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EP2670556A1 - Laser machining system having an exhaust - Google Patents

Laser machining system having an exhaust

Info

Publication number
EP2670556A1
EP2670556A1 EP12702971.8A EP12702971A EP2670556A1 EP 2670556 A1 EP2670556 A1 EP 2670556A1 EP 12702971 A EP12702971 A EP 12702971A EP 2670556 A1 EP2670556 A1 EP 2670556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser processing
workpiece support
processing system
flow
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12702971.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Twisselmann
Dietrich Sauter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Publication of EP2670556A1 publication Critical patent/EP2670556A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/04—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area from a small area, e.g. a tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action

Definitions

  • the invention relates to a laser processing system according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a laser processing system with an extraction is known for example from US 6,229,112 B1.
  • the laser cutting system described therein has chambers arranged inside the machine bed for the extraction of cutting dust and / or flue gases and is completely encapsulated by a machine housing except for an inflow opening. This is the same as when aspirating through the encapsulation of the laser machining
  • CONFIRMATION COPY tion system in their interior resulting negative pressure.
  • the inflow opening is realized via a gap in the region of the workpiece feed at the level of the workpiece support.
  • the resulting pleasure current thus supports the extraction below the workpiece.
  • Further arranged in the roof of the housing (secondary) inflow ensure a flow through the entire interior of the enclosure to prevent accumulation of particles in so-called "dead zones”.
  • the interior of the enclosure is separated by the flow band spatially in two areas, namely in the flow-through laser processing area in which dirt particles and process gases / smoke are generated, and in the non-flowed laser interaction-free area, which is kept free of dirt particles and flue gases , Since not the entire interior of the housing, but only the laser processing area flows through and is sucked, resulting according to the invention Both cost savings through smaller suction units or higher efficiency in the same suction units as well as lower maintenance and operating costs by reducing wear and failure of individual machine components.
  • the flow band is deflected by means of a deflection device to a circular flow surrounding the laser processing area so as to hold dirt particles and flue gases within the circular flow until they are sucked off via the suction opening.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the laser machining system according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically the flow pattern of the shown in Fig. 2
  • FIGS. 3 to 5 further embodiments of the laser processing system according to the invention.
  • the laser processing system 1 shown in FIG. 1 comprises a workpiece support 2, a laser machining unit (eg laser machining head) 3 arranged above the workpiece support 2 for machining a workpiece 4 located on the workpiece support 2, a suction opening 5 provided underneath the workpiece support 2 and a housing 6 which the workpiece support 2, the laser processing unit 3 and the suction opening 5 delimits its outer environment and which is completely encapsulated except for an air inlet opening 7.
  • About the suction opening 5 are in the La- ser machining of the workpiece 4 accumulated flue gases and cutting dust aspirated (flow arrow 8). Air is passed over via the inflow opening 7 in order to compensate for the negative pressure arising during the aspiration within the enclosure 6.
  • the suction opening 5 is connected to a waste container 9 in order to receive therein the waste materials extracted during processing, such as slag particles.
  • the inflow opening can also be mounted on the housing 6 so as to be vertically movable by means of a suitable actuator (not shown).
  • the laser processing unit 3 is arranged on a X-Y movement unit 16 which can be moved parallel to the workpiece support 2 and which is designed, for example, as an extension arm which can be moved over the workpiece support 2.
  • the laser processing unit 3 may be deliverable via a Z slide 17 provided on the XY movement unit 16 also in the vertical direction, ie perpendicular to the workpiece support 2.
  • the air inflow opening 7 is located laterally next to the workpiece support 2 and is arranged in height between the workpiece support 2 and the movement unit 15, in particular above the workpiece top edge 4a, in such a way that the contour of the movement unit 16 does not hinder the flow band to be formed from the inflowing air At least approximately 100 to approximately 200 mm below the movement unit 16.
  • the air flowing in via the inflow opening 7 forms, in cooperation with the suction downwards via the suction opening 5, a slightly downwardly inclined air flow band 10 between the workpiece support 2 and the laser processing unit 3 off.
