WO2009071245A1 - Laser machining tool with segmented beam guide tube - Google Patents

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WO2009071245A1
WO2009071245A1 PCT/EP2008/010109 EP2008010109W WO2009071245A1 WO 2009071245 A1 WO2009071245 A1 WO 2009071245A1 EP 2008010109 W EP2008010109 W EP 2008010109W WO 2009071245 A1 WO2009071245 A1 WO 2009071245A1
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WO
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segment
tube
tube segment
laser processing
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/010109
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Häcker
Marcus Busch
Martin Petera
Peter Epperlein
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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Publication date
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/0235Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal
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    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18Sheet panels

Definitions

  • the invention relates to a laser processing machine for processing in particular plate-like workpieces, preferably of sheets, with a laser beam source, with a laser processing head and with a provided between the laser beam source and the laser processing head laser beam guide comprising a beam guide tube with a plurality of successive between the laser beam source and the laser processing head tube segments one of which is disposed toward the laser beam source (tube side pipe segment) and another toward the laser processing head (machining head side pipe segment), wherein adjacent pipe segments are spaced around one another
  • Pivot axis are pivotable
  • tube-side pipe segment is pivotable about a beam-source-side pivot axis on the side remote from a pipe segment adjacent to it
  • machining head-side pipe segment is pivotable about a machining head-side pivot axis on the side remote from a pipe segment adjacent to it
  • the said pivot axes of the tube segments extend in the transverse direction of a plane of movement along which the laser processing head is movable relative to a workpiece, taking along the machining head side pivot axis of the machining head side pipe segment and associated mutual pivoting of pipe segments of the beam guide pipe.
  • the prior art relates to a laser cutting machine for processing flat material.
  • Workpieces to be machined are stored on a horizontal workpiece support.
  • a laser cutting head can be moved on a cutting bridge which engages over the workpiece support along a first horizontal movement axis.
  • the cutting bridge in turn is moved jointly with the guided laser cutting head along a second horizontal axis of movement.
  • the two axes of motion span a horizontal plane of movement of the laser cutting head which extends parallel to the surface of the sheet to be processed.
  • the laser beam ultimately used for workpiece machining is generated by a laser beam source and, starting from this, passes over a laser beam guide to the laser cutting head.
  • Part of the laser beam guide is a foldable beam guide tube comprising two tube segments.
  • a jet-source-side tube segment of the foldable beam-guiding tube is connected to its longitudinal axis to the laser beam source. end pivotally mounted on a column, which in turn is mounted stationary near the workpiece support of the prior art machine. With the opposite longitudinal end of the jet-source-side pipe segment is articulated to the adjacent him the longitudinal end of a cutting head side Rohrseg- mentes of the beam guide tube.
  • the cutting head-side pipe segment is finally connected at its remote from the jet-source-side pipe segment longitudinal end hingedly connected to the laser cutting head.
  • the swivel axes formed at the articulation points of the beam guiding tube or the tube segments of the beam guiding tube run rectified in the vertical direction and thus perpendicular to the plane of movement of the laser cutting head.
  • the laser cutting head When traveling in its plane of motion, the laser cutting head takes with it the intended pivot point of the cutting head side beam guide tube. As a result, the cutting head side tube segment and the jet source side tube segment perform pivotal movements relative to each other. In order for the laser cutting head to cover the entire working area of the machine and also be able to approach the machining point which is maximally spaced from the beam source-side articulation point of the beam guiding tube, the beam guiding tube must as a whole have a corresponding length.
  • the laser processing machine according to claim 1.
  • three pipe segments are provided between the beam-source-side pivot axis of the beam guidance tube and the machining head-side pivot axis of the beam guidance tube.
  • the total length of the foldable jet tube due to the size of the working area of the machine is distributed over three relatively small partial lengths. Due to the relatively small length of the individual pipe segments reduce the dynamic loads, which are subject to the articulation points of the pipe segments during movements of the laser processing head and associated Schwenkbewegun- conditions of the pipe segments.
  • the circumstance has the effect that the pivot angle changes associated with the movements of the laser processing head on the beam guide tube due to the tripartite division of the beam guide tube to two joints and thus spread over two angles. All in all, there are dynamic conditions that allow it due to their controllability, the basic advantages of rigid-walled beam guiding tubes (constant Strahlwegrat, compared to bellows increased tightness) to use at the same time unrestricted reliability of the overall arrangement.
  • the segmentation of the beam guidance tube according to the invention is also advantageous insofar as it leads to a minimization of the installation space required for the beam guidance tube. Due to the division of the beam guide tube in three pipe sections results in only a slight projection of the individual pipe segments.
  • the device according to the invention is provided for the swivel angle control. By introducing a constraint condition as it were, this device prevents undefined operating states of the beam-guiding tube from impairing the functional reliability of the laser processing machine.
  • Piston-cylinder units offer in particular the possibility of damping any impulsive loads occurring when the swing angle limitation responds.
  • a synchronous swivel angle control is preferred.
  • Such a synchronous swivel angle control i5 distinguishes the type of invention according to claim 7. Due to the simultaneous control of both swivel angle every single swivel angle is to be changed only to a relatively small extent. As a result, the dynamic load occurring at each individual articulation point of the pipe segments is kept low.
  • the individual controls can be done in different ways. Conceivable, for example, a mechanical or an electronic, caused by the machine control coupling.
  • a standardization of the dynamic load at the articulation points 25 of the pipe segments is obtained when the pivot angle between the jet-side pipe segment and the middle pipe segment and the pivot angle between the machining head side pipe segment and the middle pipe segment are uniformly controlled (claim 8).
  • both pivot angles change to the same extent.
  • the occurring total dynamic load can therefore be distributed in equal parts to the articulation points of the pipe segments.
  • the entire system is claimed uniformly.
  • a control unit for controlling the swivel angle between the jet-source-side tube segment and the middle tube segment and a control unit for controlling the swivel angle between the processing head side tube segment and the middle tube segment are provided according to the invention.
  • a synchronization device provides for the coupling of the two control units in the sense of a synchronous control of both swivel angle (claim 9). The synchronization device can simultaneously serve to even out the control of both swivel angles.
  • controls are provided in an advantageous embodiment of the invention between adjacent pipe segments, which are articulated via a respective articulation point with each of the two pipe segments.
  • the middle pipe segment associated with articulation points of the controls are movable relative to this pipe segment.
  • said controls are designed as control rods (claim 11).
  • controls whose lengths between the respective mutual articulation points are changed coordinated. If the articulation points of the variable-length control elements are stationary with respect to the respective associated tube segment, the control elements can, with appropriate positioning of their articulation points, always be arranged within the pivoting angle enclosed by the adjacent tube segments. An advancement of the controls on the outside of the beam guide tube, d. H. at the opposite side of the controlled pivoting angles, is thus avoided regardless of the respective existing pivoting angles.
  • piston-cylinder units are provided as variable-length controls according to claim.
  • a pressure medium supply for the piston-cylinder units by means of which the two piston-cylinder units can be simultaneously lengthened or shortened or shortened. If a compressible medium, in particular a gas, is used as the pressure medium, then the piston-cylinder units can additionally assume a damping function. This damping function can in particular to ensure vibration-free relative pivoting movements of the pipe segments of the beam guide tube can be used.
  • Essential to the invention is in particular the described arrangement for guiding a laser beam on a laser processing machine.
  • This arrangement comprises a trained according to one of the claims 1 to 15 beam guide tube and a trained according to one of these claims device for the swivel angle control on the beam guide tube.
  • Fig. 1 a laser processing machine with a foldable
  • FIGS. 2, 3, 4 a partial view of the arrangement according to FIG. 1 in the case of different operating states of the foldable beam guiding tube,
  • Fig. 5 a foldable beam guide tube for use on the
  • FIG. 6 is a schematic diagram for illustrating the operation of the device for the swivel angle control according to FIG. 5;
  • FIGS. 7, 8 partial representations of the laser processing machine according to FIG.
  • FIG. 9 shows the laser processing machine according to FIG. 1 with a device of the third design for swivel angle control provided for the beam guidance tube
  • FIG. 10 shows the laser processing machine according to FIG. 1 with a device of the fourth design for swivel angle control provided for the beam guidance tube.
  • a laser processing machine 1 which in the example illustrated is intended for processing, in particular the cutting of metal sheets, comprises a stationary workpiece support 2 on which workpieces to be processed are to be stored.
  • a stationary workpiece support 2 On both sides of the horizon len workpiece support 2 extend longitudinal guides 3, 4 of the laser processing machine 1, on which a workpiece support 2 spanning bridge 5 moves along a movement axis Y.
  • the bridge 5 is driven by a motor drive of conventional construction.
  • the bridge 5 has a perpendicular to the longitudinal guides 3, 4 extending transverse guide 6, on which a laser processing head 7 is moved by a motor driven along an axis X. Together with the Y-axis, the X-axis spans a plane of movement of the laser processing head 7 extending parallel to the surface of the workpiece support 2.
  • the laser beam used as a processing tool is directed onto the respective workpiece to be machined.
  • the laser processing head 7 can be delivered perpendicular to its plane of movement.
  • a foldable beam guide tube 8 which is mounted with its remote from the laser processing head 7 end to a stationary column 9.
  • the stationary column 9 is connected via a rigid beam guide tube 10 with a laser beam source 11 of conventional design and arranged centrally on the longitudinal side of the workpiece support 2.
  • the rigid beam-guiding tube 10 like the foldable beam-guiding tube 8, forms part of a laser-beam guide 12, by means of which the laser beam ultimately used for workpiece machining is guided between the laser-beam source 11 and the laser-machining head 7.
  • optical elements of the laser beam guide 12th for beam shaping and guiding, in particular for deflecting the laser beam generated by the laser beam source 11.
  • the foldable beam guidance tube 8 consists of a total of three rigid-walled tube segments, in detail of a jet-source-side tube segment 13, a middle tube segment 14 and a processing head side tube segment 15. All tube segments 13, 14, 15 are made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Supply and control lines are integrated in separate channels in the tube segments 13, 14, 15.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the jet-source-side tube segment 13 is connected at its ends lying to the laser beam source 11 via a pivot point 16 to the stationary column 9.
  • the jet-source-side tube segment 13 is pivotally mounted about a pivot axis 17.
  • the jet-source-side tube segment 13 is connected via an articulation point 18 with the central tube segment 14.
  • a pivot axis 19 is formed around which the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 are pivotable relative to each other.
  • the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 enclose a swivel angle in the form of an internal angle ⁇ .
  • the middle tube segment 14 is connected via an articulation point 20 to the processing head-side tube segment 15.
  • the middle tube segment 14 and the processing head side tube segment 15 can pivot about a pivot axis 21 relative to each other.
  • the middle pipe segment 14 and the machining head side pipe segment 15 close as a pivot angle an internal angle ß.
  • a pivot connection between the machining head-side tube segment 15 and the laser processing head 7 is produced at an articulation point 22.
  • the processing head side tube segment 15 is pivotally mounted about a pivot axis 23.
  • the pivot axes 17, 19, 21 and the pivot axis 23 extends in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head 7th
  • a device 24 for pivoting angle control is provided for the foldable beam guiding tube 8.
  • the device 24 for swivel angle control ensures that the beam-guiding tube 8 is statically determined despite the degrees of freedom that exist due to its segmentation.
  • the segmentation of the beam guiding tube 8 in turn causes the dynamic loads occurring during movements of the laser machining head 7 at the articulation points 16, 18, 20, 22 to remain relatively low.
  • the values of the swiveling angles ⁇ , ⁇ between the central tube segment 14 and the jet-source-side tube segment 13 or the machining head-side tube segment 15 are as large as possible for each position of the laser processing head 7.
  • the division of the beam-guiding tube 8 into the three tube segments 13, 14, 15 additionally results in only a relatively small projection of the beam-guiding tube 8 between the pivot-side articulation point 16 and the coupling point 22 on the machining head.
  • the device 24 for swivel angle control comprises a control unit 25 for controlling the swivel angle ⁇ between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14, a control unit 26 for controlling the swivel angle ⁇ between the processing head-side tube segment 15 and the middle tube segment 14 and a synchronization device in the form a middle guide 27.
  • control unit 25 An essential part of the control unit 25 is designed as a control rod control element 28 with a pivot point 29 on the jet-source-side tube segment 13 and a middle pipe segment 14 associated pivot point pivot axes 31, 32 at the Anlenk- points 29, 30 extend in the transverse direction of the plane of movement Laser processing head 7.
  • the control unit 26 comprises a control element 33 designed as a control rod with an articulation point 34 on the machining head-side tube segment 15 and with an articulation point 35 assigned to the middle tube segment 14.
  • the articulation point 34 the control element 33 is stationary relative to the machining head side tube segment 15.
  • the articulation point 35 of the control element 33 can move along the center guide 27. Swivel axes at the articulation points 34, 35 are assigned the reference numerals 36, 37.
  • the center guide 27 is mounted centrally on the central tube segment 14 and comprises a recognizable in the illustrations guide rail 38 and a longitudinally along the guide rail 38 movable and hidden in the representations by the guide rail 38 slider. At this lo slider both the pivot point 30 of the control element 28 and the pivot point 35 of the control element 38 is provided.
  • the structural conditions in particular the length of the pipe segments 13, 14, 15, the positions of the articulation points 16, 18, 20, 22 of the pipe segments 13, 14, 15, the length of the control elements 28, 33, the positions of the articulation points 29 , 30, 34, 35 of the control elements 28, 33 and the position and orientation of the center guide 27 are selected such that the pivot angle ⁇ between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and the pivot angle ß between
  • the beam guide tube 8 is in its maximum folded state. Also in this situation, the beam guide tube 8 has a relatively small footprint. The accessibility of the workpiece support 2 is only slightly limited by the beam guide tube 8.
  • FIG. 3 the machining head-side articulation point 22 (and therefore also the laser processing head 7, not shown) is located at the lower right corner of the working range of the laser processing head 7. Accordingly, FIG. 4 shows the ratios that result when the laser machining head 7 is the lower left corner approached his work area.
  • FIG. 5 shows a beam guiding arrangement, in detail the foldable beam guiding tube 8 with a device 39 for swivel angle control. tion.
  • the device 39 for swivel angle control comprises control units 40, 41 with variable-length control elements 42, 43 in the form of piston-cylinder units.
  • the control element 42 has an articulation point 44 assigned to the jet-source-side tube segment 13 and an articulation point 45 assigned to the middle tube segment 14.
  • the control element 43 is correspondingly connected via an articulation point 46 to the treatment-head-side tube segment 15 and via an articulation point 47 to the middle tube segment 14 connected.
  • the articulation points 44, 46 of the control elements 42, 43 are not located directly on the pipe segments 13, 15 but rather on vertical pipe sections 48, 49 with the column 9 to the end of the jet-side pipe segment 13 or with the to the Laser machining head 7 connected towards the end of the processing head side tube segment 15 and thereby coaxially with the beam source side pivot axis 17 of the jet-source-side tube segment 13 and coaxial with the processing head side pivot axis 23 of the processing head side tube segment 15 are arranged.
  • the articulation points 45, 47 of the control elements 42, 43 are provided on a common bearing block 50, which in turn is fixedly connected to the middle tube segment 14.
  • FIG. 5 Also visible in FIG. 5 are vertical pipe sections 51, 52, via which the jet-source-side pipe segment 13 and the middle pipe segment 14 or the machining head-side pipe segment 15 and the middle pipe segment 14 are pivotally connected to one another about the pivot axes 19, 21.
  • a running in the interior of the beam guide tube 8, not shown in the figures laser beam is at the connections between the vertical pipe sections 48, 49, 51, 52 and the jet-source-side tube segment 13, the middle tube segment 14 and the processing head side tube segment 15 in the usual Way deflected by means of deflecting mirrors.
  • Struts 54, 55 provide support for the beam guide tube 8 in the direction of gravity.
  • the module character of the arrangement shown can be clearly seen in FIG.
  • the beam guiding tube 8 and the device 39 for swivel angle control (as well as the device 24 for swivel angle control shown in FIGS. 1 to 4) are parts of an independent subassembly of the laser processing machine 1.
  • control elements 42, 43 are pneumatic piston-cylinder units with cylinders 56, 57, pistons 58, 59 and piston rods 60, 61.
  • pistons 58, 59 On their side opposite the piston rods 60, 61 are the pistons 58, 59 with rods 62, 63 provided for volume compensation.
  • Cylinder chambers 64, 65 on the control 42 are connected to cylinder controls 66, 67 on the control 43. This connection is made via pneumatic lines 68, 69.
  • Connecting tubes 70, 71 are mounted on the cylinders 56, 57 and receive in their interior the portions of the rods 62, 63 protruding from the cylinders 56, 57.
  • the control element 42 is mounted via the piston rod 60 at the articulation point 44.
  • the cylinder 56 of the control element 42 is articulated via the connecting tube 70 at the articulation point 45 with the central tube segment 14. Accordingly, the piston rod 61 of the control element 43 at the articulation point 46 and the cylinder 57 of the control element 43 via the connecting tube 71 at the articulation point 47 at. If the laser machining head 7 mounted at the lower end of the vertical pipe section 49 is moved by a motor, starting from the ratios according to FIG. 5, ie at initially maximally folded beam guiding pipe 8, then it assumes the articulation point 46 during its movement
  • FIGS. 7 and 8 show the beam guiding tube 8 with the device 39 for swivel angle control in conjunction with the other components of the laser processing machine 1.
  • the building unit consists of the beam guiding tube 8 and the device 39 for swivel angle control in the operating state according to FIG
  • the beam guiding tube 8 is folded to the maximum.
  • FIG. 8 shows the laser processing head 7 (not shown in detail) at the lower left-hand corner of its working area or the workpiece support 2.
  • the piston rods 60, 61 which extend far from the interior of the cylinder, can be clearly seen. Linder 56, 57 are extended.
  • the pivoting angles ⁇ , ⁇ between the jet-source-side pipe segment 13 and the middle pipe segment 14 or between the machining head-side pipe segment 15 and the middle pipe segment 14 are consistent with each position of the laser machining head 7.
  • the changes in the pivoting angles ⁇ , ⁇ associated with the movements of the laser processing head 7 in the plane of its movement take place synchronously and uniformly.
  • Figures 9 and 10 show the beam guide tube 8 with devices o which control the pivoting angle ⁇ , ß between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and between the processing head side tube segment 15 and the central tube segment 14 by pivoting angle limitation and decoupled from each other. 5
  • a device 72 for swivel angle control which comprises two control units 73, 74 operating as swivel angle limiters.
  • a designed as a rigid limiter rod limiter 75 of the control unit 73 is connected on the one hand at a pivot point 76o with the jet-source-side tube segment 13 and on the other hand has a middle pipe segment 14 associated pivot point 77.
  • the Anienkstelle 76 of the limiter 75 is relative to the jet-source-side tube segment 13 iststs ver changeable. Deviating from this, the articulation point 77 of the limiter element 75 can shift relative to the central tube segment 14 along a longitudinal guide 78 over a limited path length.
  • a rod-like limiter element 79 of the control unit 74 has an articulation point 80 on the machining head-side tube segment 15o and an articulation point 81 assigned to the middle tube segment 14 on.
  • the articulation point 81 of the limiter element 79 is movable along a longitudinal guide 82 over a limited path length relative to the central tube segment 14.
  • pivot axes 83, 84,85, 86 are formed.
  • the pivoting angles ⁇ , ⁇ on the beam guide tube 8 are decoupled from each other. Conceivable are simultaneous but also temporally successive angle changes.
  • the size of the swivel angle ⁇ , ß is limited at the top.
  • the respective maximum angle is defined by the fact that, in the case of relative pivotal movements of the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 or of the processing head-side tube segment 15 and of the middle tube segment 14, the articulation points 77, 81 come to rest on the longitudinal guides for this purpose 78, 82 are provided.
  • ß devices are provided which attenuate the emergence of the articulation points 77, 81 on the associated stops of the longitudinal guides 78, 82.
  • a device 87 for swivel angle control comprises swivel angle limiters or control units 88, 89 with length-adjustable limiter elements 90, 91.
  • Both limiter elements 90, 91 are designed as a piston-cylinder unit.
  • the limiter element 90 has a pivot point 95 on a piston rod 92 and a pivot point 93 on a cylinder 94.
  • the articulation point 93 is stationary relative to the jet-source-side tube segment 13; the articulation point 95 is stationary relative to the central tube segment 14.
  • the limiter element 91 of the control unit 89 has a piston rod 96 with an articulation point 99 on the middle tube segment 14 and a cylinder 98 with an articulation point 97 on the processing-tube-side tube segment 15.
  • pivot axes 100, 101, 102, 103 are formed, all of which extend in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head 7.
  • Inside the cylinders 94, 98 are attached to the piston rods 92, 96 not shown in detail pistons.
  • the cylinders 94, 98 and the respective piston are displaceable relative to one another over a limited path length.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

A laser machining tool (1) comprises a laser beam guide (12) arranged between a laser beam source (11) and a laser machine head (7) and having a foldable beam guide tube (8). The beam guide tube (8) comprises three tube segments (13, 14, 15), which can be pivoted about pivot axes (17, 19, 21, 23) relative to each other, said axes running in the transversal direction of a movement plane of the laser machining head (7). In order to avoid undefined, particularly irregular operating states of the beam guide tube (8), a device (24) is provided with which the pivoting angle (α) between the tube segment (13) on the beam source side and the middle tube segment (14) and/or the pivoting angle (ß) between the tube segment (15) on the machining head side and the middle tube segment (14) can be controlled regarding the size thereof.

Description

Laserbearbeitunqsmaschine mit segmentiertem Strahlführunαsrohr Laser processing machine with segmented beam guide tube
Die Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von insbesondere plattenartigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, mit einer Laserstrahlquelle, mit einem Laserbearbeitungskopf sowie mit einer zwischen der Laserstrahlquelle und dem Laserbearbeitungskopf vorgesehenen Laserstrahlführung, die ein Strahlführungsrohr mit mehreren zwischen der Laserstrahlquelle und dem Laserbearbeitungskopf aufeinander folgenden Rohrsegmenten umfasst, von denen eines zu der Laserstrahlquelle hin (strahlquellenseitiges Rohrsegment) und ein anderes zu dem Laserbearbeitungskopf hin (bearbeitungskopfseitiges Rohrsegment) angeordnet ist, • wobei einander benachbarte Rohrsegmente relativ zueinander um eineThe invention relates to a laser processing machine for processing in particular plate-like workpieces, preferably of sheets, with a laser beam source, with a laser processing head and with a provided between the laser beam source and the laser processing head laser beam guide comprising a beam guide tube with a plurality of successive between the laser beam source and the laser processing head tube segments one of which is disposed toward the laser beam source (tube side pipe segment) and another toward the laser processing head (machining head side pipe segment), wherein adjacent pipe segments are spaced around one another
Schwenkachse schwenkbar sind,Pivot axis are pivotable,
• wobei das strahlquellenseitige Rohrsegment an der von einem ihm benachbarten Rohrsegment abliegenden Seite um eine strahlquellenseitige Schwenkachse schwenkbar ist, • wobei das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment an der von einem ihm benachbarten Rohrsegment abliegenden Seite um eine bearbeitungskopfseitige Schwenkachse schwenkbar ist undWherein the tube-side pipe segment is pivotable about a beam-source-side pivot axis on the side remote from a pipe segment adjacent to it, Wherein the machining head-side pipe segment is pivotable about a machining head-side pivot axis on the side remote from a pipe segment adjacent to it, and
• wobei die genannten Schwenkachsen der Rohrsegmente gleichgerich- tet in Querrichtung einer Bewegungsebene verlaufen, entlang welcher der Laserbearbeitungskopf unter Mitnahme der bearbeitungskopfseiti- gen Schwenkachse des bearbeitungskopfseitigen Rohrsegmentes und unter damit verbundenem gegenseitigen Verschwenken von Rohrsegmenten des Strahlführungsrohres relativ zu einem Werkstück beweg- bar ist.Wherein the said pivot axes of the tube segments extend in the transverse direction of a plane of movement along which the laser processing head is movable relative to a workpiece, taking along the machining head side pivot axis of the machining head side pipe segment and associated mutual pivoting of pipe segments of the beam guide pipe.
Eine derartige Maschine ist bekannt aus EP 0 548 006 A2.Such a machine is known from EP 0 548 006 A2.
Der Stand der Technik betrifft eine Laserschneidmaschine zum Bearbeiten von Flachmaterial. Zu bearbeitende Werkstücke werden auf einer horizontalen Werkstückauflage gelagert. Ein Laserschneidkopf ist an einer die Werkstückauflage übergreifenden Schneidbrücke längs einer ersten horizontalen Bewegungsachse verfahrbar. Die Schneidbrücke ihrerseits wird gemeinschaftlich mit dem daran geführten Laserschneidkopf entlang einer zweiten horizontalen Bewegungsachse bewegt. Die beiden Bewegungsachsen spannen eine horizontale Bewegungsebene des Laserschneidkopfes auf, die sich parallel zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Flachmaterials erstreckt.The prior art relates to a laser cutting machine for processing flat material. Workpieces to be machined are stored on a horizontal workpiece support. A laser cutting head can be moved on a cutting bridge which engages over the workpiece support along a first horizontal movement axis. The cutting bridge in turn is moved jointly with the guided laser cutting head along a second horizontal axis of movement. The two axes of motion span a horizontal plane of movement of the laser cutting head which extends parallel to the surface of the sheet to be processed.
Der letztlich für die Werkstückbearbeitung eingesetzte Laserstrahl wird von einer Laserstrahlquelle erzeugt und gelangt ausgehend von dieser ü- ber eine Laserstrahlführung zu dem Laserschneidkopf. Teil der Laserstrahlführung ist ein faltbares Strahlführungsrohr, das zwei Rohrsegmente umfasst. Ein strahlquellenseitiges Rohrsegment des faltbaren Strahlfüh- rungsrohres ist mit seinem zu der Laserstrahlquelle hin gelegenen Längs- ende schwenkbar an einer Säule gelagert, die ihrerseits nahe der Werkstückauflage der vorbekannten Maschine stationär montiert ist. Mit dem gegenüberliegenden Längsende ist das strahlquellenseitige Rohrsegment an das ihm benachbarte Längsende eines schneidkopfseitigen Rohrseg- mentes des Strahlführungsrohres angelenkt. Das schneidkopfseitige Rohrsegment ist schließlich an seinem von dem strahlquellenseitigen Rohrsegment abliegenden Längsende gelenkig mit dem Laserschneidkopf verbunden. Die an den Anlenkstellen des Strahlführungsrohres bzw. der Rohrsegmente des Strahlführungsrohres ausgebildeten Schwenkachsen verlau- fen gleichgerichtet in vertikaler Richtung und damit senkrecht zu der Bewegungsebene des Laserschneidkopfes.The laser beam ultimately used for workpiece machining is generated by a laser beam source and, starting from this, passes over a laser beam guide to the laser cutting head. Part of the laser beam guide is a foldable beam guide tube comprising two tube segments. A jet-source-side tube segment of the foldable beam-guiding tube is connected to its longitudinal axis to the laser beam source. end pivotally mounted on a column, which in turn is mounted stationary near the workpiece support of the prior art machine. With the opposite longitudinal end of the jet-source-side pipe segment is articulated to the adjacent him the longitudinal end of a cutting head side Rohrseg- mentes of the beam guide tube. The cutting head-side pipe segment is finally connected at its remote from the jet-source-side pipe segment longitudinal end hingedly connected to the laser cutting head. The swivel axes formed at the articulation points of the beam guiding tube or the tube segments of the beam guiding tube run rectified in the vertical direction and thus perpendicular to the plane of movement of the laser cutting head.
Bei Verfahrbewegungen in seiner Bewegungsebene nimmt der Laserschneidkopf die an ihm vorgesehene Anlenkstelle des schneidkopfseitigen Strahlführungsrohres mit. Infolgedessen führen das schneidkopfseitige Rohrsegment und das strahlquellenseitige Rohrsegment relativ zueinander Schwenkbewegungen aus. Damit der Laserschneidkopf den gesamten Arbeitsbereich der Maschine überstreichen und auch die von der strahlquellenseitigen Anlenkstelle des Strahlführungsrohres maximal beabstandete Bearbeitungsstelle anfahren kann, muss das Strahlführungsrohr insgesamt eine entsprechende Länge aufweisen.When traveling in its plane of motion, the laser cutting head takes with it the intended pivot point of the cutting head side beam guide tube. As a result, the cutting head side tube segment and the jet source side tube segment perform pivotal movements relative to each other. In order for the laser cutting head to cover the entire working area of the machine and also be able to approach the machining point which is maximally spaced from the beam source-side articulation point of the beam guiding tube, the beam guiding tube must as a whole have a corresponding length.
Eine Laserbearbeitungsmaschine mit gegenüber dem Stand der Technik erhöhter Funktionssicherheit bereitzustellen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To provide a laser processing machine with respect to the prior art increased reliability, is an object of the present invention.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Laserbearbeitungsmaschine gemäß Patentanspruch 1. Im Falle der Erfindung sind zwischen der strahlquellenseitigen Schwenkachse des Strahlführungsrohres und der bearbeitungskopfseitigen Schwenkachse des Strahlführungsrohres drei Rohrsegmente vorgesehen. Demzufolge verteilt sich die durch die Größe des Arbeitsbereiches der Ma- schine bedingte Gesamtlänge des faltbaren Strahlführungsrohres auf drei verhältnismäßig kleine Teillängen. Aufgrund der verhältnismäßig kleinen Länge der einzelnen Rohrsegmente reduzieren sich die dynamischen Belastungen, welchen die Anlenkstellen der Rohrsegmente bei Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes und damit verbundenen Schwenkbewegun- gen der Rohrsegmente unterworfen sind. Entsprechend wirkt sich der Umstand aus, dass sich die mit den Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes verbundenen Schwenkwinkeländerungen an dem Strahlführungsrohr infolge der Dreiteilung des Strahlführungsrohres auf zwei Gelenke und damit auf zwei Winkel verteilen. Alles in allem ergeben sich dynamische Verhältnisse, die es aufgrund ihrer Beherrschbarkeit zulassen, die grundlegenden Vorteile starrwandiger Strahlführungsrohre (konstante Strahlweglänge, gegenüber Faltenbälgen erhöhte Dichtheit) bei gleichzeitig uneingeschränkter Funktionssicherheit der Gesamtanordnung zu nutzen.This object is achieved according to the invention by the laser processing machine according to claim 1. In the case of the invention, three pipe segments are provided between the beam-source-side pivot axis of the beam guidance tube and the machining head-side pivot axis of the beam guidance tube. As a result, the total length of the foldable jet tube due to the size of the working area of the machine is distributed over three relatively small partial lengths. Due to the relatively small length of the individual pipe segments reduce the dynamic loads, which are subject to the articulation points of the pipe segments during movements of the laser processing head and associated Schwenkbewegun- conditions of the pipe segments. Accordingly, the circumstance has the effect that the pivot angle changes associated with the movements of the laser processing head on the beam guide tube due to the tripartite division of the beam guide tube to two joints and thus spread over two angles. All in all, there are dynamic conditions that allow it due to their controllability, the basic advantages of rigid-walled beam guiding tubes (constant Strahlweglänge, compared to bellows increased tightness) to use at the same time unrestricted reliability of the overall arrangement.
Mit der Reduzierung der dynamischen Belastung verbunden ist eine Entlastung der Anlenkstellen der Rohrsegmente selbst, was sich beispielsweise in einer Verminderung des an den Gelenkverbindungen der Rohrsegmente auftretenden Verschleißes äußert. Darüber hinaus werden ansonsten zu befürchtende Schwingungen an dem Strahlführungsrohr weitestge- hend vermieden. Derartige Schwingungen wären nicht nur mit einer unerwünschten mechanischen Beanspruchung des Gesamtsystems verbunden sondern beeinträchtigten außerdem die Genauigkeit der Laserstrahlführung im Innern des Strahlführungsrohres und auch die Funktionssicherheit der Laserbearbeitung. Schwingungen des Strahlführungsrohres bzw. der Rohrsegmente würden auf die im Rohrinnern montierten opti- sehen Elemente zur Strahlführung, beispielsweise auf dort angeordnete Umlenkspiegel, übertragen. Ungenauigkeiten der Strahlführung verursachten letztlich Abweichungen der Achslage des von dem Laserbearbeitungskopf auf ein zu bearbeitendes Werkstück gerichteten Laserstrahls von der Solllage und damit Ungenauigkeiten der Werkstückbearbeitung. Insbesondere könnten Schwingungen des Strahlführungsrohres zur Folge haben, dass sich der von dem Laserbearbeitungskopf ausgehende Laserbearbeitungsstrahl mit seitlichen Ausschlägen entlang der von ihm zu beschreibenden Bahn über das betreffende Werkstück bewegt. Im Falle schnei- dender Werkstückbearbeitung ergäben sich damit anstelle gerader Schnittkanten unerwünschte wellenförmige Kantenverläufe.Associated with the reduction of the dynamic load is a relief of the articulation points of the pipe segments themselves, which manifests itself for example in a reduction of the occurring at the joints of the pipe segments wear. In addition, otherwise to be feared vibrations to the beam guide tube are largely avoided. Such vibrations would not only be associated with an undesirable mechanical stress on the overall system but also impaired the accuracy of the laser beam guide inside the beam guide tube and the reliability of the laser processing. Vibrations of the jet guide tube or of the tube segments would affect the optimally mounted tube inside. see elements for beam guidance, for example, there arranged deflection mirror transmitted. Inaccuracies in the beam guidance ultimately caused deviations of the axial position of the laser processing head directed onto a workpiece to be machined laser beam from the desired position and thus inaccuracies in the workpiece machining. In particular, vibrations of the beam-guiding tube could result in the laser processing beam emanating from the laser processing head moving with lateral deflections along the path to be described by it over the relevant workpiece. In the case of cutting-edge workpiece machining, this would result in unwanted wavy edge courses instead of straight edges.
Von Vorteil ist die erfindungsgemäße Segmentierung des Strahlführungsrohres auch insofern, als sie zu einer Minimierung des für das Strahlfüh- rungsrohr benötigten Einbauraumes führt. Aufgrund der Teilung des Strahlführungsrohres in drei Rohrabschnitte ergibt sich eine lediglich geringe Auskragung der einzelnen Rohrsegmente.The segmentation of the beam guidance tube according to the invention is also advantageous insofar as it leads to a minimization of the installation space required for the beam guidance tube. Due to the division of the beam guide tube in three pipe sections results in only a slight projection of the individual pipe segments.
Verglichen mit den bekannten Strahlführungsrohren mit zwei Rohrseg- menten ist im Falle der erfindungsgemäßen Lösung die Anzahl der Freiheitsgrade des Gesamtsystems erhöht. Damit dennoch ein statisch bestimmtes Gesamtsystem bereitgestellt werden kann, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schwenkwinkelsteuerung vorgesehen. Indem diese Vorrichtung quasi eine Zwangsbedingung einführt, verhindert sie unde- finierte und die Funktionssicherheit der Laserbearbeitungsmaschine unter Umständen beeinträchtigende Betriebszustände des Strahlführungsrohrs.Compared with the known beam guide tubes with two tube segments, the number of degrees of freedom of the overall system is increased in the case of the solution according to the invention. So that a statically determined overall system can nevertheless be provided, the device according to the invention is provided for the swivel angle control. By introducing a constraint condition as it were, this device prevents undefined operating states of the beam-guiding tube from impairing the functional reliability of the laser processing machine.
Erfindungsgemäß denkbar ist die Steuerung eines der Schwenkwinkel aber auch die Steuerung beider Schwenkwinkel. Werden beide Schwenkwinkel gesteuert, so können die beiden Einzelsteuerungen voneinander entkoppelt oder miteinander gekoppelt sein.According to the invention, it is conceivable to control one of the swivel angles, but also to control both swivel angles. Will both swivel angle controlled, so the two individual controls can be decoupled or coupled with each other.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung gemäß den Patentansprüchen 5 1 und 16 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 15.Particular embodiments of the invention according to the claims 5 1 and 16 emerge from the dependent claims 2 to 15.
Im Falle der Erfindungsbauart nach Patentanspruch 2 werden Undefinierte bzw. irreguläre Betriebszustände des segmentierten Strahlführungsrohres auf einfache Art und Weise durch größenmäßige Begrenzung des lo Schwenkwinkels zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment und/oder durch größenmäßige Begrenzung des Schwenkwinkels zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment vermieden. Insbesondere verhindert die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schwenkwinkelbegrenzung, dass Rohr- i5 segmente des Strahlführungsrohres eine Strecklage einnehmen, bei welcher ein Falten des Strahlführungsrohres unter der Wirkung der von dem Laserbearbeitungskopf ausgeführten Bewegungen behindert würde oder gar gänzlich unmöglich wäre.In the case of Erfindungsbauart according to claim 2 undefined or irregular operating conditions of the segmented beam guide tube in a simple manner by limiting the lo swivel angle between the jet-side tube segment and the middle tube segment and / or by limiting the size of the pivot angle between the processing head side tube segment and the middle Tube segment avoided. In particular, the device according to the invention for limiting the pivoting angle prevents tube beam segments from assuming a stretched position in which folding of the beam guiding tube would be hindered or even completely impossible under the effect of the movements carried out by the laser processing head.
20 Erfindungsgemäß bevorzugte Möglichkeiten zur Gestaltung der Vorrichtung zur Schwenkwinkelsteuerung durch Schwenkwinkelbegrenzung sind den Patentansprüchen 3 bis 6 zu entnehmen. Begrenzerstäbe mit Anlenk- stellen, die in Stablängsrichtung relativ zu wenigstens einem Rohrsegment bewegbar sind (Patentanspruch 4) zeichnen sich ebenso wie längenverän-20 According to the invention preferred ways of designing the device for swivel angle control by Schwenkwinkelbegrenzung can be found in the claims 3 to 6. Limiter bars with articulation points, which are movable relative to at least one tube segment in rod longitudinal direction (claim 4), are characterized as well as length-variable
25 derliche Kolben-Zylinder-Einheiten (Patentanspruch 6) durch eine konstruktiv besonders einfache Gestaltung bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit aus. Kolben-Zylinder-Einheiten bieten in besonderem Maße die Möglichkeit, etwaige, bei Ansprechen der Schwenkwinkelbegrenzung auftretende stoßartige Belastungen zu dämpfen. Durch entsprechende Positi-25 derliche piston-cylinder units (claim 6) by a structurally particularly simple design with high reliability at the same time. Piston-cylinder units offer in particular the possibility of damping any impulsive loads occurring when the swing angle limitation responds. Through appropriate positives
3o onierung der Anlenkstellen und/oder durch entsprechende Wahl der Länge der erfindungsgemäßen Begrenzerelemente sowie durch entsprechende Bemessung der verwendeten Rohrsegmente lassen sich faltbare Strahlführungsrohre variabel und abgestimmt auf den jeweiligen Anwendungsfall konfigurieren.3o tion of the articulation points and / or by appropriate choice of the length the limiter elements according to the invention and by appropriate dimensioning of the tube segments used foldable beam guide tubes can be variably and tuned to the particular application to configure.
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Grundsätzlich ist es im Sinne der Erfindung möglich, den Schwenkwinkel zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment einerseits und den Schwenkwinkel zwischen dem bearbeitungs- kopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment andererseits lo zeitlich gegeneinander versetzt zu steuern, d.h. in der Größe zu beeinflussen.Basically, it is within the meaning of the invention possible to control the pivot angle between the jet-source-side tube segment and the middle tube segment on the one hand and the pivot angle between the processing head side tube segment and the middle tube segment on the other hand lo temporally offset from each other, i. to influence in size.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird aber eine synchrone Schwenkwinkelsteuerung. Durch eine derartige synchrone Schwenkwinkelsteuerung i5 zeichnet sich die Erfindungsbauart nach Patentanspruch 7 aus. Aufgrund der gleichzeitigen Steuerung beider Schwenkwinkel ist jeder einzelne Schwenkwinkel nur in verhältnismäßig geringem Umfang zu verändern. Dadurch wird die an jeder einzelnen Anlenkstelle der Rohrsegmente auftretende dynamische Belastung gering gehalten. Die Verknüpfung der bei-According to the invention, however, a synchronous swivel angle control is preferred. Such a synchronous swivel angle control i5 distinguishes the type of invention according to claim 7. Due to the simultaneous control of both swivel angle every single swivel angle is to be changed only to a relatively small extent. As a result, the dynamic load occurring at each individual articulation point of the pipe segments is kept low. The linking of the
2o den Einzelsteuerungen kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Denkbar sind beispielsweise eine mechanische oder eine elektronische, über die Maschinensteuerung bewirkte Kopplung.2o the individual controls can be done in different ways. Conceivable, for example, a mechanical or an electronic, caused by the machine control coupling.
Eine Vereinheitlichung der dynamischen Belastung an den Anlenkstellen 25 der Rohrsegmente ergibt sich, wenn der Schwenkwinkel zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment sowie der Schwenkwinkel zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment gleichmäßig gesteuert werden (Patentanspruch 8). Bei Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes in seiner Bewe- 3o gungsebene verändern sich beide Schwenkwinkel in gleichem Maße. Die auftretende dynamische Gesamtbelastung kann sich folglich zu gleichen Teilen auf die Anlenkstellen der Rohrsegmente verteilen. Das Gesamtsystem wird einheitlich beansprucht.A standardization of the dynamic load at the articulation points 25 of the pipe segments is obtained when the pivot angle between the jet-side pipe segment and the middle pipe segment and the pivot angle between the machining head side pipe segment and the middle pipe segment are uniformly controlled (claim 8). During movements of the laser processing head in its movement plane, both pivot angles change to the same extent. The occurring total dynamic load can therefore be distributed in equal parts to the articulation points of the pipe segments. The entire system is claimed uniformly.
Zur Realisierung einer synchronen Schwenkwinkelsteuerung sind erfindungsgemäß eine Steuereinheit zur Steuerung des Schwenkwinkels zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment sowie eine Steuereinheit zur Steuerung des Schwenkwinkels zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment vorgesehen. Eine Synchronisierungseinrichtung sorgt für die Kopplung der beiden Steuereinheiten im Sinne einer synchronen Steuerung beider Schwenkwinkel (Patentanspruch 9). Die Synchronisierungseinrichtung kann gleichzeitig zur Vergleichmäßigung der Steuerung beider Schwenkwinkel dienen.To realize a synchronous swivel angle control, a control unit for controlling the swivel angle between the jet-source-side tube segment and the middle tube segment and a control unit for controlling the swivel angle between the processing head side tube segment and the middle tube segment are provided according to the invention. A synchronization device provides for the coupling of the two control units in the sense of a synchronous control of both swivel angle (claim 9). The synchronization device can simultaneously serve to even out the control of both swivel angles.
Erfindungsgemäß genutzte Möglichkeiten zur konstruktiv einfachen und gleichwohl funktionssicheren Gestaltung der Vorrichtung zur synchronen Steuerung des Schwenkwinkels zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment sowie des Schwenkwinkels zwi- sehen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment ergeben sich aus den Patentansprüchen 10 bis 14.According to used possibilities for structurally simple and nevertheless functionally reliable design of the device for synchronous control of the pivot angle between the jet-source-side tube segment and the middle tube segment and the pivot angle between see the processing head side tube segment and the middle tube segment result from the claims 10 to 14th
Gemäß Patentanspruch 10 sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zwischen einander benachbarten Rohrsegmenten Steuerelemente vorgesehen, die über jeweils eine Anlenkstelle mit jedem der beiden Rohrsegmente gelenkig verbunden sind. Die dem mittleren Rohrsegment zugeordneten Anlenkstellen der Steuerelemente sind relativ zu diesem Rohrsegment bewegbar. Zur Synchronisierung der Steuerung des Schwenkwinkels zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment und dem mittle- ren Rohrsegment einerseits und der Steuerung des Schwenkwinkels zwi- sehen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment und dem mittleren Rohrsegment andererseits dient eine Einrichtung, die eine gemeinschaftliche, d. h. gleichzeitige Bewegung der dem mittleren Rohrsegment zugeordneten Anlenkstellen beider Steuerelemente relativ zu dem mittleren Rohrsegment ermöglicht. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Steuerelemente als Steuerstäbe ausgebildet (Patentanspruch 11).According to claim 10 controls are provided in an advantageous embodiment of the invention between adjacent pipe segments, which are articulated via a respective articulation point with each of the two pipe segments. The middle pipe segment associated with articulation points of the controls are movable relative to this pipe segment. For synchronizing the control of the swivel angle between the tube-side tube segment and the central tube segment on the one hand and the control of the swivel angle between see the machining head side pipe segment and the middle pipe segment on the other hand serves a device that allows a joint, ie simultaneous movement of the middle pipe segment associated articulation points of both controls relative to the middle pipe segment. In a preferred embodiment of the invention, said controls are designed as control rods (claim 11).
Erfindungsgemäß gleichfalls vorgesehen sind - wie in Patentanspruch 12 beschrieben - Steuerelemente, deren Längen zwischen den jeweiligen beiderseitigen Anlenkstellen aufeinander abgestimmt verändert werden. Sind die Anlenkstellen der längenveränderlichen Steuerelemente bezüglich des jeweils zugeordneten Rohrsegmentes stationär, so können die Steuerelemente bei entsprechender Positionierung ihrer Anlenkstellen stets in- nerhalb des von den einander benachbarten Rohrsegmenten eingeschlossenen Schwenkwinkels angeordnet sein. Ein Vorkragen der Steuerelemente an der Außenseite des Strahlführungsrohres, d. h. an der den gesteuerten Schwenkwinkeln gegenüberliegenden Seite, wird folglich unabhängig von den jeweils bestehenden Schwenkwinkeln vermieden.According to the invention are also provided - as described in claim 12 - controls whose lengths between the respective mutual articulation points are changed coordinated. If the articulation points of the variable-length control elements are stationary with respect to the respective associated tube segment, the control elements can, with appropriate positioning of their articulation points, always be arranged within the pivoting angle enclosed by the adjacent tube segments. An advancement of the controls on the outside of the beam guide tube, d. H. at the opposite side of the controlled pivoting angles, is thus avoided regardless of the respective existing pivoting angles.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind gemäß Patentanspruch 13 Kolben-Zylinder-Einheiten als längenveränderliche Steuerelemente vorgesehen. Zur Synchronisierung der Steuerung der einzelnen Schwenkwinkel dient eine Druckmittelversorgung für die Kolben-Zylinder- Einheiten, mittels derer die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten gleichzeitig und aufeinander abgestimmt gelängt oder verkürzt werden können. Wird als Druckmedium ein kompressibles Medium, insbesondere ein Gas, verwendet, so können die Kolben-Zylinder-Einheiten zusätzlich eine Dämpfungsfunktion übernehmen. Diese Dämpfungsfunktion kann insbesondere zur Gewährleistung von schwingungsfreien Relativ-Schwenkbewegungen der Rohrsegmente des Strahlführungsrohres genutzt werden.In a further advantageous embodiment of the invention 13 piston-cylinder units are provided as variable-length controls according to claim. To synchronize the control of the individual pivoting angle serves a pressure medium supply for the piston-cylinder units, by means of which the two piston-cylinder units can be simultaneously lengthened or shortened or shortened. If a compressible medium, in particular a gas, is used as the pressure medium, then the piston-cylinder units can additionally assume a damping function. This damping function can in particular to ensure vibration-free relative pivoting movements of the pipe segments of the beam guide tube can be used.
Ist die Druckmittelversorgung der Kolben-Zylinder-Einheiten gemäß Pa- tentanspruch 14 gestaltet, so kann ein geschlossenes Druckmittelsystem bereitgestellt werden. Externe Einrichtungen, insbesondere externe Druckquellen, welche den Gesamtaufbau der Anordnung verkomplizieren würden, erübrigen sich in diesem Fall.If the pressure medium supply of the piston-cylinder units is designed according to patent claim 14, a closed pressure medium system can be provided. External devices, especially external sources of pressure, which would complicate the overall structure of the arrangement, are unnecessary in this case.
Aus montagetechnischen Gründen empfiehlt es sich, das faltbare Strahlführungsrohr sowie die Vorrichtung zur Schwenkwinkelsteuerung als Teile eines Moduls der Laserbearbeitungsmaschine vorzusehen (Patentanspruch 15). Ein Nachrüsten bereits vorhandener Maschinen mit einem derartigen Modul ist problemlos möglich.For assembly reasons, it is advisable to provide the foldable beam guide tube and the device for the swivel angle control as parts of a module of the laser processing machine (claim 15). Retrofitting existing machines with such a module is easily possible.
Erfindungswesentlich ist insbesondere die beschriebene Anordnung zur Führung eines Laserstrahls an einer Laserbearbeitungsmaschine. Diese Anordnung umfasst ein nach einem der Patentansprüche 1 bis 15 ausgebildetes Strahlführungsrohr sowie eine nach einem dieser Patentansprüche ausgebildete Vorrichtung zur Schwenkwinkelsteuerung an dem Strahlführungsrohr.Essential to the invention is in particular the described arrangement for guiding a laser beam on a laser processing machine. This arrangement comprises a trained according to one of the claims 1 to 15 beam guide tube and a trained according to one of these claims device for the swivel angle control on the beam guide tube.
Nachstehend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary schematic illustrations. Show it:
Fig. 1 : eine Laserbearbeitungsmaschine mit einem faltbarenFig. 1: a laser processing machine with a foldable
Strahlführungsrohr sowie mit einer für das Strahlführungsrohr vorgesehenen Vorrichtung erster Bauart zur Schwenkwinkelsteuerung, Fign. 2, 3, 4: eine Teildarstellung der Anordnung gemäß Figur 1 bei unterschiedlichen Betriebszuständen des faltbaren Strahlführungsrohres,Beam guide tube and with a provided for the beam guide tube device of the first type for the swivel angle control, FIGS. 2, 3, 4: a partial view of the arrangement according to FIG. 1 in the case of different operating states of the foldable beam guiding tube,
Fig. 5: ein faltbares Strahlführungsrohr zur Verwendung an derFig. 5: a foldable beam guide tube for use on the
Laserbearbeitungsmaschine gemäß Figur 1 mit einer Vorrichtung zweiter Bauart zur Schwenkwinkelsteuerung,Laser processing machine according to FIG. 1 with a device of the second type for swivel angle control,
Fig. 6: eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Funk- tionsweise der Vorrichtung zur Schwenkwinkelsteuerung gemäß Figur 5,6 is a schematic diagram for illustrating the operation of the device for the swivel angle control according to FIG. 5;
Fign. 7, 8: Teildarstellungen der Laserbearbeitungsmaschine gemäßFIGS. 7, 8: partial representations of the laser processing machine according to FIG
Fig. 1 mit einem faltbaren Strahlführungsrohr und einer Vorrichtung gemäß Figur 5 zur Schwenkwinkelsteuerung bei unterschiedlichen Betriebszuständen des faltbaren Strahlführungsrohrs,1 with a foldable beam guide tube and a device according to Figure 5 for the swivel angle control at different operating conditions of the foldable beam guide tube,
Fig. 9 : die Laserbearbeitungsmaschine gemäß Figur 1 mit einer für das Strahlführungsrohr vorgesehenen Vorrichtung dritter Bauart zur Schwenkwinkelsteuerung undFIG. 9 shows the laser processing machine according to FIG. 1 with a device of the third design for swivel angle control provided for the beam guidance tube
Fig. 10 : die Laserbearbeitungsmaschine gemäß Figur 1 mit einer für das Strahlführungsrohr vorgesehenen Vorrichtung vierter Bauart zur Schwenkwinkelsteuerung.10 shows the laser processing machine according to FIG. 1 with a device of the fourth design for swivel angle control provided for the beam guidance tube.
Gemäß Figur 1 umfasst eine Laserbearbeitungsmaschine 1, die in dem dargestellten Beispielsfall für die Bearbeitung, insbesondere das Schneiden von Blechen bestimmt ist, eine ortsfeste Werkstückauflage 2 auf wel- eher zu bearbeitende Werkstücke zu lagern sind. Beidseits der horizonta- len Werkstückauflage 2 verlaufen Längsführungen 3, 4 der Laserbearbeitungsmaschine 1, auf denen eine die Werkstückauflage 2 überspannende Brücke 5 entlang einer Bewegungsachse Y verfährt. Bei ihrer Verfahrbewegung wird die Brücke 5 durch einen motorischen Antrieb üblicher Bau- art angetrieben.According to FIG. 1, a laser processing machine 1, which in the example illustrated is intended for processing, in particular the cutting of metal sheets, comprises a stationary workpiece support 2 on which workpieces to be processed are to be stored. On both sides of the horizon len workpiece support 2 extend longitudinal guides 3, 4 of the laser processing machine 1, on which a workpiece support 2 spanning bridge 5 moves along a movement axis Y. During its movement, the bridge 5 is driven by a motor drive of conventional construction.
Die Brücke 5 weist eine senkrecht zu den Längsführungen 3, 4 verlaufende Querführung 6 auf, an welcher ein Laserbearbeitungskopf 7 entlang einer Achse X motorisch angetrieben bewegt wird. Gemeinsam mit der Y- Achse spannt die X- Achse eine sich parallel zu der Oberfläche der Werkstückauflage 2 erstreckende Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes 7 auf. An der von dem Betrachter von Figur 1 abliegenden Unterseite des Laserbearbeitungskopfes 7 wird der als Bearbeitungswerkzeug genutzte Laserstrahl auf das jeweils zu bearbeitende Werkstück gerichtet. Zur Einstellung der Fokuslage des Laserbearbeitungsstrahles gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück kann der Laserbearbeitungskopf 7 senkrecht zu seiner Bewegungsebene zugestellt werden.The bridge 5 has a perpendicular to the longitudinal guides 3, 4 extending transverse guide 6, on which a laser processing head 7 is moved by a motor driven along an axis X. Together with the Y-axis, the X-axis spans a plane of movement of the laser processing head 7 extending parallel to the surface of the workpiece support 2. At the underside of the laser processing head 7 remote from the observer of FIG. 1, the laser beam used as a processing tool is directed onto the respective workpiece to be machined. To set the focus position of the laser processing beam with respect to the workpiece to be machined, the laser processing head 7 can be delivered perpendicular to its plane of movement.
An dem Laserbearbeitungskopf 7 endet ein faltbares Strahlführungsrohr 8, das mit seinem von dem Laserbearbeitungskopf 7 abliegenden Ende an einer stationären Säule 9 gelagert ist. Die stationäre Säule 9 ist über ein starres Strahlführungsrohr 10 mit einer Laserstrahlquelle 11 herkömmlicher Bauart verbunden und mittig an der Längsseite der Werkstückauflage 2 angeordnet. Das starre Strahlführungsrohr 10 bildet ebenso wie das faltbare Strahlführungsrohr 8 einen Teil einer Laserstrahlführung 12, mittels derer der letztlich zur Werkstückbearbeitung eingesetzte Laserstrahl zwischen der Laserstrahlquelle 11 und dem Laserbearbeitungskopf 7 geführt wird. In dem starren Strahlführungsrohr 10 und in dem faltbaren Strahlführungsrohr 8 sind optische Elemente der Laserstrahlführung 12 zur Strahlformung und -führung, insbesondere zur Umlenkung des von der Laserstrahlquelle 11 generierten Laserstrahls, angeordnet.At the laser processing head 7 ends a foldable beam guide tube 8, which is mounted with its remote from the laser processing head 7 end to a stationary column 9. The stationary column 9 is connected via a rigid beam guide tube 10 with a laser beam source 11 of conventional design and arranged centrally on the longitudinal side of the workpiece support 2. The rigid beam-guiding tube 10, like the foldable beam-guiding tube 8, forms part of a laser-beam guide 12, by means of which the laser beam ultimately used for workpiece machining is guided between the laser-beam source 11 and the laser-machining head 7. In the rigid beam guide tube 10 and in the foldable beam guide tube 8 are optical elements of the laser beam guide 12th for beam shaping and guiding, in particular for deflecting the laser beam generated by the laser beam source 11.
Das faltbare Strahlführungsrohr 8 besteht aus insgesamt drei starrwandi- ge Rohrsegmenten, im Einzelnen aus einem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13, einem mittleren Rohrsegment 14 und einem bearbeitungs- kopfseitigen Rohrsegment 15. Sämtliche Rohrsegmente 13, 14, 15 sind aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) gefertigt. Versorgungsund Steuerleitungen sind in gesonderten Kanälen in die Rohrsegmente 13, 14, 15 integriert.The foldable beam guidance tube 8 consists of a total of three rigid-walled tube segments, in detail of a jet-source-side tube segment 13, a middle tube segment 14 and a processing head side tube segment 15. All tube segments 13, 14, 15 are made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Supply and control lines are integrated in separate channels in the tube segments 13, 14, 15.
Das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 ist an seinem zu der Laserstrahlquelle 11 hin liegenden Enden über eine Anlenkstelle 16 an die stationäre Säule 9 angebunden. Dabei ist das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 um eine Schwenkachse 17 schwenkbar gelagert. An seinem gegenüberliegenden Ende ist das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 über eine Anlenkstelle 18 mit dem mittleren Rohrsegment 14 verbunden. An der Anlenkstelle 18 wird eine Schwenkachse 19 ausgebildet, um welche das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 und das mittlere Rohrsegment 14 relativ zueinander schwenkbar sind. An der zu der Brücke 5 hin gelegenen Seite schließen das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 und das mittlere Rohrsegment 14 einen Schwenkwinkel in Form eines Innenwinkels α ein.The jet-source-side tube segment 13 is connected at its ends lying to the laser beam source 11 via a pivot point 16 to the stationary column 9. In this case, the jet-source-side tube segment 13 is pivotally mounted about a pivot axis 17. At its opposite end, the jet-source-side tube segment 13 is connected via an articulation point 18 with the central tube segment 14. At the articulation point 18, a pivot axis 19 is formed around which the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 are pivotable relative to each other. At the side facing the bridge 5, the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 enclose a swivel angle in the form of an internal angle α.
