JP4337537B2 - Laser cutting method for thick materials - Google Patents
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Description
本発明は、金属材料の厚物材をパルスレーザ照射により切断する厚物材用レーザ切断方法に関する。 The present invention relates to a laser cutting method for a thick material in which a thick material of a metal material is cut by pulse laser irradiation.
厚い板状金属材料のワーク(例えば厚さ数十mmのステンレス鋼)や、太い丸棒状金属材料のワークを切断するには、アシストガスを併用したパルスレーザが有利である。このアシストガスとしては酸素を使用することが一般的である。ちなみにアシストガスに不活性ガスを使用すると、同じパルスレーザを用いる場合であっても切断できるワークの厚さ(以下、切断限界長さという)は半分以下となる。 In order to cut a thick plate-shaped metal material workpiece (for example, stainless steel having a thickness of several tens of millimeters) or a thick round bar-shaped metal material workpiece, a pulse laser combined with an assist gas is advantageous. As this assist gas, oxygen is generally used. Incidentally, when an inert gas is used as the assist gas, the thickness of the work that can be cut (hereinafter referred to as the cutting limit length) is less than half even when the same pulse laser is used.
アシストガスを酸素としてステンレスによるワークを切断する場合を考えると、パルスレーザのエネルギーに加え、さらに酸素によるステンレス中の鉄の酸化発熱反応を重畳させて利用するというものであり、切断能力を高めることができる。また、アシストガスはレーザによって加熱されて生じた溶融物をその風圧により排出・除去する役割も果たす。 Considering the case of cutting a workpiece made of stainless steel using oxygen as an assist gas, in addition to the energy of a pulse laser, the oxidation heat generation reaction of iron in stainless steel by oxygen is also used in an overlapping manner, thereby increasing the cutting ability. Can do. The assist gas also plays a role of discharging and removing the melt generated by heating with the laser by the wind pressure.
このようなパルスレーザによる切断について図を参照しつつ説明する。図6はパルスレーザによる切断および切断面を説明する説明図である。切断用トーチ1がワーク2の表面に配置され、また、金属溶融物が除去される自由空間がワーク2の裏面にある。
切断用トーチ1は、その内部に空間(図示せず)が、また、先端にはノズル孔(図示せず)が形成されてアシストガスを噴射するようになされている。さらに、切断用トーチ1の内部空間には集光レンズ(図示せず)が設けられており、レーザ発振器(図示せず)から照射されたパルスレーザビームは集光レンズでビームスポットに集束され、ノズル孔を通じてワーク2に照射するようになされている。
Such cutting by a pulse laser will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining cutting by a pulse laser and a cut surface. A
The
ワーク2の厚さがパルスレーザの切断限界長さよりも短い厚さの場合、パルスレーザはワーク2を貫通して裏面まで到達する。この際金属溶融物はワーク2の裏面から流出するが、アシストガスにより勢いよく流出されて金属溶融物が切断面内に残らない。このような切断は、切断用トーチ1あるいはワーク2の何れかを移動させて所望の切断を行うこととなる。
When the thickness of the
しかしながら、このようなパルスレーザによる切断では、ワーク2の厚さがパルスレーザの切断限界長さよりも長い厚さの場合に問題が生じていた。この点について図を参照しつつ説明する。図7はセルフバーニングを説明する説明図であり、図7(a)は正常に切断したときの切断開始側から切断進行方向に向けて眺めた側面図、図7(b)はセルフバーニングが発生したときの切断開始側から切断進行方向に向けて眺めた側面図である。
However, in such cutting by a pulse laser, there has been a problem when the thickness of the
パルスレーザの切断限界長さよりも薄いワーク2であるときには、図7(a)で示すようにパルスレーザがワーク2を貫通して線状の切断面が形成される。しかしながら、パルスレーザ出力等が同条件であっても切断限界長さよりも厚いワーク2であるときは、図7(b)で示すようにパルスレーザがワーク2を貫通できずに、セルフバーニングが発生する。
When the
このセルフバーニングとは、厚いワーク2を切断するときに厚さ方向の途中まで切断してもそれ以上の深さには進行できず、結果として、アシストガスとして使用した酸素と、金属溶融物とが過剰に留まるため、爆発的に燃焼が進行した後に後方(元に戻る方向・図7(b)では上方向)へ噴出し、その結果、図7(b)に示すように大きな穴(空洞)が生じる、というものである。このようにパルスレーザの切断ではパルスレーザの切断限界長さを超える厚さのワークを切断できないものであった。
This self-burning does not proceed to a greater depth even when the
しかしながら、レーザ切断においては、一層の厚物のワークを切断したいという要請があった。そこで、従来技術では、パルスレーザを二方向から照射して能力限界以上の厚さの切断を図っている。以下、直径120mmのステンレス鋼を切断する場合を例として、切断限界長さの違いによる切断方法の相違について説明する。
特に図示しないがパルスレーザの切断限界長さが120mmを超えるような場合、厚さ120mmのワークを、問題なく切断できる。
しかしながら、パルスレーザの切断限界長さが100mmの場合には切断に工夫がいる。この点について図を参照しつつ説明する。図8はパルスレーザによる二方向からの照射による切断および切断面を説明する説明図であり、切断能力100mmで120mmの金属丸棒ワークの繰り返し走査による切断方法の全体手順を示す。
However, in laser cutting, there has been a demand for cutting a thicker workpiece. Therefore, in the prior art, a pulse laser is irradiated from two directions to cut a thickness exceeding the capability limit. Hereinafter, the difference in the cutting method due to the difference in the cutting limit length will be described by taking as an example the case of cutting stainless steel having a diameter of 120 mm.
Although not particularly shown, when the cutting limit length of the pulse laser exceeds 120 mm, a workpiece having a thickness of 120 mm can be cut without any problem.
However, the cutting is devised when the cutting limit length of the pulse laser is 100 mm. This point will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining cutting and cutting surfaces by irradiation from two directions with a pulse laser, and shows the entire procedure of a cutting method by repeated scanning of a metal round bar workpiece having a cutting capacity of 100 mm and 120 mm.
図8に示すように、斜線太矢印A1は切断開始時のパルスレーザの照射方向(以下、開始時レーザ照射方向)を示し、白抜き太矢印A2は切断終了時のパルスレーザ照射方向(以下、終了時レーザ照射方向)を示し、黒色太矢印A3は切断途中のパルスレーザ照射方向(以下、切断途中レーザ照射方向)を示し、何れも切断用トーチの位置を想定している。また、細矢印Bは切断用トーチの移動方向(以下、トーチ移動方向)を示している。ここにA3のレーザ照射線Tの長さは切断限界長さである100mmを示す。
まず、切断順序N1で示すように、開始時レーザ照射方向A1を切断開始としてパルスレーザを照射しつつ、終了時レーザ照射方向A2まで切断用トーチをトーチ移動方向Bへ移動させれば、切断境界部L1まで切断されて、点描画した面のような切断面S1ができる。
続いて、切断順序N2で示すように、切断用トーチを90°回転させた状態で、開始時レーザ照射方向A1を切断開始としてレーザを照射しつつ、終了時レーザ照射方向A2まで切断用トーチをトーチ移動方向Bへ移動させれば、レーザ照射線Tにより切断されていって、最終的に残りのすべての面が切断される。
このように、パルスレーザの切断限界長さが100mmであっても多数の切断を行うことにより、結果として直径120mmの丸棒を2回の走査で切断できることになる。
As shown in FIG. 8, the hatched thick arrow A1 indicates the irradiation direction of the pulse laser at the start of cutting (hereinafter referred to as the laser irradiation direction at the start), and the open thick arrow A2 indicates the pulse laser irradiation direction at the end of cutting (hereinafter referred to as the laser irradiation direction). The black thick arrow A3 indicates a pulse laser irradiation direction in the middle of cutting (hereinafter referred to as a laser irradiation direction in the middle of cutting), and all assume the position of the cutting torch. A thin arrow B indicates the moving direction of the cutting torch (hereinafter referred to as the torch moving direction). Here, the length of the A3 laser irradiation line T is 100 mm, which is the cutting limit length.
First, as shown by the cutting order N1, if the cutting torch is moved in the torch moving direction B to the end laser irradiation direction A2 while irradiating the pulse laser with the start laser irradiation direction A1 as the start of cutting, the cutting boundary A cut surface S1 such as a point-drawn surface is formed by cutting to the portion L1.
Subsequently, as shown in the cutting sequence N2, while the cutting torch is rotated by 90 °, the cutting laser is irradiated from the start laser irradiation direction A1 to the cutting start, and the cutting torch is extended to the end laser irradiation direction A2. If it is moved in the torch moving direction B, it is cut by the laser irradiation line T, and finally all the remaining surfaces are cut.
Thus, even if the cutting limit length of the pulse laser is 100 mm, a large number of cuttings are performed, and as a result, a round bar having a diameter of 120 mm can be cut by two scans.
しかしながら、パルスレーザの切断限界長さ90mmとした場合には、先に説明した方法と同様な方法であっても問題が生じる。この点について図を参照しつつ説明する。図9はパルスレーザによる二方向からの照射により切断および切断面を説明する説明図であり、切断能力90mmで120mmの金属丸棒ワークの繰り返し走査による切断方法の全体手順金属ワーク切断不具合例を示す図である。ここにA3のレーザ照射線Tの長さは切断限界長さである90mmを示す。
図9の切断順序N1で示すように、開始時レーザ照射方向A1を切断開始としてレーザを照射しつつ、終了時レーザ照射方向A2まで切断用トーチをトーチ移動方向Bへ移動させれば、切断境界部L1まで分断され、点描画した面のような切断面S1ができる。
しかしながら、切断順序N2で示すように、切断用トーチを90°回転させた状態で、レーザを照射してもこの切断は切断限界長さを超える切断であって、レーザ照射線Tは切断境界部L1まで到達しない。このため、切断用トーチをワークの外部に設定、および、レーザ照射の裏面側に自由空間という切断条件を満足できずに、セルフバーニングが発生するおそれがあり、万全な切断法ではなかった。
However, if the cutting limit length of the pulse laser is set to 90 mm, there is a problem even if the method is similar to the method described above. This point will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining cutting and cutting surfaces by irradiation from two directions with a pulse laser, and shows an example of a failure of cutting a metal workpiece by an overall procedure of a cutting method by repeated scanning of a metal round bar workpiece having a cutting capability of 90 mm and 120 mm. FIG. Here, the length of the laser irradiation line A3 is 90 mm, which is the cutting limit length.
If the cutting torch is moved in the torch moving direction B to the end laser irradiation direction A2 while irradiating the laser with the start laser irradiation direction A1 as the start of cutting as shown by the cutting sequence N1 in FIG. A cut surface S1 such as a point-drawn surface is created by being divided to the portion L1.
However, as shown by the cutting sequence N2, even when the laser is irradiated with the cutting torch rotated by 90 °, this cutting is a cutting exceeding the cutting limit length, and the laser irradiation line T is a cutting boundary portion. It does not reach L1. For this reason, the cutting torch is set outside the workpiece and the cutting condition of free space on the back side of the laser irradiation cannot be satisfied, and self-burning may occur, which is not a complete cutting method.
なお、レーザ加工技術の従来技術では、例えば、特許文献1(発明の名称:レーザ加工方法およびレーザ加工装置)に記載された発明が知られている。
しかしながら、特許文献1にも、パルスレーザの切断限界長さよりも長い厚さのワークを切断する技術について開示されていなかった。
In the prior art of laser processing technology, for example, the invention described in Patent Document 1 (title of the invention: laser processing method and laser processing apparatus) is known.
