專利名稱：圓筒狀工件切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圓筒狀工件切割裝置，將金屬制的圓筒狀工件切割成圓片狀來形成金屬環(huán)。
背景技術(shù)：
關(guān)于圓筒狀工件切割裝置已經(jīng)公知有這樣的裝置使將金屬制薄板的兩端緣進行接合而得的圓筒狀的工件旋轉(zhuǎn)，同時利用激光將該工件切割成圓片狀，從而形成金屬環(huán)(例如參照專利文獻I、2)。專利文獻1US2010/02005專利文獻2JP-A-57-177986利用具有圓筒狀的外表面的工件保持部從內(nèi)表面?zhèn)缺３止ぜ?，并使工件保持部圍繞圓筒的中心軸線旋轉(zhuǎn)，由此實現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)。工件保持部在圓筒軸線方向設(shè)有多個切槽，其直徑能夠彈性變更。使工件的內(nèi)表面與工件保持部的外表面相面對，并擴大工件保持部的直徑，由此進行工件的保持。在這樣切割工件時存在以下問題，S卩，構(gòu)成工件的金屬由于激光的照射而熔融并作為飛濺物而飛散，或者再次凝固作為浮渣而附著在切割部分上。為了應(yīng)對這些問題，過去采取這樣的措施，即，設(shè)置阻止飛濺物的飛散的擋板，或者供給用于抑制熔融金屬的產(chǎn)生的冷卻介質(zhì)。例如，在專利文獻I記載的圓筒狀工件切割裝置中，在保持圓筒狀的工件并使其旋轉(zhuǎn)的保持部件的側(cè)壁形成冷卻介質(zhì)用通道，使冷卻介質(zhì)在該通道中流通來冷卻工件，由此避免除切割部分之外的工件部分熔融，抑制浮渣和飛濺物的產(chǎn)生。在這種裝置中，利用吸嘴吸引通過向工件照射激光而產(chǎn)生的升華金屬氣體和熔融金屬等、以及從噴嘴噴出的壓縮空氣和上述的冷卻介質(zhì)，由此使切割部位保持清潔。但是，存在通過供給冷卻介質(zhì)和用吸嘴吸引也不能防止浮渣的附著的情況。進而，不可避免地產(chǎn)生的飛濺物通過切槽進入到工件保持部內(nèi)，有可能妨礙工件保持部的直徑順暢擴大和縮小。并且，飛濺物附著并堆積在工件保持部的環(huán)狀槽中，保持部與工件或者金屬環(huán)接觸，因而存在阻止了工件或者金屬環(huán)相對于保持部的移動，或者使得工件或者金屬環(huán)受損的不良情況。
發(fā)明概要本發(fā)明的實施方式涉及一種圓筒狀工件切割裝置，能夠防止飛濺物附著在保持部的環(huán)狀槽中。并且，本發(fā)明的實施方式涉及一種圓筒狀工件切割裝置，能夠防止由于飛濺物而妨礙工件保持部的直徑的順暢擴大和縮小。另外，本發(fā)明的實施方式涉及一種圓筒狀工件切割裝置，能夠降低浮渣的產(chǎn)生，并、且容易沒有障礙地進行飛濺物的收集。


圖I是第I實施方式的圓筒狀工件切割裝置的主視圖。圖2是圖I所示裝置的保持部的剖視圖。圖3(a)是圖I所示裝置的保持部件的剖視圖，圖3(b)是從基端部觀察保持部件時的圖，圖3 (c)是表示保持部件的第I切槽的圖，圖3 (d)是表示保持部件的第2切槽的圖。圖4(a)是表示圖I所示裝置的加工頭、工件及集塵裝置之間的位置關(guān)系的圖，圖4(b)是表示利用激光切割工件的狀態(tài)的圖。
圖5(a)是表不在現(xiàn)有例中切割工件的情況的圖，圖5(b)是表不利用圖I所不的裝置切割工件的情況的圖。圖6是表示利用圖I所示的裝置切割的工件的切割面的圖。圖7是表示相對于圖5(b)的切割示例的比較示例的圖。圖8是表示按照圖7的比較示例所示切割的工件的切割面的圖。圖9(a)是表示第2實施方式的圓筒狀工件切割裝置中的工件、加工頭及集塵裝置的配置的圖，圖9(b)是沿圖9(a)的B方向的向視圖。圖10是表示第3實施方式的圓筒狀工件切割裝置中的工件、加工頭及集塵裝置的配置的圖。圖11是第4實施方式的金屬制薄板工件的切割裝置的剖視說明圖。圖12是第4實施方式的金屬制薄板工件的切割裝置的主要部分剖視圖。標號說明31激光；100保持部；110保持部件；111第I切槽；112第2切槽；113環(huán)狀槽；114薄片；120按壓部件；200加工頭(激光照射部)；130第I變徑部件；140第2變徑部件；300主軸；400馬達；500正時帶；600XYZ載物臺；700集塵裝置；1001金屬制薄板工件的切割裝置；1100保持部；1170環(huán)狀槽；1171包覆部件；1200加工頭(激光照射部)；W工件；Θ預(yù)定的銳角。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。實施方式是發(fā)明的示例，不限定發(fā)明，實施方式中記述的全部特征及其組合未必是發(fā)明的本質(zhì)性內(nèi)容。<第I實施方式>圖I是第I實施方式的圓筒狀工件切割裝置的主視圖。如該圖所示，該裝置具有保持部100，其保持圓筒狀工件W，并能夠圍繞工件W的圓筒軸線旋轉(zhuǎn)；加工頭200 (激光照射部)，其向經(jīng)由保持部100而旋轉(zhuǎn)的工件W照射激光，以將工件W切割成圓片狀；主軸300，其與保持部100的基端部連接；以及馬達400，其使主軸300旋轉(zhuǎn)。在馬達400的旋轉(zhuǎn)軸及主軸300分別設(shè)有未圖示的帶輪。正時帶500架設(shè)在這些帶輪之間，主軸300根據(jù)馬達400的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在保持部100的下方設(shè)有對在切割工件W時產(chǎn)生的飛濺物進行收集的集塵裝置700。另外，利用馬達400、主軸300、保持部100等構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
集塵裝置700具有集塵部701，其是上表面敞開的長方體形狀的箱狀部；以及平板狀的反射部702，其使沿著預(yù)定方向飛散的飛濺物朝向集塵部701反射。集塵裝置700的集塵部701位于保持部100的下方，反射部702被配置于能夠朝向集塵部701反射預(yù)定方向的飛濺物的位置。圓筒狀工件切割裝置還具有XYZ載物臺600，該XYZ載物臺600保持加工頭200并使該加工頭200沿X、Y、Z方向移動。在XYZ載物臺600上設(shè)有測定工件W的直徑的激光傳感器800。圓筒狀工件切割裝置的控制部根據(jù)激光傳感器800的輸出，利用XYZ載物臺600控制加工頭200的X軸方向位置，使得激光的焦點位置成為能夠恰當切割工件W的位置。工件W是將矩形狀的金屬制薄板的兩端進行接合而形成為圓筒狀的部件。工件W由圓筒狀工件切割裝置按照預(yù)定寬度進行切割，并加工成為構(gòu)成CVT用金屬帶的金屬環(huán)。金屬制薄板例如采用厚度約為0. 3 0. 4mm的馬氏體時效鋼。圖2是沿包括旋轉(zhuǎn)軸的面進行切割的保持部100的局部剖視圖。