JPS61189892A - レ−ザ加工方法 - 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、レーザ光により金属材料・無機材料・有機材
料等各種広範囲な材料に対して複雑形状図形を高速・高
精度に切断するレーザ加工方法に関するものである。

従来の技術 一般に薄板材料をレーザ切断する場合には、単純な直線
切断速度は非常に速い。しかし、曲率半径の小さい曲線
を含む図形に対しては、切断図形の寸法精度を確保する
場合にはその切断速度を低減させる必要のあることが認
められていたが、その程度は経験に頼っていた。

発明が解決しようとする問題点 そこで、このような異なる曲率を含む複雑図形の切断で
は加工速度を低目に設定しがちであり、切断能率を低下
させることが多かった。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、被加工物とレー
ザ切断用トーチとの相対速度を図形構成要素の曲率半径
および駆動系時定数の函数として与えることを特徴とし
たものである。

作　　用 発明者らは研究の結果、複雑図形を構成する要素として
の円弧の曲率半径が小さいほど加工速度。

を小さくすることにより形状寸法精度が向上し、同時に
駆動系時定数が小さいほど加工速度を大きくすることが
できることを実証し１寸法精度を保証できる最大加工速
度は〔１〕式の函数で得られることを見出した。

Ｆ＝α・τ１・ｒｏ　　　・・・・・・・・・・・・〔
１〕ここに、Ｆは加工速度であり、αは比例定数、では
駆動系時定数、ｒは切断図形構成要素の曲率半径を示し
、ｍ　、　ｎは正の定数である０寸法精度が悪くて良い
場合には、αの値を大きくでき、加工速度は速くするこ
とができる。

このため、曲率半径に応じた加工速度の最大速度を常に
数式よシー義的に求まることになり寸法精度を保証でき
る最高能率の加工が達成できた０この新しい加工方法は
、従来実施されている図形形状に応じて経験的に加工速
度を低減させる方法では全く見逃されてきたものであっ
て、この新事実の発見は、複雑図形を実際に高速加工す
るに際してははなはだ重要な意義を持つものである。

一般に高速で直角部を移動する場合には、第１図に例示
するように、コーナ部には微小なＲがつくのは避けられ
ない。このＲの程度は駆動系の時定数と移動速度に左右
される。（コーナ部を正確に位置決めする場合には停止
する必要がある。）また、第２図に示す円の例では始終
端位置Ｓは同じであるために必ず位置決めされることか
ら、定常速度部では半径誤差Δｒの円弧であるが、前記
始終端Ｓ近傍では真円とは異なった尖った形状になる。

この時の半径誤差は高速加工なほど大きくなり、寸法精
度が悪くなる。

なお、駆動系時定数のうちには、一般的には機械的な立
上り時定数とフィードバック制御ループゲインが含まれ
る。

また、ここに示す函数は必ずしも連続函数とは限らず、
一般には、半径ｒの場合分けによる不連続な函数となっ
てもよい。

実施例 （実施例１） 前記直角部（第１図）の場合には、〔１〕式にｒ−ｍｏ
を代入するとＦ＝ｏとなシ、コーナ部で一旦停止する必
要があることがわかる。

（実施例２） 前記単円（第２図）に対して、加工速度変化時の半径誤
差Δｒの評価結果例を第３図に示す。円の半径は１０Ｍ
、駆動系時定数は３０ｍＢ一定とした。実験結果は計算
値とほぼ一致しており、寸法精度を与えることによシ最
大加工速度が推定できることがわかる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようＫこの発明は、レーザ切断
の実用拡大上、大きな隘路となっていた種々の異なる曲
率半径を有する図形切断時の高精度高速加工方法を迅速
確実に実現するものであり、現在実用途上にあるレーザ
加工分野、特に高速板金加工に新たな発展を開拓したも
ので極めて有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ加工による直角部の加工形状を示す正面
図、第２図は同レーザ加工による円の加工形状を示す正
面図、第３図は本発明のレーザ加工方法による円の加工
において加工速度と半径誤代理人の氏名　弁理士　中　
尾　敏　男　ほか１名第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる曲率を持つ図形に沿って被加工物をレーザ切断す
   る場合、前記被加工物とレーザ切断用トーチとの相対速
   度を前記図形構成要素の曲率半径および駆動系時定数の
   函数として与えることを特徴とするレーザ加工方法。