用于相对于激光加工机的激光束定向和定位工件的装置转让专利
申请号 : CN201880053912.1
文献号 : CN111032279B
文献日 : 2021-09-17
发明人 : C·克鲁姆 , P·沙恩伯格 , J·卡诺萨 , M·A·弗雷迪
申请人 : 瑞士路劳曼迪有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于相对于激光加工机的激光束定向和定位工件(4)的装置,所述装置包括:装置基座(5);
工件定位装置(6),所述工件定位装置(6)能够接收要加工的工件(4);
移动装置(7),所述移动装置(7)具有至少三个轴线并且能够使所述工件定位装置(6)能够相对于所述装置基座(5)移动;
所述移动装置(7)具有刚性本体(12)和第一旋转驱动器,所述第一旋转驱动器能够绕旋转轴B产生扭矩并能够驱动所述刚性本体(12)相对于所述装置基座(5)绕旋转轴B旋转,借此所述刚性本体(12)从旋转轴B径向向外突出;
所述刚性本体(12)上设置有第一线性驱动器,所述第一线性驱动器沿相对于旋转轴B径向延伸的轴线Xw产生线性驱动力,从而使第一托架(13)在所述刚性本体(12)上沿轴线Xw移动;
所述第一托架(13)上设置有第二旋转驱动器(14),所述第二旋转驱动器(14)能够绕着与旋转轴B不同的旋转轴C产生扭矩,并驱动所述工件定位装置(6)绕旋转轴C旋转。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,旋转轴C在垂直于旋转轴B的平面上延伸。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,旋转轴C平行于轴线Xw。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述刚性本体(12)采取杠杆的形式。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述刚性本体(12)配备有导轨,所述第一托架(13)沿所述导轨引导。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述移动装置(7)具有第二线性驱动器,所述第二线性驱动器沿线性轴线Z产生驱动力并使第二托架(8)相对于所述装置基座(5)沿轴线Z移动。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述移动装置(7)具有第三线性驱动器,第三线性驱动器沿线性轴线Y产生驱动力并使第三托架(9)相对于第二托架(8)沿轴线Y移动,轴线Y与轴线Z不同。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述移动装置(7)具有第四线性驱动器,第四线性驱动器沿线性轴线X产生驱动力并使第四托架(10)相对于第三托架沿轴线X移动,轴线X不同于轴线Z和轴线Y。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,轴线X、轴线Y和轴线Z彼此垂直。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,第一旋转驱动器(11)设置在第四托架(10)上。
11.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,旋转轴B基本上平行于轴线X、轴线Y或轴线Z。
12.根据以上权利要求中任意一项所述的装置,其特征在于,所有轴线上的驱动器由CNC控制。
说明书 :
用于相对于激光加工机的激光束定向和定位工件的装置
件表面去除。这被称为激光烧蚀。
为切削刃。
定向和定位的装置中,在机床的情况下,该装置也称为夹紧装置。该装置配备有装置基座、
工件定位装置和移动装置。装置基座布置在固定位置。装置基座可以是激光加工机的机器
基座的一部分。工件定位装置拾取并紧紧夹紧工件,从而在加工工件时工件相对于工件定
位装置的位置不会改变。移动装置确保了工件定位装置相对于装置基座的移动。由于激光
加工机的激光头通常布置在相对于装置基座的固定位置,因此移动装置还确保一方面的激
光头与另一方面的工件定位装置之间的相对运动。因此,被夹持在工件定位装置中的工件
相对于由激光头产生的激光束移动。由移动装置触发的相对运动意味着,工件可以在其整
个表面上加工,除非工件表面被工件定位装置覆盖。在加工过程中,工件的表面以各种角度
靠着激光束定向。
装置通常具有三个平移驱动器和三个旋转驱动器,平移驱动器沿轴线X、轴线Y和轴线Z产生
线性驱动力,旋转驱动器分别绕 DX轴、DY轴和DZ轴产生扭矩。平移驱动器也称为线性驱动
器。少于六个轴的移动装置具有相应较少的平移或旋转驱动器。为了使驱动器的运动相互
协调,通过公共控制单元控制驱动器。驱动器通常由CNC控制。
大。尤其是,各个平移驱动器和旋转驱动器会很远地移动分配给它们的托架、支架或其他从
动部件。当距离很大时,通常需要很大的加速度。但是,较大的加速度是一个缺点,因为它需
要驱动器产生较大的驱动力或扭矩。
需相关驱动装置的大加速度和大驱动力或扭矩。
器,以及具有与旋转轴B不同的旋转轴C的第二旋转驱动器。所述移动装置具有刚性本体。所
述第一旋转驱动器以其扭矩驱动所述刚性本体相对于装置基座绕所述旋转轴B旋转,由此,
所述刚性本体从所述旋转轴B径向向外突出。所述第一线性驱动器布置在所述刚性本体上。
所述第一线性驱动器沿相对于旋转轴B径向延伸的轴线 Xw产生线性驱动力,从而使第一托
架沿轴线Xw在刚性本体的表面上移动。所述第二旋转驱动器布置在所述第一托架上。所述
第二旋转驱动器以其扭矩驱动所述工件定位装置绕所述旋转轴C相对于所述装置基座旋
转。
转驱动器上,使得所述工件安装轴与所述旋转轴C同轴线地延伸。如果工件的工件纵轴线与
工件定位装置中的工件安装轴同轴地布置,则第二旋转驱动器可确保工件绕其纵轴线旋
转。
延伸。在这种情况下,被夹持在工件定位装置中的工件可以沿着其纵轴线移动。这同样适用
于轴向伸长率高达数分米的工件。以这种方式,仅通过沿着线性轴线Xw并围绕旋转轴C的运
动就可以使工件的整个表面相对于激光束定向,从而可以用激光加工整个表面。围绕旋转
轴B的旋转还确保了工件相对于激光束以各种角度定向。
托架,以及通过第二旋转驱动器移动的定位装置,也是如此。分配给第一线性驱动器和第二
旋转驱动器的组件的调节路径很短。因此,根据本发明的装置不需要很大的加速度,也不需
要很大的力或扭矩。
所述旋转轴B延伸。
所述托架。所述杠杆可以采取细长臂的形式。
动受到支撑。
第一旋转驱动器优选地直接或间接地布置在第二托架上,使得第一旋转驱动器、第一线性
驱动器、第二旋转驱动器和定位装置的组合可沿着轴线Z相对于装置基座并因此相对于激
光束移位。轴线Z优选平行于激光加工机的激光束的光束轴延伸。第二线性驱动器可以布置
在机器基座上。但是,也可以将第二线性电动机布置在第二托架上。第二线性驱动器也可以
采用线性电动机的形式,其中定子连接到装置基座,转子连接到第二托架。
轴线Y与轴线Z不同。因此,第三托架也沿轴线Y 相对于装置基座移动。第三线性驱动器可以
布置在第二托架上。可替代地,第三线性驱动器可以布置在第三托架上。第三线性驱动器也
可以采用线性电机的形式,其中定子连接到第二托架,转子连接到第三托架,反之亦然。
轴线X不同于轴线Z和轴线Y。第一旋转驱动器优选地布置在第四托架上,使得第一旋转驱动
器、第一线性驱动器、第二旋转驱动器和定位装置的组合可沿着轴线Z、轴线Y和轴线X相对
于装置基座并因此相对于激光束移位。在这种情况下,移动装置的运动表现出四个平移自
由度和两个旋转自由度。该运动沿四个线性轴线Z、Y、X和Xw以及两个旋转轴B和C进行。第四
线性驱动器可以布置在第三托架上。替代地,第四线性驱动器可以布置在第四托架上。第四
线性驱动器也可以采用线性电动机的形式,其中定子连接到第三托架,转子连接到第四托
架,反之亦然。
向,以便在工件的表面上产生期望的轮廓。
附图说明
具体实施方式
定方式布置的装置基座5、拾取并夹紧工件 4的工件定位装置6,以及移动装置7。移动装置
使工件定位装置6相对于装置基座5绕着两个旋转轴B和C并能够沿着四个线性轴线Xw、X、Y
和Z移动。在图中未示出的第二线性驱动器使第二托架8相对于装置基座沿Z轴线前后移动。
图中未示出的第三线性驱动器使第三托架9相对于第二托架8沿Y轴线前后移动。图中未示
出的第四线性驱动器使第四托架10相对于第三托架9沿X轴线前后移动。在第四托架10上布
置有第一旋转驱动器11,第一旋转驱动器11绕着平行于Y轴线并垂直于X轴线和Z轴线的B轴
线产生扭矩。在图中未示出的第一旋转驱动器11的驱动轴不可旋转地连接到具有单臂杠杆
形式的刚性本体12。刚性本体12从旋转轴B径向向外突出。驱动轴将第一旋转驱动器11的扭
矩传递到刚性本体12,从而确保了刚性本体12 绕旋转轴B旋转。刚性本体12上布置有未在
图中示出的第一线性驱动器,该第一线性驱动器沿线性轴线Xw产生线性驱动力并使第一托
架13沿Xw轴线前后移动。Xw轴线在相对于旋转轴B的径向方向上延伸。Xw轴线在垂直于旋转
轴B的平面上延伸。第二旋转驱动器14布置在第一托架13上。第二旋转驱动器14围绕旋转轴
C产生转矩。旋转轴C平行于线性轴线Xw。旋转轴线在垂直于旋转轴B的平面上延伸。第二旋
转驱动器使工件定位装置6旋转,从而使容纳在工件定位装置6中的工件4绕旋转轴C旋转。
线性驱动器和第二托架8的移动来调节。
加工。
其面向工件定位装置6的一端进行激光加工。
在该距离上要用激光束3加工工件表面。从根据图11的俯视图以及图1至图6的装置1的图示
中还可以明显看出,工件4围绕旋转轴C的旋转以及沿线性轴线Xw的平移可以使工件4的表
面在沿轴线Xw的位移路径预先定义的距离上对准激光束3,从而可以加工工件4 的整个表
面。
的刚性本体12。在图7和9中,第一托架13的位置与旋转轴B的距离最大。但是,在图8和图10
中,第一托架13 的位置更靠近旋转轴B。这些图示表明,工件4的表面和激光束3之间的角度
可以通过刚性本体12围绕旋转轴B的旋转进行调整。
距离的平移,使工件4平行于工件纵轴线对准激光束。但是,根据图7至10的刚性本体12的位
置表明,如果工件4 围绕旋转轴B旋转,则不再可能单独通过轴线X平行于纵轴线对工件进
行一定距离的调整。在此,沿线性轴线Xw的平移大大简化了操作。
基本切向位置或中心和径向位置或在它们之间的位置与工件4的表面相遇。
显示。