DE4434504C2 - Laserschneidemaschine - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Laserschneidemaschine, bei der ein Schneidkopf zum Schneiden
eines Werkstücks bewegt wird.
Fig. 19 ist ein Diagramm, welches eine herkömmliche
freitragende lichtabtastende Laserschneidemaschine zeigt, die
beispielsweise in der japanischen offengelegten
Gebrauchsmusterveröffentlichung 58-134289 beschrieben
ist, und Fig. 20 ist eine Draufsicht davon. In diesen
Zeichnungen ist ein Y-Arm 1 in einer Richtung der Y-Achse
bewegbar und eine Schiene 2 für die Y-Achse befindet sich
unter dem Y-Arm 1 mit Y-Achsen-Schienenhalterungen 3, die
orientiert sind, um die Y-Achsen-Schiene 2 zu halten. Ein
Laserstrahl 4 wird durch einen Schneidkopf 5 gesammelt und
strahlt den Strahl auf ein Werkstück 6. Ablenkungsspiegel 7,
die den Laserstrahl 4 reflektieren, um ihn an den Schneidkopf
5 zu führen, umfassen einen ersten Ablenkungsspiegel 7a und
einen zweiten Ablenkungsspiegel 7b. Ein Y-Achsen-Faltenbalg 8
wird verwendet, um die Strahlpfadöffnung und den Antrieb des
Y-Arms 1 abzudecken und eine Halteplatte 9 ist an den
Y-Achsen-Schienenhalterungen 3 befestigt, um den Y-Arm 1 und
seinen Antrieb zu halten und ist in einer X-Achsenrichtung
bewegbar. Ferner bilden X-Achsen-Schienen 10, X-Achsen-
Schienenhalterungen 11, die auf der Unterseite der
Halteplatte 9 angebracht sind, um die X-Achsen-Schienen 10 zu
halten und ein X-Achsen-Faltenbalg 12, der einen Antrieb in
die X-Achsenrichtung abdeckt, einen Teil der Maschine.
Schließlich ist ein Schneidtisch 13, der das Werkstück 6
hält, eine Maschinenbasis 14, die alle voranstehend erwähnten
Komponenten hält, eine Schneidkammer 15 und ein
Laseroszillator 16, der den Laserstrahl 4 ausgibt, vorhanden.
Im Betrieb wird dem Y-Arm 1 ermöglicht, sich in der Y-
Achsenrichtung durch die darunter angebrachte Y-Achsen-
Schiene 2 und durch die auf der Halteplatte 9 installierten
Y-Achsen-Schienenhalterungen 3 zu bewegen. Die Halteplatte 9
hält den Y-Arm 1 und seinen Antrieb und kann sich durch die
an der Maschinenbasis 14, die alle Komponenten haltert,
angebrachten X-Achsen-Schienen 10 und durch die auf der
Unterseite der Halteplatte 9 angebrachten X-Achsen-
Schienenhalterungen 10 in die Richtung der X-Achse bewegen.
Ferner wird der von dem Laseroszillator 16 ausgegebene
Laserstrahl 4 durch den ersten Ablenkungsspiegel 7a, der in
dem Y-Arm 1 enthalten und an der Halteplatte 9 befestigt ist
(und sich deshalb nicht bewegt, wenn sich der Y-Arm 1 in die
Richtung der Y-Achse bewegt), und dann durch den zweiten
Ablenkungsspiegel 7b, der an dem Vorderende des Y-Arms 1
befestigt ist, reflektiert und an den unter dem zweiten
Ablenkungsspiegel 7b angebrachten Schneidkopf 5 geführt. Der
Laserstrahl 4 wird durch den Schneidkopf 5 gesammelt und auf
das Werkstück 6 gestrahlt, welches auf dem Schneidtisch 13
gehalten wird, der durch die Maschinenbasis 14 gesichert ist.
Durch Bewegung des Y-Arms 1 in die Y-Achsenrichtung und der
Halteplatte 9 in die X-Achsenrichtung dabei kann der
Schneidkopf 5 in die Richtung irgendeiner Achse auf einer
X-Y-Ebene bewegt werden, wodurch das Werkstück 6 in
irgendeine gewünschte Form geschnitten werden kann.
Ferner ist der Y-Faltenbalg 8 an der Öffnung und dem Antrieb
des Y-Arms 1 angebracht und der X-Faltenbalg 12 an dem
Antrieb für die X-Achsenrichtung angebracht, um einen
Staubschutz vorzusehen.
Ferner ist der gesamte Bereich des Y-Arms 1 und der gesamte
Schneidbereich durch die Schneidkammer 15 umschlossen, um
Sicherheitsmaßnahmen vorzusehen.
Um in der in Fig. 19 gezeigten herkömmlichen freitragenden
lichtabtastenden Laserschneidemaschine, die wie oben
beschrieben aufgebaut ist, den Schneidkopf in die Richtung
der Y-Achse zu bewegen, muß der Y-Arm selbst bewegt werden
und wegen des schweren Gewichts des sich bewegenden
Abschnitts nimmt eine Vibration während der Bewegung in die
Y-Achse zu, was einen ungünstigen Einfluß auf die
Schneidegenauigkeit ausübt.
Da ferner der Bewegungsbereich des Y-Arms in der Richtung der
Y-Achse relativ groß ist, eröffnet der Y-Arm die Möglichkeit,
daß er mit einem menschlichen Körper oder einem anderen
Objekt kollidiert, was ein Sicherheitsproblem darstellt.
Deshalb ist in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung 61-242782, der japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung 5-77075 eine
Laserschneidemaschine offenbart, die derartige Probleme lösen
kann, das heißt, eine Laserschneidemaschine, bei der nur der
Schneidkopf bewegbar in der Y-Achsenrichtung auf einen Y-Arm
angeordnet ist, der in die Richtung der X-Achse bewegbar ist.
Als ein alternatives herkömmliches Beispiel besitzt eine
Laserschneidemaschine einen Laseroszillator zum Oszillieren
eines Laserstrahls, einen ersten Ablenkungsspiegel zum
Empfang des Laserstrahls, der sich auf einer ersten Ebene
befindet, die die Achsenlinie des Laserstrahls schneidet,
einen zweiten Ablenkungsspiegel, der gegenüberliegend zu dem
ersten Ablenkungsspiegel auf dem Schnittabschnitt der ersten
Ebene und einer zweiten Ebene, die die erste Ebene schneidet,
angeordnet ist, einen dritten Ablenkungsspiegel, der
gegenüberliegend dem zweiten Ablenkungsspiegel auf dem
Schnittabschnitt der zweiten Ebene und einer dritten Ebene,
die die zweite Ebene schneidet, angeordnet ist, einen vierten
Ablenkungsspiegel, der gegenüberliegend zu dem dritten
Ablenkungsspiegel auf dem Schnittabschnitt der dritten Ebene
und einer vierten Ebene, die die dritte Ebene schneidet,
angeordnet ist und einen fünften Ablenkungsspiegel, der
gegenüberliegend zu dem vierten Ablenkungsspiegel auf dem
Schnittabschnitt der vierten Ebene und einer fünften Ebene,
die die vierte Ebene schneidet, angeordnet ist, um eine
Strahlachse auf jeder der ersten, zweiten, dritten, vierten
und fünften Ebenen zu bilden. In diesem System verändert sich
ein Strahlachsenabstand zwischen dem zweiten
Ablenkungsspiegel und dem dritten Ablenkungsspiegel und ein
Strahlachsenabstand zwischen dem vierten Ablenkungsspiegel
und dem fünften Ablenkungsspiegel. Das System ist in der
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
63-16894 offenbart.
Als ein alternatives herkömmliches Beispiel ist in der
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
61-296985 eine Laserschneidemaschine offenbart,
bei der ein Spiegel zum Empfang eines von einem
Laseroszillator ausgegebenen linear polarisierten
Laserstrahls ein zirkular polarisierender Spiegel ist.
Als ein weiteres alternatives herkömmliches Beispiel
offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung
4-327394 eine Laserschneidemaschine, bei der ein.
Laserschneidkopf, der mit einem Ablenkungsspiegel und einem
Kondensor ausgerüstet ist, bewegt wird, um die Länge eines
Laserstrahls zwischen einem Laseroszillator und einem
Schnittpunkt, an dem ein Werkstück mit einem
Laserschneidevorgang geschnitten wird, zu verändern, wobei
eine mittels eines Antriebsmotors bewegbare
Kollimationseinrichtung zwischen dem Laseroszillator und dem
Laserschneidkopf vorgesehen ist, um den Durchmesser des
Laserstrahls und die Brennweite des Kondensors fast zu
vereinheitlichen.
Von den wie voranstehend beschriebenen bezeichneten
herkömmlichen Laserschneidemaschinen können die
Laserschneidemaschinen, die in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung 61-242782, der japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung 5-77075
offenbart sind, die Nachteile der in Fig. 19 gezeigten
Maschine lösen. Da jedoch die Schwerpunktsposition des Y-Arms
immer außerhalb des Paars von X-Achsen-Schienen angeordnet
ist, wird auf die Schienen eine große Lastdifferenz und ein
großes Biegemoment ausgeübt. Demzufolge wird eine
ungewöhnliche Zug- und Druckspannung vorgesehen und es ergibt
sich ein Problem für die Lebensdauer der Schienen und
Schienenhalterungen.
Auch die in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung 63-16894 und der japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung 61-296985
offenbarten Laserschneidemaschinen weisen keine Einrichtung
auf, um den zirkular polarisierten Laserstrahl an den
Schneidepunkt ohne Verkleinerung eines zirkularen
Polarisationsfaktors zu übertragen, wodurch der zirkulare
Polarisationsfaktor während der Übertragung des zirkular
polarisierten Laserstrahls an den Schneidepunkt verringert
wird.
Aus DE-3 638 678 A1 ist ein Lasersystem bekannt, welches
wenigstens einen Reflektor enthält, der einen bestimmten
Polarisationszustand bewahren kann. Aus diesem Dokument ist es
bekannt, daß P-Polarisationswellen und S-Polarisationswellen
bei der Reflektion im allgemeinen phasenverschoben werden, und
daß eine solche Phasenverschiebung in einem Lasersystem
unerwünscht ist. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Reflektor
mit einer spezifischen Anordnung von Reflexionsschichten
vorgeschlagen, so daß bei dem speziellen Reflektor keine
Phasenverschiebung zwischen der P- und S-Wellenkomponente
auftaucht. Das Erfordernis solcher speziellen Spiegel ist
jedoch ein Nachteil des beschriebenen Systems.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Laserschneidemaschine zu schaffen, in welcher der
Polarisationszustand eines zirkularpolarisierten Laserstrahls
bei mehrfacher Reflektion aufrecht erhalten werden kann, ohne
daß spezielle Spiegel erforderlich sind.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 oder den Merkmalen des Anspruchs 2.
Weiterbildungen dieser Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen
3-15 angegeben.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine
Laserschneidemaschine im
Zusammenhang mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die Einzelheiten
von Bewegungsmechanismen für die X-, Y- und
Z-Achsenrichtung für einen ersten
Ablenkungsspiegel im Zusammenhang mit einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Vorderansicht, die die Einzelheiten eines
Ausgleichsfaltenbalgabschnitts in einem Y-
Achsen-Strahlpfads im Zusammenhang mit der
ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Diagramm, welches die Anordnung eines
Gebläses zeigt, das veranlaßt, daß der innere
Druck eines Schneidtisches negativ ist, und
zwar im Zusammenhang mit der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Diagramm, welches die Einzelheiten eines
Hebewalzenzubringers zeigt, der ein Werkstück
in der X-Achsenrichtung transportiert, und
zwar im Zusammenhang mit der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die eine
Anordnung eines Strahlpfadsystems zeigt,
welche durch erste bis fünfte
Ablenkungsspiegel und eine Kollimationslinse
gebildet wird, im Zusammenhang mit der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Diagramm, welches ein Prinzip zum
Ausgleichen von Phasenverschiebebeträgen mit
Hilfe der Ablenkungsspiegel im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 ein Diagramm, das eine
Strahlausbreitungscharakteristik zeigt, wenn
die Kollimationslinse oder ein
Kollimationsspiegel angeordnet ist, im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, die eine
Anordnung eines Strahlpfadsystems zeigt, wenn
ein Kollimationsspiegel angeordnet ist, im
Zusammenhang mit einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die eine
Anordnung eines Strahlpfadsystems zeigt, wenn
eine konkave Linse zwischen einem
Oszillatorstrahlausgang und der
Kollimationslinse angeordnet ist, und zwar im
Zusammenhang mit einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Diagramm, welches eine
Strahlausbreitungscharakteristik zeigt, wenn
ein konvexer Spiegel zwischen dem
oszillatorstrahlausgang und dem
Kollimationsspiegel angeordnet ist, und zwar
im Zusammenhang mit der vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Diagramm, welches eine
Strahlausbreitungscharakteristik zeigt, wenn
die konkave Linse oder der konvexe Spiegel
zwischen dem Oszillatorstrahlausgang und der
Kollimationslinse oder dem Kollimationsspiegel
angeordnet ist, und zwar im Zusammenhang mit
der vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, die eine
Anordnung eines Strahlpfadsystems mit einer
gleichförmigen Strahlpfadlänge zeigt, im
Zusammenhang mit einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Diagramm, welches einen dreidimensionalen
Schneidkopf zeigt, der mit einem zweiachsigen
Rotationsmechanismus ausgerüstet ist, im
Zusammenhang mit einer sechsten
Ausführungsform der vorliegende Erfindung;
Fig. 15 ein Diagramm, das einen Schneidkopf vom
parabolischen Spiegel-Typ zum Schweißen zeigt,
und zwar im Zusammenhang mit der sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht, die die
Anordnung eines Sicherheitsschutzes im
Zusammenhang mit einer siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 17 ein Diagramm, welches eine Modifikation der
siebten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 18 ein Diagramm, das die Einzelheiten des
Hebewalzenzubringers zeigt, der das Werkstück
in die X-Achsenrichtung transportiert, und
zwar im Zusammenhang mit der achten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 eine Vorderansicht, die eine herkömmliche
Laserschneidemaschine vom
freitragenden Typ zeigt; und
Fig. 20 eine Draufsicht, die eine herkömmliche
Laserschneidemaschine vom
freitragenden Typ zeigt.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8
beschrieben. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die
eine Laserschneidemaschine zeigt.
