JP6703382B2 - レーザ保護壁のラメラ領域として構成された部分を有するレーザ加工機械設備 - Google Patents

Description

本発明はレーザ加工機械設備に関し、このレーザ加工機械設備は、
・ワークピースをレーザ加工するレーザ加工ヘッドと、
・レーザ保護壁とを有しており、
前記レーザ加工ヘッドの動作時に、ワークピースの箇所の加工領域から、放射状にレーザビームが放出し、
前記レーザ保護壁は、前記レーザ加工ヘッドと、当該レーザ加工ヘッド周辺の危険領域とを包囲し、当該レーザ保護壁は、動作時に、前記加工領域から放射状に放出するレーザビームを遮る。

このようなレーザ加工機械設備は、例えば、２０１３年１２月１７日付けのインターネットにおいてダウンロードされた、Ｔｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ＋Ｃｏ．ＫＧ、Ｄｉｔｚｉｎｇｅｎ、ＤＥのパンフレット「ＴｒｕＭａｔｉｃ ３０００ ｆｉｂｅｒ：Ｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｈｏｃｈ ｄｒｅｉ」から既知になった。

レーザ加工方法、殊にレーザ切断およびレーザ溶接によって、ワークピース、殊に薄板を高い精度で加工することができる。しかし、レーザ加工の際には、レーザビーム前の周辺の人物が保護されなければならない。

レーザビームは殊に、人の目に損傷を与えることがある。この際、レーザビームの直接的な照射だけが危険なのではなく、ワークピースの箇所の加工領域（照射領域）から放出される散乱光も、網膜または瞳孔の領域における持続的な損傷を生じさせ得る。ここで、不可視ビーム領域におけるレーザ、殊に赤外レーザから特別な危険が生じる。なぜなら、目の中への光入射は直ぐには気付かれず、殊に角膜反射を生じさせないからである。

操作者を保護するために、レーザ加工機械のレーザ加工ヘッドに局部的に、内部シールドとも称されるシールドを配置することが公知である。国際公開第２０１１／０４５０９８号から、例えば、相対的に動かされる、ブラシ状の２つのシールドユニットを備えた、レーザ加工ヘッドの局部的なシールド装置が既知である。

同様に、操作者を保護する外部シールドを設けることも既知である。外部シールドは、使用されているレーザビームを通さない材料（多くの場合には金属板）から成るレーザ保護壁を含んでいる。このレーザ保護壁は、レーザ加工ヘッドと、レーザ加工機械の少なくとも一部とを包囲している。レーザ保護壁の内側の空間は、危険領域とも称される。なぜならこの領域は基本的に、散乱したレーザビームが通る可能性があるからである。

冒頭に記載したパンフレット「ＴｒｕＭａｔｉｃ ３０００ ｆｉｂｅｒ：Ｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｈｏｃｈ ｄｒｅｉ」においては、レーザ加工機械および打ち抜き機械は、ぐるりと、レーザ保護壁によって包囲されている。危険領域に人が立ち入る場合に、例えば、このレーザ保護壁の望遠鏡用窓が開放されなければならない。ここではレーザ保護壁は、実際にレーザビームが発生する高所領域にのみ配置されている。

類似のレーザ加工機械は、後に公開された欧州特許出願公開第１３１９８９６７．５号から公知である。ここでは、レーザ保護壁内にさらに、レーザ保護壁の一部によって影になるアクセス用開口部が設けられている。

レーザ保護壁に対して典型的に使用される材料（例えば金属薄板等）は、使用されているレーザビームだけではなく、可視光も通さない。従ってこのレーザ保護壁によって、操作者は、レーザ加工機械設備の内部を見ることができなくなってしまう、または、レーザ加工機械設備を見通すこともできなくってしまう。殊に、動作開始時には、危険領域を、見てコントロールすること（すなわち、危険領域内に人がいないことの確認）が困難になってしまう。同様に、レーザ加工機械設備のオートメーションステーションへの操作者の視野も妨害されてしまう。これは、ワークピース操作装置の占領状況が、目視により検査されるべき場合に、また、未加工ワークピースまたは加工済みワークピースのストックが検査されるべき場合にも、欠点となる。さらに、オートメーションステーションが動作を開始するときには、ワークピース操作装置の移動領域またはオートメーションステーションのワークピースの移動領域（これは、レーザ加工ヘッドの危険領域を超えることがある）内にも、人がいるべきではない。これも、操作者によって、目視で検査可能であるべきである。従って操作者の視野を妨害するレーザ保護壁は、安全性および操作の快適性を著しく制限し得る。

パンフレット「ＴｒｕＭａｔｉｃ ３０００ ｆｉｂｅｒ：Ｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｈｏｃｈ ｄｒｅｉ」から、レーザ保護壁内に観察窓を組み込むことが既知である。観察窓内に組み込まれるガラス板は、レーザビームを通さない、特別なフィルター材料から製造されている。観察窓によって、操作者がレーザ加工機械設備の内部を見ながらコントロールすることが可能になる。しかし、観察窓を設けることによって、殊にガラス板用の特別なフィルター材料によって、レーザ保護壁にかかる費用が格段に高くなってしまう。さらに、板ガラスの特別なフィルター材料は色の印象を誤ったものにしてしまい、さらに、一般的に、サングラスを通して見たときのように、可視光を暗くしてしまう。これによって部分的に、機械内部空間において付加的に照明が必要になってしまう。

国際公開第２０１１／０４５０９８号 欧州特許出願公開第１３１９８９６７．５号

Ｔｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｇＨ＋Ｃｏ．ＫＧ、Ｄｉｔｚｉｎｇｅｎ、ＤＥのパンフレット「ＴｒｕＭａｔｉｃ ３０００ ｆｉｂｅｒ：Ｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｈｏｃｈ ｄｒｅｉ」

本発明の課題は、操作者がレーザ加工機械設備の内部をより良く見ること、または、これをより良く見通すことを、低コストに可能にすることである。

上述の課題は、以下の特徴を有するように構成された、冒頭に記載した様式の装置によって解決される。この特徴とは、
ラメラ（Lamellen:薄板）領域であるレーザ保護壁の少なくとも一部に、レーザビームを通さない複数のラメラ部材が設けられており、
当該複数のラメラ部材は、レーザビームの局部的な伝播方向に対して垂直に延在する第１の方向（横断方向）に沿って重畳しており、
前記複数のラメラ部材は、第２の方向（シフト方向）に沿って、相互にずらして配置されており、これによって、前記第２の方向に対して垂直に延在する第３の方向（視線の方向）に沿って、前記複数のラメラ部材の間に、遮られていない観察用スリットが残る、
という特徴である。

本発明のレーザ加工機械設備の実施形態の概略的な平面図 近似的に操作者の位置からオートメーション装置の方向を見た、図１に示された設備のレーザ保護壁の概略的な斜視図 近似的にラメラ領域から加工領域の方向を見た、図１に示された設備のレーザ保護壁の概略的な斜視図 本発明のラメラ領域の一部分の概略的な平面図 図１に示された設備のラメラ領域全体の概略的な平面図 ラメラ領域に対して中程度の距離にある加工領域での、場所が可変の加工領域と、回転可能なラメラ部材とを有している、本発明のレーザ加工機械設備の別の実施形態の部分領域の概略的な平面図 ラメラ領域近傍に加工領域を有している、図６に示された設備 ラメラ領域から離れた加工領域を有している、図６に示された設備 本発明に対応する、湾曲したラメラ部材を備えたラメラ領域の一部分の概略的な平面図

本発明は、加工領域から放出するレーザビームが放射状に、すなわち、直線方向に伝播する、ということを利用する。従ってレーザ保護壁の部分面に影をつけるために、この部分面を１つの大きい保護部材によって覆う必要がない。むしろ、この部分面（ここではラメラ領域と称される）を、角度を付けて配置された複数の小さい保護部材（ここではラメラ部材と称される）によって覆えば、こと足りる。これによって、直線方向に伝播するレーザ光は常にブロックされる。

複数のラメラ部材は、（局部的な）レーザ加工方向に対して垂直に延在する第１の方向（横断方向）に沿って重畳して延在し、これによって協働で、ラメラ領域の面を完全に覆う。しかし、重畳しているこれらのラメラ部材は、第２の方向（シフト方向）においては、順番に並んで、かつ、相互に間隔を保って配置されており、従って、同様に、第２の方向に対して垂直に位置する第３の方向（視線の方向）においては、隣接するラメラ部材の間で、覆われていない視線において、通り抜けて見ることが可能である。

これによって、ラメラ領域において実際に、レーザ保護壁を通り抜けて見ることが可能になる。これは、観察者の目が、実質的に、第３の方向（視線の方向）に向けられている限りである。ラメラ領域を通して、レーザ加工機械設備内を見ること、または、これを見通すことは、ここでは、レーザ加工ヘッドの動作時にも危険無く行われる。なぜなら、観察者は、レーザビームを単に側方から見ているだけだからである。

ラメラ領域全体にわたったラメラ部材の重畳、すなわち、ラメラ領域の完全な被覆を確実にするために、ラメラ部材の幾何学的形状、配置および配向を、レーザビームの供給源の位置、すなわち、加工領域に合うように調整しなければならい、ということに留意が必要である。

一般的には、加工領域の方を向いているラメラ表面を、局部的なレーザビーム方向に対してほぼ垂直に配向することが有利である。これによって殊に、できるだけ少ない数のラメラ部材によって、できるだけ大きいラメラ領域を被覆することが可能になる。一般的には、レーザビームの入射角（すなわち、加工領域に向けられているラメラ表面と、レーザビームの局部的な配向方向との間の角度）は有利には、少なくとも４５°、特に有利には少なくとも６０°、極めて有利には少なくとも７７．５°に調整される。

ラメラ部材の材料としては、加工ヘッドのレーザビームの波長の領域において十分な吸収率（例えば、使用されている厚さで、少なくとも９９％の吸収率）を有している全ての材料が可能である。多くの場合には、使用されている材料は、可視スペクトル領域において全体的に不透過性である。このような材料は、比較的安価に入手可能である。しかし、ある程度の残余透過性を可視スペクトル領域で有するが、レーザ波長を十分に遮るフィルター材料を使用することも可能である。このような材料は多くの場合に若干高価であるが、これは、第３の方向とは異なる方向からも、危険領域をある程度見ることも可能にする。ラメラ部材を、硬質の材料（金属薄板または木材等）から形成することも、または、柔軟な材料（ゴム等）から形成することも可能である。同様に、ラメラ部材は固定して取り付けられていても、または選択的に、動くように設けられていてもよい。この動きによって例えば、加工領域の場所が固定されていない場合に、ラメラの配向に追従することが可能になる。有利には、ラメラ部材は、カーテンとして形成されている。

