ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ СТАНОК

1. Обрабатывающий станок, приспособленный для подачи источника энергии через обрабатывающую головку на обрабатываемую деталь, при этом:
обрабатывающий станок содержит зажимное устройство, приспособленное для временного размещения обрабатывающей головки, или другой механообрабатывающей или обрабатывающей головки, для обработки обрабатываемой детали;
при этом обрабатывающая головка содержит одно или несколько направляющих устройств, приспособленных для направления источника энергии на обрабатываемую деталь, и стыковочный коллектор-распределитель обрабатывающей головки, приспособленный для подключения к ней одной или нескольких рабочих сред, подаваемых при применении к обрабатывающей головке для облегчения обработки обрабатываемой детали;
при этом стыковочный коллектор-распределитель обрабатывающей головки обеспечивает возможность подачи одной или нескольких рабочих сред к обрабатывающей головке при соединении обрабатывающей головки с зажимным устройством; и
при этом обрабатывающий станок содержит также по меньшей мере одно устройство, приспособленное для перемещения стыковочного коллектора-распределителя питателя в положение соединения и/или отсоединения от стыковочного коллектора-распределителя обрабатывающей головки так, что при соединении двух коллекторов-распределителей происходит подача рабочей среды или каждой рабочей среды к обрабатывающей головке.
2. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что стыковочный коллектор-распределитель питателя также приспособлен для обеспечения возможности передачи источника энергии в обрабатывающую головку в основном через стыковочный коллектор-распределитель обрабатывающей головки.
3. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что в стыковочном коллекторе-распределителе выполнены каналы, приспособленные для подачи по меньшей мере одной из охлаждающей рабочей среды, предназначенной для охлаждения направляющего устройства или каждого направляющего устройства внутри обрабатывающей головки, и обрабатываемой рабочей среды, предназначенной при применении для обработки источником энергии.
4. Обрабатывающий станок по п. 3, отличающийся тем, что стыковочный коллектор-распределитель питателя содержит центрирующее устройство, приспособленное для совмещения по меньшей мере одного из источников рабочей среды и источника энергии с каналами внутри стыковочного коллектора-распределителя обрабатывающей головки, и при этом, предпочтительно, центрирующее устройство приспособлено для соединения с ним при применении питателя, приспособленного для передачи источника энергии в обрабатывающую головку.
5. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что обрабатывающая головка при применении приспособлена для фокусировки источника энергии на область, находящуюся на одной прямой с продольной осью обрабатывающей головки, и при этом источник энергии представляет собой любой из или комбинацию из следующего: лазерного луча, электронного луча, дуги, плазмы, сфокусированного электромагнитного излучения, электромагнитного излучения с расходящимся лучом.
6. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что направляющее устройство содержит по меньшей мере одно из следующего: одну или несколько линз, зеркала, призмы, дифракционные решетки, расширители луча, пространственные модуляторы света, оптические устройства, устройство электрической связи, проводящие каналы для рабочих сред, устройство индуктивной связи, защищенные каналы, компоненты управления лучом, генераторы возбуждения для управления лучом, микроэлектромеханические системы, микрозеркальные устройства.
7. Обрабатывающий станок по п. 1, отличающийся тем, что рабочая среда содержит любое из следующего: металл, полимер или керамический материал в форме порошка или нити; охлаждающие или обрабатывающие текучие среды; газы; обрабатывающую текучую среду.
8. Обрабатывающий станок по п. 7, отличающийся тем, что по меньшей мере часть рабочих сред получена от подачи рабочих сред к обрабатывающему станку.
9. Комплект, содержащий по меньшей мере одно из следующего: обрабатывающую головку;
стыковочный коллектор-распределитель питателя, при этом обрабатывающая головка приспособлена для соединения при применении с зажимным устройством обрабатывающего станка;
одно или несколько направляющих устройств, приспособленных для фокусировки источника энергии на обрабатываемую деталь; и
стыковочный коллектор-распределитель обрабатывающей головки, приспособленный для подключения к нему одной или нескольких рабочих сред, при применении подаваемых к обрабатывающей головке для облегчения обработки обрабатываемой детали;
и
при этом стыковочный коллектор-распределитель питателя содержит также устройство, приспособленное для перемещения стыковочного коллектора-распределителя питателя в положение соединения и/или отсоединения от стыковочного коллектора-распределителя обрабатывающей головки так, что при соединении двух коллекторов-распределителей рабочая среда при применении подается к обрабатывающей головке.
10. Комплект по п. 9, отличающийся тем, что стыковочный коллектор-распределитель приспособлен также для обеспечения возможности передачи источника энергии в обрабатывающую головку от стыковочного коллектора-распределителя питателя.
11. Комплект по п. 9, отличающийся тем, что стыковочный коллектор-распределитель обрабатывающей головки содержит каналы, приспособленные для подачи по меньшей мере одной из охлаждающей рабочей среды, приспособленной для охлаждения направляющего устройства, или каждого направляющего устройства внутри обрабатывающей головки, и рабочей среды, обрабатываемой источником энергии, предназначенной при применении для обработки источником энергии.
12. Комплект по п. 11, отличающийся тем, что направляющее устройство устроено так, что рабочая среда, обрабатываемая источником энергии, может расплавляться на выбор внутри обрабатывающей головки или за пределами обрабатывающей головки.
13. Комплект по п. 11, отличающийся тем, что стыковочный коллектор-распределитель содержит центрирующее устройство, приспособленное для совмещения источников рабочей среды внутри стыковочного коллектора-распределителя питателя с каналами внутри стыковочного коллектора-распределителя обрабатывающей головки, и при этом центрирующее устройство, предпочтительно, приспособлено для подключения к нему при применении питателя, приспособленного для передачи источника энергии в обрабатывающую головку.
14. Комплект по любому из пп. 9-13, отличающийся тем, что приспособлен для фокусировки источника энергии на точке или области, находящейся на одной прямой с продольной осью обрабатывающей головки.
15. Обрабатывающая головка, приспособленная для применения в обрабатывающем станке по любому из пп. 1-8.
16. Способ присоединения обрабатывающей головки, приспособленной для фокусировки источника энергии на обрабатываемую деталь, при этом способ включает:
a) обеспечение выбора обрабатывающим станком обрабатывающей головки из местоположения хранения и введения обрабатывающей головки в зажимное устройство обрабатывающего станка; и
b) приведение в действие устройства, приспособленного для перемещения стыковочного коллектора-распределителя питателя в положение соединения со стыковочным коллектором-распределителем обрабатывающей головки;
c) при этом соединение стыковочного коллектора-распределителя питателя и стыковочного коллектора-распределителя обрабатывающей головки обеспечивает подачу одного или нескольких источников рабочей среды к обрабатывающей головке так, что при применении может осуществляться подача рабочей среды или каждой рабочей среды.
17. Обрабатывающий станок, приспособленный для обработки обрабатываемой детали и являющийся многокоординатным, при этом обрабатывающий станок содержит:
по меньшей мере одну обрабатывающую головку и по меньшей мере одну механообрабатывающую головку;
зажимное устройство, приспособленное для временного размещения одного из по меньшей мере одной обрабатывающей головки и по меньшей мере одной механообрабатывающей головки;
причем обрабатывающий станок выполнен с возможностью перемещения при применении обрабатывающей головки или механообрабатывающей головки из рабочего положения в положение замены головки; высвобождения обрабатывающей головки или механообрабатывающей головки из зажимного устройства; выбора альтернативной обрабатывающей головки или механообрабатывающей головки; размещения альтернативной обрабатывающей головки в зажимном устройстве; и возврата в рабочее положение;
при этом обрабатывающая головка приспособлена для осаждения материала на обрабатываемую деталь, подвергаемую обработке, и при этом обрабатывающая головка содержит источник рабочей среды.
