CN109909607B - 用于借助激光加工工件的激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

激光加工装置，具有围壳(2)和设置在围壳(2)内部的工作空间(24)。布置在工作空间中的工件支架(16)构造有支架主平面(19)且垂直于支架主平面透气。借助空气输送装置(22)将送入空气对准工件支架的上侧。由于加工而被污染的送入空气作为排出空气从工件支架的上侧穿过工件支架向其下侧排出。在工件支架的上游被朝向工件支架的送入空气穿流的送气通道(6、10)设置有垂直于送入空气的流动方向构造的流动横截面以及远离工件支架的通道入口(30)和在工件支架侧的通道出口(31)。为了产生垂直指向工件支架上侧的层流的送入空气流，流动横截面被分为子横截面，子横截面壁在流动方向上延伸并且彼此平行地并且在此垂直于支架主平面延伸。

Description

用于借助激光加工工件的激光加工装置
技术领域
本发明涉及一种用于借助激光加工工件的激光加工装置，所述激光加工装置具有围壳、设置在所述围壳内部中的工作空间和空气输送装置，
·其中，在所述工作空间中布置有工件支架，用于要进行加工的工件，并且所述工件支架构造有支架主平面且垂直于所述支架主平面是透气的，
·其中，借助所述空气输送装置，送入空气能够以垂直于所述工件支架的支架主平面延伸的流动方向指向所述工件支架的上侧，并且
·其中，借助所述空气输送装置，由于加工而被污染的送入空气能够作为排出空气从所述工件支架的上侧穿过所述工件支架朝向背离工件支架上侧的工件支架的下侧排出。
在对工件进行激光加工时，从作为加工工具的激光射束的加工位置放出气体和固体颗粒。这种释放物会对人类和材料有害。在对纤维增强的塑料进行激光加工时可能会产生以致癌的、致变的、有刺激性的和/或有强烈气味的物质污染工作环境的危险。尽管设置有围壳用于激光加工装置的工作空间，所述围壳在进行加工时防止有害释放物扩散到激光加工装置的环境中；在工件加工的工作时间外，在所述围壳内部中执行工作时人员还是会在那里暴露在待处理的释放物中。从激光射束的加工位置放出的固体颗粒会由于其磨损性、其导电性和/或其粘着特性导致机械伤害、电气设备伤害和/或对(用于工件加工的)机械装置的控制装置的伤害。
基于上述情况存在下述必要性，将与工件激光加工相关的释放物尽可能直接在其产生位置接收并且随后排出到非关键区域中。
背景技术
例如由JP S63295090A已知这类的激光加工装置，所述激光加工装置为此目的具有布置在围壳内部中的通风的工件支架，所述工件支架具有抽吸装置，借助所述抽吸装置将(激光加工工件时在工件支架上侧产生的)释放物穿过所述工件支架吸到所述工件支架的下侧并且接着从激光加工装置的围壳中吸出。
发明内容
本发明的任务在于，能够以相对于这类的现有技术提高的效果使加工相关的释放物从用于工件激光加工的激光射束的加工位置排出。
根据本发明，该任务通过一种用于借助激光加工工件的激光加工装置解决，所述激光加工装置具有围壳、设置在所述围壳内部中的工作空间并且具有空气输送装置，
·其中，在所述工作空间中布置有工件支架，用于要加工的工件，并且所述工件支架构造有支架主平面且垂直于所述支架主平面是透气的，
·其中，借助所述空气输送装置，送入空气能够以垂直于所述工件支架的支架主平面延伸的流动方向指向所述工件支架的上侧，并且
·其中，借助所述空气输送装置，由于加工而被污染的送入空气能够作为排出空气由所述工件支架上侧穿过所述工件支架向背离工件支架上侧的工件支架下侧排出，
其特征在于，在所述工件支架的上游设置有被送入空气朝向所述工件支架穿流过的送气通道，该送气通道具有垂直于所述送入空气的流动方向构造的流动横截面以及通道入口和通道出口，所述通道入口远离工件支架，所述通道出口在工件支架一侧、与所述工件支架的上侧间隔开并且至少部分地覆盖所述工件支架，并且借助所述送气通道，所述送入空气作为层流的送入空气流能够以垂直于所述工件支架的支架主平面延伸的流动方向指向所述工件支架的上侧，其方式是，所述送气通道的流动横截面被分为子横截面，限界所述子横截面的第一子横截面壁以横向于所述送入空气的流动方向存在的相互壁间距在所述流动方向上延伸并且以下述出口侧的端部长度彼此平行地并且在此垂直于所述工件支架的支架主平面定向，所述出口侧的端部长度在所述流动方向上延伸且朝向所述送气通道的通道出口结束。
在根据本发明的激光加工装置上，在被围壳包围的工件支架上游布置有朝向所述工件支架的被送入空气穿流的送气通道并且设置有装入件(Einbauten)，由于所述装入件，在远离工件支架的通道入口处流入送气通道中的空气在工件支架侧的通道出口处作为垂直于所述工件支架的支架主平面定向的层流的送入空气流离开所述送气通道。所述送气通道的工件支架侧的通道出口与所述工件支架的上侧间隔开并且至少部分地、优选完全地覆盖所述工件支架。为了产生所期望的流动情况，所述送气通道的流动横截面被分为子横截面，并且限界所述子横截面的子横截面壁以横向于所述送入空气的流动方向存在的相互壁间距沿着所述流动方向延伸。在出口侧的端部长度上，所述送气通道的子横截面壁彼此平行地在所述流动方向上延伸并且在此垂直于所述工件支架的支架主平面延伸。为了产生送入和排出空气流，能够例如将借助常规的真空泵产生的低压(Unterdruck)置于根据本发明的激光加工装置的围壳内部中的工作空间处。