Einige Teile und Mechanismen, die in der Zeichnung zur
besseren Übersichtlichkeit weggelassen worden sind, sind in
den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Insbesondere zeigt Fig. 2 eine
perspektivische Ansicht, die die Einzelheiten von
Bewegungsmechanismen für die X-, Y- und Z-Achsenrichtung des
ersten Ablenkungsspiegels zeigt, Fig. 3 ist eine
Vorderansicht, die die Einzelzeiten eines
Ausgleichsfaltenbalbabschnitts eines Y-Achsen-Strahlpfads
zeigt, Fig. 4 zeigt die Anordnung eines Gebläses, die
veranlaßt, daß der innere Druck eines Schneidetisches negativ
ist, und Fig. 5 zeigt die Einzelheiten eines
Hebewalzenzubringers, der zum Transport eines Werkstücks in
der X-Achsenrichtung verwendet wird. Fig. 6 ist eine
perspektivische Ansicht, die eine Anordnung eines
Strahlpfadsystems zeigt, das durch einen ersten bis einen
fünften Ablenkungsspiegel und eine Kollimationslinse gebildet
ist, Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein
Prinzip zum Ausgleichen eines Phasenverschiebebetrags mit
Hilfe der Ablenkungsspiegel darstellt, und Fig. 8 zeigt eine
Strahlausbreitungscharakteristik, wenn die Kollimationslinse
oder ein Kollimationsspiegel angebracht worden sind.
Unter Bezugnahme auf die obigen Zeichnungen bezeichnen 17a
bis 17e Ablenkungsspiegel, die einen ersten Ablenkungsspiegel
17a, einen zweiten Ablenkungsspiegel 17b, einen dritten
Ablenkungsspiegel 17c, einen vierten Ablenkungsspiegel 17d
und einen fünften Ablenkungsspiegel 17e umfassen, die den von
dem Laseroszillator 16 ausgegebenen Laserstrahl reflektieren,
um ihn an den Schneidkopf 5 zu führen. Der zweite
Ablenkungsspiegel 17b und der dritte Spiegel 17c befinden
sich an dem Ende der X-Achse, der vierte Ablenkungsspiegel
17d und der fünfte Ablenkungsspiegel 17e befinden sich auf
einem Y-Arm 18, wobei der fünfte
Ablenkungsspiegel 17e dem Schneidkopf 5 zugeordnet ist.
Der erste Ablenkungsspiegel 17a ist ein zirkular
polarisierender Spiegel (+90° Verzögerer) und der zweite
Ablenkungsspiegel 17b bis zu dem fünften Ablenkungsspiegel
17e sind angeordnet, um die Phasenverschiebebeträge des
zweiten Ablenkungsspiegels 17b und des dritten
Ablenkungsspiegels 17c und diejenigen des vierten
Ablenkungsspiegels 17d und des fünften Ablenkungsspiegels 17e
auszugleichen, so daß der durch den ersten Ablenkungsspiegel
17a zirkular polarisierte Laserstrahl 4 an den Schneidkopf 5
übertragen werden kann, ohne den zirkularen
Polarisationsfaktor des Laserstrahls 4 zu verringern. Dieses
Prinzip einer Ausgleichung der Phasenverschiebebetrags wird
nachstehend hauptsächlich im Zusammenhang mit Fig. 7
beschrieben.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß der zweite
Ablenkungsspiegel 17b bis zu dem fünften Ablenkungsspiegel
17e aus Metallspiegeln, beispielsweise Kupferspiegeln,
gebildet sind, die allgemein gebräuchlich sind.
Wie in Fig. 6 gezeigt, befindet sich eine Kollimationslinse
39 zwischen dem zweiten Ablenkungsspiegel 17b und dem dritten
Ablenkungsspiegel 17c und zwar an einer Position, an der der
Laserstrahl 4 in der Nähe der Mitte des bewegbaren Bereichs
des Schneidkopfes 5 fokussiert ist.
Der erste Ablenkungsspiegel 17a besitzt auch eine
Winkeleinstellfunktion und ist ausgelegt, um in den X-,
Y- und Z-Achsenrichtungen bewegbar zu sein, wie in Fig. 2
dargestellt. In Fig. 2 bezeichnen 70a, 70b und 70c
Verriegelungschrauben, die verwendet werden, um Elemente zu
fixieren, die den ersten Ablenkungsspiegel 17a veranlassen,
sich in die X-, Y- und Z-Achsenrichtungen zu bewegen, 71
bezeichnet ein Bewegungselement für die Y-Achsenrichtung, 72
stellt einen Halter dar, der das Bewegungselement 71 für die
Y-Achsenrichtung hält, 73 bezeichnet ein Bewegungselement für
die Z-Achsenrichtung und 74 bezeichnet einen Ablenkungsblock,
der den ersten Ablenkungsspiegel 17a hält.
18 bezeichnet einen Y-Arm, der in der Y-Achsenrichtung
befestigt ist, in der X-Achsenrichtung bewegbar ist und auf
seinen Basisteilen den dritten Ablenkungsspiegel 17c und den
vierten Ablenkungsspiegel 17d hält, wie in Fig. 1 gezeigt.
Der Y-Arm 18, an dem eine Z-Achseneinheit 21 angebracht ist,
die den Schneidkopf 5 enthält und in der Y-Achsenrichtung
bewegbar ist, ist an seinem Vorderende verdünnt und auch
seine Dicke ist verringert, so daß sich seine
Schwerpunktsposition zwischen den X-Achsen-Schienen 24a und
24b angeordnet ist, und zwar unabhängig von der Anordnung der
Z-Achseneinheit.
Ein Paar von Y-Achsen-Schienen 19a und 19b befinden sich auf
dem Y-Arm 18, während ein Paar von Y-Achsen-
Schienenhalterungen 20a und 20b verwendet werden, um die Y-
Achsen-Schienen 19a, 19b zu halten. Eine Z-Achseneinheit 21
ist an den Y-Achsen-Schienenhalterungen 20a, 20b angebracht,
so daß sie auf dem Y-Arm 18 in der Y-Achsenrichtung bewegbar
ist, und besitzt eine Funktion für die Bewegung des
Schneidkopfes 5 aufwärts/abwärts und hält auf ihrer Oberseite
den fünften Ablenkungsspiegel 17e.
