CN100522470C - 机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机床。它具有支承多个刀具的刀架，和使激光发生的激光发生部。在刀架上安装有切削加工刀具的情况下可以对工件进行切削加工，在刀架上安装有激光照射用刀具的的情况下可以对工件进行淬火处理。仅通过替换这种刀具就可以进行切削加工或淬火处理。

Description

机床
技术领域
本发明涉及具有至少可移动1个刀具地进行支持的刀架、以及激光发生部的两者的机床。
背景技术
传统地，使用可以交换刀具的机床，使用该机床来进行各种机械加工(例如，参照特开平11-077467号公报)。
在这种机床中，不仅机械加工，而且在对工件进行激光表面淬火(硬化，淬硬)的情况下，也都没有提出适当的构造。
因此，希望有一种不仅可以进行切削加工也可以进行激光硬化的机床。
发明内容
本发明提供了一种机床，它具有：保持工件的工件保持部，和可移动地支承至少1个刀具的刀架，其特征在于，在所述刀架上配置有发生激光的激光发生部，通过该激光发生部所发生的激光对由所述工件保持部所保持的工件进行淬火处理。
在该情况下，在机床中不仅可以进行切削加工还可以进行淬火处理。因此，不必在机床之外另外设置激光淬火装置，从而可以防止占地空间的增加。此外，由于不必要将工件从机床移动至激光淬火装置，从而可以缩短操作时间并使操作本身简单化。
本发明的特征在于，所述刀架构成为可以通过旋转轴的旋转而转动，所述激光发生部的配置位置为与所述旋转轴基本垂直的所述刀架的表面。
在该情况下，将激光发生部配置在既存的空闲空间(即，与旋转轴大致垂直的刀架的表面)中就可以了，从而不必要求确保新的配置空间。因此，可以防止机床的大型化。
本发明的特征在于，所述激光发生部具有射出激光的半导体激光光源和传送该被射出的激光的光波导部。
在该情况下，由于使用了半导体激光光源，从而可以使激光发生部小型化，从而可以实现向所述刀架的安装。
本发明的特征在于，所述半导体激光光源具有多个射出激光的射出口，所述光波导部由配置成使从来自各射出口的激光所入射的多个光纤的束形成的第1光波导部、和配置成使来自该第1光波导部的激光通过的第2光波导部构成。
在该情况下，由于可以通过多个光纤集中从各射出口射出的激光，所以可提高激光的输出。
本发明的特征在于，所述第2光波导部由在外周面进行了反射处理的导光体构成，并且，激光一边通过所述外周面被反射一边透过所述导光体。
在第2光波导部由导光体构成的该情况下，仅通过改变所述导光体的位置就可以简单地对激光的光路进行调整。
本发明的特征在于，所述第2光波导部是在规定的部件的内部形成的中空通路，在该通路的内面上实施了反射处理，并且，激光一边通过所述内面被反射一边透过所述中空通路。
在该情况下，由于所述第2光波导部可以通过机械加工所形成，所以可提高激光的光路的位置精度。而且在作为规定的部件使用了热传导性良好的材质的情况下，还可以提高冷却效率。
本发明的特征在于，所述第1光波导部和所述第2光波导部中的至少一方具有构成为截面积逐渐减小的锥形光路部，而且，来自所述半导体激光光源的激光可在通过所述锥形光路部的过程中提高功率密度。
在该情况下，由于可提高功率密度，因此可以顺畅地进行激光淬火。
本发明的特征在于，所述锥形光路部由截面积逐渐减小的多根光纤构成为光纤束。
在该情况下，可以有效地提高功率密度。
本发明的特征在于，上述刀架具有至少一个可以支承切削加工刀具也可以替换该刀具来支承激光照射用刀具的刀具安装部；上述光波导部配置在从所述半导体激光光源附近至所述刀具安装部附近，在该刀具安装部附近具有刀具侧端部；所述激光照射用刀具在被支承在所述刀具安装部上的状态下与所述光波导部的刀具侧端部连接，由此可以使用从所述半导体激光光源供给的激光照射至所述工件上。
在该情况下，在不使用的情况下可以将激光照射用刀具从刀架上取下，可以防止异物附着在激光照射用刀具上。而且，可以使用单个刀具安装部来支承切削加工刀具和激光照射用刀具，从而可以有利于装置的紧凑化。
本发明的特征在于，所述工件保持部构成为可以使所保持的工件旋转的结构；在与该刀具安装部相对的位置，配置有对所述切削加工用刀具以及所述激光照射用刀具相对该刀具安装部安装或拆卸的自动换刀装置；可通过该自动换刀装置进行刀具替换，对旋转的工件进行切削加工或淬火加工。
在该情况下，可以使刀具的安装或拆卸简单化。
