JP6638043B1 - レーザ切断加工方法及び装置、並びに、自動プログラミング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
L=0.5294t+12.8825 ・・・(1)
同様に、長さLの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(2)のように求められる。
L=0.6948t+21.2208 ・・・(2)
即ち、SPCCに関して、溶着突出片11の長さLの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(1)及び式(2)から下記式(3)のように求められる。
(0.5294t+12.8825)≦L≦(0.6948t+21.2208)
[t≧1.0] ・・・(3)
W=0.0973t+0.8609 ・・・(4)
同様に、幅Wの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(5)のように求められる。
W=0.1833t+1.3168 ・・・(5)
即ち、SPCCに関して、溶着突出片11の幅Wの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(4)及び式(5)から下記式(6)のように求められる。
(0.0973t+0.8609)≦W≦(0.1833t+1.3168)
[t≧1.0] ・・・(6)
L=0.8718t+11.2949 ・・・(7)
同様に、長さLの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(8)のように求められる。
L=1.5769t+16.4231 ・・・(8)
即ち、SUSに関して、溶着突出片11の長さLの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(7)及び式(8)から下記式(9)のように求められる。
(0.8718t+11.2949)≦L≦(1.5769t+16.4231)
[t≧1.0] ・・・(9)
W=0.1167t+0.8167 ・・・(10)
同様に、幅Wの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(11)のように求められる。
W=0.1923t+1.3077 ・・・(11)
即ち、SUSに関しては、溶着突出片11の幅Wの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(10)及び式(11)から下記式(12)のように求められる。
(0.1167t+0.8167)≦W≦(0.1923t+1.3077)
[t≧1.0] ・・・(12)
L=1.4615t+7.5385 ・・・(13)
同様に、長さLの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(14)のように求められる。
L=1.7436t+12.5897 ・・・(14)
即ち、ALに関して、溶着突出片11の長さLの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(13)及び式(14)から下記式(15)のように求められる。
(1.4615t+7.5385)≦L≦(1.7436t+12.5897)
[t≧1.0] ・・・(15)
W=0.2910t+0.8256 ・・・(16)
同様に、幅Wの上限の近似直線が板厚tの関数として下記式(17)のように求められる。
W=0.3064t+1.2603 ・・・(17)
即ち、ALに関しては、溶着突出片11の幅Wの板厚tに対する好ましい範囲が上記式(16)及び式(17)から下記式(18)のように求められる。
(0.2910t+0.8256)≦W≦(0.3064t+1.2603)
[t≧1.0] ・・・(18)
R=0.0261t+0.1654 ・・・(19)
R=0 ・・・(20)
ただし、図3(c)を参照して後述するが、逃げ量Rが小さいと十分な溶着が実現されないことが懸念される。従って、少なくとも、幅溝7Wと輪郭溝9とは完全にはオーバーラップされない、即ち、0<R(≦SW)とされることが好ましい。従って、上記式(20)に代えて、下記式(20)’が得られる。
R>0 ・・・(20)’
0<R≦(0.0261t+0.1654) [t≧1.0] ・・・(21)
R=0.0170t+0.1020 ・・・(22)
0<R≦(0.0249t+0.2068) [t≧1.0] ・・・(23)
R=0.0250t+0.1000 ・・・(24)
0<R≦(0.0221t+0.2063) [t≧1.0] ・・・(25)
R=0.0046t+0.1054 ・・・(26)
3 加工品
5 スクラップ
7 切断溝
7L 長さ溝
7Ls 基端孔
7W 幅溝
9 輪郭溝
9L 輪郭線
11 溶着突出片
21 レーザ切断加工装置
29 レーザ加工ヘッド
35 制御装置
41 自動プログラミング装置
43 加工プログラムメモリ
45 プログラム解析部
45A 解析データメモリ
47 演算部
47A 演算部
47B 保持力演算部
47C 個数演算部
49 溶着突出片配置部
51 ワークパラメータメモリ
53 レーザ切断プログラムメモリ
55 加工プログラム生成部
59 ジョイント条件パラメータメモリ
X ジョイント部
Claims (31)
- 板状のワークから加工品を切断するレーザ切断加工方法であって、
(a)前記ワークから切断される前記加工品の周囲に、前記加工品の輪郭線に沿ったレーザ切断によって湾曲されて前記加工品の周面を押圧する溶着突出片の切断溝を予めレーザ切断加工し、
(b)前記加工品の前記輪郭線に沿ってレーザ切断することで輪郭溝を形成して前記溶着突出片の自由端を前記加工品の周面に溶着する、ことを特徴とするレーザ切断加工方法。 - 前記溶着突出片が前記加工品の前記輪郭線に沿って長い長方形状に形成され、前記切断溝が前記輪郭線に平行な長さ溝と前記長さ溝に直角な幅溝とを含み、
