用于由原材料切割坯件的激光冲裁系统的制作方法
【专利摘要】一种用于由原材料切割坯件的激光冲裁系统，包括：激光切割站，该激光切割站包括能够沿着系统的纵向轴线和横向轴线运动的激光器和用于操作性地控制激光器的运动的控制器；位于激光切割站的上游侧上的多个第一支承输送器和位于激光切割站的下游侧上的多个第二支承输送器，第一和第二支承输送器沿着系统的纵向轴线延伸且成基本上平行且间隔开的关系沿着系统的横向轴线彼此相邻地布置，并且各自能够彼此独立地沿着系统的纵向轴线直线地伸长和缩回；以及伴随着激光器的运动，控制器操作性地控制第一支承输送器和第二支承输送器中的每个输送器的伸长和缩回。
【专利说明】用于由原材料切割坯件的激光冲裁系统
[0001]本发明是申请日为2010年I月20日、申请号为201080004933.8 (PCT/US2010/021498)、发明名称为“由成卷带状型材进行激光冲裁的输送器系统”的发明专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2009年I月20日提交的临时申请N0.61/145，890和于2009年10月28日提交的临时申请N0.61/255，648的优先权，将这两个申请以参引的方式并入本申请中。
【技术领域】
[0004]本公开针对一种包括多个支承输送器通路的输送器，更具体地，涉及一种包括可调节的宽度狭窄的输送器通路的输送器，该可调节的宽度狭窄的输送器通路延伸到第一位置以支承进给的原材料，并且缩回到第二位置以让出道路以便激光头切割穿过原材料。随着激光头在原材料上操作，通路在第一位置和第二位置之间调节以适应正在进行切割的坯件部分的轮廓。
【背景技术】
[0005]构造很费力、切割速度慢以及地面空间要求排除了激光在诸如汽车制造的某些应用中的使用。然而，近期在伺服运动控制和线性马达方面的进步已使激光冲裁能够成为机械压机冲裁的高质有效的替代性方案。
[0006]现有的基于压机的机械冲裁系统在位于压机下方的扁平且静止的材料带上执行材料切割操作。在输送器上向下游进给材料带，该输送器使材料带沿着输送器运动直到材料带被定位在压机正下方。输送器的运动暂停直到压机从带状材料压印出坯件。
[0007]这些基于压机的机械操作通常需要冲裁压模形式的专用工具以从成卷带材压印构造的坯件。基于压机的机械系统的初始投资成本很高。例如，为一个切割操作定制的冲裁模具可以花费数十万美元。此外，当沿着切割边缘出现的微裂缝在成形过程中发展成裂口时，钢材料强度的增大已经使机械切割边缘的质量成为关注问题。更具体地，当将大体平面的部件构造成具有三维形状的物品时，围绕平面部件的边缘形成的微裂缝可以在成形过程中蔓延成较大的裂纹。
[0008]基于压机制造的成本受成形的更高强度的材料影响:(1)更高的屈服和抗拉强度需要更高的吨位的压机；并且(2)更快钝化的刀片需要更频繁的维护。因此，尤其是因为激光切割技术使得能够在坯件中切割出实际上类型不受限制的轮廓，所以切割穿过可变的材料厚度的激光切割速度上的显著提高正在使激光冲裁操作成为优选的选择。与激光切割相关联的又一个优点是废料的减少。
[0009]激光的运动控制器通过聚焦头的快速运动来调节激光使得其沿着切割路线行进。激光切割速度和仿形现在可以适合使用较厚材料的低容量应用和高容量应用。需要占据最小限度的空间用于激光切割操作的激光系统。[0010]因此，需要在提供更好且更有利的总体结果的同时克服上述缺点和其它的缺点的激光冲裁系统。
【发明内容】
[0011]本公开针对用于切割原材料的激光冲裁系统。特别地，该激光冲裁系统包括第一系列的输送器通路，第一系列的输送器通路包括多个支承输送器，所述多个支承输送器成相对于彼此基本上平行且通常间隔开的关系定位。第二系列的输送器通路位于所述第一系列的下游。该第二系列包括相对于彼此成平行且通常间隔开的关系定位的多个支承输送器。该激光冲裁系统进一步包括多轴台架系统。该多轴台架系统包括可动横轴构件，该横轴构件能够沿着邻近所述第一系列和所述第二系列的纵向边缘定位的纵轴构件运动。可动激光头由所述横轴构件支承。控制器在原材料向下游换位并且由所述系统支承的时候操作性地控制所述第一通路和所述第二通路的每一个输送器、横轴构件以及激光头的运动。
[0012]本公开的一个方面是一种用于由原材料切割坯件的激光冲裁系统，其包括:激光切割站，该激光切割站包括能够沿着系统的纵向轴线和横向轴线运动的激光器和用于操作性地控制激光器的运动的控制器；多个第一支承输送器位于所述激光切割站的上游侧上，沿着系统的纵向轴线延伸并且成基本上平行且间隔开的关系沿着系统的横向轴线彼此相邻地布置，该第一支承输送器各自能够彼此独立地沿着系统的纵向轴线直线地伸长和缩回；多个第二支承输送器位于所述激光切割站的下游侧上，沿着系统的纵向轴线延伸并且成基本上平行且间隔开的关系沿着系统的横向轴线彼此相邻地布置，该第二支承输送器各自能够彼此独立地沿着系统的纵向轴线直线地伸长和缩回；以及伴随着激光器的运动，控制器操作性地控制第一支承输送器和第二支承输送器中的每个输送器的伸长和缩回。
[0013]本公开的另一个方面是一种用于切割从卷材供给的材料带的激光冲裁系统。该激光冲裁系统包括第一组输送器和第二组输送器。每组输送器包括支承材料带的多个平行的支承输送器通路。输送带在至少第二组输送器的每个支承输送器上沿循环回路向前运动。激光切割器悬置在材料带上方且邻近第一输送器组与所述第二输送器组邻接的位置。支承输送器中的每个能够独立地沿着所述系统的纵向轴线进行调节，使得其中至少一个支承输送器伸出以支承材料带、并且其中至少一个支承输送器缩回以为激光切割穿过材料让出路径的空。
