DE19538560C2 - Vorrichtung zum Bearbeiten von langen Werkstücken - Google Patents
Vorrichtung zum Bearbeiten von langen WerkstückenInfo
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- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/10—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
- B23K26/103—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Be
arbeiten von langen, insbesondere endlos durchlaufenden Werk
stücken mit Hochenergiestrahlung, mit den Merkmalen des Ober
begriffs des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus
der US 4 088 865 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung
sind zwei Bearbeitungsköpfe erforderlich, um ein Werkstück
über einen Umfang von 360 Winkelgrad bearbeiten zu können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen so zu
verbessern, daß Umfangsbearbeitungen ohne Drehen des Werk
stücks bedarfsweise an allen Umfangsstellen mit nur einem
einzigen Bearbeitungskopf durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Infolgedessen ist der Bearbeitungskopf um das lange
Werkstück bzw. um das endlos durchlaufende Werkstück herum um
über 360 Winkelgrad einstellbar. Bedarfsweise können alle Um
fangspunkte des Werkstücks bearbeitet werden. Es ist nicht
erforderlich, das Werkstück zu drehen. Infolgedessen werden
die sonst dafür erforderlichen Einspann- oder Drehvorrichtun
gen der langen Werkstücke eingespart. Darüber hinaus wird es
ermöglicht, endlos durchlaufende Werkstücke zu bearbeiten. Es
ist also möglich, Werkstücke im kontinuierlichem Durchlauf zu
bearbeiten, und zwar sowohl stückförmige, als auch strangför
mige Werkstücke.
Mit einer solchen Vorrichtung können alle möglichen Be
arbeitungen durchgeführt werden. Schweißen, Schneiden und
Oberflächenbearbeitungen mit Hochenergiestrahlung sind mög
lich. Es kann getrennt und abgelängt werden. Zum Einsatz kom
men alle Werkstücke, die sich zumindest teilweise innerhalb
der zumindest teilweise ausgebildeten Kreisbahn anordnen las
sen. Vornehmlich gedacht ist an Profilstangen, wie Rohre, U-
Profile od. dgl. Die Vorrichtung kann auch in Verbindung mit
anderen Bearbeitungsvorgängen angewendet werden, z. B. beim
Walzen z. B. anstelle von mitlaufenden Sägen oder Abhackein
richtungen. Von Bedeutung für die Vorrichtung ist es, daß der
Bearbeitungskopf auf einer mechanisch vorbestimmten Kreisbahn
bewegt und damit eine vorbestimmte Positionierung um das
Werkstück herum erreicht wird. Spezieller mechanischer Auf
wand und Steuerungsaufwand für eine beliebig freie Bewegung
des Bearbeitungskopfs um das lange Werkstück herum entfallen.
Insbesondere zur Bearbeitung von Rohren und Stangen ist
es vorteilhaft, die Vorrichtung so auszubilden, daß der
Kreismittelpunkt des Ringteils mit der Mittellängsachse des
Werkstücks zusammenfällt. Durch diese achssymmetrische Anord
nung entfallen bzw. vereinfachen sich die Maßnahmen zur Fo
kussierung der Hochenergiestrahlung auf das Werkstück bzw.
die Werkstückoberfläche.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet werden, daß das
Ringteil ein an seinem Außenumfang reibungsarm gelagerter ge
schlossener, bedarfsweise zu öffnender Ring ist. Dadurch wird
eine einfache symmetrische Lagerung des Ringteils erreicht,
was im Sinne einer einfachen Ausbildung der Vorrichtung vor
teilhaft ist. Eine davon abweichende Ausbildung des Ring
teils, bei dem der Ring also seitlich fortwährend offen ist,
würde eine erheblich aufwendigere Lagerung bzw. Halterung des
Ringteils erfordern. Ein geöffnetes Ringteil eröffnet die
Möglichkeit, die Vorrichtung quer zum langen Werkstück in Be
arbeitungsstellung zu diesem zu bringen, z. B. bei stirnseitig
nicht zugänglichen Anlagen, Reparaturarbeiten od. dgl.
