PL247483B1 - Zmieniacz dysz do maszyny do obróbki laserowej - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie dotyczy zmieniacza dysz zawierającego magazynek oraz moduł centrowania. Uchwyt dyszy magazynka osadzony jest wewnątrz trzonu obracającego gniazda dyszy, opierając się o sprężynę, zaś poprzez wewnętrzny gwint, znajdujący się w dolnej części tulei uchwytu dyszy, połączony jest z centralnie osadzaną od dołu w trzonie obracającym śrubą pasowaną. Poprzez wpust pryzmatyczny zblokowany jest z kołem pasowym, zaś koło pasowe innym wpustem pryzmatycznym zblokowane jest z trzonem obracającym, osadzonym w płycie głównej na wcisk za pomocą łożysk gniazda o różnej średnicy. Układ centrowania zaopatrzony w trzy równomiernie rozłożone na obwodzie koła rolki centrujące osadzone w łożyskach na sworzniach, o poziomej osi obrotu, stycznej do tego koła, natomiast poniżej zawieszony jest czujnik wizyjny (205). Całość znajduje się w obudowie zmieniacza z podnoszoną na siłownikach (303) klapą obudowy, współpracującą z czujnikiem otwarcia (305) oraz z czujnikiem zamknięcia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest automatyczny zmieniacz dysz do maszyny do obróbki laserowej. Urządzenie takie bierze udział w montażu i/lub demontażu dysz na głowicy obróbkowej maszyny do obróbki laserowej, zawierającej moduł centrowania, przy czym zmieniacz dysz zawiera wiele uchwytów do mocowania dysz. Wynalazek może znaleźć zastosowanie jako element nowej maszyny obróbkowej oraz jako adapter do już pracujących wycinarek.

Przy naświetleniu materiału z głowicy tnącej strumieniem lasera o dużej spójności i gęstości energii, występującemu odparowaniu materiału towarzyszy wydzielanie oparów, pyłów, odprysków i żużli osiadających na dyszy. Zanieczyszczenia dyszy obniżają jakość i wydajność obróbki co narzuca konieczność jej wymiany i oczyszczenia przed ponownym użyciem w procesie wycinania. W tym celu, w nowoczesnych wycinarkach stosowane są automatyczne zespoły wymiany i czyszczenia dysz, przywracające nominalną kalibrację. Zespoły wyposażone są w magazynki do wykręcania i składowania dysz zanieczyszczonych oraz następnego oczyszczenia przed stosowaniem a także do wymiany rodzaju dyszy przy zmianie materiału, ponieważ różne dysze są używane przy różnych grubościach oraz typach materiałów. Zautomatyzowanie czynności wymiany zapewnia zwiększenie wydajności, poprawia jakość procesu wykrawania oraz umożliwia pracę wycinarki, bez potrzeby wykonywania wymian ręcznie, również w nocy i w weekendy. Urządzenie współpracuje z systemami sterującymi maszyną i pozwala na bezobsługową pracę maszyny wg zadanego planu produkcyjnego.

Z opisu patentowego EP3112074B1 znany jest zmieniacz dysz do montażu dysz i/lub do wyjmowania dysz z urządzenia utrzymującego dysze, które jest uformowane w szczególności na głowicy obróbczej maszyny do obróbki laserowej. Zmieniacz zawiera magazynek dysz z zamkniętą ścieżką prowadzącą do przechowywania wielu jednostek utrzymujących dysze, przy czym niepołączone ze sobą jednostki ustalające dysze tworzą łańcuch popychający wzdłuż zamkniętej ścieżki prowadzącej, oraz napęd pozycjonujący do przemieszczania jednostek ustalających dysze wzdłuż zamkniętej ścieżki prowadzącej w celu ustawienia jednego z jednostek ustalających dysze w pozycji przenoszenia wzdłuż ścieżki prowadzącej i/lub wyjmowania dyszy z urządzenia utrzymującego dyszę.

