WO2017199879A1 - 複合加工システム、及び、レーザ切断加工方法 - Google Patents

複合加工システム、及び、レーザ切断加工方法 Download PDF

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WO2017199879A1
WO2017199879A1 PCT/JP2017/018063 JP2017018063W WO2017199879A1 WO 2017199879 A1 WO2017199879 A1 WO 2017199879A1 JP 2017018063 W JP2017018063 W JP 2017018063W WO 2017199879 A1 WO2017199879 A1 WO 2017199879A1
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WO
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cut
workpiece
forming
laser
back surface
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PCT/JP2017/018063
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English (en)
French (fr)
Inventor
立 小林
友紀 中村
勇 鷺谷
Original Assignee
株式会社アマダホールディングス
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass

Definitions

  • the present invention relates to a combined machining system and a laser cutting method for laser cutting a workpiece (sheet metal with a covering material).
  • General laser processing machines are provided with a processing machine base (processing machine main body) and a table unit (table unit) that supports a workpiece so as to be movable in the horizontal direction.
  • the laser processing machine includes a laser irradiation unit (laser irradiation unit) that irradiates a laser beam toward the surface of the workpiece to be cut above the table unit.
  • the laser processing machine includes a workpiece moving unit (work moving unit) that moves the workpiece (table unit) in the horizontal direction relative to the irradiation position of the laser irradiation unit.
  • the workpiece supplied to the laser processing machine is supported by the table unit so as to be movable in the horizontal direction. Then, the workpiece is moved in the horizontal direction relative to the irradiation position of the laser irradiation unit by the workpiece moving unit, and the laser beam is irradiated toward the cut portion of the workpiece by the laser irradiation unit. Thereby, the part to be cut of the workpiece is laser cut.
  • a covering material for example, a protective material made of resin
  • a covering material for example, a protective material made of resin
  • Patent Document 1 discloses that dross is suppressed by a protective film made of a specific material, and does not disclose that dross is suppressed without depending on the material of the protective film.
  • Patent Document 2 discloses that laser cutting is performed twice (rough machining and finishing machining) on a workpiece with substantially the same movement path (machining path). This method increases processing costs. Moreover, the said patent document 2 does not disclose suppressing dross without depending on the material of a protective film similarly to the said patent document 1.
  • the object of the present invention is to reduce the processing cost and prevent the occurrence of dross on the back surface and the cutting portion of the work with the covering material without depending on the material of the covering material even if the cutting speed is not slowed down. To provide a combined machining system and a laser cutting method.
  • a first feature of the present invention is a combined processing system for laser-cutting a workpiece to be cut whose surface is covered with a coating material, and a laser irradiation portion for irradiating a laser beam toward the surface of the portion to be cut;
  • a notch forming part for forming a notch on the back surface of the part to be cut, and a work moving part for moving the work relatively in the horizontal direction with respect to the irradiation position of the laser irradiation part and the forming position of the notch forming part
  • controlling the operations of the notch forming part and the workpiece moving part to form a notch on the back surface of the to-be-cut part before irradiating laser light toward the surface of the to-be-cut part.
  • a control unit that exposes a base material portion of the workpiece from the covering material.
  • a second feature of the present invention is a combined processing system for laser-cutting a workpiece to be cut whose surface is covered with a coating material, the laser irradiation unit irradiating a laser beam toward the surface of the workpiece , With respect to a notch forming part that forms a notch on the back surface of the part to be cut and exposes a base material part of the workpiece from the covering material, an irradiation position of the laser irradiation part, and a formation position of the notch forming part, Relative movement of the workpiece with respect to the irradiation position when irradiating the workpiece with the laser beam toward the cut portion by controlling the operation of the workpiece moving portion and the workpiece moving portion that moves the workpiece relatively in the horizontal direction And a control unit that matches a relative movement path of the workpiece with respect to the formation position when the cut is formed on the back surface of the part to be cut.
  • a laser cutting method for laser-cutting a workpiece to be cut whose surface is coated with a coating material, wherein a cut is formed on the back surface of the cut portion, and the cut portion A base material portion of the workpiece is exposed from the coating material on the back surface of the substrate, and a laser cutting method is provided in which laser light is irradiated toward the surface of the part to be cut.
  • the first to third features it is possible to improve the machining quality of the workpiece by preventing the occurrence of dross on the back surface and the cut surface of the workpiece by laser cutting.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is (a) top view and (b) bottom view of a workpiece
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 (the upper mold is not a cross section).
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VIC-VIC in FIG. It is a block diagram of the control unit of the composite machining system. It is a sectional side view which shows operation
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10 (the upper mold is not a cross section).
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10 (the upper mold is not a cross section).
  • the term “provided” includes not only being provided directly but also providing indirectly through another member. “Providing” includes, in addition to providing directly, providing indirectly through another member. “Composite processing system” includes both a processing system composed of a single composite processing machine and a processing system composed of a plurality of processing machines.
  • the “X-axis direction” is a horizontal direction that is one of the horizontal directions.
  • the “Y-axis direction” is a front-rear direction that is a horizontal direction perpendicular to the X-axis direction.
  • FF indicates the forward direction
  • FR indicates the backward direction
  • L indicates the left direction
  • R indicates the right direction
  • U indicates the upward direction
  • D indicates the downward direction.
  • the composite processing machine (composite processing system) 1 is coated with a covering material [cover material] (resin protective film) Wf on the back surface.
  • a plate-shaped workpiece (sheet metal with a covering material) [workpiece (covered metal plate)] W is cut by laser.
  • the cut portion Wa of the workpiece W corresponds to the contour of the product M taken out from the workpiece W or the contour of a part Ma of the product M.
  • the part to be cut Wa may be a curved line instead of a straight line.
  • the multi-task machine 1 can be used for laser cutting of a normal workpiece (not shown) that does not have the protective film Wf in addition to the workpiece W.
  • the combined processing machine 1 includes a processing machine base (processing machine main body) 3.
  • the processing machine base 3 includes a bridge frame (bridge-type main body frame) 5 extending in the Y-axis direction and support frames 7 provided on both sides (left and right sides) of the bridge frame 5 in the X-axis direction.
  • the bridge frame 5 includes a lower frame 9 and an upper frame 11 provided on the upper side facing the lower frame 9.
  • the lower frame 9 and the upper frame 11 extend in the Y-axis direction.
  • the multi-tasking machine 1 also includes a table unit (table unit) 13 that supports the work W with a covering material so as to be movable in the horizontal direction (X-axis direction and Y-axis direction).
  • a table unit (table unit) 13 that supports the work W with a covering material so as to be movable in the horizontal direction (X-axis direction and Y-axis direction).
  • a specific configuration of the table unit 13 will be described below.
  • the table unit 13 includes a fixed table 15 that supports the workpiece W so as to be movable in the horizontal direction (X-axis direction and Y-axis direction), and a movable table 17.
  • the fixed table 15 is provided on the upper side of the lower frame 9.
  • the table unit 13 includes a movable table 17 that is movable in the Y-axis direction on the upper side of the support frame 7.
  • the movable table 17 supports the workpiece W so as to be movable in the X-axis direction. That is, the table unit 13 of the processing machine base 3 includes movable tables 17 that can move in the Y-axis direction on both sides of the fixed table 15 in the X-axis direction. Note that a large number of brushes (not shown) and a plurality of free ball bearings (not shown) for supporting the workpiece W are provided on the upper surfaces of the fixed table 15 and the movable table 17.
  • the multi-tasking machine 1 includes a laser irradiation unit (laser irradiation unit) 19 that irradiates a laser beam toward the surface of the workpiece W to be cut.
  • laser irradiation unit 19 A specific configuration of the laser irradiation unit 19 will be described below.
  • the laser irradiation unit 19 includes a Y-axis slider 21 that is movable in the Y-axis direction above the fixed table 15.
  • the Y-axis slider 21 is attached to the upper frame 11.
  • the laser irradiation unit 19 includes a first Y-axis motor 23 that moves the Y-axis slider 21 in the Y-axis direction at an appropriate position of the upper frame 11.
  • the Y-axis slider 21 includes a laser irradiation head 25 that irradiates a laser beam while injecting an assist gas to a part to be cut of the workpiece W with the covering material.
  • the irradiation position BP of the laser irradiation head 25 (that is, the laser irradiation unit 19) can be moved in the Y-axis direction integrally with the Y-axis slider 21 by driving the first Y-axis motor 23.
  • the height position of the laser irradiation head 25 in the Z-axis direction (vertical direction) can be adjusted.
  • the laser irradiation head 25 is optically connected to a fiber laser oscillator 27 that oscillates laser light having a wavelength of 1 ⁇ m band.
  • the inside of the laser irradiation head 25 is connected to an assist gas supply source (not shown) for supplying an assist gas.
  • the laser irradiation head 25 is optically connected to another laser oscillator (not shown) such as a YAG laser oscillator, a CO 2 laser oscillator, a disk laser oscillator, or a direct diode laser oscillator instead of the fiber laser oscillator 27. It may be connected.
  • a long hole 15h extending in the Y-axis direction is formed on the fixed table 15 along the movement region of the laser irradiation head 25 in the Y-axis direction.
  • the long hole 15h faces the laser irradiation head 25 moving in the Y-axis direction in the vertical direction.
  • the long hole 15h is configured to allow laser light and assist gas to pass therethrough.
  • the long hole 15h is connected to a collection unit (not shown) for collecting scraps and the like.
  • the multi-tasking machine 1 includes a punching unit 29 that punches the workpiece W.
  • a specific configuration of the punching unit 29 will be described below.
  • the punching unit 29 includes a rotatable circular upper turret 33 that detachably supports a plurality of upper molds [upper tool (s)] (punch (es)) 31.
  • the upper turret 33 is suspended from the upper frame 11.
  • a plurality of mold holding holes 33h for holding the upper mold 31 are formed.
  • the upper turret 33 is configured such that a desired upper die 31 can be positioned at the punching position PP by its rotation.
  • the punching unit 29 also includes a rotatable circular lower turret 37 that detachably supports a plurality of lower dies (die) 35.
  • the lower turret 37 is attached to the lower frame 9 so as to face the upper turret 33 in the vertical direction.
  • a mold holding hole 37h (see FIG. 4) for holding the lower mold 35 is formed.
  • the lower turret 37 is configured such that a desired lower die 35 can be positioned at the punching position PP by its rotation.
  • the upper turret 33 and the lower turret 37 are rotated synchronously by driving a turret rotation motor (not shown) provided at an appropriate position of the bridge frame 5.
  • the punching unit 29 includes a ram 39 that can be moved up and down (movable in the vertical direction) above the upper turret 33.
  • the ram 39 is attached to the upper frame 11.
  • the ram 39 is moved up and down by driving a ram lifting motor (not shown) or a ram lifting cylinder (not shown) provided at an appropriate position of the upper frame 11.
  • the ram 39 includes a striker 41 on the lower side thereof for pressing (striking pressure) the upper die 31 positioned at the punching position PP from above.
  • the punching unit 29 has a die set 43 for forming a cut [engraved line] S (see FIG. 6A) on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W. It also has.
  • the mold set 43 includes an upper mold 31 for forming a notch that is one of the upper molds 31A and a lower mold for forming a notch that is one of the lower molds 35 [lower engrave tool]. ] 35A. Specific configurations of the upper die 31A for cutting and the lower die 35A for cutting will be described below.
  • the upper die 31A for forming a cut has a punch body 45 provided in an appropriate die holding hole 33h of the upper turret 33 so as to be movable up and down. An intermediate portion of the punch body 45 is supported by the upper turret 33 via a lifter spring 47.
  • the punch body 45 is integrally provided with a punch head 49 pressed by the striker 41 at the upper end.
  • the punch main body 45 is provided with a free roller 51 at its lower end as a pressing member that presses a part of the workpiece Wa (see FIG. 6A) of the workpiece W from above.
  • the free roller 51 is rotatable around a horizontal axis 51s. Instead of the free roller 51, a free ball bearing (not shown) may be used as the pressing member. Or you may press the vicinity (including both sides of a part of part to be cut Wa) of a part of cut part Wa of work W by a plurality of free rollers 51.
  • the upper die 31A for forming cuts has a die body [die body] 53 provided in an appropriate die holding hole 37h of the lower turret 37.
  • a concave portion 53d is formed on one side (FF side in FIG. 4) from the center of the die body 53.
  • a discharge hole 53h for discharging chips [cut ⁇ ⁇ chips] C is formed from the center of the die body 53 to the other side (FR side in FIG. 4).
  • the discharge hole 53h passes through the die body 53.
  • a chip holder 55 is detachably fixed by a set screw 57 in the recess 53d.
  • a cutting tip 59 is detachably fixed to the side portion of the tip holder 55 by a set screw 61.
  • the cutting tip 59 is a cutter that cuts the back surface of the workpiece Wa of the workpiece W.
  • a cutting edge 59 c is formed at the upper end of the cutting tip 59.
  • the blade portion 59 c protrudes upward from the upper surface of the die body 53.
  • another cutter having a cutting edge such as a ball end mill may be used.
  • the punch main body 45 and the die main body 53 are configured to be rotatable by a mold rotating mechanism (index mechanism) disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-75889 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-268101. It only has to be done.
  • the punching unit 29 including the die set 43 includes a cut forming unit [engraving unit] that exposes the base material portion Wb of the workpiece W from the protective film Wf by forming a cut S on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W. Corresponds to (cut forming part).
  • the punching position [punching position] PP of the punching unit 29 corresponds to the formation position [engraving position] of the incision forming unit.
  • the multi-tasking machine 1 includes a work moving unit (work moving unit) 63.
  • the workpiece moving unit 63 moves the workpiece W in the X-axis direction relative to the irradiation position BP of the laser irradiation unit 19 and the punching position PP of the punching unit 29 (formation position PP of the incision forming unit 29). Move in the Y-axis direction.
  • a specific configuration of the workpiece moving unit 63 will be described below.
  • the workpiece moving unit 63 includes a carriage base 65 that is movable in the Y-axis direction across the rear portions of the pair of movable tables 17.
  • the carriage base 65 extends in the X-axis direction and is integrally connected to the rear portions of the pair of movable tables 17.
  • the workpiece moving unit 63 includes a second Y-axis motor 67 that moves the carriage base 65 integrally with the pair of movable tables 17 in the Y-axis direction at an appropriate position of the upper frame 11.
  • the workpiece moving unit 63 includes a carriage 69 that can move in the X-axis direction on the front side of the carriage base 65.
  • An X-axis motor 71 that moves the carriage 69 in the X-axis direction is provided at an appropriate position of the carriage base 65. Further, a plurality of clampers 73 for gripping the end portion of the workpiece W are provided on the front side of the carriage 69.
  • the irradiation position BP of the laser irradiation unit 19 is moved in the Y-axis direction by driving the first Y-axis motor 23. That is, the first Y-axis motor 23 moves the workpiece W in the Y-axis direction relative to the irradiation position BP of the laser irradiation unit 19 and constitutes a part of the workpiece movement unit 63.
  • the multi-task machine 1 operates the laser irradiation unit 19, the punching unit 29, and the workpiece moving unit 63.
  • the control unit 75 is configured by one or a plurality of computers, and includes a memory that stores a cutting machining program, a laser cutting machining program, and the like, and a CPU that interprets and executes the cutting machining program. Yes.
  • the cutting machining program is a program for forming the cutting S (see FIG. 6A) on the back surface of the workpiece Wa of the workpiece W.
  • the laser cutting machining program is a program for laser cutting the workpiece Wa of the workpiece W.
  • the machining program for cutting and the machining program for laser cutting are created by an automatic program creation device (not shown).
  • the control unit 75 controls the operations of the notch forming unit 29 (including a ram lifting motor and the like) and the workpiece moving unit 63 (including the X-axis motor 71 and the second Y-axis motor 67), and applies laser to the surface of the workpiece W.
  • the notch S is formed in the back surface of the workpiece
  • the control unit 75 controls the operation of the cut forming unit 29 to make the exposed width j (see FIGS. 6A and 6B) of the base material portion Wb larger than the spot diameter of the laser beam.
  • the spot diameter is, for example, 0.1 to 0.2 mm for a fiber laser and 0.2 to 0.4 mm for a CO 2 laser. Note that the exposed width j of the base material portion Wb is smaller than the cut width k of the cut S (see FIG. 6C).
  • the control unit 75 controls the operation of the cut forming unit 29 to form a cut S that reaches the base material portion Wb on the back surface of the workpiece W. That is, the control unit 75 forms a cut groove [engraved groove] Wg (see FIGS. 6B and 6C) having a V-shaped cross section in the base material portion Wb on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W. To do. Note that the cross-sectional shape of the cut groove Wg may be a U-shape or a rectangular shape instead of the V-shape.
  • the control unit 75 is configured such that the relative movement path for laser cutting of the workpiece W [laser ⁇ ⁇ ⁇ cutting travel route] (the processing path for laser cutting [laser cutting path]) is the relative movement path for cutting of the workpiece W (the machining path for cutting).
  • the operation of the workpiece moving unit 63 is controlled so as to be the same as.
  • the relative movement path for laser cutting of the workpiece W is the relative movement path (processing path) of the workpiece W with respect to the irradiation position BP of the laser irradiation unit 19 when the portion Wa of the workpiece W is irradiated with laser light. It is.
  • the relative laser cutting processing path of the workpiece W is a relative movement path (laser beam irradiation locus) of the irradiation position BP with respect to the workpiece W.
  • the relative cutting movement path of the workpiece W is a relative movement path (machining path) of the workpiece W with respect to the formation position PP of the cutting forming unit when the cutting S is formed on the back surface of the workpiece W.
  • the relative cutting process path of the workpiece W is a relative movement path (trajectory of the cutting S) of the formation position PP with respect to the workpiece W.
  • the laser cutting processing method according to the present embodiment is a method of laser cutting the portion to be cut Wa of the plate-like workpiece W whose coating material (resin protective film) Wf is coated on the back surface.
  • the laser cutting method according to the present embodiment includes a cut forming process ST1 and a laser irradiation process ST2. The above steps in the laser cutting method according to this embodiment will be specifically described below.
  • the workpiece W supplied to the multi-tasking machine 1 is supported by the table unit 13 so as to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the end of the workpiece W is supported by the clamper 73. Grip the part.
  • the control unit 75 controls the turret rotation motor to rotate the upper turret 33 and the lower turret 37 synchronously so that the upper die 31A for cutting and the lower die 35A for cutting are formed in the cutting unit 29.
  • Index (position) the forming position PP. In this manner, preparation for forming the cut S on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W is performed.
  • the control unit 75 controls the X-axis motor 71 to move the carriage 69 in the X-axis direction, and the second Y-axis motor 67. And the carriage base 65 is moved integrally with the pair of movable tables 17 in the Y-axis direction. As a result, the workpiece W is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction to the formation position PP of the incision forming unit 29, and the starting point position of the back surface of the workpiece Wa of the workpiece W is above the blade portion 59c of the cutting tip 59. Located in. Note that only one of the X-axis motor 71 and the second Y-axis motor 67 may be controlled to move the workpiece W to the formation position PP in only one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the control unit 75 controls the ram lifting motor and the like to lower the ram 39 and presses the punch head 49 from above by the striker 41.
  • the upper die 31 ⁇ / b> A is lowered against the urging force of the lifter spring 47, and a part of the cut portion Wa of the workpiece W is pressed by the free roller 51.
  • the operation of the workpiece moving unit 63 is controlled by the control unit 75, and the workpiece W is moved relative to the formation position PP along the cut portion Wa. That is, the formation position PP is moved relative to the workpiece W along the cut portion Wa.
  • a cut S is formed on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W by the blade portion 59c of the cutting tip 59 (see FIGS. 8A to 8D).
  • the base material portion Wb is cut together with the protective film Wf. Accordingly, the base material portion Wb on the back surface of the cut portion Wa is exposed.
  • the control unit 75 controls the ram lifting motor and the like to raise the ram 39, and the upper mold 31A is raised by the urging force of the lifter spring 47 (FIG. 8 (e)).
  • control unit 75 controls the operations of the cut forming unit 29 and the work moving unit 63 to move the work W with respect to the forming position PP, and all other cuts S are sequentially formed. As a result, the base material portion Wb of all the cut portions Wa is exposed on the back surface.
  • the exposed width j (see FIG. 6C) of the base material portion Wb is made larger than the spot diameter of the laser beam.
  • a cut S that reaches the base material portion Wb is formed on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W. That is, a cut groove Wg having a V-shaped cross section is formed in the base material portion Wb on the back surface of the cut portion Wa of the workpiece W.
  • the chips C generated during the formation of the cut S are discharged (collected) to the outside of the cut forming unit 29 through the discharge hole 53h.
  • the control unit 75 controls the X-axis motor 71 to move the carriage 69 in the X-axis direction and also controls the first Y-axis motor 23. Then, the irradiation position BP of the laser irradiation unit 19 is moved in the Y-axis direction. As a result, the workpiece W is moved relative to the irradiation position BP along the cut portion Wa. That is, the irradiation position BP is moved relative to the workpiece W along the cut portion Wa.
  • the assist gas is ejected from the laser irradiation head 25 toward the surface of the cut portion Wa and the laser beam is irradiated.
  • the control unit 75 controls the operation of the workpiece moving unit 63 so that the relative laser cutting movement path of the workpiece W is the same as the relative cutting movement path of the workpiece W.
  • the to-be-cut portion Wa of the workpiece W can be laser-cut while the to-be-cut portion Wa of the workpiece W is melted and the melt is removed.
  • a notch forming processing machine (not shown) or a notch forming tool (not shown) is used to form a notch S on the back surface of the part Wa to be cut to form a base material portion. Wb may be exposed. Further, if the base material portion Wb can be exposed, the cut groove Wg may not be formed on the back surface of the cut portion Wa.
  • the laser beam is irradiated toward the surface of the cut portion Wa of the workpiece W.
  • work W can be laser-cut while preventing generation
  • the workpiece W can be laser-cut using the fiber laser oscillator 27 without using a protective film dedicated to the fiber laser as the protective film Wf.
  • the exposed width j of the base material portion Wb is larger than the spot diameter of the laser beam, it is possible to reliably prevent the occurrence of dross on the back surface and the cut surface of the workpiece W.
  • the chips C generated during the formation of the notch S include the component of the base material portion Wb.
  • the cut portion Wa of the workpiece W is laser-cut while reliably preventing the occurrence of dross on the back surface and the cut surface of the workpiece W without reducing the cutting speed. Can be cut. Accordingly, it is possible to improve work efficiency by reducing post-processing after laser cutting of the workpiece W while improving productivity of the workpiece W.
  • the workpiece W can be laser-cut using the fiber laser oscillator 27 without using a protective film dedicated to the fiber laser as the protective film Wf. Therefore, the processing cost of laser cutting using the fiber laser oscillator 27 can be reduced.
  • the chips C generated during the formation of the cut S include the component (metal) of the base material portion Wb. Therefore, the chips C can be efficiently discharged to the outside of the cut forming unit 29 through the discharge hole 53h.
  • the relative laser cutting movement path of the workpiece W is made the same as the relative cutting movement path of the workpiece W. Therefore, since the data of the movement path of the other program can be used when creating one of the cutting machining program and the laser cutting machining program, the creation time of the entire machining program can be shortened. Further, by specifying one relative movement path of the workpiece W, it is possible to create both a cutting machining program and a laser cutting machining program.
  • FIG. 1 (Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 7, and 9 to 12.
  • FIG. 1 (Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 7, and 9 to 12.
  • the combined processing machine (combined processing system) 1 ⁇ / b> A has the same configuration as the combined processing machine 1 according to the first embodiment described above. Have. Only the configuration different from that of the first embodiment will be described. In addition, the same reference number is attached
  • the incision forming unit 29 has an upper mold rotating mechanism (upper index mechanism) 77 for rotating the upper mold 31A indexed to the forming position PP.
  • upper mold rotating mechanism 77 for rotating the upper mold 31A indexed to the forming position PP.
  • the upper turret 33 has a cylindrical (annular) upper rotating holder 79 in an appropriate mold holding hole 33h.
  • the upper rotary holder 79 is rotatably held by a bearing (bush) 81.
  • the upper rotating holder 79 supports the upper mold 31A so that it can move up and down and cannot rotate.
  • the upper rotation holder 79 has a rotation inhibition key (not shown), and the rotation inhibition key prevents the upper mold 31A from rotating with respect to the upper rotation holder 79. That is, the upper mold 31A is provided in an appropriate mold holding hole 33h of the upper turret 33 so as to be movable up and down via the upper rotary holder 79, and rotates integrally with the upper rotary holder 79.
  • the upper frame 11 includes an upper rotation motor (upper index motor) 83 that rotates the upper rotation holder 79 in the vicinity of the formation position PP of the notch formation unit 29.