Ein staubschützender Y-Achsen-Faltenbalg 22 deckt einen Y-
Achsenantrieb (nicht dargestellt) einschließlich der Y-
Achsen-Schienen 19a, 19b und die Y-Achsen-Schienenhalterungen
20a, 20b ab. Ein staubgeschützter Y-Achsen-Strahlpfad-
Faltenbalg 23 deckt einen Y-Achsen-Strahlpfad (zwischen dem
vierten Ablenkungsspiegel 17d und dem fünften
Ablenkungsspiegel 17e) ab und ist so ausgeführt, wie in Fig.
3 gezeigt. Insbesondere ist der fünfte Ablenkungsspiegel 17e,
wie in Fig. 3 gezeigt, mit einem Kasten 34 abgedeckt, ein
durch eine Befestigungsstütze 36 gesicherter
Ausgleichsfaltenbalg 35 ist gegenüberliegend zu dem Y-Achsen-
Strahlpfad-Faltenbalg 23 vorgesehen, wobei sich der Kasten 34
dazwischen befindet, um einen inneren Raum kontinuierlich zu
machen und um den inneren Druck der Faltenbälge unverändert
zu halten, wenn sich die Z-Achseneinheit in die Y-Richtung
bewegt, wodurch verhindert wird, daß Umgebungsluft in die
Faltenbälge hinein gesaugt wird.
Ein Paar von X-Achsen-Schienen 24a und 24b befinden sich auf
der X-Achse und X-Achsen-Schienenhalterungen 25a und 25b sind
auf der Unterseite des Y-Armendes 18 angebracht, um die
X-Achsen-Schienen 24a, 24b zu halten. Ein staubgeschützter
X-Achsen-Faltenbalg 26 deckt einen (nicht dargestellten)
X-Achsenantrieb mit den X-Achsen-Schienen 24a, 24b und die
X-Achsen-Schienenhalterungen 25a, 25b und einen X-Achsen-
Strahlpfad (zwischen dem zweiten Ablenkungsspiegel 17b und
dem dritten Ablenkungsspiegel 17c) ab. Die X-Achsen-Schienen
24a, 24b befinden sich auf einer Schienenbasis 27, die auch
alle Komponenten haltert. Eine drehbare Halterung 28 für ein
zylindrisches Werkstück 29
befindet sich außerhalb des bewegbaren Bereichs des
Schneidkopfs 5 über einem Schneidtisch 31, um zu ermöglichen,
daß ein großes Werkstück 6 ohne Behinderung geladen/entladen
werden kann und ist durch ein Stellglied 75, beispielsweise
einen Luftzylinder, aufwärts/abwärts bewegbar gehalten. Es
läßt sich erkennen, daß diese drehbare Halterung 28 ausgelegt sein
kann, so daß sie in eine zurückgezogene Position gleitet, ohne
aufwärts/abwärts bewegt zu werden und von dem Schneidtisch 31
unter Verwendung eines der drehbaren Halterung 28 zugeordneten
Basisteils getrennt werden kann.
Messerschneidenförmige Halterungen 30 werden verwendet, um
ein flaches Werkstück 6 zu halten und ein Schneidetisch 31
ist mit einem Gebläse 48 versehen, das den inneren Druck des
Schneidtisches 31 negativ macht, um während eines
Schneidvorgangs erzeugten Staub, Rauch etc. anzusaugen und
auszustoßen. Da diese Laserschneidemaschine ein bewegliches Strahlführungs
system aufweist und ihr Schneidetisch 31 unabhängig
und fest ist, kann dieser Schneidetisch 31 auch je nach
Bedarf hinsichtlich Ausgestaltung, Größe und anderer
Faktoren des Werkstücks 6 verändert werden. Ferner ist dieser
Schneidetisch 31 mit einem Hebewalzenzubringer 49 versehen,
wie in Fig. 5 gezeigt, der durch ein Stellglied 75,
beispielsweise einen Luftzylinder aufwärts/abwärts bewegbar
gehalten wird, so daß, wenn er nach dem Ende eines
Schneidevorgangs angehoben wird, das Werkstück 6 von den
messerschneideförmigen Halterungen 30 abgehoben werden und
leicht von Hand in die X-Richtung bewegt werden kann. Der
Hebewalzenzubringer 49 ist ein freier Lageraufbau, so daß das
Werkstück 6 in irgendeine horizontale Richtung bewegt werden
kann.
Nachstehend wird der Betrieb und die Funktion dieser
freitragenden Laserschneidemaschine
beschrieben. Insbesondere bewegt sich der Y-Arm 18 nicht in
die Y-Achsenrichtung und die Z-Achseneinheit 21 bewegt sich
in die Y-Achsenrichtung auf den Y-Achsen-Schienen 19a, 19b,
die auf dem Y-Arm 18 mit Hilfe der Y-Achsen-
Schienenhalterungen 20a, 20b angeordnet sind. Der Y-Arm 18,
an dem die X-Achsen-Schienenhalterungen 25a, 25b auf der
Unterseite seines Endes angebracht sind, kann sich in die X-
Achsenrichtung auf den X-Achsen-Schienen 24a, 24b, die auf
der Maschinenbasis 27 angebracht sind, bewegen.
Dabei wird der von dem Laseroszillator 16 ausgegebene
Laserstrahl 4 durch die Ablenkungsspiegel 17a bis 17e
reflektiert, durch den an dem Boden der Z-Achseneinheit 21
angebrachten Schneidkopf 5 gesammelt und auf das Werkstück 6
gestrahlt, welches durch die messerschneideförmigen
Halterungen 30 gehalten wird. Durch Bewegung der
Z-Achseneinheit 21 in der Y-Achsenrichtung und des Y-Arms 18
in der X-Achsenrichtung kann dabei der Laserschneidekopf 5 in
irgendeiner Richtung in der X-Y-Ebene bewegt werden, wodurch
das Werkstück 6 mit einem Laser in irgendeine gewünschte
Gestalt geschnitten werden kann.
In dieser Laserschneidemaschine ist der Y-Arm 18, an dem die
Z-Achseneinheit 21 angebracht ist, die den Schneidekopf 5
umfaßt und in die Y-Achsenrichtung bewegbar ist, an dem
Vorderende ausgedünnt und weist eine verringerte Dicke auf,
wodurch sich seine Schwerpunktsposition unabhängig von der
Anordnung der Z-Achseneinheit 21 zwischen den X-Achsen-
Schienen 24a, 24b befindet. Somit wird die Last des Y-Arms 18
und anderer Teile ungefähr gleichmäßig auf die X-Achsen-
Schienen 24a und 24b und die X-Achsen-Schienenhalterungen 25a
und 25b angewendet.
Die drehbare Halterung 28, auf dem das zylindrische Werkstück 29
gehalten und gedreht werden kann, kann zur Sicherstellung
eines gleichmäßigen Schneidens des zylindrischen Werkstücks
29 verwendet werden. Da eine Schneidehöhe zur dieser Zeit
höher ist als die beim Schneiden des flachen Werkstücks 6,
sei ferner darauf hingewiesen, daß der Schneidekopf 5 durch
die Z-Achseneinheit 21 vor einem Schneiden angehoben wird.
Die drehbare Halterung 28 befindet sich außerhalb des bewegbaren
Bereichs des Schneidkopfes 5, so daß das große Werkstück 6
ohne Behinderung geladen/entladen werden kann. Der Tisch wird
ferner durch das Stellglied 75, z. B. einen Luftzylinder,
gehalten, so daß er sich je nach Anforderung in die
Rückzugsrichtung heben kann oder gleiten kann. Wenn die drehbare Halterung 28
beim Laserschneiden nicht verwendet wird, kann sie
zurückgezogen werden, so daß er
ein Schneiden nicht behindert.
Es sei darauf hingewiesen, daß die drehbare Halterung 28 so ausgelegt
sein kann, um aufwärts/abwärts bewegbar oder gleitbar zu sein
und nur außerhalb des bewegbaren Bereichs des Schneidkopfs 5
angeordnet sein kann, um das große Werkstück 6 mit geringer
Behinderung zu laden/entladen.
Der Schneidetisch 31 ist mit dem Hebewalzenzubringer 49
verbunden, der durch das Stellglied 76, z. B. einen
Luftzylinder, wie in Fig. 5 gezeigt, aufwärts/abwärts bewegt
wird, wodurch das Werkstück 6 leicht von Hand in die
X-Achsenrichtung bewegt werden kann, wenn der
Hebewalzenzubringer 49 nach dem Ende eines
Laserschneidevorgangs angehoben wird, um das Werkstück 6 von
den messerschneideförmigen Halterungen 30 abzuheben.
Ferner kann bei Laden des Werkstücks 6 durch Anheben des
Hebewalzenzubringers 49 in eine Position, in der seine Walzen
höher als die Enden der messerschneideförmigen Halterungen 30
sind, auch das Werkstück 6 leicht geladen werden.
Um die Einstellung des zirkularen Polarisationsfaktors, der
Strahlachse etc. zu erleichtern, ist der erste
Ablenkungsspiegel 17a ein zirkular polarisierender Spiegel
(+90° Verzögerer) in dieser Laserschneidemaschine. Um den von
dem ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular polarisierten
Laserstrahl 4 an den Schneidekopf 5 beim Laserschneiden zu
übertragen, ohne seinen Faktor der zirkularen Polarisation zu
verringern, sind der zweite Ablenkungsspiegel 17b bis zu dem
fünften Ablenkungsspiegel 17e angeordnet, um die
Phasenverschiebebeträge des zweiten Ablenkungsspiegels 17b
und des dritten Ablenkungsspiegels 17c und diejenigen des
vierten Ablenkungsspiegels 17d und des fünften
Ablenkungsspiegels 17e auszugleichen, wodurch der durch den
ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular polarisierte
Laserstrahl 4 an den Schneidekopf 5 übertragen werden kann,
ohne daß der Faktor einer zirkularen Polarisation verringert
wird.
Das Prinzip einer Ausgleichung wird gemäß Fig. 7
beschrieben. Unmittelbar nachdem der Laserstrahl 4 durch den
ersten Ablenkungsspiegel zirkular polarisiert worden ist, ist
eine Phasendifferenz zwischen einer S-Wellenkomponente und
einer P-Wellenkomponente 90°. Wenn der Strahl durch den
zweiten Ablenkungsspiegel reflektiert und in der Richtung
geändert wird, dann bewirkt der spezifische
Phasenverschiebebetrag ΔPS° des Ablenkungsspiegels, daß die
P-Wellenkomponente der S-Wellenkomponente um ΔPS°
vorausläuft. Durch Anordnung des dritten Ablenkungsspiegels,
so daß im Gegensatz dazu die S-Wellenkomponente der P-
Wellenkomponente um ΔPS° vorausläuft, jedoch der durch den
dritten Ablenkungsspiegel reflektierte und in der Richtung
geänderte Laserstrahl 4 die S-Wellenkomponente mit 0° + ΔPS°
und die P-Wellenkomponenten mit 90° + ΔPS° aufweist, ist die
Phasendifferenz zwischen den S- und P-Wellenkomponenten 90°
und deshalb ist der zirkulare Polarisationsfaktor nicht
herabgesetzt.
Wegen dieses Ausgleichungsprinzips wird bei der
Spiegelanordnung der vorliegenden Erfindung der Laserstrahl
4, der durch den ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular
polarisiert wird, an den Schneidekopf 5 übertragen, ohne daß
sein zirkularer Polarisationsfaktor verringert wird.
Wenn in der Ausführungsform 1 der Laserstrahl 4, der durch
den ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular polarisiert wird,
so daß er die Phasendifferenz um 90° zwischen den S- und
P-Wellenkomponenten aufweist, durch den zweiten
Ablenkungsspiegel 17b reflektiert und in der Richtung
geändert wird, dann bewirkt der spezifische
Phasenverschiebebetrag ΔPS° des Ablenkungsspiegels, daß die
P-Wellenkomponente der S-Wellenkomponente um ΔPS°
vorausläuft. Wenn der Laserstrahl 4 ferner durch den dritten
Ablenkungsspiegel 17c reflektiert und in der Richtung
geändert wird, dann bewirkt der spezifische
Phasenverschiebebetrag ΔPS° des Ablenkungsspiegels, daß die
P-Wellenkomponente der S-Wellenkomponente um nochmals ΔPS°
vorausläuft. Der vierte Ablenkungsspiegel 17d ist so
angeordnet, daß die S-Wellenkomponente der P-Wellenkompenente
um ΔPS° vorausläuft und der fünfte Ablenkungsspiegel 17e ist
so angeordnet, daß die S-Wellenkomponente der
P-Wellenkomponente nochmals um ΔPS° vorausläuft. Insbesondere sind der
vierte Ablenkungsspiegel 17d und der fünfte Ablenkungsspiegel
17e so angeordnet, daß der durch den fünften
Ablenkungsspiegel 17e reflektierte und in der Richtung
geänderte Laserstrahl 4 die S-Wellenkomponente mit 0° + 2ΔPS°
und die P-Wellenkomponente mit 90° + 2ΔPS° aufweist, d. h. die
Phasendifferenz zwischen den S- und P-Wellenkomponenten
beträgt 90°.
Der erste Ablenkungsspiegel 17a besitzt eine
Winkeleinstellfunktion und ist ausgelegt, so daß er in die
X-, Y- und Z-Achsenrichtungen bewegbar ist, wie in Fig. 2
in näheren Einzelheiten dargestellt. Wenn der Winkel des
ersten Ablenkungsspiegels 17a geändert wird, um den
zirkularen Polarisationsfaktor einzustellen, ermöglicht
deshalb eine Lockerung der Verriegelungsschraube 70a, daß der
erste Ablenkungsspiegel 17a in die X-Achsenrichtung bewegt
wird und eine Lockerung der Verriegelungsschraube 17b
ermöglicht eine Bewegung des Bewegungselements 71 für die
Y-Achsenrichtung in der Y-Achsenrichtung, wodurch der
Laserstrahl 4 an die Mitte des zweiten Ablenkungsspiegels 17b
gestrahlt werden kann, wobei der zirkulare
Polarisationsfaktor den besten Winkel beibehält.
Ferner wird der erste Ablenkungsspiegel 17a durch den in die
Z-Achsenrichtung bewegbaren Mechanismus gehalten, wie in
Fig. 2 gezeigt, wobei eine Lockerung der
Verriegelungsschraube 70c ermöglicht, daß der erste
Ablenkungsspiegel 17a in der vertikalen Richtung leicht
eingestellt werden kann, um mit dem Höhenzentrum des
Laserstrahls 4 nach der Installation des Laseroszillators 16
übereinzustimmen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, befindet sich in dieser
Laserschneidemaschine die Kollimationslinse 39 zwischen dem
zweiten Ablenkungsspiegel 17b und dem dritten
Ablenkungsspiegel 17c und in einer Position, an der der
Strahl 4 in der Nähe der Mitte des bewegbaren Bereichs des
Schneidekopfes 5 fokussiert wird, wodurch die
Strahldurchmesseränderung in dem bewegbaren Bereich des
Schneidekopfes 5 extrem klein ist, wie in Fig. 8 gezeigt.
In der Ausführungform 1 ist der zweite Ablenkungsspiegel 17b
bis zu dem fünften Ablenkungsspiegel 17e wie voranstehend
beschrieben angeordnet, um alle spezifischen
Phasenverschiebebeträge des zweiten Ablenkungsspiegels 17b
bis fünften Ablenkungsspiegels 17e auszugleichen, wodurch der
durch den ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular polarisierte
Laserstrahl 4 an den Schneidekopf 5 übertragen wird, ohne daß
sein zirkularer Polarisationsfaktor verringert wird.
In einer derartigen Anordnung können deshalb die
Metallspiegel, beispielsweise Kupferspiegel, die allgemein
als der zweite Ablenkungsspiegel 17b bis der fünfte
Ablenkungsspiegel 17e verwendet werden, durch mit
Silber beschichtete Spiegel
ersetzt werden,
die einen größeren Phasenverschiebebetrag, aber ein höheres
Reflexionsvermögen als die allgemein verwendeten
Metallspiegel aufweisen. Diese Spiegel können den durch den
ersten Ablenkungsspiegel 17a zirkular polarisierten
Laserstrahl 4 an den Schneidekopf 5 übertragen, ohne daß sein
zirkularer Polarisationsfaktor verringert wird (nämlich durch
das Prinzip einer Ausgleichung der Phasenverschiebebeträge
wie in Fig. 7 beschrieben), und mit einer verringerten
Ausgangsdämpfung während der Übertragung.
In der Ausführungsform 1 befindet sich die Kollimationslinse
39 zwischen dem zweiten Ablenkungsspiegel 17b und dem dritten
Ablenkungsspiegel 17c und in einer Position, in der der
Strahl 4 in der Nähe der Mitte des bewegbaren Bereichs des
Schneidkopfes 5 fokussiert wird, wie in Fig. 6 gezeigt.
Anstelle der Kollimationslinse 39 kann ein ebener Spiegel 40
und ein Kollimationsspiegel 41 angeordnet werden, und zwar
zwischen dem zweiten Ablenkungsspiegel 17b und dem dritten
Ablenkungsspiegel 17c und in einer Position, an der der
Strahl 4 in der Nähe der Mitte des bewegbaren Bereichs des
Schneidkopfes 5, wie in Fig. 9 gezeigt, fokussiert wird, um
die Strahldurchmesseränderung in dem bewegbaren Bereich des
Schneidkopfes 5 extrem zu verringern, wie in Fig. 8 gezeigt.
Wie in Fig. 10 gezeigt, kann eine konkave Linse 42 zwischen
dem zweiten Ablenkungsspiegel 17b und der Kollimationslinse
39 angeordnet werden, oder der ebene Spiegel 40 kann durch
eine konvexe Linse 43 ersetzt werden, wie in Fig. 11
gezeigt, um den Laserstrahl 4 aufzuweiten, um den Laserstrahl
in der Nähe der Mitte des bewegbaren Bereichs des
Schneidkopfes 5 zu fokussieren, wie in Fig. 12 gezeigt,
wodurch die Strahldurchmesseränderung in dem bewegbaren
Bereich des Schneidkopfes 5 herabgesetzt werden kann.
Wenn der erste Ablenkungsspiegel 17a und der zweite
Ablenkungsspiegel 17b in die Y-Richtung bewegt werden und ein
invertierender Spiegelkasten 38, der ein Paar von
invertierenden Spiegeln 37a, 37b enthält, zwischen dem
zweiten Ablenkungsspiegel 17b und dem umgedrehten dritten
Ablenkungsspiegel 17c vorgesehen ist und ausgelegt ist, um in
der X-Richtung um die Hälfte des Bewegungsabstands des Y-Arms
18 in der X-Richtung bewegt zu werden, wie in Fig. 13
gezeigt, dann kann der Übertragungsabstand des Laserstrahls 4
von dem ersten Ablenkungsspiegel 17a bis zu dem vierten
Ablenkungsspiegel 17d gleichförmig gemacht werden, wodurch
die Strahldurchmesseränderung des Laserstrahls 4 aufgrund der
Bewegung in der X-Richtung des Y-Arms 18 eliminiert wird.
Der Y-Arm 18 kann aus einem Material mit einer hohen
mechanischen Festigkeit hergestellt sein oder ausgelegt sein,
so daß er eine hohe mechanische Festigkeit aufweist, um den
Schneidkopf durch einen dreidimensionalen Schneidkopf zu
ersetzen, der mit einem Zweiachsen-Rotationsmechanismus mit
Rotationsachsen 44, 45, wie in Fig. 14 gezeigt, oder mit
einem Schneidkopf zum Schweißen oder zur
Oberflächenmodifikation (z. B. ein Schneidkopf vom
Parabolspiegeltyp, ein Schneikopf vom Strahlabtasttyp, ein
Schneidkopf vom Integrationsspiegeltyp, ein Schneidkopf vom
Kaleidoskoptyp oder dergleichen) ausgerüstet ist, wie in
Fig. 15 gezeigt. Die Möglichkeit eines Austausches des
Schneidkopfes in dieser Ausführungsform durch den
dreidimensionalen Schneidkopf, der mit dem Zweiachsen-
Rotationsmechanismus ausgerüstet ist, erlaubt das Schneiden
eines dreidimensionalen Werkstücks und die Möglichkeit eines
Austausches durch den Schneidkopf zum Schweißen oder zur
Oberflächemodifikation ermöglicht, daß ein Werkstück
geschweißt oder eine Oberfläche modifiziert wird.
Fig. 15 zeigt von den Schneidköpfen zum Schweißen oder zur
Oberflächenmodifikation den Schneidkopf vom
Parabolspiegeltyp, wobei der durch den ebenen Spiegel 46
reflektierte Laserstrahl 4 durch einen Parabolspiegel 47
gesammelt wird und auf das Werkstück gestrahlt wird.
Wie in Fig. 16 gezeigt, kann eine Sicherheitsabdeckung 32
vorgesehen sein, die den Y-Arm 18 und den Schneidetisch 31
abdeckt, und ein Lade/Entladebereich für ein Werkstück 6 oder
29 kann aus transparenten Türen 33 gebildet sein, welche aus
einem Material hergestellt sind, welches den Laserstrahl
absorbiert, beispielsweise einem acryllischen Material, um
eine Beobachtung des Innenraums zu ermöglichen und um zu
verhindern, daß ein während des Schneidevorgangs von dem
Werkstück reflektiertes Licht nach außen gestrahlt wird. In
diesem Fall kann das Werkstück 6 oder 29 durch Schieben der
transparenten Türen 33a, 33b in die Pfeilrichtung in der
Figur an die Position der transparenten Türe 33c
geladen/entladen werden.
Die in Fig. 16 gezeigten Sicherheitsmaßnahmen können mit
einer Sperre versehen sein, um zu verhindern, daß die
Maschine betrieben wird, wenn die transparenten Türen 33
offen sind. Wenn die transpartenten Türen 33 nicht vorgesehen
werden, kann eine photoelektrische Röhre 51 an dem Vorderende
des Y-Arms 18 angebracht werden und ein Halteanschlag 52 kann
mit einem lichtempfangenden Sensor 53 ausgerüstet werden, der
das Licht der photoelektrischen Röhre 51 empfängt, um eine
Sperre zum Stoppen der Maschine in Abhängigkeit von dem
Vorliegen/Fehlen des Lichtes an dem lichtempfangenden Sensor
53 vorzusehen, wenn ein Benutzer zufällig in den bewegbaren
Bereich des Y-Arms 18 hineingelangt.
In der Ausführungsform 1 kann ein Hebewalzenzubringer 49 mit
einem Walzenantriebsmotor 77 versehen sein, um die Walzen
über eine Kette 78 anzutreiben, wie in Fig. 18 gezeigt,
wodurch das Werkstück 6 automatisch weitertransportiert
werden kann.
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß die obigen
Ausführungsformen in geeigneter Weise kombiniert werden, um
mehrere verschiedene Laserschneidemaschinen-Konstruktionen zu
bilden.
Claims (15)
1. Laserschneidemaschine, umfassend:
einen Laseroszillator (16) zur Bereitstellung eines linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen ersten Ablenkspiegel (17a), welcher ein zirkular polarisierender Spiegel ist, zum Empfang des linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen zweiten Ablenkspiegel (17b) zum Empfang des von dem ersten Ablenkspiegel (17a) reflektierten und zirkular polarisierten Laserlichts (4);
einen dritten Ablenkspiegel (17c), welcher im Strahlengang dem zweiten Spiegel nachgeordnet ist, wobei die Spiegelebene des dritten Ablenkspiegels (17c) so angeordnet ist, daß die Phasenverschiebung (ΔPS°) zwischen der P-Wellenkomponente und der S-Wellenkomponente, welche durch den zweiten Ablenkspiegel (17b) verursacht wird, dadurch ausgeglichen wird, daß die P-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die S-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt, und die S-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die P-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt.
einen Laseroszillator (16) zur Bereitstellung eines linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen ersten Ablenkspiegel (17a), welcher ein zirkular polarisierender Spiegel ist, zum Empfang des linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen zweiten Ablenkspiegel (17b) zum Empfang des von dem ersten Ablenkspiegel (17a) reflektierten und zirkular polarisierten Laserlichts (4);
einen dritten Ablenkspiegel (17c), welcher im Strahlengang dem zweiten Spiegel nachgeordnet ist, wobei die Spiegelebene des dritten Ablenkspiegels (17c) so angeordnet ist, daß die Phasenverschiebung (ΔPS°) zwischen der P-Wellenkomponente und der S-Wellenkomponente, welche durch den zweiten Ablenkspiegel (17b) verursacht wird, dadurch ausgeglichen wird, daß die P-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die S-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt, und die S-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die P-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt.
2. Laserschneidemaschine, umfassend:
einen Laseroszillator (16) zur Bereitstellung eines linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen ersten Ablenkspiegel (17a), welcher ein zirkular polarisierender Spiegel ist, zum Empfang des linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen zweiten Ablenkspiegel (17b) zum Empfang des von dem ersten Ablenkspiegel (17a) reflektierten und zirkular polarisierten Laserlichts (4);
einen dritten Ablenkspiegel (17c), welcher im Strahlengang dem zweiten Spiegel nachgeordnet ist, wobei die Spiegelebene des dritten Ablenkspiegels (17c) so angeordnet ist, daß die Phasenverschiebung (ΔPS°) zwischen der P-Wellenkomponente und der S-Wellenkomponente, welche durch den zweiten Ablenkspiegel (17b) verursacht wird, dadurch ausgeglichen wird, daß die P-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die S-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt, und die S-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die P-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein vierter und fünfter Ablenkspiegel (17d-17e) vorgesehen sind, welche im Strahlengang dem zweiten Ablenkspiegel (17b) nachgeordnet sind, wobei die Spiegelebenen der zweiten bis fünften Ablenkspiegel (17b-17e) so angeordnet sind, daß
bei dem zweiten und dritten Ablenkspiegel (17b, c) die P- Wellenkomponente der S-Wellenkomponente um einen spezifischen Phasenverschiebungsbetrag (ΔPS°) vorausläuft, und
bei dem vierten und fünften Ablenkspiegel (17d, e) die S- Wellenkomponente der P-Wellenkomponente um einen weiteren spezifischen Phasenverschiebungsbetrag (ΔPS°) vorausläuft.
