[发明专利]包括可以被单轴元件连接的等离子体和/或激光加工头的用于工件热加工的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工件热加工的系统。就此而言，工件可以通过等离子体射流或激光束进行加工。本发明被优选地用于分离加工，即用于切割，还可用于焊接工件。

背景技术

使用等离子体的加工非常高效，金属工件，例如厚度范围为1mm至60mm的结构钢，厚度范围为1mm至160mm的铝钢和铬镍钢，可以经济的被分割。就此而言，通过电弧将等离子体直接作用于工件进行加工，这会产生高热量以及电导性气体，并从一个喷嘴喷出。通过热能和动能熔化材料而且将其从形成的割缝中驱走。最近，层的质量能够得到相当的改善。只是考虑到的花丝的轮廓，也就是考虑到的具有小直径的给进轴方向的大变化，出现问题。因此在使用等离子体切割时，半径小于5mm的孔或者小于工件厚度1.5倍的孔则不能实现高质量的切割。

在较小的工件厚度范围(＜10mm)内进行切割时，使用激光辐射工艺可以达到一个更好的切割质量。可以形成具有小半径的较小切口和锐边。对具有较大厚度工件的切割，则效率不高，而且不能够对一些厚度为厘米以上的工件进行处理。

进行切割时，使用等离子体加工厚度为5mm以上的工件，成本较低速度较快，且通常切割质量较高。

随着生产中引入光纤激光器，大大简化了光束导向，其中激光辐射是通过光波导来导向的。

等离子体技术和激光技术两种技术中每种技术都可以与CNC控制的导 向系统，如坐标导向系统，或工业机器人相结合，以自动化的形式使用。就此而言，如果两种处理方法必须应用到一个工件上，在处理过程中，必然提高工厂的加工工作量和/或分别在不同的工厂对工件进行夹持处理。

因此在这一点上，本发明的目的是使得工件的热加工过程更为灵活且不太昂贵。

发明内容

根据本发明，此目的是通过具有权利要求1的技术特征的系统实现的。使用其从属权利要求的特征可以实现更佳实施例以及进一步地开发。

本发明能使用自身公知的技术元件，但是在一定程度上进行了修改。使用的等离子体加工头和激光加工头的基本结构可以和现有技术中使用的基本结构相同。在这一方面，尤其是对于激光加工头，在应用中还要考虑适应性，它们是否能被用于焊接或切割，因为对于切割来说必须要提供切割气体/加工气体，这是由于切割需要通过喷嘴将气体喷射在工件上以将熔融的材料从割缝中驱走。

然而，在操作等离子体加工头时也需要加工气体。因此在本发明中使用了两个组分的共用的通道，此通道连至两个组分的可共同使用的气体供应源。

根据本发明的一种系统，在这一个方面被设计为激光加工头和等离子体加工头可以被单轴元件连接。在这一方面，优选地，在此轴元件中存在至少一个通向等离子加工头内部电极的用于供给电流的导电元件、激光辐射的光波导和用于供给加工气体的供给管。在被固定到此轴组件的状态下，在每个实施例中它们都可以连通或连接至等离子体加工头和激光加工头中的附加连接件或者附加组件。在这一个方面，导电元件或供给管被连接到电流供给源或加工气体供给源，光波导被连接到激光源。

轴元件可以被固定到导向系统，例如现有技术中已知的导向系统。轴元件被设计为可以使等离子体加工头和激光加工头固定在其上面，但可以简单而快捷的对不同的加工头进行更换。这可以通过合适的快速更换配件来实现。因此在加工中或者当磨损发生时，可以实现简单而快捷的更换。除了共同的导向系统，单独的工件夹紧装置，然而也可以使用其他的接触组件，如尤其是根据本发明的系统中具有的或者可以具有的两种加工方式均可以使用的气体供应源或者也可是附加的冷却系统。在这一方面，冷却系统可以设计为仅仅对使用等离子体或使用激光辐射的加工进行冷却。优选地，为等离子体的加工进行冷却。在这一方面，可以相应的来设计轴元件和不同的加工头，使得冷却剂仅能够流入这两个不同加工头中的一个加工头，并从其返回。

需要具有较小功率的激光源，因为当要求较高功率时，它也能够与等离子体一起工作。

使用本发明可以对大多数具有不同厚度的各种材料和工件进行处理。由于采用两种不同的加工方式的优点，降低了工厂工程的成本并提高了生产效率。

此处还可以对加工气体源进行设计使得可以提供第二气体。

附图说明

接下来结合一些示例对本发明进行更详细地说明。

此处示出了：

图1以图示的形式示出了根据本发明的系统一个示例的结构；

图2为无冷却系统的轴元件、等离子体加工头和的激光加工头的可选实例；

图3为有冷却系统的轴元件、等离子体加工头和激光加工头的可选实例；