CN102922146B - 用于加工管的加工装置的卸料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管(2)的切割加工的加工装置的卸料装置(5)，所述卸料装置具有一个能够沿管纵向方向(X)运动且能够插入待加工的管(2)的内部的捕获喷枪(27)。所述卸料装置(5)包括至少一个用于支撑捕获喷枪(27)的、能够沿高度方向(Z)运动的、尤其是辊状的支撑元件和/或一个用于搁置至少一个在管(2)的切割加工中待切断的管段的、能够沿高度方向(Z)运动的搁置面(24)。本发明也涉及一种用于通过配设有这样的卸料装置(5)的激光加工装置对管进行切割加工的方法。

Description

用于加工管的加工装置的卸料装置
技术领域
本发明涉及一种用于加工管的加工装置的卸料装置，以及一种在应用这种卸料装置的情况下的加工方法，该卸料装置具有一个能在管纵向方向(X方向)上运动并且能插入到待加工管的内部中的捕获喷枪(Fanglanze)。
背景技术
在本发明的范围内，管指的是长形物体(长形工件)，其长度通常要比其横截面大许多并且其由基本上非柔性的材料制成。管可具有敞开或者封闭的任意横截面形状，其中，圆形管及矩形管是最为常见的管。在本发明的范围内，由管通过激光切割制成的管形部件被称作管件。
图1示出一种作为“TruLaser Tube”己知的、用于对管2进行激光切割的加工设备1，该加工装置被称作激光切割设备并且被构造用于加工具有任意横截面形状的管。所示的激光切割设备1包括一个用于将待切割的管2从侧面输入给激光切割设备1的输入装置3、一个用于由管2激光切割出管件的加工装置4和一个用于从激光切割设备1卸载已切割好的管件的卸料装置5。激光切割设备1的所有重要功能借助一个数控装置6被控制。
输入装置3包括一个用作工件运动装置的旋转和进给装置7以及一个具有导轨9的床身8和一个直通装置(Durchschiebeeinrichtung)10。旋转和进给装置7能在进给方向11上在导轨9上移动地被电动驱动。在面向待输入的管2的那一侧上，旋转和进给装置7具有夹紧装置12，该夹紧装置能够在双箭头13的方向上受控地旋转并且从外部包围和位置固定地夹紧待输入的管2。待输入的管2被至少一个集成在床身8中的工件支撑装置14支撑。在加工装置4的区域中，管2穿过直通装置10。直通装置10被这样地设计，使得被夹紧的管2在进给方向11上被引导并且不被位置固定地夹紧。管2在直通装置10中能够围绕旋转轴线13旋转。
加工装置4包括一个用于产生激光束16的激光束源15、一个加工头17和一个束导向装置18，束导向装置将激光束16从激光束源15引向加工头17。激光束16从加工头17射出并且聚焦到被夹紧的管2的外圆周面上的加工部位F上。卸载装置5设置在直通装置10的背对床身8的侧上，该卸载装置将由管2切割出的管件以及残余管从激光切割设备1导出。
为了提高激光切割设备1的生产率，在图1中所示的激光切割设备1具有作为自动化部件的装载装置19，通过该装载装置将管2自动地输送到转交位置中并且转交给激光切割设备1的输入装置3。由激光切割设备1和装载装置19组成的机械结构被称为加工单元20。
当通过装载装置19输入的管2布置在转交位置中时，旋转和进给装置7最初位于远离加工头的初始位置中。为了管加工，该旋转和进给装置7从其位置带着打开的夹紧装置12向着待输入的管2的方向移动这么远，直到管2的背对加工头17的端部位于夹紧装置12的内部为止。该夹紧装置12被关闭并且由此将管2位置固定地夹紧在旋转和进给装置7中。旋转和进给装置7以及管2共同地向着加工头17的方向运动。在此，管2以其面向加工头17的端部首先进入到直通装置10中并且在进给方向11上运动穿过该直通装置10，其中，管2在直通装置10中能够围绕旋转轴线13旋转。管2通过旋转和进给装置7在进给方向11上相对于加工头17的移动运动被调节到期望的加工位置中。
