激光加工机的自动工具更换装置转让专利
申请号 : CN200710141145.3
文献号 : CN100589917C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 山崎恒彦 , 宫川直臣
申请人 : 山崎马扎克公司
摘要 :
本发明提供一种飞行光学型的激光加工机中的大容量焰炬更换装置。激光加工机的工作台(15)被固定，激光加工头(50)沿3轴方向移动。在工作台端部的加工区域外设置换产调整站(90)，在换产调整站(90)上配置焰炬更换单元(300)。焰炬储存装置(100)，在链(130)外侧设置由夹板支撑的多个焰炬保持架(150)。焰炬保持架转换器(200)，将处于转换位置的焰炬保持架(150)向焰炬更换单元(300)送出，更换加工头(50)的焰炬。
权利要求 :
1.一种激光加工机，其具备：滑动自如地配置在底座上且沿着X轴移 动的支柱；支撑在支柱上且沿着Y轴移动的滑鞍；和支撑在滑鞍上且沿着 Z轴移动的激光加工头，其中，包括：配置在底座端部的加工区域外的焰炬更换单元；与焰炬更换单元邻接 配置的焰炬储存装置；在焰炬储存装置和焰炬更换单元之间转移焰炬保持 架的焰炬保持架转换器，焰炬储存装置具备：伸张架设在1对链轮上的链、和设置在链的外侧 且支撑焰炬保持架的多个夹板，焰炬更换单元具备：支撑焰炬保持架的2个基座、沿Y轴方向驱动2 个基座的位置汽缸、和使焰炬保持架沿Z轴方向升降的升降用汽缸。
2.根据权利要求1所述的激光加工机，其中，
焰炬储存装置具备如下结构：通过伸长设有夹板的链的长度尺寸，能 够任意增加储存的焰炬个数。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种配备在激光加工机上的焰炬和喷嘴的自动更换装置。
背景技术
例如，在本申请人提出的下述专利文献1、专利文献2中公开了在激 光加工机上配备自动更换焰炬(torch)和喷嘴等工具的装置的结构。
该专利文献1、2的激光加工机，具备激光加工头在X、Y、Z3个轴 上的路径线上移动的被称为所谓飞行光学(flying optics)的结构。
专利文献1：特开2005-334920号公报
专利文献2：特开2005-334921号公报
该专利文献1、2的激光加工机，具备激光加工头在X、Y、Z3个轴 上的路径线上移动的被称为所谓飞行光学(flying optics)的结构。
专利文献1：特开2005-334920号公报
专利文献2：特开2005-334921号公报
发明内容
本发明的目的是在具有如上述专利文献1、2所公开结构的激光加工机 中，提供一种自动工具装置，具备能够配备更多的用于更换的焰炬和喷嘴 等工具的箱，而且能够设置在较小的空间。
为了实现上述目的，本发明的激光加工机包括：配置在底座端部的加 工区域外的焰炬更换单元；与焰炬更换单元邻接配置的焰炬储存装置；在 焰炬储存装置和焰炬更换单元之间转移焰炬保持架的焰炬保持架转换器。
并且，焰炬储存装置具备：伸张架设在1对链轮上的链、和设置在链 的外侧且支撑焰炬保持架的多个夹板。
另外，焰炬更换单元具备：支撑焰炬保持架的2个基座、沿Y轴方向 驱动2个基座的位置汽缸、和使焰炬保持架沿Z轴方向升降的升降用汽缸。
再有，焰炬储存装置具备如下结构：通过伸长设有夹板的链的长度尺 寸，能够任意增加储存的焰炬个数。
发明的效果
由于具备上述构成，从而，本发明的激光加工机，能够在有限的空间 内储存更多的焰炬和喷嘴，并且能够高效地自动更换。
为了实现上述目的，本发明的激光加工机包括：配置在底座端部的加 工区域外的焰炬更换单元；与焰炬更换单元邻接配置的焰炬储存装置；在 焰炬储存装置和焰炬更换单元之间转移焰炬保持架的焰炬保持架转换器。
并且，焰炬储存装置具备：伸张架设在1对链轮上的链、和设置在链 的外侧且支撑焰炬保持架的多个夹板。
另外，焰炬更换单元具备：支撑焰炬保持架的2个基座、沿Y轴方向 驱动2个基座的位置汽缸、和使焰炬保持架沿Z轴方向升降的升降用汽缸。
再有，焰炬储存装置具备如下结构：通过伸长设有夹板的链的长度尺 寸，能够任意增加储存的焰炬个数。
发明的效果
由于具备上述构成，从而，本发明的激光加工机，能够在有限的空间 内储存更多的焰炬和喷嘴，并且能够高效地自动更换。
附图说明
图1是实施本发明的激光加工机的立体图。
图2是表示激光加工机本体和焰炬储存装置及焰炬保持架转换器的配 置的俯视图。
图3是表示焰炬储存装置的详细结构的俯视图。
图4是表示焰炬更换单元和焰炬保持架转换器的构成的说明图。
图5是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图6是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图7是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图8是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图9是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图10是表示本发明的焰炬自动更换的操作的说明图。
图11是表示本发明的自动焰炬更换装置的操作方法的流程图。
图中，1-激光加工机，10-底座，15-工作台，20-随行夹具(pallet)， 30-支柱，40-滑鞍(saddle)，50-加工头，100-焰炬储存装置，150 -焰炬保持架，160-夹板(fork)，200-焰炬保持架转换器，300-焰炬 更换单元。
图2是表示激光加工机本体和焰炬储存装置及焰炬保持架转换器的配 置的俯视图。
图3是表示焰炬储存装置的详细结构的俯视图。
图4是表示焰炬更换单元和焰炬保持架转换器的构成的说明图。
图5是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图6是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图7是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图8是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图9是表示本发明的焰炬的自动更换操作的说明图。
图10是表示本发明的焰炬自动更换的操作的说明图。
图11是表示本发明的自动焰炬更换装置的操作方法的流程图。
图中，1-激光加工机，10-底座，15-工作台，20-随行夹具(pallet)， 30-支柱，40-滑鞍(saddle)，50-加工头，100-焰炬储存装置，150 -焰炬保持架，160-夹板(fork)，200-焰炬保持架转换器，300-焰炬 更换单元。
具体实施方式
图1是实施本发明的激光加工机的立体图。
整体以符号1表示的激光加工机，在底座10上具有工作台15，并配 置有随行夹具20。在随行夹具20上放置有加工中的工件W1。该激光加工 机具备更换用的随行夹具20a，放置加工前的工件W0进行待机。
在工作台15的两侧，设置导轨，沿X轴方向移动自如地配备支柱30。 支柱30例如由线性马达驱动。在支柱30上沿Y轴方向移动自如地配备滑 鞍40。滑鞍40例如由线性马达驱动。在滑鞍40上沿Z轴方向移动自如 地配备加工头50。
在工作台15的侧部配置激光振荡器60和强电盘62。从激光振荡器 60射出的激光束经由光路70导向加工头50。
该激光加工机具有加工头50沿X、Y、Z3轴方向移动的、被称为所 谓飞行光学的结构，因此，与激光振荡器间的光程始终变化。为此，具备 以下机构：具备在与X轴平行的轴(称为U轴)上移动的反射镜72，通 过反射光路70内的激光束而将光程保持一定。
在底座10的端部配备NC装置80和具有与外部通信功能的管理装置 82等。
在工作台15的X轴方向端部的加工区域外配置换产调整站90。换产 调整站90，具备在自动工具更换装置和加工头间更换焰炬的机构和喷嘴更 换装置、更换后的焰炬的焦点位置调节装置等。
并且，与换产调整站90对置配置焰炬储存装置100。
图2是表示激光加工机本体和焰炬储存装置100及焰炬保持架转换器 200的配置的俯视图。
在工作台15上，准备放有工件的随行夹具，加工头50相对于工作台 15沿X轴、Y轴、Z轴的3轴方向移动，进行激光加工。
在设置于工作台15的X轴方向端部的换产调整站90上，配备焰炬更 换单元300。该焰炬更换单元300，如图2所示，能够在A、B、C3个位 置间沿着平行于Y轴的Y1轴移动。
焰炬储存装置100在由链轮110、120支撑的链130的周围储存多个 焰炬保持架150。
图3是表示焰炬储存装置100的详细结构的俯视图。图的实施例中， 在链130的外周配备夹板160，夹板160储存10个焰炬保持架150。在各 焰炬保持架150上储存焰炬，能够储存10个焰炬。延长链的全长，使之 能够构成20个焰炬用的焰炬储存装置等与要求个数对应的焰炬储存装置。
