DD268421A5 - METHOD AND DEVICE FOR REMOVING COATINGS WITH A LASER BEAM - Google Patents
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- DD268421A5 DD268421A5 DD88314276A DD31427688A DD268421A5 DD 268421 A5 DD268421 A5 DD 268421A5 DD 88314276 A DD88314276 A DD 88314276A DD 31427688 A DD31427688 A DD 31427688A DD 268421 A5 DD268421 A5 DD 268421A5
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Beschichtungen von Bauteilen, Insbesondere zum Entfernen von Isolierschichten von Drähten mit einem Laserstrah), bei dem durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und dem Bai'.ieil der Laserstrahl aus dem Bereich, in welchem die Beschichtung entfernt werden soll, gerichtet Ist sowie über diesen bewegt wird und die Beschichtung durch den Laserstrahl üb6r den Verdampfungspunkt erhitzt wird sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for removing coatings of components, in particular for removing insulating layers of wires with a laser beam, in which by a relative movement between the laser beam and the Bai'.ieil the laser beam from the region in which the coating are removed is, is directed as well as on this is moved and the coating is heated by the laser beam over the evaporation point and a suitable apparatus for performing the method.
Es sind bereits Verfahren zum Entfernen von Beschichtungen von Bauteilen bekannt geworden—gemäß EP-OS O 215389 —, die dazu verwendet werden, um auf Bauteilen unter Verwendung von Laserstrahlen vollautomatisch ständig wechslende Beschriftungsbilder aufbringen zu können. Die notwendigen Bildelemente können in einem Rechner gespeichert werden und je nach Bedarf, beispielsweise bei der Beschriftung von Meßgeräten oder dgl. in Abhängigkeit von Meßergebnissen auf die Bauteile aufgebracht warden. Das Schriftbild wird durch eine Aneinanderreihung einer Vielzahl von Punkten hergestellt. Die dafür verwendeten Farbschichten werden so ausgewählt, daß eine gute Auswertung der mit dem Laser aufgebrachten Energie erreicht wird und die verwendeten Lackschichten bei relativ geringen Temperaturen verdanpfen.There are already known methods for removing coatings of components - according to EP-OS O 215389 -, which are used to be able to apply fully automatically changing labels on components using laser beams. The necessary picture elements can be stored in a computer and, depending on requirements, for example in the labeling of measuring instruments or the like, are applied to the components as a function of measurement results. The typeface is made by stringing together a multitude of dots. The color layers used for this purpose are selected so that a good evaluation of the energy applied by the laser is achieved and the coatings used paint at relatively low temperatures.
Des weitf fen ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen von der Oberfläche von Metall mittels Laserstrahlen bekannt geworden — gemäß DE-OS 3600 591 —, bei welcher- die Tätigkeit des Lasers in Abhängigkeit vom Emissionsspektrum der abgedampften Verunreinigungen gesteuert wird. Der Laserstrahl wird so lange über die zu reinigenden Oberfläche) geführt, bis keine eine Verunreinigung anzeigende Emissionen von einem im Bereich der zu reinigenden Oberfläche angeordneten Detektor festgestellt werden können.The farf fen is also a method and apparatus for removing contaminants from the surface of metal by means of laser beams become known - according to DE-OS 3600 591 - in which- the activity of the laser is controlled in dependence on the emission spectrum of the evaporated impurities. The laser beam is swept across the surface to be cleaned until no emissions indicative of contamination can be detected by a detector located in the area of the surface to be cleaned.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit der Beschichtungen von einem Metallkern aufweisenden Bauteil möglichst rückstandsfrei entfernt werden können.The aim of the invention is to provide a method and a device with which coatings of a component having a metal core can be removed as far as possible without residue.
der oben angeführten Art zu schaffen, mit welchem, insbesondere Isolierschichten von einen Metallkern aufweisenden Bauteilontfernt werden können und welches einfach und mit geringem Aufwand betrieben werden kann. Darüber hinaus soll derto provide the above-mentioned type, with which, in particular insulating layers of a metal core having component can be removed and which can be operated easily and with little effort. In addition, the should
erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Vorrichtung ein Entfernen von Beschichtungen von zylinderförmigen Körpernermöglicht werden.In accordance with the invention, the apparatus and method allow removal of coatings of cylindrical bodies.
und über eine Reflexionsvorrichtung reflektierten Laserstrahl verdampft wird. Dadurch ist es möglich, eine Beschichtung aufzwei gegenüberliegenden Seiten eines Bauteiles in einem Arbeitsgang zu entfernen, ohne daß der Laserstra'il um das Bauteilherumgeführt werden muß. Dieser überraschende Vorteil wir H dadurch erreicht, daß der Laserstrahl über die Breite des Bauteileshhausgeführt und mittels einer Reflexionsvorrichtung auf die dem Laserstrahl gegenüberliegenden Bereiche der Bauteilereflektiert wird. Von Vorteil ist dabei, daß durch das Verfahren eine ständig fortlaufende Erhitzung der Beschichtung erfolgt, dader Laserstrahl kontinuierlich bis in den Seitenbereich des Bauteiles verschwenkt wird und durch die Umlenkung mit derand reflected by a reflection device laser beam is evaporated. This makes it possible to remove a coating on two opposite sides of a component in one operation, without the Laserstra'il must be led around the component. This surprising advantage we H achieved by the fact that the laser beam is guided over the width of the building structure and is reflected by means of a reflection device on the laser beam opposite areas of the components. The advantage here is that the process is carried out by a continuous heating of the coating, the laser beam is continuously pivoted to the side of the component and by the deflection with the
daß das Verdampfen der Beschichtung nahtlos von der entgegengesetzten Seite her fortgesetzt werden kann.that the evaporation of the coating can be continued seamlessly from the opposite side.
werden und der Laserstrahl quer zu einer Längsachse des Bauteiles um ein Ausmaß verschwenkt wird, welches größer ist, alseine Breite des Bauteiles. Dadurch ist es möglich, mit einer gleichbleibenden oszillierenden Bewegung des Laserstrahles nurdurch eine Relatiwerstellung des Bauteiles und des Laserstrahles in Richtung der Längsachse des Bauteiles eine Beschichtungüber einen entsprechenden Bereich zu entfernen.and the laser beam is pivoted transversely to a longitudinal axis of the component by an amount which is greater than a width of the component. This makes it possible, with a constant oscillating movement of the laser beam only by a Relatiwerstellung of the component and the laser beam in the direction of the longitudinal axis of the component to remove a coating over a corresponding area.
von der Reflexionsvorrichtung f flektierte Hauptstrahl zumindest im Mittel eines vom Laserstrahl abgewendetenreflected by the reflection device f main beam at least in the middle of a beam away from the laser beam
soweit hinausgeführt wird, daß sich die von der Reflexionsvorrichtung reflektierten Hauptstrahlen in ihrer beidseits des Bauteilesdistanzierten Endstellung auf der vom Laserstrahl abgewendeten Seite des Bauteiles überschneiden, wodurch durch eine zumis led out so far that the reflected from the reflection device main rays overlap in their spaced on both sides of the component end position on the side facing away from the laser beam side of the component, whereby by a for
gegenüberliegenden Seiten eines Bauteiles ermöglicht wir 1 opposite sides of a component allows us 1
oder der Reflexionsvorrichtung beidseits des Bauteiles auf einor gemeinsamen Geraden angeordnet werden und der Bauteil mitden zu bearbeitenden Bereichen zwischen der Reflexions- und Sammellinsenvorrichtung angeordnet ist und die Gerade denor the reflection device are arranged on both sides of the component on aor common line and the component is arranged with the areas to be processed between the reflection and converging lens device and the straight line
in Verbindung mit der Reflexionsvorrichtung eine symmetrische Verlagerung des der Rückseite des Bauteiles zugeordnetenreflektierten Laserstrahles bei einem Ausschwenken des Laserstrahles seitlich neben den Bauteilen einfach erreicht werdenin conjunction with the reflection device, a symmetrical displacement of the reflected laser beam associated with the rear side of the component is easily achieved when the laser beam is swiveled laterally next to the components
einem einzelnen Laserstrahl dio Beschichtungen auf zwei einander gegenüberliegenden Flächen eines Bauteiles entfernt werdena single laser beam dio coatings are removed on two opposite surfaces of a component
entsprechendes Ausmaß, relativ zueinander verstellt werden, da dadurch mit einer gleichförmig ablaufenden Scanbewegungdie Beschichtung abgetragen werden kann und die Beschichtung immer in Richtung der bereits vorgewärmten Bereiche weiterabgeschmolzen wird, so daß ein kontinuierlich fortschreitender Abdampfvorgang erreicht wird. Dadurch wird verhindert, daß eszu Vertrustungen der Beschichtung kommt. Diese Verkrustungen sind nämlich äußerst störend, da sie meist mit einercorresponding extent, be adjusted relative to each other, as this can be removed with a uniform scanning scan, the coating and the coating is always further fused in the direction of the already preheated areas, so that a continuously progressing Abdampfvorgang is achieved. This prevents the coating from being left over. These encrustations are extremely annoying because they usually with a
durchschmilzt.melts.
zur Pendelbewegung entsprechendes Ausmaß senkrechtzur Pendelrichtung verstellt wird, da dadurch lediglich eine Verstellungdes Laserstrahles erforderlich ist, während das Bauteil während des gesamten Arbeitsablaufes ruhig gehalten werden kann.is adjusted to pendulum corresponding amount perpendicular to the pendulum direction, as this only an adjustment of the laser beam is required while the component can be kept quiet throughout the workflow.
jeweils senkrecht zu der Pendelbewegung verstellt wird, da der Laserstrahl in diesem Fall lediglich eine Schwenkbewegungausführen muß und präzise Höhenführungen für den Laserstrahl eingespart werden können.is adjusted perpendicular to the pendulum motion, since the laser beam in this case only has to perform a pivoting movement and precise height guides for the laser beam can be saved.
niederschlagen könne 1 und daß Einbrennstellen der Beschichtung auf der Oberfläche des Bauteiles bzw. des Metallkernes descould strike 1 and that Einbrennstellen the coating on the surface of the component or the metal core of the
mehrere Umlenkvorrichtungen, im wesentlichen senkrecht auf die zu bearbeitenden Flächenbereiche reflektiert wird, wobei einea plurality of deflection devices, is reflected substantially perpendicular to the surface areas to be processed, wherein a
und bzw. oder für jeden Teilstrahl in etwa gleich groß ist, wodurch der Auftreffwinkel der Teilstrahlen des Laserstrahles über diegesamte Oberfläche eines Bauteiles, vor allem eines zylinderförmigen Bauteiles gleichgehalten werden kann. Dadurch wird einand / or for each partial beam is approximately equal, whereby the angle of incidence of the partial beams of the laser beam over the entire surface of a component, especially a cylindrical member can be kept the same. This will be a
sogenannter Äquatoreffekt verhindert, das heißt, daß ein zu flacher Winkel zwischen dem Laserstrahl und der Oberfläche desso-called equator effect prevents, that is, too low an angle between the laser beam and the surface of the
zwischon der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Brennpunkt des Laserstrahles bzw. Laserstrahlteiles gleich gehalten wird,da dadurch die auf die Beschichtung einwirkende Energie über den gesamten Arbeitsbereich möglichst gleichgehalten werdenkann, so daß das Verbleiben von Restteilen der Beschichtung zuverlässig verhindert ist.is kept the same between the surface to be machined and the focal point of the laser beam or laser beam part, since thereby the energy acting on the coating over the entire working range can be kept as equal as possible, so that the remaining parts of the coating is reliably prevented.
bzw. oder während des Abdampfens der Beschichtung Wärme zugeführt wird, wodurch die vom Laser aufzubringende Energie,um die Beschichtung abzudampfen, geringer gehalten werden kann.or during the evaporation of the coating heat is supplied, whereby the energy to be applied by the laser to evaporate the coating, can be kept lower.
aufweist, der größer ist als eine Breite des Bauteiles im Bereich der zu verdampfenden Beschichtung. Durch eine derartigewhich is greater than a width of the component in the region of the coating to be evaporated. By such
einer linearen Bewegung Beschichtungen voneinander gegenüberliegenden Flächen eines Bauteiles in einem Arbeitsgangabzutragen, ohne daß eine Schwenk- bzw. Drehbewegung des Bauteiles oder des Laserstrahles notwendig ist. Der damitverbundene Aufwand kann dadurch in einfacher Weise eingespart werden.a linear motion to remove coatings of opposing surfaces of a component in one operation, without a pivoting movement of the component or the laser beam is necessary. The associated effort can be saved in a simple manner.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Reflexionsvorrichtung durch einen Hohlspiegel gebildet wird, da dadurch beim Verschwenken des Laserstrahles neben dem Bauteil eine Reflexion des Laserstrahles auf eine Rückseite des Bauteiles in einfacher Weise erfolgen kann.It is also advantageous if the reflection device is formed by a concave mirror, since in this way a reflection of the laser beam on a rear side of the component can be effected in a simple manner next to the component during pivoting of the laser beam.
Es ist aber auch möglich, daß die Reflexionsvorrichtung durch eine plankonvexe Linse und einen planen Spiegel gebildet wird und die konvexe Seite der Linse dem Spiegel und die plane Seite dem Bauteil zugewendet ist, da in diesem Fall vor allem beim Bearbeiten von einander gegenüberliegenden planen Flächen eine einfachere Einstellung des reflektierten Laserstrahles auf die zu bearbeitende Fläche möglich ist.But it is also possible that the reflection device is formed by a plano-convex lens and a plane mirror and the convex side of the lens to the mirror and the plane side facing the component, as in this case, especially when editing opposing planar surfaces a easier adjustment of the reflected laser beam to the surface to be processed is possible.
Weitet ist es auch möglich, daß ein Brennpunkt der Sammellinse und bzw. oder des Hohlspiegels im wesentlichen zwischen einer Oberfläche der abzudampfenden Beschichtung und dem darunter angeordneten Kernmaterial, z. B. einem Metallkern angeordnet ist, wodurch der größere Teil der Energie innerhalb der Beschichtung zum Abdampfen derselben vorliegt.Weitet it is also possible that a focal point of the converging lens and or or the concave mirror substantially between a surface of the coating to be evaporated and the underlying core material, for. B. a metal core is arranged, whereby the greater part of the energy is present within the coating for evaporating the same.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn zwischen dem Lasergenerator und der der Reflexionsvorrichtung gegenüberliegenden Seite der Sammellinse die Nachfuhrvorrichtung für den Laserstrahl angeordnet ist, wodurch der Strahl bereits in der gewünschten Lage entsprechend konzentriert wird und Leistungsverluste im Umlenkbereich des konzentrierten Strahles vermieden werden.It is furthermore advantageous if the tracking device for the laser beam is arranged between the laser generator and the side of the converging lens opposite the reflection device, whereby the beam is already correspondingly concentrated in the desired position and power losses in the deflection region of the concentrated beam are avoided.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist es weiter möglich, daß die Nachführvorrichtung durch einen schwenkbaren Umlenkspiegel gebildet ist, wodurch in einfacher Weise ein Scanen des Laserstrahles mit einem geringen Aufwand an bewegten Teilen erzielt werden kann. Überdies ist es dabei in einfacher Weise möglich, durch eine geringfügige Veränderung des Schwenkwinkels die Auslenkbreite dos Laserstrahles zu verändern.According to a further embodiment, it is further possible that the tracking device is formed by a pivotable deflection mirror, whereby a scan of the laser beam with a low cost of moving parts can be achieved in a simple manner. Moreover, it is possible in a simple manner to change the Auslenkbreite dos laser beam by a slight change in the pivot angle.
