CN107000135B - 用于激光切割机械的桥接部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于激光切割机械的桥接部(B)。在激光切割机械中，借助于引导系统在工件支架(W)上引导激光切割头部(K)。桥接部(B)被构造成大致笔直和箱形的轮廓(1)的形式，所述轮廓具有用于携载激光切割头部(K)的切割滑架的至少一个引导件。根据本发明，轮廓(1)的相对于桥接部的竖直对称平面(VSE)彼此相对定位的至少两个侧面(10、11)在所述轮廓(1)的至少一部分高度上围成小于180°的非零角度(a)，所述非零角度在机加工区域的方向上打开。

Description

用于激光切割机械的桥接部

技术领域

本发明涉及用于激光切割机械的桥接部，在该情况下，激光切割头部可以借助于引导系统沿着两个优选地正交轴线被在工件支架上方引导，其中桥接部被构造成大致笔直和箱形的轮廓的形式，桥接部具有用于携载激光切割头部的切割滑架的至少一个引导件，其中从竖直地到工件支架上的方向观察时，激光切割头部的重心总是邻近根据权利要求9的前序所述的桥接部的竖直对称平面。

背景技术

在用于金属机加工的特别用于切割平坦材料的工件的激光切割机械的情况下，激光切割头部可以沿着切割桥接部移位，所述桥接部又可以沿着切割台在引导件中移位，切割台容纳平坦材料。激光切割头部可以借助于该引导系统在两个优选地正交的方向上放置在平坦材料的机加工区域的每个点上。激光切割头部可以进一步地优选地分别地相对于切割台的表面和因而平坦材料的表面被竖直地升高或降低。

以可移位方式支撑激光切割头部的桥接部通常地由箱形轮廓制成，箱形轮廓具有大约矩形的横截面，箱形轮廓被引导成远低于其重心，借此包括电源线路、控制线路和传感器线路的缆运机也沿着桥接部被引导到激光切割头部。在DE202005014428、WO201360392或WO2015086724中示出了用于激光入口机械的桥接部的该大致矩形轮廓的示例。

钢板的矩形箱轮廓的该桥接部具有经常相对较低的刚性重量比的和切割滑架的不利重心位置的平行四边形效应的缺点，切割滑架在到支撑结构的力传输位置外侧包括切割头部。在这些设计的情况下，如果需要则被提供的波纹管还被直接地定位在激光反射的区域中并且溅落热的熔融材料，熔融材料在机加工区域处产生并且可以在切割头部的侧面严重地损坏波纹管。

发明内容

因而本发明的目的是提供一种桥接部，所述桥接部分别地减少这些缺点或完全没有这些缺点。另一个目的是激光切割机械，其中该桥接部和其有利的性质可以用于进一步地优化本身对立的较小重量和良好的力学性质的要求。

借助于独立权利要求1和9的特征实现这些目的。根据从属权利要求以及示意图描述本发明的其他特征。

为实现第一目的，根据本发明规定，轮廓的相对于竖直对称平面彼此相对定位的至少两个侧面在轮廓的至少一部分高度中彼此围成小于180°的、优选地小于90°的非零角度，所述非零角度在机加工区域的方向上打开。这形成包括梯形或三角形形状的桥接部，梯形或三角形形状朝机加工区域变宽，借此常见矩形管道的剪切效应(平行四边形效应)被避免并且力可以从桥接部被最优地传输进入支撑结构中。来自激光切割头部或携载激光切割头部的切割滑架的力通量因而分别地可以进一步地被理想地引导进入支撑结构中。分别地响应于切割过程而特别出现在激光切割头部的侧面上的灰尘或材料溅落此外可以不容易地损坏波纹管，如果需要则提供波纹管。

从而根据本发明优选地规定，面向切割滑架或机加工头部的轮廓的至少侧面至少在其一部分高度上分别地与竖直对称平面围成在10°和60°之间、优选地在20°和45°之间的角度。尽管轻质的构造、较强的抗弯刚度可以借助于桥接部的侧面上的该倾斜度而实现(在桥接部的纵向方向以及竖直方向上)，这通过切割滑架和突出的激光切割头部的重量以及较强的扭转刚度形成。如果需要，则波纹管定位在激光反射的路径和来自机加工区域的材料溅落外侧，并且因而很大程度上被防止免于被激光反射和热材料的溅落导致的损坏。在桥接部的侧面的倾斜度和高度的对应比率的情况下，切割滑架和激光切割头部的装置的重心也可以在从桥接部到支撑结构的力传输位置的竖直突出部内移动。

根据本发明的可替换的实施例的特征在于：一个侧面平行于竖直对称平面定位，所述侧面相对于竖直对称平面彼此相对定位。

如下的实施例是特别优选的，作为本发明的另外的特征，其中分别地相对于竖直对称平面定位成背离切割滑架或机加工头部的第二侧面，至少在其一部分高度上与竖直对称平面围成在10°和60°之间、优选地在20°和45°之间的角度。桥接部的上侧从而优选地被设计为三角形边缘并且整个桥接部被构造成大致地三角形箱轮廓。激光反射和材料溅落可以此外仅在较小程度上或完全未到达和损坏波纹管。灰尘因而也不容易地沉积在其上。在桥接部的上侧是完全三角形构造的情况下，材料溅落和灰尘不能沉积在桥接部上侧，但是可以沿着倾斜表面滑动。

为能使优化缆运机的附接，规定本发明的可选择特征，在更接近机加工区域定位的区段中的第二侧面上设置包括上侧的突出部，所述上侧大致地竖直地在倾斜区段上行进。缆运机的优选下方行进部分可以位于突出部上以被免于响应于切割而出现的材料溅落。

为了通过互连切割滑架而将激光切割头部以力矩优化和振动优化的方式附接到桥接部，根据本发明的另一个实施例提供用于携载激光切割头部的切割滑架的至少两个引导件，所述至少两个引导件在侧面的高度上间隔开，侧面优选地为相对于竖直对称平面倾斜的侧面，所述至少两个引导件在激光切割头部的一侧限定外边界表面，其中该外边界表面与竖直对称平面围成10°和60°之间的、优选地20°和45°之间的角度。

但是为了能够在桥接部和平坦材料之间具有足够间隙的需要接近距离中移动桥接部，本发明的另一优选的实施例提供轮廓的侧面，所述侧面面向工件支架，以分别地超过轮廓的宽度或在两个力传输位置之间的支撑距离的30％、优选地超过该宽度或支撑距离的一半地大致平坦地和平行于工件支架地行进。

为了重量优化构造，本发明的可选择特征为，轮廓由彼此连接的斜面金属板材制成，轮廓优选地成包括至少一个内部横杆的中空轮廓的形式。尽管具有最好的机械以及振动相关性质，但是以这种方式构造的桥接部相对于之前的桥接部以质量优化方式被构造成。使用更少的材料并且可以使用较轻的钢构造。该桥接部进一步地提供简单的组件，因为该桥接部不需要被连接，但是可以被生成、处理和安装在一个部件中。

为实现上述目的，根据本发明的上述激光机械的特征在于，使用根据前述权利要求中任一项所述的桥接部构造激光机械。

从而本发明的另一特征优选地为，桥接部被至少支撑在面向工件支架的侧面，优选地支撑在在纵向方向上彼此相对定位的两个端部上，并且优选地被正交于桥接部的纵向延伸部而支撑，以能够相对于工件支架移位。

本发明的优选特征还有，桥接部的支架和/或其用于相对于工件支架移位的引导件被布置在桥接部的重心下方。

本发明的特别有利的实施例进一步地为，从桥接部至其支撑结构的至少每个力传输位置定位在从边界表面的延伸部与支撑结构的上边缘的交点的+/-100mm的范围中。这导致力从桥接部被最优引入支撑结构中。

