| JP10193149 | LASER WELDING METHOD |
| JP2003170289 | LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD |
| JP2002045987 | LENS DEVICE FOR LASER BEAM MACHINING |
EPPERLEIN, Peter (Dornierstr. 6, Ditzingen, 71254, DE)
STRÖBEL, Stefan (Hermannstr. 7, Stuttgart, 70178, DE)
PFEIFFER, Wolfgang (Schönbühlstr. 2, Tengen-Büsslingen, 78250, DE)
HANDTE ENGINEERING GMBH (Ludwigstalerstraße 149, Tuttlingen, 78532, DE)
PETERA, Martin (Bleichmühlstr. 15, Sindelfingen, 71065, DE)
EPPERLEIN, Peter (Dornierstr. 6, Ditzingen, 71254, DE)
STRÖBEL, Stefan (Hermannstr. 7, Stuttgart, 70178, DE)
PFEIFFER, Wolfgang (Schönbühlstr. 2, Tengen-Büsslingen, 78250, DE)
| Patentansprüche 1. Maschinelle Anlage (1) zum thermischen Bearbeiten von Werkstücken, vorzugsweise von Blechtafeln, insbesondere mittels eines Laserbearbeitungsstrahls, wobei die Anlage (1) einen Arbeitsbereich (2), welchem ein Werkstück entlang eines Werkstücktransferpfades (8) zuführbar und/oder entnehmbar ist, und eine Luft-Reinigungsvorrichtung ( 10, 10') aufweist, mittels derer verunreinigte Luft aus dem Arbeitsbereich (2) ansaugbar und mittels derer die angesaugte Luft entlang eines Strömungspfades (12) beförderbar ist, auf welchem die Luft wenigstens eine Partikelabscheideeinrichtung (27), vorzugsweise eine Filtereinrichtung, passiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungspfad (12) in einer den Werkstücktransferpfad (8) überquerenden Brücke (14) verläuft. 2. Maschinelle Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (14) den Werkstücktransferpfad (8) an einem außerhalb des Arbeitsbereiches (2) angeordneten Abschnitt überquert. 3. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelabscheideeinrichtung (27) in der Brücke (14) angeordnet ist. 4. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (40) vorgesehen ist, um an der Partikelabscheideeinrichtung (27) abgeschiedene Partikel zu speichern. 5. Maschinelle Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (40) gegenüber zumindest einem Abschnitt der Partikelabscheideeinrichtung (27) horizontal versetzt angeordnet ist und eine Partikel-Fördereinrichtung (42) vorgesehen ist, um an der Partikelabscheideeinrichtung (27) abgeschiedene Partikel der horizontal versetzten Speichereinrichtung (40) zuzuführen, wobei die Partikel-Fördereinrichtung (42) vorzugsweise motorisch angetriebene Fördermittel, insbesondere eine Förderschnecke (46), aufweist. 6. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Partikelabscheideeinrichtung (21) vorgesehen ist, und beide Partikelabscheideeinrichtungen (21, 27) mit jeweils einer Speichereinrichtung (22, 40) versehen sind, die räumlich getrennt zueinander angeordnet sind. 7. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Reinigungsvorrichtung (10, 10Λ) ein Portal (15) bildet, in dessen Brücke (14) der Strömungspfad (12) verläuft. 8. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (40) für die an der Partikelabscheideeinrichtung (27) abgeschiedenen Partikel und/oder eine weitere Partikelabscheideeinrichtung (21) in einem Ständer (16, 17) der den Werkstücktransferpfad (8) überquerenden Brücke (14) angeordnet ist. 9. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstücktransfereinrichtung (7) vorgesehen ist, welche eine Werkstückauflage (6) aufweist, die entlang des Werkstücktransferpfades (8) unter der Brücke ( 14) hindurch bewegbar ist, um ein auf der Werkstückauflage (6) lagerndes Werkstück dem Arbeitsbereich (2) zuzuführen bzw. zu entnehmen. 10. Maschinelle Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (14) längs des Werkstücktransferpfades (8) in unterschiedliche Zielpositionen bewegbar ist, 11. Maschinelle Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung der Brücke (14) in unterschiedliche Zielpositionen eine Bewegungseinrichtung (65) vorgesehen ist, die wahlweise aktivierbar oder deaktivierbar äst, wobei die Brücke (14) mittels der aktivierten Bewegungseinrichtung (65) längs des Werkstücktransferpfades (8) in eine Zie!position bewegbar und in der Zielposition durch Deaktivieren der Bewegungseinrichtung (65) arretierbar ist. 12. Maschinelle Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (65) der Brücke (14) wenigstens einen Rollkörper (66) aufweist, der senkrecht zu einer sich längs des Werkstücktransferpfades (8) erstreckenden Aufstellfläche der Brücke ( 14) unter Aktivieren der Bewegungseinrichtung (65) in eine Funktionsstellung absenkbar und unter Deaktivieren der Bewegungseinrichtung (65) in eine Ruhestellung anhebbar ist, wobei der RolikÖr- per (66) in der Funktionssteiiung die Brücke (14) auf der Aufstellfläche längs des Werkstücktransferpfades (8) bewegbar abstützt und wobei der Rollkörper (66) in der Ruhestellung gegenüber der Aufstellfläche zurückgezogen ist und die Brücke (14) folglich längs des Werkstücktransferpfades (8) unbeweglich auf der Aufstellfläche ruht. |
Die Erfindung betrifft eine maschinelle Anlage zum thermischen Bearbei- ten von Werkstücken, vorzugsweise von Blechtafeln, insbesondere mittels eines Laserbearbeitungsstrahls, wobei die Anlage einen Arbeitsbereich, welchem ein Werkstück entlang eines Werkstücktransferpfades zuführbar und/oder entnehmbar ist, und eine Luft-Reinigungsvorrichtung aufweist, mittels derer verunreinigte Luft aus dem Arbeitsbereich ansaugbar und mittels derer die angesaugte Luft entlang eines Strömungspfades beförderbar ist, auf welchem die Luft wenigstens eine Partikelabscheideeinrichtung, vorzugsweise eine Filtereinrichtung, passiert.
Beim thermischen Bearbeiten von Werkstücken entstehen in der Regel durch die in das Werkstück eingebrachte thermische Energie große Mengen an Rauch, Staub usw., die aus dem Arbeitsbereich entfernt werden müssen. Insbesondere beim Schneiden einer Blechtafel mittels eines La- serbearbeitungsstrahls wird eine hohe thermische Energie in die Biechtafel eingebracht. An der Einwirkungsstelle schmilzt und/oder verdampft daher die Blechtafel und je nach Betriebsbedingungen oxidiert der Metalldampf teilweise unter starker Rauchbildung. Damit die Grenzwerte für die maximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK-Werte) und technische Richtkonzentration (TRK-Werte) der entstehenden Emissionen eingehalten werden, wird in der Praxis die mit unterschiedlichen Partikeln verunreinigte Luft mittels einer Luft-Reinigungsvorrichtung aus dem Arbeitsbereich abgesaugt und einer Reinigung unterzogen.
Eine maschinelle Anlage der eingangs genannten Art stellt beispielsweise die Laserbearbeitungsmaschine TruLaser® 5030 der Firma Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG dar. Die herkömmliche Laserbearbeitungsmaschine ist insbesondere zum Schneiden von Blechtafeln mittels eines Laserbearbeitungsstrahls vorgesehen. Sie weist eine Werkstückauflage zur Lagerung einer zu bearbeitenden Blechtafel und einen Laserbearbeitungskopf zum Fokussieren eines Laserbearbeitungsstrahls auf. Zur Werkstückbearbeitung ist der Laserbearbeitungskopf und damit auch der Laserbearbeitungsstrahl mittels einer Bewegungseinheit über nahezu die gesamte Werkstückauflage hinweg bewegbar. Der Arbeitsbereich, d. h. der Maschinenbereich, in welchem eine Werkstückbearbeitung erfolgen kann, ist bei der TruLaser® 5030 durch den Bewegungsbereich des Laserbearbeitungsstrahls bestimmt.
Aus Strahlenschutzgründen ist der Arbeitsbereich von einer Einhausung umgeben. An einer Querseite weist die Einhausung eine (mit einer Klappe verschließbare) Durchtrittsöffnung auf, durch welche ein Werkstück entlang eines Werkstücktransferpfades dem Arbeitsbereich zugeführt und entnommen werden. Des Weiteren ist eine Luft-Reinigungsvorrichtung in Form eines sogenannten Entstaubers vorgesehen. Mittels des Entstaubers kann verunreinigte Luft aus dem Arbeitsbereich angesaugt werden. Die angesaugte Luft wird entlang eines Strömungspfades durch eine Filtereinrichtung geführt, welche an einer Querseite oder Längsseite der Einhausung des Arbeitsbereiches aufgestellt ist.
Insbesondere bei Laserbearbeitungsmaschinen müssen die Luft- Reinigungsvorrichtungen leistungsfähig ausgebildet sein, um die relativ großen Mengen an Rauch, Staub usw. aus der Abluft zuverlässig abscheiden zu können. Aus diesem Grunde beansprucht die Luft- Reinigungsvorrichtung bei der herkömmlichen maschinellen Anlage einen erheblichen Bauraum.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die herkömmliche maschinelle Anlage derart weiterzuentwickeln, dass sich eine maschinelle Anlage ergibt, welche sich durch eine besonders kompakte Bauweise auszeichnet.
Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe durch eine maschinelle Anlage mit den Merkmaien von Anspruch 1.
Im Sinne der Erfindung verläuft der Strömungspfad, entlang dessen die angesaugte Luft mittels der Luft-Reinigungsvorrichtung zum Reinigen beförderbar ist, in einer den Werkstücktransferpfad überquerenden Brücke. Der Strömungspfad der Luft-Reinigungsvorrichtung ist folglich platzsparend in einem Bauraum untergebracht, welcher sich über den Werkstücktransferpfad hinweg erstreckt. Insbesondere verläuft der Strömungspfad in der Brücke von einer Seite des Werkstücktransferpfades zur anderen Seite des Werkstücktransferpfades. Eine ausreichende Länge des Strömungspfades kann auf diese Weise sichergestellt werden. Gegebenenfalls kann der Strömungspfad sogar mehrfach in der Brücke von einer Seite des Werkstücktransferpfades zur anderen Seite des Werkstücktransferpfa des geführt sein.
Bei einer Variante einer maschinellen Anlage kann das Werkstück entlang des Werkstücktransferpfades von einer Seite in den Arbeitsbereich eingeführt werden und an einer anderen Seite aus dem Arbeitsbereich entnommen werden. Bei einer besonders kompakten Variante kann das Werkstück entlang eines Werkstücktransferpfades an derselben Seite sowohl in den Arbeitsbereich eingeführt werden als auch aus dem Arbeitsbe reich entnommen werden. Im Sinne der Erfindung überquert die Brücke, welche zumindest einen Abschnitt des Strömungspfades enthält, den Werkstücktransferp ad wenigstens an einer Stelle seines Verlaufs.
Die Brücke kann hierzu auf unterschiedlichste Weise aufgehängt bzw. gelagert sein. Eine einfache und stabile Konstruktion ergibt sich, wenn die Brücke zumindest auf einer Seite des von ihr überquerten Werkstücktransferpfades mittels eines Brücken-Ständers abgestützt ist, welcher auf der Aufstellfiäche der maschinellen Anlage steht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung nach Anspruch 1 ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2 bis 12.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überquert die Brücke, in welcher der Strömungspfad verläuft, den Werkstücktransferpfad an einem Abschnitt außerhalb des Arbeitsbereiches. Folglich verläuft die Brücke insbesondere nicht über den Arbeitsbereich hinweg. Durch diese räumliche Anordnung des Arbeitsbereichs und der Brücke ergibt sich eine einfachere Konstruktion der maschinellen Anlage.
Vorzugsweise ist die Partikelabscheideeinrichtung, insbesondere die Filtereinrichtung, in der Brücke angeordnet. Da sich die Brücke von einer Seite des Werkstücktransferpfades auf die andere Seite des Werkstücktransferpfades erstreckt, kann somit platzsparend eine ausreichend lange Strecke zum Partikelabscheiden vorgesehen sein.
Eine wartungsarme Bauart einer erfindungsgemäßen Anlage ergibt sich, indem eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, um an der
Partikelabscheideeinrichtung abgeschiedene Partikel zu speichern. Der Abtransport und die Entsorgung der abgeschiedenen Partikel kann Dank der Speichereinrichtung mit relativ großen Zeitabständen erfolgen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsart ist die Speichereinrichtung gegenüber zumindest einem Abschnitt der
Partikelabscheideeinrichtung horizontal versetzt angeordnet und ist eine Partikel-Fördereinrichtung vorgesehen, um an der
Partikelabscheideeinrichtung abgeschiedene Partikel der Speichereinrichtung zuzuführen. Insbesondere ermöglicht diese Konstruktion, dass die Brücke, wenn darin die Partikelabscheideeinrichtung angeordnet ist, unter sich einen Durchgang für den Werkstücktransferpfad ausbildet, ohne dass die Brücke aufgrund der Speichereinrichtung besonders hochbauend ausgebildet sein muss. Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung zum Entleeren gut zugänglich an einer Seite des Werkstücktransferpfades angeordnet. Eine besonders funktionssichere Beförderung der abgeschiedenen Partikel von der Partikelabscheideeinrichtung zur Speichereinrichtung ergibt sich, wenn die Partikel-Fördereinrichtung ein motorisch angetriebenes Fördermittel aufweist. Beispielhaft zu nennen ist ein motorisch angetriebenes Förderband. Besonders robust sind Fördermittel in Form einer motorisch angetriebenen Förderschnecke.
