WO2009021568A1 - Vorrichtungen und verfahren zum ermitteln der lage einer kante eines werkstücks - Google Patents

Vorrichtungen und verfahren zum ermitteln der lage einer kante eines werkstücks Download PDF

Info

Publication number
WO2009021568A1
WO2009021568A1 PCT/EP2008/003301 EP2008003301W WO2009021568A1 WO 2009021568 A1 WO2009021568 A1 WO 2009021568A1 EP 2008003301 W EP2008003301 W EP 2008003301W WO 2009021568 A1 WO2009021568 A1 WO 2009021568A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
probe
laser processing
sensor body
sensor
processing head
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/003301
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen-Michael Weick
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
Priority to CN2008801027979A priority Critical patent/CN101778691B/zh
Publication of WO2009021568A1 publication Critical patent/WO2009021568A1/de

Links

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
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • 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
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • 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
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor with a sensor body which can be attached to a laser processing head of a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular sheet metal, a machine tool with such a touch sensor, and a method for determining the position of an edge of a workpiece with the help a touch sensor having a sensor body attached to a laser processing head of a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular sheets.
  • the detection of the sheet metal layer is done in the prior art, for example, by the detection of sheet edges and reference holes on optical processes.
  • the sheet is illuminated with an auxiliary light source (eg a laser diode) and the reflected (laser) light is detected by means of a sensor. If the laser radiation strikes a bore or edge in the workpiece, this is detected, since in this case less radiation is reflected.
  • auxiliary light source eg a laser diode
  • edges of a workpiece can also be detected via the height control of the machine tool for laser processing by the lowered laser processing head, for example.
  • the outer edge of the nozzle body of a laser processing head attached to the laser processing nozzle scans for the sheet edge.
  • this is much less accurate than the optical methods.
  • the laser processing nozzle is unsuitable for probing small holes due to their external dimensions.
  • a machine tool for laser processing in which a stationary, pin-shaped sensor body of a touch sensor is placed as a measuring tip on the laser processing nozzle of a laser processing head to determine the dimensions of a processed sheet.
  • a voltage is present between the sensor body and the metal sheet, so that the contact of the sensor body with the metal sheet can be detected by a short circuit or an associated current flow.
  • a contact sensor with a sensor body which is used on the laser processing head instead of a laser processing nozzle, wherein in the sensor body, an electrically conductive and electrically prestigeierbarer probe is slidably guided, in a displacement direction from a rest position, wherein the probe does not protrude beyond the sensor body, is movable to a measuring position at which the probe protrudes from the sensor body.
  • the laser processing head of the machine tool has a laser processing nozzle at its end facing the workpiece, through which a protective or auxiliary or laser gas is passed.
  • An exchange of the laser processing nozzle may be indicated when wear occurs on the laser processing nozzle, or when a workpiece is to be processed with another workpiece material or workpiece thickness.
  • the laser processing nozzle is attached to the laser processing head via a detachable connection, e.g. over a thread.
  • the sensor body is designed such that it can also be detachably fastened to the laser machining head, e.g. by having an external thread which can be screwed with an internal thread provided on the laser processing head. If the contact sensor is attached to the laser processing head instead of the processing nozzle, then for example the protective gas provided for the processing nozzle in the laser processing head can be used to advantage, as explained in more detail below.
  • the displaceability of the probe in the sensor body is advantageous since, in the rest position located probe by measuring the capacitance between the usually consisting of an electrically conductive material sensor body and the likewise conductive sheet, the height (z-coordinate) of the workpiece Surface can be determined by means of a commonly present in the machine tool distance sensor.
  • the height control lowers the machining head (in the Z direction) until the touch sensor has reached a predetermined distance from the sheet metal surface.
  • the laser processing head is positioned over a reference bore or adjacent to a reference edge of the workpiece. The probe is only now moved out of the sensor body and with it the bore or plate edge is touched.
  • the contact of the sheet is detected by a short circuit between the electrically contactable probe and the typically consisting of an electrically conductive material workpiece.
  • the reference edge on the workpiece can in this case also be arranged in the reference bore and form, for example, a side wall or the bottom of the reference bore, ie both the position of a workpiece edge in the XY direction and the workpiece thickness in the Z direction can be determined.
  • the sensor body has the outer dimensions and the shape of a nozzle body of a laser processing nozzle. If the external dimensions of the sensor body coincide with those of the laser processing nozzles, the touch sensor can be replaced by an automatic nozzle changer instead of a laser processing nozzle for cutting the workpiece and mounted on the laser processing head, so that an automated and quick change between a processing mode and a measuring mode of the machine tool possible is.
  • the probe is movable against the action of a restoring force, in particular a spring force, from the rest position into the measuring position and the contact sensor preferably has a spring mounted on the one hand on the probe and on the other hand on the sensor body. At rest, the probe is completely returned to the interior of the sensor body by means of the spring.
  • the elastic suspension in the z direction also prevents damage to the probe when touching an edge, for example. at the bottom of a reference hole.
  • the probe is in the rest position on a stop in a bore of the sensor body, whereby a Over-springing of the probe can be prevented.
  • the stop can be formed, for example, by a snap ring provided in a groove of a bore of the sensor body.
  • the probe is piston-shaped and has for movement from the rest position to the measuring position on a control surface for pressurizing.
  • the piston-shaped probe is preferably made of hardened steel with high rigidity and preferably has a cylindrical or tubular tip.
  • the gas is hereby flowed with a pressure of typically more than 10 bar on the control surface and pushes the probe out of the sensor body.
  • a rigid guide for the piston ensures a high measurement accuracy.
  • the invention is also realized in a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular sheets, with a laser processing head and with a touch sensor, which is designed as described above.
  • a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular sheets, with a laser processing head and with a touch sensor, which is designed as described above.
  • an automated determination of the workpiece position can be carried out in a particularly simple manner before machining the workpiece.
  • the laser processing head has a pressure chamber adjoining the control surface of the measuring probe for pressurizing the control surface with a gas.
  • the pressure space is designed so that it withstands gases with a pressure of 10 bar and above, so that the probe can be extended at high speed from the sensor body.
  • the pressure chamber communicates with a self-venting valve.
  • a self-venting valve for exchanging the touch sensor for a laser processing nozzle, whereby an automated change between a measurement mode for determining the sheet metal layer and a subsequent processing mode is made possible.
  • the sensor body of the touch sensor in this case has the same shape and the same dimensions as the laser processing nozzles, so that it can be detected by a chuck of the nozzle changer and stored in a provided in the machine tool magazine and removed therefrom.
  • the machine tool has a control unit which is designed to store the coordinates of touch points of the probe on edges of the workpiece. The coordinates determined in this way are available for further use as part of the subsequent laser processing.
  • the machine tool has a detector for detecting the contact of an edge of the workpiece by the measuring probe.
  • the detector can generate a voltage between the electrically conductive workpiece and the measuring probe or, as a rule, likewise electrically conductive, sensor body connected to the measuring probe.
  • the contact between workpiece and probe can be detected very precisely by the fact that in this case a short circuit and thus a current flow between the probe and the sheet adjusts itself.
  • the invention is also realized in a method of the aforementioned type, comprising the steps of: moving an electrically conductive and electrically contactable probe, which is displaceably guided along a displacement direction in the sensor body, from a rest position, wherein the probe is not on the Sensor body protrudes, in a measuring position, wherein the probe protrudes from the sensor body, and moving the laser processing head in at least one spatial direction for touching the probe to the edge, and determining the position of the edge by detecting the contact of the edge by the probe.
  • the laser processing head is moved in the direction of displacement in a preceding step until a predeterminable distance between the sensor body and the workpiece has been reached.
  • the contact sensor is guided so far in the direction of displacement on the surface of the workpiece that the probe comes to rest in the measuring position with its workpiece end below the plate surface, so that it a reference edge of the sheet, which, for example, is formed on a reference hole, touch can.
  • the laser processing head can also be moved beyond the predeterminable distance in the displacement direction for the purpose of touching the probe to the bottom of a bore.
  • the capacity between the workpiece and the measuring probe and / or the sensor body is determined when moving the laser processing head.
  • the distance between the workpiece and the sensor body or the probe can be determined and regulated.
  • the speed of the laser processing head is less than 10 mm / min, preferably less than 5 mm / min, as soon as the distance of the probe from the edge is less than 5 mm, preferably less than 1 mm.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a machine tool according to the invention
  • FIGS. 2a, b a schematic illustration of an embodiment of a touch sensor with a measuring probe in a rest position (FIG. 2a) and in a measuring position (FIG. 2b) in a longitudinal section, FIG.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a laser processing head with the touch sensor of Figs. 2a, b in a longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a machine tool 1 for laser processing, which has a beam guiding optical system with a plurality of optical elements 2.1 to 2.5 for guiding a laser beam 3 to a laser processing head 4.
  • the laser processing head 4 For moving the laser processing head 4 along a working plane defining processing table 5 in a first spatial direction X of an XYZ coordinate system, the laser processing head 4, as indicated by a double arrow, attached to a carriage 6 movable in the first spatial direction X.
  • the laser processing head 4 can continue to be moved in a second spatial direction Y in the working plane 5 by being displaced along the carriage 6, as is also indicated by a double arrow.
  • the laser processing head 4 can be moved in both spatial directions X, Y over the entire working plane 5 of the machining table and in this case a workpiece 7 positioned on it can be processed.
  • the laser processing head 4 can also be moved in a third spatial direction Z relative to the carriage 6 in order to adjust the distance between the beam focus of the laser beam 3 and the working plane 5 or the workpiece 7 arranged there, as indicated by a further double arrow.
  • a further double arrow In order to perform a laser machining on the workpiece 7 shown in FIG. 1, it is necessary to know the orientation of the workpiece 7 relative to the machine tool 1 exactly.
  • an edge 7a serve on the workpiece 7;
  • a plurality of reference bores 8 may be provided in the workpiece 7, one of which is shown in FIG.
  • the laser processing head 4 is moved to a position on the edge of the processing table 5, where a nozzle changer 9 is provided, which a mounted on the laser processing head 4 laser machining nozzle 10 against a in FIG. 2a, b shown contact sensor 11 can exchange.
  • the touch sensor 11 has a sensor body 12 whose outer shape and dimensions coincide with those of the laser processing nozzle 10.
  • the nozzle changer 9 detects for the change the laser processing nozzle 10 with a rotary / chuck and unscrews them out of the laser processing head 4. After the nozzle changer 9 has accommodated the laser processing nozzle 10 in a free nozzle receptacle of a magazine (not shown), it picks up the contact sensor 11 from a further nozzle receptacle of the magazine and screws it to the laser processing head 4.
  • the laser processing head 4 with the touch sensor 11 is subsequently moved from the position at the edge of the processing table 5 in the X and Y directions until it reaches a position shown in Fig. 2a above the reference bore 8 in the workpiece 7, their approximate location a control unit 13 of the machine tool 1 shown in Fig. 1 is known.
  • the height H of the sensor body 12 over the top of the workpiece 7 is detected by a detector 14, which determines the capacitance between the electrically conductive sensor body 12 and the workpiece 7.
  • the distance between the sensor body 12 and the workpiece 7 is set by the control unit 13 such that a piston-shaped measuring probe 15 arranged in the sensor body 12 after moving out of a rest position shown in Fig.
  • An over-springing of the probe 15 in the rest position is prevented by the fact that this rests on a mounted in a groove of the bore 16 snap ring as a stop 18.
  • the probe 15 In the measuring position of the probe 15 is located with an annular step on an annular edge of the stepped bore 16, so that the probe 15 assumes a defined position in the Z direction in the measuring position.
  • the probe 15 is made of hardened steel and has a high rigidity.
  • the elastic suspension in the Z direction can prevent damage to the probe 15 when it touches an edge, for example, at the bottom of the reference hole 8.
  • this has a pressurizable control surface 19.
  • a shielding gas e.g. Nitrogen
  • a pressure of more than 10 bar is flowed through a valve 21, which is in communication with an annular channel 22 of the laser processing head 4.
  • the protective gas is introduced into the pressure chamber 20 via a plurality of radial transverse bores 23, whereby a homogeneous, constant gas pressure is generated there.
  • the valve 21 is designed self-venting.
  • the pressure chamber 20 with the protective gas through which the focused by a focusing lens 24 laser beam 3 of FIG. 1 passes during the laser processing can thus be advantageously used for the movement of the probe 15 from the rest position to the measuring position and vice versa.
  • the laser processing head 4 moves with the probe 15 in the X direction to an edge 7b of the reference bore 8.
  • an approximate distance between the probe 15 and the edge 7b is determined via the detector 14 by means of a capacitive measurement, which is not the electric conductive probe 15 itself, but the communicating with this, electrically conductive sensor body 12 is contacted, as shown in Fig. 2b.
  • the detector 14 in Figs. 2a, b only by way of example directly with the sensor body 12 is in communication, since the sensor body 12 is usually in communication with other electrically conductive parts of the laser processing head 4, which are better suited for contacting.
  • the speed of the laser processing head 4 is reduced to less than 10 mm / min, possibly to less than 5 mm / min , In this way, it can be achieved that a displacement of the workpiece 5 by the probe 15 does not exceed a tolerance value of 1/100 mm even with repeated probing, so that this is reproducible.
  • the probe touches the edge 7b
  • a short circuit is detected by the detector 14 due to the voltage applied between the two, and the coordinates of the touch point of the probe 15 on the edge 7b of the workpiece 7 are stored in the control unit 13 of FIG.
  • the probe 15 can approach an opposite edge 7c of the bore and also the coordinates of the local touch point can be stored.
  • the edge 7a shown in FIG. 1 can also be touched in further reference bores at the edge of the workpiece 7 or further edges of the workpiece 7, until the alignment of the workpiece 7 on the processing table 5 of the machine tool 1 is clearly established.
  • the laser processing head 4 is again moved to the nozzle changer 9 to exchange the touch sensor 11 for a laser processing nozzle 10 as described above.
  • the movement of the probe can be done by the use of the provided in the laser processing head 4 protective, auxiliary or cutting gas, so no additional movement unit must be provided for this purpose.
  • the touch sensor also on can be used advantageously other than the machine tool shown here, for example on so-called combination machines, which in addition to a station for laser processing via at least one further processing station, for example. A punching station, have.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Berührungssensor (11) mit einem Sensorkörper (12), der an einem Laserbearbeitungskopf (4) einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigbar ist. Der Sensorkörper (12) ist an dem Laserbearbeitungskopf (4) an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse einsetzbar, und in dem Sensorkörper (12) ist ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster (15) verschiebbar geführt, der in einer Verschieberichtung aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster (15) nicht über den Sensorkörper (12) übersteht, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster (15) aus dem Sensorkörper (12) hervorsteht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Werkzeugmaschine mit einem solchen Berührungssensor (11 ) sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks mit Hilfe eines solchen Berührungssensors (11).

Description

Vorrichtungen und Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Berührungssensor mit einem Sensorkörper, der an einem Laserbearbeitungskopf einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigbar ist, eine Werkzeugmaschine mit einem solchen Berührungssensor, sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks mit Hilfe eines Berührungssensors, der einen an einem Laserbearbeitungskopf einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigten Sensorkörper aufweist. In Werkzeugmaschinen zur Laserbearbeitung ist es erforderlich, die Lage des Werkstücks möglichst genau zu detektieren, bevor dieses bearbeitet werden kann. Wird eine Schräglage des üblicherweise plattenartigen Werkstückes bzw. Bleches nicht erkannt, führt dies dazu, dass das Werkstück falsch bearbeitet wird, wodurch die Zahl der Ausschussteile stark ansteigt. Die Erkennung der Blechlage erfolgt im Stand der Technik zum Beispiel durch die Detektion von Blechkanten und Bezugsbohrungen über optische Verfahren. Dabei wird das Blech mit einer Hilfslichtquelle (z.B. einer Laserdiode) beleuchtet und das reflektierte (Laser-)Licht mit Hilfe eines Sensors detektiert. Trifft die Laserstrahlung auf eine Bohrung oder Kante in dem Werkstück, so wird dies erkannt, da in diesem Fall weniger Strahlung reflektiert wird.
Die Kanten eines Werkstücks können auch über die Höhenregelung der Werkzeugmaschine zur Laserbearbeitung erfasst werden, indem der abgesenkte Laserbearbeitungskopf bspw. mit der Außenkante des Düsenkörpers einer an dem Laserbearbeitungskopf befestigten Laserbearbeitungsdüse nach der Blechkante tastet. Dies ist jedoch deutlich ungenauer als die optischen Verfahren. Des Weiteren ist die Laserbearbeitungsdüse aufgrund ihrer äußeren Abmessungen für das Antasten an kleine Bohrungen ungeeignet.
Aus der JP 05071907 A ist eine Werkzeugmaschine zur Laserbearbeitung bekannt geworden, bei welcher ein feststehender, stiftförmiger Sensorkörper eines Berührungssensors als Messspitze auf die Laserbearbeitungsdüse eines Laserbearbeitungskopfs aufgesetzt wird, um die Abmessungen eines bearbeiteten Blechs zu ermitteln. Zwischen dem Sensorkörper und dem Blech liegt eine Spannung an, sodass die Berührung des Sensorkörpers an dem Blech durch einen Kurzschluss bzw. einen damit einhergehenden Stromfluss detektiert werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Berührungssensor, eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die präzise Ermittlung der Lage einer Kante eines Werkstücks auf besonders schnelle, einfache und bevorzugt automatisierte Weise durchgeführt werden kann.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Berührungssensor mit einem Sensorkörper, der an dem Laserbearbeitungskopf an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse einsetzbar ist, wobei in dem Sensorkörper ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster verschiebbar geführt ist, der in einer Verschieberichtung aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster nicht über den Sensorkörper übersteht, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster aus dem Sensorkörper hervorsteht.
Der Laserbearbeitungskopf der Werkzeugmaschine weist an seinem dem Werkstück zugewandten Ende eine Laserbearbeitungsdüse auf, durch die ein Schutz- bzw. Hilfs- oder Lasergas geleitet wird. Ein Austausch der Laserbearbeitungsdüse kann angezeigt sein, wenn Verschleiß an der Laserbearbeitungsdüse auftritt, oder wenn ein Werkstück mit einem anderen Werkstückmaterial oder mit einer anderen Werkstückdicke bearbeitet werden soll. Um einen solchen Wechsel zu ermöglichen, ist die Laserbearbeitungsdüse an dem Laserbearbeitungskopf über eine lösbare Verbindung befestigt, z.B. über ein Gewinde. Um auch den Berührungssensor an dem Bearbeitungskopf anbringen zu können, ist der Sensorkörper derart ausgestaltet, dass er ebenfalls lösbar an dem Laserbearbeitungskopf befestigt werden kann, z.B. indem er ein Außengewinde aufweist, das mit einem am Laserbearbeitungskopf vorgesehenen Innengewinde verschraubt werden kann. Ist der Berührungssensor an Stelle der Bearbeitungsdüse an dem Laserbearbeitungskopf angebracht, so kann beispielsweise das für die Bearbeitungsdüse in dem Laserbearbeitungskopf vorgesehene Schutzgas vorteilhaft genutzt werden, wie unten näher ausgeführt ist.
Die Verschiebbarkeit des Messtasters in dem Sensorkörper ist vorteilhaft, da bei in der Ruheposition befindlichem Messtaster durch Messung der Kapazität zwischen dem üblicherweise aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Sensorkörper und dem ebenfalls leitenden Blech die Höhe (z-Koordinate) der Werkstück- Oberfläche mittels einer üblicherweise in der Werkzeugmaschine vorhandenen Abstandssensorik ermittelt werden kann. Die Höhenregelung senkt den Bearbeitungskopf (in Z-Richtung) ab, bis der Berührungssensor einen vorgegebenen Abstand zur Blechoberfläche erreicht hat. Dann wird der Laserbearbeitungskopf über einer Bezugsbohrung oder neben einer Bezugskante des Werkstücks positioniert. Der Messtaster wird erst jetzt aus dem Sensorkörper gefahren und mit ihm wird die Bohrungs- oder Blechkante angetastet. Die Berührung des Blechs wird durch einen Kurzschluss zwischen dem elektrisch kontaktierbaren Messtaster und dem typischerweise aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Werkstück detektiert. Die Bezugskante an dem Werkstück kann hierbei insbesondere auch in der Bezugsbohrung angeordnet sein und z.B. eine Seitenwand oder den Boden der Bezugsbohrung bilden, d.h. es kann sowohl die Lage einer Werkstückkante in X-Y- Richtung