本发明的特征在于，具有可以开关所述刀具侧端部的快门部；所述快门部在将所述激光照射用刀具与所述刀具侧端部连接的情况下使该端部打开，而在将所述激光照射用刀具从所述刀具侧端部取走的情况下闭塞该刀具侧端部来抑制异物附着在该端部上。
在该情况下，由于可以抑制异物向该光波导部的端部(刀具侧端部)的附着等，因此可以避免由于该光波导部中异物的存在而造成的激光的功率降低。
本发明的特征在于，所述快门部构成为可以移动至闭塞该刀具侧端部的闭塞位置和使该端部开口的开口位置。
在该情况下，可以使快门部结构简单化。
附图说明
图1是示出本发明的机床的构造的一例的剖面图；
图2是示出本发明的机床的外观的一例的透视图；
图3是示出安装着切削加工用刀具201的状态下的机床的剖面图；
图4是示出激光发生部和激光照射用刀具的构成的剖面图；
图5是示出激光发生部等的构成的外观透视图；
图6是示出激光发生部和激光照射用刀具的构成的外观透视图；
图7是示出激光照射用刀具的安装部分的构成的剖面图；
图8是示出第2光波导部31的构成的一例的分解透视图；
图9是示出锥形光路部的构造的一例的图；
图10是示出第2光波导部31的开口端的闭塞机构的一例的图；
图11(a)是示出激光照射用刀具的构造的一例的剖面图，图11(b)是示出焊炬部103构造的侧面图，图11(c)是示出快门装置105的构成的侧面图；
图12(a)是示出激光照射用刀具的构造的其它例子的局部剖面图，图12(b)是示出焊炬部103构造的侧面图；
图13是示出适于闭塞波导路(激光的通路)的端部的快门装置的构成的图，(a)是示出位于闭塞位置的状态下的剖面图，(b)是示出位于开口位置的状态下的剖面图，(c)是示出位于闭塞位置的状态下的侧面图；
图14是示出本发明的机床的一例的透视图。
具体实施方式
下面，参照图1至图14说明本发明的一实施方式。
图1是示出本发明的机床的构造的一例的剖面图；图2是示出本发明的机床的外观的一例的透视图。此外，图3是示出安装着切削加工用刀具201的状态下的机床的剖面图；图4是示出激光发生部和激光照射用刀具的构成的剖面图。图5是示出激光发生部等的构成的外观透视图；图6是示出激光发生部和激光照射用刀具的构成的外观透视图。图7是示出激光照射用刀具的安装部分的构成的剖面图；图8是示出第2光波导部31的构成的一例的分解透视图。图9是示出锥形光路部的构造的一例的图；图10是示出第2光波导部31的开口端(刀具侧端部)的闭塞机构的一例的图。
本发明的机床，如图1和图2中标号200所示，具有：保持工件W的工件保持部203，和支承刀具(参照图3的标号201)的刀架202。
其中，工件保持部203构成为可将工件W保持成静止状态、使其移动或者旋转。作为可使工件W旋转的工件保持部，可以例如有图14中标号203A所示的夹盘或未示出的尾座等。
另一刀架202可移动地将至少一个刀具支承在待机位置和加工位置(用于加工工件W的位置)。所述刀架202例如可以构成为通过旋转轴(自转轴)202a的旋转进行旋转(可自转)。而且，可以在刀架202上设置至少一个刀具安装部2026，使所述刀具以可自由地通过该刀具安装部2026装卸的方式被支承。图1中的标号2021表示轴部，标号2022表示构成为在由轴部2021可自由旋转地支承的同时可通过刀具安装部2026和旋转轴202a的旋转而一体地旋转的可动部。标号2023表示容纳轴部2021和可动部2022的壳体，标号2024表示支承在壳体2023侧的铁心，标号2025表示卷绕在铁心2024上的线圈。和铁心2024相向对置的位置上的磁体2027在可动部2022的外周面的周方向上配置有多个。在这种构成中，当向线圈2025通电时，在所述铁心2024和磁体2027之间产生排斥力或者吸引力，并可通过这些作用力使可动部2022和刀具安装部2026旋转至规定旋转位置为止。标号204表示通过送入空气来冷却刀架202的内部的冷却装置。在图示的刀架202中，由于在可动部2022上作用较大的扭矩，而其驱动部分(铁心2024和线圈2025等)中产生相当多的热，所以可以有效地对其进行冷却。如此，可以降低铁心2024和线圈2025的热膨胀，并可以可靠地确保铁心2024和磁体2027之间的间隙。
在该刀架202上，配置有发生激光的激光发生部(参照图1的标号A)，并通过该激光发生部A所发生的激光对保持在所述工件保持部203上的工件W进行淬火。根据本发明，不仅在机床中进行切削加工，还可以进行激光淬火。因此，不必在机床之外另外设置激光淬火装置，从而可以防止设置空间的增加。此外，由于不必要将工件从机床移动至激光淬火装置，从而可以使操作本身简单化。而且，这种淬火也可以一边通过工件保持部203使工件W旋转一边进行。
在将刀架202构成为通过旋转轴(自转轴)202a的旋转进行旋转的情况下，该激光发生部A可以配置在与所述旋转轴202a大致垂直的所述刀架202的表面202b上。在如此配置的情况下，将激光发生部A配置在既存的空闲空间(即，与旋转轴大致垂直的刀架的表面)中就可以了，从而不必要求确保新的配置空间。因此，可以防止机床的大型化。
如图4中所详细地示出，所述激光发生部A可以由射出激光的半导体激光光源2、和传送该被射出的激光的光波导部3构成。在使用半导体激光光源2的情况下，可以使激光发生部A小型化，从而可以实现向所述刀架202的安装。
其中的半导体激光光源2，如图5中所详细地示出，可以作成为具有多个作为射出激光的射出口的发射器20的结构。该光源2，既可以为将发射器20排成一列的“阵列式”，也可以为将该阵列叠置成多个层的“叠层式”。该半导体激光光源2可以只使用一个，也可以如图6所示使用多个。在图中示出了3个，但是也可以使用2个、4个或4个以上。作为这种半导体激光光源2，例如可以使用美国コヒレント公司制造的半导体激光多层阵列“light stack”。例如，可以通过19个发射器(40W)构成阵列，并将该阵列叠置成25层(叠层)，从而使发射器的总数为19个×25层＝475个(40W×25层＝1kW)。在如图6所示使用这种激光多层的情况下，发射器的总数为475个×3＝1425个(1kW×3＝3kW)。
所述光波导部3，如图4中所详细地示出，可以通过由多个光纤300的束形成的第1光波导部30、和配置成使来自该第1光波导部30的光通过的第2光波导部31构成。其中的光纤300配置成其一端与发射器20相对向(见图5)以使得来自各发射器20的激光入射，并分别传送从各发射器20射出的激光。在一些场合下可以通过多个光纤300集中从各发射器20射出的激光以提高激光的输出。光纤300的末端部可在埋置于树脂301的状态与各发射器20对向配置。而且，可以在光纤300的末端部和发射器20之间配置微透镜(快轴聚光透镜或慢轴聚光透镜)21，使来自各发射器20的激光在光纤300的端面聚光。也可将这种微透镜21作成片状而粘附在半导体激光光源2上。该粘附可以通过粘接剂或焊接进行。光纤300的另一端可以是作成束的束结构。光纤300可与发射器20具有相同的数目。
此外，所述第2光波导部31既可以为：由在外周面进行了反射处理的导光体(参照图7的标号312)构成，激光一边通过所述外周面被反射一边透过所述导光体，或者可以如图8所示，是在规定的部件(以下称为“通路形成部件”)310的内部形成的中空通路(标号310b、310c)，在该通路的内面上实施了反射处理，激光一边通过所述内面被反射一边透过所述中空通路。在该通路形成部件310中可以使用铝等金属。作为形成通路形成部件的方法，如图8所示，例如构成为通路可以分割成多个部件310，在其接合面310a中形成沟槽310b。在该沟槽310b部分上可以进行镜面研磨或研磨精加工或金属涂装。在第2光波导部31由导光体构成的情况下，仅通过改变导光体的位置就可以简单地对激光的光路进行调整。在由中空通路构成的情况下，可以提高激光的光路的位置精度。而且在作为规定的部件使用了热传导性良好的材质的情况下，还可以提高冷却效率。
在所述第1光波导部30和所述第2光波导部31中的至少一方具有构成为沿激光的行进方向截面积(横截面的面积)逐渐减小的锥形光路，而且，来自所述半导体激光光源2的激光可在通过所述锥形光路的过程中提高功率密度。如此，可以圆滑地进行激光淬火。
该锥形光路可以由截面积逐渐减小的多根光纤构成为光纤束(集束)结构。这种结构适用于构成所述第1光波导部30的光纤300(参照图7的标号302)。在发射20器的个数为1425时，光纤300的根数也需要为1425，在1根光纤300的直径为250μm时，光纤束的直径为250μm×1425根＝Φ11mm，在1根光纤300的直径为500μm时，光纤束的直径为500μm×1425根＝Φ22mm。但是如果在光纤束的直径仅为Φ11mm或Φ22mm，就不能提高激光的功率密度，无论如何也不能进行激光淬火。在此，优选地使光纤束的直径为Φ4-5mm左右，使光纤束部302的光路截面积逐渐减小，以获得100W/mm2的功率密度(2KW的输出)。图9(a)示出加工成锥形状之前的一根光纤300a，标号300表示金属包层，标号300b表示芯体。图9(b)示出加工成锥形状之后的光纤300，图9(c)示出将锥形加工后的光纤作成光纤束结构时的状态，标号303表示新包覆的金属包层。这种光纤束结构即使不使用于所述第1光波导部30也可以使用于所述第2光波导部31。