Die Vorrichtung kann derart weitergebildet werden, daß
das Ringteil mit seinem Außenumfang in einem koaxial angeord
neten Zwischenringteil gelagert ist, das auf der durch seinen
Radius bestimmten Kreisbahn beweglich ist. Dementsprechend
sind zwei koaxial auf einer Kreisbahn bewegliche Teile vor
handen, deren Bewegungen sich ergänzen, um die die Strahlung
von einer Strahlungsquelle zum Werkstück leitende Optik
zweckmäßig ausgestalten zu können, insbesondere wenn nicht
nur eine Teilumfangsbearbeitung erfolgen soll, sondern eine
Bearbeitung um 360 Winkelgrad oder mehr, so daß die Führungs
mechanik für den Bearbeitungskopf entsprechend aufwendig aus
zubilden ist.
Damit die Vorrichtung insbesondere auch bei Anwendung
eines vorbeschriebenen Zwischenringteils leicht beweglich und
trotzdem stabil aufgebaut werden kann, ist sie so ausgebil
det, daß das Zwischenringteil ein an seinem Außenumfang rei
bungsarm gelagerter geschlossener, bedarfsweise zu öffnender
Ring ist.
Um der Vorrichtung einen konstruktiven Zusammenhalt zu
geben, ist sie so ausgebildet, daß das Ringteil oder das Zwi
schenringteil in einem geschlossenen Außenring gelagert ist.
Der Außenring kann so ausgebildet werden, daß er das Ringteil
und bedarfsweise auch das Zwischenringteil im Sinne der Bil
dung einer Baueinheit hält, bedarfsweise unter Zuhilfenahme
geeigneter Halteorgane.
Die Vorrichtung kann so ausgestaltet werden, daß der
Außenring ortsfest oder werkstückparallel beweglich angeord
net ist. Bei ortsfester Anordnung des Außenrings kann eine
stellenweise Bearbeitung oder bei bewegtem Bearbeitungskopf
eine entsprechend kreis- oder teilkreisförmige Bearbeitung
des Werkstücks vorgenommen werden, wenn dieses ruht. Bei be
wegtem Werkstück kombiniert sich dessen Bewegung mit der Be
wegung des Bearbeitungskopfes und es kann beispielsweise eine
schraubförmige Bearbeitung vorgenommen werden. Letztere ist
auch dann möglich, wenn das Werkstück ruht und der Außenring
werkstückparallel bewegt wird. Bewegt sich das Werkstück und
wird die Vorrichtung bzw. deren Außenring in derselben Rich
tung mit derselben Geschwindigkeit bewegt, kann das Werkstück
abgelängt werden. Vorteilhaft beim Ablängen ist z. B. im Ver
gleich zur konventionellen Technik, daß kein Leerhub notwen
dig ist, also ein Hub ohne Bearbeitung.
Wenn die Vorrichtung am bewegten Werkstück möglichst
universell bearbeiten soll, ist es zweckmäßig, sie so auszu
bilden, daß ihre Bearbeitungsoptik bei bewegtem Werkstück
dessen Bewegung entsprechend steuerbar ist. Es ist also bei
spielsweise möglich, die Bearbeitungsoptik ebenso schnell in
Werkstücklängsrichtung zu verstellen, wie das Werkstück
selbst, oder mit einer definierten Relativgeschwindigkeit, um
entsprechende Bahnen bearbeiten zu können, beispielsweise
schraubenförmige.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß das Ring
teil und das Zwischenringteil jeweils mit einem Stellantrieb
gekoppelt sind. Infolgedessen ist es möglich, das Ringteil
und das Zwischenringteil jeweils für sich anzutreiben, um so
eine Bewegung des Bearbeitungskopfs zu erreichen, bei dem die
jeweiligen Bewegungskomponenten optimal auf die Stellantriebe
verteilt sind.
Sehr zweckmäßig ist es, die Vorrichtung so auszubilden,
daß der Bearbeitungskopf mit einer radial und/oder axial ver
stellbaren Hilfsachse ausgeführt ist. Mit Hilfe der radial
verstellbaren Hilfsachse ist die Vorrichtung optimal an von
der Kreisform abweichende Außenumfänge des Werkstücks ange
paßt. Die Hilfsachse vermag es, die eigentliche Fokussierein
heit radial in Richtung auf das Werkstück oder von diesem weg
zu verstellen, so daß die Fokussierung der Strahlung selbst
ungeändert bleiben kann. Infolgedessen können quasi beliebige
Querschnittskonturen über ihren Umfang bearbeitet werden. Ei
ne axiale Verstellung des Bearbeitungskopfs, die also dem
langen Werkstück parallel ist, ermöglicht Bearbeitungen, zu
deren Durchführung nicht die gesamte Vorrichtung werkstückpa
rallel bewegt werden muß. Die bewegbaren Massen werden im
Sinne kleiner Zeitkonstanten minimiert.
Wegen der Bewegung des Bearbeitungskopfs muß dafür ge
sorgt werden, daß die der Bearbeitung dienende Strahlung so
zugeführt wird, daß eine einfache Ausgestaltung der Vorrich
tung erreicht wird. Diese kann für diesen Zweck so ausgebil
det werden, daß der Bearbeitungskopf am Ringteil mit einem
Schwenkverstellteil der strahlungszuleitenden Optik werk
stückparallel verschwenkbar ist. Das Schwenkverstellteil ist
relativ zum Ringteil schwenkverstellbar, und zwar vorteilhaf
terweise werkstückparallel. Durch die Werkstückparallelität
liegt die Schwenkebene des Schwenkverstellteils in der Bewe
gungsebene des Ringteils und es ergibt sich eine entsprechend
einfache konstruktive Ausgestaltung des Schwenkverstellteils.
Wäre das Schwenkverstellteil anders als werkstückparallel
verschwenkbar, müßten entsprechende konstruktive Maßnahmen
ergriffen werden, um werkstückparallele Relativbewegungen
auszugleichen, was einen entsprechenden Konstruktionsaufwand
bedeuten würde.
Eine einfache Ausgestaltung der Vorrichtung hinsichtlich
des Schwenkverstellteils ergibt sich, wenn das Schwenkver
stellteil ein einen Strahlengang der Strahlung umschließendes
Rohr oder eine neben einem Strahlengang angeordnete Stange
jeweils einstellbarer Länge ist. Ein Rohr oder eine Stange
einstellbarer Länge ermöglicht es, unterschiedliche Abstände
auszugleichen, die sich bei Bewegungen des Ringteils und/oder
des Zwischenringteils zwischen dem Bearbeitungskopf und einem
anderen Teil der strahlungszuleitenden Optik oder zu einem
Festpunkt einstellen. Die Querschnittsbemessung des Rohrs ist
auch auf die Querschnittsbemessung der Strahlung abgestimmt.
Bei Anwendung teleskopierender Stangen kann ein diese und den
Strahlengang umschließender Faltenbalg zum Schutz eingesetzt
werden.
Die Vorrichtung kann so weitergebildet werden, daß das
Schwenkverstellteil an eine außerhalb des Ringteils oder des
Zwischenringteils angeordnete, werkstückparallel verdrehbare
Koppelstelle mechanisch gekoppelt ist. Die werkstückparallel
verdrehbare Koppelstelle ist der Schwenkverstellung des Bear
beitungskopfs oder eines anderen, vom Schwenkverstellteil be
aufschlagten Bauteils der strahlzuleitenden Optik optimal an
gepaßt. Sie dient der Einkopplung der Strahlung in die ihr
nachgeordneten Bauteile der strahlungszuleitenden Optik.
Im vorbeschriebenen Zusammenhang kann die Vorrichtung so
ausgebildet sein, daß eine Koppelstelle am Zwischenringteil
und/oder außerhalb des Außen rings ortsfest oder zum Ringteil
werkstückparallel unbeweglich angeordnet ist. Eine Koppel
stelle am Zwischenringteil ist erforderlich, wenn die kombi
nierten Bewegungen des Zwischenringteils und des Ringteils
die zusammengesetzte Bewegung des Bearbeitungskopfs ergeben.
Es können dann insbesondere Schwenkverstellteile vorteilhaft
eingesetzt werden. Die Anordnung einer Koppelstelle außerhalb
des Außenrings ist zweckmäßigerweise ortsfest, wenn auch die
Vorrichtung im übrigen ortsfest ist. Wird die Vorrichtung
werkstückparallel bewegt, so wird die Koppelstelle zweckmäßi
gerweise werkstückparallel unbeweglich zum Ringteil ausgebil
det, also der werkstückparallelen Bewegung entsprechend be
wegbar.
Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung so auszubilden, daß
die Koppelstelle eine Strahlungszuleitung von einer Seite der
Vorrichtung werkstückparallel auf deren andere Seite gestat
tet. Hierdurch ergeben sich konstruktive Freiheiten bei der
Ausgestaltung der Vorrichtung im übrigen, insbesondere bei
der Anordnung der Schwenkverstellteile.
Das Vorstehende gilt insbesondere hinsichtlich einer
Ausbildung der Vorrichtung, bei der ein erstes Schwenkver
stellteil auf einer Seite der Vorrichtung und ein zweites
Schwenkverstellteil auf deren anderer Seite angeordnet ist.
Dadurch wird erreicht, daß die Schwenkverstellteile die für
die Ringteile vorgesehenen Bewegungen nicht behindern können,
indem sie aneinanderstoßen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht in einer Längsrichtung des zu
bearbeitenden Werkstücks,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch
in der anderen Längsrichtung des Werkstücks, und
Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung A gemäß
Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient dem
Bearbeiten von Werkstücken 10, nämlich langen Werkstücken,
die sich vertikal zur Darstellungsebene erstrecken bzw. die
vertikal dazu durchlaufen. Als Beispiel wurde ein Rohr recht
eckigen Querschnitts mit abgerundeten Kanten dargestellt. Das
Werkstück 10 ist in der dargestellten Bearbeitungslage von
einer nicht dargestellten Positionierungseinrichtung gehal
ten, deren Ausbildung der erforderlichen Genauigkeit der Po
sitionierung des Werkstücks 10 entsprechend erfolgt.
Um das Werkstück 10 zu bearbeiten, ist ein Bearbeitungs
kopf 12 schematisch dargestellt, der Bestandteil einer sche
matisch dargestellten Optik ist, mit der Hochenergiestrah
lung, insbesondere Laserstrahlung, von einer nicht darge
stellten Strahlungsquelle zum Werkstück 10 leitet. Der Bear
beitungskopf 12 fokussiert die Strahlung 23 auf die Werk
stückoberfläche, nämlich einen Bestandteil des Außenumfangs
11 des Werkstücks 10. Der Doppelpfeil 28 des Bearbeitungskop
fes kennzeichnet, daß dieser mit einer Hilfsachse ausgeführt
ist, die radial verstellbar ist, so daß der Bearbeitungskopf
dem Werkstück 10 angenähert werden kann, oder von dem Werk
stück entfernt werden kann. Das ist erforderlich, um radial
unterschiedlich weit vom Bearbeitungskopf 12 angeordnete Um
fangsbereiche des Werkstücks 10 bearbeiten zu können. Das ist
insbesondere erforderlich, wenn sich die Stellung des Werk
stücks 10 relativ zum Bearbeitungskopf 12 ändert, beispiels
weise, wenn der Bearbeitungskopf 12 um das Werkstück 10 herum
bewegt wird, um unterschiedliche Radien aufweisende Stellen
des Außenumfangs 11 bearbeiten zu können. Die Steuerung der
Hilfsachse hängt dabei von den Erfordernissen ab. Wenn die
Position des Werkstücks 10 relativ zum Bearbeitungskopf 12
genügend genau vorgegeben ist, kann die Steuerung entspre
chend einem vorbestimmten Programm oder einer vorbestimmten
Bahn durchgeführt werden. Es kann aber auch erforderlich
sein, den Abstand des Bearbeitungskopfes 12 zum Werkstück 10
zu messen und die Hilfsachse dem Meßergebnis entsprechend zu
steuern. Zum Messen des Abstands kann beispielsweise ein ka
pazitiver Sensor eingesetzt werden.
Um die Positionierungseinrichtung nicht so ausbilden zu
müssen, daß das Werkstück 10 relativ zum Bearbeitungskopf 12
gedreht bzw. bewegt werden muß, wenn das Werkstück 10 um sei
nen Außenumfang herum bearbeitet werden soll, ist der Bear
beitungskopf 12 beweglich und das Werkstück 10 liegt fest.
Der Bearbeitungskopf 12 ist an einem Ringteil 16 angebracht,
nämlich an einem geschlossenen Ring, der das Werkstück 10
vollständig umschließt. Die Anordnung des Ringteils 16 ist
so, daß dessen Radiusmittelpunkt 14 mit der in Fig. 2 darge
stellten Mittellängsachse des Werkstücks 10 zusammenfällt.
