DE3444904A1 - Verfahren zum zweidimensionalen bearbeiten von werkstuecken mit einem werkzeug, insbesondere zum formschneiden von saegeblaettern mit einem laserstrahl - Google Patents

Description

• Kennwort: Polarsteuerung
• Verfahren zum zweidimensionalen Bearbeiten von Werkstücken mit einem Werkzeug, insbesondere zum Formschneiden von Sägeblättern mit einem Laserstrahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zweidimensionalen Bearbeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Zweidimensionale Formschnitte mit insbesondere Laserstrahlen ermöglichen eine schnelle Bearbeitung von Werkstücken mit komplizierter Werkstückkontur. Die mathematische Beschreibung zur Steuerung eines Werkzeuges auf der Werkstückkontur ist zeitaufwendig.
• Aus dem Messer Griesheim Sonderdruck, Jahrgang 1976, Wirtschaftliches und industrielles Anwenden von CO2-Lasern,sind folgende mögliche Verbindungen von Laserschneidgerät mit Koordinatenführungsmaschinen bekannt: a) der Laser wird an einer Koordinatenführungsmaschine befestigt und über dem ruhenden Werkstück in den kartesischen Koordinaten X und Y bewegt, b) der Laser wird stationär angeordnet und der Laserstrahl durch bewegliche Spiegel in kartesischen Koordinaten an das Werkstück herangeführt (flying spot), c) der Laser ist stationär angeordnet und das Werkstück wird in kartesischen Koordinaten unter dem Laserstrahl verfahren.
• Nachteilig bei a) sind die großen zu beschleunigenden Massen sowie die erforderliche Genauigkeit des Führungssystems bei großen Hüben. Bei k) sind ausreichende Abdeckvorrichtungen und eine sehr stabile Konstruktion erforderlich, um Erschütterungen, die sich auf die Justierung der Spiegel auswirken könnten, zu vermeiden. c) erfordert einen großen Flächenbedarf, der mehr als viermal der Fläche der maximalen Werkstückgröße entspricht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken, die sich vorzugsweise in Polarkoordinaten beschreiben lassen zu schaffen, durch welches die während des Bearbeitungsvorganges zu verfahrenden Strecken mit kleinstem Werkstück - Werkzeughub erreichbar sind.
• Die Angabe von Punkten in Polarkoordinaten setzt sich zusammen aus Radiusangabe (entspricht der Linearbewegung) und der Winkelangabe (entspricht der Drehbewegung).
• Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei kleinstem Platzbedarf nur der halbe Hub und dadurch eine geringere Genauigkeit der Führungsbahnen erforderlich ist. Weiterhin ist es möglich, aufgrund der geringeren bewegten Massen die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens leichter zu bauen. Durch die Einrichtung wird eine punktuelle Absaugung der Schneidgase bzw. Schlacke möglich, da die Absaugung mit der Linearbewegung mitgeführt werden kann und das Werkstück nicht flächig aufliegen muß. Es genügt oft, wenn das Werkstück zentral gespannt wird oder auf einen Auflagering aufgesaugt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• In der Zeichnung ist eine schematische Darstellung der Einrichtung 10 zur Durchführung des Verfahrens gezeichnet, anhand derer das Verfahren näher erläutert wird.
• In einem Laserresonator 11 wird ein Laserstrahl 12 erzeugt und einem Strahlmanipulator 13 zugeführt. An dem Strahlmanipulator 13 ist der nicht näher dargestellte Laserschneidkopf befestigt. Der Laserstrahl 12 wird in dem Strahlmanipulator 13 über nicht näher dargestellte Spiegelanordnungen auf das Werkstück umgelenkt (flying spot). Vorzugsweise ist das Werkstück 14 ein Kreissägeblatt, an dessen Außenumfang die Sägezähne 15 mit dem Laserstrahl 12 ausgeschnitten werden.
• Hierzu wird der Strahlmanipulator über einen Motor 16 in einer Linearkoordinate, vorzugsweise in Pfeilrichtung 17 verfahren. Die Linearkoordinate entspricht hierbei der Radiusangabe R in den kartesischen Koordinaten.
• Das Werkstück 14 führt die Bewegung der zweiten Koordinate (Winkel, Drehwinkel) aus. Dazu wird es mittels eines nicht näher dargestellten Werkstückmanipulators um seine Mittelachse 18 gedreht.
• Der Werkstückmanipulator kann als an sich bekannter Drehtisch oder als eine Sondervorrichtung ausgebildet sein, die von einem Motor 19 in Pfeilrichtung 20 drehbar ist.
• Die beiden Motore 16, 19, die zum Antrieb des Strahlmanipulators 13 bzw. des Werkstückmanipulators dienen, sind an eine NC-Steuerung 21 angeschlossen, welche die Steuersignale für die Linear- bzw. Drehbewegung erzeugt.
• Durch das gleichzeitige Zusammenwirken von Linear- und Drehbewegung wird jeder Punkt des Sägezahnprofiles von dem Laserstrahl 12 in einfachster Art und Weise beaufschlagt und somit die Sägezähne 15 ausgeschnitten.
• Selbstverständlich ist das oben beschriebene Verfahren nicht auf das Ausschneiden von Kreissägeblättern beschränkt, sondern kann auch zum Schweißen und Vergüten von beispielsweise Rundlingen mit variablem Durchmesser angewendet werden.
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Claims (2)

1. Ansprüche 1. Verfahren zum zweidimensionalen Bearbeiten von Werkstücken mit einem Werkzeug, insbesondere zum Formschneiden von Sägeblättern mit einem Laserstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (11, 12, 13) in einer linearen Achse (17) verfahren und das Werkstück (14) um eine Drehachse (18) gedreht wird und durch das gleichzeitige Zusammenwirken von Linear- und Drehbewegung (17, 20) der Formschnitt entsteht.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in einer linearen Achse (17) verfahrbaren Strahlmanipulator (13) und einem um eine Drehachse (18) drehenden Werkstückmanipulator, die an eine NC-Steuerung (21) angeschlossen sind, durch welche die Steuersignale für die Linearbewegung bzw. Drehbewegung (Winkel) den Antrieben (16, 19) zuführbar sind.