TWM576518U - Combined processing machine combining laser cutting and ultrasonic grinding - Google Patents

Abstract

本創作提供一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其主包括有一加工機、一工作平台與一複合式刀具；該加工機具有一底座，該底座用來提供該加工機的置放，以進行加工作業，該底座一側設置有一機身，該機身提供該複合式刀具的裝置，該工作平台裝置在該底座上，其上固定有待加工的一工件，而複合式刀具裝置在該機身上，該刀具底部設置有一雷射切割單元和一超音波研磨單元；藉由上述結構，首先將該工件固定在該工作平台上，然後移動該工作平台或該複合式刀具，使該雷射切割單元和該超音波研磨單元靠近該工件的被加工面分別進行加工，即可完成所需的加工作業。

Description

結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機

本創作屬於機械加工領域，尤其是關於一種將二種加工刀具裝置在單一加工機上，簡化生產流程，增加效能並提高加工精密度的結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機。

習知的加工機設備多屬於專用加工機，其僅具有單一的加工效果，能對工件進行固定的加工作業，以滿足所需的加工需求。

但是，要將一個工件製作為成品，其通常必須進行多次加工製程，且不僅是切削、鑽孔、研磨等傳統工法，更可能包括如超音波加工、雷射加工等製程，使每一製程都需要專用的加工機，以依序對工件進行所需的加工，得到工件的完整製程。

例如，雷射切割機能適用於金屬或是非金屬材料之切割分離作業，例如運用於金屬或是非金屬材料之板材切割上；將高功率之雷射聚焦在工件上，藉由高功率的雷射能量使工件被切斷而分開來。

而超音波刀具適用於金屬或是非金屬中難以加工的硬脆結構中的材料移除，如超硬合金、模具鋼、玻璃、陶瓷、藍寶石、碳化矽等等材料的加工上；在加工機運轉時藉由超音波作動引發超音波刀具尖端的 軸向或是徑向高頻振盪，使得工件的加工阻力降低、切屑細化，材料移除率可以大幅提升。

然而，習知加工機設備的主要問題，在於將雷射切割或是超音波之機能裝置於獨立之機械設備上，因此，必須配置多部加工機而形成龐大的生產線規模；更重要者，每一次加工作業時，必須將工件自前一製程的加工機取下，然後重新夾固於次一製程的加工機上，而每一次的夾固作業都需要重新校正，不僅浪費時間也造成製程複雜化；且每一次的夾固作業都會產生誤差，經過多次加工而累積之後，必然會使加工成品的精密度下降。

有鑒於前述的缺失，顯見習用技術仍存有改善空間而亟待加以解決。

為此，創作人著手進行改良，經由長期的研發與實作後，終能完成本件結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機。

本創作的主要目的在於提供一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其將雷射切割和超音波研磨二種加工機能整合在單一的加工機上，可以大幅簡化工作流程與生產線配置，提高整體的工作效能，同時降低加工機的配置成本。

本創作的另一目的在於提供一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，當有需要施行雷射切割和超音波研磨機能於同一工件時，可以避免重複使用固定工件之夾治具、搬運、設定等，使得工件的加 工精密度大幅提升，也更有工作效能。

本創作的再一目的在於提供一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其可結合於現有各種控制軸數的加工機設備，減少重複投資；且更進一步可結合刀具刀長/刀徑量測設備、影像處理設備、工件量測設備、刀具自動掃頻及震幅調整及自動化上下料裝置於整合的加工機設備上。

為達到上述目的所稱的一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，包括有一加工機、一工作平台和一複合式刀具。

該加工機具有一底座以提供該加工機的置放，該底座一側設置有一機身；該工作平台裝置在該底座上，用來固定有一工件；該複合式刀具裝置在該機身上，該刀具底部設置有一雷射切割單元和一超音波研磨單元，使該雷射切割單元和該超音波研磨單元針對該工件進行加工。

其中，該底座上設置有軌道，該工作平台底部抵靠在該軌道上進行移動，以將該工件的被加工表面對正該複合式刀具。

另外，該複合式刀具外部封裝有一外殼，該機身上設置有滑軌，使該外殼抵靠在該滑軌上進行移動，以將該複合式刀具靠近該工件。

並且，該工作平台上設置有一夾治具，該夾治具用來固定並調整該工件位置。

100‧‧‧加工機

110‧‧‧底座

111‧‧‧軌道

120‧‧‧機身

121‧‧‧滑軌

200‧‧‧工作平台

210‧‧‧夾治具

300‧‧‧複合式刀具

310‧‧‧雷射切割單元

320‧‧‧超音波研磨單元

330‧‧‧外殼

400‧‧‧工件

圖1是本創作的立體示意圖；圖2是本創作的複合式刀具結構示意圖；圖3是本創作的雷射切割單元加工示意圖；圖4是本創作的超音波研磨單元加工示意圖；以及圖5是本創作的操作步驟流程圖。