Z opisu patentowego EP2078585B1 znane jest urządzenie mechaniczne do montażu i/lub demontażu dyszy laserowej na elemencie przyjmującym dyszę obrabiarki laserowej, posiadające magazynek dysz, który ma na wsporniku elementu utrzymującego dyszę co najmniej jeden element utrzymujący dyszę oraz posiada napęd pozycjonujący, za pomocą którego wspornik elementu utrzymującego dyszę może być przemieszczany wraz z elementem utrzymującym dyszę, wykonując w ten sposób ruch pozycjonujący, a element utrzymujący dyszę może w ten sposób zostać ustawiony w pozycji montażu/demontażu. Napęd pozycjonujący ma wspólny silnik napędowy z napędem montażu/demontażu. Pomiędzy silnikiem napędowym z jednej strony, a nośnikiem elementu utrzymującego dyszę z drugiej strony, zapewnione jest sprzęgło, które można przełączać za pomocą urządzenia przełączającego.

Z kolei z opisu wzoru użytkowego CN210633134 U znane jest automatyczne urządzenie do wymiany dysz w maszynie do cięcia laserowego. Serwomotor i płyta dolna są przymocowane do ramy nośnej, płyta pokrywy jest umieszczona na pionowej płycie obudowy, a wał obrotowy jest napędzany przez serwomotor w celu uzyskania synchronicznego obrotu i jest umieszczony obrotowo na płycie dolnej i płycie pokrywy poprzez łożyska. W obracającym się wale tworzy się rowek a obracający się środkowy wał, może unosić się w górę i w dół względem wału obrotowego i obraca się synchronicznie z wałem obrotowym. Obracający się środkowy wał przechodzi przez pokrywę i jest wyposażony w dostosowaną miskę dyszy, która obraca się synchronicznie, oraz dysza jest umieszczona w misce dyszy i obraca się synchronicznie z miską dyszy.

Z opisu patentowego EP1602439B1, znana jest maszyna laserowa wyposażona w magazynki do automatycznej wymiany dysz, umieszczony w pozycji automatycznej zmiany narzędzia, zawierający osłonę pyłoszczelną, która zakrywa górną część magazynka wymiany dysz dla narzędzi do obróbki laserowej i otwiera się tylko wtedy, gdy dysza narzędzia do obróbki laserowej jest zmieniona.

Z opisu patentu europejskiego EP2589458B1 znany jest zmieniacz do montażu i/lub demontażu dysz na głowicy obróbczej maszyny do obróbki laserowej, zawierający wielogniazdowy magazynek z zewnętrznie osadzonym uchwytem dyszy. Uchwyt dyszy rozszerza się w kierunku wyjmowania dyszy do otworu do wyjmowania dyszy, gdzie uchwyt dyszy zawiera co najmniej dwa miejsca przechowywania dysz przesunięte od siebie krokowo, w celu przechowywania odpowiedniej dyszy, zaś miejsca przechowywania dysz mają obwodowy kontur przyjmujący do przechowywania dyszy w sposób zabezpieczony przed obrotem. Krokowe przesunięcie miejsc przechowywania dysz umożliwia współpracę z dyszami o różnych wielkościach i ukształtowaniu, z efektem uelastycznienia automatyzacji procesu.

Wszystkie znane konstrukcje zmieniaczy wykazują problemowe rozwiązania wymiany uchwytów dysz z gniazd, co jest szczególnie ważne przy dużej częstotliwości zużycia tych elementów. Rozwiązania ze stanu techniki nie rozwiązują również problemu kompleksowej kalibracji i centrowania układu wiązki laserowej względem środka wymienianej dyszy w głowicy maszyny wycinającej.

Istotą wynalazku jest zmieniacz dysz do montażu i/lub demontażu dysz z urządzenia ustalającego dysze, które jest uformowane w szczególności na głowicy obróbczej maszyny do obróbki laserowej, zawierający wielogniazdowy magazynek z osadzonym w gnieździe uchwytem dyszy rozszerzającym się w kierunku wyjmowania dyszy do otworu do wyjmowania dyszy, gdzie uchwyt dyszy zawiera miejsce przechowywania dyszy w sposób zabezpieczony przed obrotem, zaś gniazda dysz obracane są za pomocą pasa napędzanego przez serwomotor a obudowa zmieniacza zawiera otwieraną pokrywę, charakteryzujący się tym, że uchwyt dyszy osadzony jest wewnątrz trzonu obracającego gniazda dyszy, opierając się o sprężynę. Poprzez wewnętrzny gwint, znajdujący się w dolnej części tulei uchwytu dyszy, połączony jest z centralnie osadzaną od dołu w trzonie obracającym, śrubą pasowaną. Wewnętrzne osadzenie uchwytu dyszy w trzonie obracającym, powoduje szybszą i łatwiejszą wymianę uchwytu, polegającą jedynie na odkręceniu od dołu śruby pasowanej. Ponieważ uchwyt dyszy jest częścią eksploatacyjną, wymiana ich jest istotna w cyklu życia maszyny. Poprzez wpust pryzmatyczny uchwyt dyszy zblokowany jest z kołem pasowym. W celu zmniejszenia zużycia pasa dwustronnie uzębionego, poprzez zlikwidowanie bicia koła pasowego względem osi Z, koło pasowe innym wpustem pryzmatycznym zblokowane jest z trzonem obracającym, osadzonym w płycie głównej na wcisk za pomocą łożysk gniazda o różnej średnicy, przy czym górne łożysko gniazda jest większej średnicy niż dolne łożysko gniazda. Łożyska gniazd są pasowane względem płyty głównej oraz zabezpieczone flanszami dociskowymi skręcanymi do płyty głównej. Różne średnice łożysk gniazda pozwalają uzyskać bardziej sztywne połączenie, poprzez dociśnięcie łożyska górnego opierającego się na krawędzi flanszy. Płyta główna mocowana jest na łapach. Zmieniacz dysz zawiera układ centrowania zaopatrzony w trzy równomiernie rozłożone na obwodzie koła rolki centrujące osadzone w łożyskach na sworzniach, o poziomej osi obrotu, stycznej do tego koła. Jedna z rolek centrujących jest rolką regulacyjną, zaś położenie jej sworznia względem środka koła, regulowane jest na płycie pośredniej. Dodatkowym elementem pomiarowym w układzie centrowania jest czujnik wizyjny, zawieszony poniżej płyty pośredniej, na układzie poziomującym, który ma za zadanie określanie środka wiązki w dyszy. Całość znajduje się w obudowie zmieniacza z podnoszoną na siłownikach klapą obudowy, współpracującą z czujnikiem otwarcia oraz z czujnikiem zamknięcia.

Korzystnie jest, gdy pasem napędzanym jest pas dwustronnie uzębiony.

Korzystnie także jest, gdy końce sworzni mocowane są do płyty pośredniej, osadzonej na co najmniej trzech blokach pośrednich.

Korzystnie również jest, gdy czujnikiem wizyjnym jest kamera.

Korzystnie także jest, gdy układ poziomujący czujnika wizyjnego oparty jest na trzech zestawach śrub poziomujących.

Korzystnie także jest, gdy układ poziomowania zmieniacza zapewnia śruby stożkowe łapy łączące płytę główną z łapą oraz śruby kontrujące.

Korzystnie również jest, gdy na płycie głównej, na wysuniętym poza obudowę zmieniacza ramieniu, znajdują się szczotki czyszczące oraz punkt kalibracyjny.

Dodatkowo korzystnie jest, gdy punkt kalibracyjny jest podfrezowaniem w płycie głównej zmieniacza dysz.

Automatyczny zmieniacz dysz według wynalazku pozwala na automatyczną wymianę dysz bez potrzeby wykonywania wymian ręcznie. Urządzenie współpracuje z systemami sterującymi maszyną i pozwala na bezobsługową pracę maszyny wg zadanego planu produkcyjnego. Zainstalowanie w wycinarce laserowej na łączniku przednim, od frontu maszyny, ułatwia uzupełnienie magazynku dyszami przez operatora. Głowica laserowa posiada sensor dystansu, w którym montuje się dyszę, przy czym różne dysze są używane przy różnych grubościach oraz typach materiałów.

Automatyczny zmieniacz dysz jest urządzeniem, które może spełniać swoje funkcje jedynie w połączeniu z maszyną jaką jest wycinarka laserowa. Oczywistym jest zatem, że do wyjaśnienia połączeń konstrukcyjnych oraz zasady działania niezbędne jest stosowane elementów, które są elementami tej maszyny, takich jak głowica, elektrozawory, części konstrukcji nośnej a także oprogramowania i niezbędnych elementów do jego zastosowania, takich jak sterownik, karta PLC i inne. Przy dzisiejszym stanie wiedzy dla znawcy będzie oczywiste, że większość tych elementów oraz elementów wymienionych jako składające się na przedmiot wynalazku, może być stosowane zamiennie z innymi spełniającymi podobne funkcje. Zatem wymienione jako przykładowe nie ograniczają one zakresu ochrony wynalazku.

Wynalazek jest bliżej opisany w przykładzie wykonania oraz przedstawiony na rysunku, którego fig. 1 uwidacznia zmieniacz w trybie przystosowanym do pracy z otwartą klapą, fig. 2 uwidacznia zmieniacz jak na fig. 1 w widoku rozstrzelonym z widocznymi elementami magazynka, układu napędowego oraz układu centrowania, fig. 3 uwidacznia zmieniacz w widoku od przodu, w przekroju podłużnym. Zaznaczony jest szczegół A jak na fig. 2 z widocznym dwiema rolkami układu centrowania oraz mocowaniem rolki regulującej, fig. 4 uwidacznia fragment automatycznego zmieniacza w części obejmującej układ centrowania w widoku aksonometrycznym, fig. 5 uwidacznia fragment automatycznego zmieniacza w części obejmującej układ centrowania w widoku od góry z zaznaczonym przekrojem B-B, zaś fig. 6 to układ centrowania jak na fig. 5 w przekroju B-B, fig. 7 uwidacznia gniazdo magazynka zmieniacza dysz, zaś fig. 8 przedstawia gniazdo magazynka zmieniacza dysz w widoku rozstrzelonym; fig. 9 przedstawia gniazdo magazynka zmieniacza dysz w przekroju A-A, zaś fig. 10 przedstawia gniazdo magazynka zmieniacza dysz z zaznaczonym przekrojem A-A, fig. 11 ukazuje głowicę wycinarki, która nie jest przedmiotem wynalazku, zakończoną sensorem dystansowym z widocznymi indukcyjnymi czujnikami centrowania zaś fig. 12 to schemat blokowy realizacji wymiany dyszy z centrowaniem w trakcie procesu wycinania laserowego.

Wykaz zastosowanych oznaczeń na rysunkach i w tekście: 100 - zmieniacz dysz, 101 - magazynek, 102 - gniazdo dyszy, 103 - uchwyt dyszy, 104 - trzon obracający, 105 - łożysko gniazda, 106 - sprężyna, 107 - pierścień osadczy dociskowy, 108 - śruba pasowana, 109 - flansza dociskająca, 110 - wpust pryzmatyczny, 111 - podkładka, 112 - nakrętka samokontrująca, 113 - koło pasowe, 114 serwomotor, 115 - pas dwustronnie uzębiony, 116 - napinacz pasa, 117 - płyta główna, 118 - łapa mocująca, 119 - śruba stożkowa łapy, 120 - śruba kontrująca, 121 - dysza, 122 - tulejka dystansowa, 200 - układ centrowania, 201 - rolka centrująca, 202 - sworzeń rolki, 203 - płyta pośrednia, 204 - blok pośredni, 205 - czujnik wizyjny, 300 - obudowa zmieniacza, 301 - klapa obudowy, 302 - elektrozawór pneumatyczny, 303 - siłownik klapy, 304 - czujnik zamknięcia, 305 - czujnik otwarcia, 307 - szczotka czyszcząca, 308 - punkt kalibracyjny, 400 - głowica wycinarki laserowej, 401 - sensor dystansu, 402 indukcyjny czujnik centrowania.

Przykład: Automatyczny zmieniacz dysz bazuje na płycie głównej 117, gdzie rozlokowane są poszczególne części urządzenia. Płyta główna 117, która jest podstawą nośną, jest oparta na trzech łapach 118, które pełnią funkcję mocującą do elementu nośnego maszyny jakim jest łącznik przedni. Trzy łapy mocujące 118, zmieniacza dysz 100 są mocowany do łącznika za pomocą 6 śrub. Sama płyta główna 117 mocowana jest do łap 118 za pomocą 6 śrub stożkowych łapy 119. Płyta główna 117 posiada funkcję poziomowania względem łap 118, realizowaną za pomocą dodatkowego układu opartego na śrubach kontrujących 120, po dwie śruby kontrujące 121 na każdą łapę 118. Układ śrub ma za zadanie umożliwienie wypoziomowania zmieniacza na łączniku, podczas jego instalacji. Popuszczając śruby stożkowe łapy 119, którymi płyta główna117 jest skręcona do łap 118 i dokręcając śruby kontrujące 120 a następnie skręcając śruby stożkowe łapy 119 między łapą 118 a płytą główną 117, na zasadzie kontry dodatkowej śruby, poziomuje się zmieniacz dysz 100 do wymaganego poziomu.

