レーザ加工方法とレーザ加工装置
【解決手段】 加工ヘッド２は噴射ノズル１２を備えており、その噴射ノズル１２から被加工物３に向けて液柱Ｗを噴射するとともに、該液柱Ｗにレーザ光Ｌを導光して被加工物３に照射することにより、被加工物３に切断加工を施すようになっている。
加工ヘッド２の下部には、液柱Ｗに向けて側部から圧縮空気を吹き付ける気体噴射ノズル２６が配置されており、噴射ノズル１２から液柱Ｗを噴射した状態において気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに向けて圧縮空気が吹き付けられ、気体の吹き付けを停止してからレーザ光Ｌを照射して加工を開始する。
【効果】 液柱Ｗの周囲の霧を除去することができるので、液柱Ｗを安定した状態に維持して被加工物３に安定した切断加工を施すことができる。
加工ヘッド２の下部には、液柱Ｗに向けて側部から圧縮空気を吹き付ける気体噴射ノズル２６が配置されており、噴射ノズル１２から液柱Ｗを噴射した状態において気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに向けて圧縮空気が吹き付けられ、気体の吹き付けを停止してからレーザ光Ｌを照射して加工を開始する。
【効果】 液柱Ｗの周囲の霧を除去することができるので、液柱Ｗを安定した状態に維持して被加工物３に安定した切断加工を施すことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ加工方法とレーザ加工装置に関し、より詳しくは、液柱内にレーザ光を導光して被加工物を加工するようにしたレーザ加工方法とレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液柱内に導光したレーザ光を被加工物に照射して切断するようにしたレーザ加工装置は公知である。
こうした従来のレーザ加工装置においては、被加工物や加工テーブルなどに衝突した液柱が跳ね返って液柱を噴射するための噴射孔の周囲に到達することがあった。その場合には、液柱に向けて流れる噴射孔の近傍の気流が乱れることになるので、安定した液柱が得られないという問題があった。
そこで、従来、加工ヘッドの下部に仕切板を設けて、加工中に被加工物から跳ね上がってくる水滴を仕切板によって遮蔽するようにしたレーザ加工装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の装置においても次のような問題が生じている。すなわち、レーザ加工装置においては、非常に細い液柱が被加工物や加工テーブルなどに衝突することで跳ね返りとともに加工箇所の周辺に霧が発生して浮遊する。そのため、前述した仕切板を設けたとしても、加工中に発生した霧が舞い上がって仕切板の液柱通過用の貫通孔や仕切板の外側を経て加工ヘッドに付着するのを防ぐことはできなかった。そして、加工ヘッドに付着する水滴は加工時間の経過とともに大きくなり、その後、大きくなった水滴により液柱まわりの気流が乱れたり、水滴が液柱に接触したりして安定した加工ができないという問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、第１の本発明は、加工ヘッドから液体を噴射して液柱状態としてから液柱内にレーザ光を導光して被加工物に照射して、該被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工方法において、
液柱を噴射した状態において気体を吹き付けて液柱を横切る気流を形成して、上記液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体の吹き付けを停止してから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に加工を開始して、該被加工物に所要の加工を施すことを特徴とするものである。
また、第２の本発明は、液体の噴射孔を有する加工ヘッドと、該加工ヘッドに加圧液体を供給する液体供給手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記液体供給手段及びレーザ発振器の作動を制御する制御手段とを備え、上記液体供給手段から加工ヘッドに加圧液体を供給して上記噴射孔から液体を噴射して液柱状態にしてから該液柱にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工装置において、
上記噴射孔から噴射された液柱を横切る気流を形成するために気体を吹き付ける気体噴射ノズルを設けるとともに、上記制御手段により上記気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを制御するようにし、該制御手段は、上記噴射孔から液柱が噴射された状態において上記気体噴射ノズルから気体を吹き出させて液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを停止させてから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより被加工物の加工を開始することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上述した構成によれば、被加工物に対してレーザ光を照射する加工開始の時点までには液柱の周囲に浮遊する霧が吹き飛ばされて除去されている。そのため、加工ヘッドに霧が付着して液滴となることを防止することができ、従って安定した液柱によって被加工物に安定した加工を施すことができる時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示した被加工物３とその支持部の平面図。
【図３】図１のレーザ加工装置１によって被加工物３を加工する際の作業工程を示すフロー図。
【図４】本発明の第２実施例を示す平面図。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図１において１はレーザ加工装置であり、このレーザ加工装置１は、加工ヘッド２によって液柱Ｗを被加工物３に向けて噴射するとともに液柱Ｗ内に導光したレーザ光Ｌを被加工物３に照射することにより、被加工物３に切断加工や溝加工を施すことができるようになっている。
レーザ加工装置１は、上記被加工物３を支持する加工テーブル４と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器５と、高圧の液体（水）を加工ヘッド２内へ供給する液体供給手段６と、液体を液柱Ｗにして被加工物３に向けて噴射するとともにレーザ光Ｌを液柱Ｗ内に導光することにより被加工物３に向けて出射する上記加工ヘッド２とを備えており、これらの作動は制御手段１０によって制御されるようになっている。
【０００９】
上記加工ヘッド２は図示しない昇降手段によって垂直方向に移動することができるようになっている。他方、加工テーブル４は図示しない駆動機構によって水平方向に移動することができる。上記加工ヘッド２用の昇降手段および加工テーブル４用の駆動機構は、上記制御手段１０によって作動を制御されるようになっている。
