JP2014121726A - Resin coating removal system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は樹脂被覆除去システムに係り、特に、金属管や金属製ワイヤの表面に施された樹脂被覆を、外周面に沿って所定の幅で除去する技術に関する。 The present invention relates to a resin coating removal system, and more particularly, to a technique for removing a resin coating applied to the surface of a metal tube or a metal wire with a predetermined width along an outer peripheral surface.
表面に保護用の樹脂被覆を施した金属管の場合、他の部材との接合のために、樹脂被覆の一部を除去する必要性が生じる。
従来、金属製の管材やワイヤの表面に施された樹脂被覆を除去する技術として、特許文献1に示すように、側周縁に刃が形成された剥離ロールを樹脂被覆金属管の表面に押しつけて回転させることにより、樹脂被覆を剥離させるものがあった。
あるいは、特許文献2に示すように、レーザビームを樹脂被覆金属管の表面に照射して格子状に走査することにより、樹脂被覆を必要な形状で除去する技術も存在していた。
In the case of a metal pipe having a protective resin coating on the surface, it is necessary to remove a part of the resin coating for joining with other members.
Conventionally, as a technique for removing a resin coating applied to the surface of a metal tube or wire, as shown in Patent Document 1, a peeling roll having a blade formed on the side periphery is pressed against the surface of the resin-coated metal tube. Some have caused the resin coating to peel off by rotating.
Alternatively, as shown in Patent Document 2, there has been a technique for removing the resin coating in a necessary shape by irradiating the surface of the resin-coated metal tube with a laser beam and scanning it in a grid pattern.
しかしながら、従来の樹脂被覆除去技術にあっては、何れも樹脂被覆金属管を静止させた状態で剥離ロールの圧着・回転を実行したり、レーザビームによる走査を施したりする必要があり、効率性に欠けるという問題があった。 However, in the conventional resin coating removal technology, it is necessary to perform pressing and rotation of the peeling roll with the resin-coated metal tube stationary, or to perform scanning with a laser beam. There was a problem of lacking.
この発明は、このような従来の問題を解決するために案出されたものであり、樹脂被覆金属管を静止させることなく、移動させたままの状態で、金属管の外周面に沿って樹脂被覆を一定幅で除去する技術を提供することを目的としている。 The present invention has been devised to solve such a conventional problem, and the resin-coated metal tube is moved along the outer peripheral surface of the metal tube while it is moved without being stationary. An object of the present invention is to provide a technique for removing the coating with a constant width.
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の樹脂被覆除去システムは、樹脂被覆金属材を一定の速度で一定方向に移動させる移送手段と、レーザ発振器と、相互に所定の間隔をおいて、上記樹脂被覆金属材の移動方向に沿って配置された複数のレーザヘッドと、複数の反射鏡の組合せからなり、上記の各レーザヘッドにそれぞれ一対一で対応する複数の導光路と、上記レーザ発振器から出射されたレーザビームを、各導光路の始端に位置する反射鏡に振り分けるガルバノユニットと、上記樹脂被覆金属材上に設定された加工箇所が各レーザヘッドの照射領域に到達する度に、当該レーザヘッドに対応した導光路の始端に位置する反射鏡にレーザビームが到達するように、上記ガルバノユニットの偏向角度を制御すると共に、上記レーザ発振器からレーザビームを出射させる制御装置とを備え、上記導光路の終端に位置する反射鏡で反射されたレーザビームが、対応する各レーザヘッドの入射口に入射するように、それぞれの導光路が形成された樹脂被覆除去システムであって、上記の各レーザヘッドの出射口から出射されるレーザビームの照射領域が、樹脂被覆金属材の外周面に沿って分散されるように、各レーザヘッドの光軸の角度が設定されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the resin coating removal system according to claim 1 includes a transfer means for moving the resin-coated metal material in a constant direction at a constant speed, a laser oscillator, and a predetermined interval from each other. A plurality of laser heads arranged along the moving direction of the resin-coated metal material and a combination of a plurality of reflecting mirrors, and a plurality of light guide paths respectively corresponding to the laser heads on a one-to-one basis, and the laser Each time the galvano unit that distributes the laser beam emitted from the oscillator to the reflecting mirror located at the start end of each light guide and the processing location set on the resin-coated metal material reaches the irradiation area of each laser head, The deflection angle of the galvano unit is controlled so that the laser beam reaches the reflecting mirror located at the beginning of the light guide corresponding to the laser head, and the laser oscillation is performed. And a control device that emits a laser beam from each of the light guides, and each light guide is formed so that the laser beam reflected by the reflecting mirror located at the end of the light guide enters the entrance of each corresponding laser head. In this resin coating removal system, the light of each laser head is distributed so that the irradiation region of the laser beam emitted from the emission port of each laser head is dispersed along the outer peripheral surface of the resin-coated metal material. It is characterized in that the angle of the axis is set.
