JP2017209726A - 複合加工システム及びレーザ切断加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワーク移動部によってワークWを切込み形成ユニット29の形成位置PPに対して相対的に水平方向へ移動させつつ、切込み形成ユニット29によってワークWの被切断部Waの裏面側に切込みを形成して、ワークWの被切断部Waの裏面側において母材部分Wbを保護フィルムWfから露出させる。続いて、ワークWをレーザ照射ユニット19の照射位置BPに対して相対的に水平方向へ移動させつつ、レーザ照射ユニット19によってワークWの被切断部Waの表面側に向かってレーザ光を照射する。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1実施形態について、図1から図9を参照しながら説明する。
下部フレーム9は、その上側に、ワークWをX軸方向及びY軸方向へ移動可能に支持する固定テーブル15を備えている。また、各支持フレーム7は、その上側に、ワークWをX軸方向へ移動可能に支持する可動テーブル17をY軸方向へ移動可能に備えている。換言すれば、加工機ベース3は、固定テーブル15のX軸方向の両側に、可動テーブル17をY軸方向へ移動可能に備えている。なお、固定テーブル15及び各可動テーブル17は、それらの上面に、ワークWを支持するための多数のブラシ(図示省略)及び複数のフリーボールベアリング(図示省略)をそれぞれ有している。
図1、図2、図7、及び図9に示すように、複合加工機1に供給されたワークWをテーブルユニット13によってワークWをX軸方向及びY軸方向へ移動可能に支持し、複数のクランパ73によってワークWの端部を把持する。また、制御ユニット75によってタレット用回転モータを制御して上部タレット33及び下部タレット37を同期して回転させて、切込み形成用の上部金型31A及び下部金型35Aを切込み形成ユニット29の形成位置PPに割り出す(位置決めする)。これにより、ワークWの被切断部Waの裏面側に切込みSを形成するための切込み形成用の準備を行うことができる。
切込み形成工程ST1の終了後に、図1、図2、図7、及び図9に示すように、制御ユニット75によってX軸モータ71を制御してキャリッジ69をX軸方向へ移動させると共に、制御ユニット75によって第1Y軸モータ23を制御してレーザ照射ユニット19の照射位置BPをY軸方向へ移動させる。すると、ワークWを被切断部Waに沿う方向に応じてレーザ照射ユニット19の照射位置BPに対して相対的にX軸方向及びY軸方向へ移動させることができる。換言すれば、レーザ照射ユニット19の照射位置BPをワークWの被切断部Waに沿う方向にワークWに対して相対的にX軸方向及びY軸方向へ移動させることができる。なお、制御ユニット75によってX軸モータ71及び第1Y軸モータ23のうちのいずれかのモータのみを制御して、ワークWをレーザ照射ユニット19の照射位置BPに対して相対的にX軸方向及びY軸方向のうちのいずれかの方向へ移動させてもよい。
本発明の第2実施形態について、図1、図2、図7、図9から図12を参照しながら説明する。
本発明の第2実施形態の変形例1について、前述の本発明の第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第2実施形態の変形例2について、前述の本発明の第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第2実施形態の変形例3について、前述の本発明の第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本願発明者は、実施例(実施例1から実施例5)として、複合加工機を用いて、ワーク(厚み:1.50mm)の母材部分の切込み溝の深さを変えつつ、複数のワークの被切断部の裏面側に切込みを形成した。次に、CNC画像測定器を用いて、複数のワークの切込み周辺を撮像し、複数の画像に基づいて切込みの切込み幅及び母材部分の露出幅を測定した。更に、複合加工機を用いて、複数のワークの被切断部に対してレーザ切断加工を行い、ドロスの発生状況を確認した。
1A 複合加工機(複合加工システム)
3 加工機ベース
5 ブリッジフレーム
9 下部フレーム
11 上部フレーム
13 テーブルユニット(テーブル部)
15 固定テーブル
15h 長穴
17 可動テーブル
19 レーザ照射ユニット(レーザ照射部)
21 Y軸スライダ
23 第1Y軸モータ
25 レーザ照射ヘッド
27 ファイバレーザ発振器(レーザ発振器)
29 パンチ加工ユニット
29 切込み形成ユニット(切込み形成部)
31 上部金型
31A 切込み形成用の上部金型
33 上部タレット
35 下部金型
35A 切込み形成用の下部金型
37 下部タレット
39 ラム
41 ストライカ
43 金型セット
45 パンチ本体
47 リフタスプリング
49 パンチヘッド
51 フリーローラ
51s 軸心
53 ダイ本体
53d 凹部
53h 排出孔
55 チップホルダ
59 切削チップ(カッター)
59c 刃部
59f すくい面
63 ワーク移動ユニット(ワーク移動部)
65 キャリッジベース
67 第2Y軸モータ
69 キャリッジ
71 X軸モータ
73 クランパ
75 制御ユニット(制御部)
77 上部金型回転機構(上部インデックス機構)
79 上部回転ホルダ
83 上部回転モータ(上部インデックスモータ)
83s 出力軸
85 下部金型回転機構(下部インデックス機構)
87 下部回転ホルダ
91 下部回転モータ(下部インデックスモータ)
91s 出力軸
93 切屑回収機構
95 回収ボックス
97 吸引源
W ワーク(被覆材付き板金)
Wa 被切断部
Wb 母材部分
Wf 保護フィルム
Wg 切込み溝
M 製品
BP レーザ照射ユニットの照射位置
PP パンチ加工ユニットのパンチ加工位置
PP 切込み形成ユニットの形成位置
S 切込み
ST1 切込み形成工程
ST2 レーザ照射工程
Claims (15)
- 被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部に対してレーザ切断加工を行う複合加工システムであって、
ワークの被切断部の表面側に向かってレーザ光を照射するレーザ照射部と、
ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成する切込み形成部と、
ワークを前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して相対的に水平方向へ移動させるワーク移動部と、
ワークの被切断部の表面側に向かってレーザ光を照射する前に、ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成してワークの母材部分を被覆材から露出させるように、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする複合加工システム。 - 被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部に対してレーザ切断加工を行う複合加工システムであって、
ワークの被切断部の表面側に向かってレーザ光を照射するレーザ照射部と、
ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成することによってワークの母材部分を被覆材から露出させる切込み形成部と、
ワークを前記レーザ照射部の照射位置及び前記切込み形成部の形成位置に対して相対的に水平方向へ移動させるワーク移動部と、
ワークの被切断部に向かってレーザ光を照射する際における前記レーザ照射部の照射位置に対するワークの相対的な移動経路が、ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成する際における前記切込み形成部の形成位置に対するワークの相対的な移動経路と同じになるように、前記ワーク移動部の動作を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする複合加工システム。 - 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側の終点位置側に描かれる切込みの軌跡が前記終点位置又はその手前の位置を中心としかつ切込みの切込み幅よりも小さい半径の円軌跡になるように、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の複合加工システム。
- 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側の終点位置側に描かれる切込みの軌跡が前記終点位置側から反転した反転軌跡になるように、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の複合加工システム。
- 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側の終点位置側に描かれる切込みの軌跡が前記終点位置又はその手前の位置から一旦後退して再開されるように、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の複合加工システム。
- 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成する前に、ワークの被切断部の裏面側の終点位置又はその手前の位置にワークの被切断部に沿う方向に対して交差する事前切込みを形成するように、前記切込み形成部及び前記ワーク移動部の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の複合加工システム。
- 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側における被覆材から露出させる母材部分の露出幅をレーザ光のスポット径よりも大きくするように、前記切込み形成部の動作を制御することを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の複合加工システム。
- 前記制御部は、ワークの被切断部の裏面側に母材部分にまで達する切込みを形成するように、前記切込み形成部の動作を制御することを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載の複合加工システム。
- 前記切込み形成部は、
パンチ本体、及びパンチ本体の下端部に設けられかつワークの被切断部の一部分又はその近傍を上方向から押圧可能な押圧部材を含む切込み形成用の上部金型と、
切屑を排出するための排出孔が形成されたダイ本体、及び前記ダイ本体に設けられかつワークの被切断部の裏面側を切削するためのカッターを含む切込み形成用の下部金型と、を有したことを特徴とする請求項1から請求項8のうちのいずれか1項に記載の複合加工システム。 - 前記切込み形成部は、
前記切込み形成用の下部金型を回転させる下部金型回転機構を有したことを特徴とする請求項9に記載の複合加工システム。 - 前記切込み形成部は、
前記ダイ本体の前記排出孔から切屑を吸引力によって回収する切屑回収機構を有したことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の複合加工システム。 - 被覆材を裏面に被覆したワークの被切断部に対してレーザ切断加工を行うレーザ切断加工方法であって、
ワークの被切断部の裏面側に切込みを形成することにより、ワークの被切断部の裏面側においてワークの母材部分を被覆材から露出させ、
ワークの被切断部の表面側に向かってレーザ光を照射することを特徴とするレーザ切断加工方法。 - 被覆材付きワークの裏面側における被覆材から露出させる母材部分の露出幅をレーザ光のスポット径よりも大きくしていることを特徴とする請求項12に記載のレーザ切断加工方法。
- 被覆材付きワークの被切断部の裏面側に母材部分にまで達する切込みを形成することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載のレーザ切断加工方法。
- 被覆材は、保護フィルム、メッキ膜、又は黒皮のうちのいずれかであることを特徴とする請求項12から請求項14のうちのいずれか1項に記載のレーザ切断加工方法。
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