如該圖所示，保持部100具有大致圓筒形狀的保持部件110，其與工件W的內(nèi)表面接觸以支撐工件W ;大致圓筒形狀的按壓部件120，其按壓保持部件110的內(nèi)壁；第I變徑部件130及第2變徑部件140，它們分別具有用于使按壓部件120的直徑變化的圓錐面(外錐面)131和141 ;連接桿150及卷簧160，它們用于調(diào)整第I變徑部件130及第2變徑部件140之間的位置。圖3 (a)是保持部件110的剖視圖，圖3 (b)是從圖3 (a)的左側(cè)即基端側(cè)觀察保持部件110時的圖。并且，圖3(c)表示從與保持部件110的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向上的保持部件110的外側(cè)，觀察從保持部件110的基端一直形成到前端附近的第I切槽111部分的情況。圖3(d)表示同樣從外側(cè)觀察從保持部件110的前端一直形成到基端附近的第2切槽112部分的情況。第I切槽111及第2切槽112被交替配置了相同個數(shù)例如各8個，由此保持部件110在徑向上彈性地自由伸縮。在保持部件110的外周側(cè)，沿旋轉(zhuǎn)軸線方向隔開預(yù)定間隔設(shè)有多個環(huán)狀槽113。各個環(huán)狀槽113與上述的第I切槽111及第2切槽112交叉。針對位于環(huán)狀槽113上的工件W部分，利用加工頭200進行激光的照射。在保持部件110的內(nèi)壁，從保持部件110的基端一直到前端設(shè)有用于堵塞第I切槽111及第2切槽112的帶狀薄片114。薄片114被設(shè)于各個第I切槽111及各個第2切槽112。為此，在保持部件110的內(nèi)壁設(shè)有用于收納薄片114的凹部115。薄片114具有這樣的功能，即，阻止通過激光的照射來切割第I切槽111及第2切槽112上的工件W時所產(chǎn)生的飛濺物，從第I切槽111及第2切槽112進入內(nèi)側(cè)。因此，作為薄片114采用這樣的材質(zhì)，S卩，具有不妨礙保持部件110伸縮的彈性、具有針對飛濺物的耐熱性，而且不附著飛濺物。關(guān)于這種材質(zhì)的部件，例如有厚度約為0. 5mm的特氟龍(注冊商標)薄片。也可以是涂敷了特氟龍(注冊商標)的薄片。保持部件110的基端及前端的附近成為直徑小于支撐工件W的支撐面的小徑部116a和116b。在小徑部116a和116b的周面上設(shè)有環(huán)繞該周面一周的周槽117a和117b。在周槽117a和117b內(nèi)配置有使保持部件110收縮的0型圈118(圖2)，對保持部件110向 收縮方向施力。在比周槽117a靠近基端側(cè)的小徑部116a的部分，跨越預(yù)定的角度范圍設(shè)有沿著周向的凸部119。凸部119被設(shè)置在位于相互分離180°的位置的兩個第2切槽112的基端側(cè)的兩處。如圖2所示，保持部件110經(jīng)由被固定于主軸300的前端的兩個圓環(huán)狀的連接部件310和320而與主軸300連接。因此，連接部件320在保持部件110側(cè)的端部具有環(huán)狀的插入口 321。插入口 321的入口側(cè)的外側(cè)的周壁中，除了與凸部119對應(yīng)的導(dǎo)入部之外，成為直徑變小的小徑部322。以使凸部119與所述導(dǎo)入部對應(yīng)的方式，將小徑部116a嵌合在連接部件320的插 入口 321中并旋轉(zhuǎn)保持部件110，由此利用小徑部322阻止凸部119向軸向移動，保持部件110被固定于連接部件320。按壓部件120的外周面以能夠按壓保持部件110的內(nèi)壁的方式與該內(nèi)壁相面對。在按壓部件120的基端側(cè)的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第I變徑部件130的圓錐面131對應(yīng)的圓錐面(內(nèi)錐面)121。在按壓部件120的前端側(cè)的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第2變徑部件140的圓錐面141對應(yīng)的圓錐面(內(nèi)錐面)122。圓錐面121和122都是頂部側(cè)朝向按壓部件120的中心。在按壓部件120形成有從基端側(cè)端面一直到前端附近的、沿著圓筒軸線方向的未圖示的基端側(cè)切槽。并且，同樣形成有從前端側(cè)端面一直到基端附近的、沿著圓筒軸線方向的前端側(cè)切槽?；藗?cè)切槽和前端側(cè)切槽在周向上被交替地配置相同個數(shù)例如各12個，由此按壓部件120在徑向上彈性地自由伸縮。第I變徑部件130具有基端側(cè)的圓柱狀的部分、和位于該部分的前端側(cè)并具有圓錐面131的圓錐臺部分。該圓柱狀部分的直徑與該圓錐臺部分的底面的直徑相同，兩個部分沒有階梯地連接。連接桿150在第I變徑部件130的中心軸線上貫通。連接桿150的基端部被固定于第I變徑部件130的基端部。第2變徑部件140具有圓錐臺狀的形狀，并形成圓錐面141。連接桿150在第2變徑部件140的中心軸線上貫通。卷簧160介入于第I變徑部件130的圓錐臺部分的頂部與圓錐臺狀的第2變徑部件140的頂部之間，并向使兩者分離的方向施力。連接桿150在卷簧160內(nèi)通過。在圓錐臺狀的第2變徑部件140的底面固定有圓盤狀的蓋部件170。蓋部件170的外周部設(shè)有能夠與保持部件110的小徑部116b嵌合的環(huán)狀的嵌合槽171。連接桿150貫通蓋部件170的中心。利用在蓋部件170的軸向外側(cè)嵌合于相鄰的連接桿150部分中的螺母180，能夠調(diào)整第I變徑部件130相對于蓋部件170的位置。主軸300利用支撐部件920支撐在基盤910 (圖I)上。軸承903介入于支撐部件920和主軸300之間。由此，主軸300能夠圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)。在主軸300中，在中心軸線上設(shè)有用于向保持部100供給空氣的貫通孔330。在第I變徑部件130的圓柱狀部分與主軸300、第I連接部件310、第2連接部件320以及保持部件110的基端部之間形成有間隙。貫通孔330與該間隙連接。由此，形成從主軸300的貫通孔330通往保持部件110的第I切槽111和第2切槽112的空氣供給路徑340。貫通孔330的與保持部100相反側(cè)的端部與未圖示的送氣管連接。該送氣管與供給作為冷卻介質(zhì)的壓縮空氣的壓縮空氣供給源連接。圖4(a)表示加工頭200、工件W及集塵裝置700之間的位置關(guān)系。圖中的A表示工件W(保持部件110)的旋轉(zhuǎn)軸線，R表示示出工件W的旋轉(zhuǎn)方向的箭頭，Pl表示經(jīng)由加工頭200朝向旋轉(zhuǎn)軸線A照射激光時的工件W上的照射位置，P2表示進行工件W的切割時激光在工件W上的實際照射位置。在對工件W實施切割加工時，按照圖4(a)所示控制加工頭200的Y軸方向的位置，使得加工頭200對工件W的激光的照射位置，成為比朝向工件W的旋轉(zhuǎn)軸線A照射激光時的照射位置Pl更靠近工件W的旋轉(zhuǎn)方向R的上游側(cè)的預(yù)定的照射位置P2。