als auch der Werkstückdicke in Z-Richtung bestimmt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Sensorkörper die äußeren Abmessungen und die Form eines Düsenkörpers einer Laserbearbeitungsdüse auf. Stimmen die äußeren Abmessungen des Sensorkörpers mit denen der Laserbearbeitungsdüsen überein, kann der Berührungssensor über einen automatischen Düsenwechsler an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse zum schneidenden Bearbeiten des Werkstücks eingewechselt und am Laserbearbeitungskopf angebracht werden, sodass ein automatisierter und schneller Wechsel zwischen einem Bearbeitungsmodus und einem Messmodus der Werkzeugmaschine möglich ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Messtaster gegen die Wirkung einer Rückstellkraft, insbesondere einer Federkraft, aus der Ruheposition in die Messposition bewegbar und der Berührungssensor weist hierzu bevorzugt eine Feder auf, die einerseits an dem Messtaster und andererseits an dem Sensorkörper gelagert ist. Im Ruhezustand wird der Messtaster mit Hilfe der Feder vollständig in das Innere des Sensorkörpers zurückgestellt. Die elastische Federung in z-Richtung verhindert zudem eine Beschädigung des Messtasters beim Antasten einer Kante z.B. am Boden einer Bezugsbohrung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt der Messtaster in der Ruheposition an einem Anschlag in einer Bohrung des Sensorkörpers an, wodurch ein Überfedern des Messtasters verhindert werden kann. Der Anschlag kann beispielsweise durch einen in einer Nut einer Bohrung des Sensorkörpers vorgesehenen Sprengring gebildet werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Messtaster kolbenförmig ausgebildet und weist zur Bewegung aus der Ruheposition in die Messposition eine Steuerfläche zur Druckbeaufschlagung auf. Der kolbenförmige Messtaster besteht vorzugsweise aus gehärtetem Stahl mit hoher Steifigkeit und weist bevorzugt eine zylinder- oder rohrförmige Spitze auf. Zum Ausfahren des Messtasters aus dem Sensorkörper wird der Druck des in der Werkzeugmaschine vorhandenen Schneid-, Schutz- oder Hilfsgases genutzt. Das Gas wird hierbei mit einem Druck von typischerweise mehr als 10 bar auf die Steuerfläche eingeströmt und drückt den Messtaster aus dem Sensorkörper heraus. Eine steife Führung für den Kolben gewährleistet hierbei eine hohe Messgenauigkeit.
Die Erfindung ist auch realisiert in einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit einem Laserbearbeitungskopf und mit einem Berührungssensor, der wie oben beschrieben ausgebildet ist. An der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine kann vor der Bearbeitung des Werkstücks auf besonders einfache Weise eine automatisierte Bestimmung der Werkstücklage durchgeführt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Laserbearbeitungskopf einen sich an die Steuerfläche des Messtasters anschließenden Druckraum zur Druckbeaufschlagung der Steuerfläche mit einem Gas auf. Der Druckraum ist derart ausgebildet, dass er Gasen mit einem Druck von 10 bar und darüber standhält, sodass der Messtaster mit hoher Geschwindigkeit aus dem Sensorkörper ausgefahren werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung steht der Druckraum mit einem selbstentlüftenden Ventil in Verbindung. Ein solches dem Druckraum vorgeschaltetes Ventil sorgt für den schnellen Abbau des Gasdruckes und damit für eine schnelle Rückstellung des Messtasters. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen Düsenwechsler zum Austausch des Berührungssensors gegen eine Laserbearbeitungsdüse auf, wodurch ein automatisierter Wechsel zwischen einem Messmodus zum Bestimmen der Blechlage und einem sich anschließenden Bearbeitungsmodus ermöglicht wird. Der Sensorkörper des Berührungssensors weist hierbei dieselbe Form und dieselben Abmessungen wie die Laserbearbeitungsdüsen auf, sodass dieser von einem Spannfutter des Düsenwechslers erfasst und in einem in der Werkzeugmaschine vorgesehenen Magazin abgelegt sowie aus diesem entnommen werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine eine Steuerungseinheit auf, die zur Speicherung der Koordinaten von Berührpunkten des Messtasters an Kanten des Werkstücks ausgelegt ist. Die so ermittelten Koordinaten stehen für die weitere Nutzung im Rahmen der sich anschließenden Laserbearbeitung zur Verfügung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen Detektor zum Detektieren der Berührung einer Kante des Werkstücks durch den Messtaster auf. Der Detektor kann beispielsweise eine Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Werkstück und dem Messtaster bzw. dem in der Regel ebenfalls elektrisch leitenden, mit dem Messtaster in Verbindung stehenden Sensorkörper erzeugen. Die Berührung zwischen Werkstück und Messtaster kann sehr präzise dadurch detektiert werden, dass sich hierbei ein Kurzschluss und damit ein Stromfluss zwischen dem Messtaster und dem Blech einstellt.
Die Erfindung ist weiterhin verwirklicht in einem Verfahren der eingangs genannten Art, umfassend die Schritte: Bewegen eines elektrisch leitenden und elektrisch kon- taktierbaren Messtasters, der entlang einer Verschieberichtung in dem Sensorkörper verschiebbar geführt ist, aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster nicht über den Sensorkörper übersteht, in eine Messposition, bei welcher der Messtaster aus dem Sensorkörper hervorsteht, und Bewegen des Laserbearbeitungskopfs in mindestens einer Raumrichtung zum Antasten des Messtasters an die Kante, sowie Ermitteln der Lage der Kante durch Detektieren der Berührung der Kante durch den Messtaster. Bei einer vorteilhaften Variante wird in einem vorausgehenden Schritt der Laserbearbeitungskopf in der Verschieberichtung bewegt, bis ein vorgebbarer Abstand zwischen dem Sensorkörper und dem Werkstück erreicht ist. Hierdurch wird der Berührungssensor so weit in Verschieberichtung an die Oberfläche des Werkstücks heran geführt, dass der Messtaster in der Messposition mit seinem werkstückseitigen Ende unterhalb der Blechoberfläche zu liegen kommt, sodass er eine Bezugskante des Blechs, welche bspw. an einer Bezugsbohrung gebildet ist, antasten kann. Es versteht sich, dass zum Antasten des Messtasters an den Boden einer Bohrung der Laserbearbeitungskopf auch über den vorgebbaren Abstand hinaus in Verschieberichtung bewegt werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante wird beim Bewegen des Laserbearbeitungskopfs die Kapazität zwischen dem Werkstück und dem Messtaster und/oder dem Sensorkörper bestimmt. Hierdurch kann der Abstand zwischen dem Werkstück und dem Sensorkörper bzw. dem Messtaster bestimmt und geregelt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante liegt die Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs bei weniger als 10 mm/min, bevorzugt bei weniger als 5 mm/min, sobald die Entfernung des Messtasters von der Kante weniger als 5 mm, bevorzugt weniger als 1 mm beträgt. Hierdurch kann eine Verschiebung des Werkstücks durch den Messtaster bei der Antastung verhindert werden. Die Antastung ist nur dann reproduzierbar, wenn die Verschiebung des Werkstücks einen Toleranzwert von 1/100 mm nicht überschreitet.
Bezüglich weiterer vorteilhafter Varianten des Verfahrens sei auf die Ansprüche, bezüglich der mit diesen Varianten erreichbaren Vorteile auf die obige Beschreibung im Zusammenhang mit dem Berührungssensor bzw. mit der Werkzeugmaschine verwiesen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschlie- ßende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
Fign. 2a, b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Berührungssensors mit einem Messtaster in einer Ruheposition (Fig. 2a) und in einer Messposition (Fig. 2b) in einem Längsschnitt,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungskopfs mit dem Berührungssensor aus Fign. 2a, b in einem Längsschnitt.
Fig. 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 zur Laserbearbeitung, welche eine Strahlführungsoptik mit einer Mehrzahl von optischen Elementen 2.1 bis 2.5 zur Führung eines Laserstrahls 3 an einen Laserbearbeitungskopf 4 aufweist. Zur Bewegung des Laserbearbeitungskopfs 4 entlang eines eine Arbeitsebene definierenden Bearbeitungstisches 5 in einer ersten Raumrichtung X eines XYZ-Koordinatensystems ist der Laserbearbeitungskopf 4, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet, an einem in der ersten Raumrichtung X verfahrbaren Schlitten 6 befestigt. Der Laserbearbeitungskopf 4 kann weiterhin in einer zweiten Raumrichtung Y in der Arbeitsebene 5 verfahren werden, indem er entlang des Schlittens 6 verschoben wird, wie ebenfalls durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Laserbearbeitungskopf 4 in beiden Raumrichtungen X, Y über die gesamte Arbeitsebene 5 des Bearbeitungstisches verschoben und hierbei ein auf diesem positioniertes Werkstück 7 bearbeitet werden. Zusätzlich kann der Laserbearbeitungskopf 4 auch in einer dritten Raumrichtung Z relativ zum Schlitten 6 bewegt werden, um den Abstand zwischen dem Strahlfokus des Laserstrahls 3 und der Arbeitsebene 5 bzw. dem dort angeordneten Werkstück 7 einzustellen, wie durch einen weiteren Doppelpfeil angedeutet ist. Um eine Laserbearbeitung an dem in Fig. 1 gezeigten Werkstück 7 durchzuführen, ist es erforderlich, die Ausrichtung des Werkstücks 7 relativ zur Werkzeugmaschine 1 genau zu kennen. Zur Bestimmung der Lage des Werkstücks 7 kann bspw. eine Kante 7a an dem Werkstück 7 dienen; zusätzlich können mehrere Bezugsbohrungen 8 in dem Werkstück 7 vorgesehen sein, von denen eine in Fig. 1 gezeigt ist. Um die Lage der Kante 7a bzw. der Bezugsbohrung 8 zu ermitteln, wird der Laserbearbeitungskopf 4 in eine Position am Rand des Bearbeitungstisches 5 verbracht, wo ein Düsenwechsler 9 vorgesehen ist, welcher eine an dem Laserbearbeitungskopf 4 angebrachte Laserbearbeitungsdüse 10 gegen einen in Fign. 2a, b gezeigten Berührungssensor 11 austauschen kann. Der Berührungssensor 11 weist hierzu einen Sensorkörper 12 auf, dessen äußere Form und Abmessungen mit denen der Laserbearbeitungsdüse 10 übereinstimmen. Der Düsenwechsler 9 erfasst für den Wechsel die Laserbearbeitungsdüse 10 mit einem Dreh-/Spannfutter und schraubt diese aus dem Laserbearbeitungskopf 4 heraus. Nachdem der Düsenwechsler 9 die Laserbearbeitungsdüse 10 in einer freien Düsenaufnahme eines (nicht gezeigten) Magazins untergebracht hat, nimmt er den Berührungssensor 11 aus einer weiteren Düsenaufnahme des Magazins auf und schraubt diesen am Laserbearbeitungskopf 4 an.
Der Laserbearbeitungskopf 4 mit dem Berührungssensor 11 wird nachfolgend aus der Position am Rand des Bearbeitungstisches 5 in X- bzw. in Y-Richtung bewegt, bis er eine in Fig. 2a gezeigte Position über der Bezugsbohrung 8 in dem Werkstück 7 erreicht, deren ungefähre Lage einer in Fig. 1 gezeigten Steuerungseinheit 13 der Werkzeugmaschine 1 bekannt ist. Die Höhe H des Sensorkörpers 12 über der Oberseite des Werkstücks 7 wird über einen Detektor 14 detektiert, welcher die Kapazität zwischen dem elektrisch leitenden Sensorkörper 12 und dem Werkstück 7 ermittelt. Der Abstand zwischen Sensorkörper 12 und Werkstück 7 wird von der Steuerungseinheit 13 so eingestellt, dass ein in dem Sensorkörper 12 angeordneter, kolbenförmiger Messtaster 15 nach seiner Bewegung aus einer in Fig. 2a gezeigten Ruheposition, bei welcher der Messtaster 15 bündig mit dem Sensorkörper 12 abschließt oder in dem Sensorkörper 12 versenkt angeordnet ist, in eine in Fig. 2b gezeigte Messposition mit seiner zylinderförmigen Spitze so weit aus dem Sensorkörper 12 hervorsteht, dass er mit einem werkstückseitigen Ende in die Bezugsbohrung 8 hineinragt, um eine Kante 7b der Bezugsbohrung 8 anzutasten. Für die Bewegung aus der Ruheposition in die Messposition ist der Messtaster 15 in einer in Verschieberichtung (Z-Richtung) verlaufenden Bohrung 16 in dem Sensorkörper 12 gegen die Rückstellkraft einer Feder 17 verschiebbar geführt, welche sich einerseits an einer ringförmigen Stufe an dem Messtaster 15 und andererseits an einer ringförmigen Stufe der Bohrung 16 abstützt. Ein Überfedem des Messtasters 15 in der Ruheposition wird dadurch verhindert, dass dieser an einem in einer Nut der Bohrung 16 angebrachten Sprengring als Anschlag 18 anliegt. In der Messposition liegt der Messtaster 15 mit einer ringförmigen Stufe an einer ringförmigen Kante der gestuften Bohrung 16 an, sodass der Messtaster 15 auch in der Messposition eine definierte Lage in Z-Richtung einnimmt. Der Messtaster 15 besteht aus gehärtetem Stahl und besitzt eine hohe Steifigkeit. Die elastische Federung in Z- Richtung kann eine Beschädigung des Messtasters 15 beim Antasten an eine Kante z.B. am Boden der Bezugsbohrung 8 verhindern.
Zur Bewegung des Messtasters 15 aus der Ruheposition in die Messposition weist dieser eine druckbeaufschlagbare Steuerfläche 19 auf. Diese steht mit einem in Fig. 3 gezeigten Druckraum 20 des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung, in dem ein Schutzgas, z.B. Stickstoff, mit einem Druck von mehr als 10 bar über ein Ventil 21 eingeströmt wird, welches mit einem Ringkanal 22 des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung steht. Aus dem Ringkanal 22 wird über eine Mehrzahl radialer Querbohrungen 23 das Schutzgas in den Druckraum 20 eingeleitet, wodurch dort ein homogener, konstanter Gasdruck erzeugt wird. Um den Messtaster 15 schnell aus der Messposition zurück in die Ruheposition zu verbringen, ist das Ventil 21 selbstentlüftend ausgebildet. Der Druckraum 20 mit dem Schutzgas, durch den der mittels einer Fokussierlinse 24 fokussierte Laserstrahl 3 von Fig. 1 während der Laserbearbeitung hindurch tritt, kann somit vorteilhaft für die Bewegung des Messtasters 15 von der Ruheposition in die Messposition und umgekehrt ausgenutzt werden.
In der in Fig. 2b gezeigten Messposition fährt der Laserbearbeitungskopf 4 mit dem Messtaster 15 in X-Richtung eine Kante 7b der Bezugsbohrung 8 an. Hierbei wird über den Detektor 14 mittels einer kapazitiven Messung ein ungefährer Abstand zwischen dem Messtaster 15 und der Kante 7b bestimmt, wozu nicht der elektrisch leitende Messtaster 15 selbst, sondern der mit diesem in Verbindung stehende, elektrisch leitende Sensorkörper 12 kontaktiert wird, wie in Fig. 2b gezeigt ist. Es versteht sich, dass der Detektor 14 in Fign. 2a,b nur beispielhaft direkt mit dem Sensorkörper 12 in Verbindung steht, da der Sensorkörper 12 in der Regel mit weiteren elektrisch leitenden Teilen des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung steht, welche sich besser für eine Kontaktierung eignen.
Sobald der Detektor eine Entfernung des Messtasters 15 von der Kante 7b von weniger als 5 mm bzw. von weniger als 1 mm anzeigt, wird die Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs 4 auf weniger als 10 mm/min, ggf. auf weniger als 5 mm/min reduziert. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Verschiebung des Werkstücks 5 durch den Messtaster 15 auch bei mehrmaliger Antastung einen Toleranzwert von 1/100 mm nicht überschreitet, sodass diese reproduzierbar ist.
Berührt der Messtaster 15 die Kante 7b, wird aufgrund der zwischen den beiden angelegten Spannung von dem Detektor 14 ein Kurzschluss detektiert und die Koordinaten des Berührpunkts des Messtasters 15 an der Kante 7b des Werkstücks 7 werden in der Steuerungseinheit 13 von Fig. 1 gespeichert. Nachfolgend kann der Messtaster 15 eine gegenüberliegende Kante 7c der Bohrung anfahren und auch die Koordinaten des dortigen Berührpunktes können abgespeichert werden. Zusätzlich kann auch die in Fig. 1 gezeigte Kante 7a am Rand des Werkstücks 7 oder weitere Kanten des Werkstücks 7 bspw. in weiteren Bezugsbohrungen angetastet werden, so lange, bis die Ausrichtung des Werkstücks 7 auf dem Bearbeitungstisch 5 der Werkzeugmaschine 1 eindeutig feststeht. Nachdem die Ausrichtung des Werkstücks 7 ermittelt wurde, wird der Laserbearbeitungskopf 4 wieder zum Düsenwechsler 9 bewegt, um den Berührungssensor 11 wie oben beschrieben gegen eine Laserbearbeitungsdüse 10 auszutauschen.
Auf die oben beschriebene Weise wird somit ein automatisierter Wechsel zwischen dem Bearbeitungsmodus und dem Vermessungsmodus zum Einmessen des Werkstücks 7 und zurück ermöglicht. Weiterhin kann die Bewegung des Messtasters durch die Verwendung des in dem Laserbearbeitungskopf 4 bereitgestellten Schutz-, Hilfs- oder Schneidgases erfolgen, sodass keine zusätzliche Bewegungseinheit hierfür vorgesehen sein muss. Es versteht sich, dass der Berührungssensor auch an anderen als der hier dargestellten Werkzeugmaschine vorteilhaft eingesetzt werden kann, z.B. an so genannten Kombi-Maschinen, welche neben einer Station zur Laserbearbeitung über mindestens eine weitere Bearbeitungsstation, bspw. eine Stanzstation, verfügen.

Claims

Patentansprüche
1. Berührungssensor (11 ) mit einem Sensorkörper (12), der an einem Laserbearbeitungskopf (4) einer Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken (7), insbesondere von Blechen, befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (12) an dem Laserbearbeitungskopf (4) an Stelle einer
Laserbearbeitungsdüse (10) einsetzbar ist, und dass in dem Sensorkörper (12) ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster (15) verschiebbar geführt ist, der in einer
Verschieberichtung (Z) aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster (15) nicht über den Sensorkörper (12) übersteht, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster (15) aus dem Sensorkörper (12) hervorsteht.
2. Berührungssensor nach Anspruch 1 , bei dem der Sensorkörper (12) die äußeren Abmessungen und die Form eines Düsenkörpers einer Laserbearbeitungsdüse (10) aufweist.
3. Berührungssensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Messtaster (15) gegen die Wirkung einer Rückstellkraft, insbesondere einer Federkraft, aus der Ruheposition in die Messposition bewegbar ist.
4. Berührungssensor nach Anspruch 3, welcher eine Feder (17) aufweist, die einerseits an dem Messtaster (15) und andererseits an dem Sensorkörper (12) gelagert ist.
5. Berührungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Messtaster (15) in der Ruheposition an einem Anschlag (18) in einer Bohrung (16) des Sensorkörpers (12) anliegt.
6. Berührungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Messtaster (15) kolbenförmig ausgebildet ist und zur Bewegung aus der Ruheposition in die Messposition eine Steuerfläche (19) zur Druckbeaufschlagung aufweist.
7. Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken (7), insbesondere von Blechen, mit einem Laserbearbeitungskopf (4) und mit einem Berührungssensor (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, bei welcher der Laserbearbeitungskopf (4) einen sich an die Steuerfläche (19) des Messtasters (15) anschließenden Druckraum (20) zur Druckbeaufschlagung der Steuerfläche (19) mit einem Gas aufweist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, bei welcher der Druckraum (20) mit einem selbstentlüftenden Ventil (21) in Verbindung steht.
10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, welche einen Düsenwechsler (9) zum Austausch des Berührungssensors (11) gegen eine Laserbearbeitungsdüse (10) aufweist.
11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, welche einen Detektor (14) zum Detektieren der Berührung einer Kante (7a-7d) des Werkstücks (7) durch den Messtaster (15) und eine Steuerungseinheit (13) aufweist, die zur Speicherung der Koordinaten von Berührpunkten des Messtasters (15) an Kanten (7a-7d) des Werkstücks (7) ausgelegt ist.
12. Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante (7a-7d) eines Werkstücks (7) mit Hilfe eines Berührungssensors (11), der einen an einem Laserbearbeitungskopf (4) einer Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken (7), insbesondere von Blechen, befestigten Sensorkörper (12) aufweist, umfassend die Schritte: Bewegen eines elektrisch leitenden und elektrisch kontaktierbaren Messtasters (15), der entlang einer Verschieberichtung (Z) in dem Sensorkörper (12) verschiebbar geführt ist, aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster (15) nicht über den Sensorkörper (12) übersteht, in eine Messposition, bei welcher der Messtaster (15) aus dem Sensorkörper (12) hervorsteht, und Bewegen des Laserbearbeitungskopfs (4) in mindestens einer Raumrichtung (X, Y, Z) zum Antasten des Messtasters (15) an die Kante (7a-7d), sowie Ermitteln der Lage der Kante (7a-7d) durch Detektieren der Berührung der Kante (7a-7d) durch den Messtaster (15).
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Berührung der Kante (7a-7d) durch den Messtaster (15) über einen zwischen dem Werkstück (7) und dem Messtaster (15) auftretenden Kurzschluss detektiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem in einem vorausgehenden Schritt der Berührungssensor (11) mittels eines Düsenwechslers (9) zum Wechsel von Laserbearbeitungsdüsen (10) an dem Laserbearbeitungskopf (4) befestigt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis14, bei dem in einem vorausgehenden Schritt der Laserbearbeitungskopf (4) in der Verschieberichtung (Z) bewegt wird, bis ein vorgebbarer Abstand (H) zwischen dem Sensorkörper (12) und dem Werkstück (7) erreicht ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem beim Bewegen des Laserbearbeitungskopfs (4) die Kapazität zwischen dem Werkstück (7) und dem Messtaster (15) und/oder dem Sensorkörper (12) bestimmt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem die Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs (4) bei weniger als 10 mm/min, bevorzugt bei weniger als 5 mm/min liegt, sobald die Entfernung des Messtasters (15) von der Kante (7a-7d) weniger als 5 mm, bevorzugt weniger als 1 mm beträgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem zum Bewegen des Messtasters (15) aus der Ruheposition in die Messposition der Messtaster (15) an einer Steuerfläche (19) mit Schneid-, Schutz- oder Hilfsgas aus der Werkzeugmaschine druckbeaufschlagt wird.
PCT/EP2008/003301 2007-08-10 2008-04-24 Vorrichtungen und verfahren zum ermitteln der lage einer kante eines werkstücks WO2009021568A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008801027979A CN101778691B (zh) 2007-08-10 2008-04-24 用于检测工件棱边的位置的装置和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007037683A DE102007037683B3 (de) 2007-08-10 2007-08-10 Vorrichtungen und Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks
DE102007037683.0 2007-08-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009021568A1 true WO2009021568A1 (de) 2009-02-19

Family

ID=39734166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/003301 WO2009021568A1 (de) 2007-08-10 2008-04-24 Vorrichtungen und verfahren zum ermitteln der lage einer kante eines werkstücks

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN101778691B (de)
DE (1) DE102007037683B3 (de)
WO (1) WO2009021568A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109807467A (zh) * 2019-02-27 2019-05-28 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接设备及其焊接开关柜的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014007887B4 (de) * 2014-05-26 2015-12-10 Lessmüller Lasertechnik GmbH Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer Messvorrichtung zum Erfassen von Oberflächendaten und/oder Grenzflächen eines durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung zu bearbeitenden Werkstücks
CN105081885B (zh) * 2015-09-19 2017-09-26 吉林大学 用于测量嵌入式微小型工件切削量的精密测量方法和装置
CN105436993B (zh) * 2015-12-31 2017-10-03 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 工件感知器和感知系统
DE102016104318B3 (de) 2016-03-09 2017-04-13 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Abweichung einer räumlichen Ausrichtung einer Strahlachse einer Strahlbearbeitungsmaschine von deren räumlichen Soll-Ausrichtung und Strahlbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks
CN108480636B (zh) * 2018-05-24 2024-03-29 成都青石激光科技有限公司 一种激光增材制造校点装置
CN108747499A (zh) * 2018-07-29 2018-11-06 赫克测控技术(苏州)有限公司 自动加工一次测量回退系统和机床
EP3623747A1 (de) * 2018-09-11 2020-03-18 Renishaw PLC Werkzeugeinstellungsvorrichtung und verfahren für eine werkzeugmaschine
CN109827535A (zh) * 2019-01-11 2019-05-31 湖南山力泰机电科技有限公司 胶带形状检测系统
CN110132141B (zh) * 2019-06-13 2021-07-23 上海电气集团股份有限公司 一种硅钢片测量的定位平台及方法
CN116786630B (zh) * 2023-08-25 2023-11-14 邹城市云天矿山科技有限公司 一种钣金件冲压孔检测装置及钣金件冲压孔检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2521051A1 (fr) * 1982-02-10 1983-08-12 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif autoadaptatif de positionnement d'un organe tel qu'une torche de soudage par rapport a deux pieces formant corniere
JPH0571907A (ja) * 1991-09-13 1993-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｃｎｃ制御装置
WO2004089570A1 (de) * 2003-04-07 2004-10-21 Fronius International Gmbh Nahtverfolgungssensor für schweissroboter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757423A (en) * 1970-10-19 1973-09-11 Bendix Corp Measuring apparatus
DE4331069A1 (de) * 1993-09-13 1995-03-16 Zeiss Carl Fa Koordinatenmeßgerät mit einem Taster in Form eines Festkörperschwingers
DE10314304A1 (de) * 2003-01-31 2004-08-12 Carl Zeiss Tastkopf für ein Koordinatenmessgerät
DE102004021539A1 (de) * 2004-05-03 2005-12-08 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Vermessen von Werkstückbohrungen
CN2865974Y (zh) * 2006-01-20 2007-02-07 江苏富力数控机床有限公司 数控激光切割机切割头随动装置
JP5071907B2 (ja) * 2008-08-27 2012-11-14 山本光学株式会社 眼鏡

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2521051A1 (fr) * 1982-02-10 1983-08-12 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif autoadaptatif de positionnement d'un organe tel qu'une torche de soudage par rapport a deux pieces formant corniere
JPH0571907A (ja) * 1991-09-13 1993-03-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｃｎｃ制御装置
WO2004089570A1 (de) * 2003-04-07 2004-10-21 Fronius International Gmbh Nahtverfolgungssensor für schweissroboter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109807467A (zh) * 2019-02-27 2019-05-28 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接设备及其焊接开关柜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101778691B (zh) 2012-12-26
CN101778691A (zh) 2010-07-14
DE102007037683B3 (de) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007037683B3 (de) Vorrichtungen und Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks
DE3906254C2 (de)
DE102007063627B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Laserstrahls relativ zu einer Öffnung, sowie Laserbearbeitungsmaschine
EP3426445B1 (de) Achsenkalibrieren einer strahlbearbeitungsmaschine
DE3719167C1 (de) Numerisch gesteuerte Leiterplatten-Bearbeitungsmaschine
EP2878393B1 (de) Verfahren zum Erfassen einer Außenabmessung eines plattenförmigen Werkstücks
DE102010039525A1 (de) Verfahren zum Überprüfen der Qualität einer Werkstückbearbeitung und Werkzeugmaschine
DE102013226816A1 (de) Maschine zum trennenden Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken
DE202012012817U1 (de) Mehrachsroboter zur Laserbearbeitung von Werkstücken
DE102012212278B4 (de) Anordnung zum Erzeugen von Bohrungen oder Schweißnähten
DE102013004679A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Leiterplatten
WO2019002141A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abtastung einer werkstückoberfläche eines metallischen werkstückes
DE102017010055A1 (de) Laserstrahlschweißen von geometrischen Figuren mit OCT-Nahtführung
DE102016120603A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Zeichens in einer Werkstückoberfläche durch Ritzprägen und zur Simultan-Überwachung der Ritzprägetiefe
DE102018101407B4 (de) Werkzeugmaschine und Verfahren zur Vorbereitung einer Bearbeitung eines spanabtragenden Rotationswerkzeugs
WO2017121711A1 (de) Verfahren zur relativen positionsbestimmung eines werkstücks und eines werkzeugs in einer maschine mittels uv-licht
DE102008026592A1 (de) Mehrzweckschneidevorrichtung mit Arbeitstiefenerfassung
EP3658330B1 (de) Honwerkzeug
DE102007018537A1 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes mit einem Laserstrahl
DE102007047298B3 (de) Verfahren zur Fokuslagenbestimmung und Laserbearbeitungsdüse
DE19914462A1 (de) Stanzer und Kopf für diesen
DE102015108643B4 (de) Verfahren und Messvorrichtung zum Überprüfen einer Zylinderbohrung
EP0315575A1 (de) Verfahren und Messvorrichtung zur Durchmesserermittlung von Walzen
EP1541282B1 (de) Verfahren zum Vermessen der Position eines Werkstücks
DE4301486C1 (de) Vorrichtung zur automatischen Kompensation von Ungenauigkeiten an Schleifmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880102797.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08749100

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08749100

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1