[0014]根据本公开的另一个方面，针对一种激光冲裁加工方法。所述方法包括:使第一组基本平行的支承输送器的输送带以第一速度沿循环回路运动，同时使第二组基本平行的支承输送器的输送带以第二速度沿连续回路运动。所述方法进一步包括同时地以第三速度伸长至少一个支承输送器的输送器表面，同时以第四速度缩回至少一个其它支承输送器的输送器表面。所述方法还包括同时地使激光头以第五速度沿着吊架且横向于第一和第二组输送器运动，并且同时地使所述吊架以第六速度沿着台架运动，所述台架沿着第一和第二组输送器的纵向边缘部定位。当以大于O米/秒的第七速度从卷材供给相关联的供给原材料的同时，上述速度中的任一速度可以等于O米/秒。
[0015]基于阅读和理解以下详细描述，本公开的另外其它的方面将变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】[0016]图1是根据本公开的示例性实施方式的激光冲裁设备的立体图；
[0017]图2是图1中示出的激光冲裁设备的侧视图；
[0018]图3至6是示出用于在图1和2的激光冲裁设备上由材料带形成坯件的第一轮廓部分的切割的顺序图；
[0019]图7至10是示出用于在坯件中形成切除部的第二轮廓部分的切割的顺序图；以及
[0020]图11至14是示出用于完成坯件并且使坯件从该材料带分离的第三轮廓部分的切害_顺序图。
【具体实施方式】
[0021]为了本公开，术语“坯件”和“成形的坯件”表示由成卷的原材料的带形成的最终产品或成品部件。成形的坯件可以包括简单的外形，或其可以包括复杂的轮廓和贯穿其形成的孔。为了实现坯件的最终形状，将从任何孔去除的材料通过废料输送器运离材料带。该被去除的材料在本文中被称为“切除部”或“废料”。
[0022]如为了实现的目的在本文中使用的，术语“周边”指示正在切割的板廓形状部分。“周边部分”并不仅仅用于成形的坯件或废弃部的整个外周；确切地，本文中使用的术语“周边部分”指的是打算通过任何一个聚焦的激光束的连续产生进行切割的部分或完整的轮廓。应当理解，对于一些应用，激光束的产生是不连续的，其中，激光头可以起动以切割轮廓的第一周边部分，在稍后讨论的输送器调节位置或将带换位到测定的长度的时候，聚焦激光束停用，然后，激光头可以恢复活动以完成轮廓的周边并且使坯件与带分离。
[0023]根据本公开的优选实施方式，参照图1至14，示出用于高速切割操作的激光冲裁轮廓输送器系统10 (在下文中，被同义地称为“输送器系统”、“激光切割设备”、“激光切割系统”以及“激光冲裁系统”)。特别地，进行激光切割操作以切割坯件并使坯件与快速进给的原材料带分离，从卷材加工线或装备供给该原材料带。本公开构思用于与各种金属材料一起使用；然而，存在也可以供给穿过设备的各种其它类型的材料，例如诸如铝、塑料、胶合板、环氧树脂、纸、以及玻璃等其它材料的扁平的带，或可以通过激光切割的任何其它的成卷的材料。
[0024]激光冲裁设备10可以制成多站生产线的部分使得其与其它的辅助装备——诸如例如卷材加工装备、焊接装备、离线机器人、转移和堆集装备以及任何其它在材料进入输送器系统10之前或在材料退出输送器系统10之后加工材料的装备等一一起工作；也就是说，进入和退出装备可以定制成给定的生产线。
[0025]图1不出了包括第一输送器系列12和第二输送器系列14的输送器系统10。第一输送器系列12邻近激光切割站的第一入口(即，上游)侧定位。第二输送器系列14邻近激光切割站的第二或出口(即，下游)侧定位。每个输送器系列12、14通过支承框架(S卩，腿部16)支承，该支承框架将输送器提升在位于支承地面或表面上方的高度。第一输送器系列12与第二输送器系列14定位在处于相同水平平面的高度，使得由成卷的原料展开的材料带可以在其进入入口夹紧辊组件18之后保持平直的外形，入口夹紧辊组件18有助于原材料带20的沿着输送器系统10向下游的运动。位于不一致高度处的输送器系列12、14可以引起材料的不期望的弯曲。
[0026]夹紧辊18用力拉成卷原料以将材料带进给到第一输送器系列12上。马达或其它的辅助卷材加工装备帮助使成卷原料的卷轴转动，使得最外层的带可以从卷材连续地输送到第一输送器系列12。更具体地，该辅助装备起动成卷原料绕其缠绕的卷轴的机械转动。
[0027]夹紧辊18邻近或正好紧接着第一输送器系列12的上游端部定位；然而，可以想至|J，可以沿着输送器系列12、14在沿着系统长度的选定位置处设置附加材料换位装置19，以确保板材保持平直。材料换位装置19可以沿着输送器系列12、14的至少一个纵向伸长定位，以便将带状材料20的边缘部分换位。夹紧辊18可以安装在框架16上并且由框架16支承，或其可以作为与输送器支承装置对齐定位的独立设备而被包括。在于2009年I月20日提交的共有专利N0.61/145，890中公开了夹紧辊的详细描述，其公开内容全部并入本申请中。
[0028]第一输送器系列12沿着激光冲裁系统10位于上游,而第二输送器系列14沿着系统位于下游。每个输送器系列12、14包括多个支承输送器22。支承输送器优选宽度较窄。优选实施方式包括彼此成大体平行的关系定位的七个支承输送器22。然而，本公开想到了每个系列12、14中其它数量的支承输送器22。可以预见一种想到的实施方式包括至少两个支承输送器22。所示实施方式进一步示出第一系列12和第二系列14上具有相等数量的支承输送器22。在替代实施方式中，第一系列12中的支承输送器22的数量不等于第二系列14中的支承输送器22的数量。
[0029]优选实施方式包括相邻支承输送器22彼此成大体均匀间隔开的关系定位。然而，可以想到在替代实施方式中，相邻支承输送器22可以彼此以不相等的间隔定位。在一个实施方式中，每个支承输送器22之间的间隔可以是可调节的。在示出的实施方式中，包括在输送器系列12、14中的每一个支承输送器22与该系列12、14中的其它支承输送器22在宽度上相等；然而，还可以想到实施方式，其中，包括在系列12、14中的至少一个支承输送器22的宽度不等于该系列12、14中的其它输送器22的宽度。
[0030]激光冲裁系统10可以包括模块化组合，其中，相对于运行的产品的输出，第一和第二输送器系列中的第二组可以放置成邻近第一和第二输送器系列中第一组。可以基于总宽度可变的选择板材所需要的宽度、间隔以及输送器的数量和板材受切割的区域来选择输送器。例如，在第二输送器系列12下游可以放置至少第三输送器系列(未示出)。
[0031]第一输送器系列12和第二输送器系列14安置在激光冲裁系统10内使得支承输送器22沿着系统的纵向轴线延伸。夹紧辊18垂直于支承输送器22延伸，并且更具体地，夹紧辊18延伸跨越支承输送器22 (S卩，系列12和可选地系列14)的宽度(或侧向伸长)。在一个实施方式中，形成第二输送器系列14的每个支承输送器22包括在循环或持续前进的回路中运动的输送带24。该输送带24沿着第二输送器系列14向下游推进来自材料带20的分开的坯件到达相关联的堆集装备(未示出)。通过夹紧辊18使材料带20在向前的方向上和/或向第一输送器系列12的下游换位。在另一个实施方式中，形成第一输送器系列12和第二输送器系列14的每个支承输送器22包括在循环或持续前进的回路中运动的输送带24。该输送带24向第二输送器系列14的下游推进来自材料带20的分开的坯件到相关联的堆集装备(未示出)。输送带24还帮助夹紧辊18在向前的方向上和/或向第一输送器系列12下游推进材料带20。系列12、14中的每一个输送带24与共同的驱动装置操作性地关联使得它们都以相等的速度运动。通过支承输送器22的至少一个连接于共同的驱动装置的带轮实现该同时向前的运动。然而，每一个支承输送器22包括不连接于共同的驱动装置的至少第二带轮。因此，支承输送器22的向前伸出和向后缩回独立于系列12、14中的其它的支承输送器22。
[0032]第一输送器系列12直接位于夹紧棍18的下游。第一输送器系列12将基本平直的原料材料带20朝向切割机构(激光器26)运动。激光冲裁设备10能够利用诸如远程激光光学元件、光纤激光器、薄盘激光器等各种公知激光器中的任何激光器、或能够以可以维持支承输送器22的速度的速率进行切割的任何其它的激光器。利用现有的激光技术，可以想到输送器系统10能够使材料带20以最小每分钟大约40至80米的速度运动。
[0033]本激光冲裁轮廊输送器系统10能够借助于多轴台架系统在材料带20中快速地切割板廓形状。台架系统的构件允许激光头26的聚焦激光束接触和/或切割穿过在材料带20的纵向轴线和侧向轴线内的二维带状材料20。激光头26借助于第一横轴构件28(在下文中被同义地称为“机器人”或“常平架”)悬置在位于板材上方的高度。第一横轴构件28定位成基本上横向于支承输送器22,使得第一横轴构件28延伸穿过全部支承输送器22的总宽度。更具体地，横轴构件28类似于悬置在位于支承输送器22上方的高度的悬臂梁。随着激光头沿着横轴构件28运动，激光头26在原材料带20上产生聚焦激光束以切割周边部分。激光头26能够沿着吊架横轴构件28的纵向长度做往复运动。更具体地，激光头26沿着悬臂梁28运动以实现基本上横穿带状材料20的切割。因此，激光头26能够沿着原材料20的宽度横向地运动以在原材料中进行侧向切割。
[0034]横轴构件28从纵轴构件30向外伸出，纵轴构件30被示出为包括用于可运动地安装横轴构件28的通道的通常静止的支承结构。横轴构件28被示出成延伸穿过第一输送器系列12和第二输送器系列14的整个宽度。或者，横轴构件28可以仅仅延伸穿过输送器系统10的宽度的一部分。纵轴构件30被示出为定位在激光冲裁系统10的边缘部分(侧面)附近；然而，纵轴构件30可以沿着系统10的整个纵向侧面延伸。纵轴构件30定位成邻近第一系列12和第二系列14的纵向边缘。更具体地，纵轴构件30定位在第一系列12的下游端部和第二系列14的上游端部附近。横轴构件28能够沿着纵轴构件30的至少有限的长度部分进行往复运动，使得横轴构件28运动穿过位于第一系列12和第二系列14的相邻远端端部上的整个表面区域。
[0035]激光头26能够沿着横轴构件28的横向轴线进行往复运动。横轴构件28能够沿着纵轴构件30的纵向轴线进行往复运动。激光器本身还能够在其相对于支承输送器22升高和降低时沿着第三(竖向)轴线进行竖向运动。控制器(未示出)使沿着两个(或所有三个)轴线的运动同步从而使得可以在原材料20中进行定制的曲线切割。例如，预期横轴构件28(和激光器26)能够以高达至少两倍于输送器12、14运动的速度的速度(即，100米/分钟)进行运动。类似地，激光头26能够沿着水平和/或竖向轴线以很快的速度沿着横轴构件28运动。在本发明中对于用于输送带24、横轴构件28、激光头26以及夹紧辊18中的任何一个的最大运动速度没有具体限制；确切地说，本文中的本公开能够与不同的其它技术和各种运动速度一起使用。