Na płycie głównej 117 znajduje się magazynek 101, składający się z trzydziestu sześciu gniazd dysz 102, które są zabezpieczone na płycie głównej 117 flanszami dociskającymi 109, skręcanymi do płyty głównej 117 za pomocą czterech śrub. Dodatkowo każde gniazdo dysz 102 jest osadzane na płycie głównej 117 na wcisk, za pomocą dwóch kulowych łożysk gniazda 105 o różnych średnicach, które są z kolei pasowane względem płyty głównej 117. Łożyska gniazda 105 oddzielone zostały od siebie tulejką dystansową 122. Łożysko gniazda 105 górne osadzone jest na większej średnicy niż łożysko gniazda 105 dolne. W przypadku zużycia lub zniszczenia elementów składowych, różne średnice osadzenia łożysk gniazda 105 ułatwiają montaż i demontaż gniazda dyszy 102 dzięki osadzeniu na półkach a nie na wcisk na ścianie bocznej, bazując się tylko jedną płaszczyzną. Ponadto takie rozwiązanie nie wymaga specjalnych urządzeń do demontażu pasowanie osadzonego gniazda dyszy 102. Ponadto użycie dwóch łożysk gniazda 105 usztywnia konstrukcję i zapobiega wyginaniu się gniazda dyszy 102, spowodowanych napięciami generowanymi przez pas obustronnie uzębiony 115.

Gniazdo dyszy 102 zapewnia od góry uchwyt dyszy 103 rozszerzający się w kierunku wyjmowania dyszy 121. Kształt wewnętrzny uchwytu dyszy 103 dostosowany jest do dyszy 121 i umożliwia łatwą i bezproblemową jej wymianę. Dodanie sfazowań ma na celu blokadę dyszy w danym położeniu i uniemożliwienie obrotu w gnieździe. Otwory techniczne służą do przedmuchiwania uchwytu dyszy 103 z drobnych zabrudzeń i opiłków przy pomocy gazów technicznych z głowicy wycinarki laserowej 400.

Uchwyt dyszy 103, zamocowany jest wewnątrz trzonu obracającego 104, opierając się o sprężynę 106. Poprzez wewnętrzny gwint, znajdujący się w dolnej części tulei uchwytu dyszy 103 połączony jest z centralnie osadzaną od dołu w trzonie obracającym 104, śrubą pasowaną 108. Gniazdo dyszy 102 realizuje ruch po osi Z, oraz wokół własnej osi. Ruch po osi Z w dół, odbywa się w trakcie procesu wymiany dyszy 121. Głowica wycinarki laserowej 400 najeżdża na pozycję danego gniazda dyszy 102 i w trakcie wkręcania dyszy 121 opuszcza się razem z gniazdem dyszy 102. Powrót realizowany jest poprzez rozprężanie napiętej sprężyny 106, aż do osiągnięcia pozycji początkowej. W uchwycie dyszy 103, tak jak w przypadku koła pasowego 113 jest otwór na wpust pryzmatyczny 110, który to wpust pryzmatyczny 110 ma na celu zapobiegać obrotowi uchwytu dyszy 103 i pozycjonować go względem trzonu obracającego 104. Ruch w osi Z uchwytu dyszy 103 blokowany jest przez śrubę pasowaną 108, która jednocześnie pełni funkcję elementu ustalającego dla ruchu w osi Z całego gniazda dyszy 102. Pozwala na zachowanie osiowości gniazda dyszy 102 względem osi wiązki.

