从板材切割产品的方法及相关设备 本发明的领域
本发明涉及一种从板材切割产品的方法及相关的设备。
本发明的背景
从板材切割预定形状可以通过使用激光或流体射流或类似方法来实现。当使用流体射流以切割这种材料时非常难以精确地控制切割的深度。其实通常使用射流从一侧通过到另一侧始终经过其整个厚度切割材料。该板材通常由支撑板材的夹具固定板材以便允许使射流从一侧通过到另一侧而不使射流被不必要地分配或侵害夹具的其它部分。通过举例的方式，夹具夹持在充满水箱的水的上方的板材同时从水箱的另一侧射流喷射到板材上以切过板材，之后它被引入水过滤器水箱以分配任何剩余的射流能量。
当谈及夹持板材的方法，特别如果使用射流切割材料，一旦通过材料它可能仍具有足够能量以造成板材另一侧上夹具部分的损坏时，出现限制。同时板材可以在其边界区域被夹持允许切割流体的畅通的通道以便通过板材并进入下面的水箱，从板材上切下地产品将继而落入水箱中，该产品将必需从水箱取出。该从板材切割的产品在水箱中来回浮动可能被随后引入到水箱中的射流动作损坏。例如为切割小方块或小长方块固定板材的方法是确实受关注因为射流必须能够自由地通过板材同时然后通过夹具、进入水箱而不损坏夹具。该夹具必须同时设计成一旦被切割动作分开它能支撑被切割部分。在夹具能够通过从板材周边向下和向内延伸而保持支撑板材时，从板材切割产品就不是一个问题。然而要切割的产品一从板材周边完全地向内发生，夹具对要从板材上取下的产品的支撑能不再立刻出现，在那里板材和夹具在切割过程中保持彼此固定的关系。
因而在要从板材切割的产品附近的夹具中不提供一个孔，但保持由夹具的支撑该切割过程不可能在射流也不侵害夹具本身部分的情况下完成。为了在这种关系中避免射流侵害夹具自身，则必须提供在夹具中比要从板材上切割的产品较大尺寸的孔，一旦从板材上完全切割下产品则该孔将使产品不从夹具落下并丢掉。
对于某些切割过程也绝对必要的是，在非常严的公差以内完成从板材切割高精度的产品。这对用于电路板或其它电子式应用的从板材上切割的产品特别如此。因此在安装切割的板材中对板材希望对切割装置保持这样的关系，即关系保持恒定，这样在计算机控制的板材切割过程中，在切割装置和板材的相对定位之间，例如，由于不同切割站之间的板材运动，不会引入误差的极限。
因而本发明的一个目的是提供从板材切割产品的方法和相关装备，该方法和相关设备克服上述困难或者将至少给公众提供有用的选择。
本发明的简述
本发明的另一方面是此处描述的从板材切割产品的方法并参照附图。
本发明也可广义地说是本申请说明书中所称或指出的部件、元件和装置，单个地或汇集地，以及所述部件、元件或装置的任意二或多个任一或所有的组合，同时此处提及的特定的整合，已知该整合在本发明相关技术中为已知等效件，这类已知的等效件如果前面个别地提及就认为被包括在这里。
附图的简单描述
图1是用于从板材切割产品而提供的本发明的装备的透视和剖开的视图，
图2是成工作台形式的两个支撑装置和一个多头切割单元的平面视图，表示提供的穿过二支撑装置的切口的图型以便从板材切割正方块或长方块产品的例子，
图3是图2的多头切割单元经过二支撑装置中提供的槽运行路径的平面视图，
图4是如图2所示的多头切割单元与二支撑装置的透视图，
图5是二切割工作台的平面视图，
图6是本发明的设备的另一增大的透视图，未表示出板材，
图7是图6的增大的透视图，但其中板材设在支撑装置上，
图8说明准备开始切割由支撑装置支撑的板材的切割装置，其中X方向的运动由沿导轨的支撑装置提供，而Y方向的运动由切割头提供，
图9是一平面图，说明在第一切割阶段由切割装置切割的路径，
图10是图6的设备的透视图，其中此时为支撑工作台的第二支撑装置被带入到位于板材下面的关系，它刚好在板材在第二切割阶段切割之前和之中，
图11是图10的平面图，说明的是在第二阶段中由切割装置切割的路径，