However,
そこで、上記した問題点に鑑みて本発明はなされたものであり、その目的は、パルスレーザの切断限界長さよりも長い箇所を有する金属材料の厚物材であっても、切断限界長さはそのままにパルスレーザ照射により切断する厚物材用レーザ切断方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the purpose of the cutting limit length is a metal material having a portion longer than the cutting limit length of the pulse laser. The object is to provide a laser cutting method for thick materials that is cut by pulse laser irradiation as it is.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明の厚物材用レーザ切断方法は、
パルスレーザの切断限界長さよりも長い直径を有する金属材料の丸棒状の厚物材に対してレーザ照射部または厚物材を移動させつつパルスレーザを丸棒状の厚物材の外周側から照射して切断していき、最終的に全面を切断する、厚物材用レーザ切断方法において、
レーザ照射部または厚物材を移動させながらのパルスレーザ照射により厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断開始するとともにこの入射方向を切断開始当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつ厚物材を切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い、
以下、この切断境界部と、この切断境界部に垂直で丸棒状の厚物材の中心軸を通る線と、の交点を通過する線を新たな切断境界部として決定し、この新たな切断境界部に対してレーザ照射部の照射方向が新たな切断境界部の線方向に対して平行になるようにレーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にあってさらにこの形成した切断面の切断境界部と交差するように、厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断再開するとともにこの入射方向を切断再開当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつパルスレーザを照射して切断面と同一面内の残りの接続部に対して新たに切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を繰り返し行い、
最後に、レーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する、
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a laser cutting method for a thick material according to
Pulse laser is irradiated from the outer circumference side of the round bar-shaped thick material while moving the laser irradiation part or the thick material to the round bar-shaped thick material of the metal material having a diameter longer than the cutting limit length of the pulse laser. In the laser cutting method for thick materials, where the entire surface is finally cut,
So as to be parallel to the laser irradiation section or Thick material pulsed laser radiation is incident pulsed laser from the side of the thick matter material by starting cut to Rutotomoni incident direction of the incident direction cutting the beginning of while moving the cut into a pulse Thick material outside peripheral side from the thick material member center cutting limits and cutting the thick material material while moving in a direction length less straight line cut boundary the incident position of the laser while maintaining the Perform the linear movement cut surface formation to form the surface,
Hereinafter, a the cutting boundary, a line passing through the center axis of the rod-shaped thick matter material, the line passing through the intersection of the determined as a new cut boundaries perpendicular to the cutting boundary, this new The laser irradiation part or thick material is stopped after rotation so that the irradiation direction of the laser irradiation part is parallel to the line direction of the new cutting boundary part with respect to the cutting boundary part . parallel to further intersects the cutting boundary portions of the cut surface which is the formation there, the cutting restart to Rutotomoni the incident direction by the incidence of pulsed laser from the side of the thick matter material relative to the direction of cutting resumption initially and so as to the position of incidence of the pulsed laser while maintaining by irradiating a pulsed laser while moving from thick material material outside circumference side to the heavy weight material center direction new to the remaining connecting portion in the cutting plane the same plane a straight line of cutting the boundary portion of the following cleavage limit length Repeated linear movement cut surface forming for forming a sea urchin cut surface,
Finally, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated, and a linearly moving cut surface is formed to cut all remaining connection portions in the same plane as the cut surface formed immediately before, and cut into a flat shape. ,
It is characterized by that.
また、本発明の請求項2に係る発明の厚物材用レーザ切断方法は、
パルスレーザの切断限界長さよりも長い直径を有する金属材料の丸棒状の厚物材に対してレーザ照射部または厚物材を移動させつつパルスレーザを丸棒状の厚物材の外周側から照射して切断していき、最終的に全面を切断する、厚物材用レーザ切断方法において、
レーザ照射部または厚物材を移動させながらのパルスレーザ照射により厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断開始するとともにこの入射方向を切断開始当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつ厚物材を切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い、
以下、レーザ照射部または厚物材を45°回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にあってさらにこの形成した切断面の切断境界部と交差するように、厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断再開するとともにこの入射方向を切断再開当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつパルスレーザを照射して切断面と同一面内の残りの接続部に対して新たに切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を繰り返し行い、
最後に、レーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する、
ことを特徴とする。
Further, the laser cutting method for thick material of the invention according to
Pulse laser is irradiated from the outer circumference side of the round bar-shaped thick material while moving the laser irradiation part or the thick material to the round bar-shaped thick material of the metal material having a diameter longer than the cutting limit length of the pulse laser. In the laser cutting method for thick materials, where the entire surface is finally cut,
So as to be parallel to the laser irradiation section or Thick material pulsed laser radiation is incident pulsed laser from the side of the thick matter material by starting cut to Rutotomoni incident direction of the incident direction cutting the beginning of while moving the cut into a pulse Thick material outside peripheral side from the thick material member center cutting limits and cutting the thick material material while moving in a direction length less straight line cut boundary the incident position of the laser while maintaining the Perform the linear movement cut surface formation to form the surface,
Hereinafter, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated by 45 °, and from the side of the thick material so that it is in the same plane as the formed cut surface and further intersects with the cut boundary portion of the formed cut surface. be cut resumed by the incidence of pulsed laser Rutotomoni Thick material toward the center of the incident position of the pulse laser while maintaining to be parallel to the incident direction relative to the direction of cutting resumed beginning from thick material material outside peripheral side A linear moving cutting that forms a cutting surface so as to be a cutting boundary portion on a straight line that is not longer than the cutting limit length with respect to the remaining connection portion in the same plane as the cutting surface by irradiating a pulse laser while moving to Repeated surface formation,
Finally, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated, and a linearly moving cut surface is formed to cut all remaining connection portions in the same plane as the cut surface formed immediately before, and cut into a flat shape. ,
It is characterized by that.
以上のような本発明によれば、パルスレーザの切断限界長さよりも長い箇所を有する金属材料の厚物材であっても、切断限界長さはそのままにパルスレーザ照射により切断する厚物材用レーザ切断方法を提供することができる。 According to the present invention as described above, even for a thick material made of a metal material having a portion longer than the cutting limit length of the pulse laser, the thick material can be cut by pulse laser irradiation without changing the cutting limit length. A laser cutting method can be provided.
続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ説明する。図1,図2は本形態の厚物材用レーザ切断方法の説明図であり、切断能力80mmに対して厚物材として直径120mmのステンレス丸棒のワークを繰り返し走査により切断する方法の全体手順を示す図である。
本形態の厚物材用レーザ切断方法は、レーザ照射部の一具体例として先に図6を用いて説明したような切断用トーチ、さらに回転・水平方向移動が可能な移動保持部(図示せず)と、が設けられた装置により切断される。この装置では、切断用トーチの位置を変更せず、ワークを所定の位置になるように回転・水平方向に移動させて切断するものである。この移動保持部はワーク2が取り付けられ所望位置に回転・水平方向移動させることができる。
なお、ワーク2を移動させるのではなく、切断用トーチ1を移動させるような装置、例えばロボットアームで切断用トーチ1を把持し、ロボットアームを水平方向移動および回転移動させるようにしてもよい。
いずれにせよ切断用トーチ1とワーク2とは相対的に回転・水平移動がなされるように構成されていれば本発明の厚物材用レーザ切断方法を実施可能である。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory views of the laser cutting method for thick material of this embodiment, and the whole procedure of the method of repeatedly cutting a 120 mm diameter stainless steel round workpiece as a thick material with respect to a cutting capacity of 80 mm FIG.
The laser cutting method for thick material of this embodiment includes a cutting torch as described above with reference to FIG. 6 as a specific example of the laser irradiation unit, and a movable holding unit (not shown) that can rotate and move in the horizontal direction. Are cut by an apparatus provided with In this apparatus, the position of the cutting torch is not changed, and the workpiece is cut by rotating and moving in the horizontal direction so as to be in a predetermined position. The movement holding unit can be rotated and moved in the horizontal direction to a desired position with the
Instead of moving the
In any case, if the
切断用トーチはアシストガスとともにパルスレーザビームを出力し、切断限界長さを超える切断を行う。パルスレーザとして具体的にはパルスYAGレーザ出力とし、切断能力として厚さ80mmのステンレス鋼を切断できる能力を確保する。このパルスレーザ出力を光ファイバで伝送して切断用トーチからパルスレーザをアシストガスとともに出力させ、直径120mmのステンレス丸棒を以下の方法にて切断する。 The cutting torch outputs a pulse laser beam together with the assist gas, and performs cutting exceeding the cutting limit length. Specifically, a pulse YAG laser output is used as the pulse laser, and the ability to cut stainless steel with a thickness of 80 mm is secured as a cutting ability. This pulse laser output is transmitted through an optical fiber, the pulse laser is output from the cutting torch together with the assist gas, and a stainless steel round bar having a diameter of 120 mm is cut by the following method.
この際、図1,図2に示すように5回の繰り返し走査で切断する。円の直径は、図1で示すように、120mmのステンレス丸棒を示している。なお、切断境界線L1〜L4およびレーザ照射線Tは切断限界長さとなる80mmを示している。
切断は切断順序N1から開始する。図1,図2で示すように、円外の斜線太矢印A1は開始時レーザ照射方向を、白抜き太矢印A2は終了時レーザ照射方向を示し、切断用トーチの位置を示す。切断は、開始が開始時レーザ照射方向A1の位置から始まり、終了が終了時レーザ照射方向A2の位置で終わるものとする。
At this time, as shown in FIG. 1 and FIG. The diameter of the circle indicates a 120 mm stainless steel round bar as shown in FIG. Note that the cutting boundary lines L1 to L4 and the laser irradiation line T indicate 80 mm which is the cutting limit length.
Cutting starts from cutting sequence N1. As shown in FIGS. 1 and 2, a hatched thick arrow A1 outside the circle indicates the laser irradiation direction at the start, and a white thick arrow A2 indicates the laser irradiation direction at the end, indicating the position of the cutting torch. Cutting starts at a position in the laser irradiation direction A1 at the start and ends at a position in the laser irradiation direction A2 at the end.
図1で示すように、切断用トーチを円外から細矢印Bのトーチ移動方向に移動させながらのパルスレーザ照射により厚物材を切断して切断限界長さの切断境界部L1を含むように切断面S1を形成する。この切断境界部L1は、切断限界長さとちょうど同じの長さ80mmであり、第1回目の切断順序N1でそこまでは切断できることを意味している。このような直線移動切断面形成を行って、図2で示すように、円内の切断面S1の部分のみを切断・除去する。
これは、切断限界長さが80mmと短いが、図8,図9で示した切断順序N1と同様の切断であり、セルフバーニングが起こることなく、レーザ照射による金属溶融物は除去される範囲内のみを切断することになる。
As shown in FIG. 1, the thick material is cut by pulse laser irradiation while moving the cutting torch from the outside of the circle in the direction of the torch moving in the thin arrow B so as to include the cutting boundary portion L1 of the cutting limit length. A cut surface S1 is formed. This cutting boundary portion L1 has a length of 80 mm which is exactly the same as the cutting limit length, which means that it can be cut to that point in the first cutting order N1. Such a linearly moving cut surface is formed, and only the portion of the cut surface S1 in the circle is cut and removed as shown in FIG.
This is a cutting limit length as short as 80 mm, but it is the same cutting as the cutting sequence N1 shown in FIGS. 8 and 9, and within the range where the metal melt by laser irradiation is removed without causing self-burning. Will only cut off.
次に、図1の切断順序N2で示す同様の直線移動切断面形成による切断(矢印A1から矢印A2までの切断用トーチの矢印B方向の移動による切断)により、図2で示すように、円内の切断面S2の部分を切断・除去する。このとき、切断境界線L2は、切断境界線L1の中心aを通過するように設定されている。つまり、切断順序N2の切断終了地点は切断順序N1で切断された最深部aとしている。
なお、切断方向の決定であるが、切断境界線L1に垂直の線であって、かつ丸棒の中心を通る一点鎖線α(y軸と共通)を決定し、この波線αと切断境界線L1との交点aを通り、円端から80mmの直線となるように決定した。これが一番中心に近い箇所まで切断できる切断方法である。この走査により、切断境界線L2まで切断される。
このとき切断順序N2で切断される箇所のレーザ照射に対する裏面は、すでに切断順序N1によって切断されているので、自由空間となっており、切断順序N2の切断で発生した金属溶融物は除去される。
Next, as shown in FIG. 2, by the same cutting by forming the linearly moving cutting plane shown in the cutting sequence N2 in FIG. 1 (cutting by moving the cutting torch from the arrow A1 to the arrow A2 in the direction of the arrow B), A portion of the inner cut surface S2 is cut and removed. At this time, the cutting boundary line L2 is set so as to pass through the center a of the cutting boundary line L1. That is, the cutting end point of the cutting order N2 is the deepest part a cut in the cutting order N1.
The cutting direction is determined by determining a one-dot chain line α (common to the y-axis) that is perpendicular to the cutting boundary line L1 and passes through the center of the round bar, and this wavy line α and the cutting boundary line L1. It was determined to be a straight line of 80 mm from the circle end through the intersection a. This is a cutting method that can cut up to the point closest to the center. By this scanning, it is cut to the cutting boundary line L2.
At this time, the back surface of the portion cut by the cutting sequence N2 with respect to the laser irradiation has already been cut by the cutting sequence N1, so that it is free space, and the metal melt generated by the cutting of the cutting sequence N2 is removed. .