朝向旋轉(zhuǎn)方向R的反方向即旋轉(zhuǎn)方向R的上游側(cè)切割工件W。此時，按照圖4(b)所示，將通過向照射位置P2照射激光來切割工件W的方向設(shè)為方向vl，該方向vl在包括照射位置P2的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂 直的面內(nèi)、在照射位置P2處與工件W的表面相切且是該表面移動的方向的反方向。因此，如果將在照射位置P2處的激光的入射方向設(shè)為v2，則向量vl與v2所成的角度成為對應(yīng)于照射位置P2的銳角Θ。如果用激光向照射位置P2的入射角α表示，則Θ = 90° -a。在切割工件W時，加工頭200以保持這種加工頭200及工件W的位置關(guān)系的方式，按照圖4(a)所示進行平移移動，從加工頭200的光軸朝向工件W(保持部件110)的旋轉(zhuǎn)軸線A的線LI上的位置移動到向Y軸的負方向移動了預(yù)定的距離D后的線L2上的位置。根據(jù)工件W的厚度、旋轉(zhuǎn)速度等條件，設(shè)定距離D以使得浮渣不易附著于切割部分。即，控制裝置在進行工件W的切割之前，根據(jù)作為切割對象的工件W的厚度和旋轉(zhuǎn)速度來取得距離D，并控制XYZ載物臺600，使加工頭200位于線L2上的位置。距離D能夠參照對應(yīng)表來取得，該對應(yīng)表是預(yù)先使用各種工件W，根據(jù)在各種條件下進行試驗性切割而得到的試驗數(shù)據(jù)生成的。試驗數(shù)據(jù)包括各個試驗時的工件W的材料、厚度、旋轉(zhuǎn)速度、產(chǎn)生于工件W的切割波痕(drag line)的斜率、加工頭200從在線LI上的位置向Y軸的負方向的移動距離d、附著于切割部分的浮渣的高度等。另外，切割波痕指在利用激光切割工件W時產(chǎn)生的熔融金屬凝固時形成于切割面的層狀的線。切割波痕的斜率關(guān)系到由于激光而形成的切割部分的浮渣的附著量?？芍懈畈ê墼酱怪庇诠ぜ的表面，浮渣的附著量越少。根據(jù)上述的試驗數(shù)據(jù)，對各個工件W的每種材料生成對應(yīng)表，該對應(yīng)表使至少一條切割波痕的斜率、與該斜率對應(yīng)的工件W的厚度、保持部件110(工件W)的旋轉(zhuǎn)速度以及距離D相對應(yīng)。表中包含的至少一條切割波痕的斜率采用浮渣的附著量較少時的值。另外，也可以取代距離D，使與距離D對應(yīng)的上述的入射角度α或銳角Θ (=90° -α)相對應(yīng)。入射角度α例如采用40°左右。在激光以這種入射角度α在照射位置Ρ2照射工件W的情況下，由此產(chǎn)生的飛濺物如圖4(a)所示基本上集中地向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl及外側(cè)方向d2這兩個方向飛散。例如，在照射位置P2處的激光的入射角度α為40°的情況下，內(nèi)側(cè)方向dl與激光的照射方向所成的角度β為40°，外側(cè)方向d2與激光的照射方向所成的角度Y為42°。因此，集塵裝置700采用具有能夠高效捕獲向這種方向飛散的飛濺物的捕獲裝置的裝置。具體地講，集塵裝置700具有作為飛濺物的捕獲裝置的集塵部701，其是上表面敞開的長方體形狀的箱狀部；以及平板狀的反射部702，其使沿著外側(cè)方向d2飛散的飛濺朝向集塵部701反射。
在如上所述工件的切割方向與激光的照射方向形成預(yù)定的銳角0的情況下，飛濺物的飛散方向成為預(yù)定的方向。該方向是與從工件W上的激光的照射位置P2起一直到旋轉(zhuǎn)方向R的上游側(cè)的預(yù)定范圍的工件W的表面面對的方向。因此，以處于該方向的范圍內(nèi)的方式來配置捕獲裝置?？缭筋A(yù)定范圍的工件W的表面例如指包含于從照射位置P2起到工件W的中心角約為100°的范圍內(nèi)的表面。
S卩，集塵裝置700被配置于這樣的位置使集塵部701位于保持部100的下方，使反射部702能夠朝向集塵部701反射外側(cè)方向d2的飛濺物。集塵部701具有能夠沒有妨礙地收集飛濺物的尺寸，該飛濺物是沿著內(nèi)側(cè)方向dl飛散并撞擊保持部100而反射落下來的。反射部702具有能夠使沿著外側(cè)方向d2飛散的飛濺物沒有遺漏地朝向集塵部701反射的尺寸。在這種結(jié)構(gòu)中，在進行工件W的切割加工時，首先將工件W安裝在保持部件110上，并使工件W的內(nèi)周與保持部件110的外周相面對。此時，保持部100如圖2中的中心線C的下半部分所示，第I變徑部件130和第2變徑部件140分離，保持部件110處于經(jīng)由0型圈118向徑向收縮的狀態(tài)。然后，如圖2中的中心線C的上半部分所示，旋轉(zhuǎn)螺母180，第2變徑部件140向第I變徑部件130的方向移位。隨之，卷簧160被壓縮。由此，第I變徑部件130和第2變徑部件140向相互接近的方向移位，因而按壓部件120的直徑由于從第I變徑部件130和第2變徑部件140的圓錐面131及141承受的力而擴大。在按壓部件120的直徑擴大時，保持部件110的內(nèi)壁被按壓部件120的側(cè)面按壓，保持部件110的直徑擴大。此時，小徑部116b嵌合在蓋部件170的嵌合槽171中，保持部件110的前端經(jīng)由0型圈118被固定于蓋部件170。由此，工件W被矯正變形，同時被保持部件110夾緊。然后，使螺母180向反方向旋轉(zhuǎn)，借助卷簧160的反力，使第I變徑部件130和第2變徑部件140分離，使按壓部件120的直徑略微恢復(fù)原狀或者恢復(fù)為初始時的直徑。然后，馬達400被驅(qū)動。由此，工件W經(jīng)由主軸300而旋轉(zhuǎn)。工件W的旋轉(zhuǎn)速度由圓筒狀工件切割裝置的控制部控制，例如被設(shè)定為沿著周向的30m/分 200m/分的速度。并且，從未圖示的空氣供給源開始供給作為冷卻介質(zhì)的壓縮空氣。從空氣供給源供給的壓縮空氣經(jīng)由空氣供給路徑340被供給到保持部件110的第I切槽111和第2切槽112，再供給到環(huán)狀槽113。此時，在上述的按壓部件120的直徑進行了恢復(fù)的情況下，在保持部件110與工件W之間存在若干間隙，因而所供給的壓縮空氣在該間隙中形成空氣膜。并且，這樣壓縮空氣到達保持部件110的側(cè)壁，該側(cè)壁作為冷卻效率良好的冷卻部件發(fā)揮作用。另外，在上述的按壓部件120的直徑?jīng)]有進行恢復(fù)的情況下，壓縮空氣進入到保持部件110與工件W之間，也形成空氣膜。與此對應(yīng)，圓筒狀工件切割裝置的控制部根據(jù)所提供的工件W的材料和厚度、以及所要求的切割波痕的斜率和自身掌握的工件W(保持部件110)的旋轉(zhuǎn)速度，參照上述的對應(yīng)表來求出距離D。并且，控制XYZ載物臺600，使加工頭200按照圖4 (a)所示平行移動，以使加工頭200的位置到達從線LI上的位置離開距離D后的線L2上的位置。與此同時，控制部控制XYZ載物臺600，將工件W的旋轉(zhuǎn)軸線A的方向(Z軸方向)上的加工頭200的位置，設(shè)定為向位于保持部件110的最前端側(cè)的環(huán)狀槽113上的工件W照射激光的位置。并且，根據(jù)激光傳感器800的輸出和距離D，將加工頭200的Y方向位置設(shè)定為用于切割工件W的恰當位置。然后，控制部控制加工頭200，向旋轉(zhuǎn)的工件W照射激光。工件W的被激光照射的部分的溫度上升而熔融并被切斷。在工件W旋轉(zhuǎn)一周時，工件W的最前端側(cè)的部分作為第I個金屬環(huán)被與其它部分切離。另外，當在切割過程中產(chǎn)生的熔融金屬凝固時，沿著激光在工件W上形成層狀的線即上述的切割波痕。在進行這種基于激光的切割時，通過激光的照射，工件W的一部分升華而產(chǎn)生的升華金屬氣體凝聚并附著于切割部分，或者熔融金屬附著于切割部分，有可能產(chǎn)生浮渣的附著。利用在保持部件Iio與工件W之間形成的空氣膜、或輔助氣體從加工頭200的噴出，來抑制這種浮洛的附著。并且，此時按照圖4(a)所示，通過激光的照射而熔融的金屬，作為飛濺物向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl及外側(cè)方向d2飛散。向內(nèi)側(cè)方向dl飛散的飛濺物撞擊保持部件110等而反射，并且落在集塵部701內(nèi)。向外側(cè)方向d2飛散的飛濺物由反射部702反射，并且落在集塵部701內(nèi)。由此，利用集塵裝置700沒有障礙地收集飛濺物。此時，向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl飛散的飛濺物撞擊薄片114，但借助從加工頭200噴出的輔助氣體、或從空氣供給路徑340供給到環(huán)狀槽113中的壓縮空氣的清除(purge)作用，被沒有障礙地排出，不會附著于薄片114。并且，由于薄片114的存在，飛濺物不會進入到保持部件110與按壓部件120之間、及按壓部件120的基端側(cè)切槽或者前端側(cè)切槽中。 圖5表示將這樣切割工件W的情況與過去的情況進行比較。圖5(a)表示過去在加工頭200位于圖4(a)中的線LI上的狀態(tài)下進行切割的情況。圖5 (b)表示加工頭200移動到線L2上進行切割的本實施方式的情況。在過去的示例中，如圖5(a)所示，激光31以入射角度0°垂直入射到工件W。在這種情況下，激光31發(fā)揮作用將工件W切割，加工進行的部分32相對于工件W的表面傾斜。因此，加工進行部分32的長度比較長，相應(yīng)地產(chǎn)生比較多的熔融金屬，所產(chǎn)生的熔融金屬34滯留于切割部分33的時間也比較長。因此，熔融金屬34成為浮渣而容易附著于工件W的切割部分33。另外，沿著加工進行部分32形成切割波痕，因而在圖5 (a)所示的過去的示例中，切割波痕在逆時針方向上相對于切割方向vl形成鈍角。與此相對，在本實施方式中，如圖4(a)所示，加工頭200位于距離線LI為距離D的線L2上，激光31沿著線L2進行照射。因此，如圖5(b)所示，激光31以與距離D對應(yīng)的入射角度α入射到工件W。即，激光的入射方向與切割方向vl形成預(yù)定的銳角Θ =(90° -α)。另外，圖中的N是關(guān)于工件W的表面的法線。在這種情況下，激光31發(fā)揮作用將工件W切割的加工進行部分32，與工件W基本垂直。因此，與圖5(a)的過去示例相比，加工進行部分32的長度較短。S卩，由于加工而產(chǎn)生的熔融金屬達到最小，熔融金屬34滯留于切割部分33的時間也最短。因此，熔融金屬34被直接排出，不存在成為浮渣而附著于切割部分33的余裕。即，借助基于上述的在保持部件110與工件W之間形成的空氣膜的清除作用和從加工頭200噴出的輔助氣體而順暢排出。圖6表示按照本實施方式如圖5(b)所示被切割的工件W的切割面41。圖6中的虛線42表示沿著在工件W形成的切割波痕的線。在本實施方式中，如圖6所示，在被切割的工件W形成的切割波痕的角度如虛線42所示，與工件W的表面基本垂直。并且，在切割面41的下部沒有附著浮渣。這樣在第I個金屬環(huán)的切割結(jié)束后，加工頭200沿著工件W的軸向移動而位于與工件W中的下一個切割位置對應(yīng)的位置。S卩，向?qū)ξ挥趶谋３植考?10的前端側(cè)起第2個環(huán)狀槽113上的工件W照射激光的位置移動。并且，在該位置再次與上述同樣地照射激光來切割工件W，并形成第2個金屬環(huán)。這樣，在環(huán)狀槽113上依次定位加工頭200，并形成金屬環(huán)。但是，在此期間，加工頭200在Y軸方向上的位置始終被保持在如圖4(a)示出的線L2上的位置。圖7表示針對本實施方式的比較例。在圖7的比較例中，表示在從與本實施方式相反的方向入射激光時工件W被切割的情況。即，入射角度與圖5(b)的情況相同是a，但激光的入射方向與切割方向Vl形成鈍角(=90° +a )。并且，激光31發(fā)揮作用將工件W 切割的加工進行部分32相對于工件W非常傾斜。因此，與圖5(b)的本實施方式相比，加工進行部分32較長。因此，因加工而產(chǎn)生的熔融金屬增多，滯留于切割部分33的時間也延長。相應(yīng)地，熔融金屬34容易成為浮渣而附著于切割部分33。圖8表示按照該比較例所示切割的工件W的切割面61。在切割面61的下部附著有相當多量的浮渣62。并且，如沿著切割波痕的虛線63所示，切割波痕在逆時針方向上相對于切割方向vl形成較大鈍角。如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式，使加工頭200向工件W的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)平移移動，如圖4(b)所示，激光在照射位置P2處的切割方向v2與激光的照射方向vl形成預(yù)定的銳角9 ( = 90° -入射角a )，因而能夠減少由于激光的照射而產(chǎn)生的熔融金屬，而且能夠迅速排出熔融金屬。因此，能夠有效防止浮渣附著于切割部分。另外，由于激光相對于工件W的入射角度達到期望的角度a，因而也可以考慮使加工頭200轉(zhuǎn)動來變更激光的照射方向的方法。但是，很難高精度地反復(fù)進行以下動作，即，將加工頭200以能夠轉(zhuǎn)動的方式固定，并使加工頭200圍繞其轉(zhuǎn)動的中心軸線準確傾斜預(yù)定角度而得到上述的入射角度a。這是因為不可避免地產(chǎn)生的加工頭200的轉(zhuǎn)動角度的調(diào)整誤差隨著遠離轉(zhuǎn)動的中心軸線而增大。關(guān)于這一點，根據(jù)本實施方式，如圖4(a)所示，能夠容易且沒有障礙地將入射角度設(shè)定為角度a，以便使加工頭200從激光的照射方向成為朝向保持部件110的旋轉(zhuǎn)軸線A的方向的線LI上的位置、向激光在工件W的入射角度達到角度a的線L2上的位置平移移動。g卩，以使激光的照射方向成為朝向保持部件110的旋轉(zhuǎn)軸線A的方向的方式，高精度地調(diào)整加工頭200在線LI上的朝向及位置，由此能夠利用簡單的機構(gòu)比較高精度地進行使加工頭200從該位置向激光在工件W的入射角度達到角度a的線L2上的位置的平移移動。