[0036]与本公开相关联的一个特征是支承输送器22中的每一个都能够运动以配合正在进行切割的坯件的轮廓。更具体地，系列12、14的一个支承输送器22的运动独立于系列
12、14的其它支承输送器22的运动。支承输送器22的输送带24沿着激光切割系统10在向下游的方向上移动带材料20 ;然而，支承输送器结构本身充当支承装置以保持原材料的基本平直的形状。支承输送器22的顶面通常抵接带材料20的底面。
[0037]支承输送器22可以调节成为激光束让路或留出空。更具体地，当激光头26在带状材料20的区域中进行切割时，支承输送器22缩回以移除对带状材料的该区域的支承。如果在材料20中形成将包括在随后要切断的坯件中的孔口时，位于该孔口的支承区域内的支承输送器22全部缩回，使得废料可以下落到位于第一系列12和第二系列14的远端端部下方的废料输送器44。
[0038]控制器操作以起动对支承输送器22中的每一个的调节，使得它们连续地或间歇地运动以配合正在形成的坯件或切除部的轮廓部分。图2示出了激光冲裁设备10的侧视图。借助于蛇形输送带构造200实现调节。输送器表面210的总输送距离或长度借助于驱动辊212至220的组件延长和缩短，而连续输送带24的总长度保持恒定。可以在本激光冲裁设备10中使用任何已知的蛇形输送器组件来调节支承输送器10的输送距离。而且，此处用于调节的装置不限制于蛇形输送器组件；确切地，可以利用能够调节输送器表面210的纵向伸长的任何伸长。
[0039]图3至14最佳地示出了利用当前公开的激光冲裁系统10的坯件形成过程的说明。这些图包括从该过程中获取的多个固定镜头。图3示出了向输送器系统10的下游运动的原材料带20。(第一输送器系列12的)几个平行且宽度狭窄的支承输送器22的输送带24以相等的速度运动以使支承在其上的原材料20沿着输送器系统向下游运动。然而，第一系列12的支承输送器22不要求输送带24将材料20向系统10下游换位。夹紧辊18向下游朝多轴台架系统推进材料20。第一输送器系列12和第二输送器系列14的支承输送器22调节到适合由激光头26切割到材料带20中的(稍后描述的)第一切割。如可以在图中看到的，因为对于示例坯件的要进行的切割到材料带20中的第一切割将不是直线的，所以第一系列12的支承输送器22的前端部(即，下游端部)终止于不同的点处。图4示出了材料带20到达位于激光头26正下方的位置时的冲裁加工。材料带20的远端端部基本上运动到放置在第二系列14的支承输送器22的至少上游纵向长度部分的位置。
[0040]形成在相邻的形成第一系列12的支承输送器22的下游端部与形成第二系列14的支承输送器22的上游端部之间的间隙34为切割让出路径或留出空。通常，该路径可以呈用激光束进行切割的总轮廓部分的形状。或者，只有一对相邻支承输送器22之间的单个区域或间隙可以形成路径。
[0041]图4至6示出了正沿着横轴构件28运动从而可以在材料带20的整个宽度上进行切割的激光器26。更具体地，激光器26正在从横轴构件28的外端部朝纵轴构件30运动。此外，横轴构件28同时正在沿着纵轴构件30的纵向伸长运动以实现曲线切割轮廓36。
[0042]图6示出了完成第一轮廓切割36的激光器26。在图3至6中示出的加工实施例中，在整个第一轮廓切割过程中，输送带24的运动暂停。换而言之，在激光器26和横轴构件28同时运动以实现完整的第一切割的过程中，输送带24 (和夹紧辊18)停止向前运动。然而，在其它的想到的实施方式中，输送带24的运动可以是连续的，使得激光器26和吊架28在材料带在它们下方向前运动的同时运动并且在材料带20中进行切割，同时。如可以在图7中看到的，第一轮廓部分的切口 36延伸穿过材料带20的整个宽度。因此，将材料20的第一端部32从材料带上切断。虽然在当前示出的过程中未示出，但是第二系列14的支承输送器22调节，即向下游缩回，使得切断的材料带可以向下落到废料输送器44上，废料输送器44又将被切断的废料运走。
[0043]图7示出了示出为坯件的外周边的第一轮廓部分的切口 36。该拱形周边部分是材料带20的新的前端部。图7至10示出了正在为坯件进行的第二轮廓部分的切割。该轮廓部分包括形成在得到的坯件的外周边内侧的孔口切除部。在进行第二轮廓部分的切割之前，(可选地，第一输送器系列12和)第二输送器系列14的夹紧辊18和输送带24起动以在输送器系统10上将材料带20向下游移动换位的长度直到孔口切除部的区域位于横轴构件28正下方。或者与输送带24的运动同步地，或者在输送带24的运动之后，第一系列12和第二系列14的个别支承输送器22调节各自独立的长度以提供用于第二切割的路径。更具体地，图7示出了材料带20伸出一段距离从而使其至少一部分安置在第二系列14的支承输送器22的纵向部分上，使得可以在第二轮廓切割中形成孔口。
[0044]第一输送器系列12和第二输送器系列14的位于要形成的孔口的区域中的支承输送器22缩回以为激光束的让出路径来进行切割。具体地，图7示出了支承输送器22a、22b缩回以便进行正方形孔口的第一外周侧的切割。图8示出了支承输送器22b在激光束离开前端部区域之后立即伸出以继续支承带状材料20。同时，第一系列12上的邻近支承输送器22b定位的支承输送器22c缩回从而为激光头26的让出路径以将切割集中在正方形孔口的相对的周侧处。随着激光器26朝着纵轴构件30向横轴构件28的伸长的内侧行进，支承输送器22d被缩回以为激光束让出路径。
[0045]图9示出了第二切割的完成，其中，当横轴构件28沿着支承纵轴构件30的伸长向上游运动时，激光束的切割继续。完整的切割形成正方形孔口 38，正方形孔口 38在图9中被示出为通过支承输送器22a-22d的前端部继续支承在带状材料20内。虽然未示出，但是这些支承输送器22a-22d最终缩回以使要与输送器组件10分离的正方形切除部38能够下落到废料输送器44上。
[0046]图10示出了废料输送器44的输送带，随着材料带向输送器系统10的下游前行，该废料输送器44将切除部38运走。
[0047]图11至14示出了在激光冲裁加工中形成的第三切割40。在所描述的示例中，第三切割40完成成形的坯件。如图11所示，支承输送器22的输送带24以相等的速度运动以使材料带20沿着输送器系统10向下游前行，使得可以在坯件中进行第三切割。在形成第三切割40的初始部分之前，支承输送器22使输送器表面缩回或伸出以为最后的切割让出路径。
[0048]在一个实施方式中，可以同时调节所有支承输送器22，使得在激光器26产生激光束之前为整个第三切割40备好完整的路径。在另一个实施方式中，可以顺序地调节单个支承输送器40，使得仅为整个第三切割40的位于紧邻激光束的区域中的部分备好部分紧邻路径。随着激光器26沿着吊架28行进，在激光器下方的紧邻且最接近的区域中的支承输送器22调节，而其余支承输送器22的调节延迟直到激光束接近它们各自的区域。
[0049]图11示出了将通过激光器切割的第三切割40的初始区域。激光器被示出从横轴构件28的定位成离纵轴构件30最远的外端部开始第三切割40 ;然而，可以从各种位置开始切割。例如，切割可以在横轴构件28的相对的连接端部处开始。切割还可以在材料带的中间部分中开始。
[0050]图12示出了正在进行的第三切割40的继续。一旦激光束运动超过第二输送器系列14的最外侧支承输送器22e、22f的前端部，支承输送器就伸出它们的输送器表面以支承材料带20。同时,第一系列12的邻近的最外侧支承输送器22g、22h缩回。因此,第一输送器系列12和第二输送器系列14的支承输送器22可以调节并且定位在相同区域中；然而，没有邻近的支承输送器重合或同时位于共享的区域中。
[0051]图13示出了正在进行的第三切割40的完成。第三切割40的完成导致将坯件42从材料带20切断。在坯件42与材料带20分离之后，第二系列14的支承输送器22将坯件42从激光切割站10驱出。第二系列14的输送带24起动以将坯件42沿着输送器系统10向下游移动到堆集装备(未示出)。当第二系列14的输送带往下游驱动坯件42时，第一系列12的输送带24保持不动，直到至少有间隙在坯件与材料带20的新的前端部之间形成。然后，如所示开始在图14中的，此过程重复。
[0052]在另一个实施方式中，第一系列12的输送带24可以以第一速度运动以使材料带前进，而第二系列14的输送带可以以第二速度运动以使坯件堆集。想到在此情况下，第二速度比第一速度大。同时地或在输送带运动的结尾，个别支承输送器22可以调节，以便重复第一切合，从而由材料带20形成第二坯件。
[0053]存在操作本发明的激光冲裁设备10以实现本文中公开的功能的多种模式。可以静态地、动态地或两者结合地实施设备10的各种构件一即，支承输送器22、激光器26、横轴构件28等一的描述的所有功能。根据需要运行的部件驱动第一输送器系列12的支承输送器22。也就是说，在多进给或连续进给的操作中，当可以通过使第一系列12上的支承输送器22能够在整个加工中驱动材料而提高激光切割操作的性能时可以是这种情况。
[0054]在于本文中被称为“静态单个进给模式”的第一模式中，支承输送器22在加工部件之前运动到静态位置以用于静态单个进给。更具体地，支承输送器22在生产运行开始之前运动到静态或静止位置。也就是说，支承输送器22在形成多个坯件的生产运行的过程中既不伸出也不缩回。通常，第一模式的生产运行产生多个相同的坯件。另外，卷材加工线进给长度一致的原材料20。在材料20上进行冲裁或切割程序以将切割部从坯件分开或将成形的坯件42从材料带20切断。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，支承输送器22保持静态。在成形的坯件42与材料带20分开之后，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24接着重新起动以进行另一进给的换位。该下一进给的长度等于前一顺序中的第一进给的长度。对于生产的每个部件，重复该顺序。第一模式的一个方面是仅通过一次材料带20的换位形成完整的坯件。换而言之，对于形成的每个坯件仅有一次向前的材料换位，使得可以将坯件与材料带20的前端分开。此外，在每个坯件成形的同时，没有任何一个支承输送器22的向前延伸或向后缩回。