  • the output shaft 83s of the upper rotary motor 83 can be connected to the upper rotary holder 79 indexed to the forming position PP, and can be cut from the upper rotary holder 79 indexed to the forming position PP.
  • the mechanism for connecting (cutting) the output shaft 83s of the upper rotary motor 83 to the upper rotary holder 79 is, for example, a mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-75889, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-268101, or the like. What is necessary is just to be comprised.
  • a free ball bearing (not shown) may be used as the pressing member. In this case, the upper mold rotation mechanism 77 may not be provided.
  • the cut forming unit 29 also includes a lower mold rotating mechanism (lower index mechanism) 85 that rotates the lower mold 35A indexed to the forming position PP.
  • a lower mold rotating mechanism 85 that rotates the lower mold 35A indexed to the forming position PP.
  • the lower turret 37 has a cylindrical (annular) lower rotating holder 87 in an appropriate mold holding hole 37h.
  • the lower rotary holder 87 is rotatably held by a bearing (bush) 89.
  • the lower rotating holder 87 supports the lower mold 35A so as not to rotate.
  • the lower rotation holder 87 has a rotation suppression key (not shown), and the rotation suppression key prevents the lower mold 35A from rotating relative to the lower rotation holder 87. That is, the lower mold 35A is provided in an appropriate mold holding hole 37h of the lower turret 37 via the lower rotation holder 87, and rotates integrally with the lower rotation holder 87.
  • the lower frame 9 includes a lower rotation motor (lower index motor) 91 that rotates the lower rotation holder 87 in the vicinity of the formation position PP of the notch formation unit 29.
  • the output shaft 91s of the lower rotary motor 91 can be connected to the lower rotary holder 87 indexed to the formation position PP, and can be cut from the lower rotary holder 87 indexed to the formation position PP.
  • the mechanism for connecting (cutting) the output shaft 91s of the lower rotary motor 91 to the lower rotary holder 87 is constituted by a mechanism disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-75889 or Japanese Patent Laid-Open No. 2004-268101. It only has to be done. Further, the notch forming unit 29 has a chip collecting mechanism 93 that collects the chip C (see FIG. 8) from the discharge hole 53h of the die body 53 by a suction force. A specific configuration of the chip collection mechanism 93 will be described below.
  • the lower frame 9 includes a collection box 95 for collecting the chips C below the lower turret 37.
  • the lower frame 9 includes a suction source 97 such as a vacuum pump for generating a suction force in the collection box 95 in the vicinity of the collection box 95.
  • the suction source 97 is connected to the collection box 95 via the pipe 99.
  • the control unit 75 controls the operation of the incision forming unit 29 (upper mold rotating mechanism 77) so that the shaft center 51 s of the free roller 51 is cut into the portion Wa to be cut. It is held in a state orthogonal to (cut S). Further, the control unit 75 controls the operation of the incision forming unit 29 (lower mold rotating mechanism 85) to hold the rake face 59f of the blade portion 59c in a state parallel to the axis 51s. Furthermore, the control unit 75 controls the operation of the cut forming unit 29 (chip collection mechanism 93) to generate a suction force in the collection box 95 when forming the cut S on the back surface of the workpiece W.
  • the control unit 75 controls the operations of the notch forming unit 29 (including the ram lifting motor and the like) and the workpiece moving unit 63 (including the X-axis motor 71 and the second Y-axis motor 67).
  • the trajectory (cutting path) T of the incision S forms a predetermined circular trajectory Tc at the end point position EP (or the vicinity thereof) of the part to be cut Wa.
  • the predetermined circular trajectory Tc is a circular trajectory having a radius smaller than the cut width k of the cut S (see FIG. 6C) with the end point position EP as the center.
  • the predetermined circular locus Tc may be formed around a position FP (a position near the end position EP) FP before the end position EP, instead of the end position EP.
  • the circular trajectory Tc may be a plurality of concentric circular trajectories.
  • the plurality of circular tracks may be a plurality of circular tracks having the same radius, or may be a plurality of circular tracks whose radius is gradually increased.
  • a circular locus having a radius smaller than the cut width k see FIG. 6C
  • fewer chips C are removed (see FIGS. 8B, 8C, and 8D).
  • a circular locus Tc having a radius larger than the cut width k may be formed.
  • the circular trajectory Tc is a plurality of circular trajectories
  • a part of the plurality of circular trajectories may form a circular trajectory Tc having a radius larger than the cut width k.
  • the lower part of FIG. 12 shows the trajectory T (including the circular trajectory Tc) of the cut S from the middle of the cut portion Wa (intermediate between the start point position and the end point position EP) to the end point position EP.
  • the upper part of FIG. 12 shows the operating states (N1) to (N4) of the cut forming unit 29.
  • the operation states (N3) and (N4) are shifted from the operation state (N2) so that the cut forming units 29 do not overlap.
  • the control unit 75 controls the operation of the incision forming unit 29 (upper mold rotating mechanism 77), so that the axis 51s of the free roller 51 is centered. Is held in a state orthogonal to the notch S.
  • the control unit 75 forms the end point position EP (including the circular locus Tc)
  • the control unit 75 also controls the operation of the incision forming unit 29 (the lower mold rotating mechanism 85), and the rake face 59f of the blade portion 59c. Is held parallel to the axis 51s.
  • the control unit 75 operates the upper mold rotating mechanism 77. And the shaft center 51s of the free roller 51 is held in a state orthogonal to the cut portion Wa (cut S).
  • the control unit 75 controls the operation of the lower mold rotating mechanism 85 to hold the rake face 59f of the blade portion 59c in a state parallel to the axis 51s.
  • the control unit 75 controls the chip collection mechanism 93 (suction source 97) to generate a suction force in the collection box 95, and collects the chips C into the collection box 95 through the discharge holes 53h of the die body 53.
  • the control unit 75 controls the ram lifting motor and the like to end the ram 39 at the end point. It is once raised at the position EP (refer to the operation state (N3)).
  • the control unit 75 controls the operation of the work moving unit 63 so that the work W is moved by the small radius described above. Move relative to the formation position PP. That is, the formation position PP is moved relative to the workpiece W by the small radius described above along the cut portion Wa.
  • control unit 75 controls the operation of the upper mold rotating mechanism 77 and the lower mold rotating mechanism 85 to rotate the upper mold 31A and the lower mold 35A by 90 degrees, thereby controlling the ram lifting motor and the like. To lower the ram 39 (refer to the operation state (N4)). Then, the control unit 75 controls the operations of the cut forming unit 29 and the workpiece moving unit 63 to form a circular locus Tc at the end point position EP (or in the vicinity thereof).
  • the control unit 75 controls the operation of the upper mold rotating mechanism 77 to hold the shaft center 51s of the free roller 51 in a state orthogonal to the notch S.
  • the control unit 75 also controls the operation of the lower mold rotating mechanism 85 to hold the rake face 59f of the blade portion 59c in a state parallel to the axis 51s.
  • a plurality of circular trajectories Tc may be formed not only on the end point position EP but also on the cut portion Wa.
  • the protective film Wf is also collected as the chips C, and the protective film Wf on the cut S can be prevented from remaining on the base material portion Wb of the workpiece W.
  • the circular locus Tc is formed at the end point position EP (or the vicinity thereof), the protective film Wf is easily peeled off at the end point position EP, and the protective film Wf on the cut S remains on the base material portion Wb of the workpiece W. Can be suppressed more fully. Therefore, according to this embodiment, the post-processing after laser cutting of the workpiece W can be reduced as much as possible, and the work efficiency can be further improved.
  • Modification 1 of 2nd Embodiment Modification 1 of the second embodiment will be described below. Only a configuration different from the second embodiment will be described.
  • the control unit 75 includes a notch forming unit 29 (including a ram lifting motor) and a workpiece moving unit 63 (an X-axis motor 71 and a second Y-axis motor 67.
  • the trajectory (cutting path) T of the cutting S forms a predetermined reverse trajectory Tr at the end point position EP (or its vicinity).
  • the predetermined reverse trajectory Tr is a reverse trajectory that reverses from the end point position EP and passes through the position FP before the end point position EP.
  • the lower part of FIG. 13 shows the trajectory T (including the reverse trajectory Tr) of the cut S from the middle of the part Wa to be cut to the end point EP.
  • the reverse trajectory Tr and the trajectory T excluding the reverse trajectory Tr are shown not to overlap.
  • the upper part of FIG. 13 shows the operating states (K1) to (K5) of the cut forming unit 29.
  • the operation state (K3) is shifted from the operation state (K4) so that the cut forming units 29 do not overlap.
  • the control unit 75 When the control unit 75 draws the trajectory T (predetermined reverse trajectory Tr) of the cut S at the end point position EP, the control unit 75 maintains the state in which the axis 51s of the free roller 51 is orthogonal to the direction along the cut S. The operation of the notch forming unit 29 including the upper mold rotating mechanism 77 is controlled. Further, when the control unit 75 draws the trajectory T of the cut S at the end point position EP, the lower metal plate is held so that the rake face 59f of the blade portion 59c of the cutting tip 59 faces the direction along the cut S. The operation of the cut forming unit 29 including the mold rotating mechanism 85 is controlled.
  • the control unit 75 moves the ram up and down.
  • the motor 39 is controlled to raise the ram 39 once at the front position FP.
  • the control unit 75 controls the operation of the workpiece moving unit 63 to move the workpiece W relative to the formation position PP, thereby positioning the end point position EP at the formation position PP. That is, the formation position PP is moved relative to the workpiece W from the front position FP to the end position EP (see the operation state (K3)). Since the ram 39 is raised, the cut S is not formed during the operating states (K2) to (K3).
  • control unit 75 controls the operation of the upper mold rotating mechanism 77 and the lower mold rotating mechanism 85 to rotate the upper mold 31A and the lower mold 35A by 180 degrees, and controls the ram lifting motor and the like.
  • the ram 39 is lowered at the end point position EP (see the operation state (K4)).
  • the control unit 75 controls the operation of the workpiece moving unit 63 to reverse the relative movement direction of the workpiece W, and moves the workpiece W relative to the formation position PP. That is, the relative movement direction of the formation position PP is reversed, and the formation position PP is moved relative to the workpiece W (see the operation state (K5)).
  • control unit 75 controls the operations of the cut forming unit 29 and the workpiece moving unit 63 to form the reversal locus Tr at the end point position EP.
  • a plurality of reverse trajectories Tr may be formed not only on the end point position EP but also on the cut portion Wa.
  • the present modification as described above, the reversal trajectory Tr is formed at the end point position EP (or its vicinity). For this reason, it becomes easy to peel off the protective film Wf at the end point position EP, and it is possible to more sufficiently suppress the protective film Wf on the cut S from remaining on the base material portion Wb of the workpiece W. Therefore, the present modification also brings about the same effect as that of the second embodiment described above.
  • Modification 2 of the second embodiment Modification 2 of the second embodiment will be described below. Only a configuration different from the second embodiment will be described.
  • the control unit 75 includes a notch forming unit 29 (including a ram lifting motor) and a work moving unit 63 (an X-axis motor 71 and a second Y-axis motor 67.
  • the locus T of the cut S from the middle of the cut portion Wa to the end point EP is shown.
  • the trajectory T of the restart portion and the trajectory T excluding the trajectory T of the restart portion are not overlapped.
  • the upper part of FIG. 14 shows the operating states (M1) to (M5) of the cut forming unit 29.
  • the operation state (M3) is shifted from the operation state (M4) so that the cut forming units 29 do not overlap.
  • the control unit 75 moves the ram up and down.
  • the motor 39 is controlled to raise the ram 39 once at the front position FP.
  • the control unit 75 controls the operations of the incision forming unit 29 and the workpiece moving unit 63 to move the workpiece W relative to the forming position PP, and temporarily moves the forming position PP to a position before the position FP. Return (refer to the operation state (M3)). Since the ram 39 is raised, the cut S is not formed during the operating states (K2) to (K3).
  • control unit 75 controls the ram lifting motor and the like to lower the ram 39 at a position further forward than the position FP (see the operation state (K4)). Then, the control unit 75 controls the operation of the workpiece moving unit 63 to move the workpiece W relative to the formation position PP, thereby positioning the end point position EP at the formation position PP. That is, the formation position PP is moved relative to the workpiece W up to the end point position EP (see the operation state (M5)). In other words, the control unit 75 controls the operations of the incision forming unit 29 and the workpiece moving unit 63 to form the above-described resuming locus from a position further before the position FP to the end position EP. Note that when the trajectory T of the cut S is long, a plurality of resumption trajectories that return one end and proceed again may be formed not only on the end point position EP but also on the cut portion Wa.
