TW202239505A - 用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法 - Google Patents

用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202239505A
TW202239505A TW111106190A TW111106190A TW202239505A TW 202239505 A TW202239505 A TW 202239505A TW 111106190 A TW111106190 A TW 111106190A TW 111106190 A TW111106190 A TW 111106190A TW 202239505 A TW202239505 A TW 202239505A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
insert
pick
threaded
pipe
threaded insert
Prior art date
Application number
TW111106190A
Other languages
English (en)
Inventor
里卡多 里歐費堤
梅特奧 布里蓋度
詹卡洛 卡普拉
Original Assignee
義大利商阿迪傑股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 義大利商阿迪傑股份有限公司 filed Critical 義大利商阿迪傑股份有限公司
Publication of TW202239505A publication Critical patent/TW202239505A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/14—Riveting machines specially adapted for riveting specific articles, e.g. brake lining machines
    • B21J15/142—Aerospace structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/30—Particular elements, e.g. supports; Suspension equipment specially adapted for portable riveters
    • B21J15/32—Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0093—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring combined with mechanical machining or metal-working covered by other subclasses than B23K
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
    • B23K26/0846—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
    • B23P23/04—Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass for both machining and other metal-working operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/0007—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners
    • B25B27/0014—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners motor-driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/28—Beams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/065—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the nut
