DE20218444U1

DE20218444U1 - Verstelleinheit für Laserköpfe

Info

Publication number: DE20218444U1
Application number: DE20218444U
Authority: DE
Original assignee: MOBIL LASER TEC GmbH
Current assignee: MOBIL LASER TEC GmbH
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2012-11-28

Description

Mobil Laser Tee GmbH
Heinenkamp 24

38444 Wolfsburg

u. Z.:MLT-31-G

27.11.2002

Vorrichtung zur vorübergehenden Fixierung eines Handbearbeitungsgerätes

Die Erfindung betrifft eine zur vorübergehenden Fixierung eines Handbearbeitungsgerätes bestimmte Vorrichtung.

Eine solche Vorrichtung wird in der Praxis eingesetzt, um die Bearbeitung eines Werkstückes mit dem Handbearbeitungsgerät weitgehend frei von der individuellen Geschicklichkeit eines Bedieners zu halten. Insbesondere werden dadurch die von dem Bediener manuell festzulegenden Freiheitsgrade dadurch beschränkt, so dass die Bedienung wesentlich vereinfacht wird und die von dem Bediener aufzubringenden Haltekräfte verringert werden.

Es ist beispielsweise durch offenkundige Vorbenutzung bekannt, eine Handbohrmaschine an einem Bohrständer vorübergehend zu fixieren. Mittels einer Linearverfahreinheit kann diese dann in einfacher Weise ausschließlich vertikal mittels eines Betätigungshebels von dem Bediener verfahren werden. Hierdurch sind Abweichungen quer zu der Vorschubrichtung ausgeschlossen.

Es ist ferner auch bekannt, verschiedene Handbearbeitungsgeräte mit einem Anschlag zu versehen, um so eine Führung entlang einer Kante oder eines Vorsprunges zu ermöglichen. Beispielsweise können so mit einer Stichsäge weitgehend gerade Schnitte ausgeführt werden. Als nachteilig hat sich dabei jedoch insbesondere bei konturierten Werkstücken die umständliche Anordnung eines Anschlages erwiesen, weil dadurch eine zuverlässige Einhaltung der gewünschten Bewegungsbahn nicht sichergestellt werden kann.

cc r

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und zuverlässig zu handhabende Vorrichtung zur vorübergehenden Fixierung des Handbearbeitungsgerätes zu schaffen, die für einen Laserbearbeitungskopf und dessen Einsatzzweck geeignet ist. Insbesondere soll die Vorrichtung weder auf eine Zustellbewegung senkrecht zu dem Werkstück noch auf im wesentlichen ebene Werkstücke beschränkt sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung mit einer Aufnahme für einen Laserbearbeitungskopf ausgestattet, die mit einem die Vorrichtung an einem Werkstück oder einer Werkstückaufnahme fixierenden Haltemittel entlang einer zu der Ebene des Werkstückes parallelen Bewegungsbahn verfahrbar verbunden ist. Hierdurch wird es erstmals möglich, unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit eine vorbestimmte Bewegungsbahn mit einem einheitlichen Abstand zu dem Werkstück mit einem geringen Aufwand zu realisieren und dadurch eine richtungsstabile Handhabung des Laserbearbeitungskopfes zu ermöglichen. Die Vorrichtung kann dabei universell eingesetzt und an unterschiedlichen Werkstücken bedarfsweise angeordnet werden. Sofern das Werkstück nicht einheitlich flach ausgeführt ist, wird zunächst die Aufnahme in eine Position gebracht, in welcher die Bewegungsbahn zu der Ebene des Werkstückes parallel verläuft, wobei die Bewegungsbahn in der derart durch die Aufnahme bestimmten Ebene gerade oder in Kurven verläuft.

Die Aufnahme kann beispielsweise mittels eines Stellrades manuell verfahrbar ausgeführt sein. Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bei der die Aufnahme motorisch verfahrbar ist. Hierdurch lassen sich vorbestimmte Bahngeschwindigkeiten zuverlässig steuern und reproduzieren, wobei zugleich der Einfluss des Bedieners auf die gewünschte Bewegungsbahn auf das notwendige Maß beschränkt wird.

Die Bewegungsbahn könnte mittels eines Pantographen oder einer Scherenmechanik auf die Aufnahme für den Laserbearbeitungskopf bestimmt sein. Besonders zweckmäßig ist hingegen auch eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Vorrichtung eine Linearverfahreinheit aufweist. Hierdurch wird eine kompakte Bauform realisiert, wobei zugleich die durch das Steuerprogramm ermittelten Koordinaten der Bearbeitungszone unmittelbar in die Steuerung der Linearverfahreinheit zur Umsetzung in die Bewegungsbahn übertragen werden können.

Bei einer weiteren besonders praxisnahen Ausgestaltung weist die Linearverfahreinheit einen einstellbaren Abstand von dem Werkstück auf. Hierdurch wird die Ebene der Bewegungsbahn gegenüber dem Werkstück bedarfsweise festgelegt. Die Einstellung kann hierzu manuell oder motorisch erfolgen. Beispielsweise weist die Vorrichtung hierzu gegeneinander verschiebbare oder teleskopierbare Abschnitte auf.

Eine besonders vielseitig einsetzbare Weiterbildung der Erfindung wird auch dann erreicht, wenn die Linearverfahreinheit mit zumindest zwei Freiheitsgraden gegenüber dem Haltemittel derart stufenlos einstellbar ist, dass die Bewegungsbahn in einer Ebene parallel zu der Ebene des Werkstückes ausrichtbar ist. Hierdurch kann die Vorrichtung uneingeschränkt auch bei solchen Werkstücken eingesetzt werden, bei denen die Vorrichtung in einer von dem Werkstück abweichenden Orientierung fixiert und die Anpassung an die gewünschte Ebene der Bewegungsbahn mittels der stufenlosen Einstellmöglichkeit realisiert wird. Auf diese Weise kann die Vorrichtung auch bei stark konturierten, unebenen Oberflächen eingesetzt werden.

Hierbei erweist es sich zudem als besonders zweckmäßig, wenn die Linearverfahreinheit mittels eines Kugelgelenks gegenüber dem Haltemittel einstellbar ausgeführt ist.

Eine andere ebenfalls besonders erfolgversprechende Abwandlung wird dann erreicht, wenn die Vorrichtung zusätzlich zu der ersten Linearverfahreinheit eine weitere, im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Linearverfahreinheit ausgerichtete Linearverfahreinheit aufweist. Hierdurch können in der durch die derart geschaffene X-Y-Verfahreinheit aufgespannten Ebene beliebige Bewegungsbahnen realisiert werden, wodurch eine vielseitige Ersetzbarkeit für unterschiedliche Anwendungszwecke ermöglicht wird.

Beispielsweise werden dabei auch komplexe Bewegungsabläufe darstellbar, wenn die Vorrichtung eine Steuerung zur Einstellung der Bewegungsbahn und / oder Bewegungsgeschwindigkeit aufweist. In das derart vorbestimmte Steuerprogramm können jeweils ermittelte Messwerte als Korrekturgrößen einfließen, so dass insbesondere hohe Anforderungen an die Qualität wie auch an die betriebliche Sicherheit und die Reproduzierbarkeit der Prozessergebnisse sichergestellt werden.

Eine andere ebenfalls erfolgversprechende Abwandlung wird dann erreicht, wenn das HaI-temittel zur magnetische Fixierung ausgeführt ist. Hierdurch kann das Haltemittel mit geringem Aufwand an dem Werkstück fixiert werden, wobei ein Elektro- oder Permanentmagnet die Position des Haltemittels festlegt.

Weiterhin ist es auch besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung modular erweiterbar ist, um so eine bedarfsweise Anpassung der Vorrichtung an die gewünschten Koordinaten der Be-

wegungsbahn mit der Vorrichtung realisieren zu können. Verschiedene Erweiterungsmodule, die wahlweise weitere Linearverfahreinheiten aufweisen können, sind dabei nahezu uneingeschränkt kombinierbar.

Dabei ist es auch besonders zweckmäßig, wenn der Laserbearbeitungskopf zur Einhaltung eines konstanten Abstandes gegenüber dem Werkstück mittels der Aufnahme beweglich gegen das Werkstück anlegbar ist. Hierdurch können auch stark konturierte Oberflächen des Werkstückes mit einem konstanten Fokusabstand bearbeitet werden, indem ein Tastkopf des Laserbearbeitungskopfes beispielsweise durch ein Federelement, eine Gewichtskraft oder mittels eines Pneumatikelementes gegenüber dem Werkstück vorgespannt ist. Die Aufnähme ist dabei insbesondere lediglich axial beweglich, so dass die Bewegung des Laserbearbeitungskopfes nicht zu einer Änderung der Koordinaten in der Ebene der Bewegungsbahn führt.

Dabei sind unterschiedliche Bauformen je nach Einsatzzweck realisierbar, bei denen die Vorrichtung in einer Portal- oder Brückenbauweise ausgeführt ist oder auch einen Ausleger aufweist.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung 1 mit der ein Laserbearbeitungskopf 2 an einem Werkstück 3 vorübergehend fixierbar ist. Hierzu hat die Vorrichtung 1 eine Aufnahme 4 mit zwei Klemmen 5, die einen zylindrischen Abschnitt 6 des Laserbearbeitungskopfes 2 in einer gewünschten Winkelstellung fixieren. Eine die Klemmen 5 tragende Grundplatte 7 der Aufnahme 4 ist mit Langlöchern 8 sowohl verschiebbar als auch an einem Klemmabschnitt 9 einer Linearverfahreinheit 10 in unterschiedlichen Winkelstellungen festlegbar. Diese mittels eines Handrades 11 bedienbare Linearverfahreinheit 10 ist ihrerseits an einer baugleichen zweiten, zu der ersten Linearverfahreinheit 10 orthogonalen Linearverfahreinheit 12 in unterschiedlichen Winkelstellungen festlegbar angeordnet, wodurch eine beliebige Bewegungsbahn realisierbar ist. Die zweite Linearverfahreinheit 12 ist an einer höhenverstellbaren Grundsäule 13 ebenfalls in unterschiedlichen Winkelstellungen festlegbar, wodurch die von den beiden Linearverfahreinheiten 10, 12 aufgespannte Ebene parallel zu der Ebene des Werkstückes 3 mit einem vorbestimmten Abstand a ausgerichtet werden kann. Zur Fixierung der Grundsäule 13 an dem Werkstück 3 ist die Vorrichtung 1 mit einem Haltemittel 14, zur magnetischen Fixierung ausgestattet, wodurch sich ein universeller Einsatz der Vorrichtung 1 realisieren lässt.

Claims

1. Eine zur vorübergehenden Fixierung eines Handbearbeitungsgerätes bestimmte Vorrichtung (1), mit einer Aufnahme (4) für einen Laserbearbeitungskopf (2), wobei die Aufnahme (4) mit einem die Vorrichtung (1) an einem Werkstück (3) oder einer Werkstückaufnahme fixierenden Haltemittel (14) entlang einer zu der Ebene des Werkstückes (3) parallelen Bewegungsbahn verfahrbar verbunden ist.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (3) motorisch verfahrbar ist.

3. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Linearverfahreinheit (10) aufweist.

4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearverfahreinheit (10) einen einstellbaren Abstand(a) von dem Werkstück (3) aufweist.

5. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearverfahreinheit (10) mit zumindest zwei Freiheitsgraden gegenüber dem Haltemittel (14) derart stufenlos einstellbar ist, dass die Bewegungsbahn in einer Ebene parallel zu der Ebene des Werkstückes (3) ausrichtbar ist.

6. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearverfahreinheit mittels eines Kugelgelenks gegenüber dem Haltemittel einstellbar ausgeführt ist.

7. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zusätzlich zu der ersten eine weitere, im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Linearverfahreinheit (10) ausgerichtete Linearverfahreinheit (12) aufweist.

8. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Steuerung zur Einstellung der Bewegungsbahn und/oder Bewegungsgeschwindigkeit aufweist.

9. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (14) zur magnetischen Fixierung ausgeführt ist.

10. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) modular erweiterbar ist.

11. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) in einer Portal- oder Brückenbauweise ausgeführt ist.

12. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserbearbeitungskopf (2) zur Einhaltung eines konstanten Abstandes gegenüber dem Werkstück (3) mittels der Aufnahme (4) beweglich gegen das Werkstück (3) anlegbar ist.