激光加工機制造技術

本發明專利技術涉及激光加工機，特別是激光切割機，包括用于接收將被加工的工件(W)的工作臺和具有至少一個激光切割頭(2)的工作臂(1)。激光切割頭包括設置在其中的噴嘴接收裝置(7)和噴嘴(D)。通過所述噴嘴(D)，可以將激光束(11)引導至將被加工的工件(W)上。該加工機(LM)還包括主驅動裝置和用于調節所述激光束(11)的對準裝置，該主驅動裝置用于至少沿X-Y-Z軸的方向移動工作臂(1)和/或激光切割頭(2)，用于加工所述工件(W)。調節臺(3)設置在工作臂(1)的主驅動裝置的有效工作區域中，并且包括用于在所述噴嘴(D)的對中期間固定所述噴嘴(D)和/或噴嘴接收裝置(7)的接收單元(31)。對準裝置具有設置在激光切割頭(2)中的頭部元件(5B)。頭部元件(5B)接收噴嘴(D)和/或噴嘴接收裝置(7)，并且專門地通過加工機(LM)的現有主驅動裝置能夠沿X-Y方向移動，而不需要任何附加調節裝置。可以通過可釋放的夾緊裝置(12)將頭部元件(5B)固定在激光切割頭(2)內的選擇位置避免移動，并且在調節臺(3)中的噴嘴對中步驟期間能夠釋放頭部元件(5B)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及激光加工機，特別地，涉及激光切割機。
技術介紹
如用于切割金屬工件的已知的激光加工機包括激光切割頭，噴嘴設置在該激光切割頭的面向工件的端部上。在激光切割頭中，存在聚焦激光束的透鏡。為了獲得無瑕疵的和均勻的切割效果，將必要的是，成束的激光束的焦點位于離工件表面固定距離的位置處。激光加工機通常用于從片狀金屬部件上切下或切掉輪廓。加工這種工件是經由激光束進行的，該激光束從噴嘴的開口出射，被引向將被加工的工件，并且由加工機的主驅動裝置沿著預定切割輪廓引導。在可實現的工作質量方面，激光束在工件上的焦點位置和撞擊點的精確調整起著決定性的作用。因此，為了采用激光切割機獲得最佳的切割過程，應當對中地引導激光束通過切割頭的噴嘴，在實際應用中這是不容易滿足的要求。由于切割頭中的透鏡的例如通過改變透鏡或相對滑動一個透鏡引起的側向位移會引起光軸的相對位移，因此需要定期的檢查以及對中和聚焦步驟。常規地，以噴嘴本體相對于噴嘴頭沿X-Y方向對中并且隨后固定的方式固定激光切割機的噴嘴。這種噴嘴對中由沿X軸或Y軸的調節螺釘或其它附加的調節裝置在切割頭或透鏡滑入裝置上進行。沿Z軸調節焦點位置(聚焦)通常是通過調節螺釘手動進行的。在本說明書中，術語調節一方面涉及在噴嘴孔的平面中的噴嘴對中(即，噴嘴沿X-Y軸的方向的定位)，另一方面涉及激光聚焦，即，焦點位置(沿Z軸方向)的調整。EP_1，561，538(A1)描述了用于在激光加工機中調節激光束的裝置，包括用于接收和支承將被加工的工件的工件接收單元，并包括激光切割頭。為了調節激光束，設置對準裝置，該對準裝置沿激光束的傳播方向設置在測試臺中，激光切割頭定位在測試臺中。對準裝置包括噴嘴固定元件、用于獲取激光束在圖像平面中的投影的投影元件、和評估或比較裝置。此外，為了便于激光束的調節，在激光束的監測器上顯示靶子形式的圖像圖案，該靶子將激光束的期望位置顯示為中心點。在這種配置中，激光束的位置修正也是通過調節螺釘手動進行的。通過安裝在噴嘴和切割頭之間的調節螺釘和附加的調節裝置對激光束進行的上述手動調節太麻煩，需要相當多的時間，并且整體上不適合提供足夠的滿足現代要求的切割質量。JP-H10-249, 566 (A)公開了一種激光束加工機，用于通過由會聚透鏡從激光發生器發射的激光束并通過將激光束通過噴嘴發射至工件而對工件進行加工。激光束軸中心的亮度由傳感器檢測，該傳感器具有光電轉換元件，該光電轉換元件用于在由此檢測到的亮度數據和在激光束的軸中心預先地在噴嘴的中心中時的設定亮度進行比較，從而在噴嘴的中心和照射光軸的軸中心之間檢測到偏差?；谄顢祿ㄟ^致動器調節噴嘴以將噴嘴的中心與照射光軸的軸中心對準。但是，將注意到，通過激光束中心的這種亮度檢測，可能不能執行具有較高質量要求的工件的實際精確且可復制的加工。
技術實現思路
本專利技術的主要目標是提供改進的激光加工機，通過這種激光加工機，能夠實現激光加工機中的激光束的對中和聚焦的更快、更可靠和精確的檢查和調整，因此，由此可以改善激光加工機的加工質量。上述目標由在說明書的引言中提到的激光加工機的、根據隨附獨立權利要求的前述的改進解決。根據本專利技術的激光加工機的改進的本質由獨立權利要求的特征部分的特征限定。在從屬權利要求中說明了根據本專利技術的解決方案的有利形式。因此，本專利技術涉及激光加工機，特別是激光切割機，包括用于接收將被加工的工件的工作臺(如果需要)；具有至少一個激光切割頭的工作臂，所述至少一個激光切割頭包括設置在其中的噴嘴接收裝置和噴嘴，通過所述噴嘴將激光束引導至將被加工的工件上；主驅動裝置，用于至少沿X-Y軸的方向移動工作臂和激光切割頭，用于加工所述工件；用于調節所述激光束的對準裝置。而且，根據本專利技術，特別的調節臺設置在工作臂的主驅動裝置的有效工作區域中。所述調節臺包括用于固定所述噴嘴和/或噴嘴接收裝置的接收單元，用于對中所述噴嘴。在這種配置中，以在激光切割頭中，設置接收噴嘴和/或噴嘴接收裝置并被配置為能夠沿X-Y方向相對滑動的頭部元件、優選芯體件的方式設計對準裝置，不需要任何附加的調節裝置。在在調節臺中進行的噴嘴對中步驟之后，通過可釋放的夾緊裝置，可以將所述頭部元件固定在其在激光切割頭中的已調整位置。通過上述措施，可以以相對簡單且經濟的方式設計切割頭，因為能夠廢除對根據現有技術的切割頭來說必需的附加的調節裝置，另一方面，本專利技術的一個主要優點在于，在通過CNC控制系統給定的情況中，能夠通過加工機本身的現有主驅動裝置在該加工機的所提出的調節臺上執行用于對中激光束的必要調整。在本專利技術的優選形式中，激光切割頭以分開結構為特征，特別是包括上頭部和下頭部。在這種配置中，下頭部中的被設置為能夠側向滑動的頭部元件被設計為優選連接至同軸噴嘴接收裝置的圓柱形芯體件。優選地，下頭部包括通過上頭部連接至工作臂的外部殼體。換句話說，在上述形式中，外部殼體由加工機的主驅動裝置調整到用于對中激光束的預定范圍，但在此步驟期間，帶有切割噴嘴的芯體件固定在調節臺處。根據本專利技術的另一個特征，可釋放的夾緊裝置可以包括環狀活塞，環狀活塞設置在激光切割頭的、優選殼體的軸向環狀空間中，并且能夠從固定側向可滑動頭部元件的基本位置移動到松開側向可滑動頭部元件的第二位置并且能夠返回。例如可以釋放所述夾緊的方式氣動地操作環狀活塞。如果適用，環狀活塞可以一方面通過側向可滑動頭部元件的夾緊表面協作，另一方面通過在固定時起作用的夾緊單元協作。在優選形式中，能夠松開的夾緊裝置的夾緊單元包括至少一個彈簧裝置，優選地包括至少三個軸向彈簧組件。因此，本專利技術在激光切割機的切割頭上或在對中支撐件上不需要任何附加的調節裝置，如，伺服電動機或類似于(如在現有技術的情況中一樣)。噴嘴對中裝置的實際作用是將激光束正確地對準在噴嘴的孔中，這種對準是根據本專利技術以下述方式執行，即在夾緊裝置的釋放狀態中，專門通過加工機的現有的主驅動裝置沿側向方向(X-Y)相對于噴嘴移位剩余的切割頭部分。以這種方式，可以簡單的方式且不需要任何相當多的附加費用執行半自動或全自動噴嘴對中。已經以在加工機的正常切割操作期間將頭部的活動部件固定在切割頭中的方式構建根據本專利技術的這種調節。在加工機的切割區域之外，但仍然在主驅動裝置的有效操作區域內，設置了調節臺的所提出的對中支撐件，該支撐件在噴嘴的對中步驟中用作用于噴嘴接收裝置的接收裝置和固定裝置。附圖說明以下將參考圖示根據本專利技術的激光加工機的優選示例性形式的附圖更詳細地說明本專利技術，在附圖中圖1為工作臂的第一形式的示意性截面圖，其中根據本專利技術的激光加工機的切割頭位于調節臺中；圖2為圖1中示出的一部分的被以放大形式示出的橫截面；圖3為調節臺中的根據本專利技術的激光加工機的第二示例性形式的示意圖。具體實施例方式圖1示意性地示出第一形式，即根據本專利技術的激光加工機LM的工作臂I的一部分，激光切割頭2設置在調節臺3中。優選地，調節臺3設置在加工機LM(未示出)的切割區域之外，但仍然在加工機LM的主驅動裝置的有效工作區域之內，如，在已知的工作臺(未示出)上。在本形式中，工作臂I包括具有中央控制系統、優選CNC控制系統的主驅動裝置(未示出)，該主驅動裝置適合根據在每種情況中被指定用于加工已經固定至工作臺的工件的坐標(沿X-Y本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.22 EP 10170451.8;2010.08.18 US 61/374,6651.一種激光加工機，特別是激光切割機，包括具有至少一個激光切割頭(2)的工作臂(I)，所述至少一個激光切割頭包括設置在其中的噴嘴接收裝置(7)和噴嘴(D)，通過所述噴嘴(D)將激光束(11)引導至將被加工的工件(W)上；主驅動裝置，用于至少沿X-Y軸的方向在工作臂(I)和/或激光切割頭(2)的有效工作區域內移動工作臂(I)和/或激光切割頭(2)，用于加工所述工件(W)；用于調節所述激光束(11)的對準裝置，其特征在于，調節臺(3)設置在工作臂(I)的主驅動裝置的有效工作區域中，并且用于對中所述噴嘴(D)，所述調節臺(3)包括用于固定所述噴嘴(D)和/或噴嘴接收裝置(7)的接收單元(31)，并且以在激光切割頭(2)中設置用于接收所述噴嘴(D)和/或噴嘴接收裝置(7)的頭部元件(5A;5B)的方式設計對準裝置，其中所述頭部元件(5A;5B)被設置為能夠專門地通過激光加工機(LM)的現有主驅動裝置沿X-Y軸的方向相對滑動；并且在調節臺(3)中的噴嘴對中之后，可滑動的頭部元件(5A 5B)可以通過可釋放的夾緊裝置(12)固定在它在激光切割頭(2)中的已調整位置。2.根據權利要求1所述的激光加工機，其特征在于，激光切割頭(2)具有分開結構，特別地，包括上頭部(4)和下頭部(5)，其中側向可滑動的頭部元件設置在下頭部(5)中，并被設計為優選連接至同軸噴嘴接收裝置(7)的圓柱形芯體件(5B)。3.根據權利要求2所述的激光加工機，其特征在于，下頭部(5)包括外部殼體(5A)，外部殼體(5A)優選地通過上頭部(4)固定至工作臂(I)，使得外部殼體(5A)可以與工作臂(I) 一起移動。4.根據權利要求1-3中任一項所述的激光加工機，其特征在于，可釋放的夾緊裝置(12)包括環狀活塞(16)，環狀活塞(16)設置在激光切割頭(2)的、優選殼體(5A)的軸向環狀空間(8)中，其中所述環狀活塞(16)能夠從它的原位置移動至它的第二位置并且能夠返回，在所述原位置中活塞(16)固定側向可滑動的頭部元件，優選固定芯體件(5B)，在所述第二位置中環狀活塞釋放側向可滑動的頭部元件的固定，優選釋放芯體件(5B)的固定。5.根據權利要求4所述的激光加工機，其特征在于，環狀活塞(16)能夠以優選氣動地釋放的方式操作，并且環狀活塞(16)通過夾緊表面(22，23)與側向可移動的頭部元件連接在一起，優選與芯體件(5B)連接在一起，并且另一方面，夾緊單元(25)以夾緊方式起作用。6.根據權利要求5所述的激光加工機，其特征在于，其中一個夾緊表面(22)被設計為環狀活塞(16)的內部凸緣(21)的下表面，而另一個夾緊表面(23)被設計為芯體件(5B)的外部凸緣(24)的上表面。7.根據權利要求6所述的激光加工機，其特征在于，芯體件(5B)的外部凸緣(24)和/或環狀活塞(16)的內部凸緣(21)包括彼此周向地間隔開的凸緣段。8.根據權利要求5-7中任一項所述的激光加工機，其特征在于，可釋放的夾緊裝置(12)的夾緊單元(25)包括至少一個彈簧裝置，優選至少三個軸向彈簧組件(26)。9.根據權利要求1-8中任一項所述的激光加工機，其特征在于，側向地，在相對可移位的下頭部(5)和接收頭部元件的噴嘴(D)中，優選地，芯體件(5B)設置成具有優選在1. 0_和5. Omm之間的值的徑向游隙(17)。10.根據權利要求1-9中任一項所述的激光加工機，其特征在于，側向可移位頭部元件，優選地，芯體件(5B)和同軸且可共同移動的噴嘴接收裝置(7)被設計為形成單個集成單元。11.根據權利要求1-10中任一項所述的激光加工機，其特征在于，激光加工機包括用于接收將被加工的工件(W)的工作臺。12.根據權利要求1-10中任一項所述的激光加工機，其特征在于，在調節臺(3)中，在用于固定噴嘴(D)的接收單元(31)的下面設置相機系統(37)，相機系統(37)包括由激光束(11)穿透的靶子(38)，該激光束(11)在靶子(38)中形成穿孔，并且相機系統(37)還包括可移除的吸收板(39)和相機(40)，相機(40)優選是高度可調節的。13.根據權利要求12所述的激光加工機，其特征在于，相機(40)與圖像處理單元(41) 相關聯，圖像處理單元(41)用于檢測穿孔的相對位置和/或用于檢測和比較穿孔的平面尺寸。14.一種基本上如在上文中描述且如在附圖中圖示的激光加工機，特別是激光切割機。15.一種激光加工機，包括工作臂；安裝在所述工作臂上的激光切割頭；設置在所述工作臂中的噴嘴接收裝置；被構造為通過激光束的噴嘴，所述噴嘴連接至所述噴嘴接收裝置；用于相對于所述噴嘴調整所述激光束的對準裝置，所述對準...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丹尼爾·凱瑟瑞，歐內斯特·易姆保登，托拜厄斯·布格曼，大衛·布勞格，佩蘭·塞利，
申請(專利權)人：百超激光股份公司，
類型：
國別省市：