根据本发明所述的机械，其中切割滑架和/或激光切割头部通过缆运机连接至电源、激光源等和/或评估单元、控制单元等，并且其中桥接部至少根据一个上述段落所述，并且缆运机的在桥接部的纵向方向上行进的下方行进的区段被支撑在桥接部的突出部的上侧。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节根据下文所述，其中参照附图描述本发明的示例性实施例。从而，在权利要求和说明书中提到的特征以单独的或任何组合的方式在每种情况下对于本发明都是重要的。

附图标记的列表是本文的部分。结合地和全面地描述附图。相同的附图标记表示相同的构件，具有不同的指数的附图标记表示具有相同功能的构件或类似构件。

图1示出通过根据现有技术的常见切割桥接部的横截面，包括矩形轮廓横截面，并且

图2示出根据本发明的桥接部的优选实施例的示意图，具有相对于其纵向延伸部在竖直方向上的横截面。

具体实施方式

根据现有技术的切割桥接部B以示例性方式图示在图1中，包括大致地矩形横截面的轮廓1，包括用于切割滑架3的导轨2。该切割滑架可以沿着纵向延伸部(在图1中相对于纸平面在竖直方向上)在导轨2上移动并且携带激光切割头部K。导轨2限定是用于激光切割头部K的引导系统的部分的桥接部B的外边界表面FB，以引导激光切割头部K沿着两个优选地正交轴线(见图2)通过工件支架W。

主要被构造成笔直的箱形轮廓的桥接部B通常地还携带其他构件，例如缆运机4，缆运机4包括至激光切割头部K的电源线路、控制线路和传感器线路。主要地，分别地在对应的结构5的重心下方引导或支撑桥接部B的轮廓1。从相对于工件支架的竖直方向上观察，激光切割头部K的重心总是定位成邻近桥接部B的竖直对称平面VSE。

桥接部B自身和连接至桥接部B的所有元件，特别是激光切割头部K、缆运机4等，又可以在引导件6中沿着容纳平坦材料的切割台与工件支架W一起移位。出于该目的，桥接部B的端部件7设置有支撑轮8，支撑轮8被支撑在引导件6上并且限定从桥接部B进入其在机械机架上的支撑结构中的力传输点。引导件6从而优选地正交于桥接部B的纵向延伸部而行进。

如根据本发明的桥接部B的优选实施例的图2的示意图所示，轮廓1的相对于竖直对称平面VSE彼此相对定位的至少两个侧面10、11彼此围成小于180°的、优选地小于90°的非零角度α，所述非零角度在具有待机加工的平坦材料FL的机加工区域(在轮廓1下方)的方向上打开。这产生包括朝机加工区域变宽的三角形形状的桥接部。如果需要，则侧面10、11的该实施例也可以仅设置在轮廓1的一部分高度中。轮廓2的梯形形式也是可以的，其中侧面10、11不相交，但是通过上盖表面彼此连接。

附接切割滑架3和激光切割头部K的侧面10、相对于轮廓的竖直对称平面VSE的优选角度范围位于10°和60°之间、优选地在20°和45°之间的角度β处。通常地定位缆运机4的相反侧11可以类似地以角度γ倾斜，使得桥接部B全部大致地体现为三角形箱轮廓。然而，侧面11也可以平行于竖直对称平面VSE定位。为了实现甚至更好的机械稳定性，而不管已经是非常稳定的轮廓1的重量优化构造和外部设计，有利地由彼此连接的斜面金属板材构造的轮廓1优选地成包括至少一个内部横杆14的中空轮廓的形式。

在与激光切割头部K相对定位的桥接部B的一侧，侧面11设置有用于缆运机4的优化附接的突出部12。该突出部12的上侧分别地大致地相对于侧面11或其倾斜区段竖直地行进，并且优选地容纳缆运机4的下方行进部分。

