专利名称：激光加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光加工机，特别地，涉及激光切割机。
背景技术：
如用于切割金属工件的已知的激光加工机包括激光切割头，喷嘴设置在该激光切割头的面向工件的端部上。在激光切割头中，存在聚焦激光束的透镜。为了获得无瑕疵的和均匀的切割效果，将必要的是，成束的激光束的焦点位于离工件表面固定距离的位置处。激光加工机通常用于从片状金属部件上切下或切掉轮廓。加工这种工件是经由激光束进行的，该激光束从喷嘴的开口出射，被引向将被加工的工件，并且由加工机的主驱动装置沿着预定切割轮廓引导。在可实现的工作质量方面，激光束在工件上的焦点位置和撞击点的精确调整起着决定性的作用。因此，为了采用激光切割机获得最佳的切割过程，应当对中地引导激光束通过切割头的喷嘴，在实际应用中这是不容易满足的要求。由于切割头中的透镜的例如通过改变透镜或相对滑动一个透镜引起的侧向位移会引起光轴的相对位移，因此需要定期的检查以及对中和聚焦步骤。常规地，以喷嘴本体相对于喷嘴头沿X-Y方向对中并且随后固定的方式固定激光切割机的喷嘴。这种喷嘴对中由沿X轴或Y轴的调节螺钉或其它附加的调节装置在切割头或透镜滑入装置上进行。沿Z轴调节焦点位置(聚焦)通常是通过调节螺钉手动进行的。在本说明书中，术语"调节"一方面涉及在喷嘴孔的平面中的喷嘴对中(即，喷嘴沿X-Y轴的方向的定位)，另一方面涉及激光聚焦，即，焦点位置(沿Z轴方向)的调整。EP_1，561，538(A1)描述了用于在激光加工机中调节激光束的装置，包括用于接收和支承将被加工的工件的工件接收单元，并包括激光切割头。为了调节激光束，设置对准装置，该对准装置沿激光束的传播方向设置在测试台中，激光切割头定位在测试台中。对准装置包括喷嘴固定元件、用于获取激光束在图像平面中的投影的投影元件、和评估或比较装置。此外，为了便于激光束的调节，在激光束的监测器上显示靶子形式的图像图案，该靶子将激光束的期望位置显示为中心点。在这种配置中，激光束的位置修正也是通过调节螺钉手动进行的。通过安装在喷嘴和切割头之间的调节螺钉和附加的调节装置对激光束进行的上述手动调节太麻烦，需要相当多的时间，并且整体上不适合提供足够的满足现代要求的切
割质量。JP-H10-249, 566 (A)公开了一种激光束加工机，用于通过由会聚透镜从激光发生器发射的激光束并通过将激光束通过喷嘴发射至工件而对工件进行加工。激光束轴中心的亮度由传感器检测，该传感器具有光电转换元件，该光电转换元件用于在由此检测到的亮度数据和在激光束的轴中心预先地在喷嘴的中心中时的设定亮度进行比较，从而在喷嘴的中心和照射光轴的轴中心之间检测到偏差。基于偏差数据，通过致动器调节喷嘴以将喷嘴的中心与照射光轴的轴中心对准。但是，将注意到，通过激光束中心的这种亮度检测，可能不能执行具有较高质量要求的工件的实际精确且可复制的加工。
发明内容
本发明的主要目标是提供改进的激光加工机，通过这种激光加工机，能够实现激光加工机中的激光束的对中和聚焦的更快、更可靠和精确的检查和调整，因此，由此可以改善激光加工机的加工质量。上述目标由在说明书的引言中提到的激光加工机的、根据随附独立权利要求的前述的改进解决。根据本发明的激光加工机的改进的本质由独立权利要求的特征部分的特征限定。在从属权利要求中说明了根据本发明的解决方案的有利形式。因此，本发明涉及激光加工机，特别是激光切割机，包括用于接收将被加工的工件的工作台(如果需要)；具有至少一个激光切割头的工作臂，所述至少一个激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置和喷嘴，通过所述喷嘴将激光束引导至将被加工的工件上；主驱动装置，用于至少沿X-Y轴的方向移动工作臂和激光切割头，用于加工所述工件；用于调节所述激光束的对准装置。而且，根据本发明，特别的调节台设置在工作臂的主驱动装置的有效工作区域中。