EP1 923 166 B1公开了这样一种用于对管进行激光加工的加工设备，该加工设备在卸料装置上具有一个捕获喷枪和一个顶料器，以便能够无飞溅物地加工管。捕获喷枪可伸入到待加工管的内部。切割好的管件被置于捕获喷枪上并且能够在管的加工之后通过顶料器从该捕获喷枪顶出并且卸载。捕获喷枪和顶料器可在管纵向方向上运动。
通过DE 102 49 106 A1已知，在管切割机中可安置一个可受控地移动的滑座，该滑座能够承载各种辅助装置(例如中空喷枪)，以便支撑、引导或抛出待加工或已加工完的管。滑座具有一个用于存放辅助装置的水平承载板，该承载板通过伺服驱动器能够在高度方向上受控制地移动。
发明内容
本发明的目的在于将管加工机的带有捕获喷枪的卸料装置设计得更加稳定且更加坚固，增加捕获喷枪的使用寿命并且尤其是避免在待加工管内部形成刮痕。
这一目的通过开头所述类型的卸料装置实现，其具有至少一个用于支撑捕获喷枪的、能够沿高度方向运动的尤其是辊状的支撑元件和/或一个用于搁置至少一个在管的切割加工中待切断的管段的、能够沿高度方向运动的搁置面。在此种卸料装置中，捕获喷枪、至少一个管段或两者均被支撑，以便在管段跌落到捕获喷枪上或者在由捕获喷枪承载管段的情况下避免捕获喷枪弯垂或损坏。
用于捕获喷枪的可调节高度的支撑元件是卸料装置的组成部分，它安置在加工位置的背对旋转与进给装置的侧上。在此种卸料装置中，支撑元件被调整到捕获喷枪的高度上，因此被用作捕获喷枪(英语：“Catcher”)的支撑部位。这样就能够防止捕获喷枪因其自重或因穿在其上之管段的重量而弯折并且因此导致装置的刚性改善、振动减小并且捕获喷枪的使用寿命增加。通过这种方式能够改善加工的精度，并可避免因捕获喷枪与管的接触而产生刮痕。
在切下的管段掉落到捕获喷枪上的情况下，为防止捕获喷枪发生弯折并避免损坏捕获喷枪，可使用搁置面用以存放管或在切割加工过程中从管上切下的管段。为此，搁置面安置在加工部位的区域内，并在加工期间支撑至少一个待切去的管段。在这种情况下，并不需要用捕获喷枪接收切下的管段。而是可在切割加工之后将管段存放到搁置面上。
这样，一方面可使捕获喷枪保持设置在管和管段中心，从而使管内壁不会与捕获喷枪发生接触。另一方面，管段可通过搁置面的受控(缓慢)下沉运动被置放到捕获喷枪上，而不是因重力作用而不受控制地掉落到捕获喷枪上。通过这种方式能避免管内侧出现刮痕，并能够防止捕获喷枪损坏。在根据本发明的卸料装置的一个特别有利的变型中，前述两种措施被结合。
在另一有利实施方式中，优选能够沿管纵向方向运动的顶料器包括一尤其构造成支撑辊形式的支撑元件。为支撑捕获喷枪，支撑元件可以以能够沿高度方向运动的方式支承在顶料器上。有利的是，顶料器本身以能够沿高度方向运动的方式被支承，使得当顶料器沿高度方向运动时，支撑元件随之沿高度方向运动。
顶料器通常包括一个用于将放置在捕获喷枪上的管段顶出的顶料元件以及一个呈一个(或多个)支撑辊形式的支撑元件，捕获喷枪可支承在支撑元件上。在捕获喷枪相对于顶料器运动时，捕获喷枪仅以小的摩擦在支撑辊上滚动，这样顶料器以及捕获喷枪均不会损坏。
为限制在支撑时由支撑辊作用在捕获喷枪上的力，顶料器和/或支撑辊在高度方向(Z方向)上受到弹簧弹性地被支承。在这种情况下下，顶料器以及支撑辊通常能够克服与重力方向相反作用的弹簧力移动。
在一个实施方式中，顶料器具有一顶料元件，该顶料元件能够沿管纵向方向或者说沿管进给方向移动地支承在顶料器上，确切地说通常克服弹力的作用。因为在顶出管件的过程中，在需要时管件与顶料器之间有可能发生卡住，有利的是，在负荷过大的情况下，通常呈板状的顶料元件作为过载保护装置能够执行沿着管进给方向(正X方向)的退让运动。在触发顶料元件的退让运动时的力可例如通过一个机械限力器无级地调整。顶料元件的触发可例如借助接近开关检测，以便使管停止沿管纵向方向继续进给。
顶料器尤其优选具有一顶料器保持装置，该顶料器保持装置能够沿高度运动地设置在一个能够沿管纵向方向(X方向)移动的顶料器托架上。在这种设计结构中，顶料器可灵活定位，即顶料器沿着捕获喷枪的位置可灵活地与待切割管的不同尺寸或者说与管段的数量及尺寸相适配。