上記加工テーブル４の上面の所要位置には左右一対のクランプ４Ａ、４Ａが配置されており、加工テーブル４上に載置された方形の被加工物３は、上記クランプ４Ａ，４Ａによって加工テーブル４に固定されるようになっている（図２参照）。また、加工テーブル４の上面の所要位置には排水溝４Ｂが形成されている。排水溝４Ｂは、被加工物３における各加工予定線３ａ〜３ｃに沿うように形成されている。後述するように、被加工物３の加工予定線３ａ〜３ｃに沿って切断加工を行う際には、被加工物３を貫通した液体を各加工予定線３ａ〜３ｃの下方側の排水溝４Ｂから排出できるようになっている。このように、本実施例においては、被加工物３を切断する際の加工予定線３ａ〜３ｃの位置に対応させて排水溝４Ｂが形成されている。
なお、レーザ加工装置１による加工対象となる被加工物３は、厚さ数十μｍのステンレス板である。
【００１０】
上記レーザ発振器５はＹＡＧレーザ発振器であり、加工に応じてＣＷ発振又はパルス発振が可能であり、またその出力やパルスの発振周期等の加工条件を適宜調整できるようになっている。
レーザ発振器５と加工ヘッド２との間には、レーザ光Ｌを加工ヘッド２に向けて反射させる反射ミラー７と、レーザ光Ｌを集光する集光レンズ８とが設けられている。なお、レーザ発振器５としては、この他にも半導体レーザやＣＯ２レーザ発振器等を用いることも可能であるが、ＣＯ２レーザ発振器の場合にはレーザ光が水に吸収されやすい波長であるため、加工ヘッド２より噴射される液体をレーザ光が吸収しにくい液体にすることになる。
【００１１】
加工ヘッド２は、上下方向に中空部が貫通して形成された筒状のハウジング１１と、該ハウジング１１における中空部の下部に設けられた噴射ノズル１２と、ハウジング１１の中空部の上部に設けられた透明な透過部材１３とを備えている。
上記ハウジング１１は、図示しない昇降手段によって保持されており、該昇降手段の作動は制御手段１０によって制御されるようになっている。ハウジング１１の中空部は上記集光レンズ８によって集光されたレーザ光Ｌの光路上に形成されており、上記噴射ノズル１２および透過部材１３はこの光路上に設けられている。
上記噴射ノズル１２はハウジング１１の下端部に形成された凹部内にシールリングを介して嵌合され、かつハウジング１１の下方から固定部材１４によって押圧保持されている。
【００１２】
上記透過部材１３はレーザ光Ｌを透過させる透明なガラス製であって、上記噴射ノズル１２と集光レンズ８との間に位置し、上記ハウジング１１との間にシールリングを介在させて、上方からナット１５によって押圧保持されている。
上記噴射ノズル１２と透過部材１３との間に形成された空間には上記液体供給手段６が接続された液体通路１６が形成されており、上記液体供給手段６から液体通路１６へ高圧の液体が供給されるようになっている。
上記噴射ノズル１２の中央には液体を噴射する噴射孔１２ａが形成されており、上記固定部材１４の中央には噴射ノズル１２の噴射孔１２ａよりも大径の貫通孔１４ａが形成されている。
そして、上記液体供給手段６から加工ヘッド２に高圧の液体が供給されると、該液体は液体通路１６を経由して上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから液柱Ｗとなって下方に向けて噴射され、この液柱Ｗは上記貫通孔１４ａおよび後述する下方側の各部材を通過して被加工物３に衝突するようになっている。
また、レーザ発振器５から発振されたレーザ光Ｌは上記集光レンズ８により上記噴射孔１２ａから噴射される液柱Ｗの内部に集光されるようになっており、それによりレーザ光Ｌは上記液柱Ｗを導光路として案内されてから被加工物３に照射されるようになっている。
【００１３】
加工ヘッド２の固定部材１４の下部には、多孔質体からなる略環状の多孔質部材１７が配置されるとともに、この多孔質部材１７を固定部材１４に連結する保持部材１８が配置されている。
上記多孔質部材１７全体は多孔質のアルミニウムからなり、多孔質部材１７の中央には液柱Ｗを通過させるための円錐状の貫通孔１７ａが形成されている。この多孔質部材１７はその内部に水滴や気体を流通させることができるようになっている。
上記保持部材１８は上記固定部材１４の外周に螺合されることで、ハウジング１１の下部に固定されており、この保持部材１８の下面に形成された段付凹部１８ａにおける下方内周部に上記多孔質部材１７が下方側から嵌着されている。
また、保持部材１８の中央部には液柱Ｗを通過させるための上下方向の貫通孔１８ｂが穿設されている。また、上記多孔質部材１７の上面と隣接する上記段付凹部１８ａの上部空間は内室２１として構成されている。この内室２１は、そこに連通して外周面に開口する通路１８ｃおよびそれに接続された導管２２を介して負圧発生手段２３に接続されている。この負圧発生手段２３の作動は上記制御手段１０によって制御されるようになっている。
そして、上記負圧発生手段２３から導管２２と通路１８ｃを介して内室２１に負圧が導入されると、多孔質の上記多孔質部材１７の内部を介して該多孔質部材１７の下面にも負圧が作用する。その状態においては、多孔質部材１７の下面に付着した水滴や下面の近傍の気体が多孔質部材１７内に吸引されてから上方の内室２１まで吸引され、さらにその後、通路１８ｃと導管２２を介して負圧発生手段２３内へ吸引されて排出されるようになっている。
【００１４】
また、上記保持部材１８および多孔質部材１７よりも下方側に、多孔質部材１７と所定間隔を隔てて仕切板２４が配置されている。この仕切板２４は、複数の連結部材２５によって上記保持部材１８の底面に水平に連結されている。仕切板２４の中央部には、液柱Ｗの外径よりも少し大きな上下方向の貫通孔２４ａが穿設されている。そして、上記噴射ノズル１２から下方へ噴射される液柱Ｗは、先ず上記固定部材１４の貫通孔１４ａを通過し、その後、保持部材１８の貫通孔１８ｂ、多孔質部材１７の貫通孔１７ａおよび仕切板２４の貫通孔２４ａを順次通過してから被加工物３に衝突するようになっている。
このように、加工ヘッド２の最下部に仕切板２４が配置されているので、液柱Ｗとなって被加工物３に衝突した液体の飛沫が跳ね上がったとしても、そのような飛沫は上記仕切板２４によって遮蔽されるようになっている。そのため、被加工物３から跳ね上がった液体の飛沫が上記噴射ノズル１２、保持部材１８および多孔質部材１７に付着することが阻止されるようになっている。これにより、被加工物３から跳ね上がった液体の飛沫によって液柱Ｗの安定状態が乱されることを防止している。
【００１５】
さらに、本実施例においては、加工ヘッド２と被加工物３の間で上記噴射ノズル１２から液体が噴射されて液柱Ｗが形成される空間の側方に、その液柱Ｗを横切る気流を形成するように空気を吹き付ける気体噴射ノズル２６が配置されるとともに、気体噴射ノズル２６と対向するように液柱Ｗの周囲から吹き飛ばされた霧を吸引する吸引ノズル２７が配置されている。
