CN110087824A - 借助激光照射加工工件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从工件上去除材料的激光加工机床,该激光加工机床包括:第一工位(III),在所述第一工位上布置有激光加工工具(4)并且借助所述激光加工工具(4)在所述第一工位(III)上进行工件的加工;至少一个第二工位(II),在所述第二工位上进行工件的测量和/或加工;和传送装置(5),所述传送装置用于在所述第一工位(III)和所述第二工位(II)之间移动工件,其中,所述传送装置(5)至少具有两个传送单元(6、7),所述传送单元(6、7)能够在两个不同的空间方向(x、y)上彼此独立地移动,使得所述传送单元(6、7)在第一空间方向(x)上以经过彼此的方式移动,其中,所述第一和所述第二工位(III、II)沿着所述第一空间方向(x)布置。

Description

借助激光照射加工工件的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于借助激光照射加工(例如,打孔、切割或材料去除)工件的装置和方法。
背景技术
原则上,诸如激光切割机等激光加工机床是已知的。它们包括激光加工工具,在激光加工工具上提供高能激光照射。如果该高能激光照射施加到待加工的工件上,则实现材料去除。
已知的是,激光加工机床还具有测量工位,以便基于在测量工位上获取的测量值执行工件加工。特别地,通过布置在测量工位上的传感器,能够测量工件在空间中的位置,以为随后的工件加工提供依据。
迄今已知的激光加工机床的缺点在于,借助激光加工工具的激光加工只在相对短的时段上进行,并且进行工件供应和工件测量时的时段不能用于工件加工。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种激光加工机床,在该激光加工机床中,进行工件加工的激光加工工具在其工作时间方面被更有效地使用。
该目的通过独立权利要求1和17的特征实现。优选实施例是从属权利要求的主题。
根据第一方面,本发明涉及一种用于从工件上去除材料的激光加工机床。激光加工机床包括至少一个第一工位,在第一工位上设置有激光加工工具并且借助激光加工工具进行工件的加工。此外,还设置有至少一个第二工位,在第二工位上执行工件的测量和/或加工。特别地,第二工位可包括传感器,借助该传感器例如能够检测诸如几何形状、外形、高度轮廓、至少一个标记等之类的信息。例如,传感器可以是诸如相机等图像接收传感器。替代地或额外地,第二工位也可以包括被构造为用于工件加工的工具。该工具可以是激光加工工具、用于切削加工工件的工具或者用于腐蚀加工工件的工具(例如,电火花腐蚀)。此外,还设置有用于在第一工位和第二工位之间移动工件的传送装置。传送装置具有至少两个传送单元,传送单元能够在两个不同的空间方向上彼此独立地移动,使得传送单元能够在第一空间方向上以经过彼此的方式移动(aneinander vorbeibewegbar),其中,第一工位和第二工位沿着第一空间方向布置。优选地,传送单元被构造为传送单元在以经过彼此的方式移动之前在第二空间方向上彼此分开地移动,使得传送单元通过在第一空间方向上的移动而随后能够在无碰撞的情况下以经过彼此的方式移动。这也包括传送单元同时在第一空间方向和第二空间方向上移动的情况。
由此,实现了传送单元能够交替地传送具有激光加工工具的第一工位的工件,并且因此,当前不位于第一工位上的其他传送单元能够进行例如已加工的工件的取出和/或新工件的传送并且在第二工位上进行新工件的测量/加工。由此显著提高激光加工机床的生产能力,并因而显著提高它的效率。
在优选实施例中,传送装置具有导轨组件,该导轨组件在横向于第一空间方向的第二空间方向上延伸。在该导轨组件上设置有至少两个能够彼此独立地移动的行走轨道。通过这些行走轨道形成移动路径,移动路径允许相应的传送单元能够在其上移动。行走轨道能够彼此独立地沿着第二空间方向移动,以便传送单元在无碰撞的情况下经过彼此地移动。
在优选实施例中,在每条行走轨道上引导一个传送单元(尤其仅一个传送单元),传送单元能够在相对于第二空间方向横向地(尤其垂直地)延伸的第一空间方向上移动。由此,行走轨道形成用于传送单元的引导部,使得传送单元能够沿着该行走轨道移动。在此,特别地,行走轨道形成用于传送单元的滑动引导部。
在优选实施例中,借助线性直接驱动器来进行行走轨道在导轨组件上的移动和/或传送单元在相应行走轨道上的移动。线性直接驱动器的特点是高定位精度。优选地,线性直接驱动器的定位精度允许通过行走轨道沿着导轨组件的移动以及传送单元在这些行走轨道上的移动使工件以小于5μm(尤其小于1μm)的精度相对于激光加工工具定位。
在优选实施例中,第一工位和第二工位布置在公共的垂直对齐的机床平面中。在此,激光加工机床被构造为使得用于使传送单元以经过彼此的方式移动的至少一个行走轨道沿着第二空间方向移动。由此,沿着第一空间方向至少部分地具有重叠部分的传送单元(即,传送单元的一部分位于公共的垂直对齐的机床平面中)分开地移动,使得这些传送单元能够在无碰撞的情况下以经过彼此的方式移动(即,通过远离移动消除重叠)。
在优选实施例中,一条行走轨道或者至少两条行走轨道沿着第二空间方向移动,使得行走轨道在分开地移动时距离变大,以便传送单元能够以经过彼此的方式移动。
在优选实施例中,至少一条行走轨道在传送单元以经过彼此的方式移动之后沿着第二空间方向往回移动。由此,行走轨道之间的间距再次减小,并且因此,传送单元(尤其传送单元的工件支架)再次定位在公共的垂直对齐的机床平面中。
在优选实施例中,导轨组件和/或行走轨道被以温度稳定地方式构造。特别地,温度稳定能够通过循环传输的流体实现。也可以想到温度稳定的其他变体(例如,由电实现的温度稳定)。由此避免或至少显著地减少由热膨胀产生的定位不精确,从而获得更高的加工精度。
在优选实施例中,用于调节行走轨道的驱动器和/或用于调节传送单元的驱动器和/或这些驱动器的支撑位置被以温度稳定地方式构造。例如,温度稳定能够通过循环传输的流体实现。由此能够进一步改善加工精度。
在优选实施例中,传送单元均具有工件支架,工件支架能够围绕至少两个彼此垂直的空间轴线转动且/或枢转。特别地,工件支架能够被构造为通过夹紧来保持工件。通过枢转改善了加工的稳定性。例如,由此,能够在工件中引入倾斜的孔等。
在优选实施例中,传送单元均具有工件支架,布置在不同行走轨道上的传送单元布置成使得工件支架从相应的行走轨道朝向不同侧伸出(即,彼此面对)。由此通过行走轨道的适当定位将工件支架布置在机床平面中,其中,在该机床平面中应该进行在工位上执行的处理。
在优选实施例中,设置有被构造为工件供应工位的第三工位。在该工位上能够进行待加工工件的机械传送或人工传送。例如,传送也能够借助机器人实现。同样地,在第三工位上能够实现工件的翻转,以便能够在前侧加工之后执行工件的背侧加工。
在优选实施例中,第二工位(例如,测量工位)设置在第一工位和第三工位之间。此外,第三工位能够设置为外侧工位。由此,在位于加工工位的其它工件通过激光加工工具进行加工的同时,在第三工位上供应的工件能够移动到第二工位,而没有中断加工。
在优选实施例中,第一工位和第二工位布置成使得在没有在相对于第一空间方向横向地延伸的第二空间方向上移动的情况下,在工件在第一空间方向上从第二工位移动到第一工位之后,在第一工位上进行工件的加工。由此,进一步改善加工精度,因为没有产生在第二空间方向上的定位的定位不精确。
在优选实施例中,在以经过彼此的方式移动时,第一传送单元从第一工位移动到第三工位,并且第二传送单元在相反方向上从第二工位移动到第一工位。换句话说,传送单元的以经过彼此的方式移动在第一工位和第二工位之间进行。由此,激光加工工具能够尽可能长地啮合并且将工件平行地传送到其他传送单元或进行工件的测量/预处理等。
在优选实施例中,第二工位是具有用于获取工件信息的传感器的测量工位,并且在第一工位上基于在测量工位上获取的工件信息进行工件的加工。由此,例如,在工件测量之后进行精确的材料去除,例如进行用于产生孔的材料去除。
在优选实施例中,设置有光学单元,借助光学单元将由激光源提供的激光照射设置成处于摆动运动。由此,在工件中能够产生正向或负向的锥形开口或凹部(例如也具有底切部)。
在优选实施例中,在加工工位的区域中设置用于排出处理气体的装置,借助该装置排出被激光照射蒸发的材料。通过提供处理气体能够进一步提高加工质量。
根据另一方面,本发明涉及一种用于操作激光加工机床的方法,该激光加工机床包括至少一个具有激光加工工具的第一工位、至少一个第二工位和具有至少两个用于在第一工位和第二工位之间移动工件的传送单元的传送装置,其中,该方法包括下述步骤:
在第一工位上对被保持在第一传送单元上的工件执行加工步骤;
在第二工位上对被保持在第二传送单元上的工件执行测量步骤和/或加工步骤;
使第二传送单元以经过第一传送单元的方式移动,使得传送单元在横向于机床平面的第二空间方向上分开地移动并且以平行于机床平面的方式移动,以便将第一传送单元定位在第二工位上并且/或者将第二传送单元定位在第一工位上,其中,第一工位和第二工位布置在机床平面上。
本发明的意义上的术语“激光加工工具”尤其理解为用于提供高能激光照射的工具,借助该工具去除了待加工工件的材料。由此,“激光加工工具”可具有光学系统,借助光学系统来聚焦或聚集激光照射。
本发明的意义上的术语“激光加工机床”尤其理解为用于通过激光照射进行材料去除(例如激光打孔、激光切割、激光车削或平面材料去除)的机床,其中,平面材料去除只去除材料而没有产生穿过工件的开口。
