CN1765563B - 在激光加工机上的加工头的夹持装置 - Google Patents

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Abstract

加工头(4)在激光加工机上的夹持装置，具有用于在加工头(4)碰撞时释放夹持的碰撞保护装置。该碰撞保护装置设有带有进行释放的碰撞力的调节的碰撞保护部件(21，21’)。

Description

在激光加工机上的加工头的夹持装置
技术领域
本发明涉及在激光加工机上的加工头的夹持装置，它具有用于在加工头碰撞时释放夹持的碰撞保护装置。
背景技术
例如已由DE 197 01 516 C1公知了激光加工机的激光加工头的一种碰撞保护装置，该激光加工机包括激光加工头在一个支座上的可释放的耦合部分。
激光加工头与工件或一个装置的碰撞不应导致机器或工件的任何损坏。在碰撞后激光加工头对其给定位置的偏离必需被精确地识别。加工头的更换应可在同一接口上方便地实现。
公知的接口仅具有激光切割头的机械固定及切割气体传送的功能，及包括一个有限的碰撞保护。
发明内容
本发明所提出的任务是，给出一种夹持装置，它可接收不同的加工头或工具。
本发明将通过在激光加工机上的加工头的夹持装置来解决，它具有用于在加工头碰撞时释放夹持的碰撞保护装置，其中碰撞保护装置包括碰撞保护部件和夹紧体，所述夹紧体在激光加工头处于固定状态时由碰撞保护部件在形成夹紧连接的情况下被压力加载地保持，其中碰撞保护部件带有触发释放的碰撞力的调节。视所使用的加工头或工具而定，所述碰撞力可以改变，及碰撞保护可被增强，即夹持装置松动地构造，或减弱碰撞保护，即夹持装置加强地实施。激光加工无力作用地进行，而在机械加工如在工件上钻孔或铣削时在工件上施加一个力。因此在激光加工时的碰撞保护应比机械加工时的碰撞保护易于触发。碰撞保护的这种选择可借助本发明来实现。
新的接口允许加工头的自动更换及除了工作介质外还可传送其它的信号及辅助能源。因此在激光机上允许使用通用的工具(刀具)。
有利的是，碰撞保护装置被构成在一个用于接收加工头的支座上，它具有用于连接信号导线、能源传导件或冷却水导管的联接器。
有利的是，碰撞保护部件包括一个能够通过压力弹簧用可调节的弹簧加载力加载压力的滚子或球。
碰撞保护部件可以不同地构成及例如可包括机械弹簧，磁铁(包括电磁铁)或气体压力弹簧。这些措施可以组合，以便构成既简单又同时有效的碰撞保护部件。作为碰撞保护部件在加工头的相应配合部件上的靠触机构可考虑球，滚子或辊等，以便易于实现在碰撞时连接的松开。
有利的是，所述加工头是一个激光加工头。
有利的是，所述加工头是一个用于钻孔或铣削的加工头。
附图说明
本发明的实施例被概要地表示在附图中及以下将参照附图来对其详细地描述。附图各表示：
图1：一个激光加工设备的透视图；
图2a：该激光加工设备的激光切割头的侧视图；
图2b：该激光加工设备的激光切割头的透视图；
图3：该激光加工设备上的激光切割头支架的透视图；
图4a：该支架的第一碰撞保护件的截面图；
图4b：该支架的第二碰撞保护件的截面图。
具体实施方式
由图1可看到用于激光切割的一个激光加工设备1的原理结构，该激光加工设备具有一个CO2激光器2，一个控制装置3，一个激光加工头4及一个工件支座5。一个产生出的激光束6借助一些偏转反射镜被引导到激光加工头4上及对准到工件8上。
在形成通常的切割缝前，激光束6必需穿透工件8。金属板8必需在一个部位上被点状地熔化或氧化及熔融液必需被吹出。刺穿过程可快速地(即用全激光器功率)或慢速地(通过一个所谓的“斜坡”)进行。
在以一个斜坡慢速刺穿时可使激光器功率逐渐地提高-降低及在一定的时间间隔中保持恒定，直到刺穿的孔产生出为止。无论是刺穿还是激光切割都通过加入一种气体来辅助。作为切割气体9可使用氧气，氮气，压缩空气和/或根据应用情况的专用的气体。最后使用哪种气体，取决于：哪种材料被切割及对工件提出何种质量要求。
在用氧气切割时通常使用最大6巴(bar)的气体压力工作。在激光束6射到金属板8上的地方，材料被熔化并且大部分被氧化。形成的熔融金属与铁氧化物被一起吹出。形成的颗粒及气体可借助一个吸出装置10由一个吸出室11中吸出。在氧化过程(放热反应)中附加地释放能量，它有助于切割过程。在对于氧气切割及氮气高压切割可使用相同的激光器功率的材料厚度上，当使用氧气作为切割气体时可以比使用氮气的情况以显著高的切割速度工作或分割更大的材料厚度。
根据图2a，激光加工头4包括一个壳体12，在该壳体中装有用于激光束的偏转及聚焦的激光器光学装置，以使得一个聚焦的激光束可在向着工件的方向上离开激光加工嘴13。激光加工头4的装配通过一个壳体区段14来实现。壳体区段14的装配方向用标号15来表示及垂直地延伸，以便激光头的更换可通过一个Z轴方向的运动来实现。在该方向15上也可耦合所有信号、辅助能量及介质，如气体接头及冷却水接头。在接口中也设有碰撞保护部分，它可在Z-，X-及Y-方向上均匀地释放。当激光加工头4碰撞在一个障碍上时将停止加工，及激光加工头4可从其支座中释放出及由相应的辅助装置保持。
在图2b中可更清楚地看到用于信号导线，输入能量的电缆及气体导管与水导管的联接器。其中一个联接器例如用标号16来标示。待耦合到一个支座上的壳体区段14马蹄形地包围着激光束的一个圆柱形屏蔽罩17。所构成的碰撞保护装置包括夹紧体18及19，它们在激光加工头4的固定状态中由碰撞保护部件在形成夹紧连接的情况下被压力加载地保持。在此，壳体区段14被耦合在根据图3的支座20上，碰撞保护部件21被设置在该支座上。借助壳体区段14及支座20，一方面形成用于信号、辅助能量及介质如气体及冷却水的导线、传导件或电缆24的连接，及另一方面实施碰撞保护。接口具有激光加工头机械固定、工作气体及冷却液传送的功能及包括碰撞保护部分。
这些碰撞保护部件21在支座20上彼此约成90°地设置及各包括一个滚子，用于在一个可调节的预载下接触在激光加工头的壳体部件的一个夹紧体上。夹紧体在壳体区段14上的压力加载或夹紧通过根据碰撞保护部件21的箭头21”来表示及横向于加工头的装配方向15起作用。
图4a表示设有一个滚子22的一个碰撞保护部件21的第一实施例，该滚子借助一个机械压力弹簧23及一种借助一个输入口23”输入的气体在加载下靠触在壳体区段14的夹紧体18上。一个弹簧室23”’可由一种气体充满直到一个由塑料作的密封件23””处，以便气动地支持机械的弹簧力。滚子22与一个被压力弹簧23压着的压板相连接。当在X-，Y-或Z-方向出现带有一个力的碰撞及该力大于压力弹簧23的弹簧力时，该压力弹簧23被压缩(参见箭头)，滚子22可被往回挤，及夹紧体18上的一个斜的接触面可滑离滚子22。加工头在支座上的夹持被释放。
图4b表示设有一个滚子22’的一个碰撞保护部件21’的第二实施例，该滚子借助一个磁铁23’及一个由该磁铁23’保持的、通过一个压板间接作用在滚子22’上的销在加载下靠触在壳体区段14的夹紧体18上。滚子22’与被磁铁23’保持的销压着的压板相连接。当在X-，Y-或Z-方向出现带有一个力的碰撞及该力大于磁铁的保持力时，该销被往回移动，滚子22’可被往回挤压(参见箭头)，及夹紧体18上的斜的接触面可滑离滚子22’。加工头在支座上的夹持被释放。
借助可调节的磁铁力(或电磁力)或可调节的弹簧力，可选择碰撞保护装置的强度或刚性。视工件的加工而定，可预设定碰撞保护装置的保持力或者说释放力。这将允许夹持不同的加工头及加工头的自动更换(每个加工头具有一个存储其数据的存储芯片)。可以在该通用的激光加工设备上在一次加工中处理多个任务。与控制装置的通信可通过自已的总线来实现。可以考虑以下的加工功能：激光焊接，激光切割，借助一个探测头或光学测头进行测量，借助螺纹切削丝杠切螺纹，雕刻(借助铣刀)，铣削/去毛刺/刷，从料库将标准件置入激光切割出的空腔中，螺柱焊，取出或分选部件，作标记，贴标签，涂漆及然后用激光烧烤，在标记上施加保护膜，由它再除去最后的漆层，金属成形加工(借助合适的辅助工具)，材料分析(分光计)，工件的表面检测。
参考标号表
1激光加工设备            2激光器
3控制装置                4激光加工头
5工件支座                    6激光束
8工件                        9切割气体
10吸出装置                   11吸出室
12壳体                       13激光加工嘴
14壳体区段                   15装配方向
16联接器                     17屏蔽罩
18夹紧体                     19夹紧体
20支座                       21碰撞保护部件
22滚子                       22’滚子
23压力弹簧                   23’磁铁
23”输入口                   23”’弹簧室
23””密封件

Claims (6)

1.在激光加工机上的加工头(4)的夹持装置，具有用于在加工头(4)碰撞时释放夹持的碰撞保护装置，其特征在于：碰撞保护装置包括碰撞保护部件(21，21’)和夹紧体(18，19)，所述夹紧体(18，19)在激光加工头(4)处于固定状态时由碰撞保护部件(21，21’)在形成夹紧连接的情况下被压力加载地保持，其中碰撞保护部件(21，21’)带有触发释放的碰撞力的调节。
2.根据权利要求1的夹持装置，其特征在于：碰撞保护装置被构成在一个用于接收加工头(4)的支座(20)上，它具有用于连接信号导线、能源传导件或冷却水导管的联接器。
3.根据权利要求1或2的夹持装置，其特征在于：碰撞保护部件(21)包括一个能够通过压力弹簧(23)用可调节的弹簧加载力加载压力的滚子(22)或球。
4.根据权利要求1或2的夹持装置，其特征在于：碰撞保护部件(21’)包括一个能够通过一个磁铁(23’)用可调节的磁铁力加载压力的滚子(22)或球。
5.根据权利要求1或2的夹持装置，其特征在于：所述加工头是一个激光加工头(4)。
6.根据权利要求1或2的夹持装置，其特征在于：所述加工头是一个用于钻孔或铣削的加工头。
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