并且，根據(jù)本實施方式，根據(jù)上述的對應(yīng)表取得與待加工的工件W的材料、厚度、旋轉(zhuǎn)速度等對應(yīng)的、從線LI到線L2的距離D，使加工頭200平行移動該距離來進行激光的照射，由此能夠根據(jù)工件W的種類進行諸如產(chǎn)生期望的切割波痕的斜率的工件W的切割，并減少浮渣的附著量。并且，以處于與從工件W上的激光的照射位置P2起一直到旋轉(zhuǎn)方向R的上游側(cè)的預(yù)定范圍的工件W的表面面對的方向的范圍內(nèi)的方式，配置捕獲裝置(集塵部701、反射部702)，因而能夠高效地進行飛濺物的收集。如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式，在保持部件110的內(nèi)壁與按壓部件120的外壁之間，設(shè)置有覆蓋保持部件110的第I切槽111及第2切槽112的開口部的薄片114，因而能夠阻止由于工件W的切割而產(chǎn)生的飛濺物進入保持部件110與按壓部件120之間、以及按壓部件120的基端側(cè)切槽或者前端側(cè)切槽中。因此，能夠防止由于飛濺物而對保持部件110及按壓部件120的直徑的順暢增減產(chǎn)生障礙?！吹?實施方式〉 圖9表示第2實施方式的圓筒狀工件切割裝置中的工件W、加工頭200及集塵裝置700的配置。圖9(a)表示從上方觀察時的配置。圖9(b)表示從圖9(a)中的箭頭B方向觀察時的情況。即，工件W的旋轉(zhuǎn)軸線A的朝向被視為沿著豎直方向的朝向。本實施方式的圓筒狀工件切割裝置的構(gòu)成要素與圖I的情況相同，但馬達400、主軸300、保持部100等工件W的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)構(gòu)成為適合于旋轉(zhuǎn)軸線A的朝向。工件W的位置以及加工頭200相對于旋轉(zhuǎn)方向R的位置關(guān)系與圖4的情況相同。因此，在切割工件W時產(chǎn)生的飛濺物與圖4(a)的情況同樣地向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl及外側(cè)方向d2飛散。集塵裝置700如圖9所示被設(shè)置于工件W的下方。由此，能夠在集塵部701直接收集向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl飛散、并在保持部件110反射而落下來的飛濺物SI，并且能夠使向外側(cè)方向d2飛散的飛濺S2由反射部702朝向集塵部701上反射并集塵。其它方面與第I實施方式的情況相同?！吹?實施方式〉圖10表示第3實施方式的圓筒狀工件切割裝置中的工件W、加工頭200及集塵裝置700的配置。在該圖中示出了從正面觀察時的情況。本實施方式的圓筒狀工件切割裝置的構(gòu)成要素與圖I的情況相同，但加工頭200被配置成為沿著豎直方向從上方照射激光。與此對應(yīng)地來構(gòu)成XYZ載物臺600。工件W的位置及加工頭200相對于旋轉(zhuǎn)方向R的位置關(guān)系與圖3的情況相同。因此，在切割工件W時產(chǎn)生的飛濺物與圖4(a)的情況同樣地向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl及外側(cè)方向d2飛散。集塵裝置700如圖10所示被設(shè)置在激光照射工件W的位置的下方。由此，能夠在集塵部701直接收集向工件W的內(nèi)側(cè)方向dl飛散、并在保持部100反射而落下來的飛濺物SI，并且能夠使向外側(cè)方向d2飛散的飛濺物S2由反射部702向集塵部701上反射而集塵。其它方面與第I實施方式的情況相同。〈第4實施方式〉圖11表示第4實施方式的金屬制薄板工件的切割裝置1001。如圖11所示，切割裝置1001具有保持部1100，其保持圓筒狀工件W，并能夠圍繞其圓筒軸線旋轉(zhuǎn)；加工頭(激光照射部)1200，其向經(jīng)由保持部1100而旋轉(zhuǎn)的工件W照射激光；主軸1300，其與保持部1100的基端側(cè)連接；以及馬達1400，其使主軸1300旋轉(zhuǎn)。金屬制薄板工件的切割裝置1001還具有正時帶1500，其進行馬達1400及主軸1300之間的動力傳遞；以及管接頭用管座1600，其用于經(jīng)由主軸1300向保持部1100內(nèi)部
供給壓縮空氣。工件W是將矩形狀的金屬制薄板的兩端進行接合而形成為圓筒狀的部件。利用金屬制薄板工件的切割裝置1001將工件W按照預(yù)定寬度進行切割，由此制造CVT用金屬帶。金屬制薄板例如采用厚度約為0. 3mm 0. 4mm的馬氏體時效鋼。保持部1100具有大致圓筒形狀的保持部件1110，其與工件W的內(nèi)表面接觸并支撐工件W ;大致圓筒形狀的按壓部件1120，其按壓保持部件1110的內(nèi)壁；第I變徑部件1130及第2變徑部件1140，它們分別具有用于使按壓部件1120的直徑變化的圓錐面1131和1141 ;連接桿1150及卷簧1160，它們用于調(diào)整第I變徑部件1130及第2變徑部件1140之間的位置。圓錐面1131從保持部件1110的基端部側(cè)朝向前端部側(cè)而逐漸縮徑，圓錐面1141從保持部件1110的前端部側(cè)朝向基端部側(cè)而逐漸縮徑。在保持部件1110的基端側(cè)一直到前端附近形成有沿著其圓筒軸線方向的未圖示的第I切槽。并且同樣從前端側(cè)一直到基端附近形成有第2切槽。第I切槽及第2切槽被交替配置了相同個數(shù)，由此保持部件1110的直徑能夠彈性地自由伸縮。在保持部件1110的外周面沿著全周隔開預(yù)定間隔設(shè)有多個環(huán)狀槽1170。各個環(huán)狀槽1170與上述的第I切槽及第2切槽交叉。保持部件1110經(jīng)由被固定于主軸1300的前端的兩個圓環(huán)狀的連接部件1701和1702而與主軸1300連接。在連接部件1702的保持部件1110側(cè)的端部設(shè)有環(huán)狀的插入口 1702a。保持部件1110的基端附近成為直徑小于支撐工件W的支撐面的小徑部1111。小徑部1111被嵌合于連接部件1702的插入口 1702a中，從而保持部件1110被固定于連接部件1702。另一方面，保持部件1110的前端附近成為直徑大于支撐工件W的支撐面的大徑部1112。按壓部件1120的外周面以能夠按壓保持部件1110的內(nèi)壁的方式與該內(nèi)壁相面對。在按壓部件1120的基端側(cè)的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第I變徑部件1130的圓錐面1131相面對的圓錐面1121。另一方面，在按壓部件1120的前端側(cè)的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第2變徑部件1140的圓錐面1141相面對的圓錐面1122。在按壓部件1120，從基端側(cè)端面一直到前端附近形成有沿著其圓筒軸線方向的未圖示的基端側(cè)切槽。