用于对材料进行激光切割的机器和计算机可读介质的制作方法
【专利摘要】本发明涉及对材料、包括金属进行激光切割。利用本发明，通过确保使一台机器中的两个或更多激光头独立操作，从而增强机器功能。所述机器包括：支撑件1、至少一个纵向滑动件2、至少两个横向滑动件3、至少两个激光头4和计算装置。每个横向滑动件3安装于纵向滑动件2上，其能够独立地纵向移动，每个激光头4安装于横向滑动件3上，其能够独立地水平和竖直移动。横向滑动件和激光头的驱动器连接至计算装置，所述计算装置用于对这些驱动器进行独立程序控制。因此，当具有两个激光头时，上述机器确保对两个激光头进行六轴控制。
【专利说明】用于对材料进行激光切割的机器和计算机可读介质
【技术领域】
[0001]本发明涉及对材料、包括金属进行激光切割，尤其涉及一种用于对材料进行激光切割的机器，以及存储有用于控制这类机器的程序的计算机可读介质。
【背景技术】
[0002]对材料、包括板材进行激光切割，目前已广泛用在工业中。并且，为加快激光切割过程，采用了具有分别位于被切割材料两端并同时移动的两个激光头的机器。为实现这一目的，可使用一个激光源，由各个镜子对光束进行分割(参见例如美国专利6576870，公布于2003年6月10日)，或使用两个单独的激光源(参见例如俄罗斯专利2139782，公布于1999年10月20日；美国专利6313433，公布于2001年11月6日；中国实用新型专利2661357，公布于2004年12月8日，实用新型专利201257862，公布于2009年6月17日，以及实用新型专利201338160和201338162，都公布于2009年11月4日)。这种构造能提高切割速度，尤其在切割相对较厚的材料时；但需要使光束在纵向方向上精确对齐，且需要两个激光头冋步移动。
[0003]已知的有一种用于对材料进行激光切割的机器，其中两个激光束依次移动，以加快激光切割过程，或用于形成错综复杂的切割轮廓(参见美国专利申请2010/0044353，公开于2010年2月25日)。已知的还有一种机器，其中两个头都在同一方向上同步移动，因此二者之间的距离是可调节的，这样，可一次同时制造两个相同的细节(参见中国专利申请101036959,公开于2007年9月19日)。然而，在这种情形中，激光头的刚性约束限制了机器的功能性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，通过确保一台机器上的两个或更多激光头能独立操作，从而增强机器的功能。
[0005]为实现这一目的，本发明的第一方面提供了一种用于对材料进行激光切割的机器，该机器包括:支撑件；至少一个纵向滑动件，每个纵向滑动件安装于所述支撑件上；至少两个横向滑动件，每个所述横向滑动件安装于所述至少一个纵向滑动件上，并通过用于使所述横向滑动件纵向移动的各驱动器而可独立地沿着该纵向滑动件移动；至少两个激光头，每个激光头安装于每个所述横向滑动件上，且通过用于水平移动的各驱动器和用于竖直移动的各驱动器而可独立地沿着该横向滑动件移动；计算装置；其中，用于使所述激光头水平移动的所有驱动器、用于使所述激光头竖直移动的所有驱动器、以及用于使横向滑动件移动的所有驱动器都与计算装置相连，所述计算装置用于对以下中每一个驱动器进行独立程序控制:用于使所述激光头水平移动的驱动器、用于使所述激光头竖直移动的驱动器、以及用于使横向滑动件移动的驱动器。
[0006]对应于本发明的机器的一个特征在于，用于移动所述横向滑动件的驱动器、用于使所述激光头水平移动的驱动器、以及用于使所述激光头竖直移动的驱动器中的每一个驱动器，可以是沿着各滑动件安装的线性电机的形式，或是具有齿轮的电机的形式，所述齿轮用于与沿着各滑动件安装的齿条相接合。
[0007]对应于本发明的机器的另一个特征在于，在具有一个纵向滑动件和两个横向滑动件、且每个横向滑动件具有一个激光头的情形下，所述计算装置用于对所述两个激光头进行六轴控制。
[0008]为实现同一目的，本发明的第二方面提供了一种计算机可读介质，其用于直接参与操作上述机器的计算装置，所述计算机可读介质包括程序，当在上述计算装置中执行时，所述程序确保对以下中每一个驱动器进行独立控制:用于使所述激光头水平移动的驱动器、用于使所述激光头竖直移动的驱动器、以及用于使横向滑动件移动的驱动器。
[0009]因此，当所述机器包括一个纵向滑动件和两个横向滑动件、每个横向滑动件具有一个激光头时，所述程序在所述计算装置中执行时，确保对所述两个激光头进行六轴控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]以下将结合附图阐述本发明，附图中相同的元件用同一附图标记表示。
[0011]图1展示了对应于本发明的用于对材料进行激光切割的机器的一个实施例的透视图；
图2展示了图1的机器的正视图；
图3展示了图1的机器的分离部件。
【具体实施方式】
[0012]本发明可以以例如用于对材料进行激光切割的机器的形式来实施，该机器在附图中进行了展示。
[0013]如图1所示，对应于本实施例的用于对材料进行激光切割的机器具有支撑件1，在该支撑件I上刚性安装有纵向滑动件2。应当注意，图示的对应于本发明机器的实施例仅是阐释性，而非限制性的。特别地，例如，可以有两个纵向滑动件，其彼此平行地安装。为这些滑动件选择该名称，是为了强调其沿着支撑件I延伸，而支撑件I通常具有长形形式。
[0014]从图1到图3中可见，横向滑动件3安装在纵向滑动件2上。附图示出了两个横向滑动件3，但还可以是其它数量。例如，三个横向滑动件3可安装在一个纵向滑动件2上。每个横向滑动件3都在安装在相应的纵向滑动件2，并可沿着该纵向滑动件2独立地移动。这一移动是通过用于使横向滑动件纵向移动的各驱动器(未示出)来实现的，所述驱动可以通过任何已知方式进行。例如，用于使横向滑动件纵向移动的这一驱动器可以是普通电机，其具有固定在输出轴上的更大的齿轮。在这种情形中，匹配齿条沿着相应的纵向滑动件2而紧固，且所述齿轮用于啮合该齿条。在其他情形中，用于使横向滑动件纵向移动的驱动器可以是线性电机，其沿着相应的纵向滑动件2而安装。
[0015]在图中，示出的横向滑动件3都以这样的方式安装，以使得每个用于使横向滑动件3纵向移动的驱动器都假定是从纵向滑动件2的底侧开始设置的(参见图3b)。当然，无须一定采用这种设置。例如，当横向滑动件3具有扣住纵向滑动件2的搭扣时，则用于使横向滑动件纵向移动的驱动器可从纵向滑动件2的顶侧开始设置。纵向滑动件2的悬浮设置和用于使横向滑动件纵向移动的驱动器的设置可以由位置、机器的设计特征和适用性等因素确定。
[0016]从附图中可见，每个横向滑动件3具有激光头4，所述激光头沿着该横向滑动件3独立地可移动式安装。这一移动是通过用于水平移动的驱动器和用于竖直移动的驱动器(未示出)来实现的，其中每个驱动器都可以用现有的方式来实现，例如，与上述的用于使横向滑动件纵向移动的方式相同的方式。仅仅激光头4沿着横向滑动件3的水平移动便限定了横向滑动件采用这一名称，这是因为，移动是产生在纵向滑动件2的横向方向上的。
[0017]应当注意，两个或多个激光头4可安装在一个横向滑动件3上，每个激光头4具有用于使其水平移动的驱动器，以及用于使其竖直移动的驱动器。例如，两个激光头4可设置在横向滑动件3的相反分支上。
[0018]从图2中可见，横向滑动件3彼此可置于这样的位置，以将相应的激光头4设置在纵向方向上的最大空间L内。作为一项规则,板材切割机器的这一距离L等于(或稍微超出)被切割的板材5的纵长。
[0019]为清楚简明起见，未在图中示出对应于本发明的机器的其他元件。当然，对应于本发明的机器包括要进行材料切割所必需的所有部件，例如，图1中所示的板材5。可具有所有这种未示出的部件，例如，对应于俄罗斯实用新型专利86129 (公布于2009年8月27日)。特别地，激光头4可以与俄罗斯专利2266802 (公布于2006年12月27日)中公开的激光头相同。
[0020]使用数个(至少两个)激光头4，每个激光头都沿着各自的横向滑动件3移动，这不仅加快了切割过程，还确保能从一块板5或数块板同步切割出各种细节或孔。为实现这种可能性，每个激光头必须沿着其自身的轨迹(三维的)移动，该移动由其自身的、用于水平和竖直移动的驱动器，以及各横向滑动件3的、使横向滑动件纵向移动的驱动器来驱动。这些驱动器使用各计算装置(未示出)来控制，例如，数控设备或可编程控制器、处理器、计算机等。因此，用于使激光头水平移动的所有驱动器、每个激光头4的用于使激光头竖直移动的所有驱动器、以及每个横向滑动件3的用于使横向滑动件纵向移动的所有驱动器都与计算装置相连，所述计算装置用于独立程序控制以下中每一个驱动器:用于使激光头水平移动的驱动器、用于使激光头竖直移动的驱动器、以及用于使横向滑动件移动的驱动器，以同步实现数次(至少两次)单独切割。
[0021]特别地，当机器包括一个纵向滑动件和两个横向滑动件、且每个横向滑动件都具有一个激光头时，所述程序在计算装置中执行时，能确保对两个激光头的六轴控制，即，每个激光头4进行三轴控制。
[0022]为操作(编程)这类计算装置，可使用计算机可读介质，所述计算机可读介质用于直接参与对计算装置的操作，其包括程序，该程序在所述计算装置中执行时，确保对每个所述驱动器进行独立控制。用于该目的的所述程序的一种具体形式由所需的切割轨迹和使用的编程语言来定义。