18. Обрабатывающий станок по любому из пп. 1-8 или 17, который является многокоординатным станком, действующим вокруг 2, 3, 4, 5, 6 или более осей, при этом источник рабочей среды содержит емкость, расположенную в обрабатывающей головке, и емкость содержит камеру, приспособленную для вмещения источника флюидизированной, наполовину или полностью расплавленной, размягченной, представленной в виде суспензии, полутвердой и твердой рабочей среды в порошкообразной форме, в форме гранул, проволоки, нити, тонкой пластинки, листа, блока или стержня или в виде газообразной среды.
19. Обрабатывающий станок по любому из пп. 1-8 или 17, отличающийся тем, что рабочая среда выбрана из группы, включающей: металлы, неметаллы, полимеры, керамический материал, обрабатывающие текучие среды, охлаждающие текучие среды, газы, нити, стержни, ленты, порошки, жидкости, пасты, эмульсии, суспензии, клей и т.п., тонкую пластинку, листы, фольгу или их смеси.
20. Обрабатывающий станок по любому из пп. 1-8 или 17, отличающийся тем, что рабочая среда прерывисто подается к обрабатывающей головке и, предпочтительно, к любой емкости с рабочей средой, расположенной внутри обрабатывающей головки или иным образом связанной с ней.
21. Обрабатывающий станок по п. 20, отличающийся тем, что емкость содержит патрон, вмещающий источник рабочей среды.
22. Обрабатывающий станок по п. 20, отличающийся тем, что емкость может пополняться, предпочтительно, при расположении обрабатывающей головки в месте хранения, как, например, при хранении в устройстве смены инструмента.
23. Обрабатывающий станок по п. 17, отличающийся тем, что обрабатывающий станок дополнительно содержит источник энергии, приспособленный для подачи энергии от источника энергии к одному из обрабатывающей головки, рабочей среды и обрабатываемой детали.
24. Обрабатывающий станок по п. 23, отличающийся тем, что источник энергии расположен в обрабатывающей головке, и при этом источник энергии предпочтительно содержит одно или несколько из следующего: электрическую энергию, воздух или другие газы/пары под давлением, запасенную механическую энергию в пружинном или родственном механизме, энергию, запасенную в химическом виде, плазму, энергию ультрафиолетового, инфракрасного или другого электромагнитного излучения.
25. Обрабатывающий станок по п. 23, отличающийся тем, что источник энергии получает энергию с помощью по меньшей мере одного из: традиционного соединителя от внешнего источника энергии; такого источника энергии, как батарея, расположенного в обрабатывающей головке; генератора, такого как использующий вращение шпинделя; от стола, поддерживающего обрабатываемую деталь; беспроводной индукции; энергии, запасенной в обрабатывающей головке.
26. Обрабатывающий станок по любому из пп. 1-8 и 17, отличающийся тем, что управление перемещением, положением и действием обрабатывающей головки осуществляет контроллер, и, предпочтительно, контроллер является составной частью контроллера для управления станками с числовым программным управлением типа CNC, при этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения контроллер дополнительно управляет частью или всем из следующего: прохождением обработки; осаждением рабочей среды; продувкой рабочей среды; нагревом обрабатывающей головки или рабочей среды; текущим контролем уровня рабочей среды; текущим контролем количества рабочей среды в контейнере; данными, касающимися обрабатываемой детали, подлежащей обработке, или рисунка, подлежащего нанесению; текущим контролем обрабатываемой детали, осажденной рабочей среды или энергии; текущим контролем степени исправности и функционирования головки; связью с обрабатывающим станком; синхронизацией действия с движением обрабатывающего станка.
27. Обрабатывающий станок по п. 18, отличающийся тем, что рабочая среда выбрана из группы, включающей: металлы, неметаллы, полимеры, керамический материал, обрабатывающие текучие среды, охлаждающие текучие среды, газы, нити, стержни, ленты, порошки, жидкости, пасты, эмульсии, суспензии, клей и т.п., тонкую пластинку, листы, фольгу или их смеси.
28. Обрабатывающий станок по п. 18, отличающийся тем, что рабочая среда прерывисто подается к обрабатывающей головке и, предпочтительно, к любой емкости с рабочей средой, расположенной внутри обрабатывающей головки или иным образом связанной с ней.