  • the present modification as described above, a restart locus is formed at the end point position EP (or its vicinity). For this reason, it becomes easy to peel off the protective film Wf on the end point position EP side, and the protective film Wf on the cut S can be more sufficiently suppressed from remaining on the base material portion Wb of the workpiece W. Therefore, the present modification also brings about the same effect as that of the second embodiment described above.
  • Modification 3 of 2nd Embodiment Modification 3 of the second embodiment will be described below. Only a configuration different from the second embodiment will be described.
  • the control unit 75 includes a notch forming unit 29 (including a ram lifting motor) and a work moving unit 63 (an X-axis motor 71 and a second Y-axis motor).
  • the pre-cutting (preliminary engraved line) S ′ is formed at the end point position EP or the position in front of it (the vicinity thereof) before the cut S is formed.
  • the pre-cut S ' is a cut perpendicular to the cut portion Wa (a crossing cut). Note that the pre-cut S ′ may be formed so as to intersect with the cut portion Wa or may be formed in contact with the cut portion Wa.
  • control unit 75 When the control unit 75 forms the pre-cut S ′, the control unit 75 controls the operation of the cut forming unit 29 (upper mold rotating mechanism 77) so that the axis 51s of the free roller 51 is orthogonal to the pre-cut S ′. Hold on.
  • the control unit 75 controls the operation of the cut forming unit 29 (the lower mold rotating mechanism 85) when forming the pre-cut S ′, so that the rake face 59f of the blade portion 59c is parallel to the axis 51s. Keep in state.
  • the control unit 75 controls the operations of the cut forming unit 29 and the workpiece moving unit 63.
  • a pre-cut S ′ is formed at the end position EP or a position in front of it.
  • the control unit 75 controls the operation of the upper mold rotating mechanism 77 so that the axis 51s of the free roller 51 is orthogonal to the pre-cut S ′. Hold. Further, the control unit 75 controls the operation of the lower mold rotating mechanism 85 to hold the rake face 59f of the blade portion 59c in a state parallel to the axis 51s.
  • a plurality of the pre-cuts S ′ may be formed not only on the end point position EP (or a position in front of it) but on the part to be cut Wa.
  • the present modification as described above, before the cut S is formed, the pre-cut S ′ is formed at the end point position EP or the like. For this reason, it becomes easy to peel off the protective film Wf on the end point position EP side, and the protective film Wf on the cut S can be more sufficiently suppressed from remaining on the base material portion Wb of the workpiece W. Therefore, the present modification also brings about the same effect as that of the second embodiment described above.
  • a mold set (not shown) for imprinting a minus ( ⁇ ) mark instead of the mold set 43 composed of the upper mold 31A and the lower mold 35A. May be used.
  • a cut groove Wg (see FIGS. 6B and 6C) may be formed in the base material portion Wb of the cut portion Wa.
  • the protective film Wf is more easily peeled from the base material portion Wb, and the peeled protective film Wf can be efficiently discharged to the outside through the discharge hole 53h of the die body 53.
  • the cut groove Wg may not be formed in the base material portion Wb. In this case, wear of the blade portion 59c of the cutting tip 59 is reduced, and the life of the cutting tip 59 can be extended.
  • the machining program for cutting and the machining program for laser cutting are created by an automatic program creation device (not shown). At that time, if any one of the processes in the second embodiment and its modified examples 1 to 3 is selected as the process of the end point position EP of the part to be cut Wa, the automatic program creation device will perform the machining program for cutting and the machining program for laser cutting. Is output.
  • the technical idea of the present invention may be applied to a combined processing system including a plurality of processing machines instead of the combined processing system including a single combined processing machine 1 or 1A in the above-described embodiment and its modifications. Further, the technical idea of the present invention is applied to laser cutting of a workpiece (not shown) whose back surface is coated with a plating film (not shown) or a black skin (not shown) instead of the protective film Wf. You may apply. Furthermore, the technical idea of the present invention may also be applied when laser cutting is performed on a workpiece (not shown) whose both back and front surfaces are covered with a covering material such as a protective film Wf.
  • the laser irradiation unit 19 may be disposed below the table unit 13 and the cut forming unit 29 may be configured upside down. In this case, it is necessary to perform laser cutting with the workpiece W inverted.
  • the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • Example As examples (Examples 1 to 5), the inventors changed the depth of the cut groove in the base material portion of the workpiece (thickness: 1.50 mm) using a multi-tasking machine, while cutting the workpiece to be cut. An incision was formed on the back surface of. Next, using a CNC image measuring device, the periphery of the workpiece cut was imaged, and the cut width of the cut and the exposed width of the base material portion were measured based on the image. Furthermore, using a multi-task machine, the cut part of the workpiece was laser-cut to confirm the occurrence of dross.
  • a cut was formed on the back surface of the workpiece to be cut to the extent that the base material portion of the workpiece (thickness: 1.50 mm) was damaged.
  • the periphery of the workpiece cut was imaged, and the cut width of the cut and the exposed width of the base material portion were measured based on the image.
  • the cut part of the workpiece was laser-cut to confirm the occurrence of dross.
  • FIG. 16 shows the results of Examples (Examples 1 to 5) and Comparative Examples. According to the results shown in FIG. 16, by forming a cut in the back surface of the workpiece to be cut and exposing the base material portion from the covering material, it is possible to prevent the occurrence of dross on the back side and the cut surface of the workpiece. Obviously you can.
  • the spot diameter of the laser beam used in the examples and comparative examples is 0.2 to 0.4 mm.

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Abstract

複合加工システムは、被覆材を有するワークの被切断部をレーザ切断する。上記システムは、被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、被切断部の裏面に切込みを形成する切込み形成部と、ワークを水平方向に相対的に移動するワーク移動部と、制御部とを備えている。制御部は、切込み形成部及びワーク移動部の動作を制御して、被切断部の表面に向けてレーザ光を照射する前に、被切断部の裏面に切込みを形成してワークの母材部分を被覆材から露出させる。

Description

複合加工システム、及び、レーザ切断加工方法
　本発明は、ワーク（被覆材付き板金）の被切断部をレーザ切断する、複合加工システム及びレーザ切断加工方法に関する。
　近年、板金加工の分野においては、板状のワーク（板金）の被切断部[to-be-cut portion]をレーザ切断するレーザ加工機が広く普及している。一般的なレーザ加工機の概要について以下に説明する。
　一般的なレーザ加工機は、加工機ベース（加工機本体）を具備しており、ワークを水平方向に移動可能に支持するテーブルユニット（テーブル部）を備えている。また、レーザ加工機は、テーブルユニットの上方に、ワークの被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射ユニット（レーザ照射部）を具備している。さらに、レーザ加工機は、ワーク（テーブルユニット）をレーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に水平方向に移動するワーク移動ユニット（ワーク移動部）を具備している。
　従って、レーザ加工機に供給されたワークは、テーブルユニットによって水平方向に移動可能に支持される。そして、ワーク移動ユニットによってワークがレーザ照射ユニットの照射位置に対して相対的に水平方向に移動されつつ、レーザ照射ユニットによってワークの被切断部に向かってレーザ光が照射される。これにより、ワークの被切断部がレーザ切断される。
　なお、関連先行技術として下記の特許文献１及び２を示す。
国際公開第２００７／０００９１５号公報 国際公開第２０１１／１５８６１７号公報
　ワーク（板金）の裏面に傷が付くのを防止する等の理由から、ワークの裏面に被覆材[cover material]（例えば、樹脂製保護フィルム）を貼り付けることがある。ワーク（被覆材付き板金）[workpiece (covered metal plate)]の被切断部をレーザ切断すると、ワークの裏面及び切断部にドロス[dross]が発生するため、ワークのレーザ切断後の後処理としてドロスの除去が必要になり、作業の煩雑化を招くことになる。一方、切断速度を遅くすることでドロスの発生をある程度抑えることはできるが、完全に発生しないようにすることはできない。また、切断速度を遅くすることは、生産性を低下させる。
　上記特許文献１は、特定材質の保護フィルムによってドロスを抑制することを開示しており、保護フィルムの材質に依存することなくドロスを抑制することは開示していない。上記特許文献２は、ワークに対してほぼ同じ移動経路（加工経路）でレーザ切断加工を２回の行う（粗加工と仕上げ加工）ことを開示している。この方法は、加工コストを増化させる。また、上記特許文献２も、上記特許文献１と同様に、保護フィルムの材質に依存することなくドロスを抑制することは開示していない。
　前述の問題は、被覆材として、保護フィルムに代えて黒皮[oxide coating]やメッキ膜[plating layer]などの他の被覆材によって被覆されたワークの被切断部をレーザ切断する場合にも、同様に生じる。
　本発明の目的は、加工コストを削減でき、かつ、切断速度を遅くしなくても、被覆材の材質に依存することなく、被覆材付きワークの裏面や切断部でのドロスの発生を防止できる複合加工システム及びレーザ切断加工方法を提供することである。
　本発明の第１の特徴は、被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断する複合加工システムであって、前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記被切断部の裏面に切込みを形成する切込み形成部と、前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して、前記ワークを水平方向に相対的に移動するワーク移動部と、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部の前記表面に向けてレーザ光を照射する前に、前記被切断部の前記裏面に切込みを形成して前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させる制御部と、を備えている複合加工システムを提供する。
　本発明の第２の特徴は、被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断する複合加工システムであって、前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記被切断部の裏面に切込みを形成して前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させる切込み形成部と、前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して、前記ワークを水平方向に相対的に移動するワーク移動部と、前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部に向けてレーザ光を照射する際の前記照射位置に対する前記ワークの相対的な移動経路を、前記被切断部の前記裏面に前記切込みを形成する際の前記形成位置に対する前記ワークの相対的な移動経路に一致させる制御部と、を備えている複合加工システムを提供する。
　本発明の第３の特徴は、被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断するレーザ切断加工方法であって、前記被切断部の裏面に切込みを形成して、前記被切断部の前記裏面に前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させ、前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射する、レーザ切断加工方法を提供する。
　上記第１～第３の特徴によれば、レーザ切断加工によってワークの裏面及び切断面等でのドロスの発生を防止して、ワークの加工品質を向上させることができる。また、ワークの切断加工の生産性を高めつつ、ワークのレーザ切断加工後の後処理を減らして、作業能率の向上を図ることができる。さらに、特定材質の被覆材を用いる必要がなく、レーザ切断加工の加工コストを削減できる。
第１及び第２実施形態に係る複合加工システムの側面図（支持フレーム一部省略）である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 ワーク（被覆材付き板金）の（ａ）平面図、及び、（ｂ）底面図である。 第１実施形態に係る複合加工システムの切込み形成ユニット（パンチ加工ユニット）における金型セットを示す側断面図である（切込み形成用の上部金型は断面ではない）。 図４におけるＶ－Ｖ線に沿った断面図である（前記上部金型は断面ではない）。 （ａ）はワーク（被覆材付き板金）の母材部分を露出させた状態を示す底面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＢ部の拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＶＩＣ－ＶＩＣ線に沿った断面図である。 上記複合加工システムの制御ユニットのブロック図である。 切込み形成ユニットにおける金型セットの動作を示す側断面図である（前記上部金型は断面ではない）。 レーザ切断加工方法のフローチャートである。 第２実施形態に係る複合加工システムの切込み形成ユニット（パンチ加工ユニット）における金型セットを示す側断面図である（切込み形成用の上部金型は断面ではない）。 図１０におけるＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である（前記上部金型は断面ではない）。 第２実施形態の動作を示す説明図である。 第２実施形態の変形例１の動作を示す説明図である。 第２実施形態の第２変形例の動作を示す説明図である。 第２実施形態の第３変形例で加工ワーク（被覆付き板金）の平面図である。 実施例１～５及び比較例の結果を示す表である。
　実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、「設けられ」の語は、直接的に設けられることに加えて、別部材を介して間接的に設けられることを含む。「備える」とは、直接的に備えることに加えて、別部材を介して間接的に備えることを含む。「複合加工システム」とは、単体の複合加工機からなる加工システム、及び、複数の加工機からなる加工システムのいずれも含む。「Ｘ軸方向」とは、水平方向の１つである左右方向のことである。「Ｙ軸方向」とは、Ｘ軸方向と直角な水平方向である前後方向のことである。図面中、「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。
（第１実施形態）
　第１実施形態を図１～図９を参照しつつ説明する。
　図１～図３に示されるように、本実施形態に係る複合加工機（複合加工システム）１は、被覆材[cover material]（樹脂製保護フィルム[resin protective film]）Ｗｆが裏面に被覆された板状のワーク（被覆材付き板金）[workpiece (covered metal plate)]Ｗの被切断部Ｗａをレーザ切断する。ワークＷの被切断部Ｗａは、ワークＷから取り出される製品Ｍの輪郭や製品Ｍの一部分Ｍａの輪郭に相当する。被切断部Ｗａは、直線でなく、曲線でもよい。複合加工機１は、ワークＷの他に、保護フィルムＷｆを有しない通常のワーク（図示せず）のレーザ切断加工にも使用可能である。
　複合加工機１は、加工機ベース（加工機本体）３を具備している。加工機ベース３は、Ｙ軸方向へ延びたブリッジフレーム（ブリッジ型の本体フレーム）５と、ブリッジフレーム５のＸ軸方向の両側（左右両側）にそれぞれ設けられた支持フレーム７とを有している。また、ブリッジフレーム５は、下部フレーム９と、下部フレーム９に対向して上方に設けられた上部フレーム１１とを有している。下部フレーム９及び上部フレーム１１は、Ｙ軸方向に延在している。
　複合加工機１は、被覆材付きワークＷを水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動可能に支持するテーブルユニット（テーブル部）１３も備えている。テーブルユニット１３の具体的構成を以下に説明する。
　テーブルユニット１３は、ワークＷを水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動可能に支持する固定テーブル１５と、可動テーブル１７とで構成されている。固定テーブル１５は、下部フレーム９の上側に設けられている。また、テーブルユニット１３は、Ｙ軸方向に移動可能な可動テーブル１７を、支持フレーム７の上側に備えている。可動テーブル１７は、ワークＷをＸ軸方向へ移動可能に支持する。即ち、加工機ベース３のテーブルユニット１３は、固定テーブル１５のＸ軸方向の両側に、Ｙ軸方向に移動可能な可動テーブル１７を備えている。なお、固定テーブル１５及び可動テーブル１７の上面には、ワークＷを支持するための多数のブラシ（図示せず）及び複数のフリーボールベアリング（図示せず）が設けられている。
　複合加工機１は、ワークＷの被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射ユニット（レーザ照射部）１９を具備している。レーザ照射ユニット１９の具体的構成を以下に説明する。
　レーザ照射ユニット１９は、固定テーブル１５の上方に、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸スライダ２１を備えている。Ｙ軸スライダ２１は、上部フレーム１１に取り付けられている。レーザ照射ユニット１９は、Ｙ軸スライダ２１をＹ軸方向へ移動させる第１Ｙ軸モータ２３を、上部フレーム１１の適宜位置に備えている。Ｙ軸スライダ２１は、被覆材付きワークＷの被切断部にアシストガスを噴射しながらレーザ光を照射するレーザ照射ヘッド２５を備えている。レーザ照射ヘッド２５（即ち、レーザ照射ユニット１９）の照射位置ＢＰは、第１Ｙ軸モータ２３の駆動によって、Ｙ軸スライダ２１と一体的にＹ軸方向に移動され得る。レーザ照射ヘッド２５のＺ軸方向（上下方向）の高さ位置は、調節可能である。
　レーザ照射ヘッド２５は、１μｍ帯の波長のレーザ光を発振するファイバレーザ発振器２７に光学的に接続されている。また、レーザ照射ヘッド２５の内部は、アシストガスを供給するためのアシストガス供給源（図示せず）に接続されている。なお、レーザ照射ヘッド２５は、ファイバレーザ発振器２７に代えて、ＹＡＧレーザ発振器、ＣＯ２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の他のレーザ発振器（図示せず）に光学的に接続されてもよい。
　固定テーブル１５上には、レーザ照射ヘッド２５のＹ軸方向の移動領域に沿って、Ｙ軸方向へ延びる長穴１５ｈが形成されている。長穴１５ｈは、Ｙ軸方向に移動するレーザ照射ヘッド２５と上下に対向する。長穴１５ｈは、レーザ光及びアシストガスを通過させるように構成されている。長穴１５ｈは、スクラップ等を回収する回収ユニット（図示せず）に接続されている。
　複合加工機１は、ワークＷをパンチ加工するパンチ加工ユニット２９を具備している。パンチ加工ユニット２９の具体的構成を以下に説明する。
　パンチ加工ユニット２９は、複数の上部金型[upper tool(s)]（パンチ[punch(es)]）３１を着脱可能に支持する回転可能な円形状の上部タレット３３を備えている。上部タレット３３は上部フレーム１１から吊り下げられている。上部タレット３３には、上部金型３１を保持するための複数の金型保持孔３３ｈ（図４参照）が形成されている。上部タレット３３は、その回転によって所望の上部金型３１をパンチ加工位置ＰＰに位置決め可能に構成されている。また、パンチ加工ユニット２９は、複数の下部金型[lower tool]（ダイ[die]）３５を着脱可能に支持する回転可能な円形状の下部タレット３７も備えている。下部タレット３７は、上部タレット３３に上下に対向して、下部フレーム９に取り付けられている。下部タレット３７には、下部金型３５を保持するための金型保持孔３７ｈ（図４参照）が形成されている。下部タレット３７は、その回転によって所望の下部金型３５をパンチ加工位置ＰＰに位置決め可能に構成されている。上部タレット３３及び下部タレット３７は、ブリッジフレーム５の適宜位置に設けられたタレット用回転モータ（図示せず）の駆動によって同期して回転される。
　パンチ加工ユニット２９は、昇降可能（上下方向へ移動可能）なラム３９を上部タレット３３の上方に備えている。ラム３９は、上部フレーム１１に取り付けられている。ラム３９は、上部フレーム１１の適宜位置に設けられたラム用昇降モータ（図示せず）又はラム用昇降シリンダ（図示せず）の駆動によって昇降される。ラム３９は、その下側に、パンチ加工位置ＰＰに位置決めされた上部金型３１を上方から押圧（打圧）するストライカ４１を備えている。
　図４～図７に示されるように、パンチ加工ユニット２９は、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に切込み[engraved line]Ｓ（図６（ａ）参照）を形成するための金型セット４３も備えている。金型セット４３は、上部金型３１の一つである切込み形成用の上部金型[upper engrave tool]３１Ａと、下部金型３５の一つである切込み形成用の下部金型[lower engrave tool]３５Ａとからなる。切込み形成用の上部金型３１Ａ及び切込み形成用の下部金型３５Ａの具体的構成を以下に説明する。
　切込み形成用の上部金型３１Ａは、上部タレット３３の適宜の金型保持孔３３ｈに昇降可能に設けられたパンチ本体[punch body]４５を有している。パンチ本体４５の中間部は、リフタスプリング４７を介して上部タレット３３によって支持されている。また、パンチ本体４５は、ストライカ４１によって押圧されるパンチヘッド４９を、その上端部に一体的に備えている。パンチ本体４５は、その下端部に、ワークＷの被切断部Ｗａ（図６（ａ）参照）の一部分を上方から押圧する押圧部材としてフリーローラ５１を備えている。フリーローラ５１は、水平な軸心５１ｓ周りに回転自在である。なお、フリーローラ５１の代わりに、押圧部材として、フリーボールベアリング（図示せず）を用いてもよい。あるいは、複数のフリーローラ５１によってワークＷの被切断部Ｗａの一部分の近傍（被切断部Ｗａの一部分の両側を含む）を押圧してもよい。
　切込み形成用の上部金型３１Ａは、下部タレット３７の適宜の金型保持孔３７ｈに設けられたダイ本体[die body]５３を有している。ダイ本体５３の中央から一方側（図４中ＦＦ側）には、凹部５３ｄが形成されている。一方、ダイ本体５３の中央から他方側（図４中ＦＲ側）には、切屑[cut chips]Ｃ（図８（ｂ）～図８（ｄ）参照）を排出するための排出孔５３ｈが形成されている。排出孔５３ｈは、ダイ本体５３を貫通している。また、凹部５３ｄ内には、チップホルダ５５が止めねじ５７によって着脱可能に固定されている。チップホルダ５５の側部には、切削チップ[cutting insert]５９が止めねじ６１によって着脱可能に固定されている。切削チップ５９は、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面を切削するカッターである。切削チップ５９の上端には刃部[cutting edge]５９ｃが形成されている。刃部５９ｃは、ダイ本体５３の上面から上方に突出されている。なお、切削チップ５９の代わりに、ボールエンドミルのような刃先を有する他のカッターを用いてもよい。
　なお、パンチ本体４５及びダイ本体５３は、例えば、日本国特開２００７－７５８８９号公報や日本国特開２００４－２６８１０１号公報に開示されている金型回転機構（インデックス機構）によって回転可能に構成されればよい。
　金型セット４３を含むパンチ加工ユニット２９は、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に切込みＳを形成することによってワークＷの母材部分Ｗｂを保護フィルムＷｆから露出させる切込み形成ユニット[engraving unit]（切込み形成部）に相当する。パンチ加工ユニット２９のパンチ加工位置[punching position]ＰＰは、切込み形成ユニットの形成位置[engraving position]に相当する。
　図１及び図２に示されるように、複合加工機１は、ワーク移動ユニット（ワーク移動部）６３を具備している。ワーク移動ユニット６３は、レーザ照射ユニット１９の照射位置ＢＰ、及び、パンチ加工ユニット２９のパンチ加工位置ＰＰ（切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰ）に対して相対的に、ワークＷをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。ワーク移動ユニット６３の具体的構成を以下に説明する。
　ワーク移動ユニット６３は、一対の可動テーブル１７の後部に亘って、Ｙ軸方向に移動可能なキャリッジベース６５を備えている。キャリッジベース６５は、Ｘ軸方向へ延びており、一対の可動テーブル１７の後部に一体的に連結されている。ワーク移動ユニット６３は、上部フレーム１１の適宜位置に、キャリッジベース６５を一対の可動テーブル１７と一体的にＹ軸方向に移動する第２Ｙ軸モータ６７を備えている。また、ワーク移動ユニット６３は、キャリッジベース６５の前側に、Ｘ軸方向に移動可能なキャリッジ６９を備えている。キャリッジベース６５の適宜位置には、キャリッジ６９をＸ軸方向に移動するＸ軸モータ７１が設けられている。さらに、キャリッジ６９の前側には、ワークＷの端部を把持する複数のクランパ７３が設けられている。
　上述したように、レーザ照射ユニット１９の照射位置ＢＰは、第１Ｙ軸モータ２３の駆動によってＹ軸方向に移動する。即ち、第１Ｙ軸モータ２３は、ワークＷをレーザ照射ユニット１９の照射位置ＢＰに対して相対的にＹ軸方向に移動させ、ワーク移動ユニット６３の一部を構成している。
　図１、図２、図６（ａ）～図６（ｃ）及び図７に示されるように、複合加工機１は、レーザ照射ユニット１９、パンチ加工ユニット２９、及び、ワーク移動ユニット６３の動作を制御する制御ユニット（制御部[controller]）７５を具備している。制御ユニット７５は、１つ又は複数のコンピュータによって構成されており、切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラム等を記憶するメモリと、切込み用加工プログラム等を解釈して実行するＣＰＵとを備えている。切込み用加工プログラムとは、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に切込みＳ（図６（ａ）参照）を形成するためのプログラムである。レーザ切断用加工プログラムとは、ワークＷの被切断部Ｗａをレーザ切断するためのプログラムである。切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラムは、自動プログラム作成装置（図示せず）によって作成されている。
　制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９（ラム用昇降モータ等を含む）並びにワーク移動ユニット６３（Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７を含む）の動作を制御して、ワークＷの表面にレーザ光を照射する前にワークＷの裏面に切込みＳを形成して保護フィルムＷｆから母材部分Ｗｂを露出させる。
　制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９の動作を制御して、母材部分Ｗｂの露出幅ｊ（図６（ａ）及び図６（ｂ）参照）をレーザ光のスポット径よりも大きくする。スポット径は、例えば、ファイバレーザの場合には０．１～０．２ｍｍ、ＣＯ２レーザの場合には０．２～０．４ｍｍである。なお、母材部分Ｗｂの露出幅ｊは、切込みＳの切込幅ｋ（図６（ｃ）参照）よりも小さい。
　制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９の動作を制御して、ワークＷの裏面に母材部分Ｗｂに達する切込みＳを形成する。即ち、制御ユニット７５は、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面の母材部分Ｗｂに断面Ｖ字形状の切込み溝[engraved groove]Ｗｇ（図６（ｂ）及び図６（ｃ）参照）を形成する。なお、切込み溝Ｗｇの断面形状は、Ｖ字形状に代えて、Ｕ字形状や矩形状等でもよい。
　制御ユニット７５は、ワークＷの相対的なレーザ切断用移動経路[laser cutting travel route]（レーザ切断用加工経路[laser cutting path]）がワークＷの相対的な切込み用移動経路（切込み用加工経路）と同じになるように、ワーク移動ユニット６３の動作を制御する。ワークＷの相対的なレーザ切断用移動経路とは、ワークＷの被切断部Ｗａにレーザ光を照射する際のレーザ照射ユニット１９の照射位置ＢＰに対するワークＷの相対的な移動経路（加工経路）である。即ち、ワークＷの相対的なレーザ切断用加工経路とは、ワークＷに対する照射位置ＢＰの相対的な移動経路（レーザ光の照射軌跡）である。また、ワークＷの相対的な切込み用移動経路とは、ワークＷの裏面に切込みＳを形成する際の切込み形成ユニットの形成位置ＰＰに対するワークＷの相対的な移動経路（加工経路）である。即ち、ワークＷの相対的な切込み用加工経路とは、ワークＷに対する形成位置ＰＰの相対的な移動経路（切込みＳの軌跡）である。
　続いて、本実施形態に係るレーザ切断加工方法について説明する。
　本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、被覆材（樹脂製保護フィルム）Ｗｆが裏面に被覆された板状のワークＷの被切断部Ｗａをレーザ切断する方法である。本実施形態に係るレーザ切断加工方法は、図９に示されるように、切込み形成工程ＳＴ１とレーザ照射工程ＳＴ２とを備えている。本実施形態に係るレーザ切断加工方法における上記工程を以下に具体的に説明する。
　（切込み形成工程ＳＴ１）
　図１、図２及び図７に示されるように、複合加工機１に供給されたワークＷをテーブルユニット１３によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持し、クランパ７３によってワークＷの端部を把持する。また、制御ユニット７５によってタレット用回転モータを制御して上部タレット３３及び下部タレット３７を同期回転させて、切込み形成用の上部金型３１Ａ及び切込み形成用の下部金型３５Ａを切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰに割り出す（位置決めする）。このように、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に切込みＳを形成するための準備が行なわれる。
　切込み形成の準備の後、図４、図５及び図７に示されるように、制御ユニット７５が、Ｘ軸モータ７１を制御してキャリッジ６９をＸ軸方向に移動すると共に、第２Ｙ軸モータ６７を制御して、キャリッジベース６５を一対の可動テーブル１７と一体的にＹ軸方向に移動する。この結果、ワークＷは、切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰへとＸ軸方向及びＹ軸方向に移動され、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面の始点位置が切削チップ５９の刃部５９ｃの上方に位置される。なお、Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７の何れか一方のみを制御して、ワークＷを形成位置ＰＰへとＸ軸方向及びＹ軸方向の何れか一方のみに移動させてもよい。
　続いて、図４～図８に示されるように、制御ユニット７５が、ラム用昇降モータ等を制御してラム３９を下降させて、ストライカ４１によってパンチヘッド４９を上方から押圧する。この結果、上部金型３１Ａがリフタスプリング４７の付勢力に抗して下降され、フリーローラ５１によってワークＷの被切断部Ｗａの一部分が押圧される。さらに、この状態で、制御ユニット７５によってワーク移動ユニット６３の動作を制御して、ワークＷを被切断部Ｗａに沿って形成位置ＰＰに対して相対的に移動する。即ち、形成位置ＰＰが、被切断部Ｗａに沿ってワークＷに対して相対的に移動される。
　この結果、切削チップ５９の刃部５９ｃによってワークＷの被切断部Ｗａの裏面に切込みＳが形成される（図８（ａ）～図８（ｄ）参照）。被切断部Ｗａの裏面の切込みＳ形成時には、母材部分Ｗｂが保護フィルムＷｆと共に切断される。従って、被切断部Ｗａの裏面の母材部分Ｗｂが露出される。なお、ワークＷの裏面に切込みＳを形成した後に、制御ユニット７５はラム用昇降モータ等を制御してラム３９を上昇させ、上部金型３１Ａがリフタスプリング４７の付勢力によって上昇される（図８（ｅ）参照）。
　同様に、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御してワークＷを形成位置ＰＰに対して移動させて、他の全ての切込みＳが順次形成される。この結果、全ての被切断部Ｗａの母材部分Ｗｂが裏面で露出される。
　なお、切込み形成工程ＳＴ１では、母材部分Ｗｂの露出幅ｊ（図６（ｃ）参照）はレーザ光のスポット径よりも大きくされている。また、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に母材部分Ｗｂに達する切込みＳが形成される。即ち、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面の母材部分Ｗｂに断面Ｖ字形状の切込み溝Ｗｇが形成される。なお、切込みＳの形成中に生じる切屑Ｃは、排出孔５３ｈを通って切込み形成ユニット２９の外部に排出（回収）される。
　（レーザ照射工程ＳＴ２）
　切込み形成工程ＳＴ後に、図１、図２及び図７に示されるように、制御ユニット７５によってＸ軸モータ７１を制御してキャリッジ６９をＸ軸方向に移動すると共に、第１Ｙ軸モータ２３を制御して、レーザ照射ユニット１９の照射位置ＢＰがＹ軸方向に移動される。この結果、ワークＷは、被切断部Ｗａに沿って照射位置ＢＰに対して相対的に移動される。即ち、照射位置ＢＰが、被切断部Ｗａに沿ってワークＷに対して相対的に移動される。なお、Ｘ軸モータ７１及び第１Ｙ軸モータ２３の何れか一方のみを制御して、ワークＷを照射位置ＢＰに対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向の何れか一方のみに移動させてもよい。
　ワークＷを照射位置ＢＰに対して相対的に移動させつつ、レーザ照射ヘッド２５から被切断部Ｗａの表面に向けて、アシストガスを噴射し、かつ、レーザ光を照射する。このとき、制御ユニット７５は、ワークＷの相対的なレーザ切断用移動経路がワークＷの相対的な切込み用移動経路と同じになるように、ワーク移動ユニット６３の動作を制御する。これにより、ワークＷの被切断部Ｗａを溶融させ、かつ、その溶融物を除去しつつ、ワークＷの被切断部Ｗａをレーザ切断できる。
　同様に、ワークＷを照射位置ＢＰに対して相対的に移動させつつ、他の全ての被切断部Ｗａが順次切断される。このとき、製品Ｍは、ジョイント（図示せず）によってワークＷに切り離し可能に連結しているか、又は、ワークＷから分離されて製品排出ユニット（図示せず）によって複合加工機１の外側に排出さる。
　なお、切込み形成ユニット２９に代えて、切込み形成用加工機（図示せず）や切込み形成用工具（図示せず）を用いて、被切断部Ｗａの裏面に切込みＳを形成して母材部分Ｗｂを露出させてもよい。また、母材部分Ｗｂを露出させることができれば、被切断部Ｗａの裏面に切込み溝Ｗｇを形成しなくてもよい。
　続いて、本実施形態の効果について説明する。
　本実施形態では、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面で母材部分Ｗｂを保護フィルムＷｆから露出させた後に、ワークＷの被切断部Ｗａの表面に向けてレーザ光を照射する。このため、切断速度を遅くしなくても、ワークＷの裏面及び切断面等でのドロスの発生を防止しつつ、ワークＷの被切断部Ｗａをレーザ切断できる。また、保護フィルムＷｆとしてファイバレーザ専用の保護フィルムを用いなくても、ワークＷをファイバレーザ発振器２７を用いてレーザ切断できる。特に、母材部分Ｗｂの露出幅ｊをレーザ光のスポット径よりも大きくしているので、ワークＷの裏面及び切断面等でのドロスの発生を確実に防止できる。
　また、ワークＷの被切断部Ｗａの裏面に母材部分Ｗｂにまで達する切込みＳを形成するので、切込みＳの形成中に生じる切屑Ｃは母材部分Ｗｂの成分を含む。
　本実施形態によれば、上述したように、切断速度を遅くしなくても、ワークＷの裏面及び切断面等でのドロスの発生を確実に防止しつつ、ワークＷの被切断部Ｗａをレーザ切断できる。従って、ワークＷの切断加工の生産性を高めつつ、ワークＷのレーザ切断加工後の後処理を減らして、作業能率を向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、上述したように、保護フィルムＷｆとしてファイバレーザ専用の保護フィルムを用いなくても、ワークＷをファイバレーザ発振器２７を用いてレーザ切断できる。従って、ファイバレーザ発振器２７を用いたレーザ切断加工の加工コストを削減できる。
　さらに、本実施形態によれば、上述したように、切込みＳの形成中に生じる切屑Ｃは母材部分Ｗｂの成分（金属）を含む。従って、切屑Ｃを排出孔５３ｈを通して切込み形成ユニット２９の外部に効率良く排出できる。
　また、本実施形態によれば、上述したように、ワークＷの相対的なレーザ切断用移動経路が、ワークＷの相対的な切込み用移動経路と同じにされる。従って、切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラムの一方のプログラムの作成時に他方のプログラムの移動経路のデータを利用できるので、全体の加工プログラムの作成時間を短縮できる。また、ワークＷの相対的な移動経路を１つ指定することで、切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラムの双方を作成することもできる。