Weiter ist es auch möglich, Jaß die Nachführvorrichtung durch einen rotierenden Spiegel oder ein Prisma gebildet !st und ein Schwenkwinkcl dos Laserstrahles größer ist, als ein Winkel zwischen an die beiden Seiten des Bauteiles angelegten Tangenten, wodurch in einfacher Weise durch eine Veränderung der Drehzahl die Kriterien der Oszillationsbewegung, nämlich die Bewegungsgeschwindigkeit und die Anzahl der Schwenkbewegungen pro Zeiteinheit verändert werden können.Furthermore, it is also possible for the tracking device to be formed by a rotating mirror or a prism, and a pivoting angle of the laser beam is greater than an angle between tangents applied to the two sides of the component, whereby the rotational speed can be changed in a simple manner Criteria of the oscillation movement, namely the movement speed and the number of pivoting movements per unit time can be changed.
Es ist aber auch möglich, daß die Haltevorrichtung des Bauteiles mit der Nachführvorrichtung verbunden ist, wodurch der Laserstrahl und die Linsenanordnungen fix und feststehend angeordnet werden können.But it is also possible that the holding device of the component is connected to the tracking device, whereby the laser beam and the lens arrays can be arranged fixed and fixed.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Sammellinse und die Reflexionsvorrichtung auf einem Tragrahmen bevorzugt unabhängig voneinander einstellbar gelagert sind und der Tragrahmen Justiervorrichtungen lagert, die eine z. B. durch ein.. Gewindespindel gebildete Nachführvorrichtung aufweisen, wodurch in einfacher Weise eine exakte Einstellung der Brennpunkte unter Bezugnahme auf die zu entfernende Beschichtung möglich ist und diese Abstandsverhältnisse durch eine exakte Verschiebung des Laserstrahles über den gesamten Bearbeitungsbereich einfach beibehalten werden können.According to another embodiment, it is provided that the convergent lens and the reflection device are mounted on a support frame preferably independently adjustable and supports the support frame adjusting devices, a z. B. by a threaded spindle formed tracking device, which in a simple manner, an exact adjustment of the focal points with reference to the coating to be removed is possible and these distance ratios can be easily maintained by an accurate displacement of the laser beam over the entire processing area.
Schließlich ist es auch möglich, daß die Haltevorrichtung für das Bauteil auf einem Werkstückträger angeordnet ist und die Nachführvorrichtung durch eine Antriebsv Errichtung für dun Werkstückträger gebildet ist, wodurch in einfacher Weise die für den Werkstückträger-Vorschub ohnehin notwendige Antriebsvorrichtung auch zum Nachführen des Bauteiles verwendet warrian kann und der notwendige Aufwand für die Verstellvorrichtung gering gehalten werden kann.Finally, it is also possible that the holding device for the component is arranged on a workpiece carrier and the tracking device is formed by a Antriebsv establishment for dun workpiece carrier, which is used in a simple way for the workpiece carrier feed anyway necessary drive device for tracking the component warrian can and the necessary effort for the adjustment can be kept low.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. In the accompanying drawing show:
Fig. 1: eine Vorrichtung zum Entfernen von Beschichtungen von Bauteilsn mit einem Laserstrahl in Seitenansicht und in starkFig. 1: an apparatus for removing coatings of Bauteililsn with a laser beam in side view and in strong
vereinfachter schematischer Darstellung, Fig. 2: die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht mit einem Strahlenverlauf des Laserstrahles zum Entfernen einer Beschichtung auf der dem Laserstrahl zugewandten Seite des Bauteiles,2 shows a schematic view of the device according to FIG. 1 with a beam path of the laser beam for removing a coating on the side of the component facing the laser beam, FIG.
Fig. 3: eine vergrößerte Darstellung eines Strahlenvcrlaufes der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung im Bereich des Bauteiles, Fig. 4: die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht mit einem Strahlenverlauf eines reflektierten Laserstrahles zum EntfernenderFig. 3: an enlarged view of a Strahlenvcrlaufes of the device shown in Figure 2 in the region of the component, Fig. 4: The apparatus of FIG. 1 in plan view with a beam path of a reflected laser beam for removing the
Beschichtung auf einer vom eintreffenden Laserstrahl abgewanSten Seite eines Bauteiles, Fig. 5: die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht bei einer in einer Endlage befindlichen Stellung des Laserstrahles, Fig. 6: das Bauteil in Rückansicht mit der Bewegungsbahn des reflektierten Laserstrahles auf der vom Laserstrahl abgewandten1 on a top view of the laser beam, FIG Facing away from the laser beam
Seite desselben, Fig. 7: das Bauteil in Stirnansicht mit der Bewegungsbahn des Laserstrahles auf der dem Laserstrahl zugewandten Seite desselben,7 thereof: the component in front view with the movement path of the laser beam on the side of the laser beam facing the same,
Fig. 8: eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ii. Seitenansicht und teilweise geschnitten, Fig. 9: ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für die Vorrichtung zum Entfernen von Beschichtungen von Bauteilen mitFIG. 8, another embodiment of an apparatus ii r invention. FIG. 9 is a block diagram of a control device for the device for removing coatings from components. FIG
einem Laserstrahl in vereinfachter schematischer Darstellung, Fig. 10: einen Programmablauf für einen Steuerrechner der Steuereinrichtung zum Betrieb der Vorrichtung zum Entfernen von Beschichtungen von Bauteilen mit einem Laserstrahl.10 shows a program sequence for a control computer of the control device for operating the device for removing coatings of components with a laser beam.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Entfernen einer Beschichtung 2, ι. B. einer Isolierschicht von einem Bauteil 3, z. B. einem Draht amit einem Metallkern 4, beispielsweise einen Kupferdraht. Die Vorrichtung 1 ist mit einem einen Laserstrahl 5 erzeugenden Lasergenerator 6 ausgestattet. Der vom Lasergenerator 6 kommende Laserstrahl 5 wird über zwei Umlenkspiegel 7,8 und eine Sammellinse 9 oiif das Bauteil 3 gerichtet. Ein Distanz 10 zwischen einer, dem Bauteil 3 zugewandten Stirnseite der Sammellinse 9 und der Beschichtung 2 des Bauteiles 3 entspricht im wesentlichen einer Scheitelbrennweite der Sammellinse 9. Der mit einem Durchmesser 11 vom Umlenkspiegel 8 reflektierte Laserstrahl 5 wird durch die Sammellinse 9 auf einen punktförmigen Strahl mit geringem Durchmesser konzentriert und weist in u \-, der Scheitelbrennweite entsprechenden Distanz 10 von der Sammellinse 9 eine hohe Energie auf. Durch die beim Auftreffen des Laserstrahles auf der Beschichtung 2 entstehende hohe Temperatur wird diese Beschichtung 2 verdampft, wie dies schematisch durch Abgaswolken 12 angedeutet ist. Diese Abgaswolken 12 können einen schematisch durch Pfeile 13 angedeuteten Luftstrom aus einer Düse 14 sofort aus dem Bereich des Bauteiles weggeblasen werden. Die benötigte Luft wird dabei über einen Kompressor oder Ventilator 15 zugeführtIn Fig. 1, a device 1 for removing a coating 2, ι. B. an insulating layer of a component 3, z. B. a wire amit a metal core 4, such as a copper wire. The device 1 is equipped with a laser beam 5 generating a laser generator 6. The laser beam 5 coming from the laser generator 6 is directed via two deflecting mirrors 7, 8 and a converging lens 9 or the component 3. A distance 10 between an end face of the converging lens 9 facing the component 3 and the coating 2 of the component 3 substantially corresponds to a peak focal length of the converging lens 9. The laser beam 5 reflected by the deflection mirror 8 with a diameter 11 becomes a point-shaped beam through the converging lens 9 concentrated with a small diameter and has at u \ -, the focal length corresponding distance 10 from the converging lens 9 high energy. As a result of the high temperature occurring on the coating 2 when the laser beam strikes, this coating 2 is evaporated, as is indicated schematically by exhaust clouds 12. These exhaust clouds 12 can be immediately blown away from the region of the component, a schematically indicated by arrows 13 air flow from a nozzle 14. The required air is supplied via a compressor or fan 15
oder kann einem vorhandenen Preßluftsystem entnommen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines positiven Luftstromes auch einen negativen Luftstrom zu verwenden, daß heißt die Abgaswolken 12 abzusaugen, wobei Düsen 14 zur Erzeugung eines Luftstromes und Absaugdüsen zum Absaugen der Verdampfungsabgase auch miteinander kombiniert werden können.or can be taken from an existing compressed air system. Of course, it is also possible to use instead of a positive air flow and a negative air flow, that is, to suck the exhaust clouds 12, wherein nozzles 14 for generating an air flow and suction nozzles for sucking the evaporation exhaust gases can also be combined.
