DE2933700C2

DE2933700C2 - Werkzeugmaschine mit als Laser-Schneideinrichtung ausgebildeter Schmelzschneideinrichtung

Info

Publication number: DE2933700C2
Application number: DE2933700A
Authority: DE
Inventors: Walter 3220 Alfeld Bredow
Original assignee: C Behrens AG
Current assignee: C Behrens AG
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1984-04-19
Also published as: GB2056897A; US4335296A; GB2056897B; FR2463658A1; DE2933700A1; FR2463658B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit im Betrieb vertikal hin- und hergehendem Arbeitswerkzeug und einer als Laser-Schneideinrichtung ausgebildeten Schmelzschneideinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Werkzeugmaschine ist aus der US-PS 01 905 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Werkzeugmaschine ist das der Laserstrahlführung dienende Schutzrohr ungeteilt zu der Laser-Schneideinrichtung geführt, und es ist die Laser-Schneideinrich- bo tung mit dem dem Werkstück zugewandten Ende des Schutzrohrs fest und stationär mit dem Werkzeugmaschinenkörper verbunden. Dies führt dazu, daß die Laser-Schneideinrichtung an den Arbeitserschütterungen der Werkzeugmaschine teilnimmt. Zur Erzielung b5 einwandfreier Schnittergebnisse ist eine genaue Justierung der Laser-Schneideinrichtungen insbesondere mit den optischen Bestandteilen erforderlich. Nimmt aber die Laser-Schneideinrichtung an den Arbeitserschütterungen der Maschine teil, so wirken sich diese Arbeitserschütterungen auf die justierung der Laser-Schneideinrichtung nachteilig aus, so daß eine einwandfreie Funktion der Laser-Schneideinrichtung beeinträchtigt wird und eine häufige Nachjustierung der Laser-Schneideinrichtung mit entsprechendem Arbeitsaufwand 'Und entsprechender Betriebsunterbrechung notwendig ist. Die feste Anordnung der Laser-Schneideinrichtung am Werkzeugmaschinenkörper hat ferner den Nachteil, daß die übrigen Arbeitswerkzeuge der Werkzeugmaschine schwer zugänglich sind und daher die in der Praxis häufigen Werkzeugwechsel behindert werden bzw. sich wiederum nachteilig auf die Justierung der Laser-Schneideinrichtung auswirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit einer Laser-Schneideinrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der einerseits eine Auswirkung der Arbeitserschütterungen der Werkzeugmaschine auf die Laser-Schneideinrichtung vermieden wird und andererseits bei einem Werkzeugwechsel die übrigen Arbeitswerkzeuge der Werkzeugmaschine leicht und ohne Beeinträchtigung der Justierung zugänglich gemacht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Dadurch wird erreicht, daß der zweite Abschnitt des Schutzrohrs und die Laser-Schneideinrichtung erschütterungsmäßig vom Werkzeugmaschinenkörper abgekoppelt sind, so daß vom Werkzeugmaschinenkörper aus keinerlei durch den Maschinenbetrieb erzeugte Erschütterungen auf die empfindliche Laser-Schneideinrichtung übertragen werden und dort zu nachteiligen Verstellungen führen können. Die Halterung der Laser-Schneideinrichtung ist einfach und betriebssicher. Durch die Schwenkbarkeit des Auslegers einschließlich des zugehörigen Schutzrohrabschnitts wird erreicht, daß die Laser-Schneideinrichtung aus dem Maschinenarbeitsbereich herausgeschwenkt werden kann und somit dieser Arbeitsbereich für den Werkzeugwechsel vollständig zugänglich ist. Die nach dem Verschwenken außerhalb des Arbeitsbereichs befindliche Laser-Schneideinrichtung ist in dieser Lage außer Betrieb. Entsprechende Sicherheitsschaltungen sorgen dafür, daß die Laser-Schneideinrichtung so lange nicht in Tätigkeit gesetzt werden kann, wie nicht der Ausleger in seine Arbeitsstellung zurückgeschwenkt und dort arretiert ist.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird sichergestellt, daß Erschütterungen oder Schwingungen, die sich aus der mit hoher Beschleunigung und Abbremsung erfolgenden Bewegung der Teile des Koordinatentisches mit dem Werkstück ergeben können, ebenfalls von der Laser-Schneideinrichtung ferngehalten werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine weitestgehend schematische schaubildliche Ansicht der gesamten Werkzeugmaschine und

Fig. 2 in vergrößerter Seitenansicht die an der Werkzeugmaschine nach F i g. 1 angeordnete Laser-Schneideinrichtung.

Neben dem Werkzeugmaschinenkörper 1 der Werkzeugmaschine, die als Schneidpresse mit Einzelwerkzeug oder als Schneidpresse mn Werkzeugmagazin ausgebildet sein kann, ist an einem Ausleger 4 die allgemein mit 9 bezeichnete Laser-Schneideinrichtung mit ihrem Schutzrohr 3 als Laserstrahlführung aneeord-

net. Der Ausleger 4 ist unabhängig vom Werkzeugmaschinenkörper 1 und vom Koordinatenbohrtisch 16 auf dem Fußboden bzw. Fundament gelagert. Der Ausleger 4 besteht aus der senkrecht aufragenden Stützvorrichtung 5 in Form einer Auslegergrundsäule und einem daran im wesentlichen rechtwinklig angeordneten Auslegerarm 6, der sich entlang dem Werkzeugmaschinenkörper von der unabhängig gelagerten Stützvorrichtung 5 zur Schneidposition im Maschinenarbeitsbereich erstreckt. Die Laser-Schneideinrichtung 9 ist vom vorderen dem Werkstück zugewandten Teil des Auslegerarms 6 getragen.

Die Laser-Schneideinrichtung 9 enthält einen unter 45° eingebauten Spiegel 10, der den waagerecht vom Laser-Generator 2 durch das Schutzrohr 3 hindurch η ankommenden Laserstrahl um 90° in die Senkrechte umlenkL Außerdem weist die Laser-Schneideinrichtung 9 eine Sammellinse 11 auf, die den Laserstrahl so fokussiert auf das zu schneidende Werkstück 22 wirft, daß die Laserenergie optimal ausgenutzt wird. Der fokussierte Laserstrahl wird durch eine Düse 13 gelenkt, durch die Schneidgas (Sauerstoff oder Preßluft) strömt, das den Schneidvorgang unterstützt. Der Regelmechanismus 12 zur Linsenverstellung ist integrierter Bestandteil der Laser-Schneideinrichtung 9. Damit der eingestellte Brennpunkt des Laserstrahls immer optimal zur Oberfläche 22' des Werkstücks 22 bleibt, ist die Laser-Schneideinrichtung 9 mit einem Anpreßmechanismus 15 versehen, d. h. an der Unterseite sind Kugelrollen 14 angeordnet, die die Düse 13 und die Sammellinse 11 immer im gleichen Abstand von Jer Werkstückfläche 22' halten. Angepreßt oder zurückgezogen wird die Laser-Schneideinrichtung 9 durch nicht dargestellte pneumatische oder hydraulische Zylinder; es sind auch Anpreßmechanismen auf der Basis von angetriebenen Gewindespindeln möglich. Der Ausleger 4 mit seinem Auslegerarm 6 ist schwenkbar ausgeführt, um die Zugänglichkeit zu den Arbeitswerkzeugen 24 (im Beispiel ausgebildet als Schneidwerkzeuge) der Werkzeugmaschine (im Beispiel eine Schneidpresse) zu erhalten. Der Ausleger 4 besteht dazu aus der Stützvorrichtung 5 in Form der Auslegergrundsäule. Um die Stützvorrichtung 5 kann der Auslegerarm 6 in einer horizontalen Schwenkebene aus dem Maschinenarbeitsbereich bei nicht im Betrieb befindlicher Laser-Schneideinrichtung 9 nach außen geschwenkt werden. Das Schutzrohr 3 besteht aus diesem Grund aus einem ersten mit dem Laser-Generator 2 fest verbundenen und einem zweiten mit der Laser-Schneideinrichtung 9 fest verbundenen Abschnitt Die beiden Schutzrohrabschnitte liegen in der Betriebslage miteinander fluchtend stumpf aneinander, wie in F i g. 1 dargestellt ist In der Arbeitsstellung bzw. Schneidstellung gemäß F i g. 1 muß der Auslegerarm 6 fixiert werden. Dies wird durch Arretierbolzen oder durch Verspannen gegen einen Anschlag 7 mittels einer Spannschraube 8 ausgeführt.

Die Verschiebung des Werkstücks 22 auf dem Koordinatenzuführtisch erfolgt in den beiden Koordinaten χ und y mit Hilfe einer nicht dargestellten bekannten numerischen Steuerungseinrichtung. Durch geeignete Daten-Vogabe wird dafür gesorgt, daß beim Betrieb der Laser-Schneideinrichtung der Koordinaten-Nullpunkt unter die Düse 13 der Laser-Schneideinrichtung 9 verlegt wird, während er sich normalerweise unter der Arbeitswerkzeugstation 24 befindet. Auch das Ein- und Ausschalten der Laser-Schneideinrichtung erfolgt durch programmierte Befehle aus der numerischen Steuerung in bekannter Weise.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeugmaschine mit im Betrieb vertikal hin- und hergehendem Arbeitswerkzeug und einer als Laser-Schneideinrichtung ausgebildeten Schmelzscheideinrichtung, die im Betrieb in bezug auf horizontale Bewegungen stationär angeordnet sind, wobei das Werkstück in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinateneinrichtungen in horizontaler Ebene auf einem Koordinatenzuführtisch relativ zum Arbeitswerkzeug bzw. zur Laser-Schneideinrichtung bewegbar ist und wobei ferner die Laserstrahlführung in einem Schutzrohr erfolgt, das entlang dem Werkzeugmaschinenkörper von einem vom Werkzeugmaschinenkörper unabhängig gelagerten Laser-Generator zur Schneiüposition im Maschinenarbeitsbereich verläuft und an dessen vorderem dem Werkstück zugewandten Ende die Laser-Schneideinrichtung oberhalb des Werkstückbewegungsbereiches des Koordinatenzuführtisches angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (3) aus einem ersten mit dem Laser-Generator (2) fest verbundenen und einem zweiten mit der Laser-Schneideinrichtung (9) fest verbundenen Abschnitt besteht, die in Betriebslage miteinander fluchtend stumpf aneinander liegen, und daß die Laser-Schneideinrichtung (9 bis 15) mit dem zweiten Abschnitt des Schutzrohrs (3) an einem Ausleger (4) angeordnet ist, der vom Werkzeugmaschinenkörper (1) unabhängig gelagert und ohne jo Verbindung zu diesem in einer horizontalen Schwenkebene aus dem Maschinenarbeitsbereich bei nicht im Betrieb befindlicher Laser-Schneideinrichtung nach außen schwenkbar ist und sich entlang dem Werkzeugmaschinenkörper von einer ebenfalls vom Werkzeugmaschinenkörper und vom Laser-Generator (2) unabhängig gelagerten Stützvorrichtung (5) zur Schneidposition im Maschinenarbeitsbereich erstreckt, wobei die Laser-Schneideinrichtung (9 bis 15) vom vorderen dem Werkstück zugewandten Teil des Auslegers (4) getragen ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Koordinatenzuführtisch (16) ohne Verbindung sowohl zum Werkzeugmaschinenkörper (1) als auch zum Ausleger (4) angeordnet ist.