焰炬储存装置100的焰炬保持架150，能够转位到与焰炬更换单元300 对置的转换位置SP。设置在焰炬储存装置100中的焰炬保持架转换器200， 具备的功能是将位于该转换位置SP的焰炬保持架向焰炬更换单元300侧 送出，或将焰炬更换单元300侧的焰炬保持架向空的夹板160上拉回。
图4是表示焰炬更换单元300和焰炬保持架转换器200的构成的说明 图。
焰炬更换单元300，具有覆盖整体的盖310，盖310依靠汽缸312进 行开闭。
焰炬保持架转换器200，具有由转换汽缸210驱动的头212，设置在 头212上的爪(jaw)220，由汽缸222驱动。
焰炬更换单元300，具有2个基座320、322，依靠位置汽缸340沿垂 直于纸面的Y轴方向驱动。依靠该驱动，基座320、322，在图2中的位 置A和位置C间往复运动。
在基座320、322上，分别设有汽缸330、332，用以开闭焰炬保持架 150的焰炬盖154。放有焰炬保持架150的基座320、322在升降用汽缸350 的作用下在Z轴方向升降。
图5～图10，是表示本发明的焰炬自动更换操作的说明图。
图5～图6，表示执行激光加工期间的操作。
图5(a)表示使储存有使用完的焰炬T1的焰炬保持架150移动到焰 炬更换位置A的操作。该操作通过驱动焰炬更换单元300的位置汽缸340 来进行。焰炬保持架转换器200使空的夹板160在转换位置SP待机。
图5(b)中，驱动转换汽缸210，伸长头212。图5(c)中，操作爪 220，来把持储存有使用完的焰炬T1的焰炬保持架150，在(d)中，收缩 转换汽缸210，将焰炬保持架150拉回到焰炬箱中空着的夹板160上。
转到图6(e)，放开爪220，开放焰炬保持架150。
图6(f)中，驱动焰炬储存装置100的链130，将储存有接下来使用 的焰炬T2的焰炬保持架150转位到转换位置SP。
图6(g)中，伸长转换汽缸210，将焰炬保持架150置于焰炬更换位 置A。(h)中，转换汽缸210返回待机位置，依靠位置汽缸340，使储存 有下次使用的焰炬T2的焰炬保持架150移动到位置C进行待机，在此状 态下，空的焰炬保持架在位置A待机。
图7～图10，表示停止激光加工，对装在加工头上的焰炬进行更换的 操作。
图7(i)中，表示收到焰炬更换的指令，升降用汽缸350动作，处于 位置A的空的焰炬保持架150上升的状态。装有使用完的焰炬T3的加工 头50移动到该焰炬更换位置。
图7(j)中，半开焰炬保持架150的盖154，避免与焰炬T3的干涉， (k)中，将盖154全开。图(1)中，加工头50向焰炬保持架150上方移 动，收取使用完的焰炬T3。
图8(m)中，将焰炬保持架150的盖154关闭到半开状态，(n)中 将盖154全闭。(o)中，使汽缸350动作，下降焰炬保持架150。
图8(p)中，位置汽缸340动作，使储存有下次使用的焰炬T2的焰 炬保持架150移动到位置A。
图9(q)中，使储存有下次使用的焰炬T2的焰炬保持架150上升， (r)中，将焰炬盖154半开。(s)中，将焰炬盖154全开，(t)中，加工 头50下降，收取焰炬T2。
图10(u)中，装有新的焰炬T2的加工头50移动到加工位置，(v) 中，将焰炬盖关闭到半开状态。(w)中，将焰炬盖154全闭，(x)中，下 降焰炬保持架150，回到初始状态。
图11是表示本发明的自动焰炬更换装置的操作方法的流程图。
步骤S10到步骤S18，表示激光加工中的操作，步骤S20到步骤S26， 表示激光加工停止中的操作。
整体以符号1表示的激光加工机，在底座10上具有工作台15，并配 置有随行夹具20。在随行夹具20上放置有加工中的工件W1。该激光加工 机具备更换用的随行夹具20a，放置加工前的工件W0进行待机。
在工作台15的两侧，设置导轨，沿X轴方向移动自如地配备支柱30。 支柱30例如由线性马达驱动。在支柱30上沿Y轴方向移动自如地配备滑 鞍40。滑鞍40例如由线性马达驱动。在滑鞍40上沿Z轴方向移动自如 地配备加工头50。
在工作台15的侧部配置激光振荡器60和强电盘62。从激光振荡器 60射出的激光束经由光路70导向加工头50。
该激光加工机具有加工头50沿X、Y、Z3轴方向移动的、被称为所 谓飞行光学的结构，因此，与激光振荡器间的光程始终变化。为此，具备 以下机构：具备在与X轴平行的轴(称为U轴)上移动的反射镜72，通 过反射光路70内的激光束而将光程保持一定。
在底座10的端部配备NC装置80和具有与外部通信功能的管理装置 82等。
