激光加工机制造技术

本发明专利技术涉及激光加工机，特别是激光切割机，包括用于接收将被加工的工件(W)的工作台和具有至少一个激光切割头(2)的工作臂(1)。激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置(7)和喷嘴(D)。通过所述喷嘴(D)，可以将激光束(11)引导至将被加工的工件(W)上。该加工机(LM)还包括主驱动装置和用于调节所述激光束(11)的对准装置，该主驱动装置用于至少沿X-Y-Z轴的方向移动工作臂(1)和/或激光切割头(2)，用于加工所述工件(W)。调节台(3)设置在工作臂(1)的主驱动装置的有效工作区域中，并且包括用于在所述喷嘴(D)的对中期间固定所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的接收单元(31)。对准装置具有设置在激光切割头(2)中的头部元件(5B)。头部元件(5B)接收喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)，并且专门地通过加工机(LM)的现有主驱动装置能够沿X-Y方向移动，而不需要任何附加调节装置。可以通过可释放的夹紧装置(12)将头部元件(5B)固定在激光切割头(2)内的选择位置避免移动，并且在调节台(3)中的喷嘴对中步骤期间能够释放头部元件(5B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及激光加工机，特别地，涉及激光切割机。
技术介绍
如用于切割金属工件的已知的激光加工机包括激光切割头，喷嘴设置在该激光切割头的面向工件的端部上。在激光切割头中，存在聚焦激光束的透镜。为了获得无瑕疵的和均匀的切割效果，将必要的是，成束的激光束的焦点位于离工件表面固定距离的位置处。激光加工机通常用于从片状金属部件上切下或切掉轮廓。加工这种工件是经由激光束进行的，该激光束从喷嘴的开口出射，被引向将被加工的工件，并且由加工机的主驱动装置沿着预定切割轮廓引导。在可实现的工作质量方面，激光束在工件上的焦点位置和撞击点的精确调整起着决定性的作用。因此，为了采用激光切割机获得最佳的切割过程，应当对中地引导激光束通过切割头的喷嘴，在实际应用中这是不容易满足的要求。由于切割头中的透镜的例如通过改变透镜或相对滑动一个透镜引起的侧向位移会引起光轴的相对位移，因此需要定期的检查以及对中和聚焦步骤。常规地，以喷嘴本体相对于喷嘴头沿X-Y方向对中并且随后固定的方式固定激光切割机的喷嘴。这种喷嘴对中由沿X轴或Y轴的调节螺钉或其它附加的调节装置在切割头或透镜滑入装置上进行。沿Z轴调节焦点位置(聚焦)通常是通过调节螺钉手动进行的。在本说明书中，术语调节一方面涉及在喷嘴孔的平面中的喷嘴对中(即，喷嘴沿X-Y轴的方向的定位)，另一方面涉及激光聚焦，即，焦点位置(沿Z轴方向)的调整。EP_1，561，538(A1)描述了用于在激光加工机中调节激光束的装置，包括用于接收和支承将被加工的工件的工件接收单元，并包括激光切割头。为了调节激光束，设置对准装置，该对准装置沿激光束的传播方向设置在测试台中，激光切割头定位在测试台中。对准装置包括喷嘴固定元件、用于获取激光束在图像平面中的投影的投影元件、和评估或比较装置。此外，为了便于激光束的调节，在激光束的监测器上显示靶子形式的图像图案，该靶子将激光束的期望位置显示为中心点。在这种配置中，激光束的位置修正也是通过调节螺钉手动进行的。通过安装在喷嘴和切割头之间的调节螺钉和附加的调节装置对激光束进行的上述手动调节太麻烦，需要相当多的时间，并且整体上不适合提供足够的满足现代要求的切割质量。JP-H10-249, 566 (A)公开了一种激光束加工机，用于通过由会聚透镜从激光发生器发射的激光束并通过将激光束通过喷嘴发射至工件而对工件进行加工。激光束轴中心的亮度由传感器检测，该传感器具有光电转换元件，该光电转换元件用于在由此检测到的亮度数据和在激光束的轴中心预先地在喷嘴的中心中时的设定亮度进行比较，从而在喷嘴的中心和照射光轴的轴中心之间检测到偏差。基于偏差数据，通过致动器调节喷嘴以将喷嘴的中心与照射光轴的轴中心对准。但是，将注意到，通过激光束中心的这种亮度检测，可能不能执行具有较高质量要求的工件的实际精确且可复制的加工。
技术实现思路
本专利技术的主要目标是提供改进的激光加工机，通过这种激光加工机，能够实现激光加工机中的激光束的对中和聚焦的更快、更可靠和精确的检查和调整，因此，由此可以改善激光加工机的加工质量。上述目标由在说明书的引言中提到的激光加工机的、根据随附独立权利要求的前述的改进解决。根据本专利技术的激光加工机的改进的本质由独立权利要求的特征部分的特征限定。在从属权利要求中说明了根据本专利技术的解决方案的有利形式。因此，本专利技术涉及激光加工机，特别是激光切割机，包括用于接收将被加工的工件的工作台(如果需要)；具有至少一个激光切割头的工作臂，所述至少一个激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置和喷嘴，通过所述喷嘴将激光束引导至将被加工的工件上；主驱动装置，用于至少沿X-Y轴的方向移动工作臂和激光切割头，用于加工所述工件；用于调节所述激光束的对准装置。而且，根据本专利技术，特别的调节台设置在工作臂的主驱动装置的有效工作区域中。所述调节台包括用于固定所述喷嘴和/或喷嘴接收装置的接收单元，用于对中所述喷嘴。在这种配置中，以在激光切割头中，设置接收喷嘴和/或喷嘴接收装置并被配置为能够沿X-Y方向相对滑动的头部元件、优选芯体件的方式设计对准装置，不需要任何附加的调节装置。在在调节台中进行的喷嘴对中步骤之后，通过可释放的夹紧装置，可以将所述头部元件固定在其在激光切割头中的已调整位置。通过上述措施，可以以相对简单且经济的方式设计切割头，因为能够废除对根据现有技术的切割头来说必需的附加的调节装置，另一方面，本专利技术的一个主要优点在于，在通过CNC控制系统给定的情况中，能够通过加工机本身的现有主驱动装置在该加工机的所提出的调节台上执行用于对中激光束的必要调整。在本专利技术的优选形式中，激光切割头以分开结构为特征，特别是包括上头部和下头部。在这种配置中，下头部中的被设置为能够侧向滑动的头部元件被设计为优选连接至同轴喷嘴接收装置的圆柱形芯体件。优选地，下头部包括通过上头部连接至工作臂的外部壳体。换句话说，在上述形式中，外部壳体由加工机的主驱动装置调整到用于对中激光束的预定范围，但在此步骤期间，带有切割喷嘴的芯体件固定在调节台处。根据本专利技术的另一个特征，可释放的夹紧装置可以包括环状活塞，环状活塞设置在激光切割头的、优选壳体的轴向环状空间中，并且能够从固定侧向可滑动头部元件的基本位置移动到松开侧向可滑动头部元件的第二位置并且能够返回。例如可以释放所述夹紧的方式气动地操作环状活塞。如果适用，环状活塞可以一方面通过侧向可滑动头部元件的夹紧表面协作，另一方面通过在固定时起作用的夹紧单元协作。在优选形式中，能够松开的夹紧装置的夹紧单元包括至少一个弹簧装置，优选地包括至少三个轴向弹簧组件。因此，本专利技术在激光切割机的切割头上或在对中支撑件上不需要任何附加的调节装置，如，伺服电动机或类似于(如在现有技术的情况中一样)。喷嘴对中装置的实际作用是将激光束正确地对准在喷嘴的孔中，这种对准是根据本专利技术以下述方式执行，即在夹紧装置的释放状态中，专门通过加工机的现有的主驱动装置沿侧向方向(X-Y)相对于喷嘴移位剩余的切割头部分。以这种方式，可以简单的方式且不需要任何相当多的附加费用执行半自动或全自动喷嘴对中。已经以在加工机的正常切割操作期间将头部的活动部件固定在切割头中的方式构建根据本专利技术的这种调节。在加工机的切割区域之外，但仍然在主驱动装置的有效操作区域内，设置了调节台的所提出的对中支撑件，该支撑件在喷嘴的对中步骤中用作用于喷嘴接收装置的接收装置和固定装置。附图说明以下将参考图示根据本专利技术的激光加工机的优选示例性形式的附图更详细地说明本专利技术，在附图中图1为工作臂的第一形式的示意性截面图，其中根据本专利技术的激光加工机的切割头位于调节台中；图2为图1中示出的一部分的被以放大形式示出的横截面；图3为调节台中的根据本专利技术的激光加工机的第二示例性形式的示意图。具体实施例方式图1示意性地示出第一形式，即根据本专利技术的激光加工机LM的工作臂I的一部分，激光切割头2设置在调节台3中。优选地，调节台3设置在加工机LM(未示出)的切割区域之外，但仍然在加工机LM的主驱动装置的有效工作区域之内，如，在已知的工作台(未示出)上。在本形式中，工作臂I包括具有中央控制系统、优选CNC控制系统的主驱动装置(未示出)，该主驱动装置适合根据在每种情况中被指定用于加工已经固定至工作台的工件的坐标(沿X-Y本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.22 EP 10170451.8;2010.08.18 US 61/374,6651.一种激光加工机，特别是激光切割机，包括具有至少一个激光切割头(2)的工作臂(I)，所述至少一个激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置(7)和喷嘴(D)，通过所述喷嘴(D)将激光束(11)引导至将被加工的工件(W)上；主驱动装置，用于至少沿X-Y轴的方向在工作臂(I)和/或激光切割头(2)的有效工作区域内移动工作臂(I)和/或激光切割头(2)，用于加工所述工件(W)；用于调节所述激光束(11)的对准装置，其特征在于，调节台(3)设置在工作臂(I)的主驱动装置的有效工作区域中，并且用于对中所述喷嘴(D)，所述调节台(3)包括用于固定所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的接收单元(31)，并且以在激光切割头(2)中设置用于接收所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的头部元件(5A;5B)的方式设计对准装置，其中所述头部元件(5A;5B)被设置为能够专门地通过激光加工机(LM)的现有主驱动装置沿X-Y轴的方向相对滑动；并且在调节台(3)中的喷嘴对中之后，可滑动的头部元件(5A 5B)可以通过可释放的夹紧装置(12)固定在它在激光切割头(2)中的已调整位置。2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，激光切割头(2)具有分开结构，特别地，包括上头部(4)和下头部(5)，其中侧向可滑动的头部元件设置在下头部(5)中，并被设计为优选连接至同轴喷嘴接收装置(7)的圆柱形芯体件(5B)。3.根据权利要求2所述的激光加工机，其特征在于，下头部(5)包括外部壳体(5A)，外部壳体(5A)优选地通过上头部(4)固定至工作臂(I)，使得外部壳体(5A)可以与工作臂(I) 一起移动。4.根据权利要求1-3中任一项所述的激光加工机，其特征在于，可释放的夹紧装置(12)包括环状活塞(16)，环状活塞(16)设置在激光切割头(2)的、优选壳体(5A)的轴向环状空间(8)中，其中所述环状活塞(16)能够从它的原位置移动至它的第二位置并且能够返回，在所述原位置中活塞(16)固定侧向可滑动的头部元件，优选固定芯体件(5B)，在所述第二位置中环状活塞释放侧向可滑动的头部元件的固定，优选释放芯体件(5B)的固定。5.根据权利要求4所述的激光加工机，其特征在于，环状活塞(16)能够以优选气动地释放的方式操作，并且环状活塞(16)通过夹紧表面(22，23)与侧向可移动的头部元件连接在一起，优选与芯体件(5B)连接在一起，并且另一方面，夹紧单元(25)以夹紧方式起作用。6.根据权利要求5所述的激光加工机，其特征在于，其中一个夹紧表面(22)被设计为环状活塞(16)的内部凸缘(21)的下表面，而另一个夹紧表面(23)被设计为芯体件(5B)的外部凸缘(24)的上表面。7.根据权利要求6所述的激光加工机，其特征在于，芯体件(5B)的外部凸缘(24)和/或环状活塞(16)的内部凸缘(21)包括彼此周向地间隔开的凸缘段。8.根据权利要求5-7中任一项所述的激光加工机，其特征在于，可释放的夹紧装置(12)的夹紧单元(25)包括至少一个弹簧装置，优选至少三个轴向弹簧组件(26)。9.根据权利要求1-8中任一项所述的激光加工机，其特征在于，侧向地，在相对可移位的下头部(5)和接收头部元件的喷嘴(D)中，优选地，芯体件(5B)设置成具有优选在1. 0_和5. Omm之间的值的径向游隙(17)。10.根据权利要求1-9中任一项所述的激光加工机，其特征在于，侧向可移位头部元件，优选地，芯体件(5B)和同轴且可共同移动的喷嘴接收装置(7)被设计为形成单个集成单元。11.根据权利要求1-10中任一项所述的激光加工机，其特征在于，激光加工机包括用于接收将被加工的工件(W)的工作台。12.根据权利要求1-10中任一项所述的激光加工机，其特征在于，在调节台(3)中，在用于固定喷嘴(D)的接收单元(31)的下面设置相机系统(37)，相机系统(37)包括由激光束(11)穿透的靶子(38)，该激光束(11)在靶子(38)中形成穿孔，并且相机系统(37)还包括可移除的吸收板(39)和相机(40)，相机(40)优选是高度可调节的。13.根据权利要求12所述的激光加工机，其特征在于，相机(40)与图像处理单元(41) 相关联，图像处理单元(41)用于检测穿孔的相对位置和/或用于检测和比较穿孔的平面尺寸。14.一种基本上如在上文中描述且如在附图中图示的激光加工机，特别是激光切割机。15.一种激光加工机，包括工作臂；安装在所述工作臂上的激光切割头；设置在所述工作臂中的喷嘴接收装置；被构造为通过激光束的喷嘴，所述喷嘴连接至所述喷嘴接收装置；用于相对于所述喷嘴调整所述激光束的对准装置，所述对准...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·凯瑟瑞，欧内斯特·易姆保登，托拜厄斯·布格曼，大卫·布劳格，佩兰·塞利，
申请(专利权)人：百超激光股份公司，
类型：
国别省市：