用于借助于轉(zhuǎn)矩馬達(dá)使激光加工頭旋轉(zhuǎn)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使至少一個(gè)激光加工頭繞著至少一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的裝置，其具有兩個(gè)同軸地彼此套到一起的管，所述管能繞著形成C軸的共同的管軸旋轉(zhuǎn)地支承，并且所述裝置具有用于使兩個(gè)管繞著共同的管軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，激光束經(jīng)過內(nèi)管傳導(dǎo)到激光加工頭。
【背景技術(shù)】
[0002]公知了一種激光加工機(jī)器、例如TruLaser Cell 7000/8000，所述激光加工機(jī)器的激光加工頭具有三個(gè)線性軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)軸是彼此垂直的B和C軸。所屬的B和C軸聯(lián)合機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)分別通過B和C傳動(dòng)裝置將扭矩經(jīng)過兩個(gè)同軸地彼此套到一起的B和C管傳遞到激光加工頭。外部的C管使激光加工頭繞著C軸旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)部的B管通過角度傳動(dòng)裝置、例如錐齒輪傳動(dòng)裝置使激光加工頭的連接管繞著B軸旋轉(zhuǎn)。
[0003]然而對(duì)于具有所述軸聯(lián)合機(jī)構(gòu)的獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、傳動(dòng)裝置和兩個(gè)彼此套到一起的B和C管的所述兩個(gè)B和C軸聯(lián)合機(jī)構(gòu)而言彼此需要大量昂貴的工藝部件用于管的支承、電纜導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)裝置的分配。所述多個(gè)工藝部件導(dǎo)致大的質(zhì)量并且阻礙了更加緊湊的結(jié)構(gòu)形式，所述大的質(zhì)量降低了三個(gè)線性軸中的動(dòng)力特性。所述質(zhì)量在TruLaser Cell7000/8000中起重要作用，因?yàn)锽-C傳動(dòng)裝置位于頂尖套筒中并且通過線性軸運(yùn)動(dòng)。待運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量影響動(dòng)力特性和線性軸的所需的驅(qū)動(dòng)功率，并且因此影響激光加工機(jī)器的加工速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]與此相對(duì)，本發(fā)明的目的在于，在前述類型的裝置中減少昂貴的工藝部件的數(shù)量、節(jié)省質(zhì)量并且實(shí)現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過以下方式實(shí)現(xiàn)，即兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)矩馬達(dá)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)具有兩個(gè)能旋轉(zhuǎn)地支承在共同的定子殼體中的、軸向間隔開的轉(zhuǎn)子和兩個(gè)布置在定子殼體中的、軸向間隔開的磁線圈。優(yōu)選地，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)造為內(nèi)轉(zhuǎn)子，并且定子殼體構(gòu)造為外定子殼體。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提出具有定子殼體的直接驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩馬達(dá)和兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子(電樞)。轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了大的加速度并且導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的高的動(dòng)力特性。兩個(gè)獨(dú)立的磁線圈位于定子殼體中，所述磁線圈彼此獨(dú)立地激發(fā)所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)。因此，兩個(gè)轉(zhuǎn)矩馬達(dá)安置在共同的定子殼體中，由此取消了昂貴的工藝部件。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以更緊湊地并且節(jié)省空間地構(gòu)造，并且顯著地減少了安裝成本。根據(jù)本發(fā)明的裝置的減少的質(zhì)量改善了動(dòng)力特性、線性軸的所需的驅(qū)動(dòng)功率并且因此激光加工機(jī)器的加工速度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明也可以考慮下述裝置，在所述裝置中，兩個(gè)同軸地彼此套到一起的管在其相對(duì)布置的端部上例如與兩個(gè)激光加工頭連接。
[0008]優(yōu)選地設(shè)置用于使激光加工頭繞著兩個(gè)成直角的B和C軸旋轉(zhuǎn)的裝置。為此，例如用于固定激光加工頭的連接管能繞著B軸旋轉(zhuǎn)地支承在外管中，并且角度傳動(dòng)裝置設(shè)置在內(nèi)管和連接管之間。
[0009]也可以考慮這樣一種裝置，在所述裝置中，所述兩個(gè)同軸地彼此套到一起的B和C管在其相對(duì)布置的端部上例如與兩個(gè)激光加工頭連接。則通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置使所述兩個(gè)管繞著共同的管軸旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置由轉(zhuǎn)矩馬達(dá)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)具有兩個(gè)能旋轉(zhuǎn)地支承在共同的定子殼體中的、軸向間隔開的轉(zhuǎn)子和兩個(gè)布置在定子殼體中的、軸向間隔開的磁線圈。所述兩個(gè)B和C管則可以通過一個(gè)或多個(gè)傳動(dòng)裝置、例如角度傳動(dòng)裝置使這個(gè)或這些激光加工頭繞著例如垂直于管軸的軸旋轉(zhuǎn)。
[0010]優(yōu)選地，兩個(gè)磁線圈的電纜設(shè)置在轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的相同的軸向的端面上或從轉(zhuǎn)矩馬達(dá)中被引導(dǎo)出，其中，一個(gè)磁線圈的電纜被引導(dǎo)經(jīng)過另一個(gè)磁線圈。
[0011]有利地，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)子的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)自身的測(cè)量系統(tǒng)用于確定其相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置，其中，所述兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)可以布置在轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的不同的端面上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的裝置適用于使每種類型的機(jī)床的加工頭旋轉(zhuǎn)、而特別是適用于使激光加工機(jī)器的激光加工頭旋轉(zhuǎn)。在后者所述的情況中，激光束可以經(jīng)過內(nèi)管、布置在外管中的鏡子和構(gòu)造為管狀的連接管傳導(dǎo)到激光加工頭。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)由權(quán)利要求、說明和附圖得出。同樣前述的和還進(jìn)一步實(shí)施的特征分別自身地或多個(gè)地以任意組合進(jìn)行應(yīng)用。所示的和所描述的實(shí)施例不是理解為最后的列舉，而是更確切地說，具有用于描述本發(fā)明的示例性的特征。
[0014]唯一的圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于借助于轉(zhuǎn)矩馬達(dá)使激光加工頭旋轉(zhuǎn)的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1中示出的裝置I用于使激光加工頭2繞著兩個(gè)成直角的B和C軸旋轉(zhuǎn)。
[0016]旋轉(zhuǎn)裝置I包括兩個(gè)同軸地彼此套到一起的管3，4、兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6，7、用于固定激光加工頭2的管狀的連接管8以及在內(nèi)管3和連接管8之間設(shè)置的以錐齒輪傳動(dòng)裝置形式的角度傳動(dòng)裝置9，所述管能繞著共同的、形成C軸的管軸5旋轉(zhuǎn)地被支承，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置用于使兩個(gè)管3，4繞著共同的管軸5旋轉(zhuǎn)，所述連接管能繞著B軸旋轉(zhuǎn)地支承在外管4的經(jīng)彎曲的下管端部中。
[0017]兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6，7由轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)具有兩個(gè)能旋轉(zhuǎn)地支承在共同的外部的定子殼體11中的、軸向間隔開的轉(zhuǎn)子(電樞)12a，12b和兩個(gè)布置在定子殼體11中的、軸向間隔開的內(nèi)部的磁線圈13a，13b，所述磁線圈可以分別彼此獨(dú)立地激發(fā)用于使兩個(gè)轉(zhuǎn)子12a，12b旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。在此不同于圖1中所示地，兩個(gè)轉(zhuǎn)子12a，12b也具有不同的直徑。也就是說，轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10是所謂的內(nèi)電樞，在所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子布置在內(nèi)部并且定子布置在外部。上部的轉(zhuǎn)子12a無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在內(nèi)管3的上部的管端部上并且通過上部的徑向軸承14a能旋轉(zhuǎn)地支承在定子殼體11中或者在完整殼體15中。下部的轉(zhuǎn)子12b無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在外管4的上部的管端部上并且通過下部的徑向軸承14b能旋轉(zhuǎn)地支承在定子殼體11中或者在完整殼體15中。兩個(gè)管3，4在其下部的管端部上經(jīng)過徑向軸承16能相對(duì)彼此繞著管軸5旋轉(zhuǎn)地支承，而管狀的連接管8通過徑向軸承17能繞著B軸旋轉(zhuǎn)地支承在外管4的經(jīng)彎曲的管端部4a中。兩個(gè)磁線線圈13a，13b的供電電纜18a，18b在轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10的上部的軸向的端面上被引導(dǎo)出，其中，下部的磁線圈13b的在定子殼體11中的電纜18b側(cè)面地被引導(dǎo)經(jīng)過上部的磁線圈13a。
[0018]為了確定轉(zhuǎn)子12a，12b的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置，為每個(gè)轉(zhuǎn)子12a，12b設(shè)置一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)角度傳感器的自己的測(cè)量系統(tǒng)19a，1%，所述測(cè)量系統(tǒng)分別固定在旋轉(zhuǎn)裝置I的殼體15上。用于內(nèi)管3的轉(zhuǎn)子12a的測(cè)量系統(tǒng)19a布置在轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10的上方，并且用于外管4的轉(zhuǎn)子12b的測(cè)量系統(tǒng)19b布置在轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10的下方。旋轉(zhuǎn)裝置I的殼體15布置在(頂尖)套筒(未示出)中并且能夠在三個(gè)線性軸上運(yùn)動(dòng)。激光束20經(jīng)過內(nèi)管3、布置在外管4中的鏡子21和管狀的連接管8傳導(dǎo)到激光加工頭2。