并且，同樣形成有從前端側(cè)端面一直到基端附近的前端側(cè)切槽?；藗?cè)切槽和前端側(cè)切槽被交替地配置相同個數(shù)例如各2個，由此按壓部件1120的直徑能夠彈性地自由伸縮。第I變徑部件1130具有基端側(cè)的圓柱狀的部分、和位于該部分的前端側(cè)并具有圓錐面1131的圓錐臺部分。所述圓柱狀部分的直徑與所述圓錐臺部分的底面的直徑相同，兩個部分沒有階梯地連接。連接桿1150在第I變徑部件1130的中心軸線上、貫通。連接桿1150的基端部被固定于第I變徑部件1130的基端部。第2變徑部件1140具有圓錐臺狀的形狀，并形成有圓錐面1141。連接桿1150在第2變徑部件1140的中心軸線上貫通。卷簧1160介入于第I變徑部件1130與圓錐臺狀的第2變徑部件1140之間，并向使兩者分離的方向施力。連接桿1150在卷簧1160內(nèi)貫通。具有與保持部件1110的內(nèi)徑對應(yīng)的直徑的圓盤部件1101，被固定于圓錐臺狀的第2變徑部件1140的底面。圓盤狀的蓋部件1102被固定于圓盤部件1101的外側(cè)。蓋部件1102的直徑大于保持部件1110的內(nèi)徑。因此，蓋部件1102始終位于保持部件1110的
端面上。連接桿1150貫通圓盤部件1101及蓋部件1102的中心。利用嵌合于連接桿1150的在蓋部件1102的外側(cè)相鄰的部分中的兩個螺母1103和1104，能夠調(diào)整第I變徑部件1130相對于蓋部件1102的位置。主軸1300利用支撐部件1302被支撐在基盤1301上。軸承1303介入于支撐部件1302和主軸1300之間。由此，主軸1300能夠圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)。
在主軸1300的中心軸線上設(shè)有用于向保持部1100供給空氣的貫通孔1311。在第I變徑部件1130的圓柱狀部分與主軸1300、第I連接部件1701、第2連接部件1702及保持部件1110的基端部之間形成有間隙。貫通孔1311與該間隙連通。由此，形成從主軸1300的貫通孔1311通往保持部件1110的第I切槽和第2切槽的空氣供給路徑1310。在馬達1400的旋轉(zhuǎn)軸及主軸1300分別設(shè)有帶輪1401和1304。正時帶1500架設(shè)在帶輪1401和1304之間。由此，主軸1300根據(jù)馬達1400的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。管接頭用管座1600具有主體部1620，其經(jīng)由管接頭1610與未圖示的送氣管連接；和管座部1630，其與主體部1620連接。管座部1630插入到貫通孔1311的與保持部1100相反側(cè)的端部中。未圖示的送氣管與供給作為冷卻介質(zhì)的壓縮空氣的壓縮空氣供給源連接。如圖12所示，在環(huán)狀槽1170的表面設(shè)有包覆部件1171。關(guān)于包覆部件1171，例如能夠列舉氟樹脂、氮化硼覆膜或者銅板。所述銅板也可以是銅合金板。下面，對第4實施方式的金屬制薄板工件的動作進行說明。在進行工件W的切割加工時，首先將保持部件1110從小徑部1111側(cè)插入于工件W直到工件W的端部與大徑部1112接觸。然后，將保持部件1110與連接部件1702連接。由此，工件W被金屬制薄板工件的切割裝置1001保持。然后，旋轉(zhuǎn)螺母1103和1104，由此第I變徑部件1130向蓋部件1102的方向移位。隨之，卷簧1160被壓縮。由此，第I變徑部件1130和第2變徑部件1140向相互接近的方向移位，因而按壓部件1120承受經(jīng)由第I變徑部件1130和第2變徑部件1140的圓錐面1131及1141使直徑擴大的方向的力而擴大直徑。在按壓部件1120的直徑擴大時，保持部件1110的內(nèi)壁被按壓部件1120的側(cè)面按壓，保持部件1110的直徑擴大。由此，工件W的變形被矯正。然后，使螺母1103和1104向反方向旋轉(zhuǎn)，借助卷簧1160的反力，使第I變徑部件1130和第2變徑部件1140分離，使按壓部件1120的直徑略微恢復(fù)原狀或者恢復(fù)為初始時的直徑。然后，馬達1400被驅(qū)動。由此，工件W經(jīng)由主軸1300而旋轉(zhuǎn)。工件W的旋轉(zhuǎn)速度由未圖示的控制部控制，例如被設(shè)定為沿著周向的30m/分 200m/分的速度。與此對應(yīng)，未圖示的控制部根據(jù)所提供的工件W的材料和厚度、以及所要求的切割波痕的斜率和自身掌握的工件W(保持部件1110)的旋轉(zhuǎn)速度，使加工頭1200平行移動。然后，從加工頭1200向工件W照射激光。工件W的被激光照射的部分的溫度上升而熔融。由此，工件W的一部分作為金屬環(huán)被與其它部分切離。通過激光的照射，工件W的一部分成為熔融的金屬的微粒而飛散。這種熔融的金屬的微粒附著于環(huán)狀槽1170的表面并凝固，因而有可能堆積于環(huán)狀槽1170的內(nèi)側(cè)。但是，根據(jù)第4實施方式的金屬制薄板工件的切割裝置1001，環(huán)狀槽1170的表面被包覆部件1171覆蓋。因此，借助包覆部件1171的作用能夠防止這種金屬的微粒附著于環(huán)狀槽1170的表面，因此,通過吹氣處理(air blowing process)能夠容易去除在環(huán)狀槽1170內(nèi)凝固的金屬的微粒。結(jié)果,能夠防止工件W或者金屬環(huán)相對于保持部1100的移動受阻，防止所述工件或者金屬環(huán)受損。另外，在第4實施方式中，也可以與第I實施方式同樣地在保持部件1110的內(nèi)壁與按壓部件1120的外壁之間設(shè)置薄片部件，以阻止在切割工件W時產(chǎn)生的飛濺物從保持部件1110的切槽111、112進入內(nèi)側(cè)。 另外，在第4實施方式中，也可以與第I 第3實施方式同樣地設(shè)置集塵裝置。另外，也可以與第4實施方式同樣，在第I 第3實施方式中，在環(huán)狀槽113設(shè)置包覆部件。下面，示出關(guān)于第4實施方式的實施例和比較例。(實施例I)在環(huán)狀槽1170的表面粘貼氟樹脂板(株式會社Misumi生產(chǎn)、商品名PTFEstandard),由此設(shè)置由氟樹脂構(gòu)成的包覆部件1171。然后，使用形成有包覆部件1171的金屬制薄板工件的切割裝置1001，按照上述的步驟進行30個工件量的工件W的切割。在所述切割之后，在進行吹氣處理前后通過目視觀察了環(huán)狀槽1170的狀態(tài)。(實施例2)在常溫下向環(huán)狀槽1170的表面吹出氮化硼涂敷劑(okitsumo株式會社生產(chǎn)、商品名boron coat A),并在常溫下干燥5分鐘，由此設(shè)置由氮化硼覆膜構(gòu)成的包覆部件1171,除此之外具有與實施例I完全相同的結(jié)構(gòu)。并且，與實施例I完全相同地觀察了環(huán)狀槽1170的狀態(tài)。