本发明专利技术提供激光加工方法及激光加工装置。激光加工方法，其具备：在使焦点从工件的表面离开的状态下，向表面照射激光，在工件上形成具有在表面开口的筒状内周面及底面的有底孔的第一工序；以及对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体的一方面，不对开口的周边区域喷射辅助气体，并对上述有底孔的底面照射激光，形成贯通工件的通孔的第二工序。激光加工装置具备将激光振荡器射出的激光聚光而照射至工件，并且向工件喷射辅助气体的加工头、和作为加工头的动作控制第一工序以及第二工序的控制部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光加工方法及激光加工装置，特别涉及在激光切割之前进行用于在工件的切割开始点形成通孔的穿孔(piercing)的激光加工方法及激光加工装置。
技术介绍
作为激光加工的一种的激光切割，一般是利用激光的热来熔融工件、通过喷出辅助气体去除工件的熔融物来进行的。为了在激光的热的基础上还利用工件的燃烧热，也有辅助气体采用高纯度氧气的情况。在切割开始时，期望通过喷出辅助气体，处于从与照射激光的工件的表面相反侧的背面顺利地除去熔融物的状态。所以，在激光切割中已知在切割开始之前，进行用于在工件的切割开始点形成通孔的所谓的穿孔。日本专利第3110504号公报(JP3110504B)中记载了通过以下两个步骤进行穿孔的激光加工方法，第一步骤为在使激光焦点从工件表面离开规定距离的状态下，用比开孔 时的设定值高的激光输出和辅助气体气压在工件表面形成凹处，第二步骤为接下来，在使焦点向进入工件内部的方向移动规定量的状态下，用比第一步骤低的激光输出和辅助气体气压进行开孔。并说明在第一步骤中，在工件表面上迅速形成直径大并深度浅的凹处，在第二步骤，从凹处的底部连续进行穿孔，从而能够将辅助气体高效地向凹处供给，能够稳定且良好地进行穿孔。还说明在第二步骤，在渐渐减小间隙量的同时，以在工件表面不发生爆炸的程度用设定成比第一步骤更低的激光输出及辅助气体气压进行激光照射。日本特开2007-75878号公报(JP2007-75878A)中记载了一种激光加工方法，其具备用第一穿孔条件将激光束照射到被加工件上进行穿孔加工的第一工序；在第一工序后将激光束的照射停止O. 5秒以上的第二工序；以及第二工序后，在第一工序中加工的部分上用第二穿孔条件照射激光束来完成穿孔加工的第三工序。并说明基于在第一工序中选择的第一穿孔条件，到被加工件板厚的中途形成穿孔，在接下来的第二工序暂时停止照射光束，所以进行到中途的氧化燃烧反应被遮断，在接下来的第三工序中再次照射激光束，但因为不存在剩余的热量输入，所以能够形成小直径的穿孔，以此能够减少喷溅量的同时缩短加工时间。而且，在第一工序中在第一穿孔加工前喷射喷溅附着防止剂，在第二工序中喷射空气及喷溅附着防止剂，在第三工序中在第二穿孔加工后喷射空气，从而能够防止穿孔周围的喷灘的残留和粘着。日本特开平7-9175号公报(JP7-9175A)中记载了如下的激光加工机的穿孔方法从工件上方较高的位置开始穿孔，以不喷起熔融金属的方式变更加工条件，使加工头下降到切割高度，在切割高度进一步进行穿孔，从而不会发生熔融金属喷起地以短时间实施穿孔。日本特开平10-323781号公报(JP10-323781A)中记载了如下的激光加工方法在穿孔开始时将激光输出设定为连续输出，并在穿孔的进行途中将激光输出改变为脉冲输出进行穿孔。在日本JP3110504B中记载的激光加工方法中，对第一步骤中形成的大直径浅凹处的底部，在第二步骤中以在工件表面不发生爆发的程度用设定成比第一步骤低的激光输出及辅助气体压力进行开孔，所以很难缩短穿孔需要的时间。在日本JP2007-75878A中记载的激光加工方法中，能够取得加工时间的缩短效果，但因为有穿孔周围残留并粘着喷溅物的倾向，所以提供防止这种倾向的方法，而且需要用于冷却的第二工序，所以加工时间的缩短效果有限。
技术实现思路