    • F16B37/067—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the nut the material of the nut being deformed by a threaded member generating axial movement of the threaded part of the nut, e.g. blind rivet type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

一種用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法，其中上述機器包括：一工作頭(12)、一托架(28)、及一自動嵌件施用系統(30)。工作頭具有一聚焦裝置(18)，適應於聚焦一雷射光束於待作業管材或異形材(T)之表面上。工作頭(12)係安裝於托架(28)上。自動嵌件施用系統(30)係用於將一螺紋嵌件(I)放置於藉由雷射光束形成在管材或異形材(T)之一壁(W)中的一外殼(H)中。自動嵌件施用系統係整合入機器中且佈設成依一與工作頭(12)協同之方式操作。

Description

用於雷射加工管材和異形材的機器之操作方法
本發明關於一種用於雷射加工管材和異形材的機器。
在以下說明及申請專利範圍中，術語「管材(tube)」和「異形材(profiled section)」係用於識別任何沿縱軸具有(車削加工公差)均勻剖面之細長形製品，剖面係呈任何形狀、不論閉口(諸如圓形、矩形、或正方形)或開口(諸如L、C、U等)。除此以外，術語「縱向」及「橫向」係用於分別識別管材或異形材之縱軸的方向及一與縱向方向直交之方向。
德國專利案第DE 102016106067 A1號描述一種佈設成製作螺紋孔之用於雷射切割管材和異形材的機器。
已知在具有相對較薄壁之管材或異形材的情況下，不直接在管材或異形材之壁中製作一螺紋孔，反而一螺紋嵌件有時施加於一外殼中，外殼係製作在管材或異形材之壁中。上述螺紋嵌件支承所需要之螺紋孔。法國專利申請案第FR 2313998 A1號描述一種嵌件施用系統。德國專利案第DE 102004006407 A1號描述一種用於製作排屑孔且配備有一嵌件施用系統的機器。
在已知之用於雷射切割管材和異形材的機器中，藉機器生產之工件必須被撿拾以藉一操作員手動插入螺紋嵌件、或藉一離線機器插入上述嵌件。是以，這情境導致相對較長之生產時間。
本發明之目的係提供一種用於減少配備有螺紋嵌件之管材和異形材的生產時間之解決方案。
此目的及其他目的係藉由一種具有後附獨立請求項1中特定特徵之用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法，而依據本發明完全地達到。
本發明之有利具體實施例係附屬請求項之標的，其應被了解為以下說明之整體且整合部分。
總之，本發明係基於實現一種用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法的構想，上述機器包括： 一工作頭，設有一聚焦裝置，適應於放射一雷射光束，聚焦至待作業管材或異形材之表面上， 一托架，工作頭係安裝於托架上，托架係依一可相對於待作業管材或異形材而在一第一橫向方向及與第一橫向方向直交之一第二橫向方向二者上平移的方式安裝，上述橫向方向係與待作業管材或異形材之縱軸直交，及 一自動嵌件施用系統，用於將一螺紋嵌件放置於藉由雷射光束形成在管材或異形材之一壁中的一外殼中，自動嵌件施用系統係整合入機器中且佈設成依一與工作頭協同之方式操作， 其中自動嵌件施用系統包括一鉚釘器，鉚釘器設有一螺紋旋轉銷，螺紋旋轉銷佈設成接合螺紋嵌件之一螺紋孔，以抓取且放置螺紋嵌件， 其中工作頭及鉚釘器係安裝於托架上，以在第一橫向方向及第二橫向方向二者上，與托架整合一體平移， 其中自動嵌件施用系統更包括一嵌件供應總成及佈設成從前述嵌件供應總成個別地接收嵌件之一嵌件撿拾座，前述嵌件供應總成及前述嵌件撿拾座係鄰接托架配置， 其中自動嵌件施用系統更包括一近接感測器，佈設成偵檢螺紋嵌件存在於嵌件撿拾座中， 其中上述方法包括以下步驟： a)藉由工作頭形成一外殼於管材或異形材中， b)將托架從管材或異形材移動至嵌件撿拾座， c)藉由鉚釘器從嵌件撿拾座抓取一螺紋嵌件， d)將托架從嵌件撿拾座移動至管材或異形材， e)藉由鉚釘器將螺紋嵌件放置於管材或異形材之外殼中，及 f)藉由工作頭實行一切割操作， 其中近接感測器係佈設成，由於從嵌件撿拾座撿拾螺紋嵌件而改變狀態，且結果提供一偵檢訊號，及其中步驟c)包括以下步驟： c1)藉由鉚釘器抓取螺紋嵌件，且從嵌件撿拾座提起螺紋嵌件， c2)基於偵檢訊號判定撿拾期間由螺紋嵌件達到之一偵檢撿拾高度，近接感測器在偵檢撿拾高度處已改變其狀態， c3)比較偵檢撿拾高度與取決於螺紋嵌件之幾何參數的一預期撿拾高度， c4)倘偵檢撿拾高度係與預期撿拾高度不同，則重定位螺紋嵌件至嵌件撿拾座中、釋放螺紋嵌件、及重複步驟c1)到c3)， c5)倘偵檢撿拾高度仍與預期撿拾高度不同，則丟棄螺紋嵌件(I)。
