AT522541A1 - Flachbett-Laserplotter und Verfahren zum Betreiben eines Flachbett-Laserplotters - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Flachbett-Laserplotter (1) vorzugsweise mit einem Förderband (3) zum Abarbeiten eines Jobs für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines vorzugsweise flachen Werkstückes (4), der zumindest ein Gehäuse (5) mit einem Bearbeitungsraum (8) zum Positionieren eines Werkstückes (4) ausgebildet ist, wobei das Werkstück (4) bzw. ein Rohling (7) vorzugsweise über ein Zuführeinheit (2) positionierbar und von dem Förderband (3) aus dem Bearbeitungsraum zu einem Entnahmebereich (20) abtransportierbar ist, wobei dieser zumindest eine Strahlenquellen (11) in Form eines Lasers und einer Steuereinheit (12) zum Steuern des über vorzugsweise einen Riemenantrieb betriebenen Schlitten (9) mit daran verfahrbar angeordneten Fokussiereinheit (10) aufweist. An der Fokussiereinheit (10) ist ein Schutzteller (15) für die ev. vom Werkstück bzw. Rohling (4,7) reflektierenden Laserstrahlen (13) angeordnet und um den Bereich des Bearbeitungsraums (8), insbesondere über einen Teilbereich des Förderbandes (3), eine vorzugsweise transparente Schutzumrandung (18) angeordnet ist.

Description

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Flachbett-Laserplotter und Verfahren zum Betreiben eines Flachbett-Laserplotters

Die Erfindung betrifft einen Flachbett-Laserplotters, vorzugsweise mit einem Förderband zum Abarbeiten eines Jobs für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines vorzugsweise flachen Werkstückes, der zumindest ein Gehäuse mit einem Bearbeitungsraum zum Positionieren eines Werkstückes ausgebildet ist, wobei das Werkstück bzw. ein Rohling vorzugsweise über ein Zuführeinheit positionierbar und von dem Förderband aus dem Bearbeitungsraum zu einem Entnahmebereich abtransportierbar ist, wobei dieser zumindest eine Strahlenquellen in Form eines Lasers und einer Steuereinheit zum Steuern des über vorzugsweise einen Riemenantrieb betriebenen Schlitten mit daran verfahrbar angeordneten Fokussiereinheit aufweist und ein Verfahren zum Betreiben des Flachbett-Laserplotters, wie diese in den Ansprüchen 1 und 10 beschrieben sind.

Aus dem Stand der Technik sind Flachbettlasersysteme, insbesondere solche, die mit Förderbändern ausgestattet sind, bekannt, die über einen mit Riemenantrieb betriebenen Schlitten, an dem eine Fokussiereinheit ebenfalls verstellbar ist, ausstattet sind. Vorzugsweise werden dabei flächige Werkstücke, wie Papier, Platten, Textilien, usw. über eine Zufuhreinheit automatisch zugeführt werden und anschließend über das Transportband aus dem Bearbeitungsbereich gefördert werden.

Nachteilig ist hierbei, dass derartige Systeme ein sehr hohes Verletzungsgefahr, insbesondere für die Augen, aufweisen, sodass derartige System aktuell in der Laserklasse 4 nur mit Schutzbrille und einem separatem Raum betrieben werden oder als vollständig durch eine Einhausung abgeschirmt werden, wodurch die Bedienung der

Anlage unpraktisch ist

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Flachbett-Laserplotter und ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Sicherheitsklassifikation eines derartigen Laserplotters wesentlich

verbessert wird.

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Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Flachbett-Laserplotter gelöst, bei dem an der Fokussiereinheit ein Schutzteller für die ev. vom Werkstück bzw. Rohling reflektierenden Laserstrahlen angeordnet ist und um den Bereich des Bearbeitungsraums, insbesondere über einen Teilbereich des Förderbandes, eine vorzugsweise transparente Schutzumrandung angeordnet ist.

Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Kombination eines Schutztellers am Laserschneidkopf bzw. an der Fokussiereinheit und der Schutzumrandung sämtlich reflektierte Strahlungen am Austritt gehindert werden, wodurch eine Sicherheitsklassifizierung in der Laserklasse 1 oder 2 erreicht wird. Damit ist es nicht mehr notwendig, den Flachbett-Laserplotter in einem eigenen Raum bzw. abgeschirmten Bereich aufstellen zu müssen, sondern dieser kann in einer Produktionshalle mit anderen Geräten aufgestellt werden. Damit wird eine einfache Bedienung mehrerer Geräte mit geringerem Personalaufwand sowie eine einfache Integration in einen bestehenden Produktionsablauf möglich. Auch können mehrere derartige Flachbett-Laserplotter parallel betrieben werden, wobei der Bediener jederzeit zu den einzelnen Geräten nach Abarbeitung des Jobs oder zum Nachfüllen bzw. Entnehmen Zugang hat. Beim derzeitigen Stand der Technik ist dies nur möglich, wenn die einzelnen FlachbettLaserplotter in eigenen Räumen angeordnet sind oder vollständig abgeschlossen werden. Vorteilhaft ist weiters, dass der Flächenbedarf bei ausgeschaltetem Laser nicht durch über den Maschinengrundriss hinausragende Bauteile (z.B. Schutzzaun, Einhausung)

vergrößert wird.

Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der am Gehäuse des Flachbett-Laserplotters zum Überwachen eines Schutzbereiches Sensoren angeordnet sind, wobei während eines Betriebs und vor, insbesondere nach dem Start eines Jobs bzw. Bearbeitungsprozess des Laserplotters die Sensoren aktiviert sind. Dadurch wird erreicht, dass beim Betreten des Schutzbereiches der Laserplotter sofort deaktiviert wird bzw. gar nicht gestartet werden kann. Somit es beispielsweise nicht möglich, dass der Bediener oder andere Personen über die Schutzumrandung in den Bearbeitungsbereich hineingreifen oder hineinschauen kann. Somit wird eine weitere Erhöhung der Sicherheit des Laserplotters erreicht, sodass eine Klassifizierung nach der Laserklasse 1 möglich ist. Dabei ist es auch möglich, dass einzelne Sensoren oder Gruppen von Sensoren über die Steuerung deaktiviert werden

können, um beispielsweise eine Zufuhreinheit mit dem Laserplotter zu koppeln. Würden

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nämlich diese Sensoren, wo die Zufuhreinheit angeordnet wird, nicht deaktiviert, so würden diese Sensoren beim Start des Prozesses erkennen, dass im Schutzbereich sich etwas befindet und der Start des Prozesses wurde nicht möglich sein.

Es ist auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der die Sensoren als Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Lasersensoren usw. ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass eine berührungslose Überwachung eines definierten Bereiches um die Anlage bzw. das Gehäuse des Laserplotters möglich ist. Somit sind keinerlei externen Komponenten oder

Vorkehrung notwendig, um die Sicherheit von Personen zu garantieren.

Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der die Steuerung derart ausgebildet ist, dass ein Betrieb des Flachbett-Laserplotters bei Aktivierung eines Sensors für den umliegenden Schutzbereich nicht möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass ein derart ausgestatteter Laserplotter in einer geringen Laserklassifikation zertifiziert werden kann.

Es ist auch eine Ausbildung von Vorteil, bei der die Steuerung beim Betreten des Schutzbereichs während eines Bearbeitungsprozesses zum Deaktivieren eines laufenden Jobs bzw. Bearbeitungsprozesses ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass bei einer Annährung während des Betriebs des Laserplotters keine Gefahren von diesem ausgeht, da der Bearbeitungsprozess sofort gestoppt wird.

Vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei der die Steuerung beim Verlassen des Schutzbereiches zum Aktivieren des letzten Bearbeitungsprozess ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass bei ungewollter Annäherung und Betreten des Schutzbereichs zwar der Bearbeitungsprozess kurz gestoppt wird, jedoch automatisch beim Verlassen sofort oder nach entsprechender Bedienhandlung wieder gestartet wird, um das Werkstück fertig zu

bearbeiten zu können.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung liegt darin, dass die Schutzumrandung vorzugsweise durch Einzelelemente ausgebildet ist, die mit Kontaktmittel zum sicheren automatischen Erkennen der Elemente am Gehäuse ausgestattet sind. Dadurch ist es möglich, dass einzelne Elemente einfach entfernt werden können, jedoch beim Start eines Bearbeitungsprozesses diese wieder angebracht sein müssen, da ansonst der

Bearbeitungsprozess von der Steuerung nicht gestartet bzw. freigegeben würde.

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Von Vorteil ist eine Ausbildung, bei der die Schutzumrandung nach oben, also in entgegengesetzter Richtung zur Auflagefläche des Förderbandes bzw. Bearbeitungsraumes zum Anordnen des Werkstückes, hin offen ausgebildet ist. Dadurch ist ein einfacher Zugang zum Bearbeitungsraum, beispielsweise zum Einlegen eines Werkstückes bzw. Rohlings, oder für Wartungs- oder Reinigungszwecke, einfach möglich. Hierbei ist auch die Höhe der Schutzumrandung zwischen 10 und 30 cm möglichst niedrig, um die Zugänglichkeit nicht zu erschweren. Da für die Sicherheit des Laserplotters ja eine Kombination aus Schutzteller und Schutzumrandung eingesetzt wird, ist es möglich, das die Schutzumrandung eine derart geringe Höhe aufweisen kann, da nur Laserstrahlen mit sehr geringen Winkel aus dem Spalt unterhalb des Schutztellers austreten können.

Es ist eine Ausbildung von Vorteil, bei der der Laserplotter, insbesondere die Steuerung zum Überwachen des Schutzbereichs mit externen Komponenten, insbesondere durch Lichtschranken, verbunden ist. Dadurch können auch bereits bestehende externe Mitteln verwendet werden, sodass eine Anlage ohne Sensoren im Gehäuse eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass eine Kombination der vorhandenen

eingebauten Sensoren mit den externen Komponenten möglich ist.

Die Erfindung umfasst aber auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines FlachbettLaserplotters zum Bearbeiten vorzugsweiser flacher Werkstücke für einen abzuarbeitenden Job für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes bzw. Rohlings, bei dem in einem Gehäuse des Laserplotters zumindest eine Strahlquellen in Form eines Lasern eingesetzt werden, der auf das zu bearbeitendes Werkstück einwirkt, wobei das Werkstück in einem Bearbeitungsraum definiert abgelegt wird und ein von der Strahlquelle abgegebener Laserstrahl über Umlenkelemente an eine Fokussiereinheit gesendet wird, von der der Laserstrahl in Richtung Werkstück abgelenkt und zur Bearbeitung fokussiert wird, wobei über eine Steuerung, insbesondere die Positionssteuerung zum Werkstückes über eine in der Steuerung laufende Software erfolgt, sodass das Werkstück bevorzugt zeilenweise durch Verstellung eines Schlittens über vorzugsweise einem Riemenantrieb in X-Y-Richtung bearbeitet wird, und dass vorzugsweise an einer externen Komponente, insbesondere einem Computer oder einem Steuergerät, eine Grafik und/oder ein Text über eine handelsübliche Software, wie beispielsweise Corel-Draw, Paint, usw., erstellt wird, welche an die Steuerung des Laserplotters übergeben wird und von der Steuerung in Form eines oder mehrerer Jobs abgearbeitet wird.

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Die Aufgabe der Erfindung wird bei dem Verfahren derart gelöst, dass nach Aktivierung eines Bearbeitungsprozesses oder während dem Betrieb eines Bearbeitungsprozesses ein Schutzbereich um den Laserplotter, insbesondere dem Gehäuse, über integrierte Sensoren und/oder über externen Komponenten, wie beispielsweise Lichtschranken, überwacht wird, wobei von der Steuerung beim Betreten oder beim Aufenthalt im Schutzbereichs der Start des Bearbeitungsprozesses verhindert wird oder während des Bearbeitungsprozesses dieser gestoppt wird. Dadurch wird erreicht, dass niemand in den Gefahrenbereich des Bearbeitungsraums gelangen kann und somit ein sicherer Betrieb der Laseranlage möglich ist. Somit ist es nicht mehr notwendig den Bearbeitungsraum

oder die Anlage vollständig abzuschirmen bzw. in einem eigenen Raum aufzustellen.

Es sind die Maßnahmen von Vorteil, bei der zur Erhöhung der Sicherheit an der Fokussiereinheit ein Schutzteller zum Absorbieren reflektierter Laserstrahlen angeordnet wird und zusätzlich um den Bearbeitungsraum, insbesondere in den zugänglichen Bereichen, eine Schutzumrandung, die nach oben hin offen ausgebildet wird, angeordnet wird. Dadurch kann die Anlage in die Laserklasse 1 oder 2 zertifiziert werden, wodurch keine baulichen Maßnahmen für den sicheren Betrieb der Anlage mehr erforderlich sind.

Von Vorteil sind die Maßnahmen, bei denen die Steuerung die Strahlenquelle, insbesondere den Laser, erst dann freigibt, wenn der Spalt bzw. Abstand zwischen Schutzteller und Werkstück bzw. Tischauflage einen gewissen voreinstellbaren Abstand, insbesondere zwischen 0,5mm und 6mm, unterschreitet. Dadurch wird sichergestellt, dass nur Laserstrahlen mit geringen Winkel aus dem Spalt zwischen Werkstück und Schutzteller austreten können, sodass die Höhe der Schutzumrandung für die einfache

Zugänglichkeit gering gehalten werden kann.

Vorteilhaft sind die Maßnahmen, bei denen die Schutzumrandung durch einzelne Elemente gebildet werden, die über Kontaktmitteln von der Steuerung sicher erkannt werden. Dadurch können einzelnen Elemente bzw. Segmente abgenommen werden, um einen noch besseren Zugang zum Innenraum, insbesondere dem Bearbeitungsraum zu erlangen. Gleichzeitig wird aber sichergestellt, dass ein Start ohne aufgesetzter vollständiger Schutzumrandung nicht möglich ist.

