の開閉を制御する。これにより液位調整タンク４内に貯留されるガスの量が調整され、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に貯留される透過抑制液ＬＩの液位が調整される。このようにコントローラ５０は、加圧バルブ３２または減圧バルブ３３の開閉を制御することにより、各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内に貯留される透過抑制液ＬＩの液位を調整する。
【0071】
コントローラ５０の制御により、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の液位調整機構４７は互いに独立に動作する。これにより容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部に貯留される透過抑制液ＬＩの液位は互いに個別に調整可能である。
【0072】
コントローラ５０は、レーザヘッド１０と駆動機構２５（図１）とを制御する。これにより容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に支持された被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々は、レーザヘッド１０によりレーザ加工される。またコントローラ５０は、レーザ加工時（レーザヘッド１０がレーザ光を射出する時）において、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々において、予め設定された移動軌跡に沿ってレーザヘッド１０を移動させる。
【0073】
コントローラ５０は、たとえばプロセッサであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。
【0074】
【0075】
図６に示されるように、下壁ＬＰは、底壁１ａに接続されており、底壁１ａからＺ方向の上方に立ち上がっている。側壁１ｂａのＹ方向における両端部は、Ｘ方向に沿って延びる側壁１ｂｂに接続されている。下壁ＬＰの上端の高さ位置は、側壁１ｂｂの上端の高さ位置よりも低い。側壁１ｂｂおよび下壁ＬＰの各々は、パレット支持部１ｃを有している。側壁１ｂｂ、下壁ＬＰおよび底壁１ａは、液槽１の本体に含まれている。
【0076】
上壁ＵＰは、下壁ＬＰに対して着脱可能である。上壁ＵＰは、下壁ＬＰの上端上に配置される。上壁ＵＰは、容器１Ｆと容器１Ｓとを分ける隔壁であり、液槽１の本体（側壁１ｂｂ、下壁ＬＰ、底壁１ａ）に対して着脱可能に構成されている。
【0077】
上壁ＵＰと液槽１の本体との各々は、上壁ＵＰが本体に取り付けられた状態において互いに係合するように構成されている。具体的には本体は挟持部ＳＡを有しており、上壁ＵＰは挟持部ＳＢを有している。挟持部ＳＡおよび挟持部ＳＢの各々は、隙間をあけて互いに対向する２つの板部材により構成されている。
【0078】
本体の挟持部ＳＡは、下壁ＬＰの上において側壁１ｂｂに取り付けられている。本体の挟持部ＳＡを構成する２つの板部材の各々は、側壁１ｂｂから液槽１の内部に向かって突き出している。本体の挟持部ＳＡを構成する２つの板部材間の隙間に、上壁ＵＰのＹ方向における端部が挿入可能である。
【0079】
上壁ＵＰの挟持部ＳＢは、上壁ＵＰの下部に位置している。挟持部ＳＢを構成する２つの板部材の各々は、上壁ＵＰの下方に向かって突き出している。上壁ＵＰの挟持部ＳＢを構成する２つの板部材の隙間に、下壁ＬＰの上端が挿入可能である。
【0080】
上壁ＵＰのＹ方向における両端の各々が挟持部ＳＡに挿入され、かつ下壁ＬＰの上端が挟持部ＳＢに挿入されることにより、上壁ＵＰは液槽１の本体に係合し、取り付けられる。
【0081】
液槽１の本体と上壁ＵＰとの上記係合により、容器１Ｆおよび容器１Ｓの一方の容器から他方の容器へ透過抑制液ＬＩが流れ込むことが抑制される。液槽１の本体と上壁ＵＰとの上記係合部にパッキンなどのシーリング部材が配置されてもよい。
【0082】
なおレーザ加工動作においては、容器１Ｆと容器１Ｓとの液位の差を数時間程度保持できればよい。このため、液槽１の本体と上壁ＵＰとの上記係合部は完全な液体シールでなくてもよい。
【0083】
図５に示されるように、下壁ＬＰの上端の高さ位置は、たとえば切断パレット２の載置部２ｃの高さ位置ＨＬよりも低い位置に設定されている。また液槽１の本体に取り付けられた上壁ＵＰの上端の高さ位置は、詳細を後述する、レーザ切断時における透過抑制液ＬＩの液位１Ｌよりも高い位置（被加工材ＷＯ１の上面よりも高い位置）とされ、たとえばＸ方向に沿う側壁１ｂ（１ｂｂ）の上端の高さ位置とほぼ同じである。
【0084】
容器１Ｓと容器１Ｔとを分ける側壁１ｂが、上記のように下壁ＬＰと上壁ＵＰとを有する側壁１ｂａと同じ構成を有していてもよい。
【0085】
【0086】
図７は、図５に示されるコントローラの機能ブロック図である。図７に示されるように、コントローラ５０は、第１液位判定部５１ａと、第１液位出力部５２ａと、第２液位判定部５１ｂと、第２液位出力部５２ｂとを有している。
