JP2001300754A - ストリップ材、特に金属コイル、のレーザ又はプラズマ切断方法、及び関連の連続切断ライン - Google Patents

ストリップ材、特に金属コイル、のレーザ又はプラズマ切断方法、及び関連の連続切断ライン

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JP2001300754A JP2001113339A JP2001113339A JP2001300754A JP 2001300754 A JP2001300754 A JP 2001300754A JP 2001113339 A JP2001113339 A JP 2001113339A JP 2001113339 A JP2001113339 A JP 2001113339A JP 2001300754 A JP2001300754 A JP 2001300754A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ストリップ材、特に、金属コ
イル、のレーザ又はプラズマ切断方法、及び関連の連続
切断ラインAを高性能且つ合理的に構成することを目的
とする。 【解決手段】 連続切断ラインAにおいて、ストリップ
材2をレーザ又はプラズマにより切断する方法であり、
リール1上に支持されたコイル21として形成された金
属ストリップ材2が、巻き出し自在に配置され、ストリ
ップ材2が、先ずくせ取りされ3,31、次に切断ステ
ーション5,6に向けて下流側に送られ、オーバヘッド
焦点合わせヘッド6によって局所的に加工されるストリ
ップ材の切断方法であって、ストリップ材2に対する部
品又はデテールfの切断サイクルの実行中に於いて、焦
点合わせヘッド6が、ストリップ材2の連続的な前進方
向の長手軸を横断する軸に沿ってのみ移動することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ストリップ材、特
に、金属コイル、のレーザおよび/又はプラズマ切断方
法、及び関連の連続切断ラインに関する。本発明の用途
としては、具体的には機械工学工業での使用があるが、
これに限定されるものではない。
【0002】
【従来の技術】プレート用のレーザ又はプラズマ切断ラ
インは広く使用されており、プレートは、個別のシート
材又は連続コイルとして準備することができる。このタ
イプの設備は、工業分野に於いて、大量のコンポーネン
トの製造、又は、非常に高い精度を必要とする或る種の
デテール、又は、大小寸法の部材、の製造に広く使用さ
れている。
【0003】これらの機械の切断ユニットに於いて、基
本的に、精密センタリングシステム(自動焦点装置)に
よって、シート材から少し離れて保持され、その材料の
厚みを貫通して材料を切断する垂直レーザビームを発射
する固定式又は可動式の焦点合わせヘッドが設けられて
いる。
【0004】前記装置は、その焦点合わせヘッドの真下
の領域に、その固有の形状によってプレートを支持する
とともに、発生する有毒フュームと液化粒子を排気する
のに役立つ特殊な器具を備える必要がある。
【0005】その典型例は、切断ベッドであり、これ
は、少なくとも切断されるプレートの予想される最大寸
法を許容するのに十分に大きなメッシュ又は櫛状の構造
体から構成される。この切断ベッドの一つの特徴は、プ
レートを支持するその面に、爪のような丸い先端部を備
えた突起の列が設けられていることにある。これらの爪
は、切断サイクルを援助するべく、メッシュ構造体から
一定の距離にプレートを保持する。前記メッシュは、
又、その過程から発生する削り屑をふるい分けるのにも
使用され、削り屑はメッシュを通って落下し、このベッ
ドの下方のビンに回収される。
【0006】前記ビンは、上述した切断ベッドと協動す
るものであり、廃材を排出するための機械的システム
と、その作業中に切断ヘッドによって作り出される液化
粒子と有毒フュームを吸引排気するためのモータ駆動ポ
ンプとを備える。
【0007】前記切断ユニットの焦点合わせヘッドに関
して、現在、2つのタイプが使用されている。
【0008】第1のタイプは、静止型の焦点合わせヘッ
ドを備えている。この場合、シートは焦点合わせヘッド
の下方を移動され、そのエッジの回りで、シートのエッ
