EP3237142A1 - Halterung für zumindest ein schutzglas, lasermaschine mit einer derartigen halterung und verfahren zum automatischen wechseln von schutzgläsern - Google Patents

Halterung für zumindest ein schutzglas, lasermaschine mit einer derartigen halterung und verfahren zum automatischen wechseln von schutzgläsern

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Publication number
EP3237142A1
EP3237142A1 EP15825862.4A EP15825862A EP3237142A1 EP 3237142 A1 EP3237142 A1 EP 3237142A1 EP 15825862 A EP15825862 A EP 15825862A EP 3237142 A1 EP3237142 A1 EP 3237142A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective glass
housing
cover
protective
receptacle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15825862.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David Broger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bystronic Laser AG
Original Assignee
Bystronic Laser AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bystronic Laser AG filed Critical Bystronic Laser AG
Publication of EP3237142A1 publication Critical patent/EP3237142A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1494—Maintenance of nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
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    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1488—Means for protecting nozzles, e.g. the tip surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/706—Protective screens

Definitions

  • the invention relates to a holder for protective glasses of laser machines according to the preamble of claim 1, further a laser machine with at least one interchangeable protective glass according to the preamble of claim 14, and a method for automatically changing protective glass for at least one machining head of a laser machine according to the preamble of the claim 17th
  • the optical components of such laser machines are provided with a protective glass which on the one hand allows the laser radiation to pass unhindered and on the other hand protects the optical components against contamination-related wear.
  • the protective glass itself is exposed to these contaminants and therefore has to be replaced again and again in order to maintain a high and constant machining quality.
  • the change can be made manually or automatically.
  • DE 102004002839 A1 shows a protective glass changing unit for a laser optics for machining materials, which is arranged between an optical protective glass and the operating point. It has a housing with window openings for the laser beam, in which a rotating protective glass pane is arranged so that it covers the area of the window opening.
  • Protective glass pane can rotate continuously or intermittently, which should allow a high surface utilization of the protective glass pane.
  • a similar protective glass changing unit on a laser head is in the KR
  • 100634623 Bl discloses. This includes one container each for fresh and worn protective glass.
  • the containers are arranged in series, with the laser head in the middle.
  • the fresh protective glasses are stacked arranged in their container and at the height of the lower protective glass is a Linearverschie- unit for moving the bottom clean protective glass from the container into the laser head.
  • the worn protective glass is ejected from the laser head and reaches the container provided for this purpose. In the free fall in the container, the worn protective glasses can tilt.
  • the high weight of the laser head with attached protective glass containers is disadvantageous because there is no
  • a fresh protective glass is also fed horizontally to the laser head and at the same time the worn out protective glass is ejected.
  • the clean protective glasses are held in a glass holder and placed on a horizontal conveyor, wherein a plurality of protective glasses are stored on the horizontal conveyor spaced from each other.
  • a rotatable and longitudinally adjustable gripping device is arranged, which detects the respective front protective glass on the glass holder between clamping jaws and brings by rotation of the gripping device in a position for the protective glass change.
  • the laser head moves to the stationary gripper and in the course of this movement, the change of the protective glass on the laser head, while the soiled protective glass is ejected and removed.
  • the disadvantage in turn, a high space requirement and the equipment expense.
  • the open provision of the protective glasses can not reliably prevent their contamination from being introduced into the processing head.
  • the invention is an object of the invention to provide a holder for protective glasses of laser machines, in particular protective glass for a cutting head of a laser cutting machine, with at least one automatically replaced protective glass, which avoids the disadvantages of the prior art and in particular a low-motion and glass-conserving change of protective glass allows, which as long as and as safe as possible are protected against contamination, preferably even during the change process.
  • the holder should be as simple as possible and make the replacement without additional auxiliary devices and with simple antivirussab- runs possible.
  • the invention is based on a holder for at least one protective glass of laser machines, in particular for interchangeable protective glasses for a cutting head of a laser cutting system, which holder has at least one carrier and at least one receptacle for at least one protective glass.
  • the protective glasses are typically set in protective glass holders, the term "protective glass” being understood below to mean all possible designs with or without the protective glass enclosing frames, frames or similar components.
  • This protective glass is together with its socket for receiving in a holder of the holder
  • the protective glass or its socket is preferably provided with a structure for temporary or detachable coupling with a complementary structure of the machining head automatable exchangeability of the protective glass without elaborate Mechanism or even with the need to intervene by operating personnel ensured.
  • the support of the holder may at most be made open, for example, consist of a base plate mounted thereon with protective glass receptacles.
  • a protective glass tightly enclosing de housing-like cover is provided with at least one passage opening for receiving, wherein the housing-like Cover and the receptacle are mutually displaced so far that the protective glass can be made accessible, whereby a removal position is defined.
  • the protective glass is still largely protected in the removal position against contamination or damage, while the mutual displacement of housing-like cover and recording ensures a good automatable accessibility to the protective glass.
  • the housing-like cover can preferably be displaced passively against the action of a spring element relative to the receptacle.
  • This version contributes to the simple and easily automatable handling and removal of the protective glass.
  • the housing-like cover is displaced relative to a stationary protective glass receptacle or away from a removal position, the protective glass change can take place with little need for movement and preferably only through the machining head.
  • An alternative operation of the housing-like cover and / or the inclusion of actuators would be conceivable in order to divide the movements between machining head and protective glass receptacle or housing-like cover. This requires precisely defined, controlled motion sequences monitored by sensors.
  • a further inventive embodiment of the invention provides that the passage opening of the housing-like cover by a preferably passively operable closure assembly is sealed with at least one closure element and can be opened to the passage of the inclusion at the latest in the removal position by movement preferably substantially only in a plane substantially perpendicular to the passage opening.
  • the closure element itself can be designed arbitrarily, for example as a slide, flap, possibly also as a rubber lip or similar elastically deformable curtain.
  • the housing-like cover and / or the closure arrangement comprises an actuating element which is designed and positioned for coupling or actuation by a movable part of the laser machine.
  • the coupling to or actuation by the cutting head of a laser cutting machine is particularly preferred.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that a housing enclosing this entire group with an opening, preferably in the form of a substantially completely open side wall, around a group of receptacles or a group of housing-like covers, each having an opening for the receptacle, is provided, and this housing and the receptacles are relatively movable relative to each other, that the receptacles come to rest outside the housing and such a removal position is defined.
  • This type of construction further increases the protection of the protective glasses provided from damage in the course of the laser processing operation a workpiece and pollution of these glasses prior to their insertion into the machining head.
  • the removal position preferably seen from above laterally next to the carrier and / or the receptacles for the protective glass ser, a possible housing and / or located in the open position cover, preferably spaced therefrom.
  • the removal position for an automated change operation of the protective glass is easily accessible without complicated handling equipment.
  • the accessibility is particularly simple due to a removal position, which is laterally spaced from the housing.
  • the opening of the housing can be closed by a cover and temporarily released, which of course further increases the pollution protection of the glasses.
  • the cover is designed in the form of a flap with a pivot axis, which is easy and safe to operate.
  • An advantageous embodiment provides a substantially horizontal pivot axis, which is preferably above the receptacles for the protective glasses, so that the gravity supports the closing movement and sealing effect. This also ensures that the cover flap is opened to open the magazine upwards and also protects the opening of the magazine in the open position from above falling dirt or dust.
  • a further improvement of the protection can be achieved by an embodiment in which in the closed position of the cover, the housing-like covers with their passage openings for receiving on the inside of the cover fit tightly.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that a group of receptacles are mounted on a common carriage or a common removable plate, wherein the carriage or the removable plate is motor-actuated through the opening of the housing in a removal position movable, preferably along a straight Web and preferably purely translational.
  • An inventive embodiment for a cover of the protective glass receptacle is characterized in that the housing-like cover at least one wall element which in a direction substantially perpendicular to the direction of relative movement of the housing-like cover and the receptacle against the remaining parts of the housing-like cover and against the receptacle is movable, wherein the movement of the wall element is preferably effected by an actuating mechanism which is released at the latest in the removal position or which is actuated by the movement of the receptacle in the removal position or which is operatively cooperating with a movable part of the laser machine, preferably the Cutting head of a laser cutting machine, designed and positioned.
  • This construction allows the receptacle and / or the protective glass to be completely enclosed until the exchange process so that the ingress of dirt into the interior of the cover and onto the protective glass is prevented.
  • the housing-like cover can rest completely and preferably positively and without play on the recording. Only when a relative movement of the housing-like cover and recording in the course of protective glass changing process is necessary, the housing-like cover is spread apart, so to speak, and can move freely and freely relative to the recording.
  • the portion of the housing-like cover, which faces in the removal position of the protective glass receiving element of the laser machine is formed complementary to the surface of this element, and preferably the passage opening for receiving with a sealing lip is surrounded. This also minimizes soiling of the protective glass during the change process, at least as far as possible.
  • the housing-like cover and / or the housing at least one permeable to a sensor device area, which are positioned in the observation direction between the sensor device and the protective glass.
  • the condition, in particular the contamination, of the protective glasses located in the receptacles can be determined in order to ensure, before a protective glass change, that on the one hand at least one receptacle is free for picking up the soiled protective glass from the machining head, and that provided for insertion into the machining head
  • Protective glass is also a clean or new protective glass.
  • a camera is provided as a sensor and areas of the housing-like covers or of the magazine are permeable to those wavelength ranges for which the camera is designed. If necessary, the sensor or the camera can be connected to the magazine or integrated in it.
  • the receptacles and / or the housing are pivotable about an axis between a rest position and a position for the protective glass change, wherein at least in the rest position a wall section of the housing or a cover dust-proofs the working area of the laser machine and preferably also sealed off from the recordings laser-tight.
  • the axis is oriented parallel to the working surface of the laser machine.
  • the holder or the female housing is equipped for interchangeable mounting on a laser machine.
  • the holder or the housing is preferably provided at a predetermined position or mounted on the laser machine.
  • an always identical removal position is ensured and the holder or housing are secured against undesired position changes, in particular with respect to overturning or falling from a support structure.
  • the holder, preferably the entire housing can be removed from the laser machine.
  • a laser machine with at least one replaceable protective glass in particular a laser cutting machine with at least one machining head, in particular a laser cutting head with at least one interchangeable protective glass.
  • each embodiment of a protective glass with a border, inserted in a frame, or the like is also included.
  • the machining head can be moved by means of a movement system, at least in one plane, essentially parallel to a work surface.
  • the machining head is associated with a holder for at least one protective glass of the laser machine, for which purpose it can preferably be detachably mounted on the laser machine.
  • the laser processing head can be moved by means of the movement system to a predetermined protective glass changing position.
  • such a machine is characterized in that the holder is designed in accordance with one of the preceding paragraphs and the protective glass changing position of the processing head is substantially adjacent to the removal position of the holder or a holder docked to the laser machine or if these positions overlap.
  • the movement system of the laser machine is preferably designed in such a way as to carry out the relative movements of the machining head, receptacles or covers and protective glasses required for the protective glass change.
  • the change process is greatly simplified, since on the side of the holder or the housing no elaborate movement and control devices must be provided, which at best should also be matched to movements of the machining head.
  • this laser machine is further characterized in that the machining head is designed for the direct automatic recording of a protective glass. As a result, any intervention on the part of the operator can be avoided and a fully automatic change process for the protective glass can be set up.
  • the machining head is preferably provided with a structure for coupling to a complementary structure of a protective glass.
  • the machining head in the protective glass changing position is movable by a small distance, at least in a plane parallel to the working surface and / or perpendicular to this plane, by means of the movement system.
  • a holder or a housing with such protective glass receptacles described above can also be a permanently mounted or integral component of a laser processing system.
  • the receptacles for the protective glasses are preferably arranged on a removable plate which can be connected to the carriage and is designed to be exchangeable. Instead of the entire magazine is then only the removable disk with the recordings arranged thereon and possibly their covers removed or re-equipped with clean protective glasses provided.
  • this also allows an independent and separate from the system assembly with new protective glasses or used protective glasses can be easily removed for cleaning or disposal.
  • a method for automatic replacement of protective glass for at least one machining head of a laser machine for solving the problems set out above.
  • This is particularly designed for protective glasses for laser cutting heads of a laser cutting machine and typically includes the steps of moving the machining head to or into a defined protective glass changing position and / or providing at least one protective glass in a picking position and the step of receiving the protective glass in the machining head.
  • Essential to the invention are the features that the machining head is moved to a protective glass changing position in the immediate vicinity, possibly overlapping with the removal position, after which required for the protective glass changes relative movements of machining head, recordings or housing-like covers and protective glasses by means of the movement of the machining head during the normal machining operation provided movement system as a defined sequence of movements parallel to the plane of the work surface and perpendicular to this plane are preferably carried out automatically.
  • a possible housing-like cover of a receptacle for a protective glass is preferably moved away against the action of an elastic element and preferably away from the removal position, whereby easy accessibility of the protective glass and good automation of the replacement process are ensured.
  • the machining head moves in the course of the change process to a housing-like cover, wherein preferably at least a dust-tight seal between the machining head and cover is made, and wherein by further method of the machining head in the direction of receiving the protective glass simultaneously box-like cover pushed away from the protective glass and the processing head is pushed over the preferably stationary remaining protective glass until the protective glass is received in the processing head provided for this purpose position.
  • the method is optionally also characterized in that the machining head is lowered in the protective glass changing position at least perpendicular to the work surface and at the same time or only subsequently moved towards the protective glass, wherein in the course of lowering the processing head a cover flap on the machining head for a Protective glass feed opening is opened automatically, preferably by concerns and along the lower edge of the cover on top of a cover of the protective glass. By covering any gaps or gaps upwards, the ingress of dirt into the machining head or to the protective glass to be used can be prevented from above.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that, after moving the machining head into a position that receives the protective glass, the machining head is moved slightly at least in one direction perpendicular to the direction necessary for receiving the protective glass in the machining head.
  • the protective glass is fixed in the machining head, wherein preferably complementary coupling structures of the protective glass and the machining head are brought into engagement. Subsequently, the machining head is moved away from the recording again.
  • the movement of the protective glasses in the removal position and / or the movements of the machining head during the protective glass change substantially purely translationally and along preferably substantially straight tracks, which further enhances the effects and advantages mentioned in the previous paragraph. Moreover, so the protective glasses without complex equipment and the short ways can be transferred to the processing head very safe.
  • an opening in a housing of a receptacle for the protective glass receiving magazine and / or an opening before or during the movement of the protective glass in the removal position is automatically opened in a box-like cover of the protective glass or its recording.
  • a cover closing off the opening is preferably provided, which is moved about a pivot axis, which preferably lies substantially horizontally and preferably above the receptacle.
  • the tilted cover covers the protective glass, the opening and preferably also the path of the protective glass until it is received in the machining head at least upwards and thus prevents dirt, impurities and liquids coming from above from penetrating into the interior of the magazine.
  • the state of the protective glasses is determined and any change is carried out depending on the determined state and / or the state or the duration of use of the protective glass in the processing head and depending on the state of the protective glass in the receptacle.
  • the protective glass is preferably moved together with the receptacle and preferably with an exchangeable removable plate in a removal position, which seen from a direction normal to the plane of the work surface laterally next to the magazine and / or the opening of the housing and / or the open cover lies.
  • the removal position for an automated change operation of the protective glass is easily accessible without complicated handling equipment. Accessibility is particularly easy by moving the protective glasses a removal position, the side of the Ge housing is spaced.
  • the removable disk is preferably fitted or emptied after receiving soiled protective glass or before inserting a clean protective glass in the machining head separately from the magazine or the laser machine.
  • the method when the recording is moved together with a carrying carriage of a magazine in the removal position, and in which a housing-like cover of the recording is moved away from the removal position in the removal position.
  • this movement of the cover takes place against the action of an elastic element and preferably against the direction of movement of the recording when extending to the removal position and thus away again from the removal position, whereby the area between the removal position and protective glass changing position is kept very short and free of interfering components.
  • the movements of recordings, protective glasses, processing head and all interacting elements of the laser machine take place substantially purely translationally and along a preferably substantially straight path.
  • An essential feature of the method is therefore that, in the removal position, the machining head is at least temporarily brought into contact with the carriage, the magazine or the holder for the protective glasses in order to accomplish the replacement of the protective glass. In the course of the defined sequence of movements of the machining head this is preferably moved parallel to the plane of the work surface on the removal position and away from the removal position.
  • FIG. 1 shows an overview of an exemplary embodiment of a protective glass magazine according to the invention (upper cover surface omitted) and a laser cutting head (movement system omitted) in its protective glass changing position;
  • FIG. 2 shows a detailed view of the carriage and the receptacles for the protective glasses of the protective glass magazine of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a protective glass magazine according to the invention with the cover open in a perspective view from the direction of the protective glass changing position;
  • Fig. 4 the front part of the magazine for protective glasses of Figures 1 to 3 together with the located in the protective glass changing position laser processing head, both in longitudinal section. this position corresponds to the first step in a sequence of process steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, with the laser cutting head in protective glass changing position and with the carriage in the protective glass changing position for receiving the protective glass from the laser processing head;
  • FIG. 5 shows the second step in the sequence of method steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, with the laser processing head slightly lowered in the protective glass changing position;
  • 6 shows the third step in the sequence of method steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, with the laser processing head still further lowered, the laser processing head being lowered almost entirely to the height of the receptacle of the magazine for the protective glass to be replaced; 7 shows the fifth step in the sequence of method steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head in which the laser processing head is moved in the height of the receptacle of the magazine for the protective glass to be replaced maximally in the direction of the magazine;
  • FIG. 8 shows the sixth step in the sequence of method steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, in which the laser processing head for coupling protective glass receptacle in the magazine and protective glass is lowered even further;
  • FIG. 9 shows the seventh step in the sequence of method steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, in which the laser processing head has again been moved away from the magazine, in order to extract the protective glass (partially shown here) from the laser processing head;
  • FIG. 10 shows the eighth and last step in the sequence of process steps for automatically removing a protective glass from a laser cutting head, in which the laser processing head moves even further away from the magazine into its position at the beginning of the protective glass replacement tray and completely covers the protective glass under the cover of the protective glass
  • the magazine has been taken, but not yet withdrawn into the magazine
  • FIG. 11 shows an embodiment for a cover which clampingly surrounds the protective glass receptacle in the closed position
  • FIG. and FIG. 12 shows a longitudinal section at the level of a side wall of the cover of FIG
  • FIG. 1 shows, as an example of a machining head K, a laser cutting head in a protective glass changing position P, which is typically approached for this specific sequence of steps.
  • This processing head K typically includes conventional laser optics in which a laser beam is guided, shaped, and focused on an operating point. Since when cutting resp. Welding Splashes and vapors that damage the laser optics or can at least pollute power-reducing, the laser optics protected by a protective glass S (see Fig. 5ff), which is typically taken in a protective glass frame 14. Splashes and vapors thus hit the protective glass S, which catches the dirt and therefore has to be replaced after some time. The replacement can be carried out in the inventive design of the protective glass, its holder and the laser machine itself preferably automatically and without influence or need for handling by the operator, as will be explained below.
  • a holder 1 which is preferably mountable with respect to the protective glass changing position P in its vicinity is arranged in the immediate vicinity, in particular laterally next to the protective glass changing position P.
  • the holder 1 is preferably an exchangeable mounted component of the processing system, in particular a laser cutting machine.
  • a possible housing 2 comprising this holder 1 can also be fixedly connected to the system or be an integral part of the laser processing system.
  • the housing 2 advantageously has a removable element, such as a removable plate 3a, on which the clean protective glasses S provided in receptacles provided or 10 removed from which from the processing head K after use, soiled protective glasses S and cleaning or disposal can be supplied.
  • the holder 1 or the receptacles 10 on the removable plate 3a can advantageously be filled or emptied away from the processing system, and ready-prepared holders 1 or exchangeable plates 3a can be kept ready for rapid attachment to the processing system or inside the housing 2.
  • the holder 1 and or the housing 2 could also be formed fixedly connected to the base or the base frame of the laser processing system. According to a preferred embodiment of a holder 1, this is pivotable between a rest position and a position for the protective glass change about an axis which is preferably parallel to the working surface of the laser machine, which is typically in the xy plane of the movement system of the machining head K, orientable.
  • the holder 1 can be pivoted from a position in which the receptacles 10 would make a movement substantially perpendicular to the working surface of the laser processing machine in a position for the protective glass change, in which the receptacles 10 are movable substantially parallel to the work surface.
  • An advantageous variant provides for the vertical mounting of the holder 1 or the housing 2 with the cover 5 facing upwards, which is pivoted into the change region for the protective glass replacement process.
  • the exchange of the brackets 1 or removable plates 3a by the operator takes place from 'behind' or from the side facing away from the processing head K in the swung-up position and is therefore also possible when the machine is running.
  • the vertically aligned bottom of the magazine 1 covers in the rest position the interior of the laser processing device vertically laser safe from the environment and at the same time ensures the protection of recordings 10 and the protective glasses S provided therein against contamination from the processing area.
  • As a further advantageous embodiment in the context of the invention could be integrated directly into the machine or the system for manual loading of the brackets 1 with protective glasses S a clean room.
  • brackets or similar structures may be provided, at least over a part of the necessary for an exchange path ensure a guided relative movement of the holder 1 or the removable plate 3a relative to the machine or the housing 2, so that the receptacles 10, the holder 1 and the removable plate 3a always and reproducibly reaches the same mounting position.
  • the located inside of housings 2 or in the region of the brackets 1 elements such as the removable plate 3 a can therefore also be exchanged directly without changing the holder 1 or the housing 2 as a whole.
  • a nozzle changer could also be provided in combination with the protective glass changing apparatus described here, and preferably both apparatuses could be integrated into a common unit.
  • the holder 1, possibly with surrounding housing 2 is preferably positioned in the edge region of the bearing surface for the workpiece to be machined or the working surface of the machining head K in normal machining operation. However, this position is still within the range of movement that the machining head K can move on when moving through the normal motion system that is also active during workpiece machining.
  • the processing head K is only brought to the protective glass change in its closest approach to the holder 1 and the housing 2.
  • the change station and the holder 1 or the housing 2 can be mounted in any desired and advantageous position in the system or on the machine. Among other things, it can also be mounted on the x-axis on large machines (where the x-axis does not necessarily have to match the cutting bridge).
  • the carriage 3 can, when the flap-shaped cover 5 is opened, are moved through the then released opening 6 preferably along a straight path on the outside of the housing 2, typically for approaching and towards the protective glass changing position P of the machining head K out.
  • Other embodiments for the shipment of preferably protected by housing-like covers 9 receptacles 10 are conceivable, preferably by pivoting the receptacles 10 in a removal position E near the protective glass change position P of the machining head K. This pivoting is preferably a lie substantially in the working plane of the laser processing machine ie in their X-Y plane, in which also the main movements of the processing head K take place.
  • the cover 5 of the housing 2 could be divided one or more times to only the respectively required receptacle 10 or group of receptacles 10, for example, from the housing 2 or in relation be able to extend to the holder 1 in the removal position E, so that penetration of dirt to the stationary to the holder 1 and to the remaining inside the housing 2 protective glasses S is avoided as possible.
  • a housing 2 also omitted and only a holder 1 may be provided with, for example, a base plate as a support for the movable components. Then the housing-like covers 9 for the holders 10 of the protective glasses S remain as the sole "housing" provided for individual or groups of protective glasses S.
  • the penetration of moisture and / or dirt into the interior of the housing 1 or into the interior of the housing-like covers 9 to the protection glasses S located in the receptacles 10 may preferably in addition to the mechanical protection by means of the cover 5 by generating overpressure in the interior of the housing-like covers 9 and the housing 2 are supported.
  • the housing 2 is provided with a coupling for the connection of a gas supply line or connected via a directly integrated into, for example, a cable drag line with a gas supply.
  • the gas may be the process gas used in the laser processing method, but could also be a different gas assisting the cleaning or keeping clean, possibly even compressed air.
  • the coupling with the gas supply can also be accomplished by contacting the housing 2 in the parked state on a block.
  • the separate supply of each receptacle 10 or each receptacle 10 housing-like surrounding housing-like cover 9 with a gas under pressure would be conceivable, in which case a clutch for these recordings 10 carrying carriage 3 would have to be made and the lines must be able to join their movement, what would have to be realized clean about a tow cable.
  • the cover 5 is preferably mechanically actuated and pivotable about a preferably overhead axis 7.
  • An example of a possible type of actuation are fingers connected to or formed on the carriage 3 which, when the carriage is extended, cover the cover 5 from the inside press and then support against a swiveling by the weight of the cover 5.
  • electrical, fluidic or other drives for the movement of the cover 5 could be provided.
  • Similar closure elements can also be provided for the housing-like covers 9, but here an embodiment is advantageous in which these closure elements are moved substantially in a plane perpendicular to the displacement movement of the protective glass S during the change process. This ensures a space-saving opening or closing movement of the housing-like covers 9, which can still take place even when the processing head K is already approached.
  • this opening and closing of the box-like covers 9 is effected by the processing head K itself in a passive manner in which an actuating element attached thereto actuates a corresponding actuator for the closure element of the box-like cover 9, when the processing head K with respect to box-like cover 9 is relatively moved.
  • this also applies to movement of the housing-like cover 9 with respect to a position in the protective glass changing position P held stationary processing head K, which would also be possible.
  • an active opening and closing of the housing-like cover 9 is also possible by means of arrangements actuated by motor or fluid by means of working cylinders.
  • closure elements for the housing 2 pivoting flaps 5 are preferably provided, while closure elements for the housing-like covers 9 will be designed rather as a slider or rubber lips.
  • a further possible embodiment also provides for the use of a closure element of the housing 2 as a closure element of the housing-like cover 9 at the same time. For this purpose, it is only necessary to position the housing-like covers 9 in the rest position within the housing 2 such that the closed cover flap 5 also closes the passage opening of the housing-like cover 9.
  • the movement of the carriage 3 in and out of the housing 2 of the magazine 1 is effected by preferably a fluidic working cylinder 8 (see in particular Fig. 2), but can possibly be accomplished by an electric drive or other drive system.
  • At least one housing-like cover 9 is arranged, preferably a plurality of housing-like covers 9 are present.
  • Each of these housing-like covers 9 in the form of preferably a hollow cuboid, at least with open front side, in each case at least one receptacle 10 (see FIGS. 2 and 4ff) for at least one protective glass S in order to protect it against soiling and damage as long as possible ,
  • the receptacle 10 may be conically shaped, on the one hand to provide a good seal within the housing-like cover 9 and still facilitate the pushing out of the receptacle 10 from the housing-like cover 9.
  • the housing-like cover 9 can preferably act against the action of a spring element 11 relative to the receptacle 10 be moved. This displacement advantageously takes place in the direction of the interior of the housing 2 of the holder 1, ie typically in the direction opposite to the direction of movement into the removal position E.
  • receptacles 10 for the protective glasses S these can be arranged in a horizontal arrangement as shown in the drawing figures or also vertically above one another. While the receptacles 10 can be moved together as a group in the removal position E in horizontal execution, advantageously vertically arranged receptacles 10 are individually and separately extended to cause no collisions of the laser processing head K with the housing-like covers 9, 10 shots or other parts of the magazine 1 ,
  • the carriage 3 and with it the receptacles 10 are preferably purely translational and without rotational components or pivotal movements in the removal position E for the protective glass - or a position in which a used protective glass S can be stored in the receptacle 10 - and in preferably straight path movable.
  • a receptacle 10 is free for depositing a soiled protective glass S from the processing head K or whether a protective glass S in a receptacle 10 is clean and for Insertion in the machining head K is suitable.
  • the protective glass changing process thus takes place depending on the determined state (free / occupied) of the receptacle 10 or a protective glass S (clean / dirty) located therein. Since the receptacles 10 are typically surrounded by a protective housing-like cover 9, the housing-like cover 9 and / or the housing 2 of the mounting 1 for a sensor device must have transmissive areas for this purpose.
  • a sensor device (not shown) can detect the relevant parts of the protective glasses S in order to determine their condition, in particular the pollution can.
  • the sensor device, the permeable region and the protective glass S or its receiving location are located in a straight direction, the observation beam of the sensor device.
  • a camera is provided as the sensor, this camera being mounted on the holder 1, on the housing 2 or in its vicinity or integrated therein.
  • a camera for this purpose which is fastened to the machining head K or integrated therein, for example in order to monitor the machining process.
  • the processing head K has already been moved by means of the movement system for the machining process into its protective glass changing position P, and in which also the carriage 3 with the receptacles 10 has been completely extended out of the housing 2 through the housing opening 6 and the receptacles 10 or the housing-like covers 9, the removal position E or in this case, the protective glass receiving position E have taken.
  • the housing 2 may be withdrawn relative to fixed receptacles 10. Of concern is only the mutual relative movement of recording 10 or housing-like cover 9 and holder 1 or housing 2 to make the receptacle 10 for the change process accessible.
  • the machining head K is preferably in its predefined protective glass changing position P by sole movement in an XY plane parallel to the work surface, possibly also by moving in the vertical direction.
  • the protective glass changing position P and the removal position E lie close to one another, lie adjacent to one another, as viewed from a direction perpendicular to the plane of the working surface, and may at most partially overlap.
  • a protective glass S from the receptacle 10 and its insertion into the processing head K takes place in principle in the reverse order to the steps explained below.
  • Fig. 4 it can be seen that at the beginning of the protective glass changing operation, the housing-like cover 9 for receiving 10 and the processing head K are arranged in the vertical direction to each other such that the protective glass S located in the processing head K is vertically offset from the receptacle 10, preferably Here is the lower, preferably slightly outwardly bent edge of a protective flap 12 of the insertion or removal opening 13 on the processing head K just above the top of the housing-like cover 9.
  • the protective flap 12 can also by motor, fluidic or alternatively, automatically actuated otherwise closure arrangements on the processing head K be replaced.
  • the head K In its protective glass changing position P, the head K can also be moved both vertically and horizontally by the movement and drive system of the processing system - the latter at least in a straight line towards or away from the holder 1, preferably in a purely translatory manner and along straight travel paths.
  • FIG. 5 shows an intermediate position in which it can be seen that lowering the machining head K causes the lower end of the protective flap 12 to be placed from above on the housing-like cover 9 and swung away from the latter when the machining head K is lowered, whereby the lower edge of the flap 12 slides along the box-like cover 9 to release the opening 13 through which the protective glass S can be removed from or inserted into the processing head K.
  • FIG. 6 shows the almost furthest lowered position of the processing head K in its protective glass changing position P in which the Opening 13 is located at the height of the receptacle 10 for the protective glass S.
  • the protective flap 12 is pivoted here the farthest.
  • the processing head K has already been approached by the movement and drive system of the laser machine in the horizontal direction of the magazine 1, so that its outer side rests against the housing-like cover 9 of the receptacle 10 for the protective glass S.
  • the lower end of the protective flap 12 slides on the top of the housing-like cover 9 even further towards the magazine 1 out.
  • the concern of the machining head K on the housing-like cover 9 is a certain seal against the penetration of contamination in the housing-like cover 9 and the processing head K guaranteed.
  • This effect can be further assisted by a complementary shaping of the outside of the machining head K and the front side of the housing-like cover 9 facing the machining head K and / or a gasket surrounding the passage opening of the housing-like cover 9 and / or the opening 13 of the machining head K.
  • a circumferential seal and thus optimum protection against the ingress of dirt into the opening 13 of the machining head K or on the protective glass S or into the interior of the housing-like cover 9 can be achieved.
  • the machining head K is then moved even further onto the magazine 1, onto the housing-like cover 9 and the receptacle 10, by means of its movement and drive system.
  • the receptacle 10 preferably remains stationary and its housing-like cover 9 is relative to the holder 1 or the housing 2 relative to said components or relatively by the processing head K relative to a carriage 3 and a removable plate 3a and preferably displaced against the action of a return spring or a similar elastic element 11.
  • the receptacle 10 is preferably attached to the end of a rod-shaped or profiled support, around which also preferably the return spring 11 is wound in order to prevent buckling thereof under pressure.
  • the receptacle 10 for the removal or insertion of a protective glass S is made accessible.
  • the further movement of the machining head K results in the receptacle 10 penetrating into the processing head K at a sufficient depth, pushing it over the receptacle 10 until the receptacle for the protective glass S has reached the protective glass S still located in the processing head K.
  • This mutual position of the housing 2, receptacle 10 and processing head K is shown in Fig. 7. All these movements can also be actively supported or completely actively effected via corresponding motor or fluidic drives, possibly in control engineering coordination with the movements of the processing head K.
  • any closure elements of the housing-like cover 9 are preferably passive by actuation means of Bear be opened head K, to free the passage opening for the receptacle 10 and the protective glass S.
  • a driver of the receptacle 10 can engage in a complementary structure on the protective glass S itself or its protective glass frame 14 or on a drawer for the protective glass S.
  • a further slight lowering of the machining head K relative to the receptacle 10 may be provided.
  • the engagement position with the furthest vertically lowered machining head K is shown in Fig. 8.
  • the processing head K is then moved again translationally and preferably horizontally away from the housing 2 of the magazine 1, preferably exclusively along a straight path parallel to the XY plane of the laser processing machine, which is now coupled to the receptacle 10 or therein inserted protective glass S is pulled out of the processing head K.
  • the housing-like cover 9 is also pushed back over the receptacle 10 by the action of the elastic element 11 until it finally encloses it again - and the protective glass S just removed from the processing head K - finally.
  • the protective glass S is preferably already pulled out completely in its frame 14 through the opening 13 from the processing head K.
  • the movement of the processing head K away from the receptacle 10 on the carriage 3 is continued until again a distance between the housing-like cover 9 of the removed protective glass S and the outside of the processing head K or the opening 13 is made, which is a vertical relative movement of housing 2 and machining head K without risk of damage.