【0087】
第１液位判定部５１ａは、第１液位検出センサ４１の検出信号を取得する。第１液位検出センサ４１は、たとえば容器１Ｆに設けられた液位検出センサである。第１液位判定部５１ａは、第１液位検出センサ４１の検出信号に基づいて、たとえば容器１Ｆにおける透過抑制液ＬＩの液位を判定する。第１液位判定部５１ａは、判定結果を示す信号を第１液位出力部５２ａへ出力する。
【0088】
第１液位出力部５２ａは、第１液位判定部５１ａから取得した判定結果を示す信号に基づいて、たとえば容器１Ｆにおける透過抑制液ＬＩの目標液位を算出する。第１液位出力部５２ａは、算出した目標液位となるように第１液位調整機構４７を制御する制御信号を第１液位調整機構４７へ出力する。
【0089】
第１液位調整機構４７は、たとえば容器１Ｆに設けられた液位調整機構４７である。第１液位調整機構４７により、たとえば容器１Ｆ内の透過抑制液ＬＩの液位を調整することができる。
【0090】
第２液位判定部５１ｂは、第２液位検出センサ４１の検出信号を取得する。第２液位検出センサ４１は、たとえば容器１Ｓに設けられた液位検出センサである。第２液位判定部５１ｂは、第２液位検出センサ４１の検出信号に基づいて、たとえば容器１Ｓにおける透過抑制液ＬＩの液位を判定する。第２液位判定部５１ｂは、判定結果を示す信号を第２液位出力部５２ｂへ出力する。
【0091】
第２液位出力部５２ｂは、第２液位判定部５１ｂから取得した判定結果を示す信号に基づいて、たとえば容器１Ｓにおける透過抑制液ＬＩの目標液位を算出する。第２液位出力部５２ｂは、算出した目標液位となるように第２液位調整機構４７を制御する制御信号を第２液位調整機構４７へ出力する。
【0092】
第２液位調整機構４７は、たとえば容器１Ｓに設けられた液位調整機構４７である。第２液位調整機構４７により、たとえば容器１Ｓ内の透過抑制液ＬＩの液位を調整することができる。
【0093】
コントローラ５０が上記の構成を有することにより、２つの容器（たとえば容器１Ｆ、１Ｓ）における透過抑制液ＬＩの液位を独立して調整することができる。
【0094】
なお３個の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における透過抑制液ＬＩの液位を独立して調整する場合には、コントローラ５０は、第３液位判定部および第３液位出力部を追加で有する。第３液位判定部は、容器１Ｔに設けられた液位検出センサ４１の検出信号を取得する。第３液位判定部は、容器１Ｔに設けられた液位検出センサ４１の検出信号に基づいて、容器１Ｔにおける透過抑制液ＬＩの液位を判定する。第３液位出力部は、第３液位判定部から取得した判定結果を示す信号に基づいて、容器１Ｔにおける透過抑制液ＬＩの目標液位を算出する。第３液位出力部は、算出した目標液位となるように、容器１Ｔに設けられた液位調整機構４７を制御することにより、容器１Ｔ内における透過抑制液ＬＩの液位を調整する。
【0095】
【0096】
図１に示されるように、レーザ加工装置２０の各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内に、透過抑制液ＬＩが供給される。この際、図５に示されるように、コントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の供給バルブ３１を開くように制御する。これにより各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの供給配管３６から透過抑制液ＬＩが容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部に個別に供給される。
【0097】
この際、コントローラ５０は、各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの液位検出センサ４１により各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位を検出する。コントローラ５０は、液位検出センサ４１の検出結果に基づいて各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位が所望の液位ＳＬになったと判断したら、各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの供給バルブ３１を閉じるように制御する。このとき、透過抑制液ＬＩは、たとえば切断パレット２の載置部２ｃの高さ位置ＨＬよりも低い位置ＳＬまで供給される。
【0098】