ジを把持する特殊なクランプ装置によって位置保持され
る。シートをある方向又は別の方向に移動させる前記ク
ランプ装置の同調移動を行うべく、焦点合わせヘッドと
クランプ装置との間を連動させるようにプログラムされ
たロジック装置が設けられている。
【0009】第2のタイプは可動型焦点合わせヘッドを
備えている。この場合、金属ストリップ材又はシート
は、特殊な搬送機構によってステップバイステップ式に
移動されながら前記ヘッドの下を通過する。詳述する
と、切断装置は二つの軸(x,y)に沿って移動するの
で、シートは、先ず長手方向に移動され、次に、切断装
置がプログラムに従って切断作業を行うことができるよ
うにある位置に保持される。切断サイクルが完了する
と、シートは完成製品を後に残して前進移動され、他
方、廃材はテーブルの下方に配置された装置によって回
収される。この第2のタイプに於いても、切断装置の所
定の移動とストリップ材又はシート材用の送りシステム
とを相関させるロジック装置が設けられる。前記移動工
程は、このロジック装置から指令があった時、即ち、各
部品の切断サイクルが完了した時にのみ行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した解決方法は、
これらは共に技術的に有効なものではあるが、様々な問
題点がある。
【0011】先ず、これら両システムに於いて、部品が
切断され、まだ、マイクロジョイントによって位置保持
されている状態で、前記ベッド、特にその突出爪、の移
動と振動によって、ベッドの下の領域に落下する可能性
がある。これが頻繁に発生すると、多くの切断部品が、
装置内の切断切り屑の収集に使用される切断ベッドの下
方に蓄積されるか失われ、更に、これが有毒フューム排
気システムにも干渉する。そのような材料は、廃棄物回
収システムとフューム排気システムとの両方に問題を起
こし、これによってこれらのシステムの効率を低下さ
せ、必要なメンテナンスの量を増大させる。
【0012】更に、技術的観点から、前記装置はかなり
複雑であって、製造コストが高く、設備の全体コストに
大きく影響する。
【0013】前記設備は、また大きなスペースを占有す
る。前記切断ベッドのサイズは、処理されるシート材等
のストリップ材のサイズに応じたものでなければなら
ず、従って、その表面は、少なくとも各シート材を保持
するのに十分大きなものでなければならない。ストリッ
プ材に対して行われる作業に関して、前記ベッドの幅の
他にも、前記装置は、行われる長手方向の切断サイクル
に十分な切断ベッド長も考慮しなければならない。その
結果、大きな対象物に対して切断を行うためには、設備
を適切に設置するのに必要な面積もそれに応じて大きな
ものでなければならない。
【0014】既存の装置の限界により、ストリップ材に
対して行うことが可能な長手方向の切断は、その装置の
サイズに依存したものとなる。従って、現在市販されて
いる装置では、長さが不定な、或いは、巻回されたスト
リップ材の全長に等しい長さの部品又はデテールを切断
することは不可能である。
【0015】本発明のもう一つの課題は、上述した問題
点を解決することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】〔発明の要旨〕上記課題
及びその他の課題は、請求項に記載の特徴構成を有する
本発明によって達成され、前記諸問題は、ストリップ
材、特に、金属コイル用のレーザ又はプラズマ切断方法
及び関連の連続切断ラインであって、リールに巻回され
たコイルが前記切断ラインの上流側に於いて巻き出され
る構造によって解決される。前記システムに於いて、ス
トリップ材は、先ずくせ取りされ、その後、搬送システ
ムによって下流側の切断ステーションの支持ベッドの上
へ搬送される。前記支持ベッドの上方には、前記レーザ
又はプラズマ切断装置の一部を構成する焦点合わせヘッ
ドが配設されている。この焦点合わせヘッドは、ストリ
ップ材から切断されて取出される部品又はストリップ材
上における切断模様等のデテールの切断サイクル中に、
前記ストリップ材の前進方向の長手軸を横切る軸に沿っ
て移動可能である。前記ストリップ材は、その上に廃材
部品と完成品部品とがフラットに載置され、後に互いに
分離される、排出ベッドに沿って下流側に移動される。