[0055]取决于坯件的特定轮廓，需要附加或较少的切割操作以形成坯件。后续的加工可以进行相同的切割程序、不同的切割程序或介于两者之间的切割程序。类似地，如果每个成形的坯件42的周边内侧包括多个切除部，则将材料带20进给到激光冲裁系统10可以在坯件中切割多种尺寸的通孔的位置。操作的第二模式包括每一个坯件进行多次进给和多次切害I]。不可以在没有带状材料20的至少二次换位的情况下完成附加的切割。输送带24起动以使材料带20前进测定的长度，但是对于对每个坯件的材料带进行的每次切割则停止不动。
[0056]在被称为“静态多进给模式”的第二模式中，支承输送器22在加工以多次进给形成的部件之前运动到静态位置。更具体地，支承输送器22在生产运行开始之前运动到静态或静止位置。也就是说，支承输送器22在用于形成多个坯件的生产运行期间即不延伸也不缩回。通常，用于第二模式的生产运行生产多个坯件，其中，形成的每一个坯件可以与前面形成的坯件相同或不同。然而，为了产生每一个坯件，卷材加工线进给至少两个长度的原材料20。该至少两个换位长度中的每一个可以是相等的。在其它的实施方式中，该至少两个换位长度中的每一个可以是不相等的。该至少两个换位长度中的最后一个用于使坯件与材料带20分开或将成形的坯件42从材料带20切断。所述至少两个换位长度中的至少一个可以用于将原材料20的区域定位在激光头26下方，用于坯件中的附加切割，诸如例如贯穿坯件形成的孔口等。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，支承输送器22保持静态。在将成形的坯件42与材料带20分开之后，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24才重新起动以进行另一次进给的换位。该下一进给的长度等于前一顺序中的第一进给的长度。对于产生的每个部件，重复此顺序。第二模式的一个方面是通过材料带20的多次换位形成完整的坯件。换而言之，在坯件可以从材料带20的前端分开之前，对于形成的每个坯件存在材料的多次向前换位。此外，在每个坯件形成的同时，没有任何一个支承输送器22的向前延伸或向后缩回。
[0057]在本文中被称为“动态单个进给模式”的操作的第三模式涉及支承输送器22到预先设定位置的运动。卷材加工线将原材料20进给一致的进给长度。在进给步骤完成之后，激光切割系统10运行切割并将成形的坯件与材料带20分离的切割程序。与激光切割程序同时地，支承输送器22调节位置以为激光束的区域中的激光连续地提供间隙并且为激光束的区域以外的区域中的带状材料和/或坯件提供支承。在将坯件42从材料带20切断之后，卷材加工线进行另一次进给的换位。进给的长度等于前次进给的长度。在完成进给之后，重复切割程序。对于产生的每个坯件，重复该顺序。
[0058]更具体地，在第三模式中，在用于形成多个坯件的生产运行期间，支承输送器22可以和/或连续伸长和/或缩回。通常，第三模式的生产运行生产多个坯件，其中，形成的每一个坯件可以与前面形成的坯件相同或不同。然而，卷材加工线以一次换位进给一致长度的原材料20。在材料20上进行冲裁或切割程序以从坯件切割出部件38或将成形的坯件42从材料带20上切断。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，支承输送器22可以运动。在成形的坯件42与材料带20分开之后，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24才重新起动以进行另一次进给的换位。该下一进给的长度等于前一顺序中的第一次进给的长度。对于产生的每个部件，重复该顺序。第三模式的一个方面是仅以材料带20的一次换位形成完整的坯件。换而言之，对于每个形成的坯件，仅有一次材料的向前换位，就使得坯件可以与材料带20的前端分开。此外，在每个坯件形成的同时，存在至少一个支承输送器22的向前延伸或向后缩回。取决于正在形成的坯件，在将坯件与材料带20的前端分开之前，可以需要附加的换位操作以完成坯件。
[0059]在本文中被称为“动态多进给模式”的操作的第四模式中，支承输送器22在加工通过多次进给形成的部件期间运动。支承输送器22在用于形成多个坯件的生产运行期间伸长或缩回。通常，第四模式的生产运行生产多个坯件，其中，形成的每一个坯件可以与前面形成的坯件相同或不同。然而，为了产生每一个坯件，卷材加工线进给至少两个长度的原材料20。在一个实施方式中，该至少两个换位长度中的每一个可以是相等的。在其它的实施方式中，该至少两个换位长度中的每一个可以是不相等的。该至少两个换位长度中的最后一个用于使坯件与材料带20分开或将成形的坯件42从材料带20切断。所述至少两个换位长度中的至少一个可以用于将原材料20的区域定位在激光头26下方，用于坯件中的附加切割，诸如例如贯穿坯件形成的孔口等。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，至少一个支承输送器22伸长或缩回。在将成形的坯件42与材料带20分开之后，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24才重新起动以进行另一次进给的换位。该下一进给的长度等于前一顺序中的第一进给的长度。对于产生的每个部件，重复此顺序。第四模式的一个方面是通过材料带20的多次换位形成完整的坯件。换而言之，在坯件可以从材料带20的前端分开之前，对于形成的每个坯件存在材料的多次向前换位。此外，在每个坯件形成的同时，存在至少一个支承输送器22的向前延伸或向后缩回。
