板金用CO2レーザー加工機（58）昭和58年1月最近の発展と将来’ 板金用CO2レーザー加工機吉田道男＊・木村正雄＊ Michio YOSHIDA and Masao KIMURA 初めてルビーレーザーが発振されて以来，今日械見本市の一つであるEMOショウに初めて板金機械メーカーによる板金切断用CO2レーザーまで多種多様なレーザーが開発されてきた。た加工機が出展された。アマダもそれ以前から実とえばCO2レーザーについては1964年にBell 研究所のPatelによって赤外域10．6μmの波長で12Wの連続発振が成功したのをきっかけに，大きく分けて二つのタイプのレーザー発振器の験・研究を重ねていたので，1980年にわが国に大出力化の開発が進められた。一つは軸流タイ光を浴びた。プのレーザー発振器でCool，Tif｛any，Deutch，板金加工の中でのレーザー加工の特長は HiUらが1969年頃からさかんに活躍し始め，この時期のチャンピオンデータで放電管l mあた 1）自由形状切断ができる。り100Wを出すまでに至った。このタイプで実グできる。用化されているのはCoherent社， Photon− 3）切断幅が細く，熱影響層が少ないため微 Sources社がある。最近ではさらに装置のコン細加工ができる。パクト化を追求した高速軸流タイプの研究も， 4）1kWクラス発振器で，鉄で板厚6mm迄 B．0．C社を元祖として活発化している。もう一 SUSで板厚3mm迄，きれいに切断できるつのタイプは放電とガス流とが直交した直交流 5〉騒音，振動がほとんどない。タイプのレーザー装置で Eckbreth，Davis， Demariaらが1972年頃に手がけた。このタイプで実用に供される形になったのは G．T．E Sylvania（現在Spectra Phycics）社のModel 6）材料分留りが向上し，製品コストの低減 971である。この様にCO2レーザーの大出力化アマダCO2レーザー加工機LASMAC−644のが可能となると，金属への応用が考えられた。概要を簡単に紹介する。Fig．1はその外観を示し， 1977年にはGMがlkWCO2レーザー15台を使 Fig．2はその概略寸法，Table Iはその仕様を示って自動車のステアリングギヤハウジングの内テムが主流であったようである。す。CO2レーザー発振器から出力されたレーザー光は直接前方まで導かれ，1枚のベンドミラーで直角に下に曲げられてワークパスライン上で加工する。ワーク移動タイプレーザー加工機 1979年にパリで開催された，世界3大工作機である。1．2kWCO2レーザー発振器とX，Y軸 1960年にHughes研究所のMaimanによって面精密局所焼入れを行ったのは有名である。この頃は溶接・熱処理・表面焼入れ等の専用シスおいてトップをきって板金用CO2レーザー加工機LASMAC−644を開発し，同年シカコで開催されたシカゴショウ（IMTS’80）に出展し，脚 2）容易にNC又はコンピュータとドッキンが計れる。などの特長を世間の人々が認識できるようになったので，導入検討の関心は急速に広まった。＊株式会社アマダ大磯分室研究部一58一レザ研究第11巻第1号（59） Flg．1 LASMAC−644の外観，／ 1 陽＼．「一レーザ光O i，、スライン 10001唖多勤鍛》ケ ⊆1暑§熱〔⊇ l 塗「關圓口 I」 850 690 ザー加工機を導入する事で大幅なコストダウンに成功した。（ある計量器メーカ） Table I LASMAC−644の仕様 Fig．4はSPC材12mmを切断した実例である。 1000×200脚（リポジシ日ニング） 60㎜SPCCSPHO3D闇ステンレス大ワーク置費 50 0−12m劇n 早送リテール速 2軸ノmln 妓一ノル靭㍊ FANUO6MB この製品はコンクリート型枠に使われるもので『06 ある。従来はパンチプレスのニブリング加工後 X棒Y同時2軸アブソリュートインクリメンタル併固購2翰 001圃扱小位阻決め綱度 0，02晒一一決’め・一 4r・一位r 白ゆ』ひ 15r噌。▽ 品加工したものであり，展開にはアマダで開発した特殊展開ソフトを用いている。従来は人間ならなかった所を，自由形状切断の得意なレー Fig，2，LASMAC−644のシステム釦F・工・寸’r Fig．3はSUS304（0．8t）を展開切断後，製の手によって展開し，ハサミで切断しなければ『1005一↓一 1920一雌555 F Fig．4 1200W レーザー出脚 100−1∼00W ｝凌．旦』り’，一〕ン簾｝シストス㌧、評阜『r ±5％ CO N Ho にサンダーがけが必要であり，また，タニを寸 220／200V ±10％法とし，ヤマを削りとるため熟練も必要であっ 0 50KVA 電！桟 100ε／而n（コンブレツサー丹P）テ州＝ 7ヘカ 57k／α甲翼｝ゼ廼 30‘／mm3．5kg／ω た。しかし曲線形状のレーザー切断加工への転パキューム鼓置、オートリポジシヨニング、レーザーシャッター戯能、H6・No可幌搬能パワー衰示角、 P『曾・凪．能換によって，ニブリング加工の不要，工数低減，テーブル本体はコモンベース上に一体になって精度向上，部品点数の削減等，大幅なコストダおり，電源ユニット，N Cコンソール，操作盤ウン効果と工程短縮が向上した例である。（あチラーは別置きが可能となっている。LASMA C喝44で実際に加工した加工サンプルの一例をるコンクリート型枠メーカ）紹介する。調畷このように，当社のLASMAC−644は発売以来，現在まで板金加工メーカを中心にプレス加工，機械部品加工，プラスチック加工，木材加工，金型加工メーカに納入されており，全国で約50社に納入稼動実績をもつに至っている。現在，我々が抱える板金用CO2レーザー加工機に対する問題点は大別すると二つある。一つはレーザー発振器の保守・寿命の問題であり，他はレーザー光の加工に対する時間的安定性を含めた最適レーザー光の研究の問題である。前者は通産省の大型プロジェクトでも，CO， Fl9．3 レーザーの消耗品の寿命を2000時間以上として一59一（60）板金用CO，レーザー加工機いるが，顧客にCO2レーザー加工機を提供するメーカとしての立場から言えば，機械という概昭和58年1月方には早急に大出力CO、レーザー用光学部品の念から少なくとも10000∼20000時間はメンテナ開発を期待する。次に後者の問題はレーザーから発振された光自体の特性をモード，出力，安ンスフリーにしたいものである。しかし，現状定性，偏光等の理論的・実験的追求をしていかは光学系の出力ミラーや集光レンズ等は保守品なければならないという考えから，我々はこのであるし，また輸入品であるため，その入手に方面にも調査・研究を行っている。そして我々非常に苦労している。昨年，ある商社で集光レンズを注文した時，納期より半年近く遅れたとの願いは，早期に現在よりも加工に適した安定したCO、レーザー発振器ができる事を希望していうこともあった。そこでCO2レーザー加工機いる。のメーカーという立場から光学部品が必要な時上述した，二つの問題点が解決される時に，には，即座に入手出来るシステムを作っていた CO2レーザー加工機はさらに大きく飛躍できるだきたい。商社の方には今後，増々CO2レーザー用光学部品の需要は高まると思われるので在と信じている。ここに，レーザー関連の研究・開発に携っている研究者・技術者に，さらに一庫主義の実践と，国内の光学部品研究技術者の層の努力を御願いしたいと考える。一60一