所述调节台包括用于固定所述喷嘴和/或喷嘴接收装置的接收单元，用于对中所述喷嘴。在这种配置中，以在激光切割头中，设置接收喷嘴和/或喷嘴接收装置并被配置为能够沿X-Y方向相对滑动的头部元件、优选芯体件的方式设计对准装置，不需要任何附加的调节装置。在在调节台中进行的喷嘴对中步骤之后，通过可释放的夹紧装置，可以将所述头部元件固定在其在激光切割头中的已调整位置。通过上述措施，可以以相对简单且经济的方式设计切割头，因为能够废除对根据现有技术的切割头来说必需的附加的调节装置，另一方面，本发明的一个主要优点在于，在通过CNC控制系统给定的情况中，能够通过加工机本身的现有主驱动装置在该加工机的所提出的调节台上执行用于对中激光束的必要调整。在本发明的优选形式中，激光切割头以分开结构为特征，特别是包括上头部和下头部。在这种配置中，下头部中的被设置为能够侧向滑动的头部元件被设计为优选连接至同轴喷嘴接收装置的圆柱形芯体件。优选地，下头部包括通过上头部连接至工作臂的外部壳体。换句话说，在上述形式中，外部壳体由加工机的主驱动装置调整到用于对中激光束的预定范围，但在此步骤期间，带有切割喷嘴的芯体件固定在调节台处。根据本发明的另一个特征，可释放的夹紧装置可以包括环状活塞，环状活塞设置在激光切割头的、优选壳体的轴向环状空间中，并且能够从固定侧向可滑动头部元件的基本位置移动到松开侧向可滑动头部元件的第二位置并且能够返回。例如可以释放所述夹紧的方式气动地操作环状活塞。如果适用，环状活塞可以一方面通过侧向可滑动头部元件的夹紧表面协作，另一方面通过在固定时起作用的夹紧单元协作。在优选形式中，能够松开的夹紧装置的夹紧单元包括至少一个弹簧装置，优选地包括至少三个轴向弹簧组件。因此，本发明在激光切割机的切割头上或在对中支撑件上不需要任何附加的调节装置，如，伺服电动机或类似于(如在现有技术的情况中一样)。喷嘴对中装置的实际作用是将激光束正确地对准在喷嘴的孔中，这种对准是根据本发明以下述方式执行，即在夹紧装置的释放状态中，专门通过加工机的现有的主驱动装置沿侧向方向(X-Y)相对于喷嘴移位剩余的切割头部分。以这种方式，可以简单的方式且不需要任何相当多的附加费用执行半自动或全自动喷嘴对中。已经以在加工机的正常切割操作期间将头部的活动部件固定在切割头中的方式构建根据本发明的这种调节。在加工机的切割区域之外，但仍然在主驱动装置的有效操作区域内，设置了调节台的所提出的对中支撑件，该支撑件在喷嘴的对中步骤中用作用于喷嘴接收装置的接收装置和固定装置。
以下将参考图示根据本发明的激光加工机的优选示例性形式的附图更详细地说明本发明，在附图中图1为工作臂的第一形式的示意性截面图，其中根据本发明的激光加工机的切割头位于调节台中；图2为图1中示出的一部分的被以放大形式示出的横截面；图3为调节台中的根据本发明的激光加工机的第二示例性形式的示意图。
具体实施例方式图1示意性地示出第一形式，即根据本发明的激光加工机LM的工作臂I的一部分，激光切割头2设置在调节台3中。优选地，调节台3设置在加工机LM(未示出)的切割区域之外，但仍然在加工机LM的主驱动装置的有效工作区域之内，如，在已知的工作台(未示出)上。在本形式中，工作臂I包括具有中央控制系统、优选CNC控制系统的主驱动装置(未示出)，该主驱动装置适合根据在每种情况中被指定用于加工已经固定至工作台的工件的坐标(沿X-Y-Z轴的方向)移动工作臂I和激光切割头2 (如，以在具有同族美国专利No. 5667707A的EP-0680805B1中描述的方式，通过参考将其结合在本公开内容中)。图1示出根据本发明的激光切割头2的结构和配置的局部截面图。在这种形式中，激光切割头2具有分开结构；它包括两部分，即上头部4和下头部5。上头部4固定至工作臂I以便它可以与工作臂I 一起移动。在上头部4中，以已知的方式设置激光切割头2的光学元件(未示出)(透镜、透镜支架、镜子等)。然而，下头部5具有根据本发明的特定结构。所述下头部5具有侧向可移位头部元件，并包括可分离地连接至上头部4的外部壳体5A以及具有环形结构的芯体件5B，该芯体件5B可以相对于壳体5A侧向地移位，用于对中激光切割头2的喷嘴D，并且在调节之后可以被固定。因此在这种形式中，芯体件5B形成在引言中提及的侧向可移位头部元件。在芯体件5B的中心孔6中设置圆筒形的喷嘴接收装置7，该喷嘴接收装置7在其下端包括与同轴喷嘴D连接的螺纹连接件36 (图1)。在下头部5中，S卩，在壳体5A和芯体件5B之间，存在用于芯体件5B(参见图1和2)以及喷嘴接收装置7和喷嘴D的侧向相对调节的圆筒形内部空间8。在图1中，喷嘴接收装置7通过接合螺母9可定位地连接在芯体件5B的孔6中，接合螺母9连接至芯体件5B的外螺纹10。 因此，根据本发明，为了对中喷嘴D，可以连同喷嘴接收装置7和喷嘴D—起(沿X-Y方向)相对于壳体5A调节芯体件5B的彼此的径向/侧向位置，这引导激光束11通过激光切割头2，但在喷嘴D和工作臂I之间不存在附加的调节装置(如在现有技术中存在这种附加的调节装置)。上头部4中的镜子(未示出)被设计为沿着轴线A-A反射激光束11，位于对中的期望位置的该激光束11沿着激光切割头2的中心进入，并同轴地延伸至(参见图1)喷嘴D的几何轴线(由35指示)。一方面，为了将芯体件5B-以及喷嘴接收装置7和喷嘴D-固定在其对中位置，并且另一方面，为了释放这种固定，用于新的对准调节，根据本发明，设置特定的可释放的夹紧装置12。在该示例性形式中，该夹紧装置12设置在壳体5A和芯体件5B之间，并且以这种方式，使得芯体件5B的下头部5中的喷嘴接收装置7和喷嘴D的相对X-Y位移成为可能。然而，以使得在加工机LM的正常切割操作将喷嘴接收装置7和喷嘴D固定在切割头2中的方式构造该夹紧装置12。以下将参照图2更加详细地对此进行说明。在图2中，更清楚地示出根据本发明的可释放的夹紧装置12的细节。如上所述，该夹紧装置12使得下头部5中的芯体件5B以及喷嘴接收装置7和喷嘴D在对中步骤期间的预定的相对X-Y位移成为可能。在该示例性形式中，在芯体件5B的外部罩状表面13和壳体5A的内部罩状表面14之间形成环形空间8，在环形空间8中，作为夹紧装置12的致动装置15，优选地环状活塞16被设置为能够沿轴向方向滑动。在图2中，活动芯体件5B的径向游隙由附图标记17指示，而环状活塞16的轴向间隙由附图标记18指示。游隙或间隙17和18的值优选在1. Omm和5. Omm之间。在这种形式中，气动工作空间19设置在环形空间15中，在环状活塞16下面。在这种情况中，环状活塞16包括径向外部凸缘20和径向内部凸缘21。内部凸缘21的下夹紧表面22被密封在处于示出的固定原位置/基本位置(参见图2)的芯体件5B的径向外部凸缘24的上夹紧表面23上。环状活塞16的径向外部凸缘20与弹性夹紧单元25相互作用，在这种形式中弹性夹紧单元25包括四个弹簧组件26。这些弹簧组件26优选被设计成同轴盘簧的形式，并且优选被设置在壳体5A中，在环形空间8旁边，以便彼此偏离90°。夹紧单元25和环状活塞16之间的这种协作在于，弹簧组件26 (参见图2)的最下面的弹簧元件连续地向下推压环状活塞16的外部凸缘20的上部支撑表面27，并且以这种方式，将环状活塞16推入它的被示出的下原位置，在下原位置中环状活塞16通过下头部5中的夹紧表面22和23将芯体件5B以及喷嘴接收装置7和喷嘴D夹紧，即固定在其合适的位置上。如果环状活塞16通过孔28和工作空间19受到压力介质-在这种情况中受到压缩空气，则环状活塞16反抗弹性夹紧单元25的弹簧组件26的弹簧弹力沿轴向方向向上移动。以这种方式，因此确定夹紧单元25的夹紧效果。在该状态中，通过加工机LM的现有X-Y主驱动装置，可以在喷嘴D和工作臂I之间容易且可靠地对中下头部5中的芯体件5B连同喷嘴接收装置7和喷嘴D以及壳体5A的相互位置(以及工作臂I的位置，参见图1)，而不需要任何附加的调节装置。在阻止压缩空气流向工作空间19之后，弹簧组件26再次将环状活塞16向下压入其原位置，在该原位置上，芯体件5B以及喷嘴接收装置7和喷嘴D再次由夹紧表面22和23夹紧或固定在其对中位置。