本发明的意义上的表述“大约”、“基本上”或者“大概”意味着相对于相应精确值的+/-10%,优选+/-5%的偏离和/或对功能无显著改变的偏离。
从实施例的以下说明和附图,本发明的改进、优点和应用将变得显而易见。在此情况下,原则上,所有描述和/或说明的特征在单独或任何组合的情况下是本发明的主题,而不管它们在权利要求中的概述或其从属性。而且,权利要求的内容是说明书的组成部分。
附图说明
在下文中,将参考实施例的附图更详细地说明本发明。
图1示例地示出激光加工机床的实施例的立体图;
图2示例地示出根据图1的激光加工机床的侧视图;
图3示例地示出根据图1和图2的激光加工机床的俯视图;且
图4a至图4e示例地示出根据图1到图3的激光加工机床的传送装置的运动的示意性视图。
具体实施方式
图1到图3中示出激光加工机床1的不同视图。下面参照具有彼此垂直的轴(即,x轴、y轴和z轴)的笛卡尔坐标系来说明激光加工机床1。在所示的实施例中,激光加工机床1包括作为加工工位III的第一工位、作为测量工位II的第二工位和作为工件供应工位I的第三工位。应理解,该机床结构是纯粹示例性的并且还包括本发明的其他结构,例如只具有两个工位的机床或者第二工位用作其他加工工位的机床。还应理解,除加工工具之外,在加工工位上还可以设置传感器,以便能够进行工件的期望定位或重新定位。
工件供应工位I被构造为用于以合适的方式供应待加工的工件。为此,在工件供应工位I上设置有工件供应单元2。此外,工件供应工位I也能够用于取出工件,即取出已加工的工件。另外,工件供应工位I能够用于翻转工件,使得例如在上侧加工步骤之后,能够随后进行工件的下侧加工。
测量工位II具有传感器3,在加工待加工的工件之前,借助传感器3测量待加工的工件。例如,传感器3可以是相机或构形传感器。特别地,借助传感器3能够检测工件在空间中的区域位置、外形、高度轮廓和/或特定识别标记。基于这些数据随后能够在加工工位III上进行工件的加工。特别地,在工件的微米范围或亚微米范围内的高精度加工中,在工件被加工之前需要工件的这种测量。
加工工位III具有激光加工工具4,借助激光加工工具4提供准直的激光束。激光加工工具4尤其被构造为用于提供具有小于100ns的脉冲持续时间的脉冲激光束(短脉冲激光),特别地提供具有小于1ps的脉冲持续时间的脉冲激光束(超短脉冲激光)。特别地,激光加工工具4能够被构造为使得工件的材料通过升华从固态直接变成气态物质状态并且因此蒸发。由此,能够实现高精度的材料加工。在加工工位III上还可以设置传感器,借助该传感器能够检测工件上或传送单元6、7的工件支架6.1、7.1上的标记。例如,该传感器能够用于确定工件的位置以控制工件支架6.1、7.1的旋转运动或枢转运动。
如图1到图3所示,材料供应工位I、测量工位II和加工工位III设置在公共的垂直对齐的机床平面ME中,机床平面ME被x轴和z轴跨越。由此,工件供应工位I、测量工位II和加工工位III在x方向上彼此间隔地布置。
为了将待加工的工件从工件供应工位I传送到其他工位并且传送回工件供应工位I(以便移除工件或翻转工件),设置有传送装置5。传送装置5具有至少两个传送单元,在所示的实施例中确切地具有两个传送单元6、7,传送单元6、7分别具有工件支架6.1、7.1。工件支架6.1、7.1被构造为用于保持(特别是夹紧地保持)从工件供应工位I供应的工件。在此情况下,工件在被从工件供应工位I传送之后被工件支架6.1、7.1夹紧地保持,并且至少在测量工位II上测量工件且在加工工位III上加工工件期间维持该夹紧保持,以便避免工件的空间位置的尤其在工件测量和工件加工期间的不期望的改变。优选地,仅在工件供应工位I上再次解除夹紧保持,以便取出或翻转已加工的工件。
传送装置5具有导轨组件8,借助导轨组件8能够实现传送单元6、7在y方向上的移动,即实现横向于(尤其垂直于)机床平面ME的移动。例如,导轨组件8可具有多条导轨8.1,导轨8.1平行地并且彼此间隔地布置在机座10上。
在导轨组件8上设置有行走轨道9a、9b。导轨组件8与行走轨道9a、9b相互配合,使得行走轨道9a、9b可在y方向上移动。在行走轨道9a、9b上分别布置传送单元6、7,也就是说,在第一行走轨道9a上布置第一传送单元6并且在第二行走轨道9b上布置第二传送单元7。行走轨道9a、9b在导轨组件8上布置成可彼此独立地移动。特别地,为了驱动行走轨道9a、9b,可以使用线性驱动器。
于是,传送单元6、7在相应行走轨道9a、9b上以彼此独立的方式被可移动地引导,也就是说,沿着行走轨道9a、9b的纵向轴线(即在所示的实施例中在x方向上)被引导。由此,通过行走轨道9a、9b在导轨组件8上的移动和传送单元6、7在相应行走轨道9a、9b上的移动,传送单元6、7能够在水平定向的平面(x-y平面)中移动。