所述层流的送入空气流均匀分布到所述工件支架的表面上，所述送入空气流借助根据本发明设置的并且作为驯流器(Gleichrichter)作用的送气通道产生，并且因此能够有效地席卷在工件表面由于加工产生的释放物。尽管所述由于加工产生的释放物被接收，层流的流动特性仍保持不变。由于所述层流的送入空气流具有层流的特性并且因而具有无涡流的特性，载有接收的释放物的送入空气流能够作为排出空气流以最短路径从所述工件支架的上侧到达所述工件支架的下侧。从而避免载有释放物的排出空气在所述围壳内部中未限定地分散。
根据本发明，优选设置所述排出空气离开所述激光加工装置的围壳。在任何情况中都能够将排出空气引向处理单元、例如排出空气过滤器。
为了产生优化的用于排出释放物的层流的流动情况，在根据本发明的激光加工装置上单个地或相互组合地实施特别的技术准备措施。
在本发明的扩展方案中，所述送气通道在部分长度上具有未分开的流动横截面，所述部分长度从所述送气通道的通道入口出发在所述送入空气的流动方向上延伸并且被设置为进入长度；和/或在所述子横截面壁的出口侧的端部长度上所述送气通道的子横截面壁的相互壁间距能够是尺寸是统一的；和/或在所述子横截面壁的朝向所述送气通道的通道入口的、入口侧的端部上，所述送气通道的子横截面壁的相互壁间距(尤其考虑到在所述送入空气通道的流动横截面上出现的所述送入空气的流速变化)能够是尺寸是不统一的；和/或所述子横截面壁的朝向所述送气通道的通道入口的、入口侧的端部和/或所述子横截面壁的朝向所述送气通道的通道出口的、出口侧的端部在所述送入空气的流动方向上能够相互错开；和/或所述送气通道在所述子横截面壁的上游能够设置有栅板，所述送入空气在所述流动方向上经过所述栅板并且所述栅板例如用于调节压力损失。
尤其为了与具体的空间条件相协调，在本发明的其他构型中设置：所述送入空气的流动方向在所述送气通道的通道入口和所述送气通道的通道出口之间变化，其方式为，所述送入空气通道的子横截面壁构造有导向面，用于流向所述工件支架的送入空气，其中，借助所述子横截面壁，流向所述工件支架的送入空气能够优选直角地从所述通道入口处的方向转到所述通道出口处的方向上。在根据本发明的激光加工装置上，优选所述送气通道的子横截面壁在入口侧的部分长度上沿水平方向延伸并且在出口侧的部分长度上沿垂直方向延伸，所述出口侧的部分长度在所述送入空气的流动方向上衔接到所述入口侧的部分长度上，并且在此所述子横截面壁向下朝向要被施加所述层流的送入空气流的工件支架的方向延伸。
在根据本发明的激光加工装置的优选构型中，设置有用于所述工作空间的分隔装置，所述分隔装置布置在所述围壳的内部中并且垂直于所述工件支架的支架主平面延伸，所述分隔装置朝向所述送气通道的通道出口敞开并且将所述工作空间相对于构造在所述激光加工装置的围壳内部中的剩余空间分界。通过所述工作空间的分隔装置将由于加工的释放物的扩散在空间上限制在所述围壳的内部中。在所述围壳的内部中的要被所述层流的送入空气流占据的区域能够被限界到所述工件支架的直接相邻区域上。以这种方式能够将送入空气的、用于将释放物从所述围壳内部排出所需的体积流最小化。
在根据本发明的激光加工装置的另一优选构型中，为了简单起见，使用所述激光加工装置的激光加工机的机体将所述工作空间相对于所述剩余空间分界，所述机体侧面地布置在所述工件支架旁。
在另一种结构形式的情况中，根据本发明的激光加工装置设有单独的用于所述工作空间的分隔装置，通过以下方式确保将释放物特别有效地排出：所述送气通道的工件支架侧的通道出口优选完全覆盖所述工作空间的下述横截面，所述横截面在所述分隔装置的内部平行于所述工件支架的支架主平面地构造。由于这个发明特征确保从所述送入通道朝向所述工件支架逸出的送入空气流将工件加工时产生的释放物完全席卷。
根据本发明的激光加工装置的特征在于，在所述围壳内部中分隔的工作空间具有良好的可入性，在这种情况中，所述工作空间的分隔装置朝向所述工件支架的进入侧敞开，所述进入侧侧面地设置在所述工件支架旁，并且所述激光加工装置的围壳在所述工件支架的进入侧处具有进入侧壁，所述进入侧壁具有能够封闭的进入开口。
在根据本发明的激光加工装置的另一优选构型中设置：所述送气通道的工件支架侧的通道出口的一部分在所述工件支架的支架主平面上的垂直投影中相对于所述工件支架以超出部平行于所述工件支架的支架主平面突出，并且在所述送气通道的工件支架侧的通道出口的超出部沿流动方向排出的送入空气能够借助侧面地布置在所述工件支架旁的导向面朝所述工件支架的上侧的方向转向。由于所述送气通道出口的相对于所述工件支架的超出部，也能够将送入空气提供到侧面地在所述工件支架旁的区域中，并且由此能够保持这个区域没有由于加工的释放物。所述导向面将同样载有释放物的送入空气作为排出空气从侧面地在所述工件支架旁的区域转至所述工件支架的上侧，从这里出发能够将出自侧面区域的排出空气与下述送入空气一同排出，所述送入空气直接提供到所述工件支架的上侧上并且载有释放物。