而且，在锥形光路中也可以使用锥形光纤(参照特开2003-10123号公报，特开2003-075658号公报，特开2002-289016号公报)。
此外，如图8所示，也可以在规定的部件310的内部形成锥形的中空通路。
而且，上述刀具安装部2026可以支承切削加工用刀具(参照图3的标号201)也可以替换该刀具来支承激光照射用刀具(参照图1、2、4、6、7的标号100、110)。如此，在不使用的情况下可以将激光照射用刀具100、110从刀架201上取下，可以防止异物附着在激光照射用刀具100、110上。而且，可以使用单个刀具安装部2026来支承切削加工刀具201和激光照射用刀具100、110，从而可以有利于装置的紧凑化。上述光波导部3配置在从所述半导体激光光源2附近至所述刀具安装部2026附近，在该刀具安装部2026附近具有刀具侧端部31a，所述激光照射用刀具100、110在被支承在所述刀具安装部2026上的状态下与所述刀具侧端部31a连接，由此可以使用从所述半导体激光光源2供给的激光照射至所述工件W上。
在构成为如此使激光照射用刀具100、110取下的情况下，在激光照射用刀具100、110被取走的状态下，有必要闭塞所述光波导部3的端部(刀具侧端部)31a，以免使空气中的油雾等异物附着而进入其中。在此，优选地，设置可以开关所述刀具侧端部31a的快门装置，以在将所述激光照射用刀具100、110与所述刀具侧端部31a连接的情况下使该端部打开，而在将所述激光照射用刀具100、110从所述刀具侧端部31a取走的情况下闭塞该刀具侧端部31a来抑制异物附着在该端部上。具体地，如图10中所示，快门装置构成为可以移动至闭塞该刀具侧端部31a的闭塞位置311C和使该端部31a开口的开口位置311A。即，可以构成为使快门装置311如标号E所示的可以自由转动并可以如标号F所示地沿转动轴的轴向自由地进退，也可以构成为可在311A的状态下开放所述光波导部3的端部31a而连接所述激光照射用刀具100、110，在从311B移动至311C的状态下闭塞该刀具侧端部31a以免使异物附着在该刀具侧端部31a上而侵入。结果可以避免由于该异物的存在而造成的激光的功率降低。而且在快门装置为图10所示的情况下可以使结构简单化。
此外，机床也可以构成为如图14所示。即，在工件保持部203A上使用可以使所保持的工件W旋转的结构，而在刀架202A上如上所述地设置刀具安装部2026A。可以在与该刀具安装部2026A相对的位置(通常为在图14中箭头Y方向所设置的与刀架202A的机械原点相对应的位置等)配置未示出的自动换刀装置(ATC)，以通过该装置对所述切削加工用刀具以及所述激光照射用刀具相对该刀具安装部2026A安装或拆卸。结果，当在刀具安装部2026A上安装了切削加工用刀具的情况下，可以对旋转的工件W进行切削加工，当在刀具安装部2026A上安装了激光照射用刀具的情况下，可以对旋转的工件W进行淬火处理。而且，可以设置具有多个切削加工用刀具201以及激光照射用刀具100、110的多刀刀座(ATC刀具库)210，通过自动换刀装置将在该多刀刀座部210中所装备的刀具安装在刀具安装部2026A上。在该多刀刀座部210中，将要新安装的刀具接收到来自加工程序的指示时，该刀具将被运送至与自动换刀装置相对的位置。
下面参照图11至图13说明激光照射用刀具。图11(a)是示出激光照射用刀具的构造的一例的剖面图，图11(b)是示出焊炬部103构造的侧面图，图11(c)是示出快门装置105的构成的侧面图；图12(a)是示出激光照射用刀具的构造的其它例子的局部剖面图，图12(b)是示出焊炬部103构造的侧面图；图13是示出适于闭塞波导路(激光的通路)的端部的快门装置的构成的图，(a)是示出位于闭塞位置的状态下的剖面图，(b)是示出位于开口位置的状态下的剖面图，(c)是示出位于闭塞位置的状态下的侧面图。
