CN104870116A - 激光加工机的修边工具及其修边方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够将因利用激光加工机进行的热切断加工而在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起利用搭载于同一激光加工机的板材输送机构高效地除去的修边工具，具备该修边工具的激光加工机，以及使用该修边工具进行修边处理的修边方法。修边工具(20)具有：相互对置配置的上下的滚珠保持部件(42、52)；以及由这些滚珠保持部件(42、52)支承为旋转自如，且在这些滚珠支承部件(42、52)的对置面相互对置地突出的上下的滚珠(43、53)。在利用上下的滚珠(43、53)夹住板材(W)的热切断加工部(A)的状态下，板材(W)由板材输送机构沿着热切断加工部(A)输送，由此，利用下面的滚珠(53)将板材(W)的沿着热切断加工部(A)的下表面端缘部朝上方修边。

Description

激光加工机的修边工具及其修边方法
本申请主张2012年12月27日提出申请的日本特愿2012－284869的优先权，其整体通过参照而引用为本申请的一部分。
技术领域
本发明涉及对利用激光加工机进行热切断加工而得的板材的热切断加工部的端缘部进行修边而修整光滑的修边工具及其修边方法。
背景技术
若利用激光加工机对由钢材构成的板材进行热切断加工，则如图12所示，在板材W的沿着热切断加工部A的表面端缘部、特别是下表面端缘部C，会生成加工时产生的熔渣等固化而形成的毛刺状的突起70。突起70在下表面端缘部C产生是因为：热切断加工时，熔融的金属由来自上方的惰性气体吹飞，因此熔渣等容易积存在下侧。
并且，如图13所示，当板材W为在钢材Wa的表面镀覆有熔点比该钢材Wa的熔点低的金属Wb如锌的镀覆钢板的情况下，有时在上表面端缘部B也局部地产生小的凸部71。该凸部71主要是热切断加工时熔化的熔点低的金属Wb飞散而形成的。以往，这样的在热切断加工中产生的突起70以及凸部71在后续工序中通过手工进行的打磨被除去。此外，在图12、图13中夸张地放大显示突起70以及凸部71。
关于除去在利用冲床进行的冲裁加工中在板材上产生的毛刺，提出有安装于冲床的工具支承体而进行使用的去毛刺工具(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4916104号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通过手工进行的打磨除去在激光加工机的热切断加工中产生的上述突起70以及凸部71的做法作业耗费劳力，会导致制造成本增大。
本发明的目的在于提供一种能够将因利用激光加工机进行的热切断加工而在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起利用搭载于同一激光加工机的板材输送机构高效地除去的修边工具、具备该修边工具的激光加工机、以及使用该修边工具进行修边处理的修边方法。
用于解决课题的手段
本发明的激光加工机的修边工具在激光加工机中使用，该激光加工机具备：激光头，向下照射激光；以及板材输送机构，在该激光头的下方相对于激光头将板材相对地沿前后左右输送，该激光加工机对由该板材输送机构输送的板材照射激光而对板材进行热切断加工。该修边工具具有：上面的滚珠保持部件和下面的滚珠保持部件，相互对置地配置；上面的滚珠和下面的滚珠，由这些滚珠保持部件支承为旋转自如，且朝这些滚珠支承部件的对置面相互对置地突出，在利用上述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的热切断加工部的状态下，板材由上述板材输送机构沿着上述热切断加工部输送，由此，利用上述下面的滚珠将板材的沿着上述热切断加工部的下表面端缘部朝上方修边。
上述热切断加工部是指通过热切断加工而使金属材料被除去从而形成的狭缝状的部分。另外，在由热切断加工部断开的两侧部分例如被分离成原料部分和产品部分的情况下，热切断加工部并不以狭缝状的形态存在，由板材的端面和从该端面离开上述狭缝状的部分的宽度的面夹住的假想的空间成为热切断加工部。
