專利名稱：具有噴嘴更換裝置的激光加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加工工件、特別是金屬板的激光加工機(jī)， 具有激光加工頭，所述激光加工頭具有用于激光噴嘴的噴嘴接收構(gòu) 件，
具有用于待加工工件和/或用于已加工工件的工件支撐件，其形成
工件支撐平面，和 具有噴嘴更換裝置，所述噴嘴更換裝置包括具有用于激光噴嘴的至
少一個(gè)噴嘴貯存位置的噴嘴倉(cāng)室并布置在遠(yuǎn)離激光加工頭的工件
支撐平面?zhèn)?下側(cè))， 其中激光噴嘴能夠在噴嘴更換裝置的噴嘴倉(cāng)室和激光加工頭的噴嘴接 收構(gòu)件之間傳送，并能夠裝配在噴嘴接收構(gòu)件上或從噴嘴接收構(gòu)件上拆卸。
背景技術(shù)：
JP06 023580A公開(kāi)了一種激光加工機(jī)，其中，具有多個(gè)貯存位置的噴 嘴更換裝置被安裝到面對(duì)激光加工頭的工件臺(tái)的上側(cè)，每個(gè)貯存位置用于 一個(gè)激光噴嘴。為了避免妨礙待執(zhí)行的激光加工操作，噴嘴更換裝置布置 在激光加工頭的操作區(qū)域的外面。為了更換噴嘴，激光加工頭朝向噴嘴更 換裝置移動(dòng)，或者噴嘴更換裝置通過(guò)被移動(dòng)的工件臺(tái)朝向激光加工頭移動(dòng)。
EP 1 602 439 A2公開(kāi)了根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的現(xiàn)有技術(shù)。從所 述公開(kāi)文獻(xiàn)中已知的機(jī)器具有作為部分安裝站被布置在工件支撐件的旁邊 或工件支撐件的邊緣處的噴嘴更換裝置。在這兩種情況下，機(jī)器的激光加 工頭都必須向工具或噴嘴更換位置行進(jìn)一段相對(duì)長(zhǎng)的距離，以便更換噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容
基于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所要解決的問(wèn)題 是提高噴嘴更換裝置在整個(gè)機(jī)器中的集成度。根據(jù)本發(fā)明，所述問(wèn)題通過(guò)權(quán)利要求1中的激光加工機(jī)得以解決。噴 嘴更換裝置布置在由工件支撐件限定的工件支撐平面的下側(cè)。由于所述布 置，噴嘴更換裝置不會(huì)產(chǎn)生干擾正常的機(jī)器操作的輪廓，也就是說(shuō)，在借 助于激光加工頭進(jìn)行的工件加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生所述輪廓。由于本發(fā)明的 特征，噴嘴更換裝置可以始終保持在激光加工頭的附近。噴嘴更換裝置被 集成在激光加工機(jī)的功能中心中。如果激光加工頭和噴嘴更換裝置必須執(zhí) 行任何相對(duì)移動(dòng)以便更換噴嘴，那么只需要行進(jìn)較短的路徑。噴嘴更換裝 置在工件支撐平面的下側(cè)被進(jìn)一步保護(hù)，以避免受到破壞性的影響，例如 污染物和不期望的機(jī)械負(fù)載。
根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明的特定結(jié)構(gòu)將通過(guò)從屬權(quán)利要求2到9得以 理解。
由于噴嘴更換裝置位于工件支撐平面的下方的布置，根據(jù)本發(fā)明需要 采用特別措施，以便產(chǎn)生激光加工頭和噴嘴更換裝置在空間上的鄰近，以 用于更換噴嘴。根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)想，激光加工頭是可移動(dòng)的，這允許 簡(jiǎn)單地借助于被移動(dòng)的激光加工頭使得激光加工頭和噴嘴更換裝置被移動(dòng) 到可以執(zhí)行噴嘴更換的相對(duì)位置。
根據(jù)權(quán)利要求2，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用一噴嘴更換裝置，除了噴嘴倉(cāng)室 外，所述噴嘴更換裝置還包括裝卸裝置，借助于所述裝卸裝置，激光噴嘴 可以在噴嘴更換裝置的噴嘴倉(cāng)室和激光加工頭的噴嘴接收構(gòu)件之間被傳 送，并且激光噴嘴還可以進(jìn)一步被裝配在噴嘴接收構(gòu)件上，或從其上拆卸。
根據(jù)權(quán)利要求3的本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于噴嘴更換裝置在總體布 局或整個(gè)設(shè)備中的特別高的集成度。另外的應(yīng)用由在任何情況下在激光加 工機(jī)中提供的移動(dòng)能力構(gòu)成，以便使噴嘴更換裝置和激光加工頭彼此相對(duì) 移動(dòng)到更換位置和/或停放位置。通常地，當(dāng)更換位置被占據(jù)時(shí)，噴嘴更換 裝置布置在加工頭附近，并且還被定位在遠(yuǎn)離處于停放位置的激光加工頭 的位置。如果在正常的機(jī)器操作過(guò)程中停放位置被占據(jù)，那么噴嘴更換裝 置在停放位置中被完全保護(hù)，以避免受到由于加工操作引起的破壞性影響， 例如避免受到當(dāng)金屬板被激光切割時(shí)的廢屑或材料飛濺物的影響。
工件支撐件和激光加工頭之間的相對(duì)移動(dòng)可以通過(guò)多種方式產(chǎn)生。根 據(jù)權(quán)利要求4，根據(jù)本發(fā)明，其工件支撐件可相對(duì)于激光加工頭移動(dòng)的激光
5加工機(jī)是優(yōu)選的。噴嘴更換裝置以可移動(dòng)的方式與工件支撐件相連，并且 可以通過(guò)被移動(dòng)的工件支撐件而移動(dòng)到更換位置和/或停放位置。在本發(fā)明 的該實(shí)施例中，在任何情況下為工件支撐件提供的驅(qū)動(dòng)器也被用作用于噴 嘴更換裝置的驅(qū)動(dòng)器。
同時(shí)作為用于噴嘴更換裝置的驅(qū)動(dòng)器使用的工件支撐件的驅(qū)動(dòng)器可以
起到多種作用。根據(jù)權(quán)利要求5，在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的構(gòu)造中，用于驅(qū) 動(dòng)噴嘴更換裝置的驅(qū)動(dòng)器另外還用于使工件支撐件連同用于卸載工件加工 操作的產(chǎn)品的裝置一起相對(duì)于激光加工頭移動(dòng)。在這樣的卸料裝置中，可 以包括例如活葉(翼板)，所述活葉在工件加工操作過(guò)程中關(guān)閉機(jī)器的卸料 開(kāi)口，并且根據(jù)待卸載部件的尺寸通過(guò)被移動(dòng)的工件支撐件和相應(yīng)的相對(duì) 于激光加工頭的移動(dòng)而移動(dòng)到不同位置。
如果噴嘴更換裝置與工件支撐件相連，那么噴嘴更換裝置和工件支撐 件之間特別簡(jiǎn)單地產(chǎn)生可移動(dòng)的連接(權(quán)利要求6)。
在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，噴嘴更換裝置可以相對(duì)于工件支撐件移動(dòng) (權(quán)利要求7)。當(dāng)工件支撐件和激光加工頭的相對(duì)移動(dòng)不足以將噴嘴更換 裝置傳送到所需位置、例如不足以傳送到更換位置或停放位置時(shí)，噴嘴更 .換裝置的這樣的移動(dòng)能力特別地有利。在這些情況下，噴嘴更換裝置的定 位移動(dòng)部分地通過(guò)工件支撐件和激光加工頭的相對(duì)移動(dòng)、并且部分地通過(guò)
噴嘴更換裝置相對(duì)于工件支撐件的移動(dòng)產(chǎn)生。所述部分移動(dòng)可以相互重疊。 由于根據(jù)本發(fā)明，激光加工頭在正常的機(jī)器操作過(guò)程中位于工件支撐
平面上方，并且噴嘴更換裝置位于工件支撐平面的下側(cè)，因此執(zhí)行激光噴 嘴在噴嘴更換裝置的噴嘴倉(cāng)室和激光加工頭的噴嘴接收構(gòu)件之間沿工件支 撐平面的橫斷方向的傳送是有利的。因此，根據(jù)本發(fā)明的裝卸裝置被用在 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中(權(quán)利要求8)。
在本發(fā)明中，在沿工件支撐平面的橫斷方向的噴嘴更換過(guò)程中將通過(guò) 激光噴嘴執(zhí)行的移動(dòng)可以以多種方式產(chǎn)生?？梢栽O(shè)想，噴嘴的移動(dòng)僅使用 在這種情況下被降低到工件支撐平面下方足夠遠(yuǎn)的激光加工頭。還可以具 有部分地借助于噴嘴更換裝置的裝卸裝置且部分地借助于激光加工頭發(fā)生 的噴嘴的移動(dòng)。在所提到的最后一種情況下，激光加工頭也可以被降低到 工件支撐平面的下方。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)權(quán)利要求9，優(yōu)選使用裝卸裝置，
6借助于所述裝卸裝置，激光噴嘴可以經(jīng)過(guò)工件支撐平面在噴嘴更換裝置的 噴嘴倉(cāng)室和激光加工頭的噴嘴接收構(gòu)件之間傳送。在這種情況下，噴嘴更 換操作不需要激光加工頭沿工件支撐平面的橫斷方向的任何移動(dòng)，或者至 少僅需要輕微的移動(dòng)。


下面，參照示例性的示意圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其中 圖1是具有激光切割站和附加加工站的激光加工機(jī)的全視圖，
圖2是具有噴嘴更換裝置的第一結(jié)構(gòu)類型的激光切割站的局部視圖， 圖3是沿圖2中的箭頭III的方向的根據(jù)圖2的噴嘴更換裝置的視圖， 圖4到8是示出根據(jù)圖2的激光切割站處的噴嘴更換操作的視圖， 圖9是具有噴嘴更換裝置的第二結(jié)構(gòu)類型的激光切割站的局部視圖， 圖10是沿圖9中的箭頭X的方向的根據(jù)圖9的噴嘴更換裝置的視圖，
以及
圖11到15是示出根據(jù)圖9的激光切割站處的噴嘴更換操作的視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖l，激光加工機(jī)1具有機(jī)器框架2，所述機(jī)器框架2具有上框架 構(gòu)件3和下框架構(gòu)件4。形式為激光切割頭5的激光加工頭和作為附加加工 裝置的沖壓頭6設(shè)置在上框架構(gòu)件3的自由端處并位于彼此的旁邊。因此， 激光加工機(jī)l被稱為"組合機(jī)器(combi-machine)"。
下框架構(gòu)件4支撐工件臺(tái)7。工件臺(tái)7的側(cè)臺(tái)8、 9被引導(dǎo)，以便可在 下框架構(gòu)件4上沿水平Y(jié)方向移動(dòng)。工件臺(tái)7的沖壓支撐件IO和切割支撐 件11布置在側(cè)臺(tái)8、 9之間。沖壓支撐件10包括被固定到框架上的支撐構(gòu) 件12和可以圍繞水平軸樞轉(zhuǎn)的卸料活葉(卸料片)13。切割支撐件11的 部件包括可以沿雙頭箭頭14的方向移動(dòng)的工件支撐件15和與活板門(mén)類似 的雙活葉16。
沖壓模17被集成在沖壓支撐件10的卸料活葉13中。沖壓模17與沖 壓頭6協(xié)同工作，以便加工工件。因此，活板門(mén)狀雙活葉16具有用于從激 光切割頭5指向待加工工件的激光束的光束接收構(gòu)件18。借助于以示例方式示出的金屬板19將在圖示的實(shí)施例中被加工。金屬 板19被支撐在工件臺(tái)7上。它以已知的方式被夾緊凸耳20保持，所述夾 緊凸耳自身被引導(dǎo)，以便可在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型的坐標(biāo)引導(dǎo)系統(tǒng)22的橫向?qū)к?21上沿水平X方向移動(dòng)。坐標(biāo)引導(dǎo)系統(tǒng)22的橫向?qū)к?1可與側(cè)臺(tái)8、 9 一起沿Y方向移動(dòng)。通過(guò)使夾緊凸耳20被相應(yīng)地沿X方向移動(dòng)，可以沿 X方向使通過(guò)夾緊凸耳20保持的金屬板19相對(duì)于工件臺(tái)7移動(dòng)。以這樣 的方式，坐標(biāo)引導(dǎo)系統(tǒng)22可以實(shí)現(xiàn)金屬板19在水平面上相對(duì)于激光切割 頭5和光束接收構(gòu)件18以及相對(duì)于沖壓頭6和沖壓模17的定位，所述水 平面由X方向和Y方向限定。
金屬板19在其在工件臺(tái)7上方移動(dòng)的過(guò)程中以低摩擦方式被支撐在工 件臺(tái)7的刷形件(brushes)上，所述刷形件未詳細(xì)示出。所提到的刷形件 在沖壓支撐件10的卸料活葉13處的沖壓模區(qū)域17中以及在切割支撐件11 的活板門(mén)狀雙活葉16處的光束接收構(gòu)件18的區(qū)域中被省去。工件臺(tái)7的 刷形件還在切割支撐件11的可移動(dòng)工件支撐件15處的通孔23的區(qū)域中被 省去，所述通孔23僅在圖1中示意性地可見(jiàn)。
激光加工機(jī)1的全部重要功能被數(shù)字地控制(數(shù)控)。CNC單元24設(shè) 置用于此目的。
從圖2中顯而易見(jiàn)的是，噴嘴更換裝置26被安裝到工件支撐平面25 下的切割支撐件11的工件支撐件15上，所述工件支撐平面25由工件支撐 件15限定。噴嘴更換裝置26包括噴嘴倉(cāng)室27，所述噴嘴倉(cāng)室27呈根據(jù)圖 3的轉(zhuǎn)塔(轉(zhuǎn)臺(tái))倉(cāng)室的形式。倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28可借助于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29圍繞轉(zhuǎn)塔 旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29可以根據(jù)其旋轉(zhuǎn)方向切換。多個(gè)倉(cāng)室 站31沿旋轉(zhuǎn)方向連續(xù)地布置在倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28上。倉(cāng)室站31中的一個(gè)被構(gòu)造 為所謂的"假站"32，并具有沿轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸線30的方向延伸的貫穿通道33。 倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28的其余倉(cāng)室站31被設(shè)置作為噴嘴貯存位置，同樣地，每個(gè)倉(cāng) 室站設(shè)有噴嘴保持器34。根據(jù)圖3，噴嘴保持器34中的一個(gè)(噴嘴保持器 34/1)是空的；激光噴嘴35被布置在其余噴嘴保持器34的每一個(gè)中。相 應(yīng)的激光噴嘴35被旋入(螺紋連接)到根據(jù)圖2的激光切割頭5的噴嘴接 收構(gòu)件36中。
例如從圖4中可以看出，每個(gè)噴嘴保持器34具有軸37。這是裝卸裝置
8的一部分，借助于所述裝卸裝置，激光噴嘴35在噴嘴更換裝置26的噴嘴 倉(cāng)室27和激光切割頭5之間被傳送，并被裝配到激光切割頭5的噴嘴接收 構(gòu)件36上或從其上拆卸。每個(gè)噴嘴保持器34借助于軸37被支撐在倉(cāng)室轉(zhuǎn) 塔28上，以便可圍繞軸線38旋轉(zhuǎn)。為了驅(qū)動(dòng)所述軸37和連接到其上的噴 嘴保持器34旋轉(zhuǎn)，采用與外部有齒的太陽(yáng)輪40嚙合的外部有齒的行星輪 39。太陽(yáng)輪40可以借助于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29圍繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸線30沿彼此相反的 方向被驅(qū)動(dòng)。行星輪39和太陽(yáng)輪40以在圖3中被隱蔽的方式布置。
升降裝置41被安裝到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29的馬達(dá)殼體42上，以便相對(duì)于轉(zhuǎn)塔 旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)固定。對(duì)于噴嘴保持器34的軸37，它具有沿倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28 的旋轉(zhuǎn)方向開(kāi)口的軸接收構(gòu)件43。軸接收構(gòu)件43可以平行于軸線38或轉(zhuǎn) 塔旋轉(zhuǎn)軸線30移動(dòng)，所述軸線30延伸，以便借助于未詳細(xì)示出的氣動(dòng)活 塞/汽缸單元與其對(duì)齊。
圖2示出了在正常的切割操作過(guò)程中激光加工機(jī)1的切割站處的關(guān)系。 活板門(mén)狀雙活葉16被關(guān)閉，并在其上側(cè)與工件支撐件15和工件臺(tái)7的附 加部件一起支撐金屬板19?；畎彘T(mén)狀雙活葉16的框架側(cè)葉片44被鉸接到 機(jī)器框架2上，以便可圍繞被固定到框架上的樞轉(zhuǎn)軸45樞轉(zhuǎn)?；畎彘T(mén)狀雙 活葉16的支撐件側(cè)葉片46被連接到切割支撐件11的工件支撐件15上， 以便作為用于卸載工件加工操作的產(chǎn)品的附加裝置可圍繞支撐件側(cè)樞轉(zhuǎn)軸 47樞轉(zhuǎn)。工件支撐件15沿雙頭箭頭14的方向移動(dòng)到在其中活板門(mén)狀雙活 葉16的框架側(cè)葉片44和支撐件側(cè)葉片46相互僅稍微間隔開(kāi)的位置。工件 支撐件15的位置根據(jù)工件部件的尺寸進(jìn)行選擇，所述工件部件將通過(guò)活板 門(mén)狀雙活葉16被卸載。如果將被卸載的工件部分具有相應(yīng)的尺寸，那么工 件支撐件15和活板門(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46可以被布置為使其移 動(dòng)到圖2的右側(cè)。在圖2中示出的機(jī)動(dòng)支撐件驅(qū)動(dòng)器48被用于引起工件支 撐件15沿雙頭箭頭14的定位移動(dòng)，從而引起相對(duì)于激光切割頭5的定位 移動(dòng)。
在正常的切割操作中，激光切割頭5與激光噴嘴35 —起被布置在光束 接收構(gòu)件18上方，所述光束接收構(gòu)件18被設(shè)置在活板門(mén)狀雙活葉16的框 架側(cè)葉片44處。噴嘴更換裝置26與假站32 —起位于工件支撐件15中的 通孔23下方。因此，假站32的貫穿通道33與工件支撐件15的通孔23對(duì)
9齊。例如在用于切割金屬板的加工操作過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣或金屬飛濺物的
污染物可以從工件支撐件15的上側(cè)通過(guò)工件支撐件15的通孔23和假站32 的相應(yīng)貫穿通道33落下，并且由此可以在重力的作用下離開(kāi)激光加工機(jī)1 的操作區(qū)域。
以已知的方式，被用作切割工具的激光束通過(guò)激光切割頭5的激光噴 嘴35指向待加工的金屬板19。切割氣體通過(guò)激光噴嘴35沿朝向金屬板19 上的激光束的加工位置的方向被進(jìn)一步供給。
例如當(dāng)將待加工的材料改變或當(dāng)待加工的材料厚度改變時(shí)，或者因?yàn)?磨損和/或污染的原因，激光切割頭5上的激光噴嘴35需要更換為來(lái)自噴 嘴更換裝置26的噴嘴倉(cāng)室27的激光噴嘴35。發(fā)生在任何情況下的用于切 割工件的加工操作中的中斷通常被用于更換噴嘴。在噴嘴更換時(shí)，沒(méi)有工 件布置在切割支撐件11的上側(cè)。
為了更換噴嘴，從根據(jù)圖2的狀態(tài)開(kāi)始，活板門(mén)狀雙活葉16的框架側(cè) 葉片44和支撐件側(cè)葉片46沿打開(kāi)方向向下樞轉(zhuǎn)，直到它們豎直地定向。 隨后，工件支撐件15與活板門(mén)狀雙活葉16的打開(kāi)的支撐件側(cè)葉片46 —起 借助于支撐件驅(qū)動(dòng)器48移動(dòng)到圖2的左側(cè)，直到支撐件側(cè)葉片46移動(dòng)到 活板門(mén)狀雙活葉16的框架側(cè)葉片44的緊鄰旁邊。這與噴嘴更換裝置26從 根據(jù)圖2的停放位置之外進(jìn)入(噴嘴)更換位置的移動(dòng)相結(jié)合。
