專利名稱：用于輻射的傳輸裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于傳輸輻射的傳輸裝置。輻射在輻射源中產生且至少部分地由傳輸裝置傳輸?shù)皆O備(Aggregat)中。該設備是用于以涂覆材料涂覆工件表面的裝置的一部分。在此，這些工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成。此類裝置適于使用在木材加工，尤其家具業(yè)和組件業(yè)中。
背景技術：
輻射(尤其激光輻射)在加工過程中存在多方面的應用可能，例如在切割、接合或打標簽時。在木材加工中，激光輻射此外也被用于以涂覆材料涂覆工件表面。在該方法中， 激光輻射通過能量源來產生且緊接著被傳輸至作用區(qū)域。挑戰(zhàn)是設計成輻射從能量源至作用區(qū)域盡可能無損耗地傳輸且處于與環(huán)境密封閉合。通常，確保該傳輸?shù)难b置包括使輻射轉向的光學元件(例如鏡子)。然而，這種構造具有如下缺點，即，較復雜。此外，它可僅在花費成本的情況下才與環(huán)境屏蔽。由此對于這種裝置產生較高的成本。只有這樣才可降低輻射流出的危險，輻射流出將導致這種裝置的環(huán)境的潛在危害。而這無論如何須被避免。此外，輻射通過光學系統(tǒng)的傳輸具有靈活性較小的缺點。這不僅適用于裝置對不同的加工任務的匹配，而且適用于在加工期間裝置的匹配。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于如此設計一種用于導引輻射的裝置，S卩，它有效地且在避免危害裝置環(huán)境的情況下進行。此外，該裝置應提供或者開啟如下可能性，即，可匹配于變化的加工任務。該目的通過帶有權利要求1的特征的本發(fā)明來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利的設計方案由從屬權利要求得出。本發(fā)明基于如下思想，即，借助其可設計相對于輻射源能夠主動地和/或被動地移動的設備，在其中存在輻射的作用區(qū)域。為此發(fā)明了一種傳輸裝置，在其中導體(優(yōu)選地光波導體)確保了輻射傳輸?shù)皆撛O備中。通過該傳輸裝置的集成，該設備具有多方面的使用可能。該多樣性例如在于對該設備在涂覆過程期間所要求的運動范圍的匹配可能性。因此，傳輸裝置通過使用引導輻射的導體使得能夠在所要求的運動范圍較大的情況中使用(靜止式技術)，就像關于可動性在僅少量要求的情況下(經過式技術)。因此，可能的是，不僅可處理帶有復雜的幾何形狀的工件而且可處理帶有簡單的幾何形狀的工件。在此，導體(優(yōu)選地光波導體)的使用使得幾乎無損耗的傳輸成為可能，并結合有較長的壽命和僅較少的維護成本。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設計方案中，傳輸裝置具有關于該設備的旋轉中心位置固定的到導體中的引入點以及關于該設備位置固定的到該設備中的傳輸點。在此，優(yōu)選地至少一個屬于該設備的部件聯(lián)接到傳輸點處，該部件優(yōu)選地在幾何形狀、方向或強度上改變輻射。通過關于該設備的旋轉中心位置固定的引入點和關于該設備位置固定的傳輸點確保，在設備與輻射源之間的取向的每次改變可在引入點與傳輸點之間的區(qū)域內被補償。反過來這導致，在輻射源與引入點之間以及在傳輸點與設備之間旋轉被避免，這例如在使用輸送的導體的情況下將導致不期望的扭矩負荷。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設計方案中，在輻射源與引入點之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件。該連接元件例如可以是光波導體(尤其帶有光纖耦合件的光波導體)或其它的光學元件。后者可能在方向、幾何形狀或強度上改變輻射。此外，有利的是， 該連接元件實施成可松開和可固定的。在此，連接元件的可松開性和可固定性優(yōu)選地在不限制該過程的數(shù)量的情況下應是可重復的。連接元件的這種實施形式具有如下優(yōu)點，即，該設備可利用傳輸裝置與輻射源解耦。這可能是必要的，以便例如更換損壞的設備和/或損壞的輻射源或消除缺陷。此外，連接元件的這種可重復的耦合和解耦以有利的方式開啟了使用匹配于不同加工任務的設備的可能性，且因此提高了裝置的加工深度。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方案中，在傳輸點與處于設備中的部件之間存在至少一個連接元件。該連接元件優(yōu)選地實施成光波導體(尤其帶有光纖耦合件的光波導體)或實施成其它的光學元件。在此，當連接元件可被耦合和解耦時且當該過程可任意經常重復時，可認為是有利的。這具有如下優(yōu)點，即，設備可與傳輸裝置和輻射源完全地解耦。因此， 例如可以以簡單的方式快速且成本有利地更換損壞的設備和/或損壞的輻射源且在不中斷涂覆過程的情況下進行維修。此外可能的是，通過更換設備使其匹配涂覆過程的相應的要求且因此提高涂覆裝置的加工深度。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個特別優(yōu)選的設計方案中，傳輸裝置具有至少一個優(yōu)選地實施成盤的回轉元件⑴mlaufelement)，其中，至少一個回轉元件的中心與設備的旋轉軸線或者旋轉中心一致。在此，回轉元件被處于引入點與傳輸點之間的導體至少部分地環(huán)繞。 導體環(huán)繞的范圍隨著設備相對于能量源旋轉的范圍改變?；剞D元件的使用具有如下優(yōu)點，S卩，通過限定的卷繞和退卷捕獲設備相對于能量源的旋轉?；剞D元件的中心與設備的旋轉軸線相一致具有如下優(yōu)點，即，設備在涂覆過程期間的旋轉運動從全局坐標系來看也僅作用為回轉元件上的旋轉。反過來，回轉元件的不處在設備的旋轉軸線上的中心導致，從全局坐標系來看在設備旋轉時將產生回轉元件的組合的平移和旋轉。這要求導體的較高的可動性，其至少部分地可能與增加的彎曲或甚至扭轉相聯(lián)系。然而，只要光波導體不被強烈地彎曲或扭轉，則它才使得輻射的無損耗的傳輸成為可能。此外，光波導體大多數(shù)由礦物玻璃或有機玻璃制成且因此在機械負荷下容易撕裂和折斷?；剞D元件的中心與設備的旋轉軸線相一致具有如下優(yōu)點，即，阻止通過彎曲產生的通過導體外側的能量損耗或導體的撕裂以及折斷。因此避免就此而論伴隨有危害涂覆裝置的環(huán)境的情況。這又有助于提高工作安全性。在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施形式中，至少兩個回轉元件可主動地或被動地彼此相向和背向移動。通過在設備的操作的過程中導體圍繞回轉元件的環(huán)繞的范圍，改變在引入點與傳輸點之間的有效的導體長度?？杀舜讼鄬σ苿拥幕剞D元件具有如下優(yōu)點，即，它補償有效的導體長度的變化且因此確保導體在傳輸裝置中的限定的卷繞路徑。在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的實施形式中，至少一個回轉元件具有至少兩個支承元件，其實施成可主動或被動地相對于回轉元件的中心移動。在此，導體至少部分地環(huán)繞被安裝在回轉元件處的支承元件。該實施形式尤其具有如下優(yōu)點，即，通過移動支承元件可匹配回轉元件的半徑。在此，該匹配優(yōu)選地依賴于該設備圍繞其旋轉軸線的旋轉來實現(xiàn)。因此， 唯一的這樣構造的回轉元件可足以在設備運動時確保有效的導體長度的必要的匹配。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選的設計方案中，相對于該設備固定地或可轉動地支承有至少一個回轉元件。由此得出，根據(jù)實施形式可在卷繞過程期間產生在導體與回轉元件之間的相對運動。如果回轉元件被相對于該設備可轉動地支承，則導體與回轉元件之間的相對運動在卷繞期間被避免。如果回轉元件被相對于該設備固定地支承，則導體通過它在回轉元件和/或其支承元件上滑動來圍繞回轉元件卷繞。固定地支承的回轉元件具有結構非常簡單的優(yōu)點，而可轉動地支承的回轉元件引起導體和其表面的更小的負荷。然而，可想象的是，在固定的回轉元件的情況下也可通過處于回轉元件上的滑面實現(xiàn)導體的保護。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選的設計方案中，導體螺線形地或螺旋狀地環(huán)繞至少一個回轉元件。這具有如下優(yōu)點，即，導體在多次環(huán)繞回轉元件的情況下限定地卷繞且在卷繞過程期間不隨之產生導體的交叉。在本發(fā)明的另一實施形式中，設備可更換地實施到合適的容納部、尤其是軸單元 (Spindeleinheit)中。該設備通過容納部(尤其軸單元)的可更換性具有如下優(yōu)點，S卩，在裝置的維護、維修和改裝的情況中，這可簡單快速地且成本有利地執(zhí)行。此外，通過該有利的實施形式得出，在其功能范圍中不同的設備可被集成到涂覆裝置中，且因此可任意地擴大加工機器的功能范圍。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選的設計方案中，可借助輻射傳輸能量和/或信號。尤其地，信號在加工過程期間或者在加工過程之前或之后的附加的傳輸開啟了通過輻射控制設備的可能性。因此，可考慮的是，在幾何形狀、方向或強度上改變輻射的部件在其任務的實施形式中可被影響直至開通和關閉其相應的功能。


圖1示意性地顯示了帶有設備和傳輸裝置的涂覆裝置。傳輸裝置包括回轉元件和四個可移動的支承元件。圖2示意性地顯示了帶有包括兩個回轉元件的傳輸裝置的設備。圖3示意性地顯示了由回轉元件和四個可移動的支承元件構成的傳輸裝置。具體實施形式作為本發(fā)明的優(yōu)選的實施形式，涂覆裝置1在圖1中示意性地以俯視圖示出。涂覆裝置1用于以涂覆材料4涂覆工件3，例如在家具業(yè)和組件業(yè)的領域中。工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，盡管本發(fā)明不限于此。裝置1包括帶有傳輸裝置2的(涂覆)設備10。在圖2中，傳輸裝置2以兩個不同的旋轉位置示出。一方面在旋轉位置1中，且另一方面逆時針旋轉90°在旋轉位置2中。 在此，旋轉90°是純粹任意選擇的示例且可由任意的度數(shù)(也包括多次回轉)來替代。在圖2中的實施形式中，引入點13關于設備的旋轉中心18位置固定。在引入點13之后跟隨有導體12，優(yōu)選地光波導體，其將引入點13與傳輸點14相連接。不同于引入點13，傳輸點 14關于設備10位置固定。在此，輻射至引入點13的通道可從每個任意的方向實現(xiàn)。引入點13也不須處在圖2中示出的位置處，而是也可占據(jù)在設備10處的每個任意的其它的位置。同樣相應地適用于傳輸點14。在引入點13之后，導體首先環(huán)繞第一回轉元件16，其中心(如前面另外所說明的那樣)有利地與設備10的旋轉軸線18 —致。在此，回轉元件16可關于設備10被固定地或可轉動地支承。在圖2中的實施形式中，在設備10的相同的平面上相對而置地存在第二回轉元件16，其在第一回轉元件16之后被導體環(huán)繞。在此，第二回轉元件16相對地可在第一回轉元件16的方向上或反向上主動地或被動地移動。此外，可能在其旋轉的自由度中固定地或可動地支撐第二回轉元件16。在此，環(huán)繞兩個回轉元件16的導體12優(yōu)選地僅環(huán)繞迂回元件一次，以便避免光波導體的多次轉向。在圖2中處在旋轉位置2中的設備10說明了該實施形式的工作原理。相對設備的旋轉中心18位置固定的引入點13保持其位置。由于圍繞旋轉軸線18逆時針轉動90°， 導體12此時附加地環(huán)繞第一回轉元件16以四分之一圈。由于導體12繞回轉元件16的附加的環(huán)繞，有效的導體長度縮短，這通過在第一回轉元件16與第二回轉元件16之間的間距縮短圍繞回轉元件16轉動90°所對應的弧長度來補償。在該實施形式中，限定的且同時可自由選擇的、導體12所環(huán)繞的半徑尤其是有利的。因此，通過彎曲半徑的由此可能的有目的的選擇，通過傳輸裝置可在傳輸輻射時阻止能量損耗或甚至阻止導體的損壞。圖3中的傳輸裝置的實施形式僅包括回轉元件16，在其上固定有總共四個支承元件17，其可在回轉元件16的中心的方向和反方向上移動。在此，圖3的示例性的實施形式同樣對于兩個不同的旋轉位置示出。一方面在開始位置(旋轉位置1)中，另一方面在圍繞設備10的旋轉軸線逆時針旋轉180°之后。在此，導體12可在示出的回轉元件16上任意多次地環(huán)繞支承元件17，其中，回轉元件16的環(huán)繞優(yōu)選地跟隨螺線形的或螺旋狀的路徑。 然而，為了保持能量損耗盡可能少且使導體遭受盡可能少的彎曲，支承元件17優(yōu)選地盡可能少地被環(huán)繞。在圖3中示出的實施形式中，回轉元件16的中心優(yōu)選地處在設備10的旋轉軸線18上。在旋轉180°之后，關于該設備的旋轉中心18位置固定的引入點13此外從全局坐標系來看處在相同的位置處。與之相反，相對設備10位置固定的傳輸點14對應于設備 10的經執(zhí)行的旋轉改變其位置。導體12此時環(huán)繞支承元件17以附加的半圈。通過附加的半圈引起的有效導體長度的縮短通過支承元件17至中心15的運動(其引起回轉半徑的減小)來補償。該實施形式的優(yōu)點尤其在于其緊湊的結構形式。支承元件17的移動優(yōu)選地結合該設備圍繞旋轉軸線18的旋轉而實現(xiàn)。此外，圖3中的實施形式具有如下優(yōu)點，即，通過緊湊的結構形式和構造也使得設備10的多次旋轉成為可能。作為替代，在另一有利的實施形式中可能通過旋轉元件的錐狀的形狀來補償有效的導體長度的變化。錐直徑和因此錐周長通過錐的高度而改變。由此，通過設備旋轉引起的有效導體長度的改變可通過環(huán)繞的導體在錐高度上的主動和/或被動的定位來補償。原理上，存在在軸上可更換地實施設備10的可能性。同樣地，然而也可能將該設備作為永久的組成部分集成到裝置1中。
權利要求
1.一種用于涂覆工件的裝置(1)，所述工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，所述裝置⑴帶有用于產生輻射、優(yōu)選地激光光束的輻射源，和用于將涂覆材料施加到工件表面上的設備(10)，以及用于將所述輻射從所述輻射源傳輸至所述設備(10)的傳輸裝置0)，其特征在于，所述設備(10)相對于所述輻射源能夠主動地和/或被動地移動，且所述傳輸裝置具有導體(12)，優(yōu)選地光波導體。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳輸裝置( 布置在所述輻射源與所述設備(10)之間且具有關于所述設備的旋轉中心(18)位置固定的到所述導體(1 中的引入點(13)以及關于所述設備(10)位置固定的傳輸點(14)，優(yōu)選地至少一個屬于所述設備(10)的部件聯(lián)接到所述傳輸點(14)處，尤其在幾何形狀、方向或強度上改變所述輻射的部件。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述輻射源與所述引入點(1 之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件，優(yōu)選地光波導體、尤其帶有光纖耦合件的光波導體，或其它的光學元件。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的裝置，其特征在于，在所述傳輸點(14)與處于所述設備 (10)中的部件之間優(yōu)選地存在至少一個連接元件，優(yōu)選地光波導體、尤其帶有光纖耦合件的光波導體，或其它的光學元件。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述傳輸裝置(2)包括至少一個優(yōu)選地實施成盤或錐體的回轉元件(16)，其中，至少一個回轉元件(16)的中心(15)與所述設備(10)的旋轉中心(18) —致且至少一個回轉元件(16)被所述導體(1 至少環(huán)繞一次。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，至少兩個回轉元件(16)能夠主動地或被動地彼此相向和背向相對移動。
7.根據(jù)權利要求5-6中任一項所述的裝置，其特征在于，在至少一個回轉元件(16)中集成有至少兩個支承元件(17)，其能夠主動地或被動地相對于所述回轉元件(16)的中心 (15)移動且所述導體(1 通過所述支承元件(17)環(huán)繞所述回轉元件(16)。
8.根據(jù)權利要求5-7中任一項所述的裝置，其特征在于，至少一個回轉元件(16)相對于所述設備(10)被固定地或可轉動地支承。
9.根據(jù)權利要求5-8中任一項所述的裝置，其特征在于，所述導體(1 螺線形地或螺旋狀地環(huán)繞至少一個回轉元件(16)。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述設備(10)可更換地實施到合適的容納部、尤其軸單元中。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，利用所述輻射傳輸能量和/ 或信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于涂覆工件的裝置(1)，工件優(yōu)選地至少部分地由木材、木料、塑料等制成，裝置(1)帶有用于產生輻射、優(yōu)選地激光光束的輻射源。此外，該裝置包括用于將涂覆材料施加在工件表面上的設備(10)以及用于將輻射從輻射源傳輸至該設備的傳輸裝置(2)。根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于，設備(10)相對于輻射源可主動地和/或被動地移動且傳輸裝置具有導體(12)，優(yōu)選地光波導體。
文檔編號B23K26/04GK102371432SQ20111025704
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權日2010年8月24日
發(fā)明者A·佩特拉克, J·施密德 申請人:豪邁木加工系統(tǒng)股份公司