在本发明的扩展方案中，所述送气通道的工件支架侧通道出口的超出部相对于所述工件支架朝向所述工件支架的进入侧突出，所述进入侧侧面地设置在所述工件支架旁。在此，所述导向面被设置在所述工件支架的进入侧处、优选在所述激光加工装置的围壳的进入侧壁上，所述导向面在所述送气通道的工件支架侧通道出口的超出部处将沿流动方向逸出的送入空气转到朝向所述工件支架的上侧的方向上。以这种方式有效地保持所述围壳的内部中的下述区域没有释放物：人员在工件加工的非工作时间(例如为了对所述工件支架进行装载和卸载)才进入的区域。所述导向面能够在所述围壳的进入侧壁上构造导流棱(Abrisskante)，借助所述导流棱能够使下述送入空气与所述围壳的进入侧壁分离，所述送入空气从所述送气通道逸出到所述送气通道的侧面超出部上。
在根据本发明的激光加工装置的另一优选构型中，对于通到所述工件支架上侧的上送气通道附加地设置下送气通道，借助空气输送装置，次级送入空气能够作为次级送入空气流以平行于所述工件支架的支架主平面延伸的初始流动方向通过所述下送气通道指向下导向面，所述下导向面侧面地布置在所述工件支架旁，借助所述下导向面，所述次级送入空气流能够从所述初始流动方向转到垂直于所述工件支架的支架主平面朝向所述工件支架的上侧延伸的流动方向上。借助出自所述下送气通道的次级送入空气，使从所述工件支架下侧出发的、侧面地在所述工件支架旁的区域保持没有由于加工的释放物。优选地，垂直于所述工件支架的支架主平面运动的次级送入空气流再一次借助导向面转向并且在此指向所述工件支架上侧，在这里所述次级送入空气流能够与出自所述上送气通道的、用于将释放物从工件支架上侧排出的送入空气流合并。
在本发明的另一构型中，为了简单起见，用于所述次级送入空气流的下导向面被设置在所述激光加工装置的围壳上，优选地所述下导向面由所述激光加工装置的围壳构造。
在本发明结构形式的情况中，所述下送气通道有利地用于保持所述工件支架的进入侧没有释放物进而保持所述激光加工装置的围壳内部中的、人员首先进入的区域没有释放物。优选使这个发明特征与下述发明特征共同实现：所述上送气通道的工件支架侧的通道出口的一部分在所述工件支架的支架主平面上的垂直投影中相对于所述工件支架以超出部平行于所述工件支架的支架主平面突出，并且在所述上送气通道的工件支架侧的通道出口的超出部沿流动方向排出的送入空气能够借助侧面地布置在所述工件支架旁的导向面朝所述工件支架的上侧的方向转向。在由此得出的激光加工装置上，特别有效地保持所述围壳内部中的工件支架的进入区域没有释放物。
在根据本发明的激光加工装置的另一优选构型中，所述下送气通道也被构造用于产生层流的送入空气流。为此目的设置的发明特征相应于所述上送气通道相关的并且在上文详细阐明的措施。
下面给出特别的技术准备措施，能够单独地或者互相组合地在根据本发明的激光加工装置上设置所述技术准备措施，用于对借助所述下送气通道产生的次级送入空气流进行优化，并且所述技术准备措施符合于如上阐明的所述上送气通道的发明特征。所述下送气通道在下述第二部分长度上具有未分开的流动横截面，所述第二部分长度从所述下送气通道的远离下导向面的通道入口出发在所述次级送入空气的流动方向上延伸并且被设置为进入长度，和/或在所述第二子横截面壁的下导向面侧的端部长度上，所述下送气通道的第二子横截面壁的相互壁间距的尺寸是统一的，和/或在所述第二子横截面壁的朝向所述下送气通道的远离下导向面的通道入口的、入口侧的端部上，所述下送气通道的第二子横截面壁的相互壁间距的尺寸是不统一的，和/或所述第二子横截面壁的朝向所述下送气通道的远离下导向面的通道入口的、入口侧的端部相互错开和/或所述第二子横截面壁的朝向所述下送气通道的通道出口的、出口侧的端部在所述次级送入空气的流动方向上相互错开，和/或在所述第二子横截面壁的上游，所述下送气通道设置有栅板，所述次级送入空气在所述流动方向上经过所述栅板，和/或所述次级送入空气的流动方向在所述下送气通道的远离下导向面的通道入口和所述下送气通道的通道出口之间变化，其方式是，所述下送气通道的第二子横截面壁构造下导向面，用于所述次级送入空气，其中，借助所述下送气通道的第二子横截面壁，所述次级送入空气能够优选直角地从所述下送气通道的通道入口处的流动方向转到所述下送气通道的通道出口处的初始流动方向上。
此外涉及根据本发明的激光加工装置的一种结构形式，在这种情况中，为了产生所述层流的送入空气流而在所述工件支架上侧和/或为了产生所述次级送入空气流而在所述工件支架下侧分别设置多个上述形式的送气通道。在此，优选根据本发明的激光加工装置设置有两个上送气通道和两个下送气通道，其中，所述两个上送气通道同样像两个下送气通道那样被布置为关于下述平面对称，该平面垂直于工件支架的支架主平面延伸，其中，每个送气通道都具有子横截面壁，所述子横截面壁具有平行于所述工件支架的支架主平面在水平方向上延伸的入口侧的部分长度。在上送气通道上，所述子横截面壁的出口侧的部分长度沿所述送入空气的流动方向衔接到所述子横截面壁的水平入口侧的部分长度上，所述出口侧的子横截面壁垂直于所述工件支架的支架主平面向下朝向所述工件支架的方向延伸，所述工件支架被加载所述层流的送入空气流。下送入空通道的子横截面壁的出口侧的部分长度垂直于对应的入口侧的部分长度，并且在此同样像所述入口侧的部分长度那样平行于工件支架的支架主平面。
附图说明
以下根据示例性的示意图详细阐明本发明。其示出了：
图1具有围壳的激光加工装置的透视图；
图2在垂直视图中的根据图1的激光加工装置的进入侧；
图3沿图1中的箭头III的方向的根据图1的激光加工装置的垂直视图；
图4根据图1的激光加工装置的立体剖示图，其具有通过图3中的线IV-IV标出的截面；
图5根据图1的激光加工装置的剖示图，其具有通过图2中的线V-V标出的截面；
图6根据图1的激光加工装置的顶侧组件的立体剖示图，其具有两个上送气通道；
图7根据图6的顶侧组件的上送风通道的垂直视图；
图8根据图6的顶侧组件的上送风通道的立体示图；
图9根据图1的激光加工装置的底侧组件的立体剖示图，其具有两个下送气通道；
图10根据图9的底侧组件的下送风通道的立体示图；
图11沿图10中的箭头XI方向的、根据图10的下送风通道的垂直视图；
图12根据图10和11的下送风通道的剖示图，其具有通过图11中的线XII-XII标出的截面。
具体实施方式
根据图1和2，激光加工装置1具有围壳2。在所述围壳2的进入侧3总共设置有四个进入门4，所述进入门分别具有一个视窗5。此外，图1中可见第一送气通道6以及第一下送气通道8，所述第一送气通道作为顶侧组件7的一部分构成第一上送气通道，所述第一下送气通道设置为所述激光加工装置1的底侧组件9的一部分。
图3示出所述激光加工装置1的远离图1的观察者的一侧。根据图3，对于图1中以标出的方式可见的第一(上)送气通道附加地，所述激光加工装置1的顶侧组件7还具有第二(上)送气通道10。根据图3，对于所述第一下送气通道8附加地，所述激光加工装置1的底侧组件9还设置有第二下送气通道11。
在图4中给出所述围壳2的内部的视角。
由此，在示出的实施例情况中，所述围壳2的内部中具有实施为常规结构形式的激光切割机12的激光加工机。所述激光切割机12具有机体13以及能够沿所述机体13移动的悬架14，将激光切割头15作为激光加工单元安置到所述悬架的远离所述机体13的端部上。所述激光切割头15通常能够沿所述悬架14水平地移动并且能够在竖直方向上进给。
在所述激光切割机12的机体13之前，将常规的工件支架16布置在所述围壳2的内部中。在图4中，所述工件支架16在其上侧支承要借助所述激光切割机12进行加工的三维工件17。为此目的，所述工件支架16具有支撑条18，所述支撑条以相互间隔的方式彼此平行地延伸并且构造有图4中以点划线标出的支架主平面19。
由于所述支撑条18的相互间隔，所述工件支架16垂直于所述支架主平面19是透气的。在所述工件支架16的箱状的下部结构20中具有在图4中被遮盖地布置的抽吸开口，所述抽吸开口衔接到图4中部分地示出的抽吸管线21上。借助图4中以虚线标出的部件，所述抽吸管线21穿过所述围壳2的侧面开口延伸至真空泵22，所述真空泵在图4中同样只被标出并且用作空气输送装置。
所述围壳2的内部空间通过分隔装置23被分为位于所述分隔装置23内部的工作空间24和布置在所述分隔装置23外部的剩余空间25。通过所述激光切割机12的机体13构成所述分隔装置23的朝向所述围壳2背侧的部分。侧壁板26、27被设置为所述分隔装置23的侧部。根据图5，所述侧壁板26从所述激光切割机12的机体13向围壳2的进入侧壁28伸展。相应地按尺寸布置所述分隔装置23的侧壁板27。围壳2的进入侧壁28设置有进入开口，所述进入开口能够借助图1和2中所示的进入门4被封闭。
围壳2的进入侧3同时是所述工件支架16的进入侧。在所述围壳2和所述工件支架16的进入侧3处，所述工作空间24被围壳2的进入侧壁28限界。在进入门4打开的情况下，能够从进入侧3进入工作空间24。
在对放置在工件支架16上的工件进行加工时，例如借助激光切割机12的激光切割头5对三维工件17进行激光切割时，从激光加工束的加工位置尤其放出气体和固体颗粒。这种释放物会对人类和材料有害并且因此必须从所述工作室24尽可能全面地排出。为此目的，所述激光加工装置1具有顶侧组件7的两个(上)送气通道6、10和底侧组件9的两个下送气通道8、11。与此对应地，工作空间24构造为向上永久敞开的和在一侧能够打开和关闭的流动箱(Flowbox)。在图6至8中详细示出(上)送气通道6、10。由图9至12得出下送气通道8、11的结构细节。
像两个(上)送气通道6、10那样，两个下送气通道8、11也同样关于下述平面29对称地布置，所述平面垂直于工件支架16的支架主平面19延伸并且在图6和9中以虚线标出。基于在运行真空泵22时处于工作空间24的低压，通过(上)送气通道6、10并通过下送气通道8、11将送入空气送入到激光加工装置1的工作空间24。在图6、7和9、10中通过箭头标出在(上)送气通道6、10上和下送气通道8、11处的送入空气流。
在借助真空泵22产生的低压的作用下，载有释放物的送入空气作为排出空气穿过所述工件支架16经过抽吸管线21离开工作空间24。
每个(上)送气通道6、10具有远离工件支架的通道入口30和工件支架侧的通道出口31。(上)送气通道6、10的位于工件支架16上游的通道出口31与工件支架16的上侧间隔开并且在此也布置在激光加工装置1的激光切割机12的上方。
(上)送气通道6、10的流动横截面在(上)送气通道6、10的部分长度上被子横截面壁32分为子横截面。所述子横截面壁32在示出的实施例情况中是矩形并且构成相应地延伸的导向面，用于借助真空泵22输送的送入空气。子横截面壁的优化几何结构也与送入空气量和提供的安装空间相关，替代地例如倒圆角地延伸的子横截面壁也是可行的。在另一部分长度33上，(上)送气通道6、10具有未分开的流动横截面，所述另一部分长度从通道入口30出发沿送入空气的流动方向延伸并且被设置为进入长度。在具有未分开的流动横截面的部分长度33处，流入到(上)送气通道6、10中的送入空气已经能够显示出来层流。
所述子横截面壁32以其竖直的出口侧的端部长度彼此平行地延伸并且在此垂直于所述工件支架16的支架主平面19地延伸。在子横截面壁32的出口侧的端部长度上，(上)送气通道6、10的子横截面壁32的相互壁间距尺寸是统一的，并且在子横截面壁32的朝向通道入口30的、入口侧的端部上，所述相互壁间距尺寸是不统一的。此外，朝向所述通道入口30的、入口侧的端部上的子横截面壁32在所述送入空气的流动方向上相互错开，而在所述通道出口31处的子横截面壁32的出口侧的端部位于共同的、平行于工件支架16的支架主平面19延伸的平面中。
根据需求能够将格栅状的格板34安装到(上)送气通道6、10的通道入口30中，如图3中所述格板在(上)送气通道10的通道入口30处。
基于对(上)送气通道6、10的上述配置最终产生层流的送入空气流，所述层流的送入空气流从(上)送气通道6、10的通道出口31出发以图中垂直于工件支架16的支架主平面19延伸的流动方向向下指向。
两个(上)送气通道6、10的通道出口31共同将激光加工装置1的工作空间24的横截面完全覆盖，所述工作空间被分隔装置23限界。根据图5，(上)送气通道6、10的通道出口31的一部分在工件支架16的支架主平面19上的垂直投影中相对于工件支架16以超出部相对于工件支架16突出。
送入空气作为层流的送入空气流到达工件支架16的上侧上，所述送入空气在(上)送气通道6、10的通道出口31的、布置在工件支架16上的区域处逸出，其中，所述送入空气流由于其层流的特性而均匀分布到工件支架16的上侧上。通过导向板35(图5)将在(上)送气通道6、10的通道出口31的超出部区域中逸出的送入空气转到朝向工件支架16的上侧的方向上，所述导向板布置在工件支架16旁的进入侧3处并且构造导向面。
在所述工件支架16的下侧处，通过下送气通道8、11将次级送入空气作为次级送入空气流提供到激光加工装置1的工作空间24中，所述次级送入空气流具有平行于工件支架16的支架主平面19延伸的初始流动方向。所述次级送入空气也通过借助真空泵22施加到工作空间24的低压来输送。
所述下送气通道8、11中的每个都具有通道入口36和通道出口37。所述下送气通道8、11的两个通道出口在工件支架16或工作空间24的总宽度上延伸。
子横截面壁38将下送气通道8、11的流动横截面在所述送气通道8、11的部分长度上分为子横截面并且构造有导向面，用于从通道入口36流向通道出口37的送入空气。借助子横截面壁38使送入空气流以直角转向。
从通道入口36出发，下送气通道8、11具有沿次级送入空气的流动方向延伸的且设置为进入长度的部分长度39，所述下送气通道用于将流入到下送气通道8、11中的次级送入空气层流地呈现出来，所述部分长度具有未分开的流动横截面。将子横截面壁38的相互壁间距在所述子横截面壁38的朝向通道入口36的部分长度处尺寸是不统一的，在所述子横截面壁38的朝向通道出口37的部分长度处尺寸是统一的。所述子横截面壁38的入口侧的端部上于共同的、垂直于次级送入空气的流动方向延伸的平面中。所述子横截面壁38的出口侧的端部在次级送入空气的流动方向上相互错开。
如果流动情况有需求，则所述下送气通道8、11的通道入口36能够设置有格栅状栅板40。图3中示出在所述下送气通道11的通道入口36处的格栅状栅板40。
所述次级送入空气从下送气通道8、11出发平行于工件支架16的支架主平面19作为层流的次级送入空气流在所述通道出口37处逸出并到达下导向面41，所述下导向面由激光加工装置1的围壳2的进入侧壁28构成(图5)。通过所述下导向面41将初始水平的次级送入空气流垂直向上转向。在那里，次级送入空气流遇到出自两个(上)送气通道6、10的并且借助导向板35转到朝向工件支架16的上侧的方向的送入空气流。上送入空气流和下送入空气流作为合并的送入空气流向工件支架16的上侧运动，在此所述合并的送入空气流与从(上)送气通道6、10垂直指向工件支架16的送入空气流共同在释放物产生位置上直接接收由于加工的释放物。借助所述真空泵22，载有释放物的送入空气作为排出空气以最短的路径穿过所述工件支架被吸出。
通过(上)送气通道6、10提供到激光加工装置1的围壳2的内部中的送入空气流设置为主流，通过下送气通道8、11引入到围壳2内部的次级送入空气流设置为副流。主流和副流的体积流相互协调。在实践中证明，适合的体积流比例是主流:副流为86％:14％。然而，优化的比例取决于围壳2的几何影响尺寸、尤其取决于工作空间24的尺寸然而例如也取决于下导向面41与工件支架16的距离。在本发明的意义中，在所有情况下都有利的体积流比例是主流高于副流。由此出发，优化的比例在95:5到75:25之间的区域中。优化的体积流比例也能够与工件17的尺寸和几何结构相关。体积流比例能够例如通过压力损失进行调整，所述压力损失能够借助在(上)送气通道6、10处的格栅状栅板34和借助在(下)送气通道8、11处的格栅状栅板40产生。
对于所述真空泵22附加地，能够在送气通道6、8、10、11处设置用于输送送入空气的鼓风机，通过这种设置也能够实现调整体积流比例。
基于借助(上)送气通道6、10和(下)送气通道8、11在围壳2的内部中产生的流动情况，能够将由于加工的释放物在激光加工装置1的工作空间24中至少近似完全地席卷并且以最短的路径从工作空间24中排出。送入空气强烈地穿流过所述工作空间24的位于围壳2的进入侧3处的和所述工件支架16处的区域，并且由此保持所述区域没有由于加工的释放物。因此下述人员不会暴露在由于加工的释放物下，所述人员在激光加工的非工作时间(例如为了对所述工件支架16进行装载和卸载或为了执行保养和维修工作)进入所述工作空间24。

Claims (25)

1.一种激光加工装置，用于借助激光加工工件(17)，所述激光加工装置具有围壳(2)、设置在所述围壳(2)内部中的工作空间(24)并且具有空气输送装置(22)，
·其中，在所述工作空间(24)中布置有用于要加工的工件(17)的工件支架(16)，并且所述工件支架(16)构造有支架主平面(19)且垂直于所述支架主平面(19)是透气的，
·其中，借助所述空气输送装置(22)，送入空气能够以垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)延伸的流动方向指向所述工件支架(16)的上侧，并且
·其中，借助所述空气输送装置(22)，由于加工而被污染的送入空气能够作为排出空气由所述工件支架(16)上侧穿过所述工件支架(16)向背离工件支架(16)上侧的工件支架(16)下侧排出，
其特征在于，
在所述工件支架(16)的上游设置有被送入空气朝向所述工件支架(16)穿流过的送气通道(6、10)，该送气通道具有垂直于所述送入空气的流动方向构造的流动横截面以及第一通道入口(30)和第一通道出口(31)，所述第一通道入口远离工件支架，所述第一通道出口在工件支架一侧、与所述工件支架(16)的上侧间隔开并且至少部分地覆盖所述工件支架(16)，并且
借助所述送气通道(6、10)，所述送入空气作为层流的送入空气流能够以垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)延伸的流动方向指向所述工件支架(16)的上侧，其方式是，所述送气通道(6、10)的流动横截面被分为子横截面，限界所述子横截面的第一子横截面壁(32)以横向于所述送入空气的流动方向存在的相互壁间距在所述流动方向上延伸并且以下述出口侧的端部长度彼此平行地并且在此垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)定向，所述出口侧的端部长度在所述流动方向上延伸且朝向所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)结束。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)在下述第一部分长度(33)上具有未分开的流动横截面，所述第一部分长度从所述送气通道(6、10)的第一通道入口(30)出发在所述送入空气的流动方向上延伸并且设置为进入长度。
3.根据上述权利要求中任一项所述的激光加工装置，其特征在于，在所述第一子横截面壁(32)的出口侧的端部长度上，所述送气通道(6、10)的第一子横截面壁(32)的相互壁间距的尺寸是统一的。
4.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，在所述第一子横截面壁(32)的朝向所述送气通道(6、10)的第一通道入口(30)的、入口侧的端部上，所述送气通道(6、10)的第一子横截面壁(32)的相互壁间距的尺寸是不统一的。
5.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，所述第一子横截面壁(32)的朝向所述送气通道(6、10)的第一通道入口(30)的、入口侧的端部相互错开和/或所述第一子横截面壁(32)的朝向所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)的、出口侧的端部在所述送入空气的流动方向上相互错开。
