DE112014005157T5

DE112014005157T5 - System und Verfahren für Hochleistungs-Laserschneiden

Info

Publication number: DE112014005157T5
Application number: DE112014005157.8T
Authority: DE
Inventors: John Richard Potocki; Alexander Zak
Original assignee: Magna International Inc
Current assignee: Magna International Inc
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-11-10
Publication date: 2016-10-20
Also published as: MX2019000095A; MX2016005952A; US20160263706A1; CA2928092A1; MX362042B; US11318563B2; WO2015073356A1; CN105722634A; CA2928092C; CN105722634B; US20190143455A1; US10213876B2

Abstract

Ein System 10 und ein Verfahren zum Laserschneiden von einer Anzahl von Teilen, beispielsweise Metall-Chassiskomponenten, mit einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen wird vorgestellt. Das System 10 umfasst eine Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14, die in einer einzelnen geschlossenen Zelle 12 angeordnet sind, zum gleichzeitigen Beschneiden mehrere Teile. Das System 10 umfasst auch zumindest eine innere Kammer 22 und zumindest einen Satz von Doppeltüren 16, 18 zur Übertragung der Teile in die und aus der geschlossenen Zelle 12, ohne dass Licht aus der Zelle 12 gelangt. Die Teile werden durch die erste Tür 16 in die innere Kammer 22 gefördert, während die zweite Tür 18 geschlossen ist, und durch die zweite Tür 18 zu der geschlossenen Zelle 12, während die erste Tür 16 geschlossen ist. Das System 10 umfasst auch Roboter 24, die kontinuierlich die Teile beladen und entladen, um die Laser-Schneidzeit zu maximieren.

Description

Querbezug zu einer früheren Anmeldung
Diese PCT-Patentanmeldung beansprucht die Vorteile der provisorischen US-Anmeldung mit der Seriennummer 61/902 861, die am 12. November 2013 eingereicht wurde, mit dem Titel „System und Verfahren für Hochleistungs-Laserschneiden”, wobei die gesamte Offenbarung der Anmeldung als Teil der Offenbarung dieser Anmeldung angesehen wird und hiermit durch Bezugnahme eingebracht wird.
Hintergrund der Erfindung
1. Feld der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System und ein Verfahren für Hochleistungs-Laserschneiden.
2. Verwandte Technik
Eine Laser-Schneidvorrichtung wie ein Roboterlaser wird dazu verwendet, um Teile aus einem Blechmaterial wie Rohre, B-Säulen und andere Chassiskomponenten von Kraftfahrzeugen zu beschneiden oder in anderer Weise zu schneiden. Der Roboterlaser kann jeder Art von Laser umfassen, der in der Lage ist, das Metallmaterial zu schneiden, beispielsweise einen Faserlaser, Scheibenlaser, Neodym-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:Y₃Al₅O₁₂)-Laser. Ein Computer-numerisch gesteuerter (CNC) Arm einschließlich eines Lasers kann alternativ verwendet werden, um die Metallteile zu beschneiden. Ein derartiger Schneidprozess wird in einer geschlossenen Zelle durchgeführt, sodass Personen nicht einem Licht von dem Laser ausgesetzt werden, was schädlich sein könnte.
Das Laserschneiden mit dem Roboter oder dem CNC-Arm liefert typischerweise akkurate und präzise Ergebnisse. Die Ausstattung und die Bodenfläche, die zur Durchführung des Laserschweißprozesses erforderlich sind, erfordern jedoch hohe Kapitalkosten. Da desweiteren der Laser nicht betrieben werden soll, wenn irgendwelche Türen zu der geschlossenen Zelle geöffnet sind, wird jedes Mal dann Verarbeitungszeit verloren, wenn das Metallteile in die Zelle oder aus ihr heraus bewegt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Laser-Schneidsystem zum Schneiden einer Anzahl von Teilen mit reduzierten Kapitalkosten und reduzierter Prozesszeit. Das System umfasst eine Zelle, die durch eine Anzahl von ersten Wänden umgeben wird, und zumindest eine Laser-Schneidvorrichtung, die in der geschlossenen Zelle angeordnet ist. Zumindest eine innere Kammer mit einem Paar von Doppeltüren ist entlang der geschlossenen Zelle angeordnet. Die innere Kammer wird von zumindest den ersten Wänden und zumindest einer zweiten Wand umschlossen. Die Doppeltüren umfassen eine erste Tür, die entlang einer der ersten Wände angeordnet ist, die die innere Kammer umschließen, um zu ermöglichen, dass die Teile dadurch passieren, und eine zweite Tür, die entlang einer der zweiten Wände, die die innere Kammer einschließen, angeordnet ist, um ebenfalls zu ermöglichen, dass die Teile dadurch passieren. Nur eine der Türen ist zu einer Zeit offen, während die Laser-Schneidvorrichtung die Teile schneidet.
Vor dem Schneiden eines ersten Teils passiert das erste Teil durch eine der Doppeltüren und gelangt in die innere Kammer, während die zweite Tür geschlossen ist. Als nächstes passiert das erste Teil durch die zweite Tür und gelangt in die geschlossene Zelle, während die erste Tür geschlossen ist. Da zu einer Zeit immer nur eine Tür geöffnet ist, gelangt Licht des Lasers nicht aus der geschlossenen Zelle. Auf diese Weise kann die Laser-Schneidvorrichtung das Schneiden des ersten Teils fortsetzen, während ein zweites Teil in die Zelle gelangt oder sie verlässt, um die Laser-Schneidzeit, die auch als „Laser-an-Zeit” bezeichnet wird, zu maximieren.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Laserschneiden einer Anzahl von Teilen. Das Verfahren umfasst das Laserschneiden von zumindest einem ersten Teil in der geschlossenen Zelle, Halten mindestens eines zweiten Teils in der geschlossenen Zelle angrenzend an das mindestens eine Teil während des Laserschneidens des mindestens einen Teils und Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils in der geschlossenen Zelle. Das Verfahren umfasst ferner die Übertragung von mindestens einem dritten Teil durch die erste Tür und in die innere Kammer während des Laserschneidens des mindestens einen ersten Teils oder des mindestens einen zweiten Teils und während die zweite Tür, die die innere Kammer mit der geschlossenen Zelle verbindet, geschlossen ist. Das doppelte System verhindert, dass Laserlicht entkommt und potentiell eine Person kontaktiert, die sich außerhalb der geschlossenen Zelle befindet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Andere Merkmale der Erfindung werden schnell gewürdigt, da sie besser durch Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen berücksichtigt wird, wobei:
1 eine Draufsicht auf ein Roboterlaser-Schneidsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel ist,
2 eine Seitenansicht einer geschlossenen Zelle ist, die Doppeltüren gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt,
3 eine Vorderansicht von zwei Sätzen von Doppeltüren gemäß dem Ausführungsbeispiel ist,
4 eine Front-Querschnittsansicht der geschlossenen Zelle gemäß einem Ausführungsbeispiel ist,
5 eine Draufsicht auf das Roboterlaser-Schneidsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist,
6 eine Draufsicht auf ein Roboterlaser-Schneidsystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ist,
7 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Laser-Schneidverfahrens ist und
8 ein Flussdiagramm eines weiteren beispielhaften Laser-Schneidverfahrens ist.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Erfindung schafft ein Hochleistungssystem 10 zum Laserschneiden von verschiedenen Teilen wie Rohren, B-Säulen und anderen Chassiskomponenten für Kraftfahrzeuge. 1 ist eine Draufsicht auf das System 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das beispielhafte System 10 umfasst eine einzelne abgeschlossene Zelle 12, die zumindest eine Laser-Schneidvorrichtung für 10 zum Schneiden der Teile und typischerweise eine Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14 in der einzelnen abgeschlossen Zelle 12 enthält. Die Laser-Schneidvorrichtungen 14 umfassen typischerweise Roboterlaser. Das System 10 könnte jedoch alternativ zumindest zwei numerisch computergesteuerte (CNC) Arme mit jeweils einem Laser statt oder zusätzlich zu den Roboterlasern aufweisen. Obwohl das beispielhafte Laser-Schneidsystem 10 typischerweise zur Beschneidung von Teilen aus Metall wie Stahl oder Aluminium verwendet wird, kann das System 10 auch zum Schneiden von Teilen, die aus anderen Materialen gebildet sind, verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel wird das System 10 verwendet, um Teile, die durch Hochdruckguß (HPDC) von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind, Laser zu schneiden. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird das System 10 dazu verwendet, um Teile Laser zu schneiden, die durch Niederdruckguß (LPDC) von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Der Laser-Schneidschritt umfasst normalerweise das Beschneiden der Teile mit dem Laser, könnte aber auch andere Arten des Schneidens umfassen.
