DE102010025127B4

DE102010025127B4 - Lasergerät zum Lasergravieren oder Laserschneiden mit einem Zuführsystem zur variablen Material- oder Teilezuführung

Info

Publication number: DE102010025127B4
Application number: DE201010025127
Authority: DE
Inventors: Matthias Kluczinski; Robert Güttler
Original assignee: EUROLASER GmbH
Current assignee: EUROLASER GmbH
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2030-06-26
Also published as: DE102010025127A1

Abstract

Lasergerät (19) zum Lasergravieren oder Laserschneiden mit einem Zuführsystem zur variablen Material- oder Teilezuführung, wobei a) das Lasergerät (19) einen feststehenden, aber absenkbaren oder entfernbaren Arbeitstisch (23) enthält mit Zugangsklappen an der Gerätevorder- und Rückseite, die oberhalb des abgesenkten Arbeitstisches (23) einen freien Durchtritt ermöglichen, so dass ein durchgehendes Fach (22) entsteht, und eine automatische Endloszuführung (1) von hinten in das durchgehende Fach (22) des Lasergerätes (19) eingefahren und mittels Justierelementen (13) und Schnellverschlüssen (12) exakt fixiert werden kann, b) die automatische Endloszuführung (1) aus einem fahrbaren Wagen (9) mit traversenartigen Kragarmen (24) und darauf gelagerter Fördereinheit (8) besteht und der Wagen (9) auf Laufrollen (10) verschiebbar ist, c) die Vorderseite des separaten Wagens (9) der automatischen Endloszuführung (1) zwischen den zwei traversenartigen Kragarmen (24) und zwei vorderen Laufrollen (10) eine liegende U-Form zum Unterfahren der Rückseite des Lasergerätes (19) bildet, d) das Lasergerät (19) einen...

Description

Die Erfindung betrifft ein Lasergerät zum Lasergravieren oder Laserschneiden mit einem Zuführsystem zur variablen Material- oder Teilezuführung. Lasergravier- und Laserschneidgeräte zeichnen sich dadurch aus, dass die Zuführung und Entnahme der Werkstücke oder des Materials entweder manuell oder automatisiert erfolgt. Während der manuellen Zuführung und Entnahme wird der Arbeitsprozess des Lasers unterbrochen. Diese Stillstandszeiten des Lasers erhöhen die Fertigungszeit, wodurch diese Vorgehensweise nur bei kleinen Serien sinnvoll ist. Geräte mit dieser Arbeitsweise enthalten eine feste Arbeitsfläche zur Platzierung und Entnahme des Materials bzw. der Werkstücke.
Es sind auch Lasergravier- und Laserschneidgeräte verfügbar, die mit einem fest installierten automatischen Zuführ- und Entnahmesystem ausgestattet sind. Dadurch entstehen keine Stillstandszeiten des Lasers während des Arbeitsprozesses und größere Serien bzw. höhere Stückzahlen können in kürzerer Zeit abgearbeitet werden. Die Zuführung und Entnahme der Werkstoffe bzw. Werkstücke erfolgt während des Gravier- bzw. Schneidprozesses des Lasers. Je nach Aufgabenstellung ist dabei eine kontinuierliche oder intermittierende automatische Zuführung möglich. Diese Geräte erfordern höhere Investitionskosten und rentieren sich nur bei höheren Stückzahlen. Da in einem Fertigungsbetrieb je nach Aufgabenstellung die Losgrößen stark variieren, bestand bisher das Problem, entweder nur mit einem festen Arbeitstisch mit entsprechend längerer Fertigungszeit zu arbeiten, oder sowohl ein ein Lasergerät mit feststehendem, als auch ein Lasergerät mit automatischem Teile- bzw. Werkstoffzuführsystem zu betreiben – bei entsprechend erhöhten Investitionskosten und längeren Abschreibungszeiten. Für viele mittlere Betriebe war bisher die Anschaffung von zwei unterschiedlichen Lasersystemen ein Investitionshemmnis.
Es sind zwei Verfahren bekannt, die das Ziel haben, die Lagerung und Führung von Werkstücken beim Laserschneiden zu verbessern. In der DE 10 2005 038 522 A1 geht es um das Laserschneiden bestückter Leiterplatten durch Verfahrbarkeit der Werkstückebene mittels zweier orthogonal zueinander beweglicher Linearmotorantriebe. Mit diesem Verfahren ist nur eine Arbeitsweise mit entsprechenden Bestückungs- und Entnahmepausen möglich. In der WO 2007/134630A1 wird ein Verfahren zum Einrichten einer Werkstückauflage vorgeschlagen, wodurch eine Beschädigung oder ein Einbrennen von Tragepunkten tafelförmiger Werkstücke beim Laserschneiden vermieden wird. Auch hier geht es nicht um eine einfache Kombinierbarkeit eines Lasergerätes mit festem Arbeitstisch für kleine Stückzahlen mit einer beweglichen, automatisierten Werkstoff- oder Teilezuführung für hohe Stückzahlen.
Darum besteht die Aufgabenstellung der Erfindung darin, ein Lasergravier- und Laserschneidgerät zu schaffen, das sowohl eine feststehende Werkstück- bzw. Teilezuführung und Entnahme für kleine Stückzahlen ermöglicht, als auch eine bewegliche, automatisierte Zuführung und Entnahme für hohe Stückzahlen. Dabei sollen sowohl bahnförmige Materialien, als auch plattenförmige, zylindrisch und unregelmäßig geformte Werkstücke automatisch zu- und abgeführt werden können, ohne dass der Arbeitsprozess des Lasers unterbrochen wird. Die Umrüstung von feststehender auf bewegliche und automatisierte Werkstückzuführung und Entnahme soll mit wenigen Handgriffen einfach und präzise möglich sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Lasergerät zum Lasergravieren oder Laserschneiden mit einem Zuführsystem zur variablen Material- oder Teilezuführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße, statische Lasergravier- und Laserschneidgerät enthält einen feststehenden, aber absenkbaren oder entfernbaren Arbeitstisch mit Zugangsklappen an der Gerätevorder- und Rückseite, die oberhalb des abgesenkten Arbeitstisches einen freien Durchtritt ermöglichen, so dass ein durchgehendes Fach entsteht, und eine unabhängig vom Lasergerät auf einem fahrbaren Wagen angeordnete automatische Endloszuführung in das durchgehende Fach des Lasergerätes eingefahren und mittels Justierelementen und Schnellverschlüssen exakt fixiert werden kann.
Die Vorteile der Lösung bestehen darin, dass mit einem einzigen Lasergravier- und Laserschneidgerät sowohl kleine Stückzahlen auf festem Arbeitstisch wirtschaftlich bearbeitet werden können, als auch große Stückzahlen mit automatischer Werkstoff- bzw. Teilezufuhr. Das Gerät ist mit wenigen Handgriffen und einfacher Justierung auf die jeweilige Aufgabenstellung umrüstbar. Dies bringt für den Anwender eine erhebliche Reduzierung der Fertigungszeit bei unterschiedlichen Losgrößen und erfordert wesentlich geringere Investitionskosten und eine geringere Aufstellungsfläche, als zwei autonome Geräte. Die automatische Fördereinheit kann bereits unabhängig von dem zur Zeit mit festem Arbeitstisch genutzten Lasersystem vorjustiert und bestückt werden und erfordert zur Ankoppelung nur eine Höhenjustierung der vier Justierelemente im Eintrittsschacht mit anschließendem Einschieben und Verriegeln der automatischen Fördereinheit. Durch die automatische Fördereinheit können sowohl bahnförmige Materialien, als auch plattenförmige, zylindrisch und unregelmäßig geformte Werkstücke automatisch zu- und abgeführt werden, ohne dass der Steuerungsprozess des Lasers unterbrochen werden muss.
In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
1 zeigt das Lasergerät mit eingefahrener automatischer Endloszuführung.
2 zeigt die ausgefahrene Endloszuführung mit Beschickungsmöglichkeiten.
3 zeigt die Fördereinheit der Endloszuführung.
4 zeigt den Wagen zur Aufnahme der Endloszuführung.
5 zeigt die Anordnung der Justierelemente im durchgehenden Fach des Lasergerätes.
6 zeigt die Gestaltung eines Justierelementes zur Fixierung der Endloszuführung.
7 zeigt die vertikale seitliche Anordnung der Justierelemente im Fach des Lasergerätes.
8 zeigt die Fixierung der Endloszuführung mittels Haltebolzen, Justierelement und Schnellverschluss im Fach des Lasergerätes.
9 zeigt eine Draufsicht auf das Lasergerät mit eingefahrener und fixierter Endloszuführung.
10 zeigt eine Einrichtung zur Einführung und Blockierung der Endloszuführung im Lasergerät.
Bezugszeichenliste

1: Endloszuführung
2: Antriebswalze
3: Hintere Umlenkwalze
4: Andruckwalze
5: Vordere Umlenkwalze
6: Förderband
7: Haltebolzen
8: Fördereinheit
9: Wagen
10: Laufrollen
11: Anschlag
12: Schnellverschluss
13: Justierelement
13a: Fixiermulde
13b: senkrechte Langlöcher
14: Maschinengehäuse
15: Ballen
16: Zylindrisches Material
17: Plattenförmiges Material
18: Bahnförmiges Material
19: Lasergerät
20: Langlochmulde
21: Schiebegriff
22: Durchgehendes Fach
23: Feststehender Arbeitstisch
24: Traversenartige Kragarme
25: Unterfahrbarer Freiraum
26: Hintere Seitenwände

Die fahrbare Endloszuführung besteht aus dem Wagen 9 auf Laufrollen 10 mit hinteren Seitenwänden 26 und zwei parallel zu den Seitenwänden nach vorne vorstehenden traversenartigen Kragarmen 24, die die automatische Fördereinheit 8 aufnehmen (2, 3, 4). Die Vorderseite des separaten Wagens 9 der automatischen Endloszuführung 1 bildet zwischen den beiden traversenartigen Kragarmen 24 und zwei vorderen Laufrollen 10 eine liegende U-Form zum Unterfahren der Rückseite des Lasergerätes 19 (1, 2, 4). Die traversenartigen Kragarme 24 enthalten je Seite zwei Langlochmulden 20 zur Aufnahme der Fördereinheit 8 (2, 4, 8). Die Fördereinheit 8 enthält je Seite zwei Haltebolzen 7, die den seitlichen Abstand der oben offenen Langlochmulden 20 aufweisen und in diesen aufgenommen und zentriert werden (2, 3, 4, 8). Die zwei je Seite angeordneten Haltebolzen 7 stehen nach außen über und greifen im eingefahrenen Zustand in seitliche Fixiermulden 13a von je zwei seitlich im durchgehenden Fach 22 des Lasergerätes 19 verschraubten Justierelementen 13 (2, 5, 6, 7, 8). Je zwei Justierelemente 13 sind mittels senkrechter Langlöcher 13b zum Abstimmen der Fokuslage auf das Material höhenverstellbar mit der rechten und linken Seitenwand des durchgehenden Faches 22 des Lasergerätes 19 verschraubt (5, 6, 7). Zur Einführung und Fixierung der überstehenden Haltebolzen 7 enthalten die Justierelemente 13 nach hinten geöffnete Fixiermulden 13a mit Einführungsschrägen (6). Das Einfahren der traversenartigen Kragarme 24 mit der darauf befindlichen Fördereinheit 8 in das durchgehende Fach 22 erleichtern seitlich angebrachte Anschläge 11 (10). Eine nach hinten unverschiebbare Fixierung der eingefahrenen Endloszuführung 1 im durchgehenden Fach 22 des Lasergerätes 19 erfolgt mittels zweier Schnellverschlüsse 12 zwischen Maschinengehäuse 14 des Lasergerätes 19 und dem äußeren hinteren Ende der beiden traversenartigen Kragarme 24 (2, 8, 9, 10). Zum Einrichten der automatischen Endloszuführung 1 im Lasergerät 19 ist nach der Höhenjustierung der Justierelemente 13 lediglich das Schließen der Schnellverschlüsse 12 notwendig. Seitlich hinten am Wagen 9 angebrachte Schiebegriffe 21 erleichtern das Ein- und Ausfahren sowie Schieben der Endloszuführung 1 (1, 2, 4, 10). Im montierten Zustand mit dem Lasergerät 19 können mit der automatischen Endloszuführung 1 sowohl bahnförmige Materialien, als auch plattenförmige, zylindrische und unregelmäßig geformte Werkstücke zu- und abgeführt werden, ohne dass der Arbeitsprozess des Lasers unterbrochen wird (1, 2). Eine Antriebswalze 2 treibt hierbei ein Förderband 6 an (10). Bahnförmiges Material 18 wird von einem Ballen 15 abgewickelt, über die hintere Umlenkwalze 3 auf das Niveau des Förderbandes gebracht und durch Reibung zwischen Antriebswalze 2, Förderband 6 und Andruckwalze 4 auf dem Förderband 6 in das Lasergerät 19 transportiert (9, 10).

Claims

Lasergerät (19) zum Lasergravieren oder Laserschneiden mit einem Zuführsystem zur variablen Material- oder Teilezuführung, wobei a) das Lasergerät (19) einen feststehenden, aber absenkbaren oder entfernbaren Arbeitstisch (23) enthält mit Zugangsklappen an der Gerätevorder- und Rückseite, die oberhalb des abgesenkten Arbeitstisches (23) einen freien Durchtritt ermöglichen, so dass ein durchgehendes Fach (22) entsteht, und eine automatische Endloszuführung (1) von hinten in das durchgehende Fach (22) des Lasergerätes (19) eingefahren und mittels Justierelementen (13) und Schnellverschlüssen (12) exakt fixiert werden kann, b) die automatische Endloszuführung (1) aus einem fahrbaren Wagen (9) mit traversenartigen Kragarmen (24) und darauf gelagerter Fördereinheit (8) besteht und der Wagen (9) auf Laufrollen (10) verschiebbar ist, c) die Vorderseite des separaten Wagens (9) der automatischen Endloszuführung (1) zwischen den zwei traversenartigen Kragarmen (24) und zwei vorderen Laufrollen (10) eine liegende U-Form zum Unterfahren der Rückseite des Lasergerätes (19) bildet, d) das Lasergerät (19) einen unterfahrbaren Freiraum (25) auf der Geräterückseite zwischen einem Boden und äußeren Gerätefüßen enthält, e) die Justierelemente (13) im durchgehenden Fach (22) an der rechten und linken Seitenwand vorne und hinten oberhalb des abgesenkten Arbeitstisches (23) höhenverstellbar angeordnet sind und zum Fixieren der automatischen Endloszuführung (1) im Fach (22) nach hinten geöffnete Fixiermulden (13a) mit Einführungsschrägen enthalten, f) die beiden traversenartigen Kragarme (24) je Seite zwei nach oben offene Langlochmulden (20) enthalten, die im Abstand und annähernd in der Höhe deckungsgleich mit dem seitlichen Abstand der Justierelemente (13) sind, g) die Fördereinheit (8) der automatischen Endloszuführung (1) mittels zweier Haltebolzen (7) je Seite in die nach oben offenen Langlochmulden (20) der traversenartigen Kragarme (24) einhängbar ist, h) die zwei Haltebolzen (7) je Seite so weit nach außen überstehen, dass sie der Breite zwischen den rechten und linken Fixiermulden (13a) der Justierelemente (13) entsprechen, i) die traversenartigen Kragarme (24) mit den Haltebolzen (7) beim Endeinfahren in die Justierelemente (13) mittels seitlich außen angebrachter Anschläge (11) zusätzlich im Fach (22) des Lasergerätes (19) geführt werden, und j) die unverschiebbare Fixierung der eingefahrenen Endloszuführung (1) mit dem Lasergerät (19) mittels Schnellverschluss (12) am äußeren hinteren Ende der beiden traversenartigen Kragarme (24) erfolgt.
Lasergerät (19) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Endloszuführung (1) entweder kontinuierlich oder intermittierend arbeitet.
Lasergerät (19) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Endloszuführung (1) für die Zu- und Abfuhr sowohl von bahnförmigen Materialien, als auch von plattenförmigen, zylindrischen oder unregelmäßig geformten Werkstücken (16, 17, 18) ausgelegt ist.