换句话说，该机构被构造为使得该结构的活动部件，即，在这种形式中，下头部5的芯体件5B，在加工机LM的正常切割操作期间一直被固定。在给定情况中，根据本发明，还能够具有其中侧向可移动头部元件由壳体5A形成的相反配置。将注意力再次转向图1，现在更详细地描述根据本发明的调节台3。如上所述，调节台3例如设置在切割区域之外，但仍然位于激光加工机LM的当前主驱动装置(X-Y-Z)的有效区域之内，并在对中期间用作用于喷嘴接收装置7的接收装置和固定装置。为此目的，调节台3包括对中支撑件29，对中支撑件29优选地固定至在加工机LM的工作台之外的框架(未图示)。在对中支撑件29的凹陷30中保持和固定接收单元31。接收单元31因此用作调节单元并包括中心孔32，在本情况中，三个辊33部分地进入该中心孔32中，以将插入的喷嘴接收装置7对中并固定在调节台3中。这三个对中辊33沿着孔32周向地设置，优选地彼此偏移120°。在图1中，喷嘴D的孔由34表示，喷嘴的几何轴线由35表示，在喷嘴D的对中状态中，该几何轴线与激光束11的轴线A-A同轴。喷嘴D和喷嘴接收装置7之间的上述螺纹连接件在图1中由附图标记36表示。根据本发明的根据图1和2的加工机LM的操作方法如下如果将调节或对中喷嘴D，则通过工作臂I的正常调节将激光切割头2移动至对中支撑件29在调节台3中的已确定位置。在此步骤之后，释放芯体件5B以及喷嘴接收装置7和喷嘴D的夹紧。这意味着夹紧装置12的环状活塞16经受通过孔28的压缩空气，随后环状活塞16抵抗弹性夹紧单元25的弹簧弹力沿轴向方向向上移动。以这种方式，因此释放夹紧单元25的夹紧效果。随后，可以沿Z轴方向向下移动下头部5，其中激光切割头2的下头部5的处于其释放状态的活动芯体件5B-以及喷嘴接收装置7和喷嘴D-垂直地移动至调节台3的对中支撑件29的喷嘴接收单元31，在那里它被接收和固定。随后可以以某种塑料带(未示出)从下面粘在喷嘴D的底侧以便暂时接通的激光束11能够穿透它并在其中形成孔的方式最容易地执行激光束11的任何检查和调节。如此形成在该塑料带中的该孔的实际位置在最简单的情况中由操作者在视觉上确认。随后，手动地或自动地确定激光束11的光学位置。在本发明的另一种示例性形式中，(以类似于EP-1，561，538中的方式)由指向所粘上的塑料带的相机模块获取所述孔的图像，并将该图像作为图像信号传递至加工机LM的监测器(未示出)。优选通过靶子在监测器上示出该孔的实际位置(以及间接地示出激光束的位置)。如果适用，则激光束11的孔图像可以经受图像分析并且可以以计算机控制的方式或手动方式立即被评估，并且随后执行对应的定位修正。然而，根据本发明，通过加工机LM的当前主轴驱动装置X和Y，或者通过CNC控制系统相应地修正激光束11的光学位置的所确定的偏移。以这种方式，完成激光束11的对中过程。由于通过这种对中方法，喷嘴接收装置7以及喷嘴D和芯体件5B固定在调节台3的对中支撑件29中，因此可以由加工机LM的主轴驱动装置沿X-Y轴方向相对于喷嘴D的几何轴线35正确地对准和调节下头部5的壳体5A。随后，通过启动夹紧装置12，再次夹紧芯体件5B以及喷嘴接收装置7和喷嘴D的设定对中位置。在此步骤之后，可以经由主驱动装置，沿Z轴方向从调节台3开始，由工作臂I移动整个激光切割头2。随后喷嘴D被可靠地固定并保持在已调整和对中状态中。图3示意性地示出根据本发明的激光切割机LM的另一种示例性形式，其中根据图1和2的用于将激光束11正确地对准至切割喷嘴D的喷嘴孔的加工机LM在调节台3中包括附加的相机系统37。为此目的，以类似于上述提及的方式，喷嘴D被锁定在调节台3的接收单元31中，并且通过相对于喷嘴D侧向地移动剩余的切割头实现自我调整，然而，其中为此目的，需要首先释放夹紧装置12。在图3中不出的形式中，调节台3的相机系统37包括由激光脉冲穿透的靶子(目标工件)38(如，包括尽可能薄的塑料膜或金属箔的靶子);可以移走的吸收板39;与已知的图像处理单元41 (未进一步详细示出)相关联的高度可调节的相机40 ；提供保护，如防尘的壳体42。如图3所示，包括靶子38、可移除吸收板39和高度可调节的相机40的相机系统37在接收单元31的下面，接收单元31被设置为用于将喷嘴D固定在调节台3中。相机40与图像处理单元41相关联。在可以使用相机系统37之前，应当进行校准喷嘴D被正确地对准，发生到接收单元31中的运动以固定喷嘴；将靶子38输送到一个位置；通过激光脉冲，在靶子38中形成孔；随后移走吸收板39 ；相机40获取所述孔并存储它的位置和尺寸；将该位置作为零存储在系统中；将吸收板39回移到位。随后，根据本发明的激光切割机LM执行调节的方法如下，如图3所示a)激光切割头2首先移动越过调节台3的接收单元31 ；b)随后释放激光切割头2的夹紧装置12 ；c)将激光切割头2移动到接收单元31中以固定喷嘴；
d)锁定激光切割头2的夹紧装置12 ；e)将靶子38运送到预定位置；f)通过激光脉冲，在靶子38中形成孔；g)随后移走吸收板39 ；h)相机40获取所述孔的尺寸和位置；i)将吸收板39回移到位；j)通过图像处理单元41将所述孔的位置与校准值进行比较；k)如果穿孔的位置与校准位置不一致，则释放激光切割头2的夹紧装置12，并采用沿CNC轴的加工机LM的主驱动装置修正误差；随后再次锁定激光切割头2的夹紧装置12 ；i)出于控制目的，可以重复上述过程；m)将激光切割头2移出调节台3的接收单元31，并且随后可以开始加工机LM的正常操作。在另一种形式中，可以确定焦点位置。为了多个焦点位置，在靶子中形成多个孔，在此之后，每次"启动"移位一个工作位置。相机评估孔尺寸。在最小的孔中，焦点在靶子中。因此本发明使得能够实现喷嘴的半自动或全自动对中，然而，为了这种对中，在喷嘴头和工作臂之间不需要附加的伺服电动机或其它调节装置，而在现有技术中需要这种附加的伺服电动机或其它调节装置。通过本发明，明显便于激光切割机的调整和构造。根据本发明的方案使得在不需要更多的努力的情况下能够可靠地检测激光束的位置相对于期望的预定值的任何偏差，并且为对中执行合适的、简单的、快速的和可复制的修正。应当强调的是，在根据随附权利要求的保护范围内，可以执行根据本发明的激光加工机的其它实施例，为此，在知晓本发明的本公开内容之后，然而，本领域技术人员将不需要任何其它技术教导。例如，在可释放的夹紧装置12中，也可以液压地或电磁地操作环状活塞16。如果适用，可以由盘簧或其它弹簧元件，如气动弹簧装置，替换弹簧组件26。在其它实施例选择中，可以将喷嘴接收装置7和芯体件5B设计为集成的、优选单部件式元件。以这种方式，可以进一步简化切割头5的结构。如果适用，(示出形式的)单个环状活塞16可以由被设置为沿着环形间隙偏离的活塞元件或活塞段替换。而且，其中加工机LM包括两个或更多个激光切割头2 (未图示)的设计也是可行的。当然，同样可行的是激光切割机未设置有工作台。这例如可以应用于移动式激光切割机和特大型工件，其中激光切割机移向工件，其中工件固定在任何位置，或者作为其尺寸和重量的结果，根本不需要任何固定。附图标记列表A-A-激光束的轴线D-喷嘴LM-激光切割机W-将被加工的工件
1-工作臂2-激光切割头3_调节台4-上头部5-下头部5A-壳体5B-芯体件6-孔7-喷嘴接收装置8-圆筒形内部空间9-接合螺母10-外螺纹11-激光束12-可释放的夹紧装置13-(芯体件的)外部罩状表面14_(壳体的)内部罩状表面15-致动部件16-环状活塞17_(芯体件的)径向游隙18-(活塞的)轴向间隙19-工作空间20-外部凸缘21-内部凸缘22-(内部凸缘的)下夹紧表面23_(芯体件的外部凸缘的)上夹紧表面24-(芯体件的)外部凸缘25-夹紧单元26-弹簧组件27-(环状活塞)的上部支撑表面28-孔(用于压缩空气)29-对中支撑件30-凹陷31-接收单元32-圆筒形孔33-对中辊34-喷嘴孔35-喷嘴的几何轴线36-螺纹连接件37-相机系统
