CH713087A2

CH713087A2 - Laser cutting machine.

Info

Publication number: CH713087A2
Application number: CH01447/16A
Authority: CH
Inventors: Bertschi Daniel
Original assignee: Bertschi Daniel
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-04-30

Abstract

Es soll ein mobiles manuell bewegbares Laserschneidgerät (0) zur Erstellung einer Trennfuge oder einer Gravur in Werkstücken (19) aus unterschiedlichen Materialien geschaffen werden, welches als einfach handhabbares Schneidgerät bzw. Gravurgerät bereitgestellt ist, welches auch dem Hobbyhandwerker eine lasergestützte Bearbeitung von Werkstückoberflächen ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass das bewegbare Laserschneidgerät (0) eine manuell bewegbare Laserschneideinheit (II) mit einem Gehäuse (17), in welchem eine elektronische Steuerung (5) angeordnet ist und eine von der Laserschneideinheit (II) beabstandet angeordnete örtlich fixierte Versorgungselektronikeinheit (20) umfasst, wobei ein Laserstrahl in der Versorgungselektronikeinheit (20) erzeugbar ist und mittels eines Schutzkabels (21) mit einem Lichtwellenleiter (3) in das Gehäuse (17) bis zu einem Laserkopf (2) führbar ist und dort durch Fokussiermittel (1) in einen fokussierten Laserstrahl (4) umwandelbar ist, welcher durch einen Brennraum (10) bis auf die Oberfläche des Werkstücks (19) führbar ist, wobei die Intensität des fokussierten Laserstrahls (4) mittels der elektronischen Steuerung (5), welche über Steuerungskabel (16) mit der Versorgungselektronikeinheit (20) verbunden ist, je nach Bedarf steuerbar ist.It is a mobile manually movable laser cutting device (0) for creating a parting line or an engraving in workpieces (19) are created from different materials, which is provided as easy to handle cutter or engraving device, which also allows the hobby craftsman laser-assisted machining of workpiece surfaces. This is achieved in that the movable laser cutting device (0) comprises a manually movable laser cutting unit (II) with a housing (17) in which an electronic control (5) is arranged and a locally fixed supply electronic unit (11) spaced from the laser cutting unit (II). 20), wherein a laser beam in the supply electronics unit (20) can be generated and by means of a protective cable (21) with an optical waveguide (3) in the housing (17) to a laser head (2) can be guided and there by focusing means (1) into a focused laser beam (4) which can be guided through a combustion chamber (10) to the surface of the workpiece (19), wherein the intensity of the focused laser beam (4) by means of the electronic control (5), which via control cables ( 16) is connected to the supply electronics unit (20), is controlled as needed.

Description

Beschreibung Technisches Gebiet [0001 ] Die Erfindung betrifft ein mobiles manuell bewegbares Laserschneidgerät zur Erstellung einer Trennfuge oder einer Gravur in Werkstücken aus unterschiedlichen Materialien, einen Laserkopf für ein Laserschneidgerät und ein Verfahren zur Umrüstung eines Schneidgerätes mit einer Schneidvorrichtung und einer elektronischen Steuerung in einem Gehäuse, zur Schaffung eines Laserschneidgerätes.TECHNICAL FIELD The invention relates to a mobile manually movable laser cutting device for producing a parting line or an engraving in workpieces made of different materials, a laser head for a laser cutting device and a method for converting a cutting device with a cutting device and an electronic control in a housing, to create a laser cutting machine.

Stand der Technik [0002] Die Holzindustrie verarbeitet ihre Produkte seit über hundert Jahren mit der Sägetechnik.Background Art The wood industry has been processing its products with sawing technology for over a hundred years.

[0003] Die Sägetechnik besteht aus einem dünnen Sägeblatt aus Metall, das am Rand mit sogenannten Sägezähnen bestückt ist. Dieses Sägeblatt wird mittels Kraft durch das Holz bewegt. Durch diese Bewegung wird das Holz in diesem Bereich zerspant. Mittels dieser Zerspanung im Bereich des Sägeblattes wird eine schmale Nut eingearbeitet und eine Trennfuge entsteht.The sawing technique consists of a thin saw blade made of metal, which is equipped at the edge with so-called saw teeth. This saw blade is moved by force through the wood. This movement cuts the wood in this area. By means of this cutting in the area of the saw blade, a narrow groove is incorporated and a parting line is formed.