如上所述,至少测量平面和加工平面位于公共的机床平面ME中,其中,测量工位II上的工件测量在测量平面中进行,加工工位III上的工件加工在加工平面中进行。由此,原则上,能够实现的是,被保持在传送单元6、7上的工件在其在测量工位II上被测量之后通过在y方向上没有移动的情况下仅在x方向上移动而被传送到加工工位III上并在那里进行加工。此外,在所示的实施例中,至少一个(优选两个)传送单元6、7也在y方向上移动,以便允许传送单元6、7以经过彼此的方式移动。
从图2中能够特别地看出,传送单元6、7布置成使得它们的工件支架6.1、7.1彼此面对,即第一传送单元6的工件支架6.1朝向机床后侧(正y方向)竖立并且第二传送单元7的工件支架7.1朝向机床前侧(负y方向)竖立。在第一传送单元6例如位于测量工位II上以测量被保持在测量工位II上的工件并且第二传送单元7例如位于加工工位III上以加工被保持在加工工位III上的工件的机床状态下,传送单元6、7的至少部分(特别是它们的工件支架6.1、7.1)位于公共机床平面ME中。换句话说,因此,传送单元6、7的至少部分重叠,从而在传送单元6、7没有在y方向上相对彼此移动的情况下,第一传送单元6从测量工位II到加工工位III的移动和第二传送单元7从加工工位III到工件供应工位I的同时移动不可能没有冲突。
下文将基于示意性的图4a到图4e更详细说明传送装置5的运动周期。这些附图只示出传送装置5的沿着各个工位I到III的基本组件,即导轨组件8、行走轨道9a、9b和传送单元6、7。
在图4a中,第一传送单元6位于工具供应工位I上,以便供应待加工的工件。第二传送单元7位于测量工位II上,以便测量被保持在测量工位II上的工件。行走轨道9a、9b定位在y方向上,使得在y方向上看时,工件支架6.1、7.1布置在相同高度处。
在将工件供应到第一传送单元6之后,例如工件准备在测量工位II上进行测量并等待,直到第二传送单元7从测量工位II移动到加工工位III。在第二传送单元7从测量工位II移出之后,第一传送单元6移动到测量工位II,以便测量之前供应的工件(图4b)。
如图4c所示,行走轨道9a、9b随后在y方向上相对彼此分离(如双箭头表示),使得行走轨道9a、9b之间的距离变大。这可以通过使两条行走轨道9a、9b中的仅一条轨道移动或者使两条轨道都移动来实现。在分离之后,传送单元6、7在相反方向上(如在x方向上延伸的箭头所示)移动,并且在此以经过彼此的方式移动。
如图4d中的相反地延伸的箭头所示,在传送单元6、7以经过彼此的方式移动之后,行走轨道9a、9b之间的距离再次减少,即行走轨道9a、9b彼此相向移动。在此情况下,可以使行走轨道9a、9b中的仅一条轨道移动或者使两条轨道都移动。
图4e示出行走轨道9a、9b在它们初始位置处的位置,使得能够在加工工位III上进行被保持在传送单元6上的工件的加工并且在工件供应工位I上进行被保持在传送单元7上的工件的取出或翻转。
为实现传送装置5的高的移动精度和运动顺序的高精确重复性,传送装置5被构造为至少部分地温度稳定。特别地,温度稳定能通过流体冷却,特别通过水冷实现。特别地,如图3所示,行走轨道9a、9b能够具有蛇形地敷设的管道9.1,在管道9.1中引导用于实现温度稳定的流体。此外,导轨组件8、行走轨道9a、9b的驱动器或传送单元6、7和/或这些单元的支撑元件也可以是温度稳定的。由此,能够显著减少或避免由热膨胀导致的误差或偏差。此外,机座10能够至少部分地由高质量材料(例如石头,特别是花岗岩的)制造,以便提高激光加工机床1的加工精度。
此外,除了工件支架6.1、7.1能够在x-y方向上平移移动之外,它们还能够旋转地调节。特别地,工件支架6.1、7.1均能够围绕两条彼此独立的空间轴线旋转,也就是说特别地,工件支架6.1、7.1均能够围绕在y方向上延伸的第一空间轴线和相对于第一空间轴线横向地(尤其垂直地)延伸(在x-z平面中延伸)的第二空间轴线旋转。由此,工件能够在各个工位上以合适的方式旋转或枢转,以便能够在工件中引入斜孔。
设置在各个工位I到工位III上的单元(例如,设置在工件供应工位I上的工件交换单元11,或者设置在测量工位II上的传感器3和设置在加工工位III上的激光加工工具4,或其部分)能够在z方向上移动,以便能够将各个单元定位在所需高度,以进行由它们执行的加工步骤。
在激光加工工具4上提供的激光照射通过激光单元12提供。例如,该激光单元12布置或集成在激光加工机床1的机座10中。激光单元12可以是短脉冲激光(脉冲持续时间小于100ns)或超短脉冲激光(脉冲持续时间小于1ps)。借助这种激光单元12,尤其通过待去除的材料的升华,能够实现工件的高精度加工。例如,升华能够在诸如氩气或氮气等处理气体的作用下进行,借助处理气体排出已蒸发的材料。
通过合适的光束导向器13将由激光单元12提供的激光照射供应到激光加工工具4。在光束导向器13中可以设置用于在摇摆运动中偏移激光照射的光学元件14。例如,该光学元件能够通过圆柱透镜望远镜、楔形板光学器件或多面镜扫描仪光学器件形成。通过激光束的摇摆运动(Taumelbewegung)能够在工件中产生孔或凹部,孔或凹部具有正向或负向的圆锥形状(锥体在激光束的相反方向上或在激光束的方向上开口)。
优选地,激光单元12提供圆振极化激光照射。通过圆振极化确保了由激光束进行的材料加工不具有比其他空间方向具有更快的材料去除的优选方向。由此在x方向和y方向上实现了每单位时间内相同或基本相同的材料去除。
上面通过示例性实施例描述了本发明。应理解,在没有脱离基于本发明的发明构思的情况下,可以进行许多改变以及修改。因此,激光加工机床1能够偏离示例性实施例的上述说明只由两个工位组成,其中,第一工位是具有激光加工工具的加工工位,并且第二工位被构造为测量工位和/或其他加工工位。例如,部件的供应能够随后在第二工位上进行。传送装置被构造为在这些工位之间移动传送单元。
附图标记列表
1 激光加工机床
2 工件供应单元
3 传感器
4 激光加工工具
5 传送装置
6 第一传送单元
6.1 工件支架
7 第二传送单元
7.1 工件支架
8 导轨组件
8.1 导轨
9a 第一行走轨道
9b 第二行走轨道
9.1 管道
10 机座
11 工件交换单元
12 激光单元
13 光束导向器
14 光学元件
ME 机床平面
x x方向
y y方向
z z方向
I 第三工位
II 第二工位
III 第一工位

Claims (17)

1.一种用于从工件上去除材料的激光加工机床,其包括:
至少一个第一工位(III),在所述第一工位上设置有激光加工工具(4),并且借助所述激光加工工具(4)在所述第一工位上加工所述工件;
至少一个第二工位(II),在所述第二工位上测量且/或加工所述工件;和
传送装置(5),所述传送装置用于在所述第一工位(III)和所述第二工位(II)之间移动所述工件,
其中,所述传送装置(5)具有至少两个传送单元(6、7),所述传送单元能够在两个不同的空间方向(x、y)上彼此独立地移动,使得所述传送单元(6、7)在第一空间方向(x)上以经过彼此的方式移动,所述第一工位(III)和所述第二工位(II)沿着所述第一空间方向布置。
2.根据权利要求1所述的激光加工机床,其特征在于,所述传送装置(5)具有导轨组件(8),所述导轨组件在第二空间方向(y)上延伸,并且在所述导轨组件(8)上设置有能够彼此独立地移动的至少两条行走轨道(9a、9b)。
3.根据权利要求2所述的激光加工机床,其特征在于,尤其仅一个所述传送单元(6、7)在每条所述行走轨道(9a、9b)上被引导,所述传送单元能够在相对于所述第二空间方向(y)横向地延伸的所述第一空间方向(x)上移动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,借助线性直接驱动器来进行所述行走轨道(9a、9b)在所述导轨组件(8)上的移动和/或所述传送单元(6、7)在相应的所述行走轨道(9a、9b)上的移动。
5.根据前述权利要求2到4中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述第一工位(III)和第二工位(II)布置在公共的垂直对齐的机床平面(ME)中,并且所述激光加工机床(1)被构造为使得至少一条所述行走轨道(9a、9b)沿着相对于所述机床平面(ME)横向地延伸的第二空间方向(y)移动,以使所述传送单元(6、7)以经过彼此的方式移动。
6.根据权利要求5所述的激光加工机床,其特征在于被构造成使得一条所述行走轨道(9a、9b)或至少两条所述行走轨道(9a、9b)沿着所述第二空间方向(y)移动。
7.根据权利要求5或6所述的激光加工机床,其特征被构造成使得至少一条所述行走轨道(9a、9b)在使所述传送单元(6、7)以经过彼此的方式移动之后沿着所述第二空间方向(y)往回移动。
8.根据前述权利要求2到7中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述导轨组件(8)和/或所述行走轨道(9a、9b)被以温度稳定地方式构造。
9.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,用于调节所述行走轨道(9a、9b)的驱动器和/或用于调节所述传送单元(6、7)的驱动器被以温度稳定地方式构造。
10.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述传送单元(6、7)均具有工件支架(6.1、7.1),所述工件支架能够围绕至少两个相互垂直的空间轴线旋转且/或枢转。
