DE19837334C1

DE19837334C1 - Laser objective protection device for a laser machining tool, used especially for deep engraving of workpiece surfaces, comprises a rotated disk between the objective and a workpiece

Info

Publication number: DE19837334C1
Application number: DE1998137334
Authority: DE
Inventors: Saulius Baublys
Original assignee: BAUBLYS GmbH
Current assignee: BAUBLYS CONTROL LASER GMBH, 71640 LUDWIGSBURG, DE
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2018-08-19

Abstract

Laser objective protection device (10) comprises a rotated disk (16) between the objective (12) and a workpiece (14).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes an einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere an einer solchen zum Tiefgravieren von Oberflächen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device to protect the lens of a laser device on a Machine tool for machining workpieces, in particular on one for deep engraving of surfaces, after the Preamble of claim 1.

Insbesondere beim Tiefgravieren von Oberflächen bspw. im Formenbau mittels eines Lasergerätes tritt das Problem auf, dass das mittels Laserlicht abgearbeitete Material des Werkstücks vom Werkstück abspritzen und zum Objektiv des Lasergerätes gelangen kann, was zu schwerwiegenden Nachteilen bis hin zum Ersatz des Objektivs führen kann. Um dies zu verhindern, ist eine Einrichtung zum Schutz des Objektivs vorgeschlagen worden, bei der eine laserlichttransparente Folie in Form eines Folienbandes von einer Vorratsrolle abgezogen, unterhalb des Objektivs des Laserlichtes vorbeigeführt und auf eine gegenüberliegende zweite Rolle aufgerollt wird (Guggolz, Ernst; Gepulste Nd : YAG-Laser in der Feinwerktechnik: Materialbearbeitung mit Licht, Landsberg/Lech; Verl. Moderne Industrie 1998, S. 59 u. 60) Immer dann, wenn der unterhalb des Objektivs des Lasergerätes vorhandene Bereich der bandartigen Folie zu stark verschmutzt ist, wird die Folie um einen bestimmten Abschnitt weitertransportiert. Diese Einrichtung ist konstruktiv relativ aufwendig und raumeinnehmend. Außerdem wird der jeweilige Bereich der Folie schnell verschmutzt, so dass die bandartige Folie oft weiterbewegt werden muss und daher schnell verbraucht ist und insgesamt ausgewechselt werden muss.Especially when deeply engraving surfaces, for example in Mold making using a laser device the problem occurs that the material of the Spray the workpiece from the workpiece and to the lens of the Laser device can get, which leads to serious disadvantages can lead to the replacement of the lens. To do this prevent is a device to protect the lens has been proposed in which a laser light transparent Foil in the form of a foil tape from a supply roll subtracted, below the lens of the laser light led past and onto an opposite second role is rolled up (Guggolz, Ernst; pulsed Nd: YAG laser in the Precision engineering: material processing with light, Landsberg / Lech; Verl. Moderne Industrie 1998, p. 59 u. 60) Whenever under the lens of the laser device Existing area of the tape-like film too dirty the slide is around a certain section transported on. This facility is constructively relatively complex and takes up space. Moreover the respective area of the film is quickly soiled, so that the tape-like film often has to be moved on and is therefore quickly used up and replaced overall must become.

Aus der US-A-5 689 327 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die eine in einem Halter fest eingespannte laserlichttransparente Folie verwendet. Die Folie ist zusammen mit ihrem Halter auswechselbar. Auch bei dieser Einrichtung ist die starr angebrachte Folie relativ schnell verschmutzt und damit verbraucht, so dass sie zusammen mit dem Halter des Öfteren ausgewechselt werden muss. From US-A-5 689 327 is a device of the entry known type known, which is fixed in a holder clamped laser light transparent film used. The foil can be replaced together with its holder. This one too The rigidly attached film is relatively quick to set up polluted and thus consumed, so that it along with the Holder must be replaced frequently.

Des Weiteren ist aus der US-A 5 308 951 eine Einrichtung zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes bekannt, die durch ein rotierend angetriebenes Flügelrad gebildet ist, dessen aus einem Metall bestehende Flügel den Laserstrahl kreuzen. Bei dieser Einrichtung wird das abspritzende Material im Wesentlichen vollkommen abgeschleudert.Furthermore, from US-A 5 308 951 a device for Protection of the lens of a laser device known by a rotatably driven impeller is formed, the a metal wing cross the laser beam. At this device is the spraying material in the Essentially completely hurled.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes an einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die konstruktiv weniger aufwendig ist und die weniger schnell verschmutzt.The object of the present invention is therefore a Device for protecting the lens of a laser device to create a machine tool of the type mentioned at the outset, which is less constructive and less fast dirty.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes an einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.To solve this problem are at a facility for Protection of the lens of a laser device on a Machine tool of the type mentioned in claim 1 specified features provided.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine konstruktiv einfache Möglichkeit des Schutzes des Objektivs eines Lasergerätes erreicht. Da die Scheibe rotierend angetrieben ist, kann sich das von der Werkstückoberfläche abspritzende Material an der Folie in wesentlich geringerem Maße als bisher festsetzen, da durch die vorzugsweise relativ hohe Drehzahl der Schleuderscheibe das abspritzende Material weggeschleudert wird. Darin resultiert auch der Vorteil, dass diese Scheibe relativ selten ausgewechselt werden muss.The measures according to the invention are constructive easy way of protecting the lens of a Laser device reached. Because the disc is driven in rotation the spraying off of the workpiece surface Material on the film to a much lesser extent than before fix, because of the preferably relatively high speed the spraying material thrown away the centrifugal disc becomes. This also has the advantage that this disc must be replaced relatively rarely.

Die rotierend angetriebene Scheibe kann unmittelbar unterhalb des Objetivs angeordnet sein. In weiterer Ausgestaltung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 und/oder 3 jedoch ist die rotierend angetriebene Scheibe unterhalb einer Platte oder zwischen zwei Platten rotierend angetrieben gehalten. Im letzteren Falle ergibt sich der besondere Vorteil, dass bei rotierender Scheibe zwischen den beiden Platten ein Luftstrom entsteht, der zusätzlich eine Saugwirkung auf das von der Werkstückoberfläche abspritzende Material ausübt, so dass auch dadurch ein Festsetzen an der Scheibe auf ein Minimum begrenzt ist.The rotating driven disc can be directly below of the lens. In a further embodiment according to the features of claim 2 and / or 3, however, is rotating driven disc under a plate or kept rotatingly driven between two plates. in the the latter case has the particular advantage that at rotating disc between the two plates an air flow arises, which also has a suction effect on the Exerting material spraying workpiece surface, so that too this keeps the disc from sticking to a minimum is.

Die Scheibe kann vollflächig kreisförmig oder ringförmig (Anspruch 4) und/oder zentrisch oder randseitig angetrieben (Anspruch 5) sein, bspw. durch einen Elektromotor (Anspruch 6) oder in pneumatischer Weise über Luftleitschaufeln. The entire disc can be circular or ring-shaped (Claim 4) and / or driven centrally or at the edge (Claim 5), for example by an electric motor (Claim 6) or in a pneumatic manner via air guide vanes.

Mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 ist ein schnelles Auswechseln der Einrichtung am Lasergerät bzw. der Werkzeugmaschine erreicht.With the features of claim 7 is a fast Replacing the device on the laser device or Machine tool reached.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:Further details of the invention are as follows Description can be found in which the invention using the in the drawing shown embodiment closer is described and explained. Show it:

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine Einrichtung zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung in an einem Lasergerät bzw. einer Werkzeugmaschine eingebauter Anordnung, Fig. 1 shows a schematic side view of a means to protect the lens of a laser apparatus according to a preferred embodiment of the present invention in a laser device or a built-in machine tool assembly,

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Pfeil II der Fig. 1, jedoch nur der Einrichtung mit zu bearbeitendem Werkstück, und Fig. 2 is a side view according to arrow II of Fig. 1, but only the device with the workpiece to be machined, and

Fig. 3 eine Unteransicht gemäß Pfeil III der Fig. 2 der Einrichtung. Fig. 3 is a bottom view according to arrow III of Fig. 2 of the device.

Gemäß Fig. 1 ist eine Einrichtung 10 zum Schutz des Objektivs eines Lasergerätes 11 an diesem auswechselbar gehalten. Das Lasergerät 11, das Teil einer nicht weiter dargestellten Werkzeugmaschine in Form einer Laserbeschriftungsmaschine ist, ist an einem Arm 13 in den drei Koordinaten des Raumes relativ zu einem hier ortsfest aufgespannten Werkstück 14 verfahrbar.Referring to FIG. 1, an apparatus 10 is held to protect the lens of a laser apparatus 11 in this replaceable. The laser device 11 , which is part of a machine tool (not shown further) in the form of a laser marking machine, can be moved on an arm 13 in the three coordinates of the space relative to a workpiece 14 clamped here in a stationary manner.

Die Einrichtung 10 besitzt eine Schleuderscheibe 16 aus einem Kunststoff, der für Laserlicht transparent ist. Die aus einer Kunststofffolie bestehende kreisförmige Schleuderscheibe 16 ist an der Unterseite 17 einer rechteckförmigen starren Platte 18 in einem Abstand angeordnet. Dabei ist die Schleuderscheibe 16 an der Abtriebswelle 19 eines elektrischen Antriebsmotors 21 drehfest angeflanscht. Der Elektromotor 21 ist auf der dem Lasergerät 11 zugewandten Oberseite 22 der Platte 18 ortsfest gehalten. Mit Hilfe dieses Elektromotors 21 wird die Schleuderscheibe 16 während des Betriebes mit einer Drehzahl von bspw. 6.000 U/min angetrieben.The device 10 has a centrifugal disc 16 made of a plastic which is transparent to laser light. The circular centrifugal disc 16 consisting of a plastic film is arranged on the underside 17 of a rectangular rigid plate 18 at a distance. The centrifugal disc 16 is flanged to the output shaft 19 of an electric drive motor 21 in a rotationally fixed manner. The electric motor 21 is held stationary on the upper side 22 of the plate 18 facing the laser device 11 . With the help of this electric motor 21 , the centrifugal disc 16 is driven during operation at a speed of, for example, 6,000 rpm.

Axial unterhalb des Bereichs des Objektivs 12 des Lasergerätes 11 ist die Platte 18 mit einem hier rechteckförmigen Fenster 23 versehen, durch das punktiert angedeutete Laserstrahl 15 vom Lasergerät 11 auf die Schleuderscheibe 16 und durch diese hindurch auf das zu bearbeitende Werkstück 14 ungehindert gelangen kann.Axially below the area of the objective 12 of the laser device 11 , the plate 18 is provided with a window 23 , here rectangular, through which the laser beam 15 indicated by the dotted line from the laser device 11 can reach the centrifugal disc 16 and through it onto the workpiece 14 to be machined.

Die hier etwa quadratische Platte 18 überragt an ihren beiden Längsseiten 26 und 27 den Durchmesser der Schleuderscheibe 16 und ist mit diesen Längsseitenbereichen in am Lasergerät 11 befestigten parallelen Halteschienen 28 und 29 ein- und ausschiebbar geführt. Dadurch ist die Einrichtung 10 am Lasergerät 11 in einfacher Weise auswechselbar gehalten.The plate 18, which is approximately square here, projects beyond the diameter of the centrifugal disc 16 on its two longitudinal sides 26 and 27 and is guided with these longitudinal side regions in parallel holding rails 28 and 29 attached to the laser device 11 so that they can be pushed in and pushed out. As a result, the device 10 on the laser device 11 can be exchanged in a simple manner.

Beim Bearbeiten der Oberfläche des Werkstücks 14 mittels des schematisch dargestellten Laserstrahls 15 wird die Schleuderscheibe 16 rotierend angetrieben, so dass das beim Bearbeiten bspw. Tiefgravieren des Werkstücks 14 mittels des Laserstrahls 15 abspritzende Werkstückmaterial gegen die rotierende Schleuderscheibe 16 spritzt und dabei durch deren Rotation im Wesentlichen weggeschleudert wird, so dass dieses sich nur in einem geringen Maße an der Schleuderscheibe 16 festsetzen kann. Ist nach einem relativ langen Zeitraum die Schleuderscheibe 16 dennoch für den Laserstrahl 15 "blind" geworden, kann die Schleuderscheibe 16 an der Einrichtung 10 ohne weiteres dadurch gegen eine neue ausgewechselt werden, dass die auf der Abtriebswelle 19 befestigte Feststellmutter 24 gelöst wird.When processing the surface of the workpiece 14 by means of the schematically illustrated laser beam 15 , the centrifugal disc 16 is driven in rotation, so that the workpiece material sprayed out during machining, for example deep engraving of the workpiece 14 by means of the laser beam 15, splashes against the rotating centrifugal disc 16 and thereby essentially by its rotation is thrown away so that it can only adhere to the slinger 16 to a small extent. If, after a relatively long period of time, the centrifugal disc 16 has become "blind" to the laser beam 15 , the centrifugal disc 16 on the device 10 can easily be exchanged for a new one by loosening the locking nut 24 fastened on the output shaft 19 .

Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die Schleuderscheibe 16 zwischen der dem Lasergerät 11 zugewandten oberen Platte 18 und einer zweiten dem zu bearbeitenden Werkstück 14 zugewandten unteren Platte angeordnet, welche letztere ein mit dem Fenster 23 der oberen Platte 18 fluchtendes Fenster aufweist. Die beiden Platten sind zu einem öffnenbaren Gehäuse zusammengefasst, das am Lasergerät 11 ähnlich Fig. 1 ein- und ausschiebbar und damit auswechselbar gehalten ist. Durch diese Ausgestaltung wird während der Rotation der Schleuderscheibe 16 zwischen den beiden Platten ein auf das abspritzende Werkstückmaterial ausgeübter Sog erzeugt, der das abspritzende Material abführt.According to an exemplary embodiment of the present invention, not shown, the centrifugal disc 16 is arranged between the upper plate 18 facing the laser device 11 and a second lower plate facing the workpiece 14 to be machined, the latter having a window aligned with the window 23 of the upper plate 18 . The two plates are combined to form an openable housing which can be pushed in and out on the laser device 11 similar to FIG . As a result of this configuration, a suction which is exerted on the spraying workpiece material and which removes the spraying material is generated between the two plates during the rotation of the centrifugal disc 16 .

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Schleuderscheibe nicht vollflächig sondern kreisringförmig, wobei die Breite des Kreisringes mindestens gleich der radialen Abmessung des oder der Fenster in der oder den Platten ist.According to a further exemplary embodiment, the Centrifugal disc not full surface but circular, the width of the annulus at least equal to radial dimension of the window or windows in the Plates is.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Schleuderscheibe statt zentrisch längs seines Außenumfanges gelagert und/oder angetrieben sein. Der Antrieb kann bspw. auch pneumatisch über Luftleitbleche an der Schleuderscheibe erfolgen.In another embodiment, the Centrifugal disc instead of centrically along its outer circumference be stored and / or driven. The drive can, for example. also pneumatically via air baffles on the centrifugal disc respectively.

Es ist ferner möglich, die Schleuderscheibe (ohne Platte) unterhalb des Objektives 12 des Lagergerätes vorzusehen.It is also possible to provide the centrifugal disc (without a plate) below the objective 12 of the storage device.

Claims

1. Device ( 10 ) for protecting the lens ( 12 ) of a laser device ( 11 ) on a machine tool for machining workpieces ( 14 ), in particular on one for deep engraving of surfaces, with one between the lens ( 12 ) and the one to be machined Workpiece ( 14 ) arranged laser light transparent film, characterized in that the laser light transparent film is formed by a rotatingly driven disc ( 16 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the disc ( 16 ) on the laser device ( 11 ) facing away from a plate ( 18 ) is interchangeably arranged, which is provided with a window ( 23 ) for laser light ( 15 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the disc ( 16 ) between two plates ( 18 ) is held rotatably and that both plates ( 18 ) are provided with axially aligned windows ( 23 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the disc ( 16 ) is circular or annular over the entire surface.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the disc ( 16 ) is driven centrally or at the edge.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that an electric drive motor ( 21 ) is flanged to one of the plates ( 18 ).

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the plate provided with the disc ( 18 ) or plates by means of lateral guides ( 26 , 27 ) in a holder ( 28 , 29 ) below the laser device ( 11 ) can be inserted or are.