由於此類方法，使用一完全地整合於機器中之系統，其容許各種大小尺寸之螺紋嵌件插入至先前以雷射切割之管材或異形材中；如此，機器不再僅生產必須接著再作業以插入嵌件之雷射切割件，反而生產準備好使用之完工工件。因此，生產時間有明顯減少。
較佳地，自動嵌件施用系統更包括一線性致動器，線性致動器安裝於托架上且鉚釘器安裝於線性致動器上，線性致動器係佈設成，使鉚釘器沿第二橫向方向相對於托架在一休止位置與一工作位置之間平移。
較佳地，托架係佈設成，在管材或異形材與嵌件撿拾座之間梭動(shuttle)，以在藉工作頭於管材或異形材上實施之一孔洞切割操作與一後續切割操作期間，容許鉚釘器從嵌件撿拾座抓取螺紋嵌件，且容許鉚釘器放置螺紋嵌件至管材或異形材上。
依據本方法之一具體實施例，存在感測器又佈設成，由於在接收藉嵌件供應總成供應之螺紋嵌件至嵌件撿拾座中而改變狀態，且結果提供一偵檢訊號，及其中步驟c)包括如果發生未接收螺紋嵌件至嵌件撿拾座中的事件，則 重複從嵌件供應總成供應螺紋嵌件。
依據本方法之又一具體實施例，步驟e)包括以下步驟： e1)將鉚釘器連同螺紋嵌件下降，直到接合管材或異形材之外殼， e2)判定由鉚釘器到達之一偵檢工作高度， e3)比較偵檢工作高度與取決於管材或異形材之尺寸的一預期工作高度， e4)倘偵檢工作高度係與預期工作高度不同，則丟棄螺紋嵌件。
依據本方法之又一具體實施例，步驟a)係基於輸入資料實行，輸入資料包括管材或異形材之外殼的形心之一指示位置、及待施加之螺紋嵌件的幾何參數。
本文中係參考在加工管材上之應用來說明及圖示作為發明標的之用於雷射加工管材和異形材的機器，但請了解到，機器可同樣地用於加工異形材。機器能夠在其上作業之管材或異形材可具有呈不同形狀及大小尺寸之剖面。
請參考圖式，依據本發明之一具體實施例的一用於雷射加工管材的機器依本質上已知之一方式包括：一基座10、適應於在一管材T(在第2圖至第8圖中顯示)上實行一雷射切割過程之一工作頭12、適應於沿一縱向方向x(與管材T之縱軸的方向一致且與第2圖至第8圖之圖式的紙面直交)推進管材T之一供應裝置(未顯示)、適應於當管材T藉供應裝置向前運動時導引管材之一導引裝置(未顯示)、以及適應於掃描管材T之剖面的輪廓之至少一部分(諸如上方部分)的一掃描系統(未顯示)。
工作頭12依本質上已知之一方式包括一聚焦裝置18，適應於放射一雷射光束，聚焦於管材T之表面上。工作頭12係藉一頭支持結構26運載。頭支持結構26、及因此連同工作頭12亦安裝於一托架28上，而可在垂直方向(方向z)上運動。接著，托架28係安裝成，可相對於機器之基座10而在一橫向方向(方向y)上平移。儘管在圖式所示具體實施例中，橫向方向y係一水平方向，然其亦可為相對於水平呈某一特定角度傾斜之一方向(且同時明顯地位於與管材之縱軸正交的一平面中)。是以，工作頭12可在垂直橫向平面中、即與管材T之縱軸x正交的一平面中運動，具有二個自由度、亦即具有一個在垂直方向上之平移自由度及具有一個在橫向方向上之平移自由度。又，如圖示範例具體實施例中提供者，工作頭12可安裝於頭支持結構26中，而能夠相對於一指向橫向之振盪縱軸(或者，依據未顯示之一具體實施例，相對於彼此直交之二個振盪軸)振盪。
機器供應裝置較佳地配置成，不僅驅動管材T沿縱軸x方向之一平移運動(對工件作業同時之一前向運動或甚至一後向運動)，且亦驅動管材T相對於縱軸x之一旋轉運動。在一用於管材之雷射切割機器的情況下，工作頭12之運動自由度(沿垂直方向z之平移、沿橫向方向y之平移、相對於振盪軸之旋轉、及可能地亦沿縱軸x方向之平移)與管材T之運動自由度(沿縱軸x方向之平移及相對於縱軸x之旋轉)結合，可能在管材T之壁上沿任何切割線執行切割。
機器更包括一自動嵌件施用系統，以30指示全體。此類系統係佈設成放置一螺紋嵌件I(在第9圖及第10圖中顯示)於一對應之孔洞或外殼H中，對應之孔洞或外殼H係藉雷射加工預先地形成在管材或異形材T之一壁W中。自動嵌件施用系統30整合入機器中，且佈設成協同工作頭12操作。
可結合依據本發明之機器施用的嵌件係例如標準嵌件，其包括一襯套體(bushing body)、及一凸緣或頭F，襯套體具有一外表面S，外表面具有一多邊形剖面、尤其是六角形，凸緣或頭F形成於襯套體之一近端末端處。一螺紋孔B係形成於襯套體中，螺紋孔B包括一近端節段B1及一遠端節段B2，近端節段B1具有一較大直徑且配置於頭F處，遠端節段B2具有一較小直徑且設有一螺紋。可結合依據本發明之機器施用的標準嵌件之範例係具有圓柱形頭之開口六角形嵌件M4、M5、M6、M8、具有圓柱形頭之閉口六角形嵌件M4、M5、M6、M8、具有縮減頭之開口六角形嵌件M4、M5、M6、M8、及具有縮減頭之閉口六角形嵌件M4、M5、M6、M8。第9圖及第10圖顯示出具有一圓柱形頭之一開口六角形嵌件。
自動嵌件施用系統30包括呈一本質上已知型式之一鉚釘器31，鉚釘器設有一螺紋旋轉銷32，佈設成接合螺紋嵌件I之螺紋孔B，以抓取且放置螺紋嵌件I。為此，鉚釘器31依本質上已知之一方式包括一馬達或致動器31a，以驅動螺紋銷32之旋轉。螺紋嵌件I之放置係藉由鉚釘器31將螺紋嵌件I強有力地插入外殼H中而進行，直到頭F與管材或異形材T之壁W接觸；隨後，鉚釘器31略微地取出，造成被包括於遠端螺紋節段B2與管材或異形材T之壁W之間的嵌件之一部分變形，且此部分因較大直徑之孔節段B1的存在而具有一縮減厚度(參見第10圖)；如此，管材或異形材T之壁W被夾持於螺紋嵌件之頭F與變形部分之間。最後，鉚釘器31係藉旋出螺紋銷32而從如此錨定之螺紋嵌件I移除。
鉚釘器31係安裝於一支持結構33上，支持結構33接著附接至托架28。鉚釘器31因此與托架28一起運動，且因此亦與工作頭12一起運動。鉚釘器31因此在橫向方向y及在垂直方向z二者上與工作頭12平移地整合。有利地，鉚釘器31之位置將精確地在工作頭12(與管材或異形材之軸x直交)的同一平面yz上；如此，在已藉工作頭12於管材或異形材T中切割出孔洞後，藉僅移動y及z軸，可能帶著鉚釘器31以將嵌件I插入相同孔洞中，而無需以進一步之受控軸移動待作業之管材或異形材T及/或移動鉚釘器31。
一線性致動器34係介入支持結構33與鉚釘器31之間，佈設成相對於托架28且因此相對於工作頭12而沿一平行於z軸之方向移動鉚釘器31。特別地，鉚釘器31可在與線性致動器34之一上方端位置對應的一休止位置(第1圖及第2圖中顯示)以及與線性致動器34之一下方端位置對應的一工作位置(第7圖中顯示)之間運動。鉚釘器31之衝程(stroke)係藉第2圖至第8圖中之箭頭z2表示。
自動嵌件施用系統30更包括與基座10成一體之一部分。前述部分包括一嵌件供應總成35，其在圖示範例中包括一振動杯供應裝置35a，振動杯供應裝置35a具有連接至一滑槽(chute)35b之一出口。滑槽35b作用如用於一撿拾托架35c之單線給料器，撿拾托架35c可見於第11圖及第12圖中；換言之，滑槽35b一次供應一個螺紋嵌件T至撿拾托架35c。一嵌件撿拾座36係形成於撿拾托架35c中，嵌件撿拾座36在撿拾托架35c之一收回位置係面向滑槽35b之一出口。在第12圖中，滑槽35b已被移除，以使嵌件撿拾座36更顯而易見。
嵌件撿拾座36係佈設成一次僅接收一個螺紋嵌件I，且亦成型為防止被接收於嵌件撿拾座中之螺紋嵌件相對於其中心軸旋轉。
撿拾托架35c可從第11圖及第12圖中顯示之收回位置運動到第2圖至第8圖中顯示之一前向位置；一致動器35d意欲用於此運動。撿拾托架35c在其前向位置中時容許金屬嵌件I藉鉚釘器31依將在以下說明之方式撿拾。為防止螺紋嵌件I在撿拾托架35c從收回位置到前向位置之前向運動期間掉出嵌件撿拾座36，提供一導件(未顯示)沿著撿拾托架35c配置。以上組態容許嵌件撿拾座36個別地接收嵌件I，使得可藉鉚釘器31處理此些嵌件。
如可在第1圖至第8圖中看出，嵌件供應總成35及嵌件撿拾座36係緊鄰托架28、及因此緊鄰鉚釘器31配置。托架28因此佈設成在管材或異形材T與嵌件撿拾座36之間梭動，以容許鉚釘器31在藉工作頭12而於管材或異形材T上實行之一孔洞切割操作與一後續切割操作之間，從嵌件撿拾座36抓取螺紋嵌件I且容許鉚釘器31將螺紋嵌件放置於管材或異形材T上。為了本發明之目的，「孔洞切割操作」意指孔洞或外殼H形成於管材或異形材T之壁W中的一操作。「切割操作」意指在管材或異形材T上實施之更普遍的任何雷射切割操作，包含前述孔洞切割。
在供應總成35上，亦配置譬如一光電池(photocell)等之一存在感測器35e，佈設成當發現撿拾托架35c在其前向位置中時，偵檢螺紋嵌件I存在於嵌件撿拾座36中。第12圖中係以一虛線顯示當撿拾托架35c在前向位置中時的嵌件撿拾座36之位置。
請參考第2圖至第8圖，現在將說明一用於操作上述機器之程序。
第2圖顯示藉由雷射切割管材或異形材T之一孔洞切割步驟。在本步驟中，一外殼H係藉由工作頭12而形成於管材或異形材T中。在雷射切割期間，休止位置中之鉚釘器31仍保持不擋道，容許機器工作而無限制。
第3圖顯示出用於撿拾嵌件I之一準備步驟。在本步驟中，托架28係從管材或異形材T移動至嵌件撿拾座36。明確地，藉由使移動托架28及切割頭12之y及z軸移動，將鉚釘器31垂直地定位於嵌件I之軸上，當托架35c在前向位置中時，嵌件係位於嵌件撿拾座36中。
第4圖顯示鉚釘器31在撿拾位置中之一下降步驟。藉由以線性致動器34下降鉚釘器31至一中間位置，以為了撿拾嵌件I作準備(所使用之線性致動器的型式必須譬如在二個末端位置之間允許一中間停止)。
第5圖顯示一嵌件撿拾步驟。藉由以z軸下降托架8且同時旋轉鉚釘器31之螺紋銷32以接合嵌件I之螺紋孔B，嵌件I將藉鉚釘器31抓取。
第6圖顯示出具有嵌件之一鉚釘器退出步驟。在本步驟中，藉由以z軸抬起托架28，鉚釘器31從嵌件撿拾座36取出嵌件I，且為了在先前製成之孔洞或外殼H中的施用步驟作好準備。
第7圖顯示在待作業之管材或異形材上的一嵌件施用步驟。藉移動托架28及切割頭12之y及z軸到適當位置，鉚釘器31將施用嵌件I至先前形成之孔洞或外殼H中。請注意到，鉚釘器31進一步移動到其下方端位置或工作位置。為了完成錨定螺紋嵌件I至管材或異形材T之壁W，鉚釘器31將依參考第9圖及第10圖於上文說明之方式操作。
最後，第8圖中顯示一返回至切割位置之步驟。藉由線性致動器34抬起鉚釘器31且適當地移動托架28之y及z軸，將返回至藉由工作頭12之雷射切割步驟。
較佳地，上述機器之自動控制包括一檢查嵌件型式且從嵌件撿拾座恰當撿拾嵌件之程序。為此，存在感測器35e佈設成，因從嵌件撿拾座36撿拾螺紋嵌件I而改變狀態且結果提供一偵檢訊號。例如，當存在感測器35e係藉反射而在嵌件I上操作的光電池之情況下，當嵌件I存在於嵌件撿拾座36中時，存在感測器35e可在一激勵狀態，且當嵌件I不存在時，存在感測器35e可在一失勵狀態。
當藉鉚釘器31抓取之螺紋嵌件I被從嵌件撿拾座36抬起時，設想存在感測器35e將在一精確高度z處失勵，精確高度係取決於待處理之嵌件的型式(預期之撿拾高度)。是以，機器之自動控制係在預期撿拾高度與偵檢到存在感測器35e狀態改變時由鉚釘器31達到之高度(偵檢撿拾高度)之間作一比較。倘偵檢撿拾高度係與預期者相當，則採取之後續步驟係移動托架28及鉚釘器31以施用嵌件I於管材或異形材T上。另一方面，倘偵檢撿拾高度並未與預期撿拾高度相當，則這意謂： –被撿拾之嵌件係呈一不正確格式，或 –嵌件先前未藉鉚釘器31恰當地旋入。
接著，用相同嵌件做一新撿拾嘗試。
倘再次使用僅機器之y及z軸的新嘗試亦失敗，則鉚釘器31將其本身定位於撿拾點附近、提供一小氣動夾具(未顯示)處，小氣動夾具抓取待丟棄之嵌件且固持嵌件，使得鉚釘器31可從嵌件旋出；隨後夾具打開且缺陷嵌件落入一意欲用於切割廢屑之坑道(未顯示)中，且鉚釘器31再次啟動以用於一新撿拾。
較佳地，上述機器之自動控制更包括一當撿拾托架35c在前向位置中時亦檢查嵌件撿拾座36中存在嵌件之程序：事實上，在供應滑槽35b與選擇器托架35c之間的過渡中，可發生嵌件未降下且因此選擇器托架35c退出呈空著；在此情況下，存在感測器35e在選擇器托架35c抵達後不改變狀態(由於嵌件不存在)，且因此命令第二次撿拾嘗試。可提供沿滑槽配置且朝降下方向吹之鼓風機(未顯示)，以輔助嵌件從滑槽35b降下。
較佳地，上述機器之自動控制更包括一檢查嵌件正確插入管材或異形材中之程序。當機器將嵌件I引入先前已藉雷射切割出之外殼H中時，應發現其本身在第7圖顯示之位置中。
此位置符合 a)線性致動器34在下方端位置移動鉚釘器31， b)一精確高度z，被認為係待作業之管材或異形材的尺寸之函數。
倘此二條件中之一者未滿足，則這意謂某些地方出錯，且插入未正確地進行(鉚釘器31固定所在的托架之位置係透過平行於線性致動器定位之一線性轉換器控制)。如果插入失敗，為了丟棄嵌件，鉚釘器將隨後定位其本身於上述之氣動夾具處。
較佳地，上述機器之自動控制更包括一藉由雷射切割來準備用於螺紋嵌件之外殼的程序。
在一管材雷射切割系統上之一螺紋嵌件的施用過程包含有首先從螺紋嵌件待施加處所在之管材或異形材移除材料。
前述區域被界定成螺紋嵌件之外殼。
材料移除以形成外殼者係藉雷射加工實行。
此類加工被稱作預備性雷射幾何。
預備性雷射幾何包含有切割出一多邊形幾何、尤其是六角形，依與螺紋嵌件在選擇及撿拾過程期間所呈現之方位相符的一方式定向。此方位係藉鉚釘器31保持，且恆相同以確保螺紋嵌件恰當插入外殼中。
現在將說明程式設計及執行預備性雷射幾何之過程所使用的方法。
電腦輔助設計(CAD)/電腦輔助製造(CAM)程式設計(辦公室(OFFICE))
用於計劃在管材上實施之工作的CAD/CAM程式設計環境中，無需繪製預備性雷射幾何。
在此環境中，僅需插入一位置參考(占位符(placeholder))，其係與螺紋嵌件待施加所在之形心對應。
在機器中程式設計
在機器上，指派某一特定型式之螺紋嵌件給CAD/CAM程式設計期間插入之占位符即足夠。
一螺紋嵌件係藉由亦容許機器得知外殼之大小尺寸及形狀的一系列幾何參數描述。
