JP2009506894A - 高速レーザ穿孔機および穿孔方法 - Google Patents
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Abstract
工作物(18、118、218)にレーザパルスを継続的に送達するステップと、連続する2つのパルス間の時間内で、ある穴位置から次の穴位置までレーザヘッド(36、136、236)に対して工作物を位置決めするステップと、を含む工作物内の離間した穴位置に一連の穴をレーザ穿孔する方法。
Description
本発明は、一般に、穿孔機に関し、より詳細には、改良型の高速レーザ穿孔機および穿孔方法に関する。
ガスタービンエンジンの燃焼チャンバライナおよび遮熱ライナに冷却穴を設けるには、通常、傾斜角が変更可能な数百の穴を穿孔する必要がある。このような穴を穿孔する周知のプロセスは、5自由度を有する穿孔機におけるパルスレーザの使用を含み、穿孔機においては、工作物(ワークピース)を受ける工作台およびレーザヘッドがボールねじによって駆動される。一般的には、工作台は、直交する水平軸(x、y)に沿って並進(トランスレーション)し、水平軸の周りで回転し、レーザヘッドは、垂直軸(z)に沿って並進する。
供給ドライブの能力に限界があること、ならびに穿孔機の高速で動く質量(high moving mass)および慣性による動的な制約があることにより、レーザヘッドと工作台との相対移動の直線加速度および角加速度が制限される。したがって、工作物上の連続する2つの穴の間での位置決めは、通常、パルスレーザの2つのパルス振動間の時間よりも時間がかかる。したがって、穿孔機がある穴から次の穴に移動する度に、レーザシャッタを開閉しなければならない。その結果、連続する穴の間でのサイクル時間の大半が、工作台および/またはレーザヘッドの位置決めならびにレーザシャッタの開閉に使われ、これは、穿孔プロセスの時間を大幅に増加させる。
したがって、改良型の高速レーザ穿孔機および穿孔方法を提供することが求められている。
したがって、本発明の目的は、改良型の高速レーザ穿孔機および穿孔方法を提供することである。
一態様では、本発明は、工作物内の離間した穴位置に一連の穴をレーザ穿孔する方法であって、レーザヘッドのシャッタを開いた状態に維持しながら、所与のレーザパルス周波数でレーザヘッドから工作物にレーザパルスを継続的に送達するステップと、レーザヘッドおよび工作物の両方を移動することによって、連続する2つのパルス間の時間内で、ある穴位置から次の穴位置へレーザヘッドに対して工作物を位置決めするステップと、を含む方法を提供する。
他の態様では、本発明は、工作物に複数の穴をレーザ穿孔する方法において、レーザヘッドで所与の周波数のレーザパルスを生成するステップと、工作物およびレーザヘッドの少なくとも一方を、可変速度および不規則なパターンの少なくとも一方で、一連の相対位置まで連続的に移動するステップであって、連続する相対位置の間を移動するのに必要な時間が、連続する2つのレーザパルス間の時間に最大でも等しい、移動するステップと、少なくとも1つのレーザパルスで、一連の相対位置のそれぞれにおいて、工作物に穴を穿孔するステップと、を含む方法を提供する。
他の態様では、本発明は、工作物に複数の穴をレーザ穿孔する方法において、レーザヘッドで、所与のパルス周波数を有するパルスレーザビームを生成するステップと、工作物とレーザヘッドとの間の相対移動を介して、複数の所望の穴位置のそれぞれをパルスレーザビームと連続的に位置合わせするステップであって、工作物およびレーザヘッドの一方が、異なる2つの回転軸の周りで回転する、位置合わせするステップと、相対的な移動をレーザパルス周波数と調和させることによって所望の穴位置のそれぞれに、穴を穿孔するステップと、を含む方法を提供する。
他の態様では、本発明は、工作物の複数の所望の穴位置のそれぞれに穴を穿孔する高速レーザ穿孔機において、連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、工作物を保持するように構成された工作台と、5自由度に沿って工作台とレーザヘッドとが相対的に移動するように、工作台およびレーザヘッドの少なくとも一方を移動させる手段であって、連続するレーザパルス間の時間中に所望の穴角度でレーザヘッドを穴位置のそれぞれと連続的に位置合わせする、移動手段と、レーザパルスが所望の穴角度で穴位置のそれぞれにおいて工作物に穴を穿孔するために、相対的な移動をレーザパルスと調和させるように移動手段を制御する手段と、を備える高速穿孔機を提供する。
他の態様では、本発明は、工作物に複数の穴を穿孔するように備える高速穿孔機において、工作物を受けるように構成された工作台と、固定基部およびこの固定基部から延びるボディと、工作台を固定基部に連結する少なくとも3本の脚部であって、各脚部が、可変の長さを有するように高速リニアアクチュエータを有し、脚部が少なくとも3自由度に沿って工作台を移動させる、脚部と、ボディに連結され、工作物に複数の穴を穿孔するために連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、を備える高速穿孔機を提供する。
他の態様では、本発明は、工作物に複数の穴を穿孔する高速穿孔機において、固定基部およびこの固定基部から延びるボディと、固定基部に連結され工作物を受けるように構成された工作台と、少なくとも第1の方向に沿って並進可能になるように、少なくとも第1の高速リニアアクチュエータを介してボディに連結された第1のレーザ部分と、第1の軸の周りで回転可能になるように、第1の高角加速度(high angular acceleration)回転ドライブを介して第1のレーザ部分に連結された第2のレーザ部分と、第2の軸の周りで回転可能になるように、第2の高角加速度回転ドライブを介して第2のレーザ部分に連結されたレーザヘッドであって、工作物に複数の穴を穿孔するために連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、を備える高速穿孔機を提供する。
本発明のこれらのおよび他の態様のさらなる詳細は、以下に含まれる詳細な説明および図から明らかになるであろう。
次に、本発明の態様を示す添付の図面を参照する。
図1は、固定基部12と、この固定基部の上に支持されたボディ14と、基部12に可動式に連結され、工作物18を受ける低慣性の円形工作台16と、ボディ14に可動式に連結され、円形工作台16の上方に位置するレーザアッセンブリ20と、を含む高速穿孔機10を示す。この明細書全体を通して、用語「laser assembly(レーザアッセンブリ)」および他の関連する用語は、パルス発生手段(pulsing medium)を使用した他の穿孔または機械加工プロセスを含むことも意図されている。同様に、用語「drilling(穿孔)」および他の関連する用語は、トレパニング穴あけ、切削など、工作物から物質を除去する他の機械加工プロセスを含むことが意図される。
三脚(トリポッド)基部24が、基部12の上部で受けられて固着される。3本の脚部22が、三脚基部24から延び、工作台16を支持する。これらの脚部22は、一定の角度で離間するように、工作台16から半径方向に延びる。各脚部22は、脚部22に対して直交する回転軸を有する回転継手26を介して三脚基部24に連結される。各脚部22はまた、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である支柱基部30を備えた高速リニアモータドライブ28も含む。支柱32は、好ましくは炭素繊維からなり、一方の端部で各支柱基部30に剛体連結され、もう一方の端部で球面継手34を介して工作台16に連結される。各リニアモータドライブ28が始動すると、対応する脚部22の長さが変わり、工作台16が移動する。この構成により、工作台16を、3自由度、すなわち、垂直方向に沿った並進Tzと、水平軸Ayの周りの回転Ryと、軸Ayに対して直交する水平軸Axの周りの回転Rxと、に沿って移動可能である。
ボディ14は、工作台16の周りに矩形パターンに配置された同一の4本の垂直の柱を含む。2つのy軸高速リニアモータドライブ40が、平行になるように水平に延び、それぞれが2本の柱に連結される。y軸リニアモータドライブ40のそれぞれは、インターフェースプラットフォーム(interfacing platform)42を受け、このインターフェースプラットフォーム42は、並進Tyを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。2つのインターフェースプラットフォーム42が単一のユニットとして移動するように、コントローラ(図示せず)が2つのy軸リニアモータドライブ40の動きを同期させる。y軸リニアモータドライブ40に対して直交して延びるように、x軸高速リニアモータドライブ44が、2つのインターフェースプラットフォーム42に剛体連結される。x軸リニアモータドライブ44は、レーザアッセンブリ20のレーザヘッド36を受け、このレーザヘッド36は、並進Txを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。レーザ集束レンズ38が工作台16の上でレーザヘッド36から下向きに延びる。この構成により、レーザアッセンブリ20は、並進Tzに対して共に直交する2自由度、すなわち、直交する並進Tx、Tyに沿って移動可能になる。
