DE3444045C2

DE3444045C2 - Guide device for a laser beam for three-dimensional workpiece processing

Info

Publication number: DE3444045C2
Application number: DE3444045A
Authority: DE
Inventors: Walter 6000 Frankfurt Röder
Original assignee: Individual
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3444045A1

Abstract

Bei einer Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl (17) sind mindestens sechs gesteuerte Bewegungsachsen (X, Y, Z, 4, 5, 7) vorgesehen, von denen zwei Bewegungsachsen (5, 7) horizonale Schwenkachsen (11, 14) sind, wobei die eine Schwenkachse (14) dem Laserkopf (15) zugeordnet ist. Nicht nur bei zweidimensionalen Schnitten, sondern auch bei dreidimensionalen Schnitten kann durch entsprechende Einstellung der Schwenkwinkel (α, β) an den Schwenkachsen (11, 14) und durch einen ausreichenden Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen (11, 14) erreicht werden, daß sich der Schneidpunkt (27) auf dem Werkstück (26) stets lotrecht unter der Z-Bewegungsachse befindet, wodurch die Bewegungsprogrammierung der Vorrichtung vereinfacht wird. Durch Einstellung gleicher Schwenkwinkel (α, β) können an horizontalen Werkstücken durch Drehung um nur eine Bewegungsachse (4) vereinfachte Kreisbogenschnitte durchgeführt werden. Bei Anordnung von vier Schwenkachsen lassen sich vereinfachte Kreisbogenschnitte auch an nichthorizontalen Werkstücken realisieren.In a guide device for a laser beam (17) deflected several times at 45 ° mirrors, at least six controlled movement axes (X, Y, Z, 4, 5, 7) are provided, of which two movement axes (5, 7) are horizontal pivot axes (11, 14), one pivot axis (14) being assigned to the laser head (15). Not only with two-dimensional cuts, but also with three-dimensional cuts, by appropriately setting the swivel angle (α, β) on the swivel axes (11, 14) and with a sufficient distance between the two swivel axes (11, 14), the The cutting point (27) on the workpiece (26) is always perpendicular below the Z movement axis, which simplifies the movement programming of the device. By setting the same swivel angle (α, β), simplified circular arc cuts can be carried out on horizontal workpieces by rotating around only one movement axis (4). With the arrangement of four swivel axes, simplified circular arc cuts can also be made on non-horizontal workpieces.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung, mit fünf gesteuerten Bewegungsachsen, von denen die erste und zweite Bewegungsachse die horizontalen Koordinatenachsen .Y und ysind, die dritte und vierte Bewegungsachse koaxial in einer drehbaren und längenveränderbaren vertikalen Teleskopeinrichtung verwirklicht sind und die fünfte Bewegungsachse eine horizontale Schwenkachse ist, um welche der Laserkopf schwenkbar ist, wobei ab der dritten Bewegungsachse eine selbsttragende Ausbildung vorgesehen 5sL Unter einer selbsttragenden Ausbildung soll eine Vorrichtung verstanden werden, bei der die die Bewegungen bewirkenden Bauteile und die den Laserstrahl führenden Bauteile nicht getrennt ausgebildet und dann Seite an Seite miteinander verbunden sind, sondern zu einer einheitlichen den Laserstrahl zentral führenden Konstruktion zusammengefaßt sind.The invention relates to a guide device for a laser beam deflected several times at 45 ° mirrors for three-dimensional workpiece processing, with five controlled axes of movement, of which the first and second axes of movement are horizontal Coordinate axes .Y and y are, the third and fourth Axis of movement realized coaxially in a rotatable and length-adjustable vertical telescopic device and the fifth axis of movement is a horizontal pivot axis about which the laser head is pivotable, with a self-supporting design provided from the third axis of movement 5sL below a self-supporting training is to be understood as a device in which the cause the movements Components and the components guiding the laser beam are not formed separately and then side by side are connected to each other, but to form a uniform construction that guides the laser beam centrally are summarized.

Derartige Führungsvorrichtungen werden an Laser-Schneidanlagen für durch Laser schneidbare Werkstoffe von durch Laser schneidbarer Dicke eingesetzt und erlauben aufgrund ihrer fünf Bewegungsfreiheitsgrade die Anbringung von Schnitten und Durchbrüchen auch an dreidimensionalen Werkstücken.Such guide devices are used on laser cutting systems for materials that can be cut by lasers laser-cut thickness and allow due to their five degrees of freedom of movement making cuts and breakthroughs even on three-dimensional workpieces.

Eine bekannte Laser-Schneidvorrichtung dieser Gattung (DE-PS 30 11 244) ermöglicht Laserschnitte an dreidimensionalen hohlen und ggf. flexiblen Formteilen, die zu diesem Zweck formschlüssig auf eine dem Formteil komplementäre Stützform aufgesetzt sind.A known laser cutting device of this type (DE-PS 30 11 244) enables laser cuts three-dimensional hollow and possibly flexible molded parts, which for this purpose form-fit on one of the molded parts complementary support form are placed.

Wenn mit der bekannten Vorrichtung Schnitte in gegenüber der Horizontalen im Winkel angeordneten Werkstückbereichen vorzunehmen sind, wird der Laserkopf im gewünschten Winkel zur Oberfläche des betreffenden Werkstückbereichs eingestellt. Im Interesse einer gleichmäßigen Fugenbreite der Schnittfugen bei möglichst hoher Vorschubgeschwindigkeit bzw. Schnittleistung wird der Laserkopf zweckmäßig senkrecht zur Werkstückoberfläche eingestellt. In jedem Falle wird hierbei der Laserkopf um seine horizontale Schwenkachse verschwenkt, wodurch der Auftreffpunkt, d. h. der Punkt des Auftreffens des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche, außerhalb der senkrechten Achse der Teleskopeinrichtung liegt. Aber auch bei senkrechter Einstellung des Laserkopfes liegt dessen Mittelachse wegen der erforderlichen zweimaligen Strahlumlenkung an der Laserkopfschwenkachse versetzt zur Achse der Teleskopeinrichtung, wodurch auch im einfachsten senkrechten Anwendungsfall der Führungsvorrichtung der Auftreffpunkt außerhalb der Teleskopachse liegt.If with the known device, cuts are arranged at an angle with respect to the horizontal Workpiece areas are to be made, the laser head is at the desired angle to the surface of the relevant Workpiece area set. In the interest of an even joint width of the kerfs The laser head is expediently vertical with the highest possible feed speed or cutting power adjusted to the workpiece surface. In any case, the laser head is about its horizontal Pivot axis pivoted, whereby the point of impact, d. H. the point of impact of the laser beam on the workpiece surface, outside the vertical Axis of the telescopic device lies. But this is also true when the laser head is set vertically Center axis offset due to the required double beam deflection on the laser head pivot axis to the axis of the telescopic device, whereby the guide device is also used in the simplest vertical application the point of impact is outside the telescope axis.

Diese Lage des Auftreffpunks erschwert die Erstellung eines Programms für die rechnergesteuerte Bewegung des Laserkopfes und seiner Führungsvorrichtung erheblich. Darüber hinaus muß die Führungsvorrichtung, da sie das Werkstück außen, d. h. außerhalb der Schnittfuge, umfährt, erhebliche Fahrwege zurücklegen und bei Konturübergängen am Werkstück, beispielsweise beim Übergang des Auftreffpunktes aus einer geraden in eine gekrümmte Bewegungsbahn, mit variierenden Geschwindigkeiten bewegt werden, damit der Vorschub am Schneidpunkt wegen der gewünschten gleichmäßigen Schnittfugenbreite möglichst konstant bleibt.This position of the point of impact makes it difficult to create a program for the computer-controlled movement of the laser head and its guide device considerably. In addition, the guide device, since they the workpiece outside, d. H. outside the kerf, bypasses, covering considerable distances and with contour transitions on the workpiece, for example when the point of impact is transitioned from a straight line be moved in a curved trajectory, at varying speeds, so that the The feed at the cutting point is as constant as possible due to the desired uniform kerf width remain.

Sollen mit der bekannten Vorrichtung Durchbrüche in horizontale und/oder nichthorizontale Werkstückbereiche geschnitten werden, so ist bei horizontal liegenden Durchbrüchen die Führungsvorrichtung in den X- und ^V-Bewegungsachsen und bei nichthorizontal liegenden Durchbrüchen zusätzlich noch in der senkrechten Z-Bewegungsachse zu bewegen, wenn ein bestimmter Laserauftreffwinkel auf die WerkstückoberflächeIf breakthroughs are to be cut in horizontal and / or non-horizontal workpiece areas with the known device, the guide device must be moved in the X and ^V axes of movement for horizontally lying breakthroughs and additionally in the vertical Z movement axis for non-horizontal breakthroughs if a certain laser angle of incidence on the workpiece surface

eingehalten werden soll.should be adhered to.

Die dreidimensionale Werkstückbearbeitung mittels eines durch einen Industrieroboter mit fünf Bewegungsachsen geführten Laserstrahls ist ebenfalls bekannt (Proceedings of the 1st International Conference on Lasers in Manufacturing, 1983, Cotswold Press Ltd, Oxford, S. 71—78). Hierbei wird der Laserstrahl aus einer oberhalb des Roboters ortsfest angeordneten optischen Bank in eine schwenkbare und längenveränderbare »flexible« Laserstrahlführung eingespiegelt, die den Laserstrahl zu dem ebenfalls ortsfest installierten Roboter weiterleitet. Die Laserstrahlführung am Roboter ist seitlich an den Bauteilen des Roboters angebracht, durch Gelenke und Umspiegelungen an dessen vorgegebene Gelenke und Abmessungen angepaßt und endet mit dem Laserkopf am Handhabungsglied des Roboters. Eine selbsttragende Ausbildung im Sinne der eingangs angegebenen Gattung liegt daher nicht vor. Auch sind bei dieser bekannten Anordnung keine nach den horizontalen X- und Y-Koordinatenachsen gesteuerten Bewegungsachsen und keine dreh- und längenveränderbare vertikale Teleskopcinrichtung (Z- Achse) vorgesehen.The three-dimensional workpiece machining by means of a laser beam guided by an industrial robot with five axes of movement is also known (Proceedings of the 1st International Conference on Lasers in Manufacturing, 1983, Cotswold Press Ltd, Oxford, pp. 71-78). Here, the laser beam is reflected from an optical bench arranged in a stationary manner above the robot into a swiveling and length-adjustable "flexible" laser beam guide, which forwards the laser beam to the robot, which is also installed in a stationary manner. The laser beam guide on the robot is attached to the side of the components of the robot, adapted to its specified joints and dimensions by means of joints and reflections, and ends with the laser head on the handling element of the robot. There is therefore no self-supporting training in the sense of the type specified at the beginning. In this known arrangement, too, no movement axes controlled according to the horizontal X and Y coordinate axes and no rotating and length-adjustable vertical telescopic device (Z axis) are provided.

