帶有循環(huán)圈傳送機(jī)和經(jīng)協(xié)調(diào)的檢修門的激光工作站的制作方法

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1、8和14所述的激光處理單元。本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及激光處理單元或工作站，該激光處理單元或工作站具有帶有可動(dòng)門的激光圍墻以及用于將工件轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)或轉(zhuǎn)運(yùn)出這些激光圍墻的工件操縱系統(tǒng)。

技術(shù)背景

激光加工可以包括但不限于各種鐵質(zhì)材料和非鐵材料、基底、涂層和添加劑物質(zhì)的切割、焊接、熱處理、材料去除以及材料沉積。在有必要使零部件生產(chǎn)的循環(huán)時(shí)間最優(yōu)化的生產(chǎn)和其他環(huán)境中，將零件移進(jìn)或移出工作間對(duì)于零件生產(chǎn)商的成功是重要的。

用于形成進(jìn)入1級(jí)激光圍墻內(nèi)部的入口的典型設(shè)計(jì)和方法是通過(guò)使用活動(dòng)門來(lái)實(shí)現(xiàn)的。門開啟和關(guān)閉以允許人員、轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)或穿梭機(jī)將材料移進(jìn)或移出夾具，這些夾具夾住工件用于激光加工。門活動(dòng)和材料轉(zhuǎn)運(yùn)通常一直是獨(dú)立的順序操作，即直到門打開，工件才能移進(jìn)或移出圍墻，并且直到門關(guān)閉并且建立安全開關(guān)接觸，激光才能開始加工。門的操作和工件進(jìn)入激光圍墻的運(yùn)動(dòng)之間的協(xié)調(diào)一直是最小的，并且這種傳統(tǒng)的系統(tǒng)不允許工件穿過(guò)激光加工單元的線性流動(dòng)。

所需要的是材料操控系統(tǒng)和方法，在該系統(tǒng)和方法中，這種門的操作與工件傳送機(jī)的運(yùn)動(dòng)同步，以便使在門的操作過(guò)程中損失的激光操作時(shí)間最小化。優(yōu)選地，這種系統(tǒng)會(huì)允許工件穿過(guò)激光加工單元基本上線性的流動(dòng)，這樣可以使其成為組裝線的一部分。

說(shuō)明

為了使在門的操作過(guò)程中損失的激光操作時(shí)間最小化，描述了根據(jù)權(quán)利要求1、8和14的激光加工單元。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。下面的總結(jié)呈現(xiàn)了簡(jiǎn)化的總結(jié)，以提供對(duì)本文所討論的裝置、系統(tǒng)和方法的一些方面的基本理解。該概述不是本文討論的裝置、系統(tǒng)和方法的廣泛的綜述。這并不旨在確定關(guān)鍵的元素或限定這樣的裝置、系統(tǒng)和方法的范圍。它唯一的目的是以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)的說(shuō)明的序言。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種激光加工單元，該激光加工單元包括工件加載站和激光工作站。該激光工作站包括激光機(jī)械手，該激光機(jī)械手可操作來(lái)在工件上進(jìn)行激光操作。柔性循環(huán)圈從工件加載站延伸穿過(guò)激光工作站，并且被配置成用于將工件從工件加載站傳送至激光工作站。第一固定墻部分在激光工作站的近側(cè)將激光工作站與工件加載站分開。第二固定墻部分在激光工作站的與該近側(cè)相反的遠(yuǎn)側(cè)與第一固定墻部分偏離。第一可動(dòng)門被配置成用于與第一固定墻部分形成不透激光的密封。第二可動(dòng)門被配置成用于與第二固定墻部分形成不透激光的密封。密封凸起被附接至柔性循環(huán)圈用于與工件同時(shí)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件被定位在工件加載站中的時(shí)候，該密封凸起與第一可動(dòng)門形成不透激光的密封；當(dāng)工件被定位在激光工作站中的時(shí)候，該密封凸起與第二可動(dòng)門形成不透激光的密封。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了激光加工單元，該激光加工單元包括工件加載站、工件卸載站、和定位在該工件加載站與該工件卸載站之間的激光工作站。該激光工作站包括激光機(jī)械手，該激光機(jī)械手可操作來(lái)在工件上進(jìn)行激光操作。柔性循環(huán)圈從工件加載站穿過(guò)激光工作站延伸至工件卸載站。柔性循環(huán)圈被配置成用于將工件從工件加載站傳送至激光工作站以及從激光工作站傳送至工件卸載站。第一固定墻部分在激光工作站的近側(cè)將激光工作站與工件加載站分開。第二固定墻部分在激光工作站的與該近側(cè)相反的遠(yuǎn)側(cè)與第一固定墻部分偏離。第一可動(dòng)門被配置成用于與第一固定墻部分形成不透激光的密封。第二可動(dòng)門被配置成用于與第二固定墻部分形成不透激光的密封。密封凸起被附接至柔性循環(huán)圈用于與工件同時(shí)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工件被定位在工件加載站中的時(shí)候，該密封凸起與第一可動(dòng)門形成不透激光的密封；當(dāng)工件被定位在激光工作站中的時(shí)候，該密封凸起與第二可動(dòng)門形成不透激光的密封。當(dāng)工件從激光工作站被傳送至工件卸載站時(shí)，該密封凸起運(yùn)動(dòng)穿過(guò)工件卸載站。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了激光加工單元，該激光加工單元包括第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站、第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站、和定位在該第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站與該第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的激光工作站。該激光工作站包括激光機(jī)械手，該激光機(jī)械手可操作來(lái)在第一工件上進(jìn)行激光操作。第一固定墻部分將該激光工作站與該第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站分開。第二固定墻部分與該第一固定墻部分偏離，并且將該激光工作站與該第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站分開。第一可動(dòng)門被配置成用于與第一固定墻部分形成不透激光的密封。第二可動(dòng)門被配置成用于與第二固定墻部分形成不透激光的密封。柔性循環(huán)圈從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站穿過(guò)激光工作站延伸至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站。柔性循環(huán)圈被配置成用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣使得在由該激光加工單元執(zhí)行的第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作的過(guò)程中，該柔性循環(huán)圈在第一方向上運(yùn)動(dòng)以將第一工件從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站傳送至激光工作站并且將第二工件從激光工作站傳送至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站。在由該激光加工單元執(zhí)行的第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作的過(guò)程中，該柔性循環(huán)圈在與第一方向相反的第二方向上運(yùn)動(dòng)，以將第一工件從激光工作站返回至第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站并且將第三工件從第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站傳送至激光工作站。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是示例性激光加工單元的透視圖；

圖2是示例性激光加工單元的平面圖；

圖3是激光加工單元的一部分的透視圖；

圖4是激光加工單元的一部分的透視圖；

圖5是示例性激光加工單元的平面圖；

圖6是激光加工單元的一部分的透視圖；

圖7是激光加工單元的一部分的透視圖；

圖8是激光加工單元的一部分的平面圖；

圖9是激光加工單元的一部分的平面圖；

圖10是激光加工單元的一部分的示意圖；并且

圖11是方框圖。

發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明

本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在工件上執(zhí)行激光操作(例如切割、焊接等)的激光加工單元。現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中相同的參考編號(hào)在通篇中被用來(lái)指代相同的要素。將理解的是，各種附圖不必以彼此按比例的方式來(lái)繪制，在給定的附圖內(nèi)也同樣是這樣，并且特別地，部件的尺寸被任意地繪制，以便于對(duì)附圖的理解。在以下描述中，出于解釋的目的，闡述了多個(gè)具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，可以為明顯的是，本發(fā)明可以被實(shí)踐而不需要這些具體的細(xì)節(jié)。附加地，本發(fā)明的其他實(shí)施方案是可能的并且本發(fā)明能夠以除了如所描述的方式之外的方式被實(shí)踐和實(shí)施。在描述本發(fā)明中采用的術(shù)語(yǔ)和短語(yǔ)是出于促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的理解的目的，并且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。