Das System 10 umfasst zumindest einen Satz von Doppeltüren 16, 18 zur Ermöglichung, dass Teile in die umschlossene Zelle 12 gelangen und sie verlassen, ohne dass irgendwelches Laserlicht die umschlossene Zelle 12 verlässt. Auf diese Weise können die Laser-Schneidvorrichtungen ein oder mehrere Teile kontinuierlich beschneiden, während andere Teile in die geschlossene Zelle 12 gelangen und sie verlassen.
Das in 1 dargestellte beispielhafte System umfasst vier Laser-Schneidvorrichtungen 14, die die Teile beschneiden, das System 10 könnte aber alternativ jede Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14 umfassen, abhängig vom gewünschten Durchsatz, Größe und Anzahl von Teilen, die zu beschneiden sind, und den zur Verfügung stehenden Ressourcen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Laser-Schneidvorrichtungen 14 Roboterlaser, und zwei der Roboterlaser beschneiden gleichzeitig ein Teil, während die beiden anderen Roboterlaser gleichzeitig ein anderes Teil beschneiden. Das System 10 ist in der Lage, ein bis zehn Teile gleichzeitig zu schneiden, abhängig von der Anzahl der Laser-Schneidvorrichtungen 14 und der Größe der Teile. Die Anordnung einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14 in der einzelnen geschlossenen Zelle 12 und Schneiden jedes Teils mit mehreren Laser-Schneidvorrichtungen gleichzeitig und/oder gleichzeitiges Schneiden mehrere Teile ermöglicht eine kürzere Schneidzeit pro Teil und vermindert die erforderliche Grundfläche verglichen mit Systemen mit nur einer Laser-Schneidvorrichtung 14 pro geschlossener Zelle 12.
Die Roboterlaser oder Laser, die an den CNC-Armen angebracht sind, können jede Art von Laser aufweisen, die in der Lage sind, Metall zu schneiden, beispielsweise Faserlaser, Scheibenlaser oder Neodym-dotierte Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:Y₃Al₅O₁₂)-Laser. Die Laser-Schneidvorrichtungen 14 des Ausführungsbeispiels umgeben eine Schneidstation 20 und sind vorzugsweise zu einem Rahmen (nicht dargestellt) gekoppelt und an der Decke der geschlossenen Zelle 12 montiert. Alternativ könnten die Laser-Schneidvorrichtungen 14 auf dem Boden der geschlossenen Zelle 12 angeordnet sein, wie in 4 dargestellt ist. Jeder Roboterlaser des Ausführungsbeispiels umfasst einen Laser-Schneidkopf 15, wie ebenfalls in 4 dargestellt ist, zum Schneiden der Metallteile. Die Zelle 12, die die Laser-Schneidvorrichtungen 14 enthält, ist von einer Anzahl von Wänden 11, die als erste Wände bezeichnet werden, umschlossen, die verhindern, dass irgendwelches Laserlicht aus der geschlossenen Zelle 12 gelangt. Wegen der Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14 in der einzelnen geschlossenen Zelle 12 erfordert das System 10 weniger Bodenfläche und schafft eine kürzere Verarbeitungszeit verglichen mit Systemen mit nur einer Laser-Schneidvorrichtung pro Zelle.
Das System 10 umfasst ferner zumindest eine innere Kammer 22 und zumindest einen Satz von Doppeltüren 16, 18, um zu ermöglichen, dass Teile in die geschlossene Zelle 12 gelangen und sie verlassen, ohne dass irgendwelches Laserlicht aus der geschlossenen Zelle 12 gelangt. In dem Ausführungsbeispiel umfasst das System 10 eine innere Kammer 22 auf jeder Seite der Laser-Schneidstation 20 und somit einen Satz von Doppeltüren 16, 18 auf jeder Seite der Schneidstation 20. Jeder Satz der Doppeltüren 16, 18 umfasst eine erste Tür 16 und eine zweite Tür 18. Jede innere Kammer 22 ist zwischen einer der ersten Türen 16 und einer der zweiten Türen 18 angeordnet. Die innere Kammer 22 ist ebenfalls durch Wände 23 umschlossen, die als zweite Wände bezeichnet werden, um zu verhindern, dass irgendwelches Laserlicht, das in die innere Kammer 22 gelangt, herauskommt. In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die ersten Türen 16 entlang derselben ersten Wand 11 der geschlossenen Zelle 12 angeordnet, und die ersten Türen 16 verbinden die innere Kammer 22 mit einem Teile-Ladebereich 32. Die zweiten Türen sind jeweils entlang einer zweiten Wand 23 angeordnet, die parallel zu der ersten Tür 16 gerichtet ist und die innere Kammer 22 mit der geschlossenen Zelle 12 verbindet. Während des Betriebs des Laser-Schneidsystems 10 wird ein Teil durch die erste Tür 16 gefördert, während die zweite Tür 18 geschlossen ist. Als nächstes schließt die erste Tür 16, und das Teil wird durch die zweite Tür 18 in die geschlossene Zelle 12 gefördert, während die erste Tür 16 geschlossen ist.
2 ist eine Seitenansicht der Doppeltüren 16, 18, der inneren Kammer 22 und der geschlossenen Zelle 12 des Systems 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die Türen 16, 18 Schiebetüren sind. Die erste Tür 16 ist vertikal relativ zum Boden angeordnet und gleitet auf und ab, was es erlaubt, dass die Teile in die innere Kammer 22 gelangen und sie verlassen. Die zweite Tür 18 ist in einem Winkel relativ zum Boden und relativ zu der ersten Tür 16 angeordnet. Die zweite Tür 18 gleitet ebenfalls auf und ab, was es erlaubt, dass die Teile in die geschlossene Zelle 12 gelangen und sie verlassen. Die Anordnung der zweiten Tür 18 in einem Winkel erlaubt es einem Roboter 24 bequem die Teile aus der inneren Kammer 22 anzuheben und die Teile zurück in der inneren Kammer 22 zu platzieren, nachdem sie beschnitten wurden. Die Türen 16, 18 können so ausgestaltet sein, dass die Öffnung oberhalb der Tür 16, 18 ist, wie auf der linken Seite der 3 dargestellt ist, oder unterhalb der Tür, wie auf der rechten Seite der 3 dargestellt ist. In dem System 10 der 1 ist die Öffnung vorzugsweise unterhalb der ersten Tür 16, um zu ermöglichen, dass die Teile unter der ersten Tür 16 verschoben werden, und die Öffnung ist vorzugsweise oberhalb der zweiten Tür 18, um es dem Roboter 24 zu ermöglichen, die Teile über die zweite Tür 18 in die Kammer 22 und aus ihr heraus zu heben.
Obwohl das beispielhafte System 10 der 1 mit zwei inneren Kammern 22 und somit mit zwei Sätzen von Doppeltüren 16, 18 dargestellt ist, könnte das System 10 alternativ einen oder mehrere Sätze von Doppeltüren 16, 18 umfassen. Des weiteren sind die inneren Kammern 22 typischerweise innerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet, sodass die ersten Türen 16 entlang der ersten Wände 11 angeordnet sind, und die zweiten Wände 23, die die innere Kammer 22 und die zweiten Wände 23 einschließen, sind innerhalb der ersten Wände 11 angeordnet. Obwohl es nicht dargestellt ist, könnten die inneren Kammern 22 außerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet sein, wobei in diesem Fall die zweiten Türen 18 und die zweiten Wände 23, die die innere Kammer 22 einschließen, außerhalb der ersten Wände und der ersten Türen 16 angeordnet sind.
Des weiteren sind in dem Ausführungsbeispiel der 1 ein Ladeschlitten 26 und Ladeplattformen 28 angrenzend an jeden Satz von Doppeltüren 16, 18 angeordnet. Eine Ladeplattform 28 ist auf jedem Ladeschlitten 26 angeordnet. Eine weitere Ladeplattform 28 kann unterhalb des Ladeschlittens 26 angeordnet sein, um zu ladende Teile zu lagern, wie auf der rechten Seite der 1 dargestellt ist. Die Teile werden auf den Ladeplattformen 28 platziert, und die Ladeschlitten 26 fördern die Ladeplattformen 28 und die Teile durch die Doppeltüren 16, 18. Jeder Ladeschlitten 26 bewegt sich durch die zugeordnete erste Tür 16 in die Kammer 22 hinein und aus ihr heraus, während die zugeordnete zweite Tür 18 geschlossen ist. Alternativ können andere Einrichtungen verwendet werden, um die Teile in die geschlossene Zelle 12 hinein und aus ihr heraus zu fördern.
Die 1 zeigt ferner eine Bedienungsperson 30, die die Metallteile von den Teile-Ladeplattformen 28 entlädt und sie belädt. Der Teile-Ladebereich 32 angrenzend an die Ladeschlitten 26, der in der 1 schraffiert ist, wird kontinuierlich durch einen Sicherheitslaser (nicht dargestellt) überstrichen, um sicherzustellen, dass kein Mensch oder Objekt in dem Weg des Ladeschlittens 26 ist. Wenn der Sicherheitslaser einen Menschen oder ein Objekt in dem Ladebereich 32 erfasst, wird der Ladeschlitten 26 an einer Bewegung gehindert. Sobald die Bedienungsperson 30 Metallteile auf die Teile-Ladebefestigung 28 lädt oder sie von ihr entlädt, geht er oder sie aus dem Ladebereich 32 und bedient einen Handflächen-Knopf 33, was es dem Ladeschlitten 26 erlaubt, sich wieder zu bewegen.
Das beispielhafte System 10 der 1 umfasst ferner die Roboter 24 zur Übertragung der Teile von den Ladeplattformen 28 an die Laser-Schneidstation 20. In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Roboter 24 Material-Handhabungsroboter (M-H-Roboter), aber die Roboter 24 können eine andere Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, automatisch die Teile zu und von der Laser-Schneidstation 20 zu übertragen. In der 1 ist ein Roboter 24 zwischen einer ersten der inneren Kammern 22 und der Laser-Schneidstation 20 angeordnet, und ein weiterer Roboter 24 ist zwischen einer zweiten der inneren Kammern 22 und der Laser-Schneidstation 20 angeordnet, so dass die Teile gleichzeitig in und aus den Kammern 22 gefördert werden können. Das System 10 könnte jedoch ohne die Roboter 24 ausgestaltet sein. Beispielsweise könnten der Ladeschlitten 26 oder ein Förderer die Teile direkt von der inneren Kammer 22 in die Laser-Schneidstation 20 fördern.
Das System 10 der 1 umfasst Schneidplattformen 34, 36, die auf einem Förderer 38 (in 4 dargestellt) angeordnet sind, der sich von den Roboter 24 zu der Laser-Schneidstation 20 erstreckt, um die Teile zu der Laser-Schneidstation 20 zu übertragen und von ihr zu entfernen. Die Schneidplattformen 34, 36 und der Förderer 38 sind so ausgestaltet, dass eine erste Schneidplattform 34 an der Laser-Schneidstation 20 unterhalb der Laser-Schneidvorrichtungen 14 angeordnet ist, während eine zweite Schneidplattform 36 links von der Laser-Schneidstation 20 angeordnet ist. Jede Plattform 34, 36 umfasst eine Teile-Haltevorrichtung 40 zum Halten der Teile präzise in einer vorgegebenen Position für das Laserschneiden. Jede Teile-Haltevorrichtung 40 umfasst typischerweise eine Anzahl von Positionierstiften und Klemmen zum Halten der Teile in der vorgegebenen Position. Die Ausgestaltung der Teile-Haltevorrichtung 40 variiert abhängig von der Art des Teils, das zu beschneiden ist, oder andererseits dem Schnitt. Die Teile-Haltevorrichtung 40 umfasst jedoch vorzugsweise keine Klemmen im Schneidweg, so dass die Laser-Schneidvorrichtungen 14 kontinuierlich die Teile ohne Unterbrechung beschneiden oder in anderer Weise schneiden können. Während des Betriebs übertragen die Roboter 24 die Teile von den inneren Kammern 22 an die Schneidplattformen 34, 36 und umgekehrt, und die Schneidplattformen 34, 36 gleiten entlang des Förderers 38 zu der Laser-Schneidstation 20 und von ihr weg.
Die 1 zeigt ein erstes Paar von Teilen 1, die auf der ersten Schneidplattform 34 an der Schneidstation 20 unterhalb der Laser-Schneidvorrichtungen 14 angeordnet sind, und ein zweites Paar von Teilen 2, die auf der zweiten Schneidplattform 36 links von der Schneidstation 20 vorgeladen sind. Die Laser-Schneidvorrichtungen 14 beschneiden das erste Paar von Teilen 1, während das zweite Paar 2 von Teilen links von der Schneidstation 20 wartet. Sobald das erste Paar von Teilen 1 beschnitten ist, gleiten beide Schneidplattformen 34, 36 umgehend nach rechts, sodass die zweite Schneidplattform 36 und das zweite Paar von Teilen 2 an der Schneidstation 20 angeordnet sind. Das zweite Paar von Teilen 2 wird dann beschnitten, und während das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird, entlädt der Roboter 24 an der rechten Seite der Schneidstation 20 das vorher beschnittene erste Paar von Teilen 1 von der ersten Schneidplattform 24 und platziert sie in der inneren Kammer 22. Zwischenzeitlich wurde ein nicht beschnittenes drittes Paar von Teilen 3 bereits auf dem Ladeschlitten 26 platziert, und das dritte Paar von Teilen 3 wartet in der inneren Kammer 22. Der Roboter 24 hebt dann das nicht beschnittene dritte Paar von Teilen 3 von der inneren Kammer 22 und lädt es auf die erste Schneidplattform 34. Sobald das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten ist, verschieben sich die Schneidplattformen 34, 36 nach links, sodass die erste Schneidplattform 34 und das nicht beschnittene dritte Paar von Teilen 3 an der Schneidstation 20 positioniert werden, und die zweite Schneidplattform 36 und das beschnittene zweite Paar von Teilen 2 werden links von der Schneidstation 20 positioniert. Dann wird das dritte Paar von Teilen 3 beschnitten.
Als nächstes wird das vorher beschnittene zweite Paar von Teilen 2 durch den Roboter 24 an der linken Seite der Schneidstation 20 entladen, während das dritte Paar von Teilen 3 beschnitten wird. Die Schritte des Beladens, des Schneidens und des Entladens werden kontinuierlich wiederholt, um die Laser-Schneidzeit, die als „Laser-an-Zeit” bezeichnet wird, zu maximieren. Die einzige Zeit, in der die Laser-Schneidvorrichtungen 14 ausgeschaltet sind, ist wenn die Schneidplattformen 34, 36 die Teile entlang des Förderers 38 bewegen, was eine sehr kurze Zeitspanne ist, da immer ein aufgeladenes Paar von Teilen angrenzend an die Schneidstation 20 vorhanden ist. Anderenfalls sind die Laser-Schneidvorrichtungen 14 konstant eingeschaltet und schneiden die Teile.
Das System 10 der 1 umfasst auch andere Komponenten, die den Laser-Schneidprozess unterstützen oder verbessern. Beispielsweise sind Werkzeugständer 42 innerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet, so das die Laser-Schneidvorrichtungen 14 automatisch Werkzeuge wechseln können, wie beispielsweise ihre jeweiligen End-Effektoren, um verschiedene unterschiedliche Teile zu beschneiden. Ein Lüftungssystem 44 ist ebenfalls innerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist das Lüftungssystem 44 ein 360°-Entstaubungssystem, das mit dem Rahmen verbunden ist, der die Laser-Schneidvorrichtungen 14 mit der Decke der geschlossenen Zelle 12 verbindet. Das 360°-Entstaubungssystem entfernt Staub, Rauch, leichte Partikel und schwere Partikel aus der geschlossenen Zelle 12. Das Lüftungssystem 44 könnte alternativ ein Luftkanal sein, der über der Laser-Schneidstation 20 angeordnet ist, wie in 4 dargestellt ist. Ferner erstreckt sich ein Abfallförderer 46 von der Laser-Schneidstation 20 zu einem Abfallbehälter 48 zum Entfernen von Abfallmetall aus der Zelle 12. Der Abfallförderer 46 erstreckt sich durch die Wände der Zelle 12 zu dem Abfallbehälter 48, der außerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet ist. Ferner sind in der Nähe der geschlossenen Zelle 12 eine Anzahl von Laser-Versorgungsquellen 50, Verdichtungspakete 52 mit Luftventilen, Wasserventilen und Filtertrockner zur Zufuhr von reiner Luft und Wasser und ein Kühler 54 angeordnet, um die Laser-Schneidvorrichtungen 14 und insbesondere die Laser-Schneidköpfe 15 der Roboterlaser auf geeigneten Temperaturen zu halten. Des weiteren sind Regale 62 zum Halten der unbeschnittenen und der beschnittenen Teile außerhalb der geschlossenen Zelle 12 angrenzend an die Ladebereiche 32 angeordnet.
Ein Haupt-Steuerfeld 58 ist außerhalb der geschlossenen Zelle 12 zur Steuerung aller Komponenten des Systems 10 einschließlich der Laser-Schneidvorrichtungen 14, der Roboter 24, der Türen 16, 18, der Ladeschlitten 26, der Förderer 38, 46 und des Sicherheitssystems angeordnet. Die Komponenten des Systems 10 können automatisch oder halbautomatisch gesteuert werden, abhängig von dem gewünschten Durchsatz und den verfügbaren Ressourcen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel steuert und ersetzt das Haupt-Steuerfeld 58 die Komponenten automatisch oder halbautomatisch. Ein Leistungs-Verteilungsfeld 60 ist angrenzend an das Haupt-Steuerfeld 58 angeordnet. Steuerkästen 56 für die Laser-Schneidvorrichtungen 14 sind typischerweise zwischen den beiden Ladeschlitten 56 außerhalb der geschlossenen Zelle 12 angeordnet. Die Steuerkästen 56 sind mit dem Haupt-Steuerfeld 58 verbunden und für die Bedienungsperson 30 zugänglich.
Wie oben angegeben wurde, kann das Laser-Schneidsystem 10 einschließlich der Doppeltüren 16, 18 und der Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14 hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Ressourcen und des gewünschten Durchsatzes modifiziert werden. Beispielsweise könnte das System 10 nur ein Paar von Doppeltüren 16, 18 und eine innere Kammer 22 umfassen. Des weiteren könnte ein einzelner Ladeschlitten 26 oder Förderer 38 die Teile direkt von der inneren Kammer 22 ohne die Roboter 24 zu der Laser-Schneidstation 20 fördern.
Die 5 zeigt das Laser-Schneidsystem 110 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das weniger automatisiert ist und mehr Arbeit als das Laser-Schneidsystem 10 der 1 erfordert. Wie das System 10 der 1 umfasst das System 110 der 5 zwei Laser-Schneidvorrichtungen, die gleichzeitig ein Teil beschneiden, während ein anderes Paar von Laser-Schneidvorrichtungen 14 gleichzeitig ein anderes Teil beschneidet. Das System 110 umfasst ebenfalls die Roboter 24, die die Teile zu und von der Schneidstation 20 übertragen, und die beiden inneren Kammern 22 mit den Doppeltüren 16, 18. Das System 110 der 5 umfasst ebenfalls den Förderer 38 mit den Schneidplattformen 34, 36, die die Teile zu und von den Roboter 24 verschieben. Anders als das System 10 der 1 umfasst das System 110 der 5 jedoch nicht den Ladeschlitten 26 und die Ladeplattform 28, die die Teile in die Kammer 22 und aus ihr heraus fördern. Stattdessen ist einer der Roboter 24 in jeder inneren Kammer 22 angeordnet, und die Bedienungsperson 30 lädt und entlädt die Teile direkt zu und von dem Roboter 24. Die ersten Türen 16 zu den inneren Kammern 22 sind entlang derselben einen der ersten Wände 11 angeordnet, und die zweiten Türen 18 sind jeweils entlang einer zweiten Wand angeordnet, die rechtwinklig zu den ersten Türen 16 und auf die Laser-Schneidstation 20 gerichtet ist. Die ersten Türen 16 sind zwischen dem Teile-Ladebereich 32 und den inneren Kammern 22, und die zweiten Türen 18 sind zwischen den inneren Kammern 22 und der Laser-Schneidstation 20. Wie in der 5 dargestellt ist, ist die innere Kammer 22 groß genug, um einen der Roboter 24 aufzunehmen und zu ermöglichen, dass der Roboter um zumindest 90 Grad zwischen der ersten Tür 16 und der zweiten Tür 18 dreht.
Bei dem System 110 der 5 fördert die Bedienungsperson 30 ein nicht beschnittenes erstes Paar von Teilen 1 durch die erste Tür 16 direkt zu dem Roboter 24, während die zweite Tür 18 geschlossen ist. Der Roboter 24 dreht dann um 90 Grad, fördert das erste Paar von Teilen 1 durch die zweite Tür 18, während die erste Tür 16 geschlossen ist, und platziert das erste Paar von Teilen 1 auf der ersten Schneidplattform 34. Nachdem das erste Paar von Teilen 1 beschnitten ist, hebt der Roboter 24 das beschnittene erste Paar von Teilen 1 von der ersten Schneidplattform 34 und fördert die Teile durch die zweite Tür 18 in die innere Kammer 12, während die erste Tür 16 geschlossen ist. Der Roboter 24 dreht dann um 90 Grad und fördert das beschnittene erste Paar von Teilen 1 durch die erste Tür 16 und direkt zurück zu der Bedienungsperson 30 in den Teile-Ladebereich 32, während die zweite Tür 18 geschlossen ist. Wie in dem System 10 der 1 werden die Schritte des Be- und Entladens an beiden Seiten der geschlossenen Zelle 12 kontinuierlich durchgeführt, um die Laser-Schneidzeit zu maximieren.
Die 6 zeigte das Laser-Schneidsystem 210 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das noch weniger automatisiert ist und mehr Arbeit als das Laser-Schneidsystem 110 der 5 erfordert. Wie die Systeme 10, 110 der 1 und 5 umfasst das System 210 der 6 zwei Laser-Schneidvorrichtungen 14, die gleichzeitig ein Teil schneiden, während die anderen beiden Laser-Schneidvorrichtungen 14 gleichzeitig ein anderes Teil beschneiden. Das System 210 der 6 umfasst auch die beiden inneren Kammern 22 mit den Doppeltüren 16, 18, die beiden Schneidplattformen 34, 36 und den Förderer 38, der die Teile zu und von der Schneidstation 20 verschiebt.