この発明に係る樹脂被覆除去システムにあっては、樹脂被覆金属材上に設定された加工箇所が移動するにつれて、直近のレーザヘッドから次々とレーザビームが照射され、加工箇所の外周面に沿って樹脂被覆が除去される仕組みを備えているため、樹脂被覆金属材の移動を停止させることなく、効率的に樹脂被覆の除去を実現することができる。
しかも、複数のレーザヘッドには専用の導光路が用意され、各導光路に対してはガルバノユニットを介してレーザビームの振分けが実現されるため、レーザヘッド側を公転させることなく、1台のレーザ発振器で樹脂被覆金属材の外周面に沿ってぐるりと樹脂被覆を除去することが可能となる。
In the resin coating removal system according to the present invention, as the processing location set on the resin-coated metal material moves, a laser beam is irradiated one after another from the nearest laser head, and along the outer peripheral surface of the processing location. Since the mechanism for removing the resin coating is provided, the resin coating can be efficiently removed without stopping the movement of the resin-coated metal material.
In addition, a dedicated light guide path is prepared for each of the plurality of laser heads, and the laser beam is distributed to each light guide path via the galvano unit. It is possible to remove the resin coating around the outer peripheral surface of the resin-coated metal material with a laser oscillator.
図1は、この発明に係る樹脂被覆除去システム10の全体構成を模式的に示す側面図であり、樹脂被覆金属管12の周辺に配置された8個のレーザヘッド14(第1のレーザヘッド14a〜第8のレーザヘッド14h)と、複数の反射鏡の組合せからなる8つの導光路16(第1の導光路16a〜第8の導光路16h)と、ガルバノユニット18と、CO2レーザ発振器20と、制御用PC(制御装置)22とを備えている。
FIG. 1 is a side view schematically showing the overall configuration of a resin
第1の導光路16aは、第1の反射鏡24a、第2の反射鏡26a及び第3の反射鏡28aの組合せにより構成されている。
また、第8の導光路16hは、第1の反射鏡24h、第2の反射鏡26h及び第3の反射鏡28hの組合せにより構成されている。
The first
The eighth
図示の便宜上、第1の導光路16a及び第8の導光路16hについては上記の通り第1の反射鏡24、第2の反射鏡26、第3の反射鏡28を備えた完全な形で描画されているのに対し、他の導光路16については第1の反射鏡24(24b〜24g)のみが表示されており、第2の反射鏡26及び第3の反射鏡28の記載が省略されている。
For convenience of illustration, the
各導光路16は、それぞれ特定のレーザヘッド14に一対一で対応しており、レーザ発振器20から出射され、ガルバノユニット18によって偏向されたレーザビームLを対応のレーザヘッド14に導く役割を果たす。
なお、導光路16を構成する反射鏡の数は3に限定されるものではなく、各レーザヘッド14にレーザビームLを導くのに必要な枚数の反射鏡が設置される。
Each light guide 16 has a one-to-one correspondence with a specific laser head 14 and plays a role of guiding the laser beam L emitted from the
The number of reflecting mirrors constituting the light guide path 16 is not limited to three, and the number of reflecting mirrors necessary for guiding the laser beam L to each laser head 14 is installed.
