DE102010042777A1 - Laser cutting arrangement comprises first laser cutting unit enclosed by a impermeable cabin for laser beams exhibiting a lock for introducing sheet metal molded parts to be processed, and a second laser cutting unit within the lock - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Laserschneidanordnung, bei der zumindest eine erste Laserschneideinrichtung von einer für Laserstrahlen undurchlässigen Kabine umschlossen ist, wobei die Kabine eine Schleuse zum Einschleusen zu bearbeitender Teile in die Kabine aufweist.The invention relates to a laser cutting arrangement, in which at least a first laser cutting device is enclosed by a laser-impermeable cabin, wherein the cabin has a lock for introducing parts to be machined into the cabin.
Nach dem Stand der Technik sind Laserschneideinrichtungen zum Schneiden von Blechen oder Blechformteilen zum Schutz vor Verletzungen von einer lichtdichten Kabine umschlossen. Eine solche Kabine kann zum Einschleusen zu bearbeitender Teile in die Kabine mit einer Schleuse versehen sein. Eine solche Schleuse ist so ausgestaltet, dass beim Einschleusen der zu bearbeitenden Teile kein Licht aus der Kabine in die Umgebung gelangt.According to the state of the art, laser cutting devices for cutting metal sheets or sheet metal parts are enclosed by a light-tight cabin for protection against injuries. Such a cabin can be provided for introducing parts to be processed into the cabin with a lock. Such a lock is designed so that no light passes from the cabin into the environment when the parts to be processed are introduced.
Sofern mit einer Laserschneidanordnung viele Durchbrüche, Schnitte oder Ausschnitte aus einem Blechformteil herzustellen sind, umfasst sie aufeinanderfolgend mehrere Laserschneideinheiten. Dann sind zur Übergabe eines Blechformteils von einer Laserschneideinrichtung zur nächsten Laserschneideinrichtung beispielsweise Roboter vorgesehen, welche ebenfalls innerhalb der Kabine aufgenommen sind. Das Vorsehen mehrerer Laserschneideinrichtungen sowie von Robotern erfordert einen relativ hohen Platzbedarf. Infolgedessen muss die Kabine entsprechend groß dimensioniert werden. Das wiederum verursacht einen relativ hohen Kosten- und Herstellungsaufwand für die Kabine.If many apertures, sections or cut-outs are to be produced from a sheet-metal shaped part with a laser cutting arrangement, it comprises a plurality of laser cutting units in succession. Then, for example, robots are provided for transferring a shaped sheet metal part from one laser cutting device to the next laser cutting device, which are likewise accommodated inside the cabin. The provision of multiple laser cutting devices and robots requires a relatively large amount of space. As a result, the cabin must be sized accordingly large. This in turn causes a relatively high cost and production costs for the cabin.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Laserschneidanordnung angegeben werden, welche bei vergleichbarer Bearbeitungsleistung mit einer verkleinerten Kabine betrieben werden kann. Ferner soll ein Verfahren angegeben werden, das einen Betrieb einer Laserschneidanordnung mit einer verkleinerten Kabine ermöglicht.The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a laser cutting arrangement should be specified, which can be operated with a comparable cabin performance with a reduced cabin. Furthermore, a method is to be specified, which allows operation of a laser cutting arrangement with a reduced cabin.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 12 und 14 bis 17.This object is solved by the features of
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine Laserschneidanordnung vorgeschlagen, bei der innerhalb der Schleuse eine zweite Laserschneideinrichtung vorgesehen ist. – Damit kann in überraschend einfacher Weise die Größe der Kabine reduziert werden. Indem die in die Kabine einzuschleusenden zu bearbeitenden Teile bereits in der Schleuse bearbeitet werden, können Übergabe- bzw. Handlings-Schritte eingespart werden. Es kann in vorteilhafter Weise der Schritt des Einlegens des zu bearbeitenden Teils in die Schleuse mit dem Schritt des Einlegens in die zweite Laserschneideinrichtung kombiniert werden. Ebenso kann der Schritt des Abführens des Teils aus der Schleuse mit dem Schritt des Abführens aus der zweiten Laserschneideinrichtung kombiniert werden. Die vorgeschlagene Laserschneidanordnung ist kompakter aufgebaut und ermöglicht eine effizientere Herstellung von Durchbrüchen, Schnitten und/oder Ausschnitten in Teilen, beispielsweise Blechformteilen oder dgl.According to the invention, a laser cutting arrangement is proposed in which a second laser cutting device is provided within the lock. - This can be reduced in a surprisingly simple way, the size of the cabin. By processing the parts to be worked into the cabin already in the lock, handover steps can be saved. Advantageously, the step of inserting the part to be processed into the lock can be combined with the step of inserting into the second laser cutting device. Likewise, the step of discharging the part from the sluice may be combined with the step of discharging from the second laser cutting device. The proposed laser cutting arrangement is more compact and allows more efficient production of openings, cuts and / or cut-outs in parts, such as sheet metal parts or the like.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schleuse ein einem Kabineninnenraum zugewandtes inneres Schleusentor und ein dem Kabineninnenraum abgewandtes äußeres Schleusentor auf. Die Schleusentore sind zweckmäßigerweise Hubtore. Das ermöglicht ein einfaches und schnelles Öffnen und Schließen der Schleusentore.According to an advantageous embodiment, the lock on a cabin interior facing the inner lock gate and the cabin interior facing away from the outer lock gate. The sluice gates are expediently lifting gates. This allows easy and fast opening and closing of the lock gates.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Laserschneideinrichtung ein Werkzeug und ein relativ dazu bewegbares korrespondierendes Gegenwerkzeug auf, zwischen denen das zu bearbeitende Teil lichtdicht einklemmbar ist. Dabei weist das Werkzeug und das Gegenwerkzeug eine äußere Kontur auf, welche einer Sollkontur des zu bearbeitendes Teils entsprechen. D. h. durch das Einklemmen des zu bearbeitenden Teils zwischen das Werkzeug und das Gegenwerkzeug nimmt das zu bearbeitende Teil seine Sollkontur an. Ferner wird das zu bearbeitende Teil zwischen dem Werkzeug und dem Gegenwerkzeug lichtdicht eingeklemmt, so dass darin beispielsweise mittels Laserschneidköpfen Durchbrüche herstellbar sind.According to an advantageous embodiment of the invention, the second laser cutting device on a tool and a relative thereto movable corresponding counter tool, between which the part to be machined is light-tight clamped. In this case, the tool and the counter tool on an outer contour, which correspond to a desired contour of the part to be machined. Ie. by clamping the part to be machined between the tool and the counter tool takes the part to be machined on his target contour. Furthermore, the part to be machined is clamped in a light-tight manner between the tool and the counter tool, so that openings can be produced therein, for example by means of laser cutting heads.
Zweckmäßigerweise ist eine Steuerung vorgesehen, so dass die zweite Laserschneideinrichtung nur dann betreibbar ist, wenn das zu bearbeitende Teil zwischen dem Werkzeug und dem Gegenwerkzeug in einem vorgegebenen Mindestabstand eingeklemmt ist. Damit wird sichergestellt, dass beispielsweise bei Einlegen eines fehlerhaften Teils und einem dadurch bedingten, nichtvollständigen Schließen des Werkzeugs und des Gegenwerkzeugs bis zu einem vorgegebenen Mindestabstand eine Bearbeitung mittels Laser wegen der Gefahr eines Austritts von Laserstrahlen unmöglich ist. Der vorgegebene Mindestabstand zwischen dem Werkzeug und dem Gegenwerkzeug kann beispielsweise mittels herkömmlicher Wegaufnehmer gemessen werden.Appropriately, a control is provided, so that the second laser cutting device is only operable when the part to be machined between the tool and the counter tool is clamped in a predetermined minimum distance. This ensures that, for example, when inserting a defective part and a consequent, not complete closing of the tool and the counter tool up to a predetermined minimum distance processing by laser because of the risk of leakage of laser beams is impossible. The predetermined minimum distance between the tool and the counter tool can be measured, for example, by means of conventional displacement transducers.
Nach einer besonders vorteilhaften weiteren Ausgestaltung sind die erste Laserschneideinrichtung über einen ersten Strahlleiter und die zweite Laserschneideinrichtung über einen zweiten Strahlleiter mit einer Laserstrahlweiche verbunden, welche über einen dritten Strahlleiter mit einer Laserstrahlquelle verbunden ist. Das Vorsehen der Laserstrahlweiche ermöglicht einen wechselweisen Betrieb der ersten und der zweiten Laserschneideinrichtung mit lediglich einer Laserstrahlquelle.According to a particularly advantageous further embodiment, the first laser cutting device is connected via a first beam conductor and the second laser cutting device via a second beam conductor with a laser beam splitter, which is connected via a third beam conductor with a laser beam source. The provision of the laser beam splitter enables alternate operation of the first and second laser cutting devices with only one laser beam source.
Vorzugsweise wird mittels der Steuerung die Laserstrahlweiche so gesteuert, dass die erste Laserschneideinrichtung betrieben wird, wenn das innere Schleusentor und/oder das äußere Schleusentor geschlossen ist/sind. Indem mit der Steuerung sowohl die Funktion der Schleusentore als auch die Funktion der Laserstrahlweiche gesteuert wird, kann sicher und zuverlässig ein unerwünschtes Austreten von Laserstrahlen aus dem Bereich der Schleuse vermieden werden. Preferably, by means of the control, the laser beam splitter is controlled such that the first laser cutting device is operated when the inner sluice gate and / or the outer sluice gate is / are closed. By controlling the function of the lock gates as well as the function of the laser beam splitter with the control, it is possible safely and reliably to avoid unwanted leakage of laser beams from the area of the lock.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die zweite Laserschneideinrichtung eine Vertikalbewegungseinrichtung, mittels derer das Werkzeug relativ zum Gegenwerkzeug bewegbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Werkzeug und/oder das Gegenwerkzeug mit mehreren Laserschneidköpfen zum Herstellen von Durchbrüchen im zu bearbeitenden Teil versehen.According to a further advantageous embodiment, the second laser cutting device comprises a vertical movement device, by means of which the tool is movable relative to the counter tool. Conveniently, the tool and / or the counter tool is provided with a plurality of laser cutting heads for producing openings in the part to be machined.
Bei der Vertikalbewegungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Presse mit einem oberen und einem unteren Querhaupt handeln. Beispielsweise am oberen Querhaupt kann das Werkzeug mit einer ersten Kontaktfläche vorgesehen sein, deren äußere Kontur zumindest abschnittsweise einer Sollkontur einer ersten Außenseite eines Blechformteils entspricht. In der ersten Kontaktfläche können ferner Ausnehmungen vorgesehen sein, in denen die Laserschneidköpfe untergebracht sind. Am unteren Querhaupt kann ein Gegenwerkzeug vorgesehen sein, auf welches oder in welches das Blechformteil gelegt werden kann. Das Gegenwerkzeug weist eine zweite Kontaktfläche auf, welche zumindest abschnittsweise einer Sollkontur einer der ersten Außenseite gegenüberliegenden zweiten Außenseite des Blechformteils entspricht. Durch Bewegen des Gegenwerkzeugs gegen das Werkzeug wird das Blechformteil – welches eine von der Sollkontur abweichende Istkontur aufweisen kann – zwischen die erste und die zweite Kontaktfläche gezwungen. Infolgedessen nimmt es seine Sollkontur an. Anschließend können mit den Laserschneidköpfen besonders exakt und lagetreu Durchbrüche im Blechformteil hergestellt werden. Zumindest ein Teil der hergestellten Durchbrüche kann in weiteren Fertigungsschritten zur besonders lagetreuen Aufnahme auf entsprechenden Aufnahmevorrichtungen genutzt werden. D. h. bei den Durchbrüchen kann es sich also um Referenzlöcher oder sogenannte RPS-Löcher handeln.The vertical movement device may, for example, be a press with an upper and a lower crosshead. For example, at the upper crosshead, the tool may be provided with a first contact surface whose outer contour at least partially corresponds to a desired contour of a first outer side of a sheet metal part. In the first contact surface further recesses may be provided, in which the laser cutting heads are housed. At the lower crosshead, a counter tool may be provided, on which or in which the sheet metal part can be placed. The counter-tool has a second contact surface, which corresponds at least in sections to a desired contour of the first outer side opposite the second outer side of the sheet-metal molded part. By moving the counter tool against the tool, the sheet metal part - which may have a deviating from the nominal contour actual contour - is forced between the first and the second contact surface. As a result, it assumes its nominal contour. Subsequently, the laser cutting heads can be used to produce breakthroughs in the sheet metal part in a particularly exact and accurate manner. At least a portion of the apertures produced can be used in further production steps for particularly positionally accurate recording on corresponding recording devices. Ie. the breakthroughs may therefore be reference holes or so-called RPS holes.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist außerhalb der Kabine eine erste Transporteinrichtung zum automatischen Zuführen der zu bearbeitenden Teile zur zweiten Laserschneideinrichtung vorgesehen. Ferner kann innerhalb der Kabine eine zweite Transporteinrichtung zum Abführen der bearbeiteten Teile von der zweiten Laserschneideinrichtung und zum Zuführen zur ersten Laserschneideinrichtung vorgesehen sein. Bei der ersten und/oder zweiten Transporteinrichtung kann es sich vorteilhafterweise um einen Roboter handeln. Das Vorsehen der ersten und zweiten Transporteinrichtung ermöglicht ein automatisiertes Einschleusen des zu bearbeitenden Teils in die Kabine sowie ein Zu- und Abführen des Teils zur bzw. von der ersten Laserschneideinrichtung.According to a further advantageous embodiment of the invention, a first transport device for automatically feeding the parts to be processed to the second laser cutting device is provided outside the car. Furthermore, a second transport device for discharging the machined parts from the second laser cutting device and for feeding to the first laser cutting device can be provided inside the cabin. The first and / or second transport device can advantageously be a robot. The provision of the first and second transport means enables automated introduction of the part to be processed into the cabin as well as supply and removal of the part to and from the first laser cutting device.
Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird ein Verfahren zum Schneiden eines Teils mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Laserschneidanordnung,
Öffnen der Schleuse,
Einsetzen eines zu bearbeitenden Teils in die zweite Laserschneideinrichtung und lichtdichtes Einklemmen des zu bearbeitenden Teils zwischen einem Werkzeug und einem Gegenwerkzeug der zweiten Laserschneideinrichtung,
Bearbeiten des Teils mittels der zweiten Laserschneideinrichtung,
Transportieren des bearbeiteten Teils von der zweiten Laserschneideinrichtung zur ersten Laserschneideinrichtung, und
weiteres Bearbeiten des Teils mittels der ersten Laserschneideinrichtung.In accordance with another aspect of the invention, a method of cutting a part is proposed by the following steps:
Providing a laser cutting arrangement according to the invention,
Opening the lock,
Inserting a part to be machined into the second laser cutting device and light-tight clamping of the part to be machined between a tool and a counter-tool of the second laser cutting device,
Machining the part by means of the second laser cutting device,
Transporting the machined part from the second laser cutting device to the first laser cutting device, and
further processing of the part by means of the first laser cutting device.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine Einsparung von Handling-Schritten und ist damit besonders effizient. Gleichzeitig kann es – im Vergleich zum Stand der Technik – mit einer verkleinerten Kabine betrieben werden.The proposed method makes it possible to save handling steps and is therefore particularly efficient. At the same time it can - compared to the prior art - be operated with a reduced cabin.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während des Einsetzens des Teils in die zweite Laserschneideinrichtung ein vorhergehendes Teil in der ersten Laserschneideinrichtung bearbeitet. Das ”vorhergehende Teil” ist zuvor durch die zweite Laserschneideinrichtung bearbeitet und anschließend an die erste Laserschneideinrichtung übergeben worden. Das ermöglicht einen wechselweisen Betrieb der ersten und der zweiten Laserschneideinrichtung. Ein solcher Betrieb kann vorteilhafterweise mit einer einzigen Laserstrahlquelle unter Vorsehen einer Laserstrahlweiche durchgeführt werden. Es kann damit der Aufwand für die Bereitstellung relativ teurer weiterer Laserstrahlquellen verzichtet werden.According to an advantageous embodiment, during the insertion of the part into the second laser cutting device, a preceding part is processed in the first laser cutting device. The "previous part" has previously been processed by the second laser cutting device and then transferred to the first laser cutting device. This allows alternate operation of the first and second laser cutting devices. Such operation may advantageously be performed with a single laser beam source providing a laser beam splitter. It can thus be dispensed with the effort for the provision of relatively expensive further laser beam sources.
Zweckmäßigerweise ist beim Einsetzen des Teils in die zweite Laserschneideinrichtung das innere Schleusentor vollständig geschlossen. Das ermöglicht einen Betrieb der ersten Laserschneideinrichtung, ohne dass Laserstrahlen aus dem Bereich der Kabine in die Umgebung dringen.Conveniently, when inserting the part in the second laser cutting device, the inner lock gate is completely closed. This allows operation of the first laser cutting device without laser beams from the area of the cabin penetrating into the environment.
Vorteilhafterweise wird während eines Abtransports des bearbeiteten Teils von der ersten Laserschneideinrichtung ein folgendes Teil in der zweiten Laserschneideinrichtung bearbeitet. Auch dieser Verfahrensschritt ermöglicht ein wechselweises Betreiben der ersten und der zweiten Laserschneideinrichtung. Es wird Zweckmäßigerweise die Zeit des Abtransports eines bearbeiteten Teils von der ersten Laserschneideinrichtung dazu genutzt, gleichzeitig die zweite Laserschneideinrichtung zu betreiben.Advantageously, during a removal of the processed part from the first laser cutting device, a following part is processed in the second laser cutting device. This process step also allows an alternation Operating the first and the second laser cutting device. It is expedient to use the time of removal of a machined part from the first laser cutting device to simultaneously operate the second laser cutting device.
Vorteilhafterweise ist während eines Abtransports des bearbeiteten Teils von der zweiten Laserschneideinrichtung das äußere Schleusentor vollständig geschlossen. Damit wird verhindert, dass Laserstrahlen aus der Kabine in die Umgebung dringen.Advantageously, during a removal of the machined part from the second laser cutting device, the outer lock gate is completely closed. This prevents laser beams from entering the environment from the cabin.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Bei der in den
Mit dem Bezugszeichen
Mit dem Bezugszeichen
Mit den Bezugszeichen
Wie insbesondere aus
Die Laserstrahlweichen
Die
Mit dem Bezugszeichen
Die Funktion der zweiten Laserschneideinrichtung
Zunächst wird ein zu bearbeitendes Blechformteil
First, a sheet metal part to be machined
Bei der in den
Ein, beispielsweise auf einem Förderband, zugeführtes Blechformteil
Falls – wie in
Sobald mittels der zweiten Laserschneideinrichtung
Danach wird durch gleichzeitiges Betreiben der ersten Laserschneideinrichtungen
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lassen sich schnell und effizient Durchbrüche, Ausschnitte und Schnitte an einem Blechformteil herstellen. Dabei kann die Laserschneidanordnung kompakt gestaltet werden indem die zweite Laserschneideinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kabinecabin
- 2a, 2b, 2c2a, 2b, 2c
- erste Laserschneideinrichtungfirst laser cutting device
- 33
- Schleuselock
- 4, 4a, 4b4, 4a, 4b
- BlechformteilSheet metal part
- 55
- äußeres Schleusentorouter lock gate
- 66
- inneres Schleusentorinner lock gate
- 7a, 7b7a, 7b
- SchleusenseitenwandLock side wall
- 88th
- zweite Laserschneideinrichtungsecond laser cutting device
- 99
- oberes Querhauptupper crosshead
- 1010
- erster Roboterfirst robot
- 1111
- zweiter Robotersecond robot
- 1212
- Aufnahmeeinrichtungrecording device
- 1313
- dritter Roboterthird robot
- 1414
- weitere Schleuseanother lock
- 14a14a
- Behältercontainer
- 15a, 15b, 15c15a, 15b, 15c
- Laserstrahlquellelaser beam source
- 16a, 16b, 16c16a, 16b, 16c
- erster Strahlleiterfirst beam conductor
- 17a, 17b, 17c17a, 17b, 17c
- LaserstrahlweicheSoft laser beam
- 18a, 18c18a, 18c
- zweiter Strahlleitersecond beam conductor
- 1919
- unteres Querhauptlower crosshead
- 20a20a
- WerkzeugTool
- 20b20b
- Gegenwerkzeugcounter-tool
- 21a, 21b, 21c21a, 21b, 21c
- LaserschneidkopfLaser cutting head
- 22a, 22b, 22c22a, 22b, 22c
- Ausnehmungrecess
- A1A1
- erste Außenseitefirst outside
- A2A2
- zweite Außenseitesecond outside
- K1K1
- erste Kontaktflächefirst contact surface
- K2K2
- zweite Kontaktflächesecond contact surface
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120922 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026420000 Ipc: B23K0026700000 |