【0017】〔作用効果〕この構成に依れば、直接的な
技術的進歩をもたらす前記システムの独創的作用に依
り、様々な利点が達成される。
【0018】第1の利点は、他の既存の設備では不可能
な、不定の長さ又は少なくともストリップ材の全長の部
品又はデテールの切断が可能となることによって提供さ
れる。
【0019】第2の利点は、通常、切断ベッド(切断ス
テーションの支持ベッド)の下方に配設される複雑な装
置及びシステムが不要となることによって、この場合、
焦点合わせヘッドの移動軸に一致する、前記ヒューム及
び液化粒子排気システムに応じたサイズの必要な横断方
向の面積が減少する。
【0020】焦点合わせヘッドの下方からの廃材を回収
する機械的回収部を含む前記装置が不要となることによ
って、そのメンテナンス作業が不要となり、完成部品、
特に小さなものが、下方の領域に廃材と共に落下して、
失われる虞が無くなる。
【0021】もう一つの利点は、設備のサイズと消費量
が減少し、小バッチ生産も可能となること、そして、全
ての所定の切断パラメータが利用可能となることによっ
て、適用性が増大することにある。更に、切断パスが最
適化され、動力調節が良好となり、とりわけ、材料が常
にライン上にあることによって、実行するべきサイクル
の変更の為の時間ロスがゼロ又はほとんどゼロとなる。
【0022】更にもう一つの利点は、装置の信頼性が高
く、装置の購入及びランニングコストが非常に低く、そ
のメンテナンスが最小限に減少されることにある。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、これら及びその他の利点、
一好適実施例の以下の詳細説明と図面を参照して説明す
る。なお、この実施例の詳細は本発明の具体例に過ぎ
ず、本発明を限定するものではない。
【0024】尚、図1は、巻回された金属ストリップ材
を開始点とする、典型的な連続レーザ又はプラズマ切断
ラインの側面図であり、図2は、ストリップ材の前進方
向の長手軸に対して横断方向の軸上に可動式焦点合わせ
ヘッドを備えるステーションに於ける、切断サイクル中
の金属ストリップ材の一部を示す平面図であり、図3
は、上方に配置された前記焦点合わせヘッドに一致す
る、前記ストリップ材の前進方向の長手軸に対して横断
方向に位置する液化粒子有毒ヒューム回収システムの部
分の側面図である。
【0025】金属材のレーザ切断用の連続切断ラインA
は、開始部の上流部から終端部の下流側にかけて基本的
に4つのセクションから構成されている。
【0026】第1セクションは、上流側に配設され、コ
イル21からシートストリップ材2を巻き出すリール1
を有して構成されている。このリール1は、シートスト
リップ材2が次のステーション3に達するまで、このシ
ートストリップ材2の制御された巻き出しを行い、前記
ステーション3では、巻き出されたシートストリップ材
2が、前後に交互配置された一連のくせ取りローラ31
を通過することによってくせ取りされる。
【0027】前記くせ取りステーション3と更に下流側
に配置される切断装置5,6との間に、前進方向の長手
軸xに沿ってマイクロメータ単位の精度でシートストリ
ップ材2の移動を行う別の移動ステーション4が設けら
れている。詳述すると、この移動ステーション4は、一
対の互いに反対方向に回転するローラ41を備え、シー
トストリップ材2は、これらを通過し、その後、更に下
流側に搬送される。対の前記ローラ41は、ストリップ
材2を次の下流側のステーションに向けて押出す、又は
逆に引き戻すことができるように一方向又は他方向に回
転されるように構成されている。高頻度でかつローラ4
1の回転速度を変化させることにより様々な速度で繰り
返されるストリップ材2の移動は、その移動と動作がオ
ペレータによって予め設定されたロジック装置によって
調整される前記移動ステーション4自身と切断装置5,
6との間のダイアローグによって決定される。
【0028】コイル21からのシートストリップ材2の
相対的に巻き出しを起すことなく、連続的な前後移動を
提供するために、前記移動ステーション4とくせ取りス
テーション3との間には、蓄積バッファが設けられてい
る。このPによって示されるこの空間に於いて、シート
ストリップ2は下方側に偏向自在とされ、これによって