したがって、穿孔機10は、レーザヘッド36と工作台16上の工作物18との間の5自由度の相対的な位置決め、すなわち、3つの直交する並進Tx、Ty、Tz、および直交する軸Rx、Ry周りの2つの回転を実現する。穿孔機10の構成、特に、脚部22、三脚基部24および工作台16によって形成された平行運動構造は、リニアモータドライブ28、40、44の軸上の動きの自由度を高め、負荷容量を低くする。2つのy軸リニアモータドライブ40により、精度が高まり、レーザアッセンブリ20の高速で動く質量の支持を安定させる。好ましくは、三脚の幾何学的特徴は、製品が必要とする動きの自由度をもたらすように再構成可能である。回転継手26および/または球面継手34を、所望の形状を得るために準備時間中に移動させることができる。高速サンプリングレートのリアルタイム・オープンアーキテクチャ・コントローラが、反対の運動モデルによって所望の5自由度の動きを得るように、リニアモータドライブ28、40、44を制御し、工作台16上の工作物18とレーザヘッド36との間の相対移動をレーザパルス周波数と同期させる。
使用の際には、レーザヘッド36は、好ましくは少なくとも4Hzの周波数、より好ましくは、10Hzと20Hzとの間の周波数のレーザパルスを生成する。いくつかの所望の穴位置および穴角度がコントローラにプログラムされる。コントローラは、連続するパルスの間の時間に工作台16およびレーザヘッド36を移動するように移動をレーザ周波数と調和させながら、所望の穴位置を所望の角度でパルスレーザビームと連続的に位置合わせするように、工作台16およびレーザヘッド36を移動するためにリニアモータドライブ28、40、44に指示する。言い換えれば、穴が穿孔された後で、次の所望の穴位置が所望の角度でレーザヘッド36と位置合わせされ、その後、レーザヘッド36が次のレーザパルスを生成する。
図2は、固定基部112と、この固定基部112の上に支持されたボディ114と、基部112に可動式に連結され工作物118を受ける工作台116と、ボディ114に可動式に連結され工作台116の上方に位置するレーザアッセンブリ120と、を含む高速穿孔機110の他の実施形態を示す。
基部114は、インターフェースプラットフォーム142を受ける水平のy軸高速リニアモータドライブ140を含み、このインターフェースプラットフォーム142は、並進Tyを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。インターフェースプラットフォーム142は、y軸リニアモータドライブ140に対して直交して延びる、水平のx軸高速リニアモータドライブ144に剛体連結される。x軸リニアモータドライブ144は、工作台116を受け、この工作台116は、並進Txを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。この構成により、工作台116は、2自由度、すなわち、直交する水平の並進Tx、Tyに沿って移動可能になる。
ボディ114は、基部116から延びる上下逆さのL字形状である。L字の頂部は、x軸リニアモータドライブ140およびy軸リニアモータドライブ144に対して直交して延びる、垂直のz軸高速リニアモータドライブ128を受ける。レーザアッセンブリ120のレーザキャビティ148が、並進Tzを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能になるように、リニアモータドライブ128で受けられる。第1の回転部分146が、並進Tzに対して平行な回転軸Azを有する第1の角加速度ダイレクトドライブ150を介して、レーザキャビティ148の底部で連結される。レーザヘッド136が、回転軸Azに対して直交する回転軸Ahを有する第2の高角加速度ダイレクトドライブ151を介して、回転部分146の側面に連結される。レーザ集束レンズ138が、工作台116の上でレーザヘッド136から下向きに延びる。回転部分146およびレーザヘッド136は、最小の慣性モーメントを有し、それぞれが、レーザキャビティ148から来るレーザビームがレーザ集束レンズ138に到達することができるようにミラーを含む。こうした構成により、レーザヘッド136を、3自由度、すなわち、並進Tzと、軸Az周りの回転Rzと、軸Ah周りの回転Rhと、に沿って移動可能にすることができる。
したがって、穿孔機110は、レーザヘッド136と工作台116上の工作物118との間の5自由度の相対的な位置決め、すなわち、直交する3つの並進Tx、Ty、Tzおよび直交する軸Rz、Rh周りの2つの回転を提供する。モータドライブ128、140、144、150、151の必要な動きが、適切な制御手段によって所望の穴角度の座標から直接変換されるので、こうしたレイアウトのための逆の運動モデルは必要ない。
図3は、固定基部212と、この固定基部212の上に支持されたボディ214と、基部212と一体であり工作物218を受ける工作台216と、ボディ214に可動式に連結され工作台216の上方に位置するレーザアッセンブリ220と、を含む高速穿孔機210のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、工作台216は固定され、レーザアッセンブリ220は5自由度の移動をもたらす。
ボディ214は、2本の垂直の柱を含み、工作台216は、2本の垂直の柱の間に延びている。2つのy軸高速リニアモータドライブ240は、平行になるように水平に延び、y軸高速リニアモータドライブ240の各々は、2本の柱の各頂部の上にある。y軸リニアモータドライブ240の各々は、インターフェースプラットフォーム242を受け、このインターフェースプラットフォーム242は、並進Tyを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。2つのインターフェースプラットフォーム242が単一のユニットとして移動するように、コントローラ(図示せず)が、2つのy軸リニアモータドライブ240の間の動きを同期させる。y軸リニアモータドライブ240に対して直交して延びるように、x軸高速リニアモータドライブ244が、2つのインターフェースプラットフォーム242に連結される。x軸リニアモータドライブ244は、他のインターフェースプラットフォーム243を受け、このインターフェースプラットフォーム243は、並進Txを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。z軸高速リニアモータドライブ228は、x軸リニアモータドライブ240およびy軸リニアモータドライブ244に対して直交して延びるように、インターフェースプラットフォーム243に剛体連結される。レーザサポート252は、z軸リニアモータドライブ228で受けられ、並進Tzを生成するように、高速リニアモータ(図示せず)の動作を受けて摺動可能である。第1の回転部分246が、並進Tzに対して平行な回転軸Azを有する第1の角加速度ダイレクトドライブ250を介して、レーザサポート252の底部で連結される。第2の回転部分247が、回転軸Azからある角度で、好ましくは45度で延びる回転軸Arを有する第2の高角加速度ダイレクトドライブ251を介して第1の回転部分246に連結される。レーザヘッド236が第2の回転部分247に剛体連結され、レーザ集束レンズ238がレーザヘッド236から延びる。レーザ集束レンズ238は、集束レンズ238を回転軸Azに対して平行にすることが可能になるように、回転軸Arに対する相補的な角度を形成し、相補的な角度は、好ましくは45度である。
こうした構成により、レーザヘッド236が、レーザヘッド236と工作台216上の工作物218との間の5自由度の相対的な位置決め、すなわち、直交する3つの並進Tx、Ty、Tz、軸Az周りの回転Rz、および軸Ar周りの回転Rr、の場合の5自由度に沿って移動可能になる。さらに、このような構成によって、回転によるオフセットを補償するのに必要な並進量が減少される。2つのy軸リニアモータドライブ240により、精度が向上し、レーザアッセンブリ220の高速で動く質量の支持を安定させる。
全ての実施形態において、好ましくは、0.00004インチの解像度を有する高解像度線形フィードバックエンコーダが、正確な位置決めのために提供される。モータドライブ28、40、44/128、140、144、150、151/228、240、244、250、251は、好ましくは、歯車なしのブラシレスDCサーボモータであり、より好ましくは、Bosh Rexroth社によって製造されるIntraDynドライブであるが、十分な速度および加速度を可能にする他の任意のモータドライブとすることができる。リニアモータドライブ28、40、44/128、140、144/228、240、244は、有利には10gの加速度を最大速度5m/sで提供することができる。角度モータドライブ150、151/250、251は、有利には、最大角速度が1200rpmで500rad/s2の角加速度を提供することができる。このような高速、高加速能力により、レーザヘッド36、136、236と工作台16、116、216との間の相対的な位置決めが、例えば、好ましくは、少なくとも4Hz、より好ましくは、10Hzから20Hzである、パルスレーザの周波数に適合する速度で行われることが可能になる。
