一種工具機的測量頭及測量方法技術

本發明專利技術涉及一種工具機（1）的測量頭（10），其包含用于將所述測量頭連接到所述工具機的組件（5）的機械連接器（14）以及用于將所述加工頭連接到流體源的流體連接器（17），由以下各項表征：流體出口（45、46），其可按壓到工件上；其由流體壓力測量裝置（43）和/或流體流量測量裝置（42）表征；所述流體出口包含密封部件（45），特別是在出口開口周圍的用于建立與工件表面的氣密性連接的彈性圈。

【技術實現步驟摘要】
本案是基于前述母案申請的分案申請，所述母案的申請日為2009年5月4日，申請號為200980116437.9，公布號為CN102015192A，名稱為“加工頭、激光加工工具、接收方法、測量頭、測量方法”。
本專利技術涉及根據獨立權利要求項的導言的加工頭、包含所述加工頭的激光加工工具、接收方法、測量頭和測量方法。
技術介紹
激光加工工具用于不同目的。一方面，其可用于表面加工；另一方面，其還可用于大型工件的加工。在進行工件精加工的情況下，有可能通過激光束有意地在個別層上行進來產生精確界定的裸片。然而，也可以使用激光束來切割和/或鉆孔和/或焊接組件。不同類型的用法需要不同的激光加工頭。一方面，其光學特征可能不同，例如具有不同的光學模塊，這些光學模塊使通過加工頭的激光具有不同的光學影響和評估。激光加工還包含略有些復雜的傳感器系統，所述傳感器系統能夠(例如)接收和評估所發射的激光，而且還任選地接收和評估所反射的激光(由所述過程發射的光)。此外，光學和其它傳感器可以提供于加工頭中。加工頭還可包括光學致動器技術，例如用于改變激光束的聚焦條件(任選地也在操作期間進行)的可調聚焦裝置。還可提供光束導引器，用于以所需方式導引激光束穿過工件表面。此外，激光加工工具的加工頭還可具有流體導引器。特定的氣體可(例如)經由加工頭導引到當前的加工位點，所述氣體例如為鈍化氣體，例如氮氣或惰性氣體；或者反應性氣體，例如氧氣，等等。當更換加工頭時，此操作是以下述方式執行:手動移除不再需要的加工頭，并將新近需要的加工頭同樣手動連接到激光加工工具的系統的剩余部分。為此，特定地說，需建立機械連接，但還需建立光學連接、電連接以及(任選地)流體連接。圖1示意性展示可以應用的激光加工工具I。參考標號2大體上表示外殼，所述外殼包含機械剛性機架2a以及(任選地)可封閉加工空間2c的門2b。3以及3a、3b和3c分別表示工具臂的組件。4 (4a、4b、4c)示意性代表允許工件9與加工頭10之間的相對移動的移動軸桿。所述軸桿是驅動軸桿，且可包含多個平移軸桿和多個旋轉軸桿。一些軸桿還可以雙軸桿的形式提供。或者，可將移動軸桿提供于工件臺與機架2a之間或機架2a與加工頭10之間。一個或一個以上軸桿可以雙軸桿形式存在。5表示在所述臂上的連接器，加工頭10可連接到所述連接器。如前文所提到的，所述連接器包含用于建立機械連接以及(任選地)電連接、光學連接和流體連接的必要構件。6大體上表示供應構件，其向機器提供電能和控制信號以及激光，并任選地提供所需的氣體。6a是指用于發送和接收信號的控制器。6b是指用于產生激光或將激光轉送到加工頭10的激光單元。6c是指流體源，例如加壓空氣源或另一氣體(惰性氣體、氮氣、氧氣等)源。這些參數(電能、電信號、激光、流體)都是從供應單元6經由示意性展示的導管8通過連接器5供應到激光頭10，使得以適合的方式提供給激光頭10。此外，所述機器包括普通傳感器和致動器技術以及用于控制和操作所述機器的控制組件。特定地說，可在個別軸桿處提供位置傳感器。所述個別軸桿可被自動驅動、電驅動或氣動驅動。所述控制器可具有較為復雜的計算器，用于進行復雜的控制任務。迄今為止，當置換加工頭時，都是通過對應的處理動作手動進行機械連接。隨后，同樣用手單獨建立電連接和氣動連接。激光連接可以與機械連接同時進行，因為機械連接常常也同時建立激光連接，尤其是在所需且必要的對準中。先前方法的缺點在于，加工頭的置換相當麻煩而且耗時。特別是在加工操作會耗費較長時間的情況下，可能有必要維持原本將僅出于更換加工頭的目的而不需要的人員。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種加工頭和一種激光加工工具，其使得能夠簡單地更換加工頭。通過獨立權利要求項的特征來實現此目的。附屬權利要求項涉及本專利技術的優選實施例。根據本專利技術的加工頭包含用于將加工頭連接到激光加工工具的機械連接器，以及光路徑連接器和/或電連接器和/或流體連接器。