WO2016110504A1

WO2016110504A1 - Laserabschirmvorrichtung, laserbearbeitungssystem sowie verfahren zur laserbearbeitung eines werkstücks

Info

Publication number: WO2016110504A1
Application number: PCT/EP2016/050120
Authority: WO
Inventors: Holger Günther; Thomas Schwarz; René STEPHANI; Dirk Schulze; Robert Lobsa; Daniel Korb
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp System Engineering GmbH
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2016-07-14
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: DE102015000051B4; DE102015000051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laserabschirmvorrichtung (1). Die Laserabschirmvorrichtung (1) umfasst: -eine Schutzhaube (2),5 -eine in der Schutzhaube (2) angeordnete Laserpositionierungsvorrichtung (3) zum Führen einer Laseranordnung (4) für eine Laserbearbeitung eines Werkstücks (6), -eine Schutzrückabdeckung (8). Die Schutzhaube (2) und die Schutzrückabdeckung (8) sind positionierbar zur Bildung eines Bearbeitungsraums (9), in dem ein Bereich des Werkstücks (6) mittels der Laseranordnung (4) durch Laserbearbeitung bearbeitbar ist. Laserpositionierungsvorrichtung (3) weist eine Laseraufnahmevorrichtung (10) auf zur wenigstens teilweisen Aufnahme der Laseranordnung (4), wobei die Laserpositionierungsvorrichtung (3) ein Loch (11) aufweist, durch den hindurch ein Laserkopf (5) der Laseranordnung (4) in den Bearbeitungsraum (9) hinein ausrichtbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Laserbearbeitungssystem (20), ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks (6) unter Verwendung einer Laserabschirmvorrichtung (1) sowie eine Verwendung eines Laserbearbeitungssystems.

Description

Laserabschirmvorrichtung, Laserbearbeitungssystem sowie Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks

Die Erfindung betrifft eine Laserabschirmvorrichtung . Die Erfindung betrifft weiterhin ein

Laserbearbeitungssystem. Als weiteres betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks sowie eine Verwendung eines Laserbearbeitungssystems.

Laser werden vielfach zur Bearbeitung von Werkstücken verwendet. Ein Beispiel hierfür ist die

Laserbearbeitung zur Härtung eines Werkstücks. Ein anderes Beispiel ist das Schweißen von Werkstücken mittels einer als Laserschweißverfahren durchgeführten Laserbearbeitung . Aus Gründen des Arbeitsschutzes ist eine Abschirmung des Bearbeitungsraums nach außen hin erforderlich. Für diesen Zweck sind Vorrichtungen zur Abschirmung von Laserstrahlung bekannt.

Die EP 2 468 449 AI offenbart beispielsweise eine Laserabschirmvorrichtung an einem

Laserbearbeitungssystem. Bei dem in der EP 2 468 449 AI vorgestellten Laserbearbeitungssystem wird eine vorteilhafte Laserabschirmung insbesondere dadurch erreicht, dass eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, die eine bündige Ausrichtung einer Stirnfläche eines Abschirmungsorgans vorsieht. Ein Nachteil einer derart ausgebildeten Laserabschirmvorrichtung ist jedoch, dass die Bearbeitung sich auf flache Werkstücke beschränkt, um eine Laserabschirmung in alle Richtungen zu gewährleisten, die auch rückseitig zu einer Bearbeitungsseite ausreichenden Schutz bietet.

Für eine Gewährleistung einer vollumfänglichen Abschirmung wird eine Laserbearbeitung von

Werkstücken in vielen Fällen innerhalb eines allseitig abgeschirmten Raums durchgeführt, der sowohl das vollständige Werkstück als auch den zur Laserbearbeitung erforderlichen Laser beinhaltet. Diese Lösung ist jedoch in mehrerer Hinsicht umständlich. Ein Nachteil einer derartigen Ausgestaltung einer

Laserabschirmung ist der erforderliche Raumbedarf. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch die

Ausgestaltung als geschlossener Raum der Austausch eines bereits bearbeiten Werkstücks mit einem noch zu bearbeitetenden Werkstück zeitaufwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbessert handhabbare Laserabschirmvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine Laserbearbeitung eines Werkstücks ermöglicht, dabei weniger Raum als bisher erforderlich einnimmt sowie einen höheren Durchsatz an Werkstücken ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit einer Laserabschirmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Laserbearbeitungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7, mit einem Verfahren zur

Laserbearbeitung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie einer Verwendung gemäß Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch den Figuren können mit ein oder mehreren anderen Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden . Es können auch ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale verknüpft werden. Der

vorgeschlagene Gegenstand ist nur als Entwurf zur Formulierung der Erfindung aufzufassen, ohne diesen aber zu beschränken. Es wird eine Laserabschirmvorrichtung vorgeschlagen. Die Laserabschirmvorrichtung umfasst: eine Schutzhaube,

eine in der Schutzhaube angeordnete Laserpositionierungsvorrichtung zum Führen einer

Laseranordnung für eine Laserbearbeitung eines Werkstücks,

eine Schutzrückabdeckung .

