ES2207574T3 - Cabezal operativo, particularmente para una maquina laser. - Google Patents

Abstract

Cabezal operativo, particularmente para una máquina láser, que comprende: una base (12), un cuerpo giratorio (20) fijado en la base (12) de forma que puede girar alrededor de un eje (B), un cuerpo terminal (30) móvil con respecto al cuerpo giratorio (20) en una dirección rectilínea que coincide con dicho eje (B), un primer motor (36) para controlar el movimiento rotacional del cuerpo giratorio (20) alrededor de dicho eje (B), y un segundo motor (42) para controlar el movimiento lineal del cuerpo terminal (30) a lo largo de dicho eje (B), caracterizado porque tanto, el primer motor (36) como el segundo motor (42) son motores directos montados en la mencionada base (12).

Description

Cabezal operativo, particularmente para una máquina láser.

La presente invención se refiere a un cabezal operativo, particularmente para una máquina láser.

Un cabezal operativo cuyas características son descritas en el preámbulo de la reivindicación principal se ilustra en el documento EP927596 por el solicitante de la patente. Esta cabezal conocido comprende un soporte que lleva un primer espejo apropiado para recibir un rayo láser a lo largo de un primer eje y que lo desvía a lo largo de un segundo eje. un cuerpo giratorio está ajustado en la base de tal forma que puede girar en el segundo eje y aguanta un cuerpo terminal que es móvil con respecto al cuerpo giratorio en la dirección del segundo eje. Un primer motor ajustado en la base gira el cuerpo giratorio por medio de un mecanismo de transmisión que comprende un par de engranajes cónicos. Un segundo motor está conectado al cuerpo terminal y controla el movimiento de dicho cuerpo terminal por medio de un engranaje que está conectado al motor por medio de una correa y la cual coopera con una cremallera fija.

Un cabezal del tipo descrito anteriormente permite el movimiento del rayo láser a alta velocidad en dos dimensiones, en recorridos de pequeño tamaño sin que se muevan los ejes principales de la máquina.

El documento US4710606 y el documento EP-A-416112 dan a conocer cabezales operativos para máquinas láser con dos cuerpos giratorios en serie el uno del otro accionados por motores directos.

El objetivo de esta invención es perfeccionar un cabezal operativo del tipo especificado más arriba, para incrementar la precisión en los movimientos, reducir el número de componentes y realizar un cabezal el cual es más simple y compacto y el cual presenta una más baja inercia de las partes móviles.

De acuerdo con esta invención, este objetivo se alcanza mediante un cabezal operativo que presenta las características descritas en la reivindicación 1.

Esta invención se explicará mejor siguiendo las detalladas descripciones con referencia a las figuras que acompañan como un ejemplo no limitativo de la realización, en donde:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un cabezal operativo de acuerdo con esta invención,

- la figura 2 es una sección parcial de acuerdo con la línea II-II de la figura 1 y

- la figura 3 es una sección de acuerdo con la línea III-III de la figura 2

Con referencia a los dibujos, el número de referencia 10 indica un cabezal operativo para una máquina láser. El cabezal 10 comprende una base 12 la cual se sujeta en la sección 14 (véase la figura 1) que está destinada a ser empalmada a la parte terminal de un cuerpo móvil (no ilustrado) de una máquina láser. Con referencia a la figura 2, la base 12 lleva un primer espejo 16 el cual en uso recibe un rayo láser a lo largo de un primer eje A y lo desvía en 90º a lo largo de un segundo eje B. Preferentemente, la base 12 gira alrededor del eje A como se muestra mediante la doble flecha 18 en las figuras 1 y 2.

Con referencia a la figura 2, el cabezal 10 comprende un cuerpo giratorio 20 el cual está fijado en la base 12 de tal forma que puede girar según en eje B por medio de un par de rodamientos 22. En la forma de realización ilustrada como un ejemplo no limitativo en las figuras, el cuerpo giratorio 20 está formado por un elemento tubular dispuesto coaxialmente con el eje B. Un segundo elemento tubular 24 está dispuesto en el interior del cuerpo giratorio 20. El segundo elemento tubular 24 está conectado al cuerpo giratorio 20 por medio de una guía lineal prismática para permitir al segundo elemento tubular 24 el movimiento en la dirección del eje B y el cual está rígidamente conectado a los elementos tubulares 20, 24 para los movimientos giratorios alrededor del eje B en la dirección mostrada por la doble flecha 26 en la figura 2. En el ejemplo mostrado en las figuras, la guía lineal prismática consiste en un manguito de bolas prismático indicado por el número 28 en las figuras 2 y 3.