[0060]在于本文中被称为“静态连续进给模式”的第五模式中，支承输送器22在加工部件之前运动到静态位置用于静态单次进给。更具体地，支承输送器22在生产运行开始之前运动到静态或静止位置。也就是说，支承输送器22在形成多个坯件的生产运行的过程中既不伸出也不缩回。通常，第一模式的生产运行产生多个相同的坯件，其中，每一个坯件可以与前面的坯件相同或不同。另外，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24连续地进给原材料20。在向下游连续地进给原材料的过程中，在材料20上进行冲裁或切割程序以从坯件分离出切割部或将成形的坯件42从材料带20切断。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，支承输送器22保持静态。对于产生的每个部件，可以重复切割的顺序。第五模式的一个方面是在材料带的连续换位期间形成完整的坯件。换而言之，对于每一个形成的坯件，没有材料带20的起动和停止使得可以将坯件与材料带20的前端分开。确切地说，随着材料带以恒定的速度持续向下游行进，坯件分离出。此外，在每个还件形成的同时，没有任何一个支承输送器22的向前延伸或向后缩回。
[0061]在于本文中被称为“动态连续进给模式”的第六模式中，支承输送器22在加工部件期间运动用于静态单个进给。至少一个支承输送器22在用于形成多个坯件的生产运行期间伸长或缩回。通常，用于第一模式的生产运行生产多个相同的坯件，其中，每一个坯件可以与前面的坯件相同或不同。另外，夹紧辊18和/或支承输送器22的输送带24连续地进给原材料20。在向下游连续地进给原材料的过程中，在材料20上进行冲裁或切割程序以从坯件分离出切割部或将成形的坯件42从材料带20切断。在激光切割程序期间，即，在激光头产生激光束并且将激光束聚焦在材料20上的期间，当原材料正在连续地运动时，至少一个支承输送器22伸长或缩回。对于生产的每一个部件，可以重复切割的顺序。第六模式的一个方面是在材料带的连续换位期间形成完整的坯件。换而言之，对于每一个形成的坯件，没有材料带20的起动和停止使得可以将坯件与材料带20的前端分开。确切地说，随着材料带以恒定的速度持续向下游行进，坯件分离出。此外，在每个坯件形成的同时，至少一个支承输送器向前延伸或向后缩回。
[0062]本公开不限制于前述的模式。可以想到其它模式，其中包括在对材料进行切割的同时带材料的连续进给被驱动。每个模式编程到与激光冲裁系统10的所有构件操作性地关联的控制器中。此外，要产生的坯件的详细说明也编程到控制器中。控制器可操作以控制激光切割系统10的各种构件(夹紧辊、输送带、调节装置、激光器、吊架等)的起动、停止动作，给这些构件的起动和停止动作正时，以及使这些部件的运动同步，使得在生产出定制的坯件的同时利用最小的地面空间、最低的成本以及最大的时间效率。
[0063]已经参照优选实施方式描述了示例性实施方式。明显地，基于阅读和理解前面的详细描述，其它人可以想到变型和修改。期望将示例性实施方式理解为只要所有这样的修改和变型在所附权利要求或其等同替代方式的范围内就包括这些修改和变型。
【权利要求】
1.一种用于由原材料(20)切割还件(42)的激光冲裁系统(10),所述系统包括: 激光切割站，所述激光切割站包括能够沿着所述系统的纵向轴线和所述系统的横向轴线运动的激光器(26)和用于操作性地控制所述激光器的运动的控制器； 多个第一(12)支承输送器(22)位于所述激光切割站的上游侧上，所述多个第一支承输送器沿着所述系统的所述纵向轴线延伸并且成基本上平行且间隔开的关系沿着所述系统的所述横向轴线彼此相邻地布置，所述第一支承输送器各自能够彼此独立地沿着所述系统的所述纵向轴线直线地伸长和缩回； 多个第二(14)支承输送器(22)位于所述激光切割站的下游侧上，所述多个第二支承输送器沿着所述系统的所述纵向轴线延伸并且成基本上平行且间隔开的关系沿着所述系统的所述横向轴线彼此相邻地布置，所述第二支承输送器各自能够彼此独立地沿着所述系统的所述纵向轴线直线地伸长和缩回；以及 伴随着所述激光器的运动，所述控制器操作性地控制所述第一支承输送器和所述第二支承输送器中的每个输送器的伸长和缩回。
2.如权利要求1所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述控制器操作性地控制所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器的运动以匹配正在由所述原材料(20)进行切割的坯件(42)的二维轮廓部分。
3.如权利要求2所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器包括沿着所述系统的所述纵向轴线在循环回路中运动的输送带(24)，并且，所述第一支承输送器和所述第二支承 输送器中的每个输送器连续地或间歇地缩回和伸长以调节所述系统的输送器表面。
4.如权利要求2所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述激光切割站进一步包括多轴台架系统，所述多轴台架系统包括邻近所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)定位的纵轴构件(30)以及由所述纵轴构件支承并能够沿着所述纵轴构件运动的横轴构件(28 )，所述激光器(26 )由所述横轴构件支承并能够沿着所述横轴构件运动。
