DE3642745C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tragbett einer Laser-Schneidvor­ richtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einem derartigen aus der FR 25 64 017 A1 bekannten Trag­ bett sind die Tragelemente zu einem umlaufenden Endlos- Förderband zusammengefügt. Zu diesem Zweck bestehen die Trag­ elemente aus einer Vielzahl von endseitig gelenkig mitein­ ander verbundenen Stäben. Die Verbindungsbereiche der Stäbe erstrecken sich quer zum Bett und sind derart ausgeführt, daß das Bett wegen unmittelbar nebeneinanderliegender Stabenden in den Verbindungsbereichen undurchlässig ist für das Laser­ licht der Laser-Schneidvorrichtung.

Aus der US 39 52 861 ist ein Bandförderer bekannt mit flach über Antriebswalzen geführten Bändern, deren Spannung mit Hilfe von Schrauben einstellbar ist.

Aus der DE 34 21 744 A1 ist ein Tragbett einer Laser-Schneid­ vorrichtung bekannt, mit in gleichmäßigen Abständen vonein­ ander angebrachten Auflagen, welche aus einem abgewinkelten Metallblech bestehen, das zwischen zwei Antriebsrädern aufge­ hängt ist. Die Gesamtheit dieser Auflagen bildet einen Gitterrost, auf welchem das zu bearbeitende Werkstück ruht. Die Kanten der Auflagen sind abgeschrägt und ihre Spitze ist abgeflacht. Außerdem sind die Auflagen derart abgewinkelt, daß Streustrahlen in eine gewünschte Richtung gelenkt werden, wo sie keine Schäden anrichten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragbett der in Rede stehenden Art zu schaffen, welches der einfallenden Laserstrahlung möglichst wenig Angriffsfläche bietet, leicht auswechselbar und gut justierbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß sind also die Tragelemente zu einem fest montierten Rost aus flexiblen Bändern angeordnet, die eine geringe Dicke derart aufweisen, daß sie der einfallenden Laserstrahlung möglichst wenig Angriffsfläche bieten. Außer­ dem sind diese Bänder leicht justierbar der erfindungs­ gemäß vorgesehenen Spanneinrichtungen an den Tragbett­ enden, die auch eine einfache Auswechselbarkeit der Bänder gewährleisten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Laser-Schneid­ systems gemäß der Erfindung mit einer zum Offen­ baren eines Tragbettes weggebrochenen Arbeitsbahn;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Tragbett des Laser-Schneid­ systems in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Bettes in Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Teil-Draufsicht auf Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht eines Bandes in Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Endansicht des arbeitsbahn­ tragenden Bettes in Fig. 2 und eines Arbeitsbahn- Transportiermechanismus;

Fig. 7 eine Seitenansicht von Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Laser- Schneidsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht die in einer allgemein mit 8 bezeich­ neten Laser-Schneidvorrichtung verkörperte Erfindung. Die Vorrichtung 8 schließt einen Tisch 10, der eine Arbeitsbahn 14 trägt, und des weiteren einen Laser-Schneidkopf 16 ein, der über dem Tisch zum Zwecke einer Bewegung in einer im allge­ meinen parallel zu demselben verlaufenden Ebene gehalten wird. Der Kopf ist in einer angedeuteten Y-Koordinatenrichtung durch ein Antriebssystem bewegbar, das eine Gleitbrücke 20, eine Leitspindel 26, die von der Brücke gewindemäßig aufge­ nommen wird, eine Führungsschiene 24, die ein Ende der Brücke gegenüber der Leitspindel 26 lagert, und einen Schrittschalt- Antriebsmotor 23 zum Drehen der Leitspindel einschließt. Der Kopf 16 ist auch in eine angedeutete X-Koordinatenrichtung mittels eines Schlittens 18, eines Schrittschalt-Antriebs­ motors 25, einer vom Motor 25 angetriebenen Zeitgeber-Rie­ menscheibe 27, einer Zeitgeber-Riemenscheibe 29 und eines zwischen den beiden Riemenscheiben geführten Zeitgeber- Riemens 31 bewegbar, der am hinteren Teil des Schlittens 18 festgemacht ist, um ihn anzutreiben. Beide Antriebsmotoren werden von einer Steuereinrichtung 12 gesteuert, die einen Computer einschließt. Wegen einer weiteren Beschreibung einer Vorrichtung, die in der Lage ist, einen Kopf wie den Laser-Schneidkopf 16 in einer parallel zu einer Arbeits­ fläche verlaufenden Ebene zu bewegen, kann die US-PS 35 29 084 herangezogen werden, auf die hiermit als Teil der vorliegenden Offenbarung verwiesen wird.

Die Arbeitsbahn 14 umfaßt typischerweise eine Bahn aus Tuch und wird von einer Rolle 15 aus zugeführt. Der Schneidkopf 16 sendet einen Laserstrahl in Richtung der Arbeitsbahn aus, der beispielsweise zu einem Fleck mit einem Durchmesser von 0,0508 mm (0,002 Zoll) auf der Arbeitsbahn fokussiert ist.

Fig. 2 und 3 zeigen die Erfindung, bei der der Tisch 10 ein Bett 38 mit einer Reihe von flexiblen Streifenbändern 40, 40 einschließt, die parallel zueinander am Rand liegen, wobei ihre oberen Ränder in einer gemeinsamen Ebene liegen, um eine ebene Auflagefläche zu bilden. Die Bänder 40, 40 sind zwischen gegenüberliegenden, trogförmigen Rahmen-Endabschnit­ ten 41 und 43 des Tisches 10 festgemacht und begrenzen lang­ gestreckte Spalte 39, 39, die zur Gänze durch das Bett 38 hindurchgehen. Wie deutlicher in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, umfaßt jedes der Bänder 40 einen schmalen Streifen, der ein Paar von senkrechten Stiften 42 und 45 innerhalb der Rahmen-Endabschnitte 41 bzw. 43 umgrenzt und zwischen diesem verspannt und gestrafft ist. Der Stift 42 wird von senk­ rechten Bohrungen 47 und 49 in einem Dach- und in einem Bodenteil des Rahmen-Endabschnitts 41 gleitbar aufgenommen und befindet sich mit diesen im Paßsitz, und der Stift 45 wird zwischen einem Dach- und einem Bodenteil des Rahmen- Endabschnitts 43 waagerecht und gleitbar aufgenommen. Eine Spannschraube 44 geht durch eine waagerechte Bohrung 48 in einer Seitenwand des Rahmen-Endabschnitts 43 und durch Öff­ nungen 50 und 51 in Endabschnitten 65 bzw. 67 des Bandes 40 und wird vom Stift 45 zum Festlegen desselben an der Stelle gewindemäßig aufgenommen. Die Endabschnitte 65 und 67 des Bandes 40 können miteinander verklebt oder verschweißt und mit dem Stift 45 verklebt oder einzig und allein durch die Schraube 44 aneinander und am Stift 45 befestigt sein. Wegen der ortsfesten Anbringung des Endabschnitts 65 am Endabschnitt 67 ist das Band 40 im wesentlichen endlos.

Das Band 40 ist typischerweise aus einem flexiblen Metall wie Aluminium oder Stahl hergestellt, das sich dehnen und mit der Zeit durchhängen kann; in diesem Fall kann ein Ope­ rator die Spannschraube 44 anziehen, um das Band gerade zu richten. Das Band ist auf seinen Flächen gedunkelt oder auf­ gerauht, um Laserlicht zu absorbieren. Wenn sich ein Band ab­ nutzt oder bricht - entweder durch übermäßiges Dehnen oder durch Verbrennungen mittels Laser -, kann das Band durch ein neues Band 40 ersetzt werden. Falls erwünscht, können die Endabschnitte 65 und 67 des neuen Bandes miteinander verklebt oder verschweißt werden, und in den Endabschnitten 65 und 67 können Öffnungen 50 und 51 vorgesehen sein. Um das neue Band 40 anstelle eines ursprünglichen oder abgenutzten Bandes 40 einzubauen, wird der zugeordnete Stift 42 entfernt, die Schraube 44 wird aus dem zugeordneten Stift 45 entfernt, und der Stift 45 und das ursprüngliche Band werden herausgezogen. Dann wird der Mittelabschnitt des neuen Bandes 40 in den Rahmen-Endabschnitt 41 außerhalb der Begrenzungen der Öff­ nungen 47 und 49 und der Stift 42 in die Öffnungen 47 und 49 eingesetzt. Als Nächstes werden die Endabschnitte 65 und 67 zusammen mit dem Stift 45 neben der waagerechten Bohrung 48 in den Rahmen-Endabschnitt 43 und die Schraube 44 durch die Bohrung 48 und die Öffnungen 50, 51 eingesetzt. Dann wird die Schraube 44 in die Gewindebohrung im Stift 45 hinein­ gedreht und festgezogen, um die korrekte Spannung im neuen Band 40 zu etablieren, bei welcher der obere Rand des Bandes mit den oberen Rändern der anderen Bänder fluchtet, um eine im wesentlichen ebene Auflagefläche zu bilden.