根据该结构的修边工具，通过一边利用上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材一边输送板材，由此在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起通过利用下面的滚珠进行的修边被压溃而被除去。此处所说的除去是指通过压溃作用而使毛刺状的突起相对于板材的下表面的突出部分至少减少或者消失。上面的滚珠和下面的滚珠由滚珠支承部件支承为旋转自如，且通过板材的输送而朝任意方向自由旋转，因此能够进行板材的顺畅的输送。因此，能够连续且高效地进行相对于毛刺状的突起的上述除去的修边处理。
在本发明的修边工具中，也可以形成为：在利用上述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的状态下，由上述板材输送机构输送板材，由此，利用上述上面的滚珠将板材的沿着上述热切断加工部的上表面端缘部朝下方修边。在该情况下，除了在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起之外，对于在上表面端缘部产生的凸部，也能够连续且高效地进行用于将其除去的修边处理。针对凸部的除去也是指通过压溃作用而使凸部相对于板材的上表面的突出部分至少减少或者消失。
本发明的激光加工机具备上述修边工具。因此，对于在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起，能够连续且高效地进行用于将其除去的修边处理。
本发明的板材的热切断加工部的修边方法是使用上述修边工具对在钢材的表面镀覆熔点比该钢材的熔点低的金属而成的镀覆钢板即板材的热切断加工部进行修边处理的修边方法，在利用上述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的上述热切断加工部的状态下，由上述板材输送机构将板材沿着上述热切断加工部输送，由此，利用上述下面的滚珠将板材的沿着上述热切断加工部的下表面端缘部朝上方修边，并且，利用上述上面的滚珠将板材的沿着上述热切断加工部的上表面端缘部朝下方修边。
根据该修边方法，通过一边利用上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材一边输送板材，由此在板材的沿着热切断加工部的下表面端缘部产生的毛刺状的突起通过利用下面的滚珠进行的修边被压溃而被除去。并且，在上表面端缘部产生的凸部通过利用上面的滚珠进行的修边被压溃而被除去。在镀覆钢板中如上所述容易在上表面端缘部产生凸部，但能够将该凸部除去。上面的滚珠和下面的滚珠由滚珠支承部件支承为旋转自如，且通过板材的输送而朝任意方向自由旋转，因此能够进行板材的顺畅的输送。因此，能够连续且高效地进行用于对毛刺状的突起以及凸部的除去的修边处理。
权利要求书以及/或者说明书以及/或者附图中公开的至少两个结构的任意组合也包含于本发明。特别是权利要求书中的各权利要求的两个以上的任意组合也包含于本发明。
附图说明
根据参考附图进行的以下的优选实施方式的说明能够更清楚地理解本发明。然而，实施方式以及附图仅仅是用于进行图示以及说明，并不应当用于确定本发明的范围。本发明的范围由所附的权利要求书确定。在附图中，多个图中的相同的部件编号表示相同或者相当的部分。
图1是示出具备本发明的一个实施方式所涉及的修边工具的激光加工机的概要结构的俯视图。
图2是示出该激光加工机的概要结构的侧视图。
图3是示出该激光加工机中的修边工具的设置状态的纵剖视图。
图4A是示出该修边工具的上模具的立体图。
图4B是示出该修边工具的下模具中的下模具主体上部件的立体图。
图5A是示出使该修边工具的下模具升降的下模具升降构件的概要结构的俯视图。
图5B是示出该下模具升降构件的概要结构的主视图。
图6是示出利用该下模具升降构件使修边工具的下模具下降后的状态的剖视图。
图7A是在热切断加工部的两侧存在板材部分的板材的俯视图。
图7B是仅在热切断加工部的单侧存在板材部分的板材的俯视图。
图8是示出利用该修边工具进行的修边处理动作的俯视图。
图9是示出利用该修边工具进行的修边处理动作的一个例子的剖视图。
图10是示出利用该修边工具进行的修边处理动作的其他例子的剖视图。
图11是示出利用该修边工具进行的不同的修边处理动作的剖视图。
图12是示出由钢材构成的板材中的热切断加工部的周边部的截面形状的图。
