NL1021622C2 - Lasersnijinrichting voor het bewerken van in hoofdzaak plaatvormige producten. - Google Patents

Description

A02-50022/NBL/AWY

Korte aanduiding: Lasersnijinrichting voor het bewerken van in hoofdzaak plaatvormige producten

De uitvinding heeft betrekking op een lasersnijinrichting, voor het 5 bewerken van in hoofdzaak plaatvormige producten, in het bijzonder metaalplaat, die een toevoergebied, een bewerkingsgebied en een af-voergebied en een eerste vasthoudinrichting voor het vasthouden van een eerste product omvat, welke eerste vasthoudinrichting verplaatsbaar is langs een bijbehorende eerste baan, welke lasersnijinrichting 10 verder een lasersnijkop omvat, die in hoofdzaak dwars op de baan van de vasthoudinrichting beweegbaar is.

Uit US-A 3 793 972 is een inrichting bekend voor het bewerken van metaalplaat. In deze bekende inrichting wordt een metaalplaat door een set beweegbare grijpers toegevoerd aan een bewerkingsgebied 15 in de betreffende plaatbewerkingsinrichting. Is de plaat in zijn geheel aangekomen binnen het bewerkingsgebied, dan wordt de plaat overgenomen door stationaire grijpers, die de plaat fixeren tijdens de bewerking. De toevoerende grijpers laten de plaat los en bewegen terug naar hun beginpositie. Na het bewerken van de plaat wordt deze 20 overgenomen door beweegbare afvoerende grijpers. De stationaire grijpers van het bewerkingsgebied laten de plaat los, zodat de plaat door de afvoerende grijpers kan worden afgevoerd uit het bewerkingsgebied.

Bij de bekende inrichting wordt de te bewerken plaat dus tijdens de af te leggen weg door de inrichting meerdere malen overgeno-25 men in andere vasthoudinrichtingen. Hierbij doet zich het probleem voor dat bij het overnemen van de plaat door een volgende vasthoudinrichting onnauwkeurigheden in de positionering van de plaat ten opzichte van de inrichting kunnen ontstaan. Met name bij lasersnijinrichtingen en laser/ponsmachines die nauwkeurige bewerkingen uitvoe-30 ren met relatief hoge productiesnelheden, leidt dit tot maatonnauw-keurigheid bij het eindproduct.

Dit probleem wordt in de praktijk veelal beperkt door de plaat over te laten nemen door een volgende vasthoudinrichting terwijl de plaat volledig stil ligt. Een groot nadeel hiervan is dat op 35 deze manier kostbare machinetijd verloren gaat. Op deze manier neemt de benodigde tijd voor toevoer en afvoer immers toe in verhouding tot 1 0? 1R99 de bewerkingstijd. Vooral bij producten die een korte bewerkingstijd nodig hebben (bijvoorbeeld bij lasersnijden: producten met een korte snij lengte per individuele plaat) is dit bijzonder nadelig. In dergelijke gevallen kan het voorkomen dat de tijd die nodig is voor het 5 aanvoeren, positioneren en afvoeren van een product een veelvoud is van de daadwerkelijke bewerkingstijd.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel dit nadeel op te heffen.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt met een la-10 sersnijinrichting voor het bewerken van in hoofdzaak plaatvormige producten, omvattende een toevoergebied, een bewerkingsgebied en een afvoergebied, en een eerste vasthoudinrichting voor het vasthouden van een eerste product, welke eerste vasthoudinrichting verplaatsbaar is langs een bijbehorende eerste baan, welke lasersnijinrichting ver-15 der een lasersnijkop omvat, die in hoofdzaak dwars op de baan van de vasthoudinrichting beweegbaar is, met het kenmerk, dat de lasersnij-inrichting een tweede vasthoudinrichting omvat voor het vasthouden van een tweede product, welke tweede vasthoudinrichting verplaatsbaar is langs een bijbehorende tweede baan, waarbij de eerste en tweede 20 baan zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken langs het toevoergebied, het bewerkingsgebied en het afvoergebied van de lasersnijinrichting, en waarbij de eerste en de tweede vasthoudinrichting zijn ingericht om het product tijdens het verblijf in de lasersnijinrichting onafgebroken vast te houden.