Każde z trzydziestu sześciu gniazd dyszy 102, które jest zainstalowane na płycie głównej 117, jest napędzane jednym pasem obustronnie uzębionym 115. Przeniesienie napędu z pasa dwustronnie uzębionego 115 na gniazdo dyszy 102 i dalej, na kolejne koła pasowe 113 pozostałych gniazd dyszy 102, odbywa się za pośrednictwem koła pasowego 113, w które zaopatrzone jest gniazdo dyszy 102. Serwomotor 114, który jest zamocowany na płycie głównej 117 od dołu, za pomocą czterech śrub, poprzez koło zdawcze realizuje napęd i jest elementem napędowym kół pasowych 113. Koło pasowe 113 na wewnętrznym obwodzie, posiada rowek pod wpust pryzmatyczny 110, który ma na celu zapobiec obracaniu się koła 113 na trzonie obracającym 104, jak również utrzymuje koło pasowe 113 w zadanej pozycji, niwelując niedokładności produkcyjne, przedłużając tym samym żywotność pasa dwustronnie uzębionego 115. Jako blokadę koła pasowego w ruchu po osi Z, zastosowany został pierścień osadczy dociskowy 107. Do poprawnego działania pasa obustronnie uzębionego 115 wymagany jest jego właściwy naciąg, dlatego układ napędowy magazynka 101 uzbrojony jest w napinacz pasa 116, zamocowany na bloku napędowym w podłużnym gnieździe i naciągany za pomocą śruby.

Gniazdo dyszy 102 przed wypadnięciem z łożysk gniazda 105, zostało zabezpieczone od dołu poprzez podkładkę 111 oraz nakrętkę samokontrującą 112.

Zmieniacz dysz 100, według wynalazku, jest wyposażony w układ centrowania 200, który jest zaopatrzony w trzy rolki centrujące 201, ustawione co 120°, które pełnią rolę naprowadzenia modułu centrowania na głowicy wycinarki laserowej 400. Moduł centrowania na głowicy wycinarki laserowej 400, gdy oprze się na rolkach centrujących 201, jest możliwy do ustawienia dzięki sztywnemu trzymaniu rolek centrujących 201 oraz odpowiedniemu sterowaniu zapewnionemu przez oprogramowanie wycinarki laserowej. Rolki centrujące 201 wprasowywane są na łożyskach, które są zamontowane na sworzniach 202. Sworznie 202 z kolei są osadzone na płycie pośredniej 203, która jest zamocowana na blokach pośrednich 204 do płyty głównej 117. Dodatkowym elementem pomiarowym w układzie centrowania jest czujnik wizyjny 205 który ma za zadanie określanie środka wiązki w dyszy 121. Czujnik wizyjny 205, jest zawieszony poniżej płyty pośredniej 203, na układzie poziomującym opartym na trzech zestawach śrub poziomujących 206. Za pomocą trzech śrub poziomujących 206, czujnik wizyjny 205 może zostać wypoziomowany do odpowiedniej wartości kalibracji czujnika 205, która następuje przed rozpoczęciem procesu cięcia. Centrowanie głowicy za pomocą czujnika wizyjnego 205 polega a wysłaniu sygnału wyjściowego z wiązki laserowej, który przekazywany jest do czujnika wizyjnego 205, z którego, za pośrednictwem karty PLC, przetwarzany jest na sygnał podawany do silników osi X, Y. Na płycie głównej 117 zamontowane są dwa bloki mocujące obudowę zmieniacz 300. Do tych bloków przykręcone są ściany trzymające mechanizm otwarcia klapy obudowy 301. Klapa obudowy 301 otwiera się za pomocą zamocowanych do niej trzech pneumatycznych siłowników klapy 303. Klapa obudowy 301 zawieszona jest na trzpieniach, które zachowują oś obrotu klapy obudowy 301 w trakcie otwarcia. Klapa obudowy 301 również uzbrojona jest w zderzaki hydrauliczne, odpowiedzialne za tłumienie drgań przy otwarciu oraz zamknięciu zmieniacza dysz 100. Informacja o zamknięciu oraz otwarciu klapy obudowy 301 jest realizowana przez indukcyjne czujniki: czujnik otwarcia 305 oraz czujnik zamknięcia 304. Elementem, który również znajduje się na płycie głównej 117, na wysuniętym poza obudowę zmieniacza 300 ramieniu, są szczotki czyszczące 307. Szczotki czyszczące 307 odpowiadają za to, aby dysza 121 była właściwie wyczyszczona w trakcie procesu wycinania. Punkt kalibracyjny 308, który jest wyznaczo nym miejscem na płycie głównej 117, w części będącej ramieniem do mocowania szczotek czyszczących 307, odpowiada za właściwe skalibrowanie sensora dystansu 401 na głowicy, który nie jest przedmiotem wynalazku. Punkt kalibracyjny 308 jest podfrezowaniem o głębokości kilku milimetrów w płycie głównej 117 zmieniacza dysz 100. Głowica wycinarki laserowej 400 podjeżdża do punktu kalibracyjnego 308, gdzie sprawdzane są dane dla indukcyjnych czujników centrowania 402 sensora dystansu 401, w które zaopatrzona jest głowica wycinarki laserowej 400.

Sposób zmiany dysz:

W trakcie procesu cięcia maszyna rejestruje jeden z sygnałów:

- system zliczania ilości przepaleń w materiale

- ilości wymian dyszy

- zmiana materiału wycinanego.

Gdy zachodzi konieczność wymiany dyszy 121, maszyna przerywa zadany program wycinania. Komputer sterujący, sygnałem poprzez kartę PLC, otwiera elektrozawór otwarcia klapy 302 obudowy zmieniacza 300 automatycznego zmieniacza dysz (100), odsłaniając magazynek zmieniacza 101 oraz układ centrowania (200). Czujnik otwarcia klapy 305, potwierdza że klapa obudowy 301 została otwarta. Następnie silniki głowicy wycinarki laserowej 400 osi X, Y, będące elementem maszyny do obróbki laserowej, nie wchodzące w przedmiot wynalazku, ustawiają głowicę wycinarki laserowej 400 w pozycji nad magazynkiem zmieniacza 101, która odpowiada miejscu danej dyszy 121 przeznaczonej do zmiany. Silnik osi Z ustawia głowicę wycinarki laserowej 400 w pozycję oddania dyszy 119, zaś serwomotor 114 sygnałem z karty PLC, który to system czujników nie będący przedmiotem wynalazku odpowiada za weryfikacje pozycji głowicy po osiach X, Y, Z potwierdza podjazd do zadanej pozycji wymiany dyszy, otrzymuje informację o tym, że oś Z jest na odpowiedniej pozycji i zostaje uruchomiony w celu odkręcenia dyszy 121. Po wykonaniu cyklu odkręcenia, głowica wycinarki laserowej 400 zostaje przemieszczona do czujnika zamknięcia 304, który w tym momencie jest jednocześnie punktem kalibracyjnym pojemnościowego sensora dystansu 401, tym samym pozycji dyszy 121 w osi Z. Na tym czujniku sprawdza, czy dysza 121 jest w sensorze dystansu 401. Jeżeli zostanie potwierdzone że jej nie ma, głowica wycinarki laserowej 400 podjeżdża do zdefiniowanego wcześniej gniazda dyszy 102 z nową dyszą 121 do pobrania, oś zjeżdża na pozycję pobrania, enkoder osi Z potwierdza, że oś Z jest na właściwej pozycji, serwomotor 114 dostaje sygnał o rozpoczęciu pracy, dokręca dyszę 121 w sensorze dystansowym 401, mierząc moment dokręcenia. Jeżeli moment jest osiągnięty, serwomotor 114 zatrzymuje pracę, głowica wycinarki laserowej 400 ponownie zostaje przemieszczona do czujnika zamknięcia 304 klapy, który ponownie pełni rolę czujnika pozycji dyszy 121 aby zweryfikować czy dysza 121 została właściwie pobrana. Jeżeli jest potwierdzenie z czujnika pozycji dyszy, głowica wycinarki laserowej 400 udaje się na ostatnio zadane miejsce na obszarze obróbczym, następnie sygnał o osiągnięciu pozycji trafia do komputera sterującego, który wysyła sygnał do elektrozaworu pneumatycznego 302 o zamknięciu klapy obudowy 301.

Umiejscowienie dwóch indukcyjnych czujników centrowania 402 na głowicy wycinarki laserowej 400 pozwala na mierzenie pozycji oraz odległości (przesunięcie względem osi X, Y). Natomiast czujnik zamknięcia 304 jest zerojedynkowy i ma za zadanie wykryć i przekazać informację czy w pobliżu znajduje się obiekt metalowy czy nie.