Eine mit ihren ersten vier Bewegungsachsen nach den X, Y und Z-Koordinaten gesteuerte Führungsvorrichtung erlaubt im Vergleich zum örtlich begrenzten Aktionsbereich eines fest installierten Industrieroboters Laserstrahlbearbeitungen innerhalb eines großen räumlichen Arbeitsfeldes.A guide device controlled with its first four axes of movement according to the X, Y and Z coordinates allows laser beam machining within a large spatial working area compared to the locally limited action area of a permanently installed industrial robot.

Darüberhinaus ist eine Führungsvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung wesentlich einfacher programmier- und steuerbar als ein Industrieroboter, der bei dreidimensionalen Bearbeitungsvorgängen an allen fünf Bewegungsachsen gleichzeitig zu steuern ist, weil der Laserkopf im Interesse gleichmäßiger Laserstrahlbearbeitung, beispielsweise gleichbleibender Schnittfugenbreite, senkrecht zur Werkstückoberfläche auszurichten und bezüglich des Auftreffpunktes mit möglichst gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit zu bewegen istIn addition, a guide device of the type specified at the beginning is much easier to program. and controllable as an industrial robot that works on all three-dimensional machining operations five axes of movement can be controlled at the same time, because the laser head in the interest of uniform laser beam processing, for example constant kerf width, to be aligned perpendicular to the workpiece surface and to move with the same working speed as possible with regard to the point of impact is

Eine weitere bekannte Vorrichtung (US-PS 41 60 894) ist zur Erzeugung von zweidimensionalen Formschnitten an einer bewegten Materialbahn durch einen Laserstrahl ausgestaltet Hierbei wird der Laserstrah! an einer ersten senkrechten Drehachse zugeführt, in radialer Richtung horizontal umgelenkt und anschließend wieder in einen Laserkopf senkrecht umgelenkt oder nach senkrechter Umlenkung an einer zweiten senkrechten Drehachse horizontal umgelenkt und schließlich in einen Laserkopf umgelenkt Durch Prismen im Laserkopf kann der Laserstrahl auch schräg auf die Materialbahn auftreffen. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht unterschiedliche exzentrische Einstellungen und Steuerungen des Laserkopfes bezüglich der ersten Drehachse. Ist eine zweite Drehachse vorhanden, kann bei gleicher Länge der beiden horizontalen Strahlumlenkungen der Laserkopf auch gleichachsig mit der ersten Drehachse eingestellt v/erden. Im Vergleich zu der eingangs angegebenen Gattung fehlen eine vertikale Teleskopachse und eine horizontale Schwenkachse für den Laserkopf als fünfte Bewegungsachse. Diese bekannte Vorrichtung erlaubt daher nur Laserschnitte im zweidimensionalen Arbeitsbereich.Another known device (US-PS 41 60 894) is for generating two-dimensional Form cuts on a moving material web designed by a laser beam Here, the laser beam! fed to a first vertical axis of rotation, deflected horizontally in the radial direction and then again deflected vertically into a laser head or after a vertical deflection at a second vertical axis of rotation deflected horizontally and finally deflected into a laser head by prisms In the laser head, the laser beam can also strike the material web at an angle. This known device enables different eccentric settings and controls of the laser head with respect to the first axis of rotation. If there is a second axis of rotation, the two horizontal beam deflections can be of the same length the laser head is also set coaxially with the first axis of rotation. Compared to The type specified at the beginning lacks a vertical telescopic axis and a horizontal pivot axis for the laser head as the fifth axis of movement. This known device therefore only allows laser cuts in the two-dimensional workspace.

Bei einer mit einem Laserstrahl arbeitenden bekannten Bohrvorrichtung (Source Book on Applications of the Laser in Metalworking, American Society for Metals, 1981, S. 19) wird der an der vertikalen Drehachse zugeführte Laserstrahl zunächst um eine unveränderbare Wegstrecke horizontal umgelenkt danach um eine weitere unveränderbare Wegstrecke vertikal umgelenkt, anschließend wiederum um eine horizontale aber zur Durchmessereinstellung für die Bohrlöcher veränderbare Wegstrecke umgelenkt und schließlich in den vertikal gerichteten Laserkopf eingespiegelt. Auch mit dieser Vorrichtung sind nur Laserschnitte im zweidimensionalen Arbeitsbereich möglich.In a known drilling device working with a laser beam (Source Book on Applications of the Laser in Metalworking, American Society for Metals, 1981, p. 19) becomes the one on the vertical axis of rotation The supplied laser beam is initially deflected horizontally by an unchangeable distance, then by a Another unchangeable route is diverted vertically, but then again by a horizontal one to adjust the diameter for the boreholes, the path is redirected and finally into the vertically directed laser head is reflected. With this device, too, only two-dimensional laser cuts are possible Work area possible.

Führungsvorrichtungen der in Rede stehenden Art sind nicht nur für Laser-Schneidanlagen, sondern grundsätzlich auch für Laser-Schweißanlagen sowie für Anlagen, bei denen mit Hilfe des Laserstrahls Materialabtragungen an Werkstückoberflächen, beispielsweise für Gravuren u. dgl., vorgenommen werden, geeignet. Wenn nachfolgend auch nur von Laserschnitten die Rede ist, so läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung doch für alle Laseranwendungsfälle einsetzen, bei denen es darauf ankommt, Laserkopf und Werkstück relativ zueinander präzise geführt zu bewegen.Guide devices of the type in question are not only for laser cutting systems, but in principle also for laser welding systems as well as systems in which material is removed with the help of the laser beam are made on workpiece surfaces, for example for engravings and the like. If only laser cuts are mentioned below, the device according to the invention can be used but for all laser applications where it is important to use the laser head and workpiece relative to move precisely guided to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung für einen Laserstrahl bereitzustellen, welche die Bearbeitung von zwei- und dreidimensionalen Werkstücken bei erleichterter Programmierbarkeit des Bewegungsablaufs, kurzen Fahrwegen und unter Einhaltung gleichmäßiger Schnittfugen erlaubt. Unter »zweidimensionalen« Werkstücken werden für die Zwecke dieser Anmeldung solche verstanden, die in einer Horizontalebene im wesentlichen flachliegend ausgebildet sind, dabei aber Bestandteil eines dreidimensionalen Werkstücks sind oder sein können.The invention is based on the object of a guide device to provide for a laser beam, which allows the machining of two- and three-dimensional Workpieces with easier programming of the sequence of movements, short travel distances and under Compliance with uniform kerfs is permitted. "Two-dimensional" workpieces are used for Purposes of this application understood those that are formed lying essentially flat in a horizontal plane are, but are or can be part of a three-dimensional workpiece.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß durch drei nebengeordnete Ausführungsformen gelöst. Gemäß der ersten und einfachsten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine weitere als horizontale Schwenkachse ausgebildete Bewegungsachse parallel zu der Laserkopfschwenkachse vorgesehen ist, deren Abstand zur Laserkopfschwenkachse größer ist als die Länge des Laserkopfes, wobei die Laserstrahlumlenkung an der zusätzlichen Schwenkachse so vorgesehen ist, daß sich die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes stets in einer gemeinsamen senkrechten Ebene befinden und wobei die Schwenkwinkel an der zusätzlichen Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt progammier- und einstellbar sind.The task set is carried out according to the invention on the basis of the generic type identified at the beginning three secondary embodiments solved. According to the first and simplest embodiment is provided that a further movement axis designed as a horizontal pivot axis parallel to the laser head pivot axis is provided, the distance to the laser head pivot axis is greater than the length of the Laser head, the laser beam deflection is provided on the additional pivot axis so that the central axes of the telescope device and the laser head always in a common vertical plane are located and where the pivot angle on the additional pivot axis and the laser head pivot axis according to the position of the workpiece surface to be processed, coordinated programming and are adjustable.

Hierbei wird unter dem vereinfachenden Ausdruck »Länge des Laserkopfes« die Weglänge zwischen dem Zentrum des letzten Umlenkspiegels, d. h. der damit zusammenfallenden Laserkopfschwenkachse, und dem Auftreffpunkt verstanden.Here, under the simplistic expression "length of the laser head", the length of the path between the Center of the last deflecting mirror, d. H. the coincident laser head pivot axis, and the Understand the point of impact.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich bei gleicher Länge der Laserstrahlumlenkwege an den Schwenkachsen die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes stets in einer gemeinsamen Ebene, was für die Bewegungssteuerung und -programmierung der Vorrichtung günstig ist und kürzere Fahrwege ermöglicht Durch den angegebenen Achsabstand lassen sich zur Erreichung aller zu bearbeitender Werkstückoberflächen an den horizontalen Schwenkachsen die Schwenkwinkel in einem erheblichen Winkelbereich einstellen, wobei stets eine senkrechte Ausrichtung des Laserstrahls zur Oberfläche des jeweiligen Werkstückbereichs möglich istIn the device according to the invention, the laser beam deflection paths are at the same length the pivot axes, the central axes of the telescopic device and the laser head always in a common Level, which is favorable for the motion control and programming of the device and shorter Travel paths enabled The specified center distance enables all to be processed to be reached Workpiece surfaces on the horizontal swivel axes, the swivel angle in a considerable angular range set, whereby always a perpendicular alignment of the laser beam to the surface of the respective Workpiece area is possible

Unter einem »Schwenkwinkel« wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Strecklage und der Mittelachse des an die jeweils betrachtete Schwenkachse anschließenden schwenkbarenIn the context of the present invention, a “pivot angle” is the angle between the Extended position and the central axis of the pivotable which adjoins the pivot axis under consideration

Bauteils der Führungsvorrichtung verstanden, wobei der Winkelscheitel auf der Schwenkachse liegt.Understood component of the guide device, wherein the angle vertex lies on the pivot axis.