次に、図1の切断順序N3で示す同様の直線移動切断面形成による切断(矢印A1から矢印A2までの切断用トーチの矢印B方向の移動による切断)により、図2で示すように、円内の切断面S3の部分を切断・除去する。このとき、切断境界線L3は、切断境界線L2の点bを通過して切断するように設定されている。
なお、切断方向の決定であるが、切断境界線L2に垂直の線であって、かつ丸棒の中心を通る波線βを決定し、この波線βと切断境界線L2との交点bを通り、円端から80mmの直線となるように決定した。これが一番中心に近い箇所まで切断できる切断方法である。この走査により、切断境界線L3まで切断される。
切断順序N3で切断される箇所のレーザ照射に対する裏面は、すでに切断順序N1,N2によって切断されているので、自由空間となっており、切断順序N3の切断で発生した金属溶融物は除去される。
Next, as shown in FIG. 2, by cutting by the same linear movement cutting plane formation shown in the cutting sequence N <b> 3 of FIG. 1 (cutting by movement of the cutting torch from arrow A <b> 1 to arrow A <b> 2 in the direction of arrow B), The portion of the inner cut surface S3 is cut and removed. At this time, the cutting boundary line L3 is set so as to cut through the point b of the cutting boundary line L2.
The cutting direction is determined by determining a wavy line β that is perpendicular to the cutting boundary line L2 and passes through the center of the round bar, and passes through the intersection b of the wavy line β and the cutting boundary line L2. It was determined to be a straight line of 80 mm from the end of the circle. This is a cutting method that can cut up to the point closest to the center. By this scanning, the cutting is performed up to the cutting boundary line L3.
Since the back surface of the portion cut by the cutting sequence N3 with respect to laser irradiation has already been cut by the cutting sequences N1 and N2, it is free space, and the metal melt generated by the cutting of the cutting sequence N3 is removed. .
次に、図1の切断順序N4で示す同様の直線移動切断面形成による切断(矢印A1から矢印A2までの切断用トーチの矢印B方向の移動による切断)により、図2で示すように、円内の切断面S4の部分を切断・除去する。このとき、切断用トーチの先端はステンレス丸棒の外側にあり、切断境界線L4は、切断境界線L2の点cを通過して切断するように設定されている。
なお、切断方向の決定であるが、切断境界線L3に垂直の線であって、かつ丸棒の中心を通る波線γを決定し、この波線γと切断境界線L3との交点cを通り、円端から80mmの直線となるように決定した。この走査により、切断境界線L4まで切断される。
切断順序N4で切断される箇所のレーザ照射に対する裏面は、すでに切断順序N2,N3によって切断されているので、自由空間となっており、切断順序N4の切断で発生した金属溶融物は除去される。
Next, as shown in FIG. 2, by cutting by the same linear moving cutting plane formation shown by the cutting sequence N <b> 4 in FIG. 1 (cutting by movement of the cutting torch from arrow A <b> 1 to arrow A <b> 2 in the direction of arrow B), The inner cut surface S4 is cut and removed. At this time, the tip of the cutting torch is outside the stainless round bar, and the cutting boundary line L4 is set so as to cut through the point c of the cutting boundary line L2.
The cutting direction is determined by determining a wave line γ that is perpendicular to the cutting boundary line L3 and passes through the center of the round bar, and passes through the intersection c between the wave line γ and the cutting boundary line L3. It was determined to be a straight line of 80 mm from the end of the circle. By this scanning, it is cut to the cutting boundary line L4.
Since the back surface of the portion cut by the cutting sequence N4 with respect to the laser irradiation has already been cut by the cutting sequences N2 and N3, it is free space, and the metal melt generated by the cutting of the cutting sequence N4 is removed. .
次に、図1の切断順序N5で示す同様の直線移動切断面形成による切断(矢印A1から矢印A2までの切断用トーチの矢印B方向の移動による切断)により、図2で示すように、円内の切断面S5の部分を切断・除去する。このとき、残りはレーザ照射線Tの直線80mmで示したように、切断限界長さ以内であるため、すべて切断できることになる。この切断順序N5の切断が一番切断長としては長くなる。
切断順序N5で切断される箇所のレーザ照射に対する裏面は、すでに切断順序N3,N4によって切断されているので、自由空間となっており、切断順序N5の切断で発生した金属溶融物は除去される。
Next, as shown in FIG. 2, by cutting by the same linear movement cutting plane formation shown in the cutting sequence N5 in FIG. 1 (cutting by moving the cutting torch from the arrow A1 to the arrow A2 in the direction of arrow B), as shown in FIG. A portion of the inner cut surface S5 is cut and removed. At this time, since the remainder is within the cutting limit length as shown by the straight line 80 mm of the laser irradiation line T, all can be cut. This cutting sequence N5 is the longest cutting length.
Since the back surface of the portion cut by the cutting sequence N5 with respect to laser irradiation has already been cut by the cutting sequences N3 and N4, it is free space, and the metal melt generated by the cutting of the cutting sequence N5 is removed. .
以上の逐次切断されていく状況を、切断している箇所(斜線部)、すでに切断された箇所(白色部)、および未だ切断されていない箇所(描画部)を、それぞれ色分けして、図2に示す。それぞれの切断走査により、斜線で示された部分が切断・除去されていく。この結果、切断能力の厚さ80mmであっても、5回の繰り返し走査により、直径120mmの丸棒をも切断することができる。 The above-described situation of being sequentially cut is shown in FIG. 2 by color-coding the cut portion (shaded portion), the already cut portion (white portion), and the uncut portion (drawing portion). Shown in With each cutting scan, the hatched portion is cut and removed. As a result, even if the thickness of the cutting ability is 80 mm, a round bar having a diameter of 120 mm can be cut by repeated scanning five times.
なお、この切断方法では、図1を用いて説明したように、各切断の最後で一番中心付近を通過するような切断境界線を形成するように切断することを原則として説明した。ワークを回転させる各角度は、コンピュータ等に計算で求めることができ、その計算結果に基づいて、移動保持部を移動させてワークの位置決めを行うこととなる。 In this cutting method, as described with reference to FIG. 1, the cutting is basically performed so as to form a cutting boundary line that passes through the vicinity of the center at the end of each cutting. Each angle at which the workpiece is rotated can be calculated by a computer or the like, and the workpiece is positioned by moving the moving holding unit based on the calculation result.
