JP2009166236A - レーザノズルを取り付け且つ／又は取り外すための機械装置及びこのような機械装置を備えたレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザノズルを取り付け且つ／又は取り外すための機械装置において、従来技術の機能確実性を改善する。
【解決手段】ノズル収容スペース（１２）に加えて付加的に、発生した汚染粒子を収容するための汚れコレクタ（１３）及び該汚れコレクタ（１３）用の位置決め装置（１５）が設けられており、前記汚れコレクタ（１３）が、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置（１５）によって、前記ノズル収容スペース（１２）の代わりに機能準備位置（１８）へと運動可能であり、更に、前記汚れコレクタ（１３）が、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置（１５）によって、前記機能準備位置（１８）から離れた位置へと運動可能であるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作物、特に薄板を加工するためのレーザ加工機のノズル取付け部においてレーザノズルを取り付け且つ／又は取り外すための機械装置であって、
・レーザノズルを収容するために設けられた少なくとも１つのノズル収容スペースを有するノズルマガジン、
・当該機械装置において規定された機能準備位置及び
・前記ノズル収容スペース用の位置決め装置を備えており、
前記ノズル収容スペースが、該ノズル収容スペース用に設けられた位置決め装置によって、前記機能準備位置又はこの機能準備位置から離れた位置へと運動可能である形式のものに関する。更に本発明は、工作物、特に薄板を加工するためのレーザ加工機であって、該レーザ加工機が、前記形式の機械装置を有している形式のものに関する。

前記形式の従来技術は、ＪＰ０６０２３５８０Ａから公知である。この刊行物には、レーザ加工機のレーザ加工ヘッドにおけるノズル交換用の機械装置を備えたレーザ加工機が開示されている。ノズル交換用装置のノズルマガジンは、レボルバマガジンとして形成されており且つレボルバ回転軸線を中心として回転可能なマガジンレボルバを有している。このマガジンレボルバには複数のノズル収容スペースが設けられており、これらのノズル収容スペースは、マガジンレボルバの回転方向でレボルバ回転軸線を中心として連続している。レボルバ回転軸線を中心としてマガジンレボルバを回動させることにより、複数のノズル収容スペースのうちの１つが機能準備位置に移動される。この機能準備位置に空のノズル収容スペースが位置していると、このノズル収容スペースが、公知の機械のレーザ加工ヘッドで先に使われていた、レーザ加工ヘッドのノズル取付け部から取り外さねばならない使用済みのレーザノズルを収容することができる。交換しようとするレーザノズルを備えたノズル収容スペースが機能準備位置を占めると、当該の交換しようとするレーザノズルが先に取り外された使用済みのレーザノズルの代替として、レーザ加工ヘッドに取り付けられる。マガジンレボルバの複数のノズル収容スペースのうちの１つが、公知のレーザ加工機の通常運転中に機能準備位置へと動かされると同時に、レーザ加工ヘッドに対向して配置されている。

ＪＰ０６０２３５８０Ａ

本発明の課題は、前記従来技術の機能確実性を改善することである。

この課題を解決するために本発明では、前記ノズル収容スペースに加えて付加的に、発生した汚染粒子を収容するための汚れコレクタ及び該汚れコレクタ用の位置決め装置が設けられており、前記汚れコレクタが、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置によって、前記ノズル収容スペースの代わりに機能準備位置へと運動可能であり、更に、前記汚れコレクタが、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置によって、前記機能準備位置から離れた位置へと運動可能であるようにした。更に本発明では、ノズル取付け部においてレーザノズルを取り付け且つ／又は取り外すためのこのような機械装置を、レーザノズルのためのノズル取付け部を備えた、工作物を加工するためのレーザ加工機に設けた。

