JP2012086271A - 金属薄板パネルのレーザ切断時にパーツと格子状残材とを分離する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手動で取り扱うことができない金属薄板パネルも加工することができるようにするとともに、加工時のパーツの損傷をできる限り回避する。
【解決手段】パーツ２１のレーザ切断後、金属薄板パネル２を、少なくとも部分的に格子状残材２２内を延びる少なくとも１つの切断部２６ａ，２６ｂにより、より小さな金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに切断し、かつ切断部２６ａ，２６ｂを、切断部２６ａ，２６ｂにより互いに分離された金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄの格子状残材部分２２ａ〜２２ｄの少なくとも１つが格子状残材部分２２ａ〜２２ｄの切断部側の格子縁部２７で少なくとも１つの台要素１１上に支持されたままであるように形成する。
【選択図】図２ｃ

Description

本発明は、金属薄板パネルのレーザ切断時に生じるパーツを金属薄板パネルの格子状残材から分離する方法であって、金属薄板パネルが、複数の台要素により形成されているワーク台上に載置されており、切断されたパーツがマイクロジョイントを介してなおも格子状残材に結合されている、金属薄板パネルのレーザ切断時に生じるパーツを金属薄板パネルの格子状残材から分離する方法に関する。

さらに本発明は、コンピュータプログラム製品に関する。

この種の分離方法は公知である。加工したい金属薄板パネルは、機械的に又は手動でワーク台に載置された後、レーザ切断後、マイクロジョイントを介してなおも結合されているパーツとともに、手動でワーク台から取り上げられる。格子状残材からのパーツの切り離しは、手動で、有利にはパーツの突き出しにより行われる。しかし、この場合、金属薄板パネルは、機械オペレータが金属薄板パネルをワーク台からなおも取り上げることができるように、ある特定の面積及び重量を超過してはならない。公知の分離方法では、パーツは、ワーク台の台要素上での載置により掻き傷を受ける場合があり、このことは、パーツの品質を低下させ、高い品質要求時には、しばしば手間のかかる後作業を必要としてしまう。

これに対して、本発明の課題は、冒頭で述べた分離方法を改良して、手動で取り扱うことができない金属薄板パネルも加工することができるようにするとともに、加工時のパーツの損傷をできる限り回避することである。

この課題を解決するために本発明に係る方法では、パーツのレーザ切断後、金属薄板パネルを、少なくとも部分的に格子状残材内を延びる少なくとも１つの切断部により、より小さな金属薄板パネル部分に切断し、かつ切断部を、切断部により互いに分離された金属薄板パネル部分の格子状残材部分の少なくとも１つが格子状残材部分の切断部側の格子縁部で少なくとも１つの台要素上に支持されたままであるように形成する。

好ましくは、切断部を、切断部により互いに分離された金属薄板パネル部分の格子状残材部分がそれぞれ格子状残材部分の切断部側の格子縁部で少なくとも１つの台要素上に支持されたままであるように形成する。

好ましくは、少なくとも１つの切断部が完全に格子状残材内を延びるようにする。

好ましくは、台要素の配置と、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトとを、載置された金属薄板パネルが格子状残材の領域でのみ台要素により支持されるように互いに調整する。

好ましくは、切断部を、格子状残材においてパーツ間に残されている分離間隙内に形成する。

好ましくは、切断部がジグザグ形、鋸歯形又は波形に延びるようにする。

好ましくは、台要素の所望の配置のために、適当に、複数の高さ方向移動可能な台要素の幾つかだけをワーク台の平面内に配置する。

好ましくは、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトを、ワーク台を形成する台要素に基づいて選択するか、又はワーク台を形成する台要素を、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトに基づいて選択する。

好ましくは、金属薄板パネル部分をワーク台から手動で取り出す。

つまり、本発明では、パーツのレーザ切断後、金属薄板パネルを、単数又は複数の切断部により、機械オペレータが快適に取り扱うことができるより小さな金属薄板パネル部分に切断する。このとき、金属薄板パネル部分間に引かれる切断部は、金属薄板パネル部分の単数、複数又はすべての格子状残材部分が格子状残材部分の切断部側の格子縁部で引き続き、この領域に設けられた台要素により支持されたままであるように形成される。こうして、一方では、個々の金属薄板パネル部分の最適な支持が保証されており、これにより、ワーク台からの金属薄板パネル部分の傾倒によるパーツの損傷が確実に回避され、他方では、可及的少数の台要素がパーツを支持しており、理想的にはいずれの台要素もパーツを支持しておらず、これにより掻き傷の形成が回避されると同時に、切り屑が少なくなることが保証されている。これにより、パーツの品質は大幅に向上する。

有利には、少なくとも１つの切断部が完全に格子状残材内を延びるようにする。しかし、切断部が部分的にパーツの切断部を通るように形成してもよい。

特に有利には、台要素の配置と、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトとを、載置された金属薄板パネルが格子状残材の領域でのみ台要素により支持されるように互いに調整する。これにより、すべてのパーツにおいて、ワーク台による引っ掻きの可能性は排除されている。

有利には、切断部を、格子状残材においてパーツに対して間隔を置いて延び、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウト時に既に、金属薄板パネルに残されている分離間隙内に形成する。分離間隙は、有利には、切断部が台要素及びパーツに対して十分な間隔を置いて形成可能であるような幅に形成される。これにより、パーツも、格子状残材部分も、切断を実施するレーザビームによって、台要素とともに焼損されないか、又はその他の損傷を受けない。

切断部に沿って台要素が二列に、例えば２つの台ウェブに沿って設けられているとき、切断部は、両列間において、場合によってはそれどころか真っ直ぐに形成可能である。その結果、切断部により互いに分離された金属薄板パネル部分は、それぞれ１つの列の台要素上に載置されている。しかしながら、切り屑を最少化するためには、切断部に沿って、一列の台要素のみを設けたほうがよい。この場合、切断部は、金属薄板パネル部分が台要素上に載置されたままとなるように、有利にはぎざぎざに、特にジグザグ形、鋸歯形又は波形に延びる。

台要素の所望の配置のために、有利には、適当に、複数の高さ方向移動可能な台要素の幾つかだけをワーク台の平面内に配置、例えば鉛直移動可能な台要素の上昇又は旋回可能な台要素の上方旋回により配置する。択一的には、レーザ加工機械の作業テーブルに適当に台要素を装備してもよい。

ワーク台において、配置可能な台要素の相互間の可能な間隔（パターン）が固定に設定されている場合、金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトを有利には台要素に基づいて選択する。

有利には、金属薄板パネル部分をワーク台から手動で取り出す。このために、個々の金属薄板パネル部分は、ある特定の面積及び重量を超過してはならない。さらに、金属薄板パネル部分の長さ寸法は、ある特定の値を超過すべきでない。

本発明は、コンピュータプログラム製品において、プログラムがデータ処理装置で実行されているとき、上述の方法のすべてのステップを実施するために適合されているコード手段を備えることを特徴とする、コンピュータプログラム製品にも関する。

本発明の対象の別の利点及び有利な形態は、明細書、図面及び特許請求の範囲から看取可能である。また、前述した特徴及び後述する特徴は、本発明において、それぞれ単独でも、複数の特徴の任意の組み合わせでも使用可能である。図示し、説明する実施の形態は、限定列挙と解されるべきでなく、むしろ、発明を説明するための例としての性質を有するものである。

金属薄板パネルをレーザ切断するための公知のレーザ加工機械を示す図である。 図２ａ〜図２ｃは、金属薄板パネルをレーザ切断する際の本発明に係る方法の時間的な推移を示す図であり、図２ａは、レーザ加工機械のワーク台上に載置されている金属薄板パネル及び金属薄板パネルにおける切断したいパーツのレイアウトを示す図である。 図２ｂは、切断されたパーツを備える、ワーク台上に載置されている金属薄板パネルを示す図である。 図２ｃは、４つの金属薄板パネル区分に切り分けられている、ワーク台上に載置されている金属薄板パネルを示す図である。 ワーク台上に載置されている金属薄板パネルを４つの金属薄板パネル区分に切り分けるための別の実施の形態を示す図である。 ワーク台上に載置されている金属薄板パネルを４つの金属薄板パネル区分に切り分けるためのさらに別の実施の形態を示す図である。 本発明に係る方法をフローチャートの形で示す図である。