ここで、図1の類似した角度として、それぞれ45°ずつ回転していけば、レーザ照射方向の設定が容易になる。この点について図を参照しつつ説明する、図3は、簡易型の厚物材用レーザ切断方法の説明図である。図3で示すように、45°ずつの回転として、図1と同様の切断法を示した図であるが、切断用トーチは円外にあり、直線の切断終端はすでに切断・除去された箇所にきていることがわかる。従って、45°ずつのワークの回転を伴いつつ、逐次直線移動切断面形成を繰り返し行えば、図1の方法と同様に、80mmの切断能力で、直径120mmの丸棒を切断できることがわかる。 Here, if each of the similar angles in FIG. 1 is rotated by 45 °, the laser irradiation direction can be easily set. This point will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram of a simple laser cutting method for thick materials. As shown in FIG. 3, the same cutting method as in FIG. 1 is shown with rotation by 45 °, but the cutting torch is outside the circle and the straight cutting end is already cut and removed. You can see that Therefore, it can be seen that a round bar having a diameter of 120 mm can be cut with a cutting ability of 80 mm as in the method of FIG.
上述のように、直径120mmの丸棒を切断する場合、切断能力80mmの場合には、5回の繰り返し走査で切断できる。ちなみに、切断能力90mmの場合には、3回の繰り返し走査で切断でき、また、切断能力70mmの場合には、11回の繰り返し走査で切断できる。
なお、従来技術として説明したが、切断能力100mmの場合には、図8に示したように、2回の繰り返し走査で切断できる。
このような方法を使用することにより、丸棒の直径の半分を超える切断能力があれば、できる限り中心に近い切断終了線になるように逐次切断を繰り返すことにより、切断可能である。
As described above, when a round bar having a diameter of 120 mm is cut, if the cutting capability is 80 mm, the round bar can be cut by five repeated scans. Incidentally, when the cutting ability is 90 mm, the cutting can be performed by repeating the scanning three times, and when the cutting ability is 70 mm, the cutting can be performed by repeating the scanning 11 times.
In addition, although demonstrated as a prior art, when the cutting capability is 100 mm, as shown in FIG. 8, it can cut | disconnect by 2 times of repeated scanning.
By using such a method, if the cutting ability exceeds half the diameter of the round bar, the cutting can be performed by repeating the sequential cutting so that the cutting end line is as close to the center as possible.
また、他の切断方法として角材の切断方法について図を参照しつつ説明する。図4は角材の厚物材用レーザ切断方法の説明図である。切断能力が80mmであって1辺120mmの正方形の角材を想定した切断法である。ここでは切断順序N1〜N7により上記と同様の切断を行って、7回の繰り返し走査で切断できることを示す。なお、N1〜N6の各線は切断境界線と一致しており、また、N7は、切断途中のレーザ照射線を表している。 Further, as another cutting method, a cutting method of square bars will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram of a laser cutting method for thick material of square bars. This is a cutting method assuming a square square member having a cutting ability of 80 mm and a side of 120 mm. Here, the same cutting as described above is performed according to the cutting order N1 to N7, and it is shown that the cutting can be performed by repeated scanning seven times. In addition, each line of N1-N6 corresponds with the cutting | disconnection boundary line, and N7 represents the laser irradiation line in the middle of cutting | disconnection.
このように本形態では、切断用トーチまたはワークを移動させながらのパルスレーザ照射によりワークを切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部を含むように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い(例えば本形態の切断順序N1)、
以下、切断用トーチまたはワークを回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にあってさらにこの切断境界部と交差するようにパルスレーザを照射して切断面と同一面内の残りの接続部に対して新たに切断限界長さ以下の直線上の切断境界部を含むように切断面を形成する直線移動切断面形成を繰り返し行い(例えば本形態の切断順序N2,N3,N4)、
最後に、切断用トーチまたはワークを回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する(例えば本形態の切断順序N5)ため、切断限界長さを超える厚物材であっても、切断できるような厚物材用レーザ切断方法とすることができる。
As described above, in this embodiment, a linear moving cutting is performed in which a cutting surface is formed so as to include a cutting boundary portion on a straight line that is equal to or shorter than the cutting limit length by cutting the work by pulse laser irradiation while moving the cutting torch or the work. Surface formation is performed (for example, the cutting order N1 of this embodiment),
After that, the cutting torch or workpiece is stopped after rotating, and the remaining connection in the same plane as the cut plane is irradiated by irradiating the pulse laser so that it is in the same plane as the formed cut plane and crosses this cutting boundary. A linearly moving cut surface is repeatedly formed to form a cut surface so as to include a cut boundary portion on a straight line that is not longer than the cutting limit length (for example, cutting order N2, N3, N4 in this embodiment),
Finally, the cutting torch or the work is stopped after rotating, and a linearly moving cut surface is formed to cut all remaining connecting portions in the same plane as the formed cut surface and cut into a planar shape (for example, this embodiment) Therefore, a laser cutting method for a thick material that can cut even a thick material exceeding the cutting limit length can be obtained.
続いて、本発明を実施するための他の最良の形態について、図を参照しつつ説明する。図5は他の形態の厚物材用レーザ切断方法の説明図である。切断能力以上の太い金属ワークを逐次外周からの切断による切断全体手順を示す図である。
この場合にも、レーザ側の切断能力は80mmで、ワークは直径120mmとし、各矢印、および符号は先の説明と同様であり、重複する説明を省略する。
Next, another best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is an explanatory view of a laser cutting method for a thick material in another form. It is a figure which shows the whole cutting | disconnection procedure by cutting | disconnecting the thick metal workpiece | work beyond a cutting capability from an outer periphery sequentially.
Also in this case, the cutting ability on the laser side is 80 mm, the workpiece has a diameter of 120 mm, the respective arrows and symbols are the same as those described above, and duplicate descriptions are omitted.
まず、切断順序N1で切断用トーチ(またはワーク)を移動させて切断境界部L1まで切断して、円内の切断面S1の部分を切断・除去する直線移動切断面形成を行う。これは図1の切断面S1の切断とまったく同じである。この最終状態の終了時レーザ照射方向を維持してレーザ照射を行いつつ、切断順序N2のようにワーク(または切断用トーチ)を回転させて円状の切断境界部L2を形成していく。この結果、円内のドーナツ状の切断面S2を切断・除去する回転移動切断面形成を行う。 First, the cutting torch (or workpiece) is moved in the cutting order N1 to cut to the cutting boundary portion L1, thereby forming a linearly moving cut surface that cuts and removes the portion of the cut surface S1 in the circle. This is exactly the same as the cutting of the cut surface S1 in FIG. At the end of this final state, while maintaining the laser irradiation direction, the workpiece (or cutting torch) is rotated as in the cutting order N2 to form the circular cutting boundary portion L2. As a result, a rotationally moving cut surface is formed to cut and remove the doughnut-shaped cut surface S2 in the circle.
