激光加工方法及激光加工装置制造方法及图纸

激光加工方法具有下述工序：第1打孔工序，形成从工件(W)的上表面至中央部为止的非贯穿的穿孔；冷却工序，对工件(W)进行冷却；第2打孔工序，使穿孔贯穿至工件的下表面；以及切断工序，对工件进行切断，在第2打孔工序中，一边从将激光束的输出设为比第1输出值小的第2输出值、将焦点位置设为第1聚焦位置、将焦深设为比第1深度大的第2深度、将侧面气体吹送压力设为比第1压力值小的第2压力值的状态，变化至将激光束(L)的输出设为比第1输出值小且比第2输出值大的第3输出值、将焦点位置设为聚焦量比第1聚焦位置大的第2聚焦位置、将焦深设为比第2深度大的第3深度的状态，一边将激光束(L)向工件(W)进行照射而进行打孔加工，从而对光束照射时的自燃进行抑制，实现打孔加工所需的时间的缩短。

Laser processing method and laser processing device

Laser processing method has the following steps: first perforating process, formed from the workpiece (W) on the surface of the central part to non penetration perforation; cooling process, the workpiece (W) for cooling; second perforating process, the hole penetrating to the surface of the workpiece; and the cutting process of workpiece cut in second drilling process, from the side of the laser beam is small, the second output value will be the focus position of first focus position, the depth of focus for more than first depth second depth, the side blowing gas pressure is set to second small pressure than the pressure value of first more than first output value, to change the laser beam (L) output is small and the ratio of the second output value of third output value, the focus position with second focus position, focusing on first of the volume of the focusing position large depth of focus for more than second depth greater than first output value Third, the depth of the state, while the laser beam (L) to the workpiece (W) exposure and drilling, so as to suppress the spontaneous combustion when the beam is irradiated, so as to shorten the time required for drilling processing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工方法及激光加工装置
本专利技术涉及进行打孔加工的激光加工方法及激光加工装置。
技术介绍
当前，在通过激光加工对工件进行切断时，使用在切断的开始之前在工件的切断开始点形成通孔的方法。该通孔被称为穿孔，形成穿孔的加工被称为打孔加工。在专利文献1中公开了一种激光加工方法，其通过在第1条件下向工件照射光束的第1工序、暂时将光束照射停止的第2工序、以及在第2条件下再次照射光束的第3工序而进行打孔加工，由此对打孔加工中的氧化燃烧反应进行抑制，减少飞散的熔融金属量，在短时间形成穿孔。专利文献1：日本特开2007-75878号公报
技术实现思路
然而，上述专利文献1所公开的激光加工方法没有公开对第1工序及第3工序中的光束照射时的自燃进行抑制的方法。因此，对于照射的光束输出而言会产生上限，所以现状是打孔加工的时间的缩短效果受到限制。并且，在专利文献1所公开的激光加工方法中，在第3工序中，除了打孔加工中的熔融金属的排出变难之外，打孔加工的加工点高度也会随时间经过而发生变化。因此，第3工序的打孔效率比第1工序低，所需的加工时间变长，但在专利文献1所公开的激光加工方法中没有提供其解决方法。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到对光束照射时的自燃进行抑制、实现打孔加工所需的时间的缩短的激光加工方法及激光加工装置。为了解决上述课题、实现目的，本专利技术涉及一种激光加工方法，其中，向工件照射激光束而形成穿孔，并将穿孔作为加工开始点而对工件进行切断，该激光加工方法的特征在于，具有下述工序：第1打孔工序，形成从工件的上表面至中央部为止的非贯穿的穿孔；冷却工序，将工件进行冷却；第2打孔工序，使穿孔贯穿至工件的下表面；以及切断工序，对工件进行切断，在第1打孔工序中，将激光束的输出设为第1输出值，将激光束的焦点位置设为散焦位置，将激光束的焦深设为第1深度，将供给至加工点的侧面气体的压力即侧面气体吹送压力设为第1压力值，将激光束向工件进行照射而进行打孔加工，在冷却工序中，停止激光束，将侧面气体吹送压力维持在第1压力值而将工件进行冷却，在第2打孔工序中，一边从将激光束的输出设为比第1输出值小的第2输出值、将焦点位置设为第1聚焦位置、将焦深设为比第1深度大的第2深度、将侧面气体吹送压力设为比第1压力值小的第2压力值的状态，变化至将激光束的输出设为比第1输出值小且比第2输出值大的第3输出值、将焦点位置设为聚焦量比第1聚焦位置大的第2聚焦位置、将焦深设为比第2深度大的第3深度的状态，一边将激光束向工件进行照射而进行打孔加工。专利技术的效果本专利技术涉及的激光加工方法及激光加工装置取得对光束照射时的自燃进行抑制、实现打孔加工所需的时间的缩短这样的效果。附图说明图1是表示执行本专利技术的实施方式1涉及的激光加工方法的激光加工装置的装置结构图。图2是表示实施方式1涉及的激光加工装置的动作的流程的流程图。图3是表示实施方式1涉及的激光加工装置的打孔加工中的加工头的位置及激光轮廓的变化的图。图4是表示实施方式1涉及的激光加工装置的打孔加工中的加工参数的变化的图。图5是表示实施方式1涉及的激光加工装置的变形结构例的图。图6是执行本专利技术的实施方式2涉及的激光加工方法的激光加工装置的装置结构图。图7是表示实施方式2涉及的激光加工装置的动作的流程的流程图。图8是执行本专利技术的实施方式3涉及的激光加工方法的激光加工装置的装置结构图。图9是表示实施方式3涉及的激光加工装置的加工参数调整用函数的校正处理的流程的流程图。图10是执行本专利技术的实施方式4涉及的激光加工方法的激光加工装置的装置结构图。图11是表示实施方式4涉及的激光加工装置的动作的流程的流程图。具体实施方式下面，基于附图对本专利技术的实施方式涉及的激光加工方法及激光加工装置进行详细说明。此外，本专利技术不限定于本实施方式。实施方式1.图1是表示执行本专利技术的实施方式1涉及的激光加工方法的激光加工装置的装置结构图。激光加工装置100是对工件W照射激光束L而形成穿孔h，将穿孔h作为加工开始点而对工件W进行切断的装置。激光加工装置100具有：激光振荡器1，其振荡形成激光束L；曲率可变光学部件2，其通过使从激光振荡器1射入的激光束L的光束直径进行变化而对激光束L的焦深进行变更；加工头3，其对工件W照射激光束L，喷射辅助气体A；辅助气体供给装置6，其将辅助气体A供给至加工头3；侧面气体喷嘴7，其向工件W的加工点喷射侧面气体S；侧面气体供给装置8，其将侧面气体S供给至侧面气体喷嘴7，能够对从侧面气体喷嘴7向工件W的加工点喷射的侧面气体S的压力即侧面气体吹送压力进行变更；间隙控制器11，其对加工头3和工件W之间的间隔进行控制；伺服控制电路12，其对XYZ各轴的伺服电动机进行控制；数控装置13，其是执行数控程序而对激光束L的输出、激光束L的焦深、激光束L的焦点位置、加工头3与工件W相距的高度即加工头高度、以及供给至加工点的侧面气体S的压力即侧面气体吹送压力进行控制的控制单元；以及激光振荡控制电路14，其对激光振荡器1进行控制。此外，如果例举曲率可变光学部件2的一个例子，则举出可变形反射镜。另外，焦深表示在将激光聚光时形成的光斑直径在光学上被视为相同直径的范围，在被称为“瑞利范围”的定义中，焦深是直径扩大至光斑半径的2√2倍的范围。加工头3具有：透镜4，其对从曲率可变光学部件2射入的激光束L进行聚光；透镜驱动电动机4a，其将透镜4沿光轴方向进行移动；以及喷嘴5，其输出从透镜4射出的激光束L，并且将从辅助气体供给装置6供给的辅助气体A向工件W的加工点进行喷射。在喷嘴5处设置有对喷嘴5和工件W之间的距离进行检测的间隙传感器5a。透镜4设置于加工头3的内部，将从曲率可变光学部件2射出的激光束L的焦点位置独立于加工头高度地进行变更。从激光振荡器1射出的激光束L被曲率可变光学部件2引导至预定的光路，射入至加工头3。在加工头3内设置有用于对激光束L进行聚光的透镜4。激光束L通过透镜4而聚光，由在加工头3的前端设置的喷嘴5向工件W进行照射。此外，也可以将从激光振荡器1射出的激光束L进行光纤传输。在该情况下，曲率可变光学部件2使用能够对透射光的焦深进行变更的光学部件。激光振荡器1的输出的增减以及开启及关闭是基于来自输入了加工程序的数控装置13的指令值而由激光振荡控制电路14进行控制的。工件W载置于加工台20的载置面20a之上，加工台20和加工头3通过驱动源即X轴伺服电动机21x、Y轴伺服电动机21y以及Z轴伺服电动机21z沿X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向相对地进行移动，执行按照加工程序的加工。此外，在下面的说明中，假设通过X轴伺服电动机21x、Y轴伺服电动机21y以及Z轴伺服电动机21z使加工头3进行移动，但也可以使加工台20进行移动，还可以使加工头3及加工台20两者进行移动。X轴伺服电动机21x、Y轴伺服电动机21y以及Z轴伺服电动机21z是基于来自输入了加工程序的数控装置13的指令值而由伺服控制电路12进行控制的。此外，Z轴方向是与加工台20的载置面20a垂直的方向，X轴方向及Y轴方向是与加工台20的载置面20a平行的方向。另外，由间隙传感器5a检测出的信息被发送至间隙控制器11，间隙控制器11将来自数控装置13的指令值和测定值进行比较，将校正指令发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工方法，向工件照射激光束而形成穿孔，并将该穿孔作为加工开始点而对所述工件进行切断，该激光加工方法的特征在于，具有下述工序：第1打孔工序，形成从所述工件的上表面至中央部为止的非贯穿的所述穿孔；冷却工序，对所述工件进行冷却；第2打孔工序，使所述穿孔贯穿至所述工件的下表面；以及切断工序，对所述工件进行切断，在所述第1打孔工序中，将所述激光束的输出设为第1输出值，将所述激光束的焦点位置设为散焦位置，将所述激光束的焦深设为第1深度，将供给至加工点的侧面气体的压力即侧面气体吹送压力设为第1压力值，将所述激光束向所述工件进行照射而进行打孔加工，在所述冷却工序中，停止所述激光束，将所述侧面气体吹送压力维持在所述第1压力值而将所述工件进行冷却，在所述第2打孔工序中，一边从将所述激光束的输出设为比所述第1输出值小的第2输出值、将所述焦点位置设为第1聚焦位置、将所述焦深设为比所述第1深度大的第2深度、将所述侧面气体吹送压力设为比所述第1压力值小的第2压力值的状态，变化至将所述激光束的输出设为比所述第1输出值小且比所述第2输出值大的第3输出值、将所述焦点位置设为聚焦量比所述第1聚焦位置大的第2聚焦位置、将所述焦深设为比所述第2深度大的第3深度的状态，一边将所述激光束向所述工件进行照射而进行打孔加工。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工方法，向工件照射激光束而形成穿孔，并将该穿孔作为加工开始点而对所述工件进行切断，该激光加工方法的特征在于，具有下述工序：第1打孔工序，形成从所述工件的上表面至中央部为止的非贯穿的所述穿孔；冷却工序，对所述工件进行冷却；第2打孔工序，使所述穿孔贯穿至所述工件的下表面；以及切断工序，对所述工件进行切断，在所述第1打孔工序中，将所述激光束的输出设为第1输出值，将所述激光束的焦点位置设为散焦位置，将所述激光束的焦深设为第1深度，将供给至加工点的侧面气体的压力即侧面气体吹送压力设为第1压力值，将所述激光束向所述工件进行照射而进行打孔加工，在所述冷却工序中，停止所述激光束，将所述侧面气体吹送压力维持在所述第1压力值而将所述工件进行冷却，在所述第2打孔工序中，一边从将所述激光束的输出设为比所述第1输出值小的第2输出值、将所述焦点位置设为第1聚焦位置、将所述焦深设为比所述第1深度大的第2深度、将所述侧面气体吹送压力设为比所述第1压力值小的第2压力值的状态，变化至将所述激光束的输出设为比所述第1输出值小且比所述第2输出值大的第3输出值、将所述焦点位置设为聚焦量比所述第1聚焦位置大的第2聚焦位置、将所述焦深设为比所述第2深度大的第3深度的状态，一边将所述激光束向所述工件进行照射而进行打孔加工。2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，在所述第1打孔工序中，将向所述工件照射所述激光束的加工头与所述工件相距的高度即加工头高度设为第1高度，在所述冷却工序中，将所述加工头高度维持在所述第1高度，在所述第2打孔工序中，将所述加工头高度设为比所述第1高度低的第2高度。3.根据权利要求2所述的激光加工方法，其特征在于，在所述冷却工序的执行中，将所述焦点位置从所述散焦位置变更至所述第1聚焦位置，将所述焦深从所述第1深度变更至所述第2深度。4.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，在所述第2打孔工序中，使所述激光束的输出、所述焦点位置及所述焦深阶段性地进行变化。5.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，分别在所述第1打孔工序、所述第2打孔工序以及所述切断工序之前，对所述工件的温度进行测定，基于测定出的所述工件的温度，通过加工参数调整用函数对所述第1打孔工序、所述第2打孔工序以及所述切断工序中的所述激光束的输出、所述焦点位置、所述焦深以及所述侧面气体吹送压力进行调整而进行加工。6.根据权利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，对所述第1打孔工序及所述第2打孔工序中的自燃的发生、从加工开始至所述穿孔贯穿为止所需的贯穿时间进行检测，在检测到所述自燃的发生时，将所述加工参数调整用函数向时间增加侧进行校正，在没有检测到所述自燃的发生、且所述贯穿时间比上次长的情况下，将所述加工参数调整用函数向时间缩短侧进行校正。7.根据权利要求5或6所述的激光加工方法，其特征在于，分别在所述第1打孔工序、所述第2打孔工序以及所述切断工序之前，向所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：加野润二，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP