JPH0663778A - レーザー切断機による鋼板の切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の鋼板に切断すべき鋼板の切断線を共通
となすことにより、切断線を短くし、且つ、レーザー切
断機による切断トラブルを防止する。 【構成】 鋼板４の上方にレーザー切断機を配置し、レ
ーザー切断機のトーチの移動方向を制御しながら、鋼板
４を切断して複数の鋼板に切り抜く。複数の鋼板に切断
すべき鋼板の切断線を共通となす。切断時に鋼板に変形
が発生しない切断順序によってレーザー切断機のトーチ
５の動きを制御する。トーチ５から発生するレーザー光
８の周波数を切断条件に応じて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板をレーザー切断
機によって切断して複数の鋼板に切り抜くための方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板の切断にレーザー切断機が使用され
ている。図１はレーザー切断機が配置された鋼板のレー
ザー切断設備（レーザー切断ライン）の１例を示す斜視
図である。図面に示すように、レーザー切断設備１のベ
ルトコンベア３の上面に置かれた鋼板４の上方に、レー
ザー切断機２が移動自在に配置されている。レーザー切
断機２のトーチ（図示せず）の移動方向が制御され、鋼
板が所望の形状に切断される。鋼板用のレーザー切断機
としては、例えば、炭酸ガスレーザー切断機等が用いら
れる。切断後のスクラップは、ベルトコンベア３によっ
て下流に運ばれる。設備の全ての管理は集中制御室６に
設置されたライン制御コンピュータによって行なわれ
る。

【０００３】一般的に、鋼板の切断には、一筆切断（切
り抜き切断）といわれる切断線を共通としない方法（以
下、「一筆切断」という）、および、共通切断といわれ
る切断線を共通とする方法（以下、「共通切断」とい
う）が従来から使用されている。図２は一筆切断の切断
線の１例を示す平面図、図３は共通切断の切断線の１例
を示す平面図である。図２に示すように、一筆切断にお
いては、切断線７が離れており、鋼板を１つずつ切り抜
いて行く。一方、図３に示すように、共通切断は、中央
部クロスした切断線７が共通している。

【０００４】レーザー切断機を用いて鋼板を切断する場
合、従来から一筆切断が行われており、共通切断はほと
んど行われていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】レーザー切断機による
切断に一筆切断を用いた従来の切断方法は、下記〜
に示すような問題点を有している。

【０００６】 図２と図３とを比較すれば分かるよう
に、一筆切断は切断線に共通部がないために、共通切断
よりも切断線が長い。

【０００７】 ピアッシングによるトラブルが多発す
る。即ち、一筆切断は板の内側から切断を開始するため
に、板表面に孔開け（ピアッシング）を要するが、レー
ザー切断機においては、ピアッシングは失敗する確率が
高い。

【０００８】 共通切断線がないため、切断された鋼
板間（切断線間）の部分がスクラップ（図２に示す９）
となってしまう。

【０００９】 レーザー切断後に残ったスクラップ
は、人力でガス切断によって処理する必要がある。

【００１０】 バーニング現象が発生する問題があ
る。即ち、切断のコーナー部および鋭角部においては、
切断線が鋭角になることによりトーチのスピードが小さ
くなって熱がその部分に集中し、突然切断部が溶け落ち
るバーニング現象が発生する問題がある。

【００１１】このようなことから、レーザー切断機にお
いても共通切断を用いることが検討されている。しかし
ながら、共通切断においては、切断線を共通にするため
に、既に切断した切断線をトーチが跨ぐような切断順序
となる場合があり、このとき、バーニング現象が発生し
やすく、切断トラブルが発生するという問題がある。

【００１２】従って、この発明の目的は、上記の問題を
解決し、切断線を短縮でき、切断トラブルが無く、しか
も、スクラップ発生量の少ないレーザー切断機による鋼
板の切断方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、鋼板の上方
にレーザー切断機を配置し、前記レーザー切断機のトー
チの移動方向を制御しながら、前記レーザー切断機によ
って前記鋼板を切断して複数の鋼板に切り抜くレーザー
切断機による鋼板の切断方法において、前記複数の鋼板
に切断すべき切断線を共通となし、切断時に切断された
前記複数の鋼板に変形が発生しない切断順序によって前
記レーザー切断機のトーチの動きを制御し、且つ、切断
条件に応じて前記レーザー光の周波数を制御することに
特徴を有するものである。

【００１４】

【作用】切断線を共通にする共通切断を用い、共通切断
により切断する場合に生じる鋼板の変形が最小となるよ
うな切断順序を用いて、レーザー切断機のトーチの動き
を制御する。このような切断順序は、コンピュータによ
り制御される。切断順序の教示ソフトは、ネスティング
した画面を見ながら、切断順序、共通切断線のネスティ
ングしたものを、どのように切断していくかを、切り抜
く鋼板に応じて教示し、トーチの移動方向を制御する。