  • the opening 13 and the gap between the processing head K and housing-like cover 9 always remain upwardly protected by the protective flap 12. This position is shown in FIG.
  • the processing head K is then moved further vertically.
  • the lower edge of the protective flap 12 slides along the upper side of the housing-like cover 9 and finally comes back completely to the machining head K in order to close off the opening 13.
  • the processing head K can be moved so far in the horizontal direction without vertical lifting until the distance to the housing-like cover 9 large This is as the length of the protective flap 12 and this therefore at most supported by spring elements in the opening 13 closing, the processing head K fitting position works.
  • the adoption of this position of the protective flap 12 may optionally be accomplished actively by drives.
  • the change process is performed mainly via the movement and drive system of the machining head K. This saves the installation of additional drives and is therefore less error-prone and less expensive.
  • the housing-like covers 9 and 10 may be kept open, need not be stored in a closed housing 2. In this case, the change process can be performed entirely by the processing head K. Since no carriage 3 has to be moved, any drive on the side of the protective glass magazine can here 1 savings and it can be found with the return spring 11 for the housing-like cover 9 Aus GmbH.
  • cleaning stations for the protective glasses S or - in the presence or integration of a nozzle changer - the nozzles could be integrated into the protective glass changer or the combined system.
  • a degree of contamination can be detected via a camera and the corresponding cleaning operation initiated.
  • a camera or a corresponding sensor can detect a marking or clearly identifiable characteristic of the protective glasses S and thus allocate certain protective glasses S or types of protective glasses S to specific work processes via downstream evaluation units and also initiate the changing process with selection of a specific protective glass S or required protective glass type. About such a mark could also be determined whether a protective glass S has already been replaced and the considered protective glass S still clean, cleaned after replacement and reusable or used and no longer usable.
  • This determination could also be made by an advantageously transparent cover of the housing 2 and / or the housing-like cover 9 preferably on the upper side via a particularly preferably attached to the laser processing head K or integrated camera, which also used in any case for the identification of the protective glass S or protective glass type becomes.
  • a transparent wall and / or a backlight source may or may not be present.
  • the protective glass change unit can exchange the entire nozzle stock without a lens.
  • the degree of contamination of the protective glass can be determined. This increases the degree of autonomy of the system.
  • An intelligent state recognition determines the location of the contamination and can therefore deduce the effects on the cutting quality.
  • the magazine solution inside the change station does not change the protective glass at the machine location.
  • the emptying and filling of the magazine takes place remotely. This facilitates the change and the magazine introduction and -dnähme is possible without lens contamination. This also allows easy, manual cleaning of the protective glasses.
  • the change process of the protective glass can be combined with an automatic removal of any protective film.
  • the protective film is removed by appropriate Abstreifan füren, by connecting the protective film to the recording, which automatically removes the film from the protective glass in protective glass removal, od. Like. Only removed from the magazine during the actual change by removing.
  • the advantage is that a priori contamination is avoided.
  • the protective glass changer except the extension of the receptacles 10 for the protective glasses S in the removal position no proper movement. If sufficient space was available, even this own movement could be avoided and the laser processing head K could even travel into the area of the holder 1 or be moved into a possible housing 2 for the receptacles 10.
  • the protective glass changing position P of the head K then lies within the housing 2 or the holder 1.
  • inventive protective glass changer are for example characterized by sealed housing-like covers 9 of the receptacles 10 for the protective glasses S, so that the holder 1 itself does not require any cover 5.
  • This embodiment is particularly advantageous combined with a gas supply to the individual receptacles 10 for generating an overpressure in the area.
  • damping elements may be attached or integrated therein to minimize impacts during the change process and when docking or undocking example of the laser processing head K or upon reaching the respective end positions ,
  • damping elements may be attached or integrated therein to minimize impacts during the change process and when docking or undocking example of the laser processing head K or upon reaching the respective end positions .
  • Such a function could be realized for example by appropriate control, in particular pressure reduction or appropriate adjustment of the pressure in the fluidic working cylinder 8 for the entry and / or extension of the carriage 3.
  • the largely funnel-shaped design of the protective glass holder 13 on the cutting head K is advantageous in order to reduce jamming or abutment of the protective glass S on or in the laser processing head K or to avoid.
  • the holder 1, the receptacles 10 and the protective glasses S or their frame itself are accordingly executed with rounded edges.
  • recordings 10 or entire complete mounts 1 for the reception of used protective glasses S so that the mixing of new, cleaned or used and possibly no longer reusable protective glasses S in one and the same holder 1 or one and the same housing 2 to avoid.
  • Preference is therefore also a separate receiving space for the removed from the laser processing head K protective glasses S, separated from the removal area E for clean and in the head K to be used protective glasses S.
  • a housing-like cover 9 which is displaceable as usual against the action of the spring 11, can be designed as shown in FIGS. 11 and 12. It consists of at least one substantially rigid wall element 9a, for example in the form of an upwardly open U-profile, and a relatively movable wall element 9b in the form of a lid on the U-profile.
  • the wall member 9b is movable in a direction substantially perpendicular to the direction of relative movement of the box-like cover 9 and the receptacle 10 (not shown in FIGS. 11 and 12) against the remaining parts 9a of the box-like cover 9 and against the receptacle 10.
  • the receptacle 10 is received in the interior of the U-profile 9a and held closed in the closed position of the wall element 9b (FIG.
  • the movement of the wall element 9b is preferably effected by an actuation mechanism consisting of the outer actuating lever 15a and the inner spreading lever 15b (see FIG. 12), which are non-rotatably mounted on a common axis.
  • the actuating mechanism 15a, 15b may be locked, wherein it is released at the latest in the removal position E (whether this is now actively approached or given only by exposing the housing-like covers 9).
  • the wall element 9b acting as a cover is acted upon by a spring 16 on the other wall element 9a out.
  • the actuating lever 15a Only upon actuation of the actuating lever 15a, which is preferably accomplished by contact with the machining head K or an actuating element attached thereto, is also the internal (FIG. 12) expansion lever 15b is correspondingly rotated and pushes the wall element 9b up against the action of the spring 16 and thus releases the inner receptacle 10 or permits its unimpeded displacement in the longitudinal direction of the receptacle 10.

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Abstract

Eine Halterung für zumindest ein Schutzglas (S) von Lasermaschinen weist zu- mindest einen Träger und zumindest eine Aufnahme ( 10) für zumindest je ein Schutzglas (S) auf. Vorzugsweise ist die Anwendung auf auswechselbare Schutz- gläser (S) für einen Schneidkopf (K) einer Laserschneidanlage vorgesehen. Für eine möglichst verschmutzungssichere Bereitstellung und Auswechslung des Schutzglases ist um zumindest jenen Abschnitt jeder Aufnahme (10), in welchem das Schutzglas (S) aufgenommen ist, eine das Schutzglas (S) dicht umschlies- sende gehäuseartig Abdeckung (9) vorgesehen. Diese ist mit zumindest einer Durchtrittsöffnung für die Aufnahme (10) versehen, wobei die gehäuseartige Abdeckung (9) und die Aufnahme (10) gegeneinander soweit verschiebbar sind, dass das Schutzglas (S) zugänglich gemacht werden kann, wodurch eine Ent- nahmeposition (E) definiert ist.

Description

HALTERUNG FÜR ZUMINDEST EIN SCHUTZGLAS, LASERMASCHINE MIT EINER DERARTIGEN HALTERUNG UND VERFAHREN ZUM AUTOMATISCHEN WECHSELN VON SCHUTZGLÄSERN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Europäischen Anmeldung Nr.
EP14200022.3, eingereicht am 23. Dezember 2014, deren Gesamtheit durch Verweisung ausdrücklich und explizit zur Gänze und in allen beliebigen Teilen, für alle Absichten und Zwecke, hier einbezogen ist, in gleicher Weise wie bei identischer vollständiger Aufnahme in der gegenständlichen Anmeldung .
Die Erfindung betrifft eine Halterung für Schutzgläser von Lasermaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, weiters eine Lasermaschine mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14, sowie ein Verfahren zum automatischen Wechseln von Schutzgläsern für zumindest einen Bearbeitungskopf einer Lasermaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Beim Einsatz von Lasermaschinen zur Bearbeitung von Werkstoffen, zum Beispiel beim Schneiden oder Schweissen von Werkstücken treten beim Entgasen oder Verbrennen von Schutzschichten dieser Werkstoffe Dämpfe oder Spritzer auf, die an die Laserobjektive gelangen können und diese in der Folge verunreinigen oder gar zerstören können.
Um dies zu verhindern, sind die optischen Komponenten von derartigen Laser- maschinen mit einem Schutzglas versehen, das einerseits die Laserstrahlung ungehindert passieren lassen und andererseits die optischen Komponenten vor verunreinigungsbedingtem Verschleiss schützen. Dies hat zur Folge, dass das Schutzglas selbst diesen Verunreinigungen ausgesetzt ist und daher zwecks Beibehaltung einer hohen und konstanten Bearbeitungsqualität immer wieder aus- gewechselt werden muss. Der Wechsel kann dabei manuell oder automatisch vorgenommen werden.
Die DE 102004002839 AI zeigt eine Schutzglaswechseleinheit für eine Laseroptik zum Bearbeiten von Werkstoffen, die zwischen einem Optikschutzglas und dem Arbeitspunkt angeordnet ist. Sie verfügt über ein Gehäuse mit Fensteröff- nungen für den Laserstrahl, in dem eine rotierend gelagerte Schutzglasscheibe so angeordnet ist, dass sie den Bereich der Fensteröffnung überdeckt. Die
Schutzglasscheibe kann kontinuierlich oder taktweise rotieren, was eine hohe Flächenausnutzung der Schutzglasscheibe ermöglichen soll. Ein höheres Gewicht und Volumen der Bearbeitungseinheit, welche jederzeit bei allen während der Bearbeitung notwendigen Bewegungen die gesamte Scheibe und deren Bewegungsmechanismus mit tragen muss, muss dabei in Kauf genommen werden, was zu einer verminderten Dynamik der Anlage führt. Auch kann die Verschmut- zung auch der gerade nicht verwendeten Bereiche der Scheibe nur schwer verhindert werden, da sich die gesamte Scheibe immer in der Nähe der verschmutzungsintensiven Bearbeitungsstelle befindet.
Eine ähnliche Schutzglaswechseleinheit an einem Laserkopf ist in der KR
100634623 Bl offenbart. Diese umfasst je ein Behältnis für frische und für ver- schlissene Schutzgläser. Die Behältnisse sind in Reihe, mit dem Laserkopf in der Mitte, angeordnet. Die frischen Schutzgläser sind gestapelt in ihrem Behältnis angeordnet und auf der Höhe des unteren Schutzglases ist eine Linearverschie- bungseinheit zum Verschieben des untersten sauberen Schutzglases aus dem Behältnis in den Laserkopf. Bei diesem Verschieben wird zugleich das verschlis- sene Schutzglas aus dem Laserkopf ausgestossen und gelangt in das hierfür vorgesehene Behältnis. Beim freien Fall im Behältnis können die verschlissenen Schutzgläser verkanten. Überdies ist das hohe Gewicht des Laserkopfes mit daran angebauten Schutzglasbehältnissen nachteilig, da es keine
(hoch)dynamischen Bewegungen erlaubt und daher die Bearbeitungsdauer pro Werkstück verlängert.
Bei einer weiteren Schutzglaswechseleinheit an einem Laserkopf gemäss KR 100680830 Bl wird dem Laserkopf ein frisches Schutzglas ebenfalls horizontal zugeführt und zugleich das verschlissene Schutzglas ausgestossen. Die sauberen Schutzgläser sind in einem Glashalter gefasst und auf einem Horizontalförderer abgelegt, wobei mehrere Schutzgläser auf dem Horizontalförderer voneinander beabstandet abgelegt sind. Am Ende des Horizontalförderers ist eine drehbare und längsverstellbare Greifeinrichtung angeordnet, die das jeweils vordere Schutzglas am Glashalter zwischen Klemmbacken erfasst und durch Drehung der Greifeinrichtung in eine Position für den Schutzglaswechsel bringt. Der Laserkopf fährt auf den stillstehenden Greifer zu und im Zuge dieser Bewegung erfolgt der Wechsel des Schutzglases am Laserkopf, wobei gleichzeitig das verschmutzte Schutzglas ausgeschoben und entfernt wird. Von Nachteil sind wiederum ein hoher Raumbedarf und der gerätetechnische Aufwand. Auch kann durch die offene Bereitstellung der Schutzgläser deren Verschmutzen vor Einsetzen in den Bear- beitungskopf nicht sicher verhindert werden. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für Schutzgläser von Lasermaschinen, insbesondere von Schutzgläsern für einen Schneidkopf einer Laserschneidanlage, mit wenigstens einem automatisch auszuwechselnden Schutzglas zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere einen bewegungsarmen und glasschonenden Wechsel von Schutzgläsern ermöglicht, welche solange und so sicher als möglich gegen Verschmutzung geschützt sind, vorzugsweise sogar auch noch während des Wechselvorganges. Die Halterung soll dabei möglichst einfach aufgebaut sein und den Austausch ohne zusätzliche Hilfseinrichtungen und mit einfachen Bewegungsab- läufen möglich machen.
Weitere Aufgaben waren die Schaffung eines Schutzglases und einer Lasermaschine mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere einen bewegungsarmen, das Schutzglas gegen Verschmutzung sichernden und glasschonenden Wechsel von Schutzgläsern ermöglicht, sowie ein einfach, rasch und automatisch durchführbares Verfahren zum gegen Verschmutzung der Gläser gesicherten, automatischen Wechseln von Schutzgläsern in Lasermaschinen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 14 und 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren und in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
Die Erfindung geht aus von einer Halterung für zumindest ein Schutzglas von Lasermaschinen, insbesondere für auswechselbare Schutzgläser für einen Schneidkopf einer Laserschneidanlage, welche Halterung zumindest einen Träger und zumindest eine Aufnahme für zumindest je ein Schutzglas aufweist. Die Schutzgläser sind typischerweise in Schutzglasfassungen gefasst, wobei nachfolgend unter dem Begriff„Schutzglas" immer alle möglichen Ausführungen mit oder ohne das eigentlich Schutzglas einfassende Fassungen, Rahmen oder ähnliche Bauteile gemeint sind. Dieses Schutzglas ist gemeinsam mit seiner Fassung zur Aufnahme in eine Aufnahme der Halterung ausgelegt ist, sondern auch zur unmittelbaren Verbindung mit dem bzw. zur unmittelbaren Aufnahme in den Bearbeitungskopf ausgebildet. Bevorzugt ist ein derartiges Schutzglas oder dessen Fassung dazu mit einer Struktur zur temporären bzw. lösbaren Kopplung mit einer komplementären Struktur des Bearbeitungskopfes versehen. Damit ist die einfach automatisierbare Wechselbarkeit des Schutzglases ohne aufwendigen Mechanismus oder gar mit Notwendigkeit des Eingreifens von Bedienungspersonal sichergestellt. Der Träger der Halterung kann allenfalls auch offen ausgeführt sein, beispielsweise aus einer Grundplatte mit darauf montierten Schutzglasaufnahmen bestehen . Zur Lösung der oben definierten Aufgabe ist eine derartige Halterung dadurch gekennzeichnet, dass um zumindest jenen Abschnitt jeder Aufnahme, in welchem das Schutzglas aufgenommen ist, eine das Schutzglas dicht umschliessen- de gehäuseartig Abdeckung mit zumindest einer Durchtrittsöffnung für die Aufnahme vorgesehen ist, wobei die gehäuseartige Abdeckung und die Aufnahme gegeneinander soweit verschiebbar sind, dass das Schutzglas zugänglich gemacht werden kann, wodurch eine Entnahmeposition definiert ist. Damit ist das Schutzglas noch in der Entnahmeposition gegenüber Verschmutzung oder Beschädigung weitestgehend geschützt, während die gegenseitige Verschiebbarkeit von gehäuseartige Abdeckung und Aufnahme eine gute automatisierbare Zu- gänglichkeit zum Schutzglas gewährleistet.
Bevorzugt sind dabei die gehäuseartige Abdeckung und die Aufnahme gegeneinander entlang einer geraden Bahn und dabei vorzugsweise rein translatorisch verschiebbar. Dies vereinfacht die Konstruktion, die Bewegungsabläufe und damit den steuerungstechnischen Aufwand und erhöht damit die Funktionssicher- heit und Schnelligkeit des Schutzglaswechsels.
