用于高輸出的激光修整的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于高輸出的激光修整的系統(tǒng)和方法
[0001]現(xiàn)有申請的交叉引用
[0002]本PCT專利申請要求于2013年11月12日提交的、名稱為“System And Method ForHigh Output Laser Trimming(用于高輸出的激光修整的系統(tǒng)和方法)”、序列號為61/902，861的美國臨時專利申請的權(quán)益，該美國臨時專利申請的全部公開內(nèi)容被認為是本申請的公開內(nèi)容的一部分并且在此通過參引并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于高輸出的激光切割的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]激光切割裝置比如自動機式激光器(roboticlaser)通常用于修整或以其他方式切割由金屬片形成的部件，比如用于機動車輛的管道、B柱和其他底盤部件。自動機式激光器可以包括能夠切割金屬材料的任何類型的激光器，例如纖維激光器、盤形激光器或摻釹釔鋁石榴石(NchY3Al5O12)激光器。包括有激光器的計算機數(shù)控(CNC)臂能夠交替地用于修整金屬部件。這種切割過程在封閉的工作間中進行，使得人不暴露于來自激光器的可能有害的光。
[0005]利用自動機械或CNC臂進行的激光切割通常提供準確且精確的結(jié)果。然而，進行激光切割過程所需的設(shè)備和占地空間需要較高的資金成本。此外，由于激光器不應(yīng)當(dāng)在通向封閉的工作間的任何門是敞開的時工作，因此每當(dāng)金屬部件被移入工作間中或從工作間中移出時，處理時間就被浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明包括一種資金成本降低的且加工時間減少的用于切割多個部件的激光切割系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括由多個第一壁封閉的工作間以及設(shè)置在封閉的工作間中的至少一個激光切割裝置。具有一對雙門的至少一個內(nèi)部腔室沿封閉的工作間設(shè)置。內(nèi)部腔室由至少一個第二壁和第一壁中的至少一個第一壁封閉。雙門包括第一門和第二門，其中，第一門沿第一壁中的封閉內(nèi)部腔室的一個第一壁布置以允許所述部件穿過第一門，第二門沿第二壁中的封閉內(nèi)部腔室的一個第二壁布置以允許所述部件穿過第二門。在激光切割裝置切割部件的同時，每次門中的僅一個門打開。
[0007]在切割第一部件之前，在第二門關(guān)閉時，第一部件穿過雙門中的一個門并進入內(nèi)部腔室。接著，在第一門關(guān)閉時，第一部件穿過第二門并進入封閉的工作間。由于每次僅一個門打開，因此來自激光器的光不會漏出封閉的工作間。因此，激光切割裝置可以持續(xù)切割第一部件，同時第二部件進入或離開工作間以充分利用也被稱為“激光開啟時間”的激光切害J時間。
[0008]本發(fā)明還提供了一種用于對多個部件進行激光切割的方法。該方法包括:在封閉的工作間中對至少一個第一部件進行激光切割;在對至少一個第一部件進行激光切割的同時，將至少一個第二部件保持在封閉的工作間中、與至少一個第一部件相鄰的位置處；以及在封閉的工作間中對至少一個第二部件進行激光切割。該方法還包括在將內(nèi)部腔室連接至封閉的工作間的第二門關(guān)閉時并且在對至少一個第一部件或至少一個第二部件進行激光切割的同時，將至少一個第三部件傳送穿過第一門并進入到內(nèi)部腔室中。雙門系統(tǒng)防止激光泄漏并防止激光潛在地接觸位于封閉的工作間外部的人員。
【附圖說明】
[0009]通過參照結(jié)合附圖考慮時的以下詳細描述，本發(fā)明變得更好理解，同時本發(fā)明的其他優(yōu)點將易于被領(lǐng)會，在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)一個示例性實施方式的自動機式激光切割系統(tǒng)的平面圖；
[0011]圖2是封閉的工作間的側(cè)視圖，其示出了根據(jù)示例性實施方式的雙門；
[0012]圖3是根據(jù)示例性實施方式的兩組雙門的正視圖；
[0013]圖4是根據(jù)示例性實施方式的封閉的工作間的正視截面圖；
[0014]圖5是根據(jù)第二示例性實施方式的自動機式激光切割系統(tǒng)的平面圖；
[0015]圖6是根據(jù)第三示例性實施方式的自動機式激光切割系統(tǒng)的平面圖；