激光照射用刀具形成如图11(a)中标号100所示的形状，可通过可与工件机械200的刀架202接合的接合部101、形成被供给的激光的通路的波导路102、和将通过该波导路102的激光照射至工件W上的焊炬部103构成。
波导路102可以为在规定的部件104的内部形成的中空通路，并在该通路的内面进行反射处理。在这种结构中，激光一边通过所述内面被反射一边透过所述中空通路。作为反射处理例如可以进行镜面研磨或研磨精加工或金或银的涂装。部件104例如可以为金属，例如可以使用铝等。作为中空通路的形成方法，可预先将部件104分成多个，在其接合面形成槽。在分割为多个部件时，要使得其接合面不漏光。而且在由中空通路102构成波导路时(该波导路可由机械加工形成)，可提高其位置精度。
此外，也可以不将波导路形成为中空通路，而是如图12(a)所示，构成为在外周面进行了反射处理的导光体112。在该情况下，激光一边通过所述外周面被反射一边透过所述导光体112。作为反射处理例如可以进行金或银的涂装。作为导光体112例如可以为玻璃等。在通过这种导光体112形成波导路的情况下，仅通过改变导光体112的位置就可以简单地对激光的光路进行调整。
此外，可在这些波导路102、112的端部配置快门装置(参照图11(a)的标号105、图12(a)的标号115、图13的标号125)，在所述接合部101接合在所述刀架202上的情况下，使所述波导路102、112的端部102a、112a开口从而允许激光的供给，而当所述接合部101没有接合在所述刀架202上的情况下，闭塞所述波导路102、112的端部102a、112a开口以抑制异物附着在该端部上而侵入其中。由于在机床的情况下空气中的油雾一般都是呈浮游状态，所以可以抑制这种异物向波导路102、112附着和侵入其中的上述这种快门装置105、115、125非常适用。因此，在使用激光照射用刀具的情况下，可以避免由于波导路中异物的存在而造成的激光的功率降低。
该快门装置可以构成为如图11(a)、(c)所示，也可以构成为如图13所示。
图11(a)、(c)所示的快门装置105由轴部1051、和安装在该轴部1051上的快门部件1052构成，使得轴部1051沿箭头A、B方向移动，而快门部件1052通过未示出的凸轮机构选择性地移动至使波导路端部102a开口的位置和使波导路端部102a闭塞的位置。
图13(a)、(b)、(c)所示的快门装置125由可选择性地移动至使所述波导路112的端部112a闭塞的位置(参照图13(a)及(c))和使该端部112a开口的位置(参照图13(b))的快门部件1251、和将该快门部件1251向所述闭塞位置加载的弹簧部件1252构成。所述快门部件1251构成为：如图13(b)所示，在所述接合部101与所述刀架202接合时抵抗所述弹簧部件1252的作用力而向所述开口位置移动，而在所述接合部101从所述刀架202取走的情况下通过所述弹簧部件1252的加载力而向所述闭塞位置移动。而且快门部件1251可以由具有回复力的橡胶片形成，该快门部件1251可以由大致圆筒状的部件1253保持。当快门装置如图11、图13所示构成的情况下，由于和激光照射用刀具向机床的安装/脱离相对应地，部件1051、1253与刀架202触接，而快门部件1052、1251可以方便地移动，不仅可以省去使该部件1251移动的操作，而且可以防止误操作或忘记操作。
在所述波导路102、112的附近可以形成流体流动用的冷却通路106、116。在该情况下，可以抑制伴随着激光的通过的发热。作为流体可以使用液体(水等)或气体，其中在使冷却通路106、116与所述工件W相对向的位置开口(使用气体流体)而向工件W上喷射气体的情况下，可以除去工件表面的异物以及防止工作的氧化以及进行冷却。例如，即使是在进行切削加工之后进行激光淬火的情况下，也可以除去在工件表面上残留的切削用水或切削用粉，从而可以良好的品质进行激光加工。而且，因为在激光加工过程中工件过热时淬火性能将降低，在该情况下通过空气清洗来对工件进行冷却，从而可以减少淬火性能的降低。此外，在使用惰性气体的情况下，可以进行淬火部的屏蔽。
以上根据本发明的实施方式进行了说明，但是本发明中所述实施方式只是作为例示性而并不限于此。此外，本发明的范围由后附的技术方案所示出，而并不受限于实施方式所述。因此，属于技术方案的变形或变更都在本发明的范围内。

Claims (6)

1、一种机床，它具有：保持工件的工件保持部，和可移动地支承至少1个刀具的刀架，其特征在于，
在所述刀架上配置有发生激光的激光发生部，
所述激光发生部具有射出激光的半导体激光光源和将该被射出的激光传送给激光照射用刀具的光波导部，
所述半导体激光光源具有多个射出激光的射出口，
所述光波导部包括第1光波导部和第2光波导部，其中第1光波导部由多个光纤的束来形成，使来自各射出口的激光入射该多个光纤的束；第2光波导部则配置为使来自该第1光波导部的激光以直接入射的方式通过其内部，
所述第2光波导部是在预定的部件的内部形成的中空通路，在该通路的内面上实施了反射处理，使得激光一边由所述内面反射一边通过所述中空通路，
所述第2光波导部具有截面积逐渐减小的锥形光路部，
来自所述半导体激光光源的激光在通过所述锥形光路部的过程中能提高功率密度，并以该状态通过上述激光照射用刀具将该激光照射于由所述工件保持部所保持的工件进行淬火处理。
2、根据权利要求1所述的机床，其特征在于，
所述刀架构成为能通过旋转轴的旋转而转动，所述激光发生部的配置位置为与所述旋转轴基本垂直的所述刀架的表面。
3、根据权利要求1所述的机床，其特征在于，
上述刀架具有至少一个能支承切削加工用刀具也能支承替换该切削用刀具的激光照射用刀具的刀具安装部，
上述光波导部配置在从所述半导体激光光源附近至所述刀具安装部附近，在该刀具安装部附近具有刀具侧端部，
所述激光照射用刀具在被支承在所述刀具安装部上的状态下与所述光波导部的刀具侧端部连接，由此能将从所述半导体激光光源供给的激光照射至所述工件上。
4、根据权利要求3所述的机床，其特征在于，
所述工件保持部构成为能使所保持的工件旋转，
在能与该刀具安装部相对的位置配置有将所述切削加工用刀具以及所述激光照射用刀具对于该刀具安装部进行安装或拆卸的自动换刀装置，
通过使用该自动换刀装置进行刀具更换，能对旋转的工件进行切削加工或淬火加工。
5、根据权利要求3或4所述的机床，其特征在于，
具有能开关所述刀具侧端部的快门部，
所述快门部在将所述激光照射用刀具与所述刀具侧端部连接的情况下使该端部打开，而在将所述激光照射用刀具从所述刀具侧端部取走的情况下闭塞该刀具侧端部来抑制异物附着在该端部上。
6、根据权利要求5所述的机床，其特征在于，
所述快门部构成为能在闭塞该刀具侧端部的闭塞位置和使该端部开口的开口位置移动。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4390627B2 (ja) 2004-05-28 2009-12-24 ヤマザキマザック株式会社 レーザ焼き入れ工具
JP4865329B2 (ja) 2005-12-28 2012-02-01 ヤマザキマザック株式会社 レーザ焼入工具
JP2007277636A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Yamazaki Mazak Corp レーザ焼入れ方法
JP2007313515A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Jtekt Corp 複合加工機及びこれを使用した加工方法
JP5073247B2 (ja) * 2006-08-29 2012-11-14 ヤマザキマザック株式会社 レーザ焼入れ装置
GB201212629D0 (en) 2012-07-16 2012-08-29 Prec Engineering Technologies Ltd A machine tool
DE102013218483A1 (de) * 2013-09-16 2015-03-19 Homag Holzbearbeitungssysteme Gmbh Verfahren zur Laserbearbeitung sowie Bearbeitungsmaschine
CN105983837B (zh) * 2015-03-02 2018-08-21 东台精机股份有限公司 复合式计算机数值控制加工机及其加工方法
CN106148946A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 东台精机股份有限公司 激光熔覆工具头及其加工表面感测方法