Un cuerpo terminal 30 está empalmado al segundo elemento tubular 24 y es móvil con respecto a este último en la dirección mostrada por la doble flecha 32 en la figura 2. El cuerpo terminal 30 lleva un segundo espejo 34 el cual recibe el rayo láser según el eje B y lo refleja a 90º en la dirección de el tercer eje C.

Con referencia a la figura 2, un primer motor directo 36 tiene un estator 38 acoplado al cuerpo 12 y un rotor 40 acoplado al cuerpo giratorio 20. El motor 36 controla la rotación del cuerpo terminal 30 alrededor del eje B sin necesidad de un mecanismo de reducción. Los motores directos, del tipo conocido, permiten trabajar en ángulos muy pequeños (en el rango de 10^{-3}º), con un gran par y resolución, con un ratio de transmisión de 1 a 1 referido a la unidad móvil conectada a él y sin reductores o unidades cinemáticas (correas, poleas, etc.).

Un segundo motor directo 42 controla el movimiento del cuerpo terminal 30 en la dirección indicada por la doble flecha W. El segundo motor directo está fijado en a base 12 y comprende una rueda 44 conectada sólidamente al rotor del motor 42. La rueda 44 está unida a una biela 46 la cual a su vez está unido a una brida 48. La brida 48 está conectada al cuerpo terminal 30 por medio de un rodamiento 50 el cual es coaxial al eje B. En la forma de la realización ilustrada en las figuras, los motores directos 36 y 42 son constructivamente idénticos pero están orientados de modos diferentes. Más exactamente, mientras el primer motor directo 36 está dispuesto con su eje coaxial al eje B, el segundo motor directo 42 está dispuesto con su eje perpendicular al eje B y distanciado de este último. El movimiento giratorio del segundo motor 42 se transforma en un movimiento lineal mediante un mecanismo el cual comprende la rueda 44 y la biela 46. El rodamiento 50 conecta el cuerpo terminal 30 a el motor 42 para los movimientos en dirección W pero deja al cuerpo terminal 30 libre para girar en el eje B con respecto a la brida 48. Por supuesto que se entiende que los movimientos lineal y giratorio del cuerpo terminal 30 se pueden combinar para mover el rayo láser producido desde el cabezal a lo largo del eje C a lo largo de cualquier recorrido contenido en un área de trabajo cuyo límites están definidos por la amplitud de los recorridos de trabajo de los motores 36 y 42.

El motor directo 42 puede ser reemplazado por un motor directo de tipo lineal, cuya parte móvil está directamente conectada a la brida 48.

Los motores 36 y 42 están fijados en la base 12. En consecuencia, la inercia de los cuerpos móviles es muy baja, lo cual mejora la rapidez de movimientos del cuerpo terminal 30. Además, los motores directos permiten la eliminación del juego de la cadena cinemática y permite reducir el número de componentes del cabezal 10. Además, la disposición de los motores en la base 12 permite la simplificación del cableado eléctrico.

Preferentemente, la totalidad del cabezal 10 se fija de forma que puede girar alrededor de un eje A, siendo controlado también este giro por el motor directo (no ilustrado) el cual coopera con la brida 14.

Claims (6)

1. Cabezal operativo, particularmente para una máquina láser, que comprende:

una base 12,

un cuerpo giratorio (20) fijado en la base (12) de forma que puede girar alrededor de un eje (B),

un cuerpo terminal (30) móvil con respecto al cuerpo giratorio (20) en una dirección rectilínea que coincide con dicho eje (B),

un primer motor (36) para controlar el movimiento rotacional del cuerpo giratorio (20) alrededor de dicho eje (B), y

un segundo motor (42) para controlar el movimiento lineal del cuerpo terminal (30) a lo largo de dicho eje (B),

caracterizado porque tanto, el primer motor (36) como el segundo motor (42) son motores directos montados en la mencionada base (12).

2. Cabezal operativo según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer motor (36) está dispuesto coaxialmente con el cuerpo giratorio (20).

3. Cabezal operativo según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo motor (42) es un motor giratorio dispuesto con su eje de rotación perpendicular y distanciado con respecto a dicho segundo eje (B) y está conectado a cuerpo terminal (30) por medio de un mecanismo para que convierta el movimiento giratorio en un movimiento lineal.

4. Cabezal operativo según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo motor (42) es un motor lineal.

5. Cabezal operativo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo giratorio (20) comprende un primer elemento tubular (20) que lleva un segundo elemento tubular (24) empalmado al cuerpo terminal (30), estando conectado el segundo elemento tubular (24) al primer elemento tubular (20) por medio de una guía lineal prismática dispuesta en paralelo al mencionado segundo eje (B).

6. Cabezal operativo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo terminal (30) está conectado al segundo motor (42) por medio de un rodamiento (50) el cual separa el cuerpo terminal (30) desde el motor (42) para movimientos alrededor de dicho segundo eje (B).