11.根据前述权利要求2到9中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述传送单元(6、7)均具有工件支架(6.1、7.1),并且设置在不同的所述行走轨道(9a、9b)上的所述传送单元(6、7)布置成使得所述工件支架(6.1、7.1)从相应的所述行走轨道(9a、9b)朝向不同侧伸出。
12.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于设置有被构造为工件供应工位的第三工位(I)。
13.根据权利要求12所述的激光加工机床,其特征在于,所述第二工位(II)设置在所述第一工位(III)和所述第三工位(I)之间。
14.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述第一工位(III)和第二工位(II)布置成使得在所述工件在没有在相对于所述第一空间方向(x)横向地延伸的第二空间方向(y)上移动的情况下在所述第一空间方向(x)上移动之后,所述工件被加工。
15.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于被构造成使得在以经过彼此的方式移动时,第一传送单元(6)从所述第一工位(III)移动到所述第二工位(II),并且第二传送单元(7)在相反方向上从所述第二工位(II)移动到所述第一工位(III)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工机床,其特征在于,所述第二工位(II)是具有用于获取工件信息的传感器(3)的测量工位,并且在所述第一工位(III)上基于所述工件信息进行所述工件的加工。
17.一种用于操作激光加工机床(1)的方法,所述激光加工机床包括至少一个具有激光加工工具(4)的第一工位(III)、第二工位(II)以及传送装置(5),所述传送装置具有至少两个用于在所述第一工位(III)和所述第二工位(II)之间移动工件的传送单元(6、7),其中,所述方法包括下述步骤:
在所述第一工位(III)上对被保持在第一传送单元(6)上的工件执行加工步骤;
在所述第二工位(II)上对被保持在第二传送单元(6)上的工件执行测量和/或加工步骤;
使所述第二传送单元(7)以经过所述第一传送单元(6)的方式移动,使得所述传送单元(6、7)在横向于机床平面(ME)的第二空间方向(y)上分开地移动并且以平行于所述机床平面(ME)的方式移动,以将所述第一传送单元(6)定位在所述第二工位(II)上并且/或者将所述第二传送单元(7)定位在所述第一工位(III)上,其中,在所述机床平面(ME)上布置有所述第一工位和第二工位(III、II)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114786869A (zh) * 2019-11-10 2022-07-22 马丁·齐默尔 具有至少两个加工机器人的加工单元

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7310829B2 (ja) * 2018-10-31 2023-07-19 株式会社ニコン 加工システム、及び、加工方法
DE102020117827B3 (de) * 2020-07-07 2021-10-21 Manz Ag Förderanlage mit linearen Achsvorrichtungen
DE102022111603A1 (de) 2022-05-10 2023-11-16 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Verfahren und Fertigungssystem zur Herstellung und Prüfung einer Schlitz-Steg-Schwächungslinie in einem Fahrzeuginnenverkleidungsteil

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08175641A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Rohm Co Ltd 搬送装置
JPH09136181A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Amada Co Ltd ワーククランプ装置およびその装置を用いたレーザ加工方法
