KR102123133B1 - 작업편을 가공하기 위한 기계 공구 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업 공간(3)을 작업편(18)을 가공하기 위한 가공 구역(5)과 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6)으로 분할하기 위한 분리 장치(4)와, 가공 구역(5)에서 작업편(18)을 가공하기 위한 가공 헤드, 특히 레이저 가공 헤드(8)와, 분리 장치(4) 내에 형성된 개구(16)를 통해 가공 구역(5)과 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6) 사이에서 작업편(18)을 이송하기 위한 회전형 작업편 지지체(9)를 갖는 회전형 작업편 교환기(10)를 포함하고, 회전형 작업편 지지체(9)는 작업편(18)의 가공 중에 가공 구역(5)으로부터 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6)을 차폐시키기 위해 보호벽(12)을 갖는 가공 기계(1)에 관한 것이다. 분리 장치(4)는 가공 위치(BS)와 이송 위치 사이에서 이동될 수 있는 보호 요소(17)를 갖고, 가공 위치(BS)에서, 보호 요소(17)는 개구(16)를 폐쇄시키기 위해 보호벽(12)과 접하고, 이송 위치에서, 보호 요소(17)는 보호벽(12)으로부터 이격되어 있고, 보호 요소(17)의 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이의 간격(A)은 작업편(18)의 치수에 의존하는 방식으로 설정 가능하다. 본 발명은 또한 작업편(18)을 가공하기 위한 연계된 방법에 관한 것이다.

Description

작업편을 가공하기 위한 기계 공구 및 방법{MACHINE TOOL AND METHOD FOR MACHINING A WORKPIECE}

본 발명은 작업 공간을 작업편을 가공하기 위한 가공 구역과 적어도 하나의 추가적인 작업 구역으로 분할하기 위한 분리 장치와, 가공 구역에서 작업편을 가공하기 위한 가공 헤드, 특히 레이저 가공 헤드와, 분리 장치에 형성된 개구에 의해 작업편을 적어도 하나의 추가적인 작업 구역과 가공 구역 사이에서 이송하기 위한 회전형 작업편 지지체를 갖는 회전형 작업편 교환기를 포함하고, 회전형 작업편 지지체는 작업편이 가공될 때 적어도 하나의 추가적인 작업 구역을 가공 구역에 대해 차폐시키기 위해 보호벽을 갖는 것인 가공 기계에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그런 가공 기계를 이용하여 작업편을 가공하기 위한 방법에 관한 것이다.

DE 10 2006 022 304 A1호는 가공 기계, 특히 레이저 가공 기계의 분산형 제어(decetralised control)를 위한 방법을 개시하고 있다. 가공 기계는 보호 하우징에 의해 둘러싸인 보호 구역을 포함한다. 보호 구역으로의 모니터링된 접근 구역(access region)은 격벽의 형태의 분리 장치에 의해 가공 구역으로부터 분리된다. 일 실시예에서, 가공 기계는 로딩 및 언로딩 스테이션을 갖고 가공 스테이션을 갖는 회전형 교환기를 갖는다. 회전형 교환기의 로딩 및 언로딩 스테이션은 회전 보호벽에 의해 가공 스테이션으로부터 분리된다. 회전형 교환기의 회전 이동으로 인해, 작업편은 가공 구역으로부터 접근 구역 내로 그리고 역으로 이송될 수 있다.

회전형 교환기 상에 장착된 회전 보호벽은 작업편이 가공될 때 가공 구역으로부터의 방사선으로부터 접근 구역을 보호하도록 또는 방사선으로부터 접근 구역을 차폐하도록 의도된다. 광 불투과성 차폐를 수행하기 위해, 광 불투과성 방식으로 작업편의 통과를 위해 격벽 내에 형성되어 있는 개구의 에지에 대해 회전형 작업편 교환기의 회전 보호벽을 밀봉할 필요가 있다. 밀봉된 에지는 통상적으로 엘라스토머 시일 또는 브러시 시일로 구성된다. 작업편 가공 중에 일반적으로 사용되는 높은 레이저 파워는 시일을 손상하거나 파괴할 수도 있는 높은 에너지 밀도를 수반한다. 따라서, 일반적으로 레이저 방사선을 더 양호하게 견딜 수 있는 추가적인 슬라이딩 부재 또는 금속 보호 시트에 의해 레이저 방사선으로부터 시일을 보호할 필요가 있다.

회전 보호벽이 사용될 때, 가공 헤드가 간섭 윤곽(interference contour)을 형성하기 때문에 보호벽에 근접한 작업편의 가공이 더 어려워지거나 또는 적용 가능하면 불가능한 문제점이 부가적으로 발생할 수도 있다. 가공 헤드 및 따라서 가공 기계의 가공 구역을 사용하여 접근 가능한 표면인, 회전형 작업편 지지체 상의 표면이 이에 의해 감소된다.

본 발명의 목적은 작업 안전성이 향상되고 그리고/또는 가공 기계의 소형화가 증가되는 이러한 방식으로 서두에 언급된 유형의 가공 기계 및 방법을 개발하는 것이다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 상술된 목적은 분리 장치가 가공 위치와 이송 위치 사이에서 이동될 수 있는 보호 요소를 갖고, 보호 요소는 분리 장치의 개구를 폐쇄시키기 위해 가공 위치에서 보호벽과 접하고 이송 위치에서 보호벽으로부터 이격되어 있는 서두에 언급된 유형의 가공 기계에 의해 달성된다.

작업편 지지체 상에 위치된 작업편이 이송될 때 어떤 작업편 가공 작업도 수행되지 않기 때문에, 가공 구역과 적어도 하나의 추가적인 작업 구역 사이의 광 불투과성 밀봉이 작업편 지지체의 회전 이동 중에 요구되지 않는다. 따라서, 작업편이 이송될 때, 보호 요소는 작업 안전성의 감소 없이 보호벽으로부터 이격된 이송 위치로 이동될 수 있다. 가동 보호 요소로 인해, 개구의 에지에서 탄성 시일 또는 시일을 차폐시키기 위해 보호벽 및 금속 보호 시트 또는 스크린의 사용이 배제될 수 있다.

분리 장치는 예를 들어 격벽의 방식으로 구성될 수도 있다. 분리 장치에 제공된 개구는 회전형 작업편 지지체와 함께 회전하는 보호벽에 의해 부분적으로 덮인다. 보호벽으로 인해, 보호 요소가 가공 위치와 이송 위치 사이에서 이동해야 하는 경로가 감소되어, 이송 중에 사이클 시간이 감소될 수 있다. 보호 요소는 특히 통상적으로 가공 작업 중에 생성된 (레이저) 방사선으로부터 특히 효과적인 차폐를 가능하게 하는 금속 재료, 예를 들어 알루미늄을 부분적으로 또는 완전히 포함할 수도 있다. 보호 요소는 통상적으로 가공 위치로부터 이송 위치 내로 (수직) 승강 이동에서 이동되지만, 보호 요소의 다른 유형의 이동, 예를 들어 피벗 이동을 수행하는 것도 또한 가능하다.

회전형 작업편 지지체는 예를 들어 (원형) 회전형 플레이트의 방식으로 구성될 수도 있지만, 다른 기하학적 형상이 또한 가능한 데, 예를 들어 작업편 지지체는 직사각형 또는 정사각형 형태를 가질 수도 있다. 보호벽은 회전형 작업편 지지체를 동일한 표면적을 갖는 2개의 부분 구역으로 분할할 수도 있지만, 3개 이상의 동일한 크기의 부분 구역들로의 분할이 또한 가능하다. 대응 각도(180°, 120° 등)를 통한 작업편 지지체의 회전으로 인해, 각각의 구역에 대한 회전형 작업편 지지체의 부분 구역의 연계는 변경되거나 교환될 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 독립적으로 또한 청구되는 본 발명의 제1 양태의 개선예에서 또는 본 발명의 제2 양태에서, 가공 헤드의 부분 구역의 결합을 위한 작업 공간이 보호벽에 인접한 분리 장치의 개구에 형성되어 있다.

회전형 보호벽에 인접한 자유 공간을 제공함으로써, 가공 작업을 위한 간섭 윤곽을 형성하는 가공 헤드의 부분 구역이 자유 공간에서 결합할 수 있기 때문에, 작업편의 가공은 또한 보호벽의 바로 부근에서 수행될 수 있다. 이 방식으로, 가공 헤드 및 따라서 가공 헤드의 가공 구역에 의해 도달될 수 있는 회전형 작업편 지지체의 표면이 증가될 수 있다. 이는 가능한 한 큰 작업편의 가공과 조합하여 가공 기계의 소형 구성을 가능하게 한다.

물론, 레이저 가공 헤드의 형태의 가공 헤드가 사용될 때, 자유 공간이 제공될 때 분리 장치 내의 개구가 작업편의 가공 중에 광 불투과성 방식으로 폐쇄되는 것이 보장되어야 한다. 이는 가동, 특히 슬라이드 가능한 보호 요소에 의해 전술된 본 발명의 제1 양태에서 수행될 수 있다.

그러나, 자유 공간이 보호벽 상에 형성되고 전술된 방식으로 밀봉될 수 있도록 보호벽과 평행한 가공 구역으로부터 멀어지는 방향을 향하는 적어도 개구의 구역에서 분리 장치를 이동시키는 것이 또한 가능하다. 자유 공간을 형성하기 위해, 보호벽의 연장부에 분리 장치 또는 격벽을 배열하지만 개구 바로 위의 두께의 견지에서 분리 장치 또는 격벽을 축소시키고 가공 구역으로부터 멀어지는 방향을 향하는 일측에서만 이들 분리 장치 또는 격벽을 형성하는 것이 또한 가능하다. 물론, 레이저 가공 작업이 아니라 대신에 다른 유형의 가공 작업, 예를 들어 절단 가공 작업이 수행되는 가공 기계에서, 보호벽과 분리 장치 사이의 광 불투과성 밀봉이 배제될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 보호 요소는 가공 구역으로부터 멀어지는 방향을 향하는 분리 장치의 일측에 장착된다. 이러한 장착으로 인해, 보호벽 상의 전술된 자유 공간이 간단한 방식으로 생성될 수 있어, 가공 기계의 작업 구역이 증가될 수 있다.

개선예에서, 보호 요소는 연장 아암을 가지며, 연장 아암은 보호벽을 향하는 방향으로 경사지고, 연장 아암의 자유 단부가 가공 위치에서 가공 구역으로부터 멀어지는 방향을 향하는 보호벽의 일측에 위치설정될 수 있다. 연장 아암은 특히 개구의 광 불투과성 폐쇄를 유도하기 위해 보호벽의 상부측에 형성된 숄더로 그 자유 단부와 접하게 될 수도 있다. 보호 요소(연장 아암을 갖거나 갖지 않음)는 바람직하게는 단일편으로 구성된다.

다른 실시예에서, 보호 요소는 가공 위치에서 보호벽에 결합된다. 이 경우에, 보호벽의 상단부는 양측에서 보호 요소에 의해 둘러싸이고, 이에 의해 레이저 방사선의 통과가 특히 효과적인 방식으로 방지될 수 있다.

개선예에서, 보호 요소는 보호벽에 결합되기 위해 가공 구역을 향하는 보호벽의 일측에서 가공 위치에 위치설정될 수 있는 차폐부, 예를 들어 금속 차폐 시트를 갖는다. 차폐부는 예를 들어 연장 아암의 자유 단부의 구역에서 장착될 수도 있다. 얇은 차폐부의 사용은 보호벽 상에 형성된 자유 공간에서 가공 헤드의 결합을 손상하지 않기 위해 유리하다.

유리한 실시예에서, 보호 요소는 가공 위치와 이송 위치 사이에서 선형 방식으로, 특히 수직 방향으로 이동될 수 있다(즉, 상승 또는 하강 이동으로). 선형 이동은 예를 들어 사이클 시간이 최소화될 수 있도록 선형(직접) 구동부에 의해 특히 급속 방식으로 수행될 수 있다. 보호벽 또는 회전형 작업편 교환기의 보호축은 통상적으로 또한 수직 방향으로 연장한다.

다른 실시예에서, 보호 요소의 보호 위치와 이송 위치 사이의 간격은 작업편의 치수, 특히 작업편의 높이에 따라 조절될 수 있다. 작업편의 이송을 위해, 보호 요소는 보호 요소가 회전 이동 중에 작업편과 충돌하지 않는 이러한 정도로만 상승되어야 한다. 따라서, 보호 요소가 고정된 가공 위치로부터 상이한 간격들을 갖고 위치되는 것을 가능하게 하는 제어 가능한 구동부를 보호 요소 또는 분리 장치가 구비하는 것이 유리하다. 가공 기계 내에 제공된 제어 장치는 치수와 관련하는, 특히(수직 회전축의 경우에) 가공되도록 의도되는 또는 가공되어 있는 작업편의 위치에 관한 데이터에 따라 보호 요소를 위한 구동부를 제어하는 역할을 할 수도 있다. 이들 데이터는 제어 장치가 접근할 수 있는 저장 장치에 저장된다. 물론, 보호 요소의 (선형) 이동은 단지 가공 위치로부터 최대 간격까지만 가능하고, 이 간격은 가공 기계의 구조적 형상에 의존하고 예를 들어 대략 600 mm의 크기의 정도일 수도 있다. 이송 위치에서, 값은, 보호벽이 회전 이동 중에 보호 요소를 통과하는 것이 보장되도록 보호 요소와 보호벽 사이의 최소 간격(예를 들어, 대략 50 mm) 미만으로 저하하지 않아야 하는 것이 자명하다.

다른 실시예에서, 중공 공간이 보호벽에 그리고/또는 보호 요소에 형성된다. 보호벽 및 선택적으로 또한 보호 요소의 중공 공간은 예를 들어 밸브 등의 공급 라인 및/또는 제어 구성 요소와 같은 구성 요소들을 수용하는 데 사용될 수 있다.

개선예에서, 중공 공간에 진입하는 가공 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서가 보호벽의 중공 공간 내에 그리고/또는 보호 요소의 중공 공간 내에 배열된다. 중공 공간은 일반적으로 광 불투과성 방식으로 폐쇄된다. 센서를 사용하여, 손상이 중공 공간 내로 가공 방사선을 허용하기 때문에, 보호벽 및/또는 보호 요소가 가공 구역에서 가공 방사선에 의해 손상될 때 즉시 식별될 수 있다. 보호 요소 및/또는 보호벽으로의 손상은, 레이저 저항성 재료의 사용에도 불구하고, 예를 들어 작업편에 의해 반사되는 가공 방사선이 좁게 경계 한정된 구역에서 높은 에너지 밀도를 갖고 보호벽 및/또는 보호 요소에 타격할 때 발생할 수도 있다. 센서는 특히 고장의 경우에 작업자에 경로를 전송하기 위해 그리고/또는 가공 작업을 정지시키거나 가공 작업을 위해 사용된 빔 소스를 비활성화하기 위해, 제어 장치에 접속된 신호일 수도 있다. 중공 공간을 즉시 모니터링하는 것을 가능하게 하기 위해, 보호 요소 및/또는 보호벽이 단일편으로 구성되는 것이 유리하다.

본 발명의 다른 양태는 전술된 바와 같이 구성된 가공 기계를 이용하여 작업편을 가공하기 위한 방법으로서, 가공 작업 이전에: 보호 요소가 보호벽과 접하는 가공 위치로 보호 요소를 이동시키는 단계와, 가공 작업 이후에: 가공 위치로부터 이송 위치로 보호 요소를 이동시키는 단계와, 가공된 작업편을 가공 구역으로부터 추가적인 작업 구역으로 이동시키기 위해 회전형 작업편 지지체를 회전시키는 단계를 포함한다.

추가적인 작업 구역에서, 작업편은 예를 들어 가공 기계로부터 취해질 수도 있다. 그러나, 작업편이 가공 구역에서 가공된 후에, 작업편의 후속의 가공 작업이 하나의 추가적인 작업 구역에서 적어도 수행되는 것이 또한 가능하다. 작업편이 가공 구역 내로 이송되기 전에, 다른 작업 구역들에서 작업편 상에 하나 이상의 준비 가공 단계들을 미리 수행하는 것이 또한 가능하다.

본 발명의 방법의 개선예에서 또는 전술된 본 발명의 가공 기계의 제2 양태에 대응하는 방법에서, 가공 헤드의 부분 구역은 작업편이 가공될 때 보호벽 상부의 자유 공간 내로 이동된다. 전술된 바와 같이, 회전형 작업편 지지체 상에 위치되어 있는 작업편이 가공될 때, 작업 구역은 이에 의해 증가될 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 예에서 특히 레이저 가공 중에, 개구의 폐쇄가 가동 보호 요소에 의해 수행되는 것이 유리하지만, 절대적으로 필수적인 것은 아니다.

본 발명의 방법의 변형예에서, 보호 요소의 가공 위치와 이송 위치 사이의 간격은 작업편의 치수, 특히 작업편의 높이에 따라 결정된다. 보호 도어의 방식으로 기능하는 보호 요소의 개방 범위의 조절로 인해, 보호 요소에 의해 이동된 경로 또는 보호 요소의 수직 이동의 경우에 승강 작용이 작업편 치수에 적응될 수 있다. 보호 요소의 이동 경로의 감소로 인해, 작업편을 이송하는데 요구되는 시간이 최소화될 수 있다.

본 발명의 다른 장점이 상세한 설명 및 도면으로부터 이해될 수 있을 것이다. 전술된 특징들 및 이하에 설명되는 특징들은 또한 자체로 개별적으로 또는 임의의 조합으로 함께 사용될 수도 있다. 도시되고 설명된 실시예들은 결론적인 리스트인 것으로 의도되지 않고, 대신에 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 특성이다.

도 1a, 도 1b는 각각 회전 보호벽을 갖는 회전형 작업편 지지체를 갖는 가공 기계의 회전형 작업편 교환기의 개략 측면도 및 평면도이다.
도 2a, 도 2b는 보호 요소가 회전 보호벽과 접하고 있는, 가공 위치에서 상승 및 하강될 수 있는 보호 요소를 갖는 도 1a, 도 1b에 유사한 개략도이다.
도 3은 회전형 작업편 지지체 상에 지지되는 작업편을 이송하기 위한 이송 위치에서 보호 요소를 갖는 회전형 작업편 교환기의 개략도이다.
도 4는 그 상부측에서 보호벽 상에 결합되는 보호 요소의 개략 상세도이다.

도 1a, 도 1b는 도 1a, 도 1b에 도시되어 있지 않은 작업편을 열적으로 가공하기 위한 레이저 가공 기계의 형태의 가공 기계(1)를 도시하고 있다. 가공 기계(1)는 작업 공간(3)이 형성되어 있는 보호 하우징(2)을 갖는다. 작업 공간(3)은 본 예에서 격벽의 형태의 분리 장치(4)에 의해 가공 구역(5)과 다른 작업 구역(6)으로 분할된다. 추가적인 작업 구역(6)은 보호 하우징(2)에 장착되는 보호 도어(7)를 거쳐 작업편을 로딩 및 언로딩하는 기능을 하고, 이 보호 도어를 거쳐 추가적인 가공 구역이 작업자를 위해 또는 기계적 로딩 및 언로딩 장치를 위해 접근 가능하다. 레이저 가공 헤드(8)는 가동 구역(5) 내에서 작업편을 가공하는 기능을 한다.

레이저 가공 헤드(8)는 이동을 위해 동적 가이드에 장착된다. 동적 가이드는 예를 들어 로봇의 형태의 회전형 가이드(도시 생략)로서 구성될 수도 있다. 대안적으로, 레이저 가공 헤드(8)는 좌표 가이드(도시 생략)에 장착되고, XYZ 좌표계의 X 방향, Y 방향 및 Z 방향에서 적합한 구동부에 의해 변위될 수 있다. 가공 헤드(8)는 부가적으로 수직 회전축(C축) 둘레로 회전될 수 있다. 가공 헤드(8)는 본 예에서 다수의 부분으로 구성되고, C축에 대해 수직인 회전축(B축) 둘레로 회전될 수 있는 하우징부를 갖는다. 가공 헤드(8)에서, 더 상세히 도시되어 있지는 않은 광학 포커싱 유닛이 초점(F)[또한 "공구 중심점(tool center point)"(TCP)이라 칭함]에서 작업편을 가공하기 위해 레이저 소스에 의해 공급되는 레이저빔을 포커싱하기 위해 배열된다. 레이저 가공 헤드(8), 더 구체적으로 초점(F)은 도 1a, 도 1b에 도시되어 있는 직사각형 또는 평행사변형 가공 구역(5) 내에서 구동부에 의해 이동될 수 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 레이저 가공 헤드(8)를 위해 이론적으로 접근 가능한 이 가공 구역(5)의 단지 일부에서만 작업편의 가공 작업이 수행될 수 있다.

작업편이 가공될 때, 작업편은 회전형 작업편 교환기(10)의 구성 요소인 회전형 플레이트(9)의 형태의 회전형 작업편 지지체 상에 위치된다. 회전형 작업편 교환기(10)는 중심 수직 회전축(D) 둘레로 회전형 플레이트(9)를 회전시키기 위해 회전형 구동부(11)를 갖는다. 회전형 플레이트(9)의 전체 직경에 걸쳐 그 종방향으로 연장하고 회전형 플레이트(9)의 표면을 작업편을 지지하는 데 각각 사용될 수 있는 동일한 크기의 2개의 부분면(13a, 13b)으로 분할하는 보호벽(12)이 회전형 플레이트(9) 상에 장착되어 있다. 회전형 플레이트(9)의 직경은 용례에 의존하고, 예를 들어 대략 1 미터의 크기 정도일 수도 있다.

도 1a, 도 1b에 도시되어 있는 회전형 플레이트(9)의 위치에서, 보호벽(12)의 종방향은 격벽(4)이 또한 연장하는 방향(Y 방향)에 평행하게 연장한다. 격벽(4)과 보호벽(12) 사이에 끼워지고 본 예에서 작업편이 가공될 때 하나가 다른 하나 내부에 결합되는(도 1a 참조) 브러시(14)에 의해 제조되는 시일에 의해, 가공 구역(5)의 광 불투과성 차폐가 추가적인 작업 구역(6)에 대해 생성된다. 가공 작업 전 또는 후의 가공 구역(5)과 추가적인 작업 구역(6) 사이의 작업편의 이송은 180°의 회전각을 갖는 회전축(D) 둘레의 회전형 플레이트(9)의 회전 이동에 의해 생성된다.

도 1a, 도 1b에 도시되어 있는 가공 기계(1)에서, 시일(14)의 재료는 일반적으로 높은 에너지 밀도를 갖는 레이저 방사선을 견딜 수 없어, 예를 들어 추가적인 스크린의 형태의, 가공 작업 중에 생성된 레이저 방사선에 대해 시일(14)을 보호하기 위한 추가적인 구성 요소가 요구되게 된다. 다른 문제점은 가공 헤드(8)의 부분 구역(15)이 빔축(S)을 지나 X 방향으로 돌출하고, 이 빔축을 따라 레이저빔이 초점(F)으로 안내되기 때문에, 가공 헤드(8) 자체가 간섭 윤곽을 형성한다는 것이다. 본 예에서, 부분 구역(15)은 예를 들어 가스 공급 또는 (냉각) 물 공급을 위해 사용되는 공급 라인들에 의해 그리고 전기 라인들에 의해 실질적으로 형성된다. 그러나, 가공 헤드(8)의 돌출 하우징부는 또한 가공 작업을 위한 간섭 윤곽을 형성할 수도 있다는 것이 자명하다.

가공 헤드(8)의 돌출 부분 구역(15)으로 인해, 회전형 플레이트(9) 상에 위치된 작업편의 가공은 단지 보호벽(12)에 대해 간격을 갖고 수행될 수 있는 데, 이 간격은 적어도 돌출 부분 구역(15)의 폭에 대응한다(X 방향에서). 가공 작업을 위해 사용될 수 있는 최대 가공 구역(5)은, 외부 작업편 윤곽이 회전 이동 중에 회전형 플레이트(9)의 외경 내에 위치되어야 하기 때문에, 부가적으로 회전형 플레이트의 부분면(13a, 13b)의 각각의 치수에 의해 XY 평면에서 제한된다. 특히 도 1b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 간섭 윤곽(15)은 가공을 위해 이용 가능하지 않은 보호벽(12)에 인접한 비교적 넓은 표면으로 이어져서 가공 구역(5)이 도 1b에 파선으로 도시되어 있는 표면부(5')에 제한되게 된다.

도 2a, 도 2b는 전술된 문제점들이 방지될 수 있는 가공 기계(1)를 도시하고 있다. 가공 기계(1)에서, 회전형 작업편 교환기(10)의 보호벽(12)은 도 1a, 도 1b의 보호벽(12)에 대해 높이의 견지에서(Z 방향) 단축되어 더 이상 가공 구역(5)을 지나 상향으로 돌출하지 않게 된다. 회전형 플레이트(9) 상에 작업편을 이송하기 위해 격벽(4)에 제공된 개구(16)는 보호벽(12)에 의해 단지 부분적으로 덮인다. 작업편 가공 작업 중에 가공 구역(5)에 대해 추가적인 작업 구역(6)을 차폐시키기 위해, 더 상세히 설명되지 않은 선형 구동부에 의해 수직 방향(Z 방향)으로 이동, 즉 상승 및 하강될 수 있는 보호 요소(17)(승강 도어)가 격벽(4)에 장착되어 있다.

도 2a에서, 보호 요소(17)는 보호 요소(17), 더 구체적으로는 보호 요소(17)의 연장 아암(17a)이 보호벽(12)의 상부측에 형성된 숄더와 접하고 있는 작업 위치(BS)에 도시되어 있다. 보호벽(12) 및 보호 요소(17)는 작업 위치(BS)에서 광 불투과성 방식으로 개구(16)에 근접하여 가공 구역(5)으로부터 어떠한 레이저 방사선도 추가적인 작업 구역(6)에 도달할 수 없게 된다. 입사 레이저 방사선을 차폐시키기 위해, 보호 요소(17)는 예를 들어, 적어도 가공 구역(5)을 향하는 그 외부측에, 가공된 작업편(18) 상에 반사된 레이저 방사선에 의한 보호 요소(17)로의 손상이 가능성이 적도록 레이저 방사선을 반사하는 금속 재료를 포함할 수도 있다.

보호 요소(17)는 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 격벽(4)의 일측에 장착된다. 이 방식으로, 레이저 가공 헤드(8)의 돌출 부분 구역(15)을 자유 공간(19) 내로 도입하는 데 사용될 수 있는 자유 공간(19)이 격벽(4)의 하부측과 보호벽(12)의 상부측 사이에 형성되어 있다. 이 방식으로, 레이저 가공 헤드(8)는 도 1a, 도 1b의 가공 기계(1)의 경우보다 보호벽(12)에 더 근접하여 이동될 수 있어, 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 작업편 가공을 위해 사용될 수 있는 XY 평면에서의 표면부(5')가 이에 따라 증가되게 된다. 도 2a에서 볼 수 있는 바와 같이, (3차원) 가공 구역(5)의 하부측은 회전형 플레이트(9)의 상부측으로부터 이격된다. 이는 예를 들어 회전형 샤프트 상의 콜릿 척(collet chuck) 또는 절단 박스를 위한 가공 작업 중에 평면형 또는 3차원 작업편을 수용하기 위한 수용 장치를 위한 공간을 제공하기 위해 유리하다.

도 3은 보호 요소(17)가 수직 방향에서 간격(A)을 갖고 보호벽(12)에 대해 이격되어 있는 이송 위치(TS)에서 보호 요소(17)를 갖는 도 2a, 도 2b의 가공 기계(1)의 상세를 도시하고 있다. 도 3에서 선택된 도시에서, 보호 요소(17)는 보호벽(12)에 대해 최대 가능한 간격(A)을 갖고 도시되어 있다. 물론, 그러나, 보호 요소(17)는 보호벽(12)에 대해 최대 가능한 간격(A)을 갖는 이송 위치(TS) 내로 각각의 경우에 이동될 필요가 없다. 대신에, 보호벽(12)의 높이(H)와 간격(A)의 총합이 회전형 플레이트(9) 상에 위치된 작업편(18)의 높이(h)[회전형 플레이트(9)의 상부측으로부터 측정됨]보다 큰 이러한 방식으로 작업편(18)의 치수에 따라 간격(A)이 선택되는 것이 유리하다. 이 경우에 총합 H + A는 보호 요소(17)의 이동 경로 및 따라서 작업편(18)을 이송하는 데 요구되는 시간을 최소화하기 위해 작업편(18)의 높이(h)를 상당히 초과하는 것으로 의도되지 않는다(일반적으로 최대 10 내지 20%만큼).

도 4는 양자의 모두가 개구(16)(도 4에는 도시되어 있지 않음)의 광 불투과성 폐쇄를 위해 하나를 다른 하나의 내부에 결합되는, 가공 위치(BS)에서 보호 요소(17)와 보호벽(12)의 상세도이다. 전술된 바와 같이, 실질적으로 플레이트형 보호 요소(17)는 보호벽(12)을 향해 가공 위치(BS)에서 경사져 있는 연장 아암(17a)을 갖는다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 연장 아암(17a)은 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 보호벽(12)의 일측에, 더 구체적으로는 그 위치에 형성된 숄더(21a) 상에 그 자유 단부를 갖고 위치될 수 있다. 자유 단부의 구역에서 연장 아암(17a) 상에는, 그 자유 단부가 그 위치에 형성된 숄더(21b)의 구역에서 가공 구역(5)을 향하는 보호벽(12)의 일측에 접하도록 보호벽(12) 상에 결합되는 금속 차폐 시트의 형태의 차폐부(22)가 장착되어 있다. 가공 위치(BS)에서, 숄더(21a, 21b) 사이에 위치된 보호벽(12)의 상단부는 이에 의해 양측에서 보호 요소(17)에 의해 둘러싸인다.

보호벽(12)에 형성되고 예를 들어 자동화 구성 요소들을 수용하는 데 사용될 수 있는 중공 공간(23)을 도 4에서 또한 확인하는 것이 가능하다. 본 예에서, 중공 공간(23)은 광 불투과성 방식으로 폐쇄되고, 중공 공간(23)에 진입하는 레이저 방사선 또는 광을 검출하기 위한 센서(24)가 중공 공간(23) 내에 제공되어 있다. 센서(24)는 기술적 신호로 제어 장치(25)(도 2a 참조)에 접속된다. 센서(24)가 검출된 방사선 강도의 임계값이 초과되어 있는 것을 측정하면, 이는 보호벽(12)으로의 손상을 지시한다. 이는 작업자에 경고를 전송하고 그리고/또는 작업편(18)의 가공을 정지할 수 있도록 제어 장치(25)에 의해 식별된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 자동화 구성 요소 및/또는 센서(20)(도 3 참조)가 보호 요소(17)의 중공 공간 내로의 방사선의 도입을 검출하기 위해 또한 장착될 수 있는 중공 공간이 보호 요소(17) 내에 또한 형성될 수도 있다. 물론, 센서(20, 24)의 사용은 특히 대략 1 kW 이상의 매우 높은 레이저 파워가 사용될 때 유리하다.

제어 장치(25)는 또한 작업편(18)이 가공될 때 레이저 가공 헤드(8)를 제어하고 회전형 작업편 교환기(10)의 회전형 구동부(11)를 제어하는 기능을 한다. 보호 요소(12)를 이동하기 위한 선형 구동부가 제어 장치(18)에 의해 또한 제어된다. 이를 위해, 제어 장치(25)는 작업편(18)의 데이터 및 작업편(18)을 가공하기 위한 가공 프로그램이 저장되어 있는 저장부 또는 데이터베이스에 접근한다. 작업편(18)의 데이터에는, 작업편(18)의 치수, 특히 높이가 포함된다. 제어 장치(25)는 보호 요소(17)의 이송 위치(TS)와 가공 위치(BS) 사이의 적절한 작업편-의존 간격(A)을 조절하도록 이들 데이터를 사용하여 프로그램된다.

전술된 가공 기계(1)에서, 변위 가능한 보호 요소(17)는 가공 헤드를 위한 자유 공간(19)의 제공과 유리하게 조합된다. 그러나, 특히 가공 기계가 레이저빔을 사용하여 작업편을 가공하도록 구성되지 않고, 대신에 예를 들어 절단 가공 작업에 의해 다른 방식으로 수행될 때, 변위 가능한 보호 요소(17)를 제외하는 것도 또한 가능하다. 자유 공간(19)은 예를 들어 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 보호벽(12)의 일측에서 단지 부분적으로 중첩하도록 보호벽(12)보다 가공 구역(5)으로부터 더 멀리 이격되도록 배열되는 격벽(4)에 의해 생성될 수도 있다. 적용 가능하면, 격벽(4)은 또한 개구(16)의 구역에서 두께의 견지에서 축소될 수도 있는 데, 격벽(4)의 부분은 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 보호벽(12)의 일측을 따라 연장하는 두께의 견지에서 축소된다.

1: 가공 기계 2: 보호 하우징
3: 작업 공간 4: 분리 장치
5: 가공 구역 6: 작업 구역
7: 보호 도어 8: 레이저 가공 헤드
9: 회전형 플레이트 10: 회전형 작업편 교환기
11: 회전형 구동부 12: 보호벽
13a, 13b: 부분면 14: 브러시

Claims (14)

1. 가공 기계(1)로서,
   작업 공간(3)을 작업편(18)을 가공하기 위한 가공 구역(5)과 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6)으로 분할하기 위한 분리 장치(4)와,
   상기 가공 구역(5)에서 상기 작업편(18)을 가공하기 위한 가공 헤드(8)와,
   상기 분리 장치(4) 내에 형성된 개구(16)에 의해 상기 작업편(18)을 상기 가공 구역(5)과 상기 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6) 사이에서 이송하기 위한 회전형 작업편 지지체(9)를 갖는 회전형 작업편 교환기(10)를 포함하며,
   상기 회전형 작업편 지지체(9)는 상기 작업편(18)이 가공될 때 상기 적어도 하나의 추가적인 작업 구역(6)을 상기 가공 구역(5)에 대해 차폐시키기 위해 보호벽(12)을 갖고,
   상기 분리 장치(4)는 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이에서 이동될 수 있는 보호 요소(17)를 갖고,
   상기 보호 요소(17)는 상기 개구(16)를 폐쇄시키기 위해 상기 가공 위치(BS)에서 상기 보호벽(12)과 접하고, 상기 이송 위치(TS)에서 상기 보호벽(12)으로부터 이격되어 있으며,
   상기 보호 요소(17)의 상기 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이의 간격(A)이 상기 작업편(18)의 치수에 따라 조절될 수 있는 것이며,
   상기 보호 요소(17)는 상기 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 분리 장치(4)의 일측에 장착되고,
   상기 보호 요소(17)는 연장 아암(17a)을 가지며,
   상기 연장 아암(17a)은 상기 보호벽(12)을 향하는 방향으로 경사지고, 상기 연장 아암(17a)의 자유 단부가 상기 가공 위치(BS)에서 상기 가공 구역(5)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 상기 보호벽(12)의 일측에 위치설정될 수 있는 것인 가공 기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 가공 헤드(8)의 부분 구역(15)의 결합을 위한 자유 공간(19)이 상기 보호벽(12)에 인접한 상기 분리 장치(4)의 개구(16)에 형성되는 것인 가공 기계.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 요소(17)는 상기 가공 위치(BS)에서 상기 보호벽(12)에 결합되는 것인 가공 기계.
6. 제5항에 있어서, 상기 보호 요소(17)는 상기 보호벽(12)에 결합되기 위해 상기 가공 구역(5)을 향하는 상기 보호벽(12)의 일측에서 상기 가공 위치(BS)에 위치설정될 수 있는 차폐부(22)를 갖는 것인 가공 기계.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 요소(17)는 상기 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이에서 선형 방식으로 이동될 수 있는 것인 가공 기계.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보호 요소(17)의 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이의 간격(A)이 상기 작업편(18)의 높이(h)에 따라 조절될 수 있는 것인 가공 기계.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공 공간(23)이 상기 보호벽(12) 및 상기 보호 요소(17) 중 적어도 하나에 형성되는 것인 가공 기계.
10. 제9항에 있어서, 상기 중공 공간(23)에 진입하는 가공 방사선을 검출하기 위한 적어도 하나의 센서(24)가 상기 중공 공간(23) 내에 배열되는 것인 가공 기계.
11. 제1항 또는 제2항에 따른 가공 기계(1)를 이용하여 작업편(18)을 가공하기 위한 방법으로서,
    가공 작업 이전의,
    보호 요소(17)가 보호벽(12)과 접하는 가공 위치(BS)로 상기 보호 요소(17)를 이동시키는 단계와,
    가공 헤드(8)를 이용하여 상기 가공 구역(5)에서 작업편(18)을 가공하는 단계와,
    상기 가공 작업 이후의,
    상기 가공 위치(BS)로부터 이송 위치(TS)로 상기 보호 요소(17)를 이동시키는 단계와,
    가공된 작업편(18)을 상기 가공 구역(5)으로부터 추가적인 작업 구역(6)으로 이동시키기 위해 회전형 작업편 지지체(9)를 회전시키는 단계를 포함하며,
    상기 보호 요소(17)의 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이의 간격(A)이 상기 작업편(18)의 치수에 따라 결정되는 것인 작업편의 가공 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 가공 헤드(8)의 부분 구역(15)이 상기 작업편(18)이 가공될 때 상기 보호벽(12) 위에 형성된 자유 공간(19)에 결합되는 것인 작업편의 가공 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 보호 요소(17)의 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이의 간격(A)이 상기 작업편(18)의 높이(h)에 따라 결정되는 것인 작업편의 가공 방법.
14. 제7항에 있어서, 상기 보호 요소(17)는 상기 가공 위치(BS)와 이송 위치(TS) 사이에서 수직 방향(Z)으로 이동될 수 있는 것인 가공 기계.

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