專利名稱：用于輻射的傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳輸輻射的傳輸裝置。輻射在輻射源中產(chǎn)生且至少部分地由傳輸裝置傳輸?shù)皆O(shè)備(Aggregat)中。該設(shè)備是用于以涂覆材料涂覆工件表面的裝置的一部分。在此，這些工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成。此類裝置適于使用在木材加工，尤其家具業(yè)和組件業(yè)中。
背景技術(shù)：
輻射(尤其激光輻射)在加工過程中存在多方面的應(yīng)用可能，例如在切割、接合或打標(biāo)簽時。在木材加工中，激光輻射此外也被用于以涂覆材料涂覆工件表面。在該方法中， 激光輻射通過能量源來產(chǎn)生且緊接著被傳輸至作用區(qū)域。挑戰(zhàn)是設(shè)計成輻射從能量源至作用區(qū)域盡可能無損耗地傳輸且處于與環(huán)境密封閉合。通常，確保該傳輸?shù)难b置包括使輻射轉(zhuǎn)向的光學(xué)元件(例如鏡子)。然而，這種構(gòu)造具有如下缺點，即，較復(fù)雜。此外，它可僅在花費成本的情況下才與環(huán)境屏蔽。由此對于這種裝置產(chǎn)生較高的成本。只有這樣才可降低輻射流出的危險，輻射流出將導(dǎo)致這種裝置的環(huán)境的潛在危害。而這無論如何須被避免。此外，輻射通過光學(xué)系統(tǒng)的傳輸具有靈活性較小的缺點。這不僅適用于裝置對不同的加工任務(wù)的匹配，而且適用于在加工期間裝置的匹配。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于如此設(shè)計一種用于導(dǎo)引輻射的裝置，S卩，它有效地且在避免危害裝置環(huán)境的情況下進行。此外，該裝置應(yīng)提供或者開啟如下可能性，即，可匹配于變化的加工任務(wù)。該目的通過帶有權(quán)利要求1的特征的本發(fā)明來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利的設(shè)計方案由從屬權(quán)利要求得出。本發(fā)明基于如下思想，即，借助其可設(shè)計相對于輻射源能夠主動地和/或被動地移動的設(shè)備，在其中存在輻射的作用區(qū)域。為此發(fā)明了一種傳輸裝置，在其中導(dǎo)體(優(yōu)選地光波導(dǎo)體)確保了輻射傳輸?shù)皆撛O(shè)備中。通過該傳輸裝置的集成，該設(shè)備具有多方面的使用可能。該多樣性例如在于對該設(shè)備在涂覆過程期間所要求的運動范圍的匹配可能性。因此，傳輸裝置通過使用引導(dǎo)輻射的導(dǎo)體使得能夠在所要求的運動范圍較大的情況中使用(靜止式技術(shù))，就像關(guān)于可動性在僅少量要求的情況下(經(jīng)過式技術(shù))。因此，可能的是，不僅可處理帶有復(fù)雜的幾何形狀的工件而且可處理帶有簡單的幾何形狀的工件。在此，導(dǎo)體(優(yōu)選地光波導(dǎo)體)的使用使得幾乎無損耗的傳輸成為可能，并結(jié)合有較長的壽命和僅較少的維護成本。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，傳輸裝置具有關(guān)于該設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心位置固定的到導(dǎo)體中的引入點以及關(guān)于該設(shè)備位置固定的到該設(shè)備中的傳輸點。在此，優(yōu)選地至少一個屬于該設(shè)備的部件聯(lián)接到傳輸點處，該部件優(yōu)選地在幾何形狀、方向或強度上改變輻射。通過關(guān)于該設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心位置固定的引入點和關(guān)于該設(shè)備位置固定的傳輸點確保，在設(shè)備與輻射源之間的取向的每次改變可在引入點與傳輸點之間的區(qū)域內(nèi)被補償。反過來這導(dǎo)致，在輻射源與引入點之間以及在傳輸點與設(shè)備之間旋轉(zhuǎn)被避免，這例如在使用輸送的導(dǎo)體的情況下將導(dǎo)致不期望的扭矩負(fù)荷。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，在輻射源與引入點之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件。該連接元件例如可以是光波導(dǎo)體(尤其帶有光纖耦合件的光波導(dǎo)體)或其它的光學(xué)元件。后者可能在方向、幾何形狀或強度上改變輻射。此外，有利的是， 該連接元件實施成可松開和可固定的。