[其他]用于使有能量的射束作用与辅助介质在工作点上会聚的可高动态平移运动的装置

说明书

如激光切割和激光焊接、高速铣削、快速原型法那样的新的材料加工方法、材料连接方法或者材料构造方法的持续发展，或者后加工方法，例如硬化、覆层或研磨的持续发展已导致越来越多的如下的机器，这些机器具有它们的承载了工具或工件的元件的高运动速度。 

所有类型的工具以下称为末端执行器。如下的运动装置、例如工具机以下称为轴，这些运动装置分别允许了一末端执行器的相对于在机器工作腔的参考坐标系的一轴线中的工件的平移或者旋转运动。 

被称为机器轴的是这样的子运动装置，它们允许了一机器元件相对于在机器的整个结构的等级中等级较高的机器元件的平移或旋转运动，其中，在机器框架情况下的等级作为最高级别开始，并且在用于直接运动末端执行器的机器轴情况下的等级作为最低级别结束。轴和机器轴可以是一致的，但是，参考已提到的参考坐标系的轴运动也可以由多个机器轴的运动来组合而成。 

为了也可以在复杂设计的工件的情况下使用高的、所力求的速度，需要运动元件的高的加速度。 

在很多应用中需要将末端执行器要么连续地并且以尽可能高的恒定相对速度在至少部分地复杂成形的轮廓上沿着引导，要么以尽可能高的时钟频率通过多个离散的位置在一工件上引导，该工件相对于已提到的末端执行器具有显著较大的几何尺寸并且一般地也具有高的多的质量。这假定了相对长路径的和庞大的引导结构。运动元件越庞大，力就越大，一方面需要这些力用于获得希望的高的加速度，并且这些力另一方面引起相应的到进行承载的或者进行引导的结构部上的反作用。 

已提到的反作用引起这些结构部的不希望的、大多弹性的变形，这又经常引起在所有参与的机器元件的谐振频率上的振动。所有这些变形和振动引起末端执行器相对于工件的额定位置和实际位置之间的偏移。 

公知有各种解决途径，以便减少该问题。原理上可区分的是两个主要路径，但是，它们可以在具体应用中完全地共同使用。 

一路径致力于能预先计算的或者确定的运动偏移、即错误补偿的尽可能提前进行的或者快速的反应式修正。这里的本专利申请主要致力于的另一路径，尝试从一开始就很小地保持运动偏移，即错误避免。 

所述错误避免又原理上地知道解决方案的三个不同路径。1.稳定性；2.运动质量的减少；和3.脉冲平衡。 

通过结构的强直性和阻尼振动的错误避免引起庞大的机器，它们需要高的驱动力，这由此意味着高的购置成本和安装成本，高的能量消耗，和在很多情况下还有高的磨损，即引起高的购置成本和运行成本。这些成本在所追求的加速度的情况下经常超出能获得的生产能力优势。为了通过减少运动质量的错误避免，同样公知有一系列解决途径。除了应用新型原料，例如碳纤维复合材料，也使用替换的轴配置、例如并联运动学装置，并且在那里作为示例的是所谓的六腿并联机构。在此，基本思路是：各种所需的自由度不是通过能相应运动的轴的彼此串联来获得，这在其结果上意味着，利用一定数量的轴，所需的稳定性能够仅通过对应不成比例地快速提高的机器质量来获得，而是大多通过由长度上能改变的连杆（这些连杆大多数能在万向关节或者球关节上自由运动）构成的运动学装置来共同地并排（即并联）承载末端执行器或者工件的方式，并且这些末端执行器或者工件能够通过所述连杆的相应经协调的长度改变或者位置改变，以相对大的自由度在工作腔中运动。 

应用了并联运动学装置的机器的工作腔但是相对很小，如果将其与类似几何尺寸的传统机器进行比较的话，尤其与具有运动的龙门的机器比较的话。此外，能改变的接杆的非常复杂的动态特性并且该特性与经强负载的关节的结合，给高加速的并且同时非常准确的运动设置了界限。 

已经发展出混合形式，这些混合形式不仅将传统的轴布置而且将并联动力学装置组合起来，例如以如下形式，传统的龙门机承载一替代多轴摆动头的并联动力学装置。对此的示例由US7357049B2公知。这样的组合同时指出相对于并联动力学装置几乎正好相反的发展趋势，因此甚至指出还要更多的轴的彼此叠置的堆叠，该发展趋势已例如由国际专利申请WO93/01021A1公知了很长的时间。 

WO93/01021A1教导了较长的基础轴和较短的附加轴的并联叠加的（冗余的）运动，其中，所述附加轴通过它们的较小的路径和跨度小得多地构建进而较轻，即可以以很小的力来加速。这根据考虑的不同，在相同的力的情况下更引起较高的加速度，或在相同的加速度的情况下更引起较小的反作用，从而使得不仅精确性，而且速度可以由此获益。 

随着时间的推移，已发展出大量的其它附加轴配置，这些附加轴配置以类似的方式追求相同的目标。