圖1是激光加工單元10的透視圖，并且圖2是該激光加工單元的平面圖。該激光加工單元包括第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12、激光工作站14、和第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16。在轉(zhuǎn)運(yùn)站12、16處，工件18可以被加載到激光加工單元10上或者從該激光加工單元上卸載。轉(zhuǎn)運(yùn)站12、16可以包括用于將工件從激光加工單元10加載和/或卸載的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械手20、22。

通過(guò)激光加工單元10，工件18從工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12、16被傳送至激光工作站14，并且從激光工作站被傳送至工件轉(zhuǎn)運(yùn)站。在某些實(shí)施例中，激光加工單元被配置成用于提供工件穿過(guò)激光加工單元的線性流動(dòng)，這可以允許在組裝線中使用激光加工單元10。例如，未加工的第一工件可以在第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12處被加載到激光加工單元上。未加工的第一工件接著被傳送至激光工作站14并經(jīng)受激光加工，例如通過(guò)可操作來(lái)執(zhí)行激光操作的機(jī)械手24。當(dāng)?shù)谝还ぜ诩す夤ぷ髡?4中被加工時(shí)，未加工的第二工件可以在第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12處被加載到激光加工單元10上。在第一工件已經(jīng)在激光工作站14中被加工后，第一工件被傳送至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站18，并且同時(shí)未加工的第二工件被傳送至激光工作站。當(dāng)?shù)诙ぜ诩す夤ぷ髡?4中被加工時(shí)，第一工件可以在第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站18處由轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械手22從激光加工單元10上移除，并且在第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12處第三未加工的工件可以被放置到激光加工單元上。在這種實(shí)施例中，第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12可以被考慮為工件加載站，并且第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16可以被考慮為工件卸載站?？梢钥吹剑ぜ鲃?dòng)穿過(guò)激光加工單元10，以總體上線性的方向26從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12穿過(guò)激光工作站14到達(dá)第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16。替代地，工件可以以相反方向28流動(dòng)，從第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16穿過(guò)激光工作站14到達(dá)第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12。在這兩者之中任一的情景中，工件線性地流動(dòng)穿過(guò)激光加工單元10，這可以允許激光加工單元被安裝在組裝線環(huán)境中。激光加工單元10可以被配置成用于選擇性地在兩者之中任一方向上移動(dòng)工件，以適應(yīng)組裝線中的變化。

在某些實(shí)施例中，激光加工單元10可以規(guī)定工件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以允許工件在相同的工件轉(zhuǎn)運(yùn)站處被加載和卸載。例如，在第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作過(guò)程中，未加工的第一工件可以從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12被傳送至激光工作站14，并且同時(shí)，經(jīng)加工的第二工件可以從激光工作站被傳送至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16?？梢钥吹?，在第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作過(guò)程中，工件在方向26上朝第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝还ぜ诩す夤ぷ髡?4中被加工時(shí)，未加工的第三工件可以通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械手22在第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16處被放置到激光加工單元10上。在一個(gè)或多個(gè)機(jī)械手24在第一工件上執(zhí)行激光操作后，第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作被執(zhí)行以將這些工件在相反方向28上朝第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12移動(dòng)。在第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作過(guò)程中，第一工件被返回至第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12，并且未加工的第三工件被傳送至激光工作站14。這樣，激光加工單元10可以在第一方向26和與第一方向相反的第二方向28上以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)工件。圖8和9中展示了工件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

激光加工單元10可以被配置成用于選擇性地以線性或往復(fù)方式操作，以為最終用戶提供更大的靈活性。激光加工單元10可以包括可以是本地的或者遠(yuǎn)程的控制面板30或其他用戶界面，用于控制激光加工單元的操作(例如，啟動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)方向、激光操作選擇、工件選擇、工件質(zhì)量等等)。

圖1和圖2的實(shí)施例示出了定位在工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12、16和激光工作站中每一者處的單個(gè)工件。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，激光加工單元10可以被配置成用于在工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12、16和/或激光工作站14容納任何數(shù)量的工件。例如，激光工作站14可以包括若干個(gè)分站，在這些分站處對(duì)應(yīng)的工件被同時(shí)加工。

現(xiàn)在將描述激光加工單元10的結(jié)構(gòu)細(xì)部。

激光加工單元10包括至少一個(gè)柔性循環(huán)圈，用于將工件從激光工作站14來(lái)回移動(dòng)。示例性柔性循環(huán)圈包括皮帶、驅(qū)動(dòng)鏈條等等。在圖中示出的實(shí)施例中，激光加工單元10具有兩個(gè)柔性循環(huán)圈，或皮帶構(gòu)件32、34，這些皮帶構(gòu)件從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12(或工件加載站)穿過(guò)激光工作站14延伸至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16(或工件卸載站)。皮帶構(gòu)件32、34基本上平行于彼此延伸，并被定位在激光加工單元10的相反橫側(cè)面處。

激光加工單元10包括機(jī)架36，該機(jī)架將皮帶構(gòu)件32、34和工件支撐在工廠地面上。如圖1至圖5中可以看到的，皮帶構(gòu)件32、34安裝在皮帶輪38上。皮帶輪38允許皮帶構(gòu)件以任一方向或以方向26、28旋轉(zhuǎn)。皮帶輪38在機(jī)架的相對(duì)末端被附接至機(jī)架36。機(jī)架36的每個(gè)末端，在那個(gè)末端的皮帶輪38被軸40連接，這樣使得這些皮帶輪以相同的角速度同時(shí)運(yùn)行。因?yàn)槠л?8被皮帶構(gòu)件32、34和軸40連接，這些皮帶構(gòu)件可以被共同的伺服馬達(dá)42驅(qū)動(dòng)，該伺服馬達(dá)被附接至機(jī)架。

伺服馬達(dá)42可以通過(guò)變速箱44被聯(lián)接至皮帶輪38，該變速箱驅(qū)動(dòng)所述皮帶輪之一。伺服馬達(dá)可以被控制以在方向26、28中的任何一個(gè)方向上驅(qū)動(dòng)皮帶構(gòu)件32、34。如希望，激光加工單元10可以包括變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)，用于將電源供應(yīng)至伺服馬達(dá)42，這樣使得皮帶構(gòu)件32、34可以可變速度被驅(qū)動(dòng)。

在某些實(shí)施例中，皮帶輪38可以包括輪齒，這些輪齒接合皮帶構(gòu)件32、34內(nèi)側(cè)上的槽口，以幫助無(wú)滑動(dòng)地驅(qū)動(dòng)皮帶構(gòu)件。

皮帶構(gòu)件32、34具有主動(dòng)上部皮帶部分，該部分是或現(xiàn)在可以是用來(lái)傳輸工件的。如圖5中最佳看到的，皮帶構(gòu)件32、34還具有下部皮帶部分，該部分現(xiàn)在是被動(dòng)的。被動(dòng)下部皮帶部分與主動(dòng)上部皮帶部分向相反的方向運(yùn)動(dòng)，并且在皮帶構(gòu)件32、34轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以被再循環(huán)至皮帶的上部。被動(dòng)下部皮帶部分可以被再循環(huán)以變成主動(dòng)上部皮帶部分。然而，如果激光加工單元10以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式操作，被動(dòng)下部皮帶部分將不會(huì)被再循環(huán)，而是將沿著激光加工單元10的下側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

橫向構(gòu)件46在皮帶構(gòu)件32、34之間延伸。橫向構(gòu)件46被附接至皮帶構(gòu)件32、34并且被皮帶構(gòu)件32、34移動(dòng)。橫向構(gòu)件46在激光加工單元10的操作過(guò)程中支撐工件。如圖6中示出的，橫向構(gòu)件46可以具有用于支撐工件的一個(gè)或多個(gè)工件支撐件48。橫向構(gòu)件46和工件支撐件48可以一起形成用于穿過(guò)激光加工單元10運(yùn)輸工件的穿梭機(jī)。工件支撐件48是可以被定制成用于支撐相應(yīng)的工件類型的工具。例如，工件支撐件48可以被安排成第一構(gòu)型以接合工件的凹陷或其他結(jié)構(gòu)元件。如果要在激光加工單元10中加工另一種類型的工件(例如，具有不同形狀)，則可以改變工件支撐件48的安排，或者替換該工件支撐件，以便容納不同形狀的工件。工件支撐件48通常不會(huì)具有將工件夾持在位的夾緊構(gòu)件。而是，當(dāng)工件沿著激光加工單元10移動(dòng)時(shí)，工件僅僅會(huì)停放在工件支撐件48上。

當(dāng)皮帶構(gòu)件32、34在激光加工單元10的操作過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件支撐件48從面朝上位置行進(jìn)至面朝下位置，并且可以沿著激光加工單元10的下側(cè)再循環(huán)(例如，返回至第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12)。在某些實(shí)施例中，工件支撐件48可以包括接合滾輪軌(未示出)的一個(gè)或多個(gè)滾輪50，以便在工件支撐件沿著激光加工單元10的下側(cè)行進(jìn)時(shí)支撐工件支撐件的重量。

如果激光加工單元10被配置成用于如上討論的往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作，則主動(dòng)上部皮帶部分和上橫梁可以具有多個(gè)面朝上的工件支撐件48，該工件支撐件具有對(duì)應(yīng)于一個(gè)工件類型的形狀的構(gòu)型，并且被動(dòng)下部皮帶部分和下橫梁可以具有多個(gè)面朝下的工件支撐件，該工件支撐件具有對(duì)應(yīng)于不同工件類型的形狀的構(gòu)型。汽車門、汽車引擎罩是不同工件類型的實(shí)例，并且面朝上的工件支撐件可以被配置成(例如被安排成)用于運(yùn)載汽車門，并且面朝下的工件支撐件可以被不同地配置成用于運(yùn)載汽車引擎罩。當(dāng)需要在激光工作站14中加工汽車引擎罩時(shí)，面朝下的工件支撐件可以被移動(dòng)到面朝上的位置中。主動(dòng)的、面朝上的工件支撐件48可以包括基本上相同的兩組工件支撐件或者用于在激光加工單元10之中移動(dòng)汽車門的兩個(gè)基本相同的穿梭機(jī)。類似地，被動(dòng)的、面朝下的工件支撐件48可以包括基本上相同的兩組工件支撐件或者用于當(dāng)處于主動(dòng)位置中時(shí)在激光加工單元10之中移動(dòng)汽車引擎罩的兩個(gè)基本相同的穿梭機(jī)。在加工汽車門的第一往復(fù)運(yùn)動(dòng)操作中，未加工的第一汽車門可以通過(guò)第一穿梭機(jī)從第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12被傳送至激光工作站14，并且經(jīng)加工的第二汽車門可以通過(guò)第二、相同的穿梭機(jī)從激光工作站14被傳送至第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站16。當(dāng)?shù)谝黄囬T在激光工作站14中被加工時(shí)，經(jīng)加工的第二汽車門可以從第二穿梭機(jī)上移除并且被未加工的第三汽車門替換。當(dāng)激光工作站14中的第一汽車門的加工完成時(shí)，經(jīng)加工的第一汽車門可以通過(guò)第一穿梭機(jī)被傳送至第一工件轉(zhuǎn)運(yùn)站12，并且未加工的第三汽車門可以通過(guò)第二穿梭機(jī)從第二工件轉(zhuǎn)運(yùn)站15被傳送至激光工作站14。因此，皮帶構(gòu)件32、34，橫梁構(gòu)件46和工件支撐件可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式操作，以相反的方向26、28來(lái)回移動(dòng)以在激光加工單元10之中轉(zhuǎn)運(yùn)工件。同時(shí)，被動(dòng)的、面朝下的工件支撐件將沿著皮帶構(gòu)件32、34的下側(cè)經(jīng)歷類似的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)需要加工汽車引擎罩的時(shí)候，面朝下的工件支撐件可以被移動(dòng)到面朝上的位置中并且類似于汽車門工件支撐件(該汽車門工件支撐件現(xiàn)在將面朝下)那樣被操作。

應(yīng)理解的是，激光加工單元10可以被操作用于提供穿過(guò)該激光加工單元的工件的線性流動(dòng)，或者以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式。如上面所討論的，如果以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式被操作，則激光加工單元10可以被配置成用于容納具有不同形狀的工件。如果被操作用于提供工件的線性流動(dòng)，則所有的工件支撐件或穿梭機(jī)通常會(huì)具有基本上類似的構(gòu)型，以便一次容納一種工件類型。

參考圖1至圖4，激光工作站14被圍墻52圍繞。圍墻52可以包括第一固定墻部分54(例如，在激光工作站14的近側(cè))、從第一固定墻部分偏離的第二固定墻部分56(例如，在激光工作站的與該近側(cè)相反的遠(yuǎn)側(cè))、以及在第一固定墻部分與第二固定墻部分之間延伸的相對(duì)的側(cè)墻55、57。圍墻52也可以包括頂棚(未示出)。圍墻52的主要用途是在激光加工過(guò)程中提供不透激光和用眼安全的環(huán)境(例如，根據(jù)ANSI標(biāo)準(zhǔn)Z136.X.)。

第一固定墻部分54和第二固定墻部分56包括開口，通過(guò)這些開口，工件被轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入或轉(zhuǎn)運(yùn)出激光工作站14。皮帶構(gòu)件32、34也穿過(guò)固定墻部分54、56中的開口。激光加工單元10進(jìn)一步包括可動(dòng)門58、60，分別用于關(guān)閉和打開固定墻部分54、56中的開口。在工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作過(guò)程中，門58、60處于打開位置以允許工件穿過(guò)第一和第二固定墻部分54、56。然而，在激光加工過(guò)程中，門58、60處于關(guān)閉位置以防止激光從圍墻52中逃逸。

門58、60在圖中被示出為被配置成用于豎直運(yùn)動(dòng)。然而，門58、60可以被配置成用于其他方向上的運(yùn)動(dòng)，例如水平方向上。門58、60在圖1中被示出為處于關(guān)閉位置，并且在圖7中被示出為處于打開位置。

如圖3和圖4中最佳看到的，可動(dòng)門58、60可以被機(jī)動(dòng)的門操作器62、64打開和關(guān)閉。機(jī)動(dòng)的門操作器62、64的操作和用于驅(qū)動(dòng)皮帶構(gòu)件32、34的伺服馬達(dá)42的操作可以基于處理器的控制器受到控制。機(jī)動(dòng)的門操作器62、64可以具有適合于移動(dòng)門54、56的各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖中示出的示例性門操作器62、64具有皮帶傳動(dòng)器。然而，其他門操作器可以包括鏈條傳動(dòng)器、螺桿或軸傳動(dòng)器、氣動(dòng)操作器、液壓操作器等等。門操作器62、64還可以包括平衡配重或彈簧(未示出)以便協(xié)助移動(dòng)門。

豎直密封通道66沿著可動(dòng)門58、60的側(cè)面。門58、60在豎直密封通道66之中移動(dòng)，并且當(dāng)門處于關(guān)閉位置時(shí)，該移動(dòng)通道用于在門周圍形成不透激光的密封。密封通道66的主要用途是防止在激光加工過(guò)程中激光穿過(guò)固定墻部分54、56中的開口以及門58、60的周圍逃逸出激光工作站14。密封通道66還可以起到可動(dòng)門58、60的軌道的作用。示例性豎直密封通道可以是“C”或“L”形的。在圖10中，示意性地示出示例性豎直密封通道66。