在工作台15的X轴方向端部的加工区域外配置换产调整站90。换产 调整站90，具备在自动工具更换装置和加工头间更换焰炬的机构和喷嘴更 换装置、更换后的焰炬的焦点位置调节装置等。
并且，与换产调整站90对置配置焰炬储存装置100。
图2是表示激光加工机本体和焰炬储存装置100及焰炬保持架转换器 200的配置的俯视图。
在工作台15上，准备放有工件的随行夹具，加工头50相对于工作台 15沿X轴、Y轴、Z轴的3轴方向移动，进行激光加工。
在设置于工作台15的X轴方向端部的换产调整站90上，配备焰炬更 换单元300。该焰炬更换单元300，如图2所示，能够在A、B、C3个位 置间沿着平行于Y轴的Y1轴移动。
焰炬储存装置100在由链轮110、120支撑的链130的周围储存多个 焰炬保持架150。
图3是表示焰炬储存装置100的详细结构的俯视图。图的实施例中， 在链130的外周配备夹板160，夹板160储存10个焰炬保持架150。在各 焰炬保持架150上储存焰炬，能够储存10个焰炬。延长链的全长，使之 能够构成20个焰炬用的焰炬储存装置等与要求个数对应的焰炬储存装置。
焰炬储存装置100的焰炬保持架150，能够转位到与焰炬更换单元300 对置的转换位置SP。设置在焰炬储存装置100中的焰炬保持架转换器200， 具备的功能是将位于该转换位置SP的焰炬保持架向焰炬更换单元300侧 送出，或将焰炬更换单元300侧的焰炬保持架向空的夹板160上拉回。
图4是表示焰炬更换单元300和焰炬保持架转换器200的构成的说明 图。
焰炬更换单元300，具有覆盖整体的盖310，盖310依靠汽缸312进 行开闭。
焰炬保持架转换器200，具有由转换汽缸210驱动的头212，设置在 头212上的爪(jaw)220，由汽缸222驱动。
焰炬更换单元300，具有2个基座320、322，依靠位置汽缸340沿垂 直于纸面的Y轴方向驱动。依靠该驱动，基座320、322，在图2中的位 置A和位置C间往复运动。
在基座320、322上，分别设有汽缸330、332，用以开闭焰炬保持架 150的焰炬盖154。放有焰炬保持架150的基座320、322在升降用汽缸350 的作用下在Z轴方向升降。
图5～图10，是表示本发明的焰炬自动更换操作的说明图。
图5～图6，表示执行激光加工期间的操作。
图5(a)表示使储存有使用完的焰炬T1的焰炬保持架150移动到焰 炬更换位置A的操作。该操作通过驱动焰炬更换单元300的位置汽缸340 来进行。焰炬保持架转换器200使空的夹板160在转换位置SP待机。
图5(b)中，驱动转换汽缸210，伸长头212。图5(c)中，操作爪 220，来把持储存有使用完的焰炬T1的焰炬保持架150，在(d)中，收缩 转换汽缸210，将焰炬保持架150拉回到焰炬箱中空着的夹板160上。
转到图6(e)，放开爪220，开放焰炬保持架150。
图6(f)中，驱动焰炬储存装置100的链130，将储存有接下来使用 的焰炬T2的焰炬保持架150转位到转换位置SP。
图6(g)中，伸长转换汽缸210，将焰炬保持架150置于焰炬更换位 置A。(h)中，转换汽缸210返回待机位置，依靠位置汽缸340，使储存 有下次使用的焰炬T2的焰炬保持架150移动到位置C进行待机，在此状 态下，空的焰炬保持架在位置A待机。
图7～图10，表示停止激光加工，对装在加工头上的焰炬进行更换的 操作。
图7(i)中，表示收到焰炬更换的指令，升降用汽缸350动作，处于 位置A的空的焰炬保持架150上升的状态。装有使用完的焰炬T3的加工 头50移动到该焰炬更换位置。
图7(j)中，半开焰炬保持架150的盖154，避免与焰炬T3的干涉， (k)中，将盖154全开。图(1)中，加工头50向焰炬保持架150上方移 动，收取使用完的焰炬T3。
图8(m)中，将焰炬保持架150的盖154关闭到半开状态，(n)中 将盖154全闭。(o)中，使汽缸350动作，下降焰炬保持架150。
图8(p)中，位置汽缸340动作，使储存有下次使用的焰炬T2的焰 炬保持架150移动到位置A。
图9(q)中，使储存有下次使用的焰炬T2的焰炬保持架150上升， (r)中，将焰炬盖154半开。(s)中，将焰炬盖154全开，(t)中，加工 头50下降，收取焰炬T2。
图10(u)中，装有新的焰炬T2的加工头50移动到加工位置，(v) 中，将焰炬盖关闭到半开状态。(w)中，将焰炬盖154全闭，(x)中，下 降焰炬保持架150，回到初始状态。
图11是表示本发明的自动焰炬更换装置的操作方法的流程图。
步骤S10到步骤S18，表示激光加工中的操作，步骤S20到步骤S26， 表示激光加工停止中的操作。