Gemäss einem weiteren optionalen Erfindungsmerkmal kann die gehäuseartige Abdeckung vorzugsweise passiv gegen die Wirkung eines Federelementes relativ zur Aufnahme verschoben werden. Diese Ausführung trägt zur einfachen und einfach automatisierbaren Handhabung und Entnahmemöglichkeit des Schutz- glases bei . Bei einer Verschiebung der gehäuseartigen Abdeckung gegenüber einer ortsfesten Schutzglasaufnahme bzw. weg von einer Entnahmeposition kann der Schutzglaswechsel mit geringem Bewegungsbedarf und vorzugsweise allein durch den Bearbeitungskopf erfolgen. Eine alternative Betätigung der gehäuseartigen Abdeckung und/oder der Aufnahme durch Aktoren wäre denkbar, um damit die Bewegungen zwischen Bearbeitungskopf und Schutzglasaufnahme bzw. gehäuseartige Abdeckung aufzuteilen . Dies erfordert genau definierte, gesteuerte und durch Sensorik überwachte Bewegungsabläufe.
Eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Durchtrittsöffnung der gehäuseartigen Abdeckung durch eine vorzugsweise passiv betätigbare Verschlussanordnung mit zumindest einem Verschlusselement dicht abgeschlossen ist und zum Durchtritt der Aufnahme spätestens in der Entnahmeposition durch Bewegung vorzugsweise im Wesentlichen nur in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Durchtrittsöffnung geöffnet werden kann. Da- mit ist ein möglichst langer und umfassender Schutz der Schutzgläser vor Verschmutzung gewährleistet, wobei die Öffnungsbewegung senkrecht zur Öffnung den Platzbedarf minimiert und auch die beim Austausch des Schutzglases zu überwindende Distanz minimiert, in welcher allenfalls noch Staub oder andere Verschmutzungen auf das Glas kommen könnten. Auch hier wäre natürlich an- stelle der passiven Freigabe der Durchtrittsöffnung eine motorische Betätigung der Verschlussanordnung mit entsprechender Steuerung und Überwachung denkbar. Das Verschlusselement selbst kann beliebig ausgeführt sein, beispielsweise als Schieber, Klappe, allenfalls auch als Gummilippe oder ähnlicher elastisch verformbarer Vorhang. Bevorzugt umfasst die gehäuseartige Abdeckung und/oder die Verschlussanordnung ein Betätigungselement, welches zur Ankoppelung bzw. Betätigung durch ein bewegliches Teil der Lasermaschine ausgelegt und positioniert ist. Besonders bevorzugt ist dabei die Ankopplung an bzw. Betätigung durch den Schneidkopf einer Laserschneidanlage. Damit können alle für den Schutzglaswechsel nötigen Bewegungen durch die Lasermaschine selbst, vorzugsweise durch den Bearbeitungskopf, bewirkt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass um eine Gruppe von Aufnahmen bzw. eine Gruppe von gehäuseartigen Abdeckungen mit je einer Durchtrittsöffnung für die Aufnahme ein diese gesamte Gruppe umschliessendes Gehäuse mit einer Öffnung, vorzugsweise in Form einer im Wesentlichen komplett offenen Seitenwand, vorgesehen ist, und dieses Gehäuse und die Aufnahmen derart relativ gegeneinander bewegbar sind, dass die Aufnahmen ausserhalb des Gehäuses zu liegen kommen und derart eine Entnahmeposition definiert ist. Diese Konstruktionsart erhöht weiter den Schutz der bereitgestellten Schutzgläser vor Beschädigung im Zuge des Laserbearbeitungsvorganges eine Werkstücks und vor Verschmutzung dieser Gläser vor deren Einsetzen in den Bearbeitungskopf.
Dabei sei hier angemerkt, dass die Entnahmeposition bevorzugt von oben her gesehen seitlich neben dem Träger und/oder den Aufnahmen für die Schutzglä- ser, einem allfälligen Gehäuse und/oder der in Offenstellung befindlichen Abdeckung liegt, vorzugsweise davon beabstandet ist. Damit ist die Entnahmeposition für einen automatisierten Wechselvorgang des Schutzglases leicht und ohne komplizierte Handhabungsapparatur zugänglich. Besonders einfach wird die Zu- gänglichkeit durch eine Entnahmeposition, die seitlich vom Gehäuse beabstandet ist.
Bevorzugt ist bei dieser Variante der Erfindung die Öffnung des Gehäuses durch eine Abdeckung verschliessbar und temporär freigebbar, was natürlich den Verschmutzungsschutz der Gläser weiter steigert. Dadurch ist das Innere des Ge- häuses gegenüber dem Eindringen von Schmutz, Staub, Nässe, etc. während des normalen Betriebs der Laserbearbeitungsanlage geschützt. Vorzugsweise ist die Abdeckung in Form einer Klappe mit einer Schwenkachse ausgebildet, welche einfach und sicher zu betätigen ist. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht eine im Wesentlichen horizontal liegende Schwenkachse vor, die bevorzugt oberhalb der Aufnahmen für die Schutzgläser liegt, so dass die Schwerkraft die Schliess- bewegung und Abdichtwirkung unterstützt. Auch ist damit sichergestellt, dass die Abdeckklappe zum Öffnen des Magazins nach oben hin aufgeschwenkt wird und auch in geöffneter Stellung die Öffnung des Magazins gegenüber von oben herunterfallendem Schmutz oder Staub schützt. Eine weitere Verbesserung des Schutzes kann durch eine Ausführungsform erzielt werden, bei welcher in geschlossener Stellung der Abdeckung die gehäuseartigen Abdeckungen mit ihren Durchtrittsöffnungen für die Aufnahme an der Innenseite der Abdeckung dicht anliegen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Aufnahmen auf einem gemeinsamen Schlitten bzw. einer gemeinsamen Wechselplatte befestigt sind, wobei der Schlitten bzw. die Wechselplatte motorisch betätigt durch die Öffnung des Gehäuses in eine Entnahmeposition bewegbar ist, vorzugsweise entlang einer geraden Bahn und vorzugsweise rein translatorisch. Durch die Zusammenfassung mehrerer Aufnahmen kann der Mechanismus der Halterung und der Aufwand für die Verbringung der Aufnahmen in die Entnahmeposition vereinfacht werden. Bei Verwendung einer austauschbaren Wechselplatte zur Anbringung mehrerer Aufnahmen an der Halterung oder in einem Gehäuse ist in einfacher und verschmutzungsgeschützter Weise die Bestückung der Aufnahmen mit neuen Schutzgläsern entfernt von der Lasermaschine möglich. Auch die Entnahme der verbrauchten Schutzgläser kann einfach an einer anderen Stelle entfernt von der Lasermaschine erfolgen.
Es sei noch erwähnt, dass auch alternative Mechanismen für die Bewegung der Aufnahmen bzw. der Wechselplatten in die Entnahmeposition für die Schutzglä- ser möglich sind, welche ein Verschwenken der Aufnahme beinhalten und somit die Schutzgläser somit entlang eines Teils einer gekrümmten Bahn in die Position bringen, in welcher sie vom Bearbeitungskopf aufgenommen werden können.
Eine erfindungsgemässe Ausführungsform für eine Abdeckung der Schutzglasaufnahme ist dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung zu- mindest ein Wandelement umfasst, welches in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Relativbewegung von der gehäuseartigen Abdeckung und der Aufnahme gegen die übrigen Teile der gehäuseartige Abdeckung und gegen die Aufnahme bewegbar ist, wobei die Bewegung des Wandelementes vorzugsweise durch einen Betätigungsmechanismus bewirkt wird, der spätestens in der Entnahmeposition freigegeben ist oder der durch die Bewegung der Aufnahme in die Entnahmeposition betätigt wird oder der zum betätigenden Zusammenwirken mit einem beweglichen Teil der Lasermaschine, vorzugsweise dem Schneidkopf einer Laserschneidanlage, ausgelegt und positioniert ist. Diese Konstruktion erlaubt es, die Aufnahme und/oder das Schutzglas bis zum Wech- selvorgang ganz dicht zu umschliessen, dass der Eintritt von Schmutz ins Innere der Abdeckung und auf das Schutzglas verhindert ist. Die gehäuseartige Abdeckung kann dabei komplett und vorzugsweise formschlüssig und ohne Spiel an der Aufnahme anliegen. Erst wenn eine Relativbewegung von gehäuseartige Abdeckung und Aufnahme im Zuge des Schutzglaswechselvorganges notwendig ist, wird die gehäuseartige Abdeckung sozusagen auseinandergespreizt und kann sich ungehindert und frei relativ zur Aufnahme bewegen.
Ein weiteres optionales Erfindungsmerkmal liegt darin, dass der Abschnitt der gehäuseartigen Abdeckung, welcher in der Entnahmeposition dem das Schutzglas aufnehmenden Element der Lasermaschine zugewandt ist, komplementär zur Oberfläche dieses Elementes geformt ist, und vorzugsweise die Durchtrittsöffnung für die Aufnahme mit einer Dichtlippe umgeben ist. Auch hierdurch werden Verschmutzungen des Schutzglases während des Wechselvorganges zumindest weitestgehend minimiert. Bevorzugt weist die gehäuseartige Abdeckung und/oder das Gehäuse zumindest einen für eine Sensorvorrichtung durchlässigen Bereich auf, welche in der Beobachtungsrichtung zwischen der Sensorvorrichtung und dem Schutzglas positioniert sind. Damit kann der Zustand, insbesondere die Verschmutzung, der in den Aufnahmen befindlichen Schutzgläser bestimmt werden, um vor einem Schutzglaswechsel sicherzustellen, dass einerseits zumindest eine Aufnahme frei zum Aufnehmen des verschmutzten Schutzglases aus dem Bearbeitungskopf ist, und dass das für das Einsetzen in den Bearbeitungskopf vorgesehene Schutzglas auch ein sauberes bzw. neues Schutzglas ist. Vorzugsweise ist als Sensor eine Kamera vorgesehen und sind Bereiche der gehäuseartigen Abdeckungen bzw. des Magazins für jene Wellenlängenbereiche durchlässig, für welche die Kamera ausgelegt ist. Der Sensor bzw. die Kamera sind gegebenenfalls mit dem Magazin verbindbar oder in dieses integriert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Halte- rung ist/sind die Aufnahmen und/oder das Gehäuse zwischen einer Ruhestellung und einer Stellung für den Schutzglaswechsel um eine Achse verschwenkbar, wobei zumindest in der Ruhestellung ein Wandabschnitt des Gehäuses oder einer Abdeckung den Arbeitsbereich der Lasermaschine staubdicht und vorzugsweise auch laserdicht gegenüber den Aufnahmen abschottet. Damit kann einerseits die Gefahr der Verschmutzung der bereitgestellten Schutzgläser weiter vermindert werden, und aufgrund des typischerweise für Laserlicht undurchlässigen Materials für Gehäuse bzw. gehäuseartige Abdeckung kann auch der Austritt von Laserlicht in die Umgebung und damit die Gefährdung des Bedienpersonals unterbunden werden. Vorzugsweise ist die Achse parallel zur Arbeitsfläche der Laser- maschine orientiert.
Für eine optimale Automatisierung des Wechselvorganges ist die Halterung bzw. das sie aufnehmende Gehäuse zur auswechselbaren Montage an einer Lasermaschine ausgerüstet. Die Halterung bzw. das Gehäuse wird vorzugsweise an einer vorbestimmten Position bereitgestellt bzw. an der Lasermaschine montiert. Da- mit wird einerseits eine immer gleiche Entnahmeposition sichergestellt und Halterung bzw. Gehäuse sind gegenüber unerwünschten Positionsänderungen, insbesondere gegenüber Um- oder Hinabfallen von einer Tragestruktur, gesichert. Zum Entnehmen der verschmutzten Schutzgläser aus den Aufnahmen bzw. dem Bestücken mit neuen, sauberen Schutzgläsern kann die Halterung, vorzugsweise das gesamte Gehäuse, von der Lasermaschine entfernt werden. Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird von einer Lasermaschine mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas ausgegangen, insbesondere einer Laserschneidanlage mit zumindest einem Bearbeitungskopf, insbesondere einem Laserschneidkopf mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas. Dabei ist wie- der auch jede Ausführungsform eines Schutzglases mit Einfassung, eingesetzt in einem Rahmen, od. dgl. mit umfasst. Der Bearbeitungskopf ist mittels eines Bewegungssystems zumindest in einer Ebene im Wesentlichen parallel zu einer Arbeitsfläche verfahrbar. Dem Bearbeitungskopf ist eine Halterung für zumindest ein Schutzglas der Lasermaschine zugeordnet, wozu es vorzugsweise lösbar an der Lasermaschine montierbar sein kann. Für den Wechsel des Schutzglases ist der Laserbearbeitungskopf mittels des Bewegungssystems zu einer vorgegebenen Schutzglaswechselposition verfahrbar.
Erfindungsgemäss ist eine derartige Maschine dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung gemäss einem der vorhergehenden Absätze ausgebildet ist und die Schutzglaswechselposition des Bearbeitungskopfes im Wesentlichen an die Entnahmeposition der Halterung bzw. einer an der Lasermaschine angedockten Halterung angrenzt oder dass sich diese Positionen überschneiden.
Bevorzugt ist dabei das Bewegungssystem der Lasermaschine derart ausgeführt, um die für den Schutzglaswechsel erforderlichen Relativbewegungen von Bear- beitungskopf, Aufnahmen bzw. Abdeckungen und Schutzgläsern auszuführen. Damit wird der Wechselvorgang wesentlich vereinfacht, da auf Seiten der Halterung bzw. des Gehäuses keine aufwendigen Bewegungs- und Steuerungseinrichtungen vorgesehen sein müssen, die allenfalls auch noch auf Bewegungen des Bearbeitungskopfes abgestimmt sein müssten. Vorzugsweise ist diese Lasermaschine weiters dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf zur unmittelbaren automatischen Aufnahme eines Schutzglases ausgebildet ist. Dadurch können jeglicher Eingriff von Seiten des Bedienungspersonals vermieden und ein vollautomatischer Wechselvorgang für das Schutzglas eingerichtet werden. Der Bearbeitungskopf ist dabei vorzugsweise mit einer Struktur zur Kopplung mit einer komplementären Struktur eines Schutzglases versehen. Bevorzugt ist der Bearbeitungskopf in der Schutzglaswechselposition um einen geringen Weg, zumindest in einer Ebene parallel zur Arbeitsfläche und/oder senkrecht zu dieser Ebene, mittels des Bewegungssystems verfahrbar. Eine oben beschriebene Halterung bzw. ein Gehäuse mit derartigen Schutzglasaufnahmen kann natürlich auch ein fix montierter bzw. integraler Bestandteil einer Laserbearbeitungsanlage sein. Besonders hier ist es dann vorteilhaft, wenn die die Aufnahmen für die Schutzgläser vorzugsweise auf einer mit dem Schlitten verbindbaren und austauschbar ausgebildeten Wechselplatte angeordnet sind. Anstelle des gesamten Magazins wird dann ausschliesslich die Wechselplatte mit den darauf angeordneten Aufnahmen und gegebenenfalls deren Abdeckungen entfernt oder neu mit sauberen Schutzgläsern bestückt bereitgestellt. Vorteilhafterweise gestattet dies auch eine unabhängige und von der Anlage getrennte Bestückung mit neuen Schutzgläsern bzw. können gebrauchte Schutzgläser einfach zur Reinigung oder Entsorgung entfernt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist zur Lösung der eingangs gestellten Aufgaben auch ein Verfahren zum automatischen Wechseln von Schutzgläsern für zumindest einen Bearbeitungskopf einer Lasermaschine vorgesehen. Dieses ist insbesondere für Schutzgläser für Laserschneidköpfe einer Laserschneidanlage konzipiert und umfasst typischerweise die Schritte des Bewegens des Bearbeitungskopfes zu einer oder in eine definierte Schutzglaswechselposition und/oder das Bereitstellen zumindest eines Schutzglases in einer Entnahmeposition und den Schritt des Aufnehmens des Schutzglases in den Bearbeitungskopf. Erfindungswesentlich sind die Merkmale, dass der Bearbeitungskopf zu einer Schutzglaswechselposition in unmittelbarer Nähe, gegebenenfalls überschneidend mit der Entnahmeposition bewegt wird, wonach die für den Schutzglaswechsel erforderlichen Relativbewegungen von Bearbeitungskopf, Aufnahmen bzw. gehäuseartigen Abdeckungen und Schutzgläsern mittels des für die Bewe- gung des Bearbeitungskopfes während des normalen Bearbeitungsvorganges vorgesehene Bewegungssystems als eine definierte Abfolge von Bewegungen parallel zur Ebene der Arbeitsfläche und senkrecht auf diese Ebene vorzugsweise automatisch durchgeführt werden.
Bevorzugt wird dabei spätestens in der Entnahmeposition eine allfällige gehäu- seartige Abdeckung einer Aufnahme für ein Schutzglas vorzugsweise gegen die Wirkung eines elastischen Elementes und vorzugsweise von der Entnahmeposition weg bewegt, wodurch eine einfache Zugänglichkeit des Schutzglases und eine gute Automatisierbarkeit des Wechselvorganges gewährleistet sind. Gemäss einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bearbeitungskopf im Zuge des Wechselvorganges an eine gehäuseartige Abdeckung heranfährt, wobei vorzugsweise eine zumindest staubdichte Abdichtung zwischen Bearbeitungskopf und Abdeckung hergestellt wird, und wobei durch weiteres Verfahren des Bearbeitungskopfes in Richtung der Aufnahme des Schutzglases gleichzeitig die gehäuseartige Abdeckung vom Schutzglas weggeschoben und der Bearbeitungskopf über das vorzugsweise ortsfest verbleibende Schutzglas geschoben wird, bis das Schutzglas in der im Bearbeitungskopf dafür vorgesehenen Position aufgenommen ist. Damit ist auch während des Wechselvorganges der optimale Schutz des Schutzglases gegenüber Verschmutzung gewährleistet.