Moduł centrowania głowicy (nie jest przedmiotem wynalazku) ustawiany jest na pozycji przy wykorzystaniu układu centrowania 200 znajdującego się w zmieniaczu dysz 100 według wynalazku, a korekty położenia ustalane są na podstawie obrazu z czujnika wizyjnego 205. Położenie modułu centrowania a tym samym sensora dystansu 401 realizowane jest w oparciu o odczyt z indukcyjnych czujników centrowania 402. Punkt, względem którego analizowane jest położenie indukcyjnych czujników centrowania 402 wyznaczany jest przez test „środka w środku” - tape shot, wystrzelona wiązka musi znajdować się w środku dyszy. Jest to punkt referencyjny dla układu centrowania 200.

Alternatywnie, centrowanie może być realizowane bez udziału czujnika wizyjnego 205, wówczas położenie indukcyjnych czujników kalibrujących 402 jest uwzględniane przez oprogramowanie maszyny i ustalana jest pozycja wiązki laserowej.

Claims (8)

1. Zmieniacz dysz do montażu i/lub demontażu dysz z urządzenia ustalającego dysze, które jest uformowane w szczególności na głowicy obróbczej maszyny do obróbki laserowej, zawierający wielogniazdowy magazynek z osadzonym w gnieździe uchwytem dyszy rozszerzającym się w kierunku wyjmowania dyszy do otworu do wyjmowania dyszy, gdzie uchwyt dyszy zawiera miejsce przechowywania dyszy w sposób zabezpieczony przed obrotem, zaś gniazda dysz obracane są za pomocą pasa napędzanego przez serwomotor a obudowa zmieniacza zawiera otwieraną pokrywę, znamienny tym, że uchwyt dyszy (103) osadzony jest wewnątrz trzonu obracającego (104) gniazda dyszy (102), opierając się o sprężynę (106), zaś poprzez wewnętrzny gwint, znajdujący się w dolnej części tulei uchwytu dyszy (103), połączony jest z centralnie osadzaną od dołu w trzonie obracającym (104), śrubą pasowaną (108), natomiast poprzez wpust pryzmatyczny (110) zblokowany jest z kołem pasowym (113), zaś koło pasowe (113) innym wpustem pryzmatycznym (110) zblokowane jest z trzonem obracającym (104), osadzonym w płycie głównej (117) na wcisk za pomocą łożysk gniazda (105) o różnej średnicy, przy czym górne łożysko gniazda (105) jest większej średnicy niż dolne łożysko gniazda (105), zaś łożyska gniazd (105) są pasowane względem płyty głównej (117) oraz zabezpieczone flanszami dociskowymi (109) skręcanymi do płyty głównej (117), która mocowana jest na łapach (118), przy czym zmieniacz dysz (100) zawiera układ centrowania (200) zaopatrzony w trzy równomiernie rozłożone na obwodzie koła rolki centrujące (201) osadzone w łożyskach na sworzniach (202), o poziomej osi obrotu, stycznej do tego koła, przy czym jedna z rolek centrujących (201) jest rolką regulacyjną, zaś położenie jej sworznia (202) względem środka koła, regulowane jest na płycie pośredniej (203), natomiast poniżej płyty pośredniej (203) na układzie poziomującym, zawieszony jest czujnik wizyjny (205), natomiast całość znajduje się w obudowie zmieniacza (300) z podnoszoną na siłownikach (303) klapą obudowy (301), współpracującą z czujnikiem otwarcia (305) oraz z czujnikiem zamknięcia (304).

2. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że pasem przenoszącym jest pas dwustronnie uzębiony (115).

3. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że końce sworzni (202) mocowane są do płyty pośredniej (203), osadzonej na co najmniej trzech blokach pośrednich (204).

4. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że gdy czujnikiem wizyjnym (205) jest kamera.

5. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że układ poziomujący czujnika wizyjnego (205) oparty jest na trzech zestawach śrub poziomujących (206).

6. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że układ poziomowania zmieniacza zapewnia śruby stożkowe łapy (119) łączące płytę główną (117) z łapą (118) oraz śruby kontrujące (120).

7. Zmieniacz dysz według zastrz. 1, znamienny tym, że na płycie głównej (117), na wysuniętym poza obudowę zmieniacza (300) ramieniu, znajdują się szczotki czyszczące (307) oraz punkt kalibracyjny (308).

8. Zmieniacz dysz według zastrz. 7, znamienny tym, że punkt kalibracyjny (308) jest podfrezowaniem w płycie głównej (117) zmieniacza dysz (100).