DE102016106408B4

DE102016106408B4 - Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials in einer Lasermaschine sowie eine Lasermaschine zur trennenden Bearbeitung des plattenförmigen Materials, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102016106408B4
Application number: DE102016106408.4A
Authority: DE
Inventors: Frank Schmauder; Bernd Hermann Renz; Andrea Schaerer
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2036-04-08
Also published as: WO2017174669A1; DE102016106408A1; EP3439823A1; US20190039197A1; CN109070287A; US10940571B2; CN109070287B

Abstract

Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials (8) in einer Lasermaschine (2), welche eine Bearbeitungsstation (5) in einem Maschinengrundgestell (44) umfasst, der eine Be- und Entladestation (10) zugeordnet ist, bei dem auf einer zwischen der Bearbeitungsstation (5) und der Be- und Entladestation (10) verfahrbaren Palette (11) ein plattenförmiges Material (8) aufgelegt wird und bei dem die Palette (11) in die Bearbeitungsstation (5) für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess eingefahren und auf einem Palettenträger (46) für die nachfolgende Bearbeitung des plattenförmigen Materials (8) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn des Bearbeitungsprozesses des plattenförmigen Materials (8) die Palette (11) mit einer Luftfedereinrichtung (42) von dem Palettenträger (46) abgehoben und entkoppelt zum Palettenträger (46) positioniert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials in einer Lasermaschine sowie eine Lasermaschine zur trennenden Bearbeitung des plattenförmigen Materials, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 195 81 537 T1 ist eine kombinierte Stanz- und Laserstrahlmaschine bekannt. Diese Stanz- und Laserstrahlmaschine weist ein Maschinengrundgestell mit einer Werkstückauflage auf, auf welcher ein zu bearbeitendes plattenförmiges Material aufgelegt wird. Zum Bearbeiten des plattenförmigen Materials wird ein bewegbarer Tisch mit einem darauf befindlichen Werkstück unter dem Laserbearbeitungskopf und dem Stanzkopf bewegt. Zur Vermeidung von Schwingungen und unerwünschten Einflüssen auf den Laserbearbeitungskopf während der Stanzbearbeitung ist vorgesehen, dass der Laserbearbeitungskopf über vier Luftfedern an paarweise angeordneten vorderen und hinteren Stützkonsolen abstützbar ist, welche an einer Seite des Hauptrahmens des Maschinengrundgestells befestigt sind.
Aus der US 7 087 858 B2 ist eine Lasermaschine bekannt, die eine Bearbeitungsstation umfasst, der eine Be- und Entladestation zugeordnet ist. Auf einer verfahrbaren Palette in einer Be- und Entladestation wird das plattenförmige Werkstück aufgelegt und in die Bearbeitungsstation eingefahren. Nachfolgend wird ein Bearbeitungsprozess durchgeführt. Die Palette befindet sich dabei unmittelbar auf einem Paletteneinzug aufliegend in einer in der Bearbeitungsstation eingefahrenen Position. Diese Bearbeitungsstation umfasst ein Mehrachsensystem, an welchem ein Bearbeitungskopf relativ zum plattenförmigen Werkstück zu dessen Bearbeitung verfahrbar ist. Beim Beschleunigen und Abbremsen des Bearbeitungskopfes innerhalb eines Bearbeitungsraums der Laserschneidmaschine treten impulsförmige Kraftwirkungen resultierend aus den Linearachsen auf, wodurch sowohl die Palette als auch das auf der Palette aufliegende plattenförmige Material zu Schwingungen angeregt werden. Diese können zu nicht tolerierbaren Konturfehlern am herzustellenden Werkstück führen. Zur Reduzierung dieser Fehler kann die Bewegungsdynamik des Bearbeitungskopfes reduziert werden, jedoch verringert sich dadurch die Effizienz der Maschine beziehungsweise die Zeitdauer für einen Arbeitszyklus zum Bearbeiten des plattenförmigen Materials steigt beträchtlich an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials in einer Lasermaschine sowie eine Lasermaschine zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials vorzuschlagen, wodurch eine Reduzierung von schwingungserregenden Krafteinwirkungen von der Bearbeitungsstation auf die das Werkstück aufnehmende Palette in einer Bearbeitungsstation der Maschine ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials in einer Lasermaschine gelöst, bei welchem die in einer Bearbeitungsstation der Lasermaschine eingefahrene Palette vor dem Beginn eines Bearbeitungsprozesses mit einer Luftfedereinrichtung abgehoben und entkoppelt zum Palettenträger positioniert wird. Der Palettenträger kann an oder auf einem Grundgestell oder einem Grundkörper der Maschine angeordnet sein. Die durch die Verfahrbewegungen eines Bearbeitungskopfes in der Lasermaschine erzeugten pulsförmigen Kraftwirkungen aufgrund des Beschleunigens und Bremsens des Bearbeitungskopfes werden nach dem Anheben und Entkoppeln der Palette zum Palettenträger und damit auch zum Maschinengrundkörper nahezu vollständig isoliert. Solche Krafteinwirkungen resultierend aus dem Bearbeitungskopf oder einem Ein- oder Mehrachsensystem, in welchem der Bearbeitungskopf geführt ist, können am Maschinenkörper bzw. am Palettenträger elastische Verschiebungen in einer Größenordnung von mehreren Hundertstel Millimetern zur Folge haben. Da eine Luftfedereinrichtung eine sehr niedrige Federsteifigkeit aufweist und die Palette mit dem aufliegenden plattenförmigen Material eine gro-ße Trägheitsmasse bildet, wird im entkoppelten Zustand der Palette nur eine äußerst geringe Krafteinwirkung auf die Palette übertragen oder diese sogar ganz isoliert. Dadurch werden genauigkeitsmindernde elastische Verschiebungen des Werkstücks stark vermindert und die Bewegungsdynamik eines Bearbeitungskopfes innerhalb der Bearbeitungsstation kann weiter erhöht werden, wodurch die Produktivität erhöht wird.
Die Palette wird bevorzugt während dem gesamten Bearbeitungsprozess des palettenförmigen Materials in der angehobenen Position gehalten und wird vorzugsweise nach Abschluss des Bearbeitungsprozesses wieder auf dem Palettenträger abgesetzt.
Bevorzugt wird die Palette durch wenigstens drei Luftfedermodule der Luftfedereinrichtung in eine angehobene Position übergeführt. Dadurch wird eine statisch bestimmte Dreipunktauflage erzielt, die auch hinreichend stabil ausgebildet ist, um die Palette während der Bearbeitung des plattenförmigen Materials in der angehobenen Position zu halten.
Bei der Aktivierung der Luftfedermodule wird ein Hubzylinder ausgefahren, der bevorzugt als Rollmembranzylinder ausgeführt ist. Solche mit Luft beaufschlagten Hubzylinder, insbesondere Rollmembranzylinder, weisen den Vorteil auf, dass diese sehr große statische Kräfte erzeugen können, jedoch gleichzeitig eine sehr geringe Federsteifigkeit besitzen, um eine hohe Schwingungsabsorption zu ermöglichen. Dadurch werden insbesondere hochdynamische Bewegungen durch solche pneumatisch beaufschlagten Hubzylinder, die auch als Luftfedern bezeichnet werden, nicht übertragen. Dabei greift dieser Hubzylinder bevorzugt an einer Unterseite eines Palettenrahmens der Palette an. Dies ermöglicht eine einfache konstruktive Ausgestaltung und ein sicheres Anheben der Palette. Es ist alternativ aber auch denkbar, dass die Luftfedermodule an der Palette, insbesondere am Palettenrahmen, angeordnet sind und die Hubzylinder an dem Palettenträger oder direkt am Maschinengrundgestell angreifen und die Palette auf diese Weise vom Palettenträger abheben.
Das Anheben und Entkoppeln der Palette zum Palettenträger wird bevorzugt durch zumindest eine Abstandsregeleinrichtung des Luftfedermoduls überwacht. Dabei ist vorteilhafterweise dem Hubzylinder eine Abstandsregeleinrichtung zugeordnet. Dadurch kann gleichzeitig sichergestellt werden, dass sowohl ein gleichmäßiges Anheben und/oder Absenken der Palette als auch eine horizontale Ausrichtung der Palette im angehobenen Zustand erzielt wird.