图13是示出由镀覆钢板构成的板材中的热切断加工部的周边部的截面形状的图。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式与附图一起进行说明。图1是示出具备本实施方式的修边工具的激光加工机的概要结构的俯视图，图2是其侧视图。该激光加工机1构成为使激光加工机部2和冲床机构部3复合而成的激光、冲压复合机，在激光加工位置P1利用激光加工机部2对板材W进行热切断加工，在冲压位置P2利用冲床机构部3对板材W进行冲压加工。激光加工位置P1以及冲压位置P2的位置是固定的，利用板材输送机构4以使得由板材工作台5支承的板材W的加工部位位于激光加工位置P1或者冲压加工位置P2的方式输送板材。
激光加工机部2具备：激光头11，设置于位于侧面形状呈C形的框架7中的上框架部7a的前端部的激光加工位置P1，并向下照射激光；激光振荡器12，设置于从框架7离开的地板面；以及传输路13，从上述激光振荡器12朝激光头11引导激光。传输路13例如使用传输用光纤。
对于冲床机构部3，工具支承体即上下的圆盘状的转台15、16以相互绕同心的垂直轴旋转自如的方式支承于框架7的上框架部7a以及下框架部7b。在这些上下的转台15、16上，分别在圆周方向上排列设置有成型加工用的多个上模具17以及下模具18，和修边用的上模具21以及下模具22。修边用的上模具21以及下模具22可以仅设置于圆周方向的1个部位，也可以在多个部位设置多个种类的上模具21以及下模具22。利用成对的修边用的上模具21以及下模具22构成修边工具20。
上下的转台15、16利用设置于框架7的模具分度构件(未图示)将希望的模具分度至冲压位置P2。在利用模具分度构件将成型加工用的上模具17以及下模具18、或者修边用的上模具21以及下模具22分度至冲压位置P2后的状态下，上模具17、21由压头25升降驱动。压头25经由引导部件(未图示)升降自如地支承于框架7的上框架部7a，且由冲压驱动机构26升降驱动。冲压驱动机构26例如由伺服马达27和将其旋转转换为直线运动的运动转换机构28构成。
板材输送机构4形成为：将左右(X方向)移动的十字滑动件32设置于前后(Y方向)移动的滑架31，并将把持板材W的端部的工件保持器33安装于十字滑动件32。在滑架31的下方设置有沿前后方向延伸的导轨34，该滑架31借助未图示的前后输送用驱动源而沿着导轨34移动。并且，十字滑动件32借助未图示的左右输送用驱动源而相对于滑架31左右移动。
图3是安装于上下的转台15、16的修边工具20的上模具21以及下模具22的纵剖视图。这些上模具21以及下模具22是在针对由激光加工机部2(图1、图2)进行热切断加工后的板材W进行的、沿着热切断加工部A的上下两面的端缘部B、C(图12)的修边处理中使用的模具。这里，热切断加工部A是指通过热切断加工而使金属材料被除去从而形成的狭缝状的部分。热切断加工部A的宽度a(图12)为0.2～0.3mm左右。
如图4A的立体图所示，修边用的上模具21具有：具有下表面侧开口的引导孔40a的圆筒状的上模具主体40；以升降自如的方式插入于该上模具主体40的引导孔40a的引导部件41；固定于该引导部件41的滚珠保持部件42；以及由该滚珠保持部件42支承为旋转自如的、朝下方突出的滚珠43。引导部件41借助设置于上模具主体40的下端的止挡件44(图3)防脱出，并且，由插入于上述引导孔40a内的螺旋弹簧45向下施力。
在该实施方式中，利用螺旋弹簧45的力将滚珠43朝后述的板材W的端缘部B(图10)推压，但是，并非必须设置螺旋弹簧45，也可以通过控制压头25(图2)的升降驱动而将滚珠43朝板材W的端缘部B推压。并且，也可以同时采用螺旋弹簧45和压头25将滚珠43朝板材W的端缘部B推压。
如图3所示，修边用的上模具21以升降自如的方式嵌入于上转台15的模具保持孔38，通过使设置于上模具主体40的外周的键46与模具保持孔38的键槽38a卡合，相对于上转台15被止转。该修边用的上模具21在冲压位置P2(图1、图2)经由上模具主体40的上端的T形连结部40b与压头25连结。
在图3中，修边用的下模具22具有：经由下模具保持台47被固定于下转台16的下模具外壳体49；以升降自如的方式支承在该下模具外壳体49内的下模具主体50；固定于该下模具主体50的上部件51A的滚珠保持部件52；以及由该滚珠保持部件52支承为旋转自如、且朝上方突出的滚珠53。图4B中示出下模具主体50的上部件51A的立体图。
如图3所示，上下模具21、22的滚珠43、53以相互对置地突出的方式配置于它们的滚珠保持部件42、52的对置面。使得各滚珠43、53的直径与热切断加工部A的宽度a相比足够大。在该实施方式中，使用上模具21的滚珠43的直径比下模具的滚珠53的直径大数倍的程度的部件。此外，上下的滚珠43、53的直径也可以相同。
上模具21的滚珠43以及滚珠保持部件42由自由轴承构成，滚珠43以旋转自如且防脱出的状态、以局部突出的方式设置在作为滚珠保持部件42的壳体内。下模具22的滚珠53及其滚珠保持部件52也与上模具21相同由自由轴承构成。这些上下的自由轴承可以使用除了滚珠43、53的直径的差异以外都相同的结构的部件，或者也可以使用包含滚珠43、53的直径在内都相同的结构的部件。滚珠43、53例如为钢球。
下模具主体50的下部件51B以升降自如的方式嵌合于设置在下模具外壳体49的引导孔49a，由此，下模具主体50被支承为相对于下模具外壳体49升降自如。在下模具主体50的下部件51B上螺纹安装有螺栓55，该螺栓55贯通在下模具外壳体49上以与上述引导孔49a平行的方式设置的螺栓插通孔54。下模具主体50由夹设在该螺栓55的头部55a与上述螺栓插通孔54的扩径部54a之间的螺旋弹簧56朝下方施力。
在冲压位置P2处的下转台16的下方位置设置有下模具升降构件57，当利用修边工具20对板材W的沿着热切断加工部A的上下两面的端缘部B、C进行修边时，下模具升降构件57使下模具22上升至规定的高度。如图5A、图5B中以俯视图以及主视图所示的那样，该下模具升降构件57由进退部件61和促动器62构成，进退部件61在反力承受部件58上由一对引导部件59、60沿例如与下转台16的半径方向正交的方向进退引导，促动器62对该进退部件61进行进退驱动。
进退部件61的上表面具有：上侧水平面部61a以及下侧水平面部61c；以及从上侧水平面部61a朝下侧水平面部61c下降倾斜的倾斜面部61b。促动器62由流体缸构成，其活塞杆的前端借助连结部件63连结在进退部件61的后端。设置于下模具主体50的下部件51B的下端的凸轮从动件64与该进退部件61的上表面滑动接触。
借助由促动器62进行的进退部件61的进退驱动，如图3所示，在凸轮从动件64由进退部件61的上侧水平面部61a支承的状态下，下模具22被抬升至进行修边的规定的高度。并且，如图6所示，在凸轮从动件64由进退部件61的下侧水平面部61c支承的状态下，下模具22下降。由此，当借助下转台16的旋转而下模具22位于从冲压位置P2离开的位置时，避免下模具22的滚珠53与板材W的下表面滑动接触。
根据这种结构的激光加工机1，当利用激光加工机部2对板材W进行热切断加工后的情况下，使用修边工具20沿着热切断加工部A进行修边处理。该修边处理可以在刚刚进行热切断加工之后、例如在过渡至下一个热切断加工部A前针对每个热切断加工部A进行，也可以在所有的热切断加工结束后对各热切断加工部A集中进行。并且，对于该修边处理，可以如图7A所示在热切断加工部A的两侧存在板材部分、例如存在产品板材W1和材料板材W2的状态下进行，也可以如图7B所示在像从材料板材W2分离后的产品板材W1那样仅在热切断加工部A的单侧存在板材部分的状态下进行。
上述修边处理按照以下的方式进行。这里，对在热切断加工部A的两侧存在板材部分的情况下的修边处理进行说明。
首先，对上下转台15、16进行旋转驱动，将修边工具20的上下模具21、22分度至冲压位置P2。进而，使由板材输送机构4的工件保持器33把持的板材W移动，如图8中以实线所示的那样，使得热切断加工部A的一端部位于冲压位置P2。
接着，借助压头25的驱动使上模具21下降至规定高度，并且，利用下模具升降构件57使下模具22上升至规定高度，如图9的步骤(A)以及步骤(B)那样，利用上下一对滚珠43、53从上下夹住板材W。该图的步骤(A)示出上模具21的下降过程以及下模具22的上升过程的中途的阶段，此时，上下模具21、22与板材W的上下表面分别接触。该图的步骤(B)示出上模具21下降至规定高度，下模具22上升至规定高度的状态。在该最终阶段，上面的滚珠43的下端相比板材W的上表面稍稍朝板厚的中心侧陷入，并且，下面的滚珠53的上端相比板材W的下表面稍稍朝板厚的中心侧陷入。
在该状态下，如在图8中用双点划线所示的那样，以使得滚珠43、53沿着热切断加工部A相对移动的方式，利用板材输送机构4使板材W移动。由此，利用上下一对滚珠43、53从上下夹住沿着热切断加工部A的上下两面的端缘部B、C而进行修边。通过该修边，利用下面的滚珠53将下表面端缘部C的毛刺状的突起70压溃而除去。这里所说的除去是指通过压溃作用而使毛刺状的突起70相对于板材W的下表面的突出部分至少减少或者消失。
