一种激光束机器，其具有用于将激光束发射到待处理的工件上的激光头（3），以及用于使所述激光头（3）物理地运动的运动单元（1、2、9），所述运动单元具有线性运动的机器门架（1）和横向滑架（2），该横向滑架被保持成能够使其在所述机器门架上以横向方式运动，其中，带有最小允许弯曲半径的柔性纤维线缆（10）在上激光头端上的进入点处进入以便传送激光束，并且其中，提供线缆引导系统（12、13）以便至少在其长度的一部分上引导所述纤维线缆（10）。为了提供起源于上文的激光束机器，在该激光束机器中，在纤维线缆（10）不承受过度负载的情况下，激光头（3）的倾斜位置也是可行的，本发明专利技术提出所述线缆引导系统（12、13）具有偏转单元（13），该偏转单元装配于所述激光头（3）并且预先规定挠曲的刚性偏转弧，该偏转弧在所述进入点上方延伸并且紧密毗邻所述进入点，并且借助于该偏转弧，所述纤维线缆（10）被引导到所述进入点，并且该偏转弧的半径大于所述纤维线缆（10）的最小允许弯曲半径。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及激光束机器，包括：·用于将激光束发射到待处理工件上的激光头，·用于使激光头空间地运动的运动单元，该运动单元具有线性运动的机器门架（portal），横向滑架（carriage）保持在该机器门架上使得能够使其以横向方示运动，并且激光头安装在该机器门架上，·带有最小允许弯曲半径的柔性纤维线缆，其将激光束传送到激光头并且因而在上激光头端上的进入点处进入，以及·用于至少在其长度的一部分上引导纤维线缆的线缆引导系统。通过使用激光束机器进行热处理用于工件的自动分离、焊接、拆卸、压型、硬化或标记。在此使激光束相对于待处理工件的表面运动。
技术介绍
激光束机器具有用于生成激光束的激光源以及激光头。激光束从激光源被供应到所述头部并且被引导到待处理的工件上。激光头的外壳保护性地容纳了集中激光束所需的部件。激光头和工件之间的相对运动通常被实现为，激光头作为运动单元能够沿所有空间方向运动，使得在工件的处理期间，以受控方式循沿存储在机器控制中的图案。呈气体激光器、光纤激光器、碟片激光器和二极管激光器形式的高功率激光器被用作激光源，其中，圆形极化或未极化激光辐射主要用于避免轮廓切割期间吸收行为的任何方向性依赖。在工业生产中，尤其是二氧化碳气体激光器（CO2激光器）、掺钕钇铝石榴石激光器（Nd：YAG激光器）和最近的掺镱石英玻璃振荡器通常被用作碟片激光器或呈光纤形式（镱激光器）。镜系统或呈柔性光纤形式的光学波导适于将激光束传送到激光头；纤维光学一般能够比镜系统更容易地操作。在此在单个光学纤维内或者在组合成束的多个光学纤维中将激光束引导到激光头。在下文中，术语“光学纤维”或者“纤维线缆”指的是单个纤维和一束光学纤维二者。纤维线缆固定在激光头的上端处，并且遵循其横向运动和竖直运动。纤维线缆因此铺设成使得其能够遵循激光头的整个潜在运动路径而不会达不到预定的最小弯曲半径（这将导致纤维线缆的破损）。在小处理区域或低激光功率的情况下，标准线缆悬挂件适用于保持纤维线缆。这里可以提供用于机械保护纤维线缆和用于遵守许用弯曲半径的额外的罩（cover）。这样的罩比如从DE 39 06 571 A1中已知。然而，在高速切割操作中，可以产生机械振动和大的离心力。这些可以不利地影响光束品质并且甚至导致纤维线缆的破损，从而激光离开进入环境内。为了降低这种风险，DE 196 07 327 B4提出根据上述类型的激光束机器。这种机器包括用于生成激光束的激光源、用于热处理工件的激光头，以及用于将激光束传送到激光头的纤维线缆。运动单元用于使激光头在工件表面上方的水平平面中运动并且调节其距工件的竖直距离。为了执行水平运动，运动单元包括关于双向连续位移运动学的线性引导系统，该系统允许激光头沿两个位移轴线的平移位移，其中所述两个位移轴线彼此正交并且如带有横向滑架的活动机器门架那样以标准方式就构造设计。纤维线缆沿整个线性引导系统延伸直到上激光头端处的进入点，并且以足够大的自由弧被供应到所述点。在特别变形集中的长度区段，其由以U形铺设的变形限制的、柔性保护鞘围绕。变形集中的长度区段包括从静止点到活动机器门架以及从这里到活动横向滑架的过渡段。在激光头的平移运动期间，U形保护鞘的腿部的长度变化，而不是U形的半径变化，使得在激光头的运动期间，也遵从引导到其中的纤维线缆的最小弯曲半径。其他控制、数据和供应线能够装纳在保护鞘内，其也被称为线缆拖链或者能量链。DE 10 2010 004 193 A1描述了一种用于使用激光束在电路板上热连接电子或机械部件的装置。电路板定位在活动平面工作台上，激光发生器设置在该工作台附近并且激光束的偏转光学器件布置于该工作台上。借助于柔性光学波导将激光束从激光发生器引导到准直器，该准直器设置在偏转光学器件的正前方。激光束由准直器平行地对齐并且被引导到基底上。光学波导遵循偏转光学器件在平面工作台上的运动，并且以环圈（loop）形式铺设在线缆拖链中。US 2010/0147810 A1公开了一种CNC激光束机器，其带有用于发射激光束的激光头和用于激光头的空间运动并且使机器门架和横向滑架线性地运动的运动单元。激光束通过纤维-激光发生器（光纤激光器）生成。光纤激光器被封罩在塑料保护罩内并且在具有预定的最小曲率半径的能量链内被引导。塑料保护罩在此被固定在能量链的开始处和终止处，以避免纤维激光散逸到能量链外。
技术实现思路
技术目标激光束机器能够以柔性方式使用并且例如适于要求不仅激光束沿正交方向被引导到工件表面上，而且还要求用偏斜照射的激光束进行处理的纤维切割。这里可能需要激光头能够相对于竖直倾斜，这需要纤维线缆上具有弯曲或扭转负载。本专利技术的目的在于，提供一种激光束机器，其中，在纤维线缆不过度加载的情况下激光头的倾斜位置也是可行的。本专利技术的大体描述源于上述类型的激光束机器的这种目的根据本专利技术被实现，其中线缆引导系统具有偏转单元，该偏转单元安装在激光头上并且预先确定机械偏转弓（mechanical deflection bow），该机械偏转弓在进入点上方延伸并且紧密毗邻进入点，并且借助于该机械偏转弓，纤维线缆被引导至进入点，并且该机械偏转弓的半径大于纤维线缆的最小允许弯曲半径。根据本专利技术，偏转单元（经由其将纤维线缆引导至激光头）固定到激光束机器的激光头。由于这种固定，偏转单元也执行激光头在空间内的所有运动，特别是也相对于竖直倾斜。延伸到上激光头端处的进入点的纤维线缆弧在此由机械刚性偏转弓固定地预先确定。纤维线缆弧因此并非如已知激光束机器中那样由线缆在空间内的自由弧形成而形成，而是该弧被机械地预先确定并且不随时间变化。相对于从现有技术中已知的自由“动态弧”，在下文中这种纤维线缆弧也被称为“静态弧”或者“支撑弧”。静态弧具有下列优点：·使纤维线缆的位置机械地稳定直到激光头的进入点。特别地发生在带有快速方向改变的切割操作中的离心力不涉及纤维线缆并且仅由偏转单元去除。·由机械刚性偏转弓预先确定的弯曲半径能够比在形成自由动态弧的情况下必须容许的纤维线缆的弯曲半径小得多。更小的弯曲半径更狭小、需要更小的空间并且因此允许更紧凑的结构。具体地，相比于具有更大延伸的自由弧，在激光头方向改变或旋转时其承受更小的离心加速度。运动单元包括机器门架，该机器门架能够沿工作台的纵向方向运动。门架状结构的特征在于高度的机械稳定性并且允许在其上安装有激光头的横向滑架沿横向方向（垂直于纵向方向）运动。因此，借助于运动单元，能够使激光头在工作台的整个区域上方运动。偏转单元直接地或经由一个或多个中间元件间接地紧固到激光头。其包括偏转弓，该偏转弓至少部分地在纤维线缆的进入点上方延伸进入激光头内并且因而在进入点处紧密地毗邻竖直，使得纤维线缆在离开偏转弓时以笔直延伸或最好带有小弯曲地触碰到激光头进入点上。为此目的，偏转弓优选地相对于激光头设计和设置成使得纤维线缆在远离激光头的接触点处触碰到偏转弓上并且在接近激光头的接触点处从偏转弓向下延伸到进入点。将纤维线缆从下方供应到偏转弓、在偏转弓上方引导并且使其在偏转弓靠近激光头的一侧处以近乎直线地或至多带有向进入点的轻微弯曲的方式向下通过。偏转弓在此设置成尽可能靠近激光头的纵轴线并且因而确保短的横向延伸，这在偏转单元的给定弯曲半径下尽可能小（=小的横向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光束发射机器，包括：·用于将激光束发射到待处理的工件上的激光头（3），·用于使所述激光头（3）空间地运动的运动单元（1、2、9），所述运动单元具有线性运动的机器门架（1），横向滑架（2）保持在所述机器门架（1）上使得能够使所述横向滑架（2）以横向方式运动，并且所述激光头（3）安装在所述横向滑架（2）上，·带有最小允许弯曲半径的柔性纤维线缆（10），其将所述激光束传送到所述激光头（3）并且因而在上激光头端上的进入点（35）处进入，以及·用于至少在所述纤维线缆（10）的长度的一部分上引导所述纤维线缆（10）的线缆引导系统（12、13），其特征在于，所述线缆引导系统（12、13）具有偏转单元（13），所述偏转单元（13）安装在所述激光头（3）上，并且预先确定刚性偏转弓（133），所述刚性偏转弓（133）在所述进入点（35）上方延伸并且紧密地毗邻所述进入点（35），并且所述纤维线缆（10）借助于所述刚性偏转弓（133）被引导到所述进入点（35），并且所述偏转弓（133）的半径大于所述纤维线缆（10）的所述最小允许弯曲半径。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 DE 102013113912.4;2014.03.06 DE 10201411.一种激光束发射机器，包括：·用于将激光束发射到待处理的工件上的激光头（3），·用于使所述激光头（3）空间地运动的运动单元（1、2、9），所述运动单元具有线性运动的机器门架（1），横向滑架（2）保持在所述机器门架（1）上使得能够使所述横向滑架（2）以横向方式运动，并且所述激光头（3）安装在所述横向滑架（2）上，·带有最小允许弯曲半径的柔性纤维线缆（10），其将所述激光束传送到所述激光头（3）并且因而在上激光头端上的进入点（35）处进入，以及·用于至少在所述纤维线缆（10）的长度的一部分上引导所述纤维线缆（10）的线缆引导系统（12、13），其特征在于，所述线缆引导系统（12、13）具有偏转单元（13），所述偏转单元（13）安装在所述激光头（3）上，并且预先确定刚性偏转弓（133），所述刚性偏转弓（133）在所述进入点（35）上方延伸并且紧密地毗邻所述进入点（35），并且所述纤维线缆（10）借助于所述刚性偏转弓（133）被引导到所述进入点（35），并且所述偏转弓（133）的半径大于所述纤维线缆（10）的所述最小允许弯曲半径。2.根据权利要求1所述的激光束机器，其特征在于，所述纤维线缆（10）在远离所述激光头的接触点（134）处触碰到所述偏转弓（133）上并且在靠近所述激光头的接触点（136）处从所述偏转弓（133）向下延伸到所述进入点...
【专利技术属性】
技术研发人员：T沃尔夫，R施勒德，T丁茨科费尔，I格勒，
申请(专利权)人：梅塞尔切割系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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