由於螺紋嵌件之描述性資訊及已知嵌件在鉚釘器31上之方位，機器將以占位符所判定之位置參考，自動地實施預備性幾何。倘有需要時，使用者可能以參數式調整尺寸且運用特定之雷射切割參數。
當然，不對本發明之原理抱持偏見，具體實施例及構造之細部設計可相對於已僅僅作為非限制性範例作說明及圖示者大大地變化，而不致因此脫離隨附申請專利範圍中所界定之發明範疇。
10:基座 12:工作頭 18:聚焦裝置 26:頭支持結構 28:托架 30:自動嵌件施用系統 31:鉚釘器 31a:馬達或致動器 32:螺紋旋轉銷 33:支持結構 34:線性致動器 35:嵌件供應總成 35a:振動杯供應裝置 35b:滑槽 35c:撿拾托架(選擇器托架) 35d:致動器 35e:近接感測器(存在感測器) 36:嵌件撿拾座 B:螺紋孔 B1:近端節段(孔節段) B2:遠端節段(遠端螺紋節段) F:凸緣或頭 H:孔洞或外殼 I:螺紋嵌件 S:外表面 T:管材或異形材 W:壁 x:縱軸 y:第一橫向方向(橫向方向) z:第二橫向方向(垂直方向)(精確高度) z2:衝程
本發明之進一步特徵及優點將由以下參考隨附圖式，而僅僅作為非限制性範例提供之詳細說明變得明顯，其中： 第1圖係部分地顯示出依據本發明之一具體實施例而設有一自動嵌件施用系統的一用於雷射加工管材和異形材的機器之立體圖； 第2圖至第8圖係代表第1圖中之機器在不同操作階段中的前正視圖； 第9圖係描繪第1圖中之機器的一鉚釘器且同時放置一螺紋嵌件於一管材或異形材上的前正視圖； 第10圖係代表被施加於管材或異形材上之螺紋嵌件的前正視圖；及 第11圖及第12圖係代表第1圖中之機器的自動嵌件施用系統之一部分的立體圖。
無
10:基座
12:工作頭
18:聚焦裝置
26:頭支持結構
28:托架
30:自動嵌件施用系統
31:鉚釘器
31a:馬達或致動器
32:螺紋旋轉銷
33:支持結構
34:線性致動器
35:嵌件供應總成
35a:振動杯供應裝置
35b:滑槽
35c:撿拾托架(選擇器托架)
35d:致動器
35e:近接感測器(存在感測器)

Claims (6)

  1. 一種用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法，該機器包括： 一工作頭(12)，設有一聚焦裝置(18)，適應於放射一聚焦雷射光束至一待作業管材或異形材(T)的一表面上，及 一托架(28)，該工作頭(12)係安裝於該托架上，該托架(28)係安裝成，使得可能在一第一橫向方向(y)及與該第一橫向方向直交之一第二橫向方向(z)二者上相對於該待作業管材或異形材(T)平移，該等橫向方向係與該待作業管材或異形材(T)之一縱軸直交，及 一自動嵌件施用系統(30)，用於將一螺紋嵌件(I)放置於藉由該雷射光束形成在該管材或異形材(T)之一壁(W)中的一外殼(H)中，該自動嵌件施用系統係整合入該機器中且佈設成依一與該工作頭協同之方式操作， 其中該自動嵌件施用系統(30)包括一鉚釘器(31)，該鉚釘器設有一螺紋旋轉銷(32)，該螺紋旋轉銷佈設成接合該螺紋嵌件(I)之一螺紋孔(B)，以抓取且放置該螺紋嵌件(I)， 其中該工作頭(12)及該鉚釘器(31)係安裝於該托架(28)上，以在該第一橫向方向(y)及該第二橫向方向(z)二者上，與該托架整合一體平移， 其中該自動嵌件施用系統(30)更包括一嵌件供應總成(35)及佈設成從該嵌件供應總成個別地接收嵌件之一嵌件撿拾座(36)，該嵌件供應總成及該嵌件撿拾座係鄰接該托架(28)配置， 其中該自動嵌件施用系統(30)更包括一近接感測器(35e)，佈設成偵檢該螺紋嵌件(I)存在於該嵌件撿拾座(36)中， 其中該方法包括以下步驟： a)藉由該工作頭(12)形成一外殼(H)於該管材或異形材(T)中， b)將該托架(28)從該管材或異形材(T)移動至該嵌件撿拾座(36)， c)藉由該鉚釘器(31)從該嵌件撿拾座(36)抓取一螺紋嵌件(I)， d)將該托架(28)從該嵌件撿拾座(36)移動至該管材或異形材(T)， e)藉由該鉚釘器(31)將該螺紋嵌件(I)放置於該管材或異形材(T)之該外殼(H)中，及 f)藉由該工作頭(12)實行一切割操作， 其中該近接感測器(35e)係佈設成，由於從該嵌件撿拾座(36)撿拾該螺紋嵌件(I)而改變其狀態，且結果提供一偵檢訊號，及其中步驟c)包括以下步驟： c1)藉由該鉚釘器(31)抓取該螺紋嵌件(I)，且從該嵌件撿拾座(36)提起該螺紋嵌件(I)， c2)基於該偵檢訊號判定該撿拾期間由該螺紋嵌件(I)達到之一偵檢撿拾高度，該近接感測器(35e)在該偵檢撿拾高度處已改變其狀態， c3)比較該偵檢撿拾高度與取決於該螺紋嵌件(I)之幾何參數的一預期撿拾高度， c4)倘該偵檢撿拾高度係與該預期撿拾高度不同，則重定位該螺紋嵌件(I)至該嵌件撿拾座(36)中、釋放該螺紋嵌件(I)、及重複步驟c1)到c3)， c5)倘該偵檢撿拾高度仍與該預期撿拾高度不同，則丟棄該螺紋嵌件(I)。
  2. 如請求項1之方法，其中該自動嵌件施用系統(30)更包括一線性致動器(34)，該線性致動器安裝於該托架上且該鉚釘器(31)安裝於該線性致動器上，該線性致動器係佈設成，使該鉚釘器(31)沿該第二橫向方向相對於該托架在一休止位置與一工作位置之間平移地運動。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該托架係佈設成，在該管材或異形材(T)與該嵌件撿拾座(36)之間梭動，以在藉該工作頭於該管材或異形材(T)上實行之一孔洞切割操作與一後續切割操作期間，使該鉚釘器(31)能夠從該嵌件撿拾座(36)抓取該螺紋嵌件(I)，且使該鉚釘器(31)能夠放置該螺紋嵌件(I)至該管材或異形材(T)上。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該近接感測器(35e)更佈設成，由於在接收藉該嵌件供應總成(35)供應之該螺紋嵌件(I)於該嵌件撿拾座(36)中而改變其狀態，且結果提供一偵檢訊號，及其中步驟c)包括如果接收該螺紋嵌件(I)於該嵌件撿拾座(36)中失敗，則 重複藉該嵌件供應總成(35)供應該螺紋嵌件(I)。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中步驟e)包括以下步驟： e1)將該鉚釘器(31)連同該螺紋嵌件(I)下降，直到接合該管材或異形材(T)之該外殼(H)， e2)判定由該鉚釘器(31)達到之一偵檢工作高度， e3)比較該偵檢工作高度與取決於該管材或異形材(T)之尺寸的一預期工作高度， e4)倘該偵檢工作高度係與該預期工作高度不同，則丟棄該螺紋嵌件(I)。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中步驟a)係基於輸入資料實行，該輸入資料包括該管材或異形材(T)之該外殼(H)的一形心之一指示位置、及待施加之該螺紋嵌件(I)的幾何參數。
TW111106190A 2021-02-22 2022-02-21 用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法 TW202239505A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000003977A IT202100003977A1 (it) 2021-02-22 2021-02-22 Macchina per la lavorazione laser di tubi e profili con sistema automatico per l’applicazione di inserti filettati integrato nella macchina
IT102021000003977 2021-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202239505A true TW202239505A (zh) 2022-10-16

Family

ID=75769849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111106190A TW202239505A (zh) 2021-02-22 2022-02-21 用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240116138A1 (zh)
EP (1) EP4294594A1 (zh)
JP (1) JP2024507234A (zh)
KR (1) KR20230145579A (zh)
CN (1) CN116981535A (zh)
IT (1) IT202100003977A1 (zh)
TW (1) TW202239505A (zh)
WO (1) WO2022175855A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2313998A1 (fr) * 1975-06-12 1977-01-07 Otalu Sa Appareil pour la pose automatique de rivets tubulaires taraudes
DE102004006407A1 (de) * 2004-02-10 2005-09-01 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zum automatisierten Setzen eines Blindniets