使用の際には、レーザヘッド36、136、236は、レーザパルスを所与の周波数で連続的に生成する。レーザヘッド36、136、236と工作物18、118、218との間の相対移動は、レーザヘッド36、136、236および/または工作台16、116、216を移動することによってもたらされる。工作物18、118、218の所望の穴位置はそれぞれ、穴を穿孔することができるように、レーザヘッド36、136、236と連続的に位置合わせされる。工作物18、118、218とレーザヘッド36、136、236との間の相対移動は、レーザヘッド36、136、236との連続する所望の穴位置の位置合わせの間に経過する時間が、連続する2つのパルスが発生する間の時間より短いかまたはそれと等しくなる、例えば、レーザ周波数が10Hzの場合に最大でも0.1秒以内に位置決めが行われるように調整される。
位置決めが連続するパルスの間に行われるので、工作物18、118、218とレーザヘッド36、136、236との間の相対移動中に、レーザシャッタは閉じられない。したがって、10Hzのレーザパルス周波数は、完成されるのにレーザパルスを1つしか必要としない穴について、1分当たり穴600個の穿孔速度を表し、これは、ボールねじによって駆動される従来の穿孔機と比べたとき、最大20倍の穿孔速度の増加を表すことができる。レーザ穿孔機10、110、210は、レーザシャッタを開閉する必要を無くしながら、工作物18、118および/またはレーザヘッド36、136、236の位置決めなど、穿孔しないタスクで浪費される時間を最小限に抑えることによって、燃焼チャンバ、燃焼チャンバライナ、および多数の穴を必要とする他の工作物のレーザ穿孔動作の生産性を改善することができる。
レーザヘッド36、136、236または工作物18、118、218の2つの回転を含む、レーザヘッド36、136、236と工作物18、118、218との間の5自由度を有する相対移動により、工作物18、118、218とレーザヘッド36、136、236との間の相対移動が、不規則なパターンに沿って、すなわち、方向を何度も変更して行われることが可能になり、そのため、穿孔機10、110、210が、不規則に(すなわち、隣接する穴の間の距離が可変であるように)分配された穴を効率的に穿孔することができ、かつ軸対称ではない工作物に穴を開けることができる。レーザヘッド36、136、236と工作物18、118、218と相対的な移動速度が可変なので、穴が不規則なパターンに沿って分配されるときも、連続する2つのパルスの間で位置決めを行うことができる。
また、レーザヘッド36、136、236または工作物18、118、218の2つの回転により、穿孔機10、110、210が、穴角度が異なる連続する穴を穿孔し、かつ複合角度を有する穴を穿孔することが可能になる。
レーザヘッド36、136および工作物18、118の両方の移動を調整することで、ある穴位置から次の穴位置までのより速くより簡単な相対的な位置決めを可能にする。
上記の説明が単なる例示に過ぎないことが意図されており、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に変更を加えることができることを、当業者は理解するであろう。例えば、穿孔機10、110、210を、多数の穴を必要とする他のタイプの、あらゆる形状の、およびあらゆるレーザ穿孔に適した材料の工作物と共に使用することができる。本発明はまた、パルス発生穿孔手段を使用した他の穿孔プロセスも含むものである。本発明の範囲内に包含されるさらに他の改変形態は、この開示の検討に照らして当業者には明らかであり、こうした改変形態は、添付の特許請求の範囲内に包含されるものである。
Claims (28)
- 工作物内の離間した各穴位置に、一連の穴をレーザ穿孔する方法であって、
レーザヘッドのシャッタを開いた状態に維持しながら、所与のレーザパルス周波数で前記レーザヘッドから前記工作物にレーザパルスを継続的に送達するステップと、
