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Die Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserbearbeitungsverfahren, wie Laserschneiden, Laserschweißen, Auftragsschweißen, Lasergravieren, Ritzen, Aktivieren oder Laserbeschriften. Zusammengefasst sind Laserbearbeitungsverfahren eingeschlossen, die auf einer Scannertechnologie basieren oder mit einer Festoptik durchgeführt werden können.
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Das Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung liegt insbesondere bei Applikationen in der Uhren- und Schmuckindustrie, bei Konsumgütern, in der Medizintechnik sowie im Formen- und Werkzeugbau.
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Im Stand der Technik sind diverse Ausgestaltungen von Laserbearbeitungsvorrichtungen bekannt. Man unterscheidet im Wesentlichen das Laserschneiden, das Laserschweißen sowie das Laserbeschriften und das Lasergravieren.
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Beim Laserschneiden wird der Laserstrahl mittels einer Festoptik im Schneidkopf durch eine Linse in eine Düse fokussiert. Zusätzlich wird durch die Düse ein Prozessgas mit Hochdruck eingebracht, um das verdampfende Material aus der entstehenden Fuge zu entfernen. Der gesamte Schneidkopf wird mittels CNC-Bahninterpolation über die Werkstückoberfläche gefahren, einer CNC-Fräse vergleichbar.
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Beim Laserbeschriften und Lasergravieren wird der Laserstrahl, abweichend zur Anwendung beim Laserschneiden oder dem Laserschweißen, in einen feststehenden Bearbeitungskopf eingekoppelt. Dieser Bearbeitungskopf wird auch als Galvanometerscanner bezeichnet. Im Galvanometerscanner befindet sich ein hochdynamisches Spiegelsystem, welches den Strahl durch eine Fokussieroptik über die Werkstückoberfläche lenkt. Neben der Lasergravur und dem Laserbeschriften gibt es wie erwähnt viele andere Laserbearbeitungsverfahren, welche sich dieses Prinzips bedienen. So wird zum Beispiel beim Laserremoteschneiden die Schnittkontur quasi ausgraviert. Des Weiteren seien Lasersimultanschweißen, Laserglätten sowie diverse Härtungs-, Reinigungs- und Strukturierungsprozesse beispielhaft als Laserbearbeitungsverfahren genannt.
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Beim Verfahren des Laserschweißens wird je nach Anwendung eine CNCbahninterpolierte Festoptik oder ein Galvanometerscanner eingesetzt. Es besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, mit dem Galvanometerscanner mittels CNC-Bahnsteuerung über die Materialoberfläche zu fahren, während die Spiegel eine Kreisbahn beschreiben oder andersartige oszillierende Bewegungen ausführen.
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Durch die speziellen Steuerungen, die CNC-Bahnsteuerung oder die Galvanometersteuerung, verschiedene Ablenksysteme für den Galvanometerscanner oder das CNC-Achssystem und verschiedene Prozessvarianten, unter Verwendung von Prozessgas, Schutzgas oder Ähnlichem, ist die Durchführung der einzelnen Verfahren zum Beschriften, Gravieren, Schneiden, und Schweißen mittels Laser in einem Anlagensystem nach dem Stand der Technik mit Strahlweichen verbunden, die den Strahl wahlweise auf die Festoptik oder den Galvanometerscanner lenken.
Diese Verfahrensweise hat zur Folge, dass beide Bearbeitungsköpfe, auch Laserbearbeitungswerkzeuge genannt, stets in der Anlage verbleiben. Dies führt zu einem großen Bauvolumen für das Anlagensystem und es existiert nur ein sehr eingeschränkter freier Bauraum für die zu bearbeitenden Werkstücke, Vorrichtungen und Spannsysteme sowie Zuführeinheiten.
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Alternativ wird der Galvanometerscanner komplett demontiert und für Schneid- und Schweißprozesse die Festoptik alternativ installiert. Diese Strategie beinhaltet die Gefahr der Verschmutzung und Beschädigung der Optiken und erfordert zudem einen hohen Justieraufwand, was insgesamt zu höheren Kosten der Verfahren führt.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik werden somit zur Vermeidung der benannten Nachteile exakt auf den erforderlichen Anwendungsfall ausgelegt und sind deshalb an den jeweiligen Prozess des Laserschneidens, Laserschweißens, Lasergravierens oder Laserbeschriftens sowie oben genannte Alternativprozesse gebunden.
Neben den mechanischen Anforderungen an den Maschinenaufbau benötigen alle beschriebenen Laserbearbeitungsverfahren auch unterschiedliche Werkzeuge beziehungsweise Laserstrahlführungssysteme sowie Steuerungssysteme.
Bei der Lasergravur und der Laserbeschriftung wird der Laserstrahl mittels hochdynamischer Spiegelsysteme, dem Galvanometerscanner, durch ein Planfeld oder F-Theta Objektiv über das brennweitenabhängige Bearbeitungsfeld gelenkt. Mit einem derartigen Aufbau und geeignetem Laser können auch Schweißungen erzeugt werden sowie das sogenannte Laserremoteschneiden durchgeführt werden.
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Beim Schneiden hingegen wird der Laserstrahl zentrisch durch eine Schneiddüse auf das zu trennende Material fokussiert.
Das geschmolzene und verdampfte Material wird mittels inertem oder reaktiven Prozessgas aus der Schnittfuge befördert. Aufgrund des festen Strahlenganges wird die Relativbewegung von Laserstrahl zu Bauteil durch eine CNC-Bahninterpolation ausgeführt. Auch beim Schweißen mit Festoptiken ist das Verfahren in der Verfahrensführung nach dem Stand der Technik bekannt.
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Aus der
EP 1 475 182 A1 sind eine Vorrichtung und ein Arbeitsverfahren zur Laserbearbeitung mit einem eine verstellbare Umlenkeinheit umfassenden Laserkopf bekannt. Ein Schneidkopf ist gegenüber einer Auflage für ein zu bearbeitendes Werkstück relativ beweglich ausgeführt und weist zusätzlich zur Positionierung des Laserstrahls auf der Oberfläche des Werkstückes eine verstellbare Umlenkeinheit auf. Der Verstellbereich der Umlenkeinheit ist dabei durch die Düsenöffnung des Schneidkopfes bestimmt, durch die der Laserstrahl zugleich mit dem Prozessdruckgas auf die zu bearbeitende Oberfläche gelenkt wird.
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Weiterhin ist als Stand der Technik die
DE 42 42 057 A1 bekannt, welche eine Laser-Bearbeitungsanlage offenbart, mit der sowohl Schneid- als auch Schweißoperationen durchgeführt werden können. Für die Kombination von Schneid- und Schweißoperationen werden Düsen austauschbar angeordnet, wobei die Schneiddüse den Schneidgasanschluss und ein Auskopplungsfenster besitzt. Das Auskopplungsfenster ist druckfest, um den nötigen Schneiddruck in der Düse aufzubauen. Das Auskopplungsfenster wird mit der Schneiddüse gegen die Schweißdüse ausgetauscht, wodurch das Auskopplungsfenster nicht für die hohen Laserleistungen zum Schweißen ausgelegt sein muss.
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Es ist festzustellen, dass die Kombination der verschiedenen Anwendungsprozesse von Laserbearbeitungsvorrichtungen zum Schneiden, Schweißen, Gravieren und Beschriften von Werkstücken mittels Laser aufgrund der unterschiedlichen Systemanforderungen nicht erreichbar war.
Daraus leiten sich die Nachteile des Standes der Technik ab, welche im Wesentlichen darin bestehen, dass mehrere auf den jeweiligen Prozess angepasste Maschinen notwendig sind, um die diversen Laserbearbeitungsverfahren durchführen zu können. Dies führt zu einem hohen Platzbedarf, zu hohen Wartungs- und Instandhaltungskosten und nicht zuletzt zu großen Investitionen für die Vielzahl der Einzelsysteme.
Durch die Prozessbindung der einzelnen Maschinen besteht keine oder wenig Flexibilität hinsichtlich der Kapazitäten verschiedener Laserbearbeitungsverfahren. Gerade bei Kleinserien führt das zu geringer Auslastung der Maschinen bei einer hohen Investition und damit insgesamt zu einer geringen Attraktivität der hochspezialisierten Maschinen gerade für kleinere Unternehmen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserbearbeitungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Flexibilität bei einem minimierten Umrüstaufwand der realisierbaren Verfahren ermöglicht. Dabei soll die Laserbearbeitungsvorrichtung für die verschiedenen Laserprozesse einsetzbar sein und möglichst wenig Bauraum beanspruchen.
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Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserbearbeitungsverfahren gelöst, welche Mittel zur Erzeugung, Strahlführung und Steuerung eines Laserstrahls notwendigerweise aufweist. Weiterhin weist die Laserbearbeitungsvorrichtung einen Galvanometerscanner sowie eine Schnellwechselvorrichtung für mindestens ein Laserbearbeitungswerkzeug auf. Der Laserstrahl wird über den Galvanometerscanner und die Schnellwechselvorrichtung in das Laserbearbeitungswerkzeug geführt, wobei mehrere unterschiedliche und auf den jeweiligen Laserbearbeitungsprozess optimierte Laserbearbeitungswerkzeuge über die Schnellwechselvorrichtung mit der Laserbearbeitungsvorrichtung verbindbar ausgestaltet sind. Die Schnellwechselvorrichtung dient der mechanischen Kopplung der Laserbearbeitungswerkzeuge mit dem Galvanometerscanner.
Der Galvanometerscanner befindet sich somit immer im Strahlengang des Laserstrahls, welcher im Stahlverlauf nachfolgend in das entsprechend mit dem Galvanometerscanner verbundene Laserbearbeitungswerkzeug eingekoppelt wird.
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Bevorzugt besteht die Schnellwechselvorrichtung aus zwei formschlüssigen, positionssicher, reversibel und einfach miteinander verbindbaren Grundelementen. Unter - einfach miteinander verbindbar - soll im Sinne der Erfindung verstanden werden, dass die Grundelemente der Schnellwechselvorrichtung einfach in der Handhabung und schnell miteinander verbunden werden können.
Ein Grundelement der Schnellwechselvorrichtung ist mit dem Galvanometerscanner verbunden und das andere Grundelement ist mit dem Laserbearbeitungswerkzeug verbunden. Die Grundkonzeption besteht nunmehr darin, dass eine Laserbearbeitungsvorrichtung über die Schnellwechselvorrichtung mit verschiedenen Laserbearbeitungswerkzeugen modulartig verbindbar ist und je nach gefordertem Laserbearbeitungsverfahren das entsprechende Laserbearbeitungswerkzeug über die Schnellwechselvorrichtung an die Laserbearbeitungsvorrichtung angekoppelt werden kann.
Alternativ ist die Schnellwechselvorrichtung auch aus mehr als zwei Grundelementen aufgebaut, die gemeinsam zur Schnellwechselvorrichtung zusammenfügbar sind.
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Vorteilhaft weisen die Grundelemente zur Verbindung miteinander und Ausbildung der Schnellwechselvorrichtung Positionierelemente auf. Bevorzugt sind die Positionierelemente als Positionierstifte und korrespondierende Positionierbuchsen zur Aufnahme der Positionierstifte ausgebildet. Von besonderer Bedeutung bei der Laseroptik ist das reproduzierbare und genau abgestimmte Positionieren der einzelnen Komponenten zueinander, was durch entsprechende technische Mittel sichergestellt wird.
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Über die Positionierung hinaus werden die Grundelemente der Schnellwechselvorrichtung über Arretiermittel temporär und lösbar miteinander verbindbar ausgebildet.
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Die Arretiermittel sind bevorzugt als Rändelschrauben ausgestaltet, wobei ein Grundelement entsprechend eine Durchführung für die Rändelschraube und das andere Grundelement eine Gewindebohrung zur Fixierung der Grundelemente aneinander aufweist. Die Rändelschraube durchdringt somit ein Grundelement und wird im benachbarten Grundelement in der Gewindebohrung verschraubt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schnellwechselvorrichtung aus einer Basisplatte und einer Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte ausgebildet, welche die Grundelemente der Schnellwechselvorrichtung ausgestalten.
Alternativ zur Ausgestaltung über Basisplatte und Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte und der Verbindung über Positionier- und Arretierelemente können die Grundelemente zur Verbindung miteinander einen Bajonettverschluss aufweisen.
Alternative Fixier- und Positioniersysteme sind ein Nullpunktspannsystem, pneumatische oder hydraulische Spannelemente, elektromagnetische oder magnetische Spannelemente, Federspanner, Exzenterspanner oder eine Überwurfmutter.
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Vorteilhaft sind die Laserbearbeitungswerkzeuge als Schneidkopf, Schweißkopf oder als Objektiv für die Laserbeschriftung beziehungsweise für die Lasergravur ausgebildet.
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Auf dem Maschinentisch der Laserbearbeitungsvorrichtung ist zur Realisierung des Laserschneidens und des Laserschweißens ein Schneidkasten beziehungsweise eine Schweißvorrichtung oder eine Schneidvorrichtung an der Laserbearbeitungsvorrichtung angeordnet.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schnellwechselvorrichtung als Revolverwechselvorrichtung zum automatisierbaren Wechsel der Laserbearbeitungswerkzeuge ausgebildet.
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Die Konzeption der Erfindung besteht darin, dass ein Galvanometerscanner mit seinem internen Spiegelsystem als notwendige und ständige Komponente in der Laserbearbeitungsvorrichtung verbleibt und lediglich die Laserbearbeitungswerkzeuge, wie das Objektiv für die Gravur oder die Beschriftung und der Schneid- und / oder Schweißkopf mit der Festoptik zum Schneiden oder Schweißen, temporär ersetzt werden beziehungsweise einfach austausch- oder wechselbar sind. Das Umrüsten wird bei vereinfachtem minimalem Justieraufwand über eine Schnellwechselvorrichtung realisiert. Diese besteht beispielsweise aus einer Basisplatte, die fest am Galvanometerscanner angebracht ist und einer Aufnahmeplatte für jedes Objektiv und für jede Festoptik. Die Aufnahmeplatte ist am Objektiv oder der Festoptik montiert und bildet ein Umrüstmodul, welches ohne erheblichen Aufwand ausgetauscht werden kann. Um reproduzierbar die Module hinsichtlich der Lage und Positionierung umzubauen, befinden sich in der Basisplatte Buchsen und in den Aufnahmeplatten Stifte, die korrespondierend zu den Buchsen ausgebildet sind. Fixiert werden die Platten zueinander über Arretiermittel, die vorzugsweise als Schrauben ausgeführt sind.
Um Schneid- und Schweißprozesse zu realisieren, ist neben der Galvanometersteuerung eine zusätzliche CNC-Steuerung in die Regel- und Steuervorrichtung der Laserbearbeitungsvorrichtung integriert.
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Erfindungsgemäß wird der Laserstrahl somit immer durch den Galvanometerscanner geführt und am Galvanometerscanner ist wahlweise eine Beschriftungsoptik als F-Theta, Planfeldoptik oder telezentrische Optik oder ein Laserschneid- beziehungsweise ein Laserschweißkopf als austauschbares Modul angebracht.
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Der Umbau von Beschriftungsoptik auf Laserschneid- beziehungsweise Laserschweißkopf erfolgt mittels Schnellwechselvorrichtung.
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Als zusätzlicher Vorteil besteht mit der Laserbearbeitungsvorrichtung die Möglichkeit, während der Schneid- oder Schweißinterpolation eine oszillierende Bewegung der Galvanometerspiegel innerhalb der Schneid- und / oder Schweißdüse durchzuführen. Damit kann die Schnittfuge beziehungsweise die Schweißnahtgeometrie gezielt beeinflusst werden.
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Ein wesentlicher Vorteile der Erfindung besteht darin, dass mit nur einer einzigen Laserbearbeitungsvorrichtung nach der Erfindung eine Kombination von bislang nur mit mehreren Maschinen realisierbaren verschiedenen Laserbearbeitungsverfahren realisierbar ist.
Die Anforderungen an eine Maschine zum Beschriften oder Gravieren weichen von denen einer Laserschneid- oder Laserschweißmaschine erheblich ab, was die Kombination der Prozesse in der Regel schwierig gestaltete. Insbesondere sind beim Beschriften und Gravieren geringe bewegte Massen erforderlich, da sich das Werkstück bei der Bearbeitung nicht bewegt und somit insgesamt wenig Dynamik erforderlich ist. Im Unterschied dazu wird beim Laserschneiden und Laserschweißen eine hohe Steifigkeit und eine hohe Dynamik gefordert.
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Die Vorteile der vorbeschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung bestehen nunmehr darin, dass statt mehrerer Maschinen für spezielle Prozesse nunmehr eine Maschine mit der Möglichkeit der Kombination verschiedener Laserbearbeitungswerkzeuge eingesetzt werden kann. Damit entstehen vergleichsweise geringe Investitionskosten pro Prozess und die Produktivität wird über schnelle und reproduzierbare Rüstvorgänge bei einer hohen Flexibilität gewährleistet. Dies führt zu einer höheren Auslastung des einzelnen Systems und vorteilhaft ist darüber hinaus die Verwendung einer einzigen Laserquelle mit gleicher Strahlführung, was zu geringeren Wartungskosten führt.
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Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das parallele Bewegen des Galvanometerspiegels während des Schneid- oder Schweißprozesses möglich ist. Zudem sind beliebige Konturausgaben der Galvanometerspiegel möglich.
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Die multifunktionale Verwendung einer dritten optischen Achse zur 3D-Bearbeitung im Falle von Beschriftung, Gravur und die Verschiebung des Laserfokus bei der Festoptik beim Schneiden und Schweißen führt zur Kompensation der Materialstärke und zur Parametrierung der Einstichprozedur. Diese optische Z-Achse basiert in der Regel auf dem Prinzip der Divergenzänderung von Laserstrahlen und ist in der Regel als Linsen- oder Spiegelteleskop oder als einzelner Spiegel mit variabler Wölbung ausgebildet. Durch Veränderung der Laserstrahldivergenz ändert sich nach der Fokussieroptik der Fokusabstand bezüglich selbiger. Bei Fokusanpassung synchron zur Spiegelbewegung kann der Fokus dynamisch auf einer dreidimensionalen Bauteiloberfläche gehalten werden. Bei Schneidanwendungen hat die Fokuslage massiven Einfluss auf das Bearbeitungsergebnis, die Schnittkante, die Schnittspaltbreite, die Gratbildung und den Einstich, also die erstmalige Penetration des Vollmaterials. Des Weiteren unterscheiden sich die Fokuslagen bei unterschiedlichen Materialien und Materialdicken. Einstich und Schnitt können unterschiedliche Fokuslagen erfordern, was mit Hilfe der optischen Achse ohne manuellen Eingriff softwaregesteuert erfolgen kann. Beim Schweißen hat die Fokuslage massiven Einfluss auf die gesamte Schweißnahtgeometrie und den Prozess. Auch hier kann automatisiert angepasst werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1a: Seitenansicht Schneid- und / oder Schweißkopf,
- 1b: Prinzipdarstellung Galvanometerscanner,
- 2a und b: Laserbearbeitungsvorrichtung mit Objektiv,
- 3a und b: Laserbearbeitungsvorrichtung mit Schneid- und / oder Schweißkopf,
- 4: Explosionsdarstellung Laserbearbeitungsvorrichtung mit Schneid- und / oder Schweißkopf und
- 5: Explosionsdarstellung Laserbearbeitungsvorrichtung mit Objektiv.
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In 1a und 1b sind ein Schneid- und / oder Schweißkopf 1 für Laser sowie ein Galvanometerscanner nach dem Stand der Technik dargestellt. In 1a ist gezeigt, wie ein Schneid- und / oder Schweißkopf 1 mit einer Festoptik 2 den Laserstrahl 4 zu einer Düse 3 leitet und den Laserstrahl 4 in der Düse 3 fokussiert. Der gesamte Schneid- und / oder Schweißkopf 1 wird während des Materialbearbeitungsvorganges über das Werkstück mittels CNC-Bahninterpolation bewegt.
In 1b ist das Verfahren des Laserbeschriftens und Lasergravierens nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Laserstrahl 4 wird im Galvanometerscanner 9 über ein Spiegelsystem gelenkt und über ein F-Theta Objektiv 7 auf das Bearbeitungsfeld 8 geleitet. Die hochdynamischen Spiegel werden durch den Galvanometer Scanner Y-Richtung 5 und den Galvanometer Scanner X-Richtung 6 ausgelenkt, woraufhin der Laserstrahl 4 entsprechend geführt auf das Bearbeitungsfeld 8 mit dem zu bearbeitenden Werkstück trifft.
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In den 2a und 2b ist schematisch eine Laserbearbeitungsvorrichtung jeweils mit einem Objektiv 11 zur Lasergravur beziehungsweise zum Laserbeschriften ausgestaltet. Der Galvanometerscanner 9 leitet den nicht dargestellten Laserstrahl durch die Schnellwechselvorrichtung 10 hindurch in das Objektiv 11, aus welchem der Laserstrahl nachfolgend austritt und auf das Bearbeitungsfeld 8 auftrifft. Zusätzlich zu den genannten Komponenten ist in 2b der Maschinentisch 12 der Laserbearbeitungsvorrichtung mit entsprechend nicht näher bezeichneten Absaugungen dargestellt.
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In 3a und 3b ist analog zu den Darstellungen in den 2a und 2b eine Laserbearbeitungsvorrichtung in der Ausgestaltung mit Schneid- und / oder Schweißkopf 1 mit der Düse 3 gezeigt. Der Schneid- und / oder Schweißkopf 1 wird dabei über die Schnellwechselvorrichtung 10 mit dem Galvanometerscanner 9 verbunden. Der Maschinentisch 12 nimmt in dieser Anlagenkonfiguration den Schneidkasten, Schneidvorrichtung oder Schweißvorrichtung 13 auf, welcher das zu schneidende beziehungsweise zu schweißende Bauteil fixiert.
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In 4 ist eine Explosionsdarstellung des Galvanometerscanners 9 sowie der Komponenten der Schnellwechselvorrichtung und des Schneid- und / oder Schweißkopfes 1 dargestellt. Die Schnellwechselvorrichtung setzt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel zusammen aus zwei Grundelementen, die hier als Basisplatte 14 und Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 bezeichnet sind. Die Basisplatte 14 ist mit dem Galvanometerscanner 9 verbunden und wird im normalen Betrieb bei Umrüstarbeiten nicht von diesem getrennt. Die Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 ist auf der der Basisplatte 14 zugewandten Seite konstruktiv auf diese abgestimmt, um mit der Basisplatte 14 formschlüssig und einfach sowie reproduzierbar und schnell mit dieser verbunden werden zu können. Dabei ist es wichtig, dass die Verbindung einfach und schnell zu handhaben ist und andererseits, dass die hohen Anforderungen an die Passgenauigkeit und die Präzision des Strahlenverlaufes optischer Systeme erfüllt werden.
Die Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 nimmt auf der der Basisplatte 14 abgewandten Seite den Schneid- und / oder Schweißkopf 1 auf. Die Basisplatte 14 und die Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 sind über Positionierstifte 17 und korrespondierend dazu ausgebildete Positionierbuchsen 18 zueinander positionierbar. Zur Fixierung der Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 an der Basisplatte 14 sind Arretiermittel 19 vorgesehen. Die Arretiermittel 19 sind im vorliegend dargestellten Ausführungsbeispiel als Rändelschrauben ausgebildet, welche die Schneid- und / oder Schweißkopfaufnahmeplatte 15 durchdringen und in Gewindebohrungen in der Basisplatte 14 eingreifen, um eine Verschraubung der Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 15 mit der Basisplatte 14 zu realisieren.
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In 5 ist ein Galvanometerscanner 9 mit den Komponenten einer Schnellwechselvorrichtung aus Basisplatte 14 und Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte 16 dargestellt, wobei letztere als Objektivaufnahmeplatte 16 ausgebildet ist. Das Objektiv 11 ist an der Objektivaufnahmeplatte 16 angebracht, wobei die Objektivaufnahmeplatte 16 analog zur in 4 dargestellten Ausgestaltung der Schnellwechselvorrichtung mit der Basisplatte 14 über Positionierstifte 17, Positionierbuchsen 18 und Arretiermittel 19 verbunden wird.
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Insgesamt ist in der dargestellten und vorgeschlagenen Weise eine effiziente Umrüstung einer Laserbearbeitungsvorrichtung und deren Ausstattung mit verschiedenen Laserbearbeitungswerkzeugen über eine Schnellwechselvorrichtung für die Laserbearbeitungswerkzeuge möglich.
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Eine vorteilhafte, nicht dargestellte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass über eine Revolverwechselvorrichtung ein automatisierter Wechsel der Laserbearbeitungswerkzeuge mittels Roboter oder festen Parkpositionen der Werkzeuge erfolgt. Dabei ist das als Revolver bezeichnete Werkzeugmagazin mit mehreren Laserbearbeitungswerkzeugen bestückt, welche automatisch gesteuert und je nach Bedarf in den Strahlengang des Lasers nach dem Galvanometerscanner eingeschwenkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, kombinierte Bearbeitungsschritte, wie Schneiden, Schweißen, Gravieren oder Beschriften in einem Arbeitszyklus auf einer Maschine auszuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schneid- und / oder Schweißkopf
- 2
- Festoptik
- 3
- Düse
- 4
- Laserstrahl
- 5
- Galvanometer Scanner Y-Richtung
- 6
- Galvanometer Scanner X-Richtung
- 7
- F-Theta Objektiv
- 8
- Bearbeitungsfeld
- 9
- Galvanometerscanner
- 10
- Schnellwechselvorrichtung
- 11
- Objektiv
- 12
- Maschinentisch
- 13
- Schneidkasten, Schneidvorrichtung oder Schweißvorrichtung
- 14
- Basisplatte
- 15
- Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte, Schneid- und / oder Schweißkopfaufnahmeplatte
- 16
- Laserbearbeitungswerkzeugaufnahmeplatte, Objektivaufnahmeplatte
- 17
- Positionierstift
- 18
- Positionierbuchse
- 19
- Arretiermittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1475182 A1 [0011]
- DE 4242057 A1 [0012]