在本发明的一个改进方案中，搁置面构造在一个可沿管纵向方向(X方向)移动的搁置托架上。搁置托架的搁置面优选不仅能够沿管纵向方向，而且还能沿着至少一个另外的方向(受控)移动。搁置面沿另外的方向的运动在此要么是通过搁置托架作为一个整体的移动实现，或者通过以下方式实现，即搁置面相对于承载它的搁置托架移动。
在加工管期间，搁置面可以定位在需搁放或者说需支撑的管的下方，并沿Z方向调节到管上，从而使切断的管件不至于跌落到捕获喷枪上，而是从下方通过搁置面支撑。在加工结束后，捕获喷枪可从管件中拉出，而不至于接触到管件并损坏管表面。切断的管件可直接从搁置面上取走，或者随同搁置托架沿管纵向方向移动到另一位置并在那里卸料。
如果搁置面附加地能够沿着至少一个不同于管纵向方向的方向移动，那么此外可能的是，将顶料器托架或该或者说这些捕获喷枪托架直接定位在加工部位上，例如当加工细管并且应当捕获在细短的捕获喷枪上时。在一实施方式中，搁置托架还具有一个能够使搁置托架的搁置面横向于管纵向方向或者说机床轴线移动的悬臂。在这种情况下，如果顶料器托架或者承载着捕获喷枪的该或者说这些捕获喷枪托架应当定位在加工部位旁边，则搁置面能够移离机床纵轴线，从而能够以极其简单的方式避免碰撞。
在另一实施方式中，搁置面能够调节高度地支承在搁置托架上。在这种情况中，顶料器托架或该或者说这些捕获喷枪托架可在搁置面下方穿移，反之亦然。搁置面的高度调节例如可通过将搁置面安置在一高度可受控调节的托架上来实现，搁置面的垂直调节可用于将搁置面放置到应由该搁置面支撑的管的包络圆上。
在这种情况下，搁置面尤其可构造成棱柱形的，即，从一个形成搁置面的顶点的、沿管纵向方向延伸的棱边出发横向于管纵向方向向两侧升高，这样，从而避免置于其上的管件的侧向滚落或滑落。
在另一个实施方式中，搁置托架的搁置面可在一个用于放置需要从管上切下的管段的水平的第一位置与一个用于抛出从管上切断的管段的倾斜的第二位置之间摆动。可采用例如液压缸或气动缸形式的摆动装置来实现搁置面在两位置之间的摆动，缸的活塞作用在搁置面的自由端部上。通过搁置面的这种摆动运动，置于搁置面上的管件可特别方便地卸载。
在一种尤其优选的实施方式中，卸料装置不仅具有一带有支撑元件的顶料器，而且具有一带有搁置面的搁置托架，从而在加工期间或之后，捕获喷枪以及管或管段均能能够被支撑。通过这种方式实现加工的特别优异的稳定性和精度。
捕获喷枪可安置在两个捕获喷枪保持装置上，所述捕获喷枪保持装置可相互独立地调节高度，也就是说，可彼此独立地沿着垂直于管纵向方向的Z方向运动。以这种方式不仅使捕获喷枪能够改变高度，例如以便将其放到上管内侧上，而且还能够将捕获喷枪以与X轴成一角度倾斜的方式向上调整。这样尤其是在使用细长的捕获喷枪时能实现管的无刮痕加工，因为此时捕获喷枪的由于自重而产生的弯折能够被补偿，该弯折在将捕获喷枪插入待加工管中时可能导致喷枪在管内壁上的碰撞或磨损。捕获喷枪保持装置通常能够沿管纵向方向(X方向)移动地被支承。
两个捕获喷枪托保持装置优选安置在两个能够相互独立地沿管纵向方向移动的捕获喷枪托架上。利用这种方式，可以有针对性地改变捕获喷枪保持装置的支撑间距，并且根据捕获喷枪的长度和重量以及待加工管的直径和重量进行调节：若捕获喷枪较长且管件较重，则可增大支撑间距，以便减小捕获喷枪的弯折以及保持装置的负荷。
在一种实施方式中，捕获喷枪能够沿管纵向方向移动地支承在至少一个捕获喷枪保持装置上，以便能够在(沿正或负的X方向)作用于捕获喷枪上的力过大时执行退让运动。该移动可以如在顶料元件克服弹簧力的作用时那样进行，其中，退让运动触发时所需的负荷同样可通过限力器来调整。对于捕获喷枪来说，既能沿管的进给方向(在正的X方向上)，又能逆着管的进给方向(在负的X方向上)进行退让运动，因为在捕获喷枪插入到管中以及从管中拉出时都有可能发生卡住。可借助于一个接近开关检测补偿运动的出现，以便停止捕获喷枪沿管纵向方向的继续运动。
在本发明的一种改进方案中，卸料装置具有一个倾斜的卸料面，该卸料面横向于管纵向方向连接在搁置面上。该倾斜卸料面的上端部在此被设置在一个与搁置面下端部的高度在倾斜位置中相一致的高度上，这样就能以受控的方式将管或管件运送到收集容器或运输装置中。利用这一沿着管纵向方向在搁置托架或者说捕获喷枪托架的整个移动路径上延伸的(静止的)卸料面，能够在沿着管纵向方向移动时避免搁置面与定位不佳的收集容器发生碰撞并防止有可能在那里出现的卡住。