[0004] Obwohl die Sägetechnik laufend optimiert worden ist, bleiben doch mehrere Nachteile bestehen: • Die Schnittflächen müssen nachbearbeitet werden, da die Holzfasern nicht alle sauber geschnitten werden können. Viele Fasern werden mehr gerissen als geschnitten. Die Nachbearbeitungen sind z.B. Hobeln oder Schleifen der Schnittkanten, was einen Zusatzaufwand zur Folge hat. • Mit sehr dünnen Sägeblättern wird versucht, den Schnittverlust zu minimieren. Diese Optimierung hat zur Folge, dass dünne Sägeblätter in der Entwicklung und Herstellung teurer sind, weil die Werkzeugmaterialien hochwertiger ausgeführt werden müssen. • Die hohen Geschwindigkeiten des Sägeblattes bei Kreissägen führen zu unerwünschten Nebeneffekten, wie hohen Fliehkräften, welche auf das Sägeblatt und die Antriebswelle wirken. • Weiter führt die Reibung der Sägezähne und des Sägeblattes zu einem hohen Energieverlust, der in Form von Wärme auf das Sägeblatt einwirkt. Diese Wärme führt dazu, dass das Metall des Sägeblattes sich ausdehnt und dadurch verformt. Diese Verformung führt wiederum zu einer Beeinträchtigung der Schnittqualität, durch Verbiegung des Sägeblattes. Die neuen Sägeblätter werden mit Schlitzen versehen, um grösseren Verformungen bei der Ausdehnung des Metalls entgegenzuwirken. • Die Lärmbelastung aufgrund der Sägeblätter ist enorm, da für eine gute Schneidleistung eine hohe Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit notwendig ist. Die Lärmbelastung, welcher Arbeiter ausgesetzt sind, wurde lange Zeit ignoriert. Erst seit ca. 20 Jahren, eingeleitet durch intensive Kampanien der SUVA, sind Arbeitgeber und Arbeitnehmer für dieses Thema sensibilisiert worden. Die Auswirkung von Dauerbelastung durch Lärm am Arbeitsplatz ist Gegenstand aktueller Forschung. Das Bafu fordert daher von der Industrie und dem Gewerbe, lärmarme Verfahren einzuführen.Although the sawing has been optimized continuously, but there are several disadvantages: • The cut surfaces must be reworked because the wood fibers can not all be clean cut. Many fibers are more torn than cut. The post-processing is e.g. Planing or grinding the cut edges, which has an additional cost. • Very thin saw blades are used to minimize cutting loss. As a result of this optimization, thin saw blades are more expensive to develop and manufacture because of the need for higher quality tooling. • The high speeds of the saw blade in circular saws lead to undesirable side effects, such as high centrifugal forces, which act on the saw blade and the drive shaft. • Furthermore, the friction of the saw teeth and the saw blade leads to a high energy loss, which acts in the form of heat on the saw blade. This heat causes the metal of the saw blade to expand and thereby deform. This deformation in turn leads to an impairment of the quality of cut, by bending the saw blade. The new saw blades are provided with slots to counteract major deformations in the expansion of the metal. • The noise due to the saw blades is enormous, because a high cutting speed or speed is necessary for a good cutting performance. The noise exposure to workers has long been ignored. Only since about 20 years, initiated by intensive campaigns of SUVA, employers and employees have been sensitized to this issue. The impact of long-term exposure to noise at work is the subject of current research. The Bafu therefore demands from the industry and industry to introduce low-noise procedures.

[0005] Industrie- und Gewerbebetriebe müssen immer flexibler werden und auf die individuellen Kundenbedürfnisse ein-gehen. Daher müssen die Unternehmer eine grosse Bandbreite verschiedenster Materialien verarbeiten können mit unterschiedlichen Materialstärken. Aus wirtschaftlichen Gründen sind die Unternehmer angewiesen, mit einer Maschine viele unterschiedliche Materialien bearbeiten zu können. Dieses Problem wird gelöst mit unterschiedlichen Werkzeugen, wie verschiedene Sägeblättern und Fräsen, welche auf das Material abgestimmt sind. Wechselbare Sägeblätter und Fräsen haben eine geringe Auslastung und bedingen wegen hohen Geschwindigkeiten komplexe Montageköpfe, welche dann nur für eine Maschine anwendbar sind. Das Wechseln von Sägeblättern und Fräsköpfen erfordert Zeit und geschultes Personal. Die Maschine muss beim Werkzeugwechsel, Stillstehen, was sich negativ auf die Produktivität auswirkt. Bei Werkzeugwechseln die von Hand ausgeführt werden, besteht ein erhebliches Gefahrenpotential durch Fehlbedienung, wie z.B. wenn die Maschine noch unter Spannung steht und ungewollt anläuft. Oft werden die Spaltkeile, welche bei den Kreissägen üblich sind, nicht optimal eingestellt, was zum Einklemmen des Sägeblattes führen kann und ein Sicherheitsrisiko darstellt.Industrial and commercial enterprises must become more flexible and respond to individual customer needs. Therefore, the entrepreneurs have to be able to process a wide range of different materials with different material thicknesses. For economic reasons, the entrepreneurs are instructed to be able to work with a machine many different materials. This problem is solved with different tools, such as different saw blades and milling, which are tailored to the material. Interchangeable saw blades and milling machines have a low load and due to high speeds require complex assembly heads, which are then only applicable to one machine. The replacement of saw blades and milling heads requires time and trained personnel. The machine must stand still when changing tools, which has a negative effect on productivity. When tool changes are carried out by hand, there is a considerable potential for danger due to incorrect operation, such. when the machine is still live and starts unintentionally. Often, the riving knives, which are common in circular saws, not optimally adjusted, which can lead to jamming of the saw blade and is a security risk.

[0006] Die Späne, welche beim Zerspanungsprozess entstehen, müssen mittels einer aufwändigen Absauganlage abgeführt werden. Die Späne müssen nachher zwischengelagert und fachgerecht entsorgt werden.The chips, which arise during the cutting process, must be removed by means of a complex extraction system. The chips must subsequently be stored and disposed of properly.

[0007] Bei den industriellen Herstellungsprozessen wurde oder wird das Schneidverfahren aus den obenliegenden Gründen von der Sägetechnik auf die Lasertechnik umgestellt. Die Lasertechnik hat sich vor allem bei der metallverarbeitenden Industrie komplett durchgesetzt. Weitere Industrien, die z.B. Kunststoffe wie PVC bearbeiten, ziehen nach.In the industrial manufacturing processes, the cutting process has been or will be switched from the sawing to the laser technology for the above reasons. Laser technology has prevailed, especially in the metalworking industry. Other industries, e.g. Plastics such as PVC work, retract.

[0008] Die holzverarbeitende Industrie hinkt dieser Entwicklung hinterher. Mögliche Gründe für eine verzögerte Umstellung der holzverarbeitenden Industrien sind vor allem die über Jahrzehnte gleich gebliebenen Sägetechniken. Das unver änderte Ausgangsmaterial Holz und die bewährte Sägetechnik erlaubten es den Betrieben, diese Art der Holzbearbeitung über einen sehr langen Zeitraum beizubehalten.The woodworking industry lags behind this development. Possible reasons for a delayed change in the woodworking industries are above all the sawing techniques that have remained the same for decades. The unchanged raw material wood and the proven sawing technology allowed the companies to maintain this type of woodworking over a very long period of time.

[0009] Andere Branchen, wie Metall/Kunststoffverarbeitung, mussten mit der laufenden Entwicklung des Materials und deren Bearbeitung mithalten.Other industries, such as metal / plastics processing, had to keep up with the ongoing development of the material and its processing.

[0010] Weiter ist der Umstand zu berücksichtigen, dass traditionell holzverarbeitenden Betriebe regional verankert sind und eine relativ kleine Unternehmensgrösse aufweisen. Die Anschaffung grösserer und komplexerer Holzschneidemaschinen erfordert eine hohe Bereitschaft des Betriebes, sich auch personell weiterzubilden und die bestehende, gewachsene Infrastruktur zu verändern und zu optimieren.Furthermore, the fact must be taken into account that traditionally wood-processing enterprises are regionally anchored and have a relatively small size. The acquisition of larger and more complex wood cutting machines requires a high degree of willingness on the part of the company to continue training and to change and optimize the existing, grown infrastructure.

[0011] Grosse Schreinereien, professionelle Küchenbauer und Fensterhersteller arbeiten schon seit Jahrzehnten mit der CNC-Technik und haben eine gute Infrastruktur und geschultes Personal. Branchen wie Zimmereien, kleinere Schreinereien, Dachdeckereien, bevorzugen vonwiegend traditionelle Produktionsverfahren.Large carpentry, professional kitchen and window manufacturers have been working for decades with the CNC technology and have a good infrastructure and trained staff. Industries such as carpentry, small carpentry, roofing, mostly prefer traditional production methods.

[0012] Stationäre Lasergeräte zum Schneiden von Holzwerkstoffen sind seit einiger Zeit auf dem Markt erhältlich und werden sich kurz bis mittelfristig auch bei der Holzindustrie durchsetzen. Sie sind aber sehr teuer in der Anschaffung, benötigen Platz und können nur eine begrenzte Werkstückgrösse abdecken.Stationary laser devices for cutting wood materials have been available on the market for some time and will prevail in the short to medium term in the wood industry. But they are very expensive to buy, need space and can only cover a limited workpiece size.

[0013] Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt ein einfach handhabbares Schneidgerät bzw. Gravurgerät bereitzustellen, welches auch dem Hobbyhandwerker eine lasergestützte Bearbeitung von Werkstückoberflächen ermöglicht. Dabei soll eine exakte Schnittlinie bzw. Gravurlinie mit dem Laserschneidgerät bei einer manuellen Bedienung erreichbar sein.The present invention has for its object to provide a simple to handle cutter or engraving device, which also enables the hobby craftsman laser-assisted machining of workpiece surfaces. In this case, an exact cutting line or engraving line should be accessible with the laser cutter in a manual operation.

[0014] Die Erfindung des tragbaren mobilen Laserschneidgerätes zur Holzbearbeitung spricht als Zielgruppe die ausführenden Handwerksbetriebe, wie Zimmereien und Schreinereien, an. Weiter kann die Erfindung auch bei privaten Haushalten die Stichsäge ablösen. Das Ziel ist, die Lasertechnik mit ihren Vorteilen kleineren und mittleren Betrieben zu einem günstigen Anschaffungspreis und ohne grosse stationäre CNC-Maschinen zur Verfügung zu stellen. Das mobile Laserschneidgerät wird die Bandsäge, die Handkreissäge, die Stichsäge, den Hobel und die Oberfräse ersetzen können, welche gegenwärtig zur Grundausstattung der Holzbaubetriebe gehören.The invention of the portable mobile laser cutting machine for woodworking speaks as a target group, the executive craft businesses, such as carpentry and carpentry, to. Furthermore, the invention can replace the jigsaw even in private households. The aim is to provide laser technology with its advantages to small and medium-sized companies at a low purchase price and without large stationary CNC machines. The mobile laser cutter will be able to replace the band saw, circular saw, jigsaw, planer and router, which are currently part of the basic equipment of the woodworking business.

[0015] Die Entwicklung der Faserlaser hat in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht. Vereinfacht erklärt erhöht eine Glasfaserleitung die Leistung des Lasers. Diese Technik ist für eine mobile Laseranwendung optimal. Ein zentrales, kompaktes Gerät, welches den Laserstrahl erzeugt, ist mittels Glasfaserkabel mit einem mobilen Laserkopf verbunden. Die gegenwärtig max. Leistung eines Faserlasers liegt bei 36 kW.The development of fiber lasers has made great progress in recent years. Simply stated, a fiber optic cable increases the power of the laser. This technique is optimal for a mobile laser application. A central, compact device which generates the laser beam is connected to a mobile laser head by means of a glass fiber cable. The currently max. Power of a fiber laser is 36 kW.

[0016] Die Erfindung beansprucht ein Gerät zur Erzeugung von Laserstrahlen, die mittels Glasfaserkabel in einen Laserkopf geführt werden. Dieser Laserkopf wird nicht, wie üblich an einer CNC-Maschine befestigt, sondern ist von menschlicher Hand bedienbar. Der Laserstrahl wird vom Laserkopf auf das Werkstück gerichtet, analog einer Stichsäge oder Handkreissäge. Durch die Laserstrahlung wird das Material im Strahlbereich sublimiert, was je nach Tiefe zu einer Trennfuge oder einer Gravur führen kann.The invention claims a device for generating laser beams, which are guided by means of fiber optic cable in a laser head. This laser head is not, as usual, attached to a CNC machine, but is operated by human hands. The laser beam is directed from the laser head to the workpiece, analogous to a jigsaw or circular saw. Due to the laser radiation, the material is sublimated in the beam area, which depending on the depth can lead to a parting line or an engraving.

[0017] Weiter beansprucht die Erfindung eine Vorrichtung zur optimalen Befestigung des Laserkopfes auf einer manuell beweglichen Schneidvorrichtung. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.Furthermore, the invention claims a device for optimal attachment of the laser head on a manually movable cutting device. The invention will be described below with reference to exemplary embodiments.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0018] Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:Brief Description of the Drawings The drawings used to illustrate the embodiments show:

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemässen Laserschneidgerätes.Fig. 1 shows a view of the inventive laser cutting device.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des erfindungsgemässen Laserschneidgerätes in Richtung Achse R.2 shows a longitudinal section of the laser cutting device according to the invention in the direction of the axis R.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des erfindungsgemässen Laserschneidgerätes in Richtung Achse R mit einer Ab saugvorrichtung.Fig. 3 shows a longitudinal section of the inventive laser cutting device in the direction of the axis R with a suction device from.

Beschreibung [0019] Eine Ausführungsform eines mobilen Laserschneidgerätes 0 ist in den Fig. 1 bis 2 dargestellt.Description An embodiment of a mobile laser cutting device 0 is shown in FIGS. 1 to 2.

Figur 1 [0020] Wie in Fig. 1 dargestellt weist das mobile Laserschneidgerät 0 zwei Abschnitte auf, welche in Abschnitt I, mit einer mobilen Laserschneideinheit und Abschnitt II, mit einer örtlich fixierten Versorgungselektronikeinheit 20 unterteilt sind, die beschriebenen beiden Abschnitte I und II sind mittels eines Schutzkabels mit Lichtwellenleiter 21 verbunden. Die elektrische Energie zur Erzeugung des Laserstrahles wird über ein Stromkabel 22 zugeführt. Das Schutzkabel mit Lichtwellenleiter 21 besteht im Kern aus einem Lichtwellenleiter aus Glasfaser. Durch diesen Lichtwellenleiter wird der in Abschnitt I, mit der Versorgungselektronikeinheit 20 erzeugte Laserstrahl zum zweiten Abschnitt II in die Laserschneideinheit II geleitet. Da eine Verletzung des Schutzkabels mit Lichtwellenleiters 21 durch eine äussere Einwirkung nicht ausgeschlossen werden kann, wird dieses zusätzlich geschützt, indem es ummantelt wird mit einer stromleitenden Schicht aus z.B. Kupfer. An diese stromleitende Schicht wird eine Spannung angesetzt und der elektrische Widerstand gemessen, zwischen Anfang und Ende des Schutzkabels. Sobald das Kabel verletzt wird, erhöht sich der elektrische Widerstand was zum Abschalten der Erzeugung des Laserstrahles im Gerät 20 führt. Im Abschnitt II befindet sich ein Gehäuse 17, welches vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Ein Toter-Mann-Schalter 9 verhindert das unbeabsichtigte Anschalten durch einen Startschalter 8. Über ein Drehrad 6 zur Schnitttiefenbegrenzung 6 hat der Nutzer die Möglichkeit, die Laserstrahlleistung zu justieren, um damit die Eindringtiefe des Laserstrahls bzw. die Schnitttiefe ins Werkstück zu verändern. Die Schnitttiefe und die Laserleistung kann über ein gut sichtbares, auf dem Gehäuse 17 angebrachtes Display 7 angezeigt werden. Ein im Gehäuse 17 vorgesehener Brennraum 10 ist umgeben von einer Glasscheibe mit Laserschutzverglasung 11, die verhindert, dass von einem Werkstück 19 reflektierte Laserstrahlen dem menschlichen Auge Schaden zufügen können.As shown in FIG. 1, the mobile laser cutting apparatus 0 has two sections, which are divided into section I, with a mobile laser cutting unit and section II, with a locally fixed supply electronics unit 20, the described two sections I and II connected by a protective cable with optical fiber 21. The electrical energy for generating the laser beam is supplied via a power cable 22. The protective cable with optical fiber 21 consists in the core of an optical fiber of glass fiber. Through this optical waveguide, the laser beam generated in section I, with the supply electronics unit 20 is passed to the second section II in the laser cutting unit II. Since a violation of the protective cable with optical waveguide 21 can not be excluded by an external action, this is additionally protected by being encased with an electrically conductive layer of e.g. Copper. To this current-conducting layer, a voltage is applied and the electrical resistance measured between the beginning and end of the protective cable. As soon as the cable is damaged, the electrical resistance increases, which leads to switching off the generation of the laser beam in the device 20. In section II is a housing 17, which preferably consists of plastic. A dead-man switch 9 prevents inadvertent turning on by a start switch 8. About a rotary knob 6 for cutting depth limitation 6, the user has the ability to adjust the laser beam power to change the depth of penetration of the laser beam or the depth of cut into the workpiece. The depth of cut and the laser power can be displayed via a clearly visible display 7 mounted on the housing 17. A combustion chamber 10 provided in the housing 17 is surrounded by a glass pane with laser protective glazing 11, which prevents laser beams reflected by a workpiece 19 from causing damage to the human eye.

Figur 2 [0021] Wie in Fig. 2 als Längsschnitt entlang der Achse R dargestellt, weist das mobile Laserschneidgerät 0 zwei Abschnitte auf, welche in Abschnitt I und Abschnitt II unterteilt sind. Die beschriebenen beiden Abschnitte I und II sind mittels eines Schutzkabels mit Lichtwellenleiter 21 verbunden. Im Abschnitt II wird der Laserstrahl, welcher über das Schutzkabel mit Lichtwellenleiter 21 auf einer Spiegellinse 1 auftritt, fokussiert und durch einen Laserkopf 2 als fokussierter Laserstrahl 4 innerhalb des Brennraumes 10 auf das Werkstück 19 gerichtet. Die Spiegellinse 1 ist innerhalb des Laserkopfes 2 beweglich angeordnet und kann wie ein Teleobjektiv den Brennpunkt des fokussierten Laserstrahles 4 nach Bedarf verändern. Im Einwirkungsbereich des fokussierten Laserstahles 4 auf dem festen Werkstück 19 erzeugt der konzentrierte Energieeintrag ein Sublimieren des Werkstückes 19 und dadurch eine Trennfuge. Durch Bewegung des Gehäuses 17 über das Werkstück 19 wird eine Schnittlinie 18 erzeugt.FIG. 2 As shown in FIG. 2 as a longitudinal section along the axis R, the mobile laser cutting device 0 has two sections, which are subdivided into section I and section II. The described two sections I and II are connected by means of a protective cable with optical waveguide 21. In section II, the laser beam, which occurs via the protective cable with optical waveguide 21 on a mirror lens 1, focused and directed by a laser head 2 as a focused laser beam 4 within the combustion chamber 10 on the workpiece 19. The mirror lens 1 is arranged to be movable within the laser head 2 and, like a telephoto lens, can change the focal point of the focused laser beam 4 as required. In the area of action of the focused laser steel 4 on the fixed workpiece 19, the concentrated energy input produces a sublimation of the workpiece 19 and thereby a parting line. By moving the housing 17 over the workpiece 19, a cutting line 18 is generated.

[0022] Eine elektronische Steuerung 5 befindet sich im Abschnitt II innerhalb des Gehäuses 17 und ist mittels Steuerungskabeln 16 verbunden mit dem Display 7, dem Startschalter 8, dem Drehrad 6, einem Messlaser 13 und über das Schutzkabel mit dem Lichtwellenleiter 21 mit dem Gerät zur Erzeugung des Laserstrahles 20. Die elektronische Steuerung 5 ist mit einem Beschleunigungssensor mit Gyroskop 24 ausgestattet. Der Messlaser 13 befindet sich innerhalb des Brennraumes 10 und misst die Schnitttiefe in das Werkstück 19 neben dem fokussierten Laserstrahl 4.An electronic control 5 is located in section II within the housing 17 and is connected by means of control cables 16 to the display 7, the start switch 8, the rotary 6, a measuring laser 13 and the protective cable to the optical waveguide 21 to the device Generation of the laser beam 20. The electronic control 5 is equipped with an acceleration sensor with gyroscope 24. The measuring laser 13 is located inside the combustion chamber 10 and measures the depth of cut in the workpiece 19 next to the focused laser beam 4.

[0023] Oberhalb des Brennraums 10 befinden sich Nachstromöffnungen 12, welche das Gehäuse 17 durchdringen und ermöglichen, dass von aussen Luft in den Brennraum 10 gelangen kann. Da beim Schneiden und Gravieren bestimmter Werkstücke 19 ungewollte Emissionen entstehen können, müssen diese aus dem Brennraum 10 abgeführt werden. Mittels eines Lüfters 14 durch einen Filter 15, welcher die Emissionen aus der Luft binden kann, werden Emissionen durch eine Luftaustrittsöffnung 23 an die Umgebungsluft abgegeben. Der Lüfter 14 wird aktiv von der elektronischen Steuerung 5 gesteuert angetrieben.Upstream of the combustion chamber 10 are downstream openings 12, which penetrate the housing 17 and allow air to enter the combustion chamber 10 from the outside. Since unwanted emissions can occur when cutting and engraving certain workpieces 19, they must be removed from the combustion chamber 10. By means of a fan 14 through a filter 15, which can bind the emissions from the air, emissions are discharged through an air outlet opening 23 to the ambient air. The fan 14 is actively driven by the electronic control 5 driven.

[0024] Hier ist am Gehäuse 17 eine Grundplatte angeordnet, welche einen Teil des Brennraums 10 bildet und welche auf der Oberfläche des Werkstückes 19 aufliegt. Durch eine Öffnung in der Grundplatte, welche zum Werkstück 19 hinweist, kann der fokussierte Laserstrahl 4 auf die Oberfläche geleitet werden. Da der Brennraum 10 ansonsten von drei Seiten mit Glasscheiben 11 mit Laserschutzverglasung und einer Gehäusewand abgeschlossen ist, kann Rauch im Wesentlichen durch den Belüftungskanal K aus dem Gehäuse 17 entweichen.Here, a base plate is arranged on the housing 17, which forms a part of the combustion chamber 10 and which rests on the surface of the workpiece 19. Through an opening in the base plate, which points to the workpiece 19, the focused laser beam 4 can be directed onto the surface. Since the combustion chamber 10 is otherwise closed off from three sides with glass panes 11 with laser protective glazing and a housing wall, smoke can escape from the housing 17 substantially through the ventilation channel K.

Figur 3 [0025] Wie in Fig. 3 als Längsschnitt entlang der Achse R dargestellt, weist eine Ausführungsvariante eines erfindungs-gemässen mobilen Laserschneidgeräts 0 zwei Abschnitte auf, welche in Abschnitt I und Abschnitt II unterteilt sind, im Abschnitt I wird oberhalb des Geräts zur Erzeugung des Laserstrahls 20 noch eine Absaugvorrichtung 25 angebracht die über einen Absaugschlauch 26 mit dem im Abschnitt II befindlichen Gehäuse 17 verbunden ist. Die emissionsbelastete Luft im Brennraum 10 wird dann über den Absaugschlauch 26 zur Absaugvorrichtung 25 abgesogen, wobei ein in der Absaugvorrichtung 25 integrierter Filter die Emissionen aus der Luft entfernt, bevor diese dann wieder an die Umgebungsluft abgegeben wird.As shown in FIG. 3 as a longitudinal section along the axis R, an embodiment variant of a mobile laser cutting device 0 according to the invention has two sections, which are subdivided into section I and section II, in section I above the device Production of the laser beam 20 is still attached to a suction device 25 which is connected via a suction hose 26 with the housing located in section II 17. The polluted air in the combustion chamber 10 is then sucked through the suction hose 26 to the suction device 25, wherein a filter integrated in the exhaust filter 25 removes the emissions from the air, before it is then released back to the ambient air.

Wege zur Ausführung der Erfindung [0026] Das hier vorgestellte mobile Laserschneidgerät 0, wie in den Figuren dargestellt, Schneidet und Graviert unterschiedliche Materialien, wie z.B. Holz.Modes for Carrying out the Invention The mobile laser cutting apparatus 0 presented here, as shown in the figures, cuts and engraves different materials, such as e.g. Wood.

[0027] Zum Betrieb des mobilen Laserschneidgerätes 0 notwendig ist elektrische Energie, welche im Abschnitt I, wie in Fig. 1 dargestellt, über das Stromkabel 22 dem Gerät zur Erzeugung elektrischer Energie 20 zugeführt wird. Der erzeugte Laserstrahl wird vom Abschnitt I vom Gerät zur Erzeugung des Laserstrahles 20, mittels Schutzkabels mit Lichtwellenleiter 21, in den Abschnitt II ins Gehäuse 17 zur Spiegellinse 1 geführt. Die innerhalb des Laserkopfes 2 angebrachte Spiegellinse 1 richtet den fokussierten Laserstrahl 4 nun auf das Werkstück 19. Durch den örtlich konzentrierten Energieeintrag ins Material des Werkstückes 19 verändert sich der Aggregatszustand im Einwirkungsbereich. Je nach Material des Werkstückes 19 sublimiert bzw. verbrennt ein Teil des Materials. Dadurch entsteht eine Trennfuge oder, bei begrenzter Schnitttiefe, eine Gravur. Die Gravur bzw. die Schnitttiefenbegrenzung wird dadurch erreicht, dass der Nutzer seine gewünschte Schnitttiefe über das Drehrad für Schnitttiefenbegrenzung 6 einstellen kann. Über das Display 7 kann dann die Einstellung visuell dargestellt werden. Die vom Nutzer definierte Schnitttiefenbegrenzung wird vom Drehrad 6 über die Steuerungskabel 16 an die elektronische Steuerung 5 weitergeleitet. Diese elektronische Steuerung 5 vergleicht die eingegebene Schnitttiefe mit der vom Messlaser 13 gemessenen Schnitttiefe. Erreicht die vom Messlaser 13 gemessene Schnitttiefe noch nicht die Sollwerte, erhöht die elektronische Steuerung 5 automatisiert die Laserleistung, indem es über das Steuerungskabel 16 die Leistung des im Abschnitt I dargestellten Gerätes zur Erzeugung der Laserleistung 20 die Leistung entsprechend reguliert.For the operation of the mobile laser cutting device 0 is necessary electrical energy, which in section I, as shown in Fig. 1, via the power cable 22 to the device for generating electrical energy 20 is supplied. The generated laser beam is guided from section I of the apparatus for generating the laser beam 20, by means of protective cable with optical waveguide 21, in the section II into the housing 17 to the mirror lens 1. The mirror lens 1 mounted within the laser head 2 now directs the focused laser beam 4 onto the workpiece 19. The locally concentrated input of energy into the material of the workpiece 19 changes the state of the aggregate in the area of action. Depending on the material of the workpiece 19 sublimates or burns a part of the material. This creates a parting line or, with limited depth of cut, an engraving. The engraving or the depth of cut limitation is achieved by the user being able to set his desired cutting depth via the rotary cutter for cutting depth limitation 6. On the display 7, the setting can then be visually displayed. The cutting depth limitation defined by the user is forwarded by the rotary wheel 6 via the control cable 16 to the electronic control 5. This electronic controller 5 compares the input depth of cut with the depth of cut measured by the measuring laser 13. If the cutting depth measured by the measuring laser 13 does not yet reach the nominal values, the electronic control 5 automatically increases the laser power by regulating the power of the laser power generating device 20 shown in section I via the control cable 16.

[0028] Der Beschleunigungssensor mit Gyroskop 24 unterstützt die Leistungsregulierung zusätzlich, indem die Beschleunigung des manuellen, also handgeführten Vorschubes der Laserschneideinheit II, gemessen und die Laserleistung bei verringertem Vorschub oder Stillstand, über die elektronische Steuerung 5 gedrosselt werden kann. Bei einer hohen Vorschubgeschwindigkeit wird die Laserleistung wieder erhöht.The acceleration sensor with gyroscope 24 also supports the power regulation by the acceleration of the manual, ie hand-guided feed of the laser cutting unit II, measured and the laser power at reduced feed or standstill, can be throttled via the electronic control 5. At a high feed rate, the laser power is increased again.

[0029] Bei zu starker Beschleunigung des Gehäuses 17, welche ungewollt z.B. durch einen Sturz entsteht, wird der Laser aus Sicherheitsgründen abgestellt. Das Gyroskop 24 kann auch die Neigung des Gehäuses messen. Wenn das Gehäuse zu stark geneigt ist, wird der Laser ebenfalls abgestellt.If the housing 17 is accelerated too much, which unintentionally causes e.g. caused by a fall, the laser is turned off for safety reasons. The gyroscope 24 can also measure the inclination of the housing. If the case is tilted too much, the laser is also turned off.

[0030] Der Laserstrahl wird eingeschaltet in dem der Nutzer wie bei üblichen Geräten den Startschalter 8 und den To-ter-Mann-Schalter 9 gleichzeitig drückt. Die elektronische Steuerung 5, welche das Eingangssignal des Startschalters 8 über die Steuerungskabel 16 empfängt, schaltet im Abschnitt I das Gerät zur Erzeugung des Laserstrahles 20 über das Steuerungskabel 16 ein.The laser beam is turned on in which the user presses the start switch 8 and the to-ter-man switch 9 at the same time as in conventional devices. The electronic control 5, which receives the input signal of the start switch 8 via the control cable 16, turns on in section I, the device for generating the laser beam 20 via the control cable 16 a.

[0031] Der Schneidprozess mittels fokussiertem Laserstrahl 4 benötigt Luft. Diese Umgebungsluft wird über die Nachstromöffnungen 12 durch das Gehäuse 17 in den Brennraum 10 geführt. Die durch den Schneidprozess mit Emissionen belastete Luft wird vom Brennraum 10 abgesaugt mittels Lüfter 14 und über den Filter 15 durch die Luftaustrittsöffnung 23 der Umgebungsluft wieder zugeführt. Der mit Emissionen belastete Filter 15 muss vom Nutzer nach einer bestimmten Zeit durch einen unbelasteten, neuen Filter 15 ersetzt werden.The cutting process by means of focused laser beam 4 requires air. This ambient air is passed through the downstream openings 12 through the housing 17 into the combustion chamber 10. The polluted by the cutting process with emissions air is sucked from the combustion chamber 10 by means of fan 14 and fed back through the filter 15 through the air outlet opening 23 of the ambient air. The polluted filter 15 must be replaced by the user after a certain time by an unloaded, new filter 15.

[0032] In der in Fig. 3 dargestellten Variante wird das Gehäuse 17 über den Absaugschlauch 26 an die externe Absaugvorrichtung 25 angeschlossen. Die Absaugvorrichtung 25 wird vorteilhafterweise in der Nähe der Versorgungselektronikeinheit 20 positioniert. Die Absaugvorrichtung 25 funktioniert wie ein Staubsauger und zieht die emissionsbelastete Luft aus dem Brennraum 10 über den Absaugschlauch 26 und gibt die Luft gefiltert wieder an die Umgebung ab. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass die Leistung der Absaugvorrichtung 25 durch eine externe Positionierung erhöht werden kann, damit auch Materialien, welche bei der Bearbeitung starke und giftige Emissionen erzeugen, besser gefiltert werden können.In the variant shown in Fig. 3, the housing 17 is connected via the suction hose 26 to the external suction device 25. The suction device 25 is advantageously positioned in the vicinity of the supply electronics unit 20. The suction device 25 functions like a vacuum cleaner and pulls the emission-laden air from the combustion chamber 10 via the suction hose 26 and returns the filtered air to the environment. This embodiment has the advantage that the performance of the suction device 25 can be increased by an external positioning, so that materials that produce strong and toxic emissions during processing, can be better filtered.

Bezugszeichenliste: [0033] 0 mobiles Laserschneidgerät 1 Spiegellinse 2 Laserkopf 3 Lichtwellenleiter 4 fokussierter Laserstrahl 5 elektronische Steuerung 6 Drehrad für Schnitttiefenbegrenzung 7 Display 8 Startschalter 9 Toter-Mann-Schalter 10 Brennraum 11 Glasscheibe mit Laserschutzverglasung 12 Nachstromöffnung 13 Messlaser 14 Lüfter 15 FilterLIST OF REFERENCES: mobile laser cutting device 1 mirror lens 2 laser head 3 optical waveguide 4 focused laser beam 5 electronic control 6 rotary knob for cutting depth limitation 7 display 8 start switch 9 dead man switch 10 combustion chamber 11 glass pane with laser protective glazing 12 post-flow opening 13 measuring laser 14 fan 15 filter

Claims

16 Control cable 17 Housing 18 Cutting line 19 Workpiece 20 Supply electronics unit / laser beam generating device 21 Protective cable with fiber optic cable 22 Power cable 23 Air outlet 24 Acceleration sensor 25 Suction device 26 Suction tube R Axle K Suction channel I First section II Laser cutting unit / second section Claims

1. A mobile manually movable laser cutting device (0) for creating a parting line or an engraving in workpieces (19) made of different materials, comprising a manually movable laser cutting unit (II) with a housing (17) in which an electronic control (5) is arranged and a locally fixed supply electronics unit (20) arranged at a distance from the laser cutting unit (II), wherein a laser beam can be generated in the supply electronics unit (20) and by means of a protective cable (21) with an optical waveguide (3) into the housing (17) up to a Laser head (2) is feasible and there by focusing means (1) in a focused laser beam (4) is convertible, which is feasible through a combustion chamber (10) to the surface of the workpiece (19), wherein the intensity of the focused laser beam (4 ) by means of the electronic control (5) which is connected via control cable (16) to the supply electronics unit (20), depending is controllable as needed.

2. Laser cutting device (0) according to claim 1, wherein a ventilation channel (K) in the housing (17), in the combustion chamber (10) passing and provided with an air outlet opening (23) is arranged.

3. Laser cutting device (0) according to claim 2, wherein in the ventilation channel (K) a fan (14) and a filter (15) are arranged.

4. Laser cutting device (0) according to claim 2 or 3, wherein the ventilation channel (K) via a Nachstromöffnung (12) is accessible, so that sufficient fresh air in the ventilation duct (K) can pass.

5. Laser cutting device (0) according to one of claims 2 to 4, wherein the ventilation channel (K) via a suction hose (26) with a from the housing (17) spaced suction device (25) is connected.

6. Laser cutting device (0) according to any one of the preceding claims, wherein a measuring laser (13) with the electronic control (5) is connected such that the measurement laser (13) detected distance to the surface of the workpiece (19) as a feedback signal from the electronic control (5) is usable and the intensity of the focused laser beam (4) is controlled accordingly.

7. Laser cutting device (0) according to one of the preceding claims, wherein with the electronic control (5) an acceleration sensor (24) is connected, for determining the state of motion of the mobile laser cutting device (0).

8. Laser cutting device (0) according to any one of the preceding claims, wherein a rotary wheel (6) for adjusting the depth of cut of the focused laser beam (4) in the surface of the workpiece (19) on the housing (17) is arranged, which with the electronic control (5) is operatively connected.

9. Laser cutting device (0) according to any one of the preceding claims, wherein the electronic control (5) and thus the laser beam to be generated by a dead-man switch (9) and a start switch (8) is connectable.

10. Laser head (2) for a laser cutting device (0) according to one of the preceding claims, wherein the laser head (2) has a combustion chamber (10) with at least one glass pane with laser protective glazing (11) in the housing (17) and the optical waveguide (3) is guided to a mirror lens (1) within the combustion chamber (10).

11. A method for retrofitting a cutting device with a cutting device and an electronic control (5) in a housing (17), to provide a laser cutting device (0), characterized by the steps: - removing the existing cutting device, - creating a combustion chamber (10) in the housing (17), which is equipped with a glass pane with laser protective glazing, - creation of a Nachstromöffnung (12) in the housing (17) for air supply into the combustion chamber (17), - creating a ventilation duct (K), which the housing (17) from the combustion chamber (10) to an air outlet opening (23), - introduction of an optical waveguide (3) through the housing (17) to a mirror lens (1) in the combustion chamber (10) and connection of at least one control cable (16) between electronic Control (5) and a supply unit (20), wherein the control cable (16) and the optical waveguide (3) by a protective cable (21) are surrounded.

12. The method according to claim 11, wherein in the ventilation channel (K) a fan (14), actively controlled by the electronic control (5) is arranged.

13. The method according to claim 12, wherein in the ventilation channel (K) a passive filter (15) is arranged.

14. The method according to any one of claims 11 to 13, wherein a with the electronic control (5) connected measuring laser (13) projecting into the combustion chamber (10) of the housing (17) is arranged.