用于辐射的传输装置的制作方法

专利名称：用于辐射的传输装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于传输辐射的传输装置。辐射在辐射源中产生且至少部分地由传输装置传输到设备(Aggregat)中。该设备是用于以涂覆材料涂覆工件表面的装置的一部分。在此，这些工件优选地至少部分地由木材、木料、塑料等制成。此类装置适于使用在木材加工，尤其家具业和组件业中。
背景技术：
辐射(尤其激光辐射)在加工过程中存在多方面的应用可能，例如在切割、接合或打标签时。在木材加工中，激光辐射此外也被用于以涂覆材料涂覆工件表面。在该方法中， 激光辐射通过能量源来产生且紧接着被传输至作用区域。挑战是设计成辐射从能量源至作用区域尽可能无损耗地传输且处于与环境密封闭合。通常，确保该传输的装置包括使辐射转向的光学元件(例如镜子)。然而，这种构造具有如下缺点，即，较复杂。此外，它可仅在花费成本的情况下才与环境屏蔽。由此对于这种装置产生较高的成本。只有这样才可降低辐射流出的危险，辐射流出将导致这种装置的环境的潜在危害。而这无论如何须被避免。此外，辐射通过光学系统的传输具有灵活性较小的缺点。这不仅适用于装置对不同的加工任务的匹配，而且适用于在加工期间装置的匹配。

发明内容
因此，本发明的目的在于如此设计一种用于导引辐射的装置，S卩，它有效地且在避免危害装置环境的情况下进行。此外，该装置应提供或者开启如下可能性，即，可匹配于变化的加工任务。该目的通过带有权利要求1的特征的本发明来实现。根据本发明的装置的有利的设计方案由从属权利要求得出。本发明基于如下思想，即，借助其可设计相对于辐射源能够主动地和/或被动地移动的设备，在其中存在辐射的作用区域。为此发明了一种传输装置，在其中导体(优选地光波导体)确保了辐射传输到该设备中。通过该传输装置的集成，该设备具有多方面的使用可能。该多样性例如在于对该设备在涂覆过程期间所要求的运动范围的匹配可能性。因此，传输装置通过使用引导辐射的导体使得能够在所要求的运动范围较大的情况中使用(静止式技术)，就像关于可动性在仅少量要求的情况下(经过式技术)。因此，可能的是，不仅可处理带有复杂的几何形状的工件而且可处理带有简单的几何形状的工件。在此，导体(优选地光波导体)的使用使得几乎无损耗的传输成为可能，并结合有较长的寿命和仅较少的维护成本。在根据本发明的装置的一个优选的设计方案中，传输装置具有关于该设备的旋转中心位置固定的到导体中的引入点以及关于该设备位置固定的到该设备中的传输点。在此，优选地至少一个属于该设备的部件联接到传输点处，该部件优选地在几何形状、方向或强度上改变辐射。通过关于该设备的旋转中心位置固定的引入点和关于该设备位置固定的传输点确保，在设备与辐射源之间的取向的每次改变可在引入点与传输点之间的区域内被补偿。反过来这导致，在辐射源与引入点之间以及在传输点与设备之间旋转被避免，这例如在使用输送的导体的情况下将导致不期望的扭矩负荷。在根据本发明的装置的一个优选的设计方案中，在辐射源与引入点之间优选地存在至少一个连接元件。该连接元件例如可以是光波导体(尤其带有光纤耦合件的光波导体)或其它的光学元件。后者可能在方向、几何形状或强度上改变辐射。此外，有利的是， 该连接元件实施成可松开和可固定的。在此，连接元件的可松开性和可固定性优选地在不限制该过程的数量的情况下应是可重复的。连接元件的这种实施形式具有如下优点，即，该设备可利用传输装置与辐射源解耦。这可能是必要的，以便例如更换损坏的设备和/或损坏的辐射源或消除缺陷。此外，连接元件的这种可重复的耦合和解耦以有利的方式开启了使用匹配于不同加工任务的设备的可能性，且因此提高了装置的加工深度。在本发明的另一优选的实施方案中，在传输点与处于设备中的部件之间存在至少一个连接元件。该连接元件优选地实施成光波导体(尤其带有光纤耦合件的光波导体)或实施成其它的光学元件。在此，当连接元件可被耦合和解耦时且当该过程可任意经常重复时，可认为是有利的。这具有如下优点，即，设备可与传输装置和辐射源完全地解耦。因此， 例如可以以简单的方式快速且成本有利地更换损坏的设备和/或损坏的辐射源且在不中断涂覆过程的情况下进行维修。此外可能的是，通过更换设备使其匹配涂覆过程的相应的要求且因此提高涂覆装置的加工深度。在根据本发明的装置的一个特别优选的设计方案中，传输装置具有至少一个优选地实施成盘的回转元件⑴mlaufelement)，其中，至少一个回转元件的中心与设备的旋转轴线或者旋转中心一致。在此，回转元件被处于引入点与传输点之间的导体至少部分地环绕。 导体环绕的范围随着设备相对于能量源旋转的范围改变。回转元件的使用具有如下优点，S卩，通过限定的卷绕和退卷捕获设备相对于能量源的旋转。回转元件的中心与设备的旋转轴线相一致具有如下优点，即，设备在涂覆过程期间的旋转运动从全局坐标系来看也仅作用为回转元件上的旋转。反过来，回转元件的不处在设备的旋转轴线上的中心导致，从全局坐标系来看在设备旋转时将产生回转元件的组合的平移和旋转。这要求导体的较高的可动性，其至少部分地可能与增加的弯曲或甚至扭转相联系。然而，只要光波导体不被强烈地弯曲或扭转，则它才使得辐射的无损耗的传输成为可能。此外，光波导体大多数由矿物玻璃或有机玻璃制成且因此在机械负荷下容易撕裂和折断。回转元件的中心与设备的旋转轴线相一致具有如下优点，即，阻止通过弯曲产生的通过导体外侧的能量损耗或导体的撕裂以及折断。因此避免就此而论伴随有危害涂覆装置的环境的情况。这又有助于提高工作安全性。在本发明的另一优选的实施形式中，至少两个回转元件可主动地或被动地彼此相向和背向移动。通过在设备的操作的过程中导体围绕回转元件的环绕的范围，改变在引入点与传输点之间的有效的导体长度。可彼此相对移动的回转元件具有如下优点，即，它补偿有效的导体长度的变化且因此确保导体在传输装置中的限定的卷绕路径。在本发明的另一特别优选的实施形式中，至少一个回转元件具有至少两个支承元件，其实施成可主动或被动地相对于回转元件的中心移动。在此，导体至少部分地环绕被安装在回转元件处的支承元件。该实施形式尤其具有如下优点，即，通过移动支承元件可匹配回转元件的半径。在此，该匹配优选地依赖于该设备围绕其旋转轴线的旋转来实现。因此， 唯一的这样构造的回转元件可足以在设备运动时确保有效的导体长度的必要的匹配。在根据本发明的装置的另一优选的设计方案中，相对于该设备固定地或可转动地支承有至少一个回转元件。由此得出，根据实施形式可在卷绕过程期间产生在导体与回转元件之间的相对运动。如果回转元件被相对于该设备可转动地支承，则导体与回转元件之间的相对运动在卷绕期间被避免。如果回转元件被相对于该设备固定地支承，则导体通过它在回转元件和/或其支承元件上滑动来围绕回转元件卷绕。固定地支承的回转元件具有结构非常简单的优点，而可转动地支承的回转元件引起导体和其表面的更小的负荷。然而，可想象的是，在固定的回转元件的情况下也可通过处于回转元件上的滑面实现导体的保护。在根据本发明的装置的一个优选的设计方案中，导体螺线形地或螺旋状地环绕至少一个回转元件。这具有如下优点，即，导体在多次环绕回转元件的情况下限定地卷绕且在卷绕过程期间不随之产生导体的交叉。在本发明的另一实施形式中，设备可更换地实施到合适的容纳部、尤其是轴单元 (Spindeleinheit)中。该设备通过容纳部(尤其轴单元)的可更换性具有如下优点，S卩，在装置的维护、维修和改装的情况中，这可简单快速地且成本有利地执行。此外，通过该有利的实施形式得出，在其功能范围中不同的设备可被集成到涂覆装置中，且因此可任意地扩大加工机器的功能范围。在根据本发明的装置的另一优选的设计方案中，可借助辐射传输能量和/或信号。尤其地，信号在加工过程期间或者在加工过程之前或之后的附加的传输开启了通过辐射控制设备的可能性。因此，可考虑的是，在几何形状、方向或强度上改变辐射的部件在其任务的实施形式中可被影响直至开通和关闭其相应的功能。


