一种工具机的测量头及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种工具机（1）的测量头（10），其包含用于将所述测量头连接到所述工具机的组件（5）的机械连接器（14）以及用于将所述加工头连接到流体源的流体连接器（17），由以下各项表征：流体出口（45、46），其可按压到工件上；其由流体压力测量装置（43）和/或流体流量测量装置（42）表征；所述流体出口包含密封部件（45），特别是在出口开口周围的用于建立与工件表面的气密性连接的弹性圈。

【技术实现步骤摘要】
本案是基于前述母案申请的分案申请，所述母案的申请日为2009年5月4日，申请号为200980116437.9，公布号为CN102015192A，名称为“加工头、激光加工工具、接收方法、测量头、测量方法”。
本专利技术涉及根据独立权利要求项的导言的加工头、包含所述加工头的激光加工工具、接收方法、测量头和测量方法。
技术介绍
激光加工工具用于不同目的。一方面，其可用于表面加工；另一方面，其还可用于大型工件的加工。在进行工件精加工的情况下，有可能通过激光束有意地在个别层上行进来产生精确界定的裸片。然而，也可以使用激光束来切割和/或钻孔和/或焊接组件。不同类型的用法需要不同的激光加工头。一方面，其光学特征可能不同，例如具有不同的光学模块，这些光学模块使通过加工头的激光具有不同的光学影响和评估。激光加工还包含略有些复杂的传感器系统，所述传感器系统能够(例如)接收和评估所发射的激光，而且还任选地接收和评估所反射的激光(由所述过程发射的光)。此外，光学和其它传感器可以提供于加工头中。加工头还可包括光学致动器技术，例如用于改变激光束的聚焦条件(任选地也在操作期间进行)的可调聚焦装置。还可提供光束导引器，用于以所需方式导引激光束穿过工件表面。此外，激光加工工具的加工头还可具有流体导引器。特定的气体可(例如)经由加工头导引到当前的加工位点，所述气体例如为钝化气体，例如氮气或惰性气体；或者反应性气体，例如氧气，等等。当更换加工头时，此操作是以下述方式执行:手动移除不再需要的加工头，并将新近需要的加工头同样手动连接到激光加工工具的系统的剩余部分。为此，特定地说，需建立机械连接，但还需建立光学连接、电连接以及(任选地)流体连接。图1示意性展示可以应用的激光加工工具I。参考标号2大体上表示外壳，所述外壳包含机械刚性机架2a以及(任选地)可封闭加工空间2c的门2b。3以及3a、3b和3c分别表示工具臂的组件。4 (4a、4b、4c)示意性代表允许工件9与加工头10之间的相对移动的移动轴杆。所述轴杆是驱动轴杆，且可包含多个平移轴杆和多个旋转轴杆。一些轴杆还可以双轴杆的形式提供。或者，可将移动轴杆提供于工件台与机架2a之间或机架2a与加工头10之间。一个或一个以上轴杆可以双轴杆形式存在。5表示在所述臂上的连接器，加工头10可连接到所述连接器。如前文所提到的，所述连接器包含用于建立机械连接以及(任选地)电连接、光学连接和流体连接的必要构件。6大体上表示供应构件，其向机器提供电能和控制信号以及激光，并任选地提供所需的气体。6a是指用于发送和接收信号的控制器。6b是指用于产生激光或将激光转送到加工头10的激光单元。6c是指流体源，例如加压空气源或另一气体(惰性气体、氮气、氧气等)源。这些参数(电能、电信号、激光、流体)都是从供应单元6经由示意性展示的导管8通过连接器5供应到激光头10，使得以适合的方式提供给激光头10。此外，所述机器包括普通传感器和致动器技术以及用于控制和操作所述机器的控制组件。特定地说，可在个别轴杆处提供位置传感器。所述个别轴杆可被自动驱动、电驱动或气动驱动。所述控制器可具有较为复杂的计算器，用于进行复杂的控制任务。迄今为止，当置换加工头时，都是通过对应的处理动作手动进行机械连接。随后，同样用手单独建立电连接和气动连接。激光连接可以与机械连接同时进行，因为机械连接常常也同时建立激光连接，尤其是在所需且必要的对准中。先前方法的缺点在于，加工头的置换相当麻烦而且耗时。特别是在加工操作会耗费较长时间的情况下，可能有必要维持原本将仅出于更换加工头的目的而不需要的人员。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种加工头和一种激光加工工具，其使得能够简单地更换加工头。通过独立权利要求项的特征来实现此目的。附属权利要求项涉及本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的加工头包含用于将加工头连接到激光加工工具的机械连接器，以及光路径连接器和/或电连接器和/或流体连接器。所提供的连接器经调适以使得通过使用这些连接器，可经由加工头整体与激光加工工具之间的一个或一个以上共同的相对移动进行必要的连接，即，特定地说，具有所需的或必要的刚度的机械连接，以及与所提供的其它连接器对应的光路径连接和/或电连接和/或流体连接。用于建立所有这些连接的相对移动是头组件的共同移动。因此，没有必要单独操作所述头的个别组件。也不必分别通过激光加工工具和对其进行连接的其组件来执行任何其它操作。所述连接是经由所述头组件相对于对其进行连接的加工工具的组件的共同的相对移动来进行。所述相对移动可包含平移移动和/或旋转移动。因此，加工头的连接器具有特定的设计和对准。加工工具具有以完全相反的匹配方式来设计和对准的连接器。加工头的更换可以下列方式自动发生:使加工臂接近加工工具的储存箱7，以便任选地首先存放不再需要的加工头10，且接下来当已经到达储存箱中的存放位置时，执行拆卸(且事先可能解锁)所必要的相对移动。随后，可使新的加工头接近储存箱7中的另一位置。通过执行必要的相对移动来进行与其的连接。接下来，可从储存箱7移除加工头10，并将其用于进一步加工。因此，本专利技术的方面是具有特定的连接器设计的上文描述的加工头10、具有与加工头10完全相反的机器连接器5设计的激光加工工具1、由加工头和加工工具构成的整体系统以及加工头更换方法。连接器设计可看作是接口。在机器与头处的匹配的加工连接器构成此在机器与头之间的接口。【附图说明】下文参看图式描述本专利技术的个别实施例，其中: 图1示意性展示激光加工工具， 图2示意性展示加工头， 图3A-D示意性展示加工头储存箱， 图4展示加工头,及 图5展示测量系统。【具体实施方式】在所述描述中，相同的参考标号表示相同的组件。预期本专利技术的特征可相互组合，即使此组合并未明确提到，但只要所述组合不会因技术原因而不可能实行。图2展示加工头10。11可同时分别表示加工头的纵轴以及激光束和激光束的光束路径。12是指光学单元，其特别包含可任选地例如用电致动的聚焦单元12a，可能包含任选的光束分光器12b和光学传感器12c。在此情况下，也可提供光束导引器(未图不)用于实现光束偏转。13是指用于控制并且还任选地测量流体流量的流体控制器。14a和14b表示机械连接器，其在此处被绘制成蘑菇形的销钉，但当然其也可呈不同形式，例如呈凹槽形式。所述机械连接器提供机械牢固的刚性机械连接，其被限定于其在加工头10与激光加工工具I的组件(特定地说，图1的机器连接器5)之间的位置中。15表示光路径连接器，其可基本上是允许激光通过的开口。此外，还可以提供可使辐射透过的窗口 18c，其实质上用于保护所述头的内部以防渗入污染物。16表示电连接器。其可具有许多个别触点。电能(供电电压、供电电流)可经由所述触点来引导，且驱动信号也可被引导到所述头内部的相应组件，且可从所述头中的传感器返回测量结果和其它信号。电连接器16可以是具有所需数目的触点的连接器。此数目可能相当大。光学系统12可包含与电连接器16的电连接，以便接收所需的信号并输出可能获得的信号。17表示一个或一个以上流体连接器。这些流体连接器可以是流体循环的前进的通路和返回的通路。然而，也有可能在所述前进的通路上导引多种不同的流体，所述通路的出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具机（1）的测量头（10），其包含用于将所述测量头连接到所述工具机的组件（5）的机械连接器（14）以及用于将所述加工头连接到流体源的流体连接器（17），由以下各项表征：流体出口（45、46），其可按压到工件上。

【技术特征摘要】
2008.05.06 DE 102008022210.01.一种工具机(I)的测量头(10)，其包含用于将所述测量头连接到所述工具机的组件(5)的机械连接器(14)以及用于将所述加工头连接到流体源的流体连接器(17)， 由以下各项表征: 流体出口(45、46)，其可按压到工件上。2.根据权利要求1所述的测量头，其由流体压力测量装置(43)和/或流体流量测量装置(42)表征。3.根据权利要求1或2所述的测量头，特征在于所述流体出口包含密封部件(45)，特别是在出口开口周围的用于建立与工件表面的气密性连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·沃格特，沃尔德曼·卡尔古斯，马丁·莱萨赫，
申请(专利权)人：邵尔激光技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE