[发明专利]在低惯性下用于平金属薄板的激光切削机器的操纵器

说明书

本发明涉及一种在低惯性下用于平金属薄板的激光切削机器的操纵器。

用于平金属薄板的最普通型式的激光切削机器，是具有运动光学装置和固定件的激光切削机器。在这样一种机器型式中，被加工的薄板布置在平面上，同时切削工具(聚焦头)借助于适当CNC执行器沿彼此垂直且与薄板的平面相平行的运动轴线X-Y运动。一般地，第一轴线(X)是具有最长行程的轴线，并且用安置在两个平行导轨上或在具有悬臂梁的单个导轨上的门架制成。第二正交轴线(Y)一般安装到第一轴线上。沿如此设想的两个轴线的运动设备的总质量一般是相当大的，尽管与任务相一致。

平激光切削轮廓一般包括多个小曲折运动，这些曲折运动为了按足够的精度行进，要求限制动力学特性的采用，这些限制动力学特性反映成较低的机器生产率。动力学特性(最大加速度)由于涉及的质量被限制。具有中央梁的结构，用作在门架和悬臂梁解决方案之间的折中方案，也受这个问题的影响。换句话说，直角坐标轴X-Y系统的质量、和在加工速度下切削具有小曲率半径的外形要求的加速度，违背当前趋势。我们指出，在转弯时的加速度是v²/r，其中“v”是具体的激光切削加工速度，并且“r”是在前进中的切削轮廓的曲率半径。如果“r”很小，那么加速度变得较高，并且加工速度“v”应该减小，以得到优质加工。

适于克服上述限制的第一解决方案通过添加辅助直角坐标轴X-Y的第二系统实现，该第二系统具有减小的质量和行程，安装在主轴线XY的第一系统上(专利US 2004/0025761)。在工作循环中，用主轴线XY进行很少的长-节距运动，并且用辅助直角坐标轴xy对进行具有短节距和高动力学特性的多种本地运动(解决方案XY+xy)。

可选择解决方案然后在EP1366846中设想和描述，该可选择解决方案使用在横轴Y上安装的单个另外的、直线辅助轴线x，该横轴Y又由主门架X支持。支配质量是主门架X的质量，而很小质量由横轴Y和辅助轴线x给出。用主门架X的轴线进行远的、稀少的运动，而用轴线对Yx进行具有高动力学特性的本地的、频繁的运动(X+Yx解决方案)。

进一步的可选择解决方案由US 2008/0197118发表，该可选择解决方案用极坐标定位机构“ρ”替换在低惯性下的辅助直角坐标系xy，该极坐标定位机构“ρ”由可调节长度的两个机动滑板操作，这两个机动滑板从共用机动托架向切削头延伸，该共用机动托架沿轴线Y是可滑动的。用门架轴线X进行远的、稀少的运动，而用三个轴线Yρ的组合进行具有高动力学特性的本地的、频繁的运动(X+Yρ解决方案)。

本发明的目的是提供一种另外的可选择解决方案，该可选择解决方案混合两种以上提到的解决方案，并且允许提高机器的工作性能，同时保证工件的切削质量。

按照本发明，所述目的已经由用于平金属薄板的激光切削机器的操纵器实现，该操纵器包括：纵向运动轴线X和横向运动轴线Y，该横向运动轴线Y垂直于所述纵向轴线，并且平行于金属薄板的平面；和用于激光切削头的支撑设备，该支撑设备沿所述轴线是可移动的，该操纵器的特征在于，所述支撑设备包括：两个滑动块，由相应独立执行器驱动，以沿轴线Y按可变相互距离运动；和杆，用于所述滑动块对于所述激光切削头的铰接连接。

第一执行器提供沿轴线Y的横向可动性，并且第二执行器与第一执行器和与铰接连接杆合作，以将具有恒定半径的角可动性添加到激光切削头；两种运动的组合提供要求的本地直角坐标覆盖。远的、稀少的运动用轴线X进行，而具有高动力学特性的本地的、频繁的运动用轴线对Y进行(X+Y解决方案)。

由本发明供给的优点是，提高机器的工作性能，同时用在低惯性下的本地运动系统保证工件的切削质量，该本地运动系统只使用两个本地执行器，而不是由US2004/0025761和US2008/0197118的解决方案所使用的三个。解决方案EP 1366846具有两个本地执行器，由于在低惯性下作为直线和极坐标运动的组合操作的定位模式，又与本发明不同。

低惯性运动执行器一般可以用已知机械化的任一种制成，例如，借助于具有循环滚珠的丝杠、小齿轮-齿条驱动、或具有直线马达的滑板。

由具有在低惯性下的操纵器的激光切削机器的如下详细描述，本发明的特征将变得更加显然，该操纵器作为在附图中的非限制例子被表示，在附图中：

图1表示具有两维的激光切削机器的例子，该激光切削机器使用根据本发明具有轴线X+Y的操纵器；

图2表示具有激光切削头的两个滑动支撑块的操纵器的放大细节，该操纵器在轴线Y的一个端部处的最大相互距离的位置中；