einen Laseroszillator (16) zur Bereitstellung eines linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen ersten Ablenkspiegel (17a), welcher ein zirkular polarisierender Spiegel ist, zum Empfang des linear polarisierten Laserstrahls (4);
einen zweiten Ablenkspiegel (17b) zum Empfang des von dem ersten Ablenkspiegel (17a) reflektierten und zirkular polarisierten Laserlichts (4);
einen dritten Ablenkspiegel (17c), welcher im Strahlengang dem zweiten Spiegel nachgeordnet ist, wobei die Spiegelebene des dritten Ablenkspiegels (17c) so angeordnet ist, daß die Phasenverschiebung (ΔPS°) zwischen der P-Wellenkomponente und der S-Wellenkomponente, welche durch den zweiten Ablenkspiegel (17b) verursacht wird, dadurch ausgeglichen wird, daß die P-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die S-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt, und die S-Wellenkomponente bezüglich des zweiten Ablenkspiegels (17b) die P-Wellenkomponente des dritten Ablenkspiegels (17c) darstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein vierter und fünfter Ablenkspiegel (17d-17e) vorgesehen sind, welche im Strahlengang dem zweiten Ablenkspiegel (17b) nachgeordnet sind, wobei die Spiegelebenen der zweiten bis fünften Ablenkspiegel (17b-17e) so angeordnet sind, daß
bei dem zweiten und dritten Ablenkspiegel (17b, c) die P- Wellenkomponente der S-Wellenkomponente um einen spezifischen Phasenverschiebungsbetrag (ΔPS°) vorausläuft, und
bei dem vierten und fünften Ablenkspiegel (17d, e) die S- Wellenkomponente der P-Wellenkomponente um einen weiteren spezifischen Phasenverschiebungsbetrag (ΔPS°) vorausläuft.
3. Laserschneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine X-Y-
Bewegungseinstelleinrichtung (70a-70c; 71, 74) zum Haltern
des ersten Ablenkungsspiegels (17a) vorgesehen ist.
4. Laserschneidemaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Strahlachsenabstand zwischen dem zweiten Ablenkungspiegel
(17b) und dem unmittelbar folgenden dritten
Ablenkungsspiegel (17c) veränderbar ist, und der
Strahlachsenabstand zwischen dem im Strahlengang
vorletzten Ablenkungsspiegel (17d) und dem letzten
Ablenkungsspiegel (17e) ebenfalls veränderbar ist.
5. Laserschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten bis
fünften Ablenkungsspiegel (17b-17e) mit Metall beschichtet
sind.
6. Laserschneidemaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten bis
fünften Ablenkungsspiegel (17b-17e) Kupferspiegel sind.
7. Laserschneidemaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten bis
fünften Ablenkungsspiegel (17b-17e) mit Silber
beschichtete, hoch reflektive Spiegel sind.
8. Laserschneidemaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch:
einen ersten Schienenaufbau (24a, 24b) umfassend ein Paar von parallelen Schienen (24a, 24b), die zur Definition einer ersten Achse (X) angeordnet sind, wobei der zweite Ablenkspiegel (17b) und der dritte Ablenkspiegel (17c) auf der ersten Achse (X) angeordnet sind;
einen Arm (18), der beweglich in der Richtung der ersten Achse (X) der ersten Schienenstruktur (24a, 24b) vorgesehen ist;
einen zweiten Schienenaufbau (19a, 19b), der sich auf dem Arm (18) befindet, um eine zweite Achse (Y) zu definieren, wobei die zweite Achse (Y) senkrecht auf einer von der ersten Achse (X) und von der Verbindungslinie zwischen drittem und viertem Ablenkspiegeln (17c, d) aufgespannten Ebene steht, und wobei der vierte und der fünfte Ablenkspiegel (17d-17e) auf dem Arm (18) vorgesehen sind;
einen Schneidkopf (5), der auf der zweiten Schienenstruktur (19a, 19b) in der Richtung der zweiten Achse (Y) bewegbar vorgesehen ist, wobei der fünfte Ablenkspiegel (17e) dem Schneidkopf (5) zugeordnet ist;
wobei die Schwerpunktposition des Arms (18) sich zwischen dem Paar von Schienen (24a, 24b) befindet, die auf der ersten Achse (X) angeordnet sind, dadurch daß der Arm (18) an dem Vorderende ausgedünnt ist und eine verringerte Dicke aufweist.
einen ersten Schienenaufbau (24a, 24b) umfassend ein Paar von parallelen Schienen (24a, 24b), die zur Definition einer ersten Achse (X) angeordnet sind, wobei der zweite Ablenkspiegel (17b) und der dritte Ablenkspiegel (17c) auf der ersten Achse (X) angeordnet sind;
einen Arm (18), der beweglich in der Richtung der ersten Achse (X) der ersten Schienenstruktur (24a, 24b) vorgesehen ist;
einen zweiten Schienenaufbau (19a, 19b), der sich auf dem Arm (18) befindet, um eine zweite Achse (Y) zu definieren, wobei die zweite Achse (Y) senkrecht auf einer von der ersten Achse (X) und von der Verbindungslinie zwischen drittem und viertem Ablenkspiegeln (17c, d) aufgespannten Ebene steht, und wobei der vierte und der fünfte Ablenkspiegel (17d-17e) auf dem Arm (18) vorgesehen sind;
einen Schneidkopf (5), der auf der zweiten Schienenstruktur (19a, 19b) in der Richtung der zweiten Achse (Y) bewegbar vorgesehen ist, wobei der fünfte Ablenkspiegel (17e) dem Schneidkopf (5) zugeordnet ist;
wobei die Schwerpunktposition des Arms (18) sich zwischen dem Paar von Schienen (24a, 24b) befindet, die auf der ersten Achse (X) angeordnet sind, dadurch daß der Arm (18) an dem Vorderende ausgedünnt ist und eine verringerte Dicke aufweist.
9. Laserschneidemaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Ablenkspiegel (17a) wenigstens in der Richtung einer
dritten Achse (Z) senkrecht zu der zweiten Achse (Y)
bewegbar gehalten wird.
10. Laserschneidemaschine nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des
Bewegungsbereichs des Schneidkopfs (5) eine drehbare
Werkstückhalterung (28) vorgesehen ist.
11. Laserschneidemaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare
Werkstückhalterung (28) einen Tischkörper und eine
Einrichtung (79) umfaßt, um die Halterung (28)
aufwärts/abwärts oder gleitend zu bewegen.
12. Laserschneidemaschine nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch einen Schneidetisch
(31) zur Aufnahme eines Werkstücks (6), wobei der
Schneidetisch (31) mit einem Hebewalzenzubringer (49)
versehen ist.
13. Laserschneidemaschine nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Antriebseinrichtung (77, 78) zum Drehen der Walzen des
Hebewalzenzubringers (49) vorgesehen ist.
14. Laserschneidemaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß
eine optische Kollimationseinrichtung (39, 41) vorgesehen
ist, die so angeordnet ist, daß der Laserstrahl (4) an
einer Position ungefähr in der Mitte des
Bewegungsbereiches des Schneidkopfes (5) fokussiert wird.
15. Laserschneidemaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß eine konkave
optische Einrichtung (42) zwischen dem Strahlausgang des
Laseroszillators (16) und der optischen
Kollimationseinrichtung (41) vorgesehen ist.
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