6.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，在所述第一子横截面壁(32)的上游，所述送气通道(6、10)设置有第一栅板(34)，所述送入空气在所述流动方向上经过所述第一栅板。
7.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，所述送入空气的流动方向在所述送气通道(6、10)的第一通道入口(30)和所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)之间变化，其方式为，所述第一子横截面壁(32)构造导向面，所述导向面用于流向所述工件支架(16)的送入空气，其中，借助所述第一子横截面壁(32)，流向所述工件支架(16)的送入空气能够从所述第一通道入口(30)处的流动方向转到所述第一通道出口(31)处的流动方向。
8.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，对于所述工作空间(24)设置有布置在所述围壳(2)的内部中的、垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)延伸的分隔装置(23)，所述分隔装置朝向所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)敞开并且将所述工作空间(24)相对于构造在所述激光加工装置的围壳(2)的内部中的剩余空间(25)分界。
9.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于，所述工作空间(24)的分隔装置(23)部分地由所述激光加工装置的激光加工机(12)的机体(13)构成，所述激光加工机设置在所述围壳(2)的内部中，所述机体侧面地布置在所述工件支架(16)旁。
10.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)覆盖所述工作空间(24)的下述横截面，所述横截面在所述分隔装置(23)的内部平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)地构造。
11.根据权利要求8所述的激光加工装置，其特征在于，所述工作空间(24)的分隔装置(23)朝向所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)并且还朝向所述工件支架(16)的进入侧(3)敞开，所述进入侧侧面地设置在所述工件支架(16)旁，并且所述激光加工装置的围壳(2)在所述工件支架(16)的进入侧(3)具有进入侧壁(28)，所述进入侧壁具有能够封闭的进入开口。
12.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)的一部分在所述工件支架(16)的支架主平面(19)上的垂直投影中相对于所述工件支架(16)以超出部平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)突出，并且在所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)的超出部处沿流动方向排出的送入空气能够借助侧面地布置在所述工件支架(16)旁的导向面朝所述工件支架(16)的上侧的方向转向。
13.根据权利要求12所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)的超出部相对于所述工件支架(16)朝向所述工件支架(16)的进入侧(3)突出，所述进入侧侧面地设置在所述工件支架(16)旁，并且下述导向面设置在所述工件支架(16)的进入侧(3)，借助所述导向面，在所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)的超出部沿流动方向排出的送入空气能够朝所述工件支架(16)的上侧的方向转向。
14.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)构成上送气通道，并且对于所述上送气通道附加地在所述工件支架(16)的下侧设置有下送气通道(8、11)，借助空气输送装置(22)，次级送入空气能够作为次级送入空气流以平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)延伸的初始流动方向通过所述下送气通道指向下导向面(41)，所述下导向面侧面地布置在所述工件支架(16)旁，借助所述下导向面，所述次级送入空气流能够从所述初始流动方向转到垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)朝向所述工件支架(16)的上侧延伸的流动方向上。