DE102016106067A1 (de) * 2016-04-04 2017-10-05 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum schneidenden Bearbeiten von plattenförmigen oder stabförmigen Werkstücken
CN111054875A (zh) * 2020-01-03 2020-04-24 博众精工科技股份有限公司 基于视觉检测的铆接装置
CN111842769A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 东莞市诚大机械科技有限公司 一种垫圈震动送料装置及应用其的铆接机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022175855A1 (en) 2022-08-25
JP2024507234A (ja) 2024-02-16
KR20230145579A (ko) 2023-10-17
CN116981535A (zh) 2023-10-31
US20240116138A1 (en) 2024-04-11
EP4294594A1 (en) 2023-12-27
IT202100003977A1 (it) 2022-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0338117B1 (en) Improved riveting process and apparatus
EP0827807B1 (en) Long bar member machining apparatus and method
US10384258B2 (en) Method and device for construction of a workpiece-related workpiece gripping device for press automation
JP2018134690A (ja) 複合歯切加工装置
EP2893987B1 (en) Work processing apparatus and die moving method for work processing apparatus
US7383715B2 (en) Bending apparatus and method for bending flat materials
CN107081772B (zh) 一种机器人柔性曲面铣削加工生产装置
KR20190122668A (ko) 공작 기계를 제어하기 위한 방법
EP3006176A1 (en) Device and method for forming a hole through a glass plate, and a drilling tool used therein
JPS618224A (ja) 切抜部自動取外し等の作業を行なうロボツト装置を備えたワイヤカツト放電加工装置
TW202239505A (zh) 用於雷射切割管材和異形材的機器之操作方法
US20040250666A1 (en) Inverted vertical lathe
US20230364724A1 (en) Sealant Application Station And Assembly System For Connecting Components
EP3871813A1 (en) Machine tool
KR101184106B1 (ko) 파이프의 확관 가공장치
US5367836A (en) Automatic drill loader
JP2022052981A (ja) 孔開け加工システム
US3786700A (en) Machine for finishing parts
JPH09295290A (ja) ロボットによるワークの自動加工装置
CN219503987U (zh) 一种划线刃焊接装置
US20230356289A1 (en) Assembly Tool And Assembly System For Connecting Components
JP7441595B2 (ja) インサート交換装置及びインサート交換方法
CN111565882B (zh) 修剪弯曲管件的方法
TWI614086B (zh) 彈性筒夾自動二次加工系統及方法
WO2020085455A1 (ja) 工作機械