図１は、板状のワーク２をレーザ切断するための、「ＴｒｕＬａｓｅｒ」として知られたレーザ加工機械１を示している。板状のワーク２は、金属薄板パネルとも呼ばれる。レーザ加工機械１は、レーザ装置４、外的なビームガイド５及び加工ヘッド６を備える切断装置３、並びにワーク台８を備える作業テーブル７を有している。作業テーブル７内に設けられた吸引装置９を介して、レーザ切断中、切断煙、ドロス粒子及び小さな塵埃粒子が吸引される。加工ヘッド６は、クロスビーム１０に取り付けられており、ワーク台８に対して平行な一平面内で走行可能に形成されている。図示の実施の形態では、加工ヘッド６は、金属薄板パネル２に対して垂直方向に、高さ方向移動不能に形成されており、焦点位置の変更は、加工ヘッド６内の光学要素、例えばアダプティブ光学系を介して調節される。択一的には、加工ヘッド６は、焦点位置の変更のために、ワーク台８に対して垂直方向に、高さ方向移動可能に形成されていてもよい。

ワーク台８は、有利には三角形に形成された支持点先端を備える多数の台要素１１により形成されている。支持点先端は、加工したい金属薄板パネル２のための台平面を規定している。台要素１１は、予め決められたパターンで配置されており、金属薄板パネル２を支持しないように、個々に又は一条片に沿って、下方に旋回可能又は下方に移動可能である。

図２ａは、図１に示したレーザ加工機械１のワーク台８上に載置された金属薄板パネル２を示している。金属薄板パネル２からは、複数のパーツ２１が切り出されて、金属薄板パネル２の残りの格子状残材２２から分離される。金属薄板パネル２は、ワーク台８の、十字で概略的に示した台要素１１上に位置している。台要素１１の配置と、金属薄板パネル２における切断したいパーツ２１のレイアウトとは、金属薄板パネル２が格子状残材２２の領域でのみ台要素１１に支持されているように、互いに調整されている。配置可能な台要素１１の相互間の可能な間隔、つまりパターンが、固定に設定されている場合、有利には、金属薄板パネル２における切断したいパーツ２１のレイアウトは、台要素１１のパターンに、金属薄板パネル２が格子状残材２２の領域でのみ台要素１１上に載置されているように適合される。

図示の実施の形態では、４列６行で配置された２４個の同じパーツ２１が切断される。第３行と第４行との間の行間隔は、第３行と第４行との間に付加的に挿入された水平の分離間隙（Ｔｒｅｎｎｇａｓｓｅ）２３ａにより拡大されており、第２列と第３列との間の列間隔は、第２列と第３列との間に付加的に挿入された垂直の分離間隙２３ｂにより拡大されている。分離間隙２３ａ，２３ｂの両側の縁部は、それぞれ、破線２４により図示されている。

図２ｂは、パーツ２１のレーザ切断後の金属薄板パネル２を示しているが、パーツ２１は、いわゆるマイクロジョイント（Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｔ：結合ウェブ）２５を介してなおも格子状残材２２に保持されている。

次に、金属薄板パネル２は、図２ｃに示すように、格子状残材２２内を延びる２つの切断部２６ａ，２６ｂにより、４つのより小さな金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに切り分けられる。金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄは、より軽い重量及びより小さな寸法に基づいて、機械オペレータがより簡単にあるいは本発明により初めて取り扱い可能となる。分離後、金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄの確実な支持を保証するために、切断部２６ａ，２６ｂの領域には、４つの金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄを十分に支持する台要素１１が設けられていなければならない。それゆえ、各々の切断部２６ａ，２６ｂは、切断部２６ａ，２６ｂにより互いに分離された金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄの格子状残材部分２２ａ〜２２ｄがそれぞれ格子状残材部分２２ａ〜２２ｄの切断部側の格子縁部２７において引き続き少なくとも１つの台要素１１上に支持されたままであるように形成される。切り屑を最少とするために、一般に、切断部２６ａ，２６ｂに沿って、それぞれ一列の台要素１１が配置されている。この場合、切断部２６ａ，２６ｂは、ジグザグ形（又は鋸歯形又は波形）に台要素１１間を延びている。これにより、台要素１１は、交互に一方の金属薄板パネル部分と他方の金属薄板パネル部分とを引き続き支持している。金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄは、その後、個別にワーク台８から手動で取り除かれ、次に、全加工中、台要素１１と接触しないパーツ２１は、手動でそれぞれの格子状残材部分２２ａ〜２２ｄから折り取られる。上述の方法は、最大のパーツ品質を良好な取り扱い性及び最少の切り屑で実現する。

図２ａに概略的に示されているように、金属薄板パネル２において切断したいパーツ２１をレイアウトする際に、本実施の形態では水平に延びる第１の補助線２８ａと、本実施の形態では垂直に延びる第２の補助線２８ｂとが、金属薄板パネル２を４つの金属薄板パネル区分に区分可能である。補助線２８ａ，２８ｂは、これらの４つの金属薄板パネル区分が面積、重量並びに長さ寸法及び幅寸法に関して機械オペレータにとって取り扱い可能であり、それゆえ、個別にワーク台８から、パーツ２１を分離するために取り出し可能であるように配置されている。パーツ２１は、補助線２８ａ，２８ｂの領域に分離間隙２３ａ，２３ｂが生じるように、これらの４つの金属薄板パネル区分上に配置されている。分離間隙２３ａ，２３ｂは、レイアウト時に既に、切断部２６ａ，２６ｂが配置される金属薄板パネル２の領域をなしている。

図３は、従来慣用の切断部２６ｃと本発明による切断部２６ｂとにより図２ｃと同様に４つの金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに分割された金属薄板パネル２を示している。台要素１１は、３列に、例えば３つの台条片に沿って配置されている。この場合も、切断部２６ｂは、金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄが本発明による切断部側の格子縁部２７に沿って少なくとも１つの台要素１１上に載置されているように延びている。このとき、各々の金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄの重心が、それぞれの金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに対応する台要素１１により形成される多角形の面内に位置するように配慮される。これにより、金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄは、傾倒せず、これにより安定に載置されている。

図４は、２つの本発明による切断部２６ａ，２６ｂにより図２ｃと同様に４つの金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに分割された金属薄板パネル２を示している。図２とは異なり、図４に示した実施の形態では、金属薄板パネル部分２ｄが、切断部２６ｂの領域で、格子状残材部分２２ｄのぎざぎざの縁部２７によって台要素１１上に載置されているだけでなく、切断されマイクロジョイントにより結合されたパーツ２１ａによっても台要素１１上に載置されている。さらに、切断部２６ｂは、完全に本来の格子状残材２２内を延びているわけでなく、部分的にパーツ２１ａの切断部により形成されている。

図５には、本発明に係る方法がフローチャートの形で示されている。

ステップＳ１において、公知のネスティングストラテジ（Ｓｃｈａｃｈｔｅｌｓｔｒａｔｅｇｉｅ）、例えば長方形ネスティング（Ｒｅｃｈｔｅｃｋｓｃｈａｃｈｔｅｌｎ）又は自由な幾何学形状ネスティング（ｆｒｅｉｅｓ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓｃｈａｃｈｔｅｌｎ）により、金属薄板パネル２において切断したいパーツ２１のネスティングあるいはレイアウトを行う。金属薄板パネル２をステップＳ２において、２つの補助線２８ａ，２８ｂを介して計４つの金属薄板パネル区分に画定する。その際、分割は、自動でプログラミングシステムによって行われても、手動でプログラマによって行われてもよい。パネルレイアウト次第では、パーツ２１を金属薄板パネル２上で移動させて、補助線２８ａ，２８ｂの領域に、分離間隙２３ａ，２３ｂを生じることが必要な場合がある。この分離間隙２３ａ，２３ｂ内を切断部２６ａ，２６ｂが延びることができる。ステップＳ３において、補助線２８ａ，２８ｂの領域に分離間隙２３ａ，２３ｂのために十分なスペースがあるか否かを検査する。補助線２８ａ，２８ｂの領域のスペースが、必要な幅を有する切断部を配置するには不十分であるとき（ステップＳ３のＮ）、パーツ２１をステップＳ４において、補助線２８ａ，２８ｂの領域に必要な幅を有する分離間隙２３ａ，２３ｂが生じるように、金属薄板パネル２上で移動させる。ステップＳ４の後、又は補助線２８ａ，２８ｂの領域に分離間隙のために十分なスペースがあるとき（ステップＳ３のＹ）、ステップＳ５において、台要素１１を作業テーブル７上に、補助線２８ａ，２８ｂが延びる場所に配置する。パーツ２１のレーザ切断（ステップＳ６）後、分離間隙２３ａ，２３ｂにおいて、４つの金属薄板パネル区分間に、切断部２６ａ，２６ｂが形成される（ステップＳ７）。切断部２６ａ，２６ｂは、金属薄板パネル２をより小さな金属薄板パネル部分２ａ〜２ｄに分割する。その際、各々の切断部２６ａ，２６ｂは、切断部２６ａ，２６ｂが各々の台要素１１に対して、レーザビームによる台要素１１の損傷を回避するための最低間隔を維持するように、分離間隙２３ａ，２３ｂ内で位置決めされる。

１ レーザ加工機械、 ２ ワーク（金属薄板パネル）、 ２ａ〜２ｄ 金属薄板パネル部分、 ３ 切断装置、 ４ レーザ装置、 ５ ビームガイド、 ６ 加工ヘッド、 ７ 作業テーブル、 ８ ワーク台、 ９ 吸引装置、 １０ クロスビーム、 １１ 台要素、 ２１，２１ａ パーツ、 ２２ 格子状残材、 ２２ａ〜２２ｄ 格子状残材部分、 ２３ａ，２３ｂ 分離間隙、 ２４ 分離間隙の縁部、 ２５ マイクロジョイント、 ２６ａ〜２６ｃ 切断部、 ２７ 格子縁部、 ２８ａ，２８ｂ 補助線

Claims (10)

1. 金属薄板パネル（２）のレーザ切断時に生じるパーツ（２１）を金属薄板パネル（２）の格子状残材（２２）から分離する方法であって、金属薄板パネル（２）が、複数の台要素（１１）により形成されているワーク台（８）上に載置されており、切断されたパーツ（２１）がマイクロジョイント（２５）を介してなおも格子状残材（２２）に結合されている、金属薄板パネル（２）のレーザ切断時に生じるパーツ（２１）を金属薄板パネル（２）の格子状残材（２２）から分離する方法において、
   パーツ（２１）のレーザ切断後、金属薄板パネル（２）を、少なくとも部分的に格子状残材（２２）内を延びる少なくとも１つの切断部（２６ａ，２６ｂ）により、より小さな金属薄板パネル部分（２ａ〜２ｄ）に切断し、かつ切断部（２６ａ，２６ｂ）を、切断部（２６ａ，２６ｂ）により互いに分離された金属薄板パネル部分（２ａ〜２ｄ）の格子状残材部分（２２ａ〜２２ｄ）の少なくとも１つが格子状残材部分（２２ａ〜２２ｄ）の切断部側の格子縁部（２７）で少なくとも１つの台要素（１１）上に支持されたままであるように形成することを特徴とする、金属薄板パネルのレーザ切断時に生じるパーツを金属薄板パネルの格子状残材から分離する方法。
2. 切断部（２６ａ，２６ｂ）を、切断部（２６ａ，２６ｂ）により互いに分離された金属薄板パネル部分（２ａ〜２ｄ）の格子状残材部分（２２ａ〜２２ｄ）がそれぞれ格子状残材部分（２２ａ〜２２ｄ）の切断部側の格子縁部（２７）で少なくとも１つの台要素（１１）上に支持されたままであるように形成する、請求項１記載の方法。
3. 少なくとも１つの切断部（２６ａ，２６ｂ）が完全に格子状残材（２２）内を延びるようにする、請求項１又は２記載の方法。
4. 台要素（１１）の配置と、金属薄板パネル（２）における切断したいパーツ（２１）のレイアウトとを、載置された金属薄板パネル（２）が格子状残材（２２）の領域でのみ台要素（１１）により支持されるように互いに調整する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 切断部（２６ａ，２６ｂ）を、格子状残材（２２）においてパーツ（２１）間に残されている分離間隙（２３ａ，２３ｂ）内に形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 切断部（２６ａ，２６ｂ）がジグザグ形、鋸歯形又は波形に延びるようにする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 台要素（１１）の所望の配置のために、適当に、複数の高さ方向移動可能な台要素（１１）の幾つかだけをワーク台（８）の平面内に配置する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 金属薄板パネル（２）における切断したいパーツ（２１）のレイアウトを、ワーク台（８）を形成する台要素（１１）に基づいて選択するか、又はワーク台（８）を形成する台要素（１１）を、金属薄板パネル（２）における切断したいパーツ（２１）のレイアウトに基づいて選択する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 金属薄板パネル部分（２ａ〜２ｄ）をワーク台（８）から手動で取り出す、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. コンピュータプログラム製品において、プログラムがデータ処理装置で実行されているとき、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法のすべてのステップを実施するために適合されているコード手段を備えることを特徴とする、コンピュータプログラム製品。

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