JP6033368B1 (ja) 2015-06-15 2016-11-30 Dmg森精機株式会社 加工機械
DE102015110264A1 (de) * 2015-06-25 2016-12-29 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur generativen Herstellung wenigstens eines dreidimensionalen Objekts
GB2560737A (en) * 2017-03-22 2018-09-26 Hybrid Manufacturing Tech Limited A machine tool
CN111286596A (zh) * 2020-03-06 2020-06-16 浙江久恒光电科技有限公司 薄刀片刃口的淬火强化工艺
US20230241690A1 (en) 2021-09-30 2023-08-03 Neturen Co., Ltd. Machining apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585455A (en) * 1983-10-28 1986-04-29 Ioptex Inc. Intraocular lens with iris spacer mechanism
JPS61164738A (ja) * 1985-01-14 1986-07-25 Toyoda Mach Works Ltd レ−ザ加工可能な工作機械
US6157755A (en) * 1997-03-17 2000-12-05 Deutsches Zentrum Fuer Luft-Und Raumfahrt E.V. Laser system
DE19811032B4 (de) * 1997-03-17 2007-10-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Lasersystem
DE10126165A1 (de) * 2001-04-12 2002-10-24 Index Werke Kg Hahn & Tessky Verfahren zum Härten eines Oberflächenbereichs eines Werkstücks
US7114858B2 (en) * 2003-09-23 2006-10-03 The University Of Chicago Laser based ignition system for natural gas reciprocating engines, laser based ignition system having capability to detect successful ignition event; and distributor system for use with high-powered pulsed lasers
US7248614B2 (en) * 2004-02-24 2007-07-24 Yamazaki Mazak Kabushiki Kaisha Laser beam generating unit
JP4390627B2 (ja) * 2004-05-28 2009-12-24 ヤマザキマザック株式会社 レーザ焼き入れ工具

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
二极管激光在钎焊上的应用. 友清.激光与光电子学进展，第1999卷第1期. 1999
二极管激光在钎焊上的应用. 友清.激光与光电子学进展，第1999卷第1期. 1999 *

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Publication number Publication date
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EP1568438A1 (en) 2005-08-31
US20050184032A1 (en) 2005-08-25
CN1660542A (zh) 2005-08-31
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