本発明の有利な実施形態
本発明の設備の特に有利な実施形態では、第２の方向は、最大で４５°、有利には最大で３０°、レーザビームの局部的な伝播方向から偏差している。この第２の方向では、ラメラ部材は相互にずれて（並んで）配置されており、従って、典型的に、最大の相互間隔（すなわち最大幅の観察用スリット）が生じる。レーザビームが、実質的に、この第２の方向に沿って、ラメラ部材に入射することによって、比較的大きい面積を、重畳するラメラ部材によって覆うことが可能になる。

特に有利には、１つの実施形態では、ラメラ部材はそれぞれ、平らなプレートの形状に形成されている。ここで、平らなプレートのプレート面は第２の方向に対して垂直に延在する。ラメラ部材をプレート状に形成するとともに、プレート面を第２の方向に垂直に配向する場合に、小数のラメラで、特に大きい面積を被覆することが可能になる。平らなプレートは、硬質の材料（金属薄板等）から形成することも、または、柔軟な材料から（例えばゴム）から形成することも可能であることに留意されたい。後者の場合には、平らなプレートとしての形成は、変形しない、例えばつながっている状態に関する。付加的に、本発明において、例えば、垂直な軸に対して湾曲している。平らでない、ないしは、プレート状ではないラメラ部材も使用可能であることに留意されたい。

ラメラ部材が柔軟な材料、殊にゴムから製造されている実施形態は特に有利である。これによって、ラメラ部材を、必要な場合には変形させることができる。これによって例えば、ワークピース、加工機器または人を、ラメラ部材によって覆われているラメラ領域を通って、移動させることができる。このような場合には、ラメラ領域近傍またはラメラ領域前の危険領域への立ち入りが、付加的に監視されるべきである（下記を参照）。ここでは、レーザ加工機械設備内部へ入るために、ドア等を空ける必要はない。弾性の特性によってまたは重力の作用によって、この実施形態ではラメラ部材が有利には自身で、被覆形状ないしは被覆位置に戻るということに留意されたい。

ラメラ部材が直線状に延在する一列に配置されている実施形態も有利である。このような構造によって、容易に、ラメラ領域にわたって一定の、設備内部への第３の方向（視線方向）が許される。

ラメラ部材が垂直線に対して平行に配向されている実施形態が有利である。このような場合には、ラメラ部材は、垂直方向に延びる観察用スリットを開設する。これは、観察者の体の大きさとは無関係に、設備内部を良好に見ることを可能にする。さらに垂直に配向されたラメラ部材によって、特に良好に、殊に水平面を中心とした領域において、加工領域から伝播するレーザビームが遮られる。これは、ワークピースである金属薄板と、その上、または、その下に配置されているレーザ加工ヘッドとが、水平に位置している場合には、頻繁に使用される。

同様に有利な実施形態では、ラメラ部材は、上方端部で保持部材に固定されており、保持部材から吊り下げられている。これは実際に、有効であることが証明されている。懸架式の固定は特に容易である。殊に、柔軟なラメラ部材は、このような実施形態では、重力によって良好に配向可能である。有利には、ラメラ部材の下方には自由空間がある。従って、例えば、フォークリフトが、ラメラ領域の下方を通って、設備内部に入ることができる。このような場合には、ラメラ部材の下方にはレーザビームが発生しないだろう。なぜなら、例えばレーザ加工ヘッド固有の構造またはワークピースの影になっているからである。

ラメラ部材が、モータ式回転保持部を介して、またはモータ式回転保持部に連結して、担体部材に固定されている実施形態も有利である。ここでは、モータ式回転保持部によって、ラメラ部材はそれぞれ回転軸を中心に回転される。殊にここでは、回転軸は近似的に、局部的な伝播方向に対して垂直に延在する。さらにこの実施形態では、制御装置が設けられている。この制御装置によって、ラメラ部材の回転角度が、加工領域の位置および／または放射特性に依存して、自動的に調整可能である。この実施形態では、ラメラ部材は、種々のレーザ加工状況に適合される。これによって、レーザ加工機械設備は柔軟に利用可能になる。典型的に、ラメラ部材は、ここでは、垂直な軸を中心に回転可能である。有利には、この実施形態では、ラメラ部材は、両端（例えば上方及び下方）で固定ないしはガイドされており、これによって、回転運動によるラメラ部材の不所望な広がりが阻止される。これは殊に、柔軟なラメラ材用が使用される場合である。

第２の方向に沿ったラメラ部材の厚さＤと、第２の方向に沿った隣接するラメラ部材同士の間の観察用スリットの幅ＢＲに対して、Ｄ≦１／２^＊ＢＲ、有利にはＤ≦１／８^＊ＢＲが当てはまる実施形態が特に有利である。観察用スリットのこの大きい幅によって、視線方向における、ラメラ領域を通る良好な観察が保証される。

有利な実施形態では、ラメラ領域は少なくとも５つの、同様のラメラ部材を有している。これによって、ラメラ領域を容易かつ低コストに構築することが可能になる。ラメラ部材は、典型的に相互に平行に配向されている。

特に有利な実施形態では、この設備はオートメーション装置を有しており、ここで未加工のワークピースが設備内に送り込まれ、殊に、オートメーション装置からレーザ加工ヘッドまで移動させられる、および／または、加工済みのワークピースがこの設備から排出され、殊に、レーザ加工ヘッドから、オートメーション装置まで移動させられる。この特に有利な実施形態では、さらに、この設備は操作者台を有しており、ここから操作者は設備、殊にオートメーション装置を制御することができる。この特に有利な実施形態ではさらに、ラメラ領域は次のように配置されている。すなわち、操作者が操作者台で、第３の方向に沿って、ラメラ領域を通じて、オートメーション装置を見ることができるように配置されている。これによって操作者は、オートメーション装置（オートメーションステーション）またはオートメーション装置の少なくとも個々の部分領域を視覚的にコントロールすることが可能である。殊に操作者は、未加工ワークピースの局部的なストックが十分であるか否か、加工済みワークピース用の局部的な置き場にまだ十分な余裕があるか否か、オートメーション装置のワークピース用搬送装置（例えばポータル）が正しく機能しているか否か、殊に、占有されているか否か、および／または、人がワークピースの移動領域内またはオートメーション装置の搬送装置内にいるか否かをチェックすることができる。これによって、操作の安全性および操作の快適性が高まる。

第３の方向に沿って、ラメラ領域の前または後に、
・少なくとも１つの他のラメラ領域および／または
・少なくとも１つのレーザ保護窓および／または
・少なくとも１つのアクセス用開口部が配置されている実施形態も有利である。

ここでこの他のラメラ領域の第３の方向は、前記ラメラ領域の第３の方向に対して平行に延在しており、レーザ保護窓には、レーザビームを通さないガラスが付けられており、アクセス用開口部は、レーザ保護壁を用いて、または、レーザ保護壁と協働して、レーザ加工ヘッドの動作時に、加工領域から放射状に放出するレーザビームから完全に遮蔽されている。これによって、設備内部を見る手法または設備を通して見る手法が拡張され、柔軟になる。他のラメラ領域は本発明では、（上述した）前記ラメラ領域に相応に構築されている。影にされているアクセス用開口部は、殊に、後から公開された欧州特許出願公開第１３１９８９６７．５号に記載されているように構成可能である。

有利な実施形態では、この設備は監視システムを含んでおり、この監視システムは危険領域内への立ち入りを、殊にラメラ領域を通る、危険領域内への立ち入りを記録し、この監視システムは、危険領域内への立ち入りを記録すると、レーザ加工ヘッドを自動的にオフするように構成されている。これによって、殊に、例えばラメラ材料が柔軟であるために、ラメラ領域を通った危険領域内への立ち入りが容易である場合に、設備の操作安全性を高くすることができる。

この実施形態の有利な発展形態では、監視システムは、光学式監視システムとして、殊にライトカーテンを伴って形成されている。これは実際に、有効であることが証明されている。このライトカーテンは、本発明では、人体が感知されずに危険領域内に入ることができないように、目を詰めて構成されている。これによって、レーザ光による目の損傷が確実に排除される。

本発明のさらなる利点は、明細書および図面に記載されている。同様に、上述したおよび後述する特徴を、本発明に相応に、それぞれそれ自体で個別に、または、複数を任意に組み合わせて使用することができる。図示されたおよび記載された実施形態は、最終的な列挙として解されるべきではなく、むしろ、これらは本発明を記述するための例示的な特性を有している。

本発明を図示し、実施例に基づいてより詳細に説明する。

図１は、本発明のレーザ加工機械設備１の実施形態の平面図を示している。これは殊に、レーザ加工機械２と、レーザ保護壁１２と、オートメーション装置２０とを含んでいる。レーザ保護壁１２の重要な部分のみが付加的に、図２および図３において、概略的な斜視図で説明されている。

レーザ加工機械２は、ここでは薄板状であるワークピース（詳細には図示されていない）を加工するために、レーザ加工ヘッド３と、打ち抜きヘッド４（それぞれ破線で示されている）を有している。レーザ加工ヘッド３は、ここでは、固体レーザ、例えば約１０３０ｎｍの放射波長を有している固体レーザを、ワークピースの切断および／または溶接のために有している。ワークピースは、未加工ワークピース（原料）用の置き場５から、バキュームグリッパーキャリッジ６によって持ち上げられ、バキュームグリッパーキャリッジ６（ポータル）のガイドレール７に沿って、通路８を通って、レーザ加工機械２まで動かされ、ワークピース台１０の上に降ろされる。ワークピース台１０および横断方向担体９が動くので、降ろされたワークピースはレーザ加工ヘッド３へ、および、打ち抜きヘッド４へ動かされ、配向され、加工の間、追従制御される。加工の後、ワークピースは、レーザ加工機械２の領域において、再び、バキュームグリッパーキャリッジ６によって持ち上げられ、通路８を通って、加工済みワークピース（合格部品）用の置き場１１へ移動させられる。バキュームグリッパーキャリッジ６の置き場５、１１およびガイドレール７は、オートメーション装置２０の重要なコンポーネントである。

レーザ加工機械２の周辺にいる人物を、レーザ加工ヘッド３周辺の加工領域１９から放射状に出る、散乱レーザビームから保護するために、レーザ保護壁１２が設けられている。このレーザ保護壁１２は、使用されているレーザビームを通さない。レーザ保護壁１２は多数の部分区間を有しており、ここでは殊に、操作者台３２（そのコントロール装置は、詳細に示されていない）の前に、レーザ加工ヘッド３のレーザ（ここでは固体レーザ）の波長を通さないガラスから成るレーザ保護窓１４、１５を備えた中央部材１３を有しており、さらに、置き場に近い部分区間１６と、衝突壁１７と、アクセス部付近の部分区間１８とを有している。置き場に近い部分区間１６では、本発明では、レーザ保護壁１２の一部は、多数のラメラ部材３１を有するラメラ領域３０として構成されている（これに関しては以下でより詳細に説明する）。レーザ保護壁１２は、その中で加工領域１９から、放射状に拡散するレーザビームが生じ得る危険領域２１を包囲し、このレーザビームを外側に対して遮る。加工領域１９が位置する水平面を格段に上回るまたは下回る空間角度領域（水平面に対して、典型的にそれぞれの側で、約＋／−１５°である）はもともと、ワークピースおよびここでは垂直であるレーザ軸を伴うレーザ加工ヘッド３の配置に基づき、加工時には多くの場合、影になっている、ということに留意されたい。従って、この空間角度領域においては、レーザ保護壁１２は開放されたままであってよい（ないしは、必要無い）。ここでは例えば、折りたたみ式ドア２６の下方またはラメラ領域３０の下方である。

レーザ保護壁１２は、危険領域２１に入るための特別な開口部を有している。これは殊に、操作者台３２近傍のアクセス用開口部２２である。レーザ保護壁１２とこの開口部は次のように配置されている。すなわち、この開口部に続く、レーザ保護壁１２の部分区間が、この開口部をそれぞれ影にするように配置されている。開口部は、自身の影になる配置によって、レーザ加工ヘッド３の動作時にも、レーザを通さないように覆われる必要がなく、相応に、ドアを設けずに障壁無く構成されている。この開口部を通って危険領域２１内に入る人を、レーザビームから保護するために、ここでは光学式監視システム２３が設けられている。この光学式監視システムのうちの、幾つかの監視装置が例として、黒塗りの四角として記入されている。この監視システム２３によって、人が危険領域２１内に立ち入ったことが明らかにされる。殊に、このために、開口部でライトカーテンを形成するコントロールビームの中断が監視される。開口部を通過した際には、このライトカーテンが遮られ、レーザ加工ヘッド３内のレーザがオフされる。有利には、この場合には、設備１内の全ての機械運動も、例えばバキュームグリッパーキャリッジ６の動きも停止される。図１には、例えば、３つのライトカーテン２７ａ、２７ｂおよび２７ｃが記入されている。これらは、アクセス用開口部２２、オートメーション装置２０の前方部分（ひいてはラメラ領域３０も）、および、オートメーション装置２０の後方部分の安全を監視する。レーザ保護壁１２内の開口部と、監視システム２３は、殊に、後から公開された欧州特許出願公開第１３１９８９６７．５号に記載されているように構成可能である。レーザ保護壁１２内に、例えば折りたたみ式ドア２６に、付加的な従来のアクセス部分を設けることが可能である、ということに留意されたい。

ラメラ領域３０では、レーザ保護壁１２は、複数のラメラ部材３１によって形成されている。これらのラメラ部材は、使用されているレーザビームを通さない。図示の実施形態では、これらのラメラ部材は、保持部材２４から吊り下げられている。ラメラ部材３１は、ここでは典型的にそれぞれ、上方端部で、ある取り付け角度で（詳細には示されていない）光を通さないように固定されており、下方端部は固定されていない。ラメラ部材３１は、ここでは実質的に、プレート状（ストリップ状）に形成されており、その表面垂線が近似的に加工領域１９の方を向くように回転されている。

ラメラ部材３１は、ここで、重畳して配置されている。従って、これらは全体で、ラメラ領域３０を、加工領域１９から放射するレーザビームに対して完全に被覆する。ラメラ部材３１の相互の重畳およびラメラ領域３０の幅全体にわたった完全な被覆は、殊に図３において良好に見てとれる。

さらに、ラメラ部材３１は相互に間隔を空けて配置されている。従って、ラメラ部材３１のプレート表面に対して平行に、ラメラ部材３１の間を通して見ることができる。これは殊に、図２において良好に見て取れる。これによって、観察者が例えばラメラ領域３０の前に居て、その視線を左斜め４５°に向けている場合、オートメーション装置２０の大部分を外から見ることができる。操作者台３２からは、影にされたアクセス用開口部２２および、レーザ保護壁１２のアクセス部付近の部分区間１８内のさらなるレーザ保護窓２５およびラメラ領域３０を通して、オートメーション装置２０を良好に見ることができる。これによって、レーザ加工ヘッド３の動作開始またはバキュームグリッパーキャリッジ６の動作開始前に、人が危険領域２１内におよび／またはバキュームグリッパーキャリッジ６の近傍にいないかを視覚的に検査することが可能になる。

ラメラ部材３１はこの実施例ではゴムから形成されている。従って、置き場１１は、フォークリフトによって（一般的には、人、ワークピースおよび加工機器の場合も）、ラメラ領域３０を通ってアクセス可能である。ここで、殊に加工済みのワークピースを外に出すために、ラメラ部材３１は容易に押しのけ可能である。ラメラ領域３０の下方では、レーザ保護壁１２はもとから開放されたままである。押しのけられたラメラ部材３１は、フォークリフトが通過した後、重力によって自身で、その被覆目標位置に戻る。

図４は、本発明のレーザ加工機械設備の概略的な平面図で、ラメラ部材３１ａ−３１ｄを備えたラメラ領域３０（図１〜図３に示されたものと類似）を、詳細に説明する。

加工領域（図示されていない）から、レーザビーム４０が放出される。ここでこのレーザビーム４０は、伝播方向ＡＲに沿って伝播する。加工領域（ビーム源）までの相対的に長い距離と、ラメラ領域の相対的に短い観察区間故に、ラメラ部材からラメラ部材までの伝播方向ＡＲの局部的な変化は、ここでは無視可能である。

