DE102004003745B4

DE102004003745B4 - Laser processing device

Info

Publication number: DE102004003745B4
Application number: DE200410003745
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Rössinger Markus
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2024-01-24
Also published as: DE102004003745A1

Abstract

Eine an einem Handhabungselement (16) fixierbare Laserbearbeitungsvorrichtung (1) zum Verschweißen von zumindest teilweise überlappend angeordneten verzinkten Blechbauteilen (2, 3), mit einer Lasereinrichtung (4) und einer Spannvorrichtung (5), welche die Blechbauteile (2, 3) während der Bearbeitung im Bereich eines Verbindungsflansches (10) verspannt, wobei die Spannvorrichtung (5) zwei relativ zueinander verfahrbare Spannelemente (6, 7), nämlich ein erstes Spannelement (6) und ein zweites Spannelement (7), aufweist, wobei zumindest der Verbindungsflansch (10) der Blechbauteile (2, 3) in einer Funktionsstellung der Spannvorrichtung (5) zwischen den Spannelementen (6, 7) verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (5) mittels eines Servomotors (12) betätigbar ist, dass an den Spannelementen (6, 7) jeweils ein Spannkörper (8, 9) lösbar fixiert ist und dass die Lasereinrichtung (4) in der Funktionsstellung der Spannvorrichtung (5) relativ zu der Spannvorrichtung (5) entlang des Verbindungsflansches (10) der Blechbauteile (2, 3) verfahrbar ist, wobei die Lasereinrichtung (4) ein durch einen Servomotor (17) antreibbares Verstellelement (18) aufweist, mittels welchem die Lasereinrichtung (4) relativ zur Spannvorrichtung (5) entlang einer Vorschubachse (19) parallel zum Verbindungsflansch (10) verfahrbar ist.A laser processing device (1) which can be fixed on a handling element (16) for welding galvanized sheet metal components (2, 3) arranged at least partially overlapping, with a laser device (4) and a clamping device (5), which supports the sheet metal components (2, 3) during the Machining in the region of a connecting flange (10) clamped, wherein the clamping device (5) comprises two relatively movable clamping elements (6, 7), namely a first clamping element (6) and a second clamping element (7), wherein at least the connecting flange (10 ) of the sheet metal components (2, 3) in a functional position of the clamping device (5) between the clamping elements (6, 7) is clamped, characterized in that the clamping device (5) by means of a servo motor (12) is actuated that on the clamping elements ( 6, 7) in each case a clamping body (8, 9) is releasably fixed and that the laser device (4) in the functional position of the clamping device (5) relative to the Spannvorrichtu ng (5) along the connecting flange (10) of the sheet metal components (2, 3) is movable, wherein the laser device (4) by a servomotor (17) drivable adjusting element (18), by means of which the laser device (4) relative to the clamping device (5) along a feed axis (19) parallel to the connecting flange (10) is movable.

Description

Die Erfindung betrifft eine insbesondere an einem Handhabungselement fixierbare Laserbearbeitungsvorrichtung zum Verschweißen von zumindest teilweise überlappend angeordneten verzinkten Blechbauteilen, mit einer Lasereinrichtung und einer mittels eines Servomotors betätigbaren Spannvorrichtung, welche die Blechbauteile während der Bearbeitung im Bereich eines Verbindungsflansches verspannt.The invention relates to a laser machining device, which can be fixed in particular to a handling element, for welding galvanized sheet metal components arranged at least partially overlapping, with a laser device and a clamping device which can be actuated by means of a servomotor and clamps the sheet metal parts during machining in the region of a connecting flange.

Zum Fügen von Blechbauteilen ist das lasergerechte Spannen ein wesentlicher Bestandteil einer prozesssicheren Fertigungstechnologie. Zum Spannen der Blechwerkstücke können entweder mehrere fest positionierte Spannvorrichtungen eingesetzt werden oder die Spannvorrichtung wird an der Laserbearbeitungsvorrichtung mitgeführt. Als Spannmittel werden Andruckrollen oder Finger eingesetzt, welche die Spannkräfte punktförmig in die Blechbauteile einleiten.Laser joining clamping is an integral part of process-reliable manufacturing technology for joining sheet metal components. For clamping the sheet metal workpieces, either a plurality of fixedly positioned clamping devices can be used or the clamping device is carried along on the laser processing device. As clamping means pinch rollers or fingers are used, which introduce the clamping forces punctiform in the sheet metal components.

Beim Schweißen von verzinkten Blechbauteilen ist die Einhaltung eines definierten Spaltes von 0,2 mm ± 0,1 mm zwischen den Verbindungsflanschen zur Zinkentgasung notwendig. Dieser Spalt wird typischerweise durch in die Blechbauteile eingeprägte Abstandhalter, beispielsweise Noppen, erzeugt.When welding galvanized sheet metal components, it is necessary to maintain a defined gap of 0.2 mm ± 0.1 mm between the connecting flanges for zinc degassing. This gap is typically generated by impressed into the sheet metal components spacers, such as knobs.

Bedingt durch die punktförmigen Spannkräfte können die zu verbindenden Blechbauteile im Bereich des Verbindungsflansches, insbesondere zwischen den Abstandselementen (Noppen) derart zusammengedrückt werden, dass Schweißnahtfehler aufgrund unzureichender Zinkentgasung auftreten können.Due to the punctiform clamping forces, the sheet metal components to be joined in the region of the connecting flange, in particular between the spacer elements (nubs) can be compressed so that weld defects can occur due to insufficient zinc degassing.

In der EP 1 201 352 A2 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art beschrieben. Eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Verschweißen von überlappend angeordneten Blechbauteilen ist mit einem als Roboterarm ausgebildeten Handhabungselement verbunden. In einer ersten Ausführungsform sind eine Lasereinrichtung und eine Spannvorrichtung jeweils an einem Träger fixiert, an welchem auch das Handhabungselement fixiert ist. In einer weiteren Ausführungsform ist die Spanneinrichtung an dem Träger und die Lasereinrichtung an der Spanneinrichtung fixiert. Die Spannvorrichtung weist eine mittels eines Servomotors und einer Gewindespindel angetriebene Andruckrolle auf. Die Andruckrolle übt einen Druck auf einen Verbindungsflansch der zu verschweißenden Blechbauteile aus, wodurch die Blechbauteile verspannt werden.In the EP 1 201 352 A2 already a device of the type mentioned is described. A laser processing device for welding overlapping sheet metal components is connected to a handling element designed as a robot arm. In a first embodiment, a laser device and a tensioning device are each fixed to a carrier on which also the handling element is fixed. In a further embodiment, the clamping device is fixed to the carrier and the laser device to the clamping device. The tensioning device has a pressure roller driven by means of a servomotor and a threaded spindle. The pressure roller exerts a pressure on a connecting flange of the sheet metal components to be welded, whereby the sheet metal components are braced.

Dabei erweist es sich als nachteilig, dass die durch die Spannvorrichtung erzeugte Spannkraft bzw. Andruckkraft nur von einer Seite auf die zu verschweißenden Blechbauteile wirkt. Dabei muss die Gegenkraft zur Spannkraft durch das Handhabungselement, insbesondere durch den Roboterarm aufgenommen werden. Dadurch ist die maximal mögliche Spannkraft bei einer maximalen Tragkraft eines herkömmlichen Roboters von 125–150 kg auf entsprechend 1250–1500 N beschränkt. Durch die beschriebene Anbindung ergibt sich eine sehr starre Kopplung zwischen dem Handhabungselement und der Andruckrolle, so dass kleine bauteilbedingte Unebenheiten durch Verformung des Handhabungselementes kompensiert werden müssen, soweit diese nicht durch eine extrem schnelle Umstellung der Gewindespindel kompensiert werden können. Zusätzlich ergibt sich bei der beschriebenen zweiten Ausführungsform das Problem, dass bei einem Verfahren der Andruckrolle, die Lasereinrichtung relativ zu dem Verbindungsflansch der Blechbauteile bewegt wird, wodurch der Fokus des Laserstrahls aus dem Bereich des Verbindungsflansches heraus bewegt wird. Hierdurch kann eine prozesssichere Schweißung der Blechbauteile nicht mehr gewährleistet werden.It proves to be disadvantageous that the clamping force generated by the clamping device or pressing force acts only from one side on the sheet metal parts to be welded. In this case, the counterforce to the clamping force must be absorbed by the handling element, in particular by the robot arm. As a result, the maximum possible clamping force at a maximum carrying capacity of a conventional robot of 125-150 kg is limited to 1250-1500 N. The described connection results in a very rigid coupling between the handling element and the pressure roller, so that small component-related unevenness must be compensated by deformation of the handling element, as far as they can not be compensated by an extremely fast conversion of the threaded spindle. In addition, in the described second embodiment, the problem arises that in a method of the pinch roller, the laser device is moved relative to the connecting flange of the sheet metal components, whereby the focus of the laser beam is moved out of the region of the connecting flange. As a result, a process-reliable welding of sheet metal components can no longer be guaranteed.

Aus der JP 08090264 ist eine weitere Laserbearbeitungsvorrichtung bekannt, welche eine Lasereinrichtung und eine Spannvorrichtung mit einem pneumatischen Antrieb aufweist. Die Spannvorrichtung weist zwei hintereinander angeordnete Andruckrollen auf, welche einseitig oder beidseitig der zu verschweißenden Blechbauteile angeordnet sind. Bei einem Vorschub der Laserbearbeitungsvorrichtung läuft die hintere der beiden Andruckrollen stets über die durch die Lasereinrichtung erzeugte Schweißnaht, was zu einer unvorteilhaften Schwingungsanregung in den Blechbauteilen führen kann. Außerdem können stärker gekrümmte Flanschbereiche aufgrund der hintereinander angeordneten Rollenpaare nicht gespannt und verschweißt werden. Durch die pneumatische Spanntechnik werden nur geringe Spannkräfte ermöglicht, wodurch sehr genaue Passungsgenauigkeiten der Blechbauteile erforderlich sind, um eine prozesssichere Schweißung zu gewährleisten. Eine Spannweganpassung an unterschiedliche Blechstärken im Bereich des Verbindungsflansches ist mittels der pneumatischen Spanntechnik nicht möglich.From the JP 08090264 another laser processing apparatus is known, which has a laser device and a clamping device with a pneumatic drive. The tensioning device has two pressure rollers arranged one behind the other, which are arranged on one side or on both sides of the sheet metal components to be welded. With a feed of the laser processing device, the rear of the two pinch rollers always runs over the weld produced by the laser device, which can lead to unfavorable vibration excitation in the sheet metal components. In addition, more curved flange areas can not be tensioned and welded due to the successively arranged pairs of rollers. By the pneumatic clamping technology only low clamping forces are possible, whereby very accurate fit accuracies of the sheet metal components are required to ensure a reliable process welding. A clamping distance adjustment to different sheet thicknesses in the region of the connecting flange is not possible by means of pneumatic clamping technology.

Die DE 201 12 510 U1 beschreibt bereits eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Verschweißen von zumindest teilweise überlappend angeordneten, verzinkten Blechbauteilen mit einer Lasereinrichtung und einer Spannvorrichtung, welche die Blechbauteile während der Bearbeitung im Bereich eines Verbindungsflansches verspannt, wobei die Spannvorrichtung zwei relativ zueinander verfahrbare Spannelemente aufweist und wobei zumindest der Verbindungsflansch der Blechbauteile in einer Funktionsstellung der Spannvorrichtung zwischen den Spannelementen verspannt ist.The DE 201 12 510 U1 already describes a laser processing device for welding at least partially overlapping arranged galvanized sheet metal components with a laser device and a clamping device which braces the sheet metal components during machining in the region of a connecting flange, wherein the clamping device comprises two relatively movable clamping elements and wherein at least the connecting flange of the sheet metal components in a functional position of the clamping device is clamped between the clamping elements.

Aus der DE 42 16 014 A1 ist eine Laserschweißvorrichtung zum Verschweißen zweier Metallbleche miteinander bekannt. Während des Verschweißens werden die Metallbleche in gegenseitiger Berührung durch eine Haltevorrichtung in einer vorbestimmten Schweißstellung gehalten, wobei die Haltevorrichtung die Metallbleche entlang eines linearen Schweißweges in gegenseitiger Berührung hält. From the DE 42 16 014 A1 For example, a laser welding apparatus for welding two metal sheets together is known. During welding, the metal sheets are held in mutual contact by a holding device in a predetermined welding position, the holding device holding the metal sheets in mutual contact along a linear welding path.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laserbearbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mittels welcher die erforderliche Prozesssicherheit beim Schweißen von überlappend angeordneten verzinkten Blechbauteilen gewährleistet bzw. verbessert werden kann.Against this background, the invention has the object to provide a laser processing device of the type mentioned above, by means of which the required process reliability can be ensured or improved when welding overlapping arranged galvanized sheet metal components.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a laser processing apparatus according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine insbesondere an einem Handhabungselement fixierbare Laserbearbeitungsvorrichtung zum Verschweißen von zumindest teilweise überlappend angeordneten verzinkten Blechbauteilen vorgesehen, bei welcher die Spannvorrichtung zwei relativ zueinander verfahrbare Spannelemente aufweist, wobei zumindest der Verbindungsflansch der Blechbauteile in einer Funktionsstellung der Spannvorrichtung zwischen den Spannelementen verspannt ist. Die durch die servomotorische Spannachse erzeugte Spannkraft wird hierdurch doppelseitig, also von beiden Seiten in den Verbindungsflansch der zu verschweißenden Bleche eingeleitet. Durch diesen geschlossenen Kraftfluss innerhalb der Laserbearbeitungsvorrichtung entstehen keinerlei Reaktionskräfte auf das Handhabungselement und es können hohe Spannkräfte von ca. 4000 N erzeugt werden, was insbesondere beim Schweißen hochfester Bleche sehr vorteilhaft ist. Mittels der durch den Servomotor verfahrbaren Spannvorrichtung kann eine maßliche definierte Spannung der Blechbauteile erfolgen. Insbesondere kann durch eine programmierbare Spannwegbegrenzung der Spannelemente sichergestellt werden, dass die Blechbauteile nicht aufgrund einer hohen Punktlast zwischen den in den Blechbauteilen angeordneten Abstandselementen zusammengedrückt werden und dadurch den zum Laserschweißen von verzinkten Blechbauteilen unbedingt erforderlichen Entgasungsspalt verschließen. Außerdem kann durch die Programmierung der Spannwegbegrenzung für mehrere Positionen mit unterschiedlichen Blechpaketstärken ein lasergerechtes Spannen auch von komplexen Werkstücken ermöglicht werden. Durch eine zusätzliche Erfassung des Spanndrucks kann in Verbindung mit der Wegmessung der servomotorischen Spannachse die Prozesssicherheit wesentlich verbessert werden.According to the invention, therefore, a laser processing device which can be fixed in particular to a handling element is provided for welding at least partially overlapping galvanized sheet metal components, wherein the clamping device comprises two relatively movable clamping elements, wherein at least the connecting flange of the sheet metal components is clamped in a functional position of the clamping device between the clamping elements. The clamping force generated by the servo-motor clamping axis is thereby introduced on both sides, ie from both sides into the connecting flange of the sheets to be welded. Due to this closed flow of force within the laser processing device, no reaction forces are generated on the handling element and high clamping forces of approximately 4000 N can be generated, which is very advantageous, in particular, when welding high-strength sheets. By means of the movable by the servo motor clamping device can be made a dimensionally defined voltage of the sheet metal components. In particular, can be ensured by a programmable Spannwegbegrenzung the clamping elements that the sheet metal components are not compressed due to a high point load between the arranged in the sheet metal spacers and thereby close the required for laser welding of galvanized sheet metal components degassing. In addition, by programming the clamping path limitation for several positions with different laminated core thicknesses, a laser-oriented clamping of even complex workpieces can be made possible. By additional detection of the clamping pressure, the process reliability can be significantly improved in conjunction with the distance measurement of the servo-motor clamping axis.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an den Spannelementen jeweils ein Spannkörper lösbar fixiert ist. Durch diese lösbare Fixierung der Spannkörper kann die Spannvorrichtung bzw. die Laserbearbeitungsvorrichtung an unterschiedliche Spannsituationen, beispielsweise hinsichtlich der erforderlichen Spannkräfte oder hinsichtlich der Ausgestaltung des Verbindungsflansches, durch Austauschen der Spannkörper einfach und ohne viel Aufwand angepasst werden.Furthermore, the invention provides that in each case a clamping body is releasably fixed to the clamping elements. By this releasable fixation of the clamping body, the clamping device or the laser processing device can be adapted to different clamping situations, for example, in terms of the necessary clamping forces or in terms of the design of the connecting flange, by replacing the clamping body easily and without much effort.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, dass die Lasereinrichtung in einer Funktionsstellung der Spannvorrichtung relativ zu der Spannvorrichtung entlang des Verbindungsflansches der Blechbauteile verfahrbar ist. Eine Punktberührung der Spannkörper führt bei hohen Spannkräften und einem gleichzeitigen Vorschub der Laserbearbeitungsvorrichtung entlang des zu verschweißenden Verbindungsflansches zur Bildung von unerwünschten Spurrillen im Verbindungsflansch der Blechbauteile, insbesondere bei hochfesten, warmumgeformten oder dicken Blechen, welche größere Formtoleranzen aufweisen. Dadurch, dass die Lasereinrichtung im gespannten Zustand der Spannvorrichtung relativ zu dieser verfahrbar ist, kann die Ausbildung von Spurrillen verhindert werden. In der Praxis wird diese Weiterbildung insbesondere dann eingesetzt, wenn die Spannkörper bzw. die Spannelemente als Spannzange ausgebildet sind.Another feature of the invention is that the laser device in a functional position of the clamping device relative to the clamping device along the connecting flange of the sheet metal components is movable. A point contact of the clamping body leads at high clamping forces and a simultaneous feed of the laser processing device along the connecting flange to be welded to the formation of undesirable ruts in the connecting flange of the sheet metal components, especially in high-strength, hot-formed or thick sheets, which have greater dimensional tolerances. Characterized in that the laser device in the tensioned state of the clamping device is movable relative to this, the formation of ruts can be prevented. In practice, this development is used in particular when the clamping body or the clamping elements are designed as a collet.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass der Laserbearbeitungsvorrichtung ein Handhabungselement, insbesondere eine Roboterhand, zugeordnet ist, mittels welcher die Laserbearbeitungsvorrichtung entlang des Verbindungsflansches der Blechbauteile bewegbar ist, wobei zwischen der Laserbearbeitungsvorrichtung und dem Handhabungselement ein eine relative Bewegung zwischen dem Handhabungselement und der Laserbearbeitungsvorrichtung ermöglichendes Ausgleichselement angeordnet ist. Hierdurch können bauteilbedingte Lageschwankungen der Laserbearbeitungsvorrichtung im gespannten Zustand zur programmierten Position des Handhabungselementes kompensiert werden.A particularly advantageous development of the present invention is also achieved in that the laser processing device is associated with a handling element, in particular a robot hand, by means of which the laser processing device along the connecting flange of the sheet metal components is movable, wherein between the laser processing device and the handling element a relative movement between the Handling element and the laser processing device enabling compensation element is arranged. As a result, component-related positional fluctuations of the laser processing device in the tensioned state can be compensated for the programmed position of the handling element.