In Verbindung mit den Fig. 2 bis 7 ist gezeigt, wie mittels des Laserstrahles 5 eine Beschichtung 2, die sich über den gesamten Umfang eines Metallkernes 4 mit rundem Querschnitt erstreckt, entfernt werden kann. Dazu ist der Umlenkspiegel 8 der Laserstrahlleitvorrichtung mit einer Nachführvorrichtung 16 und/oder das Bauteil 3 mit einer Nachführvorrichtung 17 verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, wie nachfolgend noch erläutert werden wird, die Bewegungen aufzuteilen und sowohl den Umlenkspiegel 8 als auch das Bauteil 3 nachzufahren.In conjunction with FIGS. 2 to 7 it is shown how by means of the laser beam 5 a coating 2 which extends over the entire circumference of a metal core 4 with a round cross section can be removed. For this purpose, the deflecting mirror 8 of the laser beam guiding device is connected to a tracking device 16 and / or the component 3 is connected to a tracking device 17. Of course, it is also possible, as will be explained below, to divide the movements and to follow both the deflection mirror 8 and the component 3.
Des weiteren ist auf der von der Sammellinse 9 abgewendeten Seite des Bauteiles 3 eine Reflexionsvorrichtung 18 angeordnet, die einen Hohlspiegel 19 umfaßt. Dieser ist z. B. kugelkalottenförmig ausgebildet und besteht aus Aluminium mit einer hochglanzpolierten Oberfläche.Furthermore, a reflection device 18 is arranged on the side facing away from the converging lens 9 side of the component 3, which comprises a concave mirror 19. This is z. B. spherical cap-shaped and made of aluminum with a highly polished surface.
Eine dem bauteil 3 zugewandte Oberfläche des Hohlspiegels 19 ist in einer Distanz 20 von der, dieser zugewandten Seite der Beschichtung 2, die im wesentlichen der Scheitelbrennweite entspricht, angeordnet. Ein verbleibender Abstand 21 zwischen diesen beiden Brennpunkten entspricht im wesentlichen einer Dicke des Metallkernes 4.A surface of the concave mirror 19 facing the component 3 is arranged at a distance 20 from the side of the coating 2 facing the latter, which corresponds essentially to the peak focal length. A remaining distance 21 between these two focal points substantially corresponds to a thickness of the metal core 4th
Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Umlenkspiegels 8 verläuft ein Hauptstrahl 22 — strich-punktiert gezeichnet — deckungsgleich mit einer Geraden 23 — stricrwwei-punktiert gezeichnet.In the position of the deflecting mirror 8 shown in Fig. 2, a main beam 22 is drawn - dash-dotted drawn - congruent with a straight line 23 - drawn strictly two-dotted.
Wie besser aus Fig. 3 zu ersehen ist—in der der Umgebungsbereich des zu bearbeitenden Bauteiles 3 in stark vergrößertem und verzerrtem Maßstab dargestellt ist—liegt ein Brennpunkt 24 der Sammellinse 9 und ein Brennpunkt 25 des Hohlspiegels 19 auf dieser Geraden 23. Des weiteren bildet die Gerade 23 eine Tangente zum Bauteil 3 und verläuft, wie im übrigen aus Fig. 7 zu ersehen ist, jeweils unter einem Winkel 26, der 90° beträgt, zur Sammellinse 9 bzw. zum Hohlspiegel 19. Der Verlauf dieses Hauptstrahles 22 kann auch als Nullstellung bezeichnet werden.As can be seen better from FIG. 3-in which the surrounding area of the component 3 to be machined is shown in greatly enlarged and distorted scale-there is a focal point 24 of the converging lens 9 and a focal point 25 of the concave mirror 19 on this straight line 23. Further the straight line 23 a tangent to the component 3 and extends, as can be seen from the rest of FIG. 7 , each at an angle 26 which is 90 ° to the converging lens 9 and the concave mirror 19. The course of this main beam 22 can also as Zeroing be designated.
In Fig.4 ist gezeigt, wie der Laserstrahl 5 bzw. dessen Hauptstrahl 22 durch eine Verdrehung des Umlenkspiegels 8 um eine schematisch dargestellte Schwenkachse 27 in Richtung eines Pfeiles 28, in eine winkelige Lage zur Geraden 23 verbracht wird. Durch das Auslenken des Laserstrahles 5 verlagert sich ein Hauptstrahl 29—in Fig. 3 und 4 strich-drei-punktiert dargestellt—des vom Hohlspiegel 19 reflektierten Laserstrahles S in entgegengesetzter Richtung entsprechend einem Pfeil 30. in Fig.3 ist eine Zwischenstellung und in Fig.4 die Endstellung dieser V"rstellbewegung gezeigt, bei welcher der Hauptstrahl 29 zu der der Geraden 23 gegenüberliegenden Seitenfläche des Bauteiles 3 eine Tangente bildet.In Fig.4 it is shown how the laser beam 5 or whose main beam 22 is moved by a rotation of the deflection mirror 8 about a schematically illustrated pivot axis 27 in the direction of an arrow 28, in an angular position to the straight line 23. Due to the deflection of the laser beam 5, a main beam 29 -shown in FIGS. 3 and 4-dashed-dotted line-of the concave mirror 19 reflected laser beam S in the opposite direction according to an arrow 30. in Figure 3 is an intermediate position and in FIG .4 shows the end position of this adjusting movement, in which the main jet 29 forms a tangent to the side surface of the component 3 opposite the straight lines 23.
In Fig. 5 ist die der Stellung des Laserstrahles 5 in Fig.4 gegenüberliegende Endstellung gezeigt, bei der dor Laserstrahl 5 bzw. dessen Hauptstrahl 22 zu de: der Geraden 23 gegenüberliegenden Seite des Bauteiles eine Tangente bildet. Der Umlenkspiegel 8 wird dazu in der dem Pfeil 28 entgegengesetzton Richtung um die Schwenkachse 27 verstellt. In jenem Moment, wo der Laserstrahl 5 seitlich am Bauteil 3 in Fig. 5 vorbeigeht, wird er in einem Bereich, der sich im Abstand von der gegenüberliegenden Seite des Bauteiles 3 befindet, reflektiert. Daher endet die Bewegung des Umlenkspiegels 8 in dieser in Fig. 5 gezeigten Endstellung und bewegt sich dann wieder in Richtung des Pfeiles 28 in die Nullstellung bzw. in die in Fig.4 gezeigte gegenüberliegende Endstellung.In Fig. 5, the position of the laser beam 5 in Figure 4 opposite end position is shown, in which the laser beam 5 and whose main beam 22 to de: the straight line 23 opposite side of the component forms a tangent. The deflection mirror 8 is displaced in the direction opposite to the arrow 28 in the direction about the pivot axis 27. At the moment when the laser beam 5 passes laterally on the component 3 in FIG. 5, it is reflected in a region which is at a distance from the opposite side of the component 3. Therefore, the movement of the deflecting mirror 8 ends in this end position shown in FIG. 5 and then moves again in the direction of the arrow 28 in the zero position or in the opposite end position shown in Figure 4.
In Fig. 6 ist die Bewegung des Hauptstrahles 29 quer zum und in Längsrichtung des Bauteiles 3 schematisch dargestellt, wobei die Bewegung des Hauptstrahles 29 aus der mit der Geraden 23 fluchtenden Stellung in die in Fig.4 gezeigte Stellung dem Bewegungsabschnitt 31 entspricht. Durch die Bewegung des Hauptstrahles 29 und damit natürlich auch des Laserstrahles 5 wurde nun in einer dem Laserstrahl 5 im Bereich des Brennpunktes 25 entsprechenden Durchmesser 32 die Beschichtung 2 entfernt. Um ein kontinuierliches Entfernen der Beschichtung zu ermöglichen, kann In der in Fig.4 gezeigten Stellung des Laserstrahles 5 der Umlenkspiegel 8 oder das Bauteil 3 über die Nachführvorrichtung 16 oder 17 um ein dem Durchmesser 32 des Laserstrahles 5 im Brennpunkt 25 entsprechendes Maß des Durchmessers 32 entlang dem in Fig. 6 gezeigten Bewegungsabschnitt 33 verstellt werden. Anschließend wird der Laserstrahl B entlang einem Bewegungsabschnitt 34 in einer dem Pfeil 30 in Fig.3 entgegengesetzten Richtung wieder in die in Fir. 2 gezeigte Stellung zurückbewegt. Zum besseren Verständnis der Darstellung in Fig.6 ist festzuhalten, daß die gezeigte Bewegungsbahn nur die Bewegung des reflektierten Laserstrahles im Bereich des Brennpunktes 25 wiedergibt.In Fig. 6, the movement of the main beam 29 is shown transversely to and in the longitudinal direction of the component 3 schematically, wherein the movement of the main beam 29 from the aligned with the straight line 23 position corresponds to the position shown in Figure 4 the movement section 31. Due to the movement of the main beam 29 and, of course, the laser beam 5, the coating 2 has now been removed in a diameter 32 corresponding to the laser beam 5 in the region of the focal point 25. In order to enable a continuous removal of the coating, in the position of the laser beam 5 shown in FIG. 4 the deflecting mirror 8 or the component 3 can be dimensioned via the tracking device 16 or 17 to measure the diameter 32 of the laser beam 5 at the focal point 25 be adjusted along the movement section 33 shown in Fig. 6. Subsequently, the laser beam B along a movement portion 34 in a direction opposite to the arrow 30 in Figure 3 direction back into the in Fir. 2 shown moved back position. For a better understanding of the illustration in Figure 6 it should be noted that the trajectory shown reflects only the movement of the reflected laser beam in the region of the focal point 25.
Daran anschließend bewegt sich der Laserstrahl 5 bzw. dessen Hauptstrahl 22 aus der in strichlierten Linien gezeichneten Lage — welche dem Verlauf des Laserstrahles 5 in Fig. 2 entspricht — in die in vollen Linien gezeichnete Stellung, also somit in eine dem Pfeil 28 entgegengesetzte Richtung. Während dieser Bewegung wird der Laserstrahl 5 durch das Bauteil 3 abgeschattet, so daß es keinen reflektierten Strahl gibt und demgemäß der Bewegungsabschnitt 34 im Seitenbereich der Beschichtung endet. Die Bewegung des Laserstrahles 5 in eine dem Pfeil 28 entgegengesetzte Richtung wird so Iang6 fortgesetzt, bis der Hauptstrahl 22 die von der Geraden 23 abgewendete Seite des Bauteiles 3 tangiert. Dadurch trifft der Laserstrahl 5 wieder auf den Hohlspiegel 19 auf und wird in oinem neben dem Bauteil 3 liegenden Bereich reflektiert. Bevor nun der Laserstrahl 5 wieder in seine mit der Geraden 23 fluchtende Ausgangsstellung zurückbewegt wird, wird er um ein einen Durchmesser 32 des Laserstrahles im Brennpunkt 25 entsprechendes Ausmaß parallel zu einer Längsrichtung des als Draht ausgebildeten Bauteiles 3 verstellt, wie dies schematisch durch einen Bewegungsabschnitt 35 in Fig.6 gezeigt ist.Thereafter, the laser beam 5 or its main beam 22 moves from the drawn in dashed lines - which corresponds to the course of the laser beam 5 in Fig. 2 - in the drawn in solid lines position, ie thus in a direction opposite to the arrow 28 direction. During this movement, the laser beam 5 is shaded by the component 3, so that there is no reflected beam and accordingly the moving portion 34 terminates in the side region of the coating. The movement of the laser beam 5 in a direction opposite to the arrow 28 is thus continued until the main beam 22 is tangent to the side of the component 3 facing away from the straight line 23. As a result, the laser beam 5 again impinges on the concave mirror 19 and is reflected in an area lying next to the component 3. Before the laser beam 5 is now moved back into its starting position aligned with the straight line 23, it is adjusted by a diameter 32 of the laser beam at the focal point 25 corresponding extent parallel to a longitudinal direction of the wire formed component 3, as shown schematically by a movement section 35th in Fig.6 is shown.
In Fig. 7 ist anhand von Bewegungsabschnitten 36,37 und 38 die Bewegung des Laserstrahles 5 im Bereich des Brennpunktes 24 und unter Bezugnahme auf die den Laserstrahl zugewandte Seite des Bauteiles 3 gezeigt. In dieser Darstellung der Bewegungsbahn des Laserstrahles entsprechen die über das Bauteil 3 vorragenden Teile der Bewegungsabschniite 36 und 38 jenen Bereichen, in welchen der reflektierte Laserstrahl die Bewegungsabschnitte 31 und 34 durchfährt, während die im Querschnittsbereich des Bauteiles 3 liegenden Teile des Bewegungsabschnittes 36 und 38 jenen Bereichen entsprechen, die sich zwischen den Bewegungsabschnitten 31 und dem Bewegungsabschnitt 35 in Fig.6 befinden. Der Bewegungsabschnitt 35 :!es reflektierten Laserstrahles entspricht dabei dem Bewegungsabschnitt 37 des am Bauteil bzw. am Hohlspiegel 19 auftreffenden Laserstrahles 5. Vom Bewegungsabschnitt 37 bewegt sich der Laserstrahl 5 entlang des Bewegungsabschnittes 38 wieder in eine mit der Geraden 23 fluchtende Stellung zurück. Danach wird der vorstehend geschilderte Verfahrensablauf gemäß den Fig. 6 und 7 wiederholt. Die Wiederholung erfolgt solange, bis die Beschichtung 2 im gewünschten Bereich zur Gänze abgetragen ist.In FIG. 7, the movement of the laser beam 5 in the region of the focal point 24 and with reference to the side of the component 3 facing the laser beam is shown by means of movement sections 36, 37 and 38. In this illustration of the movement path of the laser beam, the parts of the movement sections 36 and 38 projecting beyond the component 3 correspond to those areas in which the reflected laser beam passes through the movement sections 31 and 34, while the parts of the movement section 36 and 38 lying in the cross-sectional area of the component 3 correspond to those sections Correspond to areas that are located between the movement sections 31 and the movement section 35 in Figure 6. The movement section 35:! Reflected laser beam corresponds to the movement section 37 of the incident on the component or the concave mirror 19 laser beam 5. From the movement section 37, the laser beam 5 moves along the movement section 38 back into a position aligned with the straight line 23 position. Thereafter, the above-described process flow as shown in FIGS. 6 and 7 is repeated. The repetition takes place until the coating 2 is completely removed in the desired area.
Um die Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 5 und dem Bauteil 3 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Bauteiles 3 zu ermöglichen, kann wie in Fig. 1 weiter gezeigt, die Nachführvorrichtung 16 einen Drehantrieb 39 für den ' mlenkspiegel 8 und gleichzeitig einen Höhenverstellantrieb 40 für den Drehantrieb 39 aufweisen. Der Drehantrieb 39 kann hierzu auf einem Tragrahmen 41 befestigt sein, der entlang von einer beispielsweise durch Führungssäulen gebildete Führungsbahn 42 mit dem Höhenverstellantrieb 40 verstellbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Tragrahmen 41 gleichzeitig die Sammellinse 9 und die Reflexionsvorrichtung 18 lagert, so daß über den gesamten Verstc'lbereich gleichbleibende Abstandsverhältnisse und Strahlenverläufe eingehalten werden können.In order to enable the relative movement between the laser beam 5 and the component 3 both in the longitudinal and in the transverse direction of the component 3, as shown in Fig. 1 further, the tracking device 16 a rotary drive 39 for the 'mlenkspiegel 8 and at the same time a height adjustment 40th have for the rotary drive 39. For this purpose, the rotary drive 39 can be mounted on a support frame 41, which can be adjusted along a guide track 42 formed by guide columns, for example, with the height adjustment drive 40. It is advantageous if the support frame 41 at the same time the converging lens 9 and the reflection device 18 superimposed, so that over the entire Verstc'lbereich constant spacing and beam paths can be maintained.
Gleichermaßen ist es aber auch möglich, die Nachführvorrichtung 17 mit einem Höhenverstellantrieb 43 oder einem Querverstellantrieb 44 auszustatten, so daß eine Haltevorrichtung 45 für das Bauteil 3 sowohl in Längsrichtung des Bauteiles 3 gemäß Pfeii 46, als auch in Querrichtung zum Laserstrahl 5, beispielsweise entlang einer durch Führungssäulen gebildeten Führungsbahn 47 verstellt werden kann.Equally, it is also possible to equip the tracking device 17 with a height adjustment drive 43 or a Querverstellantrieb 44, so that a holding device 45 for the component 3 both in the longitudinal direction of the component 3 Pfeii 46, as well as in the transverse direction to the laser beam 5, for example along a Guideway 47 formed by guide columns can be adjusted.
Diese Höhen- und Querverstellung mit den Nachführvorrichtungen 16 und 17 kann so aulgeteilt sein, daß eine Relativbewegung des Laserstrahles 5 quer zur Längsrichtung des Bauteiles 3, beispielsweise durch den Drehantrieb 39 für den Umlenkspiegel 8 erfolgt, während die Längsbewegung des Bauteiles 3 in Drahtlängsrichtung mittels des Höhenverstellantriebes 43 erfolgt. Es ist aber auch möglich, sowohl die Höhen- und als auch die Querverstellbewegungen ausschließlich mit der Nachführvorrichtung 16 oder 17 vorzunehmen oder die Verstellungen durch eine Kombination von Verstellbewegungen mit den verschiedenen Nachführvorrichtungen zu bewirken.This height and transverse adjustment with the tracking devices 16 and 17 may be so divided that a relative movement of the laser beam 5 transversely to the longitudinal direction of the component 3, for example by the rotary drive 39 for the deflection 8, while the longitudinal movement of the component 3 in the wire longitudinal direction by means of Height adjustment drive 43 takes place. But it is also possible to perform both the height and the Querverstellbewegungen exclusively with the tracking device 16 or 17 or to effect the adjustments by a combination of adjustment movements with the various tracking devices.
Zur exakten Einstellung der Brennpunkte 24 und 25 ist es, unabhängig davon, ob die Sammellinse 9 und die Reflexionsvorrichtung 18 auf einam gemeinsamen Tragrahmen 41 odir auf eigenen Traggestellen angeordnet ist, vorteilhaft, wenn diesen Justiervorrichtungen 48 zur Einstellung des Abstandes relativ zueinander bzw. zum Umlenkspiegel 8 bzw. dem Bauteil 3 zugeordnet sind. Selbstverständlich können diese Justiervorrichtungen auch entsprechende Einstellorgane zur höhenmäßigen Justierung — in Längsrichtung des Bauteiles 3 — aufweisen.For exact adjustment of the focal points 24 and 25, it is advantageous, regardless of whether the converging lens 9 and the reflection device 18 is arranged on a common support frame 41 odir on own supporting frames, if these adjusting devices 48 for adjusting the distance relative to each other or to the deflection mirror 8 or the component 3 are assigned. Of course, these adjusting devices can also have corresponding adjusting members for height adjustment - in the longitudinal direction of the component 3 - have.
Wie weiter in Fig. 1 schematisch durch eine Heizwendel angedeutet, kann die Haltevorrichtung 45 mit einer Heizeinrichtung 49 für den Metallkern des Bauteiles 3 versehen sein. Durch diese Heizung ist es möglich, die Grundtemperatur zu erhöhen, so daß die benötigte Energie zum Abschmelzen der durch eine Isolierung gebildete Beschichtung 2 verringert werden kann. Die Zufuhr von Blasluft durch die Düse 14 bzw. das Absaugen der Luft aus dem Bereich des Bauteiles 3 kenn zyklisch in aufeinanderfolgenden Schritten oder kontinuierlich erfolgen.As further indicated schematically in FIG. 1 by a heating coil, the holding device 45 may be provided with a heating device 49 for the metal core of the component 3. By this heating, it is possible to increase the base temperature, so that the energy required for melting the coating 2 formed by an insulation can be reduced. The supply of blown air through the nozzle 14 and the suction of the air from the region of the component 3 kenn cyclically in successive steps or continuously.
Wie weiter schematisch angedeutet, kann dem Lasergenerator G ein Strahlunterbrecher 50 nachgeordnet sein, mit dem der Laserstrahl 5 unterbrochen werden kann.As further indicated schematically, the laser generator G, a beam breaker 50 may be arranged downstream, with which the laser beam 5 can be interrupted.
Zur Steuerung und Überwachung der Vorrichtung 1 und insbesondere der Tätigkeit der Nachführvorrichtung 16 und 17, sowie des Lasergenerators 6, ist eine Steuervorrichtung 51 vorgesehen, die mit den Antrieben der Nachführvorrichtungen 16 und 17, sowie des Lasergenerators und des Strahlunterbrechers 50 sowie dem Ventilator 15 zusammengeschaltet ist. In Fig.8 ist eine Vorrichtung I zum Entfernen einer Beschichtung 2 von einem Metallkern 4 eines Bauteiles 3 gezeigt. Diese Vorrichtung 1 besteht aus einem Tragrahmen 52, der Führungssäulen 53 lagert. Auf den Führungssäulen 53 ist in einer Halterung 54 die Sammellinse 9 gelagert, während in einer Halterung 55 der Hohlspiegel 19 angeordnet ist. Die Halterungen 54 und 55 sind über Justiervorrichtungen 48, insbesondere Mikrometereinstellvorrichtungen in Längsrichtung der Führungssäulen 53 unabhängig voneinander verstellbar gelagert. Dadurch können die in Fig. 3 mit 24 und 25 bezeichneten Brennpunkte exakt in den Bereich der Beschichtung 2 positioniert werden. Das Bauteil 3 wird zur Bearbeitung mit dem Laserstrahl 5 zwischen der Sammellinse 9 und dem Hohlspiegel 19 in einer Aufnahmevorrichtung 56 gehaltert, die auf einem Werkstückträger 57 einer Fördervorrichtung 58 angeordnet ist. Die Fördervorrichtung 58 umfaßt weiter auf einem Maschinentisch 59 abgestützte Führungsleisten 60, entlang welcher der Werkstückträger 57 mit Rollen 61 sowohl der Höhe als auch der Seite nach spielfrei geführt ist. Als Antriebsvorrichtung für den Werkstückträger 57 dienen an einer Seitenfläche 62 angelegte Reibrollen 63. In dem Tragrahmen 52 ist weiter der Umlenkspiegel 8 um eine Schwenkachse 27 verdrehbar gelagert. Die Schwenkachse 27 ist drehfest mit einem Übertragungshebel 64 gekuppelt. Der Übertragungshebel 64 lagert eine in Richtung eines Schwenkhebels 65 geöffnete Gabel 66. Der Schwenkhebel 65 weist an seinem der Gabel 66 zugewandten Ende eine Führungsrolle 67 auf, die durch eine Verschwenkung des Schwenkhebels 65 um eine Achse 68 entsprechend dem Grad der Schrägstellung der Gabel 66 zu einer mehr oder weniger großen Auslenkung des Übertragungshebels 64 in Längsrichtung der Achse 68 führt. Die Verstellung des Schwenkhebels 65 erfolgt dabei über eine Exzenterscheibe 69, die über einen Antriebsmotor 70 in Rotation versetzt wird. Mit einem Meßwertgeber 71 kann über eine mit dem Schwenkhebel 65 verbundene Tastgabel 72 das Maß der Auslenkung sowie die Schwenkfrequenz des Umlenkspiegels 8 ermittelt werden. Die Wirkung der Verschwenkung des Umlenkspiegels 8 sowie das Ausmaß der Verschwenkung ist am besten aus den Darstellungen in den Fig. 2 bis 7 zu entnehmen.For controlling and monitoring the device 1 and in particular the operation of the tracking device 16 and 17, and the laser generator 6, a control device 51 is provided, which is connected to the drives of the tracking devices 16 and 17, and the laser generator and the beam breaker 50 and the fan 15 is. FIG. 8 shows a device I for removing a coating 2 from a metal core 4 of a component 3. This device 1 consists of a support frame 52, the guide columns 53 stores. On the guide columns 53, the converging lens 9 is mounted in a holder 54, while in a holder 55 of the concave mirror 19 is arranged. The brackets 54 and 55 are mounted on adjusting devices 48, in particular micrometer adjusting devices in the longitudinal direction of the guide columns 53 independently adjustable. As a result, the focal points designated 24 and 25 in FIG. 3 can be positioned exactly in the region of the coating 2. The component 3 is held for processing with the laser beam 5 between the converging lens 9 and the concave mirror 19 in a receiving device 56 which is arranged on a workpiece carrier 57 of a conveying device 58. The conveyor device 58 further comprises on a machine table 59 supported guide rails 60, along which the workpiece carrier 57 is guided with rollers 61 both the height and the side after play. Serve as drive device for the workpiece carrier 57 on a side surface 62 applied friction rollers 63. In the support frame 52, the deflection mirror 8 is further rotatably mounted about a pivot axis 27. The pivot axis 27 is rotatably coupled to a transmission lever 64. The transfer lever 64 supports a fork 66 which is open in the direction of a pivoting lever 65. The pivoting lever 65 has a guide roller 67 at its end facing the fork 66, which can be pivoted by pivoting the pivoting lever 65 about an axis 68 in accordance with the degree of inclination of the fork 66 a more or less large deflection of the transmission lever 64 in the longitudinal direction of the axis 68 leads. The adjustment of the pivot lever 65 is effected via an eccentric disc 69, which is offset by a drive motor 70 in rotation. With a transmitter 71 can be determined via a connected to the pivot lever 65 Tastgabel 72, the degree of deflection and the pivoting frequency of the deflecting mirror 8. The effect of the pivoting of the deflection mirror 8 and the extent of the pivoting is best seen in the illustrations in FIGS. 2 to 7.
Der Tragrahmen 52 ist entlang von Führungssäulen 73 verstellbar gelagei t. Diese sind ebenso wie ein Verstellantrieb 74 auf einem am Maschinentisch 59 abgestützten Traggerüst 75 befestigt. Durch eine Rotation des Antriebsmotors 70 wird eine Gewindespindel 76 in Rotation versetzt und eine mit dem Tragrahmen 52 verbundene Wandermutter 77 bewirkt eine Verstellung des Tragrahmens 52 entlang der Führungssäulen 73 bzw. entsprechend einer Richtung eines Doppelpfeiles 78. Die Stellung des Tragrahmens 52 gegenüber dem Maschinentisch 59 bzw. dem Bauteil 3 oder dem Traggerüst 75, kann mit einem Meßwertgeber 79 ermittelt werden.The support frame 52 is adjustable gelagei along guide columns 73. These are just like an adjusting drive 74 mounted on a supported on the machine table 59 support frame 75. By a rotation of the drive motor 70, a threaded spindle 76 is set in rotation and connected to the support frame 52 traveling nut 77 causes an adjustment of the support frame 52 along the guide columns 73 and corresponding to a direction of a double arrow 78. The position of the support frame 52 relative to the machine table 59th or the component 3 or the support frame 75, can be determined with a transmitter 79.
Zum Schutz des Bedienungspersonales und der Maschinenelemente vor einer unerwünschten Ablenkung des Laserstrahles 5 ist dieser in einem Strahlengang 80 angeordnet, der teleskopartig verstellbar ausgebildet ist und dessen Teile sich bei einer Höhenverstellung des Tragrahmens 52 ineinander schieben. Der Arbeitsbereich der Vorrichtung 1 ist überdies mit einer insbesondere verstellbaren Schutzhaube 81 versehen. Eine Absauganlage 82 für durch Pfeile 83 angedeutete Verdampfungsabgase ist in der Schutzhaube 81 angeordnet. Innerhalb der Schutzhaube 81 ist eine Düsenanordnung 84 vorgesehen, mit der durch Pfeile 85 angedeutete Luft oder ein Schutzgas zugeführt wird, um die Verdampfungsabgase sofort aus dem Bereich des Bauteiles 3 wegzublasen. Die Versorgung der Düsenanordnung 84 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Druckluftversorgungsleitung.To protect the operator and the machine elements from unwanted deflection of the laser beam 5, this is arranged in a beam path 80 which is designed to be telescopically adjustable and whose parts slide into each other at a height adjustment of the support frame 52. The working range of the device 1 is also provided with a particular adjustable protective cover 81. An exhaust system 82 for indicated by arrows 83 evaporation exhaust gases is disposed in the protective cover 81. Within the protective hood 81, a nozzle arrangement 84 is provided, with the air indicated by arrows 85 or a protective gas is supplied to blow away the evaporation exhaust gases immediately from the region of the component 3. The supply of the nozzle assembly 84 takes place in the present embodiment via a compressed air supply line.
zugeführt und über Leitungen 88 abgeführt wird. Durch einen Meßwertgeber 89 in der Leitung 87 wird festgestellt, ob in densupplied and discharged via lines 88. By a transmitter 89 in the line 87 is determined whether in the
gegeben ist.given is.
vorgesehen. Über den Drahtrirhtgreifer zugeordnete Überwachungsorgane 91,92 kann das Vorhandensein eines Bauteiles 3 imintended. About the Drahtrirhtgreifer associated monitoring organs 91,92, the presence of a component 3 in
beschrieben werden.to be discribed.
ein manuell bedienbares Steuerpult 99 für die Einstellung der Grenzen für eine Vertikaihubgeschwindigkeit und einea manually operable control panel 99 for setting the limits for a vertical stroke speed and a
angeordnet.arranged.
dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 8 verwendet.the same reference numerals as in Figs. 1 and 8 used.
92 ermittelt, nämlich ob ein Draht im Drahtrichtgreifer 90 enthalten ist und ob sich der Drahtrichtgreifer 90 in seiner oberen92 determines whether a wire in the wire straightener 90 is included and whether the wire straightener 90 in its upper
am Bedienungsfeld mittels Einstellorganen 105 ein Grenzwert df s Abisolierbereiches eingestellt ist.on the control panel by means of adjusting members 105 a threshold df s stripping is set.
wird. Ist ein Bautoil 3 in Bearbeitungsposition, kommt der Befehl «Drahtrichtgreifer 90 schließen". Danach wird über dasbecomes. If a Bautoil 3 is in the machining position, the command "Close Draichtichtichter 90." Then comes on the
automatischen Rücksetzen und Wiederabfragen der Startbedingungen. Sind alle Startbedingungen erfüllt, kommt derautomatic reset and re-start conditions. If all starting conditions are fulfilled, the comes
den Einstollorganen 105 eingestellte untere Grenzwert des Abisolierungsbereiches erreicht ist. Daraufhin wird der Laserstrah! 5mit dem Strahlunterbrecher 50 unterbrochen.the Einstollorganen 105 set lower limit of stripping is reached. Then the laser beam is! 5 interrupted with the beam breaker 50.
kann nochmals ein Startbefehl für den Verstellantrieb 74 gegeben und die Düsenanordnung 84 aktiviert werden.can again be given a start command for the adjustment 74 and the nozzle assembly 84 can be activated.
solange durchgeführt, bis der obere Grenzwert des Abisolierbereiches erreicht ist und der Laserstrahl ausgeschaltet wird.carried out until the upper limit of the Strisolierbereiches is reached and the laser beam is turned off.
anschließend wird der Drahtrichigreifer 90 geöffnet und abwärts verstellt. Danach wird der Werkstückträger 57 freigegeben undläuft aus der Benrbeitungsstation aus. Gleichermaßen ist es bei einem Werkstückträger 57, der mehrere Bauteile 3 zum Entferneneiner Beschichtung bzw. einer Isolierung aufnimmt, auch möglich, den Werkstückträger 57 in die Position des nächsten zubearbeitenden Bauteiles 3 zu verschieben. Es kann aber auch ein weiterer Bauteil aus dem Werkstückträger 57 entnommen undin eine Bearbeitungsposition verbracht werden. Nach diesem Arbeitsvorgang ist der Verfahrens&blauf beendet und es kann einneuer gleichartiger Verfahrensublauf eingeleitet werden.then the wire tray gripper 90 is opened and adjusted downwards. Thereafter, the workpiece carrier 57 is released and runs out of the processing station. Likewise, with a workpiece carrier 57 receiving a plurality of components 3 for removing a coating or insulation, it is also possible to move the workpiece carrier 57 to the position of the next component 3 to be processed. However, it is also possible to remove another component from the workpiece carrier 57 and bring it into a processing position. After this operation, the process is completed and it can be initiated a new similar procedure blank.
dem Laserstrahl 5 nicht zwingend ist, sondern daß es such möglich ist, nur in einer Richtung über den Bearbeitungsbereich mitdem Laserstrahl 5 hinwegzufahren, worauf das Werkstück bereits gewechselt werden kann.the laser beam 5 is not mandatory, but that it is possible search only pass over in one direction over the processing area with the laser beam 5, after which the workpiece can already be changed.
mit der ein gleicher oder ähnlicher Verfahrensablauf erzielt werden kann.with the same or similar procedure can be achieved.
Zum Abdampfen von Beschichtungen mittels eines Laserstrahles 5 ist es erforderlich, daß die unterhalb der zu entfernenden Beschichtung vorgesehenen Oberflächen hochglänzend, also beispielsweise verkupfert, versilbert oder mit einer sonstigen hochglänzenden Oberfläche versehen sind, so daß der Laserstrahl nach dem Durchdringe π bzw. Abdampfen der Beschichtung von dieser Oberfläche des Kernmateriales bzw. Metallkernes reflektiert wird. Wird dies nämlich nicht ausreichend berücksichtigt und ist die Oberfläche des unter der abzutragenden Beschichtung vorhandenen Metallkernes bzw. Kernmateriales nicht ausreichend, so kann es dazu kommen, daß durch den Laserstrahl 5 auch die Kernschicht bzw. der Metallkern zerschmolzen oder abgebrannt wird. Durch die hohe Leistung eines Laserstrahles 5 ist es auch möglich, die auf Drähten für elektrische Spuk.i angeordnete zweifache Beschichtung mit Polyamiden in einem selbsttätigen Arbeitsvorgang zu entfernen. Anstelle der Verwendung eines Hohlspiegels 19 als Reflexionsvorrichtung 18 können auch mehrere in unterschiedlichen Winkeln zum Verlauf des Laserstrahles angeordnete plane Spiegel verwendet werden. Dadurch ist es möglich, den hin- und herbewegten Laserstrahl unter einem möglichst großen Winkel—im Idealfall 90°—auf die Oberfläche der Beschichtung zu reflektieren. Dadurch kann auch über einen gesamten Umfang eines Bauteiles eine möglichst gleichhohe Energie auf eine zu entfernende Beschichtung aufgebracht werden.For evaporating coatings by means of a laser beam 5, it is necessary that the surfaces provided below the coating to be removed high-gloss, so for example copper-plated, silvered or provided with another high-gloss surface, so that the laser beam after penetrating π or evaporation of the coating is reflected from this surface of the core material or metal core. If this is not sufficiently taken into account, and if the surface of the metal core or core material present under the coating to be removed is insufficient, it may happen that the core layer or the metal core is also melted down or burnt down by the laser beam 5. Due to the high power of a laser beam 5, it is also possible to remove the arranged on wires for electrical Spuk.i double coating with polyamides in an automatic operation. Instead of using a concave mirror 19 as the reflection device 18, a plurality of plane mirrors arranged at different angles to the course of the laser beam can also be used. This makes it possible to reflect the reciprocating laser beam at the largest possible angle-ideally 90 ° -to the surface of the coating. As a result, it is possible to apply an energy of the same level as possible to a coating to be removed over an entire circumference of a component.
Während, wie bereits vorstehend erwähnt, die Spiegel oder Hohlspiegel durch Hochglanz polierte Aluminiumteile gebildet werden können, kann als Material für Sammellinsen, beispielsweise Zinkselenid Verwendung finden.While, as already mentioned above, the mirrors or concave mirrors can be formed by high-gloss polished aluminum parts, can be used as a material for collecting lenses, such as zinc selenide.
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