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Schließlich sind auch Maßnahmen von Vorteil, bei denen in der Steuerung einzelne Elemente der Schutzumrandung deaktiviert werden können. Dadurch können einzelne oder Gruppen von Sensoren deaktiviert werden, um beispielsweise eine zusätzliche Komponente, wie die Zufuhreinheit zum automatischen Zuführen eines Rohlings in den

Bearbeitungsraum, mit der Anlage zu koppeln und zu betreiben.

Die Erfindung wird anschließend in Form eines Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Erfindung nicht auf das dargestellten und

beschriebenen Ausführungsbeispiel bzw. Lösung begrenzt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Flachbett-Laserplotters mit einer Zufuhreinheit und einem Förderband zur automatisierten Herstellung eines Werkstückes, in vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung eines Flachbett-Laserplotters zur manuellen Herstellung eines Werkstückes, in vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 3 eine schaubildliche Detaildarstellung der Fokussiereinheit für den FlachbettLaserplotter der Figuren 1 und 2, in vereinfachter Darstellung;

Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des Flachbett-Laserplotters mit externen

Komponenten zum Überwachen eines Schutzbereichs, in vereinfachter,

schematischer Darstellung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlichen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Auch können Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen.

In den Figuren 1 bis 4 ist ein Flachbett-Laserplotter 1 in unterschiedlichen Ausführungen gezeigt, wobei in Figur 1 der Flachbett-Laserplotter 1 eine Zufuhreinheit 2 und ein

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Förderband 3 für eine automatisierte Herstellung eines Werkstückes 4 aufweist, wogegen in Figur 2 und 4 nur der Flachbett-Laserplotter 1 zur manuellen Herstellung des Werkstückes 4 dargestellt ist, bei dem das Werkstück 4 manuell von einem Bediener

eingelegt und entnommen werden muss.

Die beiden Aufbauten weisen dabei ein Gehäuse 5 auf, in dem sämtliche Elemente, Antriebe, Elektronik, Laserquelle, usw. integriert sind, sodass der Flachbett-Laserplotter 1 als Stand Alone Gerät betrieben werden kann. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass der Flachbett-Laserplotter 1 über Anschlüsse bzw. Leitungen zur Energieversorgung oder zur Anbindung ans Intranet und/oder Internet 6, wie schematisch dargestellt, ausgestattet ist bzw. sein kann. Dabei ist es möglich, dass über Schnittstellen oder Leitung die Verbindung mit externen Komponenten, wie der Zuführeinheit 2, dem Förderband 3, usw. direkt oder über das Intranet und/oder Internet 6, insbesondere einer Cloud, bzw. per Wlan oder Bluetooth verbunden sein kann, sodass eine Automatisierung für die Zuführung eines sogenannten Rohlings 7 aus der Zufuhreinheit 2 und der anschließenden Bearbeitung über den Flachbett-Laserplotter 1 zur Herstellung des Werkstückes 4 und des Abtransportes des Hergestellten Werkstückes 1 über das Förderband 3 gesteuert werden kann. Bei der Ausführung des Stand Alone Gerätes nach Fig. 2 erfolgt eine manuelle Herstellung des Werkstückes 4, in dem der Rohling 7 von

einem Bediener manuell in einem Bearbeitungsraum 8 eingelegt und entnommen wird.

Auf die detaillierte Beschreibung der Funktion des Flachbett-Laserplotters 1, sowie dessen Zuführung des Rohlings 7 und Abtransport des Werkstückes 4 wird verzichtet, da hierzu derartige Flachbett-Laserplotter 1 bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es wird lediglich darauf hingewiesen, dass es sich um einen Flachbett-Laserplotter 1 zum Abarbeiten von sogenannten Jobs für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines vorzugsweise flachen Rohlings 7, insbesondere Werkstück 4, handelt. Dabei wird der Laserplotter 1 für Werkstückdicken von bis zu 50 mm eingesetzt. Als Werkstücke 4 bzw. Rohlinge 7 werden vorzugsweise Papier, Platten, Textilien verarbeitet. Wesentlich bei derartigen Laserplottern 1 ist, dass diese einen Bearbeitungsraum 8 aufweisen, in dem vorzugsweise ein mit einem Riemenantrieb betriebener Schlitten 9 mit daran verfahrbarer Fokussiereinheit 10 bzw. Laserkopf bewegt bzw. verfahren wird. Hierzu ist zumindest eine Strahlenquelle 11, insbesondere Laser, wie schematisch dargestellt, und eine Steuerung 12 im Gehäuse 5 integriert, wobei ein Laserstrahl 13 über Umlenkelemente (nicht dargestellt) an die Fokussiereinheit 10 gelenkt wird, von der der

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Laserstrahl 13 in Richtung Werkstück 4 abgelenkt und fokussiert wird, sodass der Rohling 7 bzw. Werkstück 4 entsprechend dem in eine Steuerung geladenen Job bearbeitet wird. Da bei der Bearbeitung der unterschiedlichen Materialen Dämpfe entstehen können, weist der Flachbett-Laserplotter 1 eine Absaugung 14 auf, die im Bereich der Fokussierungseinheit 10 angeordnet ist und somit ev. entstehende Dämpfe direkt absaugen kann, sodass keine unangenehmen oder gefährliche Gerüche um dem Flachbett-Laserplotter 1 eingeatmet werden können.

Grundsätzlich ist bei derartigen Aufbauten von Flachbett-Laserplotter 1 die Gefahr von reflektierten Laserstrahlen 13, die Verletzungen und Beschädigungen bei Menschen, Tieren, Gegenständen, usw. hervorrufen können. Damit ist der Betrieb von derartigen Anlagen nur mit besonderen Vorkehrungen erlaubt, was jedoch oftmals einen sehr hohen

und teuren Aufwand verursacht.

Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, die Sicherheit derartiger Anlagen, insbesondere Flachbett-Laserplotter 1, wesentlich zu verbessern, sodass ein Betrieb in normalen Produktionsstätten mit mehreren Maschinen oder derartiger Anlagen ohne besondere Vorkehrungen möglich ist.

Hierzu wird zu aller erst an der Fokussiereinheit 10 ein Schutzteller 15, wie in Fig. 3 besser ersichtlich, angeordnet, das direkte Reflexionen des Laserstrahls 13 absorbiert. Somit werden mit dem Schutzteller 15 bereits über 80% an reflektierten Laserstrahlen 13 aufgefangen. Das Schutzteller 15 wird dabei möglichst nahe beim Bearbeitungsprozess über dem Werkstück 4 bzw. Rohling 7 positioniert, sodass nur ein geringer Spalt 16 zwischen einer Oberfläche 17 des Werkstücks 4 bzw. Rohlings 7 und dem Schutzteller 15 vorhanden ist. Bei der in Fig. 3 dargestellten Abbildung ist die Fokussiereinheit 10 in der Ruheposition positioniert, wobei zur Bearbeitung des Rohlings 7 bzw. Werkstückes 4 die Fokussiereinheit 10 samt dem Schutzteller 15 in Richtung Werkstück 4 bzw. Rohling 7 verfahren wird, sodass nur ein sehr geringer Spalt 16 entsteht. Hierzu ist vorgesehen, dass erst eine Freigabe des Lasers, insbesondere der Strahlenquelle (11) erfolgt, wenn der Abstand zwischen Schutzteller 15 und dem Werkstück 4, 7 bzw. Tischauflage einen gewissen voreinstellbaren Abstand, insbesondere zwischen 0,5mm und 6mm,

unterschreitet.

Da jedoch noch ein geringer Spalt 16 vorhanden ist, ist es möglich, dass abgelenkte Laserstrahlen 13 aus diesem Spalt 16 austreten können. Um derartig austretende

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Laserstrahlen 13 aufzufangen bzw. zu absorbieren, wurde um den Bearbeitungsbereich 8 eine Schutzumrandung 18 angeordnet, die vorzugsweise transparent ausgebildet ist. Dadurch können die parallel oder in einem sehr flachen Winkel zur Oberfläche 17 des Werkstückes 4 bzw. Rohlings 7 aus dem Spalt 16 austretenden Laserstrahlen 13 absorbiert werden, sodass keine Gefahr für um den Flachbett-Laserplotter befindlichen Menschen bzw. Gegenstände mehr besteht. Da der Spalt 16 möglichst gering ist und die austretende Strahlung nur einen geringen Winkel aufweisen kann, ist es weiters möglich, dass die Schutzumrandung 18 nach oben hin offen ausgebildet ist und die Höhe der Schutzumrandung geringgehalten werden kann, sodass die Zugänglichkeit zum Bearbeitungsraum 8 von oben leicht möglich ist. Somit ergeben sich für den Bediener keinerlei Einbußen bei der Bedienung der Anlage.

Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass die Schutzumrandung 18 derart hoch ausgebildet wird, dass diese auch oben durch einen Deckel (nicht dargestellt) geschlossen werden kann, wobei jedoch damit eine rasche Zugänglichkeit zum Bearbeitungsraum 8 nicht mehr möglich ist.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination des Schutztellers 15 und der Schutzumrandung 18 werden somit 100% an reflektierten Laserstrahlen 13 aufgefangen, sodass ein derart ausgestatteter Flachbett-Laserplotter 1 in die Laserklasse 1 oder 2

zertifizierbar ist.

Damit jedoch ein Transport des erzeugten Werkstückes 4 aus dem Bearbeitungsraum über das Förderband 3 möglich ist, weist die Schutzumrandung 18 im Bereich des Förderbandes 18 eine Ausnehmung 19 auf, durch die das Werkstück 4 vom Bearbeitungsraum 8 nach außen in den Entnahmebereich 20 gefördert werden kann, von

WO es von einem Bediener oder Roboter entnommen werden kann.

Da die Schutzumrandung 18 vorzugsweise nur an den Seiten des Bearbeitungsraumes 8 angeordnet sind und nach oben hin offen ausgebildet ist, ist es erforderlich, dass ein Zugang zum Bearbeitungsraum 8 beim Start oder während des Betriebs des FlachbettLaserplotters 1 verhindert wird. Hierzu sind an dem Gehäuse 5 des FlachbettLaserplotters 1 ein oder mehrere Sensoren 21 angeordnet, die eine an den jeweiligen zugänglichen Seiten einen Schutzbereich 22, wie mit strichpunktierten Linien gezeigt, definieren und überwachen, d.h., dass die Sensoren 21 zum Überwachen des Schutzbereiches 22, beispielsweise mittels Ultraschall, Infrarot oder Laserscanner

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ausgebildet sind. Die Positionierung der Sensoren 21 ist dabei aufgrund der unterschiedlichsten Bauformen des Gehäuse 5 unterschiedlich, wie in den Figuren 1 und 2 angedeutet, sodass diese nur beispielsweise dargestellt wurden. Wesentlich ist, dass beim Betreten des Schutzbereiches 22 dies von den Sensoren 21 vorzugsweise berührungslos, erkannt wird und dies der Steuerung 12 mitgeteilt wird, die sofort den Arbeitsprozess stoppt bzw. den Start der Bearbeitung verhindert. Dadurch ist es nicht mehr möglich, dass eine Person sich während der Bearbeitung dem Bearbeitungsbereich 8 nähert und über die Schutzumrandung 18 in das Innere des Bearbeitungsraumes 8 schaut bzw. hineingreift, wodurch durch reflektierende Laserstrahlen 13 Verletzungen herbeigeführt werden könnten. Der Abstand des Schutzbereiches 22 zum Gehäuse 5 kann dabei

eingestellt werden, um den Schutzbereich 22 zu vergrößern oder zu verkleinern.

Ist der Flachbett-Laserplotter 1 gemäß Figur 2 als manuell zu betätigender Laserplotter 1 ausgebildet, so ist es notwendig, dass die Sensoren 21 an allen Seiten angeordnet sind, sodass sich rund um den Flachbett-Laserplotter 1 entsprechende Schutzbereich 22, insbesondere vier Schutzbereiche 22, ausbilden, die sich bei derartigen Anlagen ein Bediener von allen Seiten nähern kann, wogegen bei Anlagen mit Zufuhreinheit und Förderband dies meist nur seitlich möglich ist. Die verschiedenen Schutzbereiche 22 können sich teilweise überlappen, um nicht überwachte Bereiche auszuschließen. Damit wird sichergestellt, dass nach dem Einlegen eines Werkstücks 4 bzw. Rohlings 7 in den Bearbeitungsraum 8 keine Personen mehr in den Schutzbereichen 22 befinden bevor der Laser gestartet wird, d.h., dass nach Aktiveren des Laserplotters 1 zum Bearbeiten des Werkstückes 4 bzw. Rohlings 7 zuerst die Sensoren 21 den Schutzbereich scannen, um festzustellen, ob sich noch jemand in den Schutzbereich 22 befindet oder nicht. Sollte sich beispielsweise jemand den Schutzbereich 22 nähern oder beim Start im Schutzbereich 22 befinden, so ist es möglich, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, um dies der Person akustisch oder optisch mitzuteilen. Erst wenn niemand mehr im Schutzbereich 22 erfasst wird, wird von der Steuerung 12 der Bearbeitungsprozess gestartet und die Sensoren bleiben während des gesamten Bearbeitungszeitraumes aktiviert. Sollte während der Bearbeitung jemand den Schutzbereich 22 betreten, so erfasst dies ein oder mehrere Sensoren 21, die dies der Steuerung 12 melden, sodass ein sofortiger sicherer Stopp des Bearbeitungsprozesses hervorgerufen wird. Dabei ist es möglich, dass nach dem Verlassen des Schutzbereiches 22 eine automatische oder durch den Bediener

ausgelöste Fortsetzung des Bearbeitungsprozesses stattfindet, sodass ein ungewolltes

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Annähern von einer vorbeigehenden Person nicht zum Abbruch des Prozesses und dadurch zum Verlust des Werkstücks führt.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass für die Überwachung des Schutzbereiches externe Komponenten, wie beispielsweise Lichtschranken 23, wie in Fig. 4 dargestellt, Trittmatten, usw. verwendet werden können, die mit der Steuerung 12 des FlachbettLaserplotter 1 verbunden sind, um bei einem Registrieren des Betretens des Schutzbereiches 22 dies der Steuerung 12 mitzuteilen. Die Verbindung mit der Steuerung 12 kann dabei drahtlos beispielsweise über Bluetooth oder Wlan oder vorzugsweise aufgrund der sicheren Datenverbindung mittels Leitungen erfolgen.

Man kann also sagen, dass sich die Erfindung auf eine Ausführung mit einer Kombination aus einem Schutzteller 15, der direkt am Laserschneidkopf, also an der Fokussiereinheit 10, angebracht ist und den Großteil der reflektierten Strahlung abschirmt, und einem am Rand der Arbeitsfläche, insbesondere dem Bearbeitungsraum 8, angebrachten Schutzumrandung 18, der dazu dient, den verbleibenden Anteil der reflektierenden Strahlung, die in sehr flachen Winkel aus dem Spalt 16 zwischen Schutzteller 15 und Tischauflage, insbesondere dem Werkstück 4, austritt, sicher vom Bereich außerhalb des Arbeitsbereichs, insbesondere Schutzbereich 22, abschirmt, bezieht. Damit wird die Anlage, insbesondere der Flachbett-Laserplotter 1 als Laserklasse 1 oder 2 zertifizierbar. Weiters ist der Schutzbereich bei sicher deaktiviertem Laser einfach durch den Bediener erreichbar, beispielsweise zum Einlegen eines Werkstückes 4 oder zur Reinigung oder Korrektur des Materialflußes, usw.

Weiters wird der Vollständigkeit halber erwähnt, dass die Schutzumrandung 18 als Ganzes entnommen werden kann, wobei jedoch vorteilhafter Weise die Schutzumrandung 18 aus mehreren Einzelelementen gebildet sind, wobei die einzelnen Elemente einfach vom Gehäuse 5 des Laserplotters 1 abgehoben und wieder aufgesteckt werden können. Damit kann eine Person die Entfernung eines Teils oder der gesamten Schutzumrandung 18 vornehmen und sich somit noch einen besseren Zugang zum Bearbeitungsraum 8 schaffen. Dabei ist jedoch vorgesehen, dass die Elemente der Schutzumrundung 18 mit Kontaktmitteln versehen sind, sodass von der Steuerung 12 bei einem Start eines Bearbeitungsprozesses überprüft werden kann, ob alle erforderlichen Elemente der Schutzumrandung 18 positioniert sind. Hierzu ist es möglich, dass durch spezielle Einstellungen in der Steuerung 12 bestimmte Elemente der Schutzumrandung 18

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deaktiviert werden können, sodass beispielweise nachträglich eine Zuführeinheit 2 angekoppelt wird und in diesem Bereich keine Schutzumrandung 18 erforderlich ist.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Gravurablaufes 1 und deren Komponenten bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert und vor

allem nur schematisch dargestellt wurden. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten

und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen bilden.

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Claims (1)

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1.

Patentansprüche:

Flachbett-Laserplotter (1) vorzugsweise mit einem Förderband (3) zum Abarbeiten eines Jobs für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines vorzugsweise flachen Werkstückes (4), der zumindest ein Gehäuse (5) mit einem Bearbeitungsraum (8) zum Positionieren eines Werkstückes (4) ausgebildet ist, wobei das Werkstück (4) bzw. ein Rohling (7) vorzugsweise über ein Zuführeinheit (2) positionierbar und von dem Förderband (3) aus dem Bearbeitungsraum zu einem Entnahmebereich (20) abtransportierbar ist, wobei dieser zumindest eine Strahlenquellen (11) in Form eines Lasers und einer Steuereinheit (12) zum Steuern des über vorzugsweise einen Riemenantrieb betriebenen Schlitten (9) mit daran verfahrbar angeordneten Fokussiereinheit (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fokussiereinheit (10) ein Schutzteller (15) für die ev. vom Werkstück bzw. Rohling (4,7) reflektierenden Laserstrahlen (13) angeordnet ist und um den Bereich des Bearbeitungsraums (8), insbesondere über einen Teilbereich des Förderbandes (3), eine vorzugsweise transparente Schutzumrandung (18) angeordnet ist.

Flachbett-Laserplotter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (5) des Flachbett-Laserplotters (1) zum Überwachen eines Schutzbereiches (22) Sensoren (21) angeordnet sind, wobei während eines Betriebs und vor, insbesondere nach dem Start eines Jobs bzw.

Bearbeitungsprozess des Laserplotters (1) die Sensoren (21) aktiviert sind.

Flachbett-Laserplotter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (21) als Infrarotsensoren, Ultraschallsensoren, Laserscanner usw.

ausgebildet sind.

Flachbett-Laserplotter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) derart ausgebildet ist, dass ein Betrieb des Flachbett-Laserplotters (1) bei Aktivierung eines Sensors (21) für den umliegenden Schutzbereich (22) nicht möglich ist.

Flachbett-Laserplotter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) beim Betreten des Schutzbereichs (22) 14/21 19007AT

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während eines Bearbeitungsprozesses zum Deaktivieren eines laufenden Jobs

bzw. Bearbeitungsprozesses ausgebildet ist.

6. Flachbett-Laserplotter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) beim Verlassen des Schutzbereiches (22) zum Aktivieren des letzten Bearbeitungsprozess ausgebildet ist.

7. Flachbett-Laserplotter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schutzumrandung (18) vorzugsweise durch Einzelelemente ausgebildet ist, die mit Kontaktmittel zum automatischen Erkennen der Elemente am Gehäuse (5) ausgestattet sind.

8. Flachbett-Laserplotter () nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schutzumrandung (18) nach oben, also in entgegengesetzter Richtung zur Auflagefläche des Förderbandes (3) bzw. Bearbeitungsraumes (8) zum Anordnen des Werkstückes (4), hin offen ausgebildet ist.

9. Flachbett-Laserplotter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Laserplotter (1), insbesondere die Steuerung (12) zum Überwachen des Schutzbereichs (22) mit externen Komponenten, insbesondere durch Lichtschranken (23), verbunden ist.

10. Verfahren zum Betreiben eines Flachbett-Laserplotters zum Bearbeiten vorzugsweiser flacher Werkstücke für einen abzuarbeitenden Job für das Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes (4) bzw. Rohlings (7), bei dem in einem Gehäuse (5) des Laserplotters (1) zumindest eine Strahlquellen (11) in Form eines Lasern eingesetzt werden, der auf das zu bearbeitendes Werkstück (4,7) einwirkt, wobei das Werkstück (4,7) in einem Bearbeitungsraum (8) definiert abgelegt wird und ein von der Strahlquelle (11) abgegebener Laserstrahl (13) über Umlenkelemente an eine Fokussiereinheit (10) gesendet wird, von der der Laserstrahl (13) in Richtung Werkstück (4,7) abgelenkt und zur Bearbeitung fokussiert wird, wobei über eine Steuerung (12), insbesondere die Positionssteuerung zum Werkstückes (4,7) über eine in der Steuerung (12) laufende Software erfolgt, sodass das Werkstück (4,7) bevorzugt zeilenweise durch Verstellung eines Schlittens (9) über vorzugsweise einem Riemenantrieb in X-Y-

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Richtung bearbeitet wird, und dass vorzugsweise an einer externen Komponente (10), insbesondere einem Computer oder einem Steuergerät, eine Grafik und/oder ein Text über eine handelsübliche Software, wie beispielsweise Corel-Draw, Paint, usw., erstellt wird, welche an die Steuerung (12) des Laserplotters (1) übergeben wird und von der Steuerung (12) in Form eines oder mehrerer Jobs abgearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Aktivierung eines Bearbeitungsprozesses oder während dem Betrieb eines Bearbeitungsprozesses ein Schutzbereich (22) um den Laserplotter (1), insbesondere dem Gehäuse (5), über integrierte Sensoren (21) und/oder über externen Komponenten, wie beispielsweise Lichtschranken (23), überwacht wird, wobei von der Steuerung (12) beim Betreten oder beim Aufenthalt im Schutzbereichs (22) der Start des Bearbeitungsprozesses sicher verhindert wird oder während des Bearbeitungsprozesses dieser sicher gestoppt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Sicherheit an der Fokussiereinheit (10) ein Schutzteller (15) zum Absorbieren reflektierter Laserstrahlen (13) angeordnet wird und zusätzlich um den Bearbeitungsraum (8), insbesondere in den zugänglichen Bereichen, eine Schutzumrandung (22), die nach oben hin offen ausgebildet wird, angeordnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) die Strahlenquelle (11), insbesondere den Laser, erst dann freigibt, wenn der Spalt (16) bzw. Abstand zwischen Schutzteller (15) und Werkstück (4,7) bzw. Tischauflage einen gewissen voreinstellbaren Abstand, insbesondere zwischen

0,5mm und 6mm, unterschreitet.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzumrandung (18) durch einzelne Elemente gebildet werden, die über

Kontaktmitteln von der Steuerung (12) sicher erkannt werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung (18) einzelne Elemente der Schutzumrandung (18) sicher

deaktiviert werden können.

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