[发明专利]用于相对于激光加工机的激光束定向和定位工件的装置

说明书

涉及一种用于相对于激光加工机的激光束(3)定向和定位工件(4)的装置。装置具有装置基座(5)，接收要加工的工件(4)的工件定位装置(6)，以及具有至少三个轴线并且使工件定位装置(6)相对于装置基座(5)移动的移动装置(7)。移动装置(7)具有刚性本体(12)和第一旋转驱动器，第一旋转驱动器绕旋转轴B产生扭矩，并使刚性本体(12)相对于装置基座(5)绕旋转轴B旋转。刚性本体(12)配备有第一线性驱动器，线性驱动器使刚性本体(12)上的第一托架(13)沿轴线Xw移动。第一托架(13)配备有第二旋转驱动器(14)，第二旋转驱动器(14)绕着与旋转轴B不同的旋转轴C产生扭矩，并使工件定位装置(6)绕旋转轴C旋转。

本发明涉及一种用于相对于激光加工机的激光束定向和定位工件的装置。

利用短而密集的激光脉冲加工工件是已知的。高功率密度的激光辐射会导致工件表面的材料变热。根据功率密度，等离子可能会在工件表面形成。在此过程中，材料会从工件表面去除。这被称为激光烧蚀。

激光束和工件以限定的方式相对于彼此移动，以便以有针对性的方式在工件的限定部分内去除材料，并赋予工件表面特定的轮廓。该过程包括在工件上产生刀刃。它们也称为切削刃。

激光加工机配备有激光头，该激光头有针对性地将激光的脉冲激光束引导到工件上，并且在预定的脉冲轮廓内(如适用)将该激光束在工件的表面上移动。工件布置在用于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。

用于布置和定向工件的已知装置具有带有多个轴的移动装置。该运动相应地表现出多个自由度。为了执行运动，移动装置配备有多个平移和旋转驱动器。具有六个轴的移动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。

如果加工例如用于制造钻头或铣床的细长工件，并且根据其应用范围，工件的轴向长度很大，达数分米，则移动装置必须使工件定位装置和被夹紧的工件移动的距离相当大。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。

本发明的任务是，提供一种用于布置和定向工件的装置，该装置能够使具有较大轴向长度的工件相对于激光束运动，从而工件可以基本上在其整个表面上进行加工，而无需相关驱动装置的大加速度和大驱动力或扭矩。

该任务通过装置来解决。所述装置的特征在于，所述移动装置配备有具有旋转轴B的第一旋转驱动器，具有相对于所述旋转轴B 基本上呈径向的线性轴线Xw的第一线性驱动器，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。