DE102021126756A1 - Kollisionsschutz für einen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine - Google Patents

Kollisionsschutz für einen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kollisionsschutzeinrichtung (40) für einen Bearbeitungskopf (22) einer Laserbearbeitungsmaschine (20) mit einem ersten und zweiten Halterungsteil (42, 44), wobei die Halterungsteile (42, 44) über eine Fixiereinrichtung lösbar aneinander fixierbar sind und die Halterungsteile (42, 44) über eine kardanische Aufhängung (46) miteinander verbunden sind.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Kollisionsschutzeinrichtung für einen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine mit einem ersten und zweiten Halterungsteil, wobei die Halterungsteile über eine Fixiereinrichtung lösbar aneinander fixierbar sind.
  • Eine Kollisionsschutzeinrichtung eines Laserbearbeitungskopfs einer Laserbearbeitungsmaschine ist beispielsweise durch die EP 1 652 614 B1 bekannt geworden. Kollidiert der Laserbearbeitungskopf beispielsweise mit einem verkippten geschnittenen Werkstückteil, so lenkt der untere Teil des Bearbeitungskopfs aus. So wird eine zu große Krafteinwirkung auf den Bearbeitungskopf vermieden und die Optik sowie die Maschinenachsen werden geschützt.
  • Die in der EP 1 652 614 B1 beschriebene Kollisionsschutzeinrichtung ist reversibel, d.h., der durch die Kollision beispielsweise mit einem verkippten Werkstückteil ausgelenkte Teil des Bearbeitungskopfs kann in seine Ursprungsposition zurückgestellt werden, sodass nach einer Kollision eine Fortsetzung des Bearbeitungsprozesses möglich ist. Allerdings muss die Rückstellung manuell erfolgen, benötigt also einen Bedienereingriff.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Kollisionsschutzeinrichtung bereitzustellen, durch die eine Rückstellung des Bearbeitungskopfs nach einer Kollision prozesssicher und beschädigungsfrei ohne einen Bedienereingriff möglich wird.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kollisionsschutzeinrichtung für einen Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine mit einem ersten und zweiten Halterungsteil, wobei die Halterungsteile über eine Fixiereinrichtung lösbar aneinander fixierbar sind, wobei die Halterungsteile über eine kardanische Aufhängung miteinander verbunden sind. Bei einer Kollision des Bearbeitungskopfs, beispielsweise mit einem Werkstückteil, können die Halterungsteile voneinander gelöst werden, insbesondere wenn eine vorgegebene Kollisionskraft überschritten wird. Dadurch, dass die Halterungsteile über eine kardanische Aufhängung miteinander sind, ist eine Relativbewegung der Halterungsteile zueinander möglich. Durch die kardanische Aufhängung bleiben die Halterungsteile jedoch miteinander verbunden, sodass sie ihre Ursprungsposition selbstständig wiederfinden können. Zum Rückstellen der Kollisionsschutzeinrichtung, insbesondere zur Fixierung der Halterungsteile über die Fixiereinrichtung aneinander nach einer Kollision ist somit kein Bedienereingriff notwendig.
  • Die Halterungsteile können jeweils einem Gehäuseteil des Bearbeitungskopfs zugeordnet sein. Insbesondere können sie Bestandteil eines Gehäuseteils sein oder daran befestigt sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsformen kann die kardanische Aufhängung ein erstes Aufhängungsteil, insbesondere einen ersten Ring, und ein zweites Aufhängungsteil, insbesondere einen zweiten Ring, umfassen, die über ein Drehlager miteinander verbunden sind. Eines der Halterungsteile kann mit einem der Aufhängungsteile über ein Drehlager verbunden sein, wobei die Drehachsen der Drehlager einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Vorzugsweise kann das erste Halterungsteil mit dem ersten Aufhängungsteil drehbar gekoppelt sein. Das erste Halterungsteil kann dabei einem ersten Gehäuseteil zugeordnet sein, über das der Bearbeitungskopf mit der Laserbearbeitungsmaschine verbunden ist oder verbunden werden kann. Bei einer Kollision des Bearbeitungskopfs kann somit das zweite Halterungsteil bezüglich des ersten Halterungsteils ausgelenkt werden.
  • Die Fixiereinrichtung kann einen oder mehrere Magnete, insbesondere zwölf Magnete, an einem Halterungsteil und einen oder mehrere Magnete oder magnetisierbare Körper an dem anderen Halterungsteil umfassen. Insbesondere können an dem anderen Halterungsteil eine oder mehrere magnetisierbare Stahlplatten vorgesehen sein. Durch eine derartige Fixiereinrichtung können die beiden Halterungsteile im nicht ausgelenkten Zustand des Bearbeitungskopfs ausreichend stabil aneinander gehalten werden, sodass die bei einer Bewegung des Bearbeitungskopfs auftretenden Ruck - und Beschleunigungskräfte nicht zu einer Relativbewegung der Halterungsteile und damit der Gehäuseteile des Bearbeitungskopfs gegeneinander führen. Nur bei einer Kollision wird die Haltekraft der Magnete überwunden, sodass der zweite Halterungsteil und damit der untere Gehäuseteil auslenken kann. Bevorzugt ist eine Krafteinwirkung (Kollisionskraft) von mehr als 60N an der Düse des Bearbeitungskopfs für eine Auslenkung notwendig.
  • Grundsätzlich sind jedoch auch andere Fixiereinrichtungen denkbar, mit denen eine solche Kollisionskraft realisiert werden kann.
  • Besonders bevorzugt ist, wenn eine Rückstellanordnung vorgesehen ist zur selbsttätigen Rückstellung der Kollisionsschutzeinrichtung nachdem die Fixiereinrichtung gelöst wurde. Grundsätzlich ist es denkbar, dass sich das zweite Halterungsteil in Bezug auf das erste Halterungsteil lediglich aufgrund der Schwerkraft richtig positioniert. Dieser Vorgang kann jedoch beschleunigt werden, wenn eine Rückstellanordnung vorgesehen ist. Somit kann auf einen Bedienereingriff verzichtet werden. Ein Bearbeitungskopf ist somit unmittelbar nach einer Kollision wieder einsatzfähig.
  • Vorzugsweise kann die Rückstellanordnung mindestens zwei Federelemente umfassen, die zwischen einem Halterungsteil und einem Aufhängungsteil wirken.
  • Insbesondere können die Federelemente zwischen dem zweiten Halterungsteil und dem zweiten Aufhängungsteil wirken. Dabei können sich die Federelemente sowohl am zweiten Halterungsteil als auch am zweiten Aufhängungsteil abstützen.
  • Die Federelemente üben im ausgelenkten Zustand die Rückstellkraft aus und können im nicht ausgelenkten Zustand des Bearbeitungskopfs bevorzugt annähernd kraftfrei sein. Eine gewisse Vorspannung der Federn ist jedoch vorteilhaft für die Stabilisierung der Kollisionsschutzeinrichtung im nicht ausgelenkten Zustand.
  • Es können zumindest zwei Führungen zur linearen Führung eines der Halterungsteile bezüglich eines Aufhängungsteils vorgesehen sein. Dadurch kann verhindert werden, dass sich eines der Halterungsteile bei einer Kollision relativ zu einem Aufhängungsteil verdreht. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass sich das zugeordnete Gehäuseteil bezüglich einer Längsachse bzw. Mittelachse im Kollisionsfall verdreht.
  • Die Führungen können jeweils als Gleitführung oder Wälzführung ausgebildet sein.
  • Es können zumindest zwei Dämpfungselemente zur Dämpfung der Rückstellbewegung nach einer Kollision vorgesehen sein. Die Rückstellbewegung erfolgt, insbesondere, wenn Federelemente vorgesehen sind, ruckartig. Die Dämpfungselemente können daher dazu vorgesehen sein, das Einwirken zu hoher Kräfte auf die beiden Haltungsteile und damit Gehäuseteile beim Kontakt der Halterungsteile zu verhindern und damit eine Beschädigung des Bearbeitungskopfs bzw. seiner optischen Elemente.
  • Die Federelemente, linearen Führungen und Dämpfungselemente können symmetrisch bezüglich einer Mittelachse des zweiten Halterungsteils angeordnet sein. Dadurch kann eine einseitige Belastung des Bearbeitungskopfs vermieden werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn genau zwei Federelemente und vier Dämpfungselemente vorgesehen sind. Dadurch kann einerseits eine ausreichend gute Rückstellbewegung und andererseits eine ausreichend geringe Krafteinwirkung gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise kann eine insbesondere elektrische Kollisionserkennung vorgesehen sein. Die Kollisionserkennung kann als elektrische Durchgangsprüfung ausgeführt sein. Wenn die Halterungsteile durch die Fixiereinrichtung aneinander fixiert sind, wenn also keine Auslenkung erfolgt, können Kontaktelemente der beiden Halterungsteile in elektrischem Kontakt sein, sodass ein ununterbrochener Stromkreis entsteht. Bei einer Kollision, d.h. bei einer Relativbewegung der Halterungsteile zueinander, können die Kontaktelemente außer Kontakt geraten, sodass der Stromkreis unterbrochen ist. Dies kann durch einen entsprechenden Sensor detektiert werden. Der Sensor kann mit einer Steuerung der Laserbearbeitungsmaschine in Verbindung stehen, sodass der Laser insbesondere mit einer Verzögerung von weniger als 0,5ms ausgeschaltet werden kann. So wird bei einer Kollision eine Beschädigung des Bearbeitungskopfs durch den Laserstrahl verhindert.
  • Die beiden Halterungsteile können über eine 6-Punkt-Lagerung aneinander anliegen. Insbesondere kann eines der Halterungsteile drei konisch ausgebildete, elektrisch leitfähige Vorsprünge aufweisen, die jeweils auf zwei Kontaktstiften des jeweils anderen Halterungteils aufliegen. Vorzugsweise können die Vorsprünge elektrisch isoliert an dem entsprechenden Halterungsteil angebracht sein. Die Stifte sind dabei zylindrisch ausgestaltet. Dadurch ergibt sich eine punktförmige Auflage jedes konischen Vorsprungs auf zwei Kontaktstiften. Dies bedeutet zum einen eine eindeutige Lage und Positionierung der beiden Halterungsteile zueinander und zum anderen das Herstellen des geschlossenen elektrischen Stromkreises für die elektrische Kollisionserkennung. Die Vorsprünge und die Kontaktstifte stellen dabei die oben erwähnten Kontaktelemente dar.
  • Wie bereits erwähnt, können die Halterungsteile Gehäuseteilen eines Bearbeitungskopfes zugeordnet sein. Die Gehäuseteile können durch eine Abschirmung, insbesondere einen Faltenbalg, verbunden sein. Dieser verhindert, dass bei der Auslenkung des einen Gehäuseteils Schmutz und Staub von außen in die Kollisionsschutzeinrichtung gelangen kann.
  • Weiterhin kann ein Rollbalg zischen den Gehäuseteilen vorgesehen sein. Dieser verhindert, dass Abrieb aus der Kollisionsschutzeinrichtung in den oberen Gehäuseteil des Bearbeitungskopfs gelangt. Der Rollbalg kann so gestaltet sein, dass er beim Auslenken des unteren Gehäuseteil nicht eingeklemmt wird.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau ist eine Überlastkupplung, die stets, auch im ausgelenkten Zustand, geführt ist und somit ihre Ursprungsposition selbstständig wiederfinden kann. Die rückstellende Bewegung kann insbesondere aufgrund der Federwirkung ruckartig erfolgen. Daher können Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sein, die das Einwirken zu hoher Kräfte auf die beiden Gehäuseteile beim Kontakt der Gehäuseteile und damit eine Beschädigung des Bearbeitungskopfs bzw. seiner optischen Elemente verhindern. Eine symmetrische Anordnung von Federelementen, Führungen und Dämpfungselementen verhindert eine einseitige Belastung des Bearbeitungskopfs.
  • In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Kollisionsschutzeinrichtung. Weiterhin fällt in den Rahmen der Erfindung eine Laserbearbeitungsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Bearbeitungskopf. Die Laserbearbeitungsmaschine kann eine Steuerung aufweisen, die mit der Kollisionserkennung verbunden ist, sodass bei Detektion einer Kollision der Laser unverzüglich ausgeschaltet werden kann.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Laserbearbeitungsmaschine;
    • 2 zeigt einen Bearbeitungskopf in einer Arbeitsstellung;
    • 3 zeigt einen Bearbeitungskopf mit ausgelenktem Gehäuseteil;
    • 4 eine Kollisionsschutzeinrichtung in nicht ausgelenktem Zustand;
    • 5 die Kollisionsschutzeinrichtung in ausgelenktem Zustand;
    • 6 eine perspektivische Ansicht der Kollisionsschutzeinrichtung;
    • 7 einen Ausschnitt der Kollisionsschutzeinrichtung mit Führungen;
    • 8 einen Ausschnitt der Kollisionsschutzeinrichtung mit Federelementen;
    • 9 einen Ausschnitt der Kollisionsschutzeinrichtung mit Dämpfungselementen;
    • 10 eine Ansicht des zweiten Halterungsteils von unten;
    • 11 eine Ansicht des ersten Halterungsteils;
    • 12 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Lagerung der Halterungsteile.
  • 1 zeigt eine Laserbearbeitungsmaschine 20. Die Laserbearbeitungsmaschine 20 weist bspw. einen Festkörperlaser oder einen Diodenlaser als Laserstrahlerzeuger 21 auf. Die Laserbearbeitungsmaschine 20 weist weiter einen verfahrbaren (Laser-)Bearbeitungskopf 22, mit dem eine Düse 1 verfahren wird, und eine Werkstückauflage 23 auf, auf der das Werkstück 2 angeordnet ist. Der Bearbeitungskopf 22 kann als Schneidkopf ausgebildet sein.
  • Im Laserstrahlerzeuger 21 wird der Laserstrahl 3 erzeugt, der vom Laserstrahlerzeuger 21 zum Bearbeitungskopf 22 geführt wird. Der Laserstrahl 3 wird mittels einer im Bearbeitungskopf 22 angeordneten Fokussieroptik auf das Werkstück 2 gerichtet.
  • Die Laserbearbeitungsmaschine 20 wird darüber hinaus mit Schneidgas 24, z.B. Stickstoff oder Sauerstoff, versorgt.
  • Die Laserbearbeitungsmaschine 20 umfasst ferner eine Steuerung 25, die programmiert ist, den Bearbeitungskopf 22 samt seiner Düse 1 entsprechend einer vorgegebenen Kontur relativ zum Werkstück 2 zu verfahren. Die Steuerung 25 steuert auch die Leistung des Laserstrahlerzeugers 21. Insbesondere kann sie diesen bei Detektion einer Kollision abschalten.
  • Wenn ein ausgeschnittenes Werkstückteil verkippt, kann der Bearbeitungskopf 22 mit diesem kollidieren. Um Beschädigungen an dem Bearbeitungskopf 22 zu vermeiden und die Laserbearbeitung nach einer Kollision schnellstmöglich fortsetzen zu können, ist eine erfindungsgemäße Kollisionsschutzeinrichtung vorgesehen, die nachfolgend näher erläutert wird.
  • Die 2 zeigt den Bearbeitungskopf 22 in einer Stellung, wie er zur Laserbearbeitung eingesetzt werden kann. Der Bearbeitungskopf 22 weist einen oberen Gehäuseteil 30 und einen unteren Gehäuseteil 31 auf. Um zu verhindern, dass von außen Schmutz in das Innere des Bearbeitungskopfs 22 gelangt, ist zwischen dem oberen und unteren Gehäuseteil 30, 31 eine als Faltenbalg ausgebildete Abschirmung 32 vorgesehen. Am unteren Ende des unteren Gehäuseteils 31 befindet sich die Düse 1.
  • Die 3 zeigt, dass der untere Gehäuseteil 31 bezüglich des oberen Gehäuseteils 30 ausgelenkt werden kann, wenn der Bearbeitungskopf 22, insbesondere die Düse 1, mit einem Gegenstand, beispielsweise einem ausgeschnittenen Werkstückteil, kollidiert. Die Abschirmung 32 erlaubt eine Relativbewegung von unterem und oberem Gehäuseteil 30, 31. Dadurch, dass der untere Gehäuseteil 31 bezüglich des oberen Gehäuseteils 30 verschwenkbar ist, also ausgelenkt werden kann, kann der Bearbeitungskopf 22, insbesondere eine Optik, die im Bearbeitungskopf 22 angeordnet ist, geschützt werden. Nach einer Kollision soll der untere Gehäuseteil 31 selbsttätig in seine in der 2 dargestellte Ausgangsposition zurückgestellt werden.
  • Die 4 zeigt eine Kollisionsschutzeinrichtung 40 mit einem ersten Halterungsteil 42 und einem zweiten Halterungsteil 44. Das erste Halterungsteil 42 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Bestandteil des oberen Gehäuseteils 30. Das zweite Halterungsteil 44 kann mit dem unteren Gehäuseteil 31 verbunden werden. In der 4 ist eine Stellung gezeigt, die der Stellung gemäß 2 entspricht, wobei das Halterungsteil 44 an dem Halterungsteil 42 fixiert ist, insbesondere über eine Fixiereinrichtung gehalten ist. Das Halterungsteil 44 ist relativ zum Halterungsteil 42 bewegbar, wenn die Fixierung gelöst ist. Dies erfolgt bei Überschreiten einer vorgegebenen Kollisionskraft.
  • Die 5 zeigt die Situation, nachdem die Fixiereinrichtung gelöst wurde. Das Halterungsteil 44 wurde relativ zum Halterungsteil 42 bewegt. Hier ist zu erkennen, dass das Halterungsteil 44 mit dem Halterungsteil 42 über eine kardanische Aufhängung 46 verbunden ist. Die kardanische Aufhängung 46 umfasst dabei ein erstes Aufhängungsteil 48, welches ringförmig ausgebildet ist und im Inneren des ringförmig ausgebildeten ersten Halterungsteils 42 angeordnet ist. Dabei ist das erste Aufhängungsteil 48 über ein Drehlager 50 mit dem ersten Halterungsteil 42 verbunden. Das erste Aufhängungsteil 48 ist weiterhin über ein Drehlager 52 mit einem zweiten Aufhängungsteil 54 drehbar verbunden. Die Drehachsen der Drehlager 50, 52 weisen einen Winkel von 90° zueinander auf.
  • Das zweite Aufhängungsteil 54 ist mit dem zweiten Halterungsteil 44 verbunden, wobei das zweite Halterungsteil 44 parallel zu einer Mittelachse 56 des Halterungsteils 44 relativ zum zweiten Aufhängungsteil 54 verlagerbar ist.
  • In der 5 kann man erkennen, dass die Fixiereinrichtung zum Einen eine Vielzahl von Magneten 58 aufweist, die am zweiten Halterungsteil 44 angeordnet sind. Zum Anderen weist die Fixiereinrichtung als Stahlplatten ausgebildete magnetisierbare Körper 60 auf, die am ersten Halterungsteil 42 angeordnet sind. Ein Lösen der Fixiereinrichtung erfolgt daher, wenn die zwischen den Magneten 58 und den magnetisierbaren Körpern 60 wirkende Haltekraft überwunden wird.
  • In der 5 sind weiterhin Dämpfungselemente 62 erkennbar, die die Rückstellbewegung dämpfen, d.h, die Bewegung dämpfen, wenn das zweite Halterungsteil 44 nach der gezeigten Auslenkung auf das Halterungsteil 42 aufschlägt. Die Dämpfungselemente 62 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als hydraulische Dämpfer ausgebildet ist. Denkbar sind jedoch Ausgestaltungen als Gasfeder, Gummipuffer, etc.
  • Die 6 zeigt die Kollisionsschutzeinrichtung 40 im nicht ausgelenkten Zustand in einer perspektivischen Ansicht von oben. Hier ist besonders gut ein Rollbalg 63 zu erkennen, der zwischen dem zweiten Halterungsteil 44 (und damit dem unteren Gehäuseteil 31) und dem ersten Halterungsteil 42 bzw. dem damit verbundenen oberen Gehäuseteil 30 angeordnet ist. Durch den Rollbalg 63 kann verhindert werden, dass Verschmutzung aufgrund einer Betätigung der Kollisionsschutzeinrichtung 40 in den Bearbeitungskopf 22 gelangt.
  • Der 7, in der ein Teil der Kollisionsschutzeinrichtung ausgeblendet ist, kann man entnehmen, dass an dem zweiten Aufhängungsteil 54 Führungen 64, insbesondere Linearführungen, vorgesehen sind, zur Führung des zweiten Halterungsteils 44, wenn dieses ausgelenkt wird. Die Führungen 64 sind symmetrisch zur Mittelachse 56 des zweiten Halterungsteils 44 angeordnet. Sie verhindern, dass sich das zweite Aufhängungsteil 54 und das zweite Halterungsteil 44 und damit das untere Gehäuseteil 31 bei einer Auslenkung des unteren Gebäudeteils 31 relativ zueinander verdrehen.
  • Aus der 8, in der ein Teil der Kollisionsschutzeinrichtung ausgeblendet ist, kann man entnehmen, dass zwischen dem zweiten Halterungsteil 44 und dem zweiten Aufhängungsteil 54 eine Rückstellanordnung vorgesehen ist, die Federelemente 66 umfasst. Wenn demnach bei einer Kollision das zweite Halterungsteil 44 relativ zum zweiten Aufhängungsteil 54 ausgelenkt wurde, erfolgt eine automatische Rückstellung durch die Rückstellanordnung. Die Federelemente 66 können in der gezeigten Ausgangsstellung kraftlos sein oder eine Vorspannung aufweisen. Auch die Federelemente 66 sind symmetrisch bezüglich der Mittelachse 56 des zweiten Halterungsteils 44 angeordnet.
  • Der Darstellung der 9, in der ein Teil der Kollisionsschutzeinrichtung ausgeblendet ist, kann man die Dämpfungselemente 62 entnehmen, die zwischen dem zweiten Halterungsteil 44 und dem zweiten Aufhängungsteil 54 angeordnet sind. Aufgrund der Kopplung des zweiten Aufhängungsteils 54 über die kardanische Aufhängung mit dem ersten Halterungsteil 42 kann dadurch die Rückstellbewegung, wenn das zweite Halterungsteil 44 dem ersten Halterungsteil 42 wieder angenähert wird, gedämpft werden.
  • Die 10 zeigt die Unterseite des zweiten Halterungsteils 44. Sie lässt erkennen, dass eine Vielzahl von Magneten 58 vorgesehen ist, die Bestandteil der Fixiereinrichtung sind. Weiterhin sind konisch ausgebildete Vorsprünge 68 zu erkennen. Es sind drei solcher Vorsprünge 68 vorgesehen. Über die Vorsprünge 68 liegt das zweite Halterungsteil 44 auf dem ersten Halterungsteil 42 auf. Die Vorsprünge 68 sind elektrisch isoliert an dem zweiten Halterungsteil 44 angebracht.
  • Die 11 zeigt eine Ansicht des ersten Halterungsteil 42. Es sind zum einen drei als Stahlplatten ausgebildete magnetisierbare Körper 60 zu erkennen, die zusammen mit den Magneten 58 die Fixiereinrichtung bilden. Weiterhin sind drei Paare von jeweils als Kontaktstift ausgebildeten Kontaktelementen 70 zu erkennen. Jeweils ein Vorsprung 68 liegt auf zwei Kontaktelementen 70 auf. Die Vorsprünge 68 sind elektrisch leitend ausgebildet. Durch die Vorsprünge 68 kann somit eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen 70 hergestellt werden. Wenn demnach das zweite Halterungsteil 44 richtig auf dem ersten Halterungsteil 42 angeordnet ist, sind sämtliche Kontaktelemente 70 elektrisch leitend miteinander verbunden, da die Kontaktelemente 70 auch unterhalb der Körper 60 über eine elektrische Leitung leitend miteinander verbunden sind. Es entsteht dadurch ein geschlossener Stromkreis. Wird die Fixiereinrichtung gelöst und findet eine Relativbewegung von erstem und zweitem Halterungsteil 42, 44 statt, wird dieser Stromkreis unterbrochen. Dies kann detektiert werden und stellt eine elektrische Kollisionserkennung dar. In der Folge kann der Laser bzw. Laserstrahlerzeuger 21 durch die Steuerung 25 abgeschaltet werden. Aufgrund der konischen Ausgestaltung der Vorsprünge 68 und der zylindrischen Ausgestaltung der Kontaktelemente 70 ergibt sich eine punktförmige Auflage der Vorsprünge 68 auf den Kontaktelementen 70. Insgesamt ergibt sich somit 6-Punkt-Auflage bzw. Lagerung des zweiten Halterungsteils 44 auf dem ersten Halterungsteil 42.
  • Der 11 kann man entnehmen, dass das zweite Aufhängungsteil 54 radial nach innen gerichtete Verdickungen 72 aufweist. An diesen Verdickungen 72 können sich die Dämpfungselemente 62 und die Federelemente 66 abstützen. Außerdem ist daran die Führung 64 ausgebildet.
  • Die 12 zeigt die Auflage eines Vorsprungs 68 auf zwei Kontaktelementen 70. Außerdem ist zu erkennen, dass von dem rechten Kontaktelement 70 ein Kabel 74 weg führt, welches unterhalb des magnetisierbaren Körpers 60 geführt ist und zu einem weiteren Kontaktelement 70, welches hier nicht zu sehen ist, führt.
  • 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
    • EP 1652614 B1 [0002, 0003]

Claims (17)

  1. Kollisionsschutzeinrichtung (40) für einen Bearbeitungskopf (22) einer Laserbearbeitungsmaschine (20) mit einem ersten und zweiten Halterungsteil (42, 44), wobei die Halterungsteile (42, 44) über eine Fixiereinrichtung lösbar aneinander fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsteile (42, 44) über eine kardanische Aufhängung (46) miteinander verbunden sind.
  2. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kardanische Aufhängung (46) ein erstes Aufhängungsteil (48), insbesondere einen ersten Ring, und ein zweites Aufhängungsteil (54), insbesondere einen zweiten Ring umfasst, die über ein Drehlager (52) miteinander verbunden sind und eines der Halterungsteile (42) mit einem der Aufhängungsteile (48) über ein Drehlager (50) verbunden ist, wobei die Drehachsen der Drehlager (50, 52) einen Winkel von 90° zueinander aufweisen.
  3. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung einen oder mehrere Magnete (58) an einem Halterungsteil (44) und einen oder mehrere Magnete oder magnetisierbare Körper (60) an dem anderen Halterungsteil (42) umfasst.
  4. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellanordnung vorgesehen ist zur selbsttätigen Rückstellung der Kollisionsschutzeinrichtung (46) nachdem die Fixiereinrichtung gelöst wurde.
  5. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellanordnung mindestens zwei Federelemente (66) umfasst, die zwischen einem Halterungsteil (44) und einem Aufhängungsteil (54) wirken.
  6. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (66) bei aneinander fixierten Halterungsteilen (42, 44) eine Vorspannung aufweisen.
  7. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Führungen (64) zur linearen Führung eines der Halterungsteile (44) bezüglich eines Aufhängungsteils (54) vorgesehen ist.
  8. Kollisionsschutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (64) als Gleitführung oder Wälzführung ausgebildet sind.
  9. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Dämpfungselemente (62) zur Dämpfung der Rückstellbewegung vorgesehen sind.
  10. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Federelemente (66) und vier Dämpfungselemente (62) vorgesehen sind.
  11. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere elektrische Kollisionserkennung vorgesehen ist.
  12. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halterungsteile (42, 44) über eine 6-Punkt-Lagerung aneinander anliegen.
  13. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsteile Gehäuseteilen (30, 31) eines Bearbeitungskopfs (22) zugeordnet sind und die Gehäuseteile (30, 31) durch eine Abschirmung (32), insbesondere einen Faltenbalg, verbunden sind.
  14. Kollisionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollbalg (63) zwischen den Gehäuseteilen (30, 31) vorgesehen ist.
  15. Bearbeitungskopf (22) einer Laserbearbeitungsmaschine (20) mit einer Kollisionsschutzeinrichtung (46) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  16. Laserbearbeitungsmaschine mit einem Bearbeitungskopf (22) nach Anspruch 15.
  17. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 16 mit einer Steuerung (25), die mit der Kollisionserkennung verbunden ist.
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