前記輪郭溝の形成時の前記幅溝と前記輪郭溝とのオーバーラップ長さを前記輪郭溝の溝幅から差し引いた長さである逃げ量Rを、R>0とする、ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記加工品の内部に孔が形成される場合には、前記孔の内側のスクラップの周囲に、孔の輪郭線に沿ったレーザ切断によって湾曲されて前記孔の内周面を押圧する溶着突出片の切断溝を予めレーザ切断加工する、ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記孔の内側の前記スクラップをレーザ切断加工した後に、前記加工品をレーザ切断加工する、ことを特徴とする請求項3に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記長さ溝の切断開始端に基端孔をレーザ加工し、前記基端孔から前記切断溝をレーザ切断加工する、ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記基端孔の直径を前記輪郭溝の溝幅よりも大きくする、ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記ワークが軟鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とする、ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記ワークが軟鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記溶着突出片の前記長さ溝に沿った長さを長さL(mm)とし、かつ、前記溶着突出片の前記幅溝に沿った幅を幅W(mm)とした場合に、前記溶着突出片が下記式を同時に満たす板厚t、長さL及び幅Wで規定される寸法を有する形状に形成される、
(0.5294t+12.8825)≦L≦(0.6948t+21.2208)
(0.0973t+0.8609)≦W≦(0.1833t+1.3168)
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記ワークが軟鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記逃げ量R(mm)が下記式を満たすように前記幅溝が形成される、
0<R≦(0.0261t+0.1654)ことを特徴とする請求項2又は8に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記ワークがステンレス鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とする、ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記ワークがステンレス鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記溶着突出片の前記長さ溝に沿った長さを長さL(mm)とし、かつ、前記溶着突出片の前記幅溝に沿った幅を幅W(mm)とした場合に、前記溶着突出片が下記式を同時に満たす板厚t、長さL及び幅Wで規定される寸法を有する形状に形成される、
(0.8718t+11.2949)≦L≦(1.5769t+16.4231)
(0.1167t+0.8167)≦W≦(0.1923t+1.3077)
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記ワークがステンレス鋼系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記逃げ量R(mm)が下記式を満たすように前記幅溝が形成される、
0<R≦(0.0249t+0.2068)
ことを特徴とする請求項2又は11に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記ワークがアルミニウム系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とする、ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のレーザ切断加工方法。
- 前記ワークがアルミニウム系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記溶着突出片の前記長さ溝に沿った長さを長さL(mm)とし、かつ、前記溶着突出片の前記幅溝に沿った幅を幅W(mm)とした場合に、前記溶着突出片が下記式を同時に満たす板厚t、長さL及び幅Wで規定される寸法を有する形状に形成される、
(1.4615t+7.5385)≦L≦(1.7436t+12.5897)
(0.2910t+0.8256)≦W≦(0.3064t+1.2603)
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ切断加工方法。 - 前記ワークがアルミニウム系材料で形成され、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上とし、
前記逃げ量が下記式を満たすように前記幅溝が形成される、
0<R≦(0.0221t+0.2063)
ことを特徴とする請求項2又は14に記載のレーザ切断加工方法。 - 板状のワークから加工品を切断するレーザ切断加工装置であって、
前記ワークに対してX,Y,Z軸方向に相対移動自在なレーザ加工ヘッドと、
前記レーザ加工ヘッドの動作を制御する制御装置とを備えており、
前記制御装置が、
前記加工品をレーザ切断加工する加工プログラムを格納する加工プログラムメモリと、
前記加工プログラムを解析して前記加工品の形状及び寸法を演算するプログラム解析部と、
解析された前記加工品の形状及び寸法、並びに、前記ワークの板厚に基づいて、前記加工品の重さを演算する重さ演算部と、
前記重さ演算部の演算結果に基づいて、前記加工品の輪郭線に沿ったレーザ切断によって輪郭溝を形成する際に湾曲して自由端が前記加工品の周面と溶着する溶着突出片の個数を演算する個数演算部と、
前記個数演算部の演算結果に基づいて、前記加工品の周囲に前記溶着突出片を配置する溶着突出片配置部と、
前記溶着突出片配置部によって配置された位置に溶着突出片を形成するレーザ切断プログラムを生成する加工プログラム生成部と、
上記加工プログラム生成部によって生成された前記レーザ切断プログラムを格納する前記加工プログラムメモリと、
前記加工プログラムメモリに格納された前記レーザ切断プログラムに従って、前記レーザ加工ヘッドの軸移動を制御する軸移動制御部とを備えている、ことを特徴とするレーザ切断加工装置。 - 前記制御装置が、
長方形状に形成される前記溶着突出片の長さL及び幅Wのパラメータを前記ワークの材質及び板厚tに対応して格納するワークパラメータメモリと、
前記溶着突出片のレーザ加工条件をパラメータとして格納するジョイント条件パラメータメモリとをさらに備えており、
前記溶着突出片が、前記輪郭線に平行な長さ溝と前記長さ溝に直角な幅溝とを含む切断溝と前記輪郭溝とによって、前記加工品の前記輪郭線に沿って長い長方形状に形成され、
前記ジョイント条件パラメータメモリが、前記輪郭溝の形成時の前記幅溝と前記輪郭溝とのオーバーラップ長さを前記輪郭溝の溝幅から差し引いた長さである、0を超える逃げ量Rを、前記ワークパラメータメモリに格納された前記板厚tと関連付けて格納する、ことを特徴とする請求項16に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質を軟鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(0.5294t+12.8825)≦L≦(0.6948t+21.2208)