Vorteilhafterweise ist das Verfahren optional auch dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf in der Schutzglaswechselposition zumindest senkrecht zur Arbeitsfläche gesenkt und dabei gleichzeitig oder erst anschliessend in Richtung auf das Schutzglas hin bewegt wird, wobei im Zuge des Absenkens des Bearbei- tungskopfes eine Abdeckklappe am Bearbeitungskopf für eine Schutzglaszufuhröffnung automatisch geöffnet wird, vorzugsweise durch Anliegen und Entlanggleiten des unteren Randes der Abdeckklappe auf der Oberseite einer Abdeckung des Schutzglases. Durch die Abdeckung allfälliger Zwischenräume oder Spalte nach oben hin kann das Eindringen von Schmutz in den Bearbeitungskopf bzw. auf das einzusetzende Schutzglas von oben her verhindert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bewegen des Bearbeitungskopfes in eine das Schutzglas aufnehmende Stellung der Bearbeitungskopf geringfügig zumindest in einer Richtung senkrecht zu jener Richtung bewegt wird, die zur Aufnahme des Schutzglases in den Bearbeitungskopf notwendig ist. Damit wird das Schutzglas im Bearbeitungskopf fixiert, wobei vorzugsweise komplementäre Kopplungsstrukturen des Schutzglases und des Bearbeitungskopfes in Eingriff gebracht werden. Anschliessend wird der Bearbeitungskopf von der Aufnahme wieder weg bewegt. Auch diese speziellen Vorgänge tragen dazu bei, die gesam- te Wechselbewegung einschliesslich des lösbaren Verbindens des Schutzglases mit dem Bearbeitungskopf, allein durch Bewegungen des Bearbeitungskopfes entsprechend den üblichen Bewegungen mittels seines Bewegungssystems, durchführen zu können . Bevorzugt erfolgen die Bewegung der Schutzgläser in die Entnahmeposition und/oder die Bewegungen des Bearbeitungskopfes während des Schutzglaswechsels im Wesentlichen rein translatorisch und entlang vorzugsweise im Wesentlichen gerader Bahnen, was die im vorigen Absatz angeführten Wirkungen und Vorteile noch verstärkt. Überdies können so die Schutzgläser ohne aufwendige Apparaturen und durch die kurzen Wege auch sehr sicher an den Bearbeitungskopf übergeben werden.
Einen optimalen Schutz gegenüber Verschmutzung des Schutzglases vor und während des Wechselvorganges bietet eine erfindungsgemässe Verfahrensvari- ante, bei welcher vor oder im Verlauf der Bewegung des Schutzglases in die Entnahmeposition eine Öffnung in einem Gehäuse eines die Aufnahme für das Schutzglas aufnehmenden Magazins und/oder eine Öffnung in einer gehäuseartigen Abdeckung des Schutzglases oder dessen Aufnahme automatisch geöffnet wird. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise eine die Öffnung verschliessende Abde- ckung vorgesehen, die um eine Schwenkachse bewegt wird, welche vorzugsweise im Wesentlichen horizontal und vorzugsweise oberhalb der Aufnahme liegt. Damit deckt die hochgeschwenkte Abdeckung das Schutzglas, die Öffnung und vorzugsweise auch den Weg des Schutzglases bis zur Aufnahme in den Bearbeitungskopf zumindest nach oben hin ab und verhindert derart, dass Schmutz, Verunreinigungen und von oben kommende Flüssigkeiten in das Innere des Magazins eindringen .
Vorteilhafterweise kann zusätzlich vorgesehen sein, dass der Zustand der Schutzgläser bestimmt und ein allfälliger Wechsel abhängig vom ermittelten Zustand und/oder dem Zustand bzw. der Verwendungsdauer des Schutzglases im Bearbeitungskopf sowie abhängig vom Zustand des Schutzglases in der Aufnahme durchgeführt wird .
Vorzugsweise wird das Schutzglas vorzugsweise zusammen mit der Aufnahme und vorzugsweise mit einer austauschbaren Wechselplatte in eine Entnahmeposition bewegt, die aus einer Richtung normal auf die Ebene der Arbeitsfläche ge- sehen seitlich neben dem Magazin und/oder der Öffnung des Gehäuses und/oder der geöffneten Abdeckung liegt. Damit ist die Entnahmeposition für einen automatisierten Wechselvorgang des Schutzglases leicht und ohne komplizierte Handhabungsapparatur zugänglich . Besonders einfach wird die Zugänglichkeit durch Verbringen der Schutzgläser eine Entnahmeposition, die seitlich vom Ge- häuse beabstandet ist. Die Wechselplatte wird vorzugsweise nach Aufnahme von verschmutzten Schutzgläsern oder vor dem Einsetzen eines sauberen Schutzglases in den Bearbeitungskopf separat vom Magazin bzw. der Lasermaschine bestückt oder entleert. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn die Aufnahme zusammen mit einem sie tragenden Schlitten eines Magazins in die Entnahmeposition bewegt wird, und bei der in der Entnahmeposition eine gehäuseartige Abdeckung der Aufnahme von der Entnahmeposition weg bewegt wird. Vorzugsweise erfolgt diese Bewegung der Abdeckung gegen die Wirkung eines elastischen Elementes und vorzugsweise entgegen der Bewegungsrichtung der Aufnahme beim Ausfahren zur Entnahmeposition und damit wieder von der Entnahmeposition weg, wodurch der Bereich zwischen Entnahmeposition und Schutzglaswechselposition sehr kurz und frei von störenden Bauteilen gehalten ist. Wie bereits oben in anderem Zusammenhang erläutert wurde, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bewegungen von Aufnahmen, Schutzgläsern, Bearbeitungskopf und aller in Wechselwirkung stehenden Elemente der Lasermaschine im Wesentlichen rein translatorisch und entlang einer vorzugsweise im Wesentlichen geraden Bahn erfolgen.
Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens ist es also, dass in der Entnahmeposi- tion der Bearbeitungskopf zumindest temporär zur Anlage an den Schlitten, das Magazin oder die Halterung für die Schutzgläser gebracht wird, um den Austausch des Schutzglases zu bewerkstelligen. Im Zuge der definierten Abfolge von Bewegungen des Bearbeitungskopfes wird dieser vorzugsweise parallel zur Ebene der Arbeitsfläche auf die Entnahmeposition hin und von der Entnahmeposition weg bewegt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung einen glasschonenden und bewegungsarmen Wechsel von Schutzgläsern für Laserbearbeitungsmaschinen, der zudem frei von Benutzereingriffen automatisiert durchführbar ist. Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.
Es zeigt die
Fig. 1 : eine Übersichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfin- dungsgemässes Schutzglasmagazin (obere Deckfläche weggelassen) und einen Laserschneidkopf (Bewegungssystem weggelassen) in seiner Schutzglaswechselposition;
Fig. 2: eine Detailansicht des Schlittens und der Aufnahmen für die Schutzgläser des Schutzglasmagazins der Fig. 1;
Fig. 3 : ein erfindungsgemässes Schutzglasmagazin mit geöffneter Abdeckung in perspektivischer Ansicht aus Richtung der Schutzglaswechselposition;
Fig. 4: den vorderen Teil des Magazins für Schutzgläser der Fig. 1 bis 3 zusammen mit dem in der Schutzglaswechselposition befindlichen Laserbearbeitungskopf, beide im Längsschnitt; diese Position entspricht dem ersten Schritt in einer Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, mit dem Laserschneidkopf in Schutzglaswechselposition und mit dem Schlitten in der Schutzglaswechselposition zur Aufnahme des Schutzglases aus dem Laserbearbeitungskopf;
Fig. 5: den zweiten Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, mit in der Schutzglaswechselposition etwas abgesenktem Laserbearbeitungskopf;
Fig. 6: den dritten Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, mit noch weiter abgesenktem Laserbearbeitungskopf, wobei der Laserbearbeitungskopf fast gänzlich in die Höhe der Aufnahme des Magazins für das auszuwechselnde Schutzglas abgesenkt ist; Fig. 7 : den fünften Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, in welchem der Laserbearbeitungskopf in der Höhe der Aufnahme des Magazins für das auszuwechselnde Schutzglas maximal in Richtung auf das Magazin hin bewegt ist;
Fig. 8: den sechsten Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, in welchem der Laserbearbeitungskopf zum Koppeln von Schutzglasaufnahme im Magazin und Schutzglas noch etwas weiter abgesenkt ist;
Fig.9: den siebenten Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, in welchem der Laserbearbeitungskopf wieder vom Magazin weg verfahren wurde, um das Schutzglas (hier abgebildet erst teilweise) aus dem Laserbearbeitungskopf herauszuziehen;
Fig. 10: den achten und letzten Schritt in der Abfolge von Verfahrensschritten zum automatischen Entnehmen eines Schutzglases aus einem Laserschneidkopf, in welchem der Laserbearbeitungskopf noch weiter vom Magazin weg in seine Position zu Beginn des Schutzglaswechselablau- fes bewegt und das Schutzglas vollständig unter der Abdeckung der
Aufnahme des Magazins aufgenommen, jedoch noch nicht in das Magazin hinein zurückgezogen ist,
Fig. 11 : eine Ausführungsform für eine die Schutzglasaufnahme klemmend umschliessende Abdeckung in geschlossener Stellung; und Fig. 12 : einen Längsschnitt in Höhe einer Seitenwandung der Abdeckung der
Fig. 11, in geöffnetem, die darin befindliche Schutzglasaufnahme (nicht dargestellt) freigebend.
In Fig. 1 ist als Beispiel für einen Bearbeitungskopf K ein Laserschneidkopf in einer Schutzglaswechselposition P dargestellt, die typischerweise für diesen spe- ziehen Ablauf von Schritten angefahren wird. Die übrigen Teile der Anlage, insbesondere einer Laserschneidanlage zum Schneiden und Bearbeiten von
Werkstücken, wurden der Deutlichkeit der Darstellung halber weggelassen, ins- besondere auch das Antriebs- und Führungssystem für den Bearbeitungskopf K, das eine Bewegbarkeit des Bearbeitungskopfes K typischerweise in drei zueinander orthogonalen Richtungen bzw. Achsen bewirkt. Dieser Bearbeitungskopf K enthält typischerweise eine herkömmliche Laseroptik, in der ein Laserstrahl ge- führt, geformt und auf einen Arbeitspunkt fokussiert wird. Da beim Schneiden resp. Schweissen Spritzer und Dämpfe entstehen, die die Laseroptik schädigen oder zumindest leistungsmindernd verschmutzen können, ist die Laseroptik mittels eines Schutzglases S (siehe Fig. 5ff) geschützt, das typischerweise in einer Schutzglasfassung 14 gefasst ist. Spritzer und Dämpfe treffen somit auf das Schutzglas S, welches die Verschmutzungen auffängt und daher nach einiger Zeit ausgewechselt werden muss. Die Auswechslung kann bei erfindungsgemäs- ser Ausführung des Schutzglases, dessen Halterung sowie der Lasermaschine selbst vorzugsweise automatisch und ohne Einflussnahme bzw. Notwendigkeit einer Handhabung durch das Bedienpersonal erfolgen, wie nachfolgend erläutert wird.
Zur Bereitstellung und zur Interaktion im Zuge der Auswechslung der Schutzgläser S ist eine bevorzugt ortsfest in Bezug auf die Schutzglaswechselposition P in deren Nähe montierbare Halterung 1 in unmittelbarer Nähe, insbesondere seitlich neben der Schutzglaswechselposition P angeordnet. Die Halterung 1 ist vor- zugsweise ein austauschbar montierter Bestandteil der Bearbeitungsanlage, insbesondere einer Laserschneidanlage. Ein diese Halterung 1 umfassendes allfälliges Gehäuse 2 kann auch fix mit der Anlage verbunden oder ein integraler Bestandteil der Laserbearbeitungsanlage sein. In diesem Fall weist das Gehäuse 2 vorteilhafterweise ein herausnehmbares Element auf, wie beispielsweise eine Wechselplatte 3a, auf welcher die sauberen Schutzgläser S in dafür vorgesehenen Aufnahmen 10 bereitgestellt bzw. von welcher aus dem Bearbeitungskopf K nach Benutzung entnommene, verschmutzte Schutzgläser S entfernt und der Reinigung oder Entsorgung zugeführt werden können. Die Halterung 1 bzw. die Aufnahmen 10 auf der Wechselplatte 3a können vorteilhafterweise entfernt von der Bearbeitungsanlage befüllt oder entleert werden, und es können fertig vorbereitete Halterungen 1 bzw. Wechselplatten 3a zum raschen Anbringen bei der Bearbeitungsanlage bzw. im Inneren des Gehäuses 2 bereitgehalten werden. Die Halterung 1 und oder das Gehäuse 2 könnte aber auch mit dem Unterbau bzw. dem Grundrahmen der Laserbearbeitungsanlage fest verbunden ausgebildet sein. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform einer Halterung 1 ist dieses zwischen einer Ruhestellung und einer Stellung für den Schutzglaswechsel um eine Achse verschwenkbar, die vorzugsweise parallel zur Arbeitsfläche der Lasermaschine, die typischerweise in der x-y-Ebene des Bewegungssystems des Bearbei- tungskopfes K liegt, orientierbar ist. Damit kann die Halterung 1 aus einer Stellung, in welcher die Aufnahmen 10 eine Bewegung im Wesentlichen senkrecht auf die Arbeitsfläche der Laserbearbeitungsmaschine machen würden, in eine Stellung für den Schutzglaswechsel verschwenkt werden, in welcher die Aufnahmen 10 im Wesentlichen parallel zur Arbeitsfläche bewegbar sind. Eine vorteil- hafte Variante sieht die vertikale Montage der Halterung 1 bzw. des Gehäuses 2 mit nach oben gerichteter Abdeckung 5 vor, das für den Schutzglasaustauschvorgang in den Wechselbereich geschwenkt wird. Der Tausch der Halterungen 1 oder Wechselplatten 3a durch den Bediener erfolgt von , hinten' bzw. von der in hochgeschwenkter Position dem Bearbeitungskopf K abgewandter Seite und ist damit auch bei laufender Maschine möglich. Der vertikal ausgerichtete Boden des Magazins 1 deckt dabei in der Ruhestellung den Innenraum der Laserbearbeitungseinrichtung vertikal lasersicher gegenüber der Umgebung ab und sorgt gleichzeitig für den Schutz der Aufnahmen 10 und der darin bereitgestellten Schutzgläser S gegen Verschmutzung aus dem Bearbeitungsbereich. Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung könnte zum manuellen Bestücken der Halterungen 1 mit Schutzgläsern S ein Reinraum direkt in der Maschine bzw. der Anlage integriert sein. Zur Erleichterung des Austauschens der gesamten Halterungen 1 bzw. der Wechselplatten 3a oder auch nur einzelner Aufnahmen 10 bzw. Schutzgläsern S und deren Bereitstellung an der Maschine können Führungslinien, Schienen oder ähnlichen Strukturen versehen sein, die zumindest über einen Teil des für einen Austausch notwendigen Weges eine geführte Relativbewegung der Halterung 1 oder der Wechselplatte 3a gegenüber der Maschine oder dem Gehäuse 2 gewährleisten, damit die Aufnahmen 10, die Halterung 1 bzw. die Wechselplatte 3a immer und reproduzierbar an die selbe Montageposition gelangt. Die im Inneren von Gehäusen 2 oder im Bereich der Halterungen 1 befindlichen Elemente wie etwa die Wechselplatte 3a können also auch direkt getauscht werden, ohne die Halterung 1 oder das Gehäuse 2 als Ganzes zu tauschen. Allenfalls könnte auch ein Düsenwechsler in Kombination mit der hier beschriebenen Schutzglaswechselapparatur vorgesehen und könnten vorzugsweise beide Vorrichtungen zu einer gemeinsamen Einheit integriert sein. Die Halterung 1, allenfalls mit umgebendem Gehäuse 2, ist vorzugsweise im Randbereich der Auflagefläche für das zu bearbeitende Werkstück bzw. der Arbeitsfläche des Bearbeitungskopfes K im normalen Bearbeitungsbetrieb positioniert. Diese Position befindet sich aber noch innerhalb des Bewegungsbereiches, den der Bearbeitungskopf K bei Bewegung durch das normale, auch bei der Werkstückbearbeitung aktive Bewegungssystem anfahren kann. Der Bearbeitungskopf K wird lediglich zum Schutzglaswechsel in seine grösste Annäherung an die Halterung 1 bzw. das Gehäuse 2 herangeführt. Die Wechselstation und die Halterung 1 bzw. das Gehäuse 2 können in jeder beliebigen und vorteilhaften Position in der Anlage bzw. an der Maschine angebracht sein. Bei grossen Maschinen kann sie u.a. auch an der x-Achse angebracht sein (wobei die x-Achse nicht zwingend mit der Schneidbrücke übereinstimmen muss).