(實施例3)在環(huán)狀槽1170的表面粘貼無氧銅板(C1020)，由此設(shè)置由銅板構(gòu)成的包覆部件1171，除此之外具有與實施例I完全相同的結(jié)構(gòu)。并且，與實施例I完全相同地觀察了環(huán)狀槽1170的狀態(tài)。(比較例)在環(huán)狀槽1170的表面粘貼不銹鋼板(大同特殊鋼株式會社制，商品名NAK55)，由此設(shè)置由不銹鋼構(gòu)成的包覆部件1171，除此之外具有與實施例I完全相同的結(jié)構(gòu)。并且，與實施例I完全相同地觀察了環(huán)狀槽1170的狀態(tài)。前述觀察的結(jié)果是，在具有由氟樹脂構(gòu)成的包覆部件1171的實施例I、具有由氮化硼覆膜構(gòu)成的包覆部件1171的實施例2、以及具有由銅板構(gòu)成的包覆部件1171的實施例3中，在吹氣處理后，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)金屬微粒附著于環(huán)狀槽1170。尤其是在具有由氟樹脂構(gòu)成的包覆部件1171的實施例I中，在吹氣處理之前也沒有發(fā)現(xiàn)金屬微粒附著于環(huán)狀槽1170。另一方面，在具有由不銹鋼構(gòu)成的包覆部件1171的比較例中，在吹氣處理后，發(fā)現(xiàn)許多金屬微粒附著于環(huán)狀槽1170的表面。
因此，可知通過設(shè)置由氟樹脂、氮化硼覆膜、銅板構(gòu)成的包覆部件1171，能夠防止熔融的金屬附著于環(huán)狀槽1170。根據(jù)上述的實施方式，也可以是，圓筒狀工件切割裝置具有保持部100、1100，在其外周面安裝金屬制的圓筒狀工件W，并在工件W的總長度上保持工件W ;環(huán)狀槽113、1170，其在保持部100、1100的外周面上隔開預(yù)定間隔地沿著全周而形成；激光照射部200、1200，其設(shè)置在隔著工件W而與保持部100、1100相面對的位置，向工件W照射激光；以及包覆部件1171，其設(shè)于環(huán)狀槽113、1170的表面，防止在利用激光切割工件W時飛散的金屬微粒附著。根據(jù)這種構(gòu)造，保持部具有環(huán)狀槽，因而在利用激光切割工件時產(chǎn)生的金屬微粒飛散到環(huán)狀槽中。此時，由于在環(huán)狀槽的表面設(shè)有包覆部件，因而能夠防止該金屬微粒附著于環(huán)狀槽內(nèi)。因此，即使金屬微粒堆積在環(huán)狀槽內(nèi)，也能夠容易去除該堆積物，因而能夠防止保持部與工件或者金屬環(huán)的接觸。
另外，包覆部件1171可以由氟樹脂構(gòu)成。包覆部件1171也可以由氮化硼覆膜構(gòu)成。包覆部件1171還可以由銅板構(gòu)成。并且，根據(jù)上述的實施方式，也可以是，圓筒狀工件切割裝置具有保持金屬制的圓筒狀工件W的保持部100、1100，在使保持部100、1100旋轉(zhuǎn)的同時向工件W照射激光，由此將工件W切割成圓片狀而形成金屬環(huán)，保持部100、1100具有中空圓筒狀的保持部件110、1100，其具有在徑向上伸縮自如的圓筒狀的外壁，利用該外壁從工件的內(nèi)壁側(cè)保持工件W ;按壓部件120、1120，其具有形成于內(nèi)側(cè)面的內(nèi)錐面121、122、1121、1122和圓筒狀的外壁，該外壁按壓保持部件110、1100的內(nèi)壁，以使該保持部件110、1100的直徑增大；以及變徑部件 130、140、1130、1140，其具有與內(nèi)錐面 121、122、1121、1122 對應(yīng)的外錐面 131、141、1131、1141，通過該外錐面131、141、1131、1141向軸向的移動，使按壓部件120、1120的直徑增大。也可以是，保持部件110、1100在周向上交替地設(shè)有第I切槽111和第2切槽112，第I切槽111沿著軸向從一個端部一直設(shè)置到另一個端部的附近，第2切槽112從該另一個端部一直設(shè)置到該一個端部的附近。也可以是，在保持部件110、1100的內(nèi)壁與按壓部件120、1120的外壁之間設(shè)置薄片部件114，以阻止在切割工件W時產(chǎn)生的飛濺物從保持部件110、1100的切槽111、112進入內(nèi)側(cè)。也可以是，按壓部件120、1120在周向上交替地設(shè)置沿著軸向從一個端部一直設(shè)置到另一個端部的附近的切槽、和從該另一個端部一直設(shè)置到該一個端部的附近的切槽，由此能夠在徑向上彈性地自由伸縮。根據(jù)這種構(gòu)造，由于設(shè)有薄片部件，因而能夠阻止飛散到保持部件的切槽內(nèi)的飛濺物再進入到按壓部件的切槽等中。因此，能夠防止由于飛濺物的進入而對保持部件和按壓部件的伸縮產(chǎn)生障礙。并且，根據(jù)上述的實施方式，也可以是，將金屬制的圓筒狀工件W切割成圓片狀而形成金屬環(huán)的圓筒狀工件切割裝置具有保持部100，其保持圓筒狀工件W ;激光照射部200，其向由保持部100保持而旋轉(zhuǎn)的工件W照射激光；位置控制機構(gòu)600，其控制激光照射部200的位置，使得激光照射部200的位置成為這樣的位置在照射激光之前，工件上的該激光的照射位置處的工件的切割方向vl與該激光的照射方向v2形成預(yù)定的銳角Θ ;以及集塵裝置700，其在進行工件的切割時進行飛濺物的收集，該飛濺物向與由位置控制機構(gòu)600進行控制的激光照射部200的位置對應(yīng)的方向飛散。
在通過照射激光來切割工件時，在切割面上形成有切割波痕。切割波痕指在熔融金屬凝固時形成的層狀的線。切割波痕的斜率關(guān)系到工件上的激光的照射位置處的工件的切割方向與激光的照射方向所成的角度。并且，切割波痕與工件表面的角度越接近垂直，浮渣的附著量越少。因此，以使切割波痕與工件表面所成的角度盡量垂直的方式來選擇上述的預(yù)定的銳角，并以此為目標來控制激光照射部的位置，由此能夠減少浮渣的附著量。這種預(yù)定的銳角能夠通過將上述的切割方向與照射方向所成的銳角進行各種變化，并試驗性地進行工件的切割，根據(jù)作為該試驗的結(jié)果而得到的切割波痕的斜率和浮渣的附著量而得到。另外，預(yù)定的銳角是根據(jù)工件的材質(zhì)和旋轉(zhuǎn)速度、激光的強度等而不同的值。在以形成這種預(yù)定的銳角的方式來照射激光的情況下，所產(chǎn)生的飛濺物朝向工件的內(nèi)側(cè)及外側(cè)這兩個方向基本上集中地飛散。這兩個方向是根據(jù)預(yù)定的銳角而不同的兩個角度的方向。向工件的內(nèi)側(cè)方向飛散的飛濺物撞擊到使工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)而反射，并且向下方落下。向工件的外側(cè)方向飛散的飛濺物如果沒有障礙物，則沿著該方向飛散。因此，通過控制激光照射部的位置，使其成為工件的切割方向與激光的照射方向形成預(yù)定的銳角的位置，從而能夠?qū)w濺物的飛散方向限定為與該控制后的位置對應(yīng)的兩個方向。并且，通過在恰當?shù)奈恢门渲媚軌驔]有障礙地進行向這兩個方向飛散的飛濺物的收集的形狀及尺寸的集塵裝置，能夠高效地進行飛濺物的收集。另外，也可以是，集塵裝置700具有捕獲向與激光照射部200的位置對應(yīng)的方向飛散的飛濺物的捕獲裝置701、702。捕獲裝置701、702可以位于與工件上的預(yù)定的表面面對的范圍內(nèi)，工件上的預(yù)定的表面指該工件上的從由位置控制機構(gòu)600進行了位置控制的激光照射部200向該工件上照射激光的位置起一直到旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的預(yù)定范圍的表面。 在控制激光照射部的位置以使工件的切割方向與激光的照射方向形成預(yù)定的銳角的情況下，飛濺物的飛散方向是與上述的工件上的預(yù)定的表面面對的方向。因此，根據(jù)上述的構(gòu)造，由于捕獲裝置位于該方向的范圍內(nèi)，因而能夠高效地進行飛濺物的收集。
權(quán)利要求
1.一種圓筒狀工件切割裝置，其具有 保持部(100、1100)，在該保持部(100、1100)的外周面安裝金屬制的圓筒狀工件(W)，該保持部(100、1100)在所述工件(W)的總長度上保持所述工件(W)； 環(huán)狀槽(113、1170)，其在所述保持部(100、1100)的外周面上隔開預(yù)定間隔而形成；激光照射部(200、1200)，其設(shè)置在與所述保持部(100、1100)相面對的位置，用于向所述工件(W)照射激光；以及 包覆部件(1171)，其設(shè)于所述環(huán)狀槽(113、1170)的表面，防止利用激光切割所述工件時飛散的金屬微粒的附著。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓筒狀工件切割裝置，所述包覆部件(1171)由氟樹脂構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓筒狀工件切割裝置，所述包覆部件(1171)由氮化硼覆膜構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓筒狀工件切割裝置，所述包覆部件(1171)由銅板構(gòu)成。
5.一種圓筒狀工件切割裝置，其利用激光將金屬制的圓筒狀工件(W)切割成多個金屬環(huán)， 該圓筒狀工件切割裝置具有保持工件(W)的保持部(100、1100)， 所述保持部(100、1100)具有 中空圓筒狀的保持部件(110、1110)，該保持部件(110、1110)具有在徑向上伸縮自如的圓筒狀的外壁，利用該外壁從工件的內(nèi)壁側(cè)保持所述工件(W)； 按壓部件(120、1120)，其具有形成于內(nèi)側(cè)面的內(nèi)錐面(121、122、1121、1122)和圓筒狀的外壁，該外壁按壓所述保持部件(110、1110)的內(nèi)壁，以使該保持部件(110、1110)的直徑增大；以及 變徑部件(130、140、1130、1140)，該變徑部件(130、140、1130、1140)具有與所述內(nèi)錐面(121、122、1121、1122)對應(yīng)的外錐面(131、141、1131、1141)，通過該外錐面(131、141、1131U141)向軸向的移動，使所述按壓部件(120、1120)的直徑增大， 所述保持部件(110、1110)在周向上交替地設(shè)置有第I切槽(111)和第2切槽(112)，所述第I切槽(111)沿著所述軸向從所述保持部件(110、1110)的一個端部一直設(shè)置到另一個端部的附近，所述第2切槽(112)從所述保持部件(110、1110)的所述另一個端部一直設(shè)置到所述一個端部的附近， 在所述保持部件(110、1110)的內(nèi)壁與所述按壓部件(120、1120)的外壁之間設(shè)置有薄片部件(114)，該薄片部件(114)阻止在切割所述工件(W)時產(chǎn)生的飛濺物從所述保持部件(110、1110)的切槽(111、112)進入內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓筒狀工件切割裝置，所述按壓部件(120、1120)在周向上交替地具有沿著所述軸向從所述按壓部件(120、1120)的一個端部一直設(shè)置到另一個端部的附近的切槽、和從所述按壓部件(120、1120)的所述另一個端部一直設(shè)置到所述一個端部的附近的切槽，由此所述按壓部件(120、1120)能夠在徑向上彈性地自由伸縮。
7.一種圓筒狀工件切割裝置，其將金屬制的圓筒狀工件(W)切割成多個金屬環(huán)，該圓筒狀工件切割裝置具有 保持部(100)，其保持所述圓筒狀工件(W)； 激光照射部(200)，其向由所述保持部(100)保持而旋轉(zhuǎn)的工件(W)照射激光；位置控制機構(gòu)(600)，其控制所述激光照射部(200)的位置，使得所述激光照射部(200)的位置成為這樣的位置在照射所述激光之前，所述工件上的該激光的照射位置處的工件的切割方向(Vi)與該激光的照射方向(V2)形成預(yù)定的銳角(9);以及 集塵裝置(700)，其在進行所述工件的切割時進行飛濺物的收集，該飛濺物向與由所述位置控制機構(gòu)(600)進行了控制的所述激光照射部(200)的位置對應(yīng)的方向飛散。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓筒狀工件切割裝置，所述集塵裝置(700)具有捕獲裝置(701、702)，該捕獲裝置(701、702)捕獲向與所述激光照射部(200)的位置對應(yīng)的方向飛散的飛濺物， 所述捕獲裝置(701、702)存在于與所述工件上的預(yù)定的表面面對的范圍，所述工件上的預(yù)定的表面是該工件上的從由所述位置控制機構(gòu)(600)進行了位置控制的激光照射部(200)向該工件上照射激光的位置起一直到旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的預(yù)定范圍的表面。
全文摘要
一種圓筒狀工件切割裝置，具有保持部(1100)，在該保持部(1100)的外周面安裝金屬制的圓筒狀工件(W)，該保持部(1100)在工件(W)的總長度上保持工件(W)；環(huán)狀槽(1170)，其在保持部(1100)的外周面上隔開預(yù)定間隔而形成；激光照射部(1200)，其設(shè)置在與保持部(1100)面對的位置，向工件(W)照射激光；以及包覆部件(1171)，其設(shè)于環(huán)狀槽(1170)的表面，防止利用激光切割工件(W)時飛散的金屬微粒的附著。
文檔編號B23K26/38GK102632342SQ20121002857
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者中塚和重, 中島克幸, 佐佐木誠一, 根本章宏, 樋口章憲 申請人:本田技研工業(yè)株式會社