以下、同様に、切断順序N3で切断用トーチ(またはワーク)を移動させて切断境界部L3まで切断されて円内の切断面S3の部分を切断・除去する直線移動切断面形成を行い、この最終状態の終了時レーザ照射方向を維持してレーザ照射を行いつつ、次に切断順序N4のようにワーク(または切断用トーチ)を回転させて切断境界部L4を形成し、円内のドーナツ状の切断面S4を切断・除去する回転移動切断面形成を行う。
続いて、切断順序N5の切断用トーチ(またはワーク)を移動させて切断境界部L5まで切断されて円内の切断面S5の部分を切断・除去する直線移動切断面形成を行い、この最終状態の終了時レーザ照射方向を維持してレーザ照射を行いつつ、次に切断順序N6のようにワーク(または切断用トーチ)を回転させて切断境界部L6を形成し、円内のドーナツ状の切断面S6を切断・除去する回転移動切断面形成を行う。
Hereinafter, similarly, the cutting torch (or workpiece) is moved in the cutting order N3 to cut to the cutting boundary portion L3 to form a linearly moving cutting surface that cuts and removes the portion of the cutting surface S3 in the circle. At the end of the final state, the laser irradiation direction is maintained and laser irradiation is performed, and then the workpiece (or cutting torch) is rotated as in the cutting order N4 to form the cutting boundary L4, and the donut shape in the circle A rotationally moving cut surface is formed to cut and remove the cut surface S4.
Subsequently, the cutting torch (or workpiece) in the cutting order N5 is moved to be cut to the cutting boundary L5 to form a linearly moving cut surface that cuts and removes the portion of the cut surface S5 in the circle. This final state While irradiating with the laser irradiation direction maintained, the workpiece (or cutting torch) is rotated as in the cutting sequence N6 to form the cutting boundary L6, and the donut-shaped cutting in the circle A rotationally moving cut surface is formed to cut and remove the surface S6.
続いて、切断順序N7の切断用トーチ(またはワーク)の移動により切断境界部L7まで切断されて円内の切断面S7の部分を切断・除去する直線移動切断面形成を行い、この最終状態の終了時レーザ照射方向を維持してレーザ照射を行いつつ、次に切断順序N8のようにワーク(または切断用トーチ)を回転させて切断境界部L8を形成し、円内のドーナツ状の切断面S8が切断・除去する回転移動切断面形成を行う。
最終的に切断順序N9のように残った部分を直線移動切断面形成により切断して切断を終了する。
最終的に、9回の走査で直径120mmの丸棒を、切断能力80mmの性能で切断・分離できる。なお、切断用トーチはワーク外部にあり、レーザ照射裏面に相当する限界面はすでに切断・除去されているために、自由空間となっており、切断にとっては差し支えないことがわかる。
Subsequently, by moving the cutting torch (or workpiece) in the cutting order N7, a straight moving cut surface is formed that cuts and removes the cut surface S7 in the circle by cutting to the cutting boundary L7. While performing laser irradiation while maintaining the laser irradiation direction at the end, the workpiece (or cutting torch) is then rotated as in the cutting order N8 to form the cutting boundary L8, and the donut-shaped cutting surface in the circle A rotationally moving cut surface is formed that S8 cuts and removes.
Finally, the remaining part as in the cutting order N9 is cut by forming the linearly moving cut surface, and the cutting is finished.
Finally, a round bar having a diameter of 120 mm can be cut and separated with a performance of a cutting ability of 80 mm in nine scans. Note that the cutting torch is outside the workpiece, and the limit surface corresponding to the laser irradiation back surface has already been cut and removed, so that it is free space and can be seen to be safe for cutting.
このような本形態の切断方法は、切断用トーチまたはワークを移動させながらのパルスレーザ照射によりワークを切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部を含むように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い(例えば本形態の切断順序N1)、
その後にパルスレーザ照射によりワークを回転させながらのパルスレーザ照射により円状の切断境界部を含む切断面を形成する回転移動切断面形成を行い(例えば本形態の切断順序N2)、
以下、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの接続部に対して新たな直線移動切断面形成(例えば本形態の切断順序N3,N5,N7)と回転移動切断面形成(例えば本形態の切断順序N4,N6,N8)とを複数回にわたり交互に繰り返し行い(例えば本形態の切断順序N3→N4→N5→N6→N7→N8)、
最後に、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する(例えば本形態の切断順序N9)ため、切断限界長さを超える厚物材であっても、切断できるような厚物材用レーザ切断方法とすることができる。
In such a cutting method according to the present embodiment, the cutting surface is formed so as to include a cutting boundary portion on a straight line that is equal to or shorter than the cutting limit length by cutting the work by pulse laser irradiation while moving the cutting torch or the work. A linear moving cut surface is formed (for example, the cutting order N1 of this embodiment),
Thereafter, a rotationally moving cut surface is formed to form a cut surface including a circular cutting boundary by pulse laser irradiation while rotating the workpiece by pulse laser irradiation (for example, cutting sequence N2 in this embodiment).
Hereinafter, a new linearly moving cut surface is formed (for example, cutting sequence N3, N5, N7 in this embodiment) and a rotationally moving cut surface is formed (for example, this book) with respect to the remaining connection portion in the same plane as the previously formed cut surface. The cutting sequence N4, N6, N8) of the embodiment is alternately repeated a plurality of times (for example, the cutting sequence N3 → N4 → N5 → N6 → N7 → N8 of the present embodiment),
Finally, a linearly moving cut surface is formed that cuts all remaining connecting portions in the same plane as the cut surface formed immediately before, and is cut into a flat shape (for example, the cutting order N9 of this embodiment), so that the cutting limit Even if it is a thick material exceeding length, it can be set as the laser cutting method for thick materials which can be cut | disconnected.