An seinem von dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 abliegenden Ende ist das mittlere Rohrsegment 14 über eine Anlenkstelle 20 mit dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 verbunden. Das mittlere Rohrsegment 14 und das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment 15 können dabei um eine Schwenkachse 21 relativ zueinander verschwenken. Das mittlere Rohrsegment 14 und das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment 15 schließen als Schwenkwinkel einen Innenwinkel ß ein. An dem von dem mittleren Rohrsegment 14 abliegenden Ende des bear- beitungskopfseitigen Rohrsegmentes 15 wird an einer Anlenkstelle 22 eine Schwenkverbindung zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem Laserbearbeitungskopf 7 hergestellt. An der Anlenkstelle 22 ist das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment 15 um eine Schwenkachse 23 schwenkbar gelagert. Ebenso wie die Schwenkachsen 17, 19, 21 verläuft auch die Schwenkachse 23 in Querrichtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes 7.At its end remote from the jet-source-side tube segment 13, the middle tube segment 14 is connected via an articulation point 20 to the processing head-side tube segment 15. The middle tube segment 14 and the processing head side tube segment 15 can pivot about a pivot axis 21 relative to each other. The middle pipe segment 14 and the machining head side pipe segment 15 close as a pivot angle an internal angle ß. At the end remote from the middle tube segment 14 of the machining head-side tube segment 15, a pivot connection between the machining head-side tube segment 15 and the laser processing head 7 is produced at an articulation point 22. At the articulation point 22, the processing head side tube segment 15 is pivotally mounted about a pivot axis 23. As well as the pivot axes 17, 19, 21 and the pivot axis 23 extends in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head 7th
Verfährt der Laserbearbeitungskopf 7 beispielsweise zur Werkstückbearbeitung entlang seiner Bewegungsebene, so nimmt er über die bearbeitungskopfseitige Anlenkstelle 22 das Strahlführungsrohr 8 mit, das seinerseits keinen Antrieb besitzt. Infolge der Bewegung des Laserbearbeitungs- kopfes 7 verschwenken die Rohrsegmente 13, 14, 15 relativ zueinander. Damit sich dabei keine Undefinierten, insbesondere keine irregulären Verhältnisse ergeben, ist für das faltbare Strahlführungsrohr 8 eine Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung vorgesehen. Die Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung sorgt dafür, dass das Strahlführungsrohr 8 trotz der aufgrund seiner Segmentierung bestehenden Freiheitsgrade statisch bestimmt ist. Die Segmentierung des Strahlführungsrohres 8 wiederum bewirkt, dass die bei Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes 7 an den Anlenkstellen 16, 18, 20, 22 auftretenden dynamischen Belastungen verhältnismäßig gering bleiben. Aufgrund der Konfiguration des faltbaren Strahlführungsrohres 8 und der Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung ergeben sich für die Beträge der Schwenkwinkel α, ß zwischen dem mittleren Rohrsegment 14 und dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 bzw. dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 bei jeder Position des Laserbearbeitungskopfes 7 möglichst große Werte. Wie aus Figur 1 ohne weiteres ersichtlich, resultiert aus der Teilung des Strahlführungsrohres 8 in die drei Rohrsegmente 13, 14, 15 zusätzlich eine lediglich relativ geringe Auskragung des Strahlführungsrohres 8 zwischen der strahlquellenseitigen Anlenkstelle 16 und der bearbeitungskopf- seitigen Anlenkstelle 22.Moves the laser processing head 7, for example, for workpiece machining along its plane of movement, it takes over the machining head-side pivot point 22 with the beam guide tube 8, which in turn has no drive. As a result of the movement of the laser processing head 7, the tube segments 13, 14, 15 pivot relative to one another. So that there are no undefined, in particular no irregular conditions, a device 24 for pivoting angle control is provided for the foldable beam guiding tube 8. The device 24 for swivel angle control ensures that the beam-guiding tube 8 is statically determined despite the degrees of freedom that exist due to its segmentation. The segmentation of the beam guiding tube 8 in turn causes the dynamic loads occurring during movements of the laser machining head 7 at the articulation points 16, 18, 20, 22 to remain relatively low. Due to the configuration of the foldable beam guiding tube 8 and the device 24 for the swivel angle control, the values of the swiveling angles α, β between the central tube segment 14 and the jet-source-side tube segment 13 or the machining head-side tube segment 15 are as large as possible for each position of the laser processing head 7. As can readily be seen from FIG. 1, the division of the beam-guiding tube 8 into the three tube segments 13, 14, 15 additionally results in only a relatively small projection of the beam-guiding tube 8 between the pivot-side articulation point 16 and the coupling point 22 on the machining head.
Im Einzelnen umfasst die Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung eine Steuereinheit 25 zur Steuerung des Schwenkwinkels α zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14, eine Steuereinheit 26 zur Steuerung des Schwenkwinkels ß zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 sowie eine Synchronisierungseinrichtung in Form einer Mittelführung 27.In detail, the device 24 for swivel angle control comprises a control unit 25 for controlling the swivel angle α between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14, a control unit 26 for controlling the swivel angle β between the processing head-side tube segment 15 and the middle tube segment 14 and a synchronization device in the form a middle guide 27.
Wesentlicher Bestandteil der Steuereinheit 25 ist ein als Steuerstab ausgebildetes Steuerelement 28 mit einer Anlenkstelle 29 an dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 sowie mit einer dem mittleren Rohrsegment 14 zugeordneten Anlenkstelle 30. Schwenkachsen 31, 32 an den Anlenk- stellen 29, 30 verlaufen in Querrichtung der Bewegungsebene des Laser- bearbeitungskopfes 7.An essential part of the control unit 25 is designed as a control rod control element 28 with a pivot point 29 on the jet-source-side tube segment 13 and a middle pipe segment 14 associated pivot point pivot axes 31, 32 at the Anlenk- points 29, 30 extend in the transverse direction of the plane of movement Laser processing head 7.
Während die Anlenkstelle 29 des Steuerelementes 28 relativ zu dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 ortsunveränderlich ist, kann sich die Anlenkstelle 30 des Steuerelementes 28 entlang der Mittelführung 27 be- wegen.While the articulation point 29 of the control element 28 is stationary relative to the tube-side tube segment 13, the articulation point 30 of the control element 28 can move along the middle guide 27.
Entsprechend der Steuereinheit 25 umfasst die Steuereinheit 26 ein als Steuerstab ausgeführtes Steuerelement 33 mit einer Anlenkstelle 34 an dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 sowie mit einer dem mitt- leren Rohrsegment 14 zugeordneten Anlenkstellen 35. Die Anlenkstelle 34 des Steuerelementes 33 ist relativ zu dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 ortsunveränderlich. Die Anlenkstelle 35 des Steuerelementes 33 kann sich entlang der Mittelführung 27 bewegen. Schwenkachsen an den Anlenkstellen 34, 35 sind die Bezugszeichen 36, 37 zugeordnet.According to the control unit 25, the control unit 26 comprises a control element 33 designed as a control rod with an articulation point 34 on the machining head-side tube segment 15 and with an articulation point 35 assigned to the middle tube segment 14. The articulation point 34 the control element 33 is stationary relative to the machining head side tube segment 15. The articulation point 35 of the control element 33 can move along the center guide 27. Swivel axes at the articulation points 34, 35 are assigned the reference numerals 36, 37.
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Die Mittelführung 27 ist an dem mittleren Rohrsegment 14 mittig angebracht und umfasst eine in den Abbildungen erkennbare Führungsschiene 38 sowie ein längs der Führungsschiene 38 bewegliches und in den Darstellungen durch die Führungsschiene 38 verdecktes Gleitstück. An diesem lo Gleitstück ist sowohl die Anlenkstelle 30 des Steuerelementes 28 als auch die Anlenkstelle 35 des Steuerelementes 38 vorgesehen.The center guide 27 is mounted centrally on the central tube segment 14 and comprises a recognizable in the illustrations guide rail 38 and a longitudinally along the guide rail 38 movable and hidden in the representations by the guide rail 38 slider. At this lo slider both the pivot point 30 of the control element 28 and the pivot point 35 of the control element 38 is provided.
Die konstruktiven Verhältnisse, insbesondere die Länge der Rohrsegmente 13, 14, 15, die Positionen der Anlenkstellen 16, 18, 20, 22 der Rohrseg- i5 mente 13, 14, 15, die Länge der Steuerelemente 28, 33, die Positionen der Anlenkstellen 29, 30, 34, 35 der Steuerelemente 28, 33 und die Position sowie die Ausrichtung der Mittelführung 27 sind derart gewählt, dass der Schwenkwinkel α zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14 sowie der Schwenkwinkel ß zwischenThe structural conditions, in particular the length of the pipe segments 13, 14, 15, the positions of the articulation points 16, 18, 20, 22 of the pipe segments 13, 14, 15, the length of the control elements 28, 33, the positions of the articulation points 29 , 30, 34, 35 of the control elements 28, 33 and the position and orientation of the center guide 27 are selected such that the pivot angle α between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and the pivot angle ß between
2o dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 unabhängig von der Position des Laserbearbeitungskopfes 7 größenmäßig übereinstimmen. Bei Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes 7 verändern sich die Schwenkwinkel α, ß synchron und im gleichen Umfang.2o the processing head side tube segment 15 and the middle tube segment 14 regardless of the position of the laser processing head 7 in terms of size match. During movements of the laser processing head 7, the swivel angle α, ß change synchronously and to the same extent.
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Verfährt der Laserbearbeitungskopf 7, so nimmt er das bearbeitungskopf- seitige Rohrsegment 15 an dessen bearbeitungskopfseitiger Anlenkstelle 22 mit. Infolgedessen schwenkt das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment 15 relativ zu dem mittleren Rohrsegment 14. Aufgrund der Schwenkbe- 3o wegung des bearbeitungskopfseitigen Rohrsegmentes 15 verlagert sich das Steuerelement 33 der Steuereinheit 26. Das Steuerelement 33 verschiebt sich dabei mit seiner Anlenkstelle 35 entlang der Führungsschiene 38 der Mittelführung 27. Die Anlenkstelle 35 des Steuerelementes 33 nimmt dabei die Anlenkstelle 30 des Steuerelementes 28 der Steuerein- heit 25 mit. Folglich schwenkt das Steuerelement 28 um die Schwenkachsen 31, 32. Infolge der Verlagerung des Steuerelementes 28 ändert sich der Schwenkwinkel α zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14.Moves the laser processing head 7, so he takes the processing head side pipe segment 15 at the machining head side pivot point 22 with. As a result, the machining head side pipe segment 15 pivots relative to the middle pipe segment 14. Due to the pivoting movement of the machining head side pipe segment 15 shifts the control element 33 of the control unit 26. The control element 33 shifts with its pivot point 35 along the guide rail 38 of the center guide 27. The pivot point 35 of the control 33 takes the pivot point 30 of the control element 28 of the control unit 25 with. Consequently, the control element 28 pivots about the pivot axes 31, 32. As a result of the displacement of the control element 28, the pivot angle α between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 changes.
Betriebszustände des faltbaren Strahlführungsrohres 8 sowie der Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung, die sich infolge der Bewegung des Laserbearbeitungskopfes 7 ergeben können, sind beispielhaft in den Figuren 2, 3, 4 dargestellt. Der Anschaulichkeit halber sind in diesen Darstellungen der Laserbearbeitungskopf 7 sowie die Brücke 5 nicht gezeigt.Operating states of the foldable beam guidance tube 8 and the device 24 for the swivel angle control, which may result from the movement of the laser processing head 7, are shown by way of example in FIGS. 2, 3, 4. For the sake of clarity, the laser processing head 7 and the bridge 5 are not shown in these illustrations.
In Figur 2 befindet sich das Strahlführungsrohr 8 in seinem maximal gefalteten Zustand. Auch in dieser Situation besitzt das Strahlführungsrohr 8 einen nur verhältnismäßig geringen Platzbedarf. Die Zugänglichkeit der Werkstückauflage 2 wird durch das Strahlführungsrohr 8 nur geringfügig eingeschränkt.In Figure 2, the beam guide tube 8 is in its maximum folded state. Also in this situation, the beam guide tube 8 has a relatively small footprint. The accessibility of the workpiece support 2 is only slightly limited by the beam guide tube 8.
Gemäß Figur 3 befindet sich die bearbeitungskopfseitige Anlenkstelle 22 (und damit auch der nicht dargestellte Laserbearbeitungskopf 7) an der rechten unteren Ecke des Arbeitsbereiches des Laserbearbeitungskopfes 7. Entsprechend stellt Figur 4 diejenigen Verhältnisse dar, die sich ergeben, wenn der Laserbearbeitungskopf 7 die linke untere Ecke seines Arbeitsbereiches angefahren hat.According to FIG. 3, the machining head-side articulation point 22 (and therefore also the laser processing head 7, not shown) is located at the lower right corner of the working range of the laser processing head 7. Accordingly, FIG. 4 shows the ratios that result when the laser machining head 7 is the lower left corner approached his work area.
Figur 5 zeigt eine Strahlführungsanordnung, im Einzelnen das faltbare Strahlführungsrohr 8 mit einer Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteue- rung. Abweichend von der zuvor beschriebenen Vorrichtung 24 umfasst die Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteuerung Steuereinheiten 40, 41 mit längenveränderlichen Steuerelementen 42, 43 in Form von Kolben- Zylinder- Einheiten. Das Steuerelement 42 besitzt eine dem strahlquellen- seitigen Rohrsegment 13 zugeordnete Anlenkstelle 44 sowie eine dem mittleren Rohrsegment 14 zugeordnete Anlenkstelle 45. Entsprechend ist das Steuerelement 43 über eine Anlenkstelle 46 mit dem bearbeitungs- kopfseitigen Rohrsegment 15 und über eine Anlenkstelle 47 mit dem mittleren Rohrsegment 14 verbunden. Die Anlenkstellen 44, 46 der Steuer- elemente 42, 43 befinden sich nicht unmittelbar an den Rohrsegmenten 13, 15 sondern vielmehr an vertikalen Rohrabschnitten 48, 49 die mit dem zu der Säule 9 hin gelegenen Ende des strahlquellenseitigen Rohrsegmentes 13 bzw. mit dem zu dem Laserbearbeitungskopf 7 hin gelegenen Ende des bearbeitungskopfseitigen Rohrsegmentes 15 verbunden und dabei koaxial mit der strahlquellenseitigen Schwenkachse 17 des strahlquellenseitigen Rohrsegmentes 13 bzw. koaxial mit der bearbeitungskopfseitigen Schwenkachse 23 des bearbeitungskopfseitigen Rohrsegmentes 15 angeordnet sind. Die Anlenkstellen 45, 47 der Steuerelemente 42, 43 sind an einem gemeinsamen Lagerbock 50 vorgesehen, der seinerseits fest mit dem mittleren Rohrsegment 14 verbunden ist.FIG. 5 shows a beam guiding arrangement, in detail the foldable beam guiding tube 8 with a device 39 for swivel angle control. tion. Deviating from the device 24 described above, the device 39 for swivel angle control comprises control units 40, 41 with variable-length control elements 42, 43 in the form of piston-cylinder units. The control element 42 has an articulation point 44 assigned to the jet-source-side tube segment 13 and an articulation point 45 assigned to the middle tube segment 14. The control element 43 is correspondingly connected via an articulation point 46 to the treatment-head-side tube segment 15 and via an articulation point 47 to the middle tube segment 14 connected. The articulation points 44, 46 of the control elements 42, 43 are not located directly on the pipe segments 13, 15 but rather on vertical pipe sections 48, 49 with the column 9 to the end of the jet-side pipe segment 13 or with the to the Laser machining head 7 connected towards the end of the processing head side tube segment 15 and thereby coaxially with the beam source side pivot axis 17 of the jet-source-side tube segment 13 and coaxial with the processing head side pivot axis 23 of the processing head side tube segment 15 are arranged. The articulation points 45, 47 of the control elements 42, 43 are provided on a common bearing block 50, which in turn is fixedly connected to the middle tube segment 14.