Eine davon abweichende Anordnung ist ebenfalls möglich, so
fern die Bewegung des Bearbeitungskopfs 12 nicht behindert
wird und die erforderliche Radialverstellung möglich ist, al
so ohne daß der Verstellbereich der Hilfsachse nicht mehr
ausreicht.
Das Ringteil 16 ist auf der durch seinen Radius 13 be
stimmten Kreisbahn beweglich, daß heißt, es dreht sich um die
Mittellängsachse 15 des Werkstücks 10. Der Antrieb des Ring
teils 16 erfolgt durch einen Stellantrieb 20, der schematisch
dargestellt ist und sich in den Richtungen seines Doppel
pfeils drehen kann, so daß das Ringteil 16 entsprechend dem
gerade dargestellten Doppelpfeil in den beiden Richtungen ge
dreht wird. Der Bearbeitungskopf 12 wird entsprechend auf der
Kreisbahn geführt.
Um die Drehbewegung des Ringteils 16 möglichst präzise
und mit möglichst geringen Reibungskräfte bzw. Antriebskräf
ten des Stellantriebs 20 durchführen zu können, ist das Ring
teil 16 an seinem Außenumfang 16' reibungsarm gelagert. Das
wird durch die gleichmäßig um den Außenumfang des Ringteils
16 verteilten Wälzkörper 24 angedeutet. Diese Wälzkörper 24
bilden ein Drehlager 25, dessen Innenring das Ringteil 16 ist
und dessen Außenring ein Zwischenringteil 18 ist. Dieses Zwi
schenringteil 18 umgibt also das Ringteil 16 konzentrisch und
ist selbst mit seinem Außenumfang 18' an einem Außenring 19
reibungsarm abgestützt, nämlich mit Wälzkörpern 26, die mit
dem Zwischenringteil 18 und dem Außenring 19 ein weiteres
Drehlager 25 bilden. Auch das Zwischenringteil 18 kann in den
Richtungen seines Doppelpfeils bewegt werden, nämlich durch
einen nicht dargestellten Stellantrieb, der beispielsweise an
einer Stirnseite des Rings angreift.
Die Stellantriebe können auch als Riemenantriebe oder
anders ausgebildet werden.
Der Außenring 19 ist in nicht dargestellter Weise ange
ordnet, und bildet sozusagen das Gestell der Teile für die
Bewegung des Bearbeitungskopfs 12. Der Außenring 19 kann bei
spielsweise ortsfest angeordnet sein. Er kann jedoch auch auf
einem Schlitten angeordnet sein, mit dem er werkstückparallel
beweglich ist. Bei Bewegung des Außenrings 19 senkrecht zur
Darstellungsebene wird der Bewegung des Bearbeitungskopfs 12
durch das Ringteil 16 bzw. das Zwischenringteil 18 eine Bewe
gungskomponente in der entsprechenden Richtung überlagert, so
daß entsprechend aufwendige Bahnen eines stillstehenden Werk
stücks 10 bearbeitet werden können. Bewegt sich das Werkstück
10, so kann erreicht werden, daß sich die Position der Vor
richtung relativ zum Werkstück 10 in Bewegungsrichtung nicht
ändert. Auch bei bewegtem Werkstück 10 können Bewegungen des
Außenrings 19 dazu herangezogen werden, vorbestimmte Bahnen
auf dem Außenumfang 11 des Werkstücks 10 zu bearbeiten.
Damit die Strahlung 23 dem Bearbeitungskopf 12 von einer
Strahlungsquelle 22' zugeleitet werden kann, ist die darge
stellte Optik mit Koppelstellen 22 zu versehen. Zwei Koppel
stellen 22 werden durch ein Schwenkverstellteil 21 mechanisch
miteinander gekoppelt. Das Schwenkverstellteil 21 ist ein
Rohr einstellbarer Länge, das einen Abschnitt des Strahlen
gangs umschließt und die Spiegel für die Laserstrahlung
fluchtend ausrichtet. Die Längeneinstellung erfolgt selbsttä
tig in Abhängigkeit von der Drehverstellung des Zwischenring
teils 18 mittels des nicht dargestellten Stellantriebs. Eine
solche automatische Längenanpassung ist erforderlich, weil
die außerhalb des Außenrings 19 angeordnete Koppelstelle 22
ortsfest ist. Infolgedessen ändert sich der Abstand zwischen
den Koppelstellen 22 des Schwenkverstellteils 21 der Fig. 1
und bedingt die Längenänderung dieses Schwenkverstellteils
21.