気体噴射ノズル２６は、上下位置の２つのノズル２６Ａ、２６Ｂからなり、それら両ノズル２６Ａ、２６Ｂは、ブラケット２８を介して保持部材１８に連結されている。気体噴射ノズル２６は導管３１を介して圧縮空気の供給源３２に接続されており、導管３１の途中に設けた電磁開閉弁３７を制御手段１０により制御することにより、気体噴射ノズル２６からの気体の吹き出し・停止を制御するようになっている。上方側のノズル２６Ａは仕切板２４の上方で少し上向きに設けられ、下方側のノズル２６Ｂは仕切板の下方でほぼ水平を向くように設けられ、両ノズル２６Ａ、２６Ｂとも液柱Ｗの方向を指向している。
【００１６】
そして、所要時に上記制御手段１０が電磁開閉弁３７を開放すると、気体噴射ノズル２６における上方側のノズル２６Ａにより仕切板２４と多孔質部材１７との間の液柱Ｗが形成される範囲の全域で液柱Ｗを横切る気流を形成して、液柱Ｗの周囲の霧を噴射ノズル１２の下方から除去するとともに多孔質部材１７の下面に付着する水滴を吹き飛ばすようになっている。また、下方側のノズル２６Ｂにより仕切板２４と被加工物３との間の液柱Ｗが形成される範囲の全域で液柱Ｗを横切る気流を形成して液柱Ｗの周囲の霧を除去するようになっている。なお、気体噴射ノズル２６の両ノズル２６Ａ、２６Ｂによる気流の水平方向の幅は、液柱Ｗを中心として、少なくとも左右両側に各２０ｍｍとなるように形成されている。また、両ノズル２６Ａ，２６Ｂから吹き出される圧縮空気の圧力は、約０．０５〜０．１ＭＰａとなるように設定されている。この程度の圧力であれば、気体噴射ノズル２６による気流で液柱状態を乱されていたとしても、気体の吹き出しを停止すればすぐに安定した液柱状態を得られ、レーザ光Ｌを導光することが可能となる。
また、液柱Ｗを挟んで上記気体噴射ノズル２６と対向するように、ブラケット３３を介して上記吸引ノズル２７が保持部材１８に連結されている。吸引ノズル２７は導管３４を介して上記負圧発生手段２３に接続されており、導管３４の途中には上記制御手段１０によって作動を制御される電磁開閉弁３５が設けられている。電磁開閉弁３５は常閉のものであって、負圧発生手段２３の作動状態において制御手段１０が所要時に電磁開閉弁３５を開放させると、上記気流によって流されてきた霧は気体とともに吸引ノズル２７によって吸引されて回収されるようになっている。
【００１７】
以上の構成にかかるレーザ加工装置１によって被加工物３である方形で薄肉のステンレス板に切断加工を施す場合について説明する。ここでは、３つの長方形を切り抜き加工するもので、第１の加工予定線３ａ、第２の加工予定線３ｂ、さらに第３の加工予定線３ｃの順に切断加工するものとする（図２参照）。
この場合、先ず、加工テーブル４上に被加工物３が載置されてから該被加工物３の両側部がクランプ４Ａ、４Ａにより固定される。すると、制御手段１０により図示しない駆動機構を介して加工テーブル４が水平方向に所要量だけ移動されて、加工テーブル４上に設定される加工開始点３ａ’が噴射孔１２ａの真下に停止される（図１、図２、図３のＳ１参照）。この加工開始点３ａ’は、加工予定線３ａの隣接内方側に設定されている。
【００１８】
この後、制御手段１０は、液体供給手段６により加工ヘッド２の液体通路１６に高圧の液体を供給して上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから液体を噴射させ、しばらくこの状態を保持して安定した液柱Ｗが形成されるようにする。この間液柱Ｗは被加工物３に衝突し、霧が発生する。また、制御手段１０は、液柱Ｗの噴射とともに、電磁開閉弁３７を開放して気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに向けて圧縮空気を噴射させる（図２、図３のＳ２）。引き続いて、制御手段１０は、電磁開閉弁３５を開放して吸引ノズル２７に負圧を作用させるとともに、加工ヘッド２の内室２１を経由して多孔質部材１７の下面に負圧を作用させる（図３のＳ３）。なお、液体が被加工物３に向けて噴射されると、被加工物３に衝突した液体の一部が飛沫となって跳ね上がるが、そのような飛沫は仕切板２４によって遮蔽されて噴射ノズル１２や吸収部材１７および保持部材１８の下面に付着することが防止される。
【００１９】
ここで、上記液柱Ｗを噴射し始めてからこの時点までに、液柱Ｗが被加工物３に継続して衝突していることで微小な霧が発生するが、気体噴射ノズル２６により液柱Ｗを横切る気流が形成されるとともに吸引ノズル２７に負圧が作用しているため、液柱Ｗの周囲に浮遊する霧は気流にのって液柱Ｗの周囲から除去された後に、吸引ノズル２７によって吸引されて吸引手段２３に回収される。
この後、安定した液柱Ｗが形成されると思われる時間が経過したら、制御手段１０は電磁開閉弁３７を閉じて気体噴射ノズル２６から圧縮空気の吹き出しを停止させるとともに、電磁開閉弁３５を閉じて吸引ノズル２７へ負圧を作用させるのを停止させる（図３のＳ４）。
【００２０】
そして、圧縮空気の吹き出しによる液柱Ｗの周囲の気流がなくなり、液柱Ｗが安定して形成されると制御手段１０によってレーザ発振器５からレーザ光Ｌが発振される。そのため、該レーザ光Ｌは反射ミラー７で反射されてから集光レンズ８によって集光される。そして、集光されたレーザ光Ｌは透過部材１３および液体通路１６内の液体を通過して、上記噴射孔１２ａより噴射されている液柱Ｗ内に導光されてから該液柱Ｗにより被加工物３まで案内されて、被加工物３の加工開始点３ａ’に照射されて切断加工が開始される（図３のＳ５）。
その後、制御手段１０が図示しない駆動機構を介して加工テーブル４を水平方向に移動させることで、加工予定線３ａに沿って被加工物３に長方形の切り抜きが切断される（図３のＳ６）。なお、液柱Ｗから被加工物３に衝突した後の液体は、加工予定線３ａの下方側となる加工テーブル４側の排水溝４Ｂによって排出されるようになっている。
【００２１】
このように、被加工物３に対するレーザ光Ｌの照射開始時点以前においては、液柱Ｗの周囲の霧は除去されており、しかも照射中においては多孔質部材１７の下面に負圧が作用しているので、液柱Ｗが安定した状態を維持することができる。そのため、安定状態の液柱Ｗ内を導光されたレーザ光Ｌにより被加工物３に対して安定した正確な切断加工を長時間にわたり施すことができる。
このように、先ず第１の加工予定線３ａに沿って被加工物３から長方形を切り抜いた時点で、制御手段１０はレーザ発振器５からのレーザ光Ｌの発振を停止させる（図３のＳ６）。
この後、継続して噴射孔１２から液柱Ｗを噴射した状態から制御手段１０は、電磁開閉弁３７を開放させて気体噴射ノズル２６から圧縮空気を吹き出すとともに電磁開閉弁３５を開放させて吸引ノズル２７に負圧を作用させる。これにより、液柱Ｗの周囲に発生した霧は吹き飛ばされて除去されてから吸引ノズル２７によって吸引される。このとき多孔質部材１７の下面に水滴が形成されていたとしても、上方側のノズル２６Ａからの気流によって吹き飛ばされる。
【００２２】
そして、レーザ光Ｌの発振を停止した状態において、制御手段１０は図示しない駆動機構を介して加工テーブル４を移動させて、第２の加工予定線３ｂの次の加工開始点３ｂ’を噴射孔１２ａの真下に位置させる（図３のＳ８参照）。なお、この時点においても、継続して多孔質部材１７に負圧を作用させてあり、また、液柱Ｗは継続して噴射ノズル１２より噴射されている。
以下、上記加工予定線３ａを切断加工した場合と同様の作業工程（図３のＳ４〜Ｓ６）によって、第２の加工予定線３ｂ、第３の加工予定線３ｃの順に切断加工が施される。以上のようにしてレーザ加工装置１により加工予定線３ａ〜３ｃに沿って順次被加工物３が切断加工される。
【００２３】
また、本実施例では多孔質部材１７の下面に負圧を作用させることで、そこに付着した水滴を吸引するようにして、水滴の成長を抑制することにより、液柱Ｗの安定状態の継続時間をさらに長くすることができるようにしている。また、本実施例ではレーザ光Ｌを被加工物３に照射して加工を開始するまでは気体噴射ノズル２６から液柱Ｗを横切る気流を形成して該液柱Ｗの周囲に浮遊する霧を吹き飛ばして除去するとともに、吸引ノズル２７により霧を吸引するようにしている。
そのため、加工ヘッド２の底部に霧が付着することによって液柱Ｗおよびその近傍の気流の流れが乱されることを良好に防止して、液柱Ｗの安定状態を長く継続することができ、レーザ光Ｌを液柱Ｗ内に導光した安定した切断加工を長く行うことができる。
【００２４】
次に、図４は本発明のレーザ加工装置１によって被加工物３を切断加工する別の実施例を示したものである。上述した最初の実施例においては、液柱Ｗを被加工物３に衝突させた状態において上記気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに圧縮空気を吹き付けていたが、この第２実施例においては、被加工物３ではなく支持手段としての粘着シート４１に液柱Ｗを衝突させた状態からレーザ光Ｌを照射して切断加工を開始するようにしたものである。
この第２実施例においては、被加工物３は、粘着シート４１の中央部に貼り付けられており、該粘着シート４１の外周部はリングフレーム４２に保持されている。つまり、支持部材としての粘着シート４１およびリングフレーム４２に支持された被加工物３に対して切断加工を施すようになっている。この実施例では、被加工物３に対して隣接位置を完全に分離するような直線状の加工予定線３ｄ、３ｅを設定し、それらに沿って順次被加工物３に切断加工を施すものとしており、加工予定線３ｄの延長線上の位置３Ｄで液柱Ｗを形成してからレーザ光Ｌを発振して、加工を開始する。この際、液柱Ｗは粘着シート４１に衝突して霧が発生するので、最初の実施例と同様にレーザ光Ｌを照射しない期間において、気体噴射ノズル２６から圧縮空気を噴射して液柱Ｗを横切る気流を形成するとともに吸引ノズル２７に負圧を作用させて霧を吸引する。
このような第２実施例であっても、上述した第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２５】
次に、図５は本発明の第３実施例のレーザ加工装置１を示したものである。上述した２つの実施例においては、多孔質部材１７の下面に負圧を作用させて付着した水滴を多孔質部材１７を介して内側に吸引するように構成していたが、この第３実施例においては多孔質部材１７から外部に気体を噴出可能に構成したものである。この第３実施例においては、圧縮空気の供給源３２と電磁開閉弁３７との間の導管３１を分岐管５１を介して保持部材１８の通路１８ｃに接続し、上記分岐管５１に圧力調整手段５２と制御手段１０により作動を制御される電磁開閉弁５３を設けている。そして、電磁開閉弁５３を開放すると供給源３２からの圧縮空気が保持部材１８の内室２１を通って多孔質部材１７から外部へ噴出するようになっている。このような構成の第３実施例において、被加工物３を切断加工する場合、噴射ノズル１２から液体を噴射している間は常に多孔質部材１７から気体を噴出させるようにし、レーザ光Ｌを照射する際にも気体は噴出する。その圧力は液柱Ｗの形成に影響を与えない程度となっている。
このような第３実施例においても上述した第１、第２の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２６】
なお、上記実施例における多孔質部材１７、内室２１、導管２２および負圧発生手段２３は省略しても良いし、さらに上記仕切板２４も省略しても良い。
また、上記実施例における吸引ノズル２７と導管３４、および電磁開閉弁３５は省略しても良い。
また、上記気体噴射ノズル２６として、２つのノズル２６Ａ、２６Ｂを設けているが、１つであってもよく、また、その噴射口の形状を上下に細長く形成したものでもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１‥レーザ加工装置 ２‥加工ヘッド
３‥被加工物 ４‥加工テーブル
５‥レーザ発振器 ６‥液体供給手段
１２ａ‥噴射孔 ２６‥気体噴射ノズル
Ｗ‥液柱 Ｌ‥レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ加工方法とレーザ加工装置に関し、より詳しくは、液柱内にレーザ光を導光して被加工物を加工するようにしたレーザ加工方法とレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液柱内に導光したレーザ光を被加工物に照射して切断するようにしたレーザ加工装置は公知である。
こうした従来のレーザ加工装置においては、被加工物や加工テーブルなどに衝突した液柱が跳ね返って液柱を噴射するための噴射孔の周囲に到達することがあった。その場合には、液柱に向けて流れる噴射孔の近傍の気流が乱れることになるので、安定した液柱が得られないという問題があった。
そこで、従来、加工ヘッドの下部に仕切板を設けて、加工中に被加工物から跳ね上がってくる水滴を仕切板によって遮蔽するようにしたレーザ加工装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の装置においても次のような問題が生じている。すなわち、レーザ加工装置においては、非常に細い液柱が被加工物や加工テーブルなどに衝突することで跳ね返りとともに加工箇所の周辺に霧が発生して浮遊する。そのため、前述した仕切板を設けたとしても、加工中に発生した霧が舞い上がって仕切板の液柱通過用の貫通孔や仕切板の外側を経て加工ヘッドに付着するのを防ぐことはできなかった。そして、加工ヘッドに付着する水滴は加工時間の経過とともに大きくなり、その後、大きくなった水滴により液柱まわりの気流が乱れたり、水滴が液柱に接触したりして安定した加工ができないという問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、第１の本発明は、加工ヘッドから液体を噴射して液柱状態としてから液柱内にレーザ光を導光して被加工物に照射して、該被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工方法において、