该或这些捕获喷枪托架、顶料器托架以及搁置托架可安置在一个沿管纵向方向延伸的(纵向)支架的导轨上。所述导轨能够使导向变得极为简单而且成本低廉。借助于可控驱动器，可以令各托架彼此独立受控地沿着导轨运动，并将它们沿着支架调整到期望位置中。显然，此类导轨也可以直接安置在车间地面上，从而使托架能够直接在地面上移动。在这种情况下，搁置托架的退让运动可在例如其中一条导轨的支路上实现，搁置托架在这条导轨上可沿着一分岔出来并偏离管纵向方向延伸的导轨段移动。
本发明的另一方面涉及一种通过配设有上述卸料装置的激光加工装置对管进行切割加工的方法，该方法包括下列步骤：将捕获喷枪插入到待加工的管的内部，直至该捕获喷枪的捕获开口被定位在激光束的加工部位上；使支撑元件——例如通过顶料器的运动——和/或搁置面沿高度方向(Z方向)运动，直至所述捕获喷枪和/或至少一个待切断的管段受到搁置托架的搁置面支撑为止；借助所述激光束从管切断至少一个管段；以及将所述捕获喷枪从所述管段拉回。
在根据本发明的方法中，捕获喷枪在加工管期间以及在将切完的管件顶出期间都由顶料器的支撑元件支撑，因此它可弯折得较少，甚至可完全不发生弯折，并且减小了振动。作为可选或补充方案，在加工期间以及在插入或拉出捕获喷枪期间，可以利用搁置托架的搁置面来支撑需要切掉或已经切掉的管件。通过这种方式，可彻底避免捕获喷枪与管内面之间发生接触，因为捕获喷枪不再用于接收切断的部件，而只用于排出金属飞溅物。捕获喷枪是在管中央插入或拉出的，而切断的管件则停留在搁置面上。因此能够避免了在管内侧上发生刮擦的情形。在这种情况下，顶料器就不再是必需的了。
捕获喷枪优选在至少一个管段被切断之前或之后沿高度方向(Z方向)移动，以便在切割过程中使它与切割棱边之间的距离最小化。
作为补充或可选方案，可以在插入待切割管和/或从管段中拉出时将捕获喷枪朝着Z方向与管纵向方向(X轴)成一角度定向。这样就可以对细长的捕获喷枪的弯折实现补偿，从而防止在捕获喷枪与管端之间发生碰撞以及避免捕获喷枪在管内侧上的磨损。捕获喷枪在与管纵向方向形成夹角的定向可以通过如下方式实现，即其上支承捕获喷枪的捕获喷枪保持装置在高度方向上调节到不同位置上。
附图说明
本发明的其它优点由说明书以及附图给出。同样，前面已经提到以及后面还要进一步详细说明的各个特征既可以单独应用，也可以由多个特征任意组合地应用。所示和所述的实施例不应理解为穷尽性列举，而是具有用以描述本发明的示范性特点。
其示出：
图1用于管的激光加工的传统加工设备的示意图；
图2带有搁置托架、顶料器托架以及固定在两个捕获喷枪托架上的捕获喷枪的卸料装置的示意图；
图3根据图2的顶料器托架以及固定在两个捕获喷枪托架上的捕获喷枪的示意图；
图4根据图2的顶料器托架的示意图；
图5具有在初始位置或者说卸料位置中的捕获喷枪的卸料装置的侧视图；
图6具有在插入到待加工管中的插入位置中的卸料装置的侧视图；
图7具有在工作位置中的捕获喷枪的卸料装置的侧视图。
具体实施方式
图2示出卸料装置5的示意图，该卸料装置取代在图1中示出的卸料装置5在图1的激光切割设备1中使用。卸料装置5具有一个(纵向)支架21，该支架沿着管纵向方向(XYZ坐标系的X方向)连接在床身8(参见图1)上。在支架21上安装有沿着管纵向方向X延伸的导轨22。
卸料装置5包括一个具有搁置面24的搁置托架23、一个单侧地支承在两个捕获喷枪托架25、26上的捕获喷枪27以及一个布置在顶料器托架28上的顶料器29。
在安装在横向支架21的背对(在图2中未示出的)管的那一侧上的(在图2中未示出)导轨上搁置托架23沿着管纵向方向X被导向。搁置托架23能够通过一个(未示出的)驱动器借助在图1中示出的控制装置6可控制地和被控制地移动。在本示例中，搁置托架23的搁置面24被构造成棱柱形成形的搁置台，该搁置台能够通过一个悬臂30沿着一个横向于管纵向方向X的方向(Y方向)调整到支架21的上侧上方或者拉回，使得搁置面24不再伸入到支架21的面向管的那一侧的区域中。横向悬臂30安装在搁置托架23的一个(未示出的)Z-托架上，该Z-托架可通过一个(未示出的)驱动器移动，使得搁置托架23的搁置面24能够受程序控制地(借助控制装置6)在高度方向上(即Z方向)移动，从而能够被调整到已被加工或待加工的管的直径或者说包络圆上。
在图2中示出的搁置托架23的搁置面24可在第一角度位置和第二角度位置之间摆动。在水平的第一位置(在图2中未示出)中，管件能够无滚动或滑动地搁置到搁置面24上。在这种情况下，当管件从未被加工的管上切断时，搁置托架23被定位在各个需要搁置的管件下方。向两侧升高的棱柱形搁置面24能够防止置于其上的管或管件侧向滚落或滑落。随后，通过搁置托架23在管纵向方向X上的移动，以水平位置搁放在搁置面24上的管件能够沿着支架2被运送至另一个位置并且在那里用手或通过搁置面24的倾斜被卸载。通过这种方式，能够将部件分选到沿床身或支架21的不同容器中。为了沿着卸料装置5的纵轴X在不同位置上抛出管件，搁置托架23能够受程序控制地沿管纵向方向X移动。一个(未示出的)液压缸用于将搁置面24从水平的第一位置摆动到(在图2中示出的)倾斜的第二位置中，反之亦然。为此，搁置面24的一个自由端部与液压缸的活塞杆运动耦合。
为了确保过程可靠地卸载管件并且按规定地转交给收集容器或运输装置，在床身上安装一个在管纵向方向X上沿着整个支架21延伸的倾斜的卸料面31。该卸料面31的上端部在此在其倾斜位置中连接到搁置面24的下端部上。卸料面31例如用于防止：运动的搁置面24与定位不好的收集容器卡住。倾斜的卸料面31通常以其下端部在其高度上(Z方向)这样地布置，使得管件无需附加的提升装置就能够被抛出到欧洲栅格箱(Euro-Gitterboxen)(抛出高度900mm)中。
搁置托架23的搁置面24可凭借横向悬臂30带入到在支架21的背离管的那一侧上的拉回位置中。因此，例如当顶料器托架28应当直接与加工位置(参见图1)相接地布置时，搁置面24可以沿Y方向移动离开机器纵轴线。
如图3所示，捕获喷枪27支承在两个捕获喷枪保持器32、33上，这些捕获喷枪保持器分别安装在一个能够沿管纵向方向X移动的捕获喷枪托架25、26上。捕获喷枪27沿管纵向方向X向着旋转与进给装置7(参见图1)伸出。捕获喷枪托架25、26分别联接到一个用马达式捕获喷枪驱动器的驱动单元上。该驱动单元具有一个驱动马达。所述驱动马达驱动一个在图中未详细绘出的驱动齿轮，该驱动齿轮在它这边配合到一个安装在横向支架21上的驱动齿条中。
捕获喷枪托架25、26借助马达式驱动器耦合并且能够连同捕获喷枪27一起沿管纵向方向X移动。当它们移动时，捕获喷枪托架25、26由一个纵向导向装置导向。纵向导向器是常规的直线导向装置，它包括一个安装在支架21上的导轨。一个设置在捕获喷枪托架25、26上的捕获喷枪侧的具有常规结构形式的纵向导向装置与导轨协同作用。
如在图3中所示，捕获喷枪保持器32、33能够彼此独立地借助各一个设置在捕获喷枪托架25、26的背面上的驱动马达(在图3中未示出)通过小齿轮48和齿形皮带49调整高度。通过将捕获喷枪保持器32、33调整到不同的Z-位置中，捕获喷枪27能够以相对于管纵轴线X成一角度的方式定向，这在下面详细地说明。
当捕获喷枪27应当仅仅在水平定向上被使用并且在它的相对于X轴的角度上不应当改变时，两个捕获喷枪保持器32、33可以机械(刚性)地相互耦合，例如借助金属板桥34。通过这种方式能够复合地吸收通过捕获喷枪27和置于其上的管件产生的力矩，由此改善结构的稳定性和刚性。捕获喷枪27支承在一个设置于金属板桥34上的捕获喷枪联轴器35上，捕获喷枪联轴器能够实现捕获喷27的更换。捕获喷枪联轴器35可沿管纵向方向X移动地支承在导轨36上，以便如果当捕获喷枪27驶入管2中或者捕获喷枪27从管2拉回时发生碰撞，则能够实现捕获喷枪27的退让运动。在触发补偿运动时的沿X方向的力可通过一个机械式限力器37无级地调整。在此，触发力可根据待加工管2的重量和尺寸或者根据捕获喷枪27的大小和长度进行适配。