前記レーザヘッドおよび前記工作物の両方を移動することによって、連続する2つのパルスの間の時間内で、ある穴位置から次の穴位置へ前記レーザヘッドに対して前記工作物を位置決めするステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記所与のレーザパルス周波数が少なくとも4Hzであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記穴位置が、前記工作物上に不規則に分配されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記一連の穴が、互いに対して異なる角度を有する穴を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記レーザヘッドおよび前記工作物の前記移動が、5自由度を有する、前記レーザヘッドと前記工作物との相対的な移動であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記レーザヘッドおよび前記工作物の少なくとも一方が、可変速度で移動することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 工作物に複数の穴をレーザ穿孔する方法において、
レーザヘッドで所与の周波数のレーザパルスを生成するステップと、
前記工作物および前記レーザヘッドの少なくとも一方を、可変速度および不規則なパターンの少なくとも一方で、一連の相対位置まで連続的に移動するステップであって、連続する前記相対位置の間を移動するのに必要な時間が、最大でも連続する2つの前記レーザパルス間の時間に等しい、移動するステップと、
少なくとも1つの前記レーザパルスで、前記一連の相対位置のそれぞれにおいて、工作物に穴を穿孔するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記工作物および前記レーザヘッドの両方が移動することを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記レーザヘッドおよび前記工作物の少なくとも一方の前記移動が、5自由度を有する、前記レーザヘッドと工作物との相対的な移動であることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記所与のレーザパルス周波数が少なくとも4Hzであることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 工作物に複数の穴をレーザ穿孔する方法において、
レーザヘッドで、所与のパルス周波数を有するパルスレーザビームを生成するステップと、
前記工作物と前記レーザヘッドとの相対的な移動を介して、複数の所望の穴位置のそれぞれを前記パルスレーザビームと連続的に位置合わせするステップであって、前記工作物および前記レーザヘッドの一方が、異なる2つの回転軸の周りで回転する、位置合わせするステップと、
前記相対的な移動を前記レーザパルス周波数と調和させることによって前記所望の穴位置のそれぞれに、穴を穿孔するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記穴位置のそれぞれを位置合わせする前記ステップが、前記工作物と前記レーザヘッドとの前記相対的な移動を介して、前記穴位置のそれぞれに所望の穴角度を設定するステップと同時に行われ、前記所望の穴位置のそれぞれに前記穴を穿孔する前記ステップが、前記所望の穴角度に沿って行われ、少なくとも1つの前記所望の穴位置に対する前記所望の穴角度が、他の前記所望の穴位置での前記所望の穴角度とは異なることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記所望の穴位置が、不規則なパターンに沿って前記工作物上に分配されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記相対的な移動が、前記レーザヘッドおよび前記工作物の両方を移動することによって得られることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記相対的な移動が5自由度を有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記相対的な移動が可変速度を有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記回転軸同士が直交することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記レーザパルス周波数が少なくとも4Hzであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 工作物の複数の所望の穴位置のそれぞれに穴を穿孔する高速レーザ穿孔機において、