图12说明支撑工作台从在板材底部缩回的状态，但从板材上切下的块已被除去并仍支撑在支撑工作台上，
图13是在完成整个切割过程之后说明从板材切割的产品及板材的废料部分的透视图。
本发明的详细描述
本发明允许通过使用线型切割装置诸如磨粒流体射流、激光、线火花腐蚀、光焰切割等，从板材切割一形状。参照图1，该板材1可以通过支撑装置2安装，该支撑装置至少当板材1经受切割装置的切割动作时提供对板材1的支撑。在此例子中支承是从板材的下面。最好是该支撑装置是基本上水平的同时从支撑装置的上方指向切割装置并引导其射流或火焰向下并进入包括水4的水充满的容器3中以分散射流5的能量。支撑装置2最好牢固地将板材1置于其上以便至少在切割材料的过程中它不相对于支撑装置移动。该板材1可以通过真空作用，磁力紧固或通过机械紧固装置等固定。也可使用其它的紧固装置。该支撑装置2包括一支撑板材的支撑区域，并且还有一至少与由切割装置7提供通过板材的切割相匹配的槽6，槽6设置成通过支撑装置2切割装置7相对于板材1(以及支撑装置2)移动并最好沿X、Y坐标移动。切割装置7的带角度的运行是在本发明的范围以内同时其实也可以使用极坐标移动。板材1的切口8是沿着一条对应于通过支撑装置2的槽6的线。该槽6在宽度上稍大于由切割装置7的射流提供穿过板材1的切口的宽度。这样，由于板材1的切割路径是与穿过支撑装置2提供的槽6相当的，所以支撑装置2不会被通过板材1和槽6的射流的作用而损坏。
为了从板材切割产品，在那里切割的产品的整个周边是处在板材1的边界以内，本发明采用多步骤的切割过程。在第一步骤中，要从板材切割的形状的周边的第一部分，是当板材由支撑装置在第一位置支撑时，通过由射流沿周边部分(不论1或多条分离的线)切割来形成的。在此第一位置，支撑装置2的槽6的延伸得与要由射流切割的形状的周边那部分相当。然后板材1被移到第二位置，于是在该第二位置坯料处在对应要从板材切割的形状的周边的其余部分槽的上面。在此后续位置，先前切割的形状的周边部分不需要与任何第二支撑区域的槽相当相配合。在最佳形式时仅提供二个切割步骤，第一步骤形成周边的第一部分的第一切口或数个切口，以及第二步骤限定后续的切口或者数个切口以确定要从坯料切割的形状的其余周边部分，应该理解多于二个切割步骤也可达到相同的结果。然而对应效率，二个切割步骤是足够的。
在最佳形式中在第一切割步骤之后坯料1实际上移到第二支撑装置，第二支撑装置是一提供槽的支撑工作台以便允许射流在从坯料切割形状的其余周边的过程当中从槽那里通过。
参照图2，它表示一种设有多槽的二支撑装置(2A-2B)的装置，以便通过使用作为一个单元9移动的4个切割装置7以从板材生产36个基本上正方形产品和12个矩形产品的总体。在图2中，未表示要安装的板材。但是在工作中，当在第一位置装置2A上安装板材后移动单元9以在Y方向切割板材。在图2和3中，表示由切割装置7的每一个在坯料中要形成4个Y方向切口。然后坯料被传送到支承工作台2B。当安装到支承工作台2B上时，切割装置7的每一个工作以便在X方向切割板材再在X方向制造4个切口每个X方向的切口与在第一切割过程中形成的切口交叉(最好成90°)，并因而从坯料分开9个基本上正方形的产品，其中在切割完成之后切割的产品保持由支撑工作台2B支撑着。
在沿X方向的4条线移动以切割中，每个切割装置7首先沿在Y方向延伸的送进器槽10前进。参照图3，表示由射流移动的路径，在那里，例如，在沿线移动以切割板材的过程中射流保持连续地工作。
参照图5，应该理解其它预定的形状诸如圆形可以从板材通过首先将板材放置在第一支撑装置2A上来切割同时对于2个切割装置7沿图示的曲线以切割如图示，之后板材可被移动并放置到支撑工作台2B上，再后二个切割装置7可在支撑装置2B上沿图示的二曲线切割以便因而完成要从坯料上切除的产品周边的切割。