Die Bänder 40, 40 sind beispielsweise 25,40 mm (ein Zoll) hoch und weniger als 0,127 mm (0,005 Zoll), vorzugsweise 0,0762 mm (0,003 Zoll), dick, und der Durchmesser der Stifte 42 und 45 beträgt 6,35 mm (¼ Zoll) und der Abstand zwischen Mittelpunkten der Stifte 12,70 mm (½ Zoll), so daß der Ab­ stand zwischen parallelen Abschnitten eines Bandes und zwi­ schen benachbarten Bandabschnitten von benachbarten Bändern 40, 40 6,35 mm (¼ Zoll) beträgt. Die Bänder 40, 40 sind von dünner Ausbildung, um dem Laserstrahl ein minimales Profil darzubieten, und verhindern dadurch, daß ihre nach oben gerichteten Ränder auf diese auftreffendes Laserlicht reflektieren; bei Dicken von über 0,127 mm (0,005 Zoll) werden die Reflexionen bedeutend. Dieses reflektierte Laser­ licht kann, wenn dies zugelassen wird, eine Tuch-Arbeitsbahn an anderen Stellen als den gewünschten Schnittlinien ver­ brennen oder markieren. Die Dünne der Bänder ist durch die Festigkeitserfordernisse und die Herstellungstoleranz be­ grenzt, aber wahrscheinlich werden, da die Natur- und Be­ triebswissenschaften weiter voranschreiten, die Bänder sogar noch dünner hergestellt werden. Die Bänder 40, 40 können glatte obere Ränder haben, um es Bahnmaterial aus Stoff zu ermöglichen, entlang derselben zu gleiten, ohne stecken zu bleiben.

Aufgrund der Laserlichtabsorption erwärmen sich die Bänder 40, 40 bis zu einem gewissen Grad, und aufgrund des normalen Schneidens der Arbeitsbahn 14 mittels Laser gibt diese gas­ förmige und aus kleinen Teilchen bestehende Nebenprodukte frei. Um die Bänder abzukühlen und die Nebenprodukte zu ent­ fernen, wird an die Unterseite des arbeitsbahntragenden Bettes 38 ein Teilvakuum mittels einer Vakuumpumpe 62 angelegt, die mit einer unter dem Bett liegenden Vakuumkammer 91 (gezeigt in Fig. 3) gekoppelt ist. Das Vakuum wirkt durch die Spalte 39, 39 hindurch unmittelbar auf die Arbeitsbahn 14 und zieht, wenn die Arbeitsbahn luftdurchlässig ist, die gasförmigen und aus kleinen Teilchen bestehenden Nebenprodukte des Schneidens mittels Laser heraus und frische Luft, wie dies durch die Pfeile 60, 60 angedeutet ist, durch die Arbeitsbahn und die Spalte 39, 39 neben den Seiten der Bänder 40, 40. Diese Luft kühlt auch die Bänder 40, 40. Wenn die Arbeitsbahn 14 luft­ undurchlässig ist, wird Luft um die Seiten der Arbeitsbahn herumgezogen und kühlt auch die Bänder 40, 40 bis zu einem gewissen Grad.

Das Vakuum in der Kammer 91 und das Gewicht der Arbeitsbahn 14 veranlassen schmale Streifenabschnitte der Arbeitsbahn, die zwischen oberen Rändern von benachbarten Bändern liegen, sich leicht nach unten zu biegen. Der Abstand zwischen den Bändern ist jedoch klein genug - 6,35 mm (¼ Zoll) oder weniger -, um ein übermäßiges Durchbiegen zu verhindern, so daß die Ar­ beitsbahn 14 im wesentlichen flach auf dem Bett 38 liegt.

Die Spalte 39, 39 zwischen den Bändern 40, 40 schaffen einen Zugang zu einem (in Fig. 6 und 7 dargestellten) Mechanismus 70 für einen wahlfreien Transport. Der Mechanismus 70 schließt eine Grundplatte 72 und senkrechte Leitbleche 74, 74 ein, die parallel zueinander mit nach oben gerichteten Rändern auf derselben angebracht sind, wobei die oberen Ränder in einer gemeinsamen Ebene liegen. Der Mechanismus schließt des weiteren ein auf eine Lagerwelle 83 aufgebrachtes Rad 76, wobei dessen Achse waagerecht und quer zu den Spalten 39, 39 verläuft, einen Motor 85, der das Rad 76 unmittelbar antreibt, ein Rad 78, das mit parallel zur Achse des Rades 76 verlau­ fender und sich auf dem gleichen senkrechten Höhenniveau wie dieselbe befindlicher Achse aufgebracht ist, einen Riemen 80, der das Rad 76 mit dem Rad 78 kraftschlüssig verbindet, und Haltekonsolen 84 und 86 ein, welche an Flächen der Räder 76 bzw. 78 nach Drehgelenkart angebracht und an die Grund­ platte 72 ortsfest anmontiert sind. Während sich die Räder 76 und 78 drehen, bewegen sich die Grundplatte 72 und die Leit­ bleche 74, 74 in einer elliptischen Umlaufbahn, wie dies durch die gekrümmten Pfeile 88, 88 angedeutet ist, und während sie sich auf diese Weise bewegen, bewirken sie ein Eindringen der oberen Ränder der Leitbleche miteinander in die Räume zwischen den Bändern 40, 40 und in die Spalte 39, 39 sowie in die von den oberen Rändern der Bänder bestimmten Trag­ ebene. Folglich heben die Leitbleche die Arbeitsbahn 14 an und bewegen diese, wie durch die Pfeile 97, 97 angedeutet ist, in der Y-Koordinatenrichtung parallel zu den Spalten 39, 39 (in Fig. 7 nach rechts). Wenn die Bänder 40, 40 in Verbindung mit dem Transportmechanismus 70 verwendet werden, haben diese glatte obere Ränder, so daß, wenn die oberen Ränder der Leitbleche 74, 74 durch die von den oberen Rändern der Bänder 40, 40 bestimmte Ebene während ihres Umlaufs hin­ durchgehen, die Leitbleche die Arbeitsbahn 14, die aus Stoff hergestellt sein kann, veranlassen, auf den Bändern 40, 40 in der Y-Koordinatenrichtung zu gleiten. Wegen der glatten oberen Ränder der Bänder 40, 40 und ihrer im allgemeinen parallelen Anordnung gleitet die Arbeitsbahn, selbst wenn diese aus Stoff besteht, leicht und bleibt nicht stecken. Auf ähnliche Weise gleiten aus der Arbeitsbahn 14 geschnit­ tene Stücke sowie Ausschuß leicht entlang der oberen Ränder der Bänder 40, 40.

Dieser und andere langgestreckte, eindringende Transport­ mechanismen sind im einzelnen in der gleichlaufenden USA- Anmeldung mit dem Titel "LASER CUTTING SYSTEM" beschrieben, die am gleichen Tag mit der vorliegenden Anmeldung einge­ reicht wurde, gemeinsam von den Erfindern David Pearl und Jacob Weiselfish stammt und auf die hiermit als Teil der vorliegenden Offenbarung verwiesen wird.

Einer der dort beschriebenen Transportmechanismen kann in die Vorrichtung 8 integriert werden und weist eine Reihe von Stacheln auf, die in der Brücke 20 des Zuschneidetisches 10 untergebracht sind, wenn der Transportmechanismus entakti­ viert ist, und in Angriff mit der Arbeitsbahn 14 nach unten ausgefahren sind, wenn der Transportmechanismus aktiviert ist, wobei sie durch die von den oberen Rändern der Bänder bestimm­ te Tragebene hindurchgehen und sich etwas in die Spalte 39, 39 hinein erstrecken. Dann wird die Brücke 20 in der ange­ deuteten Y-Koordinatenrichtung bewegt, um die Arbeitsbahn 14 oder sich ergebende Musterstücke und Ausschuß zu transpor­ tieren. Da die Stacheln zum Ergreifen der Arbeitsbahn nicht zur Gänze durch das Bett hindurch zu gehen brauchen, brauchen die Spalte nicht ganz durch das Bett 38 hindurch zu gehen, und daher können die Bänder 40, 40 weiter auf einer Unterlage aufliegen.

Fig. 8 zeigt ein allgemein mit 180 bezeichnetes Laser- Schneidsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine Laser-Schneidvorrichtung 182 und arbeitsbahntragende Tröge 184, 184 einschließt. Jeder der Tröge 184, 184 entspricht im wesentlichen dem Tragbett 38. Die Laser-Schneidvorrich­ tung 182 arbeitet auf herkömmliche Weise, um einen Laser­ strahl quer über eine Arbeitsbahn zum Schneiden derselben in Musterstücke zu bewegen. Eine solche Laser-Schneidvor­ richtung kann beispielsweise einen Laserkopf einschließen, der zum Zwecke einer Bewegung parallel zu dem mit 184 b be­ zeichneten Trog, der mit einer Arbeitsbahn 191 beladen ist, gelagert ist, oder eine ortsfeste Laserlicht- oder Laser­ strahlquelle und Spiegel oder Linsen, um das Licht entlang gewünschter Schnittlinien anzulegen.