ガルバノユニット18は、X軸ミラー30及びモータ32と、Y軸ミラー34及びモータ36を備えており、レーザ発振器20から出射されたレーザビームLをXY方向に必要な角度偏向し、各導光路16の始端となる第1の反射鏡24a〜24hに入射させる機能を果たす。
The
各レーザヘッド14は、レーザビームの入射口38と出射口40を備えており、図示は省略したが、内部にはコリメーションレンズ及びフォーカシングレンズ等が配置されている。 Each laser head 14 includes a laser beam entrance 38 and an exit 40, and although not shown, a collimation lens, a focusing lens, and the like are disposed therein.
制御用PC22は、レーザ発振器20及びガルバノユニット18とケーブルを介して接続されている。
この制御用PC22は、搭載されたプログラムに従い、レーザ発振器20によるレーザビームの出射及びガルバノユニット18によるレーザビームの偏向角度を制御する機能を果たす。
The control PC 22 is connected to the
The
樹脂被覆金属管12は、図示しない電動ローラ等の移送機構により、直線状に延ばされた状態で、一定の方向(図中の右方向)に一定の速度(例えば16m/分)で連続的に送られている。
この樹脂被覆金属管12は、図2に示すように、金属製の管材42の外周にフッ素樹脂等よりなる樹脂被覆44を形成した構造を備えている。
The resin-coated
As shown in FIG. 2, the resin-coated
図1に示すように、各レーザヘッド14は相互に所定の間隔をおいて樹脂被覆金属管12の長手方向(移送方向)に沿うように配置され、図示しない治具を介して固定されている。
この際、図2に示すように、各レーザヘッド14の出射口40は樹脂被覆金属管12の表面側に向けられている。
As shown in FIG. 1, the laser heads 14 are arranged along the longitudinal direction (transfer direction) of the resin-coated
At this time, as shown in FIG. 2, the emission port 40 of each laser head 14 is directed to the surface side of the resin-coated
すなわち、第1のレーザヘッド14aの出射口40aは、樹脂被覆金属管12の真上にレーザビームLaが照射されるように向けられている。
これに対し第2のレーザヘッド14bの出射口40bは、出射されたレーザビームLbの光軸が、第1のレーザヘッド14aから出射されるレーザビームLaの光軸に対して、樹脂被覆金属管12の中心点Oにおいて45度の角度で交わるように、傾斜配置されている。
また第3のレーザヘッド14cの出射口40cは、出射されたレーザビームLcの光軸が、第2のレーザヘッド14bから出射されるレーザビームLbの光軸に対して、樹脂被覆金属管12の中心点Oにおいて45度の角度で交わるように配置されている。
以後のレーザヘッド14も同様に、出射されたレーザビームLの光軸が、一つ前のレーザヘッド14から出射されるレーザビームLの光軸に対して、樹脂被覆金属管12の中心点Oにおいて45度の角度で交わるように、放射状に配置されている。
That is, the
In contrast, the
In addition, the
Similarly, in the subsequent laser head 14, the optical axis of the emitted laser beam L is the center point O of the resin-coated
以下において、この樹脂被覆除去システム10を用いた樹脂被覆除去方法について説明する。
まず、レーザ発振器20から出力されたレーザビームLは、ガルバノユニット18において必要な方向に偏向され、第1の導光路16aに属する第1の反射鏡24aに入射する。
このレーザビームLaは、第1の導光路16aに属する第2の反射鏡26a及び第3の反射鏡28aによって所定の方向に反射され、第1のレーザヘッド14aの入射口38aに到達する。
そして、第1のレーザヘッド14a内のレンズによって矩形状に成形されたレーザビームLaは、樹脂被覆金属管12の表面に照射され、樹脂被覆44を部分的に蒸散させる。
Hereinafter, a resin coating removal method using the resin
First, the laser beam L output from the
The laser beam La is reflected in a predetermined direction by the second reflecting
Then, the laser beam La formed into a rectangular shape by the lens in the
つぎに、この樹脂被覆44が部分的に除去された加工箇所Aが、樹脂被覆金属管12の移送に伴って第2のレーザヘッド14bによるレーザビームの照射位置に到達した時点で、レーザ発振器20からレーザビームLが出射される。
このレーザビームLは、図3に示すように、ガルバノユニット18において必要な方向に偏向され、第2の導光路16bに属する第1の反射鏡24bに入射する。
このレーザビームLbは、第2の導光路16bに属する第2の反射鏡26b及び第3の反射鏡28bによって所定の方向に反射され、第2のレーザヘッド14bの入射口38bに到達する。
そして、第2のレーザヘッド14b内のレンズによって矩形状に成形されたレーザビームは、図4に示すように、樹脂被覆金属管12の表面に斜め左上方向から照射され、樹脂被覆44を部分的に蒸散させる。
Next, when the processing portion A from which the
As shown in FIG. 3, the laser beam L is deflected in a necessary direction in the