図１に示されるように、この後、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔのそれぞれに、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３が搬入される。被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々の搬入は、たとえばクレーンを用いて行なわれる。被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々における平面形状のサイズは、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔのそれぞれの平面形状のサイズの範囲内である。この状態で、レーザ加工装置２０によるレーザ加工動作が開始される。
【0099】
図５に示されるように、レーザ加工装置２０におけるレーザ加工動作の開始は、たとえば加工開始スイッチ５２を操作することにより行なわれる。レーザ加工動作が開始されると、コントローラ５０は、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々を順にレーザ加工するようにレーザ加工装置２０を制御する。
【0100】
図１に示されるように、レーザヘッド１０は、たとえば容器１Ｆに支持された被加工材ＷＯ１を最初にレーザ加工する。被加工材ＷＯ１のレーザ加工が終了すると、レーザヘッド１０は移動して、容器１Ｓに支持された被加工材ＷＯ２をレーザ加工する。被加工材ＷＯ２のレーザ加工が終了すると、レーザヘッド１０は移動して、容器１Ｔに支持された被加工材ＷＯ３をレーザ加工する。
【0101】
被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々をレーザ加工する際には、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の透過抑制液ＬＩの液位が上昇される。図４に示されるように、透過抑制液ＬＩの液位が被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の上面よりも高い位置となった状態でレーザ加工が行なわれる。また被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々のレーザ加工が終了した後、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位が下降される。
【0102】
容器１Ｆと容器１Ｓとの間および容器１Ｓと容器１Ｔとの間には、液槽１の本体に上壁ＵＰが装着されている。このため容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位は個別に調整可能である。
【0103】
容器１Ｆ上での被加工材ＷＯ１のレーザ加工が終了し、容器１Ｆ内の透過抑制液ＬＩの液位が下降された後、加工された被加工材ＷＯ１が容器１Ｆから搬出される。容器１Ｆ上の被加工材ＷＯ１の搬出は、他の容器におけるレーザ加工工程の間に行われる。すなわち、容器１Ｓ（または容器１Ｔ）内の透過抑制液ＬＩの液位の上昇時、容器１Ｓでの被加工材ＷＯ２（または容器１Ｔでの被加工材ＷＯ３）のレーザ加工時、および容器１Ｓ（または容器１Ｔ）内の透過抑制液ＬＩの液位の下降時の少なくともいずれかのタイミングで行なわれる。
【0104】
容器１Ｓ上での被加工材ＷＯ２のレーザ加工が終了し、容器１Ｓ内の透過抑制液ＬＩの液位が下降された後、加工された被加工材ＷＯ２が容器１Ｓから搬出される。容器１Ｓ上の被加工材ＷＯ２の搬出は、他の容器におけるレーザ加工工程の間に行われる。すなわち、容器１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位の上昇時、容器１Ｔでの被加工材ＷＯ３のレーザ加工時、および容器１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位の下降時の少なくともいずれかのタイミングで行なわれる。
【0105】
容器１Ｔ上での被加工材ＷＯ３のレーザ加工が終了し、容器１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位が下降された後、加工された被加工材ＷＯ３が容器１Ｔから搬出される。
【0106】
このように被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々が各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔに搬入されてから、加工された被加工材ＷＯ３が容器１Ｔから搬出されるまでの工程が１ターンとされ、この１ターンが完了した時点で、レーザ加工動作が完了する。また上記１ターンが複数回繰り返された後にレーザ加工動作が完了されてもよい。これにより、一の容器における被加工材の搬出後であって他の容器におけるレーザ加工中に当該一の容器への新たな被加工材の搬入を繰り返すことによって、複数の容器におけるレーザ加工が連続して行なわれてもよい。
【0107】
上記のように本実施形態のレーザ加工は、各容器ごとに見た場合、被加工材の搬入、透過抑制液ＬＩの液位の上昇、被加工材のレーザ加工、透過抑制液ＬＩの液位の下降、被加工材の搬出の順で行なわれる。以下に、透過抑制液ＬＩの液位の上昇、レーザ加工および透過抑制液ＬＩの液位の下降について具体的に説明する。