以上説明した本発明の厚物材用レーザ切断方法について説明した。これら切断方法では、ピークパワーの高いパルスYAGレーザの切断能力をより向上させている。しかもYAGレーザは光ファイバにより、レーザエネルギーを伝送できることから、特殊な環境での切断が可能である。特に、放射性廃棄物処理の分野においては、光ファイバの一部、および切断用トーチとその制御部のみを放射線管理区域内に設置すればいいので、有効性は増す。
その結果、上記のようなパルスレーザの繰り返し走査による切断方法は、金属製のワークの半径を超える厚さに対する切断能力を有していれば、繰り返し走査による切断が可能である。当然、切断用トーチはワークの外部に設定でき、かつ裏面側はワークの溶融物の流出・除去ができる条件をみたす。その結果、多様なワークへ適用でき、汎用性は高い。
The laser cutting method for thick material of the present invention described above has been described. In these cutting methods, the cutting ability of the pulse YAG laser having a high peak power is further improved. Moreover, since the YAG laser can transmit laser energy through an optical fiber, it can be cut in a special environment. In particular, in the field of radioactive waste treatment, only a part of the optical fiber and only the cutting torch and its control unit need be installed in the radiation management area, so that the effectiveness is increased.
As a result, the above-described cutting method by repetitive scanning with a pulse laser can be cut by repetitive scanning as long as it has a cutting ability for a thickness exceeding the radius of a metal workpiece. Naturally, the cutting torch can be set outside the workpiece, and the back side satisfies the conditions that allow the molten material to flow out and be removed. As a result, it can be applied to various workpieces and is highly versatile.
1:切断用トーチ
2:ワーク
1: Cutting torch 2: Workpiece
Claims (2)
レーザ照射部または厚物材を移動させながらのパルスレーザ照射により厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断開始するとともにこの入射方向を切断開始当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつ厚物材を切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い、
以下、この切断境界部と、この切断境界部に垂直で丸棒状の厚物材の中心軸を通る線と、の交点を通過する線を新たな切断境界部として決定し、この新たな切断境界部に対してレーザ照射部の照射方向が新たな切断境界部の線方向に対して平行になるようにレーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にあってさらにこの形成した切断面の切断境界部と交差するように、厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断再開するとともにこの入射方向を切断再開当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつパルスレーザを照射して切断面と同一面内の残りの接続部に対して新たに切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を繰り返し行い、
最後に、レーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する、
ことを特徴とする厚物材用レーザ切断方法。 Pulse laser is irradiated from the outer circumference side of the round bar-shaped thick material while moving the laser irradiation part or the thick material to the round bar-shaped thick material of the metal material having a diameter longer than the cutting limit length of the pulse laser. In the laser cutting method for thick materials, where the entire surface is finally cut,
So as to be parallel to the laser irradiation section or Thick material pulsed laser radiation is incident pulsed laser from the side of the thick matter material by starting cut to Rutotomoni incident direction of the incident direction cutting the beginning of while moving the cut into a pulse Thick material outside peripheral side from the thick material member center cutting limits and cutting the thick material material while moving in a direction length less straight line cut boundary the incident position of the laser while maintaining the Perform the linear movement cut surface formation to form the surface,
Hereinafter, a the cutting boundary, a line passing through the center axis of the rod-shaped thick matter material, the line passing through the intersection of the determined as a new cut boundaries perpendicular to the cutting boundary, this new The laser irradiation part or thick material is stopped after rotation so that the irradiation direction of the laser irradiation part is parallel to the line direction of the new cutting boundary part with respect to the cutting boundary part . parallel to further intersects the cutting boundary portions of the cut surface which is the formation there, the cutting restart to Rutotomoni the incident direction by the incidence of pulsed laser from the side of the thick matter material relative to the direction of cutting resumption initially and so as to the position of incidence of the pulsed laser while maintaining by irradiating a pulsed laser while moving from thick material material outside circumference side to the heavy weight material center direction new to the remaining connecting portion in the cutting plane the same plane a straight line of cutting the boundary portion of the following cleavage limit length Repeated linear movement cut surface forming for forming a sea urchin cut surface,
Finally, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated, and a linearly moving cut surface is formed to cut all remaining connection portions in the same plane as the cut surface formed immediately before, and cut into a flat shape. ,
A method for laser cutting for thick materials.
レーザ照射部または厚物材を移動させながらのパルスレーザ照射により厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断開始するとともにこの入射方向を切断開始当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつ厚物材を切断して切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を行い、
以下、レーザ照射部または厚物材を45°回転後停止させ、形成した切断面と同一面内にあってさらにこの形成した切断面の切断境界部と交差するように、厚物材の側面からパルスレーザを入射させて切断再開するとともにこの入射方向を切断再開当初の入射方向に対して平行となるように維持しながらパルスレーザの入射位置を厚物材外周側から厚物材中心方向へ移動させつつパルスレーザを照射して切断面と同一面内の残りの接続部に対して新たに切断限界長さ以下の直線上の切断境界部となるように切断面を形成する直線移動切断面形成を繰り返し行い、
最後に、レーザ照射部または厚物材を回転後停止させ、直前に形成した切断面と同一面内にある残りの全ての接続部を切断する直線移動切断面形成を行って平面状に切断する、
ことを特徴とする厚物材用レーザ切断方法。 Pulse laser is irradiated from the outer circumference side of the round bar-shaped thick material while moving the laser irradiation part or the thick material to the round bar-shaped thick material of the metal material having a diameter longer than the cutting limit length of the pulse laser. In the laser cutting method for thick materials, where the entire surface is finally cut,
So as to be parallel to the laser irradiation section or Thick material pulsed laser radiation is incident pulsed laser from the side of the thick matter material by starting cut to Rutotomoni incident direction of the incident direction cutting the beginning of while moving the cut into a pulse Thick material outside peripheral side from the thick material member center cutting limits and cutting the thick material material while moving in a direction length less straight line cut boundary the incident position of the laser while maintaining the Perform the linear movement cut surface formation to form the surface,
Hereinafter, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated by 45 °, and from the side of the thick material so that it is in the same plane as the formed cut surface and further intersects with the cut boundary portion of the formed cut surface. be cut resumed by the incidence of pulsed laser Rutotomoni Thick material toward the center of the incident position of the pulse laser while maintaining to be parallel to the incident direction relative to the direction of cutting resumed beginning from thick material material outside peripheral side A linear moving cutting that forms a cutting surface so as to be a cutting boundary portion on a straight line that is not longer than the cutting limit length with respect to the remaining connection portion in the same plane as the cutting surface by irradiating a pulse laser while moving to Repeated surface formation,
Finally, the laser irradiation part or the thick material is stopped after being rotated, and a linearly moving cut surface is formed to cut all remaining connection portions in the same plane as the cut surface formed immediately before, and cut into a flat shape. ,
A method for laser cutting for thick materials.
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