[0023]解决这类问题的程序控制装置是已知的，例如，公开在前述的俄罗斯实用新型专利86129中。然而，所有已知的控制综合体，以及用于激光切割的已知机器，都是用于仅切割一种细节或一个孔，而对应于本发明的机器能在同一台机器上彼此独立地操作两个或更多激光头。这显著提高了加工速度，且/或允许获得各种形式的细节(孔)，从而增强了机器的功能。[0024]以上说明中明确记载了对应于本发明的机器的操作。板材5搁置在支撑件I上。将程序键入计算装置中，在该程序中，考虑到了需要切割的所有线条，以在工作过程中产生移动时，横向滑动件3和激光头4不会碰撞。平行于板材5平面的移动(即,在二维方向上)是由用于使横向滑动件纵向移动的驱动器、以及使激光头水平移动的驱动器来实现的。
[0025]例如，如果需要将板材5切割为带小窗的门，则控制切割过程的程序可这样编写，从而使得首先，一个(即，图1和图2中左侧的)激光头4.1切割出门的顶边，随后开始切割其中一个侧边。同时，第二(图1和图2中右侧的)激光头4.2首先切割小窗，从小窗的顶边开始切割，在完成小窗的切割后，第二(右侧)激光头4.2开始从侧边中点处切割侧边(不是已由第一激光头4.1切割的那条侧边)，随后开始切割门的底边。与此同时，第一激光头4.1停止切割其侧边，移至第二 (右侧)激光头4.2已开始切割的那条侧边的切割点处，并在朝着刚切割出的门顶边的方向上切割该侧边。在完成门底边的切割后，第二激光头4.2开始切割因第一激光头4.1移走而仍未切割完的那条侧边，并完成该侧边的切割。这样，横向滑动件3在操作中未碰撞，而切割时间也缩短了两倍，这是因为，具有一个激光头的传统机器在切割时，激光头从一处移至另一处需要一些时间。而采用对应于本发明的机器，当具有相应激光头4的一个横向滑动件3移动时，另一激光头4可继续切割板材5。
[0026]当然，如果需要不穿透地切割材料，可使用使激光头竖直移动的驱动器，使任何一个激光头4竖直移动(即，在第三维上)。
[0027]因此，上述实施例实现了同时对两个激光头进行六轴控制，这确保增强机器功能，并加快切割过程。
[0028]如已注意到的，说明书及附图并不意在用所公开的实施例来限制本发明。本发明的范围由所附权利要求而定,并将特征的等同方式纳入独立权利要求之内。
【权利要求】
1.一种用于对材料进行激光切割的机器，该机器包括: 支撑件； 至少一个纵向滑动件，每个纵向滑动件安装于所述支撑件上； 至少两个横向滑动件，每个横向滑动件安装于至少一个纵向滑动件上，并且，借助用于使所述横向滑动件纵向移动的各驱动器，每个横向滑动件能够独立地沿着该纵向滑动件移动； 至少两个激光头，所述激光头中的至少一个安装于每个横向滑动件上，并且，借助用于水平移动的各驱动器和用于竖直移动的各驱动器，该激光头能够独立地沿着该横向滑动件移动； 计算装置； 其中，用于使所述激光头水平移动的所有驱动器、用于使所述激光头竖直移动的所有驱动器、以及用于使所述横向滑动件移动的所有驱动器都与计算装置相连，所述计算装置用于对以下每一个驱动器进行独立程序控制:用于使所述激光头水平移动的驱动器、用于使所述激光头竖直移动的驱动器、以及用于使所述横向滑动件移动的驱动器。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，用于使所述横向滑动件移动的驱动器、用于使所述激光头水平移动的驱动器、以及用于使所述激光头竖直移动的驱动器中的每一个驱动器，被制作为沿着相应的滑动件安装的线性电机的形式。
3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，用于使所述横向滑动件移动的驱动器、用于使所述激光头水平移动的驱动器、以及用于使所述激光头竖直移动的驱动器中的每一个驱动器，被制作为具有齿轮的电机的形式，所述齿轮用于与沿着各滑动件安装的齿条相啮入口 ο
4.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，在具有一个纵向滑动件和两个横向滑动件、且每个横向滑动件具有一个激光头的情形下，所述计算装置用于对两个激光头进行六轴控制。
5.计算机可读介质，用于直接参与如权利要求1所述的机器的计算装置的操作，所述计算机可读介质包括程序，当在上述计算装置中执行时，所述程序确保对以下每一个驱动器进行独立控制:用于使所述激光头水平移动的驱动器、用于使所述激光头竖直移动的驱动器、以及用于使所述横向滑动件移动的驱动器。
6.根据权利要求5所述的计算机可读介质，其特征在于，当使用对应于权利要求4的机器时，所述程序在所述计算装置中执行时，确保对所述两个激光头进行六轴控制。
【文档编号】B23K26/08GK103687690SQ201280022699
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年5月10日
【发明者】阿列克谢·尼古拉耶维奇·科鲁科夫, 尼古拉·奥克特亚布雷耶维奇·诺莫夫 申请人:阿列克谢·尼古拉耶维奇·科鲁科夫