本発明では、当該機械装置においてノズル収容スペースの代わりに機能準備位置へと運動され得る、汚れコレクタが設けられている。この構成手段は、特にレーザ加工機の複数の運転状態において、機能準備位置に著しく汚れが生じた場合に使用される。このことは例えば、レーザ加工機によって通常の工作物加工が行われる場合に当てはまる。汚れとしては、例えば薄板のレーザ切断加工時に発生するような、スラグ及び金属飛沫等が考慮される。機能準備位置に位置する汚れコレクタが発生した汚染粒子を収容する一方で、ノズルマガジンの１つ又は複数のノズル収容スペースは切断ヘッド付近の機能準備位置から離れて配置されているので、不都合な汚れから保護されている。このようにして、空のノズル収容スペースの汚れも、レーザノズルが装着されたノズル収容スペースの汚れも防止される。空のノズル収容スペースの汚れは、例えば当該ノズル収容スペースにおける使用済みレーザノズルの、機能に即した収容を損なう恐れがある。交換しようとするレーザノズルが装着されたノズル収容スペースの汚れは、特に当該レーザノズルをレーザ加工機のノズル取付け部に取り付ける際に問題を生ぜしめる恐れがある。

請求項１及び８に記載した本発明の特別の構成形式は、従属請求項２〜７に記載されている。

請求項２及び３は、汚れコレクタ及びノズル収容スペースを機能準備位置若しくはこの機能準備位置から離れた位置へ移動させるための、制御技術的に特に簡単な手段に関する。

請求項４に記載の本発明による構成形式は、汚れコレクタ及びノズル収容スペースの位置決め駆動装置の、構造的に簡単且つ廉価な構成という点において優れている。

請求項５で規定した本発明の別の有利な構成では、ノズル収容スペース及び／又は汚れコレクタが、所定の円軌道に沿って機能準備位置又はこの機能準備位置から離れた位置へ運動可能である。汚れコレクタ及びノズル収容スペースの前記運動軌道の円のジオメトリは、装置全体のコンパクトな構成形式を可能にする。

汚れコレクタ及びノズル収容スペースの円形の位置決め運動を実現するための構造的に簡単な構成手段は、請求項６に記載の本発明の構成形式において規定されている。

請求項７に記載した本発明の改良では、汚れコレクタが汚れ通路を形成しており、この汚れ通路を通って汚れが機械装置を通過することができる。このようにして、汚染粒子は機械装置付近の領域から、当該汚染粒子が機械装置の機能性を損なう恐れのない領域へ、簡単に排出され得る。

ノズル収容スペースを備えたノズルマガジン及び汚れコレクタを有する機械的なノズル交換装置を機能位置で示した図である。 図１に示した機械的なノズル交換装置を、ノズルマガジンのノズル収容スペースと一緒に機能準備位置で示した図である。 図１に示した機械的なノズル交換装置を備えたレーザ加工機の概略図である。 図２に示した機械的なノズル交換装置を備えた、図３に示した装置の図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１〜図４に示したノズル交換装置１は、ノズル取付け部３においてレーザノズル２を機械的に着脱するために役立つ。前記ノズル取付け部３自体は、レーザ加工機５のレーザ加工ヘッド４に設けられている。図３から判るように、レーザ加工機５の通常運転では、レーザカットビーム７により薄板６が切断される。

ノズル交換装置１は、支持レボルバ９を備えたノズルマガジン８を有しており、前記支持レボルバ９は、ノズル交換装置１のケーシング１０においてレボルバ回転軸線１１を中心として回転可能であると同時に、回転方向で位置決め可能である。支持レボルバ９は、ノズルマガジン８のノズルホルダとして形成された複数のノズル収容スペース１２を備えている。付加的に、支持レボルバ９には汚れコレクタ１３が取り付けられている。ノズル収容スペース１２と汚れコレクタ１３とは、支持レボルバ９において回転方向で、レボルバ回転軸線１１を中心として互いにずらされて配置されている。図１及び図２では、ノズル収容スペース１２は図面を簡単にするために空スペースとして描かれている。レーザ加工機５におけるノズル交換装置１の運転使用では、少なくとも１つのノズル収容スペース１２が、レーザ加工ヘッド４において交換しようとするレーザノズル２を収容している。

支持レボルバ９に設けられた汚れコレクタ１３は汚れ通路１４を形成しており、この汚れ通路１４は、レボルバ回転軸線１１に対して平行に延びる方向で汚染粒子を通過させる（図３）。レボルバ回転軸線１１を中心とした支持レボルバ９の回転調節のためには、この支持レボルバ９のための位置決め装置１５が役立ち、この位置決め装置１５は電気的な位置決め駆動モータ１６を有している。この位置決め駆動モータ１６を制御するためには、図示の数値駆動制御装置１７が設けられている。この数値駆動制御装置１７は、レーザ加工機５の数値制御装置に組み込むことができる。

ノズル交換装置１では、所定の機能準備位置１８が規定されている。図１においてこの機能準備位置１８は汚れコレクタ１３が、詳細には汚れコレクタ１３の汚れ通路１４の長手方向軸線が占めている。図２では、汚れコレクタ１３に直ぐ隣接したノズル収容スペース１２若しくは該ノズル収容スペースの中心軸線が、前記機能準備位置１８へと動かされている。機能準備位置１８での汚れコレクタ１３及びノズル収容スペース１２の位置決めは、両方とも数値駆動制御装置１７により制御される位置決め駆動モータ１６によって行われる。

図１に示したノズル交換装置１の運転状態は、レーザ加工機５の通常の切断運転に対応する。これに関連したレーザ加工機５の状態は図３に示されている。

つまり、ノズル交換装置１は薄板６の切断加工中は汚れコレクタ１３と一緒に、レーザ加工機５の工作物支持部１９に設けられた貫通開口２０の下位に位置している。例えばレーザカットビーム７の加工箇所に生じる、工作物支持部１９の貫通開口２０にまで到達するスラグ又は金属飛沫等の汚染粒子は、工作物支持部１９の下位に配置されたノズル交換装置１を、汚れコレクタ１３の汚れ通路１４を通って重力作用下で通過することができる。これにより、前記汚染粒子がノズル交換装置１に堆積し、次いでこのノズル交換装置１の機能性を損なうということが防止される。

レーザ加工ヘッド４に取り付けられたレーザノズル２を、例えば加工しようとする材料の変更に基づいて、又は汚れに基づき別のレーザノズル２に交換しようとする場合は、ノズル交換装置１においてまず最初に空のノズル収容スペース１２が機能準備位置１８へと運動される。この目的のためには、ノズル交換装置１の位置決め駆動モータ１６が数値制御されて作動される。これにより、この位置決め駆動モータ１６は支持レボルバ９を、規定された回転角度にわたってレボルバ回転軸線１１を中心として回動させる。これにより、汚れコレクタ１３は機能準備位置１８から離れ、且つ支持レボルバ９においてこの汚れコレクタ１３に続く空のノズル収容スペース１２が機能準備位置１８に進入する。同時に、工作物支持部１９に設けられた、工作物加工製品を導出するための落とし戸状の導出フラップ２１が、図３に示した閉鎖状態から開かれる。レーザ加工ヘッド４と工作物支持部１９とは前記導出フラップ２１が開かれた状態で、取り外されるべきレーザノズル２を備えたレーザ加工ヘッド４が工作物支持部１９の貫通開口２０の上位延いては機能準備位置１８にある空のノズル収容スペース１２の上位に位置するまで、互いに相対運動させられる。その結果、図４に示した状態が得られる。

この状態から出発して、レーザ加工ヘッド４において使用されたレーザノズル２は、貫通開口２０を通って該貫通開口２０に対向位置するノズル収容スペース１２に挿入され且つこのノズル収容スペース１２の回動に基づきレーザ加工ヘッド４のノズル取付け部３からねじ外される。次いで交換しようとするレーザノズル２が装着されたノズル収容スペース１２が、位置決め駆動モータ１６によりレボルバ回転軸線１１を中心として機能準備位置１８へと運動される。次いで交換しようとするレーザノズル２が、工作物支持部１９の貫通開口２０を通ってレーザ加工ヘッド４のノズル取付け部３にねじ込まれる。

ノズル交換終了後に、位置決め駆動モータ１６が再び汚れコレクタ１３を機能準備位置１８へと回動させてから、最終的に導出フラップ２１を閉じ且つレーザ加工ヘッド４と工作物支持部１９とを相対運動させることにより、改めて図３に示した状態が得られる。汚れコレクタ１３は再び、レーザ加工機５の通常の切断運転に対応した回動位置を占めている。ノズルマガジン８のノズル収容スペース１２は機能準備位置１８から離れて位置しており、工作物加工の有害な影響から保護されている。

１ ノズル交換装置、 ２ レーザノズル、 ３ ノズル取付け部、 ４ レーザ加工ヘッド、 ５ レーザ加工機、 ７ レーザカットビーム、 ８ ノズルマガジン、 ９ 支持レボルバ、 １１ レボルバ回転軸線、 １２ ノズル収容スペース、 １４ 汚れ通路、 １６ 位置決め駆動モータ、 １８ 機能準備位置、 １９ 工作物支持部、 ２０ 貫通開口

Claims (8)

1. 工作物を加工するためのレーザ加工機（５）のノズル取付け部（３）においてレーザノズル（２）を取り付け且つ／又は取り外すための機械装置であって、
   ・レーザノズル（２）を収容するために設けられた少なくとも１つのノズル収容スペース（１２）を有するノズルマガジン（８）、
   ・当該機械装置において規定された機能準備位置（１８）及び
   ・前記ノズル収容スペース（１２）用の位置決め装置（１５）を備えており、
   前記ノズル収容スペース（１２）が、該ノズル収容スペース用に設けられた位置決め装置（１５）によって、前記機能準備位置（１８）又はこの機能準備位置（１８）から離れた位置へと運動可能である形式のものにおいて、
   前記ノズル収容スペース（１２）に加えて付加的に、発生した汚染粒子を収容するための汚れコレクタ（１３）及び該汚れコレクタ（１３）用の位置決め装置（１５）が設けられており、前記汚れコレクタ（１３）が、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置（１５）によって、前記ノズル収容スペース（１２）の代わりに機能準備位置（１８）へと運動可能であり、更に、前記汚れコレクタ（１３）が、該汚れコレクタ用に設けられた前記位置決め装置（１５）によって、前記機能準備位置（１８）から離れた位置へと運動可能であることを特徴とする、レーザノズルを取り付け且つ／又は取り外すための機械装置。
2. 前記ノズル収容スペース（１２）と汚れコレクタ（１３）とが互いに連動するようになっている、請求項１記載の機械装置。
3. 前記ノズル収容スペース（１２）と汚れコレクタ（１３）とが共通の支持体に取り付けられており、該支持体が、前記ノズル収容スペース（１２）用の位置決め装置（１５）の位置決め駆動装置と、前記汚れコレクタ（１３）用の位置決め装置（１５）の位置決め駆動装置とによって所定の複数の位置へ運動可能であり、これらの位置が占められると、前記ノズル収容スペース（１２）及び汚れコレクタ（１３）が、それぞれ機能準備位置（１８）又は該機能準備位置から離れた位置へ動かされた状態となる、請求項１又は２記載の機械装置。
4. 前記ノズル収容スペース（１２）用の位置決め装置（１５）と、前記汚れコレクタ（１３）用の位置決め装置（１５）とが、共通の位置決め駆動モータ（１６）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械装置。
5. 前記ノズル収容スペース（１２）及び／又は汚れコレクタ（１３）が、所定の円軌道に沿って機能準備位置（１８）又はこの機能準備位置（１８）から離れた位置へと運動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械装置。
6. 前記ノズル収容スペース（１２）及び汚れコレクタ（１３）の共通の支持体として支持レボルバ（９）が設けられており、該支持レボルバが、前記ノズル収容スペース（１２）用の位置決め装置（１５）の位置決め駆動装置及び／又は前記汚れコレクタ（１３）用の位置決め装置（１５）の位置決め駆動装置により、レボルバ回転軸線（１１）を中心として所定の複数の回動位置へと運動可能であり、これらの回動位置が占められると、前記ノズル収容スペース（１２）及び汚れコレクタ（１３）が、それぞれ機能準備位置（１８）又はこの機能準備位置から離れた位置へ動かされた状態となる、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械装置。
7. 前記汚れコレクタ（１３）が汚れ通路（１４）を形成しており、該汚れ通路を通って汚れが当該機械装置を通過可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の機械装置。
8. ノズル取付け部（３）においてレーザノズル（２）を取り付け且つ／又は取り外すための、請求項１から７までのいずれか１項記載の機械装置が設けられていることを特徴とする、レーザノズル（２）のためのノズル取付け部（３）を備えた、工作物を加工するためのレーザ加工機。

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