5.如权利要求3所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述输送带(24)的运动受到控制以换位进给具体长度的原材料(20)。
6.如权利要求5所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述输送带(24)的速度基本上等于所述原材料(20)沿着所述系统行进的速度。
7.如权利要求3所述的激光冲裁系统(10)，其中，当激光束切割所述原材料(20)时，所述输送带(24)的运动暂停。
8.如权利要求3所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器包括沿着所述系统的所述纵向轴线在循环回路中运动的输送带(24)，其中，所述第一支承输送器(12、22)的所述输送带(24)基本上以相同的第一速度运动，所述第二支承输送器(14、22 )的所述输送带基本上以相同的第二速度运动。
9.如权利要求8所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述第一速度基本上等于所述第二速度。
10.如权利要求8所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述第一速度不同于所述第二速度。
11.如权利要求10所述的激光冲裁系统(10)，其中，当从所述原材料(20)切割所述坯件(42)时，所述第一速度为O米/秒并且所述第二速度大于O米/秒，所述第二支承输送器(14)的所述输送带(24)在所述激光切割站下游运送坯件。
12.如权利要求1所述的激光冲裁系统(10)，其中，每个所述第一支承输送器(12)与对应的一个所述第二支承输送器(14)对置。
13.如权利要求12所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述控制器控制多个对应的第一支承输送器(12、22)和第二支承输送器(14、22)的运动，以匹配正在由所述原材料(20)进行切割的坯件(42)的二维轮廓的至少一部分。
14.如权利要求12所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述控制器操作性地控制所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器的伸长和缩回，使得至少一个第一支承输送器(12)伸长或缩回且至少一个第二支承输送器(14)缩回或伸长，以便同时地支承所述原材料(20)并在所述至少一个第一支承输送器(12)与所述至少一个第二支承输送器(14)之间形成供所述激光器(26)切割穿过所述原材料(20)的空。
15.如权利要求12所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述控制器操作性地控制所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器的伸长和缩回，使得多于一个的第一支承输送器(12、22)伸长或缩回且多于一个的第二支承输送器(14、22)缩回或伸长，以便同时地支承所述原材料(20)并在所述多于一个的第一支承输送器(12、22)与所述多于一个的第二支承输送器(14、22)之间形成供所述激光器(26)切割穿过所述原材料(20)的空。
16.如权利要求15所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述激光器(26)沿着所述横轴构件(28)的纵向轴线 往复地运动，并且所述横轴构件(28)沿着所述纵轴构件(30)的纵向轴线往复地运动，并且其中，所述控制器操作性地控制所述横轴构件(28)和所述激光器(26)同时运动，以使所述激光器(26)追随所述坯件(42)的二维轮廓部分。
17.如权利要求16所述的激光冲裁系统(10)，其中，所述控制器操作性地控制所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)中的每个输送器的伸长和缩回，使得多于一个的第一支承输送器(12、22)伸长或缩回且多于一个的第二支承输送器(14、22)缩回或伸长，以便在所述多于一个的第一支承输送器(12、22)与所述多于一个的第二支承输送器(14、22)之间形成允许废料从所述原材料(20)落下的空。
18.如权利要求17所述的激光冲裁系统(10)，进一步包括废料输送器(44)，所述废料输送器(44)位于所述第一支承输送器(12、22)和所述第二支承输送器(14、22)的下方，以收集和运走从所述原材料(20)切除的废料。
19.如权利要求1所述的激光冲裁系统(10)，进一步包括: 邻近所述系统的 上游端部定位的第一夹紧辊组件(18)，所述第一夹紧辊组件(18)将成卷的所述原材料(20)的材料带沿下游方向进给到所述第一支承输送器(12)上。
【文档编号】B23K26/08GK103658979SQ201310613336
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2010年1月20日 优先权日:2009年1月20日
【发明者】杰伊·芬恩 申请人:激光线圈技术有限公司