Besonders vorteilhaft für die Programmierung und Steuerung der Vorrichtung ist es, wenn die Schwenkwinkel an den horizontalen Schwenkachsen für jede Phase des Schneidvorganges so aufeinander abgestimmt programmiert sind, daß sich der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Werkstückoberfläche auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung befindet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Lage der senkrechten Mittelachse bezüglich der horizontalen Koordinatenachsen Xund^stets übereinstimmt mit der Lage des Auftreffpunktes auf der Werkstückoberfläche, unabhängig von der jeweiligen Winkellage der Werkstückoberfläche zur Horizontalen. Es liegt auf der Hand, daß hierdurch eine bedeutende Programmierungsvereinfachung für den automatischen Bewegungsablauf erreicht wird, weil die Lage der Mittelachse der Teleskopeinrichtung zur Grundlage der Programmierung in den horizontalen Koordinatenachsen X und /gemacht werden kann. Bei der abgestimmten Programmierung der Schwenkwinkel wird zunächst der Schwenkwinkel des Laserkopfes nach Maßgabe des gewünschten Auftreffwinkels des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche festgelegt, wodurch sich dann der an der zusätzlichen Schwenkachse einzustellende Schwenkwinkel gewissermaßen komplementär ergibt. Sollen mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zweidimensionale Schnitte durchgeführt werden, d. h. senkrechte Schnitte an flachiiegenden horizontalen Werkstückbereichen, so haben die Schwenkwinkel an den Schwenkachsen den Wert Null.It is particularly advantageous for the programming and control of the device if the swivel angles on the horizontal swivel axes for each phase of the cutting process are programmed so that the point of impact of the laser beam on the workpiece surface is on the imaginary extension of the central axis of the telescopic device. This measure ensures that the position of the vertical center axis with respect to the horizontal coordinate axes X and ^ always corresponds to the position of the point of impact on the workpiece surface, regardless of the respective angular position of the workpiece surface to the horizontal. It is obvious that this significantly simplifies the programming of the automatic sequence of movements, because the position of the central axis of the telescope device can be made the basis for programming in the horizontal coordinate axes X and /. In the coordinated programming of the swivel angle, the swivel angle of the laser head is first determined in accordance with the desired angle of incidence of the laser beam on the workpiece surface, which then results in a complementary swivel angle to be set on the additional swivel axis. If two-dimensional cuts are to be carried out with the guide device according to the invention, ie vertical cuts on flat, horizontal workpiece areas, the pivot angles at the pivot axes have the value zero.

Für eine vereinfachte Durchführung von kreisbogenförmigen Schnitten in zweidimensionalen Werkstücken kann die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung vorteilhaft so ausgebildet sein, daß die Schwenkwinkel für das Schneiden von Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförigem Verlauf der Schnittkante in horizontalen Werkstückbereichen an der Laserkopfschwenkachse und der benachbarten horizontalen Schwenkachse gleich groß eingestellt sind, und daß zur Erzeugung des kreisbogenförmigen Schnitts die Teleskopeinrichtung drehend angetrieben ist Bei dieser ebenfalls vorprogrammierbaren übereinstimmenden Schwenkwinkeianordnung verlaufen die Mittelachse der drehenden Teleskopeinrichtung und die Mittelachse des Laserkopfes parallel zueinander in einem gegenseitigen Abstand, der dem Radius des zu schneidenden Kreisbogens entspricht. Auch hierbei befinden sich die beiden erwähnten Mittelachsen stets in einer gemeinsamen senkrechten Ebene, die sich jedoch um die Mittelachse der Teleskopeinrichtung zusammen mit dieser beim Kreisbogenschnitt dreht. Schließen sich an die kreisbogenförmige Schnittkante geradlinige Schnitte ■an, wie das zum Beispiel bei Langlöchern mit parallelen Seilenkanten und beidseitigem Halbkreisbogenabschluß der Fall ist, so bleibt nach Abschluß jeder Halbkreisdrehung die erläuterte übereinstimmende Schwenkwinkeleinstellung erhalten und die Führungsvorrichtung wird je nach Lage des Langlochs entweder auf der X-Achse oder V-Achse geradlinig verfahren. Die gedachte Verlängerung der Mittelachse der TeIeskopcinrichtung bewegt sich dabei auf der Längsmittelachse des Langlochs.For a simplified execution of circular arc-shaped cuts in two-dimensional workpieces the guide device according to the invention can advantageously be designed so that the pivot angle for the cutting of breakthroughs with at least a partial arcuate course of the cutting edge in horizontal workpiece areas on the laser head swivel axis and the adjacent horizontal The pivot axis are set to be the same size, and that the telescopic device is used to generate the circular arc-shaped section is driven in rotation with this also pre-programmable matching The central axis of the rotating telescopic device and the central axis extend from the pivot angle arrangement of the laser head parallel to each other at a mutual distance equal to the radius of the one to be cut Corresponds to the circular arc. Here, too, the two mentioned central axes are always in a common one vertical plane, which, however, is about the central axis of the telescopic device together with this rotates when cutting a circular arc. Straight cuts follow the circular arc-shaped cutting edge ■ on, for example with elongated holes with parallel rope edges and a semicircular arc on both sides is the case, after the completion of each semicircle rotation the explained corresponding one remains Get swivel angle adjustment and the guide device is either depending on the location of the elongated hole traverse in a straight line on the X-axis or V-axis. The imaginary extension of the central axis of the telescope device moves on the longitudinal center axis of the elongated hole.

Sollen mit der vorerwähnten vereinfachten Einstellung der Führungsvorrichtung kreisförmige Durchbrüche in horizontal liegenden Werkstückbereichen angebracht werden, so wird die entsprechend eingestellte Führungsvorrichtung um die Mittelachse der Teleskopeinrichtung um 360° gedreht, wobei an allen anderen Bewegungsachsen keine Bewegungen erfolgen.Should with the aforementioned simplified adjustment of the guide device circular openings are attached in horizontally lying workpiece areas, the corresponding set Guide device rotated around the central axis of the telescopic device by 360 °, with all others Motion axes no movements occur.

Die Führungsvorrichtung kann vorteilhaft so ausgebildet sein, daß bei Anordnung einer weiteren horizontalen Schwenkachse parallel zur Laserkopfschwenkachse der Laserstrahl zwischen den beiden Schwenkachsen unter Bildung einer weiteren Bewegungsachse durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinrichtung geführt ist. Hierdurch wird ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad gewonnen, wodurch der dreidimensionale Einsatzbereich der Führungsvorrichtung noch vergrößert wird.The guide device can advantageously be designed so that when a further horizontal Swivel axis parallel to the laser head swivel axis of the laser beam between the two swivel axes with the formation of a further axis of movement by a length-adjustable controlled further telescopic device is led. As a result, a further degree of freedom of movement is gained, whereby the three-dimensional The range of application of the guide device is increased.

In einer zweiten nebengeordneten Ausbildung der Führungsvorrichtung entsprechend der eingangs angegebenen Gattung ist vorgesehen, daß parallel zur Laserkopfschwenkachse drei weitere als horizontale Schwenkachsen ausgebildete Bewegungsachsen vorgesehen sind, bei denen der Abstand zwischen der ersten und der zweiten der der Teleskopeinrichtung nachgeschalteten Schwenkachsen größer ist als die um die Länge des Laserkopfes vermehrte Summe der Abstände zwischen der zweiten und der dritten Schwenkachse und zwischen der dritten Schwenkachse und der Laserkopfachse, wobei die Laserstrahlumlenkung an allen Schwenkachsen so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes miteinander fluchten, wenn an allen Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat, und daß zwischen der zweiten und der dritten Schwenkachse eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse vorgesehen ist und wobei die Schwenkwinkel an den Schwenkachsen nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.In a second subordinate embodiment of the guide device corresponding to that specified at the beginning Type is provided that parallel to the laser head pivot axis three more than horizontal Swivel axes formed movement axes are provided, in which the distance between the first and the second of the pivot axes connected downstream of the telescopic device is greater than that by the length of the laser head increased sum of the distances between the second and the third pivot axis and between the third pivot axis and the laser head axis, the laser beam deflection at all Pivot axes are provided so that the central axes of the telescopic device and the laser head with one another align when the swivel angle has the value zero on all swivel axes, and that between a second axis of rotation controlled by 360 ° is provided for the second and the third pivot axis, and wherein the swivel angle on the swivel axes according to the position of the workpiece surface to be machined can be programmed and adjusted in a coordinated manner.

Diese nebengeordnete Ausführungsform der Führungsvorrichtung ermöglicht alle Arbeiten bzw. Einstellungen, wie sie zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, wenn die Schwenkwinkel an der dritten Schwenkachse (gezählt von der Teleskopeinrichtung an) und an der Laserkopfschwenkachse auf den Wert Null eingestellt sind und lediglich die Schwenkwinkel an der ersten und zweiten Schwenkachse programmgesteuert werden. Zusätzlich eröffnet diese nebengeordnete Ausführungsform aber die Möglichkeit, auch in gegenüber der Horizontalen schräg angeordneten Werkstückbereichen analog der bereits beschriebenen Weise vereinfacht Durchbrüche mit kreisbogenförmigen Schnittkantenverlauf zu schneiden.This secondary embodiment of the guide device enables all work or settings, as previously described with reference to the first embodiment, when the pivot angles on the third pivot axis (counted from the telescope device) and on the laser head pivot axis the value zero are set and only the pivot angle on the first and second pivot axis be programmatically. In addition, this secondary embodiment opens up the possibility of also in workpiece areas that are inclined with respect to the horizontal, analogous to those already described Way makes it easier to cut breakthroughs with a circular arc-shaped cutting edge course.

so Dieses erfolgt dadurch, daß für das Schneiden von Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförmigem Verlauf der Schnittkante in nichthorizontalen Werkstückbereichen die Schwenkwinkel an der ersten und zweiten Schwenkachse so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist, während die Schwenkwinkel an der dritten Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe des Schnitthalbmessers so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse und die Mittelachse des Laserkopfes parallel verlaufen, und daß der Laserkopf um die zweite Drehachse drehend angetrieben ist. Beim Lochschnitt entsprechend der so ausgebildeten Führungsvorrichtung sind die X-Achse, die y-Achse, die Z-Achse und sämtliche Schwenkachsen bewegungslos.So this is done in that for the cutting of breakthroughs with at least a partial circular arc Course of the cutting edge in non-horizontal workpiece areas the swivel angle at the first and the second pivot axis are set so that the second axis of rotation is perpendicular to the workpiece surface is aligned, while the pivot angle on the third pivot axis and the laser head pivot axis are set according to the cutting radius so that the second axis of rotation and the central axis of the Laser head run parallel, and that the laser head is driven to rotate about the second axis of rotation. At the The X-axis, the y-axis, the Z-axis and all swivel axes motionless.

Auch bei der zweiten nebengeordneten Ausbildung der Führungsvorrichtung kann zwischen der ersten Schwenkachse und der zweiten Schwenkachse der Laserstrahl zwischen diesen beiden Schwenkachsen unterEven with the second subordinate design of the guide device, between the first Pivot axis and the second pivot axis of the laser beam between these two pivot axes

Bildung einer weiteren Bewegungsachse durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinrichtung geführt sein. Hierdurch kann wiederum ein Höhenausgleich in senkrechter Richtung erfolgen, welcher durch die verschiedenen Winkeleinstellungen des Laserkopfes, d. h. der verschiedenen Schwenkwinkel an der Laserkopfschwenkachse, erforderlich werden kann, ohne Inanspruchnahme einer Längenveränderung in Z-Richtung an der vertikalen Teleskopeinrichtung.Formation of a further axis of movement by means of a variable length controlled further telescopic device be performed. This in turn allows height compensation take place in a vertical direction, which is determined by the various angle settings of the laser head, d. H. the different swivel angles on the laser head swivel axis may be required, without making use of a change in length in the Z direction on the vertical telescopic device.

Gemäß einer dritten nebengeordneten Ausführungsform der Erfingung ist vorgesehen, daß eine weitere als horizontale Schwenkachse ausgebildete Bewegungsachse parallel zu der Schwenkachse für den Laserkopf vorgesehen ist, daß zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und dem Laserkopf zwei zusätzliche horizontale und zu den beiden Schwenkachsen parallele Laserstrahiumienkachsen vorgesehen sind, von denen die eine als unbewegliche Achse und die andere als Teleskopachse ausgebildet ist, daß zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und der benachbarten Laserstrahlumlenkachse eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse vorgesehen ist, daß der Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen größer ist als die um die Länge des Laserkopfes vermehrte Summe der Abstände zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und der dem Laserkopf benachbarten Laserstrahlumlenkachse, daß die Laserstrahlumlenkung an den Schwenkachsen und den beiden zusätzlichen Laserstrahlumlenkachsen so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes miteinander fluchten, wenn an den beiden Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat und die Teleskopachse nicht längenverändert ist, und daß die Schwenkwinkel an der zusätzlichen Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.According to a third subsidiary embodiment of the Erffung it is provided that a further than horizontal pivot axis formed movement axis parallel to the pivot axis for the laser head it is provided that between the pivot axis for the laser head and the laser head two additional horizontal and laser beam axes parallel to the two pivot axes are provided, one of which is designed as an immovable axis and the other as a telescopic axis that between the pivot axis for the laser head and the adjacent laser beam deflection axis a second axis of rotation controlled by 360 ° it is provided that the distance between the two pivot axes is greater than the length of the Laser head increased sum of the distances between the pivot axis for the laser head and the laser head neighboring laser beam deflection axis that the laser beam deflection on the pivot axes and the two additional laser beam deflection axes is provided so that the central axes of the telescope device and the laser head are aligned with each other if the swivel angle on the two swivel axes has the value Has zero and the telescopic axis is not changed in length, and that the pivot angle at the additional Swivel axis and the laser head swivel axis depending on the position of the workpiece surface to be machined can be programmed and adjusted in a coordinated manner.

Diese Ausführungsform erlaubt eine programmierte Radiuseinstellung zur Erzeugung von Kreisbogenschnitten sowohl an zweidimensionalen als auch an dreidimensionalen Werkstücken mit nur einer einzigen linearen Bewegung an einer der beiden nicht schwenkbaren horizontalen Laserstrahlumlenkachsen.This embodiment allows a programmed radius setting for generating circular arc cuts on both two-dimensional and three-dimensional workpieces with only a single linear one Movement on one of the two non-swiveling horizontal laser beam deflection axes.

Weitere bezüglich dieser Ausführungsform vorteilhafte Maßnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen 10 bis 12.Further advantageous measures with regard to this embodiment emerge from the subclaims 10 to 12.

Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden schematisierten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigtDetails of the invention are schematized below with the aid of the exemplary embodiments Drawings explained in more detail. In it shows

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer Laser-Schneidanlage,F i g. 1 is an overall perspective view of a Laser cutting machine,

F i g. 2 die Seitenansicht einer mit zwei Schwenkachsen ausgerüsteten Führungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsrorm,F i g. 2 shows the side view of a guide device according to the first one equipped with two pivot axes Execution standard,

F i g. 3 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 2 bei auf den Wert Null eingestellten Schwenkwinkeln an den beiden Schwenkachsen,F i g. 3 shows the top view of the device according to FIG. 2 with swivel angles set to the value zero on the two swivel axes,

Fig.4 die Vorderansicht der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 2 und 3, wiederum bei auf den Wert Null eingestellten Schwenkwinkeln der beiden Schwenkachsen,4 shows the front view of the guide device according to FIG. 2 and 3, again with the swivel angles of the two set to the value zero Swivel axes,

F i g. 5 eine weitere Seitenansicht der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 2 bis 4, jedoch bei Einstellung der Schwenkwinkel für das Schneiden eines Durchbruchs in horizontaler Werkstücklage,F i g. 5 shows a further side view of the guide device according to FIG. 2 to 4, but when setting the swivel angle for cutting a breakthrough in a horizontal workpiece position,

F i g. 6 eine Seitenansicht der zweiten nebengeordneten Ausführungsform mit einer Einstellung der Schwenkwinkel an den vier Schwenkachsen zur Erzeugung von Schnitten an nichthorizontalen Werkstückbereichen, F i g. 6 is a side view of the second subordinate embodiment with an adjustment of the Swivel angle on the four swivel axes for generating cuts on non-horizontal workpiece areas,

F i g. 7 eine der F i g. 6 ähnliche Seitenansicht, jedoch bei Einstellung der Schwenkwinkel an den vierF i g. 7 one of the F i g. 6 similar side view, but with the adjustment of the pivot angle on the four

s Schwenkachsen für das Schneiden von Kreisbogenschnitten in nichthorizontalen Werkstückbereichen,s Swivel axes for cutting circular arc cuts in non-horizontal workpiece areas,

Fig.8 eine Vorderansicht der Ausführungsform der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 6 und 7 bei Null-Wert-Einstellung aller Schwenkwinkel an allen Schwenkachsen,Fig.8 is a front view of the embodiment of Guide device according to FIG. 6 and 7 with zero value setting of all swivel angles at all Swivel axes,

Fig.9 eine der Fig.8 ähnliche, aber abgebrochene Vorderansicht der dritten nebengeordneten Ausführungsform in einer ersten Ausführungsvariante, und
Fig. 10 eine der Fig.9 ähnliche abgebrochene Vorderansicht der dritten nebengeordneten Ausführungsform ein einer zweiten Ausführungsvariante. 9 shows a front view, similar to FIG. 8, but broken away, of the third subsidiary embodiment in a first variant, and FIG
FIG. 10 shows a broken front view, similar to FIG. 9, of the third subsidiary embodiment in a second embodiment variant.

F i g. 1 veranschaulicht die Gcsarnianordnur.g einer Laser-Schneidanlage, jedoch ohne Tisch für die Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht dargestellt. Der in der CC>2-Lasereinheit 1 erzeugte Laserstrahl wird nach entsprechender Umlenkung parallel zur X-Bewegungsachse der dargestellten Koordinatenführungsmaschine geführt und in die Richtung der K-Bewegungsachse und schließlich in die Richtung der Z-Bewegungsachse umgelenkt. Die Führungselemente für die X-, Y- und Z-Bewegungsachsen sind in der bei Koordinatenführungsmaschinen üblichen präzisen Ausführung am Maschinengestell 2 angebracht und durch Faltenbälge verdeckt. Stark ausgezogene Pfeile X, Y und Z markieren die zugeordneten Bewegungsachsen, nämlich die erste, zweite und dritte Bewegungsachse, und geben die möglichen Weglängen an. Der mit der Bezugszahl 4 bezeichnete Ringpfeil symbolisiert die vierte Bewegungsachse, die an der um 360° um ihre Mittelachse drehbaren TcIeskopeinrichtung 3 verwirklicht ist, die in F i g. 1 an ihrem unteren Ende abgebrochen dargestellt ist.F i g. 1 illustrates the arrangement of a laser cutting system, but without a table for holding the workpiece to be processed. In addition, the device according to the invention is not shown. The laser beam generated in the CC> 2 laser unit 1 is guided after appropriate deflection parallel to the X movement axis of the coordinate guidance machine shown and deflected in the direction of the K movement axis and finally in the direction of the Z movement axis. The guide elements for the X, Y and Z movement axes are attached to the machine frame 2 in the precise design customary in coordinate guide machines and are covered by bellows. Strong arrows X, Y and Z mark the assigned axes of movement, namely the first, second and third axes of movement, and indicate the possible path lengths. The ring arrow denoted by the reference number 4 symbolizes the fourth axis of movement which is implemented on the telescope device 3 which is rotatable through 360 ° about its central axis and which is shown in FIG. 1 is shown broken off at its lower end.

