DE102004051225A1

DE102004051225A1 - Roboter und Verfahren zur Steuerung eines Roboters

Info

Publication number: DE102004051225A1
Application number: DE200410051225
Authority: DE
Inventors: Stefan Maier; Thomas Wechs
Original assignee: ROBOT TECHNOLOGY GmbH; ROBOT-TECHNOLOGY GmbH
Current assignee: ROBOT TECHNOLOGY GmbH; ROBOT-TECHNOLOGY GmbH
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: DE102004051225C5; DE202004021568U1; DE102004051225B4

Abstract

Roboter, der mit einem Laser zur Ausstrahlung eines Laserstrahls (4) zur Bearbeitung von Werkstücken ausgerüstet ist und eine Roboterhand (1) mit zumindest einer Handachse (8) mit zumindest einem Spiegel (9) zur Umlenkung des Laserstrahls (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Roboterhand (1) ein Scanner (2) mit zumindest zwei zumindest abschnittsweise unabhängig voneinander beweglichen Scannerspiegeln derart integriert ist, dass der hinter Scannerspiegel im wesentlichen in der oder in Verlängerung der hintere dem Scanner (2) befindlichen Handachse (8) angeordnet ist, wobei der Laserstrahl (4) von dem hinteren Scannerspiegel aus der hinter dem Scanner (2) befindlichen Handachse (8) herausgespiegelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Roboter, der mit einem Laser zur Ausstrahlung eines Laserstrahls zur Bearbeitung von Werkstücken ausgerüstet ist und eine Roboterhand mit zumindest einer Handachse mit zumindest einem Spiegel zur Umlenkung des Laserstrahls aufweist und ein Verfahren zur Steuerung eines Roboters.

Roboter zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlung weisen regelmäßig mehrere Achsen auf, durch die Bewegungen gesteuert ausgeführt werden können. Bekannt ist es, Scanner im Standbetrieb zum Schweißen einzusetzen. Beim Schweißen mit Scanner wird ein langbrennweitig fokussierter Laserstrahl frei über das Werkstück gelenkt.

Als nachteilig erweist es sich, dass entweder nur ein stationärer Betrieb möglich ist, oder sich bei Montage auf einem Roboter große Störradien bei der Verschwenkung während der Bearbeitung ergeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Roboter anzugeben, der schnell und präzise auch komplexe Strahlwege auf dem Werkstück abfahren kann, wobei er zugleich einen kompakten Aufbau besitzt.

Die Aufgabe wird unter Einbeziehung der Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Roboterhand ein Scanner mit zumindest zwei zumindest abschnittsweise unabhängig voneinander beweglichen Scannerspiegeln derart integriert ist, dass der hintere Scannerspiegel im wesentlichen in der oder in Verlängerung der hinter dem Scanner befindlichen Handachse angeordnet ist, wobei der Laserstrahl von dem hinteren Scannerspiegel aus der hinter dem Scanner befindlichen Handachse herausgespiegelt ist.

Die Roboterhand ist über eine oder mehrere Handachsen verschwenkbar und verfügt über eine Spiegelleitvorrichtung für die Weiterleitung des Laserstrahls bis zu einem Laserausgangsbereich aus der Roboterhand. Erfindungsgemäß ist in die Roboterhand nunmehr ein Scanner integriert. Der Scanner weist zumindest zwei gut bewegliche Scannerspiegel auf, die beispielsweise mittels einer Ansteuerung sehr präzise und schnell verfahren werden können. Im Scanner wird der Laserstrahl somit nach der Einleitung nach Bedarf verschwenkt und aus dem Laserausgangsbereich des Scanners, der auch den Laserausgangsbereich der Roboterhand bildet, ausgestrahlt.

Der Laserstrahl wird dabei aus einer – vom Austrittspunkt des Laserstrahls aus der Roboterhand betrachtet hinter dem Scanner angeordneten – Handachse heraus nahezu unmittelbar auf den – wiederum vom Austrittspunkt des Laserstrahls aus der Roboterhand aus betrachtet – hinteren Scannerspiegel geleitet. Durch den hinteren Spiegel der Handachse wird der Laserstrahl somit direkt aus dem vorhergehenden Laserweg in die Handachse eingeleitet und zugleich anschließend auf sehr kurzem Wege auf den hinteren Scannerspiegel.

Im Stand der Technik ist üblicherweise ein zweiter, vorderer Spiegel in der bezeichneten Handachse der Roboterhand zur Ausleitung des Laserstrahls zu einer Laserausgangsdüse aus der Roboterhand notwendig. Dieser vordere Spiegel ist im Stand der Technik nur verhältnismäßig langsam zusammen mit dem als hinteren Spiegel der Handachse in einer Einheit mit dem Handachsenantrieb zu verfahren. Der hintere Scannerspiegel übernimmt somit erfindungsgemäß einerseits die Funktion dieses vorderen, sonst notwendigen Spiegel der Handachse. Darüber hinaus ist durch den integrierten Scanner neben dem Auskoppeln des Laserstrahls aus der Handachse zugleich eine weitere schnelldynamische Ablenkung mittels des hinteren Scannerspiegels sowie eine weitere Leitung des Laserstrahls über den vorderen Scannerspiegel möglich. Durch die Integration des Scanners in die Roboterhand kann somit mit einer großen Dynamik und zugleich einem sehr kleinen Störradius in kleinen wie auch in großen Laserbearbeitungsbereichen durch die sehr gut beweglichen Scannerspiegel präzise gearbeitet werden.

Der Scanner liegt im wesentlichen in der geometrischen Achse der mechanischen Handachse. Die geometrische Achse schneidet somit zumindest den hinteren Scannerspiegel, der auf diese Weise den Laserstrahl, der im wesentlichen zmindest nahe der geometrischen Achse verläuft, aus der geometrischen Achse der Handachse herauslenken kann.

Bei der Erzeugung von Bearbeitungsbahnkurven des Laserstrahls kann ausgewählt werden, ob lediglich ein leichtes Einritzen der Oberfläche erfolgen oder das Material vollständig durchtrennt werden soll. Mit dem dargestellten Roboter ist es möglich, mit der Roboterhand eine runde Bahnkurve zu fahren, wobei der Scanner den Laserstrahl eine längere Bahnkurve beschreiben lassen kann, die sogar zumindest bereichsweise eckig sein kann, ohne dass die Roboterhandachsen derart komplexe Figuren nachvollziehen müssten. Dies reduziert die für eine lange Bahnkurve benötigte Zeit erheblich und es wird eine bessere Bahngenauigkeit erreicht.

Vorteilhaft ist es somit, wenn der hintere Scannerspiegel eine Doppelfunktion erfüllt, indem er einerseits den Laserstrahl aus der Handachse herausspiegelt und andererseits dem Laserstrahl zumindest einen Teil der Scanbewegung aufprägt.

Eine einfache Steuerung der Bewegung ist möglich, wenn bei der Achsbewegung der Handachse eine im wesentlichen synchrone Drehung des Spiegels hinter dem Scanner und des hinteren Scannerspiegels erfolgt unter Beibehaltung der Positionsrelation der beiden Scannerspiegel zueinander und dass die Scanbewegung in einem Scanbewegungsbereich des hinteren Scannerspiegels unabhängig von dem Spiegel hinter dem Scanner erfolgt.

Der Aufbau des Anschlusses des Scanners in der Handachse ist sehr stabil und sicher ausführbar, wenn der Laserstrahl mittig in den Scanner eingeleitet wird und nahezu unmittelbar auf den hintersten Scannerspiegel auftrifft.

Eine bezüglich der anschließenden Scannerbewegung sehr flexibler allseitig ansteuerbarer Winkelbereich ist gegeben, der Laserstrahl an dem hinteren Scannerspiegel um einen Winkel von etwa 90 Grad abgelenkt wird.

Eine sehr große Scannweite kann erreicht werden, wenn ausgeführt werden, wenn die lichte Weite der Öffnung des Ausgangsbereichs des Scanners im wesentlichen dem Auslenkbereich beim Scannen entspricht.