為了使本創作的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本創作進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本創作，並不用於限定本創作。

請參閱圖1、圖2所示，為本創作所提供的一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其主包括有一加工機100、一工作平台200與一複合式刀具300。

該加工機100提供各組成單元的裝置空間，以及其它動力、控制機能的配置，其具有一底座110，該底座110用來提供該加工機100的置放，以進行加工作業，該底座110一側設置有一機身120，該機身120提供該複合式刀具300的裝置。

該工作平台200裝置在該底座110上，其上固定有待加工的一工件400。

而複合式刀具300裝置在該機身120上，該複合式刀具300底部設置有一雷射切割單元310和一超音波研磨單元320，使該雷射切割單元310和該超音波研磨單元320針對該工件400分別進行加工。

因此，請參閱圖3、圖4所示，首先將該工件400固定在該工作平台200上，然後移動該工作平台200或該複合式刀具300，使該雷射切割單元310和該超音波研磨單元320靠近該工件400的被加工面，並且分別進行加工，即可完成所需的加工作業。

請參閱圖5為本創作的工作流程圖，本創作的實施步驟簡述如下：5-1.夾固該工件400，將該工件400放置在該工作平台200上，調整其工作位置，並且進行鎖固，完成該工件400在加工前的初期定位；5-2.雷射切割，利用該雷射切割單元310以高能集中的雷射光束，依該工件400的輪廓線進行切割；5-3.超音波研磨，對於該工件400原始或進行初步加工後產生的粗糙面(邊)，利用該超音波研磨單元320的超高頻震盪進行磨削，移除多餘的殘料；5-4.成品卸料，將該工件400進行複合式加工後的加工成品移除。

上述步驟2、3的順序可以交換，也可重複進行，而在加工過程期間，完全不需將該工件400卸下或調整位置，可以藉由加工程式呼叫複合式加工模組(該雷射切割單元310/超音波研磨單元320)，即可依照各加工模組位置，自動定位該工件400，完成所有加工。

複參圖1、圖2所示，進一步說明，該工作平台200可在該 底座110上移動，以將該工件400靠近該複合式刀具300便於加工，其方式在於，該底座110上設置有軌道111，該工作平台200底部抵靠在該軌道111上而進行移動，該軌道111可以設置為橫向或縱向，通常為同時設置有橫向與縱向以便於該工件400的自由移動。

類似的，該複合式刀具300外部封裝有一外殼330，該外殼330內可裝置驅動該複合式刀具300產生功能的動力或控制機能，在此不予贅述，而該機身120上設置有滑軌121，使該外殼330抵靠在該滑軌121上進行移動，該滑軌121通常是上下走向，以將該複合式刀具300靠近或遠離該工件400。

另外，對於該工件400的鎖固，可以在該工作平台200設置磁吸機能或真空吸附方式，直接將該工件400吸附在該工作平台200上，或者，該工作平台200上設置有一夾治具210，利用該夾治具210固定並調整該工件400位置。

以上該僅為本創作之較佳實施例，並非用來限定本創作之實施範圍；如果不脫離本創作之精神和範圍，對本創作進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本創作申請專利範圍的保護範圍當中。

Claims (4)

1. 一種結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，包括有：一加工機，具有一底座以提供該加工機的置放，該底座一側設置有一機身；一工作平台，裝置在該底座上，用來固定有一工件；一複合式刀具，裝置在該機身上，該刀具底部設置有一雷射切割單元和一超音波研磨單元，使該雷射切割單元和該超音波研磨單元針對該工件進行加工。
2. 如請求項1所述的結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其中，該底座上設置有軌道，該工作平台底部抵靠在該軌道上進行移動，以將該工件的被加工表面對正該複合式刀具。
3. 如請求項1所述的結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其中，該工作平台上設置有一夾治具，該夾治具用來固定並調整該工件位置。
4. 如請求項1所述的結合雷射切割和超音波研磨的複合式加工機，其中，該複合式刀具外部封裝有一外殼，該機身上設置有滑軌，使該外殼抵靠在該滑軌上進行移動，以將該複合式刀具靠近該工件。