DE102013105945A1

DE102013105945A1 - Processing head for a laser processing machine and laser processing machine and method for changing a protective glass in the machining head

Info

Publication number: DE102013105945A1
Application number: DE102013105945.7A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Broghammer
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-12-24
Also published as: CN105517751A; WO2014195022A2; WO2014195022A3; CN105517751B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bearbeitungskopf für eine Laserbearbeitungsmaschine (10) zur Bearbeitung eines Werkstücks (6) mittels eines Laserstrahls (5), der mit einer in einem ersten Gehäuseteil (12) angeordneten Fokussieroptik (17) fokussiert wird und durch in Strahlausbreitungsrichtung nach der Fokussieroptik (17) angeordnetes Schutzglas (29) aus dem Bearbeitungskopf (3) austritt, wobei das Schutzglas (29) in einem zweiten Gehäuseteil (14) angeordnet ist, welches zum ersten Gehäuseteil (12) lösbar befestigt ist und welches durch ein Koppelelement (31) nach dem Lösen vom ersten Gehäuseteil (12) mit dem ersten Gehäuseteil (12) verbunden bleibt und welches gegenüber dem ersten Gehäuseteil (12) zumindest verschieb- oder schwenkbar ist.The invention relates to a machining head for a laser processing machine (10) for machining a workpiece (6) by means of a laser beam (5) which is focused with a focusing optics (17) arranged in a first housing part (12) and by the focusing optics in the beam propagation direction ( 17) arranged protective glass (29) from the machining head (3), wherein the protective glass (29) in a second housing part (14) is arranged, which is releasably secured to the first housing part (12) and which by a coupling element (31) the release of the first housing part (12) remains connected to the first housing part (12) and which is at least displaceable or pivotable relative to the first housing part (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls sowie eine Laserbearbeitungsmaschine und ein Verfahren zum Wechsel eines Schutzglases im Bearbeitungskopf.The invention relates to a machining head of a laser processing machine for machining a workpiece by means of a laser beam and a laser processing machine and a method for changing a protective glass in the machining head.

Die Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von plattenförmigen Werkstücken, mittels eines Laserstrahls ist allgemein bekannt. Der Laserstrahl wird über einen Bearbeitungskopf geführt sowie mittels einer Fokussieroptik fokussiert und auf das Werkstück gerichtet. Diese optischen Komponenten werden vor Verschmutzungen durch Spritzer oder Schmauch mit einem Schutzglas geschützt, welches im werkstückseitigen Ende des Bearbeitungskopfes angeordnet ist. Je nach den Parametern des durchgeführten Bearbeitungsprozesses verschmutzt das Schutzglas mehr oder weniger schnell und muss nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden. The machining of workpieces, in particular plate-shaped workpieces, by means of a laser beam is well known. The laser beam is guided over a processing head and focused by means of focusing optics and directed to the workpiece. These optical components are protected from contamination by spatter or smoke with a protective glass, which is arranged in the workpiece side end of the machining head. Depending on the parameters of the machining process carried out, the protective glass will become more or less soiled and must be replaced after a certain period of time.

Um einen solchen Wechsel des Schutzglases zu beschleunigen, ist der Einsatz von Kassetten als Halterung für ein Schutzglas entwickelt worden, die von der Seite aus in den Bearbeitungskopf eingeschoben werden. Zum Austausch des Schutzglases wird die Schutzglaskassette entnommen, wofür der Gebrauch beider Hände erforderlich ist. Da der Bearbeitungskopf und somit auch die Schutzglaskassette auf der Außenseite in der Regel verschmutzt sind, können die Verschmutzungen an ein neues Schutzglas oder eine Innenseite der Kassette gelangen. In order to accelerate such a change of the protective glass, the use of cassettes has been developed as a holder for a protective glass, which are inserted from the side into the machining head. To replace the protective glass, the protective glass cassette is removed, which requires the use of both hands. Since the processing head and thus also the protective glass cassette on the outside are usually dirty, the dirt can get to a new protective glass or an inside of the cassette.

Aus der CN 101402156 A ist des Weiteren bekannt, mehrere Schutzgläser in einer rotierenden Scheibe am Bearbeitungskopf anzuordnen. Sofern ein Schutzglas verschmutzt ist, wird die Scheibe rotierend weiter getaktet, um ein neues Schutzglas in den Bearbeitungskopf einzuführen. Das verbrauchte Schutzglas wird aus dem Bearbeitungskopf heraus geführt und kann gereinigt werden.From the CN 101402156 A It is also known to arrange a plurality of protective glasses in a rotating disk on the machining head. If a protective glass is dirty, the disk continues to rotate in rotation to introduce a new protective glass in the processing head. The used protective glass is led out of the machining head and can be cleaned.

Aus der DE 10 2004 002 839 A1 ist ein Bearbeitungskopf bekannt, bei welchem eine große rotierende Scheibe als Schutzglas ausgebildet ist. Durch eine Drehung der Scheibe werden jeweils neue Bereiche oder Segmente des Schutzglases in den Strahlengang des Laserstrahls eingebracht. Die Scheibe ist in einem separaten und großbauenden Gehäuse vorgesehen. Beim Wechsel der Scheibe ist das gesamte Gehäuse mit der darin enthaltenen Scheibe auszutauschen. From the DE 10 2004 002 839 A1 a machining head is known in which a large rotating disk is designed as a protective glass. By rotating the disk, new areas or segments of the protective glass are respectively introduced into the beam path of the laser beam. The disc is provided in a separate and bulky housing. When changing the disc, the entire housing with the disk contained therein must be replaced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bearbeitungskopf vorzuschlagen, bei welchem schnell und einfach ein Wechsel eines Schutzglases ermöglicht ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laserbearbeitungsmaschine sowie ein Verfahren vorzuschlagen, bei der ein einfacher und schneller Wechsel des Schutzglases im Bearbeitungskopf ermöglicht ist.The invention has for its object to provide a machining head, in which a change of a protective glass is made possible quickly and easily. Furthermore, the invention has for its object to propose a laser processing machine and a method in which a simple and quick change of the protective glass in the machining head is made possible.

Diese Aufgabe wird zum einen durch einen Bearbeitungskopf gelöst, bei welchem ein erstes und zweites Gehäuseteil vorgesehen ist, wobei im zweiten Gehäuseteil ein Schutzglas angeordnet ist. Dieses zweite Gehäuseteil ist zum ersten Gehäuseteil lösbar befestigt und durch ein Koppelelement nach dem Lösen vom ersten Gehäuseteil mit dem ersten Gehäuseteil weiterhin verbunden, jedoch gegenüber dem ersten Gehäuseteil zumindest verschieb- oder schwenkbar. Dadurch ist das zweite Gehäuseteil schnell und einfach in eine Wechselposition für die Entnahme und das Einsetzen des Schutzglases überführbar. Die Überführung der zweiten Gehäusehälfte in die Wechselposition ist durch eine Einhandbedienung möglich. Dadurch kann mit der zweiten sauberen Hand das Schutzglas schnell und einfach gewechselt werden. Ebenso kann das zweite Gehäuseteil mit einer Einhandbewegung zum ersten Gehäuseteil in eine geschlossene Position überführt werden. Ebenso kann bei einem solchen Bearbeitungskopf in einfacher Weise ein automatisierter Schutzglaswechsel angesteuert und vorgenommen werden.This object is achieved on the one hand by a machining head, in which a first and second housing part is provided, wherein in the second housing part a protective glass is arranged. This second housing part is releasably secured to the first housing part and further connected by a coupling element after release from the first housing part with the first housing part, but at least displaceable or pivotable relative to the first housing part. As a result, the second housing part is quickly and easily transferred to a change position for the removal and insertion of the protective glass. The transfer of the second housing half in the change position is possible by a one-hand operation. This allows the protective glass to be changed quickly and easily with the second clean hand. Likewise, the second housing part can be transferred with a one-handed movement to the first housing part in a closed position. Likewise, in such a machining head in an easy way an automated protective glass change can be controlled and made.

Das Lösen des zweiten Gehäuseteils vom ersten Gehäuseteil mittels einer Verschiebebewegung kann beispielsweise durch eine Linearbewegung erfolgen, die insbesondere in der Strahlachse oder senkrecht zur Strahlachse liegt.The release of the second housing part from the first housing part by means of a displacement movement can be effected for example by a linear movement, which is in particular in the beam axis or perpendicular to the beam axis.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelelement durch eine Drehachse ausgebildet und das zweite Gehäuseteil zum ersten Gehäuseteil durch Rotation um die Drehachse verschwenkbar. Dadurch wird lediglich durch eine Schwenkbewegung eine gute Zugänglichkeit zur Entnahme des verschmutzten Schutzglases und dem anschließenden Einsetzen eines neuen Schutzglases ermöglicht. Die Drehachse kann sowohl senkrecht als auch parallel zur Trennebene zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil angeordnet sein. Liegt die Drehachse in der Trennebene an einer Außenkante des Bearbeitungskopfes, so kann der Bearbeitungskopf durch Aufklappen, d.h. durch ein Kippen des zweiten Gehäuseteils um die Schwenkachse, geöffnet werden. According to a preferred embodiment of the invention, the coupling element is formed by a rotation axis and the second housing part to the first housing part by rotation about the rotation axis pivotable. As a result, good accessibility for removing the soiled protective glass and the subsequent insertion of a new protective glass is made possible only by a pivoting movement. The axis of rotation can be arranged both perpendicular and parallel to the parting plane between the first and second housing part. If the axis of rotation lies in the parting plane on an outer edge of the machining head, the machining head can be opened by unfolding, i. be opened by tilting the second housing part about the pivot axis.

Das Koppelelement kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch eine Hub-Drehachse ausgebildet sein. Dadurch wird beispielsweise das zweite Gehäuseteil gegenüber dem ersten Gehäuseteil oder umgekehrt zunächst abgehoben oder durch eine Linearbewegung getrennt. Anschließend kann das zweite Gehäuseteil durch eine Rotation um die Drehachse gegenüber dem ersten Gehäuseteil oder umgekehrt verschwenkt werden. Dies ermöglicht eine gute Zugänglichkeit von oben auf das Schutzglas, so dass gleichzeitig vor dem Einsetzen des neuen Schutzglases eine Sichtprüfung auf eine Fassung des Schutzglases gegeben ist.The coupling element may be formed by a hub rotation axis according to another preferred embodiment of the invention. As a result, for example, the second housing part relative to the first housing part or vice versa first lifted or separated by a linear movement. Subsequently, the second housing part by a rotation about the axis of rotation relative to the first housing part or vice versa be pivoted. This allows good accessibility from the top of the protective glass, so that at the same time before the onset of the new protective glass a visual inspection is given to a version of the protective glass.

Zum schnellen Wechsel eines Schutzgases ist bevorzugt vorgesehen, dass dieses in einer Trennebene zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil angeordnet ist. For rapid replacement of a protective gas is preferably provided that this is arranged in a parting plane between the first and second housing part.

Bevorzugt kann das Schutzglas einen Teil einer zum ersten Gehäuseteil weisenden Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils bilden. Dadurch kann das Schutzglas zumindest teilweise erhaben gegenüber der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils angeordnet sein, wodurch die Entnahme erleichtert ist. Das Schutzglas wird somit zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil eingefasst und positioniert, wodurch auch eine abdichtende Anordnung im Bearbeitungskopf in Richtung auf die Fokussieroptik ermöglicht ist. The protective glass can preferably form part of an end face of the second housing part facing the first housing part. As a result, the protective glass can be arranged at least partially raised relative to the end face of the second housing part, whereby the removal is facilitated. The protective glass is thus enclosed and positioned between the first and second housing part, whereby a sealing arrangement in the machining head in the direction of the focusing optics is also made possible.

Zur sicheren Aufnahme des Schutzglases ist vorzugsweise im ersten Gehäuseteil eine Fassung vorgesehen. Diese Fassung kann eine gegenüber einer Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils hervorstehende Umrandung des Schutzglases aufweisen, die vorzugsweise zumindest eine Unterbrechung aufweist. Eine solche Unterbrechung dient dem erleichterten Zugriff auf das Schutzglas.For safe reception of the protective glass, a socket is preferably provided in the first housing part. This socket may have a relation to an end face of the second housing part protruding border of the protective glass, which preferably has at least one interruption. Such an interruption facilitates the access to the protective glass.

Des Weiteren ist die Fassung im zweiten Gehäuseteil derart ausgebildet, dass ein Schutzglas gegenüber der Umrandung der Fassung übersteht. Auf diese Weise bildet das Schutzglas eine Anlagefläche für die Anlage an dem ersten Gehäuseteil. Dadurch kann das Schutzglas auch abdichtend in der Fassung des ersten Gehäuseteils mittels eines Dichtrings zum Innenraum des ersten Gehäuseraumes beziehungsweise zur Fokussieroptik angeordnet sein.Furthermore, the socket in the second housing part is designed such that a protective glass protrudes from the edge of the socket. In this way, the protective glass forms a contact surface for the system on the first housing part. As a result, the protective glass can also be sealingly arranged in the socket of the first housing part by means of a sealing ring to the interior of the first housing space or to the focusing optics.

Des Weiteren kann an die Umrandung der Fassung angrenzend eine Freimachung in der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils vorgesehen sein, die der Unterbrechung der Umrandung zugeordnet wird. Eine solche Freimachung ermöglicht ein noch einfacheres Greifen der Seitenfläche des Schutzglases.Furthermore, a franking in the end face of the second housing part can be provided adjacent to the border of the socket, which is assigned to the interruption of the border. Such a franking allows an even easier gripping of the side surface of the protective glass.

Das als Hub-Drehachse ausgebildete Koppelelement kann mit einem Ende ortsfest zum zweiten oder ersten Gehäuseteil angeordnet werden und mit einem gegenüber liegenden Ende in dem ersten oder zweiten Gehäuseteil in einer Bohrung verschiebbar und schwenkbar positioniert sein. Dies ermöglicht, dass das zweite Gehäuseteil gegenüber dem ersten Gehäuseteil zunächst eine Hubbewegung entlang der Längsachse der Hub-Drehachse durchführt, wobei die Lage des Schutzglases in einer XY-Ebene unverändert bleibt. Anschließend kann eine Drehung um diese vertikal verlaufende Längsachse der Hub-Drehachse erfolgen, wodurch eine besonders gute Zugänglichkeit zum Schutzglas gegeben ist.The coupling element designed as a lifting / rotating axis can be arranged with one end stationary relative to the second or first housing part and can be displaceably and pivotably positioned with an opposite end in the first or second housing part in a bore. This makes it possible for the second housing part to initially perform a lifting movement along the longitudinal axis of the lifting axis of rotation relative to the first housing part, the position of the protective glass remaining unchanged in an XY plane. Subsequently, a rotation about this vertically extending longitudinal axis of the lifting axis of rotation take place, whereby a particularly good accessibility is given to the protective glass.

Das als Hub-Drehachse ausgebildete Koppelelement umfasst eine umlaufende Schulter, vorzugsweise im mittleren Bereich, wodurch eine Begrenzung der Hubbewegung zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil gebildet ist. Dies ermöglicht eine bauraumsparende und konstruktiv einfache Ausgestaltung. The coupling element designed as a lifting rotary axis comprises a circumferential shoulder, preferably in the central region, whereby a limitation of the stroke movement between the first and second housing part is formed. This allows a space-saving and structurally simple design.

Das in die Bohrung des ersten oder zweiten Gehäuseteils eingeführte Ende der Hubdrehachse kann am Außenumfang Einkerbungen aufweisen, in welche ein im diesem Ende der Hub-Drehachse zugeordneten Gehäuseteil angeordnetes Rastelement eingreift und eine eingestellte Drehposition zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil fixiert. Dadurch kann eine eingestellte Schwenkbewegung beziehungsweise Verschwenkung des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil fixiert werden, so dass das Herausnehmen und nachfolgende Einlegen des Schutzglases erleichtert ist.Introduced into the bore of the first or second housing part end of Hubdrehachse may have notches on the outer circumference, in which engages in this end of the hub rotation axis associated housing part latching element and fixes a set rotational position between the first and second housing part. Thereby, a set pivoting movement or pivoting of the second housing part can be fixed to the first housing part, so that the removal and subsequent insertion of the protective glass is facilitated.

Zum sicheren Zusammenführen des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil ist bevorzugt an dem ersten oder zweiten Gehäuseteil zum gegenüber liegenden Gehäuseteil weisend ein Zentrierstift vorgesehen, der in eine Zentrierbohrung im gegenüber liegenden Gehäuseteil eingreift. Dadurch wird sichergestellt, dass das Schutzglas passend in die zugehörige erste Hälfte der Fassung im ersten Gehäuseteil eingeführt wird und beispielsweise Kontaktstifte der Bearbeitungskopfelektronik, die an der Stirnseite des ersten Gehäuseteils und an der Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils eingebracht sind, sicher miteinander verbunden und kontaktiert werden.For safe merging of the second housing part to the first housing part, a centering pin is preferably provided on the first or second housing part facing the opposite housing part, which engages in a center hole in the opposite housing part. This ensures that the protective glass is suitably inserted into the associated first half of the socket in the first housing part and, for example, contact pins of the machining head electronics, which are introduced on the end face of the first housing part and on the end face of the second housing part, securely connected and contacted.

Des Weiteren kann zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil ein Schnellverschluss vorgesehen sein, durch welchen das erste und zweite Gehäuseteil lösbar miteinander befestigt sind. Ein solcher Schnellverschluss ermöglicht sowohl ein werkzeugfreies Lösen als auch Verbinden der Gehäuseteile voneinander und miteinander. Furthermore, between the first and second housing part may be provided a quick release, by which the first and second housing part are releasably secured together. Such a quick release allows both a tool-free release and connecting the housing parts from each other and each other.

Gemäß einer Ausführungsform eines Schnellverschlusses kann ein federgelagertes Schieberelement vorgesehen sein, welches an Fixierelementen angreift und durch eine Schiebebewegung gegenüber dem Fixierelement lösbar ist. Vorteilhafterweise kann das Fixierelement einen Klemmkopf aufweisen, der in eine Schlüssellochöffnung eines Schieberelementes eingreift und somit das Schieberelement in Abhängigkeit von der Schiebebewegung mit dem Fixierelement befestigt oder lösbar verbunden ist. Das Schieberelement kann entgegen einer Rückstellkraft eines Rückstellelementes, insbesondere einer Federkraft eines Federelementes, in eine Löseposition übergeführt werden und durch die Rückstellkraft beziehungsweise die Federkraft selbständig in eine Verriegelungsposition zurückkehren. Dadurch kann eine Ausführungsform geschaffen werden, welche ein aktives Betätigen des Schnellverschlusses erfordert, um das zweite Gehäuseteil von dem ersten Gehäuseteil zu lösen, wohingegen eine Verbindung der beiden Gehäuseteile lediglich durch ein lagerichtiges Positionieren und ein aufeinander Zuführen des ersten und zweiten Gehäuseteils genügt. Alternativ kann auch für die Überführung des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil in eine geschlossene Position des Bearbeitungskopfes der Schnellverschluss betätigt werden und nach dessen Lösen eine Verriegelung der beiden Gehäuseteile zueinander erfolgen. According to one embodiment of a quick release, a spring-loaded slider element can be provided which acts on fixing elements and can be released by a sliding movement relative to the fixing element. Advantageously, the fixing element may comprise a clamping head which engages in a keyhole opening of a slide element and thus the slide element is fastened or detachably connected in dependence on the sliding movement with the fixing element. The slider element can oppose a restoring force of a return element, in particular a spring force of a spring element, are transferred to a release position and return automatically by the restoring force or the spring force in a locking position. Thereby, an embodiment can be provided which requires an active actuation of the quick release to release the second housing part of the first housing part, whereas a connection of the two housing parts only by a correct position positioning and feeding one another of the first and second housing part is sufficient. Alternatively, also for the transfer of the second housing part to the first housing part in a closed position of the machining head of the quick release can be actuated and carried out after its release, a locking of the two housing parts to each other.

Das erste und zweite Gehäuseteil können alternativ durch eine Schraubverbindung lösbar zueinander befestigt sein. Vorteilhafterweise sind zwei diagonal einander gegenüber liegende Schrauben zur lösbaren Befestigung vorgesehen. Dadurch ist ein schneller und einfacher Wechsel möglich.The first and second housing part may alternatively be releasably secured to each other by a screw connection. Advantageously, two diagonally opposite screws are provided for releasable attachment. This makes a quick and easy change possible.

Die Schrauben der Schraubverbindung sind gegen Lösen aus dem ersten oder zweiten Gehäuseteil gesichert, also unverlierbar zum Gehäuseteil aufgenommen. Dies ermöglicht, dass lediglich ein Lösen der Schraubverbindung erforderlich ist und anschließend beispielsweise ein selbständiges Absenken des zweiten Gehäuseteils gegenüber dem ersten Gehäuseteil aufgrund der Schwerkraft erfolgt, so dass durch eine anschließende Schwenkbewegung bereits die Wechselposition des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil eingenommen ist. Eine anschließende Befestigung des zweiten Gehäuseteils zum ersten Gehäuseteil erfolgt in umgekehrter Reihenfolge der Bewegungen und kann wiederum durch eine Einhandbedienung durchgeführt werden, so dass mit der zweiten Hand ein einfaches Befestigen der Schrauben ermöglicht ist. The screws of the screw are secured against loosening from the first or second housing part, so captive added to the housing part. This makes it possible that only a loosening of the screw connection is required and then, for example, an independent lowering of the second housing part relative to the first housing part takes place due to gravity, so that already occupied by a subsequent pivoting movement, the change position of the second housing part to the first housing part. A subsequent attachment of the second housing part to the first housing part takes place in the reverse order of the movements and can in turn be carried out by a one-hand operation, so that a simple fastening of the screws is made possible with the second hand.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zum anderen durch eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, gelöst, welche eine Wechselstation mit einer Aufnahmevorrichtung umfasst, in welcher der Bearbeitungskopf positionierbar ist und die des Weiteren eine Auslösevorrichtung umfasst, die ein Lösen eines Schnellverschlusses des Bearbeitungskopfes ermöglicht, durch welchen der erste und zweite Gehäuseteil lösbar zueinander verbunden sind. Durch diese Wechselstation kann der Wechsel des Schutzglases zumindest teilautomatisiert werden. Dadurch werden zum einen eine gesicherte Aufnahme des Bearbeitungskopfes in der Wechselstation sowie zum anderen ein gleichzeitiges Lösen der Gehäuseteile voneinander ermöglicht. Alternativ kann das Betätigen des Schnellverschlusses auch nach dem Einsetzen des Bearbeitungskopfes in die Wechselstation getrennt angesteuert werden.On the other hand, the object on which the invention is based is achieved by a processing machine, in particular a laser processing machine, which comprises a changing station with a receiving device, in which the processing head can be positioned and which further comprises a triggering device, which makes it possible to release a quick-action closure of the processing head which are the first and second housing part releasably connected to each other. By this change station, the change of the protective glass can be at least partially automated. As a result, on the one hand, a secure reception of the machining head in the changing station and, on the other hand, a simultaneous release of the housing parts from one another are made possible. Alternatively, the actuation of the quick release can be controlled separately even after the insertion of the machining head in the changing station.

Die Aufnahmevorrichtung der Wechselstation ist als Klemmvorrichtung ausgebildet, in welcher vorzugsweise das zweite Gehäuseteil durch Klemmung positioniert ist. Bevorzugt ist dabei eine U-förmige Klemmaufnahme oder ein Aufnahmebereich vorgesehen, so dass ein einfaches Einführen des Bearbeitungskopfes, insbesondere des zweiten Gehäuseteils, an dem eine an die Klemmvorrichtung angepasste Aufnahme vorgesehen ist, erfolgen kann.The receiving device of the change station is designed as a clamping device, in which preferably the second housing part is positioned by clamping. Preferably, a U-shaped clamping receptacle or a receiving area is provided, so that a simple insertion of the machining head, in particular of the second housing part, on which a fitting adapted to the clamping device receptacle is provided can take place.

Die Auslösevorrichtung der Wechselstation kann durch eine Steuerkurve ausgebildet sein, die separat angetrieben ist. Ebenfalls kann die Auslösevorrichtung durch eine Anschlagfläche ausgebildet sein, so dass beispielsweise beim Positionieren des Bearbeitungskopfes in der Aufnahmevorrichtung gleichzeitig der Schnellverschluss betätigt – insbesondere gelöst – wird. The triggering device of the changing station can be formed by a control cam which is driven separately. Also, the triggering device may be formed by a stop surface, so that, for example, when positioning the machining head in the receiving device simultaneously the quick release operated - in particular solved - is.

Die Wechselstation weist bevorzugt zumindest eine Spülvorrichtung zum Spülen des zweiten Gehäuseteils auf. Dadurch können sehr saubere Umgebungsbedingungen realisiert und Verschmutzungen im Inneren des zweiten Gehäuseteils vermieden werden. Das Spülen kann auch während dem Einsetzen des neuen Schutzglases erfolgen, so dass saubere Arbeitsbedingungen gegeben sind. The changing station preferably has at least one flushing device for flushing the second housing part. As a result, very clean environmental conditions can be realized and soiling inside the second housing part can be avoided. The rinsing can also be done during the insertion of the new protective glass, so that clean working conditions are given.

Die Wechselstation der Laserbearbeitungsmaschine umfasst vorteilhafterweise ein Schutzglasmagazin. Dadurch können mehrere Schutzgläser gleichzeitig zum Austausch in der Wechselstation bereit gehalten werden. Der Austausch des Schutzglases kann sowohl manuell als auch durch eine mechanische Greifervorrichtung erfolgen. Bevorzugt kann das Schutzglasmagazin auch zur Fassung am zweiten Gehäuseteil positioniert werden und unmittelbar einsetzbar sein.The change station of the laser processing machine advantageously comprises a protective glass magazine. As a result, several protective glasses can be kept ready for replacement in the changing station at the same time. The replacement of the protective glass can be done both manually and by a mechanical gripper device. Preferably, the protective glass magazine can also be positioned for mounting on the second housing part and be used directly.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Wechseln eines Schutzglases in einem Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine gelöst, bei dem zumindest eine Linearachse oder eine Handhabungseinrichtung der Laserbearbeitungsmaschine, welche den Bearbeitungskopf trägt, den Bearbeitungskopf in einer Aufnahmeeinrichtung der Wechselstation positioniert. Während dieses Positionierens des Bearbeitungskopfes in der Aufnahmevorrichtung oder darauf folgend kann ein Schnellverschluss am Bearbeitungskopf durch eine Auslösevorrichtung der Wechselstation in eine Löseposition übergeführt werden, wodurch das zweite Gehäuseteil und das erste Gehäuseteil voneinander lösbar sind. Durch zumindest eine Linearachse oder eine Handhabungseinrichtung kann eines der beiden Gehäuseteile zum anderen in eine Wechselposition übergeführt werden. Dadurch kann eine Verkürzung der Maschinenstillstandzeit erzielt werden. The object on which the invention is based is furthermore achieved by a method for changing a protective glass in a machining head of a laser processing machine, in which at least one linear axis or a handling device of the laser machining machine, which carries the machining head, positions the machining head in a receiving device of the changing station. During this positioning of the machining head in the receiving device or subsequently, a quick release on the machining head can be transferred by a tripping device of the change station in a release position, whereby the second housing part and the first housing part are detachable from each other. By at least one linear axis or a handling device can be one of the two Housing parts are transferred to another in a change position. As a result, a shortening of the machine downtime can be achieved.

Des Weiteren wird bevorzugt zumindest nach dem Trennen des ersten und zweiten Gehäuseteils aus einer geschlossenen Position ein gasförmiges Medium zum Spülen des zweiten Gehäuseteils zugeführt. Dadurch können Verschmutzungen gelöst und saubere Umgebungsbedingungen erzielt werden. Zusätzlich kann auch ein Schutzglasmagazin mit einem gasförmigen Medium gespült werden.Furthermore, at least after the separation of the first and second housing parts from a closed position, a gaseous medium is preferably supplied for purging the second housing part. This allows soiling to be solved and clean environmental conditions to be achieved. In addition, a protective glass magazine can also be rinsed with a gaseous medium.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass ein Schutzglasmagazin zur Fassung des zweiten Gehäuseteils positioniert und ein Schutzglas aus dem Magazin in die Fassung des zweiten Gehäuseteils eingesetzt wird. Dadurch kann ein vollautomatischer Wechsel des Schutzglases erzielt werden. Darauf folgend werden die Gehäuseteile durch die zumindest eine Linearachse oder Handhabungseinrichtung in eine geschlossene Position übergeführt, so dass der Bearbeitungskopf für die nachfolgenden Arbeitsschritte aus der Wechselstation entnommen werden kann.A further advantageous embodiment of the method provides that a protective glass magazine positioned to version of the second housing part and a protective glass from the magazine is inserted into the socket of the second housing part. This allows a fully automatic change of the protective glass can be achieved. Subsequently, the housing parts are transferred by the at least one linear axis or handling device in a closed position, so that the processing head for the subsequent steps can be removed from the exchange station.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described in more detail below with reference to the examples shown in the drawings and explained. The features to be taken from the description and the drawings can be applied individually according to the invention individually or in combination in any combination. Show it:

1 eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsmaschine, 1 a perspective view of a laser processing machine,

2 eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungskopfes der Laserbearbeitungsmaschine gemäß 1, 2 a schematic side view of a machining head of the laser processing machine according to 1 .

3 eine schematische Ansicht von unten auf den Bearbeitungskopf gemäß 2, 3 a schematic view from below of the machining head according to 2 .

4 eine perspektivische Ansicht von oben auf den Bearbeitungskopf in einer Wechselposition eines zweiten Gehäuseteils, 4 a perspective view from above of the machining head in a change position of a second housing part,

5 eine perspektivische Ansicht von unten auf den Bearbeitungskopf gemäß 4, 5 a perspective view from below of the machining head according to 4 .

6 eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt des Bearbeitungskopfes gemäß 4, 6 a schematic side view in partial section of the machining head according to 4 .

7 eine perspektivische Ansicht eines Koppelelementes, 7 a perspective view of a coupling element,

8 eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungskopfes in einer Wechselstation der Laserbearbeitungsmaschine, 8th a schematic side view of a machining head in a changing station of the laser processing machine,

9a und 9b perspektivische Ansichten von Details eines Schnellverschlusses des Bearbeitungskopfes und 9a and 9b perspective views of details of a quick release of the machining head and

10 eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungskopfes in einer Wechselposition mit einem Schutzglasmagazin. 10 a schematic side view of a processing head in a change position with a protective glass magazine.

In 1 ist perspektivisch eine Bearbeitungsmaschine 10 dargestellt, welche den Aufbau einer Laserschneidmaschine als Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsmaschine zeigt. Weitere Ausführungsbeispiele sind zum Beispiel eine Laserschweißmaschine oder eine kombinierte Stanz-/Laserschneidmaschine. Diese Bearbeitungsmaschine 10 weist einen CO₂-Laser oder Festkörperlaser als Laserstrahlerzeuger 2, einen Laserbearbeitungskopf beziehungsweise Bearbeitungskopf 3 und eine Werkstückauflage 4 auf. Auf der Werkstückauflage 4 ist ein Werkstück 6 angeordnet. Durch den Laser 2 wird ein Laserstrahl 5 erzeugt. Der Laserstrahl 5 wird mit Hilfe von (nicht gezeigten) Umlenkspiegeln von dem CO₂-Laser oder mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Lichtleitkabels von dem Festkörperlaser zu dem Bearbeitungskopf 3 geführt. Der Laserstrahl 5 wird mittels einer im Bearbeitungskopf 3 angeordneten Fokussieroptik auf das Werkstück 6 gerichtet. Die Bearbeitungsmaschine 10 wird darüber hinaus mit Schneidgasen 7, beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, versorgt. Es können alternativ oder zusätzlich auch Druckluft oder anwendungsspezifische Gase vorgesehen sein. Die Verwendung der einzelnen Gase ist von dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks 6 und von Qualitätsanforderungen an die Schnittkanten abhängig. Weiterhin ist eine Absaugeinrichtung 8 vorhanden, die mit einem Absaugkanal 16, der sich unter der Werkstückauflage 4 befindet, verbunden ist.In 1 is in perspective a processing machine 10 which shows the structure of a laser cutting machine as an embodiment of a laser processing machine. Further exemplary embodiments are, for example, a laser welding machine or a combined punching / laser cutting machine. This processing machine 10 has a CO ₂ laser or solid-state laser as a laser beam generator 2 , a laser processing head or processing head 3 and a workpiece support 4 on. On the workpiece support 4 is a workpiece 6 arranged. By the laser 2 becomes a laser beam 5 generated. The laser beam 5 is converted from the solid-state laser to the processing head by means of deflection mirrors (not shown) from the CO ₂ laser or by means of a light guide cable (not shown) 3 guided. The laser beam 5 is by means of a processing head 3 arranged focusing optics on the workpiece 6 directed. The processing machine 10 is also using cutting gases 7 , For example, oxygen and nitrogen supplied. Alternatively or additionally, compressed air or application-specific gases may be provided. The use of the individual gases is of the material of the workpiece to be machined 6 and dependent on quality requirements for the cut edges. Furthermore, a suction device 8th present, with a suction channel 16 that is under the workpiece support 4 is connected.

Beim Schneiden des Werkstücks 6 unter Verwendung von Sauerstoff als Schneidgas wird das Material des Werkstücks 6 geschmolzen und größtenteils oxidiert. Bei der Verwendung von Inertgasen, wie zum Beispiel Stickstoff oder Argon, wird das Material lediglich geschmolzen. Die entstandenen Schmelzpartikel werden dann, gegebenenfalls zusammen mit den Eisenoxiden, ausgeblasen und zusammen mit dem Schneidgas über die Absaugkanal 16 durch die Absaugeinrichtung 8 abgesaugt.When cutting the workpiece 6 using oxygen as the cutting gas becomes the material of the workpiece 6 melted and mostly oxidized. When using inert gases, such as nitrogen or argon, the material is merely melted. The resulting melt particles are then, optionally together with the iron oxides, blown out and together with the cutting gas through the suction channel 16 through the suction device 8th aspirated.

2 zeigt eine schematisch vergrößerte Seitenansicht des Bearbeitungskopfes 3 gemäß 1. Der Bearbeitungskopf 3 umfasst ein erstes Gehäuseteil 12 und ein zweites Gehäuseteil 14, die in einer gemeinsamen Trennebene 15 lösbar miteinander verbunden sind. Das erste Gehäuseteil 12 weist im Inneren eine nur symbolisch dargestellte Fokussieroptik 17, z.B. eine oder mehrere Fokussierlinsen, auf, der über eine Zuführung 18 der Laserstrahl 3 zugeführt wird. In dieser Fokussieroptik 17 wird der Laserstrahl fokussiert und tritt an einer am zweiten Gehäuseteil 14 angeordneten Düse 21 aus. Dem ersten Gehäuseteil 12 wird des Weiteren das Schneidgas 7 über einen Anschluss 22 zugeführt. 2 shows a schematically enlarged side view of the machining head 3 according to 1 , The machining head 3 includes a first housing part 12 and a second housing part 14 in a common dividing plane 15 are releasably connected together. The first housing part 12 has inside only a symbolic representation focusing optics 17 , For example, one or more focusing lenses, on, via a feeder 18 the laser beam 3 is supplied. In this focusing optics 17 The laser beam is focused and occurs at one on the second housing part 14 arranged nozzle 21 out. The first housing part 12 Further, the cutting gas 7 via a connection 22 fed.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das zweite Gehäuseteil 14 durch eine Schraubverbindung 24 lösbar zum ersten Gehäuseteil 12 befestigt. Die Schraubverbindung 24 umfasst beispielsweise zwei Schrauben 25, die diagonal versetzt zueinander an dem Gehäuseteil 14 angreifen, wie dies ergänzend aus der Ansicht von unten auf den Bearbeitungskopf 3 gemäß 3 hervorgeht. Die Schraubverbindung 24 umfasst zwei Schrauben 25, die das zweite Gehäuseteil durchdringen und an einer Befestigungsplatte 26 des ersten Gehäuseteils 12 angreifen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass nach dem Lösen der Schrauben 25 von der Befestigungsplatte 26 diese in deren Bohrungen im zweiten Gehäuseteil 14 verbleiben und nicht heraus fallen. Die Schrauben können durch Sicherungsringe oder dergleichen unverlierbar gesichert sein. According to a first embodiment, the second housing part 14 through a screw connection 24 detachable to the first housing part 12 attached. The screw connection 24 includes for example two screws 25 , the diagonally offset from each other on the housing part 14 attack, as is complementary to the view from below on the machining head 3 according to 3 evident. The screw connection 24 includes two screws 25 , which penetrate the second housing part and on a mounting plate 26 of the first housing part 12 attack. It is preferably provided that after loosening the screws 25 from the mounting plate 26 these in their holes in the second housing part 14 stay and do not fall out. The screws can be captively secured by retaining rings or the like.

In 4 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf den Bearbeitungskopf 3 in einer Wechselposition 28 für ein Schutzglas 29 dargestellt. 5 zeigt den in 4 in der Wechselposition 28 dargestellten Bearbeitungskopf 3 in einer perspektivischen Ansicht von unten. In 4 is a perspective view from above of the machining head 3 in a change position 28 for a protective glass 29 shown. 5 shows the in 4 in the exchange position 28 shown processing head 3 in a perspective view from below.

Das erste und zweite Gehäuseteil 12, 14 sind durch ein Koppelelement 31 miteinander verbunden, welches als eine Hub-Drehachse ausgebildet ist. Nach dem Lösen der Schraubverbindung 24 kann das zweite Gehäuseteil 14 entlang einer Z-Achse gegenüber dem ersten Gehäuseteil 12 abgesenkt und anschließend durch eine Drehung um die Z-Achse – also um die Längsachse des Koppelelementes 31 – in die Wechselposition 28 übergeführt werden. In dieser Wechselposition 28 ist ein einfaches Entnehmen des Schutzglases 29 sowie ein anschließendes einfaches Einsetzen eines neuen Schutzglases 29 in das zweite Gehäuseteil 14 möglich. Die Hub- und Drehbewegung des zweiten Gehäuseteils 14 zum ersten Gehäuseteil 12 kann durch eine Einhandbedienung erfolgen.The first and second housing part 12 . 14 are through a coupling element 31 interconnected, which is designed as a hub rotation axis. After loosening the screw connection 24 can the second housing part 14 along a Z-axis relative to the first housing part 12 lowered and then by a rotation about the Z-axis - ie about the longitudinal axis of the coupling element 31 - in the change position 28 be transferred. In this change position 28 is a simple removal of the protective glass 29 and then a simple insertion of a new protective glass 29 in the second housing part 14 possible. The lifting and rotating movement of the second housing part 14 to the first housing part 12 can be done by a one-hand operation.

Der konstruktive Aufbau und die Anordnung des Koppelelementes 31 zum zweiten Gehäuseteil 14 werden unter Bezugnahme auf die 6 und 7 erörtert.The structural design and the arrangement of the coupling element 31 to the second housing part 14 be with reference to the 6 and 7 discussed.

Das Koppelelement 31 weist ein erstes Ende 32 auf, welches beispielsweise durch ein Schraubgewinde 33 ausgebildet ist, an welchem sich ein zylindrischer Abschnitt als Passstift 34 anschließt. Dieses erste Ende 32 wird in eine korrespondierende Bohrung 35 in das zweite Gehäuseteil 14 eingeschraubt. Hierzu sind die Abflachungen 36 vorgesehen, um mit einem Schlüssel das Koppelelement 31 zu fixieren. Durch den Passstift 34 wird eine lagerichtige Anordnung – also senkrechte Anordnung des zweiten Gehäuseteils 14 – zur Längsachse des Koppelelementes 31 erzielt. Das Ende 32 ist drehfest mit dem zweiten Gehäuseteil 14 verbunden. Das gegenüber liegende Ende 38 des Koppelementes 31 ist in eine Bohrung 39 im ersten Gehäuseteil 12 eintauchbar eingesetzt. Dabei ist in die Bohrung 39 ein Federelement 41 eingesetzt, welches das freie Ende 38 des Koppelelementes 31 aus der Bohrung 39 heraus drückt. Diese Bewegung ist durch eine Schulter 43 im mittleren Bereich des Koppelelementes 31 begrenzt, welches an einer Durchgangsbohrung 44 der Befestigungsplatte 26 anliegt. Durch diese Ausgestaltung wird die Hubbewegung zum Abheben beziehungsweise Absenken des zweiten Gehäuseteils 14 zum ersten Gehäuseteil 12 begrenzt.The coupling element 31 has a first end 32 on, which for example by a screw thread 33 is formed, which is a cylindrical portion as a dowel pin 34 followed. This first end 32 will be in a corresponding hole 35 in the second housing part 14 screwed. These are the flats 36 provided with a key to the coupling element 31 to fix. Through the dowel pin 34 is a positionally correct arrangement - ie vertical arrangement of the second housing part 14 - To the longitudinal axis of the coupling element 31 achieved. The end 32 is non-rotatable with the second housing part 14 connected. The opposite end 38 of the coupling element 31 is in a hole 39 in the first housing part 12 inserted submersible. It is in the hole 39 a spring element 41 used the free end 38 of the coupling element 31 out of the hole 39 pushes out. This movement is through a shoulder 43 in the central region of the coupling element 31 limited, which at a through hole 44 the mounting plate 26 is applied. By this configuration, the lifting movement for lifting or lowering the second housing part 14 to the first housing part 12 limited.

An dem Ende 38 des Koppelelementes 31 sind radial über den Umfang verteilt Einkerbungen 46 vorgesehen, an welchen ein Rastelement 47, das beispielsweise als Kugeldruckstück ausgebildet ist, eingreift. Dieses Rastelement 47 ist im ersten Gehäuseteil 12 radial zur Längsachse des Koppelelementes 31 ausgerichtet positioniert. Die Einkerbungen 46 sind vorzugsweise als in axialer Richtung sich erstreckende kreisbogensegmentförmige Vertiefungen ausgebildet, so dass ein vereinfachtes Lösen zwischen dem Rastelement 37 und dem Koppelelement 31 mit einer Hubbewegung ermöglicht ist. At the end 38 of the coupling element 31 are notches distributed radially around the circumference 46 provided, on which a locking element 47 , which is formed for example as a ball pressure piece, engages. This locking element 47 is in the first housing part 12 radially to the longitudinal axis of the coupling element 31 aligned. The notches 46 are preferably formed as in the axial direction extending circular arc segment-shaped recesses, so that a simplified release between the locking element 37 and the coupling element 31 is made possible with a lifting movement.

Das Schutzglas 29 ist in einer Fassung 51 positioniert, welche in einer Stirnfläche 54 des zweiten Gehäuseteils 14 integriert oder gegenüber dieser vertieft ausgeführt ist. Die Fassung 51 weist eine Umrandung 56 am zweiten Gehäuseteil 14 auf, die zumindest eine Unterbrechung 57 umfasst. In dieser Unterbrechung 57 und daran angrenzend ist bevorzugt eine Freinehmung 58 in der Stirnfläche 54 des zweiten Gehäuseteils 14 vorgesehen. Dadurch ist eine erleichterte Entnahme des Schutzglases 29 gegeben, da ein Finger des Bedieners teilweise in die Freinehmung 58 eintaucht und aufgrund der Unterbrechung 57 vollständig an einer umlaufenden Mantelfläche des Schutzglases 29 angreift. Bevorzugt ist dieser in 4 dargestellten Unterbrechung 57 gegenüber liegend eine zweite Unterbrechung 57 vorgesehen, wie dies aus 6 hervorgeht. Die Umrandung 56 ist in der Höhe zur Fassung 51 derart vorgesehen, dass das Schutzglas 29 gegenüber der Umrandung 56 geringfügig hervorsteht. Dadurch kann dieses in einer geschlossenen Position 61 des Bearbeitungskopfes 3 gemäß 2 an einer Dichtfläche des ersten Gehäuseteils 12 dichtend anliegend angeordnet sein. The protective glass 29 is in a version 51 positioned, which in an end face 54 of the second housing part 14 integrated or executed in relation to this deepened. The version 51 has a border 56 on the second housing part 14 on, the at least one interruption 57 includes. In this interruption 57 and adjacent to it is preferably a cladding 58 in the frontal area 54 of the second housing part 14 intended. This makes it easier to remove the protective glass 29 given, as a finger of the operator partially into the Freinhmung 58 dips in and due to the interruption 57 completely on a circumferential surface of the protective glass 29 attacks. Preferably, this is in 4 illustrated interruption 57 opposite a second interruption 57 provided, like this 6 evident. The border 56 is in height to the socket 51 provided such that the protective glass 29 opposite the border 56 slightly protruding. This allows this in a closed position 61 of the machining head 3 according to 2 on a sealing surface of the first housing part 12 be arranged tightly fitting.

An der Stirnfläche 54 ist hervorstehend ein Zentrierbolzen 63 vorgesehen, der in eine Zentrierbohrung 64 am ersten Gehäuseteil 12 eingreift. Dies kann auch vertauscht sein. An der Stirnfläche 54 sind des Weiteren Kontaktelemente 66 vorgesehen, die an gegenüber liegenden Anschlüssen 67 an der Befestigungsplatte 26 des ersten Gehäuseteils 12 in der geschlossenen Position 61 leitend miteinander verbunden sind. At the frontal area 54 is protruding a centering pin 63 provided in a center hole 64 on the first housing part 12 intervenes. This can also be reversed. At the frontal area 54 are further contact elements 66 provided at the opposite terminals 67 on the mounting plate 26 of the first housing part 12 in the closed position 61 are conductively connected to each other.

In 8 ist eine schematische Seitenansicht eines Bearbeitungskopfes 3 dargestellt, wobei zunächst nur auf den Bearbeitungskopf 3 mit dessen Schnellverschluss 71 eingegangen wird. In 8th is a schematic side view of a machining head 3 shown, initially only on the machining head 3 with its quick release 71 will be received.

Der Schnellverschluss 71 kann anstelle der in den 2 bis 6 dargestellten Schraubverbindungen 24 vorgesehen sein und ermöglicht eine vereinfachte Handhabung. Gemäß einer Ausführungsform kann der Schnellverschluss ein L-förmiges Schieberelement 72 aufweisen, welches beispielsweise in 9a dargestellt ist. Dieses Schieberelement 72 weist eine Betätigungsfläche 73 auf, durch welche das Schieberelement 72 entgegen einer Rückstellkraft eines Rückstellelementes 74 aus einer Verriegelungsposition in eine Löseposition 76, wie dies schematisch in 9b dargestellt ist, überführbar ist. Das Schieberelement 72 weist zumindest eine Schlüssellochöffnung 77 auf, in welche ein Fixierelement 78 mit einem Kopf 79, der gegenüber einem Schaft 80 vergrößert ist, eingreift. In der Löseposition 76 kann der Kopf 79 durch die vergrößerte Öffnung der Schlüssellochöffnung 77 hindurch geführt werden, so dass das Schieberelement 72 gegenüber dem Fixierelement 78 frei kommt. Das Fixierelement 78 ist beispielsweise am zweiten Gehäuseteil 14 mit dem Schaft 80 befestigt. Das Schieberelement 72 ist verschiebbar am ersten Gehäuseteil 12, insbesondere an der Befestigungsplatte 26, angeordnet. The quick release 71 can instead of in the 2 to 6 illustrated screw connections 24 be provided and allows a simplified handling. According to one embodiment, the quick release may be an L-shaped slider element 72 have, for example, in 9a is shown. This slider element 72 has an actuating surface 73 on, through which the slider element 72 against a restoring force of a return element 74 from a locking position to a release position 76 as shown schematically in 9b is shown, is convertible. The slider element 72 has at least one keyhole opening 77 in which a fixing element 78 with a head 79 which is opposite a shaft 80 is enlarged, engages. In the release position 76 can the head 79 through the enlarged opening of the keyhole opening 77 be guided through, so that the slide element 72 opposite the fixing element 78 comes free. The fixing element 78 is for example on the second housing part 14 with the shaft 80 attached. The slider element 72 is displaceable on the first housing part 12 , in particular on the mounting plate 26 arranged.