在此，連接元件的可松開性和可固定性優(yōu)選地在不限制該過程的數(shù)量的情況下應(yīng)是可重復(fù)的。連接元件的這種實施形式具有如下優(yōu)點，即，該設(shè)備可利用傳輸裝置與輻射源解耦。這可能是必要的，以便例如更換損壞的設(shè)備和/或損壞的輻射源或消除缺陷。此外，連接元件的這種可重復(fù)的耦合和解耦以有利的方式開啟了使用匹配于不同加工任務(wù)的設(shè)備的可能性，且因此提高了裝置的加工深度。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方案中，在傳輸點與處于設(shè)備中的部件之間存在至少一個連接元件。該連接元件優(yōu)選地實施成光波導(dǎo)體(尤其帶有光纖耦合件的光波導(dǎo)體)或?qū)嵤┏善渌墓鈱W(xué)元件。在此，當(dāng)連接元件可被耦合和解耦時且當(dāng)該過程可任意經(jīng)常重復(fù)時，可認(rèn)為是有利的。這具有如下優(yōu)點，即，設(shè)備可與傳輸裝置和輻射源完全地解耦。因此， 例如可以以簡單的方式快速且成本有利地更換損壞的設(shè)備和/或損壞的輻射源且在不中斷涂覆過程的情況下進行維修。此外可能的是，通過更換設(shè)備使其匹配涂覆過程的相應(yīng)的要求且因此提高涂覆裝置的加工深度。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個特別優(yōu)選的設(shè)計方案中，傳輸裝置具有至少一個優(yōu)選地實施成盤的回轉(zhuǎn)元件⑴mlaufelement)，其中，至少一個回轉(zhuǎn)元件的中心與設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線或者旋轉(zhuǎn)中心一致。在此，回轉(zhuǎn)元件被處于引入點與傳輸點之間的導(dǎo)體至少部分地環(huán)繞。 導(dǎo)體環(huán)繞的范圍隨著設(shè)備相對于能量源旋轉(zhuǎn)的范圍改變?；剞D(zhuǎn)元件的使用具有如下優(yōu)點，S卩，通過限定的卷繞和退卷捕獲設(shè)備相對于能量源的旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)元件的中心與設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線相一致具有如下優(yōu)點，即，設(shè)備在涂覆過程期間的旋轉(zhuǎn)運動從全局坐標(biāo)系來看也僅作用為回轉(zhuǎn)元件上的旋轉(zhuǎn)。反過來，回轉(zhuǎn)元件的不處在設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線上的中心導(dǎo)致，從全局坐標(biāo)系來看在設(shè)備旋轉(zhuǎn)時將產(chǎn)生回轉(zhuǎn)元件的組合的平移和旋轉(zhuǎn)。這要求導(dǎo)體的較高的可動性，其至少部分地可能與增加的彎曲或甚至扭轉(zhuǎn)相聯(lián)系。然而，只要光波導(dǎo)體不被強烈地彎曲或扭轉(zhuǎn)，則它才使得輻射的無損耗的傳輸成為可能。此外，光波導(dǎo)體大多數(shù)由礦物玻璃或有機玻璃制成且因此在機械負(fù)荷下容易撕裂和折斷?；剞D(zhuǎn)元件的中心與設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸線相一致具有如下優(yōu)點，即，阻止通過彎曲產(chǎn)生的通過導(dǎo)體外側(cè)的能量損耗或?qū)w的撕裂以及折斷。因此避免就此而論伴隨有危害涂覆裝置的環(huán)境的情況。這又有助于提高工作安全性。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施形式中，至少兩個回轉(zhuǎn)元件可主動地或被動地彼此相向和背向移動。通過在設(shè)備的操作的過程中導(dǎo)體圍繞回轉(zhuǎn)元件的環(huán)繞的范圍，改變在引入點與傳輸點之間的有效的導(dǎo)體長度?？杀舜讼鄬σ苿拥幕剞D(zhuǎn)元件具有如下優(yōu)點，即，它補償有效的導(dǎo)體長度的變化且因此確保導(dǎo)體在傳輸裝置中的限定的卷繞路徑。在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的實施形式中，至少一個回轉(zhuǎn)元件具有至少兩個支承元件，其實施成可主動或被動地相對于回轉(zhuǎn)元件的中心移動。在此，導(dǎo)體至少部分地環(huán)繞被安裝在回轉(zhuǎn)元件處的支承元件。該實施形式尤其具有如下優(yōu)點，即，通過移動支承元件可匹配回轉(zhuǎn)元件的半徑。在此，該匹配優(yōu)選地依賴于該設(shè)備圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。因此， 唯一的這樣構(gòu)造的回轉(zhuǎn)元件可足以在設(shè)備運動時確保有效的導(dǎo)體長度的必要的匹配。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選的設(shè)計方案中，相對于該設(shè)備固定地或可轉(zhuǎn)動地支承有至少一個回轉(zhuǎn)元件。由此得出，根據(jù)實施形式可在卷繞過程期間產(chǎn)生在導(dǎo)體與回轉(zhuǎn)元件之間的相對運動。如果回轉(zhuǎn)元件被相對于該設(shè)備可轉(zhuǎn)動地支承，則導(dǎo)體與回轉(zhuǎn)元件之間的相對運動在卷繞期間被避免。如果回轉(zhuǎn)元件被相對于該設(shè)備固定地支承，則導(dǎo)體通過它在回轉(zhuǎn)元件和/或其支承元件上滑動來圍繞回轉(zhuǎn)元件卷繞。固定地支承的回轉(zhuǎn)元件具有結(jié)構(gòu)非常簡單的優(yōu)點，而可轉(zhuǎn)動地支承的回轉(zhuǎn)元件引起導(dǎo)體和其表面的更小的負(fù)荷。然而，可想象的是，在固定的回轉(zhuǎn)元件的情況下也可通過處于回轉(zhuǎn)元件上的滑面實現(xiàn)導(dǎo)體的保護。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，導(dǎo)體螺線形地或螺旋狀地環(huán)繞至少一個回轉(zhuǎn)元件。這具有如下優(yōu)點，即，導(dǎo)體在多次環(huán)繞回轉(zhuǎn)元件的情況下限定地卷繞且在卷繞過程期間不隨之產(chǎn)生導(dǎo)體的交叉。在本發(fā)明的另一實施形式中，設(shè)備可更換地實施到合適的容納部、尤其是軸單元 (Spindeleinheit)中。該設(shè)備通過容納部(尤其軸單元)的可更換性具有如下優(yōu)點，S卩，在裝置的維護、維修和改裝的情況中，這可簡單快速地且成本有利地執(zhí)行。此外，通過該有利的實施形式得出，在其功能范圍中不同的設(shè)備可被集成到涂覆裝置中，且因此可任意地擴大加工機器的功能范圍。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選的設(shè)計方案中，可借助輻射傳輸能量和/或信號。尤其地，信號在加工過程期間或者在加工過程之前或之后的附加的傳輸開啟了通過輻射控制設(shè)備的可能性。因此，可考慮的是，在幾何形狀、方向或強度上改變輻射的部件在其任務(wù)的實施形式中可被影響直至開通和關(guān)閉其相應(yīng)的功能。


圖1示意性地顯示了帶有設(shè)備和傳輸裝置的涂覆裝置。傳輸裝置包括回轉(zhuǎn)元件和四個可移動的支承元件。圖2示意性地顯示了帶有包括兩個回轉(zhuǎn)元件的傳輸裝置的設(shè)備。圖3示意性地顯示了由回轉(zhuǎn)元件和四個可移動的支承元件構(gòu)成的傳輸裝置。具體實施形式作為本發(fā)明的優(yōu)選的實施形式，涂覆裝置1在圖1中示意性地以俯視圖示出。涂覆裝置1用于以涂覆材料4涂覆工件3，例如在家具業(yè)和組件業(yè)的領(lǐng)域中。工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，盡管本發(fā)明不限于此。裝置1包括帶有傳輸裝置2的(涂覆)設(shè)備10。在圖2中，傳輸裝置2以兩個不同的旋轉(zhuǎn)位置示出。一方面在旋轉(zhuǎn)位置1中，且另一方面逆時針旋轉(zhuǎn)90°在旋轉(zhuǎn)位置2中。 在此，旋轉(zhuǎn)90°是純粹任意選擇的示例且可由任意的度數(shù)(也包括多次回轉(zhuǎn))來替代。在圖2中的實施形式中，引入點13關(guān)于設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心18位置固定。在引入點13之后跟隨有導(dǎo)體12，優(yōu)選地光波導(dǎo)體，其將引入點13與傳輸點14相連接。不同于引入點13，傳輸點 14關(guān)于設(shè)備10位置固定。在此，輻射至引入點13的通道可從每個任意的方向?qū)崿F(xiàn)。引入點13也不須處在圖2中示出的位置處，而是也可占據(jù)在設(shè)備10處的每個任意的其它的位置。同樣相應(yīng)地適用于傳輸點14。在引入點13之后，導(dǎo)體首先環(huán)繞第一回轉(zhuǎn)元件16，其中心(如前面另外所說明的那樣)有利地與設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)軸線18 —致。