捕获喷枪27在其自由端部上设有一个在图3中可见的捕获开口38。在结构和工作方式上，捕获喷枪27例如相当于在EP1454700A1中所述的冷却和/或冲洗喷枪。它可以变换地被实施为无冲洗功能的“消耗喷枪(Opferlanze)”。在这种情况下，捕获喷枪在其自由端部上构造有一个无冲洗流体入口的勺形捕获开口38，以便捕获焊接飞溅物。在对管进行切割加工时，捕获开口38在待加工管2的内部布置在激光束16的加工部位F下方(参见图1)。
在冲洗喷枪中，掉落在管2内部的金属飞溅物通过捕获开口38到达喷枪27的内部，并借助于冲洗介质从捕获喷枪内部排出。冲洗介质通过软管被输入到捕获喷枪27中，并连同赃物一起排出捕获喷枪27。冲洗介质的输入管路与排出管路受保护地安放在一个固定于捕获喷枪托架25、26上的拖拽链内部。
在图4中示出了顶料器29的细节。顶料器29包括一个顶料元件39和一个呈支撑辊40形式的支撑元件。顶料元件39构造成板状的并且具有一U形的贯穿开口41，捕获喷枪27在该贯穿开口处贯穿顶料元件。支撑辊40可旋转地支承在顶料器保持装置42上并且用于在激光加工期间以及在卸载管段时支撑捕获喷枪27。为了限制由支撑辊40作用在捕获喷枪27上的力，顶料器保持装置42在Z方向上可弹簧弹动地被支承并且能相对于顶料器托架28在高度方向上(沿Z方向)移动。
带有顶料器29的顶料器托架28联接到一个(未示出的)马达式顶料器驱动器的驱动单元上。该马达式顶料器驱动器的驱动单元包括一个驱动电动机。驱动电动机驱动一个驱动齿轮，该驱动齿轮本身则与驱动齿条的配对齿部相啮合。与此相应地，驱动齿条构成对于马达式捕获喷枪驱动器和马达式顶料器驱动器共有的、在承载结构侧的驱动装置。借助于马达式顶料器驱动器，顶料器托架28连同顶料器29能够沿着管纵向方向X相对于激光切割头17移动。一个未详细示出的顶料器纵向导向装置用于在顶料器托架28或者说顶料器29沿着管纵向方向X运动时对它们进行导向。顶料器纵向导向装置也是一种常规的直线导向装置。
因为在顶出管段时，在捕获喷枪27、相应的管段和顶料器29或者说顶料元件39之间可能会发生卡死，所以需要顶料元件39在负荷过大时能够沿管2的运动方向(即在正的X方向上)退让。为此在顶料元件保持装置42上设置一个过载保护装置43，该过载保护装置包括两个张紧弹簧44和一个(另外的)机械限力器45。顶料元件38沿管纵向方向X的退让长度由两个张紧弹簧42的弹簧变形量预给定并且例如为120mm。触发退让运动的力可以根据管件和捕获喷枪27的重量手动地通过机械限力器45在大约为100N至1500N的范围中无级地调节。调节出的力将通过限力器45上的指针显示。退让运动的触发可通过一个安装在顶料器托架28上的接近开关46检测。所属的旗状开关板是这样设计的，即，使得该旗状开关板即便在顶料器保持装置42垂直移动时也能继续遮盖住接近开关46。在接近开关46触发时，捕获喷枪托架25、26的移动运动被停止。
根据图5、6、7示出管加工的流程。
在图5中示出管加工机1的卸料侧的侧视图。在这个实例中要对一个具有比较大的直径的管2进行加工。为了更加清楚，示出具有明显较小的直径的捕获喷枪27。但是，插入到管2内部的捕获喷枪27也可以具有一个与管直径相适配的较大的直径。大的捕获喷枪直径又允许大的捕获喷枪长度，因为可以为捕获喷枪27内部的冲洗介质提供流通横截面，该流通横截面即便在比较大的距离长度上也允许功能可靠地输入和输出冲洗介质。另外，捕获喷枪27的大直径提供了一下可能性，即捕获喷枪实施为具有在大的长度上输送的提高的固有刚度。
在开始对管进行切割加工之前，如图6所示，在激光切割光束关闭的情况下，首先沿管纵向方向X定位捕获喷枪27和顶料器29。为此，借助马达式驱动器以数控方式受控地沿管纵向方向X这样地设置捕获喷枪托架25、26，使得激光切割头17的加工轴线47贯穿捕获喷枪27的捕获开口。此时，捕获喷枪27在待加工管2的自由端部上进入管内部。接着，该管端部以期望的尺寸超过激光切割头17的加工轴线47向激光切割机1的卸载侧伸出。
