激光加工機及開孔加工方法
【專利說明】
[0001] 本發(fā)明申請主張2013年4月19日提出申請的日本專利申請2013 - 088023的優(yōu) 先權(quán)，通過參照將其全部內(nèi)容作為構(gòu)成本發(fā)明申請的一部分的內(nèi)容進行引用。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及對板材進行基于切斷的開孔加工的激光加工機以及使用了該激光加 工機的開孔加工方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 以往，在利用激光加工機對板材W開封閉形狀的孔的情況下，像圖8所示那樣，在 沿作為目標(biāo)的孔H內(nèi)周的加工路徑K內(nèi)側(cè)的板材部分Wa上開工藝孔20 (過程A)，從該工藝 孔20開始進行切斷加工直到加工路徑K(過程B)，然后，沿加工路徑K進行切斷加工（過程 C)。這樣的開孔加工的某種方法中，由于較之孔H的內(nèi)周位置而偏移到內(nèi)側(cè)地設(shè)定加工路 徑K，因此，成為加工開始點Ps和加工結(jié)束點Pe不完全一致的不完全閉合路徑。
[0004] 在過程B中，加工開始點也比用虛線圖示的B1偏離到圖示左側(cè)。因此，在開出的 孔H的內(nèi)周、加工開始點Ps與加工結(jié)束點Pe之間殘留圖9的放大圖表示的突出到內(nèi)側(cè)的 凸起部21。如果殘留這樣的凸起部21，由于在使其他的零部件嵌合到孔H中等情況下出現(xiàn) 障礙，因此有必要后面手動除去凸起部21。并且，即使使加工路徑K成為加工開始點Ps與 加工結(jié)束點Pe-致的完全閉合路徑，發(fā)現(xiàn)了雖然在板材W的上表面一側(cè)不存留凸起部21， 但在背面一側(cè)殘留凸起部21這樣的現(xiàn)象。
[0005] 為了不殘留上述凸起部21，提出過像圖10所示那樣將成為加工開始點和加工結(jié) 束點的加工開始?結(jié)束點Pse設(shè)定在加工路徑K外側(cè)的方案（專利文獻1)。如果是該開孔 加工方法，能夠防止產(chǎn)生突出部21。
[0006] 在先技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本特開平9-220683號公報 [0009]發(fā)明的概要
[0010] 發(fā)明要解決的課題
[0011] 但是，圖10的上述提案的方法在加工開始?結(jié)束點Pse附近容易產(chǎn)生熱集中，在 板材W的背面容易附著浮渣。并且，如果以高速進行切斷加工，由于移動機構(gòu)的特性，難以 進行高精度的開孔加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的就是要提供不產(chǎn)生凸起部、能夠進行高速并且高精度的開孔加工、 不需要除去凸起部等的后處理、并且能夠避免熱集中引起的浮渣附著的激光加工機。
[0013] 用于解決問題的手段
[0014] 附加實施形態(tài)中使用的標(biāo)記來說明本發(fā)明的激光加工機。本發(fā)明的激光加工機具 備：朝成為加工對象的板材（W)照射熱切斷用的激光的激光加工頭（4)、激發(fā)從該激光加工 頭（4)照射的激光的激光振蕩器（5)、使前述激光加工頭（4)相對于前述板材（W)相對移動 的移動機構(gòu)（6)、以及控制前述激光振蕩器（5)和移動機構(gòu)（6)的控制裝置（2)。前述控制 裝置⑵具有依次進行下述過程地進行控制的開孔控制部（2a):在利用閉合路徑（K1)的 切斷加工對板材（W)進行開孔（H)加工時，在前述閉合路徑（K1)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的板材部分 (Wa)中的任意地方開工藝孔（20)的過程；接續(xù)該工藝孔（20)，直到激光的中心超過前述閉 合路徑（K1)的預(yù)定位置（Q1)地進行切入切斷加工的過程；以停止激光照射的狀態(tài)，將前 述激光加工頭（4)相對于前述板材（W)的位置返回到激光的中心成為切入到前述預(yù)定位置 的過程的路徑上的、并且處于前述閉合路徑（K1)上的始點位置（Q2)的過程；以及，從前述 始點位置（Q2)沿著前述閉合路徑（K1)進行切斷加工的過程。
[0015] 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在控制裝置（2)的開孔控制部（2a)的控制下進行直到激光的中 心超過前述閉合路徑（K1)的預(yù)定位置（Q1)的切入切斷加工，將切口確實地插入到后續(xù)加 工形成的孔（H)的內(nèi)周下部（背面一側(cè)）。因此，通過后續(xù)中沿著閉合路徑（K1)進行切斷 加工，成為凸起部（21)的部分被孔的內(nèi)周下部的切口切斷，能夠開出沒有凸起部（21)的光 滑的孔（H)。因此不需要除去凸起部（21)等的后處理。
[0016] 并且，在進行了直到預(yù)定位置（Q1)的切入切斷加工后，在使激光加工頭（4)返回 到閉合路徑（K1)上的始點位置（Q2)之際，通過停止激光照射，能夠抑制熱集中，能夠防止 浮渣的附著。通過這樣地進行開孔加工，能夠進行不產(chǎn)生凸起部（21)、高速并且高精度的開 孔加工，不需要除去凸起部（21)等的后處理，并且能夠避免熱集中引起的浮渣的附著。
[0017] 在本發(fā)明的激光加工機中，前述開孔控制部（2a)也可以在沿著前述閉合路徑 (K1)進行切斷加工的過程中，在加工開始后的一定距離內(nèi)和加工結(jié)束前的一定距離內(nèi)使前 述激光加工頭（4)的移動速度變緩。另外例如，在板材（W)的板厚厚的情況下，使上述移動 速度變緩。
[0018] 由激光進行熱切斷加工的拖曳線（23)相對于板材（W)的下面一側(cè)激光的行進方 向滯后。這種滯后板材（W)的板厚越厚、加工速度越快就越大。因此，在板材（W)的板厚較 厚的情況下，在板材（W)中始點位置（Q2)附近的下面一側(cè)有可能沒被進行切斷加工、而形 成殘留的凸起部（21)。通過使激光加工頭（4)的移動速度變緩，能夠消除或者減小相對于 激光前進方向的加工滯后。由此，能夠防止前述凸起部（21)的形成。由于減緩激光加工頭 (4)的移動速度僅在加工開始后的一定距離內(nèi)和加工結(jié)束前的一定距離內(nèi)，因此幾乎不會 招致加工時間的延長。
[0019] 本發(fā)明的開孔加工方法為使用激光加工機對板材（W)進行閉合路徑（K1)的切斷 加工來開孔（H)的方法，所述激光加工機具備朝成為加工對象的板材（W)照射熱切斷用的 激光的激光加工頭（4)、激發(fā)從該激光加工頭（4)照射的激光的激光振蕩器（5)、使前述激 光加工頭（4)相對于前述板材（W)相對移動的移動機構(gòu)（6)、以及控制前述激光振蕩器（5) 和移動機構(gòu)（6)的控制裝置（2)。該開孔加工方法依次進行下述過程：在前述閉合路徑（K1) 的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的板材部分（Wa)中的任意地方開工藝孔（20)的過程；接續(xù)該工藝孔（20)， 直到激光的中心超過前述閉合路徑（K1)的預(yù)定位置（Q1)地進行切入切斷加工的過程；以 停止激光照射的狀態(tài)，將前述激光加工頭（4)相對于前述板材（W)的位置返回到激光的中 心成為切入到前述預(yù)定位置的過程的路徑上的、并且處于前述閉合路徑（K1)上的始點位 置（Q2)的過程；以及，從前述始點位置（Q2)沿著前述閉合路徑（K1)進行切斷加工的過程。
[0020] 該方法也能夠獲得與上述本發(fā)明的激光加工機相同的效果。
[0021] 在本發(fā)明的鉆孔加工方法中，在沿著前述閉合路徑（K1)進行切斷加工的過程，也 可以在加工開始后的一定距離內(nèi)和加工結(jié)束前的一定距離內(nèi)使前述激光加工頭（4)的移 動速度變緩。由于與前述相同的原因，通過使激光加工頭（4)的移動速度變緩，能夠消除或 者減小相對于激光前進方向的滯后。由此，能夠防止前述凸起部（21)的形成。由于減緩激 光加工頭（4)的移動速度僅在加工開始后的一定距離內(nèi)和加工結(jié)束前的一定距離內(nèi)，因此 幾乎不會招致加工時間的延長。
[0022] 此外，權(quán)利要求的范圍和/或說明書和/或附圖中公開的至少2個結(jié)構(gòu)的任何組 合都被包含在本發(fā)明中。尤其是權(quán)利要求范圍內(nèi)的各權(quán)利要求項的2項以上的任何組合也 包含在本發(fā)明中。
【附圖說明】
[0023] 本發(fā)明應(yīng)該能從參考了添加的附圖的下述優(yōu)選實施形態(tài)的說明而清楚地理解。但 是，實施形態(tài)和附圖只是用來圖示和說明，不應(yīng)該用來限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由 添加的權(quán)利要求范圍決定。在添加的附圖中，多個附圖中相同的零部件編號表示相同或者 相當(dāng)?shù)牟糠帧?br>[0024]圖1為將控制系統(tǒng)的方框圖組合到表示本發(fā)明一個實施形態(tài)的激光加工機的概 要的立體圖中的圖；
[0025] 圖2為開了孔的板材的俯視圖；
[0026] 圖3為表示使用該激光加工機對板材利用閉合路徑的切斷加工進行開孔加工時 的各過程的說明圖；
[0027] 圖4為圖3的局部放大圖；
[0028] 圖5為激光切斷加工中的板材的剖視圖；
[0029] 圖6為就激光切斷加工了圓孔的形狀而將以往的普通加工與使用了實施形態(tài)的 激光加工機的加工進行比較表示的說明圖；
[0030] 圖7為就激光切斷加工了圓孔的形狀而將以往的普通加工與使用了實施形態(tài)的 激光加工機的加工進行比較表示的顯微鏡照片圖；
[0031] 圖8為表示使用以往的激光加工機對板材利用切斷加工進行開孔加工時的各過 程的說明圖；
[0032] 圖9為圖8的局部放大圖；
[0033] 圖10為表示通過提案例的方法對板材利用切斷加工進行開孔加工時的各過程的 說明圖。
【具體實施方式】
[0034] 與附圖一起說明本發(fā)明的一個實施形態(tài)。如圖1所示，該激光加工機具備加工機 主體1和進行該加工機主體1的控制的控制裝置2。
[0035] 加工機主體1具備激光加工頭4、激光振蕩器5、支承成為工件的板材W的板材支 承部件7、以及使激光加工頭4相對于該板材支承部件7相對移動的移動機構(gòu)6。本實施形 態(tài)中，將板材支承部件7作為固定側(cè)，將激光加工頭4作為移動側(cè)，利用移動機構(gòu)6使激光 加工頭4移動。板材W由鋼板等構(gòu)成，例如使平面形狀為矩形。
[0036]移動機構(gòu)6的結(jié)構(gòu)為，經(jīng)由左右移動體（未圖示）將激光加工頭4能夠沿左右方 向（Y軸方向）移動地設(shè)置在于底座8上沿前后方向（X軸方向）移動的前