Als Abstandsregeleinrichtung wird bevorzugt ein taktiles, pneumatisches Wegeventil eingesetzt. Dieses taktile Wegeventil steuert in Abhängigkeit von seiner Auslenkung die Druckluftzu- bzw. -abfuhr zum Hubzylinder und bildet zusammen mit diesem ein auf eine fixe Hubposition geregeltes Luftfedermodul. Das Anheben und Absenken des Hubzylinders erfolgt über ein weiteres, dem taktilen Wegeventil vorgeschaltetes Wegeventil, das die Druckluftzufuhr ein- und ausschaltet.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass vier oder mehr Luftfedermodule bzw. Hubzylinder die Luftfedereinrichtung bilden und zum Überführen der Palette aus einer eingefahrenen beziehungsweise aufliegenden Position in der Bearbeitungsstation in eine abgehobene Position aktiviert werden, wobei vorzugsweise jeweils eine gleiche Anzahl von Hubzylindern jeweils zwei Längsseiten des Maschinengrundgestells zugeordnet sind. Dabei sind mindestens drei Hubzylinder als geregelte Luftfedermodule ausgeführt, die so angeordnet sind, dass zumindest ein Luftfedermodul einer ersten Längsseite des Maschinengrundgestells zugeordnet ist und zumindest zwei Luftfedermodule der zweiten Längsseite des Maschinengrundgestells zugeordnet sind, so dass eine statisch bestimmte Dreipunktauflage entsteht. Der mindestens eine weitere ungeregelte Hubzylinder wird mit dem nächstliegenden Hubzylinder eines geregelten Luftfedermoduls parallel geschaltet. Dadurch wird eine stabile Vierpunkt-, Sechspunkt-Auflage usw. ermöglicht, wobei durch die drei direkt angesteuerten Luftfedermodule eine statisch bestimmte Lagerung der Palette im angehobenen Zustand zum Paletteneinzug ermöglicht wird. Die Luftfedermodule bzw. Hubzylinder werden entweder am Palettenträger oder am Grundgestell der Maschine benachbart zum Palettenträger angeordnet. Der zumindest eine Hubzylinder, der parallel zu einem der drei Luftfedermodule geschalten wird, wirkt quasi wie ein kraftgesteuertes Luftfedermodul aufgrund des Druckausgleiches über die parallele Druckbeaufschlagung.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Lasermaschine zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks gelöst, welche eine Bearbeitungsstation umfasst, in der durch einen Bearbeitungskopf die trennende Bearbeitung des auf einer Palette aufliegenden Werkstücks erfolgt, der eine Be- und Entladestation außerhalb der Bearbeitungsstation zugeordnet ist, wobei die das plattenförmige Werkstück aufnehmende Palette zwischen der Bearbeitungsstation und der Be- und Entladestation verfahrbar ist (beispielsweise mittels einer angetriebenen Kette) und in die Bearbeitungsstation auf einen an dem Maschinengrundgestell vorgesehenen Palettenträger einfahrbar ist. Der Palettenträger kann dabei mit dem Maschinengrundgestell verbunden oder Teil des Maschinengrundgestells sein. Eine Luftfedereinrichtung überführt die in der Bearbeitungsstation eingefahrene Palette aus einer auf dem Palettenträger aufliegenden Position (Ausgangsposition) in eine gegenüber dem Palettenträger abgehobene Position. Durch die Luftfedereinrichtung kann die Palette mit dem darauf aufliegenden plattenförmigen Material während eines Bearbeitungsprozesses gegenüber dem Maschinengrundgestell abgehoben und dadurch körperlich entkoppelt werden. Dadurch wird die Palette während der Bearbeitung schwebend zum Maschinengrundgestell durch die Luftfedereinrichtung gehalten. Dies ermöglicht eine fast vollständige Isolation der Palette von den durch den Bearbeitungskopf aufgrund seiner Bewegungsdynamik erzeugten Schwingungen, die auch auf das Maschinengrundgestell übertragen werden.
Die Luftfedereinrichtung umfasst vorteilhafterweise wenigstens drei Luftfedermodule, die zum Überführen der Palette zwischen der auf den Palettenträger aufliegenden Position und der angehobenen Position vorgesehen sind. Durch solche Luftfedermodule wird die statisch bestimmte Aufnahme beziehungsweise Positionierung der Palette kontaktfrei beziehungsweise entkoppelt zum Maschinengrundgestell ermöglicht.
