DE2001313B2

DE2001313B2 - Vorrichtung zur Bearbeitung eines auf einer Auflage liegenden Werkstückes

Info

Publication number: DE2001313B2
Application number: DE2001313A
Authority: DE
Inventors: Michael Patrick St. Barnabas Close Gloucester Beresford; Brian Frederick Harbonne Birmingham Scott
Original assignee: University of Birmingham; Sparcatron Ltd
Current assignee: University of Birmingham; Sparcatron Ltd
Priority date: 1969-01-14
Filing date: 1970-01-13
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE2001313A1; GB1278471A; US3617683A; DE2001313C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines auf einer Auflage liegenden Werkstükkes mit Hilfe einer unter der Auflage angeordneten abgeschirmten Laserstrahleinrichtung, wobei in der Auflage eine Öffnung für den Durchtritt des Laserstrahls vorgesehen ist.

Es ist bekannt, mit HUfe einer Laserstrahleinrichrung Werkstücke zu bearbeiten, insbesondere Bohrungen zu erstellen. Es ist auch schon bekannt, die Laserstrahleinrichtung unterhalb des Werkstückes anzuordnen und nach außen hin abzuschirmen, damit die schädlichen Strahlen vom Bedienungspersonal ferngehalten werden (US-PS 3 293 652 und »The Western Electric Engineer«, 1966).

, Ist aber die Laserstrahleinrichtung unterhalb des Werkstückes angeordnet, dann kann nicht genau festgestellt werden, wo der Laserstrahl auf das zu bearbeitende Werkstück trifft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes mit Hilfe einer Laserstrahleinrichtung, die unterhalb des Werkstückes angeordnet ist, so auszubilden, daß das Bedienungspersonal mit Sicherheit festellen kann, wo der Laserstrahl auf das Werkstück auftreffen wird.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß über der Auflage eine vertikal bewegliche Anzeigevorrichtung für die optische Achse des Laserstrahls vorgesehen ist und daß das Werkstück unterhalb einer Schablone angeordnet ist.

Die Anordnung der vertikal beweglichen Anzeigevorrichtung ergibt die Möglichkeit der Anzeige der optischen Achse des Laserstrahles; die Anordnung der Schabjone ergibt die Möglichkeit das. Werkstück in die gewünschte Position zur optischen Achse zu bringen. Damit kann das zu fertigende Loch in dem S Werkstück an der jeweils gewünschten Stelle erstellt werden.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Arbeitsebene ungeachtet der Materialdicke konstant bleibt, wodurch die Notwendigkeit einer Nachstellung der Brenn-

punktebene bei der Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Dicke entfällt Hinzu kommt, daß es auph nicht notwendig ist, die Arbeitsweise des Laserstrahles von fern zu beobachten, um festzustellen, ob auch an der richtigen Stelle das Loch erstellt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform-ist die Anzeigevorrichtung ein stangenförmiges Gebilde mit einer zentrischen Bohrung, welches an seinem unteren Ende konisch zuläuft.

Diese Ausbildung der Anzeigevorrichtung hat den Vorteil, daß die nach Fertigstellung des Loches aus dem Werkstück austretenden Laserstrahlen für das Personal keine Gefahr darstellen.

Auch kann beim Fehlen eines Werkstückes die

»5 öffnung in der Auflage durch das stangenförmige Gebilde abgeschlossen werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Auflage und Werkstück eine Stützplatte angeordnet ist; ferner, daß diese mit einer oder mehreren Bohrungen und die Schablone mit entsprechenden Bohrungen versehen ist, wobei jeweils die Bohrungen in der Schablone genau über denen der Stützplatte liegen und daß der aus Stützplatte, Werkstück und Schablone bestehende Körper auf der Auflage beliebig verschiebbar ist.

Dadurch ist erreicht, daß bei mehreren anzubringenden Löchern die genaue Lage der Löcher zueinander fixiert werden kann.

Ferner sind vor der öffnung in der Auflage bewegbare Verschlußmittel vorgesehen, damit der Laserstrahl erst dann das Werkstück trifft, wenn die Anzeigevorrichtung in die Arbeitsposition gebracht worden ist. Dabei können die Verschlußmittel mit der Anzeigevorrichtung mechanisch oder elektrisch verbunden sein und selbsttätig entfernt werden, wenn die Anzeigevorrichtung in Arbeitsstellung gebracht wird. Die Vc.Schlußmittel können z. B. so angeordnet sein, daß sie die öffnung in der Auflage nur dann freigeben, wenn die Anzeigevorrichtung bei ihrer Abwärtsbewegung einem Widerstand begegnet.

In der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.
F i g. 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung, bei der die Laserstrahleinrichtung über dem Werkstück angeordnet ist;

F i g. 2 zeigt die neue Vorrichtung;
F i g. 3 zeigt die neue Vorrichtung in einer anderen Ausführungsform;

Fig.4 zeigt das Werkstück zusammen mit der Schablone und der Stützplatte;

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung.
F i g. 1 zeigt die übliche Anordnung für eine Laserstrahleinrichtung. Das Werkstück 1 befindet sich hier zwischen der Laserstrahleinrichtung 2 und einem Tisch 3. Bei einer solchen Anordnung ist es erforderlich, den Laserstrahl auf die Oberfläche des

Werkstückes oder nahe an dieser Oberfläche zu fokussieren. Das bedeutet, daß die Laserstrahleinrichtung für verschiedene Werkstückdicken nachfokussiert oder das Werkstück in bezug auf die Brennpunktebene bewegt werden muß.

Wie F i g. 2 zeigt, befindet sich bei der neuen Vorrichtung unter der Auflage 30 die Lajierstrahleinrichtung 20, die von einer Ummantelung 32 in an sich bekannter Weise abgeschirmt ist. Die Laserstrahlen treten durch eine öffnung 31 in der Auflage 30 an das Werkstück 10 heran. Da der Laserstrahl von unten auf das Werkstück auftrifft, ist der Laserstrahl auch bei verschiedenen Dicken des Werkstückes immer richtig fokussiert.

In der optischen Achse der Laserstrahleinrich'aing befindet sich dia Anzeigevorrichtung 40, die in Form eines stangenförmigen Gebildes 40 a ausgebildet ist. Auf dem Werkstück 10 ist die Schablone 50 angeordnet, die eine Bohrung 51 aufweist, die mit der Achse der Anzeigevorrichtung 40 koaxial liegt. Die Anzeigevorrichtung 40 gewährleistet uiithin, daß das in das Werkstück zu bohrende Loch immer an der richtigen Stelle entsteht.

Wie F i g. 3 zeigt, kann die Anzeigevorrichtung in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden. Sie ist unten konisch zulaufend 40 d ausgebildet und besitzt die nicht durchgehende Bohrung 40 ft. Diese dient dazu, den aus dem Loch austretende» Laserstrahl aufzunehmen und somit das Personal vor den Laserstrahlen zu schützen.

Die konische Ausbildung des unteren Teils der

Anzeigevorrichtung stellt sicher, daß beim Aufsitzen der Anzeigevorrichtung auf der Bohrung 51 der Schablone 50 eine Streuemission nicht eintreten

S kann.

Fig.5 zeigt eine etwas andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung. Dabei ist zentrisch eine Bohrung 40 c angebracht. Die durchgehende Bohrung 40 c dient zur Einführung eines Bohrers oder

ίο einer Reibahle, damit das durch den Laserstrahl gebildete Loch ausgeweitet werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist das zu bearbeitende Werkstück 10 zwischen einer Stützplatte 62 mit Bohrungen 61 und einer Schablone 50 mit Bohrungen 51 angeordnet, wobei alle drei Teile eine Einheit bilden und z. B. bei 62 verbunden sind. Die Bohrungen 51 und 61 sind koaxial zueinander angeordnet. Dadurch können drei hinsichtlich ihres Abstandes genaue Löcher in dem Werkstück 10 angebracht werden, indem die Stützplatte 60 mit ihrer Bohrung 61 zunächst genau über der öffnung 31 der Auflage 30 eingestellt wird.

Darüber hinaus sind bewegbare Verschlußmittel 70 vorgesehen, die die öffnung 31 abschließen, solange die gesamte Einrichtung nicht arbeitsbereit ist. Est wenn die Anzeigevorrichtung und das Werkstück in ihre Positionen gebracht sind, sind die Verschlijßmittel zur Seite geschoben, so daß diinn der Laserstrahl über die öffnung 31 an das Werkstück 10 gelangen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

? 001 313 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bearbeitung eines auf einer Auflage liegenden Werkstückes mit HUfe einer unter der Auflage angeordneten abgeschirmten Laserstrahleinrichtung, wobei in der Auflage eine öffnung für den Durchtritt des Laserstrahls vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß über der Auflage (30) eine vertikal bewegliche Anzeigevorrichtung (40) für die optische Achse des Laserstrahls vorgesehen ist und daß das Werkstück (10) unterhalb einer Schablone (SO) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (40) ein stangenförmiges Gebilde (40 a) mit^einer zentrischen Bohrung (40 b, 40 c) ist, welches an seinem unteren Ende konisch (4C d) zuläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Auflage (30) und Werkstück (10) eine Stützplatie (60) angeordnet ist und daß diese mit einer oder mehreren Bohrungen (61) und die Schablone (SO) mit entsprechenden Bohrungen (51) versehen ist, wobei jeweils die Bohrungen (51) der Schablone (50) genau über denen der Stützplatte (60) liegen und daß der aus Stützplatte (60), Werkstück (10) und Schablone (50) bestehende Körper auf der Auflagefläche beliebig verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor die öffnung (31) in der Auflage (30) bewegbare Verschlußmittel (70) vorgesehen sind.