29. Обрабатывающий станок по п. 28, отличающийся тем, что емкость содержит патрон, вмещающий источник рабочей среды.
30. Обрабатывающий станок по п. 28, отличающийся тем, что емкость может пополняться, предпочтительно, при расположении обрабатывающей головки в месте хранения, как, например, при хранении в устройстве смены инструмента.
31. Обрабатывающий станок по п. 18, отличающийся тем, что обрабатывающий станок дополнительно содержит источник энергии, приспособленный для подачи энергии от источника энергии к одному из обрабатывающей головки, рабочей среды и обрабатываемой детали.
32. Обрабатывающий станок по п. 31, отличающийся тем, что источник энергии расположен в обрабатывающей головке, и при этом источник энергии предпочтительно содержит одно или несколько из следующего: электрическую энергию, воздух или другие газы/пары под давлением, запасенную механическую энергию в пружинном или родственном механизме, энергию, запасенную в химическом виде, плазму, энергию ультрафиолетового, инфракрасного или другого электромагнитного излучения.
33. Обрабатывающий станок по п. 31, отличающийся тем, что источник энергии получает энергию с помощью по меньшей мере одного из: традиционного соединителя от внешнего источника энергии; такого источника энергии, как батарея, расположенного в обрабатывающей головке; генератора, такого как использующий вращение шпинделя; от стола, поддерживающего обрабатываемую деталь; беспроводной индукции; энергии, запасенной в обрабатывающей головке.
34. Обрабатывающий станок по п. 18, отличающийся тем, что управление перемещением, положением и действием обрабатывающей головки осуществляет контроллер, и, предпочтительно, контроллер является составной частью контроллера для управления станками с числовым программным управлением типа CNC, при этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения контроллер дополнительно управляет частью или всем из следующего: прохождением обработки; осаждением рабочей среды; продувкой рабочей среды; нагревом обрабатывающей головки или рабочей среды; текущим контролем уровня рабочей среды; текущим контролем количества рабочей среды в контейнере; данными, касающимися обрабатываемой детали, подлежащей обработке, или рисунка, подлежащего нанесению; текущим контролем обрабатываемой детали, осажденной рабочей среды или энергии; текущим контролем степени исправности и функционирования головки; связью с обрабатывающим станком; синхронизацией действия с движением обрабатывающего станка.
35. Обрабатывающая головка, приспособленная для соединения с обрабатывающим станком по п. 17 или 18, отличающаяся тем, что обрабатывающая головка пригодна для осаждения материала на обрабатываемую деталь, и при этом обрабатывающая головка дополнительно содержит источник рабочей среды, предпочтительно, в виде емкости.
36. Комплект, содержащий по меньшей мере одну обрабатывающую головку по п. 35 в комбинации с по меньшей мере одним из:
емкости с рабочей средой; и
источника энергии;
контроллера, приспособленного для управления действием и/или положением обрабатывающей головки относительно обрабатываемой детали; и
источника энергии, приспособленного для подачи энергии к рабочей среде в обрабатывающей головке; и
при этом обрабатывающая головка пригодна для соединения с обрабатывающим станком.
37. Комплект по п. 36, отличающийся тем, что источник рабочей среды дополнительно содержит устройство для пополнения, подключаемое к обрабатывающей головке при применении и/или размещаемое в положении хранения или пополнения в обрабатывающем станке, и, предпочтительно, устройство для пополнения приспособлено для повторного заполнения или перезарядки источника рабочей среды.
38. Комплект по п. 36 или 37, отличающийся тем, что источник рабочей среды содержит одно из:
камеры, приспособленной для вмещения источника рабочей среды;
патрона, содержащего источник рабочей среды, при этом патрон предпочтительно является сменным;
коллектора-распределителя, приспособленного для подвода рабочей среды к обрабатывающей головке, когда обрабатывающая головка соединена со шпинделем при применении на обрабатывающем станке.
39. Обрабатывающий станок, содержащий устройство для обработки материала, содержащее обрабатывающую головку, которую обрабатывающий станок приспособлен перемещать относительно обрабатываемой детали, и контроллер, приспособленный для управления перемещением обрабатывающей головки, при этом обрабатывающая головка содержит одно или несколько направляющих устройств, приспособленных для направления источника энергии на обрабатываемую деталь при управлении со стороны контроллера, при этом контроллер приспособлен для регулирования величины энергии, подводимой к определенной области обрабатываемой детали.
40. Обрабатывающий станок по п. 39, дополнительно содержащий устройство для перемещения, приспособленное для перемещения обрабатывающей головки в и/или из зацепления с зажимным устройством обрабатывающего станка.
41. Обрабатывающий станок по п. 39, дополнительно содержащий устройство для перемещения, приспособленное для перемещения направляющего устройства в и/или из зацепления с обрабатывающей головкой.
42. Обрабатывающий станок по п. 39, дополнительно содержащий источник рабочей среды, который может применяться для подачи рабочей среды от обрабатывающей головки, и, предпочтительно, источник рабочей среды выполнен с возможностью подсоединения и/или отсоединения от обрабатывающей головки через один или несколько коллекторов-распределителей.
43. Обрабатывающий станок по п. 39, отличающийся тем, что контроллер приспособлен для использования перемещения обрабатывающей головки для регулирования величины энергии, подводимой к определенной области обрабатываемой детали.
44. Обрабатывающий станок по п. 39, отличающийся тем, что направляющее устройство содержит по меньшей мере одно из следующего: линзу, приспособленную для фокусировки источника энергии на обрабатываемой детали; любую другую линзу; по меньшей мере одно зеркало; по меньшей мере один отражатель; дифракционные решетки; расширители луча; пространственные модуляторы света; оптические устройства; устройство электрической связи; проводящие каналы для рабочих сред; устройство индуктивной связи; компоненты для управления лучом; генераторы возбуждения для управления лучом; микроэлектромеханические системы; или микрозеркальные устройства.
45. Обрабатывающий станок по п. 39, устроенный так, что внутри обрабатывающей головки расположено устройство для получения источника энергии, или, в соответствии с другим вариантом, устройство для получения источника энергии может быть расположено за пределами обрабатывающей головки, и обрабатывающая головка может быть приспособлена для направления источника энергии к обрабатываемой детали.
46. Обрабатывающий станок по п. 39, отличающийся тем, что содержит устройство для избирательной активации или деактивации источника энергии.
47. Обрабатывающий станок любому из пп. 39-46, отличающийся тем, что приспособлен для изменения свойств материала обрабатываемой детали, и, например, устройство для обработки материала может быть приспособлено для управления энергией так, что происходит модификация микроструктуры обрабатываемой детали или по меньшей мере ее части.
48. Обрабатывающий станок по п. 47, отличающийся тем, что содержит источник рабочей среды, предпочтительно текучую среду или частицы в текучей среде, как правило, управляемый с помощью контроллера.
49. Обрабатывающий станок по п. 48, отличающийся тем, что контроллер приспособлен для управления подачей текучей среды от источника текучей среды для быстрого охлаждения, очистки, обработки, модификации микроструктуры, модификации химического состава обрабатываемой детали, подвергаемой обработке, или по меньшей мере ее части.
50. Обрабатывающий станок по п. 48, отличающийся тем, что контроллер приспособлен для управления подачей или удалением текучей среды для создания инертной окружающей среды, для воздействия на или для осуществления смазывания по меньшей мере части обрабатываемой детали.
51. Способ обработки обрабатываемой детали путем регулирования энергии, подводимой к обрабатываемой детали, посредством направления источника энергии относительно обрабатываемой детали, под управлением с помощью контроллера, так, что происходит изменение свойства материала обрабатываемой детали.
52. Обрабатывающая головка, приспособленная для применения в обрабатывающем станке по любому из пп. 39-50.
53. Комплект, содержащий обрабатывающую головку по п. 52 в комбинации с по меньшей мере одним из следующего:
источником энергии;
контроллером, приспособленным для управления действием и/или положением обрабатывающей головки относительно обрабатываемой детали; и
при этом обрабатывающая головка приспособлена для соединения с обрабатывающим станком.