如果工件支撐件15沿移動(dòng)方向到達(dá)其端部位置，那么激光切割頭5與 待更換的激光噴嘴35 —起被布置在工件支撐件15的通孔23上方。在所示 的實(shí)施例中，激光切割頭5沿豎直方向(Z軸)下降，直到安裝在激光加 工頭5上的激光噴嘴35的尖端位于工件支撐平面25的高度處。
在工件支撐件15的定位移動(dòng)進(jìn)行的同時(shí)，倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28在工件支撐件 15的下側(cè)噴嘴更換裝置26處圍繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸30旋轉(zhuǎn)，直到空的噴嘴保持 器34/1占據(jù)工件支撐件15的通孔23下方的位置，并且因此在更換位置面 對(duì)將被更換的激光噴嘴35。為了所述目的，與倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28相連的驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 29起到以所述旋轉(zhuǎn)方式調(diào)整倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28的作用。
由于倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，位于空的噴嘴保持器34上的軸37被導(dǎo) 入升降裝置41的軸接收構(gòu)件43中。因此產(chǎn)生根據(jù)圖4的關(guān)系。
在噴嘴更換裝置26的操作狀態(tài)下，升降裝置41被致動(dòng)，且空的噴嘴
10保持器34/1通過(guò)工件支撐件15的通孔23向上移動(dòng)，直到它包圍將被更換 的激光噴嘴35 (圖5)。
同吋，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29和噴嘴更換裝置26的倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28之間的連接被脫 離，并且倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28被暫時(shí)地保持在其當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)位置。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29隨 著連接被脫離而被啟動(dòng)。此外，此外驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29借助于太陽(yáng)輪40圍繞軸 線38驅(qū)動(dòng)與向上移動(dòng)的軸37相關(guān)聯(lián)的行星輪39。由于行星輪39和向上移 動(dòng)的軸37之間的形狀配合連接，軸37和設(shè)置在其上的噴嘴保持器34圍繞 軸線38連同位于其中的激光噴嘴35 —起被驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29的旋轉(zhuǎn)方向 被選擇，以使得在向上移動(dòng)的噴嘴保持器34處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向，將被更換的 激光噴嘴35借助于所述旋轉(zhuǎn)方向從激光切割頭5的噴嘴接收構(gòu)件36上被 擰出。由于一方面激光噴嘴35的外周相應(yīng)的造型，以及另一方面噴嘴保持 器34的內(nèi)周相應(yīng)的造型，激光噴嘴35通過(guò)噴嘴保持器34沿旋轉(zhuǎn)方向被運(yùn) 送。在將被更換的激光噴嘴35被松脫后，向上移動(dòng)的噴嘴保持器34連同 激光噴嘴35 —起下降到其位于工件支撐件15下方的起始位置，其中所述 激光噴嘴35已經(jīng)利用升降裝置41的相應(yīng)致動(dòng)而被所述噴嘴保持器34所接 收(圖6)。
隨后，噴嘴倉(cāng)室27的倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28沿其旋轉(zhuǎn)方向被解鎖，并再次與噴 嘴更換裝置26的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29相連。然后，倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28借助于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29 圍繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)，直到沿旋轉(zhuǎn)方向與帶有被拆卸的激光噴嘴35 緊鄰且接收新的激光噴嘴35的噴嘴保持器34被布置在工件支撐件15的通 孔23的下方(圖7)。隨后，升降裝置41再次被致動(dòng)。因此，噴嘴保持器 34連同新的激光噴嘴35 —起從其根據(jù)圖7的位置向上移動(dòng)。已經(jīng)向上移動(dòng) 的噴嘴保持器34內(nèi)的激光噴嘴35被定位，其帶螺紋的突出部的端部沿朝 向激光切割頭5的方向位于激光切割頭5上的噴嘴接收構(gòu)件36的下端。激 光噴嘴35的帶螺紋的突出部沿軸線38的方向被彈性地支撐在激光切割頭5 的噴嘴接收構(gòu)件36的邊緣上。如果倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28重新沿旋轉(zhuǎn)方向休止，且 與噴嘴更換裝置26的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29脫離，并且如果驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29被以相應(yīng)的 旋轉(zhuǎn)方向操作，那么已經(jīng)被向上移動(dòng)的噴嘴保持器34借助于其軸37及其 行星輪39和太陽(yáng)輪40而圍繞軸線38旋轉(zhuǎn)。作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，被應(yīng)用 到激光切割頭5的激光噴嘴35的帶螺紋突出部被擰入到噴嘴接收構(gòu)件36中。在擰入歪U嘖嘴接收構(gòu)件36的動(dòng)作過(guò)程中，將通過(guò)激光噴嘴35執(zhí)行的 沿軸線方向的移動(dòng)通過(guò)激光噴嘴35沿所述方向作用的彈性力作用而產(chǎn)生。 在預(yù)定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)后，激光噴嘴35被固定到激光切割頭部5的噴嘴接收構(gòu) 件36中(圖8)。當(dāng)此時(shí)為空的噴嘴保持器34通過(guò)被致動(dòng)的升降裝置41 向下移動(dòng)之前，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29被停止，結(jié)果，產(chǎn)生與根據(jù)圖4的情況相對(duì)應(yīng) 的情況。
在倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28沿旋轉(zhuǎn)方向解鎖后，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)連接在倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28和 噴嘴更換裝置26的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29之間已經(jīng)產(chǎn)生后，噴嘴更換裝置26的驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)29被致動(dòng)，由此倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28圍繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸線30移動(dòng)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)位置， 在所述位置，假站32重新位于工件支撐件15的通孔23的下方。在倉(cāng)室轉(zhuǎn) 塔28的旋轉(zhuǎn)調(diào)整的同時(shí)，工件支撐件15沿雙頭箭頭14的方向從圖8中所 示的位置移出而進(jìn)入根據(jù)圖2的位置。最終，活板門(mén)狀雙活葉16通過(guò)使框 架側(cè)的葉片44和支撐件側(cè)的葉片46樞轉(zhuǎn)而關(guān)閉，并且激光加工頭沿Z軸 方向被提升到其起始位置。因此，激光加工機(jī)1的切割站重新處于操作狀 態(tài)下，提供用于切割根據(jù)圖2的工件的加工操作。噴嘴更換裝置26重新相 對(duì)于激光切割頭5占據(jù)其停放位置。
根據(jù)圖9到15的裝置可以代替根據(jù)圖2到8的裝置而設(shè)置在激光加工 機(jī)1中。相應(yīng)的附圖標(biāo)記與彼此相應(yīng)的部件相關(guān)聯(lián)。
與上面描述的關(guān)系不同，根據(jù)圖9到15，活板門(mén)狀雙活葉16可在打開(kāi) 狀態(tài)下相對(duì)于工件支撐件15沿豎直方向(圖2中的雙頭箭頭49)移動(dòng)?；?板門(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46 (在圖9中以虛線表示)還與噴嘴更換 裝置26相連，并且與其一起可以相對(duì)于工件支撐件15沿雙箭頭14的方向 移動(dòng)。因此，工件支撐件15可以在活板門(mén)狀雙活葉16上方行進(jìn)，并且由 此可以從根據(jù)圖2的關(guān)系開(kāi)始將在工件支撐件15上被引導(dǎo)的噴嘴更換裝置 26定位為朝向激光加工頭5向左特別遠(yuǎn)。
在圖9中示出的豎直定位驅(qū)動(dòng)器50被用于調(diào)整活板門(mén)狀雙活葉16的 高度?；畎彘T(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46和噴嘴更換裝置26借助于僅 類似地在圖9中示出的水平定位驅(qū)動(dòng)器51相對(duì)于工件支撐件15沿水平方 向移動(dòng)。
圖9示出在正常的切割操作過(guò)程中的關(guān)系。活板門(mén)狀雙活葉16被關(guān)閉，并且其上側(cè)與工件支撐件15的上側(cè)對(duì)齊。布置在工件支撐件15下方的噴 嘴更換裝置26占據(jù)其相對(duì)于激光切割頭5的停放位置，并且處于根據(jù)圖10 的操作狀態(tài)中。因此，噴嘴更換裝置26相對(duì)于工件支撐件15以這樣的方 式定位，以使得噴嘴倉(cāng)室27的假站32被布置為使其相對(duì)于工件支撐件15 的通孔23沿雙頭箭頭14的方向移動(dòng)。工件支撐件15中的通孔23的橫截 面和假站32中的通孔33的橫截面部分地重疊。在切割操作過(guò)程中產(chǎn)生的 污染物、例如廢屑或金屬飛濺物可以在重力的作用下經(jīng)過(guò)工件支撐件15的 通孔23,然后到達(dá)噴嘴更換裝置26的蓋(未詳細(xì)示出)的上側(cè)，或直接向 下經(jīng)過(guò)假站32的貫穿通道33。
為了更換激光切割頭5上的噴嘴，首先活板門(mén)狀雙活葉16被打開(kāi)，并 且在打開(kāi)狀態(tài)下借助于豎直定位驅(qū)動(dòng)器50被降低到工件支撐件15的下方。 隨后，活板門(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46和噴嘴更換裝置26借助于水 平定位驅(qū)動(dòng)器51相對(duì)于工件支撐件15沿水平方向一起移動(dòng)?；畎彘T(mén)狀雙 活葉16的所述葉片和噴嘴更換裝置26相對(duì)于工件支撐件15向右移動(dòng)出根 據(jù)圖9的位置而進(jìn)入根據(jù)圖11的位置。在所述定位移動(dòng)的末尾，首先噴嘴 倉(cāng)室27的假站32被定位成其整個(gè)橫截面位于工件支撐件15的通孔23的 橫截面中。之前已經(jīng)沉積在噴嘴更換裝置26的蓋的上側(cè)的污染物在由噴嘴 更換裝置26執(zhí)行的相對(duì)于工件支撐件15的移動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)工件支撐件 15中的通孔23的邊緣從蓋上被刷掉，并且由此到達(dá)假站32中的貫穿通道 33的開(kāi)口區(qū)域。在重力的作用下，這些污染物被向下通過(guò)假站32的貫穿通 道33從激光加工機(jī)1的操作區(qū)域排出。激光切割頭5沿豎直方向從根據(jù)圖 9的位置移出而進(jìn)入根據(jù)圖11的位置。激光切割頭5上的激光噴嘴35的尖 端此時(shí)位于工件支撐平面25的高度處。
甚至在活板門(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46在一方面與噴嘴更換裝 置26的相對(duì)移動(dòng)過(guò)程中，以及在另一方面與工件支撐件15的相對(duì)移動(dòng)過(guò) 程中，工件支撐件15借助于支撐件驅(qū)動(dòng)器48與活板門(mén)狀雙活葉16的支撐 件側(cè)葉片46以及噴嘴更換裝置26 —起從根據(jù)圖9的位置開(kāi)始移動(dòng)到左側(cè)， 直到工件支撐件15的通孔23位于激光切割頭5的下方，并且噴嘴更換裝 置26占據(jù)其位于將被拆卸的激光噴嘴35的下方的更換位置。以與所述移 動(dòng)相對(duì)應(yīng)的方式，噴嘴倉(cāng)室27的倉(cāng)室轉(zhuǎn)塔28通過(guò)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)29圍繞轉(zhuǎn)塔旋
13轉(zhuǎn)軸線30旋轉(zhuǎn)，直到噴嘴倉(cāng)室27的空的噴嘴保持器34/1被布置在工件支 撐件15的通孔23下方。這導(dǎo)致根據(jù)圖11的情況。
基于根據(jù)圖11的關(guān)系，噴嘴更換操作根據(jù)之前參照?qǐng)D4到8迸行的描 述執(zhí)行(圖12到15)。在噴嘴更換操作完成后，通過(guò)使工件支撐件15相對(duì) 于激光切割頭5移動(dòng)、使活板門(mén)狀雙活葉16的支撐件側(cè)葉片46和噴嘴更 換裝置26相對(duì)于工件支撐件15移動(dòng)、以及通過(guò)提升和關(guān)閉活板門(mén)狀雙活 葉16和提升激光切割頭5，根據(jù)圖9的關(guān)系重新產(chǎn)生。