The laser beam Lb is reflected in a predetermined direction by the second reflecting
Then, as shown in FIG. 4, the laser beam shaped into a rectangular shape by the lens in the
以後、樹脂被覆金属管12の移送に伴って加工箇所Aが次のレーザヘッド14の照射領域に到達する度に、上記の加工プロセスが繰り返される。
Thereafter, each time the processing location A reaches the irradiation area of the next laser head 14 with the transfer of the resin-coated
図5は、加工箇所Aが第5のレーザヘッド14eの照射領域に到達した時点における加工例を示しており、レーザ発振器20から出射されたレーザビームLは、ガルバノユニット18において必要な方向に偏向され、第5の導光路16eに属する第1の反射鏡24eに入射する。
このレーザビームLeは、第5の導光路16eに属する第2の反射鏡26e及び第3の反射鏡28eによって所定の方向に反射され、第5のレーザヘッド14eの入射口38eに到達する。
この結果、第5のレーザヘッド14e内のレンズによって矩形状に成形されたレーザビームLeは、樹脂被覆金属管12の表面に真下方向から照射され、樹脂被覆44を部分的に蒸散させる。
FIG. 5 shows an example of processing when the processing location A reaches the irradiation region of the
The laser beam Le is reflected in a predetermined direction by the second reflecting
As a result, the laser beam Le formed into a rectangular shape by the lens in the
図6は、加工箇所Aが第8のレーザヘッド14hの照射領域に到達した時点における加工例を示しており、レーザ発振器20から出射されたレーザビームLは、ガルバノユニット18において必要な方向に偏向され、第8の導光路16hに属する第1の反射鏡24hに入射する。
このレーザビームLhは、第8の導光路16hに属する第2の反射鏡26h及び第3の反射鏡28hによって所定の方向に反射され、第8のレーザヘッド14hの入射口38hに到達する。
この結果、第8のレーザヘッド14h内のレンズによって矩形状に成形されたレーザビームLhは、樹脂被覆金属管12の表面に斜め右上方向から照射され、樹脂被覆44を部分的に蒸散させる。
FIG. 6 shows an example of processing when the processing location A reaches the irradiation region of the
The laser beam Lh is reflected in a predetermined direction by the second reflecting
As a result, the laser beam Lh shaped in a rectangular shape by the lens in the
以上の加工により、加工箇所Aにおける樹脂被覆44が、樹脂被覆金属管12の外周面に沿って一定の加工幅(例えば16mm)でぐるりと除去され、金属管42の表面が露出する。
As a result of the above processing, the
図7に示すように、第1のレーザヘッド14aの照射領域aと、第2のレーザヘッド14bの照射領域bとの間には、若干の重複領域ab(例えば3mm幅)が生じている。また、第1のレーザヘッド14aの照射領域aと、第8のレーザヘッド14hの照射領域hとの間には、同様の重複領域haが生じている。
ただし、それぞれの照射領域の主要部は重複することなく、樹脂被覆金属管12の外周面に沿って分散配置されている。
As shown in FIG. 7, there is a slight overlap region ab (for example, 3 mm width) between the irradiation region a of the
However, the main portions of the respective irradiation regions are distributed and arranged along the outer peripheral surface of the resin-coated
このように、各レーザヘッド14の照射領域の両端が部分的に重複すると共に、大部分の照射領域が非重複で分散配置されることにより、樹脂被覆44の取り残しが生じることなく、樹脂被覆金属管12の外周面全域に亘ってきれいに除去することが可能となる。
In this way, both ends of the irradiation area of each laser head 14 partially overlap, and most of the irradiation areas are distributed in a non-overlapping manner, so that no
この加工の間も樹脂被覆金属管12は移動し続けており、所定間隔(例えば5m間隔)で設定された次の加工箇所が第1のレーザヘッド14aの照射領域に到達した時点で、上記の加工プロセスが繰り返され、樹脂被覆44の除去が実行される。
The resin-coated
制御用PC22は、樹脂被覆金属管12の移送速度と各レーザヘッド14間の距離、各加工箇所間の距離に応じて、レーザビーム照射のタイミングを決定する。
The