[0016]圖7是示例性激光切割方法的流程圖；以及
[0017]圖8是另一示例性激光切割方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供了一種用于對各種部件比如用于機動車輛的管道、B柱和其他底盤部件進行激光切割的高輸出系統(tǒng)10。圖1是根據(jù)一個示例性實施方式的系統(tǒng)10的平面圖。示例性系統(tǒng)10包括單個封閉的工作間12，該封閉的工作間12包括至少一個用于切割部件的激光切割裝置14，而通常在單個封閉的工作間12中包括多個激光切割裝置14。激光切割裝置14通常包括自動機式激光器。然而，替代自動機式激光器或者除了自動機式激光器之外，系統(tǒng)10還可以替代性地采用至少兩個計算機數(shù)控(CNC)臂，所述至少兩個CNC臂中的每個CNC臂均包括激光器。另外，盡管示例性的激光切割系統(tǒng)10通常用于對由諸如鋼或鋁之類的金屬形成的部件進行修整，但是系統(tǒng)10還可以用于對由其他材料形成的部件進行切割。在一個示例性實施方式中，系統(tǒng)10用于對由鋁或鋁合金通過高壓模鑄(HPDC)形成的部件進行激光切割。在另一實施方式中，系統(tǒng)10用于對由鋁或鋁合金通過低壓模鑄(LPDC)形成的部件進行激光切割。激光切割步驟通常包括對部件進行激光修整，但也可以包括其他類型的切割。
[0019]系統(tǒng)10包括用于在不讓任何激光漏出封閉的工作間12的情況下允許部件進入及離開封閉的工作間21的至少一組雙門16、18。因此，激光切割裝置14能夠在其他部件進入及離開封閉的工作間12的同時持續(xù)地修整一個或更多個部件。
[0020]圖1中示出的示例性系統(tǒng)包括四個對部件進行修整的激光切割裝置14，但是系統(tǒng)10可以根據(jù)所需的輸出、待被修整的部件的尺寸和數(shù)目、以及可用的資源而替代性地包括任何數(shù)目的激光切割裝置14。在該實施方式中，激光切割裝置14是自動機式激光器，并且自動機式激光器中的兩個自動機式激光器同時修整一個部件同時另外兩個自動機式激光器同時修整另一部件。系統(tǒng)10能夠一次切割一到十個部件，這取決于激光切割裝置14的數(shù)目以及部件的尺寸。與每個封閉的工作間12具有僅一個激光切割裝置14的系統(tǒng)相比，在單個封閉的工作間12中布置多個激光切割裝置14并且通過多個激光切割裝置同時切割每個部件和/或同時地切割多個部件為每個部件提供了更短的切割時間并且減小了所需的占地空間。
[0021]自動機式激光器或附接至CNC臂的激光器可以包括能夠切割金屬的任何類型的激光器，例如纖維激光器、盤形激光器或摻釹乾招石植石(Nd: Y3AI5O12)激光器。不例性實施方式的激光切割裝置14圍繞切割工位20并且優(yōu)選地聯(lián)接至框架(未示出)并且安裝至封閉的工作間12的頂壁。替代性地，激光切割裝置14可以布置在封閉的工作間12的地板上，如圖4中所示。示例性實施方式的每個自動機式激光器均包括用于切割金屬部件的激光切割頭15，也在圖4中示出。容納激光切割裝置14的工作間12由被稱為第一壁的多個壁11封閉，其中，所述多個壁11防止任何激光漏出封閉的工作間12。與每個工作間具有僅一個激光切割裝置的系統(tǒng)相比，由于單個封閉的工作間12中的所述多個激光切割裝置14，因此系統(tǒng)10需要較小的占地空間并且提供較短的加工時間。
[0022]系統(tǒng)1還包括至少一個內(nèi)部腔室22和用于在沒有任何激光漏出封閉的工作間12的情況下允許部件進入及離開封閉的工作間12的至少一組雙門16、18。在示例性實施方式中，系統(tǒng)10在激光切割工位20的每側(cè)均包括一個內(nèi)部腔室22，并且因此在切割工位20的每側(cè)均有一組雙門16、18。每組雙門16、18均包括第一門16和第二門18。每個內(nèi)部腔室22均位于第一門16中的一個第一門與第二門18中的一個第二門之間。內(nèi)部腔室22也由被稱為第二壁的壁23封閉，以防止碰巧進入內(nèi)部腔室22的任何激光泄漏。在圖1的示例性實施方式中，第一門16沿著封閉的工作間12的同一第一壁11布置，并且第一門16將內(nèi)部腔室22連接至部件裝載區(qū)域32。第二門18各自沿與第一門16平行面向的第二壁23布置并且將內(nèi)部腔室22連接至封閉的工作間12。在激光切割系統(tǒng)10的運行期間，在第二門18關(guān)閉時，部件被輸送穿過第一門16。接著，第一門16關(guān)閉，并且在第一門16關(guān)閉時，部件被輸送穿過第二門18進入封閉的工作間12中。
[0023]圖2是根據(jù)一個示例性實施方式的系統(tǒng)10的雙門16、18、