（第２実施形態）
　第２実施形態を図１、図２、図７、図９～図１２を参照しつつ説明する。
　図１、図２、図１０及び図１１に示されるように、本実施形態に係る複合加工機（複合加工システム）１Ａは、上述した第１実施形態に係る複合加工機１と同様の構成を有している。第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。なお、複合加工機１の構成要素と同一又は同等の構成要素には、同一の参照符号が付されている。
　図１０及び図１１に示されるように、切込み形成ユニット２９は、形成位置ＰＰに割り出された上部金型３１Ａを回転させる上部金型回転機構（上部インデックス機構）７７を有している。上部金型回転機構７７の具体的構成を以下に説明する。
　上部タレット３３は、適宜の金型保持孔３３ｈに、筒状（環状）の上部回転ホルダ７９を有している。上部回転ホルダ７９は、ベアリング（ブッシュ）８１によって回転可能に保持されている。上部回転ホルダ７９は、上部金型３１Ａを昇降可能かつ回転不能に支持している。上部回転ホルダ７９は、回転抑止キー（図示せず）を有しており、この回転抑止キーによって上部金型３１Ａを当該上部回転ホルダ７９に対して回転不能としている。即ち、上部金型３１Ａは、上部タレット３３の適宜の金型保持孔３３ｈに上部回転ホルダ７９を介して昇降可能に設けられ、かつ、上部回転ホルダ７９と一体的に回転する。また、上部フレーム１１は、切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰの近傍に、上部回転ホルダ７９を回転させる上部回転モータ（上部インデックスモータ）８３を備えている。上部回転モータ８３の出力軸８３ｓは、形成位置ＰＰに割り出された上部回転ホルダ７９に接続可能であり、また、形成位置ＰＰに割り出された上部回転ホルダ７９から切断可能である。
　上部回転モータ８３の出力軸８３ｓを上部回転ホルダ７９に接続（切断）する機構は、例えば、日本国特開２００７－７５８８９号公報や日本国特開２００４－２６８１０１号公報等に開示された機構によって構成されればよい。なお、フリーローラ５１の代わりに、押圧部材として、フリーボールベアリング（図示せず）を用いてもよい。この場合には、上部金型回転機構７７は設けられなくてもよい。
　切込み形成ユニット２９は、形成位置ＰＰに割り出された下部金型３５Ａを回転させる下部金型回転機構（下部インデックス機構）８５も有している。下部金型回転機構８５の具体的構成を以下に説明する。
　下部タレット３７は、適宜の金型保持孔３７ｈに、筒状（環状）の下部回転ホルダ８７を有している。下部回転ホルダ８７は、ベアリング（ブッシュ）８９によって回転可能に保持されている。下部回転ホルダ８７は、下部金型３５Ａを回転不能に支持している。下部回転ホルダ８７は、回転抑止キー（図示せず）を有しており、この回転抑止キーによって下部金型３５Ａを当該下部回転ホルダ８７に対して回転不能としている。即ち、下部金型３５Ａは、下部タレット３７の適宜の金型保持孔３７ｈに下部回転ホルダ８７を介して設けられ、かつ、下部回転ホルダ８７と一体的に回転する。下部フレーム９は、切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰの近傍に、下部回転ホルダ８７を回転させる下部回転モータ（下部インデックスモータ）９１を備えている。下部回転モータ９１の出力軸９１ｓは、形成位置ＰＰに割り出された下部回転ホルダ８７に接続可能であり、また、形成位置ＰＰに割り出された下部回転ホルダ８７から切断可能である。
　下部回転モータ９１の出力軸９１ｓを下部回転ホルダ８７に接続（切断）する機構は、例えば、日本国特開２００７－７５８８９号公報や日本国特開２００４－２６８１０１号公報に開示された機構によって構成されればよい。また、切込み形成ユニット２９は、ダイ本体５３の排出孔５３ｈから切屑Ｃ（図８参照）を吸引力によって回収する切屑回収機構９３を有している。切屑回収機構９３の具体的構成を以下に説明する。
　下部フレーム９は、下部タレット３７の下側に、切屑Ｃを回収する回収ボックス９５を備えている。下部フレーム９は、回収ボックス９５の近傍に、回収ボックス９５内に吸引力を発生させる真空ポンプ等の吸引源９７を備えている。吸引源９７は、配管９９を介して回収ボックス９５に接続されている。
　図７、図１０及び図１１に示されるように、制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９（上部金型回転機構７７）の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓを被切断部Ｗａ（切込みＳ）に直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９（下部金型回転機構８５）の動作を制御して、刃部５９ｃのすくい面[rake face]５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。さらに、制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９（切屑回収機構９３）の動作を制御して、ワークＷの裏面に切込みＳを形成する際に回収ボックス９５内に吸引力を発生させる。
　図１２に示されるように、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９（ラム用昇降モータ等を含む）並びにワーク移動ユニット６３（Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７を含む）の動作を制御して、切込みＳの軌跡（切込み経路）Ｔが、被切断部Ｗａの終点位置ＥＰ（又はその近傍）に所定の円軌跡Ｔｃを形成する。所定の円軌跡Ｔｃは、終点位置ＥＰを中心とする、切込みＳの切込幅ｋ（図６（ｃ）参照）よりも小さい半径の円軌跡である。
　なお、所定の円軌跡Ｔｃは、終点位置ＥＰを中心に代えて、終端位置ＥＰの手前の位置（終点位置ＥＰの近傍位置）ＦＰを中心に形成されてもよい。円軌跡Ｔｃは、同心の複数の円軌跡でもよい。この場合、複数の円軌跡は、同一半径の複数の円軌跡でもよいし、半径が徐々に大きくされた複数の円軌跡でもよい。また、切込幅ｋ（図６（ｃ）参照）よりも小さい半径の円軌跡の場合、除去する切屑Ｃ（図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）参照）は少なくて済む。しかし、確実に切屑Ｃを除去するために、切込幅ｋよりも大きい半径の円軌跡Ｔｃを形成してもよい。円軌跡Ｔｃが複数の円軌跡である場合に、複数の円軌跡の一部が切込幅ｋよりも大きい半径の円軌跡Ｔｃを形成してもよい。
　図１２の下部は、被切断部Ｗａの途中（始点位置と終点位置ＥＰとの中間）から終点位置ＥＰまでの切込みＳの軌跡Ｔ（円軌跡Ｔｃを含む）を示している。図１２の上部は、切込み形成ユニット２９の動作状態（Ｎ１）～（Ｎ４）を示している。図１２では、説明の便宜上、切込み形成ユニット２９が重ならないように、動作状態（Ｎ３）及び（Ｎ４）は、動作状態（Ｎ２）からずらされている。
　制御ユニット７５は、終点位置ＥＰに軌跡Ｔ（円軌跡Ｔｃを含む）を形成する際に、切込み形成ユニット２９（上部金型回転機構７７）の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓを切込みＳに直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５は、終点位置ＥＰに（円軌跡Ｔｃを含む）を形成する際に、切込み形成ユニット２９（下部金型回転機構８５）の動作も制御して、刃部５９ｃのすくい面５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。
　以下に、上述した第１実施形態に係るレーザ加工方法の工程とは異なる、本実施形態に係るレーザ切断加工方法の工程についてのみ説明する。
　図７及び図９～図１１に示されるように、切込み形成工程ＳＴ１では、刃部５９ｃによってワークＷの裏面に切込みＳを形成する際に、制御ユニット７５は、上部金型回転機構７７の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓを被切断部Ｗａ（切込みＳ）に直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５は、下部金型回転機構８５の動作を制御して、刃部５９ｃのすくい面５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。さらに、制御ユニット７５は切屑回収機構９３（吸引源９７）を制御して回収ボックス９５内に吸引力を発生させ、ダイ本体５３の排出孔５３ｈを通して切屑Ｃを回収ボックス９５内に回収する。
　図１２に示されるように、終点位置ＥＰまで切込みＳを形成した後に（動作状態（Ｎ１）及び（Ｎ２）参照）、制御ユニット７５が、ラム用昇降モータ等を制御して、ラム３９を終点位置ＥＰで一旦上昇させる（動作状態（Ｎ３）参照）。次に、切込み形成ユニット２９の形成位置ＰＰが終点位置ＥＰに位置された状態から、制御ユニット７５が、ワーク移動ユニット６３の動作を制御して、ワークＷを、上述した小さい半径の分だけ、形成位置ＰＰに対して相対的に移動させる。即ち、形成位置ＰＰが、被切断部Ｗａに沿って、上述した小さい半径の分だけ、ワークＷに対して相対的に移動される。
　続いて、制御ユニット７５が、上部金型回転機構７７及び下部金型回転機構８５の動作を制御して上部金型３１Ａ及び下部金型３５Ａを９０度回転させ、ラム用昇降モータ等を制御してラム３９を下降させる（動作状態（Ｎ４）参照）。そして、制御ユニット７５が、切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御して、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に円軌跡Ｔｃを形成する。
　所定の円軌跡Ｔｃを形成する際に、制御ユニット７５は、上部金型回転機構７７の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓを切込みＳに対して直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５は、下部金型回転機構８５の動作も制御して、刃部５９ｃのすくい面５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。なお、切込みＳの軌跡Ｔが長い場合には、円軌跡Ｔｃは、終点位置ＥＰだけでなく、被切断部Ｗａ上に複数形成されてもよい。
　本実施形態によれば、上述した第１実施形態による効果に加えて、次のような効果がもたらされる。
　刃部５９ｃによってワークＷの裏面に切込みＳを形成する際に、ダイ本体５３の排出孔５３ｈを通して切屑Ｃは回収ボックス９５内に回収される。このため、保護フィルムＷｆも切屑Ｃとして回収され、切込みＳ上の保護フィルムＷｆがワークＷの母材部分Ｗｂに残存することを抑えることができる。また、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に円軌跡Ｔｃが形成されるので、終点位置ＥＰで保護フィルムＷｆが剥離され易くなり、切込みＳ上の保護フィルムＷｆがワークＷの母材部分Ｗｂに残存することをより十分に抑えることができる。従って、本実施形態によれば、ワークＷのレーザ切断加工後の後処理を極力減らして、作業能率をより一層向上できる。
（第２実施形態の変形例１）
　第２実施形態の変形例１について以下に説明する。第２実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
　図７、図１０、図１１及び図１３に示されるように、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９（ラム用昇降モータ等を含む）並びにワーク移動ユニット６３（Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７を含む）の動作を制御して、切込みＳの軌跡（切込み経路）Ｔが、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に所定の反転軌跡Ｔｒを形成する。所定の反転軌跡Ｔｒは、終点位置ＥＰから反転して終点位置ＥＰの手前の位置ＦＰを通る反転軌跡である。
　図１３の下部は、被切断部Ｗａの途中から終点位置ＥＰまでの切込みＳの軌跡Ｔ（反転軌跡Ｔｒを含む）を示している。図１３の下部では、説明の便宜上、反転軌跡Ｔｒと、反転軌跡Ｔｒを除いた軌跡Ｔとが重ならないように示されている。図１３の上部は、切込み形成ユニット２９の動作状態（Ｋ１）～（Ｋ５）を示している。図１３の上部では、説明の便宜上、切込み形成ユニット２９が重ならないように、動作状態（Ｋ３）は、動作状態（Ｋ４）からずらされている。
　制御ユニット７５は、終点位置ＥＰに切込みＳの軌跡Ｔ（所定の反転軌跡Ｔｒ）を描く際に、フリーローラ５１の軸心５１ｓが切込みＳに沿う方向に対して直交する状態を保持するように、上部金型回転機構７７を含む切込み形成ユニット２９の動作を制御する。また、制御ユニット７５は、終点位置ＥＰに切込みＳの軌跡Ｔを描く際に、切削チップ５９の刃部５９ｃのすくい面５９ｆが切込みＳに沿う方向を向いた状態を保持するように、下部金型回転機構８５を含む切込み形成ユニット２９の動作を制御する。
　以下に、第２実施形態に係るレーザ切断加工方法の上述した工程とは異なる、本変形例に係るレーザ加工方法の工程についてのみ説明する。
　図１３に示されるように、切込み形成工程ＳＴ１では、終点位置ＥＰの手前の位置ＦＰまで切込みＳを形成した後に（動作状態（Ｋ１）及び（Ｋ２）参照）、制御ユニット７５が、ラム用昇降モータ等を制御して、ラム３９を手前の位置ＦＰで一旦上昇させる。次に、制御ユニット７５が、ワーク移動ユニット６３の動作を制御して、ワークＷを形成位置ＰＰに対して相対的に移動させて、終点位置ＥＰを形成位置ＰＰに位置させる。即ち、形成位置ＰＰが、手前の位置ＦＰから終点位置ＥＰまで、ワークＷに対して相対的に移動される（動作状態（Ｋ３）参照）。ラム３９は上昇されているので、動作状態（Ｋ２）～（Ｋ３）の間は切込みＳは形成されない。
　さらに、制御ユニット７５が、上部金型回転機構７７及び下部金型回転機構８５の動作を制御して上部金型３１Ａ及び下部金型３５Ａを１８０度回転させ、ラム用昇降モータ等を制御してラム３９を終点位置ＥＰで下降させる（動作状態（Ｋ４）参照）。そして、制御ユニット７５が、ワーク移動ユニット６３の動作を制御してワークＷの相対的な移動方向を反転させて、ワークＷを形成位置ＰＰに対して相対的に移動させる。即ち、形成位置ＰＰの相対的な移動方向が反転され、形成位置ＰＰが、ワークＷに対して相対的に移動される（動作状態（Ｋ５）参照）。換言すれば、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御して、終点位置ＥＰに反転軌跡Ｔｒを形成する。なお、切込みＳの軌跡Ｔが長い場合には、反転軌跡Ｔｒは、終点位置ＥＰだけでなく、被切断部Ｗａ上に複数形成されてもよい。
　本変形例においては、上述したように、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に反転軌跡Ｔｒが形成される。このため、終点位置ＥＰで保護フィルムＷｆが剥離されやすくなり、切込みＳ上の保護フィルムＷｆがワークＷの母材部分Ｗｂに残存することをより十分に抑えることができる。従って、本変形例によっても、上述した第２実施形態と同様の効果がもたらされる。
（第２実施形態の変形例２）
　第２実施形態の変形例２につい以下に説明する。第２実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