上記のように、各レーザヘッド14から順次照射されるレーザビームによって、樹脂被覆金属管12上に設定された加工箇所の全周がカバーされるように、レーザビームの照射幅、照射角度、レーザヘッド14の設置個数が規定されているため、樹脂被覆金属管12やレーザヘッド14側を回転させることなく、1台のレーザ発振器20を用いて、樹脂被覆44を全周に亘って除去することができる。
As described above, the laser beam irradiation width, irradiation angle, laser, and so on are covered by the laser beam sequentially irradiated from each laser head 14 so as to cover the entire circumference of the processing location set on the resin-coated
しかも、加工に際して樹脂被覆金属管12の移送を停止する必要がないため、長尺な樹脂被覆金属管12に対して樹脂被覆の除去処理を一定間隔で連続して施すことが可能となり、加工処理の飛躍的な効率化を図ることができる。
因みに、樹脂被覆金属管12に形成された金属管42の露出部に対しては、後工程で切断やカシメ等の加工が施される。
Moreover, since it is not necessary to stop the transfer of the resin-coated
Incidentally, the exposed portion of the
上記においては、樹脂被覆金属管12の樹脂被覆44を除去する例を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、樹脂被覆金属ケーブルや樹脂被覆金属ワイヤに対する樹脂被覆除去処理に適用することも当然に可能である。
In the above, an example of removing the
また、上記においては樹脂被覆金属管12の外周面に対し、その全周に亘って樹脂被覆44を除去する例を示したが、レーザヘッド14の設置個数を減らしたり、レーザビームの照射幅を狭めたりすることにより、樹脂被覆44を部分的に除去することもできる。
Further, in the above, the example in which the
10 樹脂被覆除去システム
12 樹脂被覆金属管
14 レーザヘッド
14a 第1のレーザヘッド
14b 第2のレーザヘッド
14c 第3のレーザヘッド
14e 第5のレーザヘッド
14h 第8のレーザヘッド
16 導光路
16a 第1の導光路
16b 第2の導光路
16e 第5の導光路
16h 第8の導光路
18 ガルバノユニット
20 レーザ発振器
22 制御用PC
24 第1の反射鏡
24a 第1の導光路に含まれる第1の反射鏡
24b 第2の導光路に含まれる第1の反射鏡
24e 第5の導光路に含まれる第1の反射鏡
24h 第8の導光路に含まれる第1の反射鏡
26 第2の反射鏡
26a 第1の導光路に含まれる第2の反射鏡
26b 第2の導光路に含まれる第2の反射鏡
26e 第5の導光路に含まれる第2の反射鏡
26h 第8の導光路に含まれる第2の反射鏡
28 第3の反射鏡
28a 第1の導光路に含まれる第3の反射鏡
28b 第2の導光路に含まれる第3の反射鏡
28e 第5の導光路に含まれる第3の反射鏡
28h 第8の導光路に含まれる第3の反射鏡
30 X軸ミラー
32 X軸用モータ
34 Y軸ミラー
36 Y軸ミラー用モータ
38 レーザヘッドの入射口
38a 第1のレーザヘッドの入射口
38b 第2のレーザヘッドの入射口
38e 第5のレーザヘッドの入射口
38h 第8のレーザヘッドの入射口
40 レーザヘッドの出射口
40a 第1のレーザヘッドの出射口
40b 第2のレーザヘッドの出射口
40c 第3のレーザヘッドの出射口
42 金属管
44 樹脂被覆
L レーザビーム
La 第1の導光路上のレーザビーム
Lb 第2の導光路上のレーザビーム
Lc 第3の導光路上のレーザビーム
Le 第5の導光路上のレーザビーム
Lh 第8の導光路上のレーザビーム
10 Resin coating removal system
12 Resin coated metal tube
14 Laser head
14a First laser head
14b Second laser head
14c Third laser head
14e Fifth laser head
14h Eighth laser head
16 Light guide
16a First light guide
16b Second light guide
16e 5th light guide
16h 8th light guide
18 Galvano unit
20 Laser oscillator
22 Control PC
24 First reflector
24a First reflector included in the first light guide
24b The first reflecting mirror included in the second light guide
24e The first reflecting mirror included in the fifth light guide
24h The first reflecting mirror included in the eighth light guide
26 Second reflector
26a Second reflecting mirror included in the first light guide
26b Second reflector included in second light guide
26e The second reflecting mirror included in the fifth light guide
26h Second reflector included in the eighth light guide
28 Third reflector
28a Third reflector included in the first light guide
28b Third reflector included in the second light guide