Beide Koppelstellen 22 sind so ausgebildet, daß sie
werkstückparallel verdrehbar sind. Sie sind in einer zur
Längsmittelachse 15 genau senkrechten Ebene angeordnet, wie
sich auch aus der schematischen Darstellung des Schwenkver
stellteils 21 in Fig. 3 schließen läßt. Fig. 3 kennzeichnet
ebenfalls die Schwenkverstellbarkeit einer Koppelstelle 22
parallel zum Werkstück 10.
Die Koppelstellen 22 gewährleisten auch in nicht darge
stellter Weise, daß die der Bearbeitung des Werkstücks 10
dienende Strahlung 23 weitergeleitet wird. Die hierzu erfor
derlichen Bauteile, z. B. Spiegel, sind nicht im einzelnen an
gegeben. Fig. 3 zeigt jedoch eine Umlenkung der Strahlung, die
aus dem Bereich der außerhalb des Außenrings 19 angeordneten
Koppelstelle 22 in den Bereich der in Fig. 3 links oben und in
Fig. 1 mit dem Zwischenringteil 18 verbundenen Koppelstelle 22
gelangt. Diese Koppelstellen 22 und das dazugehörige Schwenk
verstellteil 21 sind auf der in Fig. 1 abgebildeten einen Sei
te der Vorrichtung angeordnet.
Von der Koppelstelle 22 des Zwischenringteils 18 muß die
Strahlung 23 zur Koppelstelle 22 des Ringteils 16 der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtungsseite weitergeleitet werden.
Hierzu wird die andere, in Fig. 2 dargestellte Seite der Vor
richtung herangezogen. Auf dieser Seite sind ebenfalls zwei
Koppelstellen 22 vorhanden, wobei die obere gemäß Fig. 3 mit
der oberen Koppelstelle der in Fig. 1 dargestellten Seite der
Vorrichtung werkstückparallel fluchtet und wie diese in glei
chem Maße parallel zum Werkstück 10 verdrehbar ist.
Entsprechend fluchtet die in Fig. 2 am Ringteil 16 befe
stigte Koppelstelle 22 mit der Koppelstelle 22 der in Fig. 3
links unten dargestellten Koppelstelle. Infolgedessen ergibt
sich die in Fig. 3 ersichtliche Strahlführung mit zwei werk
stückparallelen Strahlabschnitten und es wird erreicht, daß
sich die Schwenkverstellteile 21 bei einem Verstellen des
Ringteils 16 und des Zwischenringteils 18 nicht behindern,
wenn entsprechend überlappende Bewegungen durchgeführt wer
den.
Die Bewegungen des Ringteils 16 und des Zwischenring
teils 18 werden so gesteuert, daß sich ihre Bewegungen opti
mal ergänzen. Zweckmäßig ist beispielsweise eine Steuerung
derart, daß das Zwischenringteil 18 die ihm zugeordneten Kop
pelstellen 22 in zwei vertikalen Quadranten bewegt - bezogen
auf die Mittellängsachse 15 des Werkstücks 10 -, während das
Ringteil 16 die ihm zugeordneten Koppelstellen 22 in den dazu
wegen der gewünschten Bahn passenden zwei horizontalen Qua
dranten gesteuert wird.
Es ist auch eine Bearbeitung des Werkstücks 10 mit meh
reren Bearbeitungsoptiken möglich, wenn entsprechend viele
Strahlungsquellen oder entsprechend ausgebildete Strahlteiler
eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, auf jeder
der in den Fig. 1, 2 dargestellten Seiten der Vorrichtung einen
Bearbeitungskopf 12 vorzusehen, nämlich einen am Ringteil 16
und einen am Zwischenringteil 18. Dazu würde das in Fig. 2
dargestellte Schwenkverstellteil 21 entfallen und die in die
ser Figur oben dargestellte Koppelstelle 22 müßte gemäß Fig. 1
ausgebildet werden, also mit einer außerhalb des Außenrings
19 angeordneten Koppelstelle 22, die an die Strahlungsquelle
angeschlossen ist. Es ist aber auch möglich, zwei oder mehrere
Bearbeitungsköpfe z. B. gleichmäßig über den Kreisumfang ver
teilt auf einer Seite der Vorrichtung anzuordnen. Das ist
z. B. für das Ablängen vorteilhaft, um Drehbewegungen der Be
arbeitungsköpfe nur über 180 Winkelgrad durchführen zu müs
sen.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Bearbeiten von langen, insbesondere end
los durchlaufenden Werkstücken (10) mit Hochenergie
strahlung, insbesondere mit Laserstrahlung, mit einer
das Werkstück (10) in Bearbeitungslage haltenden Positi
onierungseinrichtung, mit einem Bearbeitungskopf (12),
dessen relative Stellung zum Außenumfang (11) des Werk
stücks (10) von einem stellantriebsbeaufschlagten Ring
teil (16) einstellbar ist, welches das lange Werkstück
(10) radial zumindest teilweise umfaßt, und das auf der
durch seinen Radius (13) bestimmten Kreisbahn beweglich
ist, und mit mindestens einem längeneinstellbaren Ver
stellteil als Bestandteil einer die Strahlung von einer
ortsfesten Strahlungsquelle (22') zum Werkstück (10)
leitenden Optik, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring
teil (16) mit seinem Außenumfang in einem koaxial ange
ordneten, mit einem weiteren Stellantrieb gekoppelten
Zwischenringteil (18) gelagert ist, das auf der durch
seinen Radius (17) bestimmten Kreisbahn beweglich ist,
und daß dem Ringteil (16) und dem Zwischenringteil (18)
jeweils ein strahlungsleitendes Verstellteil zugeordnet
ist, das als Schwenkverstellteil (21) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kreismittelpunkt (14) des Ringteil (16) mit der Mit
tellängsachse (15) des Werkstücks (10) zusammenfällt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Ringteil (16) ein an seinem Außenumfang
(16') reibungsarm gelagerter geschlossener, bedarfsweise
zu öffnender Ring ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zwischenringteil (18) ein an
seinem Außenumfang (18') reibungsarm gelagerter ge
schlossener, bedarfsweise zu öffnender Ring ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zwischenringteil (18) in einem
geschlossenen Außenring (19) gelagert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Außenring (19) ortsfest oder werkstückparallel be
weglich angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ihre Bearbeitungsoptik bei bewegtem
Werkstück (10) dessen Bewegung entsprechend steuerbar
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bearbeitungskopf (12) mit einer
radial und/oder axial verstellbaren Hilfsachse ausge
führt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bearbeitungskopf (12) am Ringteil (16) mit einem
Schwenkverstellteil (21) der strahlungszuleitenden Optik
werkstückparallel verschwenkbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schwenkverstellteil (21) den Strahlengang der Strah
lung umschließt oder neben dem Strahlengang angeordnet
ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schwenkverstellteil (21) an eine au
ßerhalb des Ringteils (16) oder des Zwischenringteils
(18) angeordnete, werkstückparallel verdrehbare Koppel
stelle (22) mechanisch gekoppelt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Koppelstelle (22) am Zwischen
ringteil (18) und/oder außerhalb des Außenrings (19)
ortsfest oder zum Ringteil (16) werkstückparallel unbe
weglich angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Koppelstelle (22) eine Strahlungszu
leitung von einer Seite der Vorrichtung werkstückparal
lel auf deren andere Seite gestattet.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß ein erstes Schwenkverstellteil (21)
auf einer Seite der Vorrichtung und ein zweites Schwenk
verstellteil (21) auf deren anderer Seite angeordnet
ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere
Bearbeitungsoptik vorhanden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138560 DE19538560C2 (de) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Vorrichtung zum Bearbeiten von langen Werkstücken |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1995138560 DE19538560C2 (de) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Vorrichtung zum Bearbeiten von langen Werkstücken |
Publications (2)
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DE19538560A1 DE19538560A1 (de) | 1997-04-24 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995138560 Expired - Fee Related DE19538560C2 (de) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Vorrichtung zum Bearbeiten von langen Werkstücken |
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