Im Gehäuse 2 der Halterung 1 für die Schutzgläser S (dessen Oberseite weggelassen wurde, um das Innere sichtbar zu machen) ist ein Schlitten 3 auf vorzugsweise seitlichen, vorzugsweise geraden Führungen 4 verschiebbar angeordnet. Eine allfällige austauschbare Wechselplatte 3a ist vorzugsweise auf diesem Schlitten 3 anbringbar und auch wieder davon abnehmbar ausgeführt. Der Schlitten 3 kann dabei, wenn die klappenförmige Abdeckung 5 geöffnet ist, durch die dann freigegebene Öffnung 6 vorzugsweise entlang einer geraden Bahn auf die Aussenseite des Gehäuses 2 bewegt werden, typischerweise zur Annäherung und in Richtung auf die Schutzglaswechselposition P des Bearbeitungskopfes K hin. Andere Ausführungsformen für die Verbringung der vorzugsweise von gehäuseartigen Abdeckungen 9 geschützten Aufnahmen 10 sind denkbar, vorzugsweise durch Verschwenken der Aufnahmen 10 in eine Entnahmeposition E nahe der Schutzglaswechselposition P des Bearbeitungskopfes K. Dieses Verschwenken wird dabei bevorzugt um eine im Wesentlichen in der Arbeitsebene der Laserbearbeitungsmaschine liegen, d.h. in deren X-Y-Ebene, in welcher auch die hauptsächlichen Bewegungen des Bearbeitungskopfes K erfolgen.
Es können allenfalls mehrere unabhängig voneinander betätigbare Schlitten 3 innerhalb des Gehäuses 2 oder an einer Halterung 1 neben- und/oder übereinander angeordnet und mit einer prinzipiell beliebigen Anzahl von Aufnahmen 10 für Schutzgläser S versehen sein. Auch die Abdeckung 5 des Gehäuses 2 könnte ein- oder mehrmals unterteilt sein, um nur die jeweils benötigte Aufnahme 10 oder Gruppe von Aufnahmen 10 zum Beispiel aus dem Gehäuse 2 oder in Bezug auf die Halterung 1 in die Entnahmeposition E ausfahren zu können, damit ein Eindringen von Schmutz zu den ortsfest zur Halterung 1 bzw. zu den innerhalb des Gehäuses 2 verbleibenden Schutzgläsern S möglichst vermieden wird.
Falls durch beliebige und an sich bekannte Massnahmen sichergestellt werden kann, dass die Aufnahmen 10 für die Schutzgläser S nicht mit Verschmutzungen in Kontakt kommen und auch gegen mechanische Beschädigung gesichert sind, könnte - wie bereits oben oftmals angesprochen wurde - ein Gehäuse 2 auch wegfallen und lediglich eine Halterung 1 mit beispielsweise einer Grundplatte als Träger für die beweglichen Bauteile vorgesehen sein. Dann verbleiben die ge- häuseartigen Abdeckungen 9 für die Halterungen 10 der Schutzgläser S als alleinige, für einzelne oder Gruppen von Schutzgläsern S vorgesehene„Gehäuse".
Das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz ins Innere des Gehäuses 1 bzw. ins Innere der gehäuseartigen Abdeckungen 9 zu den in den Aufnahmen 10 befindlichen Schutzgläsern S kann vorzugsweise ergänzend zum mechanischen Schutz mittels der Abdeckung 5 auch durch Erzeugung von Überdruck im Inneren der gehäuseartigen Abdeckungen 9 bzw. des Gehäuses 2 unterstützt werden. Hierzu ist beispielsweise das Gehäuse 2 mit einer Kupplung für den An- schluss einer Gasversorgungsleitung versehen oder über eine direkt in beispielsweise einen Kabelschlepp integrierte Leitung mit einer Gasversorgung verbun- den. Das Gas kann dabei das im Laserbearbeitungsverfahren verwendete Prozessgas sein, könnte aber auch ein die Reinigung bzw. Reinhaltung unterstützendes, unterschiedliches Gas, sein, eventuell auch lediglich Druckluft sein. Die Koppelung mit der Gasversorgung kann in einer anderen Ausführungsform auch durch Anliegen des Gehäuses 2 im geparkten Zustand an einem Klotz bewerk- stelligt sein. Auch die separate Versorgung jeder Aufnahme 10 bzw. jeder die Aufnahme 10 gehäuseartig umgebenden gehäuseartigen Abdeckung 9 mit einem unter Überdruck stehenden Gas wäre denkbar, wobei hier eine Kupplung zum diese Aufnahmen 10 tragenden Schlitten 3 gemacht werden müsste und die Leitungen deren Bewegung mitmachen können müssen, was sauber über einen Kabelschlepp realisiert sein müsste.
Die Abdeckung 5 ist dabei vorzugsweise mechanisch betätigbar und um eine vorzugsweise obenliegende Achse 7 verschwenkbar. Ein Beispiel für eine mögliche Betätigungsart sind mit dem Schlitten 3 verbundene oder daran ausgebildete Finger, welche beim Ausfahren des Schlittens die Abdeckung 5 von innen her aufdrücken und anschliessend gegen ein Zuschwenken durch das Gewicht der Abdeckung 5 unterstützen. Genauso gut könnten aber auch elektrische, fluidische oder sonstige Antriebe für die Bewegung der Abdeckung 5 vorgesehen sein. Gleichartige Verschlusselemente können auch für die gehäuseartigen Abdeckun- gen 9 vorgesehen sein, wobei hier aber eine Ausführungsform vorteilhaft ist, bei welcher diese Verschlusselemente im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht auf die Verschiebebewegung des Schutzglases S während des Wechselvorganges bewegt werden. Damit ist eine platzsparende Öffnungs- bzw. Schliessbewegung der gehäuseartigen Abdeckungen 9 gewährleistet, die auch bei bereits angenä- hertem Bearbeitungskopf K noch erfolgen kann. Vorzugsweise wird dieses Öffnung und Schliessen der gehäuseartigen Abdeckungen 9 durch den Bearbeitungskopf K selbst in passiver Art und Weise bewirkt, in dem ein daran befestigtes Betätigungselement ein korrespondierendes Betätigungselement für das Verschlusselement der gehäuseartige Abdeckung 9 betätigt, wenn der Bearbei- tungskopf K in Bezug auf die gehäuseartige Abdeckung 9 relativ bewegt wird. Selbstverständlich gilt dies auch bei Bewegung der gehäuseartigen Abdeckung 9 in Bezug auf einen in der Schutzglaswechselposition P ortsfest gehaltenen Bearbeitungskopf K, was ebenso möglich wäre. Schliesslich ist, wie für alle oben und nachfolgend als passiv beschriebenen Vorgänge, auch eine aktive Öffnung und Schliessung der gehäuseartigen Abdeckung 9 durch motorisch oder fluidisch mittels Arbeitszylinder betätigte Anordnungen möglich. Als Verschlusselemente für das Gehäuse 2 sind vorzugsweise Schwenkklappen 5 vorgesehen, während Verschlusselemente für die gehäuseartigen Abdeckungen 9 eher als Schieber oder Gummilippen ausgeführt sein werden. Eine weitere mögliche Ausführungsform sieht die Verwendung eines Verschlusselementes des Gehäuses 2 auch gleichzeitig als Verschlusselement der gehäuseartige Abdeckung 9 vor. Dazu ist es nur notwendig, die gehäuseartigen Abdeckungen 9 in Ruheposition innerhalb des Gehäuses 2 derart zu positionieren, dass die geschlossenen Abdeckklappe 5 auch die Durchgangsöffnung der gehäuseartigen Abdeckung 9 verschliesst. Die Bewegung des Schlittens 3 in und aus dem Gehäuse 2 des Magazins 1 wird durch vorzugsweise einen fluidischen Arbeitszylinder 8 bewirkt (siehe insbesondere dazu Fig. 2), kann aber allenfalls auch durch einen Elektroantrieb oder andere Antriebssystem bewerkstelligt werden. Eine weiteren Möglichkeit ist es, die Relativbewegung von Aufnahmen 10 bzw. gehäuseartigen Abdeckungen 9 und dem Gehäuse 2 durch ein Wegschieben des Gehäuses 2 vom ortsfest gehaltenen Aufnahmen 10, Schlitten 3, Wechselplatten 3a bzw. gehäuseartigen Abdeckun- gen 9 weg durch den Bearbeitungskopf K zu bewirken, in ähnlicher Weise wie dies oben für die Betätigung der Abdeckung 5 erläutert ist.
Auf dem Schlitten 3 ist zumindest eine gehäuseartige Abdeckung 9 angeordnet, vorzugsweise sind mehrere gehäuseartigen Abdeckungen 9 vorhanden. Jede die- ser gehäuseartigen Abdeckungen 9 umfasst in Form vorzugsweise eines Hohlquaders zumindest mit offener Stirnseite jeweils zumindest eine Aufnahme 10 (siehe Fig. 2 und Fig. 4ff) für zumindest ein Schutzglas S, um diese so lange als möglich gegen Verschmutzung und Beschädigung zu schützen. Die Aufnahme 10 kann konisch geformt sein, um einerseits eine gute Abdichtung innerhalb der gehäuseartige Abdeckung 9 zu bieten und dennoch das Hinausschieben der Aufnahme 10 aus der gehäuseartigen Abdeckung 9 zu erleichtern. Um diese Aufnahme 10 und jedes darin befindliche Schutzglas S - bzw. die Position zur Aufnahme eines ausgetauschten Schutzglases, das dem Bearbeitungskopf K automatisch entnommen wurde - zugänglich zu machen, kann die gehäuseartige Abdeckung 9 vorzugsweise gegen die Wirkung eines Federelementes 11 relativ gegenüber der Aufnahme 10 verschoben werden. Diese Verschiebung erfolgt vorteilhafterweise in Richtung auf das Innere des Gehäuses 2 der Halterung 1 hin, also typischerweise in jene Richtung, die der Bewegungsrichtung in die Entnahmeposition E entgegengesetzt ist. Alternative Ausführungsformen sind denk- bar, welche ortsfeste gehäuseartigen Abdeckungen 9 bzw. gegenüber einer Halterung 1 oder einem Gehäuse 2 ortsfeste gehäuseartigen Abdeckungen 9 vorsehen, aus welchen über einen passiven, vorzugsweise durch den Bearbeitungskopf K betätigten Mechanismus oder einen motorischen oder fluidischen Antrieb die Aufnahmen 10 mit den Schutzgläsers S bzw. den Aufnahmeplätzen für aus- getauschte Schutzgläser S ausgeschoben und wieder eingezogen werden können.
Bei mehreren vorhandenen Aufnahmen 10 für die Schutzgläser S können diese in horizontaler Anordnung wie in den Zeichnungsfiguren dargestellt oder auch vertikal übereinander angeordnet sein. Während die Aufnahmen 10 bei horizontaler Ausführung gemeinsam als Gruppe in die Entnahmeposition E gefahren werden können, werden vorteilhafterweise vertikal angeordnete Aufnahmen 10 einzeln und separat ausgefahren, um keine Kollisionen des Laserbearbeitungskopfes K mit den gehäuseartigen Abdeckungen 9, Aufnahmen 10 oder anderen Teilen des Magazins 1 hervorzurufen. Der Schlitten 3 und mit ihm die Aufnahmen 10 sind vorzugsweise rein translatorisch und ohne rotatorische Anteile bzw. Schwenkbewegungen in die Entnahmeposition E für das Schutzglas - bzw. eine Position, in welcher ein verbrauchtes Schutzglas S in der Aufnahme 10 abgelegt werden kann - und in vorzugsweise gerader Bahn verfahrbar. Dies gilt besonders vorteilhaft für alle wesentlichen Bewegungen - mit Ausnahme allenfalls der Öffnung oder des Schliessens von Abdeckklappen 5 od. dgl. - im Rahmen des Schutzglaswechselvorganges, insbesondere für die Bewegungen, die der Bearbeitungskopf K dabei ausführt. Die Entnahmeposition E, welche in den Fig. 3ff vom Schlitten 3 eingenommen ist, ist dabei in unmittelbarer Nähe zur Schutzglaswechselposition S.
Besonders vorteilhaft für einen automatisierten Schutzglaswechsel und zur Gewährleistung einer hohen Prozesssicherheit ist die Ermittlung, ob einerseits eine Aufnahme 10 frei ist für das Ablegen eines verschmutzten Schutzglases S aus dem Bearbeitungskopf K bzw. ob ein in einer Aufnahme 10 befindliches Schutz- glas S sauber und zum Einsetzen in den Bearbeitungskopf K geeignet ist. Der Schutzglaswechselvorgang erfolgt somit abhängig vom ermittelten Zustand (frei/besetzt) der Aufnahme 10 bzw. eines darin befindlichen Schutzglases S (sauber/verschmutzt). Da typischerweise die Aufnahmen 10 von einer schützenden gehäuseartige Abdeckung 9 umgeben sind, muss für diesen Zweck die ge- häuseartige Abdeckung 9 und/oder das Gehäuse 2 der Halterung 1 für eine Sensorvorrichtung durchlässige Bereiche aufweisen. Diese müssen dazu weiters derart positioniert sein, damit eine Sensoreinrichtung (nicht dargestellt) die relevanten Teile der Schutzgläser S erfassen kann, um deren Zustand, insbesondere die Verschmutzung, bestimmen zu können. Dazu befinden sich die Sensoreinrich- tung, der durchlässige Bereich und das Schutzglas S oder dessen Aufnahmeplatz ein einer geraden Richtung, dem Beobachtungsstrahl der Sensorvorrichtung. Vorzugsweise ist als Sensor eine Kamera vorgesehen, wobei diese Kamera an der Halterung 1, am Gehäuse 2 oder in dessen Nähe montiert oder darin integriert sein. Es kann aber auch eine Kamera für diesen Zweck genutzt werden, die am Bearbeitungskopf K befestigt oder darin integriert ist, beispielsweise um den Bearbeitungsprozess zu überwachen. In letzterem Fall erfolgt die Prüfung der Aufnahme 10 bzw. des Schutzglases S erst bei Erreichen der Schutzglaswechselposition P durch den Bearbeitungskopf K. Natürlich ist die Abstimmung der Durchlässigkeit der Bereiche der gehäuseartigen Abdeckungen 9 bzw. des Ge- häuses 2 auf die Sensortype und insbesondere für den Fall von Kameras auf die Wellenlängenbereiche notwendig, für welche die Kamera ausgelegt ist. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4ff die vorzugsweise automatisch ablaufenden Schritte zur Entnahme eines verschmutzten Schutzglases S aus dem Bearbeitungskopf K und dessen Ablage in der Aufnahme 10 erläutert. Dabei wird von einem Status der Fig . 4 ausgegangen, in welchem der Bearbei- tungskopf K bereits mittels des Bewegungssystems für den Bearbeitungsprozess auch in seine Schutzglaswechselposition P verfahren wurde, und in welchem auch der Schlitten 3 mit den Aufnahmen 10 komplett durch die Gehäuseöffnung 6 aus dem Gehäuse 2 ausgefahren wurde und die Aufnahmen 10 bzw. die gehäuseartigen Abdeckungen 9 die Entnahmeposition E bzw. in diesem Fall auch die Schutzglasaufnahmeposition E eingenommen haben. Allenfalls kann auch das Gehäuse 2 gegenüber ortsfesten Aufnahmen 10 zurückgezogen worden sein. Von Belang ist nur die gegenseitige Relativbewegung von Aufnahme 10 bzw. gehäuseartige Abdeckung 9 und Halterung 1 bzw. Gehäuse 2, um die Aufnahme 10 für den Wechselvorgang zugänglich zu machen. Der Bearbeitungskopf K ist dabei vorzugsweise durch alleinige Bewegung in einer X-Y-Ebene parallel zur Arbeitsfläche, gegebenenfalls auch durch Bewegen in vertikaler Richtung, in seine vordefinierte Schutzglaswechselposition P gelangt. Die Schutzglaswechselposition P und die Entnahmeposition E liegen nahe beieinander, liegen - gesehen aus einer Richtung senkrecht auf die Ebene der Arbeitsflä- che - aneinander angrenzend und können sich allenfalls auch zumindest teilweise überschneiden.
Die Entnahme eines Schutzglases S aus der Aufnahme 10 und dessen Einsetzen in den Bearbeitungskopf K erfolgt im Prinzip in umgekehrter Reihenfolge zu den nachfolgend erläuterten Schritten. In Fig. 4 ist zu erkennen, dass zu Beginn des Schutzglaswechselvorganges die gehäuseartige Abdeckung 9 für die Aufnahme 10 und der Bearbeitungskopf K in vertikaler Richtung derart zueinander angeordnet sind, dass das im Bearbeitungskopf K befindliche Schutzglas S vertikal gegenüber der Aufnahme 10 versetzt ist, vorzugsweise höher liegt als die Aufnahme 10. Dabei befindet sich der untere, vorzugsweise etwas nach aussen gebogene Rand einer Schutzklappe 12 der Einführ- bzw. Entnahmeöffnung 13 am Bearbeitungskopf K knapp oberhalb der Oberseite der gehäuseartigen Abdeckung 9. Die Schutzklappe 12 kann auch durch motorisch, fluidisch oder alternativ auf andere Weise automatisch betätigte Verschlussanordnungen am Bearbeitungskopf K ersetzt sein . Der Bearbei- tungskopf K kann auch in seiner Schutzglaswechselposition P durch das Bewe- gungs- und Antriebssystem der Bearbeitungsanlage sowohl vertikal als auch horizontal - letzteres zumindest in gerader Linie auf die Halterung 1 hin oder davon weg - bewegt werden, vorzugsweise wiederum rein translatorisch und entlang gerader Verfahrwege.
Aus der Position der Fig. 4 wird dann der Bearbeitungskopf K durch dessen Bewegungssystem, beispielsweise umfassend eine herkömmliche, die Arbeitsfläche der Laserbearbeitungsmaschine in einer Richtung überspannende und in der orthogonalen Richtung verfahrbare Brücke, auf welcher ein entlang der Brücke verfahrbarer Träger für den Bearbeitungskopf K vorgesehen ist, weiter abgesenkt. Die Fig. 5 stellt eine Zwischenposition dar, in welcher erkennbar ist, dass durch das Absenken des Bearbeitungskopfes K das untere Ende der Schutzklappe 12 von oben auf der gehäuseartigen Abdeckung 9 aufsetzt und bei fortgesetzter Absenkung des Bearbeitungskopfes K von diesem weggeschwenkt wird, wo- bei der untere Rand der Klappe 12 auf der gehäuseartigen Abdeckung 9 entlanggleitet, um die Öffnung 13 freizugeben, durch welche das Schutzglas S aus dem Bearbeitungskopf K entnommen oder in diesen eingesetzt werden kann. Gleichzeitig deckt die Abdeckklappe 12 den Bereich zwischen dem Bearbeitungskopf K und der gehäuseartigen Abdeckung 9 der Aufnahme 10 ab und verhindert so ein Eindringen von Schmutz von oben her durch die Öffnung 13 in den Bearbeitungskopf K, in die Aufnahme 10 oder verhindert beim - hier nicht dargestellten - Entnehmen eines neuen Schutzglases S aus der Aufnahme 10 auch ein Verschmutzen bzw. eine Beschädigung des in der Aufnahme 10 befindlichen neuen Schutzglases S. Die Fig. 6 zeigt dann die fast am weitesten abgesenkte Position des Bearbeitungskopfes K in seiner Schutzglaswechselposition P, in welcher die Öffnung 13 sich in Höhe der Aufnahme 10 für das Schutzglas S befindet. Die Schutzklappe 12 ist hier am weitesten aufgeschwenkt. In Fig. 6 ist der Bearbeitungskopf K auch bereits durch das Bewegungs- und Antriebssystem der Lasermaschine in horizontaler Richtung an das Magazin 1 herangefahren worden, so dass dessen Aussenseite an der gehäuseartigen Abdeckung 9 der Aufnahme 10 für das Schutzglas S anliegt. Dabei gleitet auch das untere Ende der Schutzklappe 12 auf der Oberseite der gehäuseartigen Abdeckung 9 noch weiter in Richtung auf das Magazin 1 hin. Durch das Anliegen des Bearbeitungskopfes K an der gehäu- seartigen Abdeckung 9 ist eine gewissen Abdichtung gegenüber dem Eindringen von Verschmutzungen in die gehäuseartige Abdeckung 9 bzw. den Bearbeitungskopf K gewährleistet. Dieser Effekt kann noch unterstützt werden durch eine komplementäre Formgebung der Aussenseite des Bearbeitungskopfes K und der dem Bearbeitungskopf K zugewandten Vorderseite der gehäuseartigen Abde- ckung 9 und/oder eine die Durchtrittsöffnung der gehäuseartigen Abdeckung 9 und/oder die Öffnung 13 des Bearbeitungskopfes K umgebende Dichtung. Mit derartigen Elementen kann eine umlaufende Abdichtung und damit ein optimaler Schutz gegenüber dem Eindringen von Schmutz in die Öffnung 13 des Bearbeitungskopfes K bzw. auf das Schutzglas S bzw. ins Innere der gehäuseartigen Abdeckung 9 erreicht werden.
Aus der Position der Fig. 6 wird der Bearbeitungskopf K dann durch sein Bewe- gungs- und Antriebssystem noch weiter auf das Magazin 1, auf die gehäuseartige Abdeckung 9 und die Aufnahme 10 hin gefahren. Im Zuge dieser vorzugsweise allein translatorischen und in der Horizontalen geraden Bewegung des Bear- beitungskopfes K bleibt vorzugsweise die Aufnahme 10 ortsfest und deren gehäuseartigen Abdeckung 9 wird durch den Bearbeitungskopf K relativ zur Halterung 1 bzw. zum Gehäuse 2 relativ zu diesen genannten Bauteilen bzw. relativ gegenüber einem Schlitten 3 bzw. einer Wechselplatte 3a und vorzugsweise gegen die Wirkung einer Rückstellfeder oder eines ähnlichen elastischen Elementes 11 verschoben. Die Aufnahme 10 ist dabei vorzugsweise am Ende einer stabför- migen bzw. profilierten Stütze angebracht, um die herum auch vorzugsweise die Rückstellfeder 11 gewunden ist, um ein Ausknicken derselben unter Druck zu verhindern. Durch die Relativbewegung von Aufnahme 10 und gehäuseartigen Abdeckung 9 wird die Aufnahme 10 für das Entnehmen oder Einsetzen eines Schutzglases S zugänglich gemacht. Das weitere Bewegen des Bearbeitungskopfes K führt dazu, dass die Aufnahme 10 in ausreichender Tiefe in den Bearbeitungskopf K eindringt, sich dieser über die Aufnahme 10 schiebt, bis die Aufnahme für das Schutzglas S bis zur Position noch im Bearbeitungskopf K befindlichen Schutzglases S gelangt ist. Diese gegenseitige Stellung von Gehäuse 2, Aufnahme 10 und Bearbeitungskopf K ist in Fig. 7 dargestellt. Alle diese Bewegungen können auch aktiv unterstützt oder komplett aktiv über entsprechende motorische bzw. fluidische Antriebe bewirkt werden, allenfalls in steuerungstechnischer Abstimmung mit den Bewegungen des Bearbeitungskopfes K. Im Zuge dieser Bewegungsabläufe werden auch allfällige Verschlusselemente der gehäu- seartigen Abdeckung 9 vorzugsweise passiv durch Betätigung mittels des Bear- beitungskopfes K geöffnet, um die Durchtrittsöffnung für die Aufnahme 10 bzw. das Schutzglas S freizumachen.
Nun kann ein Mitnehmer der Aufnahme 10 in eine komplementäre Struktur am Schutzglas S selbst bzw. dessen Schutzglasfassung 14 oder an einer Schublade für das Schutzglas S eingreifen. Zur tatsächlichen kraftschlüssigen Verbindung kann eine nochmalige geringfügige Absenkung des Bearbeitungskopfes K gegenüber der Aufnahme 10 vorgesehen sein. Die Eingriffsstellung mit am weitesten vertikal abgesenktem Bearbeitungskopf K ist in Fig. 8 dargestellt.
Wie es Fig. 9 zeigt, wird dann der Bearbeitungskopf K wieder translatorisch und vorzugsweise horizontal vom Gehäuse 2 des Magazins 1 weg bewegt, vorzugweise ausschliesslich entlang eines geraden Verfahrweges parallel zur X-Y-Ebene der Laserbearbeitungsmaschine, wobei das nunmehr mit der Aufnahme 10 gekoppelte oder darin eingesetzte Schutzglas S aus dem Bearbeitungskopf K herausgezogen wird. Die gehäuseartige Abdeckung 9 wird durch die Wirkung des elastischen Elementes 11 ebenfalls wieder über die Aufnahme 10 geschoben, bis sie diese - und das nun darin aufgenommene, aus dem Bearbeitungskopf K soeben entnommene Schutzglas S - schliesslich komplett wieder umschliesst. In dieser Stellung ist das Schutzglas S vorzugsweise in seiner Umrahmung 14 bereits komplett durch die Öffnung 13 aus dem Bearbeitungskopf K herausgezogen worden.
Die Bewegung des Bearbeitungskopfes K weg von der Aufnahme 10 am Schlitten 3 wird noch fortgesetzt, bis wieder ein Abstand zwischen der gehäuseartigen Abdeckung 9 des entnommenen Schutzglases S und der Aussenseite des Bearbeitungskopfes K bzw. der Öffnung 13 hergestellt ist, der eine vertikale Relativ- bewegung von Gehäuse 2 und Bearbeitungskopf K ohne Beschädigungsgefahr erlaubt. Dabei bleiben die Öffnung 13 und der Zwischenraum zwischen Bearbeitungskopf K und gehäuseartige Abdeckung 9 immer nach oben hin durch die Schutzklappe 12 geschützt. Diese Stellung ist in Fig. 10 abgebildet.
Schliesslich wird dann der Bearbeitungskopf K weiter vertikal bewegt. Dabei glei- tet der untere Rand der Schutzklappe 12 auf der Oberseite der gehäuseartigen Abdeckung 9 entlang und kommt schliesslich wieder komplett am Bearbeitungskopf K zum Anliegen, um die Öffnung 13 zu verschliessen. Alternativ dazu kann der Bearbeitungskopf K auch so weit in horizontaler Richtung ohne vertikales Anheben bewegt werden, bis der Abstand zur gehäuseartigen Abdeckung 9 gros- ser ist als die Länge der Schutzklappe 12 und diese daher allenfalls unterstützt durch Federelemente in die die Öffnung 13 verschliessende, am Bearbeitungskopf K anliegende Position klappt. Das Einnehmen dieser Stellung der Schutzklappe 12 kann gegebenenfalls auch aktiv durch Antriebe bewerkstelligt werden. Auf der Gegenseite kann nun auch der Schlitten 3 mit der Aufnahme 10 mit dem ausgetauschten Schutzglas S in das Gehäuse 2 zurückgezogen werden, was entweder aktiv über den fluidischen, für diesen Fall doppeltwirkenden Arbeitszylinder 8 erfolgen kann, was aber auch über Rückzugsfedern od . dgl . erfolgen kann, wenn ein Arbeitszylinder 8 in einfachwirkender Ausführung deaktiviert bzw. drucklos geschaltet wird . Dabei schliesst sich auch - wieder aktiv über eine Antriebsanordnung oder passiv allein durch das Zurückziehen des Schlittens 3 - die Abdeckung 5 und schützt nun wieder alle Elemente und Bauteile im Inneren des Gehäuses 2 vor Beschädigung und Verschmutzung.
Das Einschieben eines frischen Schutzglases S erfolgt praktisch umgekehrt zur vorbeschriebenen Entnahme des verbrauchten Schutzglases S. Beim Einsetzen eines neuen, unverbrauchten Schutzglases S würde dieses vorzugsweise bereits mit einer Umrahmung 14 in umgekehrter Reihenfolge umgekehrt in die Lagerstelle im Bearbeitungskopf K geführt und dort korrekt positioniert abgelegt. Zur Sicherung der korrekten Positionierung des frischen Schutzglases S kann der Bearbeitungskopf K noch geringfügig weiter weiterbewegt werden.
Mit der beschriebenen Wechseleinrichtung bzw. dem oben beschriebenen vorzugsweise automatisch ablaufenden Wechselvorgang können auch andere austauschbare Elemente des Bearbeitungskopfes K ausgetauscht werden, beispielsweise Optiken mit strahlformenden Eigenschaften ,die„on demand" und je nach Schneidauftrag gewechselt werden können .
Der Wechselvorgang wird hauptsächlich über das Bewegungs- und Antriebssystem des Bearbeitungskopfes K durchgeführt. Dies spart den Verbau von zusätzlichen Antrieben und ist daher weniger fehleranfällig und kostengünstiger. In einer vereinfachten Ausführung können die gehäuseartigen Abdeckungen 9 und Auf- nähme 10 auch offen bereitgehalten werden, müssen nicht in einem geschlossenen Gehäuse 2 aufbewahrt sein. In diesem Fall kann der Wechselvorgang gänzlich durch den Bearbeitungskopf K ausgeführt werden . Da kein Schlitten 3 bewegt werden muss, kann hier jeglicher Antrieb auf Seiten des Schutzglasmaga- zins 1 eingespart werden und es kann mit der Rückstellfeder 11 für die gehäuseartige Abdeckung 9 das Auslangen gefunden werden.
Weiters könnte in bevorzugten Weiterbildungen der hier offenbarten Vorrichtung Putzstationen für die Schutzgläser S oder auch - bei Vorhandensein oder Integ- ration eines Düsenwechslers - die Düsen in den Schutzglaswechsler bzw. die kombinierte Anlage integriert sein. Über eine Kamera kann Verschmutzungsgrad detektiert und die entsprechende Putzoperation initiiert werden. Eine Kamera oder ein entsprechender Sensor kann eine Markierung oder eindeutig erkennbare Charakteristik der Schutzgläser S erfassen und damit über nachgeordnete Aus- werteeinheiten bestimmte Schutzgläser S oder Typen von Schutzgläsern S bestimmten Arbeitsprozessen zuordnen und weiters den Wechselvorgang mit Auswahl eines konkreten Schutzglases S oder erforderlichen Schutzglastyps einleiten. Über eine derartige Markierung könnte auch bestimmt werden, ob ein Schutzglas S bereits ausgetauscht wurde und das betrachtete Schutzglas S noch sauber, nach Austausch gereinigt und wieder einsetzbar oder gebraucht und nicht mehr verwendbar ist. Diese Feststellung könnte auch durch einen vorteilhafterweise transparenten Deckel des Gehäuses 2 und/oder der gehäuseartigen Abdeckung 9 vorzugsweise an der Oberseite über eine besonders bevorzugt am Laserbearbeitungskopf K angebrachte oder integrierte Kamera erfolgen, die al- lenfalls auch für die Identifizierung des Schutzglases S oder Schutzglastyps herangezogen wird. Gegebenenfalls kann oder muss sogar auf der entgegengesetzten Seite der Halterung 1 bzw. der gehäuseartigen Abdeckung 9 ebenfalls eine transparente Wandung und/oder eine Gegenlichtquelle vorhanden sein. Die Schutzglaswechseleinheit kann in einer weiteren Ausbaustufe den gesamten Dü- senstock ohne Linse tauschen.
Durch einen Sensor im Bereich oder innerhalb der Wechselstation kann der Verschmutzungsgrad des Schutzglases bestimmt werden. Dies erhöht den Autonomiegrad der Anlage. Ein intelligentes Zustandserkennen bestimmt den Ort der Verschmutzung und kann daher die Auswirkungen auf die Schneidqualität ablei- ten.
Durch die Magazinlösung innerhalb der Wechselstation wird das Schutzglas nicht am Maschinenstandort gewechselt. Das Leeren und Befüllen des Magazins findet Remote' statt. Hierdurch wird der Wechsel erleichtert und die Magazineinführung und -entnähme ist ohne Linsenverschmutzung möglich. Dies ermöglicht weiterhin ein leichtes, manuelles Reinigen der Schutzgläser.
Der Wechselvorgang des Schutzglases kann kombiniert werden mit einer automatischen Entfernung einer allfälligen Schutzfolie. Die Schutzfolie wird über ent- sprechende Abstreifanordnungen, durch Anbindung der Schutzfolie an der Aufnahme, was bei Schutzglasentnahme ein automatisches Abziehen der Folie vom Schutzglas bewirkt, od. dgl. erst beim faktischen Wechsel durch Herausnahme aus dem Magazin entfernt. Der Vorteil ist, dass eine a priori Verschmutzung vermieden wird. Im oben erläuterten Ausführungsbeispiel vollführt der Schutzglaswechsler ausser dem Ausfahren der Aufnahmen 10 für die Schutzgläser S in die Entnahmeposition keine Eigenbewegung. Bei ausreichendem Platzangebot könnte selbst diese Eigenbewegung vermieden und der Laserbearbeitungskopf K sogar in den Bereich der Halterung 1 hineinfahren bzw. in ein allfälliges Gehäuse 2 für die Auf- nahmen 10 hineingefahren werden. Die Schutzglaswechselposition P des Kopfes K liegt dann innerhalb des Gehäuses 2 bzw. der Halterung 1.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Schutzglaswechslers sind beispielsweise gekennzeichnet durch abgedichtete gehäuseartige Abdeckungen 9 der Aufnahmen 10 für die Schutzgläser S, so dass die Halterung 1 selbst keinerlei Abdeckung 5 bedarf. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft mit einer Gaszuführung zu den einzelnen Aufnahmen 10 zur Erzeugung eines Überdrucks in deren Bereich kombiniert.
An der Halterungl und/oder den gehäuseartigen Abdeckungen 9 und/oder den Aufnahmen 10 können dämpfende Elemente angebracht oder darin integriert sein, um Stösse während des Wechselvorgangs und beim An- bzw. Abdocken beispielsweise des Laserbearbeitungskopfes K bzw. beim Erreichen der jeweiligen Endpositionen zu minimieren. Eine derartige Funktion könnte beispielsweise durch entsprechende Ansteuerung, insbesondere Druckverminderung oder entsprechende Einstellung des Drucks im fluidischen Arbeitszylinder 8 für das Ein- und/oder Ausfahren des Schlittens 3, realisiert sein.
Natürlich ist auch die weitestgehend trichterförmige Ausbildung der Schutzglasaufnahme 13 am Schneidkopf K vorteilhaft, um ein Verklemmen bzw. Anstossen des Schutzglases S am oder im Laserbearbeitungskopf K zu verringern oder zu vermeiden . Die Halterung 1, die Aufnahmen 10 und die Schutzgläser S bzw. deren Rahmen selbst sind dementsprechend mit abgerundeten Kanten ausgeführt.
Vorteilhaft sind auch Aufnahmen 10 oder ganze komplette Halterungen 1 für die Aufnahme von gebrauchten Schutzgläsern S, um damit die Vermischung von neuen, gereinigten bzw. gebrauchten und allenfalls nicht mehr wiederverwendbaren Schutzgläsern S in ein- und derselben Halterung 1 bzw. ein- und demselben Gehäuse 2 zu vermeiden. Bevorzugt ist daher auch ein separater Aufnahmeplatz für die aus dem Laserbearbeitungskopf K entnommenen Schutzgläser S, getrennt vom Entnahmebereich E für saubere und in den Kopf K einzusetzende Schutzgläser S.
Für eine besonders staubdichte und damit verschmutzungssichere Bereitstellung der Schutzgläser S kann eine wie üblich gegen die Wirkung der Feder 11 verschiebbare gehäuseartige Abdeckung 9 wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt ausgeführt sein . Sie besteht dabei aus zumindest einem im Wesentlichen starren Wandelement 9a, beispielsweise in Form eines nach oben offenen U-Profils, und einem relativ dazu beweglichen Wandelement 9b in Form eines Deckels auf dem U-Profil . Das Wandelement 9b ist in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Relativbewegung von der gehäuseartigen Abdeckung 9 und der Aufnahme 10 (in Fig . 11 und 12 nicht dargestellt) gegen die übrigen Teile 9a der gehäuseartigen Abdeckung 9 und gegen die Aufnahme 10 bewegbar. Die Aufnahme 10 ist im Inneren des U-Profils 9a aufgenommen und bei geschlossener Stellung des Wandelementes 9b (Fig. 11) darin klemmend bzw. zumindest staubdicht abgeschlossen gehalten.
Die Bewegung des Wandelementes 9b wird vorzugsweise durch einen Betäti- gungsmechanismus bewirkt, der aus dem äusseren Betätigungshebel 15a und dem innenliegenden Spreizhebel 15b (siehe Fig. 12) besteht, die gegeneinander drehfest auf einer gemeinsamen Achse montiert sind . Der Betätigungsmechanismus 15a, 15b kann gesperrt sein, wobei er spätestens in der Entnahmeposition E freigegeben ist (ob diese nun aktiv angefahren oder nur durch Freilegen der gehäuseartigen Abdeckungen 9 gegeben ist) .
Vorzugsweise wird das als Deckel wirkende Wandelement 9b durch eine Feder 16 auf das andere Wandelement 9a hin beaufschlagt. Erst bei Betätigung des Betätigungshebels 15a, was vorzugsweise durch Kontakt mit dem Bearbeitungskopf K oder einem daran befestigten Betätigungselement bewerkstelligt wird, wird auch der innenliegende (Fig. 12) Spreizhebel 15b entsprechend verdreht und drückt das Wandelement 9b gegen die Wirkung der Feder 16 hoch und gibt derart die innenliegende Aufnahme 10 frei bzw. lässt deren ungehinderte Verschiebung in Längsrichtung der Aufnahme 10 zu.
Bezugszeichenliste
1 Halterung
2 Gehäuse
3 Schlitten
3a Wechselplatte
4 Führung für Schlitten
5 Abdeckung für Gehäuseöffnung
6 Gehäuseöffnung
7 Schwenkachse für Abdeckung
8 Arbeitszylinder
9 gehäuseartige Abdeckung der Aufnahme für Schutzglas
9a Wandelement
9b bewegliches Wandelement
10 Aufnahme für Schutzglas
11 Feder
12 Schutzklappe am Bearbeitungskopf
13 Zufuhr- bzw. Entnahmeöffnung am Bearbeitungskopf
14 Schutzglasfassung
15a Betätigungshebel
15b Spreizhebel
16 Feder
E Entnahmeposition
K Bearbeitungskopf
S Schutzglas
P Schutzglaswechselposition

Claims

Patentansprüche
Halterung für zumindest ein Schutzglas (S) von Lasermaschinen, insbesondere für auswechselbare Schutzgläser (S) für einen Schneidkopf (K) einer Laserschneidanlage, welche Halterung zumindest einen Träger und zumindest eine Aufnahme (10) für zumindest je ein Schutzglas (S) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass um zumindest jenen Abschnitt jeder Aufnahme (10), in welchem das Schutzglas (S) aufgenommen ist, eine das Schutzglas (S) vorzugsweise staubdicht umschliessende gehäuseartige Abdeckung (9) mit zumindest einer Durchtrittsöffnung für die Aufnahme (10) vorgesehen ist, wobei die gehäuseartige Abdeckung (9) und die Aufnahme (10) gegeneinander soweit verschiebbar sind, dass das Schutzglas (S) zugänglich gemacht werden kann, wodurch eine Entnahmeposition (E) definiert ist.
Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung (9) und die Aufnahme (10) gegeneinander entlang einer geraden Bahn und dabei vorzugsweise rein translatorisch verschiebbar sind.
Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung (9) vorzugsweise passiv gegen die Wirkung eines Federelementes relativ zur Aufnahme (10) verschiebbar ist.
Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung der gehäuseartige Abdeckung (9) durch eine vorzugsweise passiv betätigbare Verschlussanordnung mit zumindest einem Verschlusselement dicht abgeschlossen ist und zum Durchtritt der Aufnahme (10) spätestens in der Entnahmeposition (E) durch Bewegung vorzugsweise im Wesentlichen nur in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Durchtrittsöffnung offenbar ist.
Halterung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung (9) und/oder die Verschlussanordnung ein Betätigungselement umfasst, welches zur Ankoppelung bzw. Betätigung durch ein bewegliches Teil der Lasermaschine, vorzugsweise durch den Schneidkopf (K) einer Laserschneidanlage, ausgelegt und positioniert ist.
6. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass um eine Gruppe von Aufnahmen (10) bzw. eine Gruppe von gehäuseartigen Abdeckungen (9) mit je einer Durchtrittsöffnung für die Aufnahme (10) ein diese gesamte Gruppe umschliessendes Gehäuse (2) mit einer Öffnung (6), vorzugsweise in Form einer im Wesentlichen komplett offenen Seitenwand, vorgesehen ist, und dieses Gehäuse (2) und die Aufnahmen (10) derart relativ gegeneinander bewegbar sind, dass die Aufnahmen (10) ausserhalb des Gehäuses (2) zu liegen kommen und derart eine Entnahmeposition (E) definiert ist. 7. Halterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Gehäuses (2) durch eine Abdeckung (5) verschliessbar und temporär freigebbar ist, wobei die Abdeckung (5) vorzugsweise in Form einer Klappe mit einer Schwenkachse (7) vorliegt.
8. Halterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in geschlossener Stellung der Abdeckung (5) die gehäuseartigen Abdeckungen (9) mit ihren Durchtrittsöffnungen für die Aufnahme (10) an der Innenseite der Abdeckung (5) vorzugsweise staubdicht anliegen.
9. Halterung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Aufnahmen (10) auf einem gemeinsamen Schlitten (3) bzw. einer gemeinsamen Wechselplatte (3a) befestigt sind, wobei der Schlitten (3) bzw. die Wechselplatte (3a) motorisch betätigt durch die Öffnung (6) des Gehäuses (2) in eine Entnahmeposition (E) bewegbar ist, vorzugsweise entlang einer geraden Bahn und vorzugsweise rein translatorisch. 10. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung (9) zumindest ein Wandelement (9b) umfasst, welches in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Relativbewegung von der gehäuseartigen Abdeckung (9) und der Aufnahme (10) gegen die übrigen Teile (9a) der gehäuseartigen Abdeckung (9) und gegen die Aufnahme (10) bewegbar ist, wobei die Bewegung des
Wandelementes (9b) vorzugsweise durch einen Betätigungsmechanismus (15a, 15b) bewirkt wird, der spätestens in der Entnahmeposition (E) freigegeben ist oder der durch die Bewegung der Aufnahme (10) in die Entnahmeposition (E) betätigt wird oder der zum betätigenden Zusammenwir- ken mit einem beweglichen Teil der Lasermaschine, vorzugsweise dem Schneidkopf (K) einer Laserschneidanlage, ausgelegt und positioniert ist.
Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der gehäuseartigen Abdeckung (9), welcher in der Entnahmeposition (E) dem das Schutzglas (S) aufnehmenden Element der Lasermaschine zugewandt ist, komplementär zur Oberfläche dieses Elementes geformt ist, und vorzugsweise die Durchtrittsöffnung für die Aufnahme (10) mit einer Dichtlippe umgeben ist.
Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseartige Abdeckung (9) und/oder das Gehäuse (2) zumindest einen für eine Sensorvorrichtung durchlässigen Bereiche aufweist, vorzugsweise für eine Kamera durchsichtige Bereiche, welche in der Beobachtungsrichtung zwischen der Sensorvorrichtung und dem Schutzglas (S) positioniert sind.
Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (10) und/oder das Gehäuse (2) zwischen einer Ruhestellung und einer Stellung für den Schutzglaswechsel um eine vorzugsweise parallel zur Arbeitsfläche der Lasermaschine orientierte Achse
verschwenkbar ist, wobei zumindest in der Ruhestellung ein Wandabschnitt des Gehäuses (2) oder einer gehäuseartigen Abdeckung (9) den Arbeitsbereich der Lasermaschine staubdicht und vorzugsweise auch laserdicht gegenüber den Aufnahmen (10) hin abschottet.
Lasermaschine mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas (S), insbesondere eine Laserschneidanlage mit zumindest einem Bearbeitungskopf (K), insbesondere einem Laserschneidkopf mit zumindest einem auswechselbaren Schutzglas (S), wobei der Bearbeitungskopf (K) mittels eines Bewegungssystems zumindest in einer Ebene im wesentlichen parallel zu einer Arbeitsfläche verfahrbar ist, und wobei eine Halterung für zumindest ein Schutzglas (S) der Lasermaschine zugeordnet ist, vorzugsweise lösbar an der Lasermaschine montierbar ist, und wobei der Bearbeitungskopf (K) für den Wechsel des Schutzglases (S) mittels des Bewegungssystems zu einer vorgegebenen Schutzglaswechselposition (P) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist und die Schutzglaswechselposition (P) des Bearbeitungs- kopfes (K) im Wesentlichen an die Entnahmeposition (E) der Halterung bzw. einer an der Lasermaschine angedockten Halterung angrenzt oder dass sich diese Positionen (E, P) überschneiden.
Lasermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bewegungssystem derart ausgeführt ist, um die für den Schutzglaswechsel erforderlichen Relativbewegungen von Bearbeitungskopf (K), Aufnahmen (10) bzw. gehäuseartigen Abdeckungen (9) und Schutzgläsern (S) auszuführen.
Lasermaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (K) zur unmittelbaren automatischen Aufnahme eines Schutzglases (S) und vorzugsweise mit einer Struktur zur Kopplung mit einer komplementären Struktur eines Schutzglases (S) versehen ist, und wobei vorzugsweise der Bearbeitungskopf (K) in der Schutzglaswechselposition (P) um einen geringen Weg, zumindest in einer Ebene parallel zur Arbeitsfläche und/oder senkrecht zu dieser Ebene mittels des Bewegungssystems verfahrbar ist.
Verfahren zum automatischen Wechseln von Schutzgläsern (S) für zumindest einen Bearbeitungskopf (K) einer Lasermaschine, insbesondere für Schutzgläser (S) für Laserschneidköpfe einer Laserschneidanlage, umfassend die Schritte des Bewegens des Bearbeitungskopfes (K) zu einer oder in eine definierte Schutzglaswechselposition (P) und/oder des Bereitstellens zumindest eines Schutzglases (S) in einer Entnahmeposition (E) und der Aufnahme des Schutzglases (S) in den Bearbeitungskopf (K), dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (K) zu einer Schutzglaswechselposition (P) in unmittelbarer Nähe, gegebenenfalls überschneidend mit der Entnahmeposition (E) bewegt wird, wonach die für den Schutzglaswechsel erforderlichen Relativbewegungen von Bearbeitungskopf (K), Aufnahmen ( 10) bzw. gehäuseartigen Abdeckungen (9) und Schutzgläsern (S) mittels des für die Bewegung des Bearbeitungskopfes (K) während des normalen Bearbeitungsvorganges vorgesehene Bewegungssystems als eine definierte Abfolge von Bewegungen parallel zur Ebene der Arbeitsfläche und senkrecht auf diese Ebene vorzugsweise automatisch durchgeführt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens in der Entnahmeposition (E) eine allfällige gehäuseartige Abdeckung (9) einer Aufnahme (10) für ein Schutzglas (S) vorzugsweise gegen die Wirkung eines elastischen Elementes (11) und vorzugsweise von der Entnahmeposi- tion (E) weg bewegt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der
Bearbeitungskopf (K) im Zuge des Wechselvorganges an eine gehäuseartige Abdeckung (9) heranfährt, wobei vorzugsweise eine zumindest staubdichte Abdichtung zwischen Bearbeitungskopf (K) und gehäuseartige Abdeckung (9) hergestellt wird, und wobei durch weiteres Verfahren des Bearbeitungskopfes (K) in Richtung der Aufnahme (10) des Schutzglases (S) gleichzeitig die gehäuseartige Abdeckung (9) vom Schutzglas (S) weggeschoben und der Bearbeitungskopf (K) über das vorzugsweise ortsfest verbleibende Schutzglas (S) geschoben wird, bis das Schutzglas (S) in der im Bearbeitungskopf (K) dafür vorgesehenen Position aufgenommen ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (K) in der Schutzglaswechselposition (P) zumindest senkrecht zur Arbeitsfläche gesenkt und dabei gleichzeitig oder erst anschliessend in Richtung auf das Schutzglas (S) hin bewegt wird, wo- bei im Zuge des Absenkens des Bearbeitungskopfes (K) eine Abdeckklappe am Bearbeitungskopf (K) für eine Schutzglaszufuhröffnung automatisch geöffnet wird, vorzugsweise durch Anliegen und Entlanggleiten des unteren Randes der Abdeckklappe auf der Oberseite einer gehäuseartigen Abdeckung (9) des Schutzglases (S). 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bewegen des Bearbeitungskopfes (K) in eine das Schutzglas (S) aufnehmende Stellung der Bearbeitungskopf (K) geringfügig zumindest in einer Richtung senkrecht zu jener Richtung bewegt wird, die zur Aufnahme des Schutzglases (S) in den Bearbeitungskopf (K) notwendig ist, womit das Schutzglas (S) im Bearbeitungskopf (K) fixiert wird, wobei vorzugsweise komplementäre Kopplungsstrukturen des Schutzglases (S) und des Bearbeitungskopfes (K) in Eingriff gebracht werden, und wobei anschliessend der Bearbeitungskopf (K) von der Aufnahme (10) wegbewegt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schutzgläser (S) in die Entnahmeposition und/oder die Bewegungen des Bearbeitungskopfes (K) während des Schutzglaswechsels im Wesentlichen rein translatorisch und entlang vorzugsweise im Wesentlichen gerader Bahnen erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder im Verlauf der Bewegung des Schutzglases (S) in die Entnahmeposition (E) eine Öffnung (6) in einem Gehäuse (2) eines die Aufnahme (10) für das Schutzglas (S) aufnehmenden Magazins (1) und/oder eine Öffnung in einer gehäuseartigen Abdeckung (9) des Schutzglases (S) oder dessen Aufnahme (10) automatisch geöffnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Schutzgläser (S) bestimmt und ein allfälliger Wechsel abhängig vom ermittelten Zustand und/oder dem Zustand bzw. der Verwendungsdauer des Schutzglases (S) im Bearbeitungskopf (K) sowie abhängig vom Zustand des Schutzglases (S) in der Aufnahme (10) durchgeführt wird.
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