WO2009024166A1 - Verfahren zur wiederherstellung einer verschiebebeweglichkeit von auflageelementen in einer werkstückauflage - Google Patents

Verfahren zur wiederherstellung einer verschiebebeweglichkeit von auflageelementen in einer werkstückauflage Download PDF

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WO2009024166A1
WO2009024166A1 PCT/EP2007/007329 EP2007007329W WO2009024166A1 WO 2009024166 A1 WO2009024166 A1 WO 2009024166A1 EP 2007007329 W EP2007007329 W EP 2007007329W WO 2009024166 A1 WO2009024166 A1 WO 2009024166A1
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elements
displacement
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Martin Blaser
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Definitions

  • the invention relates to a method for restoring a displacement mobility of support elements in a workpiece support of a processing system, in particular a laser processing system, which process the one or more workpieces with a cutting beam.
  • a workpiece support which has a frame with a plurality of support elements, preferably arranged parallel to one another, on which the at least one workpiece to be machined rests.
  • the support elements have at regular intervals Tragticianspitzen and form a support element for the or the workpieces.
  • Such laser processing systems include a movable relative to the workpiece support laser cutting head to edit in a laser beam, a stationary workpiece, which rests on the Tragticianspitzen the support elements.
  • laser machining systems are known in which the workpiece support and / or the laser cutting head are movable.
  • PCT / EP 2006/004986 discloses a workpiece support in which each support element can be actuated by a displacement device, around the support element (s) depending on the geometry of the work piece (s) to be machined from a reference position or active position to an inactive position. This can ensure the quality of the processing.
  • the problem may arise that when transferring the support elements from one to the other position due to contamination, caking or welding the Moving movement is difficult or hindered and the support elements can be damaged during the sliding process by overloading.
  • the invention is therefore based on the object to propose a method for restoring a mobility of the support elements in a workpiece support a processing plant, so that the operability of the workpiece support ensures and overloading of the components involved in the sliding movement of the processing system is prevented during the sliding movement.
  • the inventive method for restoring a displacement mobility of support elements in a workpiece support a processing plant, in particular laser processing system allows that despite occurring dirt, caking or welding an adjustment of the support elements or required in the subsequent machining program reference position or active position, intermediate position or inactive position is ensured.
  • a permanent setting of the at least one support element to the carrier element or to other components of the workpiece support is prevented by the action of the at least one support element with a release cycle.
  • the release cycle can be carried out before the beginning of a sliding movement of the at least one support element to regardless of a previous detection of a possible overload, which would occur at the initiation of the sliding movement in existing dirt, caking or welding takes place.
  • the release cycle can also be carried out during a displacement movement of the support element or elements. This can be ensured that obstructions occurring during the sliding movement, for example, by accumulating dirt or adhering to the support elements welding particles that lock the further displacement movement when driving over the support element, be overcome.
  • the release cycle comprises at least one acting on the support element loading and unloading phase, in which the at least one support element is mechanically excited.
  • a release cycle already allows in many cases, a release of the support element of the at least one support element which guides the support element or other components of the workpiece support, such as a bearing point to make the or the support elements again feasible.
  • the at least one loading and unloading phase a mechanical excitation is carried out, such as a shaking movement or brief overloading to allow release for carrying out the sliding movement.
  • the displacement movement for mechanical excitation of the or the support elements of at least one actuator of the displacement device is effected, which is acted upon during the release cycle, in particular the loading phase, with an adjusting.
  • This allows a short-term pressure build-up can be achieved by which the adhesive forces between the support element and the other components can be overcome without, however, permanent damage caused by overloads.
  • the application of this adjusting force for generating such voltage peaks in the Verhakungs Symposiumen can take place one or more times depending on the predetermined number of release cycles.
  • the actuating element during the release cycle undergoes at least one loading and unloading phase and is driven by an adjusting, so that upon impact of the actuating element on a positioning of the support element, a shock pulse is introduced into the support element.
  • a short-term pressure increase or voltage peak can be generated, which does not lead to overloading in the support elements, but in particular welding or caking, but also soiling, can easily solve.
  • shock pulses can also be generated several times in succession, so that quasi-fast successive shock pulses, such as in successive hammer blows generated.
  • the strength of the shocks as well as the frequency can be determined in individual dissolution cycles also deviating from each other, to allow an increase in stubborn dirt or strong caking and welding.
  • After at least one release cycle by mechanical excitation on the or the support elements acted to restore a displacement mobility it is preferably provided to perform a displacement movement in a reference position or inactive position. As a result, an indirect query can be made as to whether the at least one release cycle already performed has restored the mobility of the at least one support element.
  • a release cycle is carried out in order to make the support element or elements re-operable.
  • This release cycle may include the previous mechanical excitation or a modified mechanical excitation.
  • the monitoring of the overload is preferably carried out via a sensor device.
  • This sensor device can ideally be provided on each control element of the displacement device or on a group of control elements which engage with one or more support elements.
  • Figure 2 is a schematic side view of a
  • Figure 3 is a schematic side view of a
  • Figure 4 is a schematic side view of a
  • Figure 5 is a perspective view of a displacement device
  • Figure 6 is a schematically enlarged view of a
  • Displacement device for monitoring displacement positions of the support elements.
  • FIG. 1 shows a perspective view from above onto a workpiece support 11 according to the invention.
  • This workpiece support 11 comprises a frame 12, which is provided for receiving bearing elements 14 pointing in the Y-direction. These support elements 14 are guided at least by two support elements 16, in particular in the middle region, which extend in particular in the X direction.
  • the support elements 14 form a support panel 17 for one or more workpieces not shown in detail, which are made of a tabular material, which rests on the support elements 14.
  • This workpiece support 11 is provided as a separate or movable pallet, which is used in laser processing systems. Such pallets can be loaded and unloaded outside the laser processing system unloaded and retracted for processing of the workpieces or in the laser processing system. Alternatively, this workpiece support 11 may be provided stationarily in a laser processing machine.
  • the preferred tabular base material may be made of various materials and is machined into individual pieces by laser beam cutting.
  • FIG. 2 shows an enlarged side view of part of the workpiece support 11.
  • the support element 14, which is movable in the Y direction, has support point tips 18, which are provided for receiving a workpiece, not shown.
  • the support element 14 rests with an end portion 21 on a bearing point 19 and is supported on the opposite side by an analogous bearing.
  • a link 22 is provided on its underside, which allows the support element 14 in a sliding movement in and against the Y direction between a reference position 24 in an inactive position 26 is displaceable.
  • the support point peaks 18 are in the support area 17.
  • the support point points 18 are lowered relative to the support area 17.
  • the reference position 24 is also the active position at the same time.
  • the support point tips 18 of the support elements 14 can also be arranged in an intermediate position, that is to say that the support point tips 18 serve to receive the workpiece but lie adjacent or in an intermediate position with the support point tips 18 of the support elements 14 in a reference position 24.
  • the support element 14 is positioned in the reference position 24 and the inactive position 26 via a displacement device 28, which is described in more detail in FIG. 5 and is shown only partially in FIG.
  • the displacement device 28 which is positioned, for example, below the support elements 14, is transferred into an engagement position 29, that is, that the displacement device 28 performs a retraction movement in the Z direction.
  • an overload protection device 31 arranged on the displacement arrangement engages on a positioning element 32 of the support element 14.
  • the positioning element 32 is formed according to the embodiment as a web, pin or flag, which is arranged for example in one piece on the receiving element 14.
  • the positioning element 32 can also be inserted into the support element 24, welded, clamped or secured by a further releasable connection or be a recess in the support element 14.
  • the overload protection device 31 comprises an adjusting element 34, to which a driver 35 is attached, which acts on the positioning element 32.
  • the adjusting element 34 is designed as a lifting cylinder, which is preferably driven by a fluid.
  • the adjusting element 34 comprises a piston rod 36, at the free end of the driver 35 is preferably attached interchangeable. In the engagement position 29, the piston rod 36 of the actuating element 34 is preferably arranged in a retracted position.
  • the driver 35 comprises two driver elements 38, which are arranged at a distance to each other such that when transferring the displacement device 28 in an engaged position 29, the positioning element 32 is located between the two driver elements 38 and engages. If the support element 14 is provided in an inactive position 26, for example, a left edge of the positioning element 32 rests against the left drive element 38. If the support element 14 is provided in a reference position 24, a right edge of the positioning element 32 bears against the right-hand driver element 38.
  • the displacement device 28 can transfer the bearing element or elements 14 into a reference position 24 by means of a displacement movement in the direction opposite to the Y direction. This is preferably done independently of the position of the individual support elements 14, which are to be set for a subsequent machining program to provide a same starting point for all support elements 14. This is shown in FIG. Starting from this reference position 24, each support element 14 can be transferred individually into the position defined for the subsequent machining program solely by the overload protection device 31. If the support element 14 is to be arranged in a reference position 24, the overload protection device 31 remains stopped.
  • the actuator 34 is driven, whereby the piston rod is extended in the Y direction, as shown in Figure 4, and the support element 14 via the driver 35 in the inactive position 26th or an intermediate layer is positioned.
  • the overload protection device 31 can control all support elements 14 together, a group of support elements 14 or the support elements individually, so that they occupy the required position for the subsequent machining program.
  • the actuator 34 For monitoring and avoiding the overload when transferring the support element 14 from an inactive position 26 to a reference position 24, the actuator 34 is arranged with a retracted piston rod when transferred to the engaged position 29, and the sliding movement takes place against the Y-axis, so that the actuating element 34 is claimed to train.
  • the driver 35 acting on the positioning element 32 works against a force cushion in the adjusting element 34, which is defined by the pressure in the storage chamber and the piston surface.
  • a pressure regulating valve allows the outflow of the storage volume of the fluid present in the chamber, so that Adjusting force is not increased, preferably decreases and the sliding movement of the adjusting device 29 can be terminated in a reference position or end position without an overload occurs.
  • the overload protection device 31 By the overload protection device 31, the components involved in the sliding movement of the support elements 14, such as the workpiece support 11 and its components and the displacement device 28 and its components are not damaged.
  • the displacement movement of the support elements 14 is preferably monitored by a light barrier 43 or by a laser beam.
  • the displacement device 28 according to FIG. 5 comprises a plurality of overload protection devices 31, which are arranged at a distance from one another. It is provided that a reduced number of overload protection devices 31 is provided relative to the support elements 14. Thus, according to the embodiment, an overload protection device 31 successively actuate three mutually adjacent support elements 14. Thereby, a reduction of the component components can be made possible with an efficient setting.
  • a laser beam is emitted or a light barrier 43 is positioned, which monitors a front body edge 41 of the driver 35.
  • a recess 42 is provided on the driver 35, which is also monitored by the light barrier 43.
  • a light barrier 43 is provided, which monitors an end position or retracted position of the carrier 35. This monitoring by means of a laser beam or light barrier allows simultaneous monitoring of a plurality of drivers 35.
  • the position of each individual driver 35 can be detected by a separately associated sensor.
  • the setting of the respective positions of the support elements 14 is preferably carried out outside the laser processing system by the displacement device 28 so that it is independent of a machining of a workpiece in the laser processing machine.
  • At least one release cycle can be controlled as an additional process step.
  • This at least one release cycle can include a loading and unloading phase by the loading of the adjusting element 34 with an adjusting force.
  • the actuator 34 may be acted upon, for example, a pressure by which the driver 35 is transferred from a reference position 24 in an inactive position 26 or vice versa.
  • a load phase is initiated, in which, after passing through a travel path of the driver 35, a mechanical excitation acts on the positioning element 32.
  • a shock pulse can be generated, which passes through the support element in the form of a pressure wave, which due to different temporary expansions in the support member 14, the dirt, caking or welding between the support member 14 and the at least one support member 16 or for example the bearing 19 and optionally further , on which support element 14 can attack attacking components.
  • the loading phase is terminated immediately after the sudden action and is in a discharge phase ü- over. This discharge phase can cause the return of the driver 35 in the opposite position, so that again a defined initial position of the control element is given for a subsequent adjustment.
  • the above-described loading phase can be modified so that the actuator is briefly subjected to an adjusting force, in particular a compressive force, which is higher than the adjusting force in order to achieve an improved release effect, but without causing mechanical damage.
  • the loading phase comprises a successive striking or impingement of the driver 35 on the positioning element 32 of the support element 14.
  • a shaking movement may be provided with constant engagement of the adjusting element 34 on the support element 14 in order to achieve a release.
  • the shaking movement can be done with a low or a high frequency in order to restore the mobility of the support element 14.
  • the mechanical excitations described above can be carried out one or more times within a dissolution cycle.
  • the release cycle for restoring the mobility of the support members 14 may be followed by the detection of an overload as described above. If the overload is interrogated on each support element 14, the at least one release cycle can be initiated specifically for the respective support elements 14. Alternatively, the overload of all the support elements 14 can be queried simultaneously or by individual groups of support elements 14, so that when an occurring and recorded overload either all support elements 14 individually or simultaneously with one or more release cycles are applied. The same applies to the monitoring of a group of support elements 14.
  • one or more release cycles are carried out prior to the initiation of a displacement movement of the support element or elements 14 independently of the query of an overload, in order to prevent soiling, which begins as a precaution. conditions or welds that do not lead to any overload, to be resolved immediately.
  • the release cycle is carried out according to the preferred embodiment described above by the at least one adjusting element 34, which also simultaneously performs the sliding movement of the support element 14 in a reference position 24 and inactive position 26.
  • the displacement movement of the support element 14 between the reference position 24 and inactive position 26 is performed by a separate actuator to that which performs the release cycle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit von Auflageelementen in einer Werkstückauflage (11) einer Bearbeitungsanlage, insbesondere Laserbearbeitungsanlage, welche das Werkstück mit einem Schneidstrahl bearbeitet, wobei die Werkstückauflage (11) in einem Rahmen (12) mehrere nebeneinander angeordnete Auflageelemente (14) aufnimmt, wobei vor oder während der Verschiebebewegung des oder der Auflageelemente (14) zumindest ein Lösezyklus durchgeführt wird, um eine die Verschiebebewegung behindernde Verschmutzung, Verbackung oder Verschweißung des oder der Auflageelemente (17) mit zumindest einem Trägerelement (16) oder weiteren Bauteilen der Werkstückauflage (11) zu lösen.

Description

Verfahren zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit von Auflageelementen in einer Werkstückauflage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederherstellen einer Verschiebebeweglichkeit von Auflageelementen in einer Werkstückauflage einer Bearbeitungsanlage, insbesondere einer Laserbearbeitungsanlage, welche das oder die Werkstücke mit einem Schneidstrahl bearbeiten.
Zur Bearbeitung von insbesondere tafelförmigen Werkstücken in Laserbearbeitungsanlagen ist eine Werkstückauflage vorgesehen, die einen Rahmen mit mehreren, vorzugsweise parallel zueinander angeordneten, Auflageelementen aufweist, auf denen das zumindest eine zu bearbeitende Werkstück aufliegt. Die Auflageelemente weisen in regelmäßigen Abständen Tragpunktspitzen auf und bilden ein Auflageelement für das oder die Werkstücke. Solche Laserbearbeitungsanlagen umfassen einen relativ zur Werkstückauflage bewegbaren Laserschneidkopf, um in einem Laserstrahl ein ruhendes Werkstück, das auf den Tragpunktspitzen der Auflageelemente aufliegt, zu bearbeiten. Darüber hinaus sind auch Laserbearbeitungsanlagen bekannt, bei denen die Werkstückauflage und/oder der Laserschneidkopf bewegbar sind. Während der Bearbeitung kommt es beim Überfahren der Tragpunktspitzen durch den Laserstrahl zu Problemen, wie beispielsweise Beschädigungen der Tragpunktspitzen durch Aufschweißungen, Beschädigungen der Tragpunktspitzen durch Wegschmelzen und/oder eine gleichbleibende gute Qualität zwischen dem Gut- und dem Restteil, da die Schneidverhältnisse an den Tragpunktspitzen anders als an den benachbarten Tragpunktspitzen sind.
Um die vorgenannten Probleme bei der Bearbeitung der Werkstücke zu reduzieren, geht aus der PCT/EP 2006/004986 eine Werkstückauflage hervor, bei der jedes Auflageelement durch eine Verschiebeeinrichtung betätigbar ist, um das oder die Auflageelemente in Abhängigkeit der Geometrie des oder der zu bearbeitenden Werkstücke aus einer Referenzposition beziehungsweise aktiven Position in eine inaktive Position überzuführen. Dadurch kann die Qualität der Bearbeitung sichergestellt sein.
Bei solchen Auflageelementen, die in Vorbereitung auf die Durchführung eines nachfolgenden Bearbeitungsprogramms aus einer Referenzposition in eine inaktive Position und umgekehrt überführbar sind, kann das Problem auftreten, dass beim Überführen der Auflageelemente von der einen in die andere Position aufgrund von Verschmutzungen, Verbackungen oder Verschweißungen die Verschiebebewegung erschwert oder behindert ist und die Auflageelemente während dem Verschiebevorgang durch eine Überbelastung beschädigt werden können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit der Auflageelemente in einer Werkstückauflage einer Bearbeitungsanlage vorzuschlagen, so dass die Funktionsfähigkeit der Werkstückauflage sichergestellt und eine Überbelastung der an der Verschiebebewegung beteiligten Komponenten der Bearbeitungsanlage während der Verschiebebewegung verhindert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit von Auflageelementen in einer Werkstückauflage einer Bearbeitungsanlage, insbesondere Laserbearbeitungsanlage, wird ermöglicht, dass trotz auftretender Verschmutzungen, Verbackungen oder Verschweißungen eine Einstellung des oder der Auflageelemente in die für das nachfolgende Bearbeitungsprogramm erforderliche Referenzposition beziehungsweise aktive Position, Zwischenposition oder inaktive Position sichergestellt wird. Gleichzeitig wird durch die Beaufschlagung des zumindest einen Auflageelementes mit einem Lösezyklus ein dauerhaftes Festsetzen des zumindest einen Auflageelementes zum Trägerelement oder zu weiteren Bauteilen der Werkstückauflage verhindert. Der Lösezyklus kann dabei vor dem Beginn einer Verschiebebewegung des zumindest einen Auflageelements durchgeführt werden, um unabhängig einer vorherigen Erfassung einer möglichen Überlast, welche beim Einleiten der Verschiebebewegung bei vorhandenen Verschmutzungen, Verbackungen oder Verschweißungen auftreten würde, erfolgt. Des Weiteren kann der Lösezyklus auch während einer Verschiebebewegung des oder der Auflageelemente durchgeführt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass während der Verschiebebewegung auftretende Behinderungen, beispielsweise durch sich ansammelnden Schmutz oder an den Auflageelementen anhaftender Schweißpartikel, die beim Überfahren des Trägerelementes die weitere Verschiebebewegung sperren, überwunden werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Lösezyklus zumindest eine auf das Auflageelement einwirkende Be- und Entlastungsphase umfasst, bei der das zumindest eine Auflageelement mechanisch angeregt wird. Ein solcher Lösezyklus ermöglicht bereits in vielen Fällen ein Lösen des Auflageelementes von dem zumindest einen Trägerelement, welcher das Auflageelement führt oder von weiteren Bauteilen der Werkstückauflage, wie beispielsweise einer Lagerstelle, um das oder die Auflageelemente wieder gangbar zu machen. Durch die zumindest eine Be- und Entlastungsphase wird eine mechanische Anregung durchgeführt, wie beispielsweise eine Rüttelbewegung oder kurzzeitige Überbelastung, um ein Lösen zur Durchführung der Verschiebebewegung zu ermöglichen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verschiebebewegung zur mechanischen Anregung des oder der Auflageelemente von zumindest einem Stellelement der Verschiebeeinrichtung bewirkt wird, welches während des Lösezykluses, insbesondere der Belastungsphase, mit einer Verstellkraft beaufschlagt wird. Dadurch kann ein kurzzeitiger Druckaufbau erzielt werden, durch welchen die Haftkräfte zwischen dem Auflageelement und den weiteren Bauteilen überwunden werden können, ohne dass jedoch bleibende Beschädigungen durch Überlastungen hervorgerufen werden. Das Aufbringen dieser Verstellkraft zur Erzeugung solcher Spannungsspitzen in den Verhakungsbereichen kann ein- oder mehrmals in Abhängigkeit der vorgegebenen Anzahl von Lösezyklen erfolgen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Stellelement während dem Lösezyklus zumindest eine Be- und Entlastungsphase durchläuft und mit einer Verstellkraft angetrieben wird, so dass beim Auftreffen des Stellelementes auf ein Positionierelement des Auflageelementes ein Stoßimpuls in das Auflageelement eingeleitet wird. Dadurch kann eine kurzzeitige Drucküberhöhung oder Spannungsspitze erzeugt werden, welche nicht zu Überbelastungen in den Auflageelementen führt, jedoch insbesondere Verschweißungen oder Verbackungen, aber auch Verschmutzungen, leicht lösen kann. Solche Stoßimpulse können auch mehrfach hintereinander folgend erzeugt werden, so dass quasi schnell aufeinander folgende Stoßimpulse, wie beispielsweise bei aufeinander folgenden Hammerschlägen, erzeugt werden. Die Stärke der Stöße als auch die Frequenz kann in einzelnen Lösezyklen auch abweichend zueinander festgelegt werden, um auch eine Steigerung bei hartnäckigen Verschmutzungen oder starken Verbackungen und Verschweißungen zu ermöglichen. Nachdem zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit zumindest ein Lösezyklus durch eine mechanische Anregung auf das oder die Auflageelemente einwirkte, ist bevorzugt vorgesehen, eine Verschiebebewegung in eine Referenzposition oder inaktive Position durchzuführen. Dadurch kann eine indirekte Abfrage erfolgen, ob der zumindest eine bereits durchgeführte Lösezyklus die Verschiebebeweglichkeit des zumindest einen Auflageelementes wiederhergestellt hat.
Nach der Durchführung von zumindest einem Lösezyklus kann der Fall auftreten, dass die Verschiebebeweglichkeit nicht wieder hergestellt wurde. Diese Situation wird bevorzugt durch die Überwachung der Verstellkraft des Stellelementes ermittelt. Dabei kann eine Überlast erfasst werden, die eine Fehlermeldung an eine Steuerung der Bearbeitungsanlage ausgibt, um den Verschiebevorgang stillzusetzen. Dadurch wird eine Überbelastung in den Auflageelementen und gegebenenfalls dadurch bewirkte Beschädigung der weiteren Bauteilkomponenten verhindert.
Des Weiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, dass nach dem Erkennen und Erfassen einer Überlast nochmals zumindest ein Lösezyklus durchgeführt wird, um das oder die Auflageelemente wieder gangbar zu machen. Dieser Lösezyklus kann die vorherige mechanische Anregung oder eine davon abgewandelte mechanische Anregung umfassen.
Die Überwachung der Überlast erfolgt bevorzugt über eine Sensoreinrichtung. Diese Sensoreinrichtung kann idealerweise an jedem Stellelement der Verschiebevorrichtung oder an einer Gruppe von Stellelementen vorgesehen sein, das oder die an einem oder mehreren Auflageelementen angreifen.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Werkstückauflage,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht von einem
Teil der Werkstückauflage mit einer Verschiebeeinrichtung in einer Eingriffsposition,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht von einem
Teil der Werkstückauflage mit der Verschiebeeinrichtung in einer Referenzposition,
Figur 4 eine schematische Seitenansicht von einem
Teil der Werkstückauflage mit einer Verschiebeeinrichtung nach einer Verschiebebewegung des Auflageelementes aus einer Referenzposition heraus,
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Verschiebeeinrichtung und
Figur 6 eine schematisch vergrößerte Ansicht einer
Verschiebeeinrichtung zur Überwachung von Verschiebepositionen der Auflageelemente.
In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Werkstückauflage 11 dargestellt. Diese Werkstückauflage 11 umfasst einen Rahmen 12, der zur Aufnahme von in Y-Richtung weisenden Auflageelementen 14 vorgesehen ist. Diese Auflageelemente 14 werden zumindest von zwei Trägerelementen 16, insbesondere im mittleren Bereich, geführt, welche insbesondere sich in X-Richtung erstrecken. Die Auflageelemente 14 bilden ein Auflagefeld 17 für ein oder mehrere nicht näher dargestellte Werkstücke, welche aus einem tafelförmigen Material hergestellt werden, das auf den Auflageelementen 14 aufliegt. Diese Werkstückauflage 11 ist als separate oder verfahrbare Palette vorgesehen, die in Laserbearbeitungsanlagen eingesetzt wird. Solche Paletten können außerhalb der Laserbearbeitungsanlage be- und entladen und zur Bearbeitung des oder der Werkstücke in die Laserbearbeitungsanlage eingefahren werden. Alternativ kann auch diese Werkstückauflage 11 stationär in einer Laserbearbeitungsmaschine vorgesehen sein. Das bevorzugt tafelförmige Grundmaterial kann aus verschiedenen Materialien bestehen und wird durch Schneiden mit einem Laserstrahl zu einzelnen Werkstücken bearbeitet.
In Figur 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der Werkstückauflage 11 dargestellt. Das Auflageelement 14, welches in Y-Richtung verfahrbar ist, weist Tragpunktspitzen 18 auf, welche zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Werkstückes vorgesehen sind. Das Auflageelement 14 liegt mit einem Endabschnitt 21 auf einer Lagerstelle 19 auf und ist auf der gegenüberliegenden Seite von einer analogen Lagerstelle getragen. An dem Endabschnitt 21 des Auflageelementes 14 ist an seiner Unterseite eine Kulisse 22 vorgesehen, welche ermöglicht, dass das Auflageelement 14 bei einer Verschiebebewegung in und entgegen der Y-Richtung zwischen einer Referenzposition 24 in eine inaktive Position 26 verschiebbar ist. In der Referenzposition 24 liegen die Tragpunktspitzen 18 im Auflagefeld 17. In einer inaktiven Position 26 sind die Tragpunktspitzen 18 gegenüber dem Auflagefeld 17 abgesenkt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Referenzposition 24 gleichzeitig auch die aktive Position. Alternativ kann vorgesehen sein, dass diese beiden Positionen auch getrennt zueinander liegen. Die Tragpunktspitzen 18 der Auflageelemente 14 können auch in einer Zwischenposition angeordnet werden, das heißt, dass die Tragpunktspitzen 18 zur Aufnahme des Werkstücks dienen, jedoch benachbart oder in einer Zwischenlage zu den Tragpunktspitzen 18 der Auflageelemente 14 in einer Referenzposition 24 liegen.
Das Auflageelement 14 wird über eine Verschiebeeinrichtung 28, welche nachfolgend in Bild 5 näher beschrieben wird und in Figur 1 nur teilweise dargestellt ist, in der Referenzposition 24 und der inaktiven Position 26 positioniert. Hierfür ist vorgesehen, dass die Verschiebeeinrichtung 28, welche beispielsweise unterhalb der Auflageelemente 14 positioniert ist, in eine Eingriffsposition 29 übergeführt wird, das heißt, dass die Verschiebeeinrichtung 28 eine Einfahrbewegung in Z-Richtung durchführt. Dabei greift eine an der Verschiebeordnung angeordnete Überlastschutzvorrichtung 31 an einem Positionierelement 32 des Auflageelementes 14 an. Das Positionierelement 32 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel als Steg, Zapfen oder Fahne ausgebildet, welches beispielsweise einstückig an dem Aufnahmeelement 14 angeordnet ist. Alternativ kann das Positionierelement 32 auch in das Auflageelement 24 eingesteckt, angeschweißt, angeklemmt oder durch eine weitere lösbare Verbindung befestigt oder eine Aussparung in dem Auflageelement 14 sein.
Die Überlastschutzvorrichtung 31 umfasst ein Stellelement 34, an welchem ein Mitnehmer 35 befestigt ist, der an dem Positionierelement 32 angreift. Das Stellelement 34 ist als Hubzylinder ausgebildet, der vorzugsweise mit einem Fluid angesteuert wird. Das Stellelement 34 umfasst eine Kolbenstange 36, an deren freien Ende der Mitnehmer 35 bevorzugt austauschbar befestigt ist. In der Eingriffsposition 29 ist die Kolbenstange 36 des Stellelementes 34 vorzugsweise in einer eingefahrenen Position angeordnet.
Der Mitnehmer 35 umfasst zwei Mitnehmerelemente 38, welche im Abstand derart zueinander angeordnet sind, dass beim Überführen der Verschiebeeinrichtung 28 in eine Eingriffsposition 29 das Positionierelement 32 zwischen den beiden Mitnehmerelementen 38 liegt und eingreift. Sofern das Auflageelement 14 in einer inaktiven Position 26 vorgesehen ist, liegt beispielsweise eine linke Kante des Positionierelementes 32 an dem linken Mitnehmerelement 38 an. Sofern das Auflageelement 14 in einer Referenzposition 24 vorgesehen ist, liegt eine rechte Kante des Positionierelementes 32 an dem rechten Mitnehmerelement 38 an.
Ausgehend von dieser Eingriffsposition 29 kann die Verschiebeeinrichtung 28 durch eine Verschiebebewegung entgegen der Y-Richtung das oder die Auflageelemente 14 in eine Referenzposition 24 überführen. Dies erfolgt bevorzugt unabhängig der Position der einzelnen Auflageelemente 14, welche für ein nachfolgendes Bearbeitungsprogramm einzustellen sind, um eine gleiche Ausgangsbasis für alle Auflageelemente 14 zu schaffen. Dies ist in Figur 3 dargestellt. Ausgehend von dieser Referenzposition 24 kann allein durch die Überlastschutzvorrichtung 31 jedes Auflageelement 14 einzeln in die für das nachfolgende Bearbeitungsprogramm definierte Position übergeführt werden. Sofern das Auflageelement 14 in einer Referenzposition 24 anzuordnen ist, bleibt die Überlastschutzvorrichtung 31 stillgesetzt. Sofern das Überführen des Auflageelementes 14 in eine aktive Position 26 erforderlich ist, wird das Stellelement 34 angesteuert, wodurch die Kolbenstange in Y-Richtung ausgefahren wird, wie in Figur 4 dargestellt ist, und das Auflageelement 14 über den Mitnehmer 35 in der inaktiven Position 26 oder einer dazwischen liegenden Zwischenlage positioniert wird.
Die Überlastschutzvorrichtung 31 kann alle Auflageelemente 14 gemeinsam, eine Gruppe von Auflageelementen 14 oder die Auflageelemente einzeln ansteuern, damit diese die erforderliche Position für das nachfolgende Bearbeitungsprogramm einnehmen.
Während der Verschiebebewegung der Auflageelemente 14 aus einer inaktiven Position 26 in eine Referenzposition 24 als auch bei einer Positionierung der Auflageelemente 14 in eine inaktive Position 26 oder Zwischenposition ist erforderlich, dass die auf die Auflageelemente 14 wirkende Verstellkraft überwacht wird, um eine Beschädigung des oder der Auflageelemente zu vermeiden. Durch die zwischen der Verschiebeeinrichtung 28 und den Auflageelementen 14 angeordnete Überlastschutzvorrichtung 31 wird dies ermöglicht.
Zur Überwachung und Vermeidung der Überlast beim Überführen des Auflageelementes 14 von einer inaktiven Position 26 in eine Referenzposition 24 ist das Stellelement 34 mit einer eingefahrenen Kolbenstange beim Überführen in die Eingriffsposition 29 angeordnet, und die Verschiebebewegung erfolgt entgegen der Y-Achse, so dass das Stellelement 34 auf Zug beansprucht ist. Dadurch arbeitet der an dem Positionierelement 32 angreifende Mitnehmer 35 gegen ein Kraftpolster im Stellelement 34, welches durch den Druck in der Speicherkammer und der Kolbenfläche definiert ist. Sobald eine Überlast auf das Stellelement 34 wirkt, ermöglicht ein Druckregelventil das Ausströmen des in der Kammer vorhandenen Speichervolumens des Fluides, so dass die Ver- Stellkraft nicht erhöht wird, vorzugsweise sich verringert und die Verschiebebewegung der Verstelleinrichtung 29 in einer Referenzposition oder Endlage beendet werden kann, ohne dass eine Überlast auftritt.
Auch beim Überführen des Auflageelementes 14 aus der Referenzposition 24 in eine inaktive Position 26 oder eine Zwischenposition kann eine Überlastung auftreten. Die Überwachung und Vermeidung der Überlast erfolgt analog zur Übertragung der Auflageelemente 14 aus der inaktiven Position 26 in die Referenzposition 24.
Durch die Überlastschutzvorrichtung 31 werden die an der Verschiebebewegung der Auflageelemente 14 beteiligten Komponenten, wie beispielsweise die Werkstückauflage 11 und deren Bauteile und die Verschiebeeinrichtung 28 und deren Bauteile, nicht beschädigt.
Die Verschiebebewegung der Auflageelemente 14 wird bevorzugt durch eine Lichtschranke 43 oder durch einen Laserstrahl überwacht. Dies ist beispielsweise perspektivisch in Figur 5 und näher in Figur 6 dargestellt. Die Verschiebeeinrichtung 28 gemäß Figur 5 umfasst eine Vielzahl von Überlastschutzvorrichtungen 31, die zueinander beabstandet angeordnet sind. Dabei ist vorgesehen, dass eine gegenüber den Auflageelementen 14 verringerte Anzahl von Überlastschutzvorrichtungen 31 vorgesehen ist. Somit kann gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Überlastschutzvorrichtung 31 nacheinander drei zueinander benachbarte Auflageelemente 14 betätigen. Dadurch kann eine Verringerung der Bauteilkomponenten bei einer effizienten Einstellung ermöglicht sein. An einem Ende der Verschiebeeinrichtung 28 wird ein Laserstrahl ausgegeben beziehungsweise ist eine Lichtschranke 43 positioniert, die eine vordere Körperkante 41 der Mitnehmer 35 überwacht. Sofern diese von der Lichtschranke nicht erfasst wird, sind alle Mitnehmer 35 eingefahren, das heißt, dass die Auflageelemente 14 in eine Referenzposition 24 übergeführt sind. Zur Überprüfung der Mitnehmer 35 in einer ausgefahrenen Position 26 ist eine Aussparung 42 an dem Mitnehmer 35 vorgesehen, welche ebenfalls durch die Lichtschranke 43 überwacht wird. Hierfür gilt Analoges. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ausschließlich in einem dem Hubzylinder zugeordneten Bereich eine Lichtschranke 43 vorgesehen ist, welche eine Endlagenposition beziehungsweise eingefahrene Position des Mitnehmers 35 überwacht. Diese Überwachung mittels Laserstrahl oder Lichtschranke ermöglicht eine gleichzeitige Überwachung von einer Vielzahl von Mitnehmern 35. Alternativ kann auch die Position eines jeden einzelnen Mitnehmers 35 durch einen separat diesem zugeordneten Sensor erfasst werden. Die Einstellung der jeweiligen Positionen der Auflageelemente 14 erfolgt bevorzugt außerhalb der Laserbearbeitungsanlage durch die Verschiebeeinrichtung 28, so dass diese unabhängig von einer Bearbeitung eines Werkstücks in der Laserbearbeitungsmaschine erfolgt.
Beim Erfassen einer Überlast zu Beginn oder während einer Verschiebebewegung des oder der Auflageelemente 14 kann als zusätzlicher Verfahrensschritt zumindest ein Lösezyklus angesteuert werden. Dieser zumindest eine Lösezyklus kann eine Be- und Entlastungsphase durch die Beaufschlagung des Stellelementes 34 mit einer Verstellkraft umfassen. Das Stellelement 34 kann mit beispielsweise einem Druck beaufschlagt werden, durch welchen der Mitnehmer 35 aus einer Referenzposition 24 in eine inaktive Position 26 oder umgekehrt übergeführt wird. Dadurch wird eine Belastungsphase eingeleitet, in der nach dem Durchlaufen eines Verfahrweges des Mitnehmers 35 eine mechanische Anregung auf das Positionierelement 32 wirkt. Dadurch kann ein Stoßimpuls erzeugt werden, welcher in Form einer Druckwelle das Auflageelement durchläuft, wodurch sich aufgrund von unterschiedlichen temporären Ausdehnungen im Auflageelement 14 die Verschmutzungen, Verbackungen oder Verschweißungen zwischen dem Auflageelement 14 und dem zumindest einen Trägerelement 16 oder beispielsweise der Lagerstelle 19 sowie gegebenenfalls weiteren, an dem Auflageelement 14 angreifende Bauteile lösen können. Die Belastungsphase wird unmittelbar nach dem schlagartigen Einwirken beendet und geht in eine Entlastungsphase ü- ber. Diese Entlastungsphase kann das Rückführen des Mitnehmers 35 in die entgegengesetzte Position bewirken, so dass wiederum eine definierte Ausgangslage des Stellelementes für einen nachfolgenden Einstellvorgang gegeben ist. Die vorbeschriebene Belastungsphase kann dahingehend modifiziert werden, dass das Stellelement kurzzeitig mit einer Verstell kraft, insbesondere einer Druckkraft, beaufschlagt ist, die höher als die Verstellkraft ist, um einen verbesserten Löseeffekt zu erzielen, ohne dabei jedoch eine mechanische Beschädigung hervorzurufen.
Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass die Belastungsphase ein mehrmaliges hintereinander folgendes Aufschlagen oder Auftreffen des Mitnehmers 35 an dem Positionierelement 32 des Auflageelementes 14 umfassen.
Ebenso kann eine Rüttelbewegung unter ständigem Angreifen des Stellelementes 34 an dem Auflageelement 14 vorgesehen sein, um ein Lösen zu erzielen. Die Rüttelbewegung kann mit einer niedrigen oder auch einer hohen Frequenz erfolgen, um die Verschiebebeweglichkeit des Auflageelementes 14 wieder herzustellen.
Die vorstehend beschriebenen mechanischen Anregungen können ein- oder mehrfach innerhalb eines Lösezyklus durchgeführt werden.
Der Lösezyklus zur Wiederherstellung der Verschiebebeweglichkeit der Auflageelemente 14 kann sich an die Erkennung einer Überlast, wie vorstehend beschrieben, anschließen. Sofern an jedem Auflageelement 14 die Überlast abgefragt wird, kann spezifisch an den betreffenden Auflageelementen 14 der zumindest eine Lösezyklus eingeleitet werden. Alternativ kann die Überlast von allen Auflageelementen 14 gleichzeitig oder von einzelnen Gruppen von Auflageelementen 14 abgefragt werden, so dass bei einer auftretenden und erfassten Überlast entweder alle Auflageelemente 14 einzeln oder gleichzeitig mit einem oder mehreren Lösezyklen beaufschlagt werden. Analoges gilt für die Überwachung einer Gruppe von Auflageelementen 14.
Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass vor dem Einleiten einer Verschiebebewegung des oder der Auflageelemente 14 unabhängig von der Abfrage einer Überlast ein oder mehrere Lösezyklen durchgeführt werden, um vorsorglich beginnende Verschmutzungen, Verbackun- gen oder Verschweißungen, die noch zu keiner Überlast führen, umgehend zu lösen.
Der Lösezyklus wird gemäß dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel durch das zumindest eine Stellelement 34 durchgeführt, welches gleichzeitig auch die Verschiebebewegung des Auflageelementes 14 in einer Referenzposition 24 und inaktiven Position 26 durchführt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Verschiebebewegung des Auflageelementes 14 zwischen der Referenzposition 24 und inaktiven Position 26 durch ein separates Stellelement zu demjenigen durchgeführt wird, welches den Lösezyklus durchführt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Wiederherstellung einer Verschiebebeweglichkeit von Auflageelementen (14) in einer Werkstückauflage (11) einer Bearbeitungsanlage, insbesondere Laserbearbeitungsanlage, welche das Werkstück mit einem Schneidstrahl bearbeitet, wobei die Werkstückauflage (11) in einem Rahmen (12) mehrere nebeneinander angeordnete Auflageelemente (14) aufnimmt, welche Tragpunktspitzen (18) aufweisen und ein Auflagefeld (17) für das oder die Werkstücke bilden, und die Auflageelemente (14) in ihrer Arbeitsposition zum Rahmen (12) veränderbar sind, wobei vor dem ersten Beladen des Auflagefeldes (17) mit einem oder mehreren Werkstücken zumindest ein Auflageelement (14) mit zumindest einer Verschiebeeinrichtung (28) durch eine Verschiebebewegung der Auflageelemente (14) in eine Zwischenposition oder inaktive Position (26) außerhalb des Wirkbereiches des Schneidstrahles zur Bearbeitung des oder der Werkstücke positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während der Verschiebebewegung des oder der Auflageelemente (14) zumindest ein Lösezyklus durchgeführt wird, um eine die Verschiebebewegung behindernde Verschmutzung, Verbackung oder Verschweißung des oder der Auflageelemente (14) mit zumindest einem Trägerelement (16) oder weiteren Bauteilen der Werkstückauflage (11) zu lösen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein auf das oder die Auflageelemente (14) einwirkender Lösezyklus mit zumindest einer Be- und Entlastungsphase durchgeführt wird, durch den das zumindest eine Auflageelement (14) mechanisch angeregt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebebewegung zur mechanischen Anregung des oder der Auflageelemente (14) von einem Stellelement (34) einer Verschiebeeinrichtung (28) bewirkt wird, welche mit einer Verstellkraft beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (34) während dem Lösezyklus zumindest einer Be- und Entlastungsphase durchläuft und mit einer Verstellkraft während einer Belastungsphase angetrieben wird, so dass beim Auftreffen auf ein Positionierelement (34) des Auflageelementes (14) ein Stoßimpuls in das Auflageelement (14) eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer vorbestimmten Anzahl von Lösezyklen eine Verschiebebewegung in einer Referenzposition (24) o- der inaktive Position (26) angesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem nicht erfolgten Lösen des zumindest einen Auflageelementes (14) durch eine nachfolgend eingelei- tete Verschiebebewegung eine Überlast detektiert wird und eine Fehlermeldung an eine zentrale Steuerung ausgegeben und vorteilhafterweise die Verschiebebewegung stillgesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Detektieren einer Überlast ein Lösezyklus eingeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlast durch eine Sensoreinrichtung erfasst wird.
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