图1示意性地显示了带有设备和传输装置的涂覆装置。传输装置包括回转元件和四个可移动的支承元件。图2示意性地显示了带有包括两个回转元件的传输装置的设备。图3示意性地显示了由回转元件和四个可移动的支承元件构成的传输装置。具体实施形式作为本发明的优选的实施形式，涂覆装置1在图1中示意性地以俯视图示出。涂覆装置1用于以涂覆材料4涂覆工件3，例如在家具业和组件业的领域中。工件优选地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，尽管本发明不限于此。装置1包括带有传输装置2的(涂覆)设备10。在图2中，传输装置2以两个不同的旋转位置示出。一方面在旋转位置1中，且另一方面逆时针旋转90°在旋转位置2中。 在此，旋转90°是纯粹任意选择的示例且可由任意的度数(也包括多次回转)来替代。在图2中的实施形式中，引入点13关于设备的旋转中心18位置固定。在引入点13之后跟随有导体12，优选地光波导体，其将引入点13与传输点14相连接。不同于引入点13，传输点 14关于设备10位置固定。在此，辐射至引入点13的通道可从每个任意的方向实现。引入点13也不须处在图2中示出的位置处，而是也可占据在设备10处的每个任意的其它的位置。同样相应地适用于传输点14。在引入点13之后，导体首先环绕第一回转元件16，其中心(如前面另外所说明的那样)有利地与设备10的旋转轴线18 —致。在此，回转元件16可关于设备10被固定地或可转动地支承。在图2中的实施形式中，在设备10的相同的平面上相对而置地存在第二回转元件16，其在第一回转元件16之后被导体环绕。在此，第二回转元件16相对地可在第一回转元件16的方向上或反向上主动地或被动地移动。此外，可能在其旋转的自由度中固定地或可动地支撑第二回转元件16。在此，环绕两个回转元件16的导体12优选地仅环绕迂回元件一次，以便避免光波导体的多次转向。在图2中处在旋转位置2中的设备10说明了该实施形式的工作原理。相对设备的旋转中心18位置固定的引入点13保持其位置。由于围绕旋转轴线18逆时针转动90°， 导体12此时附加地环绕第一回转元件16以四分之一圈。由于导体12绕回转元件16的附加的环绕，有效的导体长度缩短，这通过在第一回转元件16与第二回转元件16之间的间距缩短围绕回转元件16转动90°所对应的弧长度来补偿。在该实施形式中，限定的且同时可自由选择的、导体12所环绕的半径尤其是有利的。因此，通过弯曲半径的由此可能的有目的的选择，通过传输装置可在传输辐射时阻止能量损耗或甚至阻止导体的损坏。图3中的传输装置的实施形式仅包括回转元件16，在其上固定有总共四个支承元件17，其可在回转元件16的中心的方向和反方向上移动。在此，图3的示例性的实施形式同样对于两个不同的旋转位置示出。一方面在开始位置(旋转位置1)中，另一方面在围绕设备10的旋转轴线逆时针旋转180°之后。在此，导体12可在示出的回转元件16上任意多次地环绕支承元件17，其中，回转元件16的环绕优选地跟随螺线形的或螺旋状的路径。 然而，为了保持能量损耗尽可能少且使导体遭受尽可能少的弯曲，支承元件17优选地尽可能少地被环绕。在图3中示出的实施形式中，回转元件16的中心优选地处在设备10的旋转轴线18上。在旋转180°之后，关于该设备的旋转中心18位置固定的引入点13此外从全局坐标系来看处在相同的位置处。与之相反，相对设备10位置固定的传输点14对应于设备 10的经执行的旋转改变其位置。导体12此时环绕支承元件17以附加的半圈。通过附加的半圈引起的有效导体长度的缩短通过支承元件17至中心15的运动(其引起回转半径的减小)来补偿。该实施形式的优点尤其在于其紧凑的结构形式。支承元件17的移动优选地结合该设备围绕旋转轴线18的旋转而实现。此外，图3中的实施形式具有如下优点，即，通过紧凑的结构形式和构造也使得设备10的多次旋转成为可能。作为替代，在另一有利的实施形式中可能通过旋转元件的锥状的形状来补偿有效的导体长度的变化。锥直径和因此锥周长通过锥的高度而改变。由此，通过设备旋转引起的有效导体长度的改变可通过环绕的导体在锥高度上的主动和/或被动的定位来补偿。原理上，存在在轴上可更换地实施设备10的可能性。同样地，然而也可能将该设备作为永久的组成部分集成到装置1中。
权利要求