JP2004001947A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 New Japan Radio Co Ltd 半導体装置の搬送装置
CN1642690A (zh) * 2002-05-15 2005-07-20 施美尔机械有限公司 自动化机床
JP2007238237A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Seiko Epson Corp ワーク搬送装置
JP2010142816A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Ihi Corp 溶接加工装置及び溶接加工方法
CN102332488A (zh) * 2011-05-25 2012-01-25 湖南红太阳光电科技有限公司 一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法和装置
JP2016029304A (ja) * 2014-07-18 2016-03-03 Thk株式会社 ねじ装置用冷却ノズル及び運動案内装置用冷却ノズル
CN105563118A (zh) * 2016-03-15 2016-05-11 温州智元知识产权管理有限公司 物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机
CN205324997U (zh) * 2016-01-16 2016-06-22 芜湖安普机器人产业技术研究院有限公司 一种用于汽车散热器管路自动焊接装置
EP3042733A1 (en) * 2013-09-02 2016-07-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composite processing device and composite processing method

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08175641A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Rohm Co Ltd 搬送装置
JPH09136181A (ja) * 1995-11-13 1997-05-27 Amada Co Ltd ワーククランプ装置およびその装置を用いたレーザ加工方法
CN1642690A (zh) * 2002-05-15 2005-07-20 施美尔机械有限公司 自动化机床
JP2004001947A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 New Japan Radio Co Ltd 半導体装置の搬送装置
JP2007238237A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Seiko Epson Corp ワーク搬送装置
JP2010142816A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Ihi Corp 溶接加工装置及び溶接加工方法
CN102332488A (zh) * 2011-05-25 2012-01-25 湖南红太阳光电科技有限公司 一种用于晶体硅太阳能电池激光边缘隔离的方法和装置
EP3042733A1 (en) * 2013-09-02 2016-07-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composite processing device and composite processing method
JP2016029304A (ja) * 2014-07-18 2016-03-03 Thk株式会社 ねじ装置用冷却ノズル及び運動案内装置用冷却ノズル
CN205324997U (zh) * 2016-01-16 2016-06-22 芜湖安普机器人产业技术研究院有限公司 一种用于汽车散热器管路自动焊接装置
CN105563118A (zh) * 2016-03-15 2016-05-11 温州智元知识产权管理有限公司 物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114786869A (zh) * 2019-11-10 2022-07-22 马丁·齐默尔 具有至少两个加工机器人的加工单元

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