專利名稱：高速激光機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以切割或焊接金屬板等的激光機床。
更確切地說，本發(fā)明涉及這樣一種笛卡兒結(jié)構(gòu)式的機床，該機床的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上裝有第一水平導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有一個可滑動的滑座，滑座上裝有一個橫梁有一個第二水平導(dǎo)軌垂直于率一水平導(dǎo)軌，橫梁中有一個激光聚集頭垂直向下取向，可沿第二導(dǎo)軌移動，且可由至少一個驅(qū)動構(gòu)件其沿一垂直軸線移動。
激光機床的切割速度至受兩個因素的限制切口長而大致上呈直線時，切割速度在技術(shù)上受到激光束切割金屬速度的限制，這個限制與技術(shù)上的一些細節(jié)有關(guān)，例如激光發(fā)生器的功率、所切割材料的物理性能和厚度、輔助切割氣體的種類和壓力等等。
切割小孔或切割路徑的曲率半徑小因而需要在切割頭與金屬板之間完成環(huán)行的相對運動時，切割速度受到了切割頭與金屬板之間的相對加速度的限制，因為這個加速度極限往往低于上述技術(shù)上的限制。
借助于激光頭相對于工件的運動而形成孔時，最大切割速度受到可作用到激光機床各運動部件上的最大離心加速度的限制。動力一定時，最大加速度，因而沿曲線路徑的切割速度，與各運動部件的質(zhì)量，特別是固定到聚焦頭上各部件的質(zhì)量，成反比。
聚焦頭和固定在其上的各部件，其質(zhì)量與該質(zhì)量對一定驅(qū)動系統(tǒng)下聚焦頭沿橫梁所能達到的最大加速度以及該質(zhì)量對橫梁在其一定變形情況下所能達到的最大加速度都具有反比例的的影響。
本發(fā)明的目的是提供一種聚焦頭較輕因而其加速度比一般周知的機床大的激光機床。
按照本發(fā)明，上述目的是這樣達到的令至少其中一個使聚焦垂直運動的驅(qū)動構(gòu)件不受聚焦頭沿橫梁運動的影響。
在本發(fā)明的一個最佳實施例中，將聚焦頭的垂直運動分解成兩種運動一種運動是一個因整個橫梁垂直運動因而不受聚焦頭影響的構(gòu)件所引發(fā)的聚焦頭的一般位運動;另一種運動是與聚焦頭結(jié)合的第二驅(qū)動構(gòu)件所引發(fā)的聚焦頭相對于橫梁的快速細調(diào)運動。細調(diào)運動的最大范圍遠小于一般定位運動的最大范圍。這種能引起細調(diào)運動的驅(qū)動構(gòu)件所能產(chǎn)生行程，其最大范圍一般大約在幾毫米的范圍，因而結(jié)構(gòu)非常簡單，而且重量輕。通過下面參照附圖以純粹舉例而不起限制作用提供的詳細說明可以清楚了解本發(fā)明的其它一些特點和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明機床的示意正視圖。
圖2和3是分別從圖1的箭頭Ⅱ和Ⅲ看去的示意視圖。
參看圖1至3，激光機床有一個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2上配置有激光發(fā)生器4。
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2有一個水平導(dǎo)軌6沿X軸線延伸，導(dǎo)軌6上有一個可滑動的滑座8，滑座8則借助于一般的裝置沿導(dǎo)軌6滑動?；?上裝有懸臂梁10連同其導(dǎo)軌12，裝有激光聚焦頭16的滑座14即沿導(dǎo)軌12滑動。
滑座8與懸臂梁10之間有一個垂直導(dǎo)軌18(圖2)，懸臂梁10即可沿導(dǎo)軌18作一般定位運動，使聚焦頭16可以在不同的平面工作。懸臂梁10沿Z軸線的行程通常在100毫米和300毫米之間，這是由不受滑座14影響的第一驅(qū)動構(gòu)件(圖中未示出)實現(xiàn)的。因此，聚焦頭16的滑座14的質(zhì)量比一般機床中聚焦頭16沿Z軸線的一般定位運動由裝在滑座14上的驅(qū)動構(gòu)件引發(fā)的情況小。若其它條件保持不變，則這一下提高了滑座/聚光頭機構(gòu)14-16在平面X-Y上所能達到的最大加速度。
聚焦頭16還能沿Z軸線相對于滑座14作細調(diào)動作。這個細調(diào)動作的最大范圍約為幾毫米，其作用是將激光束精確地聚集到工件上。由于該細調(diào)動作范圍約為一般定位動作最大范圍的百分之幾，因而為了實現(xiàn)聚焦頭16細調(diào)行程所需用的驅(qū)動構(gòu)件和導(dǎo)軌就非常輕巧。
為承受X-Y平面內(nèi)快速的加速度，將懸臂梁相對于其中心軸線慣性矩最大的橫截面配置在水平面上(特別參看圖3)。
由于梁10是懸臂梁，因而其寬度最好朝其自由端方向減小(也參看圖3)，從而使梁的剛度/重量比達到最理想的狀態(tài)。
為使聚焦頭16發(fā)揮最大的透射能力，必須始終使其凸出梁10下平面下方一段距離H(圖1和2)，H的大小不小于總的一般定位行程。
權(quán)利要求
1.一種激光機床，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(2)上裝有第一水平導(dǎo)軌(6)，導(dǎo)軌(6)上有一個可滑動的滑座(8)，滑座(8)上裝有一個橫梁(10)，該橫梁有一個第二水平導(dǎo)軌(12)垂直于第一水平導(dǎo)軌(6)，橫梁(10)中有一個激光聚焦關(guān)(16)裝在滑座(14)上，可沿第二導(dǎo)軌(12)滑動，且可由至少一個驅(qū)動構(gòu)件使其沿一垂直軸線(Z)移動，其特征在于，至少其中一個促使聚焦頭(16)垂直運動的驅(qū)動構(gòu)件不受聚焦頭(16)沿橫梁(10)運動的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光機床，其特征在于，滑座(8)上裝有垂直導(dǎo)軌(18)，裝有聚焦頭(16)的橫梁(10)可沿垂直導(dǎo)軌(18)移動，且聚集頭(16)的垂直運動(Z)由兩部分組成橫梁(10)沿垂直導(dǎo)軌(18)的一般定位運動和聚集頭相對于橫梁(10)的細調(diào)運動，前者由與橫梁結(jié)合因而不是聚集頭(16)滑座(14)的一部分的第一驅(qū)動構(gòu)件引發(fā)，后者由與聚集頭(16)結(jié)合的第二驅(qū)動構(gòu)件引發(fā)，細調(diào)運動的最大范圍比一般定位運動的最大范圍小至少一個數(shù)量級。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光機床，其特征在于，聚集頭(16)始終必須凸出橫梁(10)的下增面一段距離，該距離不小于橫梁(10)的總垂直定位行程。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光機床，其特征在于，橫梁(10)從可沿導(dǎo)軌(6)移動的滑座(8)上伸出以形成懸臂梁。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光機床，其特征在于，橫梁(10)相對于其中心軸線慣性矩最大的橫截面配置在水平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的激光機床，其特征在于，橫梁(10)在水平面的斷面的朝橫梁自由端的方軸減小。
全文摘要
一種激光機床，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(2)上裝有第一水平導(dǎo)軌(6)，導(dǎo)軌(6)上有一個可滑動的滑座(8)，滑座(8)上裝有橫梁(10)，橫梁(10)的第二水平導(dǎo)軌(12)垂直于第一水平導(dǎo)軌(6)。激光聚焦頭(16)可沿第二導(dǎo)軌(12)移動，且可由至少一個驅(qū)動構(gòu)件使其沿垂直軸線(Z)運動。起碼其中一個使聚焦頭(16)垂直運動的驅(qū)動構(gòu)件不受聚焦頭(16)沿橫梁(10)移動的影響。
文檔編號B23K26/08GK1074161SQ9211502
公開日1993年7月14日 申請日期1992年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月30日
發(fā)明者F·莎托里奧 申請人:普賴馬工業(yè)股份公司