Das Luftfedermodul umfasst bevorzugt zumindest einen Hubzylinder und eine Abstandsregeleinrichtung. Dadurch kann ein Arbeitshub des Hubzylinders unmittelbar am Anhebepunkt von dieser Abstandsregeleinrichtung überwacht werden. Vorteilhafterweise sind der zumindest eine Hubzylinder und die Abstandsregeleinrichtung auf einer gemeinsamen Montageplatte vorgesehen. Dies ermöglicht eine schnelle und vereinfachte Montage solcher Luftfedermodule.
Die Abstandsregeleinrichtung ist bevorzugt als ein taktiles Wegeventil ausgebildet, welches vorzugsweise ein pneumatisches Arbeitsmedium für den Hubzylinder steuert.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Luftfedereinrichtung werden drei Luftfedermodule eingesetzt, wodurch eine statisch bestimmte Dreipunktauflage für die Palette gegeben ist.
Des Weiteren sind die Luftfedermodule bevorzugt am Palettenträger oder am Maschinengrundgestell angebracht und greift der Hubzylinder des jeweiligen Luftfedermoduls an einer Unterseite eines Palettenrahmens der Palette an. Dadurch können bisherige verfahrbare Paletten weiterhin eingesetzt werden. Außerdem stellt diese Anordnung der Luftfedermodule konstruktiv und hinsichtlich der pneumatischen Anschlüsse eine sehr einfache Variante dar. Es ist alternativ auch möglich, dass die Luftfedermodule an der Palette, insbesondere am Palettenrahmen, angeordnet sind und die Hubzylinder an dem Palettenträger oder direkt am Maschinengrundgestell angreifen, also in umgekehrter Wirkrichtung gegenüber der erstgenannten Variante. Bei dieser zweitgenannten Variante müsste eine Vorrichtung in der Maschine vorgesehen sein, die eine Ankopplung der mit der Palette verfahrbaren Luftfedermodule an die Druckluftversorgung ermöglicht.
Die Luftfedermodule umfassen bevorzugt einen Arbeitshub der Hubzylinder, so dass nach einem zumindest teilweisen Durchlaufen des Arbeitshubs die Palette entkoppelt oder kontaktfrei zum Palettenträger und damit zum Maschinengrundgestell angehoben ist. In Abhängigkeit von der Montage der Luftfedermodule zum Palettenträger beziehungsweise am Maschinengrundgestell kann der Arbeitshub angepasst werden, um ein Anheben und Entkoppeln der Paletten zum Palettenträger und damit zum Maschinengrundgestell während der Anordnung der Palette in einer Bearbeitungsposition zur Durchführung des Bearbeitungsprozesses sicherstellen.
Nach einer alternativen Ausgestaltung der Luftfedereinrichtung sind jeder Längsseite des Maschinengrundgestells wenigstens zwei Hubzylinder zugeordnet. Diese sind vorteilhafterweise nahe einem Eckbereich eines Palettenrahmens der Palette vorgesehen, so dass auch Randbereiche des plattenförmigen Werkstücks während einer Bearbeitung sicher abgestützt sind. Durch die Positionierung der Luftfedermodule bzw. Hubzylinder jeweils an der Längsseite des Maschinengrundgestells bleibt ein dazwischenliegender Bereich frei, so dass während der Bearbeitung des plattenförmigen Materials entstehende Abfälle, Abbrand oder dergleichen weiterhin nach unten in das Maschinengrundgestell abfallen und gegebenenfalls abtransportiert werden können.
Eine bevorzugte Ansteuerung der Luftfedereinrichtung mit wenigstens vier Hubzylindern sieht vor, dass an jeweils zwei Längsseiten des Maschinengrundgestells eine gleiche Anzahl von Hubzylindern angeordnet wird und zumindest ein Luftfedermodul der ersten Längsseite und zumindest zwei Luftfedermodule der zweiten Längsseite des Maschinengrundgestells zugeordnet werden, die geregelt mit dem Fluid für den Arbeitshub beaufschlagt sind, und dass zumindest ein weiterer Hubzylinder parallel mit einem der drei geregelt mit dem Fluid beaufschlagten Luftfedermodule geschalten ist. Durch die Parallelschaltung entsteht ein Luftfedermodul mit zwei Hubzylindern. Auf diese Weise kann auch bei vier an der Palette angreifenden Hubzylindern wiederum eine statisch bestimmte Dreipunktauflage erzielt werden.
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:

1 eine perspektivische Ansicht einer Anlage zur Bearbeitung von plattenförmigem Material,
2 eine perspektivische Ansicht einer Bearbeitungsmaschine der Anlage in 1,
3 eine schematische Seitenansicht der Anlage während einer Einfahrbewegung einer Palette aus einer Be- und Entladestation in eine Bearbeitungsstation,
4 eine perspektivische Ansicht von oben der Bearbeitungsstation der Bearbeitungsmaschine,
5 eine perspektivische Ansicht eines Luftfedermoduls einer Luftfedereinrichtung,
6 eine erste schematische Ansicht des Luftfedermoduls mit einer Palette in einer aufliegenden Position,
7 eine weitere schematische Ansicht des Luftfedermoduls mit einer Palette in einer aufliegenden Position, und
8 eine schematische Ansicht des Luftfedermoduls mit einer Palette in einer abgehobenen Position.

In 1 ist perspektivisch eine Anlage 1 zur trennenden Bearbeitung von plattenförmigen Materialien 8 dargestellt, die beispielsweise aus Metall bestehen. Diese Anlage 1 umfasst eine Maschine 2, welche in 2 im Detail noch erörtert wird. Diese Maschine 2 wird durch eine Umhausung 4 umgeben. Innerhalb der Umhausung 4 ist eine Bearbeitungsstation 5 vorgesehen, in der eine Bearbeitungseinheit 6 mit zumindest einem Bearbeitungskopf 7 innerhalb einer horizontalen Bewegungsebene verfahrbar ist. Außerhalb der Umhausung 4 ist eine Be- und Entladestation 10 vorgesehen. Diese umfasst wenigstens eine verfahrbare Palette 11, auf welcher das plattenförmige Material 8 zur Bearbeitung aufgelegt ist. Vorzugsweise ist diese Be- und Entladestation 10 durch einen sogenannten Palettenwechsler 13 gebildet, auf dem die Palette 11 gelagert ist. Ergänzend und nicht näher dargestellt kann eine Handlingsvorrichtung der Be- und Entladestation 10 zugeordnet sein, durch welche das plattenförmige Material 8 in unbearbeiteter Form - also als Rohmaterial - auf die Palette 11 aufgelegt wird, bevor die Palette 11 in die Bearbeitungsstation 5 bewegt wird. Die Palette 11 wird durch eine Öffnung 14 in der Umhausung 4 eingefahren. Danach erfolgt eine Bearbeitung des plattenförmigen Materials 8, um Werkstücke 24, insbesondere Gutteile, herzustellen, wobei gleichzeitig Restteile und/oder ein Restgitter 25 entstehen kann. Anschließend wird das bearbeitete plattenförmige Material 8 mittels der Palette 11 wieder in die Be- und Entladestation 10 verfahren, so dass die Palette 11 entladen werden kann. Insbesondere kann dies durch die Handlingseinrichtung erfolgen. Darauffolgend wird die Palette 11 mit einem unbearbeiteten plattenförmigen Material 8 wieder bestückt.
Diese Anlage 1 kann beispielsweise als eine Laserschneidanlage ausgebildet sein, welche als Maschine eine Laserschneidmaschine umfasst, die beispielhaft nachfolgend in 2 näher beschrieben wird. Des Weiteren kann die Maschine 2 auch als eine Plasmaschneidmaschine, eine Stanz-Laser-Maschine, eine Laserschweißmaschine oder eine Stanzmaschine ausgebildet sein.
In 2 ist perspektivisch die Maschine 2 als Lasermaschine dargestellt. Diese ist beispielsweise eine CO₂-Laserschneidmaschine mit einer CO₂-Laserquelle 12. Ein von der Laserquelle 12 erzeugter Laserstrahl 21 wird mittels einer Strahlführung 22 von nicht näher dargestellten Umlenkspiegeln zum Laserschneidkopf 7 geführt und in diesem fokussiert. Danach wird der Laserstrahl 21 durch eine Schneiddüse 20 senkrecht zur Oberfläche eines plattenförmigen Materials 8 ausgerichtet. Die Strahlachse (optische Achse) des Laserstrahls 21 verläuft senkrecht zur Oberfläche des plattenförmigen Materials 8. Der Laserstrahl 21 wirkt am Prozessort B gemeinsam mit einem Prozessgasstrahl 26 auf das plattenförmige Material 8 ein. Alternativ kann die Laserschneidmaschine 2 einen Festkörperlaser als Laserquelle aufweisen, dessen Strahlung mit Hilfe eines Lichtleitkabels zum Laserschneidkopf 7 geführt wird.
Zum Laserschneiden des plattenförmigen Materials 8 wird mit dem Laserstrahl 21 unter Zuführung von einem Prozessgasstrahl 26 zunächst eingestochen. Nachfolgend wird der Laserstrahl 21 über das plattenförmige Material 8 bewegt, so dass ein durchgängiger Schnittspalt 19 entsteht, an dem der Laserstrahl 21 das plattenförmige Material 8 durchtrennt. Dadurch entsteht zumindest ein freigeschnittenes Werkstück 24 im Restgitter 25.
Die während dem Einstechen und Laserschneiden entstehenden Partikel und Gase können mit Hilfe einer Absaugeinrichtung 28 aus einer Absaugkammer 29 abgesaugt werden.
Die Ansteuerung der Laserschneidmaschine 2 und/oder der Maschine 1 erfolgt über eine Maschinen-Steuerungseinrichtung 31. Die Maschinen-Steuerungseinrichtung 31 steuert beispielsweise den Einstechvorgang und übernimmt die weiteren Steueraufgaben der Laserschneidmaschine 2 zur Bildung des Schnittspalts 19. Die Maschinen-Steuerungseinrichtung 31 steht mit einer Laser-Steuerungseinrichtung 32 in signaltechnischer Verbindung, die typischerweise in der Laserquelle 12 integriert ist.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anlage 1, bei welcher die Palette 11 zum Bearbeiten des plattenförmigen Materials 8 in die Bearbeitungsstation 5 eingefahren wird.
Die Maschine 2 weist eine Luftfedereinrichtung 42 auf, welche aus mehreren Luftfedermodulen 43 besteht. Diese Luftfedermodule 43 sind an einem Maschinengrundgestell 44 der Bearbeitungsstation 5 befestigt. Diese Luftfedermodule 43 sind an oder benachbart zu einem Palettenträger 46 angeordnet, auf welchem die Palette 11 in und aus der Bearbeitungsstation 5 ein- und ausfahrbar ist.
Innerhalb der in 4 dargestellten Bearbeitungsstation 5 sind beispielsweise drei Luftfedermodule 43 mit insgesamt vier Hubzylindern 47 vorgesehen, wobei jeweils zwei Hubzylinder 47 jeweils einer Längsseite des Maschinengrundgestells 44 zugeordnet sind. Der Palettenträger 46 umfasst zwei parallel zueinander ausgerichtete Laufflächen 37. Auf diesen Laufflächen 37 wird die Palette 11 entlang verfahren. Vorzugsweise weist die Palette 11 Rollen 39 auf, die sich auf der Lauffläche 37 abstützen (siehe 7 und 8). Zusätzlich kann die Maschine 2 noch eine seitliche Führung für die Palette 11 aufweisen. Die Luftfedermodule 43 greifen bei einer in die Bearbeitungsstation 5 eingefahrenen Position der Palette 11 jeweils an einer der Längsseiten oder Querseiten der Palette 11 an. Dabei sind diese Luftfedermodule 43 entlang der Längsseite der Palette 11 derart zueinander beabstandet, dass diese näher zur jeweiligen Stirnseite als zur Mittelachse bezogen auf die Längsseite der Palette 11 ausgerichtet sind.
In 5 ist perspektivisch ein Luftfedermodul 43 dargestellt. Dieses Luftfedermodul 43 umfasst einen pneumatischen Hubzylinder 47, der einen ausfahrbaren Stempel 48 umfasst, wobei zwischen dem Stempel 48 und einem Gehäuse 49 eine Rollmembran 50 vorgesehen ist. Beispielsweise ist ein Anschluss zur Ansteuerung des Hubzylinders 47 dargestellt.
Benachbart zum Hubzylinder 47 ist eine Abstandsregeleinrichtung 52 vorgesehen, die bevorzugt als ein taktiles pneumatisches Wegeventil ausgebildet ist, das die Druckbeaufschlagung des Hubzylinders 47 in Abhängigkeit der Abweichung der Hubposition von einer an der Regeleinrichtung 52 fest eingestellten Sollposition steuert und somit zusammen mit dem Hubzylinder einen Positionsregelkreis bildet. Die Sollposition wird mechanisch (z. B. über eine Rändelmutter) direkt an dem taktilen Wegeventil eingestellt. Dabei wird der gesamte Ventilkörper in der Höhe verstellt. Wird der Ventilschieber im Ventilkörper (nicht sichtbar) über einen taktilen Stößel (nicht sichtbar) ausgelenkt, so resultiert eine Druckbeaufschlagung des Hubzylinders 47, die dieser Auslenkung entgegen wirkt. Alternativ kann die Hubposition des Hubzylinders 47 über die Maschinensteuerung geregelt werden.
In 6 ist eine erste schematische Seitenansicht eines Luftfedermoduls 43 in einer eingebauten Anordnung mittels einer Montageplatte 55 an einer Auflagefläche 58 des Maschinengrundgestells 44 dargestellt.
Des Weiteren ist die Palette 11 vollständig in der Bearbeitungsstation 5 eingefahren. Eine Unterseite 61 eines Palettenrahmens 62 der Palette 11 liegt dem Hubzylinder 47 des Luftfedermoduls 43 gegenüber. Ebenso ist die Abstandsregeleinrichtung 52 zur Unterseite 61 des Palettenrahmens 62 der Palette 11 ausgerichtet.
In 7 ist die in die Bearbeitungsstation 5 eingefahrene Palette 11 etwas detaillierter gezeigt. Die Rollen 39 der Palette 11 liegen auf dem Palettenträger 46 auf. Der Hubzylinder 47 des Luftfedermoduls 43 liegt gemäß Pfeil 74 nicht am Palettenrahmen 62 an.
Zum Anheben der in die Bearbeitungsstation 5 eingefahrenen Palette 11 in eine angehobene Position der Palette 11 gegenüber dem Palettenträger 46 und damit gegenüber dem Maschinengrundgestell 44 werden die Luftfedermodule 43 der Luftfedereinrichtung 42, wie in 8 verdeutlicht ist, mit Druckluft beaufschlagt, so dass die Hubzylinder 47 des Luftfedermoduls 43 an dem Palettenrahmen 62 gemäß Pfeil 75 angreifen. Mittels der Abstandsregeleinrichtung 52 wird die ausgefahrene Höhe erfasst und auf eine vorbestimmte Höhe 64 des Arbeitshubs der Luftfedermodule 43 geregelt. Diese ausgefahrene Position gemäß 8 wird solange eingenommen, bis die Bearbeitung des auf der Palette 11 aufliegenden plattenförmigen Materials 8 abgeschlossen ist. Darauffolgend wird die Palette 11 aus der abgehobenen Position wieder nach unten abgesenkt, so dass die Rollen 39 der Palette 11 auf dem Palettenträger 46 aufliegen. Anschließend kann die Palette 11 aus der Bearbeitungsstation 5 ausgefahren werden.
Die Höhe des Arbeitshubes 64 zum Anheben und Entkoppeln der Palette 11 von dem Maschinengrundgestell 44 bestimmt sich danach, dass die Palette 11 beziehungsweise deren Rollen 39 oder dergleichen von der Lauffläche 37 des Palettenträgers 46 abgehoben sind und auch bei Erschütterungen des Maschinengrundgestells 44 eine Berührung zwischen der Palette 11 und dem Palettenträger 46 während der Bearbeitung des plattenförmigen Materials 8 ausgeschlossen ist.