对使用二个不同支撑装置的替换方案，板材可以再定位在同一支撑装置上，使用相同的槽。在如图5所示的例子中，可以使用支撑装置2A以从板材切割产品，其中的第一切割步骤该板材定位在基本沿此线要切割的曲线形状之上，同时其中板材在绕Z-Z转动之后继而再在第二切割步骤沿该曲线切割但是此时限定从板材要切割的形状的周边的其余部分。
通过遵循例如在图3或5或类似的所示切割的图型，支撑装置可以设计成这样，在切割过程中射流将不损坏支撑装置。在第一与第二切割步骤之间的预切衬底仍然将足够刚强，但在第一切割步骤之后，它能被传递以固定在第二位置(不管在相同的或不同的支撑装置上)为了最终的切割过程。
或者，在第一切割过程当中可由一支撑装置支撑板材，该支撑装置不一定必需在要被在板材中切割的线的下面提供槽，因为在第一切割过程当中提供的切口将不会从板材上取出任何产品。但是在切割过程当中设有对应配合槽的支承可以减少由切割装置传递到板材的振动。在最终的切割过程当中板材最好由支撑区域完全地支撑除去设有贯穿第二支撑区域的支撑装置的槽的位置处。
在图1-13中表示一种用于从板材切割离散产品的本发明的设备的另一选择的装置。在滑动的X轴上设置一第一支撑装置102A。该X轴在X方向相对于切割装置移动支撑装置。此运动最好是数字控制并能精确地控制板材在X方向相对于切割装置107的定位。该切割装置自身107在Y方向是可移动的以控制Y方向切割板材。提供支撑工作台102B以便也能在X方向移动但在Z方向也具有一运动分量。
在使用中板材被放置在第一支撑装置102A中如图7中所示。此第一支撑装置包括一单一的开口150，该开口设置在要被切割装置107在第一切割过程切割的区域的下面。该板材由支撑装置周边支撑同时最好通过定位销151安装在支撑装置上，该定位销通过板材中的孔延伸以便因而精确地和牢固地将板材与支撑装置定位。所示开口150为设置在支撑装置102a周边以内，可选择地，开口150可以是支撑装置的基本上矩形形式的一槽口并因此是一种限定其周边形状的部分的形式。
当在第一切割过程中切割板材时，可以限定例如如图9所示的路径。在此第一切割过程中提供在Y方向的精确切割并因而在X方向切割之间提供连续性，可以提供在X方向的板材的加速的切割。在第一切割过程以限定例如图9中所示的路径之后，不形成从板材的分离的元件，并因此板材仍保持整体，除去那些被切割装置沿切割路径已经切去的部分以外。
在准备第二切割过程中将支撑工作台102b移动到成为定位在板材的下面。但是板材仍保持，此外，由第一支撑装置102a支撑。支撑工作台102b仅自身定位到置于第一支撑装置102a的开口150的下面。该支撑工作台可以在X方向和Z方向移动以被相应定位。支撑工作台提供多个贯穿它的槽，该槽与在第二切割过程中要由切割装置切割穿过板材的路径是相对应配合的。要在第二切割过程切割的路径例如如图11所示，其中在X方向完成精确切割而在X方向切割之间移动的在Y方向完成加速的切割。在支撑装置中一个或多个槽基本上与在第二切割过程中由切割装置切割的一条或多条路径是相当的。要在第二切割过程中切割的路径例如如图11所示，其中在X方向完成精确切割而在X方向切割之间移动的在Y方向可以完成加速的切割。在支撑装置中的一或多个槽基本上与在第二切割过程中由切割装置切割的一条或多条路径是相当的。由于X方向的切割横穿在第一切割过程中完成的Y方向的切割，因此从板材切割分离的元件并如图12或图13所示，这些分离的元件基本上是正方形或矩形的。这些元件保持由支撑工作台102b向上地支撑。
对于第一和第二切割过程都在第一支撑装置上保持板材的优点是不需要进行向不同支撑装置的板材的传递。在板材仍保持相对于第一支撑装置的固定关系的同时，该支撑工作台仅自身定位以被依靠与第二支撑装置一起用于第二切割过程。使用如支撑销的这种定位装置的措施板材可以保持相对于切割装置的精确的定位因而确保可以提供切割的准确重复。