在进行穿孔的激光加工方法以及激光加工装置中，期望不被用于避免因加工点的过热、加工点周边附着的残留熔融物引起的工件的持续燃烧(所谓的自燃)的加工条件(激光输出等)限制，缩短穿孔所需的时间。本专利技术的一个实施方式为激光加工方法，具备在使焦点从工件的表面离开的状态下对表面照射激光，在工件上形成具有在表面开口的筒状内周面及底面的有底孔的第一工序；以及对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体的一方面，不对开口的周边区域喷射辅助气体，并对有底孔的底面照射激光，形成贯通工件的通孔的第二工序。本专利技术的另一实施方式为激光加工装置，具备加工头，将从激光振荡器射出来的激光进行聚光并照射到工件W，且对该工件喷射辅助气体；控制部，是控制加工头的动作的控制部，控制第一工序和第二工序，第一工序是在使焦点从工件的表面离开的状态下对该表面照射激光，在该工件上形成具有在该表面开口的筒状内周面及底面的有底孔的工序，第二工序是对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体的一方面，不对开口的周边区域喷射辅助气体，并对有底孔的底面照射激光，形成贯通工件的通孔的工序。根据一个实施方式的激光加工方法以及另一实施方式的激光加工装置，对在第一工序中形成的特征形状的有底孔，在第二工序中，仅对有底孔的开口的内侧喷射辅助气体，从而使得有底孔的开口的周边区域不会暴露在辅助气体中。因此，在第二工序中，加工条件(激光输出等)不会限制在用于避免自燃的上限值便能形成通孔，从而能够缩短穿孔所需时间。附图说明通过与附图相关的以下的实施方式的说明，本专利技术的目的、特征、以及优点会更加清楚。在附图中图I是简要地表示一个实施方式的激光加工装置的构成的图。图2是说明一个实施方式的激光加工方法的第一工序的图，是简要地表示相对于工件进行加工喷嘴的定位的准备状态的图。图3是说明该第一工序的图，是简要地表示在工件的表面上照射激光的状态的图。图4是说明该第一工序的图，是简要地表示在工件的表面上形成有底孔的状态的图。图5是说明一个实施方式的激光加工方法的第二工序的图，是简要地表示相对于工件进行加工喷嘴的定位的准备状态的图。图6是说明该第二工序的图，是简要地表示在有底孔的底面照射激光的状态的图。图7是说明该第二工序的图，是简要地表示在工件上形成通孔的状态的图。图8是表示第一工序中的加工喷嘴的间隙和有底孔的开口直径及加工时间之间的关系的图表。图9是表示第一工序中加工喷嘴的间隙和有底孔的形状之间的关系的有底孔的照片及截面图。 图10是表示第一工序中辅助气体的压力和有底孔的加工时间之间的关系的图表。图11是表示第一工序中辅助气体的压力和熔融物附着之间的关系的照片。图12是表示用有底孔形状对比一个实施方式的激光加工方法和现有技术的激光加工方法的图。图13是表示第二工序中有底孔的开口直径和周边区域的氧气浓度之间的关系的图表。图14是表示第二工序中有底孔的深度和周边区域的氧气浓度之间的关系的图表。图15是表示第二工序中加工喷嘴的间隙和有底孔的周边区域的氧气浓度之间的关系的图表。图16是表示第二工序中自燃的有无和平均贯通所需时间及穿孔加工时间之间的关系的表。图17是表示第二工序中激光的焦点位置和平均贯通所要时间之间的关系的表。图18是表示第一工序和第二工序之间的激光照射停止时间和加工不良之间的关系的表。图19是表示第二工序中激光输出和熔融物的附着之间的关系的照片。具体实施例方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。对图中同一的或类似的构成要素附上了相同的参照符号。参照图，图I简要地表示一个实施方式的激光加工装置11的构成。激光加工装置11具备将激光振荡器14射出来的激光LB聚光并照射到工件W，并且向工件W喷射辅助气体AG的加工头17 ;和控制加工头17的动作的控制部16。如图所示，在激光加工装置11中设定了 XYZ的正交三轴的基准坐标系。激光加工装置11具备承接工件W的可动工作台12 ;与可动工作台12对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光加工方法，其特征在于，具备：在使焦点（FP）从工件（W）的表面（WF）离开的状态下，将激光（LB）照射到该表面（WF）上，在该工件（W）上形成具有在该表面（WF）开口的筒状内周面（21a）及底面（21b）的有底孔（21）的第一工序；以及对上述有底孔（21）的开口（21c）的内侧喷射辅助气体（AG）的一方面，不对该开口（21c）的周边区域（S）喷射该辅助气体（AG），并对上述有底孔（21）的上述底面（21b）照射激光（LB），形成贯通上述工件（W）的通孔（23）的第二工序。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑泽忠，森敦，西川佑司，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。