DE102019129529A1

DE102019129529A1 - Arbeitskopf zur Werkstückbearbeitung mittels Laserstrahlung

Info

Publication number: DE102019129529A1
Application number: DE102019129529.7A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Geppert; Martin Kaiser; Daniel Riedel
Original assignee: ALPHA LASER GmbH
Current assignee: ALPHA LASER GmbH
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf ein Fahrwerk, mit dem der Arbeitskopf auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung auf dem Werkstück verfahrbar ist, und einen Antrieb für das Fahrwerk umfasst, wobei das Fahrwerk wenigstens zwei Räder umfasst, von denen zumindest ein Rad durch den Antrieb angetrieben ist, wobei ein vorderes der Räder um eine vordere Achse des Fahrwerks und ein hinteres der Räder um eine hintere Achse des Fahrwerks drehbar gelagert ist, und wobei die vordere Achse und die hintere Achse bezogen auf die Arbeitsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf ein Fahrwerk, mit dem der Arbeitskopf auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung auf dem Werkstück verfahrbar ist, und einen Antrieb für das Fahrwerk umfasst.
Derartige Arbeitsköpfe sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus DE 10 2017 007 631 A1 . Dabei kann der Arbeitskopf als ein Handteil ausgebildet sein, das während des Betriebs von einem Benutzer manuell mit einer Hand oder mit beiden Händen gehalten wird. Alternativ kann der Arbeitskopf für einen automatisierten Betrieb ein Bestandteil eines Roboters und hierbei z.B. an einem mit einem oder mehreren Gelenken versehenen Arbeitsarm des Roboters angebracht sein.
Typische Arbeiten, die mit derartigen Vorrichtungen durchgeführt werden, sind beispielsweise das Blechverbindungsschweißen, das Karosserieschweißen sowie das Auftragsschweißen unter Verwendung eines Schweißzusatzes, beispielsweise in Draht- oder Pulverform, also eines Zusatzstoffes, der dem Arbeitsprozess zugefügt und beispielsweise mittels des Arbeitskopfes gezielt auf das jeweilige Werkstück aufgebracht wird.
Bei dem aus DE 10 2017 007 631 A1 bekannten System ist in den Arbeitskopf ein Vorschubsystem integriert, das ein motorisch angetriebenes Rollen-, Zahnrad- oder Walzenpaar umfasst. Die beiden Zahnräder beispielsweise sind derart unter entgegengesetzt gerichteten Winkeln zur Vertikalen geneigt, dass sie eine V-förmige Anordnung bilden. Mit diesem Radpaar kann der Arbeitskopf relativ zum Werkstück bewegt werden, wobei stets ein Kontakt zwischen Arbeitskopf und Werkstück besteht, da der Arbeitskopf mit dem Radpaar auf das Werkstück aufgesetzt wird. Hierdurch ist grundsätzlich gewährleistet, dass der Arbeitsabstand des Arbeitskopfes zur Werkstückoberfläche näherungsweise konstant ist, so dass der aus dem Arbeitskopf austretende Laserstrahl näherungsweise auf den zu bearbeitenden Bereich der Werkstückoberfläche fokussiert ist.
Problematisch insbesondere bei einem manuellen Betrieb ist allerdings, dass dieser Vorschub mit dem Radpaar praktisch nur eine einzige punktförmige Auflagestelle oder zwei unmittelbar benachbarte punktförmige Auflagestellen für den Arbeitskopf auf der Werkstückoberfläche bereitstellt. Hierdurch ist es für den Benutzer schwierig, die Neigung des Arbeitskopfes und damit des austretenden Laserstrahls relativ zur Werkstückoberfläche konstant zu halten. Denn aufgrund der punktförmigen Auflagestelle ist der Arbeitskopf sehr empfindlich gegenüber unbeabsichtigten Handbewegungen des Benutzers. Der motorische Antrieb des Radpaares übernimmt zwar den Vorschub des Arbeitskopfes auf dem Werkstück. Für den Benutzer ist es aber praktisch unmöglich, dabei den Arbeitskopf permanent in der korrekten Ausrichtung relativ zum Werkstück zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass es für einen Benutzer einfacher ist, den Arbeitskopf während des Betriebs in einer korrekten Ausrichtung relativ zum Werkstück zu halten, wobei es insbesondere gleichzeitig möglich sein soll, die Neigung des Arbeitskopfs relativ zum Werkstück zu verändern, wenn dies für die jeweilige Anwendung erforderlich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fahrwerk wenigstens zwei Räder umfasst, von denen zumindest ein Rad durch den Antrieb angetrieben ist, wobei ein vorderes der Räder um eine vordere Achse des Fahrwerks und ein hinteres der Räder um eine hintere Achse des Fahrwerks drehbar gelagert ist, und wobei die vordere Achse und die hintere Achse bezogen auf die Arbeitsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Der Begriff „Rad“ ist breit zu verstehen und umfasst beispielsweise auch eine Rolle, eine Walze, ein Zahnrad oder eine Umlenkung für ein Endlosorgan.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein zumindest in Arbeitsrichtung insofern vergrößertes Fahrwerk vorzusehen, als eine Mehrzahl von in Arbeitsrichtung beabstandeten Auflagestellen durch die beabstandeten Achsen bereitgestellt wird, oder insofern, als eine in Arbeitsrichtung vergrößerte Auflagestelle bereitgestellt wird. Durch diese Verteilung und/oder Ausgestaltung einer Mehrzahl von Auflagestellen steht der Arbeitskopf stabiler auf dem Werkstück. Der Arbeitskopf ist hierdurch wesentlich unempfindlicher gegenüber unbeabsichtigten Bewegungen des Benutzers oder auch - bei einem automatischen Betrieb - des Roboters, von dem der Arbeitskopf dann einen Bestandteil bildet.
Vorzugsweise ist der Arbeitskopf mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Schweißzusatzes in Form eines Zusatzwerkstoffs versehen. Der Zusatzwerkstoff kann als Draht, Röhrchen, Pulver, Pulver-Gas-Gemisch, Granulat oder Kombinationen daraus vorliegen. Bei dem Material des Zusatzwerkstoffs handelt es sich insbesondere um Metalle, Metalllegierungen, Halbmetalle, Edelmetalle, Kunststoffe, Kohlenstoff, Metalloxide oder Kombinationen daraus. Die Zufuhreinrichtung kann eine Austrittsöffnung umfassen, die beispielsweise an einem Austrittsrohr oder einer Austrittsdüse ausgebildet ist. Dieser Austritt ist bevorzugt derart angeordnet, dass er bei auf das Werkstück aufgesetztem Arbeitskopf auf der Werkstückoberfläche aufliegt. Dabei kann der Austritt federnd gelagert sein, so dass eine Veränderung des Neigungswinkels des Arbeitskopfes relativ zum Werkstück ausgeglichen und der Zusatzwerkstoff stets an der dafür vorgesehenen Stelle auf das Werkstück aufgebracht wird.
Vorzugsweise ist der Arbeitskopf mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Prozessgases versehen. Bei dem Prozessgas handelt es sich insbesondere um ein Schutz- oder Inertgas. Beispielsweise handelt es sich bei dem Prozessgas um atmosphärisches Gas, Argon, Stickstoff, Kohlendioxid, Druckluft, Helium, Sauerstoff, Wasserstoff oder Kombinationen daraus. Wenn der Arbeitskopf mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines Zusatzwerkstoffs, wie vorstehend beschrieben, versehen ist, dann kann die Zufuhr des Prozessgases über den gleichen Austritt erfolgen, über welchen auch der Zusatzwerkstoff austritt. Alternativ oder zusätzlich kann ein zusätzlicher Austritt, beispielsweise in Form einer Düse, für das Prozessgas vorgesehen sein.
Hinsichtlich weiterer möglicher Ausgestaltungen der Zusatzwerkstoffzufuhr und der Prozessgaszufuhr wird auf die erwähnte DE 10 2017 007 631 A1 verwiesen. Die dort beschriebenen möglichen Ausführungsformen können auch bei dem erfindungsgemäßen Arbeitskopf vorgesehen sein.
Weitere mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
In einigen Ausführungsformen ist das Fahrwerk mit den Rädern oder mit zumindest einem Endlosorgan, insbesondere einem Riemen oder einer Kette, das um wenigstens ein vorderes Rad und wenigstens ein hinteres Rad umläuft, auf ein zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar. Bei den Rädern kann es sich folglich auch um Umlenkorgane für das Endlosorgan handeln, so dass der Arbeitskopf das Werkstück während des Betriebs nicht unmittelbar mit den Rädern, sondern mit einem oder mehreren Endlosorganen berührt.
In manchen Ausführungsformen ist das Fahrwerk nur mit wenigstens drei paarweise voneinander beabstandeten, im Wesentlichen punktförmigen Stellen des Fahrwerks oder nur mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten, im Wesentlichen linienförmigen, vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden, Stellen des Fahrwerks auf ein zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar. Beispielsweise eine Anordnung mit einem Paar von senkrecht zur Arbeitsrichtung beabstandeten Rädern und einem hiervon in Arbeitsrichtung beabstandeten Rad resultiert in einer äußerst stabilen Dreipunktauflage des Arbeitskopfes auf dem Werkstück. Dagegen können durch zwei in Arbeitsrichtung beabstandete Radpaare, wobei jeweils über ein vorderes Rad und ein hinteres Rad ein Endlosorgan umläuft, praktisch wie bei einem Kettenfahrzeug zwei in Arbeitsrichtung parallel verlaufende linienförmige Auflagestellen bereitgestellt werden.
Unter einer linienförmigen Auflagestelle ist auch eine streifenförmige Auflagestelle zu verstehen, die also eine gewisse Breite aufweist, die aber klein ist im Vergleich zu ihrer Länge.
Es sind auch Kombinationen aus punktförmigen und linienförmigen Auflagestellen möglich.
In manchen Ausführungsformen sind wenigstens zwei Räder vorgesehen, die um eine gemeinsame Achse drehbar gelagert sind.
Wenigstens zwei Räder können auch um zwei unterschiedliche, insbesondere nicht parallel zueinander verlaufende Achsen drehbar gelagert sein. Bei diesen beiden unterschiedlichen Achsen kann es sich um zwei vordere Achsen oder um zwei hintere Achsen handeln.
In einigen Ausführungsformen sind genau eine vordere Achse und genaue eine hintere Achse vorgesehen. Vorzugsweise verlaufen hierbei die vordere Achse und die hintere Achse parallel zueinander.
Vorzugsweise ist das Fahrwerk federnd gelagert. Insbesondere umfasst der Arbeitskopf ein Gehäuse, wobei das Fahrwerk an dem Gehäuse federnd gelagert ist.
Vorzugsweise ist die federnde Lagerung derart ausgestaltet, dass der Benutzer eine Rückstellkraft spürt, wenn sie oder er das Gehäuse relativ zum Werkstück und somit zum auf dem Werkstück aufliegenden Fahrwerk bewegt. Diese „Response“ des Arbeitskopfes als Reaktion auf Bewegungen des Benutzers erleichtert ein Halten des Arbeitskopfes in der jeweils gewünschten Ausrichtung relativ zum Werkstück.
Da im Rahmen der vorliegenden Offenbarung das Fahrwerk als Bestandteil des Arbeitskopfes betrachtet wird, ist der Begriff „Gehäuse“ breit zu verstehen. Bei dem Gehäuse kann es sich um den gesamten Arbeitskopf mit Ausnahme des Fahrwerks oder um einen anderen Bestandteil, beispielsweise ein zusätzlich zu einem Bedienteil vorgesehenes Aufsetzteil des Arbeitskopfes handeln, an welchem das Fahrwerk angebracht ist.
Die federnde Lagerung des Fahrwerks am Gehäuse ist bevorzugt derart ausgelegt, dass die Rückstellkraft der Federung der Gewichtskraft des Gehäuses entgegenwirkt.
Unabhängig davon, ob das Fahrwerk federnd gelagert ist oder nicht, kann in manchen Ausführungsformen das Fahrwerk derart am Gehäuse angebracht sein, dass das Gehäuse relativ zu dem Fahrwerk verschwenkbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Schwenkachse parallel zu der vorderen Achse und/oder der hinteren Achse des Fahrwerks verläuft. Die Schwenkachse kann mit der vorderen Achse oder mit der hinteren Achse des Fahrwerks zusammenfallen.
Allgemein kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse relativ zu dem Fahrwerk in Richtung des Fahrwerks gegen eine Rückstellkraft bewegbar ist. Bei einem liegenden Werkstück und auf das Werkstück aufgesetztem Arbeitskopf ist die Rückstellkraft folglich zumindest mit einer Komponente der Gewichtskraft des Gehäuses entgegengerichtet.
Es ist möglich, aber nicht zwingend, dass alle Räder unmittelbar am Gehäuse angebracht sind. In einigen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest ein hinteres Rad oder zumindest ein vorderes Rad an einem Träger angebracht ist, der um eine Schwenkachse relativ zu dem Gehäuse verschwenkbar ist. Der Träger kann als eine Schwinge ausgebildet sein, die z.B. eine langgestreckte Form aufweist. Mit seinem einen Ende kann der Träger an das Gehäuse angelenkt sein, wobei an einem anderen Ende des Trägers ein oder mehrere Räder drehbar gelagert sind.
In einigen Ausführungsformen besitzt der Träger eine Längserstreckung senkrecht zu seiner Schwenkachse, wobei die Achse des am Träger angebrachten Rades in Richtung der Längserstreckung des Trägers von der Schwenkachse des Trägers beabstandet ist und vorzugsweise parallel zur Schwenkachse des Trägers verläuft.
Es ist möglich, aber nicht zwingend, dass alle Räder des Fahrwerks direkt durch den Antrieb angetrieben werden. So kann in einigen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass nur zumindest ein Rad der vorderen oder hinteren Achse oder die vordere oder hintere Achse direkt durch den Antrieb angetrieben ist. Das oder die übrigen Räder können jeweils frei drehbar sein. Alternativ kann zumindest für eines der übrigen Räder ein mittelbarer Antrieb vorgesehen sein. So kann wenigstens ein Rad der einen Achse oder diese Achse mittelbar über die andere Achse oder über zumindest ein Rad der anderen Achse angetrieben sein.
Für einen solchen mittelbaren Antrieb kann beispielsweise ein umlaufendes Endlosorgan vorgesehen sein, beispielsweise ein Riemen oder eine Kette.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass mehrere oder alle Räder des Fahrwerks jeweils durch einen eigenen direkten Antrieb angetrieben werden, wobei die Antriebe synchron betrieben werden.
In einigen Ausführungsformen ist das Fahrwerk an einem Gehäuse des Arbeitskopfes angebracht, wobei der Antrieb für das Fahrwerk innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Wie eingangs bereits erwähnt, kann der Arbeitskopf als ein von einem Benutzer manuell zu haltendes Handteil ausgebildet sein. In anderen Ausführungsformen kann der Arbeitskopf ein Bestandteil eines Roboters und vorzugsweise an einem mit einem oder mehreren Gelenken versehenen Arbeitsarm des Roboters anbringbar sein.
Es ist möglich, dass ein erfindungsgemäßer Arbeitskopf insofern universell ausgebildet ist, als er sowohl als von einem Benutzer manuell zu haltendes Handteil als auch als Arbeitskopf eines Roboters insbesondere für einen automatisierten Betrieb dienen kann.
Ferner ist es grundsätzlich möglich, dass der Laserstrahl innerhalb des Arbeitskopfes erzeugt wird, d.h. dass der Arbeitskopf mit einer Laserstrahlquelle versehen ist. In anderen Ausführungsformen ist der Arbeitskopf mit einem Basisgerät verbindbar, in welchem eine Laserquelle zur Erzeugung des Laserstrahls für den Arbeitskopf angeordnet ist. Das Basisgerät kann stationär oder mobil sein.
Wenn die Laserquelle in einem derartigen Basisgerät angeordnet ist, muss folglich dem Arbeitskopf der Laserstrahl zugeführt werden. Dies ist grundsätzlich bekannt und erfolgt insbesondere durch Lichtleiter. In einigen Ausführungsformen ist der Arbeitskopf zusätzlich mit elektrischer Energie zu versorgen. Des Weiteren ist in einigen Ausführungsformen eine informationstechnische Verbindung zwischen Arbeitskopf und Basisgerät erforderlich, insbesondere um während des Betriebs an den Arbeitskopf für den Betrieb erforderliche Steuersignale übermitteln zu können.
Vor diesem Hintergrund ist in einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass der Arbeitskopf, insbesondere lösbar, an eine Versorgung anschließbar ist, über welche ein außerhalb des Arbeitskopfes erzeugter Laserstrahl in den Arbeitskopf einkoppelbar und/oder über welche der Arbeitskopf elektrisch und/oder informationstechnisch mit einem Basisgerät verbindbar ist. Die Versorgung kann in Form einer oder mehrerer flexibler Versorgungsleitungen, die insbesondere zu einem Strang zusammengefasst sind, vorgesehen sein. Alternativ kann der Arbeitskopf während des Betriebs an einem Arbeitsarm eines Roboters angebracht sein, wobei der Arbeitsarm die Versorgung bildet, aufnimmt oder hält. Eine oder mehrere Versorgungsleitungen können beispielsweise innerhalb des Arbeitsarmes verlaufen oder entlang des Arbeitsarmes geführt werden.
Um beispielsweise den Arbeitskopf abzunehmen oder auszuwechseln, kann der Arbeitskopf einen Anschlussabschnitt aufweisen, über den der Arbeitskopf mit der Versorgung lösbar verbindbar ist.
In einigen Ausführungsformen kann zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement vorgesehen sein, welches dazu ausgebildet ist, im Betrieb mit einem elektrisch leitfähigen Werkstück in Kontakt zu treten, wobei im Betrieb das Kontaktelement ein Bestandteil eines elektrischen Sicherheitsstromkreises ist, der geschlossen ist, wenn das Kontaktelement in Kontakt mit dem Werkstück steht, und der von einer Steuereinrichtung des Arbeitskopfes und/oder eines Basisgerätes, mit dem der Arbeitskopf im Betrieb verbunden ist, dahingehend überwacht wird, dass eine Laserbearbeitung nur ermöglicht wird, insbesondere eine Laserquelle nur eingeschaltet werden kann, wenn der elektrische Sicherheitsstromkreis geschlossen ist.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement an der Unterseite des Arbeitskopfes angeordnet. Beispielsweise kann das Kontaktelement an einem an anderer Stelle näher beschriebenen Träger angebracht sein. Das Kontaktelement kann federnd gelagert sein. Die im Betrieb vertikale Position des Kontaktelementes kann einstellbar sein.
Das Kontaktelement kann zusätzlich vorgesehen sein. Alternativ kann ein solches Kontaktelement auch von einem anderen Bestandteil des Arbeitskopfes gebildet sein, so dass dieser Bestandteil die Sicherheitsfunktion zusätzlich erfüllt. So kann z.B. ein - an anderer Stelle näher beschriebenes - Zusatzstoffaustrittsrohr gleichzeitig als elektrisches Kontaktelement für den elektrischen Sicherheitsstromkreis dienen. Das Kontaktelement kann außerdem - insbesondere, aber nicht zwingend, als Bestandteil des Fahrwerks - als eine metallische Rolle oder als ein metallischer Gleiter ausgebildet sein.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels Laserstrahlung, mit einem Basisgerät und mit zumindest einem Arbeitskopf wie hierin offenbart, der mit dem Basisgerät derart verbindbar ist, dass der Arbeitskopf im Betrieb Arbeitsbewegungen relativ zu dem Basisgerät ausführen kann.
Hinsichtlich möglicher Ausgestaltungen des Basisgeräts wird auch auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Das Basisgerät kann - wie bereits erwähnt - stationär oder mobil sein.
Der Arbeitskopf kann mit dem Basisgerät über eine Versorgung verbunden oder verbindbar sein. Hinsichtlich dieser Versorgung wird wiederum auch auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
In einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung kann ein Satz unterschiedlicher, sich insbesondere nur oder zumindest hinsichtlich des Fahrwerks voneinander unterscheidender Arbeitsköpfe vorgesehen sein, die gegeneinander auswechselbar mit dem Basisgerät verbindbar sind und von denen zumindest ein Arbeitskopf in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist.
Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe erfolgt außerdem jeweils durch weitere Aspekte der Erfindung, die nachstehend angegeben sind. Alle vorstehend in Verbindung mit dem ersten Aspekt genannten Ausführungsformen können - natürlich soweit sich keine technischen Widersprüche ergeben - auch jeweils bei diesen weiteren Aspekten vorgesehen werden, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf ein Fahrwerk, mit dem der Arbeitskopf auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung auf dem Werkstück verfahrbar ist, und einen Antrieb für das Fahrwerk umfasst, wobei das Fahrwerk wenigstens ein Rad und zumindest eine Umlenkung umfasst, wobei das Rad und/oder die Umlenkung durch den Antrieb angetrieben ist bzw. sind, wobei das Rad um eine erste Achse des Fahrwerks drehbar gelagert ist und die Umlenkung eine zweite Achse definiert, wobei das Fahrwerk mit zumindest einem Endlosorgan, insbesondere einem Riemen, das um das Rad und die Umlenkung umläuft, auf ein zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, wobei die erste Achse und die zweite Achse bezogen auf die Arbeitsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Die Umlenkung kann frei drehbar sein und somit z.B. eine frei drehbare Umlenkrolle oder Umlenkwalze für das Endlosorgan darstellen. Die Umlenkung kann selbst angetrieben sein. Alternativ kann die Umlenkung feststehend und somit nicht drehbar gelagert sein. Zwischen dem umlaufenden Endlosorgan und der Umlenkung sind folglich Reibungskräfte wirksam, die allerdings durch eine entsprechende Materialpaarung gering gehalten werden können.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf ein Fahrwerk, mit dem der Arbeitskopf auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung auf dem Werkstück verfahrbar ist, und einen Antrieb für das Fahrwerk umfasst, wobei das Fahrwerk wenigstens ein Rad und zumindest ein Auflageorgan, insbesondere ein Gleitstück, umfasst, wobei das Rad durch den Antrieb angetrieben ist, wobei das Rad um eine Achse des Fahrwerks drehbar gelagert ist und eine erste Auflagestelle definiert, und wobei das Auflageorgan eine zweite Auflagestelle definiert, wobei die erste Auflagestelle und die zweite Auflagestelle bezogen auf die Arbeitsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Die Ausgestaltung des Gleitstücks insbesondere hinsichtlich Größe und Gleiteigenschaften der Gleitfläche, über welche der Arbeitskopf im Betrieb auf dem Werkstück aufliegt, ist grundsätzlich beliebig und erfolgt insbesondere im Hinblick auf die Eigenschaften der Oberfläche des jeweiligen Werkstücks.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf ein Fahrwerk, mit dem der Arbeitskopf auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung auf dem Werkstück verfahrbar ist, wobei das Fahrwerk wenigstens zwei Räder umfasst, wobei ein vorderes der Räder um eine vordere Achse des Fahrwerks und ein hinteres der Räder um eine hintere Achse des Fahrwerks drehbar gelagert ist, und wobei die vordere Achse und die hintere Achse bezogen auf die Arbeitsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind. Außerdem ist hier vorgesehen, dass das Fahrwerk entweder keinen Antrieb für zumindest eines der Räder oder einen abschaltbaren und/oder deaktivierbaren Antrieb für zumindest eines der Räder aufweist.
Auch für einen automatisierten Roboterbetrieb kann das Fahrwerk des Arbeitskopfes zwar gemäß dem ersten Aspekt angetrieben sein. Der Antrieb kann dann mit dem Antrieb des Roboters, z.B. eines den Arbeitskopf tragenden Roboterarmes, synchronisiert werden. Bei einem nicht antreibbaren bzw. im Betrieb nicht angetriebenen Fahrwerk erfolgt der Vorschub des Arbeitskopfes über den Roboter. Eine Synchronisierung ist dann nicht erforderlich.
Dieser vierte Aspekt „kein Antrieb bzw. abschaltbarer Antrieb“ kann auch bei dem zweiten Aspekt („Umlenkung“) und bei dem dritten Aspekt („Auflageorgan, insbesondere Gleitstück“) vorgesehen sein, d.h. auch dort kann jeweils in einer alternativen Ausgestaltung ein Roboter den Vorschub des Arbeitskopfes übernehmen. Alternativ gilt für alle Aspekte bzw. deren Ausgestaltungen ohne Antrieb, dass zumindest theoretisch der Vorschub auch manuell durch einen Benutzer erfolgen kann, sofern für die jeweilige Anwendung die manuell realisierbare Genauigkeit genügt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 bis 7 unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Arbeitskopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
8 bis 14 verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Arbeitskopfes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
15a ein manuelles Bearbeitungssystem mit einem als manuell zu haltendes Handteil ausgebildeten erfindungsgemäßen Arbeitskopf, und
15b ein automatisiertes Bearbeitungssystem mit einem an einem Roboterarm angebrachten erfindungsgemäßen Arbeitskopf.

Bevor anhand der 1 bis 14 zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Arbeitskopfes beschrieben werden, werden anhand der 15a und 15b zwei mögliche Anwendungen der Erfindung erläutert.
Die 15a und 15b zeigen jeweils ein Laserschweißsystem als erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken 11 - hier jeweils auf einem Arbeitstisch 53 liegend - mittels Laserstrahlung. Die Systeme weisen jeweils einen erfindungsgemäßen Arbeitskopf 15 auf. Auf Einzelheiten der Arbeitsköpfe 15 und dabei insbesondere auf das erfindungsgemäße Fahrwerk 17 wird nachstehend in Verbindung mit den 1 bis 7 sowie 8 bis 14 näher eingegangen. In den 15a und 15b sind die Arbeitsköpfe jeweils nur schematisch dargestellt.
Die beiden dargestellten Laserschweißsysteme unterscheiden sich durch die Art und Weise der Verbindung des Arbeitskopfes 15 mit einem Basisgerät 41. In dem System gemäß 15a ist der Arbeitskopf 15 mit dem Basisgerät 41 über mehrere zu einem Strang zusammengefasste Versorgungsleitungen 45 verbunden, die eine Versorgung 39 des Arbeitskopfes 15 bilden. Diese flexible Versorgung 39 ermöglicht Arbeitsbewegungen des Arbeitskopfes 15 relativ zu dem grundsätzlich mobilen, während eines Arbeitsvorgangs jedoch vorzugsweise stationären Basisgerät 41. Bei den Arbeitsbewegungen des Arbeitskopfes 15 handelt es sich insbesondere um solche, die in einer Arbeitsrichtung A relativ zu dem Werkstück 11 erfolgen.
Bei dem Laserschweißsystem gemäß 15b ist ebenfalls eine hier nur durch eine gestrichelte Linie angedeutete Versorgung 39 vorgesehen. Diese ist jedoch einem Arbeitsarm 35 eines Schweißroboters zugeordnet, der von dem Basisgerät 41, dem Roboterarm 35 und dem Arbeitskopf 15 gebildet wird und der insbesondere eine automatisierte Laserbearbeitung des Werkstücks 11 ermöglicht.
Die erforderlichen Relativbewegungen des Arbeitskopfes 15 relativ zum Basisgerät 41 während des Betriebs werden durch den gelenkigen Roboterarm 35 ermöglicht. Rein beispielhaft sind hier zwei Gelenke 37 dargestellt. Zusätzlich kann der Arm 35 relativ zum Basisgerät 41 in der Höhe verstellbar und um eine vertikale Achse verdrehbar sein. Dreh- und Schwenkbewegungen des Arbeitskopfes 15 relativ zu dem Arm 35 bzw. dem Abschnitt des Armes 35, an welchem der Arbeitskopf 15 angebracht ist, sind ebenfalls denkbar.
Was einzelne Komponenten des Basisgeräts 41 anbetrifft, so sind hier beispielhaft ein Netzgerät 49, eine Laserquelle 51 sowie eine Steuereinrichtung 47 dargestellt.
Über die Versorgung 39 wird jeweils die im Basisgerät 41 erzeugte Laserstrahlung in den Arbeitskopf 15 eingekoppelt. Ein zur Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks 11 dienender Laserstrahl 13 wird durch eine nicht dargestellte Optik innerhalb des Arbeitskopfes 15 fokussiert und verlässt den Arbeitskopf 15 über einen nicht dargestellten Strahlaustritt.
Der Arbeitskopf 15 kann mit Einrichtungen zur Zufuhr eines Zusatzwerkstoffes und/oder zur Zufuhr eines Prozessgases versehen sein, wie es eingangs beschrieben wurde. Diese Einrichtungen sind in den 15a und 15b nicht dargestellt.
In beiden Laserschweißsystemen gemäß 15a und 15b kann der Arbeitskopf 15 jeweils Bestandteil eines Satzes unterschiedlicher Arbeitsköpfe sein, von denen jeweils rein schematisch drei Arbeitsköpfe 15', 15'' und 15''' dargestellt sind. Die Arbeitsköpfe eines Satzes können sich in vielerlei Hinsicht voneinander unterscheiden, beispielsweise durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerks 17, worauf nachstehend näher eingegangen wird.
Die Arbeitsköpfe 15 sind jeweils mit einem elektrischen Antriebsmotor 19 zum Antreiben eines oder mehrerer Räder und/oder einer oder mehrerer Achsen des Fahrwerks 17 versehen. Die Steuerung des Antriebs 19 erfolgt über die Steuereinrichtung 47 des Basisgeräts 41 oder über eine innerhalb des Arbeitskopfes 15 angeordnete Steuereinheit (nicht dargestellt).
Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 7 einerseits und der 8 bis 14 andererseits unterscheiden sich in der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrwerks 17. Beide Arbeitsköpfe 15 umfassen jeweils ein Aufsetzteil 15a (vgl. 1 und 8), an welchem das Fahrwerk 17 angebracht ist, und ein mit einer Art Pistolengriff versehenes Bedienteil 15b, an welchem ein Benutzer den Arbeitskopf 15 mit einer Hand oder mit beiden Händen während des Betriebs halten kann. Das Bedienteil 15b ist mit einem Auslöser 16 nach Art eines Pistolenabzugs versehen (vgl. 2 und 9).
In 1 und 8 ist lediglich das mit dem Fahrwerk 17 versehene Aufsetzteil 15a dargestellt.