Vorteilhaft ist es, wenn der vordere Scannerspiegel den Laserstrahl in Richtung Ausgangsbereich nahezu parallel zum Strahlweg des aus dem Laser austretenden Laserstrahls ablenkt. Der Roboter hat auf diese Weise eine große Reichweite und kann auch entfernte Objekte einfach bearbeiten.

Die Ansteuerung und das Verfahren ist in einem großen Winkelbereich möglich, wenn die Scannerspiegel durch jeweils einen Motor zu verfahren sind.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Schneideinheit im Ausgangsbereich des Laserstrahls aus dem Scanner aufsetzbar ist, so dass alternativ zu dem Scanmodus ein Modus mit durch die aufgesetzte Schneideinheit auf einen zu schneidenden Bereich konzentriert ausgelassenem Prozessgas stattfinden kann. Durch den Düsenaufsatz kann der Prozessgasstrom weiter nach vorne an das Werkstück gebracht werden. Der Prozessgasstrom ist stärker auf den Bereich konzentriert, in dem der Laserstrahl auf das Werkstück trifft. Somit werden unerwünschte Verbrennungserscheinungen vermieden und die Bearbeitung kann auch bei einer längeren Prozessdauer oder tiefen Schnitten mit einer sauberen Oberfläche vorgenommen werden. Der Schneidmodus kann alternativ zu dem Scanmodus eingesetzt werden, vorzugsweise vollautomatisch durch ein kurzes Verfahren des Roboters. Somit können die unterschiedlichen Bearbeitungsvorgänge direkt nebeneinander bei einer nur kurzen Unterbrechungszeit vorgenommen werden.

Eine zusätzliche Fokussierung und Einstellung der Brennweite ist möglich, wenn dass die Schneideinheit, die im Ausgangsbereich des Laserstrahls aus dem Scanner angeordnet ist, eine Düse und eine zumindest eine Austrittslinse aufweisende Schneidoptik aufweist.

Auch sehr kleine Bearbeitungsschritte auf dem Werkstücke können mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden, wenn die Austrittslinse so ausgebildet ist, dass der durch die Scannerspiegel abgelenkte Laserstrahl zur optischen Achse der Austrittslinse hin gebrochen wird.

Vorteilhaft bei Anwendungen zur Beschriftung oder Kennzeichnung von Bauteilen ist es, wenn durch die Austrittslinse aus einer Winkeldifferenz von annähernd 11° nach Durchlaufen des Scanners eine Winkeldifferenz von annähernd 2–3° nach Durchlaufen der Austrittslinse erzeugt wird.

Der Prozessgasstrom wird in eine optimale Nähe und Konzentration zur Bearbeitungsstelle gebracht, wenn die Länge der Düse derart an den Bearbeitungsabstand angepasst ist, dass ein Prozessgasstrom unmittelbar bis zu dem Bearbeitungsbereich geführt ist.

Eine optische Einrichtung wird gut von Prozessgas umspült, wenn die Schneideinheit eine Ringdüse aufweist, durch die Prozessgas geleitet werden kann. Zudem kann dadurch ein zylinderartiger Luftstrom erzeugt werden, der die Bearbeitungsstelle umspült, jedoch nicht direkt darauf auftrifft.

Vorteilhaft für eine lange Lebensdauer der Austrittslinse ist es, wenn die Ringdüse ein Luftpolster vor der Austrittslinse der Schneideinheit aufbaut.

Eine gezielte und zugleich sparsame Versorgung mit Prozessgas ist möglich, wenn das Prozessgas durch den Scanner durch Haltebrücken der Scannerbauelemente geleitet wird. Das Gas wird in einem Einlassbereich aus der Handachse in den Scanner eingeleitet und durchfließt Scannerhaltebrücken, die beispielsweise mit Boh rungen versehen sind. Der Prozessgasstrom mündet im Austrittsbereich des Laserstrahls aus dem Scanner, dort vorzugsweise in einer Ringdüse oder in einer angeschlossenen Düsenspitze, so dass die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gezielt mit einem Prozessgasstrom mit einer angepassten Stärke versorgt werden kann.

Ein einfacher und zugleich sehr stabiler und reversibler Verbindungsvorgang kann erreicht werden, wenn an den Ausgangsbereich mittels eines Bajonettverschlusses eine Düsenverlängerung zur Herstellung einer Schneideinheit aufgesetzt werden kann.

Ein sehr großer Arbeitsbereich kann abgefahren werden, wenn ein Brennpunkt in einem Abstand von etwa 200 mm erreicht wird.

Ein weiter Bearbeitungsbereich ohne zusätzliches Verfahren ist erreichbar, wenn das Bearbeitungsfeld des Roboters im Scanmodus etwa 100 mm × etwa 100 mm beträgt.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Leitung des Laserstrahls drei Spiegel in dem Bereich zwischen Ausgang des Laserstrahls aus dem Laser des Roboters und Eintritt des Laserstrahls in den Scanner und zwei Scannerspiegel vorgesehen sind oder zur Leitung des Laserstrahls ein Spiegel in dem Bereich zwischen Ausgang des Laserstrahls aus dem Laser des Roboters und Eintritt des Laserstrahls in den Scanner und zwei Scannerspiegel vorgesehen sind.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Scanner beweglich an dem Roboter angebracht ist und nach dem Positionieren des Scanners die Ansteuerung des Scanners erfolgt.

Ein sehr schnelles Verfahren des Laserstrahls ist möglich, wenn das Positionieren und Ansteuern des Scanners im wesentlichen zeitgleich erfolgt.

Eine Optimierung bezüglich Roboterfahrweg und Fahrzeit wird erreicht, wenn die Roboterbewegung mit der Scannerbewegung synchronisiert wird.

Die Bearbeitung der Werkstücke kann mit unterschiedlichen Verfahren und unter unterschiedlichen Bedingungen erfolgen, wenn eine Schneiddüse aus einer Wechselstation bedarfsweise aufgenommen wird.