液柱を噴射した状態において気体を吹き付けて液柱を横切る気流を形成して、上記液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体の吹き付けを停止してから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に加工を開始して、該被加工物に所要の加工を施すことを特徴とするものである。
また、第２の本発明は、液体の噴射孔を有する加工ヘッドと、該加工ヘッドに加圧液体を供給する液体供給手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記液体供給手段及びレーザ発振器の作動を制御する制御手段とを備え、上記液体供給手段から加工ヘッドに加圧液体を供給して上記噴射孔から液体を噴射して液柱状態にしてから該液柱にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工装置において、
上記噴射孔から噴射された液柱を横切る気流を形成するために気体を吹き付ける気体噴射ノズルを設けるとともに、上記制御手段により上記気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを制御するようにし、該制御手段は、上記噴射孔から液柱が噴射された状態において上記気体噴射ノズルから気体を吹き出させて液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを停止させてから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより被加工物の加工を開始することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
上述した構成によれば、被加工物に対してレーザ光を照射する加工開始の時点までには液柱の周囲に浮遊する霧が吹き飛ばされて除去されている。そのため、加工ヘッドに霧が付着して液滴となることを防止することができ、従って安定した液柱によって被加工物に安定した加工を施すことができる時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１に示した被加工物３とその支持部の平面図。
【図３】図１のレーザ加工装置１によって被加工物３を加工する際の作業工程を示すフロー図。
【図４】本発明の第２実施例を示す平面図。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図１において１はレーザ加工装置であり、このレーザ加工装置１は、加工ヘッド２によって液柱Ｗを被加工物３に向けて噴射するとともに液柱Ｗ内に導光したレーザ光Ｌを被加工物３に照射することにより、被加工物３に切断加工や溝加工を施すことができるようになっている。
レーザ加工装置１は、上記被加工物３を支持する加工テーブル４と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器５と、高圧の液体（水）を加工ヘッド２内へ供給する液体供給手段６と、液体を液柱Ｗにして被加工物３に向けて噴射するとともにレーザ光Ｌを液柱Ｗ内に導光することにより被加工物３に向けて出射する上記加工ヘッド２とを備えており、これらの作動は制御手段１０によって制御されるようになっている。
【０００９】
上記加工ヘッド２は図示しない昇降手段によって垂直方向に移動することができるようになっている。他方、加工テーブル４は図示しない駆動機構によって水平方向に移動することができる。上記加工ヘッド２用の昇降手段および加工テーブル４用の駆動機構は、上記制御手段１０によって作動を制御されるようになっている。
上記加工テーブル４の上面の所要位置には左右一対のクランプ４Ａ、４Ａが配置されており、加工テーブル４上に載置された方形の被加工物３は、上記クランプ４Ａ，４Ａによって加工テーブル４に固定されるようになっている（図２参照）。また、加工テーブル４の上面の所要位置には排水溝４Ｂが形成されている。排水溝４Ｂは、被加工物３における各加工予定線３ａ〜３ｃに沿うように形成されている。後述するように、被加工物３の加工予定線３ａ〜３ｃに沿って切断加工を行う際には、被加工物３を貫通した液体を各加工予定線３ａ〜３ｃの下方側の排水溝４Ｂから排出できるようになっている。このように、本実施例においては、被加工物３を切断する際の加工予定線３ａ〜３ｃの位置に対応させて排水溝４Ｂが形成されている。
なお、レーザ加工装置１による加工対象となる被加工物３は、厚さ数十μｍのステンレス板である。
【００１０】
上記レーザ発振器５はＹＡＧレーザ発振器であり、加工に応じてＣＷ発振又はパルス発振が可能であり、またその出力やパルスの発振周期等の加工条件を適宜調整できるようになっている。
レーザ発振器５と加工ヘッド２との間には、レーザ光Ｌを加工ヘッド２に向けて反射させる反射ミラー７と、レーザ光Ｌを集光する集光レンズ８とが設けられている。なお、レーザ発振器５としては、この他にも半導体レーザやＣＯ２レーザ発振器等を用いることも可能であるが、ＣＯ２レーザ発振器の場合にはレーザ光が水に吸収されやすい波長であるため、加工ヘッド２より噴射される液体をレーザ光が吸収しにくい液体にすることになる。
【００１１】
加工ヘッド２は、上下方向に中空部が貫通して形成された筒状のハウジング１１と、該ハウジング１１における中空部の下部に設けられた噴射ノズル１２と、ハウジング１１の中空部の上部に設けられた透明な透過部材１３とを備えている。
上記ハウジング１１は、図示しない昇降手段によって保持されており、該昇降手段の作動は制御手段１０によって制御されるようになっている。ハウジング１１の中空部は上記集光レンズ８によって集光されたレーザ光Ｌの光路上に形成されており、上記噴射ノズル１２および透過部材１３はこの光路上に設けられている。
上記噴射ノズル１２はハウジング１１の下端部に形成された凹部内にシールリングを介して嵌合され、かつハウジング１１の下方から固定部材１４によって押圧保持されている。
【００１２】
上記透過部材１３はレーザ光Ｌを透過させる透明なガラス製であって、上記噴射ノズル１２と集光レンズ８との間に位置し、上記ハウジング１１との間にシールリングを介在させて、上方からナット１５によって押圧保持されている。
上記噴射ノズル１２と透過部材１３との間に形成された空間には上記液体供給手段６が接続された液体通路１６が形成されており、上記液体供給手段６から液体通路１６へ高圧の液体が供給されるようになっている。
上記噴射ノズル１２の中央には液体を噴射する噴射孔１２ａが形成されており、上記固定部材１４の中央には噴射ノズル１２の噴射孔１２ａよりも大径の貫通孔１４ａが形成されている。
そして、上記液体供給手段６から加工ヘッド２に高圧の液体が供給されると、該液体は液体通路１６を経由して上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから液柱Ｗとなって下方に向けて噴射され、この液柱Ｗは上記貫通孔１４ａおよび後述する下方側の各部材を通過して被加工物３に衝突するようになっている。
また、レーザ発振器５から発振されたレーザ光Ｌは上記集光レンズ８により上記噴射孔１２ａから噴射される液柱Ｗの内部に集光されるようになっており、それによりレーザ光Ｌは上記液柱Ｗを導光路として案内されてから被加工物３に照射されるようになっている。
【００１３】
加工ヘッド２の固定部材１４の下部には、多孔質体からなる略環状の多孔質部材１７が配置されるとともに、この多孔質部材１７を固定部材１４に連結する保持部材１８が配置されている。
上記多孔質部材１７全体は多孔質のアルミニウムからなり、多孔質部材１７の中央には液柱Ｗを通過させるための円錐状の貫通孔１７ａが形成されている。この多孔質部材１７はその内部に水滴や気体を流通させることができるようになっている。
上記保持部材１８は上記固定部材１４の外周に螺合されることで、ハウジング１１の下部に固定されており、この保持部材１８の下面に形成された段付凹部１８ａにおける下方内周部に上記多孔質部材１７が下方側から嵌着されている。
また、保持部材１８の中央部には液柱Ｗを通過させるための上下方向の貫通孔１８ｂが穿設されている。また、上記多孔質部材１７の上面と隣接する上記段付凹部１８ａの上部空間は内室２１として構成されている。この内室２１は、そこに連通して外周面に開口する通路１８ｃおよびそれに接続された導管２２を介して負圧発生手段２３に接続されている。この負圧発生手段２３の作動は上記制御手段１０によって制御されるようになっている。
そして、上記負圧発生手段２３から導管２２と通路１８ｃを介して内室２１に負圧が導入されると、多孔質の上記多孔質部材１７の内部を介して該多孔質部材１７の下面にも負圧が作用する。その状態においては、多孔質部材１７の下面に付着した水滴や下面の近傍の気体が多孔質部材１７内に吸引されてから上方の内室２１まで吸引され、さらにその後、通路１８ｃと導管２２を介して負圧発生手段２３内へ吸引されて排出されるようになっている。
【００１４】
また、上記保持部材１８および多孔質部材１７よりも下方側に、多孔質部材１７と所定間隔を隔てて仕切板２４が配置されている。この仕切板２４は、複数の連結部材２５によって上記保持部材１８の底面に水平に連結されている。仕切板２４の中央部には、液柱Ｗの外径よりも少し大きな上下方向の貫通孔２４ａが穿設されている。そして、上記噴射ノズル１２から下方へ噴射される液柱Ｗは、先ず上記固定部材１４の貫通孔１４ａを通過し、その後、保持部材１８の貫通孔１８ｂ、多孔質部材１７の貫通孔１７ａおよび仕切板２４の貫通孔２４ａを順次通過してから被加工物３に衝突するようになっている。
このように、加工ヘッド２の最下部に仕切板２４が配置されているので、液柱Ｗとなって被加工物３に衝突した液体の飛沫が跳ね上がったとしても、そのような飛沫は上記仕切板２４によって遮蔽されるようになっている。そのため、被加工物３から跳ね上がった液体の飛沫が上記噴射ノズル１２、保持部材１８および多孔質部材１７に付着することが阻止されるようになっている。これにより、被加工物３から跳ね上がった液体の飛沫によって液柱Ｗの安定状態が乱されることを防止している。
【００１５】
さらに、本実施例においては、加工ヘッド２と被加工物３の間で上記噴射ノズル１２から液体が噴射されて液柱Ｗが形成される空間の側方に、その液柱Ｗを横切る気流を形成するように空気を吹き付ける気体噴射ノズル２６が配置されるとともに、気体噴射ノズル２６と対向するように液柱Ｗの周囲から吹き飛ばされた霧を吸引する吸引ノズル２７が配置されている。
気体噴射ノズル２６は、上下位置の２つのノズル２６Ａ、２６Ｂからなり、それら両ノズル２６Ａ、２６Ｂは、ブラケット２８を介して保持部材１８に連結されている。気体噴射ノズル２６は導管３１を介して圧縮空気の供給源３２に接続されており、導管３１の途中に設けた電磁開閉弁３７を制御手段１０により制御することにより、気体噴射ノズル２６からの気体の吹き出し・停止を制御するようになっている。上方側のノズル２６Ａは仕切板２４の上方で少し上向きに設けられ、下方側のノズル２６Ｂは仕切板の下方でほぼ水平を向くように設けられ、両ノズル２６Ａ、２６Ｂとも液柱Ｗの方向を指向している。
【００１６】
そして、所要時に上記制御手段１０が電磁開閉弁３７を開放すると、気体噴射ノズル２６における上方側のノズル２６Ａにより仕切板２４と多孔質部材１７との間の液柱Ｗが形成される範囲の全域で液柱Ｗを横切る気流を形成して、液柱Ｗの周囲の霧を噴射ノズル１２の下方から除去するとともに多孔質部材１７の下面に付着する水滴を吹き飛ばすようになっている。また、下方側のノズル２６Ｂにより仕切板２４と被加工物３との間の液柱Ｗが形成される範囲の全域で液柱Ｗを横切る気流を形成して液柱Ｗの周囲の霧を除去するようになっている。なお、気体噴射ノズル２６の両ノズル２６Ａ、２６Ｂによる気流の水平方向の幅は、液柱Ｗを中心として、少なくとも左右両側に各２０ｍｍとなるように形成されている。また、両ノズル２６Ａ，２６Ｂから吹き出される圧縮空気の圧力は、約０．０５〜０．１ＭＰａとなるように設定されている。この程度の圧力であれば、気体噴射ノズル２６による気流で液柱状態を乱されていたとしても、気体の吹き出しを停止すればすぐに安定した液柱状態を得られ、レーザ光Ｌを導光することが可能となる。
また、液柱Ｗを挟んで上記気体噴射ノズル２６と対向するように、ブラケット３３を介して上記吸引ノズル２７が保持部材１８に連結されている。吸引ノズル２７は導管３４を介して上記負圧発生手段２３に接続されており、導管３４の途中には上記制御手段１０によって作動を制御される電磁開閉弁３５が設けられている。電磁開閉弁３５は常閉のものであって、負圧発生手段２３の作動状態において制御手段１０が所要時に電磁開閉弁３５を開放させると、上記気流によって流されてきた霧は気体とともに吸引ノズル２７によって吸引されて回収されるようになっている。
【００１７】
以上の構成にかかるレーザ加工装置１によって被加工物３である方形で薄肉のステンレス板に切断加工を施す場合について説明する。ここでは、３つの長方形を切り抜き加工するもので、第１の加工予定線３ａ、第２の加工予定線３ｂ、さらに第３の加工予定線３ｃの順に切断加工するものとする（図２参照）。
この場合、先ず、加工テーブル４上に被加工物３が載置されてから該被加工物３の両側部がクランプ４Ａ、４Ａにより固定される。すると、制御手段１０により図示しない駆動機構を介して加工テーブル４が水平方向に所要量だけ移動されて、加工テーブル４上に設定される加工開始点３ａ’が噴射孔１２ａの真下に停止される（図１、図２、図３のＳ１参照）。この加工開始点３ａ’は、加工予定線３ａの隣接内方側に設定されている。
【００１８】
この後、制御手段１０は、液体供給手段６により加工ヘッド２の液体通路１６に高圧の液体を供給して上記噴射ノズル１２の噴射孔１２ａから液体を噴射させ、しばらくこの状態を保持して安定した液柱Ｗが形成されるようにする。この間液柱Ｗは被加工物３に衝突し、霧が発生する。また、制御手段１０は、液柱Ｗの噴射とともに、電磁開閉弁３７を開放して気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに向けて圧縮空気を噴射させる（図２、図３のＳ２）。引き続いて、制御手段１０は、電磁開閉弁３５を開放して吸引ノズル２７に負圧を作用させるとともに、加工ヘッド２の内室２１を経由して多孔質部材１７の下面に負圧を作用させる（図３のＳ３）。なお、液体が被加工物３に向けて噴射されると、被加工物３に衝突した液体の一部が飛沫となって跳ね上がるが、そのような飛沫は仕切板２４によって遮蔽されて噴射ノズル１２や吸収部材１７および保持部材１８の下面に付着することが防止される。
