激光加工机的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的前述部分所述的激光加工机。

背景技术：

在激光加工期间，特别是在激光切割期间，废气和残余物(例如熔化的工件材料或沉积在工件底部上的灰尘)积聚在激光加工机的灰尘收集空间中。加工的工件(例如金属板)可能被污染，从而在随后的涂漆之前需要机械清洗，因为涂料否则不会粘附到工件上。

已知用于去除积聚在灰尘收集空间中的灰尘和废气的是激光加工机，在该激光加工机中产生电流。

例如，de102011050749a1示出了一种具有抽吸装置的激光加工机，该抽吸装置抽吸积聚在工件的面向激光加工头的一侧面上的残余物。

已知解决方案的缺点是，利用该抽吸装置仅去除尤其是积聚在灰尘收集空间中的有限量的废气。使用这种已知的解决方案不能完全消除灰尘收集空间中的残余物。

例如，wo2015068649a1示出了一种激光加工机，其具有激光加工头；支撑栅格，该支撑栅格限定用于支撑待加工的工件的支撑平面；流体供应装置和流体去除装置。流体供应装置和流体去除装置被设计成在支撑栅格的支撑平面下方产生流体流(这里为气流)，以用于去除特别是废气和灰尘。

为了抑制用于产生流动的能量消耗，根据wo2015068649a1的激光加工机的灰尘收集空间包括导向板，该导向板将灰尘收集空间分成多个灰尘收集空间部分。为每个灰尘收集空间部分提供流体供应装置和流体去除装置。

已知解决方案的缺点是激光加工机，特别是灰尘收集空间的构造是材料密集的并且制造昂贵。

根据wo2015068649a1在灰尘收集空间或激光加工机的整个长度和宽度上供应流体将浪费大量能量，因为在这里也在激光加工头不处理工件的区域中产生流动。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是创造一种激光加工机，特别是激光切割机，其不具有上述缺点，并且是节能的并且易于制造，特别是同时能够确保充分地去除废气和灰尘。

该目的通过独立权利要求中的特征来实现。有利的进一步改进在附图和从属权利要求中描述。

根据本发明，至少一个流体供应装置可以与激光加工头一起移动。

至少一个流体供应装置包括流体源、分配器和至少一个用于流体的出口，所述分配器覆盖激光加工头的特定流宽度，所述出口影响流动形状，流动宽度和流量。

因为流体因此通过至少一个流体供应装置在支撑平面下方以目标的和定向的方式被供应，所以仅在用于去除残余物和废气所需要的并有利地最优的区域中供应流体。为了从灰尘收集空间可靠和简单地抽出烟雾，在激光加工机的灰尘收集空间中不需要额外的或甚至有限的结构措施。除了激光加工机的更简单的结构构造之外，还可以减少对该激光加工机的控制的要求。

目标流还避免了灰尘收集空间中的所谓死水区。

定向流使得可以利用较少的能量建立流体的良好流入和与废气的良好分离。从烟尘收集空间有效地抽取烟雾以及在工件的底部和废气之间出现的保护性边界层防止工件的底部上的不期望的沉积。

此外，在加工期间产生的熔渣和由激光加工产生的液体工件材料被直接冷却，并且不再损坏灰尘收集空间。此外，构造根据本发明的激光加工机使得可以使用具有更高功率(例如，6kw和更高)的激光器，因为所产生的流动减少了激光器的损坏影响(该损坏影响对激光器的功率产生限制)。这基本上降低了对灰尘收集空间的损坏的危险，并因此显著地延长了其对于使用的适用性。

至少一个流体去除装置有利地是固定的，这也使得能够实现激光加工机的简单结构和成本有效的构造。此外，至少一个流体去除装置可以以较低的能量消耗运行，因为目标流在至少一个流体去除装置的方向上输送废气。

至少一个流体去除装置有利地包括至少一个过滤元件，该过滤元件拾取废气和切屑的至少一部分，由此防止或至少基本上减少激光加工机的环境的污染。

此外，根据本发明的激光加工机消除了多个阀以及对控制多个阀的需要，因为流体不是分区域供应的。由于更简单的流体供应，在其中不再出现相当大的压力损失，这另外对激光加工机的能量消耗具有积极的影响。这消除了对于用于供应流体的激光加工机的框架的结构重构或特殊构造的需要。通过根据本发明的解决方案显著简化了激光加工机的整体结构，其有利地影响其制造成本。

有利的是，至少一个流体供应装置可以与激光加工头一起移动，并且与激光加工头的移动方向平行地移动，使得至少一个流体供应装置和激光加工头从空间立场出发具有恒定的对准，同时相对于彼此移动。所述至少一个流体供应装置和激光加工头特别有利地彼此同时移动。

为此，至少一个流体供应装置和激光加工头有利地具有结构设计的联接。在这种构造中，流体源在构造上也被简化，因为流体管线可以布置在联接件上或联接件中。

因此，相对于常规构造，流体管线的总长度也可以减小，这尤其对于压力条件具有积极的作用。例如，为此目的提供在整个来回移动路径的中部中的或中部附近的固定供应。

流体供应装置和流体去除装置均位于支撑平面下方，以用于去除工件下方的废气和灰尘，其中，流体供应装置可被激光加工头横穿。这使得废气和灰尘去除比根据现有技术的激光加工机的情况更简单，更有效和更完整。

支撑栅格优选地包括平行设置并且相对于彼此间隔开一定距离的多个栅格元件，其中，至少一个流体供应装置被设计成产生平行于栅格元件延伸的流体流。因此，这些栅格元件包括用于流动的导向元件，并且改进流体的供应以及废气和残余物的去除。所有栅格元件优选地间隔开大约相同的距离。测试已经表明，可以用高达12倍少量的流体产生用于去除残余物的足够流量。

至少一个流体供应装置和激光加工头优选地设置在共享桥上，该桥可相对于支撑栅格移动。桥，也称为切割桥，通常沿支撑栅格的方向完全横跨支撑栅格，并且用于相对于正在处理的工件定位激光加工头，以用于处理目的。将至少一个流体供应装置布置在桥上是确保至少一个流体供应装置保持在期望的对准中从而产生最佳流动的一种简单方式，即使在重新定位激光加工头时。流体源还有利地固定到桥。

在替代实施例中，至少一个流体供应装置设置在单独的导向装置上，并且可以沿着支撑栅格移动，其中为此目的所需的控制器有利地与激光加工头的控制器联接，或者至少同步。这还可以确保至少一个流体供应装置和激光加工头的平行移动，尽管它们具有独立的构造。例如，单独的导向装置包括导轨，在移动的同时，至少一个流体供应装置沿着导轨被引导或在导轨上被引导。

上述两种变型都确保了可以在激光加工头的工作点的方向上产生定向流动，其中在工件下方具有少量流体。优选地，至少一个流体供应装置可以相对于支撑栅格的支撑平面调整，例如移动，使得流体源和支撑栅格的支撑平面之间的距离可以根据需要进行调节。为了实现用于至少一个流体供应装置的相应结构和控制器的简单构造，至少一个流体供应装置可有利地垂直于支撑栅格的支撑平面旋转和/或移动。

至少一个流体供应装置优选地具有至少一个喷嘴，由此容易地确保流体的目标供应，并且因此确保定向流动。

在本文中，术语“喷嘴”是指具有长度和出口的管状装置。喷嘴的横截面在整个长度上展现相同的面积，该横截面扩张或逐渐变细。如果需要，喷嘴还可以呈现更复杂和/或在长度上变化的横截面的形状。横截面本身在设计上可以是圆形，圆形的或多边形的，其中横截面的长度和宽度明显地彼此偏离。特别地，喷嘴的出口也可以构造为狭缝。

例如，至少一个喷嘴可以用于影响所产生的流的流动形状，流动宽度和/或流量，以反映要求和希望。

至少一个流体供应装置优选地具有相邻布置的多个喷嘴。如果需要，喷嘴在此可以在设计上相同或相似，或者在设计上变化。在确保定向流动的同时，几个喷嘴可用于提高定向流的宽度扩展，从而覆盖激光加工头下方的更大区域。喷嘴有利地彼此间隔开，使得支撑栅格不会不利地影响由至少一个流体供应装置产生的流动的进展。

多个喷嘴优选地布置在共享线上，使得容易产生具有宽扩张的定向流。

如下的布置，该布置包括在共享线上被对齐以平行于支撑栅格的支撑平面延伸的多个喷嘴，已被证明对于产生理想流动是特别有利的。

至少一个喷嘴优选地位于支撑栅格的支撑平面下方，从而确保所产生的流在待处理的工件下方的行进。

如果设置具有多个喷嘴的流体供应装置，则所有喷嘴有利地位于支撑栅格的支撑平面下方，使得可以产生有利于移除残余物的流动。

除了位于支撑栅格的支撑平面下方的至少一个喷嘴之外，在一个变型中，至少一个附加喷嘴可以位于支撑栅格的支撑平面上方，从而也在工件上方产生流动，例如，这额外地支持在工件顶部上的残余物去除或在加工点冷却工件。