1.一种用于涂覆工件的装置(1)，所述工件优选地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，所述装置⑴带有用于产生辐射、优选地激光光束的辐射源，和用于将涂覆材料施加到工件表面上的设备(10)，以及用于将所述辐射从所述辐射源传输至所述设备(10)的传输装置0)，其特征在于，所述设备(10)相对于所述辐射源能够主动地和/或被动地移动，且所述传输装置具有导体(12)，优选地光波导体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传输装置( 布置在所述辐射源与所述设备(10)之间且具有关于所述设备的旋转中心(18)位置固定的到所述导体(1 中的引入点(13)以及关于所述设备(10)位置固定的传输点(14)，优选地至少一个属于所述设备(10)的部件联接到所述传输点(14)处，尤其在几何形状、方向或强度上改变所述辐射的部件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述辐射源与所述引入点(1 之间优选地存在至少一个连接元件，优选地光波导体、尤其带有光纤耦合件的光波导体，或其它的光学元件。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，在所述传输点(14)与处于所述设备 (10)中的部件之间优选地存在至少一个连接元件，优选地光波导体、尤其带有光纤耦合件的光波导体，或其它的光学元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传输装置(2)包括至少一个优选地实施成盘或锥体的回转元件(16)，其中，至少一个回转元件(16)的中心(15)与所述设备(10)的旋转中心(18) —致且至少一个回转元件(16)被所述导体(1 至少环绕一次。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，至少两个回转元件(16)能够主动地或被动地彼此相向和背向相对移动。
7.根据权利要求5-6中任一项所述的装置，其特征在于，在至少一个回转元件(16)中集成有至少两个支承元件(17)，其能够主动地或被动地相对于所述回转元件(16)的中心 (15)移动且所述导体(1 通过所述支承元件(17)环绕所述回转元件(16)。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个回转元件(16)相对于所述设备(10)被固定地或可转动地支承。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述导体(1 螺线形地或螺旋状地环绕至少一个回转元件(16)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述设备(10)可更换地实施到合适的容纳部、尤其轴单元中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，利用所述辐射传输能量和/ 或信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于涂覆工件的装置(1)，工件优选地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，装置(1)带有用于产生辐射、优选地激光光束的辐射源。此外，该装置包括用于将涂覆材料施加在工件表面上的设备(10)以及用于将辐射从辐射源传输至该设备的传输装置(2)。根据本发明的装置的特征在于，设备(10)相对于辐射源可主动地和/或被动地移动且传输装置具有导体(12)，优选地光波导体。
文档编号B23K26/04GK102371432SQ20111025704
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者A·佩特拉克, J·施密德 申请人:豪迈木加工系统股份公司