具有可彈簧運(yùn)動(dòng)的遮蔽板的、用于借助于激光射束加工工件的激光加工頭的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有可彈簧運(yùn)動(dòng)的遮蔽板的、用于借助于激光射束加工工件的激光加工頭
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助于激光射束加工工件的激光加工頭，所述激光加工頭具有固定在激光加工頭上的、在工件側(cè)敞開(kāi)的、用于遮蔽從所述激光加工頭射出的激光射束的遮蔽殼體。
[0002]為了在激光加工時(shí)耐激光地遮蔽工作區(qū)，使用保護(hù)室或者說(shuō)保護(hù)外殼，所述保護(hù)室或者說(shuō)保護(hù)外殼包圍激光加工機(jī)的整個(gè)工作區(qū)，即也包圍完整的構(gòu)件。尤其在非常大的構(gòu)件上工作時(shí)，如所述構(gòu)件例如存在于造船業(yè)或者鋼結(jié)構(gòu)中的這樣，遮蔽完整的構(gòu)件是不經(jīng)濟(jì)的；但是，另一方面，由于激光保護(hù)的原因，當(dāng)有人處于激光射束的周?chē)h(huán)境中時(shí)，在沒(méi)有遮蔽的情況下進(jìn)行激光焊接是不允許的。
[0003]例如從DE 20 2009 013 899 Ul已知這種激光加工頭。由激光加工頭射出的激光射束在工件上借助于多個(gè)圓形的刷子相對(duì)于周?chē)h(huán)境被遮蔽，所述刷子的可彈性變形的刷毛不透光地貼靠在工件上。此外，為了附加地遮蔽有可能在刷子之間出現(xiàn)的空隙，激光加工頭在刷毛的遠(yuǎn)離的外側(cè)上具有連續(xù)的、封閉的遮蓋裝置或者說(shuō)一件式的遮蓋殼體。
[0004]此外，從DE 296 20 304 Ul已知激光加工頭，在所述激光加工頭上具有環(huán)形保護(hù)刷形式的遮蔽單元。保護(hù)刷與激光射束同中心地布置并且具有基面，彈性的刷毛作為遮蔽元件安裝在該基面上。所述刷毛沿著激光射束延伸并且徑向向外地相對(duì)于周?chē)h(huán)境遮蔽激光射束和加工部位。所述保護(hù)刷彈動(dòng)地掛在加工頭上，以便跟隨工件的表面輪廓。
[0005]最后，從DE 10 2010 005 043 Al已知具有遮蔽裝置的焊接裝置，所述遮蔽裝置構(gòu)造為包圍激光射束的一件式的殼體壁。焊接裝置具有抽吸裝置，所述抽吸裝置與遮蔽裝置互通地連接并且所述抽吸裝置在焊接過(guò)程期間抽吸焊接部位的區(qū)域。
[0006]本發(fā)明的任務(wù)在于，如下地拓展在一開(kāi)始所提到的類(lèi)型的激光加工頭:在激光加工期間可靠地阻止遮蔽殼體從工件抬起。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)由此解決:所述遮蔽殼體由多個(gè)遮蔽板構(gòu)成,所述遮蔽板相互獨(dú)立地分別相對(duì)于激光加工頭在從激光加工頭射出的激光射束的方向上可彈簧運(yùn)動(dòng)地支承，并且，遮蔽板分別通過(guò)平行四邊形支承件(Parallelogrammlager)固定在遮蔽殼體的殼體支架上。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，如果激光加工頭以其遮蔽殼體放置到待加工的工件上，則各個(gè)遮蔽板被工件逆著復(fù)位彈簧力向到激光加工頭上的方向移動(dòng)并且以相應(yīng)的彈簧壓力貼靠在工件上。然后，在激光加工頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，遮蔽板彈動(dòng)地在工件的表面上拖曳，而在此不從工件抬起。根據(jù)本發(fā)明的激光加工頭特別適合用于使用在具有長(zhǎng)的、優(yōu)選直線(xiàn)的I型焊縫(它們例如經(jīng)常存在于造船業(yè)中)的相對(duì)大的構(gòu)件中。
[0009]遮蔽板能夠以所有已知的方式分別逆著復(fù)位彈簧力的作用可移動(dòng)地被導(dǎo)向。在結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單地，遮蔽板通過(guò)平行四邊形支承件、例如呈兩個(gè)平行的彈簧板形式的平行四邊形支承件可彈簧運(yùn)動(dòng)地固定在殼體支架上。
[0010]優(yōu)選，在遮蔽板上在工件側(cè)，彈性的密封元件超過(guò)板邊緣地突出若干毫米并且因此意味著遮蔽板在工件上真正的貼靠。這些密封元件設(shè)置用于相對(duì)于待加工的工件不透光地密封遮蔽板，并且例如可以構(gòu)造為由抗激光和吸收激光的材料制成的不透光的刷或保護(hù)片。
[0011]在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，遮蔽殼體具有至少一個(gè)向周?chē)h(huán)境敞開(kāi)的側(cè)開(kāi)口，通過(guò)該側(cè)開(kāi)口，在加工過(guò)程期間，氣體和還有濃煙能夠從遮蔽殼體向外流出到周?chē)h(huán)境中。
[0012]在一種有利的拓展方案中，所述至少一個(gè)側(cè)開(kāi)口被遮蔽殼體的兩個(gè)相鄰的遮蔽板之間的間隙構(gòu)成，所述間隙可以由這兩個(gè)相鄰的遮蔽板中的一個(gè)的邊緣段遮蓋。所述邊緣段阻止，激光射束從遮蔽殼體的內(nèi)部向外射出。
[0013]在其它的有利的拓展方案中，所述至少一個(gè)側(cè)開(kāi)口由一個(gè)或多個(gè)存在于遮蔽殼體中的孔(例如呈孔圖案或者孔格的形式)構(gòu)成，所述孔可以由隔開(kāi)間距地布置在其之前和/或其之后的遮蓋裝置遮蓋。例如，多個(gè)布置為篩式的圖案的鉆孔作為側(cè)開(kāi)口構(gòu)造在遮蔽殼體的一個(gè)或多個(gè)殼體壁中。所述遮蓋裝置阻止，激光射束從遮蔽殼體的內(nèi)部向外射出。為此，優(yōu)選遮蓋裝置由抗激光和吸收激光的材料構(gòu)成，或者在朝向激光射束的側(cè)上以這樣的材料涂層。
[0014]優(yōu)選，在遮蔽殼體中布置至少一個(gè)用于產(chǎn)生穿透激光射束的橫向流動(dòng)的交叉射流噴嘴和/或用于抽吸位于遮蔽殼體的內(nèi)部的氣體和煙霧的抽吸開(kāi)口，所述橫向流動(dòng)保護(hù)激光加工頭的加工光學(xué)裝置免受工件加工中出現(xiàn)的材料噴濺。為了盡管有空氣通過(guò)交叉射流噴嘴流入仍在遮蔽殼體中維持負(fù)壓，設(shè)置抽吸裝置的抽吸大于交叉射流噴嘴的流入。
[0015]從權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖得出本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)。以上所提到的和更進(jìn)一步列舉的特征可以分別單獨(dú)地或者多個(gè)任意組合地得到應(yīng)用。所示出的和所描述的實(shí)施方式不可理解為最終的列舉，而是更確切地說(shuō)具有用于本發(fā)明的描述的示例性的特性。
[0016]附圖示出:
[0017]圖1根據(jù)本發(fā)明的、具有由四個(gè)可彈簧運(yùn)動(dòng)的遮蔽板構(gòu)成的遮蔽殼體的激光加工頭在沒(méi)有遮蔽蓋的情況下的立體視圖；
[0018]圖2具有僅僅兩個(gè)相互相對(duì)置的遮蔽板的、圖1中的激光加工頭的另外的立體視圖；
[0019]圖3圖1中的遮蔽殼體的其它的立體視圖；
[0020]圖4具有遮蔽蓋的、圖1中的激光加工頭；和
[0021]圖5另一根據(jù)本發(fā)明的、具有多個(gè)設(shè)置在遮蔽殼體中的空氣開(kāi)口的激光加工頭的立體視圖。
[0022]在圖1至圖5中所示出的激光加工頭I用于借助于聚焦的激光射束2加工工件，所述激光射束由激光加工頭I通過(guò)加工光學(xué)裝置3射出。為了遮蔽從激光加工頭I射出的激光射束2，在激光加工頭I上固定有在工件側(cè)敞開(kāi)的遮蔽殼體4，所述遮蔽殼體4圍繞激光射束2布置并且在激光加工期間以其敞開(kāi)的殼體側(cè)5放置到待加工的工件6上。遮蔽殼體4局部地在加工地點(diǎn)上——直接在激光加工頭I處或者說(shuō)在交互作用區(qū)上——遮蔽激光射束并且考慮特別應(yīng)用于具有長(zhǎng)的、優(yōu)選線(xiàn)性的焊縫的大構(gòu)件，如所述焊縫尤其在造船業(yè)中存在。
[0023]在圖1至4中所示出的遮蔽殼體4由與激光加工頭I固定地連接的、框形的殼體支架7和四個(gè)單個(gè)的、相對(duì)于彼此分別成直角地布置的遮蔽板8構(gòu)成。例如固定在殼體支架?上的遮蔽蓋9完全地遮蓋激光加工頭I并且在很大程度上遮蓋所述遮蔽殼體4。
[0024]遮蔽板8相互無(wú)關(guān)地分別在由激光加工頭I射出的激光射束2的方向上可彈簧運(yùn)動(dòng)地支承在殼體支架7上，如在圖2中由雙箭頭10所示出的這樣。所述可彈簧運(yùn)動(dòng)的支承例如可以實(shí)施為呈兩個(gè)由薄彈簧板制的平行彈簧板11形式的平行四邊形固定支承件，所述彈簧板可以分別作為單條帶或者如當(dāng)前這樣共同地由兩重倒棱的彈簧板條帶構(gòu)成。如在圖2中所示出的這樣，所述倒棱的彈簧板條帶分別以其兩個(gè)倒棱的自由端部固定在殼體支架7上并且以其中間段在內(nèi)側(cè)固定在遮蔽板6上(例如通過(guò)鉚接)。平行四邊形固定支承件能夠?qū)崿F(xiàn)遮蔽板8逆著兩個(gè)彈性彈簧板11的復(fù)位力在方向10上相對(duì)移動(dòng)。替代平行四邊形固定支承件，遮蔽板8也可以在殼體支架7上分別逆著復(fù)位彈簧的作用可線(xiàn)性移動(dòng)地被導(dǎo)向。
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