在根據(jù)圖2到8的順序的情況下和根據(jù)圖9到15的順序的情況下，除 了工件支撐件15，激光切割頭5可以沿雙頭箭頭14的方向以相應(yīng)的可移動(dòng) 性被定位，并且由此控制在激光切割頭5和噴嘴更換裝置26之間在所述方 向上部分的所需定位移動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于加工工件、特別是金屬板(19)的激光加工機(jī)，·具有激光加工頭(5)，所述激光加工頭(5)具有用于激光噴嘴(35)的噴嘴接收構(gòu)件(36)，·具有工件支撐件(15)，所述工件支撐件(15)用于待加工工件和/或已加工工件，并形成工件支撐平面(25)，和·具有噴嘴更換裝置(26)，所述噴嘴更換裝置(26)包括具有用于激光噴嘴(35)的至少一個(gè)噴嘴貯存位置(31)的噴嘴倉(cāng)室(27)并布置在遠(yuǎn)離激光加工頭(5)的工件支撐平面(25)側(cè)(下側(cè))，其中激光噴嘴(35)能夠在噴嘴更換裝置(26)的噴嘴倉(cāng)室(27)和激光加工頭(5)的噴嘴接收構(gòu)件(36)之間傳送，并能夠裝配在噴嘴接收構(gòu)件(36)上或從所述噴嘴接收構(gòu)件(36)上拆卸，其特征在于，所述工件支撐件(15)具有通孔(23)，激光噴嘴(35)可以通過(guò)所述通孔(23)沿工件支撐平面(25)的橫斷方向移動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述噴嘴更換裝置 (26)包括裝卸裝置，借助于所述裝卸裝置，激光噴嘴(35)可以在噴嘴更換裝置(26)的噴嘴倉(cāng)室(27)和激光切割頭(5)的噴嘴接收構(gòu)件(36) 之間傳送。
3. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述工 件支撐件(15)和所述激光加工頭(5)可以彼此相對(duì)移動(dòng)，并且所述噴嘴 更換裝置(26)可以借助于工件支撐件(15)和激光加工頭(5)的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)相對(duì)于激光加工頭(5)移動(dòng)到更換位置和/或停放位置。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述工 件支撐件(15)可以相對(duì)于所述激光加工頭(5)移動(dòng)，所述噴嘴更換裝置(26)以移動(dòng)的方式與所述工件支撐件(15)相連，并且可以通過(guò)被移動(dòng) 的工件支撐件(15)相對(duì)于激光加工頭(5)被移動(dòng)到更換位置和/或停放 位置。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述噴 嘴更換裝置(26)可以通過(guò)工件支撐件(15)的支撐件驅(qū)動(dòng)器(48)被移動(dòng)到更換位置和/或停放位置，借助于所述支撐件驅(qū)動(dòng)器(48)，工件支撐 件(15)可以連同用于卸載工件加工操作的產(chǎn)品的裝置(46) —起相對(duì)于 激光加工頭(5)移動(dòng)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述噴 嘴更換裝置(26)與所述工件支撐件(15)相連。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，所述噴 嘴更換裝置(26)可以相對(duì)于所述工件支撐件(15)移動(dòng)。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，激光噴 嘴(35)可以借助于所述裝卸裝置在噴嘴更換裝置(26)的噴嘴倉(cāng)室(27) 和激光加工頭(5)的噴嘴接收構(gòu)件(36)之間沿工件支撐平面(25)的橫 斷方向被傳送。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光加工機(jī)，其特征在于，激光噴 嘴(35)可以借助于所述裝卸裝置在噴嘴更換裝置(26)的噴嘴倉(cāng)室(27) 和激光加工頭(5)的噴嘴接收構(gòu)件(36)之間經(jīng)過(guò)工件支撐平面(25)被 傳送。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有噴嘴更換裝置的激光加工機(jī)，尤其是提供一種用于加工工件、特別是金屬板(19)的激光加工機(jī)，其具有激光加工頭(5)和用于待加工工件和/或已加工工件的工件支撐件(15)，所述激光加工頭(5)具有用于激光噴嘴(35)的噴嘴接收構(gòu)件(36)。所述工件支撐件(15)形成工件支撐平面(25)。噴嘴更換裝置(26)布置在遠(yuǎn)離激光加工頭(5)的工件支撐平面(25)的下側(cè)。為了更換噴嘴，激光噴嘴(35)可以在噴嘴更換裝置(26)的噴嘴倉(cāng)室(27)和激光加工頭(5)的噴嘴接收構(gòu)件(36)之間傳送，并能夠裝配在噴嘴接收構(gòu)件(36)上或從所述噴嘴接收構(gòu)件(36)上拆卸。
文檔編號(hào)B23K26/14GK101491862SQ20091000207
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月12日
發(fā)明者F·施毛德 申請(qǐng)人:通快機(jī)床兩合公司