JP3913868B2 - Laser processing method for ultra-thin plate material and laser processing apparatus used for the method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は極薄板材のレーザ加工方法および同方法に使用するレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、板厚が0.1mmよりも薄い金属の薄板材(以後、極薄板材)をレーザで切断または穴あけ加工する場合、図3に示す如く、加工する極薄板材51を撓まない様に載置固定する加工用の治具50を使用する。この治具50には、加工する製品にほぼ等しい大きさの穴52が明けてあり、この穴の上に極薄板材51を張付けて適宜に固定し、この治具を通常のレーザ加工機に取付けて加工を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の場合、極薄板材は腰がないので定尺材のままでは使用できず、適宜なワークサイズに切断する必要がある。また、板厚にもよるが、ワークサイズが大きくなると、治具に固定してもワークが撓むので、大きな製品の加工ができないという問題がある。
【0004】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、腰の無い極薄板材を固定治具を使用せずにレーザ加工する方法および同方法に使用するレーザ加工装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項1に記載の極薄板材のレーザ加工方法は、ワークテーブルに開閉自在に設けたワークシュータ装置を設け、該ワークシュータ装置にレーザビームが通過可能な間隙を空けたY軸方向に延伸する一組のワーク支持ローラを設け、前記間隙の上方を該間隙に沿って前記Y軸方向に移動自在のレーザ加工ヘッドを設け、前記ワークテーブルに前記レーザ加工ヘッドの移動方向に直交するX軸方向に移動自在なワーク移動装置を設けたレーザ加工装置において、前記一組のワーク支持ローラ上に該ワーク支持ローラの回転方向に極薄板材を移動自在に設けると共に、前記ワーク支持ローラのワーク支持面を前記ワーク移動装置に前記Y軸方向に延伸させて設けたクランプアームのワーク支持面より前記極薄板材が若干盛り上がる程度のやや高い位置に設け、前記クランプアームのワーククランプにクランプされた前記極薄板材の移動方向にテンションを付与した状態でレーザ加工することを要旨とするものでる。
【0006】
したがって、請求項1に記載のレーザ加工方法によれば、腰の無い極薄板材でも固定治具を使用せずに高精度なレーザ加工をすることができる。
【0007】
請求項2に記載のレーザ加工装置は、ワークテーブルに開閉自在に設けたワークシュータ装置を設け、該ワークシュータ装置にレーザビームが通過可能な間隙を空けたY軸方向に延伸する一組のワーク支持ローラを設け、該一組のワーク支持ローラの前記間隙の上方を該間隙に沿って前記Y軸方向に移動自在のレーザ加工ヘッドを設け、前記ワークテーブルに該レーザ加工ヘッドの移動方向に直交するX軸方向に移動自在なワーク移動装置を設けたレーザ加工装置において、前記ワーク移動装置に極薄板材のワークの移動方向両端部を支持固定するクランプアームを設けると共に、該クランプアームの適宜な位置にワークのX軸方向の両端部をクランプ可能な複数のワーククランプを設け、前記一組のワーク支持ローラのワーク支持面を前記クランプアームのワーク支持面より前記極薄板材が若干盛り上がる程度のやや高い位置に設け、前記極薄板材の移動方向にテンションを付与した状態でレーザ加工することを要旨とするものでる。
【0008】
したがって、請求項2に記載のレーザ加工装置によれば、極薄板材の如きワークの加工部をワーク支持ローラ上に移動可能に支持すると共に、ワークの移動方向両端部をワーク移動装置のクランプアームにクランプしてテンションを与えながら弛みがないように固定してレーザ加工をするので、ワークの両端部の自重によってもワークにテンションが付加され、高精度なレーザ加工をすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面によって説明する。図1は本発明に係わるレーザ加工装置を示したものである。
【0012】
図1を参照するに、レーザ加工装置1はC形のフレーム3を備えており、このフレーム3の上部フレーム3Uには、図示省略の公知の駆動モータおよびボールネジによって、Y軸方向に移動自在なレーザ加工ヘッド5が設けてある。
【0013】
前記レーザ加工ヘッド5の下端には、ノズル7を設けると共に、レーザビームLBを折曲げるベンドミラー9と、レーザビームLBを集光する集光レンズ11が設けてある。また、前記上部フレーム3Uの後部には、レーザ発振器(図示省略)からのレーザビームLBを前記ベンドミラー9に反射するベンドミラー13が設けてある。
【0014】
上記構成により、レーザ発振器(図示省略)からのレーザビームLBは、レーザ加工ヘッド5の集光レンズ11に導かれ、この集光レンズで集光されたレーザビームLBが、ノズル7からワークWに対して照射されることになる。
【0015】
前記フレーム3の下部フレーム3L上には、ワークテーブル17が設けてあり、このワークテーブル17の中央部に、長方形の溝部19が形成してある。
【0016】
前記溝部19には、ワ−クWから切断された切断部材を、ワークテーブル17の下方に落下させる開閉自在なワークシュータ装置21が設けてある。
【0017】
前記ワークシュータ装置21には、前記長方形の溝部19の長手方向の一辺を支点にして開閉可能な長方形の枠体22が設けてあり、この枠体22には、前記レーザ加工ヘッド5から照射されるレーザビームLBが通過可能な間隙Sを備え、回転自在に軸端部を軸支された一組のワーク支持ローラ23、25がY軸方向に延伸して設けてある。
【0018】
前記枠体22は、下部フレームに設けた空圧または油圧のシリンダの如き図示しないアクチュエータにより開閉自在に設けてある。
【0019】
従って、ワークシュータ装置21のワーク支持ローラ23、25上に位置する切断部材は、前記枠体22を傾斜開放させることにより、適宜、テーブルの下方の製品ボックス(図示省略)に落下させることができる。
【0020】
前記フレーム3のギャップ喉部側に位置するワークテーブル17の端部には、前記Y軸方向に直交するX軸方向に延伸したワーク移動装置27が、ガイドレール29上に移動自在に設けてある。このワーク移動装置27のX軸方向の両端部には、ワーク移動装置27に一体的に固定されY軸方向に延伸したクランプアーム30がそれぞれ設けてある。そして、それぞれのクランプアーム30上の適宜な位置にワークWのX軸方向の両端部をクランプ可能な複数のワーククランプ31が設けてある。
【0021】
なお、前記ワーク移動装置27は、X軸駆動サーボモータ(図示省略)により回転駆動されるボールスクリュウ(図示省略)により、X軸方向の任意の位置に移動させることができる様に設けてある。
【0022】
また、前記一組のワーク支持ローラ(23、25)は、同期回転駆動装置(図示省略)によって回転駆動されており、ワーク支持ローラ(23、25)の周速度とワーク移動装置27の移動速度とが同一になるように制御されている。
【0023】
また、図2に示す如く、ワーク支持ローラ23、25の上面のワーク支持面は、クランプアーム30のワーク支持面よりも若干上方に位置する様に設けてある。したがって、クランプアーム30上にクランプされたワークWの形状は、ワーク支持ローラの部分が若干盛り上がった形となる。
【0024】
上記構成において、極薄板材をレーザ加工するには、極薄板材のX軸方向の両端部をクランプアーム30上に載置し、極薄板材のワークの移動方向(X軸方向)にテンションを与えながら弛みがないように固定する。
【0025】
極薄板材を上述の如く固定して、レーザ加工装置を稼働させれば、レーザ加工装置1を統括的に制御する制御装置(図示省略)の制御の下に、極薄板材はワーク移動装置27によりX軸方向に移動させられると同時に、レーザ加工ヘッド5がY軸方向に移動させられて、極薄板材の所望の位置にレーザビームを集光照射するので、極薄板材に適宜なレーザ加工が高精度に実施することができる。
【0026】
上述のレーザ加工中において、極薄板材は、狭い間隔で配置されたワーク支持ローラ23と支持ローラ25とによって支持されると同時に、極薄板材は、移動方向(X軸方向)にテンションを与えてクランプアーム30上に固定してあるので、ワーク支持ローラ(23,25)上に位置する極薄板材のワークは常に水平に保持される。
【0027】
また、ワーク支持ローラ(23,25)の軸間距離は極薄板材のワークサイズに比較して十分に小さいので、この間の撓みの加工精度に対する影響は無視することができる。さらに、ワーク支持ローラ(23,25)のワーク支持面は、クランプアーム30のワーク支持面よりも若干上方に位置する様に設けてあるので、ワークの両端部の自重によってもワーク支持ローラ部のワークにテンションが付加されるので、この部分の水平度が安定して維持されることになる。
【0028】
したがって、前述の如く極薄板材のワークにも拘らず高精度なレーザ加工を実施することができる。
【0029】
また、本発明の方法および装置によれば、ワークサイズに限定を受けることなく、例えば、定尺材3’×6’(914mm ×1,829mm )の極薄板材においても高精度なレーザ加工を実施することができる。
【0030】
なお、本発明の実施の形態の説明では、Cフレーム構造のレーザ加工装置の例を示したが、本発明はCフレーム構造のレーザ加工装置に限定されるものではないことは容易に理解されるところである。
【0031】
【発明の効果】
請求項1、2の発明によれば、腰のない極薄板材でも固定治具を使用せずに高精度なレーザ加工をすることができる。また、ワークサイズに限定を受けることなく、例えば、定尺材3’×6’(941mm×1,829mm)の如きサイズの極薄板材でも同様に加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるレーザ加工装置の斜視図。
【図2】図1のA矢視図。
【図3】従来の極薄板の加工方法の説明図。図3(a)は斜視図、図3(b)は断面図。
【符号の説明】
1 レーザ加工装置
3 フレーム
5 レーザ加工ヘッド
7 ノズル
9、13 ベンドミラー
11 集光レンズ
17 ワークテーブル
19 長方形の溝部
21 ワークシュータ装置
23、25 ワーク支持ローラ
27 ワーク移動装置
29 ガイドレール
30 クランプアーム
31 ワーククランプ
LB レーザビーム
S 間隙
W ワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method for an ultrathin plate material and a laser processing apparatus used in the method.
[0002]
[Prior art]
For example, when a thin metal plate (thin plate material) having a thickness of less than 0.1 mm is cut or drilled with a laser, as shown in FIG. 3, the processed
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the above-described prior art, the ultra-thin plate material does not have a waist, so it cannot be used as it is, and it is necessary to cut to an appropriate work size. Although depending on the plate thickness, there is a problem that when the workpiece size is increased, the workpiece bends even if it is fixed to a jig, so that a large product cannot be processed.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to use a laser processing method for an ultrathin plate material without a waist without using a fixing jig, and the same method. It is to provide a laser processing apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problem, the laser processing method for an ultrathin plate material according to claim 1 is provided with a work shooter device provided on a work table so as to be freely opened and closed, and a gap through which the laser beam can pass is provided in the work shooter device. A pair of work support rollers extending in the Y-axis direction is provided, a laser processing head movable in the Y-axis direction along the gap is provided above the gap, and the laser processing head of the laser processing head is provided on the work table. In the laser processing apparatus provided with the workpiece moving device movable in the X-axis direction orthogonal to the moving direction, an ultrathin plate material is provided on the set of workpiece supporting rollers so as to be movable in the rotation direction of the workpiece supporting rollers, The ultrathin plate material from the work support surface of a clamp arm provided by extending the work support surface of the work support roller in the Y-axis direction on the work moving device Provided slightly higher position to the extent that swells slightly out what is summarized in that the laser processing while applying a tension to the moving direction of the electrode sheet of material clamped to the workpiece clamping of the clamp arm.
[0006]
Therefore, according to the laser processing method of the first aspect, it is possible to perform high-precision laser processing without using a fixing jig even with an extremely thin plate material having no waist.
[0007]
The laser processing apparatus according to claim 2 is provided with a work shooter device provided on a work table so as to be freely opened and closed, and the work shooter device extends in the Y-axis direction with a gap through which a laser beam can pass. A support roller is provided, a laser processing head movable in the Y-axis direction along the gap is provided above the gap of the pair of work support rollers, and the work table is orthogonal to the moving direction of the laser processing head. in the laser processing device having a movable workpiece moving device in the X-axis direction, the workpiece moving device to provide a clamp arm pole for supporting and fixing the moving direction end portions of the workpiece sheet material Rutotomoni appropriate of the clamp arm A plurality of workpiece clamps capable of clamping both ends of the workpiece in the X-axis direction are provided at various positions, and the workpiece support surfaces of the set of workpiece support rollers are Provided from the workpiece support surface of the lamp arms slightly higher position to the extent that the electrode sheet material swells slightly out what is summarized in that the laser processing while applying a tension to the moving direction of the electrode sheet material.
[0008]
Therefore, according to the laser processing apparatus of the second aspect, the processing portion of the workpiece such as an ultra-thin plate material is movably supported on the workpiece support roller, and both ends in the movement direction of the workpiece are clamp arms of the workpiece moving device. Since the laser processing is performed by clamping to the workpiece and fixing it so that there is no slack , tension is applied to the workpiece by the dead weights at both ends of the workpiece, and high-precision laser processing can be performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser processing apparatus according to the present invention.
[0012]
Referring to FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a C-
[0013]
At the lower end of the
[0014]
With the above configuration, the laser beam LB from the laser oscillator (not shown) is guided to the
[0015]
A work table 17 is provided on the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
Accordingly, the cutting members positioned on the
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
The pair of work support rollers (23, 25) is rotationally driven by a synchronous rotation drive device (not shown), and the peripheral speed of the work support rollers (23, 25) and the movement speed of the
[0023]
Further, as shown in FIG. 2, the work support surfaces on the upper surfaces of the
[0024]
In the above configuration, in order to perform laser processing on an ultra-thin plate material, both ends in the X-axis direction of the ultra-thin plate material are placed on the
[0025]
If the ultra-thin plate material is fixed as described above and the laser processing apparatus is operated, the ultra-thin plate material is controlled by a control device (not shown) that controls the laser processing apparatus 1 in an integrated manner. The
[0026]
During the laser processing described above, the ultrathin plate material is supported by the
[0027]
Further, since the distance between the axes of the work support rollers (23, 25) is sufficiently smaller than the work size of the ultrathin plate material, the influence of the bending during this time on the processing accuracy can be ignored. Further, since the work support surface of the work support rollers (23, 25) is provided slightly above the work support surface of the
[0028]
Therefore, as described above, high-precision laser processing can be performed regardless of the ultra-thin plate workpiece.
[0029]
In addition, according to the method and apparatus of the present invention, high-precision laser processing can be performed even on an ultrathin plate material of, for example, a
[0030]
In the description of the embodiment of the present invention, an example of a laser processing apparatus having a C frame structure is shown, but it is easily understood that the present invention is not limited to a laser processing apparatus having a C frame structure. By the way.
[0031]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, high-precision laser processing can be performed without using a fixing jig even with an ultra-thin plate material having no waist. Further, without being limited to the work size, for example, an ultra-thin plate material having a size such as a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view of a conventional ultrathin plate processing method. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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