ラメラ部材３１ａ−３１ｄは、伝播方向ＡＲに対して垂直に位置する第１の方向ＥＲ（横断方向とも称される）に沿って、重畳して配置されている。例えば、第１の方向ＥＲに沿った第１のラメラ部材３１ａと第２のラメラ部材３１ｂとの間の重畳長さＵＥＬが記入されている。第１の方向ＥＲに沿った、隣接する各ラメラ部材３１ａ−３１ｄの重畳によって、レーザビーム４０がラメラ領域３０を通過しないことが保証される。すなわち、図４では、ラメラ部材３１ａ−３１ｄのそれぞれ左下にある領域に達しない。

しかしラメラ部材３１ａ−３１ｄは、第１の方向ＥＲに関してだけ重畳しているのではなく、さらに、第２の方向ＺＲ（シフト方向とも称される）に関して、相互にずれて配置されている。すなわち第２の方向ＺＲに関して、ラメラ部材３１ａ−３１ｄは、相前後して、相互に間隔を空けて配置されている。これによって、第３の方向ＤＲ（視線方向とも称される）において、それぞれ、隣接するラメラ部材の間、例えばラメラ部材３１ｃと３１ｄとの間に、観察用スリット４１（ここではハッチングして示されている）が残る。第３の方向ＤＲはここで、第２の方向ＺＲに対して垂直である。第２の方向ＺＲにおける観察用スリット４１の幅ＢＲ（すなわち、第２の方向ＺＲにおける隣接する２つのラメラ部材３１ａ−３１ｄの間の間隔）は、ここでは、第２の方向ＺＲにおけるラメラ部材３１ａ−３１ｄの厚さＤの約３倍である。重畳を調整するために、さらに、隣接するラメラ部材３１ａ−３１ｄの間にはそれぞれ横方向のずれＳＶが、第３の方向ＤＲにおいて設けられている。このずれは、ここでは、第３の方向ＤＲにおけるラメラ部材３１ａ−３１ｄの幅Ｗの約３／５に相当する。有利には、この幅Ｗは最大で、幅ＢＲの４倍であり、これによって、観察者の視線がある程度、第３の方向ＤＲから逸脱していても、ラメラ領域３０を通した、ある程度の視野が得られる。

図４では、ラメラ部材３１ａ−３１ｄは、実質的にプレート状に形成されている（例えば、ラメラ部材３１ｃにおける、（中央の）プレート面ＰＥを参照）。プレート面ＰＥは、第２の方向ＺＲに対して垂直に位置する。第２の方向ＺＲ（ないしはプレート面ＰＥの垂線）は、ほぼ伝播方向ＡＲに沿って延在する。伝播方向ＡＲと第２の方向ＺＲとの間の角度βは、ここでは約２０°である。

図５は、図１に示された設備１のラメラ領域３０全体の概略的な平面図を示している。

ラメラ領域３０は比較的大きく、水平方向に延在しているので、レーザビーム４０の伝播方向ＡＲは、相対的にこれに対して相互に平行に配置されている。すなわち、常に同じに配向されたラメラ部材３１の残りの配置に対して変化する。従って、レーザビームは、図５の右側では、左側の場合よりも急峻な角度で、ラメラ部材３１に入射する。他方では、左側では、左側の局部的な伝播方向ＡＲに対して垂直な（局部的な）第１の方向ＥＲに関するラメラ部材３１の相互の重畳は、右側の場合よりも大きい。従って、ラメラ部材３１が相互に平行に配置される場合には、次のことに留意さなければならない。すなわち、ラメラ領域３０内で全体的に、隣接するラメラ部材３１の重畳が、（局部的な）第１の方向ＥＲに沿って得られるように、留意されなければならない。

図５では、第２の方向ＺＲにおける光スリットの幅ＢＲは、第２の方向ＺＲにおけるラメラ部材３１の幅Ｄの約１０倍である。

加工領域１９の位置が固定されておらず、（例えばレーザ加工ヘッドが移動可能であるので）、ラメラ領域３０に関して、その位置を変えることができる場合には、場合によっては、ラメラ部材３１を加工領域１９の変更された位置に関して、新たに配向することが必要になる。これは、図６乃至８において、本発明のレーザ加工機械設備１の概略的な平面図で説明される。

図６には、加工領域１９が示されている。この加工領域から、レーザビームが放出される。これは、ラメラ領域３０に対する中程度の距離にある。プレート状のラメラ部材３１は、ここでは、各プレート面ＰＥと、ラメラ領域３０の延在方向６０との間の約４５°の回転角度αで配向されている。ここでは、ラメラ部材３１が、直線状に延在する一列に配置されている。これによって、伝播方向ＡＲに対して垂直な第１の方向ＥＲに関するラメラ部材３１の重畳が保証される。

図７は、ラメラ領域３０近傍の位置での加工領域１９を示している。これによって伝播方向ＡＲが、今度は、ラメラ領域３０に対してより急峻に延在する。伝播方向ＡＲに対して垂直である第１の方向ＥＲに沿った十分な重畳を保証するために、ラメラ部材３１は、ここでは垂直に延在する（図７の図平面に対して垂直に延在する）自身の回転軸ＤＡを中心に、ラメラ領域３０の延在方向６０に対して約３０°の回転角度α’で回転される。ラメラ部材３１は、このために、それぞれ、担体部材７１に支承されており（これは、図６乃至８においては、ラメラ部材３１をより良好に識別するために、部分的に省かれている、ないしは、破線でのみ示されている）、共通の、モータ式回転保持部７０が、例えばロッド（詳細に示されていない）を介してラメラ部材３１を操作する。調整されるべき回転角度α’は、制御装置７２を介して、加工領域１９の位置から特定され、モータ式回転保持部７０に設定される。

図８に示されているように、加工領域１９が、ラメラ領域３０に関して特に離れた位置にある場合には、ここでは約６０°である、より大きい回転角度α’’が、モータ式回転保持部７０によって調整される。

回転角度α、α’、α’’を介して、どのような視線方向から、レーザ加工機械設備の内部を見ることが可能であるかもコントロールされる、ということに留意されたい。従ってモータ式回転保持部７０は、見ることができる視線方向を変えるためにも使用することができる。これは、レーザビームに関する重畳するラメラ部材３１による、ラメラ領域３０の完全な被覆の必要性を顧慮して行われる。

最後に図９は、本発明に対する、ラメラ領域３０の部分におけるラメラ部材３１のバリエーションを平面図で示している。これは図４に示されたものと類似している。垂直に配向されたラメラ部材３１は、ここでは、レーザビームの伝播方向ＡＲに関して凸状の湾曲部を有している。湾曲したラメラ部材は、ラメラ領域３０で空気が流れている場合に、力をラメラ部材３１に及ぼすためまたは調整するため、殊に、これを、重畳位置において保持するために、または、ラメラ部材３１の機械的な特性を得るために、個々のケースにおいて有用である。

しかしラメラ部材３１の湾曲によって通常は、それぞれ第２の方向ＺＲにおける、観察用スリット４１の幅ＢＲに対するラメラ部材３１の有効厚Ｄが上昇する。この第２の方向ＺＲは、一般的には、観察用スリット４１が最大幅ＢＲを有するように選択されている。

要約すると、本発明は、保護装置を備えたレーザ加工機械を開示している。ここでこの保護装置は、加工プロセスにおいて生じるレーザの散乱光が漏れ出るのを妨げる。また、他方では、この保護装置の外側にいる人が、中を見られるようにする。従って、保護装置内の少なくとも個々の領域を、コストのかかる付加的な措置を取らずに、見ることが可能になる。これは、影を形成するラメラないしはストリップの幾何学的な配置によって実現される。これらのラメラは、伝播方向を横断する方向で見て、重畳しており、さらに、伝播方向に対して垂直に、ずらして配置されている。従って観察用スリットが設けられる。ラメラないしはストリップ（殊にその大きさ、回転角度およびラメラ間の間隔）の幾何学形状的な配置は基本的に、レーザ光の光源の位置、ないしは、レーザ光の伝播方向に合わせられるべきである。これは容易に、保護装置ないしはレーザ加工機械の構築フェーズの間に行うことができる。

１ レーザ加工機械設備、 ２ レーザ加工機械、 ３ レーザ加工ヘッド、 ４ 打ち抜きヘッド、 ５ 未加工ワークピース用の置き場、 ６ バキュームグリッパーキャリッジ、 ７ ガイドレール、 ８ 通路、 ９ 横断方向担体、 １０ ワークピース台、 １１ 加工済みワークピース用の置き場、 １２ レーザ保護壁、 １３ 中央部材、 １４ レーザ保護窓、 １５ レーザ保護窓、 １６ 置き場に近い部分区間、 １７ 衝突壁、 １８ アクセス部付近の部分区間、 １９ 加工領域、 ２０ オートメーション装置、 ２１ 危険領域、 ２２ アクセス用開口部、 ２３ 監視システム、 ２４ 保持部材、 ２５ 他のレーザ保護窓、 ２６ 折りたたみ式ドア、 ２７ａ 入り口開口部でのライトカーテン、 ２７ｂ オートメーション装置の前方部分でのライトカーテン、 ２７ｃ オートメーション装置の後方部分でのライトカーテン、 ３０ ラメラ領域、 ３１ ラメラ部材、 ３１ａ ラメラ部材、 ３１ｂ ラメラ部材、 ３１ｃ ラメラ部材、 ３１ｄ ラメラ部材、 ３２ 操作者台、 ４０ レーザビーム、 ４１ 観察用スリット、 ６０ ラメラ領域の延在方向、 ７０ モータ式回転保持部、 ７１ 担体部材、 ７２ 制御装置、 ＡＲ 伝播方向、 ＢＲ 観察用スリットの幅、 Ｄ ラメラ部材の厚さ、 ＤＡ 回転軸、 ＤＲ 第３の方向、 ＥＲ 第１の方向、 ＰＥ プレート面、 ＵＥＬ 重畳長さ、 Ｗ 幅、 ＺＲ 第２の方向、 α 回転角度、 α’ 回転角度、 α’’ 回転角度

Claims (15)

1. レーザ加工機械設備（１）であって、
   当該レーザ加工機械設備（１）は、
   ・ワークピースをレーザ加工するレーザ加工ヘッド（３）と、
   ・レーザ保護壁（１２）とを有しており、
   前記レーザ加工ヘッド（３）の動作時に、ワークピースの箇所の加工領域（１９）から放射状にレーザビーム（４０）が放出され、
   前記レーザ保護壁（１２）は、前記レーザ加工ヘッド（３）と、前記レーザ加工ヘッド（３）を中心とした危険領域（２１）とを包囲し、かつ、動作時に、前記加工領域（１９）から放射状に放出するレーザビーム（４０）を遮り、
   前記レーザ保護壁（１２）の少なくとも一部は、ラメラ領域（３０）として形成されており、当該ラメラ領域（３０）は、前記レーザビームを通さない複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）を備えており、当該複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は、前記レーザビーム（４０）の局部的な伝播方向（ＡＲ）に対して垂直に延在する第１の方向（ＥＲ）に沿って重畳しており、
   前記複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は、前記第１の方向と異なる第２の方向（ＺＲ）に沿って相互にずらして配置されており、これによって、前記第２の方向（ＺＲ）に対して垂直に延在する第３の方向（ＤＲ）に沿って、前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）同士の間に、遮られていない観察用スリット（４１）が残る、レーザ加工機械設備（１）において、
   前記設備（１）はオートメーション装置（２０）を有しており、当該オートメーション装置（２０）において未加工ワークピースが前記設備（１）内に送り込まれ、および／または、加工済みワークピースが前記設備（１）から排出され、
   前記設備（１）はさらに操作者台（３２）を有しており、当該操作者台（３２）から操作者は前記設備（１）および／または前記オートメーション装置（２０）を制御することができ、
   前記ラメラ領域（３０）は、操作者が前記操作者台（３２）で、前記第３の方向（ＤＲ）に沿って、前記ラメラ領域（３０）を通して、前記オートメーション装置（２０）を見通すことができるように配置されている、
   ことを特徴とするレーザ加工機械設備（１）。
2. 前記第２の方向（ＺＲ）は、前記レーザビーム（４０）の前記局部的な伝播方向（ＡＲ）から、最大で４５°偏差している、請求項１記載の設備（１）。
3. 前記複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）はそれぞれ、平らなプレートの形状に形成されており、ここで当該平らなプレートのプレート面（ＰＥ）は、前記第２の方向（ＺＲ）に対して垂直に延在する、請求項１または２記載の設備（１）。
4. 前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は柔軟な材料から製造されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の設備（１）。
5. 前記複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は直線状に延在する一列に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の設備（１）。
6. 前記複数のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は鉛直線に対して平行に配向されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の設備（１）。
7. 前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は、上方端部で保持部材（２４）に固定されており、かつ、当該保持部材（２４）から吊り下げられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の設備（１）。
8. 前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）は、モータ式回転保持部（７０）を介して、または、モータ式回転保持部（７０）に連結して、担体部材（７１）に固定されており、前記モータ式回転保持部（７０）によって前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）はそれぞれ、回転軸（ＤＡ）を中心に回転し、
   制御装置（７２）が設けられており、当該制御装置（７２）によって、前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）の回転角度（α、α’、α’’）が前記加工領域（１９）の位置および／または放射特性に依存して自動的に調整される、請求項１から７までのいずれか１項記載の設備（１）。
9. 前記回転軸（ＤＡ）は、前記局部的な伝播方向（ＡＲ）に対してほぼ垂直に延在する、請求項８記載の設備（１）。
10. 前記第２の方向（ＺＲ）に沿った前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）の厚さＤと、前記第２の方向（ＺＲ）に沿った、隣接する前記ラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）の間の観察用スリット（４１）の幅ＢＲとに対して、
    Ｄ≦１／２^＊ＢＲ又はＤ≦１／８^＊ＢＲ
    が当てはまる、請求項１から９までのいずれか１項記載の設備（１）。
11. 前記ラメラ領域（３０）は、少なくとも５つの同様のラメラ部材（３１；３１ａ−３１ｄ）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の設備（１）。
12. 前記未加工ワークピースが前記オートメーション装置（２０）から前記レーザ加工ヘッド（３）まで移動させられる、および／または、前記加工済みワークピースが前記レーザ加工ヘッド（３）から前記オートメーション装置（２０）まで移動させられる、請求項１から１１までのいずれか１項記載の設備（１）。
13. 前記第３の方向（ＤＲ）に沿って、前記ラメラ領域（３０）の前または後に、
    ・少なくとも１つの他のラメラ領域（３０）および／または
    ・少なくとも１つのレーザ保護窓（１４、１５；２５）および／または
    ・少なくとも１つのアクセス用開口部（２２）
    が配置されており、
    前記少なくとも１つの他のラメラ領域（３０）が配置されている場合には、当該他のラメラ領域（３０）の第３の方向（ＤＲ）は、前記ラメラ領域（３０）の第３の方向（ＤＲ）に対して平行に延在しており、
    前記少なくとも１つのレーザ保護窓（１４、１５；２５）が配置されている場合には、前記レーザ保護窓（１４、１５；２５）は、前記レーザビーム（４０）を通さないガラスを備えており、
    前記少なくとも１つのレーザ保護窓（１４、１５；２５）および前記少なくとも１つのアクセス用開口部（２２）が配置されている場合には、前記レーザ保護壁（１２）によって、または、前記レーザ保護壁（１２）と協働して、前記アクセス用開口部（２２）では、前記レーザ加工ヘッド（３）の動作時に前記加工領域（１９）から放射状に放出するレーザビーム（４０）が完全に遮られている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の設備（１）。
14. 前記設備は監視システム（２３）を含んでおり、当該監視システムは、前記危険領域（２１）内への立ち入りを記録し、
    前記監視システム（２３）は、前記危険領域（２１）内への立ち入りを記録すると、前記レーザ加工ヘッド（３）を自動的にオフするように構成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の設備（１）。
15. 前記監視システム（２３）は、光学式監視システム（２３）として、またはライトカーテン（２７ａ−２７ｃ）を用いる光学式監視システム（２３）として形成されている、請求項１４記載の設備（１）。

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