　図７、図１０、図１１及び図１４に示されるように、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９（ラム用昇降モータ等を含む）並びにワーク移動ユニット６３（Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７を含む）の動作を制御して、切込みＳの軌跡（切込み経路）Ｔが、終点位置ＥＰの手前の位置ＦＰから一旦戻った後に再び終了位置ＥＰまで進む軌跡を形成する。なお、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に形成される切込みＳのこの軌跡は、手前の位置ＦＰから一旦戻る代わりに、終点位置ＥＰから一旦戻ってもよい（位置ＦＰ＝終点位置ＥＰ）。
　ここで、図１４の下部には、被切断部Ｗａの途中から終点位置ＥＰまでの切込みＳの軌跡Ｔを示している。図１４の下部では、説明の便宜上、再開部分の軌跡Ｔと、再開部分の軌跡Ｔを除いた軌跡Ｔとが重ならないように示されている。図１４の上部は、切込み形成ユニット２９の動作状態（Ｍ１）～（Ｍ５）を示している。図１４の上部では、説明の便宜上、切込み形成ユニット２９が重ならないように、動作状態（Ｍ３）は、動作状態（Ｍ４）からずらされている。
　以下に、第２実施形態に係るレーザ切断加工方法の工程とは異なる、本変形例に係るレーザ加工方法の工程についてのみ説明する。
　図１４に示されるように、切込み形成工程ＳＴ１では、終点位置ＥＰの手前の位置ＦＰまで切込みＳを形成した後に（動作状態（Ｍ１）及び（Ｍ２）参照）、制御ユニット７５が、ラム用昇降モータ等を制御して、ラム３９を手前の位置ＦＰで一旦上昇させる。次に、制御ユニット７５が、切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御してワークＷを形成位置ＰＰに対して相対的に移動させて、形成位置ＰＰを位置ＦＰよりさらに手前まで一旦戻す（動作状態（Ｍ３）参照）。ラム３９は上昇されているので、動作状態（Ｋ２）～（Ｋ３）の間は切込みＳは形成されない。
　さらに、制御ユニット７５が、ラム用昇降モータ等を制御してラム３９を位置ＦＰよりさらに手前の位置で下降させる（動作状態（Ｋ４）参照）。そして、制御ユニット７５がワーク移動ユニット６３の動作を制御してワークＷを形成位置ＰＰに対して相対的に移動させて、終点位置ＥＰを形成位置ＰＰに位置させる。即ち、形成位置ＰＰが、終点位置ＥＰまで、ワークＷに対して相対的に移動される（動作状態（Ｍ５）参照）。換言すれば、、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御して、位置ＦＰよりさらに手前の位置から終点位置ＥＰまで、上述した再開軌跡を形成する。なお、切込みＳの軌跡Ｔが長い場合には、一端戻って再び進む再開軌跡は、終点位置ＥＰだけでなく、被切断部Ｗａ上に複数形成されてもよい。
　本変形例においては、上述したように、終点位置ＥＰ（又はその近傍）に再開軌跡が形成される。このため、終点位置ＥＰ側で保護フィルムＷｆが剥離されやすくなり、切込みＳ上の保護フィルムＷｆがワークＷの母材部分Ｗｂに残存することをより十分に抑えることができる。従って、本変形例によっても、上述した第２実施形態と同様の効果がもたらされる。
（第２実施形態の変形例３）
　第２実施形態の変形例３について以下に説明する。第２実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
　図７、図１０、図１１及び図１５に示されるように、制御ユニット７５は、切込み形成ユニット２９（ラム用昇降モータ等を含む）並びにワーク移動ユニット６３（Ｘ軸モータ７１及び第２Ｙ軸モータ６７を含む）の動作を制御して、切込みＳを形成する前に終点位置ＥＰ又はその手前の位置（その近傍）に事前切込み[preliminary engraved line]Ｓ’を形成する。事前切込みＳ’とは、被切断部Ｗａに対して直交する切込み（交差する切込み）である。なお、事前切込みＳ’は、被切断部Ｗａと交差して形成されてもよいし、被切断部Ｗａと接して形成されてもよい。
　制御ユニット７５は、事前切込みＳ’を形成する際に、切込み形成ユニット２９（上部金型回転機構７７）の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓが事前切込みＳ’に直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５は、事前切込みＳ’を形成する際に、切込み形成ユニット２９（下部金型回転機構８５）の動作を制御して、刃部５９ｃのすくい面５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。
　以下に、第２実施形態に係るレーザ切断加工方法の工程とは異なる、本変形例に係るレーザ加工方法の工程についてのみ説明する。
　図７、図９～図１１及び図１５に示されるように、切込み形成工程ＳＴ１では、切込みＳを形成する前に、制御ユニット７５が切込み形成ユニット２９及びワーク移動ユニット６３の動作を制御して終点位置ＥＰ又はその手前の位置に事前切込みＳ’を形成する。終点位置ＥＰ等に事前切込みＳ’を形成する際に、制御ユニット７５が、上部金型回転機構７７の動作を制御して、フリーローラ５１の軸心５１ｓを事前切込みＳ’に直交する状態に保持する。また、制御ユニット７５が、下部金型回転機構８５の動作を制御して、刃部５９ｃのすくい面５９ｆを軸心５１ｓに平行な状態に保持する。なお、切込みＳの軌跡が長い場合には、事前切込みＳ’は、終点位置ＥＰ（又はその手前の位置）だけでなく、被切断部Ｗａ上に複数形成されてもよい。
　本変形例においては、上述したように、切込みＳを形成する前に、終点位置ＥＰ等に事前切込みＳ’が形成される。このため、終点位置ＥＰ側で保護フィルムＷｆが剥離されやすくなり、切込みＳ上の保護フィルムＷｆがワークＷの母材部分Ｗｂに残存することをより十分に抑えることができる。従って、本変形例によっても、上述した第２実施形態と同様の効果がもたらされる。
　なお、事前切込みＳ’を形成する際に、上部金型３１Ａと下部金型３５Ａとからなる金型セット４３に代えて、マイナス（－）印を刻印するための金型セット（図示せず）を用いてもよい。
　なお、第２実施形態（変形例１～３を含む）では、次の構成が採用されてもよい。
　切込みＳ（又は、事前切込みＳ’）を形成する際に、被切断部Ｗａの母材部分Ｗｂに切込み溝Ｗｇ（図６（ｂ）及び図６（ｃ）参照）が形成されてもよい。この場合には、保護フィルムＷｆが母材部分Ｗｂからより剥離され易くなり、剥離された保護フィルムＷｆをダイ本体５３の排出孔５３ｈを通して外部に効率良く排出できる。なお、母材部分Ｗｂに切込み溝Ｗｇは形成されなくてもよい。この場合には、切削チップ５９の刃部５９ｃの摩耗が低減され、切削チップ５９の寿命を延ばすことができる。
　上述したように、切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラムは、自動プログラム作成装置（図示せず）によって作成される。その際に、被切断部Ｗａの終点位置ＥＰの処理として第２実施形態及びその変形例１～３における処理の何れかを選択すると、自動プログラム作成装置が切込み用加工プログラム及びレーザ切断用加工プログラムを出力する。
　なお、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られるものではなく、例えば、次のように種々の態様で実施可能である。
　上述した実施形態及びその変形例における単体の複合加工機１又は１Ａからなる複合加工システムの代わりに、複数の加工機からなる複合加工システムに本発明の技術的思想を適用してもよい。また、保護フィルムＷｆの代わりにメッキ膜（図示せず）又は黒皮（図示せず）が被覆材として裏面に被覆されたワーク（図示せず）のレーザ切断加工に本発明の技術的思想を適用してもよい。さらに、保護フィルムＷｆ等の被覆材によって裏面及び表面の双方が被覆されたワーク（図示せず）に対してレーザ切断加工を行う場合にも、本発明の技術的思想を適用してもよい。また、レーザ照射ユニット１９をテーブルユニット１３の下側に配設し、かつ、切込み形成ユニット２９を上下逆に構成してもよい。この場合には、ワークＷを反転させた状態でレーザ切断加工を行う必要がある。そして、本発明に包含される権利範囲は、上述した実施形態に限定されない。
　（実施例）
　発明者らは、実施例（実施例１～５）として、複合加工機を用いて、ワーク（厚み：１．５０ｍｍ）の母材部分の切込み溝の深さを変えつつ、ワークの被切断部の裏面に切込みを形成した。次に、ＣＮＣ画像測定器を用いて、ワークの切込みの周辺を撮像し、画像に基づいて切込みの切込幅及び母材部分の露出幅を測定した。さらに、複合加工機を用いて、ワークの被切断部をレーザ切断して、ドロスの発生状況を確認した。
　また、比較例として、市販のカッターを用いて、ワーク（厚み：１．５０ｍｍ）の母材部分に傷が付く程度に、ワークの被切断部の裏面に切込みを形成した。次に、ＣＮＣ画像測定器を用いて、ワークの切込みの周辺を撮像し、画像に基づいて切込みの切込幅及び母材部分の露出幅を測定した。さらに、複合加工機を用いて、ワークの被切断部をレーザ切断して、ドロスの発生状況を確認した。
　実施例（実施例１～５）及び比較例の結果を図１６に示す。図１６に示された結果によれば、ワークの被切断部の裏面に切込みを形成して母材部分を被覆材から露出させることによって、ワークの裏側及び切断面等でのドロスの発生を防止できることが明らかである。なお、実施例及び比較例において使用したレーザ光のスポット径は、０．２～０．４ｍｍである。
　日本国特許出願第２０１６－９９２５２号（２０１６年５月１８日出願）及び日本国特許出願第２０１７－８５０９９号（２０１７年４月２４日出願）の全ての内容は、ここに参照されることで本明細書に援用される。本発明の実施形態を参照することで上述のように本発明が説明されたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲に照らして決定される。

Claims (15)

  1. 　被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断する複合加工システムであって、
    　前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、
    　前記被切断部の裏面に切込みを形成する切込み形成部と、
    　前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して、前記ワークを水平方向に相対的に移動するワーク移動部と、
    　前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部の前記表面に向けてレーザ光を照射する前に、前記被切断部の前記裏面に切込みを形成して前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させる制御部と、を備えている複合加工システム。
  2. 　被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断する複合加工システムであって、
    　前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射するレーザ照射部と、
    　前記被切断部の裏面に切込みを形成して前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させる切込み形成部と、
    　前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して、前記ワークを水平方向に相対的に移動するワーク移動部と、
    　前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部に向けてレーザ光を照射する際の前記照射位置に対する前記ワークの相対的な移動経路を、前記被切断部の前記裏面に前記切込みを形成する際の前記形成位置に対する前記ワークの相対的な移動経路に一致させる制御部と、を備えている複合加工システム。
  3. 　請求項１に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部の前記裏面の終点位置又はその近傍に形成される前記切込みの軌跡を、前記終点位置又はその手前の位置を中心とし、かつ、前記切込みの切込幅よりも小さい半径の円軌跡とする、複合加工システム。
  4. 　請求項１に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部の前記裏面の終点位置又はその近傍に形成される前記切込みの軌跡を、前記終点位置又はその近傍から反転する反転軌跡とする、複合加工システム。
  5. 　請求項１に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記被切断部の前記裏面の終点位置又はその近傍に形成される前記切込みの軌跡を、前記終点位置又はその手前の位置から一旦戻った後に再び進む再開軌跡とする、複合加工システム。
  6. 　請求項１に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御して、前記切込みを形成する前に、前記被切断部の前記裏面の終点位置又はその手前の位置に前記被切断部と交差する事前切込みを形成する、複合加工システム。
  7. 　請求項１～６の何れか一項に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部の動作を制御して、前記被切断部の前記裏面で前記被覆材から露出させる前記母材部分の露出幅をレーザ光のスポット径よりも大きくする、複合加工システム。
  8. 　請求項１～７の何れか一項に記載の複合加工システムであって、
    　前記制御部は、前記切込み形成部の動作を制御して、前記被切断部の前記裏面に前記ワークの母材部分に達する前記切込みを形成する、複合加工システム。
  9. 　請求項１～８の何れか一項に記載の複合加工システムであって、
    　前記切込み形成部が、
    　パンチ本体、及び、前記パンチ本体の下端部に設けられ、かつ、前記被切断部の一部分又はその近傍を上方から押圧可能な押圧部材を有する切込み形成用の上部金型と、
    　切屑を排出する排出孔が形成されたダイ本体、及び、前記ダイ本体に設けられ、かつ、前記被切断部の前記裏面を切削するカッターを有する切込み形成用の下部金型と、を備えている、複合加工システム。
  10. 　請求項９に記載の複合加工システムであって、
    　前記切込み形成部が、前記切込み形成用の下部金型を回転させる下部金型回転機構をさらに備えている、複合加工システム。
  11. 　請求項９又は１０に記載の複合加工システムであって、
    　前記切込み形成部が、前記切屑を吸引力によって前記排出孔を通して回収する切屑回収機構をさらに備えている、複合加工システム。
  12. 　被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部をレーザ切断するレーザ切断加工方法であって、
    　前記被切断部の裏面に切込みを形成して、前記被切断部の前記裏面に前記ワークの母材部分を前記被覆材から露出させ、
    　前記被切断部の表面に向けてレーザ光を照射する、レーザ切断加工方法。
  13. 　請求項１２に記載のレーザ切断加工方法であって、
    　前記被覆材から露出させる前記母材部分の露出幅をレーザ光のスポット径よりも大きくする、レーザ切断加工方法。
  14. 　請求項１２又は１３に記載のレーザ切断加工方法であって、
    　前記被切断部の前記裏面に前記母材部分まで達する前記切込みを形成する、レーザ切断加工方法。
  15. 　請求項１２～１４の何れか一項に記載のレーザ切断加工方法であって、
    　前記被覆材が、保護フィルム、メッキ膜、又は、黒皮である、レーザ切断加工方法。
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