CN108356537B - 多轴线机床、处理头和套件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多轴线机床，布置成对工件进行处理，该多轴线机床具有：至少一个处理头和至少一个加工头；夹持机构，布置成临时地接收至少一个处理头与至少一个加工头中的一个，该多轴线机床在使用中能操作成用于：将处理头或加工头从能操作位置移动至头部更换位置，将处理头或加工头从夹持机构释放，选择能替换的处理头或加工头；将能替换的处理头接收在夹持机构中，并且返回所述能操作位置，该处理头布置成将物料沉积到待处理的工件上，其中，处理头包括介质供应器，其中，介质供应器包括设置在处理头中的储存器。本发明还提供了一种处理头以及一种包括至少一个处理头的套件。

Description

多轴线机床、处理头和套件

本申请是申请日为2013年7月16日、申请号为201380038211.8的中国专利发明申请“机床”的分案申请。

技术领域

本发明涉及布置成将能量源和介质中的至少一个通过处理头传输至工件上的机床或其他类型的机械。机床可具体地但并不专有地指代混联机床(hybrid machine tool)。具体地但并不专有地，本发明可涉及一种沉积系统，该沉积系统布置成使用或不使用设置除沉积物料之外的能量源将而将物料沉积到工件的表面上。

此外，本发明涉及布置成将物料通过处理头而沉积到工件的表面上的机床。

背景技术

过去的机床用于通过加工而从工件移除物料的机床，并且这种机床包括通常由电脑控制或由计算机数控(CNC)的铣床等。随着技术的发展，目前能够使用这种机械来执行其他功能，诸如其他形式的物料移除(超声波、激光等)、焊接和物料沉积(诸如激光沉积、表面硬化、定向能量沉积、增材制造，等)。

已知提供处理头的布置可被装配至现有的机床，诸如多轴线CNC铣床。然而，这种现有技术的处理头不如期望的方便。

现有技术中还已知使用机器人(诸如机械臂等)加工物料。事实情况或许是机械臂和机床的领域是合并的，但目前的情况是机械臂和机床的领域有所不同。例如，由于机械臂提供较高程度的移动和柔性，所以机械臂不是刚性的或精确的，通常将其归位重型机械操作的第二选择。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种机床，该机床布置成通过处理头将能量源传输到工件上，其中，该机床可具有布置成临时地接收处理头或者其他加工头或处理头的夹持机构。在一些实施方式中，第一方面可涉及机械臂等，而不是机床。

机床可布置成对工件进行处理。

通常，夹持机构容纳在主轴头中。此外，机床通常具有一轴线，处理头在连接至夹持机构时穿过该轴线，并且处理头布置成围绕该轴线移动。

处理头可包括一个或多个导向机构，该导向机构布置成将能量源引导到工件上。

处理头还可包括对接岐管，该对接岐管布置成连接有在使用中待供应至处理头的一种或多种介质以促进对工件进行处理。

当处理头连接至夹持机构时，对接岐管允许将一种或多种介质供应至处理头。

方便地，机床还包括至少一个机构，该机构布置成将供应对接岐管移动成与处理头对接岐管连接和/或断开连接，使得当两个对接岐管连接时将介质或每种介质供应至处理头。

供应对接岐管可布置成允许能量源传输到处理头中。

通常，一旦两个岐管连接，实施方式就允许通过处理头对接岐管来传输能量源。这种实施方式的方便之处在于当岐管连接在一起时允许连接至能量源。

在其它实施方式中，能量源可沿机床的轴线而传输。该轴线可通过夹持机构的轴线来对准。技术人员可理解到，这是沿机床的主轴的轴线并且可包括引导能量源穿过中空主轴。

实施方式还可具有对接岐管中的管道，该管道布置成供应冷却介质和可处理介质中的至少一种，冷却介质布置成对处理头内的导向机构或每个导向机构进行冷却，可处理介质布置成在使用中由能量源进行处理。方便地，冷却介质、保护介质和可处理介质中的每一种可简化地被称为介质。而且，这种实施方式是方便的，这是因为在使用时一旦岐管连接，就允许方便地供应介质或每一种介质。

对于本领域的技术人员将认识到，当所选择的物料暴露于能量和/或温度时，期望提供一种惰性环境。这可通过局部地(例如通过处理头)释放保护气体(即，保护介质)而实现。可替换地，可在室中进行这种活动，该室围绕机床或机床的包含真空或可替换的惰性环境的一部分而设置。

许多实施方式提供了对准机构，该对准机构布置成将介质供应器和能量源中的至少一个与处理头对接岐管内的管道对准。将认识到，能量源通常需要精确地对准以使得其在使用时正确地聚焦，并且提供对准机构确保了在两个岐管连接时而连接的能量源被正确地对准。

在一些实施方式中，对准机构至少部分地由大致平面的表面所提供。

方便地，存在连接至供应对接岐管的壳体。该壳体可容纳用于能量源的导向机构。在一个实施方式中，壳体容纳光束扩展器，该光束扩展器布置成对激光束进行扩展。在处理头的外部设置至少一些导向机构有助于确保其设置有与处理头中的环境相比不严酷的环境。技术人员将认识到一些导向机构相对易碎。

通常，实施方式在使用中布置成将能量源聚焦到与处理头的纵向轴线对齐的区域上。这种布置的方便之处在于由于无需考虑多个轴线中偏移而使机床易于编程，并且由于工作区域无需考虑偏移而使机床更小。技术人员将理解到当能量源的聚焦从轴线偏移时，由于进一步的平移需要考虑偏移，所以需要处理物体工作区显著增加。

实施方式可提供能量源，该能量源为下列能量源中的至少一种：激光、电子束、电弧、等离子体、微波、激微波、聚焦的电磁辐射或声波(包括超声波)等。电磁辐射可例如为下列中的任一种：X射线、微波、紫外线、红外线等。

设置在处理头内和/或壳体内的导向机构可包括下列装置中的任一种：一个或多个透镜、镜子、棱镜、衍射光栅、光束扩展器、空间光调制器、光学器件、电耦合机构、介质传导路径、感应耦合机构、光束转向部件、光束转向场发生器、微机电系统、微镜装置、保护部件(诸如为包括共轴丝线的电磁干涉(EMI)保护件)等。然而，如果处理头包括更加耐用且较少的部件则也是方便的。

特别地，在一些实施方式中，处理头可包括透镜和反射件。

机床在使用中可布置成供应下列介质的至少一种：金属、聚合物或者粉末形式或丝状物形式的陶瓷物料；冷却或处理流体；气体；处理流体等。

方便地，机床的控制器布置成自动地或至少半自动地令机床更换夹持机构内的处理头。技术人员将认识到，术语机床的控制器布置成覆盖机床内部的控制器以及联网的或以其他方式耦接至机床的控制器。

将认识到，术语“机床”使用在整个机械加工中。已经描述了能互换的头部，并且常规的铣刀头和加工头(有时是指加工刀具或工具)指的是加工头。如在本申请中公开的可替换的头部，术语“处理头”用于处理工件，该工件可涉及将能量引导至工件的方向或将介质和能量引导至工件的方向，或者涉及将介质应用/沉积到工件上。

技术人员将认识到，虽然本发明关于机床进行了描述，但是可以设想到，能够使用工件更换器和/或对接站来改变机械臂或其他附加制造装置。一旦这些装置发生改变，则这些改变的装置可被视为与机床类似。

根据本发明的第二方面，提供了一种套件，该套件包括与供应对接岐管相结合的处理头，其中，处理头布置成在使用中连接至机床的夹持机构等，并且该套件还包括下列装置中的至少一些：

a)一个或多个导向机构，该导向机构布置成将能量源聚焦至工件上；

b)处理头对接岐管，该处理头对接岐管布置成连接有在使用中待供应至处理头的一种或多种介质以促进对工件进行处理；以及

c)供应对接岐管包括一个机构，该机构布置成将供应对接岐管移动成与处理头对接岐管连接和/或断开连接，使得当两个岐管连接时将介质在使用中供应至处理头。

实施方式可将对接岐管布置成允许将能量源传输到处理头中，方便地，壳体连接至供应对接岐管。

通常，实施方式可提供具有管道的处理头对接岐管，该管道布置成供应冷却介质和能量源可处理介质，该冷却介质布置成对在处理头内的导向机构或每个导向机构进行冷却，该能量源可处理介质布置成在使用中由能量源进行处理。本文所描述的其他流体和/或介质还可在两个岐管之间被连通。

在一些实施方式中，除了在处理头中的导向机构还可设置另外的导向机构，该导向机构可与供应对接岐管关联。

本发明的至少一些实施方式可布置至少一个导向机构(在处理头中的导向机构和/或除了在处理头中的导向机构之外的导向机构)，这样使得能量源可处理介质选择地在处理头内熔化或在处理头外部熔化。

在可替换的或附加的实施方式中，该套件可包括多个处理头，多个处理头中的每一个都与装置中的其他处理头上有区别地聚焦能量源。例如，第一处理头可布置成将能量源可处理介质在处理头中熔化。第二处理头可布置成将能量源可处理介质在处理头外部熔化。

方便地，对接岐管包括对准机构，该对准机构布置成将供应对接岐管中的介质供应器与处理头对接岐管内的管道对准。在一些实施方式中，可设置对接臂，该对接臂布置成将头部连接至夹持机构。该臂进而可被收回到储存位置。

在一些实施方式中，可存在多个对接臂。此外或可替代地，可设置多个工具更换器。

通常，对准机构布置成在使用中连接至壳体，该壳体布置成将能量源传输到处理头中。

壳体可布置成容纳除了容纳在处理头中的导向机构之外的导向机构。

通常，实施方式布置成将能量源聚焦在与处理头的纵向轴线对齐的点或区域上。

根据本发明的第三方面，提供了一种连接处理头的方法，该处理头布置成将能量源聚焦到工件上，该方法包括：

a)使机床等从储存位置选择处理头并将处理头插入到机床的夹持机构中；以及

b)对一个机构进行致动，该机构布置成将供应对接岐管移动成与处理头对接岐管连接；

c)其中，供应对接岐管与处理头对接岐管的连接提供了一定量的一种或多种介质以供应至处理头，使得在使用中能供应介质或每一种介质。

此外，该方法包括替换机床储存区内的处理头的相反处理。

根据本发明的第四方面，提供了修复部件的方法，该方法包括下列步骤中的至少一个：

a)令机床选择处理头

b)令机床将一定量的介质连接至处理头；

c)令机床执行将物料加入到部件的附加处理步骤；

d)令机床对储存区域内的处理头进行更换；

e)令机床从储存区域选择加工头；

f)令机床从至少为添加至待修复零件的物料中移除物料；以及

g)选择性地选择可替换的加工头、处理头或检验头(例如接触式检测头)并且检测或处理工件。

处理头可为本发明的上述方面中任一项的处理头。

a段和b段中的方法可为本发明的第三方面的方法。

在一些实施方式中，还可提供连接件以用于处理头与加工头之间的电连接、光连接和机械连接。这些连接件提供用于处理监控传感器和装置的连接。这些传感器可包括图像录制装置、照明装置、接触式检测头、3D表面和容积扫描器、传感器(诸如氧传感器和热传感器)或照相机等。在一些实施方式中，温度传感器可用于监控待处理的工件的温度。加工监控传感器或测量装置可包括处理头的一部分和岐管的布置成连接有一种或多种介质的部分和/或该岐管的除了处理头和岐管之外的部分。例如，一些实施方式可将加工监控传感器设置为分离头，其可被视为除了处理头和加工头之外的检测头。

在一些实施方式中，可监控一个或多个熔化池的温度。熔化池可形成物料的沉积。可将介质应用至工件或朝向工件应用，并且该介质可通过来自能量源的能量的应用而熔化。因此，介质可被视为能量源可处理介质。

在附加的或可替换的实施方式中，介质可在熔化状态下沉积。

根据本发明的另一方面，提供了一种多轴线机床，该机床可具有至少一个处理头并且方便地具有至少一个加工头。该机床可具有夹持机构，该夹持机构布置成临时地接收至少一个处理头和/或至少一个加工头中的一个，其中，加工头在使用中能执行下列步骤中的至少一些：i)将处理头或加工头移动从能操作位置移动至头部更换位置，ii)将处理头或加工头从夹机构持或保持机构释放，iii)选择可替换的处理头或加工头；iv)将可替换的处理头接收在夹持机构或保持机构中，以及v)返回能操作位置，

处理头还可布置成将物料沉积到待处理的工件上，并且其中；

处理头通常包括介质供应器。

在本发明的实施方式中，能量源可设置在处理头中。可替换地，能量源可在处理头的外部产生，并且处理头可布置成引导能量源或以其他方式传输能量源。在一些实施方式中，能量源由电池或其他独立的能量源(诸如燃料电池等)提供。在另一附加的或可替换的实施方式中，可通过主轴的运动(诸如经由发电机、交流发电机等)而在头部中产生能量。在其它实施方式中，能量源供应至处理头。

机床可布置成对工件进行处理。可替换地或此外，机床可布置成将物料沉积到工件上或构建工件，机床可从头开始构建工件。这种操作可为包括增材制造、3D打印或数字制造等的增材沉积。优选地，机床还包括工具更换器，该工具更换器布置成对机床中的头部进行更换。工具更换器可用处理头替换加工头，反之亦然。可替换地，机床可设置有两个或多个处理头。工具更换器可包括储存区，该储存区定位成与工件偏移。

通常，夹持机构容纳在主轴头中。此外，机床通常具有在处理头连接至夹持机构时穿过处理头的轴线，处理头布置成围绕该轴线移动。

处理头可包括一个或多个导向机构，该导向机构布置成将能量源引导至工件上。在另一实施方式中，处理头可包括一个或多个导向机构，该导向机构布置成将来自能量源的能量引导至介质中和/或引导至用于使介质沉积的机构。能量可被应用于处理头中的介质或处理头外部(诸如工件表面上)的介质或至少使介质朝向工件移动。

处理头可包括如前文所述的对接岐管，该对接岐管布置成连接有在使用中待供应至处理头的一种或多种介质以促进工件的处理。能量源可供应至处理头内部的介质或可如前文所述的在能量源向工件行进和/或达到工件上时将能量源供应至介质。在一个可替换的实施方式中，将能量供应至处理头中的介质并且将介质沉积在工件上。在介质离开处理头之前，可将能量供应至介质，或者当介质离开处理头时可将能量供应至介质。

处理头可包括介质供应器，该介质供应器布置成将介质从机床、夹持机构或连接至机床的辅助件供应至头部。在又一实施方式中，介质供应器可包括设置在处理头中的介质储存器。在一些实施方式中，介质储存器可经由供应器来进行连续地重新装填，该供应器通过岐管来供给介质。在其它实施方式中，介质可设置在可更换的盒形式的介质供应器中。在又一实施方式中，档处理头位于工具更换器中时，介质储存器可被重新填充。供应岐管可设置在工具更换器中，并且该供应岐管可布置成连接至在工具更换器中的处理头并且对介质储存器进行自动地重新装填。此外或可替换地，当处理头处于机床上的操作位置中时或当处理头位于工具更换器中或另一储存位置种时，至少一个机构可设置成将供应岐管移动成与介质供应器连接或断开连接。

在一些实施方式中，一种介质被供应至处理头。在其他实施方式中，两种或更多种介质可被供应至处理头。介质可例如包括可替换的颜色或可替换的介质。在一些实施方式中，第一介质可包括构建物料并且第二介质可包括支撑物料。一旦完成工件，支撑物料就能移动。应该设置多种介质，进而工具可布置成能够选择性地使用这些介质。

在一些实施方式中，介质可包括聚合物物料。在其他实施方式中，介质可从包括下列介质的组中选择：金属、非金属、聚合物、陶瓷、粘土或绝缘物料。介质可以下列形式中的任一种而设置：粉末形式；丝状物、杆或丝线的形式；半液体形式或完全液体形式。可替换地，介质可设置为或以液体、乳剂、气体、气溶胶、浆体或胶黏剂形式的悬浊体。

在一个具体地实施方式中，介质可包括聚合物丝状物。通常这种丝状物可由能量源加热至一温度，使得介质能以可控的方式被供给、引导、挤压、喷射或以其他方式沉积。可替换地，流体介质可从介质储存器供应至处理头。介质可由能量源加热直到储存器中的所有介质为流体并能以可控的方式被分配或以其他方式排放。在一些实施方式中，介质还可包括导电的物料、半导的物料和绝缘的物料，这样使得电路能在工件变形过程中放大。在可替换的实施方式中，介质可从储存器流向处理头的沉积顶端并且可在介质离开沉积顶端之前将能量应用于介质。特别地，这可适于这样的实施方式，在该实施方式中，介质为丝状物或丝线形式并且介质能通过处理头而由机械供给机构(诸如滚动件)供给。期望介质相对坚硬直到介质被沉积。在介质离开沉积顶端之前或之时或之后可供应能量。可替代地或此外，物料可沉积到工件的表面上并且进而暴露于能量中。

介质供给器可设置成连接至工具更换器。介质供给器在处理头不使用时可将介质供应至处理头或处理头中的储存器。供给器可为附加的对接机构的一部分，其在不使用时域处理头或加工头接合。

根据本发明的另一方面，提供一种套件，该套件包括下列装置中的至少一个：处理头、介质储存器、介质供应器和能量源。

在一个实施方式中，提供可一种套件，该套件包括与介质储存器相结合的处理头，其中，处理头布置成在使用中连接至机床的夹持机构，并且其中，介质储存器设置在处理头中。

在本发明的另一实施方式中，提供了一种处理头，该处理头适于连接至根据本发明的一方面的机床，其中，处理头适于将物料沉积到工件上，并且其中，处理头还包括优选为储存器形式的介质供应器。

在优选的实施方式中，处理头还包括能量源或用于产生能量源的至少一个机构，该机构布置成将能量供应至介质和/或供应至用于使介质沉积的结构。

在可替换的实施方式中，套件包括布置成能连接至介质供应器的处理头。介质供应器可包括连接至工具更换器的介质供给器或岐管并布置成当处理头位于工具更换器中时对介质储存器进行重新装填，或者该介质供应器可设置成连接至机床并布置成当处理头位于主轴上或其他能使用的位置中时将介质供应至处理头。

在一些实施方式中，介质供给器可包括一个或多个通道，并且其中，介质供给器可将介质供给至工件或者通道可布置成提供相反的介质流动或使介质转移或再循环。在一些实施方式中，可存在一种机构，该机构设置成收回未使用的介质或设置成移除废介质或副产品或者进行排气。这种机构可设置在除介质的流动通道之外的通道中或每个通道中。

在一些实施方式中，提供能量源的机构本身容纳在处理头中。在其他实施方式中，能量源连接至处理头。能量源可包括例如UV、IR、激光或如前文所述的其他能量源，并且在一些实施方式中，该能量源可将能量束引导到工件上。

在可替换的或附加的实施方式中，套件可包括多个处理头，该处理头中容纳有可替换的介质供应器。在另一可替换的实施方式中，处理头可包括容纳介质供应器的可更换的盒。该盒可自动地更换或可手动地更换。

在一些实施方式中，该装置还可包括对接岐管，该对接岐管布置成将介质供应至处理头。对接岐管可包括对接岐管内的一个或多个管道，该管道布置成将至少一个介质源供应至处理头。

可替换地，该套件可包括介质供应机构，该介质供应机构布置成将介质供应至处理头。当处理头位于机床的主轴上的能操作的位置时，介质供应机构可布置成将介质供应至处理头，或者可替换地，当处理头位于工具更换器中时，介质供应机构可布置成将介质供应至处理头。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成工件的方法，该方法包括

a)使机床从储存位置选择处理头并将处理头插入到机床的夹持机构中；以及

b)对一个机构进行致动，该机构布置成将能量供应至处理头中的介质和/或供应至用于使介质沉积的机构；

c)控制来自处理头的介质的沉积从而构造工件。

在该方法的一些实施方式中可执行另一步骤，其中，来自工件上的介质的沉积或固化的热量或其他能量还用于对工件的表面进行加热。此外或可替换地，来自沉积的热量可用于在沉积的物料中进行加工处理、熔化、烧结、交叉连接、反应或其他的催化变化。例如，用于直接印刷电子的油墨或糊状物可需要加热以实现其设计传导性、电阻性或其他性能；可导出来自沉积操作的热量的次要优点，而不是需要附加的加热步骤。其中，次要优点不能用于物料处理，能使用如下文所述的具体加工步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括物料处理器的物料处理系统，该物料处理系统可为具有处理头的机床或机械臂等，该物料处理系统布置成相对于工件和控制器移动，该控制器布置成控制处理头的移动；通常，处理头将包括一个或多个导向机构，该导向机构布置成在控制器的控制下对在工件上的能量源进行引导，其中，控制器通常能控制传输至工件的指定区域的功率的量。

这里，功率旨在具有长时间积聚的总能量的适当的意义。因此，将认识到，为了控制功率，能够控制能量(即，其中的功率)供应的速率或控制能量源在工件上移动的速率。

这些实施方式的方便之处在于其能控制能量源在工件上的效用。技术人员将认识到传输的功率能显著地影响工件上的效用。

控制器可布置成使用处理头的移动来控制功率的量。技术人员将认识到，如果处理头在工件上以相对较高的速度移动，则提供至工件上的功率将低于在工件上以相对较低的速度移动的情况。

能量源可为关于本发明的上述方面所描述的任一种。

因此，在一些实施方式中，导向机构可包括至少一个透镜，该透镜布置成将能量源聚焦至工件上。导向机构可包括本文提及的导向机构中的任一种。

如上文描述的方面，本发明的实施方式可设置有在处理头内部产生能量源的机构。另外的或可替换的实施方式可布置成对在头部外部产生的能量源进行引导。

处理头可包括选择性地致动或停止能量源的机构。例如，控制器可布置成选择性地致动和/或停止能量源的产生。因此，在激光束的实例中，控制器可布置成致动和/或停止激光束的产生，或者可替换地，控制器可布置成控制激光束的聚焦或散焦等。

控制器可由物料处理器外部的处理电路提供，其中，物料处理器为机床和机械臂等中的一个。例如，处理电路可由物料处理器外部的但与该物料处理器连接的计算机提供。在其他实施方式中，控制器由物料处理器中的处理电路提供。

物料处理器可布置成改变工件的物料性能。例如，物料处理器可布置成对功率进行控制，这样使得工件或工件的至少一部分被加热、预加热、硬化、软化、自由加压、减压或多孔/实体缺陷减少/消除。这些操作可避免开裂、变形以及其他缺陷。可替换地，可诸如通过标记、纹理图案、纹理增强、选择性氧化，或通过再熔化或磨蚀等减小表面粗糙而改变工件的表面。可替换地，能改变颗粒结构或化学性质，诸如将钢颗粒转化为马氏体或者用附加的物料或碳化来引起局部合金化。

物料处理系统还可包括通常受控制器控制的流体供应器。控制器可布置成对来自流体供应器的流体的供应进行控制以对待处理的工件或工件的一部分进行淬火、清洁、喷丸、喷砂或处理。

可替换地或此外，控制器可布置成对流体的供应进行控制以提供惰性环境或富含元素(如碳化)的环境以对工件或工件的至少一部分进行淬火、润滑等。这些流体、气体和液体也可被视为介质。

可存在多于一个流体供应器，其中，每个流体供应器可布置成供应不同的流体。

由流体供应器或每个流体供应器供应的流体可为下列流体中的任一种：水、油、例如稀有气体的惰性气体、空气、加工冷却剂、浸蚀液、清洁流体、铜绿、着色剂等。

在其他实施方式中，控制器布置成控制对工件进行处理的能量源。在此，工件的处理旨在覆盖至少下列方式：加压、解压、改变微结构、改变化学性质、降低/消除孔隙度、焊接、钎焊、连接、切削、钻削、铣削、标记、等离子喷镀、热喷镀、表面再熔化、热处理等。

在一些实施方式中，物料处理系统科包括一定量的介质。一定量的介质可关于本发明的上述方面中的任意方面而进行描述。因此，在一些实施方式中，一定量的介质可通过岐管而被传输到处理头中。在其他实施方式中，一定量的介质可通过盒等方便地设置在处理头中。

在一些实施方式中，物料处理系统可布置成将介质供应至先前已经由能量源预处理的工件。在这些实施方式中，介质可包括粉末等。由于先前通过处理头应用于工件的功率或至少通过其加速，这种粉末和类似的物料可布置成在工件上熔化、烧结和/或进行化学反应。

根据本发明的另一方面，提供了一种对工件进行处理的方法，该方法在控制器的控制下通过将能量源相对于工件进行导向而控制传输至工件的功率，这样使得工件的物料性能改变。

技术人员将认识到，本发明的各方面可包括布置成提供本文所描述的机床的控制的软件、固件或硬件。

如在现有技术中已知的，使用附加处理(包括沉积)和减少处理(包括铣削)的组合而制造工件根据需要为混联制造的形式；通过本文描述的实施方式和方面，使这些操作(以及其他操作，例如检测)之间的变化变得方便。

技术人员将认识到，本发明的上述方面引入了不同的特征，并且还将认识到本发明的一个方面的特征经过修改可应用于其他方面。

附图说明

下文仅通过实例的方式对本发明的实施方式进行详细的说明，附图中：

图1示出了机床；

图2示意性地示出了穿过本发明的实施方式的部件的截面；

图3示出了在本发明的实施方式中使用的岐管的细节；

图4a示出了本发明的在未组装情况下的实施方式；

图4b示出了图4a中的在部分组装情况下的实施方式；

图4c示出了图4a和图4b中的在完全组装情况下的实施方式；

图5示出了从第一角度观察的本发明的实施方式的视图；

图6示出了从第二角度观察的图5中的实施方式的视图；

图7示出了从突出传输机构的第三角度观察的图5中的实施方式的视图；

图8示出了介质供应器的图5中的实施方式的立体图；

图9概述了示出使用有关图1至图5中描述的实施方式的方法的流程图；

图10示出了由根据本发明的实施方式的机床加工的一个实例工件；

图11示出了根据本发明的另一方面的可替换的处理头的示意性附图；

图12是另一可替换的处理头的附图；

图13是用于应用加热的聚合物的实施方式的示意性附图；

图14是用于将液体介质应用至工件的实施方式的示意性附图；

图15是用于应用加热的聚合物的实施方式的示意性附图；

图16示出了使用传输基于能量源的电弧的等离子体的另一实施方式；

图17a示出了图16中的处于未组装状态的实施方式；

图17b示出了图17a中处于部分地组装状态的实施方式；

图17c示出了图17a和图17b中的处于完全组装状态的实施方式；以及

图18示出了处理头布置成将能量源传输到工件上的另一实施方式。

具体实施方式

图1示意性地示出了机床100，机床通常包括加工头102，该加工头保持在机床100的夹持机构中，并且该加工头布置成对工件104进行加工。此外，机床100通常由控制器106控制，在加工头对工件104进行处理时控制器控制加工头102的位置。

大多数机床100布置成使得加工头102可与其他加工头102互换以便为手头的任务提供正确的加工头102。以铣床为例，第一加工头可被提供用于移除粗料，而第二加工头可被提供用于移除细料。

同样地，机床100具有工具更换器，该工具更换器通常在控制器106的控制下可更换由机床100使用的加工头102以对工件104进行处理。

图2示出了处理头200，该处理头通过使用机床100的夹持机构202而连接至机床100，并且该处理头可储存在加工头的储存间中，并且该处理头用机床的工具更换器自动地连接至机床100。在此，工具更换器可提供用于机床当前不使用的处理头、加工头等的储存位置。本文的讨论涉及一种夹持机构202，并且假定与夹持机构202连接的主轴是机床100的一部分。

在描述的实施方式中，处理头200布置成将激光束206聚焦到工件104上。在其他实施方式中，可使用其他能量源代替激光。因此，处理头布置成在控制器106的控制下用聚焦的激光束206(或其他能量源)处理工件104。

图2中，示出了穿过处理头200的截面，并且可看到诸如镜208的反射件，该反射件布置成使进入的激光束210移动九十度而入射到聚焦透镜212上以产生聚焦的激光束206。聚焦透镜212可被视为导向机构。值得注意的是，其他处理头200可具有光学部件(诸如反射件和聚焦透镜)的其他布置，或甚至可具有附加光学部件。

除激光束和光学部件之外，处理头200还包括一个或多个管道以传送介质。例如，介质可包括在传输流体中的布置成被能量源熔化的聚合物和/或金属粉末。处理布置成使得通过处理头传送介质，并且使介质经过能量源从而使介质在到达工件104之前被熔化或至少半熔化。同样地，能使用处理头将物料沉积到工件上，并且提供了沉积系统，该沉积系统例如可用于对部件进行修复。

机床(包括主轴)和夹持机构202具有在图2中由虚线XX表示的纵向轴线。加工头(例如铣刀)应存在于夹持机构202内，因此加工头围绕轴线XX旋转。方便地，能量源(在实施方式中被描述为激光束206)在工件106的表面上被聚焦成大致位于轴线XX上。

在其他实施方式中，聚焦透镜212实际上布置成产生发散的光束，诸如用于对基板进行预热、对工件进行热处理的情况或一些类型的热喷涂等。

虽然没有在附图中示出，但本发明的一些实施方式可布置成将能量源通过机床的主轴沿轴线XX传输；即，从图2中示出的位置区域207传输。在这种实施方式中，供应单元将向处理头200供应介质。

邻近于处理头200和夹持机构202而设置有供应单元214，该供应单元提供了用于容纳多个部件的壳体。处理头200包括处理头对接岐管201并且供应单元214包括供应对接岐管300，如下文中所描述的，如在图2中示出的情况下，对接岐管布置成彼此配合以将供应单元214连接至处理头200。

在供应单元214的顶部上设置有能量源216，该能量源在实施方式中为激光器。激光器216产生激光束，该激光束传输到供应单元214中并穿过包括第一透镜218和第二透镜220的光束扩展器217。光束扩展器217用于增大激光束的直径以便实现在工件104上更好的聚焦并且减小光学器件上的热负荷。

供应单元214还包括另一反射件222，该反射件布置成将来自激光器的光束以90o朝向处理头200和该处理头中的反射件208反射。透镜218、220和反射件222中的每一个均可被视为设置在供应单元214内的导向机构。

供应单元214还包括多种介质的供应器224，当供应单元214连接至处理头200时该供应器通过岐管连接至该处理头。

技术人员将认识到围绕工件104的区域226通常是指机床的工作区(或容积)。

图3示出了本发明的实施方式的供应单元214的供应对接岐管300。供应对接岐管300的中央是管道302，该管道布置成允许能量源(在本文描述的实施方式中为激光器)经过供应单元214与处理头200之间。

而且在供应对接岐管300上可看到管道304、306、308、310，这些管道布置成将来自供应单元的待由处理头200处理的冷却介质、保护气体和物料传送至处理头200。通常，将在供应单元214上的岐管和处理头200上的岐管中的至少一个上设置密封件以便使管道304-310密封并防止介质穿过该管道而流出。

如技术人员将认识到的是，保护气体通常将是惰性气体(诸如氩气，等)，该惰性气体布置成在处理工件104时防止在该工件上发生化学反应(诸如氧化等)。

在一些实施方式中，光束扩展器217可布置成使其可被调节以便改变最终聚焦的焦点。这种布置可有助于控制待处理的物料是在处理头内被能量源熔化还是在处理头之后被能量源熔化。技术人员将认识到，改变可处理物料熔化的位置能确定待处理工件上的结合、抛光以及剩余应力。

在一个实施方式中，如在下文中描述的，两个岐管的配合表面(即，供应对接岐管300上的表面312和处理头对接岐管上的对应的表面)大致为平面，使得供应单元214能在远离处理头200时特别地以防止灰尘进入到管道302中的方式对接。因此，大致平面的表面可被视为平坦表面并且可被视为提供对准机构。

在供应对接岐管300上还设置有定位机构(在这种情况下为定位销314、316)，该定位机构布置成与处理头对接岐管上的互补结构接合。技术人员将认识到定位销314、316设置在处理头对接岐管上并且设置在供应对接岐管300上的凹口上。实际上，可使用除定位销之外的定位机构。除了大致平面的表面之外，定位机构可被视为对准机构。

如现在描述的，图4a至图4c示出了在相对于彼此的多种情况下布置的供应单元214、处理头200以及夹持机构202。

图4a中示出了未对接的情况，其中，供应单元214处于第一种情况，该第一情况可被视为储存情况。供应单元上的供应对接岐管300抵靠大致平面的对接表面400而定位以便使管道302-310关闭。处理头200与夹持机构202分开储存。通常，处理头200将储存在机床100的工具更换器中，但是这种情况不需要。

图4b示出了处于一种情况下的系统，在这种情况中，处理头200已经定位在夹持机构202内，同时供应单元214保持处于如图4a中示出的第一情况中。通常，将使用加工头更换程序来选择处理头200并将其插入到夹持机构202中。技术人员将认识到，在许多实施方式中，这种更换程序是自动化的或至少半自动化，并且通常由控制器106控制。

图4c示出了在对接情况下的系统，其中，供应单元214处于第二情况中，其中，供应对接岐管300抵靠处理头而对接。在对接的情况下，供应对接岐管300中的管道302-310与处理头200内的操作管道对准。

在一些实施方式中，鼓风系统与供应对接岐管300关联，这样使得当供应对接岐管300与处理头对接岐管断开连接时，一股空气(或实际上为任何其他适合的流体)经过或穿过管道302-310以试图辅助防止污染物进入管道。

技术人员将认识到，图4a至图4c中的三个阶段概述了在供应单元214连接至处理头200之前将处理头200连接至夹持机构202。

图5示出了另一实施方式，然而相同的参考标号表示相同的部件。图5示出了用于将供应单元从第一未对接情况(如图4a中示出的)移动至第二对接情况(如图4c中示出的)的机构。

图6示出了图5中的实施方式的观察供应对接岐管300的另一正视图；即，从右手侧观察图5。

第一移动机构设置成以竖直的方式移动供应单元214，并且这个所描述的实施方式包括沿供应单元214的外表面的一部分设置的轨道500。技术人员将认识到，虽然附图中示出了在供应单元214一侧上的轨道，但该轨道可设置在围绕供应单元214的周界的任意位置处，并且实际上可具有多于一个这种轨道。实际上，如从图7中可以看出，所描述的实施方式包括在供应单元214的侧面上的两个轨道500a、500b。

图7还更清楚地示出了安装在框架502上的小齿轮机构700。当小齿轮机构700致动时，其中的齿轮与轨道500a、500b相互作用并且取决于齿轮驱动方向而使供应单元214上下移动。

从图7中还将注意到，在所描述的实施方式中，小齿轮机构700的壳体与轨道500a、500b接合以便用作用于供应单元214的引导件。在其他实施方式中，可设置其他导向机构。

第二移动机构设置成使供应单元214在水平方向上移动。在所描述的实施方式中，第二移动机构包括两个蜗轮504、506，一个蜗轮朝向框架502的顶部设置而另一个蜗轮朝向框架的底部设置。

将认识到，第一移动机构和第二移动机构中的每一个均设置了布置成将供应对接岐管300与处理头对接岐管连接/断开连接的机构，这样使得当两个岐管连接时将介质或每个介质供应到加工头；即，每个岐管内的管道302至310彼此连接。

在壳体702内设置有与小齿轮机构700邻近的从动齿轮，并且该从动齿轮布置成相对于蜗轮504、506而驱动供应单元214，从而使供应单元214在水平方向上移动。

在其他实施方式中，可通过机构而不是齿轮来设置第一移动机构和第二移动机构。例如，可使用气动致动器和/或液压致动器。同时，在所描述的实施方式中存在两个移动机构，技术人员将认识到在其他实施方式中可存在更少或更多的移动机构。

图8更详细地示出了图5中实施方式的供应对接岐管300。在这个实施方式中可以看到，管道304-310包括在其端部区域处的连接件，并且该连接件布置成与在处理头对接岐管中的互补的连接件连接。

概括上文并参考图9，为了更换机床100上的处理头，机床控制器106执行其工具更换程序并挑选处理头200(在对接先前存在的任一处理头之后)-步骤900。

如果需要，一旦处理头200接合在机床100的夹持机构202内，处理头200就由机床100旋转直到处理头200出现在已知的定向上以便能使两个岐管连接-步骤902。

一旦处理头200定位成准备接收供应单元214，就操作第二移动机构以便使供应对接岐管300移动远离对接表面400-步骤904。

此后，操作第一移动机构以便降低供应单元214-步骤906。

一旦供应单元处于正确的竖直高度中，就再次操作第二移动机构以将供应单元214上的供应对接岐管与处理头对接岐管接合-步骤908。

当两个岐管接合其中的平面表面时，定位机构314、316确保供应单元214相对于处理头正确地定向。技术人员将认识到，供应单元214相对于处理头200正确地对准有助于确保传输能量源(即，激光束)的部件的对准。在这种情况下，反射件208、222相对于彼此有助于确保激光束正确地聚焦。

本发明的实施方式可满足多个应用，并且特别地，这些实施方式通常将允许能量源和相关介质连接至机床100，以允许机床100用能量源来处理工件106。

一个具体的应用是激光沉积(还已知为激光熔覆)。激光沉积可应用于修复损坏的部件(包括涡轮叶片、泵轮等)。激光沉积处理允许将物料添加至后续加工的部件以完成该部件的修复。

图10示出了已经修复的涡轮叶片，其中，新料已经通过这种方法添加至由点划线突出的顶部区域。

在其他实施方式中，处理头可用于提供包括下列任一其他处理：焊接；沉积(包括增材制造、3D打印以及定向能量沉积)；热喷涂(在一些情况中使用发散的能量束)；电镀；切割；处理热管理；热处理；能量(即，激光)加工等。

图11是本发明的另一方面的实施方式的示意性地说明，其中，介质储存器设置在处理头中。如前文所描述的，处理头1100设置在夹持机构1102中，该加持机构附接至主轴1104，该主轴是机床1106的一部分。处理头包括介质储存器1108，该介质储存器与能量源1110一起定位在处理头中。

来自能量源的能量被施加至介质储存器1108中的介质。介质进而沿通道1112转移至作用点1114，介质在该作用点处应用至工件。处理头的移动和作用点1114的位置主要由机床或由如前述的控制器控制。诸如旋转或精细定位的附加运动通常被结合到处理头中。本发明的如在如图2中示出的实施方式中，能量源1110包括热源并通过主轴1104或经由一个或多个对接系统而连接至机床中的电源。介质储存器包括布置成容纳一定量的介质(诸如聚合物丝状物)的室。如在图2的实施方式中或可替代地当该室定位在工具更换器中时，该室在处理头处于使用中时经由对接系统而重新填充有附加的介质物料。

图12是可替换的处理头的示例性实施方式，该处理头包括两个介质供应器。为了简便而在图12中仅示出了处理头1110。在这个实施方式中，处理头包括与第一介质供应器1116和第二介质供应器1118一起的能量源1110，每个介质供应器均连接至分别通向第一作用点1124和第二作用点1126的相应的通道1120和1122。第一介质供应器可包括构建物料并且第二介质供应器可包括支撑物料，或者第一介质和第二介质可包括不同的颜色或可替代的介质以用于构造更复杂的工件。第一介质可为一种构建物料或支撑介质中的一种。控制器或机床可通过定位处理头和控制介质的沉积来控制介质的应用。此外，精密定位可被结合到处理头中(诸如将作用点延伸或收回到有利的一个或另一个。当处理头在使用中时，介质储存器1116和1118可在处于操作位置时或在处理头脱离工件转换器中的循环时通过介质供应器进行重新装填。能量源可为电池供电的能量源并且能量源还可在处理头处于工具更换器中时进行充电。

现在转到图13，该图示出了一种物料处理头，该物料处理头布置成可利用外部供应至处理头的能量和介质(或许通过上文描述的岐管)来挤压加热的聚合物。在这个实施方式中，处理头1150包括夹持机构1152和第一沉积头1154以及第二沉积头1156。夹持机构(有时是指工具保持器)可为ISO 40锥体或HSK 63a。

处理头是如由ASTM F2792标准限定的“物料挤压”装置的一个实例。因此，沉积头1154和1156布置成将物料挤压成工件。处理头还包括第一介质供应器1158和第二介质供应器1160。在这个实施方式中，介质供应器包括第一通道1162和第二通道1164，第一通道和第二通道中的每个均布置成对形成提供至介质供应器1158、1160的介质的第一聚合物丝状物和第二聚合物丝状物进行导向。介质从介质供应机构而被供应至第一通道和第二通道。介质供应机构布置成连接至岐管。电源还从岐管被提供至处理头，该岐管类似于前图中描述的岐管并已作出必要的修正。细丝供给机构1166位于处理头中并将第一丝状物和第二丝状物供给至相应的第一加热室1168和第二加热室1170。电源(通常经由岐管和这里在1172处示出的连接件而连接)将能量供应至第一加热室和第二加热室，并且第一丝状物和第二丝状物在相应的室内被加热，并且半液体介质被供应制第一沉积头1154和第二沉积头1156。

图14中示出了可替换的实施方式，其中，处理头被设计成如通过ASTM F2792标准已知的物料喷射器。因此，图14的处理头可与喷墨器、喷雾器等类似。在这个实施方式中，第一液体介质1200和第二液体介质1202设置在处理头中。在这个实施方式中，每个沉积头1204和1206均包括多个液体喷射器，多个液体喷射器布置成将液体微滴沉积到工件上或将液体微滴至少朝向工件沉积。介质可为液体或可从其他可喷射流体(诸如在现有技术中已知的填充有悬浮颗粒的液体)中选择。第一介质室1208和第二介质室1210均被设置在处理头中，并且在每个室中有一定量的介质。可选地对介质进行温度控制，特别地其中，保持喷射粘度是关键的。控制器被提供于对将介质从处理头至工件上的沉积进行控制。在这个实施方式中，控制器包括压力管理阀1212。能量源设置有并包括电池1214或能产生电力的类似机构。电池1214提供能量以用于对将介质应用至工件进行控制，并且还能向介质提供热量形式的能量。第一室和第二室中的每个均连接至第一管道1216和第二管道1218，这允许介质室1208、1210中的介质被重新填装。第一管道和第二管道能连接至工具更换器中的物料供给器或岐管。其他实施方式可不以这种方式重新装填。

当处理头被夹持到机床时，岐管可连接至处理头。电池还可通过岐管(即，通过连接件1219)而连接至主电力供应器，并且电池在岐管连接至处理头时能再充电。

在图14中还示出了控制板1220，该控制板设置成控制处理头、喷射脉冲的移动并且控制介质室1208和1210中的压力。

还设置了用于将数据连接至数据源的无线联通机构，以用于打印图像并用于通过CNC位置控制器的机构来控制并协调处理头的位置。这种无线通信机构是常规的并且不对其进行进一步描述。可替换地，通过将存储记忆装置(例如存储卡)包括在处理头中或通过更常规的机构，数据可经由呈现给处理头的有线连接件而将数据从岐管或对接系统供应至装置。

图15中示出了本发明的另一实施方式，该图示出了布置成对加热的聚合物进行挤压的实施方式。在如图13中实施方式的这个实施方式中，介质设置成聚合物丝状物的形式。相同的参考标号用于对应的元件。在这个实施方式中，第一丝状物1158和第二丝状物1160均设置为卷绕在第一线轴1300和第二线轴1302上的丝状物。第一丝状物和第二丝状物通过各自的丝状物供给机构1166而从相应的第一线轴1300和第二线轴1302移动。能量源(未示出)将能量提供至第一室和第二室以在丝状物穿过第一室1168和第二室1170时对丝状物进行加热。电源1304通过能连接至处理头的岐管而连接至处理头。在这个实施方式中，当介质用尽时能自动地转换整个处理头。在这种方式下，处理不会被延迟，并且当处理头停止使用并定位在工具更换器中或其他储存位置中时可重新装填具有用尽线轴的处理头。

图16示出了具有处理头200的另一实施方式，该处理头布置成可选择地被保持在夹持机构202中。这个实施方式可类似于图2至图4c中示出的实施方式并且相同的参考标号便是相同的部件。

在关于图16描述的实施方式中，能量源由高压电源516提供，并且布置成将能量源引导至工件的导向机构由传导路径520和电极508提供。通常，传导通道520可由丝线(诸如铜线、电缆等)提供。

介质供应器224还可设置成并布置成将流体(该流体可为本文所论述的其他流体中的任一种或多种)供应至工件104。

为了方便和保护，传导路径520和介质供应器224容纳在柔性供应单元514内。

在图16的实施方式中，将看到工件连接至地面1600并且因此能够用工件触发电弧513以提供基于能量源的等离子体。

如前文的实施方式，设置了供应对接岐管600，并且该供应对接岐管在这里被设置在柔性供应单元514的端部区域上且布置成连接至在处理头200上的处理头岐管1602。

可设置大致平面的对接表面700，供应对接岐管600在不使用时可抵靠该对接表面而储存。在此，在电源516上示出了平面表面。

图17a至图17b示出了处于不同组装阶段的图16的实施方式。

因此，从图17a中可看到，处理头200在不使用时被保持在远离夹持机构202的工具站等中。在这个状态中，夹持机构未保持处理头或加工头以未执行处理头200的工件104上执行处理。可以看到，供应对接岐管600位于大致平面的对接表面上。

诸如机械臂、工具更换机构等(未示出)的机构进而用于将处理头200移动到夹持机构202中。在图17b中示出了这些部件的布置，并且同样地，机械臂可被视为布置成移动供应对接岐管的机构；即，移动机构。

另外，诸如机械臂等(未示出)的移动机构(该移动机构可与用于使处理头移动的移动机构相同或不同)进而用于将柔性供应单元514(包括导向机构520)和供应对接岐管600移动就位，这样使得供应对接岐管600连接至处理头对接岐管1602。在图17c中示出了这些部件的布置并且允许流体从介质供应器224向下穿过供应对接岐管600、穿过处理头对接岐管1602并且进入到处理头200中。另外，导向机构520的连接件允许电流从电源516流通至处理头200、通过电极508、穿过工件104的间隙并且最后到达地面1600。

图18示出了另一示例性实施方式，其中，处理头布置成提供能量源，该能量源被引导至邻近处理头的工件上。

该图与图2类似并且相同的参考标号表示相同的部件。然而，在关于图18描述的实施方式中，处理头不供应介质并且该处理头简单地布置成向工件提供能量。对接机构可以与关于图3、图4a、图4b中或图17a、图17b、图17c和图16中描述的做修改之后的对接机构类似方式起作用，并且将不再对其进行描述。技术人员将注意到，在将能量不通过介质供应至工件的实施方式中可适当地省略304、306、308、310。然而，可设想这种实施方式将提供诸如冷却剂、保护气体等的流体。如在图3中所示，这种流体可穿过岐管中的管道。在又一可替换的实施方式中，可不通过岐管而将流体直接传递到工件上，并且随后通过处理头进行处理。