An dem Aufsetzteil 15a ist ein Prozessgasaustrittsrohr 55 angebracht, über welches der Bearbeitungsstelle auf dem Werkstück (vgl. 3 und 10) ein Prozessgas zugeführt werden kann, wie eingangs beschrieben. Des Weiteren ist an dem Aufsetzteil 15a ein Austrittsrohr für einen Zusatzwerkstoff vorgesehen, beispielsweise für einen Draht. Auch diesbezüglich wird auf den Einleitungsteil verwiesen.
Wie den einzelnen Ansichten des jeweiligen Ausführungsbeispiels zu entnehmen ist, ist beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 ein Paar hinterer Räder 21 vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Achse 31 sitzen. Diese Achse 31 ist bezüglich des Aufsetzteils 15a und somit eines Gehäuses 27 des Aufsetzteils 15a stationär.
Ein einziges vorderes Rad 23 des Fahrwerks 17 ist dagegen an einem relativ zum Gehäuse 27 verschwenkbaren Träger 29 angebracht und um eine durch den Träger 29 verlaufende Achse 33 frei drehbar. Die Schwenkachse des Trägers 29 ist von der Achse 31 der beiden hinteren Räder 21 beabstandet. In alternativen Ausführungen kann die Schwenkachse des Trägers 29 mit der Drehachse 31 der hinteren Räder 21 zusammenfallen.
Zwischen dem Träger 29 und dem Gehäuse 27 ist eine Druckfeder 59 angeordnet. Einer Bewegung des Aufsetzteils 15a relativ zum Fahrwerk 17 nach unten und somit in Richtung des Fahrwerks 17 wirkt somit die Rückstellkraft der Feder 59 entgegen.
Ein nicht dargestellter, im Gehäuse 27 des Aufsetzteils 15a angeordneter Antriebsmotor (vgl. jeweils Antrieb 19 in 15a und 15b) ist antriebswirksam mit dem hinteren Räderpaar 21 verbunden. Die beiden hinteren Räder 21 bilden somit einen Fahrantrieb für den Arbeitskopf 15 in einer Arbeitsrichtung A (vgl. 3 und 10) relativ zu einem Werkstück 11.
Beim Verfahren des mit dem Fahrwerk 17 auf das Werkstück 11 aufgesetzten Arbeitskopfs 15 in Arbeitsrichtung A relativ zum Werkstück 11 liegt der Arbeitskopf 15 folglich ausschließlich über die beiden hinteren Räder 21 und über das vordere Rad 23 und somit lediglich an drei punktförmigen Stellen auf dem Werkstück 11 auf, wobei diese drei Auflagestellen in vorteilhafter Weise paarweise voneinander beabstandet und dabei derart angeordnet sind, dass der Arbeitskopf gegenüber unbeabsichtigten Handbewegungen des Benutzers vergleichsweise unempfindlich ist und somit eine stabile Ausrichtung des Arbeitskopfes 15 und somit des aus diesem austretenden Laserstrahls 13 (vgl. 3 und 10) während des Betriebs gewährleistet ist.
Eine derartige Arbeitsstabilität ist auch bei dem Ausführungsbeispiel der 8 bis 14 gewährleistet. Das Fahrwerk 17 umfasst hier zwei Räderpaare, wobei wiederum ein mittels des nicht dargestellten Antriebsmotors direkt angetriebenes Paar hinterer Räder 21 am Gehäuse 27 und somit am Aufsetzteil 15a stationär angebracht ist. An dem relativ zum Gehäuse 17 verschwenkbaren Träger 29 ist ein vorderes Paar Räder 23 angebracht. Deren Drehachse 33 ist wie beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 in Arbeitsrichtung A (vgl. 3 und 10) von der Drehachse 31 der hinteren Räder 21 beabstandet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die vorderen Räder 23 nicht lediglich frei drehbar am Träger 27 angebracht, sondern mittelbar über die direkt angetriebenen hinteren Räder 21 angetrieben. Hierzu sind jeweils die beiden linken Räder und die beiden rechten Räder durch ein Endlosorgan in Form eines Riemens 25 miteinander verbunden. Bei dem Riemen kann es sich beispielsweise um einen O-Ring aus Gummi oder einem geeigneten Elastomermaterial handeln.
Die beiden direkt angetriebenen hinteren Räder 21 dienen hier folglich als Treibräder für die beiden vorderen Räder 23, und zwar über die beiden Treibriemen 25.
In diesem Ausführungsbeispiel liegt das Fahrwerk 17 folglich nicht punktförmig auf der Werkstückoberfläche auf, sondern über zwei linienförmige Auflagestellen, die jeweils von einem der beiden umlaufenden Treibriemen 25 gebildet werden.
Obwohl die Fahrwerke 17 der beiden Ausführungsbeispiele unterschiedlich ausgebildet sind, zeigt gleichwohl ein Vergleich der 3 und 10, dass durch Verschwenken des Arbeitskopfes 15 (mit Ausnahme des Fahrwerks 17) relativ zum Werkstück 11 und somit zum auf dem Werkstück 11 aufliegenden Fahrwerk 17 der Winkel, unter welchem der Laserstrahl 13 auf die Werkstückoberfläche auftrifft, verändert werden kann. In der Stellung des Arbeitskopfes 15 gemäß 10 ist der Winkel zwischen der Strahlachse S des austretenden Laserstrahls 13 zur Vertikalen V größer als in der in 3 gezeigten Stellung des Arbeitskopfes 15.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann gemäß 15a der Arbeitskopf 15 an eine flexible Versorgung 39 angeschlossen sein, um als manuell zu haltendes Handteil zu dienen. Alternativ kann der Arbeitskopf 15 am freien Ende eines Roboterarmes 35 gemäß 15b angebracht sein. Dies gilt sowohl für das Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 als auch für jenes der 8 bis 14.
Für den Anschluss des Arbeitskopfes 15 an eine flexible Versorgung 39 ist eine Zugentlastung 43 (vgl. 2 und 9) vorgesehen, die den Übergang zwischen dem Arbeitskopf 15 und der Versorgung 39 darstellt.