(0.0973t+0.8609)≦W≦(0.1833t+1.3168)
ことを特徴とする請求項17に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質を軟鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0261t+0.1654)
ことを特徴とする請求項17又は18に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をステンレス鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(0.8718t+11.2949)≦L≦(1.5769t+16.4231)
(0.1167t+0.8167)≦W≦(0.1923t+1.3077)
ことを特徴とする請求項17に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をステンレス鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0249t+0.2068)
ことを特徴とする請求項17又は20に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をアルミニウム系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(1.4615t+7.5385)≦L≦(1.7436t+12.5897)
(0.2910t+0.8256)≦W≦(0.3064t+1.2603)
ことを特徴とする請求項17に記載のレーザ切断加工装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をアルミニウム系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0221t+0.2063)
ことを特徴とする請求項17又は22に記載のレーザ切断加工装置。 - レーザ切断加工装置の自動プログラミング装置であって、
CADから入力された加工品の形状及び寸法並びにワークの板厚tに基づいて、前記加工品の重さを演算する重さ演算部と、
前記重さ演算部の演算結果に基づいて、前記加工品の輪郭線に沿ったレーザ切断によって輪郭溝を形成する際に湾曲して自由端が前記加工品の周面と溶着する溶着突出片の個数を演算する個数演算部と、
前記個数演算部の演算結果に基づいて、前記加工品の周囲に前記溶着突出片を配置する溶着突出片配置部と、
前記溶着突出片配置部によって配置された位置に前記溶着突出片を形成し、かつ、前記加工品をレーザ切断加工するレーザ切断プログラムを生成する加工プログラム生成部と、
前記加工プログラム生成部によって生成された前記レーザ切断プログラムを格納する加工プログラムメモリと、
前記加工プログラムメモリに格納された前記レーザ切断プログラムを、前記レーザ切断加工装置の制御装置に転送するプログラム転送部とを備えている、ことを特徴とする自動プログラミング装置。 - 長方形状に形成される前記溶着突出片の長さL及び幅Wのパラメータを前記ワークの材質及び板厚tに対応して格納するワークパラメータメモリと
前記溶着突出片のレーザ加工条件をパラメータとして格納するジョイント条件パラメータメモリとをさらに備えており、
前記溶着突出片が、前記輪郭線に平行な長さ溝と前記長さ溝に直角な幅溝とを含む切断溝と前記輪郭溝とによって、前記加工品の前記輪郭線に沿って長い長方形状に形成され、
前記ジョイント条件パラメータメモリが、前記輪郭溝の形成時の前記幅溝と前記輪郭溝とのオーバーラップ長さを前記輪郭溝の溝幅から差し引いた長さである、0を超える逃げ量Rを、前記ワークパラメータメモリに格納された前記板厚tと関連付けて格納する、ことを特徴とする請求項24に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質を軟鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(0.5294t+12.8825)≦L≦(0.6948t+21.2208)
(0.0973t+0.8609)≦W≦(0.1833t+1.3168)
ことを特徴とする請求項25に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質を軟鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0261t+0.1654)
ことを特徴とする請求項25又は26に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をステンレス鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(0.8718t+11.2949)≦L≦(1.5769t+16.4231)
(0.1167t+0.8167)≦W≦(0.1923t+1.3077)
ことを特徴とする請求項25に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をステンレス鋼系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0249t+0.2068)
ことを特徴とする請求項25又は28に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ワークパラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をアルミニウム系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を同時に満たす前記溶着突出片の前記長さL(mm)及び前記幅W(mm)を前記パラメータとして格納する、
(1.4615t+7.5385)≦L≦(1.7436t+12.5897)
(0.2910t+0.8256)≦W≦(0.3064t+1.2603)
ことを特徴とする請求項25に記載の自動プログラミング装置。 - 前記ジョイント条件パラメータメモリが、
前記ワークの前記材質をアルミニウム系材料とし、かつ、前記ワーク及び前記溶着突出片の板厚t(mm)を1.0以上として、下記式を満たす前記逃げ量R(mm)を前記レーザ加工条件の前記パラメータの一つとして格納する、
0<R≦(0.0221t+0.2063)
ことを特徴とする請求項25又は30に記載の自動プログラミング装置。
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