将注意到在图18中移除了介质供应器。

因此，在图18的实施方式中，控制器16布置成控制激光束206的移动以在工件104上移动。控制器使激光束206在工件上移动的速度将影响传送至工件的指定区域(即，指定部分)的功率。此外，控制器106布置成开启和关闭激光器以对功率进行控制。

将注意到，本领域的技术人员可改变在处理头的具体实施方式中提供的特征的组合。例如，可在同一处理头中包括更少或更多的沉积点。此外，处理能量源(诸如UV光源、IR光源、光子光源等)可被结合到处理头中以便如在现有技术中已知的对沉积的介质进行处理和熔化。

Claims (27)

1.一种多轴线机床，其中，所述多轴线机床布置成对工件进行处理，所述多轴线机床具有：

至少一个处理头和至少一个加工头；

夹持机构，所述夹持机构布置成临时地接收至少一个所述处理头与至少一个所述加工头中的一个，

所述多轴线机床在使用中能操作成用于：将所述处理头或所述加工头从能操作位置移动至头部更换位置，将所述处理头或所述加工头从所述夹持机构释放，选择能替换的处理头或加工头；将所述能替换的处理头接收在所述夹持机构中，并且返回所述能操作位置，所述处理头布置成将物料沉积到待处理的工件上，其中，所述处理头包括介质供应器，并且其中，所述介质供应器包括设置在所述处理头中的储存器。

2.根据权利要求1所述的多轴线机床，所述多轴线机床为如下类型，其中所述多轴线机床能围绕2个、3个、4个、5个或6个或更多个轴线操作，其中，所述介质供应器的设置在所述处理头中的所述储存器包括室，所述室适于容纳一定量的液化的、半熔化或全熔化的、软化的、悬浮的、半固体粉末状的介质、球团、丝线、丝状物、薄板、薄片、块或杆形式的介质、或气体形式的介质。

3.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述介质从包括下列介质的组中选择：金属、非金属、聚合物、陶瓷物料、处理流体、冷却流体、或这些介质的混合物。

4.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述介质从包括下列介质的组中选择：气体、丝状物、杆、带条、粉末、液体、浆体、乳剂、悬浊体、胶黏剂、薄板、薄片、箔、或这些介质的混合物。

5.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述介质被间歇地供应至所述处理头。

6.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述储存器包括容纳一定量介质的盒。

7.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述储存器能被重新装填。

8.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，所述处理头还包括导向机构，所述导向机构布置成将来自能量源的能量引导至所述处理头、所述储存器中的介质、所述储存器外部的介质以及所述工件中的一者。

9.根据权利要求8所述的多轴线机床，其中，所述多轴线机床还包括设置在所述处理头中的能量源。

10.根据权利要求9所述的多轴线机床，其中，所述能量源由下列中的至少一种供电：外部电源的常规连接件；设置在所述处理头中的电源；无线感应。

11.根据权利要求9所述的多轴线机床，其中，所述能量源由下列中的至少一种供电：发电机；来自支撑所述工件的工作台；储存在所述加工头中的能量。

12.根据权利要求10所述的多轴线机床，其中，设置在所述处理头中的电源为电池。

13.根据权利要求11所述的多轴线机床，其中，所述发电机是使用主轴旋转的发电机。

14.根据权利要求1所述的多轴线机床，其中，控制器控制所述处理头的移动、位置和动作。

15.根据权利要求5所述的多轴线机床，其中，所述介质被间歇地供应至所述处理头内的或以其他方式与所述处理头关联的任一介质储存器。

16.根据权利要求7所述的多轴线机床，其中，所述储存器在所述处理头位于储存位置中时能被重新装填。

17.根据权利要求7所述的多轴线机床，其中，所述处理头存储在工具更换器中。

18.根据权利要求9所述的多轴线机床，其中，所述能量源包括下列中的一种或多种：电力、加压空气或其他气体/蒸气、弹簧或相关机构中储存的机械能、以化学形态储存的能量、等离子体、UV、IR或其他电磁能。

19.根据权利要求14所述的多轴线机床，其中，所述控制器是CNC机器控制器的一部分。

20.根据权利要求19所述的多轴线机床，其中，所述控制器还控制下列中的一部分或全部：处理路径；介质的沉积；介质的净化；所述处理头或介质的加热；监控介质的水平；监控储存器中的介质的量；与待处理的工件或待沉积的模式相关的数据；监控工件、沉积的介质或能量；监控处理头的稳定性和功能；与所述多轴线机床的连通；与所述多轴线机床运动同步的动作。

21.一种处理头，所述处理头布置成将物料沉积到待处理的工件上并且适于能连接至多轴线机床，所述多轴线机床布置成对所述工件进行处理，所述多轴线机床具有夹持机构，所述夹持机构布置成临时地接收所述处理头，所述多轴线机床在使用中能操作成用于：将所述处理头从能操作位置移动至头部更换位置，将所述处理头从所述夹持机构释放，选择能替换的处理头，将所述能替换的处理头接收在所述夹持机构中，并且返回所述能操作位置，其中，所述处理头还包括介质供应器，并且其中，所述介质供应器包括设置在所述处理头中的储存器。

22.根据权利要求21所述的处理头，其中，所述多轴线机床具有至少一个加工头，其中，所述夹持机构布置成临时地接收至少一个所述处理头和至少一个所述加工头中的一个，并且其中，所述多轴线机床在使用中能操作成用于：将所述处理头或所述加工头从能操作位置移动至头部更换位置，将所述处理头或所述加工头从所述夹持机构释放，选择能替换的处理头或加工头；将所述能替换的处理头接收在所述夹持机构中，并且返回所述能操作位置。

23.一种包括根据权利要求21所述的处理头中的至少一个的套件，所述套件与下列中的至少一个相结合：

能量源，

控制器，所述控制器布置成控制所述处理头相对于所述工件的动作和/或位置；以及

布置成将能量供应至所述处理头中的介质的能量源，并且其中，所述处理头适于连接至多轴线机床。

24.根据权利要求23所述的套件，其中，所述介质供应器还包括重新装填机构，所述重新装填机构在使用时能连接至所述处理头和/或能定位在所述多轴线机床中的储存位置或重新装填位置中。

25.根据权利要求23或24所述的套件，其中，所述介质供应器包括下列中的一种：

室，所述室适于容纳一定量的介质；

盒，所述盒容纳一定量的介质；

岐管，所述岐管布置成当所述处理头在使用中连接至多轴线机床上的主轴时将介质传输至所述处理头。

26.根据权利要求24所述的套件，其中，所述重新装填机构布置成重新填充或重新补充所述介质供应器。

27.根据权利要求25所述的套件，其中，所述盒是能更换的。

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