Die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung sind zueinander positionierbar zur Bildung eines

Bearbeitungsraums, in dem ein Bereich des Werkstücks mittels der Laseranordnung durch

Laserbearbeitung bearbeitbar ist.

Die Laserpositionierungsvorrichtung weist eine Laseraufnahmevorrichtung zur wenigstens teilweisen Aufnahme der Laseranordnung auf. Die Laserpositionierungsvorrichtung weist ein Loch auf, durch den hindurch ein Laserkopf der Laseranordnung in den Bearbeitungsraum hinein ausrichtbar ist.

Die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung sind als voneinander separat ausgeführte Teile ausgebildet, die nicht unlösbar miteinander verbunden sind .

In einer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Bauteile in Kombination mit der Schutzhaube und der Schutzrückabdeckung den Bearbeitungsraum bilden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Seitenteile zur Anordnung zwischen der Schutzhaube und der Schutzrückabdeckung ausgebildet sind .

Die Positionierung der Schutzhaube und der Schutzrückabdeckung zueinander kann eine umlaufend bündige, abschnittsweise bündige oder auch keine Berührung der Schutzhaube mit der

Schutzrückabdeckung umfassen. Vielmehr kann ebenso vorgesehen sein, dass die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung berührungslos zueinander positioniert sind, aber sie einer oder mehrere ineinander eingreifende Strukturen aufweisen. Beispielsweise kann die Schutzhaube eine oder mehrere Erhebungen aufweisen, die in eine oder mehrere Vertiefungen der Schutzrückabdeckung eingreifen . Aber auch eine Positionierung von weiteren Bauteilen kann in einem Bereich zwischen der Schutzhaube und

Schutzrückabdeckung kann vorgesehen sein . Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung ausschließlich kraftschlüssig zueinander positioniert sind . Eine ausschließlich kraftschlüssig zueinander erfolgende Positionierung ermöglicht ein zügiges Auseinanderbewegen und Wiederherstellen der

Laserabschirmvorrichtung . Ein Vorteil dieser Ausbildung ist die resultierende Möglichkeit eines zügigen Austauschs des in dem Bearbeitungsraum befindlichen Werkstücks gegen ein weiteres Werkstück. Der Begriff der zueinander erfolgten kraftschlüssigen Positionierung kann vorsehen, dass eine punktuelle, entlang einer Linie vorliegende und/oder auch flächige Berührung wenigstens zweier der Bestandteile der Laserabschirmvorrichtung vorliegt. Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass zwar eine definierte relative Position vorliegt, aber keine Berührung der einzelnen Bestandteile vorliegt. Bei einem beispielsweise automatisierten Auseinanderbewegen und Wiederherstellen der

Laserabschirmvorrichtung kann ein im Kontext von Fertigungsstraßen vorteilhafter höherer Durchsatz herbeigeführt werden .

In einer Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Laserpositionierungsvorrichtung für eine Bewegung in einer ersten Schutzhaubenrichtung zwischen einem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement und einem zweiten ein- und ausziehbaren Abdeckelement beweglich angeordnet ist.

Das erste ein- und ausziehbare Abdeckelement und das zweite ein- und ausziehbare Abdeckelement gewährleisten, dass die Schutzhaube bei einer Bewegung der Laserpositionierungsvorrichtung optisch dicht abgeschlossen bleibt. Als ein- und ausziehbares Abdeckelement kann beispielsweise ein

Faltbalgelement vorgehen sein . In einer weiteren Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die

Laserpositionierungsvorrichtung für eine Bewegung in einer zweiten Schutzhaubenrichtung in einer Schutzhaubenverstellvorrichtung verstellbar angeordnet ist.

Zur Gewährleistung einer beibehaltenen Verhinderung eines Austritts von Laserstrahlung aus dem Bearbeitungsraum kann zweckmäßig sein, auch die Schutzhaubenverstellvorrichtung zwischen dem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement und dem zweiten ein- und ausziehbaren Abdeckelement anzuordnen .

Innerhalb der Schutzhaubenverstellvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die

Laserpositionierungsvorrichtung zwischen einem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement und einem zweiten ein- und ausziehbaren Abdeckelement angeordnet ist. Wenn sowohl die Möglichkeit zur Bewegung in der ersten Schutzhaubenrichtung als auch die Möglichkeit zur Bewegung in der zweiten Schutzhaubenrichtung vorgesehen sind, ist durch die Überlagerung ein größerer Parameterraum der Bewegung der Laseranordnung gewährleistet. Dies hat den Vorteil, dass eine größere Vielfalt an Bearbeitungstrajektorien gewährleistet ist. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erste Schutzhaubenrichtung und die zweite Schutzhaubenrichtung jeweils als gerade Linien ausgebildet sind, wodurch der Vorteil erreicht wird, eine möglichst einfache konstruktive Gestaltung zu erreichen . Es kann aber ebenso vorgesehen sein, dass für eine oder beide der ersten

Schutzhaubenrichtung und der zweiten Schutzhaubenrichtung eine andere Trajektorie vorgesehen ist, beispielsweise eine bogenförmige Trajektorie. In einer für die konstruktive Ausgestaltung besonders zugänglichen Ausgestaltung ist die erste Schutzhaubenrichtung senkrecht zur zweiten Schutzhaubenrichtung orientiert. Je nach Anwendungszweck kann aber auch eine andere Orientierung gewählt sein .

In einer weiteren Ausgestaltung der Laserbearbeitungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Schutzhaube eine Schutzhaubenberandung und die Schutzrückabdeckung eine

Schutzrückabdeckungsberandung aufweist, wobei die Schutzhaubenberandung und die

Schutzrückabdeckungsberandung derart ausgebildet sind, dass sie wenigstens bereichsweise überlappend anordenbar sind .

Vorteilhaft weist die Schutzhaube eine Schutzhaubenberandung und die Schutzrückabdeckung eine Schutzrückabdeckungsberandung auf. Als eine vorteilhafte Ausgestaltung kann die

Schutzhaubenberandung eine erste Vertiefung aufweisen. Eine erste Vertiefung in der

Schutzhaubenberandung kann zur Aufnahme der Schutzrückabdeckungsberandung vorgesehen sein. Sowohl eine bereichsweise als auch eine vollständige Aufnahme ist denkbar.

Alternativ wie auch ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Schutzrückabdeckungsberandung eine zweite Vertiefung aufweist zur wenigstens bereichsweisen Aufnahme der Schutzhaubenberandung . Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung derart vorgesehen, dass in einem vollständigen Umlauf der Laserabschirmvorrichtung in einer Werkstückebene durch die Aufnahme der

Schutzrückabdeckungsberandung in der ersten Vertiefung und/oder die Aufnahme der

Schutzhaubenberandung in der zweiten Vertiefung jede Trajektorie von einem Äußeren in den

Bearbeitungsraum hinein wenigstens einen Richtungswechsel aufweist, was eine besondere Sicherheit vor einem Ausdringen von Laserstrahlung aus dem Bearbeitungsraum hinaus gewährleistet.

Ein Vorteil einer derartigen Ausgestaltung von Schutzhaube und Schutzrückabdeckung besteht darin, dass Schutzhaube und Schutzrückabdeckung als voneinander unabhängige Bauteile bestehen. In einer Ausgestaltung, in der die Schutzhaubenberandung und die Schutzrückabdeckungsberandung komplementär ausgestaltet sind und im Querschnitt ineinander eingreifen wird trotz dieser Ausbildung als unabhängige Bauteile die gewünschte Laserabschirmung herbeigeführt.

Eine weitere Ausgestaltung der Laserabschirmvorrichtung sieht vor, dass an der Schutzhaube eine Werkstückabdeckung angeordnet ist, die sich ausgehend von einem Austrittsbereich des Werkstücks aus der Laserabschirmvorrichtung erstreckt zur zumindest teilweisen Bedeckung des Werkstücks zumindest über einen Abschnitt. Der Begriff des Austrittsbereichs ist dahingehend zu lesen, dass bei Anordnung einer

Werkstückabdeckung in dem Austrittsbereich zumindest ein Teil des Werkstücks in einer zur Schutzhaube zugewandten Seite des Werkstücks abgedeckt ist. Der Begriff des Abschnitts ist als von dem

Austrittbereich wegweisende Länge der Werkstückabdeckung zu verstehen . Bevorzugt ist die Werkstückabdeckung als Werkstückteileinfassung vorgesehen, die einen größeren Bereich von senkrecht zu einem Austrittswinkel positionierten Sichtwinkeln abdeckt. Ein Beispiel kann eine Ausgestaltung der Werkstückteileinfassung als Halbhülse sein, die durch Längsschnitt durch eine Hülse gebildet ist. Ein weiterer Gedanke der Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungssystem . Das Laserbearbeitungssystem umfasst eine Laserabschirmvorrichtung, beispielsweise einer der eingangs beschriebenen Ausbildungen einer Laserabschirmvorrichtung. In Ergänzung zu der Laserabschirmvorrichtung weist das

Laserbearbeitungssystem eine Laseranordnung mit wenigstens einem Laserkopf auf.

Zwischen dem Laserkopf und einem von dem Laserkopf abgewandten Ende der Laseranordnung ist ein Abschirmbereich ausgebildet. Der Abschirmbereich ist innerhalb der Laseraufnahmevorrichtung angeordenbar. Der Abschirmbereich erstreckt sich zumindest auch in einer zur Strahlrichtung senkrechten Richtung . Beispielsweise weist er eine größere Erstreckung auf als das Loch der

Laserpositionierungsvorrichtung . Hierdurch wird bewirkt, dass eine Abschirmung von durch das Loch hindurchdringender Laserstrahlung, beispielsweise Streustrahlung, erfolgt, sodass ein Ausdringen von Laserstrahlung aus der Laseraufnahmevorrichtung verhindert oder zumindest minimiert wird .

Beispielsweise sind die Erstreckungen des Abschirmbereichs in alle zur Strahlrichtung senkrechten Richtungen größer als alle Erstreckungen des Lochs, um ein Ausdringen von Laserstrahlung aus der Laseraufnahmevorrichtung zu verhindern. Beispielsweise sind die Erstreckungen des Abschirmbereichs in alle zur Strahlrichtung senkrechten Richtungen hinreichend groß, dass auch bei einem Maximalwert eines vorgesehenen Schwenkwinkels eine Projektion des Abschirmbereichs auf das Loch das Loch vollständig ausfüllt. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch bei einem Schwenken der Laseranordnung keine Laserstrahlung aus der Laserabschirmvorrichtung ausdringen kann.

Es kann vorgesehen sein, dass der Abschirmbereich reversibel lösbar an der Laseranordnung anordenbar ist. Ebenfalls kann aber auch vorgesehen sein, dass der Abschirmbereich einstückig mit einem Teil der Laseranordnung oder mit der gesamten Laseranordnung ausgebildet ist.

In einer Ausbildung der Laseranordnung kann vorgesehen sein, dass die Laseranordnung schwenkbar gelagert ist, wobei eine Schwenkachse oder ein Schwenkpunkt innerhalb der Laseraufnahmevorrichtung positionierbar ist.

Um möglichst flexible Bearbeitungstrajektorien bewerkstelligen zu können, welche der Laserkopf auf einer Oberfläche des Werkstücks zur Bearbeitung des Werkstücks befahren kann, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Laserkopf in wenigstens die Strahlrichtung verstellbar ist.

In einer Ausgestaltung des Laserbearbeitungssystem kann vorgesehen sein, dass die Schutzrückabdeckung an einer zumindest eindimensional bewegbaren ersten Bewegungseinrichtung angeordnet ist, die Schutzhaube an einer zumindest eindimensional schwenkbaren zweiten

Bewegungseinrichtung angeordnet ist, und/oder

die Laseranordnung an einem Industrieroboter angeordnet ist. Bei der ersten Bewegungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine linear bewegbaren

Hubeinrichtung handeln.

Die zweite Bewegungseinrichtung kann beispielsweise als an eine eindimensional schwenkbare

Schwenkeinrichtung vorgesehen sein. Insbesondere kann auch eine Ausgestaltung vorgesehen sein, in denen die zweite Bewegungseinrichtung als genau eindimensional schwenkbare Schwenkeinrichtung ausgestaltet ist.

Die erste Bewegungseinrichtung und die zweite Bewegungseinrichtung können dann durch eine jeweils aufeinander gerichtete Bewegung ein Schließen der Laserabschirmvorrichtung bewirken .

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines

Werkstücks unter Verwendung einer Laserabschirmvorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

Positionieren einer Schutzrückabdeckung, die eine Schutzrückabdeckungsberandung aufweist, auf einer Seite des Werkstücks, die einer Bearbeitungsseite des Werkstücks abgewandt ist,

Annähern einer Schutzhaube, die eine Laserpositionierungsvorrichtung aufweist, mittels Einschwenken der Schutzhaube, sodass eine Schutzhaubenberandung der Schutzhaube und die Schutzrückabdeckungsberandung wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sind; sowie die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung einen Bearbeitungsraum bilden, in dem zumindest ein Bereich des Werkstücks aufgenommen ist,

Positionieren einer Laseranordnung an eine vordefinierte Position einer

Laseraufnahmevorrichtung der Laserpositionierungsvorrichtung .

Eine Ausbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Positionieren der Schutzrückabdeckung durch ein eindimensionales Verfahren der Schutzrückabdeckung in eine zur Bearbeitungsebene im Wesentlichen senkrechte Richtung erfolgt. Mit dem eindimensionalen Verfahren der Schutzrückabdeckung wird eine überaus einfache und bezüglich Fehlertoleranzen bewusste Positionierung der Schutzrückabdeckung erreicht. Bei einer zusätzlich erfolgenden Bewegung der Schutzhaube auf die Schutzrückabdeckung hinzu wird bei dem erfindungsgemäßen verfahren mittels komplementärer Passung der Schutzhaube und Schutzrückabdeckung eine Bildung eines im Wesentlichen laserdicht abgeschlossenen

Bearbeitungsraums herbeigeführt. In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Positionieren der Laseranordnung mittels eines Roboters erfolgt, der nach der Positionierung eine Führung der

Laseranordnung zur Laserbearbeitung des Werkstücks vornimmt. Eine Führung der Laseranordnung durch den Roboter hat den Vorteil zur Folge, dass eine zielgerichtete Programmierung des Roboters auf 5 eine Geometrie des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks erfolgen kann.

Schließlich sieht ein weiterer Gedanke der Erfindung eine Verwendung eines eingangs erläuterten Laserbearbeitungssystems zum Laserschweißen an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie vor.

Im Folgenden werden konkrete Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren im Detail näher erläutert. Die Figuren und begleitende Beschreibung der resultierenden Merkmale sind nicht 10 beschränkend auf die jeweiligen Ausgestaltungen zu lesen, dienen jedoch der Illustration beispielhafter Ausgestaltungen. Weiterhin können die jeweiligen Merkmale untereinander wie auch mit Merkmalen der obigen Beschreibung genutzt werden für mögliche weitere Entwicklungen und Verbesserungen der Erfindung, speziell bei zusätzlichen Ausgestaltungen, die nicht dargestellt sind .

Die Figuren zeigen nachfolgend:

15 Fig . 1 : Eine Ausgestaltung eines Laserbearbeitungssystems mit einer Laserabschirmvorrichtung in einer perspektivischen Schrägansicht,

Fig . 2: eine andere Ausgestaltung eines Laserbearbeitungssystems in einer Draufsicht,

Fig . 3: das Laserbearbeitungssystem der Fig . 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung,

Fig . 4: das Laserbearbeitungssystem der Fig . 2 in einer perspektivischen Seitendarstellung .

20 Fig . 1 ist eine Laserabschirmvorrichtung 1 in einer beispielhaften Ausgestaltung in perspektivischer

Schrägansicht zu entnehmen. Eine Schutzhaube 2 und eine in der gezeigten Darstellung nicht erkennbare Schutzrückabdeckung bilden einen Bearbeitungsraum. Der Bearbeitungsraum schließt einen Bereich des Werkstücks 6 ein. Um zu gewährleisten, dass keine Streustrahlung aus dem Bearbeitungsraum austritt, umfasst die Schutzhaube eine Schutzhaubenberandung sowie die Schutzrückabdeckung eine

25 Schutzrückabdeckungsberandung, welche bereichsweise einander überlappen. Da in einem

Austrittsbereich 23 aufgrund des Austritts des Werkstücks aus dem Bearbeitungsraum eine Überlappung der Schutzhaubenberandung mit der Schutzrückabdeckungsberandung nicht möglich ist, ist zur dennoch erfolgender Bewerkstelligung einer Laserabschirmung eine Werkstückabdeckung 19a sowie eine weitere Werkstückabdeckung 19b an der Schutzhaube 2 angrenzend angeordnet. Die Werkstückabdeckungen

30 19a und 19b gehen in der gezeigten Ausgestaltung einstückig in die Schutzhaube über, aber auch eine stoffschlüssige Verbindung der Werkstückabdeckungen 19a und 19b mit der Schutzhaube 2 oder beispielsweise eine Überlappungsbereiche aufweisende kraft- und/oder formschlüssige Verbindung kann beispielsweise vorgesehen sein. Die Schutzhaube 2 weist eine Laserpositionierungsvorrichtung 3 auf, wobei die Laserpositionierungsvorrichtung 3 in der gezeigten Ausgestaltung als Eintauchhülse ausgebildet ist. Die Laserpositionierungsvorrichtung bildet einen Halbraum, der in einer zum Bearbeitungsraum weisenden Seite ein Loch aufweist, in welchen ein Laserkopf der Laseranordnung 4 eingebracht ist. Eine lasersichere Abschirmung vor durch das Loch aus dem Bearbeitungsraum gelangender Laserstrahlung ist durch einen Abschirmbereich 21 gewährleistet, der in der gezeigten Ausgestaltung als Scheibe ausgebildet ist. Die Scheibenebene ist senkrecht zur Strahlrichtung des Laserkopfes orientiert. Die Erstreckung des Abschirmbereichs ist in allen in der Ebene befindlichen Richtungen größer als die größte Erstreckung des Lochs, um ein Ausdringen von Laserstrahlung zu gewährleisten . Die Laserpositionierungsvorrichtung 3 ist in einer Schutzhaubenverstellvorrichtung 14 angeordnet, die in dem Ausführungsbeispiel als ein Paar von zwei Führungsschienen ausgebildet ist. Die als Führungsschienen ausgebildete Schutzhaubenverstellvorrichtung 14 ist ihrerseits zwischen einem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement 12 und einem zweiten ein- und ausziehbaren

Abdeckelement 13 angeordnet, wodurch eine Verschiebbarkeit der Laserpositionierungsvorrichtung 3 in eine erste Schutzhaubenrichtung bewerkstelligt wird . Die erste Schutzhaubenrichtung ist mit dem Pfeil A gekennzeichnet. Um eine Führung der Laserpositionierungsvorrichtung 3 auch in einer zweiten

Schutzhaubenrichtung zu gewährleisten, ist die Laserpositionierungsvorrichtung 3 zwischen einem dritten ein- und ausziehbaren Abdeckelement 15 und einem vierten ein- und ausziehbaren Abdeckelement 16 angeordnet. Die Anordnung der Laserpositionierungsvorrichtung 3 zwischen dem dritten ein- und ausziehbaren Abdeckelement 15 und dem vierten ein- und ausziehbaren Abdeckelement 16 ist in der gezeigten Ausführung mittels Anordnung der als Führungsschienen ausgebildeten

Schutzhaubenverstellvorrichtung 14 in senkrecht angeordneten Führungsschienen 23, 24 vorgesehen, die gleichzeitig zwei Kanten eines Rahmens der Schutzhaube bilden . Bei einem Verstellen der Position der Laserpositionierungsvorrichtung 3 mittels Verschieben innerhalb der Führungsschienen, bleibt der durch das dritte ein- und ausziehbare Abdeckelement 15 und das vierte ein- und ausziehbare Abdeckelement 16 gebildete Teil der Schutzhaube somit dicht gegen Durchdringung von Laserstrahlung . Auch das erste ein- und ausziehbare Abdeckelement 12 und das zweite ein- und ausziehbaren Abdeckelement 13 sind in der gezeigten Ausgestaltung der Laserabschirmvorrichtung 1 als Faltbalgelemente ausgerichtet. Ein Verschieben der Laserpositionierungsvorrichtung 3 in eine zweite Schutzhaubenrichtung wird durch die dargestellte Ausgestaltung gewährleistet. Die zweite Schutzhaubenrichtung ist durch den Pfeil B dargestellt. Die Laserabschirmvorrichtung 1, die gemeinsam mit der Laseranordnung 4 Bestandteil des

Laserbearbeitungssystems 20 ist, kann frei bewegt werden. Sofern die Laseranordnung 4, wie in Fig. 1 dargestellt, innerhalb der Laseraufnahmevorrichtung 10 eingebracht ist, führt ein Bewegen der

Laseraufnahmevorrichtung 10 in einer Ebene der Laseranordnung beispielsweise zur einem Mitführen der Laserpositionierungsvorrichtung 3. Der durch das der Fig . 1 nicht entnehmbare Loch in den

Bearbeitungsraum hineingeführte, ebenfalls in der Perspektive der Fig . 1 nichtdargestellte, Laserkopf 5 der Laseranordnung 4 kann hierdurch entlang Bearbeitungstrajektorien geführt werden, die innerhalb der Bewegungsfreiheit der Laserpositionierungsvorrichtung 3 weitgehend frei wählbar und auch

beispielsweise steuerbar und/oder regelbar ist. Fig . 2 ist eine andere Ausgestaltung eines Laserbearbeitungssystem 20 in einer Draufsicht zu entnehmen . In einem Unterschied zu der in Fig . 1 dargestellten Ausgestaltung weist die in Fig. 2 dargestellte

Ausgestaltung nur eine Werkstückabdeckung 19 auf. Weiterhin ist der Fig . 2 beispielhaft zu entnehmen, dass die Verwendung des Laserbearbeitungssystems 20 zum Laserschweißen an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie 22 erfolgt. Der Teil der Fahrzeugkarosserie, der mittels Laserschweißens bearbeitet wird, ist in der gezeigten Ausgestaltung innerhalb der Laserabschirmvorrichtung 1 befindlich und stellt das Werkstück 6 dar.

Fig . 3 ist das Laserbearbeitungssystem der Fig. 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung zu entnehmen . In der Schnittdarstellung ist zu entnehmen, dass der Laserkopf 5 der Laseranordnung 4 auf das Werkstück 6 zu dessen Bearbeitung gerichtet ist. Die Laseranordnung 4 ist schwenkbar ausgebildet, wobei die Schwenkbarkeit in der gegebenen Ausgestaltung mittels einer Aufhängung an einem

Roboterarm gegeben ist, welcher die Laseranordnung 4 hält und führt. Zur Gewährleistung

größtmöglicher Freiheitsgrade ist der in der kreiszylindrisch ausgebildeten Laseraufnahmevorrichtung 10 befindliche Abschirmbereich 21 als runde Scheibe ausgebildet. An einem zum Werkstück 6 hingewandten Seite der Laseraufnahmevorrichtung 10 ist ein Loch 11 ausgebildet, durch das hindurch der Laserkopf 5 der Laseranordnung 4 geführt und auf das Werkstück 6 gerichtet dargestellt ist. Das Loch 11 weist eine Kreisform auf. Ebenfalls ist der Darstellung der Fig . 3 zu entnehmen, dass die Laserabschirmvorrichtung eine Schutzhaube 2 und mit einer Schutzhaubenberandung 17 sowie eine Schutzrückabdeckung 8 mit einer Schutzrückabdeckungsberandung 18 aufweist. Die Schutzhaubenberandung 17 und die

Schutzrückabdeckungsberandung 18 sind überlappend angeordnet, indem die

Schutzrückabdeckungsberandung 18 von der Außenseite aus über eine Teilhöhe der

Schutzhaubenberandung 17 die Schutzhaubenberandung 17 überlappt.

Fig . 4 ist das Laserbearbeitungssystem der Fig. 2 in einer perspektivischen Seitendarstellung zu entnehmen . Zusätzlich zu den bereits Fig . 2 und Fig. 3 entnehmbaren Informationen ist dargestellt, dass entlang eines Umlaufs eines Seitenbereichs 7 in der gezeigten Ausgestaltung die

Schutzhaubenberandung 17 und die Schutzrückabdeckungsberandung 18 jeweils zwei Ausnehmungen aufweisen, durch die das Werkstück 6 geführt ist. Die Ausnehmungen einfassend ist die der Fig. 2 zu entnehmende Werkstückabdeckung 19 angeordnet.

Claims

1 Patentansprüche

1. Laserabschirmvorrichtung (1), wobei die Laserabschirmvorrichtung (1) umfasst:

eine Schutzhaube (2),

eine in der Schutzhaube (2) angeordnete Laserpositionierungsvorrichtung (3) zum Führen einer Laseranordnung (4) für eine Laserbearbeitung eines Werkstücks (6),

eine Schutzrückabdeckung (8),

wobei die Schutzhaube (2) und die Schutzrückabdeckung (8) zueinander positionierbar sind zur Bildung eines Bearbeitungsraums (9), in dem ein Bereich des Werkstücks (6) mittels der Laseranordnung (4) durch Laserbearbeitung bearbeitbar ist, und

wobei die Laserpositionierungsvorrichtung (3) eine Laseraufnahmevorrichtung (10) aufweist zur wenigstens teilweisen Aufnahme der Laseranordnung (4), wobei die

Laserpositionierungsvorrichtung (3) ein Loch (11) aufweist, durch den hindurch ein Laserkopf (5) der Laseranordnung (4) in den Bearbeitungsraum (9) hinein ausrichtbar ist.

2. Laserabschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube und die Schutzrückabdeckung ausschließlich kraftschlüssig zueinander positioniert sind .

3. Laserabschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserpositionierungsvorrichtung (3) für eine Bewegung in einer ersten

Schutzhaubenrichtung zwischen einem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (12) und einem zweiten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (13) beweglich angeordnet ist.

4. Laserabschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Laserpositionierungsvorrichtung (3) für eine Bewegung in einer zweiten Schutzhaubenrichtung in einer Schutzhaubenverstellvorrichtung (14) verstellbar zwischen einem dritten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (15) und einem vierten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (16) beweglich angeordnet ist, vorzugsweise die Schutzhaubenverstellvorrichtung (14) zwischen dem ersten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (12) und einem zweiten ein- und ausziehbaren Abdeckelement (13) beweglich angeordnet ist.

5. Laserabschirmvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (8) eine Schutzhaubenberandung (17) und die

Schutzrückabdeckung (8) eine Schutzrückabdeckungsberandung (18) aufweist, wobei die Schutzhaubenberandung (17) und die Schutzrückabdeckungsberandung (18) derart ausgebildet sind, dass sie wenigstens bereichsweise überlappend anordenbar sind . 2

6. Laserabschirmvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass eine Werkstückabdeckung (19, 19a, 19b) an der Schutzhaube (2) angeordnet ist, die sich ausgehend von einem Austrittsbereich des Werkstücks (6) aus der Laserabschirmvorrichtung (1) erstreckt zur wenigstens teilweisen Bedeckung des Werkstücks (6) zumindest über einen Abschnitt.

7. Laserbearbeitungssystem (20), aufweisend eine Laserabschirmvorrichtung (1), bevorzugt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und eine Laseranordnung (4) mit wenigstens einem Laserkopf (5), wobei zwischen dem Laserkopf (5) und einem von dem Laserkopf (5) abgewandten Ende der Laseranordnung (4) ein Abschirmbereich (21) ausgebildet ist, wobei der Abschirmbereich (21) innerhalb der Laseraufnahmevorrichtung (10) anordenbar ist und der Abschirmbereich (21) sich zumindest auch in eine zur Strahlrichtung senkrechten Richtung erstreckt, vorzugsweise eine größere Erstreckung aufweist als das Loch (11), zur Abschirmung von durch das Loch (11) hindurchdringende Laserstrahlung, beispielsweise Streustrahlung, vor einem Ausdringen aus der Laseraufnahmevorrichtung (1).

8. Laserbearbeitungssystem (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Laseranordnung (4) schwenkbar gelagert ist, vorzugsweise innerhalb der

Laseraufnahmevorrichtung (10) schwenkbar lagerbar ist, wobei eine Schwenkachse oder ein Schwenkpunkt innerhalb der Laseraufnahmevorrichtung (10) positionierbar ist.

9. Laserbearbeitungssystem (20) nach Anspruch 7 oder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserkopf (5) in wenigstens die Strahlrichtung verstellbar ist.

10. Laserbearbeitungssystem (20) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzrückabdeckung (8) an einer zumindest eindimensional bewegbaren ersten

Bewegungseinrichtung, beispielsweise an einer linear bewegbaren Hubeinrichtung, angeordnet ist,

die Schutzhaube (2) an einer zumindest eindimensional schwenkbaren zweiten

Bewegungseinrichtung, beispielsweise an einer genau eindimensional schwenkbaren Schwenkeinrichtung, angeordnet ist, und/oder

die Laseranordnung (4) an einem Industrieroboter angeordnet ist.

11. Verfahren zur Laserbearbeitung eines Werkstücks (6) unter Verwendung einer

Laserabschirmvorrichtung (1), wobei die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden :

Positionieren einer Schutzrückabdeckung (8), die eine Schutzrückabdeckungsberandung (18) aufweist, auf einer Seite des Werkstücks (6), die einer Bearbeitungsseite des Werkstücks (6) abgewandt ist, 3

Annähern einer Schutzhaube (2), die eine Laserpositionierungsvorrichtung (3) aufweist, mittels Einschwenken der Schutzhaube (2), sodass eine Schutzhaubenberandung (17) der Schutzhaube (2) und die Schutzrückabdeckungsberandung (18) wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sind; sowie die Schutzhaube (2) und die Schutzrückabdeckung (8) einen Bearbeitungsraum (9) bilden, in dem zumindest ein Bereich des Werkstücks (6) aufgenommen ist,

Positionieren einer Laseranordnung (4) an eine vordefinierte Position einer

Laseraufnahmevorrichtung (10) der Laserpositionierungsvorrichtung (3).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionieren der

Schutzrückabdeckung (8) durch ein eindimensionales Verfahren der Schutzrückabdeckung (8) in eine zur Bearbeitungsebene im Wesentlichen senkrechte Richtung erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das

Positionieren der Laseranordnung (4) mittels eines Roboters erfolgt, der nach der Positionierung eine Führung der Laseranordnung (4) zur Laserbearbeitung des Werkstücks (6) vornimmt.

14. Verwendung eines Laserbearbeitungssystems (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zum Laserschweißen an einem Teil einer Fahrzeugkarosserie (22).