在此，回轉(zhuǎn)元件16可關(guān)于設(shè)備10被固定地或可轉(zhuǎn)動地支承。在圖2中的實施形式中，在設(shè)備10的相同的平面上相對而置地存在第二回轉(zhuǎn)元件16，其在第一回轉(zhuǎn)元件16之后被導(dǎo)體環(huán)繞。在此，第二回轉(zhuǎn)元件16相對地可在第一回轉(zhuǎn)元件16的方向上或反向上主動地或被動地移動。此外，可能在其旋轉(zhuǎn)的自由度中固定地或可動地支撐第二回轉(zhuǎn)元件16。在此，環(huán)繞兩個回轉(zhuǎn)元件16的導(dǎo)體12優(yōu)選地僅環(huán)繞迂回元件一次，以便避免光波導(dǎo)體的多次轉(zhuǎn)向。在圖2中處在旋轉(zhuǎn)位置2中的設(shè)備10說明了該實施形式的工作原理。相對設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心18位置固定的引入點13保持其位置。由于圍繞旋轉(zhuǎn)軸線18逆時針轉(zhuǎn)動90°， 導(dǎo)體12此時附加地環(huán)繞第一回轉(zhuǎn)元件16以四分之一圈。由于導(dǎo)體12繞回轉(zhuǎn)元件16的附加的環(huán)繞，有效的導(dǎo)體長度縮短，這通過在第一回轉(zhuǎn)元件16與第二回轉(zhuǎn)元件16之間的間距縮短圍繞回轉(zhuǎn)元件16轉(zhuǎn)動90°所對應(yīng)的弧長度來補償。在該實施形式中，限定的且同時可自由選擇的、導(dǎo)體12所環(huán)繞的半徑尤其是有利的。因此，通過彎曲半徑的由此可能的有目的的選擇，通過傳輸裝置可在傳輸輻射時阻止能量損耗或甚至阻止導(dǎo)體的損壞。圖3中的傳輸裝置的實施形式僅包括回轉(zhuǎn)元件16，在其上固定有總共四個支承元件17，其可在回轉(zhuǎn)元件16的中心的方向和反方向上移動。在此，圖3的示例性的實施形式同樣對于兩個不同的旋轉(zhuǎn)位置示出。一方面在開始位置(旋轉(zhuǎn)位置1)中，另一方面在圍繞設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)軸線逆時針旋轉(zhuǎn)180°之后。在此，導(dǎo)體12可在示出的回轉(zhuǎn)元件16上任意多次地環(huán)繞支承元件17，其中，回轉(zhuǎn)元件16的環(huán)繞優(yōu)選地跟隨螺線形的或螺旋狀的路徑。 然而，為了保持能量損耗盡可能少且使導(dǎo)體遭受盡可能少的彎曲，支承元件17優(yōu)選地盡可能少地被環(huán)繞。在圖3中示出的實施形式中，回轉(zhuǎn)元件16的中心優(yōu)選地處在設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)軸線18上。在旋轉(zhuǎn)180°之后，關(guān)于該設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心18位置固定的引入點13此外從全局坐標(biāo)系來看處在相同的位置處。與之相反，相對設(shè)備10位置固定的傳輸點14對應(yīng)于設(shè)備 10的經(jīng)執(zhí)行的旋轉(zhuǎn)改變其位置。導(dǎo)體12此時環(huán)繞支承元件17以附加的半圈。通過附加的半圈引起的有效導(dǎo)體長度的縮短通過支承元件17至中心15的運動(其引起回轉(zhuǎn)半徑的減小)來補償。該實施形式的優(yōu)點尤其在于其緊湊的結(jié)構(gòu)形式。支承元件17的移動優(yōu)選地結(jié)合該設(shè)備圍繞旋轉(zhuǎn)軸線18的旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)。此外，圖3中的實施形式具有如下優(yōu)點，即，通過緊湊的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造也使得設(shè)備10的多次旋轉(zhuǎn)成為可能。作為替代，在另一有利的實施形式中可能通過旋轉(zhuǎn)元件的錐狀的形狀來補償有效的導(dǎo)體長度的變化。錐直徑和因此錐周長通過錐的高度而改變。由此，通過設(shè)備旋轉(zhuǎn)引起的有效導(dǎo)體長度的改變可通過環(huán)繞的導(dǎo)體在錐高度上的主動和/或被動的定位來補償。原理上，存在在軸上可更換地實施設(shè)備10的可能性。同樣地，然而也可能將該設(shè)備作為永久的組成部分集成到裝置1中。
權(quán)利要求
1.一種用于涂覆工件的裝置(1)，所述工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，所述裝置⑴帶有用于產(chǎn)生輻射、優(yōu)選地激光光束的輻射源，和用于將涂覆材料施加到工件表面上的設(shè)備(10)，以及用于將所述輻射從所述輻射源傳輸至所述設(shè)備(10)的傳輸裝置0)，其特征在于，所述設(shè)備(10)相對于所述輻射源能夠主動地和/或被動地移動，且所述傳輸裝置具有導(dǎo)體(12)，優(yōu)選地光波導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳輸裝置( 布置在所述輻射源與所述設(shè)備(10)之間且具有關(guān)于所述設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心(18)位置固定的到所述導(dǎo)體(1 中的引入點(13)以及關(guān)于所述設(shè)備(10)位置固定的傳輸點(14)，優(yōu)選地至少一個屬于所述設(shè)備(10)的部件聯(lián)接到所述傳輸點(14)處，尤其在幾何形狀、方向或強度上改變所述輻射的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述輻射源與所述引入點(1 之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件，優(yōu)選地光波導(dǎo)體、尤其帶有光纖耦合件的光波導(dǎo)體，或其它的光學(xué)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，在所述傳輸點(14)與處于所述設(shè)備 (10)中的部件之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件，優(yōu)選地光波導(dǎo)體、尤其帶有光纖耦合件的光波導(dǎo)體，或其它的光學(xué)元件。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳輸裝置(2)包括至少一個優(yōu)選地實施成盤或錐體的回轉(zhuǎn)元件(16)，其中，至少一個回轉(zhuǎn)元件(16)的中心(15)與所述設(shè)備(10)的旋轉(zhuǎn)中心(18) —致且至少一個回轉(zhuǎn)元件(16)被所述導(dǎo)體(1 至少環(huán)繞一次。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，至少兩個回轉(zhuǎn)元件(16)能夠主動地或被動地彼此相向和背向相對移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求5-6中任一項所述的裝置，其特征在于，在至少一個回轉(zhuǎn)元件(16)中集成有至少兩個支承元件(17)，其能夠主動地或被動地相對于所述回轉(zhuǎn)元件(16)的中心 (15)移動且所述導(dǎo)體(1 通過所述支承元件(17)環(huán)繞所述回轉(zhuǎn)元件(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個回轉(zhuǎn)元件(16)相對于所述設(shè)備(10)被固定地或可轉(zhuǎn)動地支承。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)體(1 螺線形地或螺旋狀地環(huán)繞至少一個回轉(zhuǎn)元件(16)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述設(shè)備(10)可更換地實施到合適的容納部、尤其軸單元中。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，利用所述輻射傳輸能量和/ 或信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于涂覆工件的裝置(1)，工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，裝置(1)帶有用于產(chǎn)生輻射、優(yōu)選地激光光束的輻射源。此外，該裝置包括用于將涂覆材料施加在工件表面上的設(shè)備(10)以及用于將輻射從輻射源傳輸至該設(shè)備的傳輸裝置(2)。根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于，設(shè)備(10)相對于輻射源可主動地和/或被動地移動且傳輸裝置具有導(dǎo)體(12)，優(yōu)選地光波導(dǎo)體。
文檔編號B23K26/04GK102371432SQ20111025704
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者A·佩特拉克, J·施密德 申請人:豪邁木加工系統(tǒng)股份公司