【0108】
被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々を加工する際には、図５に示されるようにコントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に貯留される透過抑制液ＬＩの液位を目標液位ＰＬまで上昇させる。この際、コントローラ５０は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の液位検出センサ４１の検出結果に基づいて、透過抑制液ＬＩの液位を調整する。
【0109】
透過抑制液ＬＩの目標液位ＰＬは、載置部２ｃの高さ位置ＨＬ以上の高さである。本実施形態においては、透過抑制液ＬＩの目標液位ＰＬは、たとえば被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々の上面よりも高い位置ＰＬに調整される。これにより被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の各々の全体は、レーザ加工時には透過抑制液ＬＩ内に沈む（浸漬される）。
【0110】
透過抑制液ＬＩの液位を目標液位ＰＬまで上昇させる際には、コントローラ５０が液位調整機構４７を制御する。具体的には、コントローラ５０は、たとえば加圧バルブ３２を開くように制御する。これにより液位調整タンク４内にガスが供給され、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に貯留される透過抑制液ＬＩの液位が目標液位ＰＬまで高くなるように調整される。
【0111】
液位検出センサ４１により透過抑制液ＬＩの液位が目標液位ＰＬに達したことが検出された場合、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の加工が開始される。被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３のレーザ加工時には、レーザヘッド１０から被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３に向けてレーザ光が照射される。またレーザヘッド１０からアシストガスが被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３に向けて吹き出される。
【0112】
また被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３のレーザ加工時には、コントローラ５０が駆動機構２５を制御する。これによりレーザヘッド１０がたとえば製品形状に沿って移動する。
【0113】
図４に示されるように、アシストガスの吹き出し力により、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の加工点において透過抑制液ＬＩが押しのけられる。これにより被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の加工点において被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の上面が透過抑制液ＬＩから露出する。
【0114】
透過抑制液ＬＩから露出した被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の上面にレーザ光が照射される。このレーザ光の照射により被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３が加工される。これにより被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３が、たとえば切断などされる。被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を切断することにより被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を貫通したレーザ光は、被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の下方に貯留された透過抑制液ＬＩに入射する。
【0115】
レーザ加工時において透過抑制液ＬＩの液位は遮光カバー７の下端７Ｌよりも高くなっている。このためレーザヘッド１０から吹き出されたアシストガスは、透過抑制液ＬＩに遮られて、遮光カバー７の下端７Ｌと被加工材ＷＯの上面との間から遮光カバー７の外部へ抜けることはない。しかしレーザヘッド１０から吹き出されたアシストガスは、第１上板７ｂの第１孔７ｂａと第２上板７ｃの第２孔７ｃａとを通じて遮光カバー７の内部から外部へ抜ける。このためアシストガスの吹き出しによって、遮光カバー７の内部においてガスの圧力が上昇することは防止される。
【0116】