In einer Verriegelungsposition ist der Schaft 80 im verjüngten Bereich 81 der Schlüssellochöffnung 77 positioniert, so dass der Kopf 79 auf dem Schieberelement 72 aufliegt und gegen Lösen gesichert ist. Die Schlüssellochöffnungen 77 des Schnellverschlusses 71 sind bevorzugt an denselben Positionen wie die Schrauben 25 vorgesehen, so dass anstelle der Schrauben 25 Fixierelemente 78 einsetzbar sind und in einfacher Weise auch ein Schnellverschluss 71 am Bearbeitungskopf 3 vorgesehen sein kann.In a locking position is the shaft 80 in the rejuvenated area 81 the keyhole opening 77 positioned so that the head 79 on the slider element 72 rests and is secured against loosening. The keyhole openings 77 of the quick release 71 are preferably at the same positions as the screws 25 provided so that instead of the screws 25 fixing 78 can be used and in a simple way, a quick release 71 at the machining head 3 can be provided.

Dieser Schnellverschluss 71 kann sowohl eine einfache manuelle Handhabung als auch einen automatischen Wechsel des Schutzglases 29 ermöglichen. This quick release 71 can be both a simple manual handling as well as an automatic change of the protective glass 29 enable.

Zum teil- oder vollautomatisierten Wechsel des Schutzglases 29 wird der Bearbeitungskopf 3 mit einer Linearachse in der Laserbearbeitungsmaschine in einer Wechselstation 85 gemäß 8 positioniert. Die Wechselstation 85 umfasst eine Aufnahmevorrichtung 86, welche beispielsweise als Klemmvorrichtung ausgebildet ist und eine U-förmige Ausnehmung oder einen U-förmigen Klemmbereich aufweist, der an einem Aufnahmeabschnitt 87 am zweiten Gehäuseteil 14 angreift. Des Weiteren weist die Wechselstation 85 eine Auslösevorrichtung 88 auf, die gemäß einer einfachen Ausführungsform als Anschlagfläche ausgebildet ist. Die Wechselstation 85 kann des Weiteren der Anschlagfläche 88 zugeordnet eine Auflaufschräge 94 für eine Betätigung eines Schieberelementes 72 eines Schnellverschlusses 71 aufweisen.For partially or fully automated change of the protective glass 29 becomes the machining head 3 with a linear axis in the laser processing machine in a change station 85 according to 8th positioned. The change station 85 includes a receiving device 86 which is designed, for example, as a clamping device and has a U-shaped recess or a U-shaped clamping region which is attached to a receiving section 87 on the second housing part 14 attacks. Furthermore, the change station 85 a triggering device 88 on, which is designed according to a simple embodiment as a stop surface. The change station 85 can further the stop surface 88 assigned a ramp 94 for an actuation of a slide element 72 a quick release 71 exhibit.

Ergänzend kann die Wechselstation 85 eine Spülvorrichtung 89 umfassen, welche an einem unteren Abschnitt der Wechselstation 85 vorgesehen ist, die einer Düsenöffnung 90 der Düse 21 gegenüber liegt. Die Düse 21 sitzt auf einem Anschluss 91 auf. Gegenüber liegend ist eine Zuführleitung 92 zum Zuführen eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Luft, in den zweiten Gehäuseteil 14 vorgesehen. Mit Hilfe des gasförmigen Mediums kann das Schutzglas 29 aus der Fassung 51 heraus geblasen werden. Dies kann z.B. in einer Position stattfinden, in der das Schutzglas 29 definiert über ein Prallblech zur Seite geschleudert wird. In addition, the change station 85 a flushing device 89 which are at a lower portion of the change station 85 is provided, that of a nozzle opening 90 the nozzle 21 is opposite. The nozzle 21 sits on a connection 91 on. Opposite is a supply line 92 for supplying a gaseous medium, in particular air, in the second housing part 14 intended. With the help of gaseous medium, the protective glass 29 out of frame 51 to be blown out. This can take place, for example, in a position in which the protective glass 29 defined is thrown over a baffle to the side.

Nachdem der Bearbeitungskopf 3 in die Wechselstation 85 eingesetzt ist, wie dies 8 zeigt, kann mittels der Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine das erste Gehäuseteil 12 gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 14 abgehoben und geschwenkt werden, so dass eine Wechselposition 28 zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil 12, 14 eingenommen wird, wie diese beispielsweise in den 4 bis 6 dargestellt ist. Anschließend kann das Schutzglas 29 beispielsweise manuell oder mittels einer Greifervorrichtung aus der Fassung 51 des zweiten Gehäuseteils entnommen oder mittels Einblasen von Druckluft ausgeschleudert werden. Nach dem Einsetzen des neuen Schutzglases 29 in die Fassung 51 des zweiten Gehäuseteils 14 wird das erste Gehäuseteil 12 wieder auf das zweite Gehäuseteil 14 zugeschwenkt und abgesenkt, wobei über die Zentrierbolzen 63 und Zentrierbohrung 64 eine exakte Ausrichtung der Gehäuseteile 12, 14 zueinander erfolgt. Dadurch ist eine lagerichtige Positionierung des Schutzglases 29 zwischen den beiden Gehäuseteilen 12, 14 gesichert. Anschließend wird der Bearbeitungskopf 3 entgegen der X-Richtung aus der Aufnahmevorrichtung 87 heraus genommen, wobei gleichzeitig der Schnellverschluss 71 selbständig in eine Verriegelungsposition übergeführt wird sowie das erste und zweite Gehäuseteil 12, 14 zueinander fixiert werden.After the machining head 3 in the change station 85 is used, like this 8th shows, by means of the axes of movement of the machine tool, the first housing part 12 opposite the second housing part 14 be lifted and swung, leaving a change position 28 between the first and second housing part 12 . 14 is taken, as this example in the 4 to 6 is shown. Subsequently, the protective glass 29 for example, manually or by means of a gripper device from the socket 51 be removed from the second housing part or ejected by blowing compressed air. After inserting the new protective glass 29 in the version 51 of the second housing part 14 becomes the first housing part 12 again on the second housing part 14 pivoted and lowered, with the centering pin 63 and center hole 64 an exact alignment of the housing parts 12 . 14 to each other. As a result, a correct position positioning of the protective glass 29 between the two housing parts 12 . 14 secured. Then the machining head becomes 3 against the X direction from the receiving device 87 taken out, while the quick release 71 automatically transferred into a locking position and the first and second housing part 12 . 14 be fixed to each other.

In 10 ist des Weiteren eine schematische Seitenansicht des Bearbeitungskopfes 3 dargestellt, bei dem das erste und das zweite Gehäuseteil 12, 14 in einer Wechselposition 28 zueinander angeordnet sind. Das Schutzglasmagazin 96 kann gemäß einer ersten Ausführungsform an oder neben der Wechselstation 85 befestigt sein. Des Weiteren kann das Schutzglasmagazin 96 an dem ersten Gehäuseteil 12 befestigt sein. Beim Verdrehen des ersten Gehäuseteils 12 zum zweiten Gehäuseteil 14 kann das Schutzglasmagazin 96 in eine Position übergeführt werden, so dass ein einfaches Einsetzen des neuen Schutzglases 29 aus dem Schutzglasmagazin 96 über die Schwerkraft direkt in die Fassung 51 im zweiten Gehäuseteil 14 ermöglicht ist. Bevorzugt kann vor und/oder während dem Einsetzen des neuen Schutzglases 29 eine Spülung des zweiten Gehäuseteils und/oder des Schutzglasmagazins mit einem gasförmigen Medium erfolgen. In 10 is further a schematic side view of the machining head 3 shown, in which the first and the second housing part 12 . 14 in a change position 28 are arranged to each other. The protective glass magazine 96 may according to a first embodiment at or next to the change station 85 be attached. Furthermore, the protective glass magazine 96 on the first housing part 12 be attached. When turning the first housing part 12 to the second housing part 14 can the protective glass magazine 96 be converted into a position, allowing easy insertion of the new protective glass 29 from the protective glass magazine 96 via gravity directly into the socket 51 in the second housing part 14 is possible. Preferably, before and / or during the insertion of the new protective glass 29 a rinse of the second housing part and / or the protective glass magazine take place with a gaseous medium.

Alle vorgenannten Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombinierbar sein.All of the aforementioned features are essential to the invention and can be combined with one another as desired.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

CN 101402156 A [0004]
DE 102004002839 A1 [0005]

Claims

Processing head ( 3 ) for a laser processing machine ( 10 ) for machining a workpiece ( 6 ) by means of a laser beam ( 5 ), which in one with a first housing part ( 12 ) of the machining head ( 3 ) focusing optics ( 17 ) is focused and by a in the beam propagation direction after the focusing optics ( 17 ) arranged protective glass ( 29 ) from the processing head ( 3 ), characterized in that the protective glass ( 29 ) in a second housing part ( 14 ) of the processing head is arranged, which to the first housing part ( 12 ) is releasably secured and which by a coupling element ( 31 ) after release from the first housing part ( 12 ) with the first housing part ( 12 ) remains connected and which with respect to the first housing part ( 12 ) is at least displaceable or pivotable.

Machining head according to claim 1, characterized in that the coupling element ( 31 ) formed by a rotation axis and the second housing part ( 14 ) to the first housing part ( 12 ) is pivotable by rotation about the axis of rotation.

Machining head according to claim 1, characterized in that the coupling element ( 31 ) formed by a hub rotation axis and the second housing part ( 14 ) relative to the first housing part ( 12 ) or vice versa can be lifted and the second housing part ( 12 ) by a rotation about the axis of rotation of the coupling element ( 31 ) relative to the first housing part ( 12 ) or on the other hand is verschenkbar.

Machining head according to claim 1, characterized in that the protective glass ( 29 ) in a parting plane ( 15 ) between the first and second housing parts ( 12 . 14 ) is arranged.

Machining head according to claim 1, characterized in that the protective glass ( 29 ) a part of the first housing part ( 12 ) facing end face ( 54 ) of the second housing part ( 14 ).

Machining head according to claim 5, characterized in that the protective glass ( 29 ) in one version ( 51 ) received in the second housing part ( 14 ) and one opposite an end face ( 54 ) protruding border ( 56 ), which advantageously has at least one interruption ( 57 ) having.

Machining head according to claim 6, characterized in that in the version ( 51 ) arranged protective glass ( 29 ) opposite the border ( 56 protruding).

Machining head according to claim 6 or 7, characterized in that in and adjacent to the interruption ( 57 ) a franking ( 58 ) in the face ( 54 ) of the second housing part ( 14 ) is provided.

Machining head according to claim 3, characterized in that the coupling element formed as a lifting rotary axis ( 31 ) with one end ( 32 ) fixed in the second or first housing part ( 14 . 12 ) and with the opposite end ( 38 ) in the first or second housing part ( 12 . 14 ) in a bore ( 39 ) is slidably and pivotally positioned.

Machining head according to claim 9, characterized in that the lifting axis of rotation has a circumferential shoulder ( 43 ), by which for limiting the stroke movement between the first and second housing part ( 12 . 14 ) is formed.

Machining head according to claim 9 or 10, characterized in that on the in the bore ( 39 ) dipping end ( 38 ) of the hub rotation axis notches ( 46 ) are provided on the outer circumference, in which a locking element ( 67 ) engages and a set rotational position between the first and second housing part ( 12 . 14 ) fixed.

Machining head according to claim 1, characterized in that on the first or second housing part ( 12 . 14 ) to the opposite housing part ( 14 . 12 ) pointing a centering pin ( 63 ) provided in a center hole ( 64 ) in the opposite housing part ( 12 . 14 ) intervenes.

Machining head according to one of claims 1 to 12, characterized in that the first and second housing part ( 12 . 14 ) by a quick release ( 71 ) are detachable and connectable to each other.

Machining head according to claim 13, characterized in that a spring-loaded slide element ( 72 ) is provided which on one of the two housing parts ( 12 . 14 ) is provided and at least on a fixing ( 76 ), which on the other of the two housing parts ( 12 . 14 ) and by a sliding movement relative to the at least one fixing element ( 78 ) is releasable and lockable.

Machining head according to claim 14, characterized in that the slide element ( 72 ) at least one keyhole opening ( 77 ), in which a head ( 79 ) of a fixing element ( 78 ) intervenes.

Machining head according to claim 15, characterized in that the sliding element ( 72 ) against a restoring force of a restoring element ( 74 ) in a release position ( 76 ) and by the restoring force of the return element ( 74 ) is reset in a locking position.

Machining head according to claim 1, characterized in that the first and second housing parts ( 12 . 14 ) by a screw connection ( 24 ) are releasably secured to each other.

Machining head according to claim 10, characterized in that screws ( 25 ) of the screw against loosening from the second housing part ( 14 ) are secured.

Processing machine for processing a workpiece ( 6 ) by means of a laser beam ( 5 ), which is equipped with a processing head ( 3 ) on the workpiece ( 6 ), wherein the machining head ( 3 ) a first housing part ( 12 ) and a second housing part ( 14 ), characterized in that a change station ( 85 ) is provided, which a receiving device ( 86 ), in which the machining head ( 3 ) is positionable and which a triggering device ( 88 ) at least for releasing a quick release ( 71 ) of the machining head ( 3 ), through which the first and the second housing part ( 12 . 14 ) are releasably connected to each other.

Processing machine according to claim 19, characterized in that the receiving device ( 87 ) is designed as a clamping device, in which preferably the second housing part ( 14 ), wherein the receiving device ( 87 ) has a U-shaped receiving area, which in a receiving section ( 87 ) of the second housing part ( 14 ) intervenes.

Processing machine according to claim 19, characterized in that the triggering device ( 88 ) is formed as a control cam or a stop surface.

Processing machine according to claim 19, characterized in that the change station ( 85 ) at least one flushing device ( 89 ) for introducing a gaseous medium into the second housing part ( 14 ).

Processing machine according to claim 19, characterized in that the change station ( 85 ) a protective glass magazine ( 96 ).

Method for changing a protective glass ( 29 ) in a processing head ( 3 ) according to one of claims 13 to 16 of a laser processing machine according to one of claims 19 to 23, characterized in that with at least one linear axis or a handling device, which the processing head ( 3 ), the processing head ( 3 ) in a receiving device ( 87 ) of the change station ( 85 ) is positioned during positioning of the machining head ( 3 ) in the receiving device ( 86 ) or subsequently a quick release ( 71 ) on the machining head ( 3 ) by a triggering device ( 88 ) of the change station ( 85 ) in a release position ( 76 ) is converted, that at least one of the two housing parts ( 12 . 14 ) to the other housing part ( 14 . 12 ) by the at least one linear axis or handling device in a change position ( 28 ) is transferred.

A method according to claim 24, characterized in that at least after the separation of the first and second housing parts ( 12 . 14 ) from a closed position ( 61 ) a gaseous medium for the removal of the protective glass ( 29 ) from the second housing part ( 14 ) is supplied.

Method according to claim 24, characterized in that the protective glass ( 29 ) from the version ( 51 ) of the second housing part ( 14 ) is removed by blowing with gaseous medium, by hand or a gripper device.

A method according to claim 24, characterized in that a protective glass magazine ( 96 ) to the version ( 51 ) and a new protective glass ( 29 ) from the protective glass magazine ( 96 ) into the version ( 51 ) of the second housing part ( 14 ) is used.