当在捕获喷枪27的长度大时因为其自重而出现弯垂时，该弯垂可通过将捕获喷枪27斜置进行补偿。为此，临近激光切割头17安置的捕获喷枪托架25的捕获喷枪保持装置32相对于远离切割头的捕获喷枪保持装置33向上移动。这样，捕获喷枪27可以伸入内径稍大的管2的内部，而不会损伤管2的内表面。显然，捕获喷枪27的斜置可以沿着它在管纵向方向27上的移动路径在需要时改变。
在加工之前，顶料器托架28借助于同样以数控方式控制的马达式顶料器驱动器沿管纵向方向X移动到一个位置中，在该位置中顶料器托架与激光切割头17的加工轴线47在管纵向方向X上具有一个间距，该间距与在管加工之后要卸载的该或这些成品件的总长度一致。由此，捕获喷枪27相对于顶料器29的在切割头侧的超出尺寸同样与需卸料的成品件的总长度一致。
搁置托架23可安置在管2的下方并在Z方向上调整到管2上。这样，管2在加工期间和/或之后由搁置面24支撑。这在应当切割重的管或应当无刮擦地卸料时都是有利的。在图6中示出的卸料状态中，搁置托架23设置在切割头17与位于管2下方的顶料器托架28之间。当应该加工薄壁管或切割出短管件时，通过搁置面24提供支撑是不必要的，甚至是不利的。此时，搁置面24可借助于横向悬臂30(参见图2)带到支架21的背离管2的那一侧上的拉回位置中，从而可使顶料器托架28直接与加工部位F相邻地设置。
如图7所示，捕获喷枪27在插入管2之后可通过捕获喷枪保持装置32、33的运动在Z方向上被提升并几乎定位在管的上方内侧之下(例如约3mm)。顶料器29同样被沿着Z方向提高，从而支撑辊40支撑捕获喷枪27。
此时，当旋转与进给装置7在管纵向方向X上的位置固定时且当激光切割光束16打开时，旋转与进给装置7的卡头12带动固定在其上的管沿管周向方向旋转360°。在该旋转运动中，在管2上建立一个在管周向方向上贯穿的分割切口。借助捕获喷枪27可防止在切割过程中形成的金属飞溅物弄脏管内壁。通过分割切口从管2切断的管段要么在重力作用下自动搁置到捕获喷枪27上，要么由搁置托架23的搁置面24从下方支撑并在必要时通过搁置面24的受控移动向下搁置到捕获喷枪27上。
接着，在激光切割光束18关闭时，管2可通过旋转与进给装置7的移动沿着激光切割头17的方向补料。此时，穿在捕获喷枪27上的管段将被管2的向前行进的端部朝着顶料器29的方向推进。在补料运动结束时，在旋转与进给装置7在管纵向方向X上静止时且在激光切割光束16打开时，通过使管旋转360°而建立另一个分割切口。在此切断的管段也可以自动或者通过搁置面24支撑地放置到捕获喷枪27上。所述的分割过程可重复更多次，从而切断另外的管段并且以同样方式穿在捕获喷枪27上，直到捕获喷枪27相对于顶料器29的在切割头侧的超出尺寸在很大程度上被管段占据为止。
为卸载管段，搁置台23的搁置面24被摆动到倾斜的卸料位置中。接着，捕获喷枪27将以数控方式从它的根据图7的工作位置移动到根据图5的卸料位置中。此时，捕获喷枪27执行相对于顶料器29的相对运动。由于这一相对运动，直径超过顶料器29上的贯穿开口41的宽度的管段借助顶料器29从捕获喷枪27上顶出。管段在重力的作用下落到搁置托架23的(斜置的)搁置面24上，接着滚落或滑落到倾斜的卸料面31上，并从该卸料面装入到未详细绘出的成品容器中，最后被运离激光切割设备1的附近区域。
变换地，搁置台23的搁置面24在捕获喷枪27拉出时也可被调整到水平位置中。在这种情况下，管段将落到搁置面24上并停留在那里。通过使搁置托架23沿着支架21移动并随后使搁置面24倾斜，能够在期望的位置上卸载管件。
当管件较重时，或者当在拉出捕获喷枪27时应当避免刮擦管内壁时，切断的管件的卸载借助于搁置托架23来实现。在这种情况下，管2在分割期间由水平布置的搁置面24从下方支撑。切断的管件停留在搁置面24上并且不会被放置到捕获喷枪27上。在加工结束后，捕获喷枪27将沿Z方向下降至管中央并从切断的管件中拉出，而不会触及管内表面。接着，借助于搁置托架23可将完成的管件沿着支架21带往任意的位置，并通过使搁置面24倾斜的方式卸载。

Claims (15)

