JP2021049547A - バリ取り装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態に係るバリ取り装置1の構成を示す図である。本実施形態に係るバリ取り装置1は、加工後のワークW(立体形状)の稜線Rに存在するバリを除去するための装置である。図1に示されるように、本実施形態に係るバリ取り装置1は、レーザ装置10と、ガス噴射装置20と、搬送装置30と、制御装置40と、を備える。
先ず、図5に示されるように本実施形態に係るバリ取り装置1では、ガス噴射ノズル21が、稜線Rを構成する頂角の2等分線B(図5では頂角を角度αずつに2等分する線分)及び稜線Rを含む面F(図5では紙面に垂直な面)上を移動するように搬送制御される。これにより、図5に示されるようにガス噴射ノズル21から噴射されるアシストガスAGのガス流AGFが稜線Rに対して略平行に流れるため、稜線R上の加工点P近傍におけるガス流AGFが乱れるのが抑制され、安定して流れるようになっている。
(1) 本実施形態では、加工後のワークW(立体形状)の稜線Rに存在するバリを除去するためのバリ取り装置1において、ワークWの稜線Rにレーザ光Lを照射するレーザ加工ヘッド13を有するレーザ装置10と、アシストガスAGを噴射するガス噴射ノズル21を有するガス噴射装置20と、レーザ装置10及びガス噴射装置20を搬送する搬送装置30と、レーザ装置10、ガス噴射装置20及び搬送装置30を制御する制御装置40と、を設けた。そして、制御装置40により、ガス噴射ノズル21が稜線Rを構成する頂角の2等分線B及び稜線Rを含む面F上を移動するように、且つ、稜線Rに平行な側面視で稜線Rとガス噴射ノズル21の中心軸線Cとのなす角θが鋭角となるように、ガス噴射装置20及び搬送装置30を制御した。
これにより、レーザ光Lとガス噴射ノズル21に対してのワークW(立体形状)の幾何関係が崩れた場合であっても、稜線RとアシストガスAGのガス流AGFが略平行な位置関係を保持することができるため、加工点P近傍のアシストガスAGのガス流AGFが変化して乱れるのを抑制できる。そのため、安定したバリ取り加工が可能となる。
これにより、稜線RとアシストガスAG流が略平行な位置関係をより確実に保持することができるため、加工点P近傍のアシストガスAGのガス流AGFが変化して乱れるのをより抑制できる。そのため、より安定したバリ取り加工が可能となる。
第2実施形態に係るバリ取り装置は、第1実施形態に係るバリ取り装置1と比べて、ガス噴射ノズル及び角度調整アームをそれぞれ一対備えており、これら一対のガス噴射ノズルの配置が第1実施形態と相違する以外は、第1実施形態と同様の構成である。
図7は、本実施形態に係るバリ取り装置のガス噴射装置20Aの構成を示す平面図である。図8は、本実施形態に係るバリ取り装置のガス噴射装置20Aの構成を示す側面図である。図9及び図10は、本実施形態に係るバリ取り装置によるレーザ照射を示す正面図(走査方向の前方から加工点Pを視た図)であり、図9はレーザ光Lとガス噴射ノズル21A,21A’に対してのワークWの幾何関係が維持されている場合であり、図10はレーザ光Lとガス噴射ノズル21A,21A’に対してのワークW(立体形状)の幾何関係が崩れた場合である。
図9に示されるように本実施形態では、一対のガス噴射ノズル21A,21A’が、稜線Rを構成する頂角の2等分線B(図9では頂角を角度αずつに2等分する線分)及び稜線Rを含む面F(図9では紙面に垂直な面)に対して互いに対称な位置を保持しながら移動するように、搬送制御される。これにより、図9に示されるようにガス噴射ノズル21A,21A’から噴射されるアシストガスAGのガス流AGFが稜線Rの両側から均等に供給されるため、稜線R上の加工点P近傍におけるガス流AGFが乱れるのが抑制され、安定して流れるようになっている。なお、図9では、稜線Rに平行な側面視で、稜線Rとガス噴射ノズル21A,21A’の各中心軸線C,C’とのなす角θ,θ’(不図示)をそれぞれ0よりも大きい角度に設定した例を示している。そのため、図9の正面視における稜線Rとガス噴射ノズル21A,21A’の各中心軸線C,C’とのなす角γ,γ’も0より大きい角度となっている。
(3) 本実施形態では、加工後のワークWの稜線Rに存在するバリを除去するためのバリ取り装置において、ワークWの稜線Rにレーザ光Lを照射するレーザ加工ヘッド13を有するレーザ装置10と、アシストガスAGを噴射する一対のガス噴射ノズル21A,21A’を有するガス噴射装置20と、レーザ装置10及びガス噴射装置20を搬送する搬送装置30と、レーザ装置10、ガス噴射装置20及び搬送装置30を制御する制御装置40と、を設けた。そして、制御装置40により、一対のガス噴射ノズル21A,21A’が稜線Rを構成する頂角の2等分線B及び稜線Rを含む面Fに対して互いに対称な位置を保持しながら移動するように、且つ、稜線Rに平行な側面視で稜線Rと一対のガス噴射ノズル21A,21A’の各中心軸線C,C’とのなす角θ,θ’(不図示)が鋭角となるように、ガス噴射装置20及び搬送装置30を制御した。
これにより、レーザ光Lとガス噴射ノズル21A,21A’に対してのワークW(立体形状)の幾何関係が崩れた場合であっても、稜線Rの両側からアシストガスAGを供給できるため、加工点P近傍のアシストガス流AGFが変化して乱れるのを抑制できる。そのため、安定したバリ取り加工が可能となる。
これにより、稜線Rに対して平行にアシストガスAGを流すことができるため、アシストガスAGのガス流AGFが変化して乱れるのをより抑制できる。そのため、より安定したバリ取り加工が可能となる。
これにより、二つのガス流が対向して流れが不安定になるのを抑制できるため、アシストガスAGのガス流AGFが変化して乱れるのをより抑制できる。そのため、より安定したバリ取り加工が可能となる。
これにより、ワークW(立体形状)にアシストガスAGの主流が当たるため、幾何関係の影響をより受け難くなる。即ち、面対称に配されるアシストガスAGの主流が空間で合流しないため、アシストガスAGのガス流AGFが変化して乱れるのをより抑制できる。そのため、より安定したバリ取り加工が可能となる。
第1実施形態に係るバリ取り装置1を用いて、ワークの稜線上におけるバリ取り加工を実施した。具体的には、波長1070nmのファイバレーザを利用し、ワークとしてはフライス加工済の炭素鋼S50Cを用いた。この炭素鋼S50Cのバリの最大高さは、0.5mmであった。
第2実施形態に係るバリ取り装置を用いて、ワークの稜線上におけるバリ取り加工を実施した。具体的には、2つのアシストガスのガス噴射ノズルの中心軸線の交点を、稜線上に配置した場合と、稜線より1mm下に配置した場合とで実施した。稜線と各中心軸線とのなす角については、側面視でθ=0度、平面視でφ=30度(したがって、正面視でγ=0度)とし、流量は各30L/分とした以外は、実施例1と同様の条件でバリ取り加工を実施した。
10 レーザ装置
13 レーザ加工ヘッド
20 ガス噴射装置
21,21A,21A’ ガス噴射ノズル
30 搬送装置
40 制御装置
W ワーク
R 稜線
L レーザ光
AG アシストガス
B 2等分線
C,C’ 中心軸線
F 2等分線及び稜線を含む面
θ,θ’ 側面視における稜線とガス噴射ノズルの中心軸線とのなす角
φ,φ’ 平面視における稜線とガス噴射ノズルの中心軸線とのなす角
γ,γ’ 正面視における稜線とガス噴射ノズルの中心軸線とのなす角
I 交点
Claims (6)
- 加工後の立体形状の稜線に存在するバリを除去するためのバリ取り装置であって、
前記立体形状の稜線にレーザ光を照射するレーザ加工ヘッドを有するレーザ装置と、
アシストガスを噴射するガス噴射ノズルを有するガス噴射装置と、
前記レーザ装置及び前記ガス噴射装置を搬送する搬送装置と、
前記レーザ装置、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ガス噴射ノズルが前記稜線を構成する頂角の2等分線及び前記稜線を含む面上を移動するように、且つ、前記稜線に平行な側面視で前記稜線と前記ガス噴射ノズルの中心軸線とのなす角が鋭角となるように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、バリ取り装置。 - 前記制御装置は、前記稜線に平行な側面視で前記稜線と前記ガス噴射ノズルの中心軸線とのなす角が22.5度以下となるように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、請求項1に記載のバリ取り装置。
- 加工後の立体形状の稜線に存在するバリを除去するためのバリ取り装置であって、
前記立体形状の稜線にレーザ光を照射するレーザ加工ヘッドを有するレーザ装置と、
アシストガスを噴射する一対のガス噴射ノズルを有するガス噴射装置と、
前記レーザ装置及び前記ガス噴射装置を搬送する搬送装置と、
前記レーザ装置、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記一対のガス噴射ノズルが前記稜線を構成する頂角の2等分線及び前記稜線を含む面に対して互いに対称な位置を保持しながら移動するように、且つ、前記稜線に平行な側面視で前記稜線と前記一対のガス噴射ノズルの各中心軸線とのなす角が鋭角となるように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、バリ取り装置。 - 前記制御装置は、前記稜線に平行な側面視で前記稜線と前記一対のガス噴射ノズルの各中心軸線とのなす角が略0度となるように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、請求項3に記載のバリ取り装置。
- 前記制御装置は、前記稜線に平行な平面視で前記稜線と前記一対のガス噴射ノズルの各中心軸線とのなす角が45度以下となるように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、請求項3又は4に記載のバリ取り装置。
- 前記制御装置は、前記一対のガス噴射ノズルの各中心軸線同士の交点が前記立体形状の内部に位置するように、前記ガス噴射装置及び前記搬送装置を制御する、請求項3から5いずれかに記載のバリ取り装置。
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