【００１９】
ここで、上記液柱Ｗを噴射し始めてからこの時点までに、液柱Ｗが被加工物３に継続して衝突していることで微小な霧が発生するが、気体噴射ノズル２６により液柱Ｗを横切る気流が形成されるとともに吸引ノズル２７に負圧が作用しているため、液柱Ｗの周囲に浮遊する霧は気流にのって液柱Ｗの周囲から除去された後に、吸引ノズル２７によって吸引されて吸引手段２３に回収される。
この後、安定した液柱Ｗが形成されると思われる時間が経過したら、制御手段１０は電磁開閉弁３７を閉じて気体噴射ノズル２６から圧縮空気の吹き出しを停止させるとともに、電磁開閉弁３５を閉じて吸引ノズル２７へ負圧を作用させるのを停止させる（図３のＳ４）。
【００２０】
そして、圧縮空気の吹き出しによる液柱Ｗの周囲の気流がなくなり、液柱Ｗが安定して形成されると制御手段１０によってレーザ発振器５からレーザ光Ｌが発振される。そのため、該レーザ光Ｌは反射ミラー７で反射されてから集光レンズ８によって集光される。そして、集光されたレーザ光Ｌは透過部材１３および液体通路１６内の液体を通過して、上記噴射孔１２ａより噴射されている液柱Ｗ内に導光されてから該液柱Ｗにより被加工物３まで案内されて、被加工物３の加工開始点３ａ’に照射されて切断加工が開始される（図３のＳ５）。
その後、制御手段１０が図示しない駆動機構を介して加工テーブル４を水平方向に移動させることで、加工予定線３ａに沿って被加工物３に長方形の切り抜きが切断される（図３のＳ６）。なお、液柱Ｗから被加工物３に衝突した後の液体は、加工予定線３ａの下方側となる加工テーブル４側の排水溝４Ｂによって排出されるようになっている。
【００２１】
このように、被加工物３に対するレーザ光Ｌの照射開始時点以前においては、液柱Ｗの周囲の霧は除去されており、しかも照射中においては多孔質部材１７の下面に負圧が作用しているので、液柱Ｗが安定した状態を維持することができる。そのため、安定状態の液柱Ｗ内を導光されたレーザ光Ｌにより被加工物３に対して安定した正確な切断加工を長時間にわたり施すことができる。
このように、先ず第１の加工予定線３ａに沿って被加工物３から長方形を切り抜いた時点で、制御手段１０はレーザ発振器５からのレーザ光Ｌの発振を停止させる（図３のＳ６）。
この後、継続して噴射孔１２から液柱Ｗを噴射した状態から制御手段１０は、電磁開閉弁３７を開放させて気体噴射ノズル２６から圧縮空気を吹き出すとともに電磁開閉弁３５を開放させて吸引ノズル２７に負圧を作用させる。これにより、液柱Ｗの周囲に発生した霧は吹き飛ばされて除去されてから吸引ノズル２７によって吸引される。このとき多孔質部材１７の下面に水滴が形成されていたとしても、上方側のノズル２６Ａからの気流によって吹き飛ばされる。
【００２２】
そして、レーザ光Ｌの発振を停止した状態において、制御手段１０は図示しない駆動機構を介して加工テーブル４を移動させて、第２の加工予定線３ｂの次の加工開始点３ｂ’を噴射孔１２ａの真下に位置させる（図３のＳ８参照）。なお、この時点においても、継続して多孔質部材１７に負圧を作用させてあり、また、液柱Ｗは継続して噴射ノズル１２より噴射されている。
以下、上記加工予定線３ａを切断加工した場合と同様の作業工程（図３のＳ４〜Ｓ６）によって、第２の加工予定線３ｂ、第３の加工予定線３ｃの順に切断加工が施される。以上のようにしてレーザ加工装置１により加工予定線３ａ〜３ｃに沿って順次被加工物３が切断加工される。
【００２３】
また、本実施例では多孔質部材１７の下面に負圧を作用させることで、そこに付着した水滴を吸引するようにして、水滴の成長を抑制することにより、液柱Ｗの安定状態の継続時間をさらに長くすることができるようにしている。また、本実施例ではレーザ光Ｌを被加工物３に照射して加工を開始するまでは気体噴射ノズル２６から液柱Ｗを横切る気流を形成して該液柱Ｗの周囲に浮遊する霧を吹き飛ばして除去するとともに、吸引ノズル２７により霧を吸引するようにしている。
そのため、加工ヘッド２の底部に霧が付着することによって液柱Ｗおよびその近傍の気流の流れが乱されることを良好に防止して、液柱Ｗの安定状態を長く継続することができ、レーザ光Ｌを液柱Ｗ内に導光した安定した切断加工を長く行うことができる。
【００２４】
次に、図４は本発明のレーザ加工装置１によって被加工物３を切断加工する別の実施例を示したものである。上述した最初の実施例においては、液柱Ｗを被加工物３に衝突させた状態において上記気体噴射ノズル２６から液柱Ｗに圧縮空気を吹き付けていたが、この第２実施例においては、被加工物３ではなく支持手段としての粘着シート４１に液柱Ｗを衝突させた状態からレーザ光Ｌを照射して切断加工を開始するようにしたものである。
この第２実施例においては、被加工物３は、粘着シート４１の中央部に貼り付けられており、該粘着シート４１の外周部はリングフレーム４２に保持されている。つまり、支持部材としての粘着シート４１およびリングフレーム４２に支持された被加工物３に対して切断加工を施すようになっている。この実施例では、被加工物３に対して隣接位置を完全に分離するような直線状の加工予定線３ｄ、３ｅを設定し、それらに沿って順次被加工物３に切断加工を施すものとしており、加工予定線３ｄの延長線上の位置３Ｄで液柱Ｗを形成してからレーザ光Ｌを発振して、加工を開始する。この際、液柱Ｗは粘着シート４１に衝突して霧が発生するので、最初の実施例と同様にレーザ光Ｌを照射しない期間において、気体噴射ノズル２６から圧縮空気を噴射して液柱Ｗを横切る気流を形成するとともに吸引ノズル２７に負圧を作用させて霧を吸引する。
このような第２実施例であっても、上述した第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２５】
次に、図５は本発明の第３実施例のレーザ加工装置１を示したものである。上述した２つの実施例においては、多孔質部材１７の下面に負圧を作用させて付着した水滴を多孔質部材１７を介して内側に吸引するように構成していたが、この第３実施例においては多孔質部材１７から外部に気体を噴出可能に構成したものである。この第３実施例においては、圧縮空気の供給源３２と電磁開閉弁３７との間の導管３１を分岐管５１を介して保持部材１８の通路１８ｃに接続し、上記分岐管５１に圧力調整手段５２と制御手段１０により作動を制御される電磁開閉弁５３を設けている。そして、電磁開閉弁５３を開放すると供給源３２からの圧縮空気が保持部材１８の内室２１を通って多孔質部材１７から外部へ噴出するようになっている。このような構成の第３実施例において、被加工物３を切断加工する場合、噴射ノズル１２から液体を噴射している間は常に多孔質部材１７から気体を噴出させるようにし、レーザ光Ｌを照射する際にも気体は噴出する。その圧力は液柱Ｗの形成に影響を与えない程度となっている。