Beim Ausführungsbeispiel der 8 bis 14 ist an der Unterseite des Trägers 29 ein elektrisches Kontaktelement 61 in Form einer Kugeldruckschraube vorgesehen, die als in den Träger 29 eingeschraubte Madenschraube ausgebildet ist. Das Maß, wie weit der Kugelabschnitt des Kontaktelementes 61 über die Unterseite des Trägers 29 vorsteht, ist folglich einstellbar. Dieses Kontaktelement 61 ist ein Bestandteil eines elektrischen Sicherheitsstromkreises, der an anderer Stelle näher beschrieben ist. Die Sicherheitsfunktion besteht darin, dass der Laser nur dann ausgelöst werden kann, wenn sich das Kontaktelement 61 in Kontakt mit dem (elektrisch leitfähigen) Werkstück 11 (10) befindet, der Arbeitskopf 15 also korrekt auf das Werkstück 11 aufgesetzt ist, um dieses zu bearbeiten.
Bezugszeichenliste

11: Werkstück
13: Laserstrahl
15: Arbeitskopf
15a: Aufsetzteil
15b: Bedienteil
16: Auslöser
17: Fahrwerk
19: Antrieb
21: hinteres Rad
23: vorderes Rad
25: Endlosorgan
27: Gehäuse
29: Träger
31: hintere Achse
33: vordere Achse
35: Arbeitsarm
37: Gelenk
39: Versorgung
41: Basisgerät
43: Zugentlastung
45: Versorgungsleitung
47: Steuereinrichtung
49: Netzgerät
51: Laserquelle
53: Arbeitstisch
55: Prozessgasaustrittsrohr
57: Zusatzstoffaustrittsrohr
59: Feder
61: Kontaktelement
A: Arbeitsrichtung
V: Vertikalachse
S: Strahlachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017007631 A1 [0002, 0004, 0012]

Claims

Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl (13) erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl (13) einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf (15) ein Fahrwerk (17), mit dem der Arbeitskopf (13) auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung (A) auf dem Werkstück (11) verfahrbar ist, und einen Antrieb (19) für das Fahrwerk (17) umfasst, wobei das Fahrwerk (17) wenigstens zwei Räder (21, 23) umfasst, von denen zumindest ein Rad (21) durch den Antrieb (19) angetrieben ist, wobei ein vorderes (23) der Räder um eine vordere Achse (33) des Fahrwerks (17) und ein hinteres (21) der Räder um eine hintere Achse (31) des Fahrwerks (17) drehbar gelagert ist, und wobei die vordere Achse (33) und die hintere Achse (31) bezogen auf die Arbeitsrichtung (A) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Arbeitskopf nach Anspruch 1, wobei das Fahrwerk (17) mit den Rädern (21, 23) oder mit zumindest einem Endlosorgan (25), insbesondere einem Riemen oder einer Kette, das um wenigstens ein vorderes Rad (23) und wenigstens ein hinteres Rad (21) umläuft, auf ein zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist.
Arbeitskopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrwerk (17) nur mit wenigstens drei paarweise voneinander beabstandeten, im Wesentlichen punktförmigen Stellen des Fahrwerks (17) oder nur mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten, im Wesentlichen linienförmigen, vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden, Stellen des Fahrwerks (17) auf ein zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Räder (21, 23) vorgesehen sind, die um eine gemeinsame Achse (31, 33) oder um zwei unterschiedliche, insbesondere nicht parallel zueinander verlaufende, hintere oder vordere Achsen (31, 33) drehbar gelagert sind.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei hintere Räder (21) vorgesehen sind, und wobei entweder genau ein vorderes Rad (23) oder wenigstens zwei vordere Räder (23) vorgesehen sind.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei genau eine hintere Achse (31) und genau eine vordere Achse (33) vorgesehen sind, insbesondere wobei die vordere Achse (33) und die hintere Achse (31) parallel zueinander verlaufen.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrwerk (17) an einem Gehäuse (27) des Arbeitskopfes (15) angebracht ist, wobei das Gehäuse (27) an dem Fahrwerk (17) federnd gelagert ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrwerk (17) an einem Gehäuse (27) des Arbeitskopfes (15) angebracht ist, wobei das Gehäuse (27) relativ zu dem Fahrwerk (17) verschwenkbar ist.
Arbeitskopf nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gehäuse (27) um eine Schwenkachse relativ zu dem Fahrwerk (17) verschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse parallel zu der vorderen Achse (33) und/oder der hinteren Achse (31) des Fahrwerks (17) erläuft und/oder wobei die Schwenkachse mit der vorderen Achse (33) oder mit der hinteren Achse (31) des Fahrwerks (17) zusammenfällt.
Arbeitskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Gehäuse (27) relativ zu dem Fahrwerk (17) in Richtung des Fahrwerks (17) gegen eine Rückstellkraft bewegbar, insbesondere verschwenkbar ist.
Arbeitskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei zumindest ein hinteres Rad (21) oder zumindest ein vorderes Rad (23) an einem Träger (29) angebracht ist, der um eine Schwenkachse relativ zu dem Gehäuse (27) verschwenkbar ist.
Arbeitskopf nach Anspruch 11, wobei der Träger (29) eine Längserstreckung senkrecht zu seiner Schwenkachse besitzt, und wobei die Achse (33) des am Träger (29) angebrachten Rades (23) in Richtung der Längserstreckung des Trägers (29) von der Schwenkachse des Trägers (29) beabstandet ist und vorzugsweise parallel zur Schwenkachse des Trägers (29) verläuft.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nur zumindest ein Rad (21) der vorderen oder hinteren Achse (31) oder die vordere oder hintere Achse (31) direkt durch den Antrieb (19) angetrieben ist, oder wobei wenigstens ein Rad (23) der einen Achse (33) oder diese Achse(33) mittelbar über die die andere Achse (31) oder über zumindest ein Rad (21) dieser anderen Achse (31) angetrieben ist, wobei vorzugsweise für diesen mittelbaren Antrieb ein umlaufendes Endlosorgan (25) vorgesehen ist, insbesondere ein Riemen oder eine Kette.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrwerk (17) an einem Gehäuse (27) des Arbeitskopfes (15) angebracht und der Antrieb (19) für das Fahrwerk (17) innerhalb oder außerhalb des Gehäuses (27) angeordnet ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitskopf (15) als ein von einem Benutzer manuell zu haltendes Handteil ausgebildet ist, oder wobei der Arbeitskopf (15) ein Bestandteil eines Roboters und vorzugsweise an einem mit einem oder mehreren Gelenken (37) versehenen Arbeitsarm (35) des Roboters anbringbar ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitskopf (15), insbesondere lösbar, an eine Versorgung (39) anschließbar ist, über welche ein außerhalb des Arbeitskopfes (15) erzeugter Laserstrahl (13) in den Arbeitskopf (15) einkoppelbar und/oder über welche der Arbeitskopf (15) elektrisch und/oder informationstechnisch mit einem Basisgerät (41) verbindbar ist, wobei bevorzugt die Versorgung (39) in Form einer oder mehrerer flexibler Versorgungsleitungen, die insbesondere zu einem Strang zusammengefasst sind, vorgesehen oder von einem Arbeitsarm (35) eines Roboters gebildet, aufgenommen oder gehalten ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitskopf (15) einen Anschlussabschnitt (43) aufweist, über den der Arbeitskopf (15) mit der Versorgung (39) lösbar verbindbar ist.
Arbeitskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein elektrisch leitfähiges Kontaktelement (61) vorgesehen ist, welches dazu ausgebildet ist, im Betrieb mit einem elektrisch leitfähigen Werkstück (11) in Kontakt zu treten, wobei im Betrieb das Kontaktelement (61) ein Bestandteil eines elektrischen Sicherheitsstromkreises ist, der geschlossen ist, wenn das Kontaktelement (61) in Kontakt mit dem Werkstück (11) steht, und der von einer Steuereinrichtung (47) des Arbeitskopfes (15) und/oder eines Basisgerätes (41), mit dem der Arbeitskopf (15) im Betrieb verbunden ist, dahingehend überwacht wird, dass eine Laserbearbeitung nur ermöglicht wird, insbesondere eine Laserquelle (51) nur eingeschaltet werden kann, wenn der elektrische Sicherheitsstromkreis geschlossen ist.
Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl (13) erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl (13) einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf (15) ein Fahrwerk (17), mit dem der Arbeitskopf (13) auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung (A) auf dem Werkstück (11) verfahrbar ist, und einen Antrieb (19) für das Fahrwerk (17) umfasst, wobei das Fahrwerk (17) wenigstens ein Rad und zumindest eine Umlenkung umfasst, wobei das Rad und/oder die Umlenkung durch den Antrieb (19) angetrieben ist bzw. sind, wobei das Rad um eine erste Achse des Fahrwerks (17) drehbar gelagert ist und die Umlenkung eine zweite Achse definiert, wobei das Fahrwerk (17) mit zumindest einem Endlosorgan, insbesondere einem Riemen, das um das Rad und die Umlenkung umläuft, auf ein zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist, wobei die erste Achse und die zweite Achse bezogen auf die Arbeitsrichtung (A) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl (13) erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl (13) einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf (15) ein Fahrwerk (17), mit dem der Arbeitskopf (13) auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung (A) auf dem Werkstück (11) verfahrbar ist, und einen Antrieb (19) für das Fahrwerk (17) umfasst, wobei das Fahrwerk (17) wenigstens ein Rad und zumindest ein Auflageorgan, insbesondere ein Gleitstück, umfasst, wobei das Rad durch den Antrieb (19) angetrieben ist, wobei das Rad um eine Achse des Fahrwerks (17) drehbar gelagert ist und eine erste Auflagestelle definiert, und wobei das Auflageorgan eine zweite Auflagestelle definiert, wobei die erste Auflagestelle und die zweite Auflagestelle bezogen auf die Arbeitsrichtung (A) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Arbeitskopf für eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere zum Ausführen von Schweißarbeiten, mittels Laserstrahlung, der auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar ist, mit dem ein Laserstrahl (13) erzeugbar und/oder in den ein Laserstrahl (13) einkoppelbar ist, und aus dem im Betrieb der auf das Werkstück gerichtete Laserstrahl austritt, wobei der Arbeitskopf (15) ein Fahrwerk (17), mit dem der Arbeitskopf (13) auf ein jeweils zu bearbeitendes Werkstück (11) aufsetzbar und in einer Arbeitsrichtung (A) auf dem Werkstück (11) verfahrbar ist, wobei das Fahrwerk (17) wenigstens zwei Räder (21, 23) umfasst, wobei ein vorderes (23) der Räder um eine vordere Achse (33) des Fahrwerks (17) und ein hinteres (21) der Räder um eine hintere Achse (31) des Fahrwerks (17) drehbar gelagert ist, und wobei die vordere Achse (33) und die hintere Achse (31) bezogen auf die Arbeitsrichtung (A) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (11) mittels Laserstrahlung, mit einem Basisgerät (41) und zumindest einem Arbeitskopf (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mit dem Basisgerät (41) derart verbindbar ist, dass der Arbeitskopf (15) im Betrieb Arbeitsbewegungen relativ zu dem Basisgerät (41) ausführen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Arbeitskopf (15) mit dem Basisgerät (41) über eine Versorgung (39) verbindbar ist, über die ein im Basisgerät (41) erzeugter Laserstrahl (13) in den Arbeitskopf (15) einkoppelbar und/oder über die der Arbeitskopf elektrisch und/oder informationstechnisch mit dem Basisgerät (41) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei der Arbeitskopf (15) als ein von einem Benutzer manuell zu haltendes Handteil ausgebildet und mit dem Basisgerät (41) über eine oder mehrere flexible Versorgungsleitungen (45), die insbesondere zu einem Strang zusammengefasst sind, verbindbar ist, oder wobei der Arbeitskopf (15) und das Basisgerät (41) Bestandteile eines Roboters sind und der Arbeitskopf (15) an einem mit einem oder mehreren Gelenken (37) versehenen Arbeitsarm (35) des Roboters angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei ein Satz unterschiedlicher, sich insbesondere hinsichtlich des Fahrwerks (17) voneinander unterscheidender Arbeitsköpfe (15) vorgesehen ist, die gegeneinander auswechselbar mit dem Basisgerät (41) verbindbar sind und von denen zumindest ein Arbeitskopf (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ausgebildet ist.