  • the inclination of the air flow band 10 can be supported by a likewise inclined design of the inflow opening 7 and / or the flap (s) assigned to it.
  • the inclination of the air flow band 10 is adjusted such that the air flow band 10 does not impinge perpendicularly on the vertical housing portion 6a.
  • a horizontal air flow band 10 may be introduced, with the previously vertical housing portion 6a being inclined to the air flow band 0 to yield a downwardly directed air flow band 10.
  • the interior of the housing housing 6 is located in a region below the flow belt 10.
  • the incoming air flow passes over the entire laser interaction zone on the workpiece 4 and thus separates the interior of the enclosure 6 into the targeted laser processing area 1 and the non-perfused laser interference-free area 12
  • the dirt particles and flue gases resulting from the laser machining of the workpiece 4 remain in the laser processing area 11 due to the flow belt 10, where they are sucked off.
  • the suction efficiency is significantly increased and the residual contamination of the laser interaction-free region 12 by dirt particles and flue gases significantly reduced.
  • Housing section 6a and on the right side is formed by a separate vertical baffle plate 14, deflected to a circular flow 15 enclosing the laser processing region 11.
  • a separate vertical baffle plate 14 deflected to a circular flow 15 enclosing the laser processing region 11.
  • a plurality of air inflow openings 7 can be provided at different heights, which can be activated selectively or combined to form flow bands 10 of different heights.
  • the plurality of air inflow openings 7, which have a jet labyrinth for protection against exiting laser radiation, can be activated by means of flaps, for example, depending on the respective height of the laser processing unit 3 to form flow belts 10 of different heights.
  • FIG. 2 shows schematically the flow course of the flow belt 10.
  • the flow belt 10 After the flow belt 10 has flowed past the top of the workpiece 4, it is sucked by two provided on both sides of the flow belt 10, transverse to the flow belt 10 open suction 5.
  • the flow belt 10 is divided in the middle into two flow halves 10a, 10b, which are each sucked off the suction openings 5.
  • the air flow band 10 forms in the direction of the suction openings 5 in each case a vortex surrounding the laser processing area 11, as shown in Fig. 2 for a flow half 10a and is not shown for the other flow half 10b.
  • the laser processing unit 3 and the inflow opening 7 are each vertically movable (double arrows 20, 21), wherein the height position of the inflow opening 7 in dependence on the height position the laser processing unit 3 can be adjusted mechanically or control technology.
  • the height position of the inflow opening 7 can then be adjusted via a control unit 22 as a function of the height position of the laser processing unit 3, machining parameters and / or the workpiece to be machined (dimensions, material,).
  • the laser processing system 1 shown in FIG. 4 differs from the laser processing system of FIG. 1 only in that here the suction opening 5 is not transversely or laterally but in the direction of the air inflow belt 10 on the side of the workpiece support 2 opposite the inflow opening 7 Area of the vertical Umhausungsabitess 6 a is arranged.
  • the suction opening 5 can alternatively be located on the (left) longitudinal side of the waste container 9 facing the air inflow strip 10.
  • the suction opening 5 is arranged on the same side as the inflow opening 7 below the workpiece support 2 and is opened in the direction of the deflected air inflow tape 10.
  • the suction opening 5 is preferably located on the (right) longitudinal side of the waste container 9 facing away from the deflected air inflow strip 10.
  • a plurality of inlet openings 7 can be arranged at the same height next to each other, of which, for example, in the figures 1, 3, 4 and 5, only one can be seen, and a plurality of suction openings 5 are arranged at the same height side by side, of which in the Figures 1, 3, 4 and 5, only one can be seen.
  • the inflow openings 7 and the suction openings 5 can be activated optionally or combined to form a differently wide and / or differently positioned flow band 10, specifically the suction openings 5, in particular depending on the respective activated air inflow openings 7 or vice versa, i.
  • the activation of the respective openings 5, 7 can, for example, to the current position of the laser processing unit 3 or just with respect to the number of openings to be activated to the respective application, in particular with respect the process parameters and / or material selection, be knotted.
  • the inflow openings 7 and the suction openings 5 can each be arranged in rows of different heights, which are then activated selectively or in combination to form a differently high or differently inclined flow band 10.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

A laser machining system includes a workpiece support, a laser machining unit arranged above the workpiece support and for machining a workpiece located on the workpiece support, at least one extraction opening beneath the workpiece support, and an enclosure separating the workpiece support, the laser machining unit and the at least one extraction opening from an external environment. The enclosure includes at least one air inflow opening arranged above the workpiece support and relative to the at least one extraction opening such that, during operation of the laser machining system, a pressure difference between the air inflow opening and the at least one extraction opening establishes a flow of air between the workpiece support and the laser machining unit, in which the flow of air separates the interior of the enclosure into a laser machining area beneath the flow band and a laser free area above the flow band.

Description

Laserbearbeitunqsanlage mit Absauqung  Laser processing system with extraction
Die Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a laser processing system according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Laserbearbeitungsanlage mit einer Absaugung ist beispielsweise aus der US 6,229,112 B1 bekannt. Die dort beschriebene Laserschneidanlage weist innerhalb des Maschinenbetts in Kammern angeordnete Einrichtungen zur Absaugung von Schneidstaub und/oder Rauchgasen auf und ist durch eine Maschinenumhausung bis auf eine Einströmöffnung vollständig gekapselt. Diese gleicht den beim Absaugen durch die Kapselung der Laserbearbei-Such a laser processing system with an extraction is known for example from US 6,229,112 B1. The laser cutting system described therein has chambers arranged inside the machine bed for the extraction of cutting dust and / or flue gases and is completely encapsulated by a machine housing except for an inflow opening. This is the same as when aspirating through the encapsulation of the laser machining
BESTÄTIGUNGSKOPIE tungsanlage in ihrem Inneren entstehenden Unterdruck aus. Die Einströmöffnung wird dabei über einen Spalt im Bereich der Werkstückzuführung auf Höhe der Werkstückauflage realisiert. Der entstehende Luststrom unterstützt somit die Absaugung unterhalb des Werkstücks. Weitere im Dach der Umhausung angeordnete (sekundäre) Einströmöffnungen gewährleisten eine Durchströmung des gesamten Innenbereichs der Umhausung zur Vermeidung von Partikelansammlungen in sogenannten„Totbereichen". CONFIRMATION COPY tion system in their interior resulting negative pressure. The inflow opening is realized via a gap in the region of the workpiece feed at the level of the workpiece support. The resulting pleasure current thus supports the extraction below the workpiece. Further arranged in the roof of the housing (secondary) inflow ensure a flow through the entire interior of the enclosure to prevent accumulation of particles in so-called "dead zones".
Durch die bei Verwendung dieser Absaugtechnik notwendige Durchströmung des gesamten Innenraums der Maschinenumhausung ist die Absaugleistung entsprechend groß zu dimensionieren. Hinsichtlich Bauraum und Kosten ergeben sich hieraus aufgrund des großen Absaugvolumens erhebliche Nachteile. Darüber hinaus führt eine dennoch verbleibende Verschmutzung der innerhalb der Maschinenumhausung befindlichen Komponenten der Laserbear- beitungsanlage, insbesondere eine Verschmutzung von optischen Komponenten und mechanischen Führungen, zu hohen Wartungs- sowie Betriebskosten durch Ausfall und Verschleiß. Restverschmutzungen, insbesondere im noch nicht abgelagerten Zustand, können zudem eine Gesundheitsgefährdung durch zu hohe Staubkonzentrationen in der Luft darstellen. Due to the flow of the entire interior space of the machine housing, which is necessary when using this extraction technology, the extraction capacity must be correspondingly large. With regard to installation space and costs, this results in considerable disadvantages due to the large suction volume. In addition, a residual contamination of the components of the laser processing system located within the machine housing, in particular contamination of optical components and mechanical guides, leads to high maintenance and operating costs due to failure and wear. Residual contamination, especially in the not yet deposited state, can also pose a health hazard due to excessive dust concentrations in the air.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, bei einer Laserbearbeitungsanlage der eingangs genannten Art die Systemeffizienz der Absaugung weiter zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Laserbearbeitungsanlage mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. In contrast, it is the object of the invention to further increase the system efficiency of the extraction in a laser processing system of the type mentioned. This object is achieved by a laser processing system with the features of claim 1.
Erfindungsgemäß wird der Innenraum der Umhausung durch das Strömungsband räumlich in zwei Bereiche getrennt, nämlich in den durchströmten La- serbearbeitungsbereich, in dem Schmutzpartikel und Prozessgase/-rauche erzeugt werden, und in den nicht-durchströmten laserwechselwirkungsfreien Bereich, der von Schmutzpartikeln und Rauchgasen freigehalten wird. Da nicht der gesamte Innenraum der Umhausung, sondern nur der Laserbearbeitungsbereich durchströmt und abgesaugt wird, ergeben sich erfindungsgemäß sowohl Kosteneinsparungen durch kleinere Absaugaggregate bzw. höhere Effizienz bei gleichen Absaugaggregaten als auch geringere Wartungs- und Betriebskosten durch Reduzierung von Verschleiß und Ausfall einzelner Maschinenkomponenten. According to the interior of the enclosure is separated by the flow band spatially in two areas, namely in the flow-through laser processing area in which dirt particles and process gases / smoke are generated, and in the non-flowed laser interaction-free area, which is kept free of dirt particles and flue gases , Since not the entire interior of the housing, