JPH01162583A - レーザ加工方法 - 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、レーザ光を被加工体に照射して切断。

孔明け、完全溶は込み溶接等を行うレーザ加工方法に係
り、特に、角パイプや丸パイプ等の中空管状体（パイプ
材）の加工に適するレーザ加工方法に関する。

〔従来の技術〕

角パイプや丸パイプ等の中空管状体をレーザ加工にて切
断加工する際には、当然ながら溶融物が発生するが、従
来、この溶融物が被加工物である中空管状体の内面に付
着するという問題が生じていた。

そこで、かかる問題を解決すべく種々の提案がなされて
いるが、その代表的な従来技術を第５図５第６図を用い
て説明する。即ち、図は、長尺のパイプ材１をレーザ光
２にて切断するレーザ切断装置３を示すものであるが、
図に示すようにレーザ切断装置３は、パイプ材ｌを回転
自在にしてその軸方向の位置決めが可能な位置決め装置
４と、レーザ光２を照射するレーザ光照射部（レーザ装
置）と、切断時にパイプ材１内に空気等の高圧気体を送
り込むためのノズル５と、ノズル５をコンプレッサー等
のエアーｔＡ（図示省略）に連通接続するためのホース
６とより構成しである。

上記構成のレーザ切断装置３によれば、位置決め装置４
を介して位置決めされたパイプ材１を任意の形状に切断
することができるとともに、第６図に示すごとく切断時
に切断部位７にて発生した溶融物８を、ノズル５から噴
出される圧縮エアー９を介して外方に飛散排出させるこ
とができる。

従って、上記方法によれば、レーザ光２によって溶融さ
れた溶融物８がパイプ材１の内面に付着するのを防止で
きるものであり、かかる技術は、例えば特開昭６１−１
５９２９１号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来、技術は、ノズル５から圧縮エアー９を単に吹
き付けるだけで溶融物８をパイプ材１外に飛散排出させ
る方法であるので、パイプ材ｌの内周面の断面積が大き
い場合には圧縮エアー８の風速が低下し、を効なる排出
作用が行えず、確実なる溶融物８の付着防止が行えなか
った。

又、既知のように、時代の流れとして小量多品種のパイ
プ材１のニーズが高まっており、それに応じて小量多品
種のパイプ材ｌの切断加工もその必要性が高まってきて
いる。又、同時に、切断加工作業の自動化が推進されて
おり、そのために、切断形状だけでなく加工されるパイ
プ材ｌも数多くの材質、径寸法のものを用意しておき、
要求に応じて自動的に交換する必要性が生じてきた。と
ころが、上記従来技術の方法において自動化を図る場合
にはパイプ材１を交換する際にはノズル５を移動させ、
交換が終了した後にノズル５をその交換後のパイプ材１
内に再挿入しなければならないとともに、もっと厄介な
ことに、順次切断加工されて長さの変化するパイプ材１
に応じてノズル５を移動させなければならず、かかる自
動化のための装置を開発、製作するには多くの費用と工
数がかかりすぎるという大きな問題点があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、被加工体である中空管状体の内面に対する溶融
物の付着防止効果が大きく、かつ自動化にも対応できる
ようにしたレーザ加工方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、中
空管状体にレーザ光を照射して切断等の加工を行うレー
ザ加工方法において、両端が開口状態の前記中空管状体
における一端側の開口部を閉塞するとともに、他端側の
開口部から前記中空管状体の内径よりも小径の高圧気体
噴出用のノズルを切断部位よりも内方位置まで挿入し、
前記ノズルの先端部から圧縮空気等の高圧気体を圧送し
つつ加工することにより、加工時に発生する溶融物を高
効率にて外方に排出させ、溶融物の中空管状体内面への
付着を確実に防止しうるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に
説明する。

（第１実施例） 第１図は、本発明に係るレーザ加工方法の第１実施例を
実施するレーザ切断装置１０の構成主要部を示すもので
ある。

図において１１で示すのは、被加工体である長尺のパイ
プ材（中空管状体）であり、図は、このパイプ材１１の
加工部位１２にレーザ光１３を照射しつつ切断加工を行
っている状態を示している。

パイプ材１１の一側の開口部、即ち、加工部位１２側に
近接した開口部１４と反対側の開口部１５には、開口部
１５を閉塞するための蓋部材１６が嵌挿しである。この
蓋部材１６は、いわゆるゴム栓等にて構成しであるが、
これに限定されず、ノズル１７から噴出される圧縮エア
ー（圧縮空気）１８の圧力（風圧）に耐えうるちのであ
れば、材質、形状等はどのようなものでもよい。

蓋部材１６嵌挿側とは反対側の開口部１４には、第２図
にて示すごとき断面円環状（円環状には限定されず、角
パイプ、その他の中空管状体でもよい）のノズル１７が
挿入してあり、このノズル１７は、加工部位１２よりも
奥まで挿入しである。ノズル１７は、図示を省略してい
るコンプレッサー等と接続してあり、その材質は、加工
部位１２から漏れるレーザ光や溶融物１９の熱エネルギ
ーに耐えられるものであれば特に限定されない。

上記構成のレーザ切断装置１０にてパイブ材１１を切断
加工する際には、切断部位１２にレーザ光１３を照射さ
せつつ切断するのであるが、この切断時には、ノズル１
７の先端部から圧縮エアー１８を圧送（噴出）しつつ行
う、ノズル１７の先端部から圧送された圧縮エアー１８
は、蓋部材１６の内端面１６ａにて逆方向に変向されて
逆流し、パイプ材１１の内周面とノズル１７の外周面と
の間の空隙２０を通過して外方に噴出する。

ノズル１７は、加工部位１２よりも奥に内挿しであるの
で、レーザ光１３による切断加工時に生ずる溶融物１９
は、パイプ材１１の内周面とノズル１７の外周面との間
に介在することとなり、従って、加工時に生ずる溶融物
１９は、空隙２０内を外方に向けて逆流する圧縮エアー
１８ａを介して外方に排出される。その結果、加工時に
発生する溶融物１９は、パイリ°材１１の内面に付着す
ることなくパイプ材１１の外方に排出される。特に、本
実施例においては、加工部位１２における圧縮エアー１
８ａの流路が前述の従来例に比してノズル１７の外径断
面積分だけ狭くなるので、ノズル１７からの圧縮エアー
１８の噴出量が同一であっても流速が速くなり、溶融物
１９の排除効果は著しく向上する。

又、溶融物１９の一部はノズル１７の外周面に付着する
ことになるので、さらにパイプ材１１の内面に対する溶
融物１９の付着防止効果が向上する。

又、本実施例の方法においては、ノズル１７を移動させ
ることなくパイプ材１１の供給、交換を行うことができ
るので、ノズル１７の移動装置を用いることなく数種類
のパイプ材を自動供給したり自動交換したりすることが
可能となり、レーザ切断装置１０の自動化を極めて筒車
な構成で実現できる。

又、長尺のパイプ材１１から切断された加工後のワーク
は、従来方法では圧縮エアーで吹き飛ばされてしまうた
めにワークの搬出面で問題があったが、本実施例の方法
においては、加工後のワークにはノズル１７が挿入され
ているので、ノズル１７をロボット等のアーム（図示省
略）に接続構成させることにより排出部及びストッカ一
部への配置も可能となり、排出部との関連性を考慮した
自動化が推進できる。

又、加工部位１２を通過したレーザ光１３は、ノズル１
７にて吸収又は拡散反射されるので、通過したレーザ光
によってパイプ材１１が熱影響を受けることがない。

なお、本実施例においては、切断加工の例について説明
したが、孔加工や完全溶は込み溶接の場合にも適用しつ
るのは勿論である。

（第２実施例） 第３図は、本発明の第２実施例を実施するためのレーザ
切断装置の要部であるノズル１７の正断面図である０本
実施例のノズル１７は、丸棒のノズル本体３０に圧縮エ
アー圧送用の孔３１を貫設するとともに、その外周面の
一部を、溶融物１９がノズル１７外周面に付着しないよ
うに平面を有する凹部に加工して溶融物付着部３２に形
設して構成しである。なお、ノズル１７の形状は図示の
形状に限定されるものではなく、平面又は■溝等の溶融
物付着部３２を有する構成であればよい。

その他の構成は、第１実施例と同一であるので、その図
示、説明を省略する。

本実施例のノズル１７を用いた切断方法によれば、第１
実施例の効果に加えて、溶融物１９（第１図参照）がノ
ズル１７の溶融物付着部３２に付着することにより、パ
イプ材１１（第１図参照）内面への溶融物１９の付着防
止効果がより向上する。

（第３実施例） 第４図は、本発明の第３実施例を実施するためのレーザ
切断装置の要部であるノズル１７の正断面図である。本
実施例のノズル１７は、圧縮エアー噴出用の中空部４０
を有する中空バイブ４１と、この中空パイプ４１よりも
大径で、かつ溶融物１９が侵入可能な窓部４２を有する
排出用中空バイブ４３とより構成しである。このノズル
１７以外の構成は、第１実施例と同一であるので、その
図示及び説明を省略する。

本実施例のノズル１７を用いた切断方法によれば、ノズ
ル１７の窓部４２からノズル１７内に侵入した溶融物１
９（第１図参照）の一部は、噴出用中空パイプ４１にて
パイプ材１１（第１図参照）の内部に噴出されるととも
に、噴出用中空パイプ４１と排出用中空パイプ４３との
間を逆流してくる圧縮エアーによりパイプ材１工の外方
に排出される。又、残りの溶融物１９は、噴出用中空パ
イプ４１の外周面と排出用中空ペイプ４３の内周面に付
着する。従って、本実施の方法によれば、パイプ材１１
の内面への溶融物１９の付着防止効果は極めて大きなも
のとなる。その他の効果は、第１実施例と同様であるの
で、その説明を省略する。

なお、窓部４２を加工部位１２（第１図参照）に十分に
近付け、溶融物１９の全てを窓部部４２からノズル１７
内部に導入することができれば、パイプ材１１内面への
溶融物１９の付着を完全に無くすることができる。

この場合、圧縮エアーの噴出がなくても可能であるが、
圧縮エアーを噴出した方が大部分の溶融物１９を外方に
排出できる点有利であるため、ノズル１７内部に付着す
る溶融物１９は少なくなり、ノズル１７の寿命を延命化
できる利点がある。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、被加工体である中空管
状体の内面に対する溶融物の付着防止効果を著しく向上
できるとともに、被加工体である中空管状体の供給や交
換及び加工後のワーク搬出の自動化が極めて容易となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る方法の第１実施例を実施するた
めのレーザ加工装置の説明図、第２図は、第１図の要部
であるノズルの正断面図、 第３図は、本発明に係る方法の第２の実施例を実施する
ための加工装置の要部の正断面図、第４図は、本発明に
係る方法の第３の実施例を実施するための加工装置の要
部の正断面図、第５図、第６図は、従来技術の説明図で
ある。 １１・・・中空管状体（被加工体） １２・・・加工部位 １３・・・レーザ光 １４．１５・・・開口部 １６・・・蓋部材 １７・・・ノズル １８．１８ａ・・・圧縮エアー １９・・・溶融物

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中空管状体にレーザ光を照射して切断等の加工を行うレ
   ーザ加工方法において、 両端が開口状態の前記中空管状体における一端側の開口
   部を閉塞するとともに、他端側の開口部から前記中空管
   状体の内径よりも小径の高圧気体噴出用のノズルを切断
   部位よりも内方位置まで挿入し、 前記ノズルの先端部から圧縮空気等の高圧気体を圧送し
   つつ加工することを特徴とするレーザ加工方法。