下流側で切断作業が行われる時に、このシートストリッ
プ材2が、引張られることなく、その材料の弾性限界範
囲内において上下移動可能に維持される。
【0029】このように前記移動ステーション4を通過
搬送されるシートストリップ材2は、支持ベッド5と送
りテーブル51とオーバヘッド焦点合わせヘッド6とか
ら構成される切断装置5,6に応じた同じ量の移動を受
ける。前記支持ベッド5の一つの特徴は、シートストリ
ップ材2の前進方向の長手軸xに対して横方向で、か
つ、前記送りテーブル51に対応する収納チャンバ7を
備えていることにある。このチャンバ7は、少なくとも
その上面に沿って長手開口71を有し、この長手開口7
1には、軸yに沿って移動しながら前記オーバヘッド焦
点合わせヘッド6によって放射されたレーザビーム61
が通過する。この実施例に於いて、前記チャンバ7を、
液化粒子と有毒ヒュームと吸い出し、可能な場合には、
熱エネルギを回収するための特別の装置に接続すること
が考えられる。
【0030】最後に、シートストリップ材2に対して切
断作業を行っている間、前記焦点合わせヘッド6は、シ
ートストリップ材2の前進方向の長手軸xに対して横方
向の軸yに沿ってのみ移動し、上流側に位置する前記移
動ステーション4の搬送システム41と同期される。
【0031】部品fの切断が完了すると、これらの部品
は、廃物片とともに下流側へと送られ、ここで、それら
部品のいずれも無駄にされることなく、機械的に分離さ
れる。
【0032】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】巻回された金属ストリップ材を開始点とする、
典型的な連続レーザ又はプラズマ切断ラインの側面図
【図2】ストリップ材の長手移動方向に対して横断方向
の軸上に可動式焦点合わせヘッドを備えるステーション
に於ける、切断サイクル中の金属ストリップ材の一部を
示す平面図
【図3】上方に配置された前記焦点合わせヘッドに一致
する、ストリップ材の前進方向の長手軸に対して横断方
向に位置する液化粒子有毒ヒューム回収システムの部分
の側面図
【符号の説明】
1 リール 2 ストリップ材 3 くせ取りステーション 4 移動ステーション 5,6 切断装置(切断ステーション) 6 オーバヘッド焦点合わせヘッド 7 収納チャンバ 21 コイル 31 ローラ 41 ローラ(移動システム) 61 レーザビーム A 連続切断ライン f 部品 x 前進方向の長手軸 y 長手軸xに対して横方向の軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501149042 VIA E. FERMI, 20, 31010 MARENO DI PIAVE (TREVISO), ITALY Fターム(参考) 4E001 AA01 BA04 4E068 AE00 CE02 CE04 CG02 DA14 DB01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続切断ラインにおいて、ストリップ
    材、特に金属コイルをレーザ又はプラズマにより切断す
    る方法であり、前記切断ラインの上流側に、リール
    (1)上に支持されたコイル(21)として形成された
    金属ストリップ材(2)が、巻き出し自在に配置され、
    前記ストリップ材(2)が、先ずくせ取りされ(3,3
    1)、次に搬送システム(4,41)により搬送された
    前記ストリップ材(2)を下方から支持する支持ベッド
    (5)を備えた切断ステーション(5,6)に向けて下
    流側に送られ、前記レーザ又はプラズマ切断ステーショ
    ンの一部を構成するオーバヘッド焦点合わせヘッド
    (6)によって局所的に加工されるストリップ材の切断
    方法であって、 前記ストリップ材(2)上における部品又はデテール
    (f)の切断サイクルの実行中に於いて、前記焦点合わ
    せヘッド(6)が、前記ストリップ材(2)の連続的な
    前進方向の長手軸(x)を横断する軸(y)に沿っての
    み移動することを特徴とするストリップ材の切断方法。
  2. 【請求項2】 前記切断ステーション(5,6)の直上
    流側に於ける前記ストリップ材(2)の移動は、少なく