Eine andere besonders zweckmäßige Weiterbildung wird auch dadurch geschaffen, dass die Lasereinrichtung derart mit dem ersten Spannelement verbunden ist, dass die Lasereinrichtung in der Funktionsstellung der Spannvorrichtung einen konstanten Abstand zum Verbindungsflansch der Blechbauteile aufweist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Fokus des durch die Lasereinrichtung generierten Laserstrahls im Bereich des Verbindungsflansches der Blechbauteile liegt, wodurch die Schweißnahtfehler reduziert und die Prozesssicherheit erhöht wird.Another particularly expedient development is also created in that the laser device is connected to the first clamping element such that the laser device has a constant distance to the connecting flange of the sheet metal components in the functional position of the clamping device. This makes it possible to ensure that the focus of the laser beam generated by the laser device is in the region of the connecting flange of the sheet-metal components, whereby the weld seam defects are reduced and the process reliability is increased.

Besonders vorteilhaft ist auch, dass das zweite Spannelement über ein Verstellelement, insbesondere einen Gewindetrieb, mit dem Servomotor verbunden ist. Hierdurch können kleine Spannwege ermöglicht werden, so dass bei geeigneter Wahl der Übersetzung zwischen Motor und Gewindetrieb hohe Spannkräfte bei gleichzeitig kleinem Bauraum möglich sind.It is also particularly advantageous that the second clamping element is connected via an adjustment, in particular a screw, with the servo motor. As a result, small clamping paths can be made possible, so that with a suitable choice of the translation between the motor and screw high clamping forces with a small space are possible.