28e A third reflecting mirror included in the fifth light guide
28h Third reflector included in the eighth light guide
30 X-axis mirror
32 X-axis motor
34 Y-axis mirror
36 Y-axis mirror motor
38 Laser head entrance
38a Entrance of first laser head
38b Entrance of the second laser head
38e Entrance of 5th laser head
38h 8th laser head entrance
40 Laser head exit
40a Output port of the first laser head
40b The exit of the second laser head
40c Third laser head exit
42 Metal pipe
44 Resin coating
L Laser beam
La Laser beam on the first light guide
Lb Laser beam on the second light guide
Lc Laser beam on the third light guide
Le Laser beam on the fifth light guide
Lh Laser beam on the eighth light guide
Claims (1)
レーザ発振器と、
相互に所定の間隔をおいて、上記樹脂被覆金属材の移動方向に沿って配置された複数のレーザヘッドと、
複数の反射鏡の組合せからなり、上記の各レーザヘッドにそれぞれ一対一で対応する複数の導光路と、
上記レーザ発振器から出射されたレーザビームを、各導光路の始端に位置する反射鏡に振り分けるガルバノユニットと、
上記樹脂被覆金属材上に設定された加工箇所が各レーザヘッドの照射領域に到達する度に、当該レーザヘッドに対応した導光路の始端に位置する反射鏡にレーザビームが到達するように、上記ガルバノユニットの偏向角度を制御すると共に、上記レーザ発振器からレーザビームを出射させる制御装置とを備え、
上記導光路の終端に位置する反射鏡で反射されたレーザビームが、対応する各レーザヘッドの入射口に入射するように、それぞれの導光路が形成された樹脂被覆除去システムであって、
上記の各レーザヘッドの出射口から出射されるレーザビームの照射領域が、樹脂被覆金属材の外周面に沿って分散されるように、各レーザヘッドの光軸の角度が設定されていることを特徴とする樹脂被覆除去システム。 A transfer means for moving the resin-coated metal material in a fixed direction at a fixed speed;
A laser oscillator;
A plurality of laser heads arranged along the moving direction of the resin-coated metal material at a predetermined interval from each other;
A plurality of light guides each consisting of a combination of a plurality of reflecting mirrors and corresponding to each of the laser heads on a one-to-one basis,
A galvano unit that distributes the laser beam emitted from the laser oscillator to a reflecting mirror located at the beginning of each light guide;
Each time the processing spot set on the resin-coated metal material reaches the irradiation area of each laser head, the laser beam reaches the reflecting mirror located at the start end of the light guide corresponding to the laser head, so that A control device for controlling the deflection angle of the galvano unit and emitting a laser beam from the laser oscillator,
A resin coating removal system in which each light guide is formed such that a laser beam reflected by a reflecting mirror located at the end of the light guide is incident on an incident port of each corresponding laser head,
The angle of the optical axis of each laser head is set so that the irradiation area of the laser beam emitted from the emission port of each laser head is dispersed along the outer peripheral surface of the resin-coated metal material. Characteristic resin coating removal system.
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