JP4328583B2 - Manufacturing method of workpiece by laser cutting device - Google Patents
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Description
本発明は、レーザー切断装置のレーザーで加工物を製造する方法であって、特に切断面のエッジを大きな鈍角にする加工物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a workpiece with a laser of a laser cutting device, and more particularly to a method of manufacturing a workpiece that makes the edge of a cut surface a large obtuse angle.
金属板等の各種材料の薄板から厚板までを切断する装置として、従来からレーザー切断装置が知られている。レーザー切断装置は、金属等の硬い材料の切断を行う場合に、どのような複雑な形状でもレーザーで精密に切断することができ、しかも高速での切断が可能であり、高精度の加工製品を作ることができる。しかし、レーザーによる切断加工精度が高いため、金属等の硬い材料を切断した場合に、図5に示すように、加工物40の表面42並びに裏面44と切断面46とのエッジ48は直角で鋭利な状態となる。このため、加工物40が人に触れる状態に置かれる場合には、鋭利なエッジ48に指等が触れて、そのエッジ48によって指等が切れるおそれがあった。
Conventionally, a laser cutting device is known as a device for cutting a thin plate to a thick plate of various materials such as a metal plate. Laser cutting equipment can precisely cut any complicated shape with a laser when cutting hard materials such as metal, and it can cut at high speed, making high-precision processed products possible. Can be made. However, since the cutting accuracy by the laser is high, when a hard material such as metal is cut, the
このように、レーザー切断装置で切断加工される加工物40ではエッジ48が鋭利なため、その鋭利なエッジ48に、ヤスリ掛けやサンダー掛けやバリ取り機械によるバリ取り加工等の削り作業が必要となる。このようなヤスリ掛けやサンダー掛けやバリ取り等の加工作業は、一般に人力に頼るものであり、時間がかかると共にコストが高くなるという欠点があった。
Thus, since the
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、レーザーによって切断される切断面に鋭利なエッジを発生させないようにしたレーザー切断装置による加工物の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a workpiece by a laser cutting apparatus that prevents a sharp edge from being generated on a cut surface cut by a laser. is there.
本発明は、レーザー切断装置のレーザーで加工物を製品部分と除去部分とに切断するものにおいて、レーザーによる加工物の切断の前工程として加工物の切断設定位置の表面と裏面の両側から前記製品部分側に傾斜面を有する溝を溝形成手段によって形成し、前記溝形成手段で前記溝を形成した際に前記表面と前記傾斜面との間のエッジの角度及び前記裏面面と前記傾斜面との間のエッジの角度を指が触れても指が切れない鈍角の角度とし、その後前記製品部分側の前記傾斜面をレーザーで切断し、前記製品部分側の前記傾斜面をレーザーで切断した際に前記傾斜面と前記切断面との間のエッジの角度を指が触れても指が切れない鈍角の角度とするようにしたものである。 The present invention cuts a workpiece into a product portion and a removal portion with a laser of a laser cutting device, and the product from both sides of the front and back surfaces of the workpiece set cutting position as a pre-process for cutting the workpiece by laser. A groove having an inclined surface on a partial side is formed by groove forming means, and when the groove is formed by the groove forming means, an angle of an edge between the front surface and the inclined surface, and the back surface and the inclined surface, When the angle of the edge between is set to an obtuse angle at which the finger does not break even if the finger touches, then the inclined surface on the product part side is cut with a laser, and the inclined surface on the product part side is cut with a laser Further, the angle of the edge between the inclined surface and the cut surface is an obtuse angle at which the finger does not break even if the finger touches it .
本発明は、前記表面と前記傾斜面との間のエッジの角度及び前記裏面面と前記傾斜面との間のエッジの角度を135度前後またはそれ以上の角度とするものである。本発明は、前記製品部分側の前記傾斜面をレーザーで切断した際に、前記切断面と前記傾斜面との間のエッジの角度を135度前後またはそれ以上の角度とするものである。本発明は、前記溝をV溝とし、そのV溝の開き角度を90度または鈍角としたものである。 In the present invention, the angle of the edge between the front surface and the inclined surface and the angle of the edge between the back surface and the inclined surface are around 135 degrees or more. In the present invention, when the inclined surface on the product part side is cut with a laser, the angle of the edge between the cut surface and the inclined surface is set to an angle of around 135 degrees or more. In the present invention, the groove is a V groove, and the opening angle of the V groove is 90 degrees or an obtuse angle.