为了将激光切割头部K以力矩优化和振动优化方式附接至桥接部B，分别地用于切割滑架3或激光切割头部K的引导件2的相对位置在任何情况下都是非常重要的。情况如此，原因在于，用于切割滑架3的在优选地为侧面10的侧面的部分高度中隔开的至少两个引导件2在激光切割头部K的一侧限定外边界表面FB，侧面相对于竖直对称平面VSE倾斜。根据本发明，该外边界表面FB与竖直对称平面VSE必须围成在10°和60°之间的、优选地在20°和45°之间的角度β。

桥接部B的轮廓1的面向工件支架W的侧面优选地超过轮廓1的宽度的30％、优选地超过该宽度的一半地、大致平坦地和平行于工件支架W地行进。在某些应用中，需要扩展上述条件使得支撑距离，即从桥接部B至支撑结构的两个力传输位置之间的距离，代替轮廓1的宽度。通过在轮廓端部件7上的辊8与引导件6的接触位置限定该距离。

桥接部B的支架和/或其用于相对于工件支架W移位的引导件优选地被布置在桥接部B的重心下方。出于该目的，引导件6和桥接部B的辊8也布置在桥接部B的重心下方。

同样地，由于辊8与引导件6的接触点限定实际力传输位置，虚拟力传输位置可以限定在外边界表面FB(也在轮廓1的两侧)与支撑结构，优选地引导件6，的交点处。在与激光切割头部K相对定位的桥接部B的一侧，该边界表面FB等于倾斜侧面11。实际力传输位置的距离d优选地在于从虚拟力传输位置，即从边界表面FB、11的延伸部与支撑结构的上边缘的交点，的+/-100mm的范围中。

通过比较图1和2可知，借助于在布置切割滑架3和切割头部K的一侧在桥接部B的倾斜侧面，覆盖引导件、驱动器等的波纹管也被保护免于来自切割头部K的机加工区域的材料溅落。在常见设计的情况下，如图1所示，激光反射和溅落可以撞击波纹管并且可以在其中导致孔，这进一步地导致波纹管下方的污染。这可以导致损坏线性引导件、驱动器和测量系统。该材料溅落主要地发生在冲孔工艺的情况下，借此桥接部B和切割头部K静止不动。根据本发明，利用其在切割头部K的一侧的倾斜侧面10，这在很大程度上被避免。

附图标记列表

轮廓1

引导件、切割滑架2

切割滑架3

缆运机4

支撑结构5

桥接部的引导件6

桥接部的端部件7

桥接部的支撑轮8

切割头部的侧面10

后部的侧面11

突出部12

桥接部的下侧13

横杆14

波纹管15

激光出射16

激光反射17

支撑波纹管A

桥接部B

边界表面FB

切割头部K

竖直对称平面VSE

工件支架W

支撑距离a

距离d

Claims (14)

1.一种用于激光切割机械的桥接部(B)，其中能够借助于引导系统沿着两个正交轴线将激光切割头部(K)在工件支架(W)上方引导，其中桥接部(B)被构造成经由支撑结构被可移位地支撑在所述工件支架(W)上并进一步被构造成大致笔直和箱形的轮廓的形式，所述大致笔直和箱形的轮廓具有用于携载激光切割头部(K)的切割滑架的至少一个引导件，其中，从相对于工件支架(W)的竖直方向上观察时，激光切割头部(K)的重心(S)总是邻近桥接部(B)的竖直对称平面(VSE)定位，其中：

轮廓(1)包括相对于竖直对称平面(VSE)彼此相对定位的第一侧面和第二侧面，并且轮廓(1)的所述第一侧面和第二侧面在轮廓(1)的至少一部分高度上彼此围成小于180°的非零角度(α)，所述非零角度在机加工区域的方向上打开，

相对于竖直对称平面(VSE)定位成背离切割滑架(3)或激光切割头部(K)的第二侧面(11)，至少在其一部分高度上与竖直对称平面(VSE)围成在10°和60°之间的角度(γ)，