38-靶子39-吸收区域40-相机41-图像处理单元42_ 壳体
权利要求
1.一种激光加工机，特别是激光切割机，包括具有至少一个激光切割头(2)的工作臂(I)，所述至少一个激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置(7)和喷嘴(D)，通过所述喷嘴(D)将激光束(11)引导至将被加工的工件(W)上；主驱动装置，用于至少沿X-Y轴的方向在工作臂(I)和/或激光切割头(2)的有效工作区域内移动工作臂(I)和/或激光切割头(2)，用于加工所述工件(W)；用于调节所述激光束(11)的对准装置，其特征在于，调节台(3)设置在工作臂(I)的主驱动装置的有效工作区域中，并且用于对中所述喷嘴(D)，所述调节台(3)包括用于固定所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的接收单元(31)，并且以在激光切割头(2)中设置用于接收所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的头部元件(5A;5B)的方式设计对准装置，其中所述头部元件(5A;5B)被设置为能够专门地通过激光加工机(LM)的现有主驱动装置沿X-Y轴的方向相对滑动；并且在调节台(3)中的喷嘴对中之后，可滑动的头部元件(5A 5B)可以通过可释放的夹紧装置(12)固定在它在激光切割头(2)中的已调整位置。
2.根据权利要求1所述的激光加工机，其特征在于，激光切割头(2)具有分开结构，特别地，包括上头部(4)和下头部(5)，其中侧向可滑动的头部元件设置在下头部(5)中，并被设计为优选连接至同轴喷嘴接收装置(7)的圆柱形芯体件(5B)。
3.根据权利要求2所述的激光加工机，其特征在于，下头部(5)包括外部壳体(5A)，外部壳体(5A)优选地通过上头部(4)固定至工作臂(I)，使得外部壳体(5A)可以与工作臂(I) 一起移动。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的激光加工机，其特征在于，可释放的夹紧装置(12)包括环状活塞(16)，环状活塞(16)设置在激光切割头(2)的、优选壳体(5A)的轴向环状空间(8)中，其中所述环状活塞(16)能够从它的原位置移动至它的第二位置并且能够返回，在所述原位置中活塞(16)固定侧向可滑动的头部元件，优选固定芯体件(5B)，在所述第二位置中环状活塞释放侧向可滑动的头部元件的固定，优选释放芯体件(5B)的固定。
5.根据权利要求4所述的激光加工机，其特征在于，环状活塞(16)能够以优选气动地释放的方式操作，并且环状活塞(16)通过夹紧表面(22，23)与侧向可移动的头部元件连接在一起，优选与芯体件(5B)连接在一起，并且另一方面，夹紧单元(25)以夹紧方式起作用。
6.根据权利要求5所述的激光加工机，其特征在于，其中一个夹紧表面(22)被设计为环状活塞(16)的内部凸缘(21)的下表面，而另一个夹紧表面(23)被设计为芯体件(5B)的外部凸缘(24)的上表面。
7.根据权利要求6所述的激光加工机，其特征在于，芯体件(5B)的外部凸缘(24)和/或环状活塞(16)的内部凸缘(21)包括彼此周向地间隔开的凸缘段。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的激光加工机，其特征在于，可释放的夹紧装置(12)的夹紧单元(25)包括至少一个弹簧装置，优选至少三个轴向弹簧组件(26)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的激光加工机，其特征在于，侧向地，在相对可移位的下头部(5)和接收头部元件的喷嘴(D)中，优选地，芯体件(5B)设置成具有优选在1. 0_和5. Omm之间的值的径向游隙(17)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的激光加工机，其特征在于，侧向可移位头部元件，优选地，芯体件(5B)和同轴且可共同移动的喷嘴接收装置(7)被设计为形成单个集成单元。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的激光加工机，其特征在于，激光加工机包括用于接收将被加工的工件(W)的工作台。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的激光加工机，其特征在于，在调节台(3)中，在用于固定喷嘴(D)的接收单元(31)的下面设置相机系统(37)，相机系统(37)包括由激光束(11)穿透的靶子(38)，该激光束(11)在靶子(38)中形成穿孔，并且相机系统(37)还包括可移除的吸收板(39)和相机(40)，相机(40)优选是高度可调节的。
13.根据权利要求12所述的激光加工机，其特征在于，相机(40)与图像处理单元(41) 相关联，图像处理单元(41)用于检测穿孔的相对位置和/或用于检测和比较穿孔的平面尺寸。
14.一种基本上如在上文中描述且如在附图中图示的激光加工机，特别是激光切割机。
15.一种激光加工机，包括工作臂；安装在所述工作臂上的激光切割头；设置在所述工作臂中的喷嘴接收装置；被构造为通过激光束的喷嘴，所述喷嘴连接至所述喷嘴接收装置；用于相对于所述喷嘴调整所述激光束的对准装置，所述对准装置包括接收所述喷嘴接收装置的头部结构；调节台，所述调节台包括被配置为固定所述喷嘴避免移动的接收单元；所述对准装置包括可释放的夹紧装置，该可释放的夹紧装置被配置为可控地释放所述喷嘴，用于相对于所述工作臂和所述激光切割头的相对运动；和主驱动装置，该主驱动装置被可操作地连接以在所述接收单元固定所述喷嘴避免移动和所述夹紧装置释放所述喷嘴时相对于所述喷嘴可控地移动所述工作臂和所述激光切割头，所述主驱动装置被可操作地连接以可控地移动所述工作臂、所述激光切割头和所述喷嘴，用于工件的激光加工。
16.根据权利要求15所述的激光加工机，还包括所述头部结构中的上头部;所述头部结构中的下头部，所述下头部包括连接至所述喷嘴接收装置的侧向可滑动的头部部件。
17.根据权利要求16所述的激光加工机，其中所述头部部件为连接至所述喷嘴接收装置的圆柱形芯体件。
18.根据权利要求16所述的激光加工机，还包括所述下头部包括外部壳体，该外部壳体通过所述上头部可操作地连接至所述工作臂， 用于与所述工作臂一起移动。
19.根据权利要求16所述的激光加工机，还包括所述可释放的夹紧装置包括环状活塞，所述环状活塞设置在轴向延伸环形空间中，从而具有(a)其中活塞固定所述侧向可滑动的头部部件的第一位置，和(b)其中活塞释放所述侧向可滑动的头部部件的第二位置。
20.根据权利要求19所述的激光加工机，还包括所述环状活塞被气动地偏压至所述第二位置；并且至少一个夹紧表面连接至所述环状活塞以释放处于所述第二位置的所述侧向可滑动的头部部件。
21.根据权利要求19所述的激光加工机，还包括所述环状活塞被弹性偏压至所述第一位置；并且至少一个夹紧表面连接至所述环状活塞以夹紧处于所述第一位置的所述侧向可滑动的头部部件。
22.根据权利要求19所述的激光加工机，还包括所述环状活塞被气动地偏压至所述第二位置，并且第一夹紧表面连接至所述环状活塞以释放处于所述第二位置的所述侧向可滑动的头部部件；所述环状活塞被弹性偏压至所述第一位置，并且第二夹紧表面连接至所述环状活塞以夹紧处于所述第一位置的所述侧向可滑动的头部部件；并且所述环状活塞的内部凸缘形成所述第一夹紧表面和第二夹紧表面。
23.根据权利要求22所述的激光加工机，还包括所述侧向可滑动的头部部件具有外部凸缘，并且所述环状活塞具有与所述外部凸缘周向地隔开的内部凸缘。
24.根据权利要求16所述的激光加工机，还包括所述可释放的夹紧装置包括夹紧单元；并且所述夹紧单元包括至少一个弹簧装置。
25.根据权利要求24所述的激光加工机，还包括所述夹紧单元包括三个弹簧组件。
26.根据权利要求16所述的激光加工机，其中所述侧向可滑动的头部部件设置有具有在1. Omm至5. Omm的范围内的值的径向游隙。
27.根据权利要求16所述的激光加工机，其中所述侧向可滑动的头部部件与所述喷嘴接收装置成一体。
28.根据权利要求15所述的激光加工机，还包括用于接收将被加工的材料的工作台。
29.根据权利要求15所述的激光加工机，还包括设置在所述调节台的所述接收单元的下面的相机系统，所述相机系统具有用于激光束的靶子，所述相机系统具有可移除的吸收板，并且所述相机系统具有相机。
30.根据权利要求15所述的激光加工机，还包括图像处理单元，该图像处理单元与所述相机可操作地通信以处理激光穿孔图像。
31.一种激光加工机束对准系统，包括激光头；所述激光头包括喷嘴；被配置为在X-Y坐标空间中可控地移动所述激光头的至少一个主驱动装置；设置在X-Y坐标空间中的调节台；所述调节台具有用于固定所述喷嘴避免在X-Y坐标空间中移动的接收单元；和可释放的夹紧装置，该可释放的夹紧装置被配置为可控地释放所述激光头，用于通过所述至少一个主驱动装置相对于固定在所述调节台中的所述喷嘴进行受控的X-Y坐标定位对准。
32.根据权利要求31所述的激光加工机束对准系统，还包括所述可释放的夹紧装置包括环状活塞，所述环状活塞设置在轴向延伸环形空间中，从而具有(a)其中活塞固定所述侧向可滑动的头部部件的第一位置，和(b)其中活塞释放所述侧向可滑动的头部部件的第二位置。
33.一种用于对准激光加工机激光束的方法，包括下述步骤采用主驱动装置将激光头定位在X-Y坐标空间中；将激光头移动至位于X-Y坐标空间中的调节台；将激光头的喷嘴放置在调节台的接收单元中；在接收单元中固定激光头的喷嘴避免在主驱动装置的动作下的移动；可控地释放激光头中夹紧装置以允许在激光头和固定在接收单元中的喷嘴之间进行侧向滑动；通过采用主驱动装置重新定位激光头而在喷嘴中对准激光束；以及启动夹紧装置以将束对准的喷嘴固定至激光头。
34.根据权利要求33所述的用于对准激光加工机激光束的方法，还包括下述步骤将气动压力施加至活塞以可控地释放激光头中的夹紧装置，从而允许在激光头和固定在接收单元中的喷嘴之间进行侧向滑动；以及施加弹簧压力以启动夹紧装置，从而将束对准的喷嘴固定至激光头。
全文摘要
本发明涉及激光加工机，特别是激光切割机，包括用于接收将被加工的工件(W)的工作台和具有至少一个激光切割头(2)的工作臂(1)。激光切割头包括设置在其中的喷嘴接收装置(7)和喷嘴(D)。通过所述喷嘴(D)，可以将激光束(11)引导至将被加工的工件(W)上。该加工机(LM)还包括主驱动装置和用于调节所述激光束(11)的对准装置，该主驱动装置用于至少沿X-Y-Z轴的方向移动工作臂(1)和/或激光切割头(2)，用于加工所述工件(W)。调节台(3)设置在工作臂(1)的主驱动装置的有效工作区域中，并且包括用于在所述喷嘴(D)的对中期间固定所述喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)的接收单元(31)。对准装置具有设置在激光切割头(2)中的头部元件(5B)。头部元件(5B)接收喷嘴(D)和/或喷嘴接收装置(7)，并且专门地通过加工机(LM)的现有主驱动装置能够沿X-Y方向移动，而不需要任何附加调节装置。可以通过可释放的夹紧装置(12)将头部元件(5B)固定在激光切割头(2)内的选择位置避免移动，并且在调节台(3)中的喷嘴对中步骤期间能够释放头部元件(5B)。
文档编号B23K26/14GK103003021SQ201180035170
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月21日 优先权日2010年7月22日
发明者丹尼尔·凯瑟瑞, 欧内斯特·易姆保登, 托拜厄斯·布格曼, 大卫·布劳格, 佩兰·塞利 申请人:百超激光股份公司