Dabei erweist es sich als besonders praxisnah, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Spannelement eine Linearführung angeordnet ist. Durch die Führung kann eine definierte Spannsituation erzeugt und ein Verkanten der Spannelemente relativ zueinander vermieden werden.It proves to be particularly practical that between the first and the second clamping element, a linear guide is arranged. By the guide a defined clamping situation can be generated and tilting of the clamping elements can be avoided relative to each other.

Dabei können die Spannelemente oder die Spannkörper als Spannzange, Andruckrolle oder Andruckfinger ausgebildet sein. Bei der Verwendung einer beiseitigen Andruckrolle kann beispielsweise der Vorschub der Laserbearbeitungsvorrichtung in der Funktionsstellung der Spannvorrichtung erfolgen. Beim Schweißen von hochfesten Blechbauteilen sollte dagegen aufgrund der erforderlichen hohen Spannkräfte eine Spannzange verwendet werden.In this case, the clamping elements or the clamping body may be formed as a collet, pressure roller or Andruckfinger. When using a non-sided pressure roller, for example, the feed of the laser processing device in the functional position of the clamping device can be done. When welding high-strength sheet metal components, however, a collet should be used due to the high clamping forces required.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass die Lasereinrichtung ein durch einen Servomotor antreibbares Verstellelement, insbesondere ein Zahnstangen-Ritzelantrieb, aufweist. Hierdurch kann die Lasereinrichtung sehr genau entlang des Verbindungsflansches der Blechbauteile verfahren werden.It proves to be particularly advantageous that the laser device has a drivable by a servo motor adjusting element, in particular a rack and pinion drive having. As a result, the laser device can be moved very accurately along the connecting flange of the sheet metal components.

Als besonders zweckmäßig erweist sich dabei eine zwischen der Lasereinrichtung und der Spannvorrichtung, insbesondere dem ersten Spannelement, angeordnete Linearführung. Durch diese Führung wird die Lasereinrichtung definiert und ohne Verkanten relativ zu der Spannvorrichtung bewegt, wodurch die Prozesssicherheit erhöht wird.In this case, a linear guide arranged between the laser device and the tensioning device, in particular the first tensioning element, proves particularly expedient. By this guidance, the laser device is defined and moved without tilting relative to the clamping device, whereby the process reliability is increased.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt eine Prinzipdarstellung einer Laserbearbeitungsvorrichtung 1 zum Verschweißen von zwei teilweise überlappend angeordneten verzinkten Blechbauteilen 2, 3 in einer teilweise geschnittenen Darstellung. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 weist eine Lasereinrichtung 4 und eine Spannvorrichtung 5. auf. Die Spannvorrichtung 5 weist ein erstes und ein zweites Spannelement 6, 7 auf an welchen jeweils ein Spannkörper 8, 9 lösbar fixiert ist. Die Spannelemente 6, 7 bzw. die Spannkörper 8, 9 spannen die Blechbauteile 2, 3 im Bereich eines Verbindungsflansches 10, während ein durch die Lasereinrichtung 4 erzeugter Laserstrahl 11 die beiden Blechbauteile 2, 3 miteinander verschweißt. Das zweite Spannelement 7 kann mittels eines Servomotors 12 relativ zum ersten Spannelement 6 verfahren werden (siehe Doppelpfeil A). Hierzu ist zwischen dem zweiten Spannelement 7 und dem Servomotor 12 ein als Gewindetrieb ausgebildetes Verstellelement 13 und zwischen dem ersten Spannelement 6 und dem zweiten Spannelement 7 eine Linearführung 14 angeordnet. Die Lasereinrichtung 4 ist unter Zwischenschaltung eines Ausgleichselementes 15 an einem als Roboterarm ausgebildeten und nur teilweise dargestellten Handhabungselement 16 fixiert, wobei das Ausgleichselement 15 bauteilbedingte Lageschwankungen der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 im gespannten Zustand der Spannvorrichtung 5 zur programmierten Position des Handhabungselementes 16 ausgleicht (siehe Doppelpfeil B). Mittels eines weiteren von einem Servomotor 17 betätigbaren Verstellelementes 18, welches als Ritzel-Zahnstangenantrieb ausgebildet ist, kann die Lasereinrichtung 4 relativ zur Spannvorrichtung 5 entlang einer Vorschubachse 19 parallel zum Verbindungsflansch 10 verfahren werden. Zwischen der Lasereinrichtung 4 und der Spannvorrichtung 5 bzw. dem ersten Spannelement 6 ist eine weitere Linearführung 20 angeordnet.The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows a schematic diagram of a laser processing device 1 for welding two partially overlapping galvanized sheet metal components 2 . 3 in a partially cut representation. The laser processing device 1 has a laser device 4 and a tensioning device 5 , on. The tensioning device 5 has a first and a second clamping element 6 . 7 on which in each case a clamping body 8th . 9 is releasably fixed. The clamping elements 6 . 7 or the clamping body 8th . 9 clamp the sheet metal components 2 . 3 in the area of a connecting flange 10 while passing through the laser device 4 generated laser beam 11 the two sheet metal components 2 . 3 welded together. The second clamping element 7 can by means of a servomotor 12 relative to the first clamping element 6 be moved (see double arrow A). For this purpose is between the second clamping element 7 and the servomotor 12 a trained as a threaded adjusting element 13 and between the first clamping element 6 and the second tensioning element 7 a linear guide 14 arranged. The laser device 4 is with the interposition of a compensation element 15 on a trained as a robot arm and only partially illustrated handling element 16 fixed, with the compensation element 15 component-related position fluctuations of the laser processing device 1 in the tensioned state of the tensioning device 5 to the programmed position of the handling element 16 compensates (see double arrow B). By means of another from a servomotor 17 actuatable adjusting element 18 , which is designed as a pinion rack drive, the laser device 4 relative to the clamping device 5 along a feed axis 19 parallel to the connecting flange 10 be moved. Between the laser device 4 and the tensioning device 5 or the first clamping element 6 is another linear guide 20 arranged.

Claims

One on a handling element ( 16 ) fixable laser processing device ( 1 ) for welding at least partially overlapping galvanized sheet metal components ( 2 . 3 ), with a laser device ( 4 ) and a tensioning device ( 5 ), which the sheet metal components ( 2 . 3 ) during machining in the region of a connecting flange ( 10 ), wherein the tensioning device ( 5 ) two relatively movable clamping elements ( 6 . 7 ), namely a first tensioning element ( 6 ) and a second clamping element ( 7 ), wherein at least the connecting flange ( 10 ) of the sheet metal components ( 2 . 3 ) in a functional position of the tensioning device ( 5 ) between the clamping elements ( 6 . 7 ), characterized in that the tensioning device ( 5 ) by means of a servomotor ( 12 ) is operable that on the clamping elements ( 6 . 7 ) each one clamping body ( 8th . 9 ) is releasably fixed and that the laser device ( 4 ) in the functional position of the tensioning device ( 5 ) relative to the tensioning device ( 5 ) along the connecting flange ( 10 ) of the sheet metal components ( 2 . 3 ), wherein the laser device ( 4 ) by a servomotor ( 17 ) drivable adjusting element ( 18 ), by means of which the laser device ( 4 ) relative to the tensioning device ( 5 ) along a feed axis ( 19 ) parallel to the connecting flange ( 10 ) is movable.

Laser processing device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the laser device ( 4 ) in such a way with the first clamping element ( 6 ), that the laser device ( 4 ) in the functional position of the tensioning device ( 5 ) a constant distance to the connecting flange ( 10 ) of the sheet metal components ( 2 . 3 ) having.

Laser processing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second clamping element ( 7 ) via an adjusting element ( 13 ) with the servomotor ( 12 ) connected is.

Laser processing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the first and the second clamping element ( 6 . 7 ) a linear guide ( 14 ) is arranged.

Laser processing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping elements ( 6 . 7 ) or the clamping bodies ( 8th . 9 ) are designed as a collet, pressure roller or Andruckfinger.

Laser processing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by a servomotor ( 17 ) drivable adjusting element ( 18 ) is a rack and pinion drive.

Laser processing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the laser device ( 4 ) and the tensioning device ( 5 ) a linear guide ( 20 ) is arranged.