CN100588495C - 长条工件的三维加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够在对长条工件实施三维激光加工的同时，实施攻螺纹加工的装置。装备在利用激光对管等长条工件实施三维加工的装置中的加工单元(200)，具备激光加工单元(210)和攻螺纹单元(250)。激光加工单元(210)的焰炬(220)在对工件实施激光加工的同时，加工攻螺纹螺纹底孔。攻螺纹单元(250)具有利用转台机构分度的多个旋具(260)，将被分度的旋具(260)沿轴Z2方向进给，利用攻螺纹工具(261)实施攻螺纹加工。

Description

长条工件的三维加工装置
技术领域
本发明涉及一种能够对管和角材等所谓长条构件利用激光切断等进行自由曲面形状的线状切断的三维加工装置。
背景技术
最近，提出了一种能够对长条工件进行切断加工的线状加工装置。下述专利文献涉及本申请人拥有的长条构件的三维激光加工装置。
专利文献1：专利第3769663号
专利文献2：专利第3710116号
专利文献3：专利第3796079号
上述三维激光加工装置，能够对管和角材等长条构件利用激光进行自由曲面加工，不过，不能实施螺纹孔等机械加工。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够对长条构件连续地进行自由曲面激光切断加工等的同时，还能够实施螺纹孔的攻螺纹(tap)加工的三维加工装置。
为了实现上述目的，本发明的三维加工装置，作为基本手段，包括；具有与作为加工物的长条工件的长度尺寸对应的长度尺寸的长条基座；配置在基座的长度方向的大致中心部的加工部；相对于加工部与一侧的基座对置装备的前工件加载装置；相对于加工部与另一侧的基座对置装备的后工件加载装置；和把持工件并沿着作为第1轴的X轴向加工部进给的多个卡紧装置。
并且，加工部具备立柱、在立柱上沿着与X轴正交的作为第2轴的Y轴被引导的滑鞍、和相对于立柱沿着与X轴、Y轴形成的平面垂直的作为第3轴的Z轴被引导的加工头，加工头具备激光加工单元和攻螺纹单元。
另外，攻螺纹单元具备转台机构，并具备利用转台机构分度的多个旋具、和由旋具把持的攻螺纹工具，同时具备将被分度的旋具沿Z轴方向进给的机构。
并且，具备在激光加工单元加工的攻螺纹螺纹底孔的加工后，继续对该攻螺纹螺纹底孔利用攻螺纹单元实施攻螺纹加工的功能。
发明的效果
根据本发明的三维加工装置，能够对管等长条工件实施三维激光加工，同时能够对卡紧的工件连续地进行攻螺纹加工。因而，能够省略在后面工序中进行攻螺纹加工的工时。
另外，攻螺纹的螺纹底孔能够利用激光加工与三维加工同时进行，也能够大幅度地缩短整体的加工时间。
附图说明
图1是适用本发明的三维激光加工装置的从正面侧看的立体图。
图2是适用本发明的三维激光加工装置的从背面侧看的立体图。
图3是表示加工部的概要的立体图。
图4是加工单元的说明图。
图5是激光加工单元和攻螺纹单元的主视图和右视图。
图6是表示对长条圆管实施本发明时的立体图。
图7是图6的主要部分的立体图。
图8是表示对长条方管实施本发明时的立体图。
图9是图8的主要部分的立体图。
图10是表示对长条型材实施本发明时的立体图。
图11是图10的主要部分的立体图。
图中，1-三维激光加工装置，10-基座，21、22、23、24-卡紧装置，30-前工件加载装置，40-后工件加载装置，100-加工部，110-立柱，120-滑鞍，130-加工头，200-加工单元，210-激光加工单元，250-攻螺纹单元。
具体实施方式
图1是适用本发明的三维激光加工装置的从正面侧看的立体图，图2是从背面侧看的立体图。
以符号1表示整体的三维激光加工装置具备基座10。在基座10上设置没有图示的引导装置，4基的卡紧装置21、22、23、24沿着箭头A-B所示的X轴独立移动地配备。
在基座10的中央部配置加工部100，夹着加工部100配置前工件加载装置30和后工件加载装置40。
前工件加载装置30包括具有工件支架31a的多台链式加载装置31和附设在各链式加载装置31上的传送装置32。传送装置32具有工件支架32a，将由链式加载装置31送出的工件向卡紧装置供给。
后工件加载装置40也具备同样的构成，从卡紧装置接收加工过的工件，向机外输送。
在三维激光加工装置中装备控制装置51、NC装置52、强电盘53、激光振荡装置54、冷却单元55等必要的设备。
图3是表示加工部100的概要的立体图。
加工部100具有用适宜的盖102等保护的立柱110，并具有在立柱110上被沿Y轴方向引导的滑鞍120。在滑鞍120上支承着加工头130，并沿Z轴方向对其进行引导。在加工头130上设有激光加工单元150。激光加工单元150具备能够环绕正交的2个轴线转动的激光焰炬，能够对工件实施三维激光加工。
图4是表示装备在加工头130上的本发明的加工单元200的构成的说明图。
加工单元200具备激光加工单元210和攻螺纹单元250。
激光加工单元210具有将从激光振荡装置经由导光管212传送来的激光光束聚光并射出的焰炬220。焰炬220环绕垂直方向的轴C11转动的同时，也环绕水平方向的轴C12转动。
攻螺纹单元250具备转台机构，并具备由转台机构支承的多个旋具260。本实施例中，具备6个旋具260，分别装备不同尺寸的攻螺纹工具261、262、263、264、…。6个攻螺纹工具例如按公称直径准备M3、M4、M3、M6、M8、M10。
6个旋具260依靠伺服马达270环绕轴C13转动，并被分度。分度的旋具260依靠驱动机构280沿Z2轴方向升降。
伺服马达272驱动旋具260，对预先利用激光加工加工有螺纹底孔的工件实施攻螺纹加工。攻螺纹加工所必需的攻螺纹膏剂利用攻螺纹膏剂供给装置290涂布在攻螺纹工具上。攻螺纹膏剂供给装置290由驱动器292操作。攻螺纹单元250通过电缆274与加工头侧电连接。
图5(A)是激光加工单元210和攻螺纹单元250的主视图，(B)是右视图。
加工单元200支承在滑鞍120上，在立柱110上沿Y轴方向移动。
对工件激光加工攻螺纹的螺纹底孔的焰炬220的中心线和选择的攻螺纹工具在X轴上一致时，两者间的Y轴上的坐标距离Y10由NC装置掌握。
因此，焰炬220对工件在规定位置加工出攻螺纹螺纹底孔后，将加工单元200在Y轴上移动距离Y10，将具有选择的攻螺纹工具261的旋具260沿轴Z2方向下降，能够对加工过的螺纹底孔实施攻螺纹加工。
图6是表示对长条圆管实施本发明时的立体图，图7是主要部分的立体图。
以符号500表示整体的长条圆管由前工件加载装置送入，并被卡紧，利用加工单元200的激光加工单元210加工具有三维形状的开口部510。图7表示在长条圆管500上加工的开口部510的周围加工4个螺孔的情况。
利用激光加工单元210加工出攻螺纹螺纹底孔520后，按照前面叙述的程序利用攻螺纹单元250加工螺孔521。其他螺孔522、523、524也经由同样的工序进行加工。
还有，各螺孔是只在相对于工件500的表面垂直的方向加工的。
图8是表示对长条方管600实施本发明时的立体图，图9是主要部分的立体图。
以符号600表示整体的长条方管利用加工单元200的激光加工单元210加工开口部610、612。
图9表示在开口部610的周围加工4个螺孔的情况。
利用激光加工单元210加工出攻螺纹螺纹底孔620后，按照前面叙述的程序利用攻螺纹单元250加工螺孔621。其他螺孔622、623、624也经由同样的工序进行加工。
还有，各螺孔是只在相对于工件600的表面垂直的方向加工的。
图10是表示对长条型材700实施本发明时的立体图，图11是主要部分的立体图。
以符号700表示整体的长条型材利用加工单元200的激光加工单元210加工加工部710、712、714。
图11表示在该型材700上加工2个螺孔的情况。
利用激光单元加工出攻螺纹螺纹底孔720后，按照前面叙述的程序利用攻螺纹单元250加工螺孔721。其他螺孔722也经由同样的工序进行加工。
还有，各螺孔是只在相对于工件700的表面垂直的方向加工的。