連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、
前記工作物を保持するように構成された工作台と、
5自由度に沿って前記工作台と前記レーザヘッドとの相対的な移動をもたらすように、前記工作台および前記レーザヘッドの少なくとも一方を移動させる手段であって、連続するレーザパルス間の時間中に所望の穴角度で前記レーザヘッドを前記穴位置のそれぞれと連続的に位置合わせする、移動手段と、
前記レーザパルスが前記所望の穴角度で前記穴位置のそれぞれにおいて前記工作物に穴を穿孔するように、前記相対移動を前記レーザパルスと調和させるために、前記移動手段を制御する手段と、
を備えることを特徴とする高速レーザ穿孔機。 - 前記移動手段が、複数の高速高加速リニアモータを含むことを特徴とする請求項19に記載の高速レーザ穿孔機。
- 前記移動手段が、直交する第1および第2の方向に沿って前記工作台を並進させる第1および第2の手段と、前記第1および第2の方向に対して直交する第3の方向に沿って前記レーザヘッドを並進させる第3の手段と、前記第3の方向に平行な第1の軸の周りで前記レーザヘッドを回転させる第1の手段と、前記第1の軸に対して直交する第2の軸の周りで前記レーザヘッドを回転させる第2の手段と、を含むことを特徴とする請求項19に記載の高速レーザ穿孔機。
- 前記移動手段が、直交する第1および第2の軸の周りの2つの回転と、前記第1および第2の軸に対して直交する第1の方向に沿った1つの並進と、を有する前記工作台を移動させる第1の手段を含むことを特徴とする請求項19に記載の高速レーザ穿孔機。
- 工作物に複数の穴を穿孔するように備える高速穿孔機において、
前記工作物を受けるように構成された工作台と、
固定基部およびこの固定基部から延びるボディと、
前記工作台を前記固定基部に連結する少なくとも3本の脚部であって、各脚部が、可変の長さを有するように高速リニアアクチュエータを有し、脚部が少なくとも3自由度に沿って前記工作台を移動する、脚部と、
前記ボディに連結され、前記工作物に複数の穴を穿孔するために連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、
を備えることを特徴とする高速穿孔機。 - 前記レーザヘッドが、直交する第1および第2の並進を生成するように前記レーザヘッドを移動する、直交する高速リニアアクチュエータを介して前記ボディに連結されることを特徴とする請求項23に記載の高速穿孔機。
- 工作物に複数の穴を穿孔する高速穿孔機において、
固定基部およびこの固定基部から延びるボディと、
前記固定基部に連結され、かつ前記工作物を受けるように構成された工作台と、
少なくとも第1の方向に沿って並進可能なように、少なくとも第1の高速リニアアクチュエータを介して前記ボディに連結された第1のレーザ部分と、
第1の軸の周りで回転可能なように、第1の高角加速度回転ドライブを介して前記第1のレーザ部分に連結された第2のレーザ部分と、
第2の軸の周りで回転可能なように、第2の高角加速度回転ドライブを介して前記第2のレーザ部分に連結されたレーザヘッドであって、前記工作物に複数の穴を穿孔するために連続してレーザパルスを生成するレーザヘッドと、
を備えることを特徴とする高速穿孔機。 - 前記工作台が、直交する第2および第3の方向に沿って並進可能になるように、直交する第2および第3の高速リニアアクチュエータを介して前記基部に連結され、前記第2および第3の方向が、前記第1の方向に対して直交することを特徴とする請求項25に記載の高速穿孔機。
- 前記第1の軸と前記第2の軸とが直交することを特徴とする請求項25に記載の高速穿孔機。
- 前記第1のレーザ部分が、直交する第2および第3の方向に沿って並進可能になるように、直交する第2および第3の高速リニアアクチュエータを介して前記ボディに連結され、前記第2および第3の方向が、前記第1の方向に対して直交することを特徴とする請求項25に記載の高速穿孔機。
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