Anders als in den Systemen 10, 110 der 1 und 5 sind die Teile-Ladebereiche 32 und die inneren Kammern 22 des Systems 210 der 6 an gegenüberliegenden Seiten der geschlossenen Zelle 12 angeordnet. Die ersten Türen 16 sind entlang von ersten Wänden 11 angeordnet, die einander gegenüber gerichtet sind, und die zweiten Türen 18 sind entlang von zweiten Wänden 23 parallel zu den ersten Türen 16 und zu der Laser-Schneidstation 20 gerichtet angeordnet. Des weiteren umfasst das System 210 der 6 nicht die Roboter 24, die die Teile von den inneren Kammern 22 an die Schneidstation 20 übertragen. Stattdessen erstreckt sich der Förderer 38 kontinuierlich von einem Teile-Ladebereich 32 durch eine der inneren Kammern 22 und die Türen 16, 18, durch die Schneidstation 20, durch die zweite innere Kammer 22 und die Türen 16, 18 und zu dem gegenüberliegenden Teile-Ladebereich 32. Die erste Schneidplattform 34 bewegt sich vor und zurück zwischen dem Paar-Ladebereich 32 an der rechten Seite der geschlossenen Zelle 12 und der Schneidstation 20, während sich die zweite Schneidplattform zwischen der Schneidstation 20 und dem Teile-Ladebereich 32 auf der linken Seite der geschlossenen Zelle 12 vor und zurück bewegt, unabhängig von der ersten Schneidplattform 34.
In dem System zu 110 der 6 lädt die Bedienungsperson 30 das erste Paar von Teilen 1 auf die erste Schneidplattform 34 in dem Teile-Ladebereich 32, der Förderer 38 überträgt das erste Paar von Teilen 1 durch die erste Tür 16 und in die innere Kammer 22, während die zweite Tür 18 geschlossen ist, und dann durch die zweite Tür 18, während die erste Tür 16 geschlossen ist. Der Förderer verlagert dann das erste Paar von Teilen 1 direkt zu der Laser-Schneidstation 20. Während das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wird, wird das zweite Paar von Teilen 2 vorgeladen und durch die Doppeltüren 16, 18 an der linken Seite der geschlossenen Zelle 12 gefördert und wartet auf der zweiten Schneidplattform 36 direkt angrenzend an die Schneidstation 20. Sobald die Laser-Schneidvorrichtungen 14 das Schneiden des ersten Paares von Teilen 1 beendet, bewegen sich die ersten und zweiten Plattformen 34, 36 unmittelbar nach rechts, so dass das nicht beschnittene zweite Paar von Teilen 2 an der Schneidstation 20 positioniert wird, und das beschnittene erste Paar von Teilen 1 wird durch den selben Satz von Doppeltüren 16, 18 und zu dem Teile-Ladebereich 32 auf der rechten Seite der geschlossenen Zelle 12 zurück gefördert. Die Bedienungsperson 30 entlädt das beschnittene erste Paar von Teilen 1 direkt von der Schneidplattform 34 und lädt ein nicht beschnittenes drittes Paar von Teilen (nicht dargestellt) auf die erste Schneidplattform 34, während das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird. Wieder werden die Schritte des Beladens und des Entladens an beiden Seiten der geschlossenen Zelle 12 vorzugsweise kontinuierlich wiederholt, um die Laser-Schneidzeit zu maximieren.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Laserschneiden der Teile. Das Verfahren umfasst allgemein das Laserschneiden eines Teils mit der Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14, während ein anderes Teil durch die Doppeltüren 16, 18 und in die geschlossene Zelle 12 gefördert wird, so das kein Laserlicht aus der geschlossenen Zelle 12 entweichen kann und die Laser 14 kontinuierlich laufen können. Wie in 7 dargestellt ist, umfasst das Verfahren typischerweise die Förderung eines ersten Teils durch die erste Tür 16 in die innere Kammer 22, während die zweite Tür 18 geschlossen ist, gefolgt von der Förderung des ersten Teils durch die zweite Tür 18 in die geschlossene Zelle 12, während die erste Tür 16 geschlossen ist. Das Verfahren umfasst als nächstes das Laserschneiden des ersten Teils in der geschlossenen Zelle 12, während ein zweites Teil durch die erste Tür 16 in die innere Kammer 22 gefördert wird, während die zweite Tür 18 geschlossen ist, gefolgt von der Förderung des zweiten Teils durch die zweite Tür 18 in die geschlossene Zelle 12, während die erste Tür 16 geschlossen ist.
Das Verfahren umfasst auch allgemein das Laserschneiden eines Teils mit der Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14, während ein anderes Teil durch die Doppeltüren 16, 18 und aus der geschlossenen Zelle 12 gefördert wird, so dass kein Laserlicht aus der geschlossenen Zelle 12 gelangen kann und die Laser-Schneidvorrichtungen 14 kontinuierlich laufen können. Wie in der 8 dargestellt ist, umfasst das Verfahren das Laserschneiden des ersten Teils in der geschlossenen Zelle 12, gefolgt vom Laserschneiden des zweiten Teils in der geschlossenen Zelle 12. Während des Laserschneidens des zweiten Teils umfasst das Verfahren die Förderung des beschnittenen ersten Teils durch die zweite Tür 18 und aus der geschlossenen Zelle 12, während die erste Tür 16 geschlossen ist, gefolgt von der Förderung des zweiten Teils durch die erste Tür 16 und aus der inneren Kammer 22, während die zweite Tür 18 geschlossen ist.
Das Verfahren kann abhängig von dem bestimmten System, das verwendet wird, variieren, aber das erste beispielhafte Verfahren kann unter Verwendung des Systems 10, das in 1 dargestellt ist, durchgeführt werden. Das beispielhafte Verfahren umfasst die Anordnung eines ersten Paares von Teilen 1 auf der Ladeplattform 28 auf der rechten Seite des Teile-Ladebereichs 32 außerhalb der geschlossenen Zelle 12 und die Anordnung eines zweiten Paares von Teilen 2 auf der anderen Ladeplattform auf der linken Seite des Teile-Ladebereichs 32 außerhalb der geschlossenen Zelle 12. Die Bedienungsperson 30 legt die Metallteile auf die Teile-Ladeplattformen 28 in dem Ausführungsbeispiel der 1, aber alternativ können die Metallteile automatisch auf den Teile-Ladeplattformen 28 durch einen Roboter platziert werden. Als nächstes umfasst das Verfahren das Öffnen der ersten Türen 16 in der zugeordneten inneren Kammer 22, während die zugeordneten zweiten Türen 18 geschlossen sind, das Verschieben der Paare von Teilen 1, 2 durch die ersten Türen 16 und in die inneren Kammern 22, während die zweiten Türen 18 noch geschlossen sind, das Verschließen der ersten Türen 16 und dann das Öffnen der zweiten Türen 18 zu der geschlossenen Zelle 22, während die ersten Türen 16 geschlossen sind. Das erste Paar von Teilen 1 und das zweite Paar von Teilen 2 können gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten in die geschlossene Zelle 12 transportiert werden.
Als nächstes umfasst das erste beispielhafte Verfahren das Anheben der Paare von Teilen 1, 2 aus den inneren Kammern 22 und die Übertragung der Paare von Teilen 1, 2 an die Laser-Schneidstation 20. Dieser Schritt wird durch die Roboter 24 durchgeführt. Bei Beginn des ersten beispielhaften Verfahrens wird eine erste Schneidplattform 34 rechts von der Schneidstation 20 angeordnet, und eine zweite Schneidplattform 36 wird an der Schneidstation 20 angeordnet. Der Roboter 24 an der rechten Seite der Schneidstation 20 hebt das erste Paar von Teilen 1 aus der inneren Kammer, dreht um 90 Grad im Uhrzeigersinn und platziert das erste Paar von Teilen 1 auf der ersten Schneidplattform 34. Während das erste Paar von Teilen 1 an die erste Schneidplattform 34 transportiert wird, hebt der Roboter 24 auf der linken Seite der Schneidstation 20 das zweite Paar von Teilen 2 aus der inneren Kammer 22, dreht um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn und hält das zweite Paar von Teilen 2. Das Verfahren umfasst dann das Verschieben der Schneidplattformen 34, 36 nach links entlang des Förderers 38, so dass die erste Schneidplattform 34 und das erste Paar von Teilen 1 an der Schneidstation 20 angeordnet sind und die zweite Schneidplattform 36 links von der Schneidstation 20 angeordnet ist, wie in 1 dargestellt ist.
Das erste beispielhafte Verfahren umfasst als nächstes das Schneiden des ersten Paares von Teilen 1 mit der Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen 14. Der Schritt des Schneidens kann jede Art von Laserbeschneidungs- oder Schneidtechnik aufweisen. Zwei der Laser-Schneidvorrichtungen 14 beschneiden einen Teil, und die anderen beiden Laser-Schneidvorrichtungen 14 beschneiden den anderen Teil, so dass die Teile gleichzeitig beschnitten werden. Während das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wird, umfasst das Verfahren das Vorladen des zweiten Paares von Teilen 2 auf der zweiten Schneidplattform 36. Der Roboter 24 auf der linken Seite der Schneidstation 20 lädt das zweite Paar von Teilen 2 durch ihre Platzierung auf der zweiten Schneidplattform 36 vor, wie in 1 dargestellt ist. Somit wartet das zweite Paar von Teilen 2 und ist fertig für die Beschneidung, so dass direkt nachdem das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wurde, das Verfahren die Verschiebung der Schneidplattformen 34, 36 entlang des Förderers 38 nach rechts umfasst, so dass das zweite Paar von Teilen 2 an der Schneidstation 20 angeordnet ist und das erste Paar von Teilen 1 rechts von der Schneidstation 20 angeordnet ist. Die einzige Zeit, zu der die Laser-Schneidvorrichtungen 14 ausgeschaltet sind, ist, wenn der Förderer 38 die Teile entlang des Förderers 38 in die Schneidstation 20 und daraus heraus bewegt, und diese Zeitspanne ist sehr kurz, da das zweite Paar von Teilen 2 auf der zweiten Schneidplattform 36 direkt neben der Schneidstation 20 wartet und fertig ist.
Das Verfahren umfasst als nächstes das Schneiden des zweiten Paares von Teilen 2. Während das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird, umfasst das Verfahren die Entladung des ersten Paares von Teilen 1 durch ihr Anheben von der ersten Schneidplattformen 34, ihre Platzierung in der inneren Kammer 22 und dann ihren Transport aufs der inneren Kammer 22. Der Roboter 24 auf der rechten Seite der Schneidstation 20 entlädt das erste Paar von Teilen 1 durch ihr Anheben von der ersten Plattform 34, durch Drehung um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn und dann ihre Platzierung auf der Ladeplattform 28 in der inneren Kammer 22. Wieder werden die Doppeltüren 16, 18 verwendet, um zu verhindern, dass Licht aus der geschlossenen Zelle 12 gelangt, wenn das beschnittene erste Paar von Teilen 1 die Zelle 12 verlässt. Dieser Schritt umfasst das Öffnen der zweiten Tür 18, die Platzierung des ersten Paares von Teilen 1 in der inneren Kammer 22, während die erste Tür 16 geschlossen ist, und das Verlagern des ersten Paares von Teilen 1 durch die erste Tür 16 und aus der inneren Kammer 22, während die zweite Tür 2 geschlossen ist. Da kein Laserlicht aus der geschlossenen Zelle 12 gelangen kann, können die Laser 14 das Schneiden des zweiten Paares von Teilen 2 fortsetzen, während das erste Paar von Teilen 1 die geschlossene Zelle 12 verlässt.
Auch während das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird, legt der Roboter 24 auf der rechten Seite der Schneidstation 20 das dritte Paar von Teilen 3 auf die erste Schneidplattform 34 zum Beschneiden, direkt nachdem das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wurde, vor. In dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die Roboter 24 in der Lage, zwei Paare von Teilen gleichzeitig zu halten, so dass das dritte Paar von Teilen 3 auf der ersten Schneidplattform 34 innerhalb von Sekunden, nachdem das erste Paar von Teilen 1 von der Schneidplattformen 34 entfernt wurde, platziert werden kann. Beispielsweise kann der Roboter 24 einen Arm mit einem Teilehalter an jeder Seite des Arms aufweisen. Der Roboter 24 kann das unbeschnittene dritte Paar von Teilen 3 aus der inneren Kammer 22 aufnehmen, um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn drehen und das dritte Paar von Teilen 3 auf einer Seite des Arms halten, während er darauf wartet, dass das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wird. Sobald das erste Paar von Teilen 1 beschnitten ist, nimmt der Roboter 24 dann das erste Paar von Teilen 1 von der ersten Schneidplattform 34 an der gegenüberliegenden Seite des Arms auf und platziert das dritte Paar von Teilen 3 auf der ersten Schneidplattform 34. Als nächstes dreht der Roboter 24 um 90 Grad im Gegenuhrzeigersinn zurück zu der inneren Kammer 22, nimmt ein viertes Paar 4 von unbeschnittenen Teilen von der Ladeplattform 28 auf, während er noch das beschnittene erste Paar von Teilen 1 hält, und platziert dann das beschnittene erste Paar von Teilen 1 auf der Ladeplattform 28. Das erste Paar von Teilen 1 verlässt die innere Kammer 22 und wird von der Ladeplattform 28 entfernt, während der Roboter 24 um 90° im Uhrzeigersinn dreht und das unbestrittene vierte Paar von Teilen 4 zur Schneidstation 20 überträgt.
Während auch das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird, empfängt der Roboter 24 auf der linken Seite der Schneidstation 20 ein fünftes Paar von Teilen 5 durch die Doppeltüren 16, 18 zur Beschneidung direkt nach dem dritten Paar von Teilen 3. Nachdem das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wurde, umfasst das Verfahren die Verschiebung der Schneidplattformen 34, 36 entlang des Förderers 38 nach links, sodass die erste Plattform 34 und das dritte Paar von Teilen 3 an der Schneidstation 20 platziert sind und das beschnittene zweite Paar von Teilen 2 und die zweite Schneidplattform 36 links von der Schneidstation 20 angeordnet sind. Das Verfahren umfasst dann das Schneiden des dritten Paars von Teilen 3 während des Entladens des beschnittenen zweiten Paares von Teilen 2 und der Vorladung des unbeschnittenen fünften Paares von Teilen 5 unter Verwendung der Roboter 24 in derselben Weise, die vorher mit Bezug auf das erste Paar von Teilen 1 und das dritte Paar von Teilen 3 beschrieben wurde. Zwischenzeitlich wartet ein sechstes Paar von Teilen 6 auf der Ladeplattform 28 an der linken Seite des Teile-Ladebereichs 32 für eine anschließende Vorladung durch die Roboter 24. Die Laser-Schneidvorrichtungen 14 beschneiden die Teile kontinuierlich mit der Ausnahme, wenn die Teile entlang des Förderers 38 verschoben werden. Das erste beispielhafte Verfahren umfasst ferner das kontinuierliche Platzieren von nicht beschnittenen Teilen auf der Ladeplattform 28 oder das Entfernen von beschnittenen Teilen von den Ladeplattformen 28, während die Laser-Schneidvorrichtungen 14 die Teile schneiden.
Obwohl das erste beispielhafte Verfahren das Schneiden des ersten Paares von Teilen 1, gefolgt von dem zweiten Paar von Teilen 2 umfasst, kann das Verfahren alternativ das Schneiden des zweiten Paares von Teilen 2 vor dem ersten Paar von Teilen 1 umfassen. Das Verfahren kann von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichen, abhängig von der Zahl von Doppeltüren 16, 18, der inneren Kammern 22 und der eingesetzten Laser-Schneidvorrichtungen 14 und abhängig davon, ob die anderen Komponenten verwendet werden.
Beispielsweise kann ein zweites beispielhaftes Verfahren unter Einsatz des Systems 110 der 5 durchgeführt werden, das die Roboter 24 verwendet, die in der inneren Kammer 22 angeordnet sind, und nicht die Ladeplattformen 28 und den Ladeschlitten 26 aufweist. Das zweite beispielhafte Verfahren ist ähnlich zu dem ersten beispielhaften Verfahren mit der Ausnahme, dass das zweite beispielhafte Verfahren das manuelle Vorladen der Teile durch Anheben der Teile durch die erste Tür 16 und die Lieferung der Teile direkt an den Roboter 24 umfasst, der in der inneren Kammer 22 angeordnet ist, während die zweite Tür 18 geschlossen ist, anstatt der Vorladung der Teile auf die Ladeplattform 28 des Ladeschlittens 26. Das Verfahren der 5 umfasst dann die Drehung des Roboters 24 um 90° und die Förderung der Teile durch die zweite Tür 18 und zu einer der Schneidplattformen 34, 36, während die erste Tür 16 geschlossen ist.
Wenn das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wird, wartet, wie in dem ersten beispielhaften Verfahren, das zweite Paar von Teilen 2 auf der zweiten Schneidplattform 36 links von der Schneidstation 20. Sobald das erste Paar von Teilen 1 beschnitten ist, verschieben sich die erste Schneidplattform 34 und die zweite Schneidplattform 36 nach rechts, sodass das beschnittene erste Paar von Teilen 1 durch den Roboter 14 entladen werden kann und das zweite Paar von Teilen 2 an der Schneidstation 20 zum Schneiden durch die Laser-Schneidvorrichtungen 14 angeordnet ist. Auch wie in dem ersten beispielhaften Verfahren ist die einzige Zeit, in der die Laser-Schneidvorrichtungen 14 ausgeschaltet sind, wenn der Förderer 38 die Teile in die und aus der Schneidstation 20 bewegt, und diese Zeitspanne ist sehr kurz, da das zweite Paar von Teilen 2 auf der zweiten Schneidplattform 36 direkt neben der Schneidstation 20 wartet und fertig ist.
In dem zweiten beispielhaften Verfahren hebt der Roboter 14 das beschnittene erste Paar von Teilen 1 von der Schneidplattform 34, bewegt es durch die zweite Tür 18 in die innere Kammer 22, während die erste Tür 16 geschlossen ist, und dreht um 90° zu der ersten Tür 16. Die Bedienungsperson 30 entlädt dann manuell das beschnittene erste Paar von Teilen 1 von dem Roboter 24 und lädt ein nicht beschnittenes drittes Paar von Teilen (nicht dargestellt) an den Roboter 24 für das anschließende Schneiden. Die Teile werden kontinuierlich an beiden Seiten der geschlossenen Zelle 12 beladen und entladen, während die Laser-Schneidvorrichtungen 14 andere Teile beschneiden, um die Laser-Schneidzeit zu maximieren.
Ein drittes beispielhaftes Verfahren kann unter Einsatz des Systems 210 der 6 durchgeführt werden, das den Förderer 38, der sich durch die geschlossene Zelle 12 erstreckt, und keine Roboter 24 aufweist. Das Verfahren umfasst das manuelle Vorladen eines nicht beschnittenen ersten Paares von Teilen 1 auf der rechten Seite der geschlossenen Zelle 12 durch Anheben der Teile durch die erste Tür 16 und die Platzierung der Teile auf der ersten Schneidplattform 34 auf dem Förderer 38, während die zweite Tür 18 geschlossen ist. Das Verfahren kann dann das Übertragen des ersten Paares von Teilen 1 entlang des Förderers 38 durch die zweite Tür 18 umfassen, während die erste Tür 16 geschlossen ist, und dann direkt zu der Schneidstation 20. Wie bei den anderen beispielhaften Verfahren beschneiden zwei der Laser-Schneidvorrichtungen 14 gleichzeitig ein Teil, während die anderen beiden Laser-Schneidvorrichtungen 14 gleichzeitig ein anderes Teil beschneiden.
Während das erste Paar von Teilen 1 beschnitten wird, wird das zweite Paar von Teilen 2 durch die Doppeltüren 16, 18 auf der linken Seite der geschlossenen Zelle 12 vorgeladen und gefördert und wartet auf der zweiten Schneidplattform 36 direkt neben der Schneidstation 20. Sobald die Laser-Schneidvorrichtungen 14 das Schneiden des ersten Paares von Teilen 1 beenden, umfasst das Verfahren die unmittelbare Förderung sowohl der ersten als auch der zweiten Plattform 34, 36 nach rechts, so dass das nicht beschnittene zweite Paar von Teilen 2 an der Schneidstation 20 angeordnet ist. Das beschnittene erste Paar von Teilen 1 wird zurück durch denselben Satz von Doppeltüren 16, 18 und zu dem Teile-Ladebereich 32 auf der rechten Seite der geschlossenen Zelle 12 gefördert. Wie bei den anderen beispielhaften Verfahren ist die einzige Zeit, zu der die Laser-Schneidvorrichtungen 14 ausgeschaltet sind, wenn der Förderer 38 die Teile in die und aus der Schneidstation 20 bewegt, und diese Zeitspanne ist sehr kurz, da das zweite Paar von Teilen 2 auf der zweiten Schneidplattform 36 direkt neben der Schneidstation 20 wartet und fertig ist.
Bei dem beispielhaften Verfahren der 6 entlädt eine Bedienungsperson 30 das beschnittene erste Paar von Teilen 1 direkt von der ersten Schneidplattform 34 und lädt ein unbeschnittenes drittes Paar von Teilen (nicht dargestellt) auf die erste Schneidplattform, während das zweite Paar von Teilen 2 beschnitten wird. Das beschnittene Paar von Teilen wird durch die Doppeltüren 16, 18 an die rechte Seite der geschlossenen Zelle 12 gefördert und wartet angrenzend an die Schneidstation 20 darauf, dass die Laser-Schneidvorrichtungen 14 das Schneiden des zweiten Paares von Teilen 2 beenden. Sobald die Laser-Schneidvorrichtungen 14 das Schneiden des zweiten Paares von Teilen 2 beenden, umfasst das Verfahren die Bewegung beider ersten und zweiten Schneidplattformen 34, 36 nach links, sodass das dritte Paar von Teilen an der Schneidstation 20 angeordnet ist. Die Schritte zum Beladen und Entladen an beiden Seiten der geschlossenen Zelle werden kontinuierlich wiederholt, um die Laser-Schneidzeit zu maximieren.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehren möglich und können anders als speziell beschrieben umgesetzt werden, während sie innerhalb des Umfangs der Ansprüche sind.

Claims

Laser-Schneidsystem mit: einer Zelle, die durch eine Anzahl von ersten Wänden umschlossen wird, zumindest einer Laser-Schneidvorrichtung, die innerhalb der geschlossenen Zelle angeordnet ist, zum Schneiden von zumindest einem Teil, zumindest einer inneren Kammer, die entlang der geschlossenen Zelle angeordnet ist, wobei die innere Kammer von zumindest einer der ersten Wände und zumindest einer zweiten Wand umschlossen wird, einer ersten Tür, die entlang einer der ersten Wände, die die innere Kammer umschließen, angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass die Teile dadurch passieren, und einer zweiten Tür, die entlang einer der zweiten Wände, die die innere Kammer umschließen, angeordnet ist, um zu ermöglichen, dass die Teile dadurch passieren, wobei zu einer Zeit, während der die zumindest eine Laser-Schneidvorrichtung das zumindest eine Teil schneidet, nur eine der Türen geöffnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die ersten Wände und die zweiten Wände und die Türen verhindern, dass Licht in die geschlossene Zelle und die innere Kammer eindringt, wenn die Türen geschlossen sind.
System nach Anspruch 1 mit einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen in der geschlossenen Zelle, wobei jede der Laser-Schneidvorrichtungen einen Roboterlaser oder einen Computer-numerisch gesteuerten Arm mit einem Laser aufweist.
System nach Anspruch 1 mit einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen, die eine Laser-Schneidstation umgeben, und wobei eine der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang einer der ersten Seitenwände angeordnet ist, wobei eine zweite der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang derselben ersten Wand der ersten inneren Kammer angeordnet ist, die erste innere Kammer an einer ersten Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist und die zweite innere Kammer an einer zweiten Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist, die ersten Türen entlang derselben einen der ersten Wände angeordnet sind, die zweiten Türen jeweils entlang einer zweiten Wand und parallel zu den ersten Türen angeordnet sind, die zweiten Wände zwischen den inneren Kammern und der geschlossenen Zelle angeordnet sind, die Türen sich vertikal bewegen, um zu erlauben, dass die Teile dadurch passieren, und mit ferner einem Förderer, der sich durch die Laser-Schneidstation erstreckt, um die Teile zwischen den inneren Kammern und der Laser-Schneidstation zu fördern, einem ersten Roboter, der zwischen der zweiten Tür der ersten inneren Kammer und dem Förderer angeordnet ist, um die Teile zwischen der ersten inneren Kammer und dem Förderer zu übertragen, und einem zweiten Roboter, der zwischen der zweiten Tür der zweiten inneren Kammer und dem Förderer angeordnet ist, um die Teile zwischen der zweiten inneren Kammer und dem Förderer zu übertragen.
System nach Anspruch 4, wobei jeder der Roboter einen Arm mit einem Teilehalter auf jeder Seite des Arms aufweist, um zumindest eins der Teile auf dem Förderer zu positionieren und gleichzeitig zumindest ein anderes Teil zu halten.
System nach Anspruch 5, wobei eine der Laser-Schneidvorrichtungen ein erstes Teil schneidet während eine andere der Laser-Schneidvorrichtungen ein zweites Teil schneidet und während ein drittes Teil durch die erste Tür von der inneren Kammer zu der geschlossenen Zelle gefördert wird.
System nach Anspruch 1 mit einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen, die eine Laser-Schneidstation umgeben, und wobei eine erste der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang einer der ersten Wände angeordnet ist, wobei eine zweite der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang derselben ersten Wand wie die erste innere Kammer angeordnet ist, die erste innere Kammer an einer ersten Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist und die zweite innere Kammer an einer zweiten Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist, die ersten Türen entlang derselben der ersten Wände angeordnet sind, die zweiten Türen jeweils entlang einer zweiten Wand angeordnet sind, die rechtwinklig zu den ersten Türen und auf die Laser-Schneidstation gerichtet sind, die zweiten Wände zwischen den inneren Kammern und der geschlossenen Zelle angeordnet sind, die Türen sich vertikal bewegen, um zu ermöglichen, dass die Teile dadurch passieren, und mit einem Förderer, der sich durch das Laserschneiden erstreckt, zur Förderung der Teile zwischen den inneren Kammern und der Laser-Schneidstation, einem ersten Roboter, der in der ersten inneren Kammer angeordnet ist, zur Übertragung der Teile zwischen der ersten inneren Kammer und dem Förderer, und einem zweiten Roboter, der in der zweiten inneren Kammer angeordnet ist, zur Übertragung der Teile zwischen der zweiten inneren Kammer und dem Förderer.
System nach Anspruch 1 mit einer Anzahl von Laser-Schneidvorrichtungen, die eine Laser-Schneidstation umgeben, und wobei eine erste der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang einer der ersten Wände angeordnet ist, wobei eine zweite der inneren Kammern in der geschlossenen Zelle und entlang einer anderen der ersten Wände angeordnet ist, die erste innere Kammer an einer ersten Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist und die zweite innere Kammer an einer gegenüberliegenden Seite der Laser-Schneidstation angeordnet ist, die ersten Türen entlang der ersten Wände, die parallel zueinander gerichtet sind, angeordnet sind, die zweiten Türen entlang von zweiten Wänden, die parallel zu den ersten Türen sind und zur Laser-Schneidstation gerichtet sind, angeordnet sind, die zweiten Wände zwischen den inneren Kammern und der geschlossenen Zelle angeordnet sind, die Türen sich vertikal bewegen, um zu erlauben, dass die Teile dadurch passieren, und mit ferner einem Förderer, der sich durch die ersten Türen und die inneren Kammern und die zweiten Türen und die Laser-Schneidstation erstreckt, um die Teile zwischen den inneren Kammern und der Laser-Schneidstation zu fördern.
Laser-Schneidverfahren mit den Schritten: Laserschneiden von zumindest einem ersten Teil in einer Zelle, die von einer Anzahl von ersten Wänden eingeschlossen ist, Halten von zumindest einem zweiten Teil in der geschlossenen Zelle angrenzend an das zumindest eine erste Teil, während das zumindest eine erste Teil Laser-geschnitten wird, Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils in der Zelle, die durch die Anzahl von ersten Wänden umschlossen ist, und Übertragen von zumindest einem dritten Teil durch eine erste Tür und in eine erste innere Kammer, während eine zweite Tür, die die erste Kammer mit der geschlossenen Zelle verbindet, geschlossen ist und während des Laserschneiden des zumindest einen ersten Teils oder des zumindest einen zweiten Teils.
Verfahren nach Anspruch 9 mit dem Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils nach dem Laserschneiden des zumindest einen ersten Teils, Übertragung des zumindest einen ersten Teils durch die zweite Tür in die erste innere Kammer und aus der geschlossenen Zelle, während die erste Tür geschlossen ist und während des Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils, und Übertragung des zumindest einen dritten Teils durch die erste Tür in die erste innere Kammer während des Laserschneiden des zumindest einen ersten Teils.
Verfahren Anspruch 10 mit der Übertragung des zumindest einen dritten Teils von der ersten Kammer durch die zweite Tür und in die geschlossene Zelle, während die erste Tür geschlossen ist, und Halten des zumindest einen dritten Teils in der geschlossenen Zelle angrenzend an das zumindest eine zweite Teil während des Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils.
Verfahren Anspruch 11 mit der Übertragung des zumindest einen ersten Teils durch die erste Tür und aus der ersten inneren Kammer, während die zweite Tür geschlossen ist, und Übertragung von zumindest einem vierten Teil durch die erste Tür und in die innere Kammer, während die zweite Tür geschlossen ist und während des Laserschneidens des zumindest einen zweiten Teils.
Verfahren nach Anspruch 12 mit der Übertragung von zumindest einem fünften Teil durch eine erste Tür und in eine zweite innere Kammer, während eine zweite Tür, die die zweite innere Kammer mit der geschlossenen Zelle verbindet, geschlossen ist und während des Laserschweißen des zumindest einen zweiten Teils.
Verfahren nach Anspruch 13 mit dem Laserschneiden des zumindest einen dritten Teils nach dem Laserschneiden des zumindest einen zweiten Teils, Übertragung des zumindest einen zweiten Teils durch die zweite Tür aus der geschlossenen Zelle und in die zweite innere Kammer, während die erste Tür geschlossen ist und während des Laserschneidens des zumindest einen dritten Teils.
Verfahren nach Anspruch 9 mit der Übertragung des zumindest einen dritten Teils durch die zweite Tür von der ersten inneren Kammer zu der geschlossenen Zelle und Drehung des zumindest einen dritten Teils um 90 Grad nach der Übertragung des zumindest einen dritten Teils durch die zweite Tür und vor dem Laserschneiden des zumindest einen dritten Teils.