レーザ加工により被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３を切断した際に生じたスラッジは透過抑制液ＬＩ内に沈み、スラッジトレイ３（図５）内に溜まる。スラッジとは、たとえば溶融鉄が固まった酸化鉄の粒である。このように被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３が透過抑制液ＬＩ内に浸漬された状態でレーザ加工が行なわれることにより、加工時に生じるスラッジの周囲への飛散が防止される。
【0117】
上記のレーザ加工が終了すると、図５に示されるように、コントローラ５０は、液位検出センサ４１の検出結果に基づいて、液槽１に貯留される透過抑制液ＬＩの液位を被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の下面よりも低い位置に下降させる。これにより被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の全体は、透過抑制液ＬＩから露出する。
【0118】
透過抑制液ＬＩの液位を被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の下面よりも低い位置に下降させる際には、図５に示されるように、コントローラ５０は減圧バルブ３３が開くように制御する。これにより液位調整タンク４内に貯留されるガスの量が減ぜられ、液位調整タンク４内に透過抑制液ＬＩが流れ込む。このため液槽１内における透過抑制液ＬＩの液位が下がる。この際、コントローラ５０は、液位検出センサ４１により液槽１内の透過抑制液ＬＩの液位を検出する。コントローラ５０は、液槽１内の透過抑制液ＬＩの液位が所望の液位ＳＬになったと判断したら、減圧バルブ３３を閉じるように制御する。
【0119】
一連のレーザ加工動作が完了した後、切断パレット２およびスラッジトレイ３が容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々から取り出される。この後、スラッジトレイ３内のスラッジが撤去される。
【0120】
以上のように本実施形態におけるレーザ加工装置２０を用いたレーザ加工が行なわれる。
【0121】
＜本実施形態の効果＞
次に、本実施形態の効果について比較例との対比で説明する。
次に、本実施形態の効果について比較例との対比で説明する。
【0122】
レーザ加工装置の液槽が１個の容器からなる比較例においては、レーザ加工動作は、１個の容器への被加工材の搬入、レーザ加工、搬出の順で行なわれる。この比較例においては、被加工材の容器への搬入作業および容器からの搬出作業時にレーザ加工が中断する。このためレーザ加工作業の効率が良くない。
【0123】
また上記比較例において、黒色の透過抑制液が用いられ、かつレーザ加工時において被加工材の上面よりも高い位置まで透過抑制液の液位を上昇させる場合には、透過抑制液の液位を被加工材の上面よりも低くしないと被加工材の搬出作業を行なうことができない。なぜなら搬出作業を行なう作業者が液体で濡れるし、黒色の透過抑制液により作業者が足下を確認できないためである。このように透過抑制液の液位を被加工材の上面よりも低くするまで被加工材の搬出作業ができないということからも、比較例においてはレーザ加工作業の効率が良くない。
【0124】
これに対して本実施形態においては図１に示されるように、レーザ加工装置２０は複数（たとえば３個）の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔを有している。また複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に設けられた液位調整機構４７は、互いに独立に制御され動作する。このため、複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々において個別に透過抑制液ＬＩの液位を調整してレーザ加工を行なうことが可能となる。よって複数の容器の内のいずれか１つの容器（たとえば容器１Ｆ、１Ｔ）にて被加工材ＷＯ（たとえば被加工材ＷＯ１、ＷＯ３）を搬入または搬出する際に、複数の容器の内の他の容器（たとえば容器１Ｓ）にてレーザ加工を行なうことができる。これによりレーザ加工の中断時間が短縮されるため、比較例に対してレーザ加工作業の効率を高めることが可能となる。
【0125】
また複数の容器の内のいずれか１つの容器（たとえば容器１Ｓ）にて透過抑制液ＬＩの液位を下降させる際に、複数の容器の内の他の容器（たとえば容器１Ｆ、１Ｔ）にて被加工材の搬入または搬出を行なうこともできる。これにより、比較例に対してレーザ加工作業の効率をさらに高めることが可能となる。
【0126】
また本実施形態においては図６に示されるように、液槽１は、容器１Ｆと容器１Ｓとを分ける上壁ＵＰを有している。上壁ＵＰは、液槽１の本体（側壁１ｂｂ、下壁ＬＰおよび底壁１ａを含む）に対して着脱可能に構成されている。これにより上壁ＵＰを液槽１の本体に取り付けた状態では、図５に示されるように、容器１Ｆと容器１Ｓとの各々において個別に透過抑制液ＬＩの液位を調整することができる。たとえば容器１Ｆにおいては被加工材ＷＯ１の上面よりも高い位置１Ｌに透過抑制液ＬＩの液位を調整でき、容器１Ｓにおいては被加工材ＷＯ２の上面よりも低い位置２Ｌに透過抑制液ＬＩの液位を調整できる。これにより上記のとおり、たとえば容器１Ｆにおいて被加工材ＷＯ１のレーザ加工を行なうことができ、また容器１Ｓにおいて被加工材ＷＯ２の搬入または搬出を行なうことができる。
【0127】
また上壁ＵＰを液槽１の本体から取り外した状態では、図８に示されるように、複数の容器（たとえば容器１Ｆと容器１Ｓ）に亘って１つの被加工材ＷＯを載置することができる。このためサイズの大きな（長尺の）被加工材ＷＯのレーザ加工に対応することが可能となる。
【0128】
また本実施形態においては図６に示されるように、上壁ＵＰの下端および両側端の各々は液槽１の本体に係合可能である。具体的には、本体の挟持部ＳＡを構成する２つの板部材間の隙間に、上壁ＵＰのＹ方向における端部が挿入可能である。また上壁ＵＰの挟持部ＳＢを構成する２つの板部材の隙間に、下壁ＬＰの上端が挿入可能である。これにより上壁ＵＰは液槽１の本体に強固に支持される。また２つの容器（たとえば容器１Ｆ、１Ｓ）の一方から他方へ透過抑制液ＬＩが漏れることが抑制される。
【0129】
また本実施形態においては図５に示されるように、上壁ＵＰの上端の高さ位置は、容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々に支持された被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の上面よりも高い位置である。これによりレーザ加工時に容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々における透過抑制液ＬＩの液位が被加工材ＷＯ１、ＷＯ２、ＷＯ３の上面よりも高くなる場合でも、各容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔ内の透過抑制液ＬＩの液位を個別に調整することが可能となる。
【0130】
また本実施形態においては図５に示されるように、コントローラ５０は、容器１Ｆに設けられる液位調整機構４７と、容器１Ｓに設けられる液位調整機構４７と、容器１Ｔに設けられる液位調整機構４７との各々を独立して制御する。これにより容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の内部に貯留された透過抑制液ＬＩの液位を独立して調整してレーザ加工を行なうことが可能となる。
【0131】
また本実施形態においては図５に示されるように、レーザ加工装置２０は、容器１Ｆの液位を検出する液位検出センサ４１と、容器１Ｓの液位を検出する液位検出センサ４１と、容器１Ｔの液位を検出する液位検出センサ４１とを有している。このため複数の容器１Ｆ、１Ｓ、１Ｔの各々の液位を個別に検出することが可能となる。
【0132】
また本実施形態においては図５に示されるように、レーザ加工を実施していない被加工材ＷＯ２を支持する容器１Ｓにおける透過抑制液ＬＩの液位２Ｌは、容器１Ｓに支持された被加工材ＷＯ２の上面ＵＳ２よりも低い。またレーザ加工を実施している被加工材ＷＯ１を支持する容器１Ｆにおける透過抑制液ＬＩの液位は容器１Ｆに支持された被加工材ＷＯ１の上面ＵＳ１よりも高い。これによりレーザ加工を実施していない被加工材ＷＯ２を搬出することが容易となる。またレーザ加工を実施している被加工材ＷＯ１ではレーザ加工時に照射されるレーザ光が透過抑制液ＬＩなどで吸収されるためレーザ加工装置２０の外部へ漏れ出すことが抑制される。
【0133】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0134】
１ 液槽、１Ｆ，１Ｓ，１Ｔ 容器、１ａ 底壁、１ｂ，１ｂａ，１ｂｂ 側壁、１ｃ パレット支持部、２ 切断パレット、２ａ 第１支持板、２ｂ 第２支持板、２ｃ 載置部、３ スラッジトレイ、４ 液位調整タンク、５ ヘッド本体、５ａ 本体部、５ａａ，５ｂａ ガス吹出口、５ａｂ，５ｂｂ ガス供給部、５ｂ アウターノズル、６ａ 集光レンズ、７ 遮光カバー、７Ｌ 下端、７ａ 周壁部、７ｂ 第１上板、７ｂａ 第１孔、７ｃ 第２上板、７ｃａ 第２孔、７ｄ 隙間、７ｅ 内部空間、１０ レーザヘッド、２０ レーザ加工装置、２１ 支持台、２２ Ｘ方向可動台、２３ Ｙ方向可動台、２５ 駆動機構、３０ 操作盤、３１ 供給バルブ、３２ 加圧バルブ、３３ 減圧バルブ、３４ 液体供給部、３６ 供給配管、３７ ガス配管、４１ 液位検出センサ、４７ 液位調整機構、５０ コントローラ、５１ａ 第１液位判定部、５１ｂ 第２液位判定部、５２ 加工開始スイッチ、５２ａ 第１液位出力部、５２ｂ 第２液位出力部、ＬＩ 透過抑制液、ＬＰ 下壁、ＲＬ レーザ光、ＳＡ，ＳＢ 挟持部、ＵＰ 上壁、ＵＳ１，ＵＳ２ 上面、ＷＯ，ＷＯ１，ＷＯ２，ＷＯ３ 被加工材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】