レーザーによる加工物の切断前に、その切断位置の加工物の表面と裏面に少なくとも製品部分側に傾斜面を有する溝を溝形成手段によって形成する。これによって、製品部分側における表面や裏面と傾斜面との間のエッジの角度θ2が大きな角度の鈍角となる。その後、加工物における製品部分となる側の傾斜面の適宜位置をレーザーで切断する。これによって、傾斜面と切断面との間のエッジの角度θ3が大きな角度の鈍角となる。このように本発明では、加工物の切断箇所に形成されるエッジの角度θ2,θ3は大きな角度の鈍角となり、これらのエッジで指を切ることがない。このため、レーザーによる切断後にヤスリ掛けやサンダー掛けやバリ取り等の人的加工作業が不要となる。 Before the workpiece is cut by the laser, a groove having an inclined surface at least on the product portion side is formed by groove forming means on the front and back surfaces of the workpiece at the cutting position. Thereby, the angle θ2 of the edge between the front and back surfaces and the inclined surface on the product part side becomes an obtuse angle with a large angle. Thereafter, an appropriate position of the inclined surface on the side to be the product portion in the workpiece is cut with a laser. As a result, the edge angle θ3 between the inclined surface and the cut surface becomes a large obtuse angle. As described above, in the present invention, the angles θ2 and θ3 of the edges formed at the cut portions of the workpiece are obtuse angles having large angles, and the fingers are not cut at these edges. This eliminates the need for manual processing operations such as filing, sanding, and deburring after laser cutting.
次に、本発明を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る第一の作業行程を示すもので、加工物に金型で溝を形成する状態を示す断面図である。金属等の硬い材料から成る加工物10は、レーザー切断装置のレーザーによって製品部分10aと除去部分10bとに分けられるものである。加工物10がレーザー切断装置によって切断される前に、加工物10の切断設定位置の表面12と裏面14に、溝形成手段としての上下の金型16a,16bによって刻印即ち溝18を形成する。なお、加工物10の表面12と裏面14に溝18を形成する溝形成手段は、溝を形成するものであればどんなものであっても良く、特に金型16a,16bに限るものではない。レーザーで切断する位置(後述するC‐C線の位置)に、加工物10の表面12と裏面14の溝18が形成される。ここで、表面12や裏面14は説明上のものとする。溝形成手段による加工物10の表面12と裏面14への溝18の形成は、レーザー切断装置とは別の装置によって行う。なお、レーザー切断装置に溝形成手段を備える装置を併設して、その溝形成手段で加工物10に溝18を形成しても良い。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first work process according to the present invention and is a cross-sectional view showing a state in which grooves are formed in a work piece by a mold. The
上下の金型16a,16bによって形成される溝18において、少なくとも製品部分10a側に上下の傾斜面20が形成される。この傾斜面20は直線状のものであっても曲線状のものであっても良い。しかし、溝18の製品部分10a側に形成される傾斜面20は、断面形状の形成が簡単なV字形とするのが好ましい。溝18の断面形状をV字形とした場合に、溝18が形成される除去部分10bにも傾斜面22が形成される。溝18において、製品部分10aの傾斜面20と除去部分10bの傾斜面22とのなす角度θ1は鈍角にするのが好ましい。
In the
上下の金型16a,16bによって溝18を形成した場合に、製品部分10a側において表面12や裏面14と傾斜面20とが交わる交点を第一交点(エッジ)24とし、表面12や裏面14と傾斜面20とのなす角度を角度θ2とする。ここで、角度θ1を直角にした場合には、θ2は(90度+90度÷2)=135度となる。もし、角度θ1を大きな鈍角、例えば120度にすると、第一交点24の角度θ2は150度となり、θ2はより大きな鈍角となる。
When the
図2は加工物10に刻印即ち溝を形成した状態を示す平面図である。先ず、加工物10の切断設定位置の変曲箇所や角部に角部溝18aを形成し、その角部溝18aの間を直線部溝18bで連絡する。角部溝18a同士の間を何回かの直線部溝18bで連絡して、加工物10にレーザーで切断すべき一連の溝18を形成する。これらの角部溝18aや直線部溝18bは、上下の金型16a,16b等の溝形成手段によって形成する。
FIG. 2 is a plan view showing a state in which a stamp or groove is formed on the
加工物10に溝18を形成したものについて、図3に基づいて説明する。溝18をV溝として表面12や裏面14におけるV溝の最深先端を最深先端点26とする。表面12側の最深先端点26と裏面14側の最深先端点26とを結ぶ線をA−A線とする。表面12の第一交点(エッジ)24と裏面14の第一交点(エッジ)24とを結ぶ線をB−B線とすると、そのB−B線は表面12や裏面14と直角になる。また、そのB−B線は、前記A−A線と平行となり、それらB−B線とA−A線との間の距離をHとする。
What formed the groove |
次に、加工物10を切断する本発明の第二の作業工程を図3に基づいて説明する。この第二の作業工程では、溝18を形成した加工物10をレーザー切断装置に装着した状態とする。レーザーによる切断幅の左側の線をC−C線とし、切断幅の右側の線をD−D線とし、レーザーによる切断幅(C−C線とD−D線の間の距離I)を例えば0.15mm〜0.2mmとする。加工物10におけるレーザーで切断される箇所を、図3におけるC−C線とD−D線で囲まれる交差斜線の領域で示す。レーザーの切断線であるC−C線とD−D線は、前記A−A線や前記B−B線と平行となる。
Next, the second work process of the present invention for cutting the
本発明では、レーザーによる製品部分10a側の切断線(C−C線)が、製品部分10a側に形成した傾斜面20のいずれかの位置を切断するようにする。即ち、C−C線とB−B線との間の距離をLとすると、LはHより短くなる。この傾斜面20のいずれかの位置をレーザーで切断するC−C線の位置は、製品寸法を定める位置である。このC−C線の位置を基準として、距離Lの長さを所望の寸法にしたい場合には、溝18の形成時にC−C線に対するA−A線の位置を代えるようにすれば良い。なお、前記溝18の幅2Hは、レーザーの切断幅Iよりも大きいものとするが望ましい。これは、溝18の位置で加工物10が切断されたことを、確認できるようにするためである。
In the present invention, the cutting line (CC line) on the
このレーザーによって切断された加工物10の製品部分10aの側面図を図4に示す。製品部分10aにおいて、レーザー(C−C線)による切断箇所を切断面28とする。この切断面28は、製品寸法の外表面となるものである。この切断面28と上下の傾斜面20との交叉点を第二交点(エッジ)30とし、切断面28と傾斜面20とのなす角度を角度θ3とする。この角度θ3は鈍角となる。この結果、製品部分10aに置けるレーザーによって切断された箇所には、2箇所の第一交点24と2箇所の第二交点30とから成るエッジができる。前述したように、第一交点(エッジ)24の角度θ2も第二交点(エッジ)30の角度θ3も鈍角となる。例えば、角度θ1が直角の場合には、角度θ2も角度θ3も135度となる。例えば、角度θ1が90度よりやや大きい鈍角であれば、角度θ2は135度よりやや大きい鈍角となり、角度θ3は135度よりやや小さい鈍角となる。
A side view of the
135度前後の角度のエッジは鋭利ではないので、そのようなエッジに指が触れても指が切れることがない。このように、本発明で製造される製品部分10aでは、レーザーによって切断された厚み部分に形成される全てのエッジの角度は、135度前後の大きな鈍角となるので、レーザー装置で切断される製品部分10aには、指が触れても指が切れることがない。よって、レーザー装置で製品部分10aを加工した後に、人力によるヤスリ掛けやサンダー掛けやバリ取り等の加工作業を行う必要がなくなる。
Since an edge with an angle of around 135 degrees is not sharp, even if the finger touches such an edge, the finger does not break. As described above, in the
10 加工物
10a 製品部分
10b 除去部分
12 表面
14 裏面
16a 金型
16b 金型
18 溝
20 傾斜面
24 エッジ
30 エッジ
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