25 Bij een lasersnijinrichting volgens de uitvinding wordt een eerste, in hoofdzaak plaatvormig product bij het aanbrengen in de lasersnijinrichting opgenomen door een eerste beweegbare vasthoudinrichting. Deze eerste vasthoudinrichting voert vervolgens het eerste, in hoofdzaak plaatvormige product via het toevoergebied toe aan het 30 eerste bewerkingsgebied van de lasersnijinrichting. Op dit eerste bewerkingsgebied bevindt zich een eerste bewerkingseenheid, zoals bijvoorbeeld een lasersnijkop of een ponsinrichting. De eerste vasthoudinrichting positioneert het eerste product ten opzichte van de eerste bewerkingseenheid van de lasersnijinrichting.

35 Na het uitvoeren van de eerste bewerking transporteert de eerste vasthoudinrichting het eerste product verder, en voert de eerste vasthoudinrichting het product af uit het eerste bewerkingsgebied naar het eerste afvoergebied. Eventueel vindt vervolgens toevoer aan 1021622 - 3 - een volgend bewerkingsgebied via een volgend toevoergebied plaats, waarbij het proces zich herhaalt tot aan het laatste bewerkingsgebied. Vanuit het laatste bewerkingsgebied wordt het eerste product afgevoerd uit de lasersnijinrichting. De eerste vasthoudinrichting 5 beweegt zich vervolgens leeg terug naar het eerste toevoergebied waarin het een volgend product kan opnemen.

Als het eerste product, vastgehouden door de eerste vasthoudinrichting, zich bevindt in het eerste bewerkingsgebied, wordt het toevoergebied voor de eerste bewerkingseenheid vrijgegeven. Een twee-10 de product, dat inmiddels wordt vastgehouden door een tweede vasthoudinrichting, wordt nu al in het toevoergebied voor de eerste bewerkingseenheid gebracht. Het tweede product wordt, tijdens het bewerken van het eerste product, reeds gereedgemaakt voor een snelle invoer in het bewerkingsgebied. Zodra het eerste product uit het eer-15 ste bewerkingsgebied verwijderd is, wordt het bewerkingsgebied vrijgegeven en kan het tweede product direct vanuit het toevoergebied worden ingevoerd in het eerste bewerkingsgebied. Er treedt bij het op deze wijze wisselen van te bewerken producten geen tijdverlies op door het overnemen van de producten in andere vasthoudinrichtingen, 20 zodat een hoge productiesnelheid kan worden gehandhaafd.

Hetzelfde proces speelt zich ook af bij het toevoeren van het eerste product aan, het bewerken in en het afvoeren uit eventuele volgende bewerkingsgebieden. Na afvoer van het product uit de gehele lasersnijinrichting beweegt de eerste vasthoudinrichting zich weer 25 terug naar het eerste toevoergebied, zonder daarbij toevoer-, bewer-kings- en/of afvoerprocessen die zich binnen de lasersnijinrichting afspelen op te houden of anderszins te verstoren.

Door een dergelijke snelle opvolging van te bewerken producten wordt de wisseltijd (die verstrijkt tussen het einde van de be-30 werking van het eerste product en de aanvang van de bewerking van het tweede product) aanzienlijk bekort. Daarmee wordt het deel van de tijd waarin de bewerkingseenheid daadwerkelijk in gebruik is direct aanzienlijk vergroot en kan een hoge productiesnelheid worden gerealiseerd.

35 Bij voorkeur kunnen de individuele vasthoudinrichtingen van de lasersnijinrichting onafhankelijk van elkaar bewegen. De vasthoudinrichtingen worden in de transportrichting en tijdens het retour- 1 n? 1 6 9 9 transport bij voorkeur aangedreven met behulp van lineaire motoren, spindels, tandriemen of tandheugels.