Um das Laser-Schneidsystem 180 zu betreiben, breitet ein Operator manuell eine neue Arbeitsbahn 189 auf dem Trog 184 a aus und schiebt dann den Trog manuell in ein Gehäuse 190 der Laser-Schneidvorrichtung 182 über einen (nicht dargestellten) waagerechten Schlitz. Der frisch beladene Trog 184 a legt sich gegen den Trog 184 b im Inneren des Gehäuses an und zwingt diesen über einen Schlitz 194 aus der anderen Seite heraus. Als Nächstes schneidet die Laser-Schneidvorrichtung 182 Musterstücke aus der Arbeitsbahn 189, die den Muster­ stücken 187, 187 ähnlich sind, welche vorher aus der Arbeits­ bahn 191 auf dem Trog 184 b geschnitten wurden.

Während die Arbeitsbahn 189 gerade in Musterstücke durch den Laser geschnitten wird, entfernt der Operator die Muster­ stücke 187, 187 und den Ausschuß 186 vom Trog 184 b, trägt den Trog 184 b an die vorher vom Trog 184 a belegte Stelle und belädt ihn von neuem mit einer Arbeitsbahn. Nachdem die Musterstücke aus der Arbeitsbahn 189 geschnitten sind, schiebt der Operator den Trog 184 b in das Gehäuse 190, um einen weiteren Schneidzyklus zu starten.

Vorstehend sind arbeitsbahntragende Betten für Laser- Schneidvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart worden. Es können jedoch zahlreiche Abänderungen und Auswechslungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. So können beispielsweise die Stifte 42, 42 im System 8 am Endrahmen 41 durch Schrauben ortsfest befestigt sein, die senkrecht durch den Endrahmen 41 hindurch gehen. Auch können, falls dies erwünscht ist, die endlosen Bänder 40, 40 durch lineare Streifenbänder ersetzt werden, die an ihren einen Enden durch Schrauben oder Klemmen direkt am Endrahmen 41 ortsfest befestigt sind und an ihren anderen Enden an Klemmen ortsfest befestigt sind, die durch Spann­ schrauben am Endrahmen 43 festgemacht sind.

Es ist weiter möglich, die endlosen Streifenbänder 40, 40 durch dünne Endlosdrahtbänder zu ersetzen, die zwischen den Stiften 42, 42 und 45, 45 auf eine Art und Weise verspannt sind, die der Art und Weise ähnelt, auf die die Streifenbänder 40, 40 zwischen den Stiften verspannt sind, mit der Ausnahme, daß die Spannschrauben direkt in die Stifte 45, 45 einge­ schraubt sind und nicht durch die Drahtbänder hindurch gehen. Solche Drahtbänder haben typischerweise einen Durchmesser von 0,1524 mm bis 0,2286 mm (0,006 bis 0,009 Zoll), der größer ist als die bevorzugte Dicke der Bänder 40, 40, weil die Endlos­ drahtbänder nicht die Breite der Streifenbänder 40, 40 zur Erhöhung ihrer Gesamtfestigkeit haben. Weiterhin können die endlosen Streifenbänder durch lineare Drahtbänder ersetzt werden, die an ihren einen Enden direkt am Endrahmen 41 orts­ fest angebracht sind und an ihren anderen Enden an Klemmen ortsfest angebracht sind, die durch Spannschrauben am End­ rahmen 43 festgemacht sind.

Claims (5)

1. Tragbett einer Laser-Schneidvorrichtung zum Tragen eines Arbeitsstücks, mit einer Vielzahl von geradlinigen Trag­ elementen, deren obenliegende Schmalseiten in einer Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinigen Tragelemente hochkant lösbar mit an den Tragbettenden angeordneten Spanneinrichtungen (42, 44, 45) verbundene flexible Bänder (40) geringer Dicke sind.

2. Tragbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (40) eine Dicke von weniger als 0,127 mm aufweisen.

3. Tragbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (40) eine Dicke von nicht mehr als 0,0762 mm aufweisen.

4. Tragbett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Bänder (40) endlos ist.

5. Tragbett nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der endlosen Bänder (40) zwischen zwei an gegenüberliegenden Tragbettenden befindlichen Ver­ spannungsgliedern (42, 44, 45) angeordnet ist.