このような第３実施例においても上述した第１、第２の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
【００２６】
なお、上記実施例における多孔質部材１７、内室２１、導管２２および負圧発生手段２３は省略しても良いし、さらに上記仕切板２４も省略しても良い。
また、上記実施例における吸引ノズル２７と導管３４、および電磁開閉弁３５は省略しても良い。
また、上記気体噴射ノズル２６として、２つのノズル２６Ａ、２６Ｂを設けているが、１つであってもよく、また、その噴射口の形状を上下に細長く形成したものでもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１‥レーザ加工装置 ２‥加工ヘッド
３‥被加工物 ４‥加工テーブル
５‥レーザ発振器 ６‥液体供給手段
１２ａ‥噴射孔 ２６‥気体噴射ノズル
Ｗ‥液柱 Ｌ‥レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドから液体を噴射して液柱状態としてから液柱内にレーザ光を導光して被加工物に照射して、該被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工方法において、
液柱を噴射した状態において気体を吹き付けて液柱を横切る気流を形成して、上記液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体の吹き付けを停止してから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に加工を開始して、該被加工物に所要の加工を施すことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
上記レーザ光を照射する前に上記加工ヘッドの下部に向けて気体を吹きつけて、上記加工ヘッドの下部に付着した液体を除去することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
上記気体は０．１ＭＰａ以下の圧力で液柱状態の液体に吹き付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
液体の噴射孔を有する加工ヘッドと、該加工ヘッドに加圧液体を供給する液体供給手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記液体供給手段及びレーザ発振器の作動を制御する制御手段とを備え、
上記液体供給手段から加工ヘッドに加圧液体を供給して上記噴射孔から液体を噴射して液柱状態にしてから該液柱にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工装置において、
上記噴射孔から噴射された液柱を横切る気流を形成するために気体を吹き付ける気体噴射ノズルを設けるとともに、上記制御手段により上記気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを制御するようにし、該制御手段は、上記噴射孔から液柱が噴射された状態において上記気体噴射ノズルから気体を吹き出させて液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを停止させてから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより被加工物の加工を開始することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
上記気体噴射ノズルは加工ヘッドから被加工物までの間の範囲で気流を形成することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
加工ヘッドから液体を噴射して液柱状態としてから液柱内にレーザ光を導光して被加工物に照射して、該被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工方法において、
液柱を噴射した状態において気体を吹き付けて液柱を横切る気流を形成して、上記液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体の吹き付けを停止してから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に加工を開始して、該被加工物に所要の加工を施すことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
上記レーザ光を照射する前に上記加工ヘッドの下部に向けて気体を吹きつけて、上記加工ヘッドの下部に付着した液体を除去することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
上記気体は０．１ＭＰａ以下の圧力で液柱状態の液体に吹き付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
液体の噴射孔を有する加工ヘッドと、該加工ヘッドに加圧液体を供給する液体供給手段と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記液体供給手段及びレーザ発振器の作動を制御する制御手段とを備え、
上記液体供給手段から加工ヘッドに加圧液体を供給して上記噴射孔から液体を噴射して液柱状態にしてから該液柱にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより、被加工物に所要の加工を施すようにしたレーザ加工装置において、
上記噴射孔から噴射された液柱を横切る気流を形成するために気体を吹き付ける気体噴射ノズルを設けるとともに、上記制御手段により上記気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを制御するようにし、該制御手段は、上記噴射孔から液柱が噴射された状態において上記気体噴射ノズルから気体を吹き出させて液柱の周囲の霧を除去し、その後、気体噴射ノズルからの気体の吹き出しを停止させてから液柱状態の液体内にレーザ光を導光して被加工物に照射することにより被加工物の加工を開始することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
上記気体噴射ノズルは加工ヘッドから被加工物までの間の範囲で気流を形成することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２４０７３０（Ｐ２０１０−２４０７３０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５５０３（Ｐ２００９−９５５０３）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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