De lasersnijinrichting volgens de uitvinding omvat ten minste een lasersnij kop die verplaatsbaar is in een richting die zich in 5 hoofdzaak dwars op de baan van de vasthoudinrichting uitstrekt. Om een twee-dimensionale snede in een product te kunnen maken, beweegt de vasthoudinrichting het te bewerken product langs zijn baan, aldus de relatieve verplaatsing van het product ten opzichte van de lasersnij kop in de eerste hoofdrichting realiserend. De beweging van de 10 lasersnijkop dwars op de baan van de vasthoudinrichting zorgt voor de relatieve verplaatsing tussen lasersnijkop en te bewerken product in een tweede hoofdrichting. Om de dynamiek van het systeem te verbeteren, is de lasersnijkop optioneel ingericht om ook evenwijdig aan de baan van de vasthoudinrichting te kunnen bewegen, echter met een 15 slaglengte die kleiner is dan de afmeting van het bewerkingsgebied in de richting van de baan van de vasthoudinrichting. Op deze wijze kan een systeem met een grotere dynamiek worden gerealiseerd, waardoor de snij snelheid verhoogd kan worden.

De vasthoudinrichting omvat een lichaam, een aandrijfsectie 20 en een of meerdere grijpers. De aandrijfsectie zorgt ervoor dat de vasthoudinrichting zich langs de hem voorgeschreven baan door de lasersnij inrichting kan bewegen, en de grijper of grijpers houden het product vast. Aandrijfsectie en grijper(s) zijn aangebracht op het lichaam. Het aansturen van de grijper(s) kan op de op zich bekende 25 wijzen geschieden, bijvoorbeeld pneumatisch. Het is mogelijk de grijper (s) beweegbaar ten opzichte van het lichaam uit te voeren.

Indien de lasersnijinrichting in hoofdzaak voor producten van vrijwel gelijke afmetingen wordt gebruikt, kan de vasthoudinrichting een lichaam omvatten, waarop de aandrijfsectie en de grijper(s) op 30 een vaste relatieve positie zijn aangebracht. Echter, teneinde een grotere flexibiliteit ten aanzien van de afmetingen van te bewerken producten te bereiken, worden bij voorkeur sets van grijpers toegepast, waarbij ten minste één grijper verplaatsbaar is ten opzichte van de andere grijper(s), bijvoorbeeld in de richting van de baan van 35 de vasthoudinrichting, en op verschillende posities op het lichaam te fixeren is. Het verplaatsen van de grijpers kan handmatig of automatisch geschieden.

1 n 0 i ft 9 O ! - 5 -

Indien meerdere grijpers op een vasthoudinrichting zijn aangebracht, is het mogelijk hun aansturing met betrekking tot openen en sluiten alsmede de eventuele bewegingen van de grijpers ten opzichte van het lichaam per vasthoudinrichting te koppelen, zodat gewaarborgd 5 is dat de grijpers optimaal samenwerken bij het hanteren van het product .

Het vrijgeven van toevoer-, bewerkings- en uitvoergebieden wordt bij voorkeur gerealiseerd door middel van een besturingssysteem dat de opvolging van producten coördineert. Als alternatief is het 10 mogelijk sensoren toe te passen,- die de aanwezigheid dan wel de afwezigheid van een product in het betreffende gebied detecteren.

Bij voorkeur wordt het product over zijn gehele weg door de lasersnijinrichting ondersteund door een ondersteuningsmiddel.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een lasersnijinrichting volgens 15 de uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening.

In de tekening toont: fig. IA, B een schematische weergave van een lasersnijinrichting volgens de uitvinding, in verschillende fasen van de plaat-20 bewerking; fig. 2 een schematische weergave van de vasthoudinrichtingen in het toevoer- en afvoergebied van een lasersnijinrichting volgens de uitvinding.

Fig. IA,B toont in een schematische weergave een lasersnijin-25 richting volgens de uitvinding, in dit uitvoeringsvoorbeeld een enkelvoudige lasersnijmachine, in verschillende fasen van de plaatbewerking. De lasersnijinrichting is opgedeeld in drie secties, te weten: een toevoergebied 50 voor het gereedmaken (bijvoorbeeld voorpositioneren, centreren) van een product voor de bewerking, een bewer-30 kingsgebied 60 voor het uitvoeren van de bewerking en een afvoerge-bied 70 voor het afvoeren van het bewerkte product uit de lasersnij-inrichting.

De lasersnijinrichting omvat in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld een eerste vasthoudinrichting 20, en een tweede vasthoudinrich-35 ting 30. Elk van de vasthoudinrichtingen houdt een metaalplaat 40, 41 vast.

In het eerste, en in dit uitvoeringsvoorbeeld enige, bewer-kingsgebied 60 van de lasersnijinrichting, is een bewerkingseenheid 1021622 υχ ααιΐπ V · Xlx 11C L ^ULvvllVXv UlUVvClXU^w WvlUCvlU u v j om een lasersnijkop voor het snijden van plaatstaal.

Verder omvat de lasersnijinrichting sensoren 53, 63 en 73 die detecteren of er een product aanwezig is in respectievelijk het toe-5 voergebied, het bewerkingsgebied, het afvoergebied. De sensoren 53, 63 en 73 zijn gekoppeld aan de besturing van de lasersnijinrichting, die aan de hand van de signalen van de sensoren 53, 63 en 73 de verschillende gebieden 50, 60, 70 al dan niet vrijgeeft voor de invoer van een volgend product. In een niet getoonde, alternatieve uitvoe-10 ringsvorm zijn geen sensoren aanwezig, maar zorgt een besturingssysteem voor de coördinatie van de opvolging van de producten door de lasersnij inrichting.

Fig. IA,B toont schematisch de verschillende stappen van het bewerken van metaalplaten in een lasersnijinrichting volgens de uit-15 vinding.

In stap I is een eerste metaalplaat 40 aangebracht in vast-houdinrichting 20. In het toevoergebied 50 is metaalplaat 40 gereedgemaakt voor een snelle invoer in bewerkingsgebied 60. Sensor 63 geeft via het besturingssysteem het bewerkingsgebied 60 vrij. In het 20 afvoergebied is nog een plaat 43 aanwezig, die vastgehouden wordt door de tweede vasthoudinrichting 30.

In stap II wordt de eerste metaalplaat 40 ingevoerd en vervolgens bewerkt in bewerkingsgebied 60. Toevoergebied 50 wordt via het besturingssysteem vrijgegeven door sensor 53. De bewerking, in 25 het getoonde uitvoeringsvoorbeeld lasersnijden, wordt uitgevoerd door bewerkingseenheid 61. Het lasersnijden vereist een twee-dimensionale beweging van de bewerkingseenheid 61 ten opzichte van de metaalplaat 40. Het deel van de beweging in de richting van de baan van de vasthoudinrichting, oftewel de hoofdtransportrichting 15, wordt aan de 30 metaalplaat opgelegd door de eerste vasthoudinrichting 20, terwijl de bewerkingseenheid 61 beweegt in een richting 62, dwars op de hoofdtransportrichting 15. Intussen is metaalplaat 43 afgevoerd uit het afvoergebied 70. Sensor 73 geeft via het besturingssysteem het afvoergebied vrij. De tweede vasthoudinrichting 30 loopt in richting 35 17, tegengesteld aan de hoofdtransportrichting 15, leeg terug naar het toevoergebied 50, zonder daarbij de bewerking in het bewerkingsgebied 60 te hinderen.

1 0 2 1 6 2 2 - 7 -

Terwijl in stap III de bewerking van de eerste metaalplaat 40 voortgaat, neemt de tweede vasthoudinrichting 30 een tweede metaalplaat 41 op, en maakt deze gereed voor een snelle invoer in het be-werkingsgebied 60.

5 In stap IV is de bewerking van de eerste metaalplaat 40 net gereed, en neemt de eerste vasthoudinrichting 20 de bewerkte metaalplaat 40 mee naar het afvoergebied 70. Sensor 63 geeft via het besturingssysteem het bewerkingsgebied 60 vrij.

Nu kan (zie stap V) de tweede metaalplaat 41 door de tweede 10 vasthoudinrichting 30 in het bewerkingsgebied worden gebracht, waar het bewerkt wordt. Tijdens de bewerking blijft de tweede metaalplaat 41 in de tweede vasthoudinrichting 30. Intussen is de eerste metaalplaat 40 afgevoerd uit het afvoergebied 70. Sensor 73 geeft via het besturingssysteem het afvoergebied vrij.

15 De eerste vasthoudinrichting 20 loopt in de richting 17, te gengesteld aan de hoofdtransportrichting 15, leeg terug naar het toe-voergebied 50, zonder daarbij de bewerking in het bewerkingsgebied 60 te hinderen. In het toevoergebied kan het een volgende metaalplaat 44 opnemen en gereed maken voor snelle invoer in het bewerkingsgebied 20 60.

Stap VI toont dat de volgende metaalplaat 44, vastgehouden door vasthoudinrichting 20, al gereed ligt voor invoer in het bewerkingsgebied, terwijl de tweede metaalplaat 41 nog bewerkt wordt.

Tijdens het hele proces van toevoeren, bewerken en afvoeren 25 wordt het eerste product 40 vastgehouden door de eerste vasthoudinrichting 20. Het tweede product 41 wordt tijdens het hele proces van toevoeren, bewerken en afvoeren vastgehouden door de tweede vasthoudinrichting 30.

In een niet getoond uitvoeringsvoorbeeld kan de opvolging van 30 de verschillende producten in de gebieden 50, 60,70 worden gecoördineerd door een besturingssysteem dat rechtstreeks gekoppeld is aan de besturing van de lasersnijinrichting, zodat geen gebruik hoeft te worden gemaakt van de sensoren 53, 63 en 73.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de vasthoudinrich-35 tingen 20, 30 in meer detail. In fig. 2 bevindt de eerste vasthoudinrichting 20 zich in het afvoergebied 70; de tweede vasthoudinrichting 30 bevindt zich in het toevoergebied 50.

- 8 -

Elk van de vasthoudinrichtingen 20, 30 omvat twee grijpers, respectievelijk 21a, 21b en 31a, 31b. Deze grijpers zijn ingericht om respectievelijk de producten 40 en 41 vast te houden. De grijpers 21a en 31a hebben een vaste positie op het lichaam 22 respectievelijk 32 5 van de vasthoudinrichting 20, 30 waarvan zij deel uitmaken. De grijpers 21b en 31b zijn verplaatsbaar en op verschillende posities ten opzichte van lichaam 22, 32 respectievelijk 41 te fixeren. De verplaatsing van de verplaatsbare grijpers kan handmatig of automatisch geschieden. Hiermee wordt bereikt dat producten van verschillende 10 afmetingen bewerkt kunnen worden in de lasersnijinrichting volgens de uitvinding.

De bekken van de grijpers 21a/b, 31a/b kunnen bij voorkeur over een hoek van 180° geopend worden om de producten in de richting haaks op het vlak van de plaat te kunnen toevoeren aan en afvoeren 15 van de lasersnijinrichting. Ook kunnen twee sets grijpers elkaar dan gemakkelijk passeren.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld worden de vasthoudinrichtingen 20, 30 elk door een eigen roterende spindel 11, 13 aangedreven. Op deze manier kunnen de vasthoudinrichtingen onafhankelijk 20 van elkaar bewegen. Geleidingen 12, 14 ondersteunen de beweging.

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld kunnen de grijpers 21a/b en 31a/b zich loodrecht op het vlak van de plaat bewegen, in de richting van pijl 16. Hiermee wordt bereikt dat enerzijds de producten 40, 41 die vastgehouden worden door de verschillende vasthoudinrich-25 tingen 20, 30 op dezelfde hoogte bewerkt kunnen worden en dat anderzijds bij het teruglopen van een van de vasthoudinrichtingen 20, 30 van het afvoergebied naar het toevoergebied de vasthoudinrichtingen 20, 30 elkaar kunnen passeren zonder elkaar in de beweging te hinderen of anderszins te storen.

30 1021622

Claims (12)

1. Lasersnijinrichting voor het snijden van in hoofdzaak plaat-vormige producten, omvattende een toevoergebied, een bewerkingsgebied 5 en een afvoergebied, en een eerste vasthoudinrichting voor het vasthouden van een eerste product, welke eerste vasthoudinrichting verplaatsbaar is langs een bijbehorende eerste baan, welke lasersnijinrichting verder een lasersnijkop omvat, die in hoofdzaak dwars op de baan van de vasthoudinrichting beweegbaar is, met het kenmerk, 10 dat de lasersnijinrichting een tweede vasthoudinrichting omvat voor het vasthouden van een tweede product, welke tweede vasthoudinrichting verplaatsbaar is langs een bijbehorende tweede baan, waarbij de eerste en tweede baan zich evenwijdig aan elkaar uitstrekken langs het toevoergebied, het bewerkingsgebied en het afvoergebied van de 15 lasersnijinrichting, en waarbij de eerste en de tweede vasthoudinrichting zijn ingericht om het product tijdens het verblijf in de lasersnijinrichting onafgebroken vast te houden.

2. Lasersnijinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat de eerste en de tweede vasthoudinrichting onafhankelijk van elkaar verplaatsbaar zijn langs hun bijbehorende baan.

3. Lasersnijinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lasersnijkop tevens in hoofdzaak evenwijdig 25 aan de baan van de vasthoudinrichting kan bewegen, met een slaglengte die kleiner is dan de afmeting van het bewerkingsgebied in de richting van de baan van de vasthoudinrichting.

4. Lasersnijinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat de eerste vasthoudinrichting ingericht is om een eerste product te hanteren in het toevoergebied of in het afvoergebied, of zonder een product vast te houden terug te lopen van het afvoergebied naar het toevoergebied terwijl een tweede product, dat wordt gehanteerd door een tweede vasthoudinrichting, bewerkt wordt in 35 een bewerkingsgebied.

5. Lasersnijinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, 1 n 9 1 R 9 o XV met het kenmerk, dat elke vasthoudinrichting ingericht is om het vastgehouden product te positioneren ten opzichte van de lasersnij-kop.

6. Lasersnijinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elke vasthoudinrichting een of meerdere grijpers en een lichaam omvat.

7. Lasersnijinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat 10 ten minste een van de grijpers verplaatsbaar is ten opzichte van het lichaam van de vasthoudinrichting, en/of ten opzichte van een of meer van de andere grijpers van dezelfde vasthoudinrichting, bijvoorbeeld in een richting evenwijdig aan de baan van de vasthoudinrichting.

8. Lasersnijinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verplaatsing van de verplaatsbare grijper(s) ten opzichte van het lichaam en/of ten opzichte van een of meer van de andere grijpers van dezelfde vasthoudinrichting handmatig gerealiseerd wordt.

9. Lasersnijinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de. verplaatsing van de verplaatsbare grijper(s) ten opzichte van het lichaam en/of ten opzichte van een of meer van de andere grijpers van dezelfde vasthoudinrichting automatisch gerealiseerd wordt.

10. Lasersnijinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de grijpers zijn uitgevoerd als plaattangen.

11. Lasersnijinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de vasthoudinrichtingen zijn uitgevoerd met magnetische grijpers. 30

12. Lasersnijinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lasersnijinrichting voorzien is van onder-steuningsmiddelen die het product over de gehele lengte van de weg langs toevoergebied, bewerkingsgebied en afvoergebied ondersteunen. η no λ £ o o