Eine Ankopplung einer Düse oder einer Düsenverlängerung kann ohne Eingreifen einer Person vorgenommen werden, wenn der Roboter in den Bereich der Wechseleinrichtung fährt, und mittels einer Drehbewegung eine Ankoppelung einer langen Düse an einen dafür vorgesehenen Adapter vornimmt, wobei der Adapter auch eine bereits angebrachte, kürzere Düse sein kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert ist; es zeigen
1 eine Roboterhand mit einem Scanner,
2a eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners,
2b eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners,
2c eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners,
2d eine Ansicht von Bauteilen des Scanners,
3a einen Scanner mit Schneiddüse,
3b einen Querschnitt durch eine Düse,
3c einen Querschnitt durch eine Düse und
4 eine Wechseleinrichtung für einen Düsenwechsel.
1 zeigt eine Roboterhand 1 mit einem Scanner 2. Der Scanner 2 ist in die Roboterhand 1 integriert. Ein Laserstrahl 4 aus einem im Roboter eingesetzten, nicht dargestellten Laser, insbesondere einem CO2-Laser, wird durch den Roboter und durch die Roboterhand 1 mittels entsprechend angepasster und ausgerichteter Spiegel 31, 32, 8 gelenkt. Die Spiegel sind im Inneren der Roboterhand untergebracht und somit nicht direkt sichtbar dargestellt. Der Scanner 2 ist in Verlängerung einer Handachse 8 der Roboterhand 1 angebracht, wobei der Scanner 2 in einer Position eines zweiten Spiegels der Handachse 8 angebracht ist, so dass dieser Spiegel entfallen kann und der Scanner dessen Funktion mit übernimmt. Die Roboterhand 1 weist somit lediglich drei Spiegel 31, 32 und 9 anstelle üblicherweise vier Spiegel auf. Der Sanner ersetzt somit im Fall eines fünfachsigen Roboters zumindest einen Teil der fünften Achse.
Der Scanner kann an der Handachse 8 drehbar angebracht sein, so dass eine Positionierung des Scanners schnell mittels einer Vielzahl von Achsen erfolgen kann. In einem Austrittsbereich 22 der Laserstrahls 4 aus dem Scanner ist eine Öffnung 20 mit einer großen lichten Weite 19 angesetzt. Durch bewegliche, beispielsweise in 2d dargestellte, Scannerspiegel ist der entlang der Handachse 8 in den Scanner eingeleitete Laserstrahl 4 über einen weiten Winkelbereich verkippbar und somit für eine flexible und schnelle Bearbeitung eines Werkstücks verfügbar. Der Scanner ist so intergriert, dass der Laserstrahl im wesentlichen mittig in den Scanner eintritt und direkt auf den hinteren Spiegel trifft. An dem hinteren Scannerspiegel wird der Laserstrahl um etwa 90° abgelenkt und trifft auf einen vorderen Scannerspiegel. Der vordere Scannerspiegel lenkt den Laserstrahl in Richtung einer Schneiddüse zumindest teilweise parallel zum Strahlengang des urspünglichen Laserstrahls in Richtung Schneidbereich. Der Laserstrahl kann durch Motoren abgelenkt werden, so dass beliebige Schnittkonturen wie z.B. Kreise, Rechtecke, aber auch Schriftzüge hergestellt werden können.
2a zeigt eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners 2. Der Scanner weist Motoren 5, 21 zur Verstellung der Scannerspiegel auf. Motoren, Steuerelemente sowie beispielsweise eine Düsenanordnung im Austrittsbereich 22 des Laserstrahls 4 sind an zwischen nicht dargestellten Seitenwänden 29 des Scanners verlaufenden Haltebrücken 35 befestigt. Die Ringdüse 3 erzeugt ein Luftfenster vor einer Austrittslinse, damit sich keine Verschmutzungen auf der Austrittslinse festsetzen, und zugleich einen zylinderförmigen Luftstrom Richtung Werkstück, so dass der Bearbeitungsprozess ermöglicht wird. Der Bearbeitungsprozess weist hierdurch keine Verbrennungseigenschaften auf und es kann ein sauberes Schnittbild ein weit entfernter freier Brennpunkt von beispielsweise 200 mm erreicht werden. Es ist möglich, den Roboter zu verfahren und zugleich den Scanner zu betätigen, so dass eine Bahnkurve mit Ecken erzeugt werden kann, obwohl der Roboter eine runde Bewegung vollzieht.
2b zeigt eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners 2, wobei eine Seite 33 gezeigt ist, an der Schrauben 36 zur Befestigung des Scanners 2 an der Handachse 8 vorgesehen sind. Der Prozessgaseingang 7 wird durch wie beispielhaft dargestellt drei Prozessgasdurchführungen 18 durch den Befestigungsbereich an der Seite 33 gewährleistst. Diese dienen zur Einleitung des Prozessgases in die Haltebrücken 35 des Scanners 2. Der Eintritt des Laserstrahls in den Scanner erfolgt im Laserstrahleingang 6.
2c zeigt eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Scanners 2 mit Scannerspiegeln 10, 11 sowie Motoren 21, 5 zu deren Bedienung. Durch Öffnungen in den Haltebrücken 35 wird das Prozessgas bis zur Ringdüse 3 im Austrittsbereich 22 des Laserstrahls geleitet.
2d zeigt eine Ansicht von Bauteilen des Scanners, wobei die tragenden Haltebrücken sowie Teile der Motoren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt wurden. Der hintere Scannerspiegel 10 sowie der vordere Scannerspiegel 11 sind zueinander geneigt dargestellt. Sie sind jeweils durch einen Motor 21, 5 verstellbar. Der Laserstrahl 4 fällt durch eine Öffnung 33 in der Seite 34 des Scanners 2 in den Scanner ein und wird über die Spiegel bis zu einer Austrittslinse 23 im Austrittsbereich 22 des Laserstrahls geleitet.
3a zeigt einen mit Seitenwänden 29 verschlossenen Scanner mit Schneiddüse. Die Düse 27 weist eine Ringdüse 3 sowie eine Schneiddüse 12 auf. Im vorderen Bereich der Schneiddüse ist mittels eines Klemmrings noch eine vordere Düse 13 beispielsweise aus Messing zur wieteren Fokussierung des Prozessgases angebracht.
3b zeigt einen Querschnitt durch eine Düsenanordnung. Das Prozessgas wird in den Leitungsbereich des Ringdüse 3 eingeleitet und strömt am vorderen Bereich der Düse aus, während eine Bearbeitung des Werkstücks erfolgt. Durch die große Öffnung 20 der Düse können Laserstrahlen mit Winkeln 24 austreten. Die Scannerspiegel erzeugen beispielsweise eine Strahlabweichung von der Senkrechten mit einer Winkeldifferenz 25 etwa 11°. Nach Durchgang des Laserstrahls durch die Austrittslinse 23 wird hieraus eine Winkeldifferenz 26 von etwa 2 bis 3°.
3c zeigt einen Querschnitt durch eine Düse 27 mit einer Gesamtlänge 28 mit einer Schneiddüse 12. Das Prozessgas strömt aus der Ringdüse 3 in das Innere der Schneiddüse 12. An der Spitze der Düse tritt das Prozessgas in der Nähe der Bearbeitungsstelle mit einer großen Strömungsstärke aus und ermöglicht somit einen sicheren und sauberen Bearbeitungsvorgang.
4 zeigt eine Wechseleinrichtung 30 für einen Düsenwechsel. Die Düse wird mittels eines verstellbaren und steuerbaren Zylinders 16 in der Wechseleinrichtung verdrehsicher gehalten. Die Ringdüse 3 an dem Austrittsbereich 22 des Scanners 2 weist mit dem Bajonettverschluss korrespondierende Stifte 17 zum Aufsetzen eines in der Wechseleinrichtung 30 eingesetzten Teils eines Verschlusses 15, insbesondere eines Bajonettverschlusses für eine Anbringung einer Schneiddüse 12 auf. Die Roboterhand mit integriertem Scanner kann dann mittels einer Drehbewegung die Düse aufdrehen du nach Zurückfahren des Zylinders aus der Wechseleinrichtung herausnehmen.

1: Roboterhand
2: Scanner
3: Ringdüse
4: Laserstrahl
5: Motor
6: Laserstrahleingang
7: Prozessgaseingang
8: Handachse
9: hinterer Spiegel
10: hinterer Scannerspiegel
11: vorderer Scannerspiegel
12: Schneiddüse
13: vordere Düse
14: Klemmring
15: Verschluss
16: Zylinder
17: Stift
18: Prozessgasdurchführung
19: lichte Weite
20: Öffnung
21: Motor
22: Austrittsbereich
23: Austrittslinse
24: optische Achse
25: Winkeldifferenz
26: Winkeldifferenz
27: Düse
28: Länge
29: Seitenwand
30: Wechseleinrichtung
31: Spiegel
32: Spiegel
33: Öffnung
34: Seite
35: Haltebrücke
36: Schraube

Claims

Roboter, der mit einem Laser zur Ausstrahlung eines Laserstrahls (4) zur Bearbeitung von Werkstücken ausgerüstet ist und eine Roboterhand (1) mit zumindest einer Handachse (8) mit zumindest einem Spiegel (9) zur Umlenkung des Laserstrahls (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Roboterhand (1) ein Scanner (2) mit zumindest zwei zumindest abschnittsweise unabhängig voneinander beweglichen Scannerspiegeln (10, 11) derart integriert ist, dass der hintere Scannerspiegel (10) im wesentlichen in der oder in Verlängerung der hinter dem Scanner (2) befindlichen Handachse (8) angeordnet ist, wobei der Laserstrahl (4) von dem hinteren Scannerspiegel (10) aus der hinter dem Scanner (2) befindlichen Handachse (8) herausgespiegelt ist.
Roboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Scannerspiegel (10) eine Doppelfunktion erfüllt, indem er einerseits den Laserstrahl (4) aus der Handachse (8) herausspiegelt und andererseits dem Laserstrahl (4) zumindest einen Teil der Scanbewegung aufprägt.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Achsbewegung der Handachse (8) eine im wesentlichen synchrone Drehung des Spiegels (9) hinter dem Scanner (2) und des hinteren Scannerspiegels (10) erfolgt unter Beibehaltung der Positionsrelation der beiden Scannerspiegel (10, 11) zueinander und dass die Scanbewegung in einem Scanbewegungsbereich des hinteren Scannerpiegels (10) unabhängig von dem Spiegel (9) hinter dem Scanner (2) erfolgt.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (4) im wesentlichen mittig in den Scanner (2) eingeleitet wird und nahezu unmittelbar auf den hintersten Scannerspiegel (10) auftrifft.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (4) an dem hinteren Scannerspiegel (10) um einen Winkel von etwa 90 Grad abgelenkt wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite (19) der Öffnung (20) des Ausgangsbereichs (21) des Scanners (2) im wesentlichen dem Auslenkbereich beim Scannen entspricht.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Scannerspiegel den Laserstrahl in Richtung Ausgangsbereich (22) nahezu parallel zum Strahlweg des aus dem Laser austretenden Laserstrahls (4) ablenkt.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scannerspiegel (10, 11) durch jeweils einen Motor (5, 21) zu verfahren sind.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideinheit im Ausgangsbereich (22) des Laserstrahls (4) aus dem Scanner (2) aufsetzbar ist, so dass alternativ zu dem Scanmodus ein Modus mit durch die aufgesetzte Schneideinheit auf einen zu schneidenden Bereich konzentriert ausgelassenem Prozessgas stattfinden kann.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit, die im Ausgangsbereich des Laserstrahls (4) aus dem Scanner (2) angeordnet ist, eine Düse (27) und eine zumindest eine Austrittslinse (23) aufweisende Schneidoptik aufweist.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittslinse (23) so ausgebildet ist, dass der durch die Scannerspiegel abgelenkte Laserstrahl zur optischen Achse (24) der Austrittslinse hin gebrochen wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Austrittslinse (23) aus einer Winkeldifferenz (25) von annähernd 11° nach Durchlaufen des Scanners (2) eine Winkeldifferenz (26) von annähernd 2–3° nach Durchlaufen der Austrittslinse (23) erzeugt wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (28) der Düse (27) derart an den Bearbeitungsabstand angepasst ist, dass ein Prozessgasstrom unmittelbar bis zu dem Bearbeitungsbereich geführt ist.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit eine Ringdüse (3) aufweist, durch die Prozessgas geleitet werden kann.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdüse (3) ein Luftpolster vor der Austrittslinse (23) der Schneideinheit aufbaut.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas durch den Scanner (2) durch Haltebrücken (30) der Scannerbauelemente geleitet wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgangsbereich (22) mittels eines Bajonettverschlusses (15) eine Düsenverlängerung aufgesetzt werden kann.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennpunkt in einem Abstand von etwa 200 mm erreicht wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsfeld des Roboters im Scanmodus etwa 100 mm × etwa 100 mm beträgt.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leitung des Laserstrahls (2) drei Spiegel in dem Bereich zwischen Ausgang des Laserstrahls aus dem Laser des Roboters und Eintritt des Laserstrahls (4) in den Scanner (2) und zwei Scannerspiegel (10, 11) vorgesehen sind.
Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Leitung des Laserstrahls (4) ein Spiegel in dem Bereich zwischen Ausgang des Laserstrahls (4) aus dem Laser des Roboters und Eintritt des Laserstrahls (4) in den Scanner (2) und zwei Scannerspiegel (10, 11) vorgesehen sind.
Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanner (2) beweglich an dem Roboter angebracht ist und nach dem Positionieren des Scanners (2) die Ansteuerung des Scanners (2) erfolgt.
Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren und Ansteuern des Scanners (2) im wesentlichen zeitgleich erfolgt.
Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterbewegung mit der Scannerbewegung synchronisiert wird.
Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse (27) aus einer Wechseleinrichtung (30) bedarfsweise aufgenommen wird.
Verfahren zur Steuerung eines Roboters nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in den Bereich der Wechseleinrichtung (30) fährt, und mittels einer Drehbewegung eine Ankoppelung einer langen Düse an einen dafür vorgesehenen Adapter vornimmt, wobei der Adapter auch eine bereits angebrachte, kürzere Düse sein kann.