Claims

Verfahren zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials (8) in einer Lasermaschine (2), welche eine Bearbeitungsstation (5) in einem Maschinengrundgestell (44) umfasst, der eine Be- und Entladestation (10) zugeordnet ist, bei dem auf einer zwischen der Bearbeitungsstation (5) und der Be- und Entladestation (10) verfahrbaren Palette (11) ein plattenförmiges Material (8) aufgelegt wird und bei dem die Palette (11) in die Bearbeitungsstation (5) für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess eingefahren und auf einem Palettenträger (46) für die nachfolgende Bearbeitung des plattenförmigen Materials (8) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Beginn des Bearbeitungsprozesses des plattenförmigen Materials (8) die Palette (11) mit einer Luftfedereinrichtung (42) von dem Palettenträger (46) abgehoben und entkoppelt zum Palettenträger (46) positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Palette (11) während der gesamten Bearbeitung des plattenförmigen Materials (8) in dieser abgehobenen Position gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfedereinrichtung (42) wenigstens drei Luftfedermodule (43) umfasst, die zum Anheben der Palette (11) aktiviert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aktivierung eines Luftfedermoduls (43) ein Hubzylinder (47) ausgefahren wird, der vorzugsweise an einer Unterseite (61) eines Palettenrahmens (62) der Palette (11) angreift.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch zumindest eine Abstandsregeleinrichtung (52) eines Luftfedermoduls (43) die abgehobene Position der Palette (11) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandsregeleinrichtung (52) ein taktiles, vorzugsweise pneumatisches, Wegeventil eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vier oder mehr Hubzylinder (47), die vorzugsweise jeweils mit gleicher Anzahl jeweils zwei Längsseiten des Maschinengrundgestells (44) zugeordnet sind, zum Anheben einer Palette (11) aus einer eingefahrenen Position gleichzeitig ausgefahren werden, wobei zumindest ein Luftfedermodul (43), das einer ersten Längsseite des Maschinengrundgestells (44) zugeordnet ist und zumindest zwei Luftfedermodule (43), die einer zweiten Längsseite eines Maschinengrundgestells (44) zugeordnet sind, geregelt mit einem Fluid für den Arbeitshub beaufschlagt werden, und ein vierter oder weiterer Hubzylinder (47) parallel mit einem der drei geregelt beaufschlagten Luftfedermodule (43) geschalten wird.
Lasermaschine zur trennenden Bearbeitung eines plattenförmigen Materials (8), mit einer Bearbeitungsstation (5) innerhalb eines Maschinengrundgestells (44), in der durch einen Bearbeitungskopf (7) die trennende Bearbeitung des auf einer Palette (11) aufliegenden plattenförmigen Materials (8) erfolgt, wobei der Bearbeitungsstation (5) eine Be- und Entladestation (10) außerhalb der Bearbeitungsstation (5) zugeordnet ist und die das plattenförmige Material (8) aufnehmende Palette (11) von der Be- und Entladestation (10) in die Bearbeitungsstation (5) einfahrbar und in der Bearbeitungsstation (5) auf einem Palettenträger (46) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Luftfedereinrichtung (42) in der Bearbeitungsstation (5) angeordnet ist, die die in die Bearbeitungsstation (5) eingefahrene Palette (11) aus einer auf dem Palettenträger (46) aufliegenden Position in eine gegenüber dem Palettenträger (46) abgehobene Position überführt.
Lasermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfedereinrichtung (42) wenigstens drei Luftfedermodule (43) zum Überführen der Palette (11) zwischen der auf dem Palettenträger (46) aufliegenden Position und der angehobenen Position umfasst.
Lasermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftfedermodul (43) einen Hubzylinder (47) und eine Abstandsregeleinrichtung (52) aufweist, welche vorzugsweise auf einer gemeinsamen Montageplatte (55) angeordnet sind.
Lasermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsregeleinrichtung (52) als ein taktiles Wegeventil ausgebildet ist, welches ein Fluid zur Beaufschlagung des Hubzylinders (47) steuert.
Lasermaschine nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass drei Luftfedermodule (43) für eine statische Dreipunktauflage der Palette (11) in am Palettenträger (46) und/oder am Maschinengrundgestell (44) angeordnet sind.
Lasermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubzylinder (47) der Luftfedermodule (43) an einer Unterseite (61) eines Palettenrahmens (62) der Palette (11) angreifen.
Lasermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfedermodule (43) einen Arbeitshub (64) der Hubzylinder (47) aufweisen, so dass nach einem zumindest teilweise Durchlaufen des Arbeitshubs die Palette (11) entkoppelt zum Maschinengrundgestell (44) angehoben ist.
Lasermaschine nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsseite des Maschinengrundgestells (44) wenigstens zwei Hubzylinder (47) zugeordnet sind.
Lasermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsseite des Maschinengrundgestells (44) zumindest zwei Hubzylinder (47) zugeordnet sind, wobei zumindest ein Luftfedermodul (43), das einer ersten Längsseite des Maschinengrundgestells (44) zugeordnet ist und zumindest zwei Luftfedermodule (43), die einer zweiten Längsseite des Maschinengrundgestells (44) zugeordnet sind, geregelt mit dem Fluid für einen Arbeitshub beaufschlagt werden, und ein vierter oder weiterer Hubzylinder (47) parallel mit einem der drei geregelt beaufschlagten Luftfedermodule (43) geschalten wird.