DE202005014428U1 - Portalantrieb für die Positionierung eines Werkzeugs sowie Wasserstrahlschneidmaschine und Laserbearbeitungsmaschine - Google Patents

Portalantrieb für die Positionierung eines Werkzeugs sowie Wasserstrahlschneidmaschine und Laserbearbeitungsmaschine Download PDF

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Abstract

Portalantrieb für die Positionierung eines Werkzeugs (5) oberhalb einer Bearbeitungsfläche (2), wobei das Werkzeug (5) an einem die Bearbeitungsfläche (2) überspannenden Portal (4) verfahrbar angebracht ist und zur Verschiebung längs eines Portalträgers (6) von einem Direktantrieb angetrieben wird, wobei der Direktantrieb aus mindestens einer aktiven Läufergruppe (9), einer passiven Lauffläche (8) und einer Lagereinheit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit des Direktantriebs aus einem mitbewegten Flüssigkeitspolster gebildet wird, welches durch Auspressen einer Lagerflüssigkeit aus in der Läufergruppe angeordneten Düsen dynamisch aufgebaut wird, so dass zwischen Läufergruppe (9) und Lauffläche (8) ein mit der Lagerflüssigkeit gefüllter Lagerspalt entsteht, wobei die Lagerflüssigkeit seitlich aus dem Lagerspalt im wesentlichen ungehindert austreten kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Portalantrieb für die Positionierung eines Werkzeugs oberhalb einer Bearbeitungsfläche. Das Werkzeug ist dazu an einem Portal verfahrbar angebracht, welches die Bearbeitungsfläche überspannt. Das Werkzeug wird zur Verschiebung entlang der Längsachse des Portalträgers mit Hilfe eines Direktantriebs angetrieben, der eine aktive Läufergruppe, eine passive Lauffläche sowie eine Lagereinheit umfasst. Die Erfindung betrifft im Besonderen eine Wasserstrahlschneidmaschine sowie eine Laserbearbeitungsmaschine, die einen solchen Portalantrieb verwenden.
  • Direktantriebe, die häufig auch als Linearantriebe bezeichnet werden, sind seit langer Zeit bekannt. Aus der US 4,563,602 ist beispielsweise ein Linearmotor bekannt, der eine einfach aufgebaute Passiveinheit verwendet und als Einphasensynchronmaschine oder auch als Mehrphasensynchronmaschine ausgestaltet sein kann. Aus diesem Dokument ist darüber hinaus die Möglichkeit einer Luftlagerung zwischen der Läufergruppe und der Lauffläche bekannt.
  • Aus der DE 198 10 333 A1 ist ein Automat zur Positionierung eines Werkzeugs bekannt. In dieser Druckschrift ist unter anderem der Grundaufbau eines so genannten Portalantriebs erläutert. Portalantriebe ermöglichen die Positionierung eines Werkzeugs an einer beliebigen Stelle oberhalb einer Bearbeitungsfläche. Dazu kann zunächst das gesamte Portal entlang einer ersten Bewegungsachse verschoben werden, wobei das am Portal angebrachte Werkzeug entlang einer zu ersten Achse senkrecht verlaufenden zweiten Bewegungsachse verschoben werden kann. Beide Bewegungsachsen liegen dabei parallel zur Bearbeitungsfläche. Je nach Anwendungsfall kann darüber hinaus eine Verschiebung des Werkzeugs entlang einer dritten Achse, die senkrecht zur Ebene der Bearbeitungsfläche steht, möglich sein.
  • Derartige Portalantriebe werden beispielsweise auch bei Wasserstrahlschneidmaschinen und Laserschneidmaschinen verwendet. In der Vergangenheit wurden auch bereits Direktantriebe (Linearantriebe) genutzt, um eine beliebiges Werkzeug längs der Achse eines Portalträgers zu verschieben. Die Vorzüge luftgelagerter Linearantriebe lassen sich häufig jedoch nur bei relativ sauberen Umgebungen nutzen. Der Einsatz eines Direktantriebs kann zwar auch unter Anwendung anderer Lagereinheiten erfolgen, jedoch erhöht dies die Gesamtmasse des Portalantriebs, was sich negativ auf die erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeiten auswirkt. Der Einsatz von Luftlagern in schmutzigen Umgebungen führt zu häufigen Betriebsstörungen, da sich Schmutzpartikel in den nur wenige Mikrometer breiten Luftspalt einsetzen können, wodurch der Direktantrieb entweder vollständig blockiert wird oder zumindest einem unerwünscht hohen Verschleiß unterliegt. Das Eindringen von Schmutz in den Luftspalt kann zwar durch spezielle Maßnahmen wie eine statische oder dynamische Einkapselung vermieden werden, jedoch schränkt dies die Einsatzmöglichkeiten des Direktantriebs unerwünscht ein.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Portalantrieb bereitzustellen, der auch in schmutzbelasteten Arbeitsumgebungen von einem Direktantrieb Gebrauch machen kann. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, einen Portalantrieb mit Direktantrieb derart zu gestalten, dass ein betriebssicherer Einsatz bei Wasserstrahlschneidmaschinen, Laserschneidmaschinen oder vergleichbaren Anlagen unter rauen Industriebedingungen möglich wird.
  • Diese und weitere Aufgaben werden durch den erfindungsgemäßen Portalantrieb gelöst, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die zum Direktantrieb gehörende Lagereinheit, welche die Läufergruppe und die Lauffläche miteinander koppelt, aus einem mitbewegten Flüssigkeitspolster gebildet ist. Das von Luftlagern bekannte Luftpolster wird dabei durch eine Lagerflüssigkeit ersetzt, die in an sich bekannter Weise aus Düsen innerhalb der Läufergruppe austritt und aufgrund des entstehenden Drucks den erforderlichen Lagerspalt zwischen Läufergruppe und Lauffläche aufbaut. Der Läufer „schwimmt" dann auf der Lagerflüssigkeit. Die Lagerflüssigkeit tritt im Wesentlichen ungehindert seitlich aus dem Lagerspalt aus, wodurch eine ständige Reinigung der Lauffläche bewirkt wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil dieses Portalantriebs besteht darin, dass die Lagerflüssigkeit alle großen und kleinen Schmutzpartikel von der Lauffläche abspült, noch bevor die Läufergruppe auf einen neuen Abschnitt der Lauffläche verfahren wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass anstelle der Druckluft in an sich bekannten Direktantrieben als Lagermedium auch Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, verwendet werden können. Im Gegensatz zu der nur eine minimale Reinigung bewirkenden Druckluft erzielt man mit dem Einsatz der Lagerflüssigkeit eine wesentlich bessere Reinigung der Lauffläche. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten für den Einsatz von Direktantrieben.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Portalträger im Wesentlichen durch einen Granitbalken gebildet, der die passive Lauffläche des Direktantriebs trägt. Der Granitbalken ermöglicht hohe Positioniergenauigkeiten, da er nur einer geringen temperaturbedingten Längenänderung unterliegt. Zur weiteren Gewichtsreduzierung kann der Granitbalken beispielsweise U-förmigen Querschnitt besitzen oder aus dünnen Granitplatten kastenförmig zusammengesetzt sein. Da weder der Portalträger noch die Lauffläche des Direktantriebs besonders geschützt werden müssen, kann auf Faltenbälge oder andere Einhausungen verzichtet werden, so dass nahezu die gesamte Länge des Portalträgers als Verfahrweg zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann die vom Portalantrieb überspannte Fläche optimal ausgenutzt werden.
  • Es ist vorteilhaft den Portalantrieb quer zu seiner Längserstreckung wiederum mit Direktantrieben zu verfahren. Zwei seitlich angeordnete Portalsäulen, auf denen der quer verlaufende Portalträger aufliegt, können jeweils mit einem Direktantrieb verbunden sein, dessen Lauffläche sich an der seitlichen Begrenzung der Bearbeitungsfläche erstreckt.
  • Als Lagerflüssigkeit für den Aufbau des Flüssigkeitspolsters eignen sich insbesondere Wasser oder ähnliche dünnflüssige Medien, wobei auch Flüssigkeits-Gas-Mischungen prinzipiell einsetzbar sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass ohne bauliche Veränderungen oder den Austausch der in der Läufergruppe angeordneten Düsen auf einen Trockenbetrieb umgestellt werden kann, indem anstelle der Lagerflüssigkeit in herkömmlicher Weise Druckluft in die Düsen gepresst wird. Damit ist man in der Lage, ein und die selbe Maschine für unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben zu nutzen, wobei im Trockenbetrieb auch Materialien bearbeitet werden können, die durch eine vom Portalträger herabtropfende Lagerflüssigkeit beschädigt werden würden.
  • Aufgrund der Übereinstimmung der zum Lagern und Schneiden verwendeten Medien eignet sich der erfindungsgemäße Portalantrieb insbesondere für den Einsatz bei Wasserstrahlschneidmaschinen. Da die Werkstückbearbeitung in diesem Fall ebenfalls mit Wasser (gegebenenfalls unter Zusatz eines Abrasiv-Mittels) erfolgt, ist das zusätzliche Austreten von Lagerflüssigkeit aus dem Lagerspalt unkritisch. Die austretende Lagerflüssigkeit wird ebenfalls von dem unterhalb der Bearbeitungsfläche angeordneten Wasserauffangbecken aufgefangen, so dass keine zusätzlichen Einrichtungen nötig sind.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Wasserstrahlschneidmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass im Wasserauffangbecken ein vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch angetriebener Hubtisch angeordnet ist, mit welchem die Bearbeitungsfläche über den Rand des Wasserauffangbeckens hinausgehoben werden kann. Herkömmlicherweise überragt der Rand des Wasserauffangbeckens die Ebene der Bearbeitungsfläche, damit während der Werkstückbearbeitung mit dem Wasserstrahl möglichst kein Wasser in die Umgebung verspritzt. In diesen Fällen ist es bislang notwendig, die teilweise schweren Werkstücke mit einer Krananlage aus dem Wasserauffangbecken herauszuheben bzw. die zu bearbeitenden Materialien von oben auf die Bearbeitungsfläche aufzusetzen. Dabei kann das über der Bearbeitungsfläche stehende Portal zusätzlich die Positionierung behindern. Durch den Einsatz eines in das Wasserauffangbecken integrierten Hubtisches ist es nunmehr möglich, die Bearbeitungsfläche über den Rand des Auffangbeckens anzuheben, um dann die Ausgangsmaterialien oder die bearbeiteten Werkstücke auf der Bearbeitungsfläche positionieren zu können. Beispielsweise kann dies mit einem Gabelstapler oder einer vergleichbaren Einheit zur horizontalen Verlagerung schwerer Werkstücke erfolgen, die von der Seite an die Bearbeitungsfläche herangefahren wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsfeld des erläuterten Portalantriebs sind Laserschneidmaschinen. Insbesondere bei der Laserbearbeitung entstehen zahlreiche Schmutzpartikel, die sich auf der Lauffläche absetzen können, so dass die reinigende Wirkung der Lagerflüssigkeit besonders vorteilhaft ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Laserschneidmaschine zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass unterhalb der Bearbeitungsfläche eine Absauggrube vorhanden ist, in welcher mindestens eine Leitfläche angeordnet ist, die winklig zur Ebene der Bearbeitungsfläche steht. Die Leitfläche wird so positioniert, dass herab fallende Teile auf der Leitfläche entlang rutschen, wobei die Leitfläche zu einem seitlich angeordneten Entnahmebereich geneigt ist. Die Teile können dann aus entsprechenden Auffangwannen problemlos entnommen werden. Dabei kann es sich sowohl um fertig bearbeitete Kleinteile als auch um Abfallstücke handeln.
  • Die Gasabsaugung und gegebenenfalls auch die Absaugung der Lagerflüssigkeit erfolgt vorzugsweise durch die Leitfläche hindurch, die dafür entsprechende Absaugöffnungen besitzt.
  • Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Leitfläche und die Innenseiten der Absauggrube eine diffus reflektierende Oberfläche aufweisen. Der zunächst auf der Leitfläche auftreffende Laserstrahl wird dadurch mehrfach innerhalb der Absauggrube reflektiert und gebrochen, so dass keine gefährlichen Strahlungen aus der Absauggrube zurückreflektiert werden, in Richtung der Bearbeitungsfläche und der im Umfeld der Maschine tätigen Personen.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
  • 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Wasserstrahlschneidmaschine mit einem erfindungsgemäßen Portalantrieb;
  • 2 eine vereinfachte Seitenschnittansicht der Wasserstrahlschneidmaschine mit einem im Wasserauffangbecken integrierten Hubtisch;
  • 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Laserschneidmaschine mit Portalantrieb;
  • 4 eine vereinfachte Seitenschnittansicht der Laserschneidmaschine.
  • 1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht eine Wasserstrahlschneidmaschine, die ein Gestell 1, eine Bearbeitungsfläche 2 und ein Wasserauffangbecken 3 umfasst. Über der Bearbeitungsfläche 2 erstreckt sich ein Portal 4 mit einem daran verschiebbaren Werkzeug 5. Das Werkzeug 5 ist in herkömmlicher Weise als Wasserstrahlschneideinheit ausgebildet.
  • Das Portal 4 besitzt einen parallel zur Bearbeitungsfläche 2 verlaufenden Portalträger 6, der bei der gezeigten Ausführungsform als tragendes Element einen Granitbalken 7 aufweist. Am Granitbalken 7 ist eine passive Lauffläche 8 eines Direktantriebs befestigt. In bekannter Weise besteht die Lauffläche 8 aus einer Vielzahl magnetisch leitender Zähne, die mit einer gegenüberliegenden aktiven Läufergruppe 9 zur Erzeugung der Antriebskräfte zusammenwirken. Durch Ansteuerung der Läufergruppe 9 mit entsprechenden Antriebsströmen kann die Läufergruppe in Längsrichtung des Portalträgers 6 verschoben werden, um das Werkzeug 5 zu positionieren.
  • Bei abgewandelten Ausführungsformen kann die Lauffläche 8 an der Oberseite des Granitbalkens 7, also im Wesentlichen parallel zur Bearbeitungsfläche, oder zweiseitig am Portalträger 6 angebracht werden.
  • Über eine Versorgungsleitung 10 werden sowohl die elektrische Energie zur Läufergruppe 9 als auch das für den Wasserstrahlschneidvorgang erforderliche Medium an das Werkzeug 5 geführt. Die für den Antrieb erforderlichen Steuereinheiten können in einer Steuerbaugruppe 11 angeordnet sein, wobei generell versucht wird, die mitbewegten Massen gering zu halten. Üblicherweise wird die Wasserstrahlschneidmaschine noch eine nicht mitbewegte Steuereinheit aufweisen, die der Daten- und Messwertverarbeitung sowie der Programmierung dient.
  • Die Besonderheit des gezeigten Portalantriebs besteht vor allem darin, dass in der Läufergruppe Düsen angeordnet sind, aus denen eine Lagerflüssigkeit, insbesondere Wasser, mit relativ hohem Druck herausgepresst wird. Die Lagerflüssigkeit übernimmt die von Luftlagern bekannt Funktion der Druckluft und baut zwischen der Läufergruppe 9 und der Lauffläche 8 ein Flüssigkeitspolster auf. Da der entstehende Lagerspalt an den Seiten offen ist, kann die Lagerflüssigkeit relativ ungehindert aus dem Lagerspalt austreten, womit eine ständige Spülung bzw. Reinigung der Lauffläche 8 einhergeht. Die austretende Lagerflüssigkeit tropft nach unten und wird vom Wasserauffangbecken 3 aufgefangen. Bei Bedarf könne auch spezielle Auffangrinnen vorgesehen sein.
  • Es wird nochmals an die Möglichkeit erinnert, durch einfaches Umschalten des Versorgungsmediums anstelle der Lagerflüssigkeit auch in herkömmlicher Weise Druckluft durch die Düsen der Läufergruppe zu pressen, um einen Trockenbetrieb zu gestatten.
  • Das Portal 4 umfasst zwei Stützsäulen 12, die den Portalträger 6 tragen. Die Stützsäulen sind jeweils mit einem weiteren Direktantrieb 13 gekoppelt, um das gesamt Portal quer zur Längserstreckung des Portalträgers 6 verschieben zu können. Aus der 1 ist es auch ersichtlich, dass die Lauffläche 8 nicht gesondert eingehaust ist und das somit nahezu der gesamte Raum zwischen den Stützsäulen 12 für eine Verschiebung des Werkzeugs 5 mit Hilfe der Läufergruppe 9 zur Verfügung steht. Auf diese Weise sind die Außenabmessungen der Wasserstrahlschneidmaschine nur geringfügig größer als die zur Verfügung stehende Arbeitsfläche 2.
  • 2 zeigt eine vereinfachte Seitenschnittansicht der Wasserstrahlschneidmaschine aus 1, wobei der Portalträger nicht dargestellt wurde. Unter den dargestellten Betriebsbedingungen befindet sich die Bearbeitungsfläche 3 innerhalb des Wasserauffangbeckens, wobei üblicherweise unmittelbar unterhalb der Bearbeitungsfläche 2 der Wasser spiegel 14 verläuft, um die überschüssige Energie des vom Werkzeug ausgesandten Wasserstrahls aufzunehmen und dieses Wasser aufzufangen.
  • Um ein auf der Bearbeitungsfläche 2 aufliegendes Werkstück 15 ohne eine Kranvorrichtung entnehmen zu können oder es dort zu positionieren, ist die Bearbeitungsfläche 2 mit einem Hubtisch 16 gekoppelt, der bei Betätigung die Bearbeitungsfläche 2 über den Rand des Wasserauffangbeckens 3 hinausheben kann. Als Hubelemente können beispielsweise hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Einheiten verwendet werden. Nachdem die in eine erhöhte Position gefahrene Bearbeitungsfläche 2 bestückt wurde, wird sie zur Werkstückbearbeitung wieder abgesenkt, bis sich das Werkstück innerhalb des Wasserauffangbeckens 3, kurz oberhalb des Wasserspiegels befindet.
  • 3 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Laserschneidmaschine, die ebenfalls mit dem oben beschriebenen Portalantrieb ausgerüstet sein kann. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Laserschneidmaschine auch mit anderen Portalantrieben oder sonstigen Bearbeitungseinheiten ausgerüstet werden kann, wenn dies für die spezielle Anwendung zweckmäßig erscheint. Ebenso könnte es sich um ein Laserschweißanlage oder vergleichbare Einheit handeln.
  • Das Gestell 1 trägt auch in diesem Fall eine Bearbeitungsfläche 2, die jedoch nicht in einem Wasserauffangbecken positioniert ist. Das Werkzeug 5, bei dem es sich um eine Laserstrahloptik handelt ist ebenfalls an einem Portal 4 befestigt, so dass jeder beliebige Punkt auf der Bearbeitungsfläche 2 vom Werkzeug angefahren werden kann. Vorzugsweise besteht der Portalträger 6 wiederum aus einem Granitbalken, an welchem die Lauffläche 8 angebracht ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Konstruktion des Portalträgers ist darin zu sehen, dass es sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Schweißkonstruktion um eine relativ leichte Verbundbauweise handelt, so dass sich das Gesamtgewicht der Maschine deutlich verringern lässt. Außerdem entfallen aufwändige Arbeiten bei der Herstellung des Portalträgers 6, da die den Schweißkonstruktionen immanenten Materialspannungen von vorn herein vermieden werden können. Die aus dem Granitbalken und der metallischen Lauffläche bestehende Verbundkonstruktion zeigt darüber hinaus ein verbessertes Dämpfungsverhalten zur Aufnahme von Schwingungen, die durch schnelle Positionierungsbewegungen des Werkzeugs entstehen können. Auf diese Weise lassen sich höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten erreichen und die gesamte Gestellkonstruktion kann leichter ausgelegt werden.
  • Eine Lasereinheit 20 ist am Maschinengestell befestigt und umfasst z.B. den Laserresonator, sowie den Strahlpolarisator. Da diese Elemente nicht mitbewegt werden, kann über einen langen Zeitraum eine hohe Strahlstabilität gewährleistet werden. Die Strahlzuführung zum Werkzeug 5 erfolgt beispielsweise über eine Spiegeloptik, wobei die Strahlführungsstrecke von einem Gehäuse 21 gekapselt ist. Da das Gehäuse 21 keine weitergehenden tragenden Funktionen übernehmen muss, ist auch an dieser Stelle eine Leichtbauweise möglich. Alternativ könnte die Strahlzuführung über faseroptische Kabel erfolgen, wobei dies bei bewegten Elementen regelmäßig Schwierigkeiten bereitet. Zur gesamten Anlage gehören noch Steuereinheiten (nicht dargestellt) die separat vom Maschinengestell 1 aufgestellt werden können.
  • 4 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung der Laserschneidmaschine aus 3. Die Bearbeitungsfläche 2 ist so gestaltet, dass der Laserstrahl relativ ungehindert durchtreten kann, um keine Beschädigungen an der Bearbeitungsfläche anzurichten. Unterhalb der Bearbeitungsfläche 2 befindet sich eine Absauggrube 22, in welcher eine oder mehrere Leitflächen 23 eingestellt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Absauggrube 22 zwei Leitflächen, die zeltförmig, oder prismenförmig angeordnet sind, so dass sich zwei geneigte Ebenen ergeben, die jeweils auf einer Längsseite der Absauggrube 22 in einem Entnahmebereich 24 enden. Die Entnahmebereiche 24 fangen diejenigen Teile auf, die durch die Bearbeitungsfläche 2 hindurch fallen und auf den Leitflächen 23 nach unten rutschen. Die Entnahmebereiche sind beispielsweise in Form von Schubkästen ausgeführt, die aus dem Maschinengestell 1 herausgezogen werden können.
  • Die Gas- und gegebenenfalls Flüssigkeitsabsaugung erfolgt durch Absaugöffnungen 25 in den Leitflächen 23 hindurch in einen innen liegenden Unterdruckbereich 26, der an einen Unterdruckerzeuger (nicht dargestellt) angeschlossen ist.
  • Die im Bezug zur Laserstrahlrichtung spitzwinklig aufgestellten Leitflächen 23 bewirken außerdem eine Reflexion des Laserstrahls, die so ausgerichtet ist, dass der reflektierte Strahl innerhalb der Absauggrube 22 verbleibt. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn sowohl die Leitflächen 23 als auch die Innenwände der Absauggrube für Reflexion und Absorption eine spezielle Beschichtung bzw. Oberflächengestaltung erhalten. Besonders eignet sich dafür eine eloxierte Aluminiumoberflächen. Die Leitflächen 23 können vorzugsweise aus Aluminiumblech bestehen, welches auf der Seite des auftreffenden Laserstrahls eloxiert wurde. Durch diese Oberflächen gestaltung wird eine hohe Absorption und außerdem eine diffuse Reflexion des Laserstrahls bewirkt. Durch diese Strahlleitung ist sichergestellt, dass keine reflektierte Laserstrahlung aus der Maschine austritt. Auf eine vollständige Einhausung der Maschine, die bei herkömmlichen Laserbearbeitungsmaschinen notwendig ist, kann daher verzichtet werden. Generell können auch anders geformte Leitflächen in der Absauggrube aufgestellt werden.
  • Neben den beschriebenen beiden Beispielen lässt sich der erläuterte Portalantrieb auch an anderen Maschinen einsetzen. Generell besteht dabei der Vorteil, dass die Bearbeitungsfläche von zwei Seiten optimal erreicht werden kann, ohne das über Antriebs- oder Führungseinheiten hinweg gegriffen werden müsste. Damit können auch bahnförmige Materialien bearbeitet werden, die nur im Bearbeitungsbereich auf der Bearbeitungsfläche aufliegen und nach ausgeführter Bearbeitung weitergeführt werden können. Beispielsweise lassen sich von einer Vorratsrolle bahnförmige Bleche zuführen, so dass ein vorausgehender Zuschneideschritt für die Herstellung einer ausreichend kleinen Platte in der Größe der zur Verfügung stehenden Bearbeitungsfläche der Maschine entfallen kann.
  • 1
    Gestell
    2
    Bearbeitungsfläche
    3
    Wasserauffangbecken
    4
    Portal
    5
    Werkzeug
    6
    Portalträger
    7
    Granitbalken
    8
    Lauffläche
    9
    Läufergruppe
    10
    Versorgungsleitung
    11
    Steuerbaugruppe
    12
    Stützsäulen
    13
    Direktantrieb für Stützsäulen
    14
    Wasserspiegel
    15
    Werkstück
    16
    Hubtisch
    20
    Lasereinheit
    21
    Gehäuse
    22
    Absauggrube
    23
    Leitflächen
    24
    Entnahmebereich
    25
    Absaugöffnung
    26
    Unterdruckbereich

Claims (12)

  1. Portalantrieb für die Positionierung eines Werkzeugs (5) oberhalb einer Bearbeitungsfläche (2), wobei das Werkzeug (5) an einem die Bearbeitungsfläche (2) überspannenden Portal (4) verfahrbar angebracht ist und zur Verschiebung längs eines Portalträgers (6) von einem Direktantrieb angetrieben wird, wobei der Direktantrieb aus mindestens einer aktiven Läufergruppe (9), einer passiven Lauffläche (8) und einer Lagereinheit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit des Direktantriebs aus einem mitbewegten Flüssigkeitspolster gebildet wird, welches durch Auspressen einer Lagerflüssigkeit aus in der Läufergruppe angeordneten Düsen dynamisch aufgebaut wird, so dass zwischen Läufergruppe (9) und Lauffläche (8) ein mit der Lagerflüssigkeit gefüllter Lagerspalt entsteht, wobei die Lagerflüssigkeit seitlich aus dem Lagerspalt im wesentlichen ungehindert austreten kann.
  2. Portalantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Portalträger (6) einen Granitbalken (7) umfasst, der die passive Lauffläche (8) des Direktantriebs trägt.
  3. Portalantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Portal (4) quer zu seiner Längserstreckung durch einen oder mehrere weitere Direktantriebe (13) über die Bearbeitungsfläche (2) verfahrbar ist.
  4. Portalantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagerflüssigkeit Wasser, Öl, ein Gemisch aus diesen oder eine Flüssigkeits-Gas-Mischung dient.
  5. Portalantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Umschalteinheit vorgesehen ist, die einen flüssigkeitsfreien Betrieb des Direktantriebs ermöglicht, wobei die Düsen derart ausgebildet sind, dass anstelle der Lagerflüssigkeit auch ein Gas, insbesondere Druckluft, aus den Düsen herausgepresst werden kann, um den Lagerspalt in herkömmlicher Weise als Luftlager aufzubauen.
  6. Wasserstrahlschneidmaschine mit einer Wasserstrahlschneideinheit (5), die über einer Bearbeitungsfläche (2) verfahrbar ist, und mit einem Wasserauffangbecken (3), welches im Bereich der Bearbeitungsfläche (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahleinheit (5) als Werkzeug an einem Portalantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angebracht ist.
  7. Wasserstrahlschneidmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserauffangbecken (3) ein Hubtisch (16) angeordnet ist, mit welchem die Bearbeitungsfläche (2) über den Rand des Wasserauffangbeckens (3) hinausgehoben werden kann.
  8. Laserbearbeitungsmaschine mit einer Laserstrahleinheit (5), die über einer Bearbeitungsfläche (2) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahleinheit (5) als Werkzeug an einem Portalantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angebracht ist.
  9. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Bearbeitungsfläche (2) eine Absauggrube (22) vorhanden ist, in welcher mindestens eine Leitfläche (23) angeordnet ist, die winklig zur Ebene der Bearbeitungsfläche (2) steht und nach unten zu Entnahmebereichen (24) der Absauggrube (22) geneigt ist, so dass herab fallende Teile selbsttätig auf der Leitfläche (23) in diese Entnahmenbereiche (23) rutschen.
  10. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitfläche (23) Absaugöffnungen (25) angebracht sind, wobei eine Gas- und/oder Flüssigkeitsabsaugung durch die Leitfläche (23) hindurch erfolgt.
  11. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (23) und die weiteren Innenseiten der Absauggrube (22) eine diffus reflektierende Oberfläche besitzen, durch welche der auftreffende Laserstrahl innerhalb der Absauggrube mehrfach gebrochen wird.
  12. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfläche (23) und die Innenseiten der Absauggrube (22) aus eloxiertem Aluminiumblech bestehen.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2926941A1 (de) * 2014-04-03 2015-10-07 Bystronic Laser AG Strahlbearbeitungsvorrichtung
WO2016083916A1 (de) 2014-11-24 2016-06-02 Bystronic Laser Ag Brücke für laserschneidmaschinen
CN105834521A (zh) * 2016-04-27 2016-08-10 太仓宝达齿条有限公司 一种薄片齿条水切割钻孔装置
CN108356533A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 乐福特科技(深圳)有限公司 一种直线工位上实现多工位加工的零件钻铣装置
CN109591102A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 刘国龙 一种工业化小体积高压水切割安全移动底座
CN112548379A (zh) * 2021-03-01 2021-03-26 佛山汇百盛激光科技有限公司 一种爬坡式激光切割机

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2926941A1 (de) * 2014-04-03 2015-10-07 Bystronic Laser AG Strahlbearbeitungsvorrichtung
RU2666869C2 (ru) * 2014-04-03 2018-09-12 Бистроник Лейзер Аг Устройство для струйной обработки
US10507555B2 (en) 2014-04-03 2019-12-17 Bystronic Laser Ag Beam processing machines
WO2016083916A1 (de) 2014-11-24 2016-06-02 Bystronic Laser Ag Brücke für laserschneidmaschinen
CN105834521A (zh) * 2016-04-27 2016-08-10 太仓宝达齿条有限公司 一种薄片齿条水切割钻孔装置
CN108356533A (zh) * 2018-02-09 2018-08-03 乐福特科技(深圳)有限公司 一种直线工位上实现多工位加工的零件钻铣装置
CN109591102A (zh) * 2019-01-25 2019-04-09 刘国龙 一种工业化小体积高压水切割安全移动底座
CN112548379A (zh) * 2021-03-01 2021-03-26 佛山汇百盛激光科技有限公司 一种爬坡式激光切割机

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