激光加工單元10還可以包括具有“U”形的水平密封通道，用于與門58、60的下邊緣形成不透激光的密封。水平密封通道可以包括固定通道，這些固定通道與門58、60的不與皮帶構(gòu)件32、34重疊的部分對(duì)齊。水平密封通道還可以包括小的(狹窄的)可動(dòng)密封凸起68、70，這些密封凸起被附接至皮帶構(gòu)件32、34，與皮帶構(gòu)件一起運(yùn)動(dòng)，并且可以接納門的下邊緣?？蓜?dòng)密封凸起68、70在圖10中示意性地示出并且也可以在圖3和圖4中看到。當(dāng)對(duì)齊時(shí)，固定水平密封通道和可動(dòng)密封凸起可以形成基本上連續(xù)的水平密封通道，用于密封可動(dòng)門的下邊緣。例如，固定水平密封通道和可動(dòng)密封凸起68、70可以由U形通道支柱形成。

同時(shí)，皮帶構(gòu)件32、34具有許多對(duì)密封凸起68、70，用于與門58、60形成不透激光的密封。密封凸起68、70與皮帶構(gòu)件32、34一起運(yùn)動(dòng)并且在皮帶構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以被再循環(huán)，或者被來(lái)回轉(zhuǎn)移(例如在門58與門60之間)，如果激光加工單元10以往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式操作。例如，皮帶構(gòu)件32、34可以各自具有能夠與門58、60中的任一者形成不透激光的密封的六個(gè)密封凸起。

當(dāng)被放置到激光加工單元10上的時(shí)候，工件18將總體上被定心在四個(gè)密封凸起之間(在每個(gè)皮帶構(gòu)件32、34上位于工件前方的一個(gè)鄰近的密封凸起，以及在每個(gè)皮帶構(gòu)件上位于工件后方的一個(gè)鄰近的密封凸起)。當(dāng)該工件被定位在工件轉(zhuǎn)運(yùn)或加載站中的時(shí)候，位于工件前方的鄰近的密封凸起(例如，在工件朝向激光工作站14的行進(jìn)方向上)，可以與最近的可動(dòng)門形成不透激光的密封。當(dāng)工件被移動(dòng)至激光工作站14時(shí)，位于工件前方的鄰近的密封凸起將被移動(dòng)以便與第二可動(dòng)門形成不透激光的密封。同時(shí)，位于工件后方的鄰近的密封凸起將被移動(dòng)直到與第一可動(dòng)門形成不透激光的密封。因此，當(dāng)工件在激光工作站14中經(jīng)受激光加工時(shí)，工件總體上被定心在四個(gè)密封凸起之中，這四個(gè)密封凸起將與可動(dòng)門58、60兩者形成不透激光的密封。根據(jù)激光工作站14的寬度，密封凸起68、70沿著皮帶構(gòu)件被間隔開，并且皮帶構(gòu)件32、34的運(yùn)動(dòng)和定位受到控制，這樣使得在每次工件轉(zhuǎn)運(yùn)操作后鄰近的或附近的密封凸起將與可動(dòng)門58、60對(duì)齊。激光加工單元10的控制系統(tǒng)可以包括合適的傳感器或反饋裝置，用于保證在關(guān)閉門和/或執(zhí)行激光加工之前可動(dòng)密封凸起68、70與可動(dòng)門58、60對(duì)齊。

如果激光加工單元10操作以便提供穿過(guò)該激光加工單元的工件的線性流動(dòng)(即，非往復(fù)運(yùn)動(dòng))，每個(gè)密封凸起將依次與一個(gè)門形成不透激光的密封，然后與另一個(gè)門形成不透激光的密封，并且接著隨工件移動(dòng)穿過(guò)工件卸載站，并且最終被再循環(huán)至工件加載站。皮帶構(gòu)件32、34的主動(dòng)上部皮帶部分使密封凸起移動(dòng)穿過(guò)工件轉(zhuǎn)運(yùn)或加載/卸載站并且穿過(guò)激光工作站，然而被動(dòng)下部皮帶部分使這些密封凸起再循環(huán)。