1.用于管(2)的切割加工的加工装置(4)的卸料装置(5)，所述卸料装置具有一个能够沿管纵向方向(X)运动且能够插入待加工的管(2)的内部的捕获喷枪(27)，
其特征在于，所述卸料装置(5)包括一个用于在加工期间搁置至少一个在管(2)的切割加工中待切断的管段的、能够沿高度方向(Z)运动的搁置面(24)，所述搁置面构造在一个能够沿管纵向方向(X)移动的搁置托架(23)上并且所述搁置面在加工所述管(2)期间能够定位在需搁放的管段的下方及能够沿高度方向(Z)调节到所述管(2)上，其中，所述搁置托架(23)的搁置面(24)能够在一个用于在加工期间搁置管段的第一位置与一个用于抛出管段的第二位置之间摆动。
2.根据权利要求1所述的卸料装置，其特征在于，一个顶料器(29)具有至少一个能够沿高度方向(Z)运动的、用于支撑捕获喷枪(27)的支撑辊形式的支撑元件(40)，并且所述顶料器(29)或所述顶料器(29)上的支撑元件(40)能够沿高度方向(Z)运动地被支承。
3.根据权利要求2所述的卸料装置，其特征在于，所述顶料器(29)和/或所述支撑元件(40)在高度方向(Z)上被弹簧弹动地支承。
4.根据权利要求2或3所述的卸料装置，其特征在于，所述顶料器(29)具有一个顶料元件(39)，该顶料元件能够沿管纵向方向(X)移动地支承在所述顶料器(29)上。
5.根据权利要求2或3所述的卸料装置，其特征在于，所述顶料器(29)具有一个顶料器保持装置(42)，该顶料器保持装置能够沿高度方向(Z)运动地支承在一个能够沿管纵向方向(X)移动的顶料器托架(28)上。
6.根据权利要求1至3之一所述的卸料装置，其中，所述搁置托架(23)能够横向于管纵向方向(X)移动或者具有一个用于使所述搁置托架(23)的搁置面(24)横向于管纵向方向(X)移动的悬臂(30)。
7.根据权利要求1至3之一所述的卸料装置，其特征在于，所述搁置面(24)能够调节高度地支承在所述搁置托架(23)上。
8.根据权利要求1至3之一所述的卸料装置，其特征在于，所述搁置托架(23)的搁置面(24)是棱柱形的，从而使得所述搁置面从一个形成所述搁置面(24)的顶点的、沿管纵向方向(X)延伸的棱边出发横向于管纵向方向(X)向两侧升高。
9.根据权利要求1至3之一所述的卸料装置，其特征在于，所述捕获喷枪(27)能够沿管纵向方向(X)移动地支承在至少一个捕获喷枪保持装置(32，33)上。
10.根据权利要求1至3之一所述的卸料装置，其特征在于，所述卸料装置进一步包括：一个倾斜的卸料面(31)，该卸料面沿着一个横向于管纵向方向(X)的方向(Y)连接在所述搁置托架(23)的搁置面(24)上并且在管纵向方向(X)上延伸。
11.根据权利要求1或2所述的卸料装置，其特征在于，所述搁置托架(23)的搁置面(24)的第一位置是一个水平位置及所述搁置托架(23)的搁置面(24)的第二位置是一个倾斜位置。
12.根据权利要求2所述的卸料装置，其特征在于，所述顶料器(29)能够沿管纵向方向(X)移动。
13.用于通过配设有根据权利要求1至12之一所述的卸料装置(5)的激光加工装置(4)对管(2)进行切割加工的方法，该方法包括如下步骤：
将捕获喷枪(27)插入到待切割的管(2)的内部，直至该捕获喷枪(27)的捕获开口(38)被定位在激光束(16)的加工部位(F)上，
使支撑元件(40)和/或搁置面(24)沿高度方向(Z)运动，直至所述捕获喷枪(27)和/或至少一个待切断的管段受到支撑，
借助所述激光束(16)从管(2)切断至少一个管段，以及
将所述捕获喷枪(27)从所述管段拉回。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在切断至少一个管段之前或之后，沿高度方向(Z)移动所述捕获喷枪(27)。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在拉回所述捕获喷枪(27)时，所述至少一个管段没有支承在所述捕获喷枪(27)上。
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