[0019]通過一個(gè)或兩個(gè)管3，4旋轉(zhuǎn)，激光頭2能繞著B和/或C軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩馬達(dá)10的比兩個(gè)通常的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)小的質(zhì)量改善了動(dòng)力特性、線性軸的所需的驅(qū)動(dòng)功率并且因此改善了激光加工機(jī)的加工速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于使至少一個(gè)激光加工頭(2)繞著至少一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的裝置(I)，其具有兩個(gè)同軸地彼此套到一起的管(3，4)，所述管能繞著形成C軸的共同的管軸(5)旋轉(zhuǎn)地被支承，并且所述裝置具有兩個(gè)用于使兩個(gè)所述管(3，4)繞著共同的管軸(5)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(6，7)，其中，一激光束(20)經(jīng)過內(nèi)管(3)傳導(dǎo)到所述激光加工頭(2)，其特征在于，兩個(gè)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(6，7)由轉(zhuǎn)矩馬達(dá)(10)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)具有兩個(gè)能旋轉(zhuǎn)地支承在共同的定子殼體(11)中的、軸向間隔開的轉(zhuǎn)子(12a，12b)和兩個(gè)布置在所述定子殼體(11)中的、軸向間隔開的磁線圈(13a，13b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，為了使所述至少一個(gè)激光加工頭(2)繞著兩個(gè)成直角的B軸和C軸旋轉(zhuǎn)，將一用于固定所述激光加工頭(2)的連接管(8)能繞著所述B軸旋轉(zhuǎn)地支承在外管(4)中，并且在所述內(nèi)管(3)和所述連接管(8)之間設(shè)置角度傳動(dòng)裝置(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子(12a，12b)構(gòu)造為內(nèi)部的轉(zhuǎn)子，并且所述定子殼體(11)構(gòu)造為外部的定子殼體。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，兩個(gè)所述磁線圈(13a，13b)的電纜(18a，18b)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)(10)的相同的軸向的端側(cè)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，為兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子(12a，12b)分別設(shè)置一用于確定所述轉(zhuǎn)子(12a，12b)的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置的測(cè)量系統(tǒng)(19a，19b)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，用于所述內(nèi)管(3)的轉(zhuǎn)子(12a)的所述測(cè)量系統(tǒng)(19a)和用于所述外管⑷的轉(zhuǎn)子(12b)的所述測(cè)量系統(tǒng)(19b)布置在所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)(10)的不同的端側(cè)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述激光束(20)經(jīng)過所述內(nèi)管(3)、一布置在所述外管(4)中的鏡子(21)和構(gòu)造為管狀的所述連接管(8)傳導(dǎo)到所述激光加工頭(2)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置(I)布置在頂尖套管中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使至少一個(gè)激光加工頭(2)繞著至少一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的裝置(1)，其具有兩個(gè)同軸地彼此套到一起的管(3，4)，所述管能繞著形成C軸的共同的管軸(5)旋轉(zhuǎn)地被支承，并且所述裝置具有用于使兩個(gè)管(3，4)繞著共同的管軸(5)旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(6，7)，其中激光束(20)經(jīng)過內(nèi)管(3)傳導(dǎo)到激光加工頭(2)，根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(6，7)由轉(zhuǎn)矩馬達(dá)(10)構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)矩馬達(dá)具有兩個(gè)能旋轉(zhuǎn)地支承在共同的定子殼體(11)中的、軸向間隔開的轉(zhuǎn)子(12a，12b)和兩個(gè)布置在定子殼體(11)中的、軸向間隔開的磁線圈(13a，13b)。
【IPC分類】B25J18-04, B23K26-08
【公開號(hào)】CN104540633
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380039751
【發(fā)明人】D·威德曼, D·紹特
【申請(qǐng)人】通快激光與系統(tǒng)工程有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2013年7月9日
【公告號(hào)】DE102012213206A1, EP2877314A1, WO2014016111A1