Eine stabile Konstruktion der Luft-Reinigungsvorrichtung ergibt sich, indem die Luft-Reinigungsvorrichtung ein Portal bildet, Vorteilhafterweise kann das durch die Luft-Reinigungsvorrichtung gebildete Portal neben dem Arbeitsbereich der maschinellen Anlage eigenständig aufgestellt sein. Der Werkstücktransferpfad ist durch das Portal hindurch geführt, wobei der Strömungspfad in der Brücke des Portals verläuft, insbesondere von einer Seite des Werkstücktransferpfades durch die Brücke hindurch auf die andere Seite des Werkstücktransferpfades.
Vorzugsweise ist eine weitere Partikelabscheideeinrichtung vorgesehen und sind beide Partikelabscheideeinrichtungen mit jeweils einer Speichereinrichtung versehen, die räumlich getrennt zueinander angeordnet sind und die beispielsweise als Speicherbehältnisse ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme ist es insbesondere möglich, die Speichereinrichtungen unabhängig voneinander zu entleeren. Außerdem sind die
Partikelabscheideeinrichtungen vorzugsweise jeweils mit einer Partikel- Fördereinrichtung versehen, mittels derer an der jeweiligen
Partikelabscheideeinrichtung abgeschiedene Partikel der zugeordneten Speichereinrichtung zugeführt werden können.
Eine besonders kompakte Bauweise der Luft-Reinigungsvorrichtung ergibt sich, wenn eine Speichereinrichtung für die abgeschiedenen Partikel in ei- nem Brücken-Ständer der den Werkstücktransferpfad überquerenden Brücke angeordnet ist. Auf analoge Weise ergibt sich alternativ oder ergänzend eine kompakte Bauart, indem eine weitere
Partikelabscheideeinrichtung in einem Brücken-Ständer der Brücke angeordnet ist. In diesem Sinne sind im Falle einer Luft-Reinigungsvorrichtung, die ein Portal bildet, die Speichereinrichtung und/oder die weitere
Partikelabscheideeinrichtung vorteilhaft in einem Portalständer angeordnet.
Im Falle einer besonders bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist eine Werkstücktransfereinrichtung vorgesehen, welche eine Werkstückauflage aufweist, die entlang des Werkstücktransferpfades unter der Brücke hindurch bewegbar ist, um ein auf der Werkstückauflage lagerndes Werkstück dem Arbeitsbereich zuzuführen bzw. zu entnehmen. Es ergibt sich eine maschinelle Anlage, die sich durch einen besonders funktionssicheren Werkstücktransfer des Werkstücks in den Arbeitsbereich bzw. aus dem Arbeitsbereich heraus auszeichnet. Das Werkstück muss für den Werkstücktransfer nicht von der Werkstückauflage abgehoben bzw. entfernt werden.
Grundsätzlich kann die Brücke, in welcher der Strömungspfad der angesaugten Luft verläuft, stationär angeordnet sein. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist aber vorgesehen, dass die Brücke längs des Werkstücktransferpfades in unterschiedliche Zieipositionen bewegbar ist. Aufgrund ihrer Beweglichkeit kann die Brücke in Positionen bewegt werden, in welchen entweder die Brücke selbst oder der ansonsten von der Brücke überdeckte Bereich der maschinellen Anlage besonders gut zugänglich ist. Eine derartige Zugänglichkeit ist beispielsweise für die Durchführung von Wartungsarbeiten wünschenswert. Zumindest eine der von der Brücke längs des Werkstücktransferpfades eingenommenen Positionen ist als Arbeitsposition vorgesehen, bei welcher verunreinigte Luft über die Brücke aus dem Arbeitsbereich der maschinellen Anlage abgeführt werden kann.
Im Falle einer bevorzugten Erfindungsbauart ist zur Bewegung der Brücke in unterschiedliche Zielpositionen eine wahlweise aktivierbare oder deaktivierbare Bewegungseinrichtung vorgesehen. Bei aktivierter Bewegungseinrichtung kann die Brücke längs des Werkstücktransferpfades umgesetzt werden. Hat die Brücke ihre Zielposition erreicht, so wird sie durch Deaktivieren der Bewegungseinrichtung arretiert.
Als Bewegungseinrichtung für die Brücke sind Einrichtungen unterschiedlicher Art denkbar. Erfindungsgemäß bevorzugt wird eine Bewegungseinrichtung mit wenigstens einem Rollkörper, der senkrecht zu einer sich längs des Werkstücktransferpfades erstreckenden Aufstellfläche der Brücke unter Aktivieren der Bewegungseinrichtung in eine Funktionsstellung absenkbar und unter Deaktivieren der Bewegungseinrichtung in eine Ruhestellung anhebbar ist. In der Funktionsstellung stützt der Rollkörper die Brücke auf der Aufstellfläche längs des Werkstücktransferpfades bewegbar ab. Befindet sich der Rollkörper in der Ruhestellung, so ist er gegenüber der Aufstellfläche zurückgezogen und die Brücke ruht unbeweglich auf der Aufstellfläche. Die Verstellung des oder der Rollkörper kann mit Hilfe verschiedenartiger Einrichtungen erfolgen. Vorgesehen sind beispielsweise Stellspindeln, mittels derer die Rollkörper der Bewegungseinrichtung in Richtung auf die Aufstellfläche der Brücke ausgefahren oder in Gegenrichtung von der Aufstellfläche wegbewegt werden können. Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : eine Laserbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von Blechtafeln in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 2: die Laserbearbeitungsmaschine aus Figur 1 in einer Draufsicht,
Figur 3; die Laserbearbeitungsmaschine aus Figur 1 in einer Seitenansicht,
Figur 4: eine Luft-Reinigungsvorrichtung der Laserbearbeitungsmaschine aus Figur 1 und
Figur 5: ein Detail einer modifizierten Bauart der Luft-Reinigungsvorrichtung aus Figur 4.
Figur 1 zeigt eine als Laserbearbeitungsmaschine 1 ausgebildete, maschinelle Aniage zum thermischen Bearbeiten von Werkstücken. Insbesondere dient die Laserbearbeitungsmaschine i gemäß Figur 1 zum Schneiden von Blechtafeln mitteis eines Laserbearbeitungsstrahls.
Die Laserbearbeitungsmaschine 1 weist einen Arbeitsbereich 2 auf, der von einer Strahlenschutzeinhausung 3 allseitig umgeben ist. Die horizontale Erstreckung des Arbeitsbereichs 2 ist in Figur 2 angedeutet, welche die Laserbearbeitungsmaschine 1 in einer Draufsicht zeigt. Des Weiteren ist beispielhaft die räumliche Lage des Arbeitsbereiches 2 innerhalb der Laserbearbeitungsmaschine 1 in Figur 3 dargestellt, welche die Laserbearbeitungsmaschine 1 in einer Ansicht auf eine Seitenwand 4 der Laserbear- beitungsmaschine 1 zeigt. Der Arbeitsbereich 2 ist durch einen Bewegungsbereich eines Laserbearbeitungsstrahls definiert. Innerhalb des Bewegungsbereiches ist der Laserbearbeitungsstrahl zur Werkstückbearbeitung durch Bewegen eines Laserbearbeitungskopfs 5 (Figur 3) mittels einer nicht gezeigten Bewegungseinheit über einer Werkstückauflage 6 entlang der Koordinatenachsen x, y, z (Figur i) bewegbar.
Während der Werkstückbearbeitung bleibt die Werkstückauflage 6 unbewegt in der in Figur 3 dargestellten Bearbeitungsstellung innerhalb der Einhausung 3. Die Werkstückauflage 6 dient aber nicht nur zur Lagerung eines Werkstückes während der Werkstückbearbeitung. Vielmehr ist die Werkstückauflage 6 auch Teil einer Werkstücktransfereinrichtung 7. Insbesondere ist die Werkstückauflage 6 entlang eines linearen Werkstücktransferpfades 8 zwischen der Bearbeitungsstellung gemäß Figur 3 und einer Be- und Entladestellung außerhalb der Einhausung 3 bewegbar. In den Figuren 1 und 2 ist die Werkstückauflage 6 in ihrer Be- und
Entladestellung gezeigt. Durch die geführte Bewegung der Werkstückauflage 6 entlang des Werkstücktransferpfades 8 kann ein auf der Werkstückauflage 6 gelagertes Werkstück dem Arbeitsbereich 2 entnommen bzw. zugeführt werden. Deswegen weist die Seitenwand 4 der Einhausung 3 einen Durchgang 9 auf, durch welchen der Werkstücktransferpfad 8 verläuft. Der Durchgang 9 ist während der Werkstückbearbeitung mittels einer nicht gezeigten Strahlenschutzabdeckung verschließbar.
Im Falle der Laserbearbeitungsmaschine 1 ist die Werkstückauflage 6 mittels eines nicht gezeigten Transferantriebs entlang des Werkstücktransferpfades 8 motorisch angetrieben hin und her verfahrbar. Alternativ kann die Werkstückaufjage 6 auch manuell von einem Bediener in den Arbeits- bereich 2 geschoben werden bzw. aus dem Arbeitsbereich 2 herausgezogen werden.
Des Weiteren weist die Laserbearbeitungsmaschine 1 eine Luft- Reinigungsvorrichtung 10 auf. Die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 ist ein Bauteil der Seitenwand 4 der Einhausung 3. Mitteis der Luft- Reinigungsvorrichtung 10 kann Luft aus dem Arbeitsbereich 2 angesaugt werden. Insbesondere kann die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 mittels einer innerhalb der Werkstückauflage 6 verlaufenden Kanalstruktur (nicht gezeigt) Luft von unterhalb des Arbeitsbereiches 2 ansaugen.
In Figur 3 ist der Strömungspfad 12 dargestellt, entlang dessen die aus dem Arbeitsbereich 2 angesaugte Luft mittels der Luft- Reinigungsvorrichtung 10 beförderbar ist. Der Strömungspfad 12 verläuft demnach in einer den Werkstücktransferpfad 8 überquerenden Brücke 14 von einer Seite des Werkstücktransferpfades 8 zur anderen Seite des Werkstücktransferpfades 8. Die Brücke 14 überquert den Werkstücktransferpfad 8 an einem außerhalb des Arbeitsbereiches 2 angeordneten Abschnitt. Im in Figur 3 rechts oben angeordneten Eckbereich der Luft- Reinigungsvorrichtung 10 tritt die Luft gereinigt aus.
Im Detail wird die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 im Folgenden anhand Figur 4 erläutert. Figur 4 zeigt die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 in einer Blickrichtung auf diejenige Seite der Luft-Reinigungsvorrichtung 10, welche dem Arbeitsbereich 2 der Laserbearbeitungsmaschine 1 zugewandt ist. Die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 bildet ein Portal 15, mit zwei Portalständern 16, 17 und der auf den Portalständern 16, 17 gelagerten Brücke 14, Durch den zwischen den Portalständern 16, 17 und unter der Brücke 14 verlaufenden Durchgang 9 ist der Werkstücktransferpfad 8 geführt. An dem Portalständer 16 ist die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 mit einer Ansaugöffnung 20 versehen, An die Ansaugöffnung 20 ist die innerhalb der Werkstückauflage 6 verlaufende Kanalstruktur angeschlossen, wenn die Werkstückauflage 6 in der Bearbeitungsstellung angeordnet ist.
Die Luft-Reinigungseinrichtung 10 weist des Weiteren eine erste
Partikelabscheideeinrichtung in Form eines Zyklonabscheiders 21 auf, welcher in dem Portaiständer 16 angeordnet ist. Am Fuße des Portalständers 16 ist eine Speichereinrichtung in Form eines Speicherbehäftnisses 22 für die im Zyklonabscheider 21 abgeschiedenen Partikel, insbesondere Grobstaub, vorgesehen. Die angesaugte Luft wird durch einen Strömungskanal 23 ausgehend von der Ansaugöffnung 20 zu dem Zykionabscheider 21 geführt. Die im Zykionabscheider 21 abgeschiedenen Partikel können mittels einer als ein Fallrohr 24 ausgebildeten Partikel-Fördereinrichtung in das Speicherbehältnis 22 befördert werden. Der Zykionabscheider 21 dient zur Grobreinigung der Luft.
Eine zweite, als Filtereinrichtung 27 ausgebildete Partikelabscheideeinrichtung ist in der Brücke 14 vorgesehen. Die Filtereinrichtung 27 um- fasst eine Filterkammer 26 mit mehreren in Längsrichtung 28 der Brücke 14 verlaufende Filtermatten 29.
Ausgehend von dem Zykionabscheider 21 strömt die vorgereinigte Luft durch eine in Figur 4 durch ein Umlenkbiech 32 verdeckte Öffnung in die Brücke 14. Dank des Umlenkblechs 32 strömt die Luft gleichmäßig sämtlichen Filtermatten 29 zu. Im Weiteren durchströmt die Luft die Filtermatten 29, wobei sich die Partikel an den Filtermatten 29 abscheiden. Im oberen Abschnitt des zweiten Portalständers 17 ist eine Gebläseeinheit 34 vorgesehen, mittels derer die Luft aus dem Arbeitsbereich 2 angesaugt werden kann und entlang des Strömungspfades 12 und schließlich durch die Filtermatten 29 zur Gebläseeinheit 34 und weiter aus einer Ablassöffnung 35 an der Oberseite des Portalständers 17 befördert werden kann. Die Gebläseeinheit 34 weist zwei Schallschutzeinrichtungen 36, einen Drehmotor 37 und eine Turbine 38 auf.
Unterhalb der Gebläseeinheit 34 ist eine Speichereinrichtung in Form eines zweiten Speicherbehältnisses 40 für die an der Fiitereinrichtung 27 abgeschiedenen Partikel angeordnet. Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass das Speicherbehältnis 40 gegenüber der Filtereinrichtung 27 in Längsrichtung 28 der Brücke 14 horizontal versetzt angeordnet ist. Dank des horizontalen Versatzes ergäbt sich unter der Filtereinrichtung 27 der relativ große Durchgang 9, durch welchen der Werkstücktransferpfad 8 geführt ist.
Um die an der Filtereinrichtung 27 abgeschiedenen Partikel dem Speicherbehältnis 40 zuzuführen, ist eine Partikel-Fördereinrichtung 42 vorgesehen. Die Partikel-Fördereinrichtung 42 umfasst zwei, als Partikelrutschen 43 dienende Bleche, welche unterhalb der Filtereinrichtung 27 angeordnet sind. Beide Partikelrutschen 43 verlaufen in Längsrichtung 28 der Brücke 14 und sind zur Mitte der Brücke 14 hin geneigt.
Des Weiteren ist eine mittig in der Brücke 14 angeordnete Förderrinne 44 vorgesehen, in welche an den Partikelrutschen 43 herabgleitende Partikel fallen können. In der horizontal und in Längsrichtung 28 der Brücke 14 verlaufenden Förderrinne 44 ist eine mittels eines Motors 45 drehangetriebene Förderschnecke 46 angeordnet. Damit zumindest ein Abschnitt der Förderschnecke 46 zu sehen ist, ist in Figur 4 der linke Endabschnitt der Förderrinne 44 weggelassen. Durch eine Rotation der Förderschnecke 46 sind an den Filtermatten 29 abgeschiedene und von den Filtermatten 29 herabgefallene Partikel horizontal zu dem Speicherbehältnäs 40 transportierbar.
An dem nicht gezeigten Endabschnitt weist die Förderinne 44 eine Öffnung auf, durch weiche die Partikel über einen Trichter 47 in das Speicherbehältnis 40 fallen können.
Im Laufe des Betriebs der Laserbearbeitungsmaschine 1 setzt sich eine große Menge an Partikeln an den Außenflächen der Filtermatten 29 ab. Teilweise fallen die Partikel bereits ohne äußere Einwirkung von den Filtermatten 29 nach unten auf die Partikelrutschen 43 und weiter in die Förderrinne 44. Zusätzlich können die an den Filtermatten 29 abgeschiedenen Partikel auch von Zeit zu Zeit mittels Druckluft abgeblasen werden. Zu diesem Zweck sind die Filtermatten 29 jeweils mit Druckluftleitungen 50 versehen, mitteis derer Druckluft in die Filtermatten 29 eingebiasen werden kann. Die eingeblasene Druckluft strömt durch die Filtermatten 29 nach außen und reißt dabei an den Außenflächen der Filtermatten 29 haftende Partikel mit sich. Die mitgerissenen Partikel fallen schließlich auf die Partikelrutschen 43 und in die Förderrinne 44.
Die räumlich getrennten Speicherbehältnisse 22, 40 sind jeweils auf einer Platte 51, 52 angeordnet, die an ihren Unterseiten mit Rollen versehen sind. Außerdem weisen die Portalständer 16, 17 an den von dem Werkstücktransferpfad 8 abgewandten Seitenwänden 53, 54 jeweils eine Klappe 55, 56 auf (Figur 1 und Figur 4). Auf diese Weise können die Speicher- behäitnisse 22, 40 bei geöffneter Klappe 55, 56 zum Entleeren auf ange- nehme Weise von einem Bediener aus den Portalständer 16, 17 herausgeschoben werden.
Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 an der von dem Arbeitsbereich 2 abgewandten Außenseite 58 eine mit einer Klappe 59 verschlossene Wartungsöffnung 60 aufweist. Über die Wartungsöffnung 60 kann, insbesondere zu Wartungszwecken, auf die Filtereinrichtung 27 zugegriffen werden. Außerdem können an die Wartungsöffnung 60 Absaugeinrichtungen usw. zum Reinigen der Filtereinrichtung 27 angeschlossen werden. Um auch den Bauraum der Filterkammer 26 unterhalb der Förderinne 44 von Zeit zu Zeit reinigen zu können, weist die Partikelrutsche 43 zwei weitere, mit Klappen verschlossene Wartungsöffnungen auf (nicht gezeigt).
Zur Steuerung der Luft-Reinigungsvorrichtung sind Steuermittel vorgesehen, die Teil einer Steuereinrichtung 64 der Laserbearbeitungsanlage sind. Mittels der Steuermittel kann z. B. die Reinigung der Filtermatten 29 mittels der Druckluftleitungen 50 von einem Bediener in Gang gesetzt werden. Auch kann der Motor 45 der Förderschnecke 46 über die Steuereinrichtung 64 von einem Bediener betätigt werden.