Claims (4)

1.一种长条工件的三维加工装置，包括：
具有与作为加工物的长条工件的长度尺寸对应的长度尺寸的长条的基座；
配置在基座的长度方向的大致中心部的加工部；
相对于加工部与基座的一侧对置装备的前工件加载装置；
相对于加工部与基座的另一侧对置装备的后工件加载装置；和
把持工件并沿着作为与基座的长度方向平行的第1轴的X轴向加工部进给所述工件的多个卡紧装置，
加工部具备立柱、在立柱上沿着水平面内与作为第1轴的X轴正交的作为第2轴的Y轴被引导的滑鞍、和相对于立柱沿着与作为第1轴的X轴和作为第2轴的Y轴形成的平面垂直的作为第3轴的Z轴被引导的加工头，
加工头具备激光加工单元和攻螺纹单元。
2.一种长条工件的三维加工装置，包括：
具有与作为加工物的长条工件的长度尺寸对应的长度尺寸的长条的基座；
配置在基座的长度方向的大致中心部的加工部；
相对于加工部与基座的一侧对置装备的前工件加载装置；
相对于加工部与基座的另一侧对置装备的后工件加载装置；和
把持工件并沿着作为与基座的长度方向平行的第1轴的X轴向加工部进给所述工件的多个卡紧装置，
加工部具备立柱、在立柱上沿着水平面内与作为第1轴的X轴正交的作为第2轴的Y轴被引导的滑鞍、和相对于立柱沿着与作为第1轴的X轴和作为第2轴的Y轴形成的平面垂直的作为第3轴的Z轴被引导的加工头，
加工头具备激光加工单元和攻螺纹单元，
攻螺纹单元具备转台机构，并具备利用转台机构分度的多个旋具、和由旋具把持的攻螺纹工具。
3.根据权利要求2所述的长条工件的三维加工装置，其中，
攻螺纹单元具备将被分度的旋具沿Z轴方向进给的机构。
4.根据权利要求1或2所述的长条工件的三维加工装置，其中，
具备在激光加工单元加工的攻螺纹螺纹底孔的加工后，继续对该攻螺纹螺纹底孔利用攻螺纹单元实施攻螺纹加工的功能。
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