15.根据权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，用于所述次级送入空气流的下导向面(41)设置在所述激光加工装置的围壳(2)上。
16.根据权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，所述工件支架(16)具有侧面地设置在所述工件支架(16)旁的进入侧(3)，并且所述次级送入空气流能够在所述工件支架(16)的进入侧(3)从所述初始流动方向转到垂直于所述工件支架(16)的支架主平面(19)朝向所述工件支架(16)的上侧延伸的流动方向上。
17.根据权利要求14所述的激光加工装置，其特征在于，借助所述下送气通道(8、11)，所述次级送入空气能够作为层流的次级送入空气流以所述初始流动方向指向所述下导向面(41)，其方式是，所述下送气通道(8、11)的流动横截面被分为子横截面，限界所述下送气通道(8、11)的流动截面的子横截面的第二子横截面壁(38)以横向于所述次级送入空气的流动方向存在的相互壁间距在所述流动方向上延伸并且以下述下导向面侧的端部长度彼此平行地在所述次级送入空气的初始流动方向上定向，所述下导向面侧的端部长度在所述流动方向上延伸且朝向所述下送气通道(8、11)的下导向面侧的第二通道出口(37)结束。
18.根据权利要求17所述的激光加工装置，其特征在于，
·所述下送气通道(8、11)在下述第二部分长度(39)上具有未分开的流动横截面，所述第二部分长度从所述下送气通道(8、11)的远离下导向面的第二通道入口(36)出发在所述次级送入空气的流动方向上延伸并且被设置为进入长度，和/或
·在所述第二子横截面壁(38)的下导向面侧的端部长度上，所述下送气通道(8、11)的第二子横截面壁(38)的相互壁间距的尺寸是统一的，和/或
·在所述第二子横截面壁(38)的朝向所述下送气通道(8、11)的远离下导向面的第二通道入口(36)的、入口侧的端部上，所述下送气通道(8、11)的第二子横截面壁(38)的相互壁间距的尺寸是不统一的，和/或
·所述第二子横截面壁(38)的朝向所述下送气通道(8、11)的远离下导向面的第二通道入口(36)的、入口侧的端部相互错开和/或所述第二子横截面壁(38)的朝向所述下送气通道(8、11)的第二通道出口(37)的、出口侧的端部在所述次级送入空气的流动方向上相互错开，和/或
·在所述第二子横截面壁(38)的上游，所述下送气通道(8、11)设置有第二栅板(40)，所述次级送入空气在所述流动方向上经过所述第二栅板，和/或
·所述次级送入空气的流动方向在所述下送气通道(8、11)的远离下导向面的第二通道入口(36)和所述下送气通道(8、11)的第二通道出口(37)之间变化，其方式是，所述下送气通道(8、11)的第二子横截面壁(38)构造下导向面，用于所述次级送入空气，其中，借助所述下送气通道(8、11)的第二子横截面壁(38)，所述次级送入空气能够从所述下送气通道(8、11)的第二通道入口(36)处的流动方向转到所述下送气通道(8、11)的第二通道出口(37)处的初始流动方向上。
19.根据权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在于，设置多个送气通道(6、10)，所述送气通道的第一通道出口(31)平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)并排地布置。
20.根据权利要求7中所述的激光加工装置，其特征在于，所述送入空气能够呈直角地从所述第一通道入口(30)处的流动方向转到所述第一通道出口(31)处的流动方向。
21.根据权利要求10中所述的激光加工装置，其特征在于，所述送气通道(6、10)的第一通道出口(31)完全覆盖所述工作空间(24)的所述横截面。
22.根据权利要求13中所述的激光加工装置，其特征在于，所述导向面设置在所述激光加工装置的围壳(2)的进入侧壁(28)处。
23.根据权利要求15中所述的激光加工装置，其特征在于，由所述激光加工装置的围壳(2)构造所述下导向面。
24.根据权利要求18中所述的激光加工装置，其特征在于，所述次级送入空气能够直角地从所述下送气通道(8、11)的第二通道入口(36)处的流动方向转到所述下送气通道(8、11)的第二通道出口(37)处的初始流动方向上。
25.根据权利要求14中所述的激光加工装置，其特征在于，设置多个上送气通道，所述上送气通道的第一通道出口(31)平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)并排地布置，和/或设置多个下送气通道(8、11)，所述下送气通道具有下导向面侧的第二通道出口(37)，所述下导向面侧的第二通道出口平行于所述工件支架(16)的支架主平面(19)并排地布置。
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