彼此相邻布置的多个喷嘴优选地彼此间隔开一距离，该距离小于栅格元件之间的距离。这防止所有喷嘴吹在栅格条上。这还确保流动通过喷嘴区域中的栅格条之间的所有区段，并且特别地与超过栅格元件之间的距离的喷嘴距离相反，在该区域中没有区段不能承载流动或者没有区段被忽视。所有喷嘴有利地彼此间隔开大约相同的距离。

至少一个喷嘴优选可更换地设置在至少一个流体供应装置中或上，使得至少一个喷嘴可根据需要更换或替换。所述至少一个喷嘴随着时间的使用而磨损。可更换性使得可以提供作为单独部件的新喷嘴，并且至少一个流体供应装置不必完全更换。此外，可以在至少一个流体供应装置中或上设置各种类型和/或构造的喷嘴，例如可以基于加工类型，工件的材料类型和/或流体类型而选择喷嘴。

至少一个喷嘴的形状和构造有利地选择成使得在激光加工头的工作区域中尽可能实现定向的或宽的流体供应。根据优选的切割方法的类型，也可以使用各种喷嘴形状和喷嘴直径。

至少一个喷嘴优选地布置在至少一个流体供应装置中或上，使得其能够以至少一个自由度移动，使得可以产生振荡流。有利地，至少一个喷嘴安装成使得其可以以几个自由度移动，使得可以在多个方向上产生流动。例如，至少一个喷嘴位于有利的弹性安装体中，例如由弹性体或橡胶材料制成的安装体。进一步有利的是，提供柔性供应管线，从而即使在至少一个喷嘴的这种布置的情况下也确保流体的供应。

可优选地相对于至少一个流体供应装置设置至少一个喷嘴的对准，使得流可根据需要被对准，并且可相对于工件实现流体的最佳入射角。用于至少一个流体供应装置的调整装置被设计成自动地或手动地致动。

已经证明将流体引入尽可能靠近工件边缘是特别有利的，使得可以在工件底部上产生足够的流体层(边界层)，同时不中断加工操作，例如在工件顶部上的切割或插入过程。这可以通过至少一个可对准的喷嘴容易地确保。将气体源定位在金属板下方并且在金属板底部上倾斜地向上供应流体也是有利的。

根据工件相对于激光加工头或激光加工头相对于工件的定位，用于最佳流动的最佳流入点发生变化。在这种情况下，必须相应地调节流体源。

在一个变型中，不仅至少一个喷嘴，而且整个至少一个流体供应装置可以相对于支撑平面对准，使得流动的进展也可以根据需要调整。

所供应的流体优选为气体，因为气体容易作为流体供应，并且特别适于产生所需的流。也可以使用除空气之外的气体，其中根据气体的类型产生额外的优点。例如，氧作为流体在激光切割期间支持切割过程。氮作为流体也在激光切割期间用作惰性保护气体。

也可以用作流体的是水蒸汽，该水蒸气例如通过结合废气提供特殊优点。

例如，流体(例如空气)也可以被动地供应，即仅通过操作的流体去除装置的作用。为此，例如，流体去除装置包括抽吸装置和/或通风机。被动流体供应也可以通过在灰尘收集空间中存在的负压产生。为了实现有利的被动流体供应，例如，至少一个流体供应装置具有开口，该开口确保经由供应管路有目的地供应相应的流体(例如空气)。与传统解决方案相比，被动流体供应使得可以节省更多的能量。

优选地，气态流体被吹入，即在压力下被引入到灰尘收集空间中。压缩空气(加压空气)已经证明是特别有利的，可以成本有效地提供，并且通常是一般安装有激光加工机的现有基础设施中的部件。

进一步有利的是，以脉冲方式吹送流体，使得流动层发生变化。这使得可以额外地避免流动层之间的死水区。

进一步有利的是，流体被动态地供应，例如根据切割计划和/或根据激光加工头的位置。

优选地设置用于调节流体压力的至少一个流体调节装置，通过该流体调节装置可以将排出的流体的量调节和优化到相应应用以用于产生和调节期望流量。以这种方式，例如，根据与工件上的操作点相距的距离而改变压力，使得加工不受流体供应的负面影响。

或者或另外，至少一个流体调节装置调节流体流量，使得可以容易地产生和调节优选流。

前述措施可用于根据加工操作和/或工件材料设定或改变排出流体量。

有利地，动态地调节流体量，并且进一步有利地基于来自激光加工机的控制器的数据来调节流体量。

提供保护装置以至少部分地保护至少所述至少一个流体供应装置免受在处理操作期间产生的残余物和/或原材料飞溅的影响，从而保护所述至少一个流体供应装置特别是免受污染，并且因此确保至少一个流体供应装置的更长的适用性。例如，设置有片状元件，所述片状元件至少位于至少一个流体供应装置的一部分的前面，例如当不使用流体供应装置时。

替代地或附加地，为至少一个喷嘴提供喷嘴清洁装置，该喷嘴清洁装置清除存在于喷嘴中的任何污染物。至少一个喷嘴清洁装置有利地设计成使得如果必要，自动地清洁至少一个喷嘴。例如，喷嘴清洁装置包括至少一个刷子，例如，该刷子可以根据需要从停放位置移动到用于清洁至少一个喷嘴的位置，并且再次返回。

优选提供至少两个流体供应装置，这对于较大形式的工件是尤其有利。至少两个流体供应装置使得即使对于这些工件而言也可以以低能量需求产生最佳流动。在这种构造中，至少一个流体去除装置设置在灰尘收集空间的前侧或中央，例如在灰尘收集空间的中间。在具有双侧流体供应的实施例中，脉冲供应被额外地证明是特别有利的，因为由此可以产生变化的对准或扩张的流动层。

至少两个流体供应装置优选地彼此相对地布置，从而可以利用流动的较小流动压力来覆盖工件底部的大长度或表面。

例如，至少两个流体供应装置相对于彼此偏移并且彼此相对地布置，使得特别是在具有栅格元件的支撑栅格的情况下，可以容易地在栅格元件之间产生用于消除工件下方的废气的相对的流动。在此可以想到，借助于至少两个流体供应装置中的一个从相应侧交替地供应流体。

或者，至少两个流体供应装置彼此直接相对地设置，这对布置在灰尘收集空间中设置至少一个流体去除装置是有利的。

例如，根据灰尘收集空间中的流动状况，调整至少一个流体去除装置的布置，可以防止相反方向的流动可能产生具有涡流的区域。

进一步有利的是，至少两个流体供应装置可以彼此同步地移动，以便确保利用所产生的流动进行最佳的覆盖。至少两个流体供应装置在此可以在结构上彼此联接和/或位于桥上。

在替代方案中，至少两个流体供应装置可以彼此分离地移动，但是有利地每个都被控制从而它们仅同步移动。为此目的可以设置单个控制器，几个控制器也可以，但是在这种情况下，设置几个控制器有利地彼此通信。

附图说明

本发明的其它优点，特征和细节可从以下说明中获悉，其中在如下的说明中，参照附图描述本发明的示例性实施例。在权利要求和说明书中提到的特征无论是单独地还是以任何组合在这里对于本发明是重要的。

正如权利要求和附图的技术内容，参考列表是本公开的组件。这些图以一致和总体的方式说明。相同的附图标记指代相同的组件，而具有不同标志的附图标记表示功能上相同或相似的组件。

图1是根据本发明的激光加工机的剖视图。

图2是图1的细节图。

图3是根据图2的细节的立体图。

图4是通过流体供应装置的喷嘴的细节图。

图5是根据本发明的激光加工机的变型的示意性剖视图。

图6是类似于图2的细节图，但是具有流体供应装置的另一变型。

图7是通过另一流体供应装置的喷嘴的细节图。

图8是流体供应装置和支撑栅格的示意性俯视图。

图9是支撑栅格的示意性俯视图。

具体实施方式

图1至图3所示的激光加工机11是具有作为激光加工头的激光切割头12的激光切割机。激光加工机11还包括由支撑栅格16覆盖的灰尘收集空间15。支撑栅格16限定用于支撑待加工工件8的支撑平面a。支撑栅格16包括彼此平行并且彼此间隔开的多个栅格元件17。

激光切割头12布置在桥14上。为了相对于工件8定位激光切割头12，工件8可以沿着桥14以及利用该桥14在激光切割头12的移动方向(双箭头)上移动。能量通过柔性进料器13(也称为供应链)供应到激光切割头12。

还设置有流体供应装置21和流体去除装置31，该流体供应装置21和流体去除装置31被设计成在支撑栅格16的支撑平面a下方产生平行于支撑栅格16的栅格元件17延伸的流体流27，并且去除例如废气28和灰尘。

流体去除装置31包括吸入管32，在该吸入管32中存在负压。替代地或附加地，可以设置至少一个通风机，该通风机在流体去除装置31的区域中产生负压。

流体供应装置21可以在激光加工头12的移动方向上与激光加工头12平行地移动。在图1所示的实施例中，流体供应装置21为此位于桥14上，激光加工头12也位于桥14上。

流体供应装置21具有多个彼此相邻布置的喷嘴23，这些喷嘴位于共享线上。喷嘴23位于支撑栅格16的支撑平面a下方。

每个喷嘴23可更换地布置在流体供应装置21中，并且可调整其相对于流体供应装置21或支撑栅格16(参见图4)的支撑平面a的对准。

供应的流体是气体，有利地是空气。空气被脉冲地吹入。空气经由供应管线25被供应到流体供应装置21，并且在该中流体供应装置21中经由供应通道26被引导到喷嘴23。例如，供应通道26在这里可以包括阀，以便向独立的喷嘴23供应流体或者将流体与喷嘴23分离。

激光加工机11还具有用于调节流体压力和/或流体流量的流体调节装置29。

图6所示的流体供应装置36设计成与流体供应装置21类似，但是位于单独的导轨(这里为导轨38)上。流体供应装置36可以沿着支撑栅格16移动，有利地与激光加工头12一起移动。流体供应装置36可以相对于支撑栅格16的支撑平面a在双箭头37的方向上被调整(例如，旋转或移动)。

在根据图5的激光加工机41中，设置两个流体供应装置51，它们彼此相对设置并且可以彼此同步地移动。例如，流体供应装置51分别与上述流体供应装置21相同地设计。每个流体供应装置51可以围绕相应的旋转轴线52旋转，并且因此可以相对于支撑栅格16的支撑平面a对准。加压空气用作流体，并且由激光加工机41的压缩机56提供。

还为每个流体供应装置51提供了相应的翼状保护装置58。每个保护装置58可以单独地致动，并且被推向相应的流体供应装置51的前方，以便至少部分地保护流体供应装置51免受在加工操作期间累积的残余物的影响。

流体去除装置61居中地位于灰尘收集空间15中。

然而，该灰尘收集空间15也可以被分成几个单独的区段，其中，然后有利地在每个区段中设置单独的流体去除装置。

为了支持定向流的形成，该流体去除装置或每个流体去除装置也可以定位在灰尘收集空间15的与供应装置相对的一侧，并且优选地与流体供应装置平行地布置。

在如图7所示的流体供应装置71中，喷嘴73安装在流体供应装置71中或上的有利的弹性安装体中，该弹性安装体例如由弹性体制成。在供应流体的同时，喷嘴73可以以几个自由度移动。

在如图8所示的实施例中，流体供应装置81的彼此相邻布置的几个喷嘴83各自间隔开小于支撑栅格76的栅格元件77之间的距离c的距离a。

在根据图9的实施例中，设置两个流体供应装置91和96，它们彼此相对地设置并且相对于彼此偏移。流体供应装置91的喷嘴93和流体供应装置96的喷嘴98布置成使得在支撑栅格16的栅格元件17之间存在相反的流动。流体供应装置91和96优选地在该示例中彼此同步地移动。

8工件

11激光加工机

12激光加工头

13柔性进料器

14桥

15灰尘收集空间

16支撑栅格

17栅格元件

21流体供应装置

22双箭头

23喷嘴

25供应管线

26供应通道

27流体流量

28废气

31流体去除装置

32吸油管

36流体供应装置

37双箭头

38导向装置

a用于16的支撑平面

c用于77的距离

a用于83的距离

41激光加工机

51流体供应装置

52旋转轴线

56压缩机

58保护装置

61流体去除装置

71流体供应装置

72存储体

73喷嘴

76支撑栅格

77栅格元件

81流体供应装置

83喷嘴

91流体供应装置

93喷嘴

96流体供应装置

98喷嘴