并且，在该实施方式的修边处理中，通过使上下的滚珠43、53陷入板材W，如图9的步骤(C)所示，利用上面的滚珠43使上表面端缘部B塑性变形为相比上表面凹入的形状，并且，利用下面的滚珠53使下表面端缘部C塑性变形为相比下表面凹入的形状。通过以这种方式塑性变形，形成为上表面端缘部B以及下表面端缘部C的边缘被除去的状态，手指触感变得平滑。
在上述的修边处理动作中，上面的滚珠43由螺旋弹簧45(图3)朝下方施力，因此不会受板材W的厚度变动的影响，能够沿着热切断加工部A进行均匀的修边。上下的滚珠43、53由滚珠支承部件42、52(图3)支承为旋转自如，且借助板材W的输送而朝任意方向自由旋转，因此能够进行板材W的顺利的输送。因此，能够连续且高效地进行修边处理。
图10是示出当板材W为在钢材Wa的表面镀覆有熔点比该钢材Wa的熔点低的金属Wb、例如锌的镀覆钢板的情况下的修边处理动作的剖视图。在板材W为镀覆钢板的情况下，也以与上述同样的方式进行修边处理动作(步骤(A)～(C))。在该情况下，除了利用下面的滚珠53将在板材W的下表面端缘部C产生的毛刺状的突起70压溃而除去之外，在板材W的上表面端缘部B产生的小凸部71也由上面的滚珠43压溃而被除去。并且，与上述同样，通过利用上下的滚珠43、53使上表面端缘部B以及下表面端缘部C塑性变形为凹陷的形状，能够使上表面端缘部B以及下表面端缘部C的手指触感变得平滑。
图11示出像从材料板材W2分离后的产品板材W1那样仅在热切断加工部A的单侧存在板材部分的情况下的修边处理。在该情况下，也进行与在热切断加工部A的两侧存在板材部分的情况相同的一系列的修边处理动作(步骤(A)～(C))。由此，得到与在热切断加工部A的两侧存在板材部分的情况相同的效果。
如上，参照图对优选实施方式进行了说明，但本领域技术人员在看到本说明书后能够在显而易见的范围内容易地想到各种变更以及修改。例如，在上述实施方式中，示出了激光加工机1为激光、冲压复合机的例子，但是，也可以不具有冲床机构部3。在该情况下，需要另外设置使修边工具20的上模具21以及下模具22升降的升降机构(未图示)。因此，这种变更以及修改解释为落入根据所附的权利要求书确定的本发明的范围内。
标号说明
1 激光加工机
4 板材输送机构
11 激光头
20 修边工具
42 上模具的滚珠保持部件
43 上模具的滚珠
52 下模具的滚珠保持部件
53 下模具的滚珠
70 突起
71 凸部
A 热切断加工部
B 上表面端缘部
C 下表面端缘部
W 工件
Wa 钢材
Wb 镀层

Claims (4)

1.一种激光加工机的修边工具，在激光加工机中使用，该激光加工机具备：激光头，向下照射激光；以及板材输送机构，在该激光头的下方相对于激光头将板材相对地沿前后左右输送，该激光加工机对由该板材输送机构输送的板材照射激光而对板材进行热切断加工，其中，
所述修边工具具有：上面的滚珠保持部件和下面的滚珠保持部件，相互对置地配置；以及上面的滚珠和下面的滚珠，由这些滚珠保持部件支承为旋转自如，且朝这些滚珠支承部件的对置面相互对置地突出，在利用所述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的热切断加工部的状态下，板材由所述板材输送机构沿着所述热切断加工部输送，由此，利用所述下面的滚珠将板材的沿着所述热切断加工部的下表面端缘部朝上方修边。
2.根据权利要求1所述的激光加工机的修边工具，其中，
在利用所述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的状态下，由所述板材输送机构输送板材，由此，利用所述上面的滚珠将板材的沿着所述热切断加工部的上表面端缘部朝下方修边。
3.一种激光加工机，其中，
所述激光加工机具备权利要求1或者权利要求2所述的修边工具。
4.一种板材的热切断加工部的修边方法，
使用权利要求2所述的修边工具对在钢材的表面镀覆熔点比该钢材的熔点低的金属而成的镀覆钢板即板材的热切断加工部进行修边处理，其中，
在利用所述上面的滚珠和下面的滚珠夹住板材的所述热切断加工部的状态下，由所述板材输送机构将板材沿着所述热切断加工部输送，由此，利用所述下面的滚珠将板材的沿着所述热切断加工部的下表面端缘部朝上方修边，并且，利用所述上面的滚珠将板材的沿着所述热切断加工部的上表面端缘部朝下方修边。
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