第一侧面和第二侧面在背离机加工区域的方向上彼此相交，并且在比较接近机加工区域定位的区段中的第二侧面(11)上设置具有上侧的突出部(12)，所述突出部大致地垂直于倾斜区段地行进以用作用于在其上支撑缆运机(4)的支架，面向切割滑架(3)和激光切割头部(K)的第一侧面在倾斜方向上延伸并与所述轮廓的底侧相交。

2.根据权利要求1所述的桥接部，其特征在于：

轮廓(1)的面向切割滑架(3)或激光切割头部(K)的第一侧面(10)至少在其一部分高度上与竖直对称平面(VSE)围成在10°和60°之间的角度(β)。

3.根据权利要求1或2所述的桥接部，其特征在于：

设置有用于携载激光切割头部(K)的切割滑架(3)的至少两个引导件(2)，所述至少两个引导件在所述第一侧面的高度上间隔开，所述第一侧面相对于竖直对称平面(VSE)倾斜，所述至少两个引导件在激光切割头部(K)的一侧限定外边界表面(FB)，其中该外边界表面(FB)与竖直对称平面(VSE)围成10°和60°之间的角度(β)。

4.根据权利要求1或2所述的桥接部，其特征在于：

轮廓(1)的面向工件支架(W)的侧面超过轮廓(1)的宽度或两个力传输位置之间的支撑距离(a)的30％大致平坦地和平行于工件支架(W)地行进。

5.根据权利要求4所述的桥接部，其特征在于：

所述轮廓(1)的面向工件支架(W)的侧面超过该轮廓(1)的宽度或所述支撑距离(a)的一半地行进。

6.根据权利要求1或2所述的桥接部，其特征在于：

轮廓(1)由彼此连接的斜面金属板材制成。

7.根据权利要求6所述的桥接部，其特征在于：

所述轮廓成包括至少一个内部横杆(14)的中空轮廓的形式。

8.根据权利要求1、2、5和7中的任一项所述的桥接部，其特征在于：

所述非零角度小于90°。

9.一种激光切割机械，其中能够借助于引导系统沿着两个正交轴线将激光切割头部(K)在工件支架(W)上方引导，其中激光切割头部(K)被在构造成大致笔直和箱形的轮廓的形式的桥接部(B)上以能够沿着该桥接部移位的方式引导，其中轮廓(1)具有用于携载激光切割头部(K)的切割滑架(3)的至少一个引导件(2)，并且其中，从相对于工件支架(W)的竖直方向上观察时，激光切割头部(K)的重心(S)总是邻近桥接部(B)的竖直对称平面(VSE)定位，其特征在于：

桥接部(B)是根据权利要求1至8中的任一项所述的桥接部。

10.根据权利要求9所述的激光切割机械，其特征在于：

桥接部(B)被支撑在面向工件支架(W)的侧面上，并且正交于桥接部(B)的纵向延伸部而被以能够相对于工件支架(W)移位的方式支撑。

11.根据权利要求10所述的激光切割机械，其特征在于：

桥接部(B)被支撑在彼此在纵向方向上相对定位的两个端部(7)上。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的激光切割机械，其特征在于：

桥接部(B)的支架和/或其用于相对于工件支架(W)移位的引导件被布置在桥接部的重心下方。

13.根据权利要求9至11中的任一项所述的激光切割机械，其特征在于：

从桥接部(B)至其支撑结构的每个力传输位置定位在从桥接部的、在所述第一侧面和第二侧面中的对应的一个侧面处的外边界表面的延伸部与支撑结构的上边缘的交点的+/-100mm的范围中。

14.根据权利要求9至11中的任一项所述的激光切割机械，其特征在于：

切割滑架(3)和/或激光切割头部(K)通过缆运机(4)连接至电源、激光源和/或评估单元、控制单元，并且其中桥接部(B)是根据权利要求3至7中的任一项所述的桥接部，并且缆运机(4)的在桥接部(B)的纵向方向上行进的下方行进区段被支撑在桥接部(B)的突出部(12)的上侧。

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