Die Bewegungsachsen X, Y und u. U. auch Z könnten alternativ auch am nicht dargestellten Maschinentisch vorgesehen sein, so daß das Werkstück auf dem Tisch in diesen Achsen gegenüber der noch zu beschreibenden Führungsvorrichtung bewegbar ist. In diesem Fall wären die gesteuerten Bewegungsachsen zwischen dem Tisch und der Führungsvorrichtung aufgeteilt.The axes of movement X, Y and possibly also Z could alternatively also be provided on the machine table, not shown, so that the workpiece on the table can be moved in these axes with respect to the guide device to be described below. In this case the controlled axes of movement would be divided between the table and the guide device.

Leichte Lasereinheiten können auch so an der Koordinatenführungsmaschine angebracht sein, daß sie in X- und y-Richtung mitgefahren werden, so daß nur eine Umlenkung des Laserstrahls an einem 45°-Spiegel in die Z-Achse, d. h. in die Teleskopeinrichtung 3, erforderlichLight laser units can also be attached to the coordinate guidance machine in such a way that they are moved along in the X and Y directions, so that only one deflection of the laser beam at a 45 ° mirror in the Z axis, ie in the telescope device 3, is necessary

so ist.so is.

Zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung wird nunmehr zunächst auf die Fig.2 bis 4 Bezug genommen. Wie daraus aufgrund der eingetragenen Pfeile X, Y, Z, 4, 5,6 und 7 ersichtlich ist, sind sieben getrennt gesteuerte Bewegungsachsen vorgesehen. Der Pfeil 4 bezieht sich auf die Drehachse der Teleskopeinrichtung 3, die um diese Achse um 360° verdrehbar ist. Die Pfeile 5 und 7 bezeichnen Bewegungsachsen, die durch zwei Schwenkachsen 11 und 14 gebildet sind. Die Schwenkachse 14 ist die Schwenkachse des Laserkopfes 15, der die übliche nicht dargestellte Fokussiereinrichtung für den Laserstrahl einschließtTo explain a first exemplary embodiment of the guide device according to the invention, reference is now first made to FIGS. As can be seen from the entered arrows X, Y, Z, 4, 5, 6 and 7, seven separately controlled axes of movement are provided. The arrow 4 relates to the axis of rotation of the telescopic device 3, which can be rotated through 360 ° about this axis. The arrows 5 and 7 denote axes of movement which are formed by two pivot axes 11 and 14. The pivot axis 14 is the pivot axis of the laser head 15, which includes the usual focusing device, not shown, for the laser beam

Der Pfeil 6 repräsentiert eine zusätzliche und nicht bei allen Ausführungsformen zwingend erforderliche Bewegungsachse, die durch eine weitere längenveränderbar gesteuerte Teleskopeinrichtung 16 ermöglicht wird. Diese Teleskopeinrichtung 16 erlaubt eine Ver-The arrow 6 represents an additional and not absolutely necessary in all embodiments Axis of movement, which is made possible by a further length-adjustable controlled telescopic device 16 will. This telescopic device 16 allows a ver

stellung des Abstandes zwischen der Schwenkachse 11 und der Lasserkopfschwenkachse 14.Setting of the distance between the pivot axis 11 and the laser head pivot axis 14.

Der von der Lasereinheit 1 (F i g. 2,3) ausgehende und mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkte Laserstrahl 17 ist durch einen Pfeilzug dargestellt. Wie ersichtlich ist, fällt die Mittelachse des Laserstrahls mit den Mittelachsen der Bauteile der Führungsvorrichtung zusammen. Die Umlenkung des Laserstrahls 17 von der X-Achse in die Y-Achse erfolgt am Umlenkspiegel 18 (F i g. 3). Die entsprechende Umlenkung aus der Y-Achse in die Z-Achse besorgt der Umlenkspiegel 19 (F i g. 2). Wie F i g. 4 verdeutlicht, befinden sich auf der Schwenkachse 11 zwei Umlenkspiegel 20 und 2t, von denen der Spiegel 20 den Laserstrahl 17 in die Schwenkachse 11 umlenkt, während der Spiegel 21 die Umlenkung zur Laserkopfschwenkachse 14 vornimmt. Auf dieser befinden sich zwei weitere Umlenkspiegel 22 und 23, von denen der Spiegel 22 den Laserstrahl in die Schwenkachse 14 umlenkt, während der Spiegel 23 die Umlenkung in den Laserkopf 15 besorgt.The from the laser unit 1 (F i g. 2,3) and Laser beam 17 deflected several times at 45 ° mirrors is shown by a line of arrows. As can be seen, falls the central axis of the laser beam coincides with the central axes of the components of the guide device. the The laser beam 17 is deflected from the X-axis into the Y-axis at the deflecting mirror 18 (FIG. 3). The corresponding The deflection mirror 19 (FIG. 2) takes care of the deflection from the Y-axis into the Z-axis. Like F i g. 4 clarifies there are on the pivot axis 11 two deflection mirrors 20 and 2t, of which the mirror 20 den Laser beam 17 deflects into pivot axis 11, while mirror 21 deflects the deflection to the laser head pivot axis 14 makes. On this there are two more deflection mirrors 22 and 23, of which the Mirror 22 deflects the laser beam in the pivot axis 14, while the mirror 23 the deflection in the Laser head 15 worried.

Die Geradführungen der X- und Y-Achse sind in den F i g. 2 und 3 durch die Bezugszahlen 24 und 25 bezeichnet. The straight guides of the X and Y axes are shown in FIGS. 2 and 3 denoted by the reference numerals 24 and 25.

Wie F i g. 4 verdeutlicht, sind die Umlenkwege des Laserstrahls zwischen den Umlenkspiegelpaaren 20,21 und 22, 23 auf den Schwenkachsen 11 bzw. 14 gleich lang, wodurch bei der in F i g. 4 dargestellten gestreckten Lage der Führungsvorrichtung die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 versatzfrei miteinander fluchten. In dieser gestreckten Lage befindet sich der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Werkstückoberfläche selbstverständlich auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3. Diese gestreckte Lage wird bei zweidimensionalen Schnitten verwendet.Like F i g. 4 shows the deflection paths of the laser beam between the deflection mirror pairs 20, 21 and 22, 23 on the pivot axes 11 and 14, respectively, of the same length, as a result of which in the case of the in FIG. 4 shown stretched Position of the guide device, the central axes of the telescopic device 3 and the laser head 15 offset-free align with each other. In this extended position, the point of impact of the laser beam is on the Workpiece surface of course on the imaginary extension of the central axis of the telescopic device 3. This stretched position is used for two-dimensional cuts.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Lage der Teile der Führungsvorrichtung sind die weitere Teleskopeinrichtung 16 um die Schwenkachse U um den Schwenkwinkel α verschwenkt, während der Laserkopf 15 um die Laserkopfschwenkachse 14 um den Winkel β verschwenkt ist. Die Winkel cc und β sowie ggf. die Länge der weiteren Teleskopeinrichtung 16 sind nach Maßgabe der Schräglage der Oberfläche des abgebrochen eingezeichneten Werkstücks 26 so durch Programmsteuerung eingestellt, daß einerseits die Mittelachse des Laserkopfes 15 senkrecht zum Werkstück 26 verläuft und andererseits die gedachte Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 durch den Auftreffpunkt 27 auf der Oberfläche des Werkstücks 26 geht, wobei sich die Mittelachse des Laserkopfes 15 und die erwähnte gedachte Verlängerung im Auftreffpunkt 27 treffen. Bei dieser Lage der Führungsvorrichtung vorgenommene Horizontalschnitte im Werkstück 26 bedürfen einer Bewegung der Führungsvorrichtung lediglich in der Y-Achse, wobei die Stellung der Z-Achse die Lage des Auftreffpunkts 27 repräsentiert, wodurch die Programmerstellung für derartige Schnitte sehr erheblich vereinfacht wird. Bei Schnitten in senkrechter Richtung erfolgt die Bewegungssteuerung durch kombinierte Bewegung an den Bewegungsachsen Xund Z. Es sind aber auch beliebige dreidimensionale Schnittführungen möglich, wobei durch entsprechende Steuerung der Achsen X, Y und Z einerseits und der Bewegungsachse 5 und 7 sowie ggf. 6 andererseits stets die in F i g. 2 dargestellte Schnittlage von Mittelachse des Laserkopfes' 15 und Verlängerung der senkrechten Mittelachse der Teleskopeinrichtung im Auftreffpunkt 27 programmgesteuert einsehalten wird. Selbst wenn in bestimmten Schneidsituationen der Auftreffpunkt 27 nicht mehr auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt, so befinden sich die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 doch stets auf einer gemeinsamen senkrechten Ebene, wie aus gemeinsamer Betrachtung der F i g. 2 und 4 ohne weiteres erhellt, was ebenfalls eine Vereinfachung der Programmsteuerung ermöglicht.In the case of the in FIG. 2, the further telescopic device 16 is pivoted about the pivot axis U by the pivot angle α , while the laser head 15 is pivoted about the laser head pivot axis 14 by the angle β . The angles cc and β and, if necessary, the length of the further telescopic device 16 are set by program control according to the inclination of the surface of the broken workpiece 26 so that on the one hand the central axis of the laser head 15 is perpendicular to the workpiece 26 and on the other hand the imaginary extension of the central axis of the telescopic device 3 passes through the point of impact 27 on the surface of the workpiece 26, the central axis of the laser head 15 and the aforementioned imaginary extension meeting at the point of impact 27. Horizontal cuts made in the workpiece 26 with the guide device in this position only require movement of the guide device in the Y- axis, the position of the Z-axis representing the position of the point of impact 27, which greatly simplifies the creation of programs for such cuts. In the case of cuts in the vertical direction, the movement is controlled by combined movement on the movement axes X and Z. However, any three-dimensional cuts are also possible, with corresponding control of the axes X, Y and Z on the one hand and the movement axes 5 and 7 and possibly 6 on the other always the one shown in FIG. 2, the intersection position of the central axis of the laser head 15 and the extension of the vertical central axis of the telescope device at the point of impact 27 is maintained under program control. Even if, in certain cutting situations, the point of impact 27 is no longer on the imaginary extension of the central axis of the telescopic device 3, the central axes of the telescopic device 3 and the laser head 15 are always on a common vertical plane, as can be seen from a joint consideration of FIGS. 2 and 4 are easily illuminated, which also enables the program control to be simplified.

Die Vornahme eines vereinfachten Durchbruch-Making a simplified breakthrough

to schnittes in einer horizontalen Lage der Werkstückoberfläche mit Hilfe der in denF i g. 2 bis 4 gezeigten Führungsvorrichtung ist in F i g. 5 angegeben. Der zu schneidende Durchbruch ist lediglich in seiner Umrißlinie gezeigt und aus seiner realen horizontalen Lage zur Verdeutlichung um 90° in die Zeichenebene eingeschwenkt dargestellt. Es handelt sich um ein Langloch mit zwei parallelen Schnittkanten 28, 29 und zwei anschließenden Halbkreisschnittkanten 30, 31. Die Schwenkwinkel λ und/?an den Schwenkachsen 11 bzw. 14 sind nach Maßgabe des gewünschten Halbmessers r der Halbkreisausschnitte programmgesteuert in gleicher Größe eingestellt, wodurch die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 uir¹ den Radius r zueinander versetzt parallel verlaufen. Die Bewegung der Führungsvorrichtung erfolgt für die Herstellung des gezeigten Langlochs nur in zwei Achsen, nämlich in der Y-Bewegungsachse und in der Drehbewegungsachse 4. Zunächst wird programmgesteuert die Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 auf einen der Kreismittelpunkte 33 oder 34 eingestellt, wonach durch eine 180°-Drehung an der Drehachse 4 ein Halbkreis 30 bzw. 31 eingeschnitten wird. Danach wird die Führungsvorrichtung in Richtung der Y-Bewegungsachse verfahren, bis der andere Kreismittelpunkt lotrecht unter der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt. Die Entfernung zwischen den Kreismittelpunkten 33 und 34 gibt den Fahrweg der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 an. Nach Beendigung der geradlinigen Bewegung wird durch eine nochmalige 180°-Drehung an der Bewegungsachse 4 der noch fehlende Halbkreis geschnitten. Bei Kreisausschnitten sind weder Bewegungen in der λ'-Achse noch in der Y-Bewegungsachse erforderlich, hier erfolgt ausschließlich eine Drehung um die vierte Bewegungsachse. Es ist ersichtlich, daß dadurch eine erhebliche Programmierungsvereinfachung für den Bewegungsablauf der Führungsvorrichtung erzielt wird.to cut in a horizontal position of the workpiece surface with the aid of the in theF i g. 2 to 4 is shown in FIG. 5 specified. The opening to be cut is only shown in its outline and is shown pivoted by 90 ° into the plane of the drawing from its real horizontal position for clarity. It is an elongated hole with two parallel cut edges 28, 29 and two subsequent semicircular cut edges 30, 31. The swivel angles λ and /? On the swivel axes 11 and 14 are set to the same size under program control according to the desired radius r of the semicircular cutouts, whereby the central axes of the telescopic device 3 and the laser head 15 and ¹ run parallel to one another offset by the radius r. The movement of the guide device takes place in only two axes for the production of the elongated hole shown, namely in the Y movement axis and in the rotational movement axis 4. First, the central axis of the telescopic device 3 is set to one of the circle centers 33 or 34 under program control, after which a 180 ° -Rotation on the axis of rotation 4 a semicircle 30 or 31 is cut. The guide device is then moved in the direction of the Y axis of movement until the other center point of the circle is perpendicular below the center axis of the telescopic device 3. The distance between the circle centers 33 and 34 indicates the travel path of the center axis of the telescopic device 3. After the straight-line movement has ended, another 180 ° turn on the movement axis 4 cuts the missing semicircle. In the case of circular sections, neither movements in the λ 'axis nor in the Y axis of movement are required; here there is only rotation around the fourth axis of movement. It can be seen that this results in a considerable simplification of programming for the sequence of movements of the guide device.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Führungsvorrichtung ist zwischen den Schwenkachsen 11 und 14 keine weitere Teleskopeinrichtung 16 vorgesehen, sondern ein rohrförmiges Verbindungsstück 35. Im übrigen ist, wie die Zeichnungen verdeutlichen, der Laserstrahl 17 durchweg im Inneren der aus rohrförmigen Teilen aufgebauten Führungsvorrichtung geführt Die an den rohrförmigen Teilen angebrachten Stellmotore für die Stellbewegungen an den Bewegungsachsen, die unabhängig voneinander programmsteuerbar sind, sind in allen zeichnerischen Darstellungen nicht eingezeichnet. Sie entsprechen in Konstruktion, Anbringungsart und Wirkung dem Stande der Technik.In the case of the in FIG. 5 is no further guide device between the pivot axes 11 and 14 Telescopic device 16 is provided, but a tubular connecting piece 35. Otherwise, like the Drawings make it clear that the laser beam 17 is consistently in the interior of the tubular parts Guiding device guided The servomotors attached to the tubular parts for the actuating movements on the axes of motion, which can be programmed independently of each other, are all graphic Representations not shown. They correspond in construction, type of attachment and effect the state of the art.

Die in den F i g. 6 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung besitzt außer der Schwenkachse 14 für den Laserkopf 15 drei weitere Schwenkachsen 11,12 und 13. Dabei sind gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig.2 bis 5 die Schwenkachsen 12 und 13 zusätzlich vorgesehen. Alle Schwenkachsen 11 bis 14 sind übereinstimmend ausgebildet, wobei die erforderlichen Umlenkungen des Laserstrahls 17 auch an den SchwenkachsenThe in the F i g. 6 to 8 illustrated second embodiment of the guide device according to the invention has, in addition to the pivot axis 14 for the laser head 15, three further pivot axes 11, 12 and 13 compared to the embodiment according to FIGS. 2 to 5, the pivot axes 12 and 13 are additional intended. All pivot axes 11 to 14 are designed to match, with the necessary deflections of the laser beam 17 also on the pivot axes

12 und 13 durch paarweise angeordnete 45°-Umlenkspiegel 36, 37 bzw. 38, 39 erfolgen. Zwischen den Schwenkachsen 11 und 12 befirdet sich wiederum eine weitere Teleskopeinrichting 16, welche eine Bewegungsachse 6 repräst stiert Insgesamt verfügt die in F>g.8 in gestreckter Lage dargestellte Führungsvorrichtung über zehn Bewegungsachsen, die durch die Pfeile X, Y, Z, 4,5,6,7,8,9 und 10 angegeben sind. Die durch den Pfeil 8 bezeichnete Bewegungsachse ist eine Drehachse, die 360°-Drehungen ermöglicht Im übrigen bezeichnen die in den F i g. 4 und S eingezeichneten mit den Bezugszahlen 40 bis 44 bezeichneten Querlinien die Schwenk- bzw. Drehflächen der Vorrichtungsteile, an denen die Relativbewegungen jeweils benachbarter Vorrichtungsteile erfolgen.12 and 13 are made by 45 ° deflecting mirrors 36, 37 and 38, 39 arranged in pairs. Between the pivot axes 11 and 12 there is in turn another telescopic device 16, which represents a movement axis 6. Overall, the guide device shown in Fig. 8 in the extended position has ten movement axes, which are indicated by the arrows X, Y, Z, 4, 5,6,7,8,9 and 10 are indicated. The axis of movement indicated by the arrow 8 is an axis of rotation which enables 360 ° rotations. 4 and S, the transverse lines marked with the reference numerals 40 to 44 show the pivoting or rotating surfaces of the device parts on which the relative movements of adjacent device parts take place.

Wie die in F i g. 8 gezeigte gestreckte Lage der Führungsvorrichtung zeigt fluchten die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 wiederum in dieser Lage versatzfrei. Senkrechte Schnitte an in Horizontalebenen befindlichen Werkstückoberflächen werden in dieser Lage der Vorrichtung durch Steuerung an den Bewegungsachsen X und Y vorgenommen.As in Fig. 8 shows the extended position of the guide device, the central axes of the telescopic device 3 and the laser head 15 are again aligned in this position without offset. In this position of the device, vertical cuts on workpiece surfaces located in horizontal planes are made by controlling the X and Y axes of movement.

Die aus Fig.8 entnehmbaren zehn Bewegungsachsen X, Y, Z, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 ermöglichen die vereinfachte Anbringung von Durchbruchschnitten an gegenüber der Horizontalen schräg gestellten Werkstückoberfiächen (F i g. 7). Bei Linienschnitten in derartigen schräg gestellten Werkstückoberflächen (F i g. 6) wird die Führungsvorrichtung ausgehend von der gestreckten Lage gemäß F i g. 8 lediglich an den Schwenkachsen 11 und 12 bezüglich der Winkel« und β verstellt, wie das mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben wurde. Die Bewegungsachsen 8, 9 und 10 erfahren keine Einstellungsveränderung gegenüber der in Fig.8 gezeigten Strecklage. Wie ersichtlich ist, schneidet daher die Mittelachse des Laserkopfes 15 wieder die gedachte Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 im Schneidpunkt 27 auf der Oberfläche des Werkstücks 26, wodurch der Schneidpunkt wiederum lotrecht unterhalb der Z-Bewegungsachse liegt. F i g. 6 zeigt auch, daß die weitere Teleskopeinrichtung 16 auf einen Abstand zwischen den Schwenkachsen 11 und 14 ausgefahren ist, der größer ist als der Abstand zwischen der Schwenkachse 14 und dem Schneidpunkt 27. Entsprechend liegen die Verhältnisse auch bei der noch zu erläuternden Fig. 7. The ten axes of movement X, Y, Z, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 shown in FIG. 8 enable the simplified application of breakthrough cuts to workpiece surfaces that are inclined with respect to the horizontal (FIG. 7). In the case of line cuts in such inclined workpiece surfaces (FIG. 6), the guide device, starting from the extended position according to FIG. 8, the angle "β and displaced with respect to only the pivot axes 11 and 12, as with reference to F i g. 2 has been described. The axes of movement 8, 9 and 10 do not experience any change in setting compared to the extended position shown in FIG. As can be seen, the central axis of the laser head 15 therefore again intersects the imaginary extension of the central axis of the telescopic device 3 at the cutting point 27 on the surface of the workpiece 26, whereby the cutting point is again perpendicularly below the Z movement axis. F i g. 6 also shows that the further telescopic device 16 is extended to a distance between the pivot axes 11 and 14 which is greater than the distance between the pivot axis 14 and the cutting point 27. The relationships are accordingly also in FIG. 7, which is still to be explained.

Zum Anbringen eines kreisförmigen Schnittes 44 in der gegenüber der Horizontalen schräg gestellten Oberfläche eines Werkstücks 26 werden die Winkel a und/?an den Schwenkachsen 11 bzw. 12 so eingestellt, daß die Drehbewegungsachse 8 senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks 26 ausgerichtet ist. Weiterhin werden ausgehend von der in F i g. 6 gezeigten Lage an den Schwenkachsen 13 und 14 gleich große Schwenkwinkel y und ö nach Maßgabe der gewünschten Größe des Halbmessers rdes kreisförmigen Schnitts 44 eingestellt. Zur Verdeutlichung ist der kreisförmige Schnitt 44 in F i g. 7 aus seiner realen Lage in die Zeichenebene um 90° eingeschwenkt dai gestellt Wie ohne weiteres erkennbar ist, können die Winkel y unc ö ebenso wie die Winkel ac und β der Fig.5 beliebig klein eingestellt werden, wodurch sehr kleine Radien abgefahren werden können, d. h. sehr kleine Lochdurchbrüche herstellbar sind.To make a circular cut 44 in the surface of a workpiece 26, which is inclined with respect to the horizontal, the angles α and / on the pivot axes 11 and 12 are set in such a way that the axis of rotation 8 is oriented perpendicular to the surface of the workpiece 26. Furthermore, based on the in F i g. 6 set at the pivot axes 13 and 14 equal pivot angles y and ö in accordance with the desired size of the radius r of the circular section 44. For the sake of clarity, the circular section 44 is shown in FIG. Swiveled 7 from its real position in the plane of the drawing by 90 ° dai placed As is readily apparent, the angle y unc ö can as well as the angles c and β of Figure 5 can be arbitrarily set small, can be traversed thereby very small radii, ie very small perforations can be produced.

Wie F i g. 7 verdeutlicht, liegt der Kreismittelpunkt 45 auf der Verlängerung der Drehbewegungsachse 8. Der kreisförmige Schnitt 44 wird ausschließlich durch eine 360° -Drehung an der Bewegungsachse 8 erzeugt, wobei alle anderen neun Bewegungsachsen bewegungslos sind.Like F i g. 7 illustrates, the center of the circle 45 lies on the extension of the axis of rotation 8 circular cut 44 is produced exclusively by a 360 ° rotation on the movement axis 8, wherein all other nine axes of motion are motionless.

Selbstverständlich können in gegenüber Horizontalen schräg gestellte Oberflächen von Werkstücken auch andere geometrische Schnittfiguren mit dem Laserkopf 15 abgefahren werden, beispielsweise auch Langlöcher der in F i g. 5 dargestellten Art Liegt hierbei die Längsachse des Langloches horizontal, so erfolgen beim Schneidvorgang nacheinander Bewegungen in der Drehachse 8 und in der Y-Achse.Of course, other geometrical sectional figures can also be traced with the laser head 15 in surfaces of workpieces that are inclined with respect to the horizontal, for example also elongated holes of the ones shown in FIG. If the longitudinal axis of the elongated hole is horizontal, movements in the axis of rotation 8 and in the Y- axis occur one after the other during the cutting process.

Durch entsprechende Winkeleinstellung der Mittelachse des Laserkopfes 15 gegenüber der Oberfläche eines Werkstücks können auch von der Vertikalen abweichende Schnittkanten, nämlich schräg verlaufende Schnittkanten erzielt werden, wobei die Lage des Schneidpunktes ebenfalls auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt wie das in den F i g. 2 und 6 für senkrechte Schnittkanten gezeige istBy appropriately adjusting the angle of the central axis of the laser head 15 with respect to the surface A workpiece can also have cut edges that deviate from the vertical, namely inclined ones Cutting edges can be achieved, the position of the cutting point also on the imaginary extension the central axis of the telescopic device 3 lies like that in FIGS. 2 and 6 for vertical cut edges is shown

Beispielsweise bei kreisrunden Aussparungen sind bei den in den Fig.5 und 7 illustrierten vereinfachten Bewegungssteuerungen auch Löcher mit konischen Schnittkanten möglich, wie sie je nach Verwendung des Werkstücks wünschenswert sein können. Hierbei erfolgt eine Verstellung der Schwenkwinkel oc und β bzw. γ und δ gegenü*· er der in F i g. 5 bzw. F i g. 7 gezeigten Situation.For example, in the case of circular recesses, in the simplified movement controls illustrated in FIGS. 5 and 7, holes with conical cutting edges are also possible, as they may be desirable depending on the use of the workpiece. The pivot angles oc and β or γ and δ are adjusted in relation to that in FIG. 5 and FIG. 7 situation shown.

Bei der Steuerung werden die Bewegungsachsen X, Y, Zund 4 maßgenau programmiert, und die Winkelver-Stellungen an den durch Schwenkachsen repräsentierten Bewegungsachsen 5 und 7 bzw. 5 bis 10 werden durch ein weiteres vorgegebenes Programm selbstständig vorgenommen. Die Eingabe von Lochradien bei der vereinfachten Ausführung von Durchbrüchen in Werkstücken veranlaßt die Einstellung von Schwenkwinkeln an den betroffenen Schwenkachsen.In the control, the movement axes X, Y, Z and 4 are programmed with dimensional accuracy, and the angle adjustments on the movement axes 5 and 7 or 5 to 10, represented by swivel axes, are carried out independently by a further specified program. The input of hole radii in the simplified execution of openings in workpieces causes the setting of swivel angles on the swivel axes concerned.

Zur Erläuterung zweier Varianten einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nunmehr auf die Fig.9 und 10 Bezug genommen. Bei dieser Ausführungsform sind die Achsen 13' und 14' keine Schwenkachsen, wie bei der Ausführungsform gemäß der Fig.6 bis 8, sondern sind unverschwenkbare Laserstrahlumlenkachsen, von denen eine teleskopartig längenveränderbar als Bewegungsachse ausgebildet ist, wie der mit der Bezugszahl 9' bezeichnete Doppelpfeil in beiden Figuren veranschaulicht, während die jeweils andere Achse keine Längenveränderbarkeit besitzt. Die abgebrochenen Teile der Vorrichtung gemäß der F i g. 9 und 10 entsprechen denjenigen der F i g. 6 bis 8.To explain two variants of a third embodiment of the device according to the invention reference is now made to FIGS. In this embodiment the axes 13 'and 14' no pivot axes, as in the embodiment according to FIGS. 6 to 8, but are non-pivotable Laser beam deflection axes, one of which is designed as a movement axis, telescopically adjustable in length, as illustrated by the double arrow designated by the reference number 9 'in both figures, while the respective the other axis cannot be changed in length. The broken off parts of the device according to FIG. 9 and 10 correspond to those of FIGS. 6 to 8.

In F i g. 9 befindet sich die Bewegungsachse 9' auf der Achse 13', während eine Längenveränderbarkeit auf der Achse 14' nicht gegeben ist, d. h. der Abstand der beiden Umlenkspiegel 22 und 23 bleibt konstant, während sich der Abstand der Umlenkspiegel 38 und 39 bei Längen-Veränderungen ändert. Es ist ersichtlich, daß dadurch der Laserkopf 15 aus seiner in F i g. 9 in ausgezogenen Linien gezeigten Fluchtungslage mit der Mittelachse der nicht dargestellten Teleskopeinrichtung 3 nach rechts oder links parallel verschiebbar ist. Eine parallel verschobene Position des Laserkopfes 15 ist in gepunkteten Linien angedeutet. Auf diese Weise kann ebenfalls ein Radius r, der sehr klein sein kann, zur Erzeugung von Kreisbogenschnitten sowohl an zweidimensionalen als auch an dreidimensionalen Werkstücken eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist lediglich eine Verschiebung auf der Bewegungsachse 9' vorzunehmen. Wird dann bei programmiert eingestelltem Radius reine Drehung um die zweite Drehachse 8 durchgeführt, so er-In Fig. 9 is the movement axis 9 'on the axis 13', while a length variability on the Axis 14 'is not given, i.e. H. the distance between the two deflecting mirrors 22 and 23 remains constant while the distance between the deflecting mirrors 38 and 39 changes when the length changes. It can be seen that thereby the laser head 15 from its in F i g. 9 alignment position shown in solid lines with the central axis the telescopic device 3, not shown, is displaceable in parallel to the right or left. One in parallel The shifted position of the laser head 15 is indicated in dotted lines. This way you can too a radius r, which can be very small, for the creation of circular arc cuts on both two-dimensional and can also be set on three-dimensional workpieces. For this purpose there is just a shift on the movement axis 9 '. If the radius is programmed, it then becomes pure rotation performed around the second axis of rotation 8, so he

1515th

folgt ein Kreisbogenschnitt durch den Laserkopf 15.This is followed by a circular arc cut through the laser head 15.

Bei der in F i g. 10 gezeigten Variante ist die Achse 13' die !ängenunveränderbare Laserstrahlumlenkachse, auf der sich die Umlenkspiegel 38 und 39 in einem konstanten Abstand befinden. Auf der Achse 14' ist dagegen eine teleskopartige Verlängerungs- und Verkürzungsmöglichkeit gegeben, wodurch sich der Abstand der Umlenkspiegel 22 und 23 ändert Auch hierbei kann der Laserstrahlkopf 15 bezüglich seiner Achse ausgehend von seiner mit der Mittelachse der nicht dargestellten Teleskopeinrichtung 3 in ausgezogenen Linien dargestellten Fluchtungslage nach rechts oder links zur Einstellung eines Halbmessers r zur Erzeugung von kreisbogenförmigen Schnitten eingestellt werden. Eine nach links verschobene Lage ist in punktierten Linien angedeutet. In the case of the in FIG. 10, the axis 13 'is the length-invariable laser beam deflection axis, on which the deflection mirrors 38 and 39 are at a constant distance. On the other hand, there is a telescopic lengthening and shortening possibility on the axis 14 ', whereby the distance between the deflecting mirrors 22 and 23 changes can be adjusted to the right or left to set a radius r to produce circular arc-shaped cuts. A position shifted to the left is indicated in dotted lines.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den F i g. 9 und 10 erlaubt die programmierte Radiuseinstellung mit nur einer einzigen linearen Bewegung auf der Bewegungsachse 9', die auf der Achse 13' oder der Achse 14' liegen kann. Mit der so ausgebildeten Führungsvorrichtung sind allerdings nur senkrecht zur Werkstückoberfläche verlaufende kreisbogenförmige Schnittkanten möglich.The embodiment of the device according to the invention according to FIGS. 9 and 10 allows the programmed Radius adjustment with only a single linear movement on the movement axis 9 ', which is on the axis 13 'or the axis 14' may lie. With the guide device designed in this way, however, are only vertical Arc-shaped cutting edges running towards the workpiece surface are possible.

Alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtug werden durch rechnerprogrammierte Steuerung betätigt, sie können jedoch auch vollständig oder in Teilbereichen der verschiedenen Bewegungen im Teach-in-Verfahren einprogrammiert werden, oder auch durch selbständig einprogrammierbare und wiederholbare Nachführsteuerung.All embodiments of the guide device according to the invention are computer-programmed Control actuated, but they can also be completely or in part of the various movements can be programmed in the teach-in process, or by independently programmable ones and repeatable tracking control.

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

3535

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Claims

Patent claims:

1. Guide device for a laser beam deflected several times at 45 ° mirrors for three-dimensional workpiece processing, with five controlled axes of movement, of which the first and second axes of movement are the horizontal coordinate axes X and Y , the third and fourth axes of movement coaxially in a rotatable and length-adjustable vertical telescopic device and the fifth axis of movement is a horizontal pivot axis about which the laser head can be pivoted, with a self-supporting design being provided from the third axis of movement, characterized in that a further movement axis (5) designed as a horizontal pivot axis (11) parallel to the laser head pivot axis (14) is provided whose distance from the laser head pivot axis is greater than the length of the laser head (15), the laser beam deflection on the additional pivot axis (11) being provided so that the central axes of the telescopic device (3) and the laser head ( 15) are always in a common vertical plane and the swivel angles (λ, β) on the additional swivel axis (11) and the laser head swivel axis (14) can be programmed and adjusted in accordance with the position of the workpiece surface to be machined.

2. Guide device according to claim 1, characterized in that the pivot angles (λ, β) on the horizontal pivot axes (U, 14) are programmed to match each other so that the point of impact (27) of the laser beam (17) on the workpiece surface on the imaginary extension of the central axis of the telescopic device (3) is located.

3. Guide device according to claim 1, characterized in that the pivot angle (ac, β) for cutting openings n »it at least partially circular arc-shaped course of the cutting edge (30, 31) in horizontal workpiece areas on the laser head pivot axis (14) and the adjacent horizontal Pivot axis (11) are set to be the same size, and that the telescopic device (3) is driven to rotate about its axis of rotation (4) to produce the circular arc-shaped cut.

4. Guide device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser beam (17) between the two pivot axes (11, 14) with the formation of a further axis of movement (6) is guided by a length-adjustable controlled further telescopic device (16).

5. Guide device for a laser beam deflected several times at 45 ° mirrors for three-dimensional workpiece machining, with five controlled axes of movement, of which the first and second axes of movement are the horizontal coordinate axes X and Y , the third and fourth axes of movement coaxially in a rotatable and length-adjustable vertical telescopic device are realized and the fifth axis of movement is a horizontal pivot axis about which the laser head can be pivoted, with a self-supporting design being provided from the third axis of movement, characterized in that parallel to the laser head pivot axis (14) three more horizontal pivot axes (11, 12, 13 ) formed bowing axes (5, 7, 9) are provided, in which the distance between the first and the second of the pivot axes (11, 12) downstream of the telescopic device (3) is greater than the sum increased by the length of the laser head (15) the distances between the second and the third pivot axis (12, 13) and between the third pivot axis (13) and the laser head pivot axis (14), the laser beam deflection being provided on all pivot axes (11 to 14) so that the central axes of the telescopic device (3) and the laser head ( 15) are aligned with each other if the pivot angle has the value zero on all pivot axes, and that a second pivot axis (8) controlled by 360 ° is provided between the second and third pivot axes (12, 13) and the pivot angles (ocß, /, δ) on the pivot axes (11 to 14) can be programmed and adjusted in a coordinated manner in accordance with the position of the workpiece surface to be machined.

6. Guide device according to claim 5, characterized in that the pivot angle (<χ, β) of the first and second horizontal pivot axis (11, 12) at a value of the pivot angle on the third pivot axis (13) and the laser head pivot axis (14) are programmed coordinated from zero so that the point of impact (27) of the laser beam (17) on the workpiece surface is on the imaginary extension of the central axis of the telescope device (3).

7. Guide device according to claim 5, characterized in that the pivot angle (α, β) on the first and second pivot axis (11,12) are set so that the second axis of rotation (8) is aligned perpendicular to the workpiece surface, while the swivel angles (y, ö) on the third swivel axis (13) and the laser head swivel axis (14) are set according to the cutting radius (r) so that the second axis of rotation (8) and the central axis of the laser head (15) run parallel, and that the laser head (15) is driven to rotate about the second axis of rotation (8).

8. Guide device according to one of claims 5 to 7, characterized in that between the first pivot axis (11) and the second pivot axis (12) the laser beam (17) between these two pivot axes can be changed in length by forming a further axis of movement (6) controlled further Teleskopeinriehuing (16) is performed.

9. Guide device for a laser beam deflected several times at 45 ° mirrors for three-dimensional workpiece machining, with five controlled axes of movement, of which the first and second axes of movement are the horizontal coordinate axes X and Y , the third and fourth axes of movement are coaxial in a rotatable and length-adjustable vertical axis. Telescopic device are realized and the fifth axis of movement is a horizontal pivot axis for the laser head, with a self-supporting design being provided from the third axis of movement, characterized in that

that another as a horizontal pivot axis (11)

formed movement axis (5) parallel to the pivot axis (12) for the Laserkcpf (15) provided is,

that between the pivot axis (12) for the laser head (15) and the laser head (15) two additional horizontal axes (11, 12) parallel laser beam deflection axes (13 ', 14') are provided, one of which is .ijs immovable Axis and the other is designed as a telescopic axis (9 ') that between the pivot axis (12) for the later head (15 / and the adjacent laser beam deflection axis (13 ') a second axis of rotation controlled by 360 ° (8) is provided,

that the distance between the two pivot axes (11, 12) is greater than that of the length of the Laser head (15) increased sum of the distances between the pivot axis (12) for the laser head and the laser beam deflection axis (14 ') adjacent to the laser head, that the laser beam deflection on the pivot axes (11,12) and the two additional laser beam deflection axes (13 ', 14') is provided so that the central axes of the telescopic device (3) and the Laser head (15) are aligned when the swivel angle on the two swivel axes is the Has a value of zero and the length of the telescope axis is not changed, and

that the swivel angles (oc, ß) on the additional swivel axis (11) and the laser head swivel axis (12) can be programmed and adjusted in accordance with the position of the workpiece surface to be machined.

10. Guide device according to claim 9, characterized in that the pivot angles (<x, ß) on the two horizontal pivot axes (11, 12) are programmed to match each other so that the point of impact (27) of the laser beam (17) on the workpiece surface is located on the imaginary extension of the central axis of the telescopic device (3) if the telescopic axis (9 ') is not changed in length.

11. Guide device according to claim 9, characterized in that the pivot angles ■ (ocß) zn the two pivot axes (11, 12) are set so that the second axis of rotation (11, 12) is set for cutting in front of openings with at least a partial arcuate course of the cutting edge in non-horizontal workpiece areas. 8) is aligned perpendicular to the workpiece surface, while the telescopic axis (9 ') is adjusted in length according to the cutting radius (r) and that the laser head (15) is driven to rotate about the second axis of rotation (8).

12. Guide device according to one of the claims 9 to 11, characterized in that the laser beam between the two pivot axes (11, 12) (17) with the formation of a further axis of movement (6) by a further controlled variable length Tcleskopeinrichtung (16) is performed.