如果激光加工單元10以往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式操作以將工件在轉(zhuǎn)運(yùn)站與激光工作站之間來(lái)回移動(dòng)，則皮帶構(gòu)件32、34上的三對(duì)密封凸起可以被用來(lái)與可動(dòng)門58、60形成密封。這三對(duì)密封凸起可以包括中央一對(duì)、左邊一對(duì)、右邊一對(duì)(例如當(dāng)在圖8和圖9的平面圖中被觀察時(shí))。在皮帶構(gòu)件32、34的第一位置中，中央這對(duì)密封凸起將與第一門形成不透激光的密封，并且左邊這對(duì)密封凸起將與第二門形成不透激光的密封。當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)換至第二位置中時(shí)(例如在方向26上)，右邊這對(duì)密封凸起將與第一門形成不透激光的密封，并且中央這對(duì)密封凸起將與第二門形成不透激光的密封。皮帶可以從第二位置轉(zhuǎn)換回第一位置，在該第一位置中，中央這對(duì)密封凸起將再次與第一門形成不透激光的密封，并且左邊這對(duì)密封凸起將再次與第二門形成不透激光的密封。

圖11是用于該激光加工單元的示例性控制系統(tǒng)的方框圖?？刂破?2可以控制轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械手20、22和激光機(jī)械手24的操作?？刂破?2還可以控制驅(qū)動(dòng)皮帶構(gòu)件的伺服馬達(dá)42的操作，以及可動(dòng)門的馬達(dá)操作器62、64的操作?？刂破?2接收來(lái)自用戶界面74的用戶輸入(例如，啟動(dòng)命令、停止命令、程序選擇等等)，并且可以監(jiān)控各種傳感器76的狀態(tài)(例如，位置傳感器、編碼器、限位開關(guān)等等)?？刂破?2和用戶界面74可以是激光加工單元的控制面板30(圖2)的一部分?？刂破?2可以是電子控制器并且可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器。例如，控制器72可以包括微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯控制器(PLC)、離散邏輯電路等等中的一個(gè)或更多個(gè)?？刂破?2可以進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器78并且可以存儲(chǔ)程序指令，所述程序指令使得處理器提供本文中賦予它的功能。存儲(chǔ)器78可以包括一個(gè)或多個(gè)易失的、非易失的、磁性的、光學(xué)的、或者電氣的媒體，如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可檫可編程ROM(EEPROM)、閃存等等。

如圖1中最佳示出的，激光加工單元10可以進(jìn)一步包括用于保護(hù)人員的安全圍欄80和護(hù)板、以及用于盛放經(jīng)加工的或未加工的工件的工件倉(cāng)82。激光加工單元10可以進(jìn)一步包括次級(jí)傳送機(jī)84，用于移除來(lái)自激光工作站14的被切割部分和其他碎料。次級(jí)傳送機(jī)84可以被配置成用于將被切割部分和其他碎料運(yùn)輸至容器86，用于最終處置。

應(yīng)該明顯的是，本公開是以實(shí)施例的方式并且可以通過(guò)添加、更改或消除來(lái)作出各種改變而不脫離本公開所包含的教導(dǎo)的合理范圍。因此，本發(fā)明不限于本公開的特定的細(xì)節(jié)，除非所附的權(quán)利要求書被必要地如此限定。

參考號(hào)

10 激光加工單元 57 墻部分

12 傳送站 58 門

14 激光工作站 60 門

16 傳送站 62 門操作器

18 傳送站 64 門操作器

20 傳送機(jī)械手 66 通道

22 傳送機(jī)械手 68 密封凸起

26 線性方向 70 密封凸起

28 相反方向 72 控制器

30 控制面板 74 用戶界面

32 皮帶構(gòu)件 76 傳感器

34 皮帶構(gòu)件 78 存儲(chǔ)器

36 框架 80 安全圍欄

38 皮帶輪 82 工件倉(cāng)

40 軸 84 傳送機(jī)

42 伺服馬達(dá) 86 容器

46 橫向構(gòu)件

48 工件支撐件

50 滾輪

52 圍墻

54 墻部分

55 墻部分

56 墻部分