Insbesondere erlauben die Steuermittei aber einen automatisch gesteuerten Betrieb der Luft-Reinigungsvorrichtung 10. Zum einen kann somit die Gebläseeinheit 34 automatisch gestartet werden, wenn die Laserbearbeitungsmaschine 1 eine Bearbeitung ausführt, und automatisch gestoppt werden, wenn die Bearbeitung beendet ist. Zum anderen kann anhand von Informationen aus in der Steuereinrichtung 64 hinterlegten Bearbeitungsprogrammen eine Abschätzung der bei der Bearbeitung anfallenden Menge von Luftverunreinigungen erfolgen. So entstehen bei einem Laser- schneiden einer besonders dicken Blechtafel in der Regel besonders große Mengen an Rauch und Staub. Aufgrund der Abschätzung kann insbesondere die Förderschnecke 46 automatisch bedarfsabhängig betrieben werden. Alternativ können auch konstante Intervalle, insbesondere konstante Zeitintervalle, zur Betätigung vorgesehen werden.
Figur 5 zeigt die Unterseite des Portalständers 16 einer Luft-Reinigungsvorrichtung 10\ Die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' stimmt in ihrem Aufbau und in ihrer Funktionsweise weitestgehend mit der Luft-Reinigungsvorrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 überein. Abweichend von der Luft-Reinigungsvorrichtung 10 ist die Luft-Reinigungsvorrichtung 10" nicht in die Strahlenschutzeinhausung 3 der Laserbearbeitungsmaschine 1 integriert. Stattdessen bildet die mit der Brücke 14 und den Portalständern 16, 17 versehene Luft-Reinigungsvorrichtung 10' eine eigenständige, längs des Werkstücktransferpfades 8 verfahrbare Einheit.
Zu diesem Zweck weist die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' eine Bewegungseinrichtung 65 mit jeweils vier als Kugeln ausgebildeten RoNkörpern 66 an der Unterseite der beiden Portalständer 16, 17 auf. Die Rollkörper 66 können mittels eines nicht im Einzelnen gezeigten Stellmechanismus senkrecht zu der Aufstellfläche der Luft-Reinigungsvorrichtung 10' angehoben und abgesenkt werden. In ihrer maximal abgesenkten Position stehen die Rollkörper 66 an der Unterseite der Portaiständer 16, 17 zu der Aufstellfiäche der Luft-Reinigungsvorrichtung 10' vor und stützen dadurch diese auf der Aufstellfläche längs des Werkstücktransferpfades 8 beweglich ab. Sind die Rollkörper 66 angehoben und somit gegenüber der Aufstellfiäche der Luft-Reinigungsvorrichtung 10' zurückgezogen, so ruht die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' unbeweglich auf der Aufstellfläche. Die Verfahrbarkeit der Luft-Reinigungsvorrichtung 10' wird insbesondere zu Wartungszwecken genutzt. Sind an der Luft-Reinigungsvorrichtung 10', beispielsweise an deren Brücke 14, Wartungsarbeiten durchzuführen, so wird die Bewegungseinrichtung 65 zunächst durch Absenken der Rollkörper 66 aktiviert. Anschließend wird die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' längs des Werkstücktransferpfades 8 in eine Wartungsposition bewegt, in welcher sie für Wartungspersonal gut zugänglich ist. Nach Abschluss der Wartungsarbeiten wird die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' in die zuvor eingenommene Arbeitsposition zurückbewegt. Hat die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' die Arbeitsposition erreicht, so wird die Bewegungseinrichtung 65 durch Anheben der Rollkörper 66 deaktiviert und die Luft- Reinigungsvorrichtung 10' ruht wieder unbeweglich auf ihrer Aufstellfläche. In der Arbeitsposition ist die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' mit der Ansaugöffnung 20 des Portalständers 16 an die innerhalb der Werkstückauflage 6 verlaufende Kanalstruktur zum Absaugen verunreinigter Luft angeschlossen. Alternativ kann sowohl die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' als auch die Luft-Reinigungsvorrichtung 10 verunreinigte Luft über die Ansaugöffnung 20 unmittelbar aus der Umgebung der Werkstückauflage 6 abführen.
Zur Bewegung längs des Werkstücktransferpfades 8 kann die Luft- Reinigungsvorrichtung 10' manuell verschoben werden. Alternativ ist ein motorischer Verfahrantrieb für die Luft-Reinigungsvorrichtung 10' denkbar.
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