Aus Figur 5 gleichfalls ersichtlich sind vertikale Rohrabschnitte 51, 52, über welche das strahlquellenseitige Rohrsegment 13 und das mittlere Rohrsegment 14 bzw. das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment 15 und das mittlere Rohrsegment 14 um die Schwenkachsen 19, 21 schwenkbar miteinander verbunden sind. Ein im Innern des Strahlführungsrohres 8 verlaufender, in den Abbildungen nicht gezeigter Laserstrahl wird an den Verbindungen zwischen den vertikalen Rohrabschnitten 48, 49, 51, 52 und dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13, dem mittleren Rohrsegment 14 sowie dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 in gewohnter Weise mittels Umlenkspiegeln umgelenkt. Streben 54, 55 sorgen für eine Abstützung des Strahlführungsrohres 8 in Schwerkraftrichtung.Also visible in FIG. 5 are vertical pipe sections 51, 52, via which the jet-source-side pipe segment 13 and the middle pipe segment 14 or the machining head-side pipe segment 15 and the middle pipe segment 14 are pivotally connected to one another about the pivot axes 19, 21. A running in the interior of the beam guide tube 8, not shown in the figures laser beam is at the connections between the vertical pipe sections 48, 49, 51, 52 and the jet-source-side tube segment 13, the middle tube segment 14 and the processing head side tube segment 15 in the usual Way deflected by means of deflecting mirrors. Struts 54, 55 provide support for the beam guide tube 8 in the direction of gravity.
In Figur 5 deutlich zu erkennen ist der Modulcharakter der gezeigten An- Ordnung. Das Strahlführungsrohr 8 sowie die Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteuerung (ebenso wie die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Vorrichtung 24 zur Schwenkwinkelsteuerung) sind Teile einer eigenständigen Baugruppe der Laserbearbeitungsmaschine 1.The module character of the arrangement shown can be clearly seen in FIG. The beam guiding tube 8 and the device 39 for swivel angle control (as well as the device 24 for swivel angle control shown in FIGS. 1 to 4) are parts of an independent subassembly of the laser processing machine 1.
Der prinzipielle Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise der Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteuerung sind in Figur 6 veranschaulicht. Demnach handelt es sich bei den Steuerelementen 42, 43 um pneumatische Kolben- Zylinder-Einheiten mit Zylindern 56, 57, Kolben 58, 59 und Kolbenstangen 60, 61. An ihrer den Kolbenstangen 60, 61 gegenüberliegenden Seite sind die Kolben 58, 59 mit Stangen 62, 63 zum Volumenausgleich versehen. Zylinderräume 64, 65 an dem Steuerelement 42 sind über Kreuz mit Zylinderräumen 66, 67 an dem Steuerelement 43 verbunden. Hergestellt wird diese Verbindung über Pneumatikleitungen 68, 69. Verbindungsrohre 70, 71 sind an den Zylindern 56, 57 angebracht und nehmen in ihrem In- nern die aus den Zylindern 56, 57 herausragenden Abschnitte der Stangen 62, 63 auf.The basic structure and the basic mode of operation of the device 39 for the swivel angle control are illustrated in FIG. Accordingly, the control elements 42, 43 are pneumatic piston-cylinder units with cylinders 56, 57, pistons 58, 59 and piston rods 60, 61. On their side opposite the piston rods 60, 61 are the pistons 58, 59 with rods 62, 63 provided for volume compensation. Cylinder chambers 64, 65 on the control 42 are connected to cylinder controls 66, 67 on the control 43. This connection is made via pneumatic lines 68, 69. Connecting tubes 70, 71 are mounted on the cylinders 56, 57 and receive in their interior the portions of the rods 62, 63 protruding from the cylinders 56, 57.
Gemäß Figur 5 ist das Steuerelement 42 über die Kolbenstange 60 an der Anlenkstelle 44 gelagert. Der Zylinder 56 des Steuerelementes 42 ist über das Verbindungsrohr 70 an der Anlenkstelle 45 mit dem mittleren Rohrsegment 14 gelenkig verbunden. Entsprechend setzen die Kolbenstange 61 des Steuerelementes 43 an der Anlenkstelle 46 und der Zylinder 57 des Steuerelementes 43 über das Verbindungsrohr 71 an der Anlenkstelle 47 an. Wird der am unteren Ende des vertikalen Rohrabschnittes 49 montierte Laserbearbeitungskopf 7 ausgehend von den Verhältnissen gemäß Figur 5, d. h. bei zunächst maximal gefaltetem Strahlführungsrohr 8, motorisch angetrieben bewegt, so nimmt er bei seiner Bewegung die Anlenkstelle 46According to FIG. 5, the control element 42 is mounted via the piston rod 60 at the articulation point 44. The cylinder 56 of the control element 42 is articulated via the connecting tube 70 at the articulation point 45 with the central tube segment 14. Accordingly, the piston rod 61 of the control element 43 at the articulation point 46 and the cylinder 57 of the control element 43 via the connecting tube 71 at the articulation point 47 at. If the laser machining head 7 mounted at the lower end of the vertical pipe section 49 is moved by a motor, starting from the ratios according to FIG. 5, ie at initially maximally folded beam guiding pipe 8, then it assumes the articulation point 46 during its movement
5 der Kolbenstange 61 des Steuerelementes 43 mit. Infolgedessen ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem mit der Kolbenstange 61 verbundenen Kolben 59 und dem an der Anlenkstelle 47 mit dem mittleren Rohrsegment 14 verbundenen Zylinder 57 des Steuerelementes 43. Im Innern des Zylinders 57 verlagert sich der Kolben 59 in Figur 6 nach links. lo Dadurch wird Luft aus dem Zylinderraum 67 des Zylinders 57 verdrängt. Die verdrängte Luft gelangt durch die Pneumatikleitung 69 in den Zylinderraum 65 im Innern des Zylinders 56 des Steuerelementes 42. Dort bewirkt die zuströmende Luft eine Verschiebung des Kolbens 58 in Figur 6 gleichfalls nach links. Die infolge der Bewegung des Kolbens 58 aus dem i5 Zylinderraum 64 des Zylinders 56 verdrängte Luft strömt durch die Pneumatikleitung 68 in den Zylinderraum 68 des Zylinders 57. Es ergibt sich damit über die Pneumatikleitungen 68, 69 eine geschlossene Druckmittelversorgung der Steuerelemente 42, 43, mittels derer die Steuerung des Schwenkwinkels α zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 135 of the piston rod 61 of the control 43 with. As a result, there is a relative movement between the connected to the piston rod 61 piston 59 and connected to the pivot point 47 with the central tube segment 14 cylinder 57 of the control element 43. In the interior of the cylinder 57, the piston 59 moves in Figure 6 to the left. lo This air is displaced from the cylinder chamber 67 of the cylinder 57. The displaced air passes through the pneumatic line 69 into the cylinder chamber 65 in the interior of the cylinder 56 of the control element 42. There, the inflowing air causes a displacement of the piston 58 in Figure 6 also to the left. The air displaced as a result of the movement of the piston 58 out of the cylinder chamber 64 of the cylinder 56 flows through the pneumatic line 68 into the cylinder chamber 68 of the cylinder 57. This results in a closed pressure medium supply of the control elements 42, 43 via the pneumatic lines 68, 69 derer the control of the pivot angle α between the jet-side tube segment 13th
2o und dem mittleren Rohrsegment 14 sowie die Steuerung des Schwenkwinkels ß zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 miteinander synchronisiert werden. Alles in allem wird sowohl das Steuerelement 42 als auch das Steuerelement 43 gelängt. Mit der Längung der Steuerelemente 42, 43 geht eine Vergröße-2o and the middle tube segment 14 and the control of the pivot angle ß between the processing head side tube segment 15 and the middle tube segment 14 are synchronized with each other. All in all, both the control 42 and the control 43 are lengthened. With the elongation of the controls 42, 43, a magnification
25 rung des Schwenkwinkels α zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14 sowie eine Vergrößerung des Schwenkwinkels ß zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 einher. Wegen der übereinstimmenden Bauweise der Steuerelemente 42, 43 stimmen die Längung des Steuerelementes 42 zwischen den Anlenkstellen 44, 45 und die Längung des Steuerelementes 43 zwischen den Anlenkstellen 46, 47 in ihren Beträgen miteinander überein. Aufgrund der entsprechend gewählten Gesamtkonstruktion bewirken die betragsgleichen Verlängerungen der Steuerelemente 42, 43 betragsgleiche Änderungen der Schwenkwinkel α, ß.25 tion of the pivot angle α between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and an increase in the pivot angle ß between the processing head side tube segment 15 and the middle tube segment 14. Because of the matching design of the controls 42, 43, the elongation of the control element 42 between the articulation points 44, 45 and the elongation of the control element 43 between the articulation points 46, 47 coincide in their amounts with one another. Due to the correspondingly selected overall construction, the equal amounts of extensions of the control elements 42, 43 effect the same amount of changes in the pivoting angles α, β.
Von besonderer Bedeutung für eine einheitliche Längung der Steuerele- mente 42, 43 sind die Stangen 62, 63 an den von den Kolbenstangen 60, 61 abliegenden Seiten der Kolben 58, 59. Die Stangen 62, 63 besitzen denselben Durchmesser wie die Kolbenstangen 60, 61. Infolgedessen kann ein aufgrund einer Verschiebung des Kolbens 59 aus dem Zylinderraum 66 im Innern des Zylinders 57 verdrängtes und in den von der KoI- benstange 60 durchsetzten Zylinderraum 64 des Zylinders 56 einströmendes Luftvolumen eine Verlagerung des Kolbens 58 bewirken, die betragsmäßig mit der Verschiebung des Kolbens 59 übereinstimmt. Entsprechend ergeben sich betragsgleiche Kolbenbewegungen beim Luftaustausch zwischen dem Zylinderraum 65 des Zylinders 56 und dem Zylinderraum 67 des Zylinders 57.Of particular importance for uniform elongation of the control elements 42, 43 are the rods 62, 63 on the sides of the pistons 58, 59 remote from the piston rods 60, 61. The rods 62, 63 have the same diameter as the piston rods 60, 61 As a result, a displaced due to a displacement of the piston 59 from the cylinder chamber 66 in the interior of the cylinder 57 and in the penetrated by the KoI- rod 60 cylinder space 64 of the cylinder 56 incoming air volume, a displacement of the piston 58 cause the amount of the displacement of the Piston 59 matches. Correspondingly, piston movements of the same magnitude result in the exchange of air between the cylinder space 65 of the cylinder 56 and the cylinder space 67 of the cylinder 57.
Die Figuren 7 und 8 zeigen das Strahlführungsrohr 8 mit der Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteuerung in Verbindung mit den übrigen Komponenten der Laserbearbeitungsmaschine 1. In Figur 7 befindet sich die Bau- einheit aus dem Strahlführungsrohr 8 und der Vorrichtung 39 zur Schwenkwinkelsteuerung in dem Betriebszustand gemäß Figur 5. Das Strahlführungsrohr 8 ist maximal gefaltet. In Figur 8 befindet sich der nicht im Einzelnen gezeigte Laserbearbeitungskopf 7 an der linken unteren Ecke seines Arbeitsbereiches bzw. der Werkstückauflage 2. Deutlich zu erkennen sind die Kolbenstangen 60, 61, die weit aus dem Innern der Zy- linder 56, 57 ausgefahren sind. Die Schwenkwinkel α, ß zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14 bzw. zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 stimmen bei jeder Position des Laserbearbei- 5 tungskopfes 7 miteinander überein. Die mit den Verfahrbewegungen des Laserbearbeitungskopfes 7 in dessen Bewegungsebene verbundenen Änderungen der Schwenkwinkel α, ß erfolgen synchron und gleichmäßig.FIGS. 7 and 8 show the beam guiding tube 8 with the device 39 for swivel angle control in conjunction with the other components of the laser processing machine 1. In FIG. 7, the building unit consists of the beam guiding tube 8 and the device 39 for swivel angle control in the operating state according to FIG The beam guiding tube 8 is folded to the maximum. FIG. 8 shows the laser processing head 7 (not shown in detail) at the lower left-hand corner of its working area or the workpiece support 2. The piston rods 60, 61, which extend far from the interior of the cylinder, can be clearly seen. Linder 56, 57 are extended. The pivoting angles α, β between the jet-source-side pipe segment 13 and the middle pipe segment 14 or between the machining head-side pipe segment 15 and the middle pipe segment 14 are consistent with each position of the laser machining head 7. The changes in the pivoting angles α, β associated with the movements of the laser processing head 7 in the plane of its movement take place synchronously and uniformly.
Die Figuren 9 und 10 zeigen das Strahlführungsrohr 8 mit Vorrichtungen,o welche die Schwenkwinkel α, ß zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14 bzw. zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14 durch Schwenkwinkelbegrenzung und dabei voneinander entkoppelt steuern. 5Figures 9 and 10 show the beam guide tube 8 with devices o which control the pivoting angle α, ß between the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and between the processing head side tube segment 15 and the central tube segment 14 by pivoting angle limitation and decoupled from each other. 5
Gemäß Figur 9 ist eine Vorrichtung 72 zur Schwenkwinkelsteuerung vorgesehen, die zwei als Schwenkwinkelbegrenzer arbeitende Steuereinheiten 73, 74 umfasst. Ein als starrer Begrenzerstab ausgebildetes Begrenzerelement 75 der Steuereinheit 73 ist einerseits an einer Anlenkstelle 76o mit dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 verbunden und weist andererseits eine dem mittleren Rohrsegment 14 zugeordnete Anlenkstelle 77 auf. Die Anienkstelle 76 des Begrenzerelementes 75 ist gegenüber dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 ortsunveränderlich. Hiervon abweichend kann sich die Anlenkstelle 77 des Begrenzerelementes 75 relativ zu5 dem mittleren Rohrsegment 14 entlang einer Längsführung 78 über eine begrenzte Weglänge verlagern.According to FIG. 9, a device 72 for swivel angle control is provided which comprises two control units 73, 74 operating as swivel angle limiters. A designed as a rigid limiter rod limiter 75 of the control unit 73 is connected on the one hand at a pivot point 76o with the jet-source-side tube segment 13 and on the other hand has a middle pipe segment 14 associated pivot point 77. The Anienkstelle 76 of the limiter 75 is relative to the jet-source-side tube segment 13 iststs ver changeable. Deviating from this, the articulation point 77 of the limiter element 75 can shift relative to the central tube segment 14 along a longitudinal guide 78 over a limited path length.
Entsprechend weist ein stabartiges Begrenzerelement 79 der Steuereinheit 74 eine Anlenkstelle 80 an dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15o sowie eine dem mittleren Rohrsegment 14 zugeordnete Anlenkstelle 81 auf. Die Anlenkstelle 81 des Begrenzerelementes 79 ist entlang einer Längsführung 82 über eine begrenzte Weglänge relativ zu dem mittleren Rohrsegment 14 bewegbar.Correspondingly, a rod-like limiter element 79 of the control unit 74 has an articulation point 80 on the machining head-side tube segment 15o and an articulation point 81 assigned to the middle tube segment 14 on. The articulation point 81 of the limiter element 79 is movable along a longitudinal guide 82 over a limited path length relative to the central tube segment 14.
An den Anlenkstellen 76, 77, 80, 81 sind Schwenkachsen 83, 84,85, 86 ausgebildet.At the articulation points 76, 77, 80, 81 pivot axes 83, 84,85, 86 are formed.
Bei Bewegungen des Laserbearbeitungskopfes 7 in seiner Bewegungsebene verändern sich die Schwenkwinkel α, ß an dem Strahlführungsrohr 8 entkoppelt voneinander. Denkbar sind gleichzeitige aber auch zeitlich aufeinanderfolgende Winkeländerungen. Die Größe der Schwenkwinkel α, ß ist nach oben hin begrenzt. Definiert wird der jeweilige Maximalwinkel dadurch, dass bei Relativ-Schwenkbewegungen des strahlquellenseitigen Rohrsegmentes 13 und des mittleren Rohrsegmentes 14 bzw. des bearbei- tungskopfseitigen Rohrsegmentes 15 und des mittleren Rohrsegmentes 14 die Anlenkstellen 77, 81 auf Anschläge auflaufen, die zu diesem Zweck an den Längsführungen 78, 82 vorgesehen sind. Zur Vermeidung von unerwünschten Schwingungen des Strahlführungsrohres 8 bei Erreichen der maximalen Schwenkwinkel α, ß sind Vorrichtungen vorgesehen, welche das Auflaufen der Anlenkstellen 77, 81 auf die zugehörigen Anschläge der Längsführungen 78, 82 dämpfen.During movements of the laser processing head 7 in its plane of movement, the pivoting angles α, β on the beam guide tube 8 are decoupled from each other. Conceivable are simultaneous but also temporally successive angle changes. The size of the swivel angle α, ß is limited at the top. The respective maximum angle is defined by the fact that, in the case of relative pivotal movements of the jet-source-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 or of the processing head-side tube segment 15 and of the middle tube segment 14, the articulation points 77, 81 come to rest on the longitudinal guides for this purpose 78, 82 are provided. In order to avoid unwanted vibrations of the beam guide tube 8 upon reaching the maximum pivot angle α, ß devices are provided which attenuate the emergence of the articulation points 77, 81 on the associated stops of the longitudinal guides 78, 82.
Ausweislich Figur 10 umfasst eine Vorrichtung 87 zur Schwenkwinkelsteuerung Schwenkwinkelbegrenzer bzw. Steuereinheiten 88, 89 mit längen- veränderlichen Begrenzerelementen 90, 91. Beide Begrenzerelemente 90, 91 sind als Kolben-Zylinder-Einheit ausgeführt. Das Begrenzerelement 90 weist an einer Kolbenstange 92 eine Anlenkstelle 95 und an einem Zylinder 94 eine Anlenkstelle 93 auf. Die Anlenkstelle 93 ist relativ zu dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 stationär; die Anlenkstelle 95 ist gegenüber dem mittleren Rohrsegment 14 ortsunveränderlich. Entspre- chend weist das Begrenzerelement 91 der Steuereinheit 89 eine Kolbenstange 96 mit einer Anlenkstelle 99 an dem mittleren Rohrsegment 14 sowie einen Zylinder 98 mit einer Anlenkstelle 97 an dem bearbeitungs- kopfseitigen Rohrsegment 15 auf. An den Anlenkstellen 93, 95, 97, 99 werden Schwenkachsen 100, 101, 102, 103 ausgebildet, die allesamt in Querrichtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes 7 verlaufen. Im Innern der Zylinder 94, 98 sind an den Kolbenstangen 92, 96 nicht im Einzelnen dargestellte Kolben angebracht. Die Zylinder 94, 98 und der jeweilige Kolben sind relativ zueinander über eine begrenzte Weg- länge verschiebbar.As shown in FIG. 10, a device 87 for swivel angle control comprises swivel angle limiters or control units 88, 89 with length-adjustable limiter elements 90, 91. Both limiter elements 90, 91 are designed as a piston-cylinder unit. The limiter element 90 has a pivot point 95 on a piston rod 92 and a pivot point 93 on a cylinder 94. The articulation point 93 is stationary relative to the jet-source-side tube segment 13; the articulation point 95 is stationary relative to the central tube segment 14. correspond Accordingly, the limiter element 91 of the control unit 89 has a piston rod 96 with an articulation point 99 on the middle tube segment 14 and a cylinder 98 with an articulation point 97 on the processing-tube-side tube segment 15. At the articulation points 93, 95, 97, 99 pivot axes 100, 101, 102, 103 are formed, all of which extend in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head 7. Inside the cylinders 94, 98 are attached to the piston rods 92, 96 not shown in detail pistons. The cylinders 94, 98 and the respective piston are displaceable relative to one another over a limited path length.
Verfährt der Laserbearbeitungskopf 7 in seiner Bewegungsebene, so verändern sich die Schwenkwinkel α, ß zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment 13 und dem mittleren Rohrsegment 14 bzw. zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment 15 und dem mittleren Rohrsegment 14. Die Steuereinheiten 88, 89 sorgen dafür, dass die sich ergebenden Schwenkwinkel α, ß jeweils einen Maximalwert nicht überschreiten. Bei Erreichen des Maximalwinkels laufen die Kolben im Innern der Zylinder 94, 98 der Begrenzerelemente 90, 91 jeweils gedämpft auf einen zylinder- seitigen Anschlag auf. Moves the laser processing head 7 in its plane of motion, so change the swivel angle α, ß between the jet-side tube segment 13 and the middle tube segment 14 and between the processing head side tube segment 15 and the middle tube segment 14. The control units 88, 89 ensure that the resulting swivel angle α, ß each do not exceed a maximum value. When the maximum angle is reached, the pistons in the interior of the cylinders 94, 98 of the limiter elements 90, 91 are each damped on a cylinder-side stop.

Claims

Patentansprüche claims
1. Laserbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von insbesondere plat- 5 tenartigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, mit einer Laserstrahlquelle (11), mit einem Laserbearbeitungskopf (7) sowie mit einer zwischen der Laserstrahlquelle (11) und dem Laserbearbeitungskopf (7) vorgesehenen Laserstrahlführung (12), die ein Strahlführungsrohr (8) mit mehreren zwischen der Laserstrahlquelle (11) lo und dem Laserbearbeitungskopf (7) aufeinander folgenden Rohrsegmenten (13, 14, 15) umfasst, von denen eines zu der Laserstrahlquelle (11) hin (strahlquellenseitiges Rohrsegment (13)) und ein anderes zu dem Laserbearbeitungskopf (7) hin (bearbeitungs- kopfseitiges Rohrsegment (15)) angeordnet ist, i5 • wobei einander benachbarte Rohrsegmente (13, 14, 15) relativ zueinander um eine Schwenkachse (19, 21) schwenkbar sind,1. Laser processing machine for processing in particular plat tentenartigen workpieces, preferably of sheets, with a laser beam source (11), with a laser processing head (7) and with a between the laser beam source (11) and the laser processing head (7) provided laser beam guide (12) comprising a beam guiding tube (8) with a plurality of tube segments (13, 14, 15) following one another between the laser beam source (11) lo and the laser processing head (7), one of which being directed towards the laser beam source (11) (tube side tube segment (13)). ) and another to the laser processing head (7) towards (processing head side tube segment (15)) is arranged, i5 wherein adjacent tube segments (13, 14, 15) relative to each other about a pivot axis (19, 21) are pivotable,
• wobei das strahlquellenseitige Rohrsegment (13) an der von einem ihm benachbarten Rohrsegment (14) abliegenden Seite um eine strahlquellenseitige Schwenkachse (17) schwenkbar ist,Wherein the jet-source-side tube segment (13) is pivotable about a beam-source-side pivot axis (17) on the side remote from a tube segment (14) adjacent to it,
20 • wobei das bearbeitungskopfseitige Rohrsegment (15) an der von einem ihm benachbarten Rohrsegment (14) abliegenden Seite um eine bearbeitungskopfseitige Schwenkachse (23) schwenkbar ist und20, wherein the machining head-side pipe segment (15) on the side remote from a pipe segment (14) adjacent to it is pivotable about a machining head-side pivot axis (23) and
• wobei die genannten Schwenkachsen (17, 19, 21, 23) der Rohr- 25 Segmente (13, 14, 15) gleichgerichtet in Querrichtung einer Bewegungsebene verlaufen, entlang welcher der Laserbearbeitungskopf (7) unter Mitnahme der bearbeitungskopfseitigen Schwenkachse (23) des bearbeitungskopfseitigen Rohrsegmentes (15) und unter damit verbundenem gegenseitigen Ver- schwenken von Rohrsegmenten (13, 14, 15) des Strahlführungsrohres (8) relativ zu einem Werkstück bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlführungsrohr (8) drei zwischen der Laserstrahlquelle (11) und dem LaserbearbeitungskopfWherein said pivot axes (17, 19, 21, 23) of the tube segments (13, 14, 15) are rectilinear in the transverse direction of a plane of movement along which the laser processing head (7) entrains the machining head side pivot axis (23) of the machining head side Pipe segment (15) and associated mutual pivoting of tube segments (13, 14, 15) of the beam guiding tube (8) is movable relative to a workpiece, characterized in that the beam guiding tube (8) three between the laser beam source (11) and the laser processing head
5 (7) aufeinander folgende Rohrsegmente (13, 14, 15) umfasst, wobei zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem be- arbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) als dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) benachbartes Rohrsegment ein mittleres Rohrsegment lo (14) des Strahlführungsrohres (8) angeordnet ist und dass eine Vorrichtung (24, 39, 72, 87) zur Schwenkwinkelsteuerung vorgesehen ist, mittels derer der Schwenkwinke) (α) zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) und/oder der Schwenkwinkel (ß) zwischen dem bearbeitungskopfsei- i5 tigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) in seiner Größe steuerbar ist bzw. sind.5 (7) comprises successive tube segments (13, 14, 15), wherein between the jet-source-side tube segment (13) and the processing head side tube segment (15) as the jet-source-side tube segment (13) and the processing head side tube segment (15) adjacent tube segment middle pipe segment lo (14) of the beam guide tube (8) is arranged and that a device (24, 39, 72, 87) is provided for the swivel angle control, by means of which the swivel angle (α) between the jet-source-side pipe segment (13) and the middle pipe segment (14) and / or the pivoting angle (ß) between the machining head september pipe segment (15) and the central pipe segment (14) is controllable in its size or are.
2. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (72, 87) zur Schwenkwinkelsteuerung ei-2. Laser processing machine according to claim 1, characterized in that the device (72, 87) for swivel angle control an
20 nen Schwenkwinkelbegrenzer (73, 88), mittels dessen der20 nen Schwenkwinkelbegrenzer (73, 88), by means of which the
Schwenkwinkel (α) zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) in seiner Größe begrenzbar ist und/oder einen Schwenkwinkelbegrenzer (74, 89), mittels dessen der Schwenkwinkel (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseiti-Swivel angle (α) between the jet-source-side tube segment (13) and the central tube segment (14) can be limited in size and / or a Schwenkwinkelbegrenzer (74, 89), by means of which the swivel angle (ß) between the Bearbeitungsungsanopfseiti-
25 gen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) in seiner Größe begenzbar ist, umfasst.25 gen tube segment (15) and the middle tube segment (14) is attachable in size comprises.
3. Laserbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkelbegrenzer (73) für den Schwenkwinkel3. Laser processing machine according to claim 1, characterized in that the Schwenkwinkelbegrenzer (73) for the pivot angle
30 (α) zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Begrenzerelement (75) umfasst, welches einerseits eine dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) zugeordnete Anlenkstelle (76) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (77) aufweist, und/oder30 (α) between the jet-source-side tube segment (13) and the middle pipe segment (14) comprises a limiter member (75), which on the one hand a the jet-source-side pipe segment (13) associated articulation point (76) and on the other hand, the middle pipe segment (14) associated articulation point (77), and / or
5 dass der Schwenkwinkelbegrenzer (74) für den Schwenkwinkel (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Begrenzerelement (79) umfasst, welches einerseits eine dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) zugeordnete Anlenkstelle (80) und andererseits eine dem mitt- lo leren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (81) aufweist, wobei an den Anlenkstellen (76, 77, 80, 81) des oder der Begrenzerelemente (75, 79) ausgebildete Schwenkachsen (83, 84, 85, 86) in Querrichtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes (7) verlaufen und wobei wenigstens eine Anlenkstelle (76, 77, 80, i5 81) zumindest eines Begrenzerelementes (75, 79) in Richtung der5 that the Schwenkwinkelbegrenzer (74) for the swivel angle (ß) between the processing head side pipe segment (15) and the middle pipe segment (14) comprises a limiter member (79), on the one hand a the machining head side pipe segment (15) associated pivot point (80) and on the other an articulation point (81) assigned to the central tube segment (14), wherein pivot axes (83, 84, 85, 86) formed at the articulation points (76, 77, 80, 81) of the limiter element or elements (75, 79) in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head (7) and at least one articulation point (76, 77, 80, i5 81) of at least one limiter element (75, 79) in the direction of
Verbindungslinie der Schwenkachsen (83, 84, 85 ,86) des betreffenden Begrenzerelementes (75, 79) relativ zu dem mittleren Rohrsegment (14) und/oder relativ zu dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) bzw. dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15)Connecting line of the pivot axes (83, 84, 85, 86) of the relevant limiter element (75, 79) relative to the middle tube segment (14) and / or relative to the jet-source-side tube segment (13) or the machining head side tube segment (15)
20 über eine begrenzte Weglänge bewegbar ist.20 is movable over a limited path length.
4. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Begrenzerelement (75, 79) mit beweglicher Anlenkstelle (76, 77, 80, 81) als4. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one limiter element (75, 79) with a movable articulation point (76, 77, 80, 81) as
25 Begrenzerstab ausgebildet ist.25 marker bar is formed.
5. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkelbegrenzer (88) für den Schwenkwinkel (α) zwischen dem strahlquellensei-5. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the Schwenkwinkelbegrenzer (88) for the pivot angle (α) between the Strahlquellensei-
30 tigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Begrenzerelement (90) umfasst, welches einerseits eine dem strahl- quellenseitigen Rohrsegment (13) zugeordnete Anlenkstelle (93) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (95) aufweist, und/oder dass der Schwenkwinkel-30 term pipe segment (13) and the middle pipe segment (14) A limiter element (90), which on the one hand has an articulation point (93) assigned to the jet-source-side tube segment (13) and on the other hand has an articulation point (95) associated with the middle tube segment (14), and / or the articulation angle.
5 begrenzer (89) für den Schwenkwinkel (ß) zwischen dem bearbei- tungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Begrenzerelement (91) umfasst, welches einerseits eine dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) zugeordnete Anlenkstelle (97) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment lo (14) zugeordnete Anlenkstelle (99) aufweist, wobei an den Anlenk- stellen (93, 95, 97, 99) des oder der Begrenzerelemente (90, 91) ausgebildete Schwenkachsen (100, 101, 102, 103) in Querrichtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes (7) verlaufen und wobei wenigstens ein Begrenzerelement (90, 91) in der Länge i5 zwischen seinen beiderseitigen Anlenkstellen (93, 95, 97, 99) in begrenztem Umfang veränderbar ist.5 limiter (89) for the swivel angle (ß) between the processing head side pipe segment (15) and the middle pipe segment (14) comprises a limiter (91), which on the one hand the processing head side pipe segment (15) associated with articulation point (97) and on the other an articulation point (99) assigned to the middle tube segment 10 (14), pivot axes (100, 101, 102, 103) formed on the articulation points (93, 95, 97, 99) of the limiter element (s) (90, 91) extend in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head (7) and wherein at least one limiter element (90, 91) in the length i5 between its mutual articulation points (93, 95, 97, 99) is limited to a limited extent.
6. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein längenver-6. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one length
20 änderliches Begrenzerelement (90, 91) als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist, wobei ein Zylinder (94, 98) der Kolben-Zylinder- Einheit die eine Anlenkstelle (93, 97) und eine Kolbenstange (92, 96) der Kolben-Zylinder-Einheit die andere Anlenkstelle (95, 99) des Begrenzerelementes (90, 91) aufweist und wobei der mit der KoI-20 is formed as a piston-cylinder unit, wherein a cylinder (94, 98) of the piston-cylinder unit, the one articulation point (93, 97) and a piston rod (92, 96) of the piston Cylinder unit has the other articulation point (95, 99) of the limiter element (90, 91) and wherein the with the KoI-
25 benstange (92, 96) verbundene Kolben und der Zylinder (94, 98) der Kolben-Zylinder-Einheit in Richtung der Verbindungslinie der an den Anlenkstellen (93, 95, 97, 99) ausgebildeten Schwenkachsen (100, 101, 102, 103) über eine begrenzte Weglänge relativ zueinander bewegbar sind.25 rod (92, 96) connected to the piston and the cylinder (94, 98) of the piston-cylinder unit in the direction of the connecting line of the articulation points (93, 95, 97, 99) formed pivot axes (100, 101, 102, 103 ) are movable relative to one another over a limited path length.
30 30
7. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung (24, 39) zur Schwenkwinkelsteuerung der Schwenkwinkel (α) zwischen dem strahiquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren7. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the device (24, 39) for the swivel angle control of the swivel angle (α) between the strahiquellenseitigen pipe segment (13) and the middle
5 Rohrsegment (14) sowie der Schwenkwinkel (ß) zwischen dem be- arbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) gleichzeitig in ihrer Größe steuerbar sind.5 pipe segment (14) and the pivot angle (ß) between the processing head side pipe segment (15) and the central pipe segment (14) are simultaneously controllable in size.
8. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden An-8. Laser processing machine according to one of the preceding
!o sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung (24,! O claims, characterized in that by means of the device (24,
39) zur Schwenkwinkelsteuerung der Schwenkwinkel (α) zwischen dem strahiquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) sowie der Schwenkwinkel (ß) zwischen dem be- arbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohr- i5 segment (14) gleichmäßig in ihrer Größe steuerbar sind.39) for the swivel angle control of the swivel angle (α) between the strahiquellenseitigen tube segment (13) and the middle tube segment (14) and the pivot angle (ß) between the processing head side tube segment (15) and the central tube i5 segment (14) evenly their size are controllable.
9. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (24, 39) zur Schwenkwinkelsteuerung eine Steuereinheit (25, 40) zur Steuerung9. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the device (24, 39) for the swivel angle control, a control unit (25, 40) for controlling
2o des Schwenkwinkels (α) zwischen dem strahiquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14), eine Steuereinheit (26, 41) zur Steuerung des Schwenkwinkels (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) sowie eine Synchronisierungseinrichtung (27, 68,2o of the pivoting angle (α) between the strahiquellenseitigen tube segment (13) and the middle tube segment (14), a control unit (26, 41) for controlling the pivot angle (ß) between the processing head side tube segment (15) and the middle tube segment (14) and a synchronization device (27, 68,
25 69) zur Kopplung der beiden Steuereinheiten (25, 26, 40, 41) im25 69) for coupling the two control units (25, 26, 40, 41) in
Sinne einer synchronen Steuerung des Schwenkwinkels (α) zwischen dem strahiquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) sowie des Schwenkwinkels (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittlerenSense of synchronous control of the pivot angle (α) between the strahiquellenseitigen pipe segment (13) and the central pipe segment (14) and the pivot angle (ß) between the processing head side pipe segment (15) and the middle
3o Rohrsegment (14) umfasst. 3o pipe segment (14).
10. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,10. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized
• dass die Steuereinheit (25) zur Steuerung des Schwenkwinkels 5 (α) zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Steuerelement (28) um- fasst, welches einerseits eine dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) zugeordnete Anlenkstelle (29) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle lo (30) aufweist,In that the control unit (25) for controlling the swivel angle 5 (α) between the jet-source-side tube segment (13) and the middle tube segment (14) comprises a control element (28), which on the one hand comprises an articulation point (13) assigned to the jet-source-side tube segment (13). 29) and on the other hand has a middle pipe segment (14) associated with the articulation point lo (30),
• dass die Steuereinheit (26) zur Steuerung des Schwenkwinkels (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Steuerelement (33) umfasst, welches einerseits eine dem bearbeitungskopfseitigen i5 Rohrsegment (13) zugeordnete Anlenkstelle (34) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (35) aufweist,In that the control unit (26) for controlling the swivel angle (β) between the machining head-side pipe segment (15) and the middle pipe segment (14) comprises a control element (33), which on the one hand comprises an articulation point (34) associated with the machining head side i5 pipe segment (13). and on the other hand has an articulation point (35) associated with the middle tube segment (14),
• wobei an den Anlenkstellen (29, 30, 34, 35) der Steuerelemente (28, 33) ausgebildete Schwenkachsen (31, 32, 36, 37) in Quer-Wherein at the articulation points (29, 30, 34, 35) of the control elements (28, 33) formed pivot axes (31, 32, 36, 37) in transverse
20 richtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes (7) verlaufen,20 direction of the plane of movement of the laser processing head (7),
• wobei die dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordneten Anlenkstellen (30, 35) der Steuerelemente (28, 33) gemeinschaftlich und jeweils in Richtung der Verbindungslinie der Schwenk-• wherein the middle pipe segment (14) associated with articulation points (30, 35) of the control elements (28, 33) jointly and in each case in the direction of the connecting line of the pivoting
25 achsen (31, 32, 36, 37) des betreffenden Steuerelementes (28,25 axes (31, 32, 36, 37) of the relevant control element (28,
33) relativ zu dem mittleren Rohrsegment (14) bewegbar sind und wobei die Synchronisierungseinrichtung (27) eine Einrichtung umfasst, mittels derer die dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordneten Anlenkstellen (30, 35) der Steuerelemente (28, 33) bei deren Bewegung relativ zu dem mittleren Rohrsegment (14) gemeinschaftlich geführt sind.33) relative to the central tube segment (14) are movable and wherein the synchronization device (27) comprises means by which the middle tube segment (14) associated with articulation points (30, 35) of the control elements (28, 33) are guided jointly in their movement relative to the central tube segment (14).
11. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden An-11. Laser processing machine according to one of the preceding
5 sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Steuerelement (28, 33) mit relativ zu dem mittleren Rohrsegment (14) bewegbarer Anlenkstelle (30, 35) als Steuerstab ausgebildet ist.5 claims, characterized in that at least one control element (28, 33) with relative to the central tube segment (14) movable articulation point (30, 35) is designed as a control rod.
12. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden An- lo sprüche, dadurch gekennzeichnet,12. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that
• dass die Steuereinheit (40) zur Steuerung des Schwenkwinkels (α) zwischen dem strahlquellenseitigen Rohrsegment (13) und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Steuerelement (42) um- fasst, welches einerseits eine dem strahlquellenseitigen Rohr- i5 segment (13) zugeordnete Anlenkstelle (44) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (45) aufweist,• that the control unit (40) for controlling the pivot angle (α) between the jet-source-side tube segment (13) and the central tube segment (14) comprises a control element (42), which on the one hand assigned to the jet-source-side tube i5 segment (13) Anlenkstelle (44) and on the other hand a the middle pipe segment (14) associated with articulation point (45),
• dass die Steuereinheit (41) zur Steuerung des Schwenkwinkels (ß) zwischen dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15)In that the control unit (41) controls the pivoting angle (β) between the machining head-side pipe segment (15)
20 und dem mittleren Rohrsegment (14) ein Steuerelement (43) umfasst, welches einerseits eine dem bearbeitungskopfseitigen Rohrsegment (15) zugeordnete Anlenkstelle (46) und andererseits eine dem mittleren Rohrsegment (14) zugeordnete Anlenkstelle (47) aufweist,20 and the middle tube segment (14) comprises a control element (43), which has, on the one hand, a pivot point (46) associated with the machining head side tube segment (15) and, on the other hand, a pivot point (47) associated with the middle tube segment (14),
25 • wobei an den Anlenkstellen (44, 45, 46, 47) der Steuerelemente25 • where at the articulation points (44, 45, 46, 47) of the controls
(42, 43) ausgebildete Schwenkachsen in Querrichtung der Bewegungsebene des Laserbearbeitungskopfes (7) verlaufen und(42, 43) formed pivot axes in the transverse direction of the plane of movement of the laser processing head (7) extend and
• wobei die Längen der Steuerelemente (42, 43) zwischen den jeweiligen beiderseitigen Anlenkstellen (44, 45, 46, 47) gleichzeitig• wherein the lengths of the controls (42, 43) between the respective mutual hinge points (44, 45, 46, 47) simultaneously
3o und aufeinander abgestimmt veränderbar sind. 3o and matched to each other are changeable.
13. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die längenveränderlichen Steuerelemente (42, 43) als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet13. Laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the variable-length control elements (42, 43) formed as a piston-cylinder units
5 sind, wobei Zylinder (56, 57) der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils die eine Anlenkstelle (45, 47) und Kolbenstangen (60, 61) der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils die andere Anlenkstelle (44, 46) der Steuerelemente (42, 43) aufweisen, wobei der mit den Kolbenstangen (60, 61) verbundene Kolben (58, 59) und die Zylinder (56, 57) lo der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils in Richtung der Verbindungslinie der an den Anlenkstellen (44, 45, 46, 47) der betreffenden Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Schwenkachsen relativ zueinander bewegbar sind und wobei als Synchronisierungseinrichtung (68, 69) eine Druckmittelversorgung für die Kolben-Zylinder-Einheiten i5 vorgesehen ist, mittels derer die Länge der Kolben-Zylinder-5, wherein cylinders (56, 57) of the piston-cylinder units each have one articulation point (45, 47) and piston rods (60, 61) of the piston-cylinder units respectively the other articulation point (44, 46) of the controls ( 42, 43), wherein the piston (58, 59) connected to the piston rods (60, 61) and the cylinders (56, 57) lo of the piston-cylinder units respectively in the direction of the connecting line at the articulation points (44, 45, 46, 47) of the respective piston-cylinder unit formed pivot axes are relatively movable and being provided as a synchronization means (68, 69) a pressure medium supply for the piston-cylinder units i5, by means of which the length of the piston-cylinder
Einheiten zwischen den jeweiligen beiderseitigen Anlenkstellen (44, 45, 46, 47) gleichzeitig und aufeinander abgestimmt veränderbar sind.Units between the respective mutual articulation points (44, 45, 46, 47) are simultaneously variable and matched to one another.
2o 14. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Synchronisierungseinrichtung (68, 69) eine Druckmittelversorgung für die Kolben- Zylinder-Einheiten vorgesehen ist, welche die beidseits des Kolbens (58, 59) der einen Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehenen Zylinder-14o laser processing machine according to one of the preceding claims, characterized in that as a synchronization means (68, 69) a pressure medium supply for the piston-cylinder units is provided, which on both sides of the piston (58, 59) of a piston-cylinder unit provided cylinder
25 räume (64, 65, 66, 67) über Kreuz mit den beidseits des Kolbens25 spaces (64, 65, 66, 67) cross with the two sides of the piston
(58, 59) der anderen Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehenen Zylinderräumen (64, 65, 66, 67) verbindet.(58, 59) of the other piston-cylinder unit provided cylinder spaces (64, 65, 66, 67) connects.
15. Laserbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden An- o Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlführungsrohr (8) sowie die Vorrichtung (24, 39, 72, 87) zur Schwenkwinkelsteuerung Teile eines Moduls der Laserbearbeitungsmaschine (1) sind. 15. Laser processing machine according to one of the preceding An o sayings, characterized in that the beam guiding tube (8) and the device (24, 39, 72, 87) for the swivel angle control are parts of a module of the laser processing machine (1).
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