【００１５】次に、レーザー切断機の切断モードの制御
について、図面を参照しながら説明する。レーザー切断
機においては、例えば、1000ヘルツのパルスを１秒間に
発生させるうち何％使うか、レーザー光の周波数を制御
可能になっている。パルスはかけ過ぎても抑え過ぎても
切断不良となるからである。本発明においては、レーザ
ー切断機のレーザー光の周波数を、高速切断モードおよ
びパルス切断モードのうちのいずれかに制御可能に構成
されている。

【００１６】パルス切断モードにおいては、１秒間に発
生するレーザー光の周波数を抑え、その中で抑えたパル
スのうちの例えば10％程度が使われる。レーザー光の周
波数を抑えたパルス切断モードは、バーニング現象が発
生しやすい箇所の切断について使用する。一方、レーザ
ー光の周波数が多い高速切断モードは、直線部等通常バ
ーニング現象が発生しないと考えられる切断箇所に使用
する。

【００１７】図４はバーニング現象を防止する方法の説
明図である。図４に示すように、鋼板４の端面から約２
mm程度の距離の位置（図４中「Ａ」で示す）においては
パルス切断モードを用い、続いての内側部分（図４中
「Ｂ」で示す）においては、高速切断モードを用いて切
断する。図４中の矢印はトーチ５の移動方向を示してい
る。鋼板の切断に用いるレーザー切断機においては、酸
素ガスの径、即ちトーチ５の径は約２mmであり、レーザ
ー光８の径は約0.2 mmである。パルス切断モードにおい
ては、１秒間に使用するレーザー光の周波数を極端に低
く抑えて、一度鋼板に溝を付ける。これにより、レーザ
ー光は溝の中にあって左右に広がらないため、鋼板が熱
で溶け落ちることがない。

【００１８】このように、コーナー部および鋭角部、あ
るいは既に切断した切断線をトーチが跨ぐとき等におい
ては、レーザー光の周波数を制御してパルス切断モード
として切断することにより、切断速度は高速切断モード
よりも落ちるものの、バーニング現象を防止でき、切断
トラブルが回避できる。

【００１９】一方、高速切断モードにおいては、例え
ば、１秒間に1000ヘルツの約75％程度を使って、高速で
切断する。

【００２０】共通切断を用いることにより、共通の切断
線により仕切られている鋼板間においては、スクラップ
が発生しない。また、共通切断は、鋼板の外側から切断
を開始するため、本発明においては、ピアッシングは行
なわれない。

【００２１】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図５はレーザー切断機による鋼板の切断順
序を示す一部省略平面図である。図５において、７が切
断線である。切断線７に記述された矢印が切断方向を示
している。また、切断線７に近接して記述された矢印10
は、レーザー切断機のトーチ（図示せず）の動きの方向
を示している。即ち、スタート地点（図５中「Ｓ」で示
す）から、番号、〜の切断順序でトーチが移動し、
図５中に示される鋼板４を切断しスタート地点に戻る。
トーチは切断の途中において、図５中の矢印に示すよう
に、適宜、鋼板４の外側に移動する。そして、また、鋼
板４の外側から内側に戻り、切断を再度開始する。

【００２２】直線部等、通常バーニング現象が発生しな
いと考えられる切断箇所においては、高速切断モードで
切断する。一方、図５に示す切断線がコーナー部および
鋭角部を通過する場合、あるいは既に切断した切断線を
トーチが跨ぐときにおいては、パルス切断モードとして
レーザー光の周波数を制御して切断する。これにより、
バーニング現象を防止でき、切断トラブルが回避でき
た。また、図５に示すように、切断により発生したスク
ラップ９は小片となり、切断後の回収に有利である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記に示す有用な効果がもたらされる。 共通切断を用いるため、一筆切断よりも切断線が短
い。 常に鋼板の外側から切断開始できるため、ピアッシ
ングを行う必要がない。 切断線を共通とするため、切断された鋼板間（切断
線間）にスクラップがでない。 レーザー光の周波数を制御可能としたことにより、
バーニング現象による切断不良の発生を回避することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼板のレーザー切断設備の１例を示す斜視図

【図２】一筆切断の切断線の１例を示す平面図

【図３】共通切断の切断線の１例を示す平面図

【図４】バーニング現象を防止する方法の説明図

【図５】この発明の実施例におけるレーザー切断機によ
る鋼板の切断順序を示す一部省略平面図。

【符号の説明】

１ レーザー切断設備 ２ レーザー切断機 ３ ベルトコンベア ４ 鋼板 ５ トーチ ６ 集中制御室 ７ 切断線 ８ レーザー光 ９ スクラップ 10 矢印。

フロントページの続き (72)発明者 高畑 清治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 四方 淳夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の上方にレーザー切断機を配置し、
   前記レーザー切断機のトーチの移動方向を制御しなが
   ら、前記レーザー切断機によって前記鋼板を切断して複
   数の鋼板に切り抜くレーザー切断機による鋼板の切断方
   法において、前記複数の鋼板に切断すべき切断線を共通
   となし、切断時に切断された前記複数の鋼板に変形が発
   生しない切断順序によって前記レーザー切断機のトーチ
   の動きを制御し、且つ、切断条件に応じて前記レーザー
   光の周波数を制御することを特徴とするレーザー切断機
   による鋼板の切断方法。