    とも一対のローラ(41)を備える移動ステーション
    (4)によって得られ、前記ローラ(41)は、前記ス
    トリップ材(2)が長手軸(x)に沿って次の下流側の
    ステーションに向かって押し出される又は引き戻される
    までに一方向又は他方向に回転するように構成されてい
    る請求項1に記載のストリップ材の切断方法。
  3. 【請求項3】 前記ローラ(41)の回転速度を変化さ
    せることによって、高頻度且つ様々な速度で反復される
    前記ストリップ材(2)の前記長手軸(x)に沿った移
    動は、オペレータにより予め調整されたロジックユニッ
    トによってその移動と動作とが調和して動かされる前記
    移動ステーション(4)自身と切断ステーション(5,
    6)との間において実行されるダイアローグによって決
    定される請求項2に記載のストリップ材の切断方法。
  4. 【請求項4】 前記焦点合わせヘッド(6)が前記スト
    リップ材(2)に対する切断作業を実行している間、こ
    のヘッドは、前記ストリップ材(2)の連続的な前進方
    向の長手軸(x)を横断する前記軸(y)に沿ってのみ
    移動すると共に、前記上流側の移動ステーション(4)
    の移動システム(41)と同期して動作する請求項1か
    ら3の何れか1項に記載のストリップ材の切断方法。
  5. 【請求項5】 前記切断ステーション(5,6)の下流
    側で前記部品(f)の切断が完了すると、これら部品
    は、廃材部品と共に下流側に送られて、その後、そこで
    互いに分離される請求項1から4の何れか1項に記載の
    ストリップ材の切断方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から5の何れかに記載のストリ
    ップ材の切断方法のための連続切断ラインであって、 開始点の上流側から終点の下流側にかけて、 前記コイル(21)から前記ストリップ材(2)を巻き
    出す少なくとも一つのリール(1)と、 少なくとも一つのくせ取りステーション(3)と、 前記前進方向の長手軸(x)に沿ってマイクロメータ単
    位の精度で前記ストリップ材(2)の移動を行う少なく
    とも一つの移動ステーション(4)と、 送りテーブル(51)を備える少なくとも一つのベッド
    (5)と、前記ストリップ材(2)の前進方向の長手軸
    (x)に対して横断方向の前記軸(y)に沿って移動す
    るオーバヘッド焦点合わせヘッド(6)とを有する切断
    ステーション(5,6)と、から成る少なくとも4つの
    ステーションを配設した連続切断ライン。
  7. 【請求項7】 前記ベッド(5)は、ストリップ材
    (2)の前進方向の長手軸(x)に対して横方向で、前
    記送りテーブル(51)に対応するように設置された収
    納チャンバ(7)を有し、このチャンバ(7)は、少な
    くともその上面に沿った長手開口(71)を有し、軸
    (y)に沿って移動しながら前記オーバヘッド焦点合わ
    せヘッド(6)により放射されたレーザビーム(61)
    がこの長手開口(71)を通過する請求項6に記載の連
    続切断ライン。
  8. 【請求項8】 前記チャンバ(7)は、液化粒子と有毒
    ヒュームとを吸い出し、可能な場合には熱エネルギを回
    収するための装置に接続されている請求項7に記載の連
    続切断ライン。
  9. 【請求項9】 前記移動ステーション(4)と前記くせ
    取りステーション(3)との間に、前記ストリップ材
    (2)が内部で下方側に偏ることを許容する空間(P)
    を有する蓄積バッファが設けられ、このことで、下流側
    で切断作業が行われる時に、ストリップ材が、引張られ
    ることなく、上下移動可能に維持されて、その材料の弾
    性限界範囲内とされる請求項6から8の何れか1項に記
    載の連続切断ライン。
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Cited By (4)

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