所提供的連接器經調適以使得通過使用這些連接器，可經由加工頭整體與激光加工工具之間的一個或一個以上共同的相對移動進行必要的連接，即，特定地說，具有所需的或必要的剛度的機械連接，以及與所提供的其它連接器對應的光路徑連接和/或電連接和/或流體連接。用于建立所有這些連接的相對移動是頭組件的共同移動。因此，沒有必要單獨操作所述頭的個別組件。也不必分別通過激光加工工具和對其進行連接的其組件來執行任何其它操作。所述連接是經由所述頭組件相對于對其進行連接的加工工具的組件的共同的相對移動來進行。所述相對移動可包含平移移動和/或旋轉移動。因此，加工頭的連接器具有特定的設計和對準。加工工具具有以完全相反的匹配方式來設計和對準的連接器。加工頭的更換可以下列方式自動發生:使加工臂接近加工工具的儲存箱7，以便任選地首先存放不再需要的加工頭10，且接下來當已經到達儲存箱中的存放位置時，執行拆卸(且事先可能解鎖)所必要的相對移動。隨后，可使新的加工頭接近儲存箱7中的另一位置。通過執行必要的相對移動來進行與其的連接。接下來，可從儲存箱7移除加工頭10，并將其用于進一步加工。因此，本專利技術的方面是具有特定的連接器設計的上文描述的加工頭10、具有與加工頭10完全相反的機器連接器5設計的激光加工工具1、由加工頭和加工工具構成的整體系統以及加工頭更換方法。連接器設計可看作是接口。在機器與頭處的匹配的加工連接器構成此在機器與頭之間的接口。【附圖說明】下文參看圖式描述本專利技術的個別實施例，其中: 圖1示意性展示激光加工工具， 圖2示意性展示加工頭， 圖3A-D示意性展示加工頭儲存箱， 圖4展示加工頭,及 圖5展示測量系統。【具體實施方式】在所述描述中，相同的參考標號表示相同的組件。預期本專利技術的特征可相互組合，即使此組合并未明確提到，但只要所述組合不會因技術原因而不可能實行。圖2展示加工頭10。11可同時分別表示加工頭的縱軸以及激光束和激光束的光束路徑。12是指光學單元，其特別包含可任選地例如用電致動的聚焦單元12a，可能包含任選的光束分光器12b和光學傳感器12c。在此情況下，也可提供光束導引器(未圖不)用于實現光束偏轉。13是指用于控制并且還任選地測量流體流量的流體控制器。14a和14b表示機械連接器，其在此處被繪制成蘑菇形的銷釘，但當然其也可呈不同形式，例如呈凹槽形式。所述機械連接器提供機械牢固的剛性機械連接，其被限定于其在加工頭10與激光加工工具I的組件(特定地說，圖1的機器連接器5)之間的位置中。15表示光路徑連接器，其可基本上是允許激光通過的開口。此外，還可以提供可使輻射透過的窗口 18c，其實質上用于保護所述頭的內部以防滲入污染物。16表示電連接器。其可具有許多個別觸點。電能(供電電壓、供電電流)可經由所述觸點來引導，且驅動信號也可被引導到所述頭內部的相應組件，且可從所述頭中的傳感器返回測量結果和其它信號。電連接器16可以是具有所需數目的觸點的連接器。此數目可能相當大。光學系統12可包含與電連接器16的電連接，以便接收所需的信號并輸出可能獲得的信號。17表示一個或一個以上流體連接器。這些流體連接器可以是流體循環的前進的通路和返回的通路。然而，也有可能在所述前進的通路上導引多種不同的流體，所述通路的出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工具機（1）的測量頭（10），其包含用于將所述測量頭連接到所述工具機的組件（5）的機械連接器（14）以及用于將所述加工頭連接到流體源的流體連接器（17），由以下各項表征：流體出口（45、46），其可按壓到工件上。

【技術特征摘要】
2008.05.06 DE 102008022210.01.一種工具機(I)的測量頭(10)，其包含用于將所述測量頭連接到所述工具機的組件(5)的機械連接器(14)以及用于將所述加工頭連接到流體源的流體連接器(17)， 由以下各項表征: 流體出口(45、46)，其可按壓到工件上。2.根據權利要求1所述的測量頭，其由流體壓力測量裝置(43)和/或流體流量測量裝置(42)表征。3.根據權利要求1或2所述的測量頭，特征在于所述流體出口包含密封部件(45)，特別是在出口開口周圍的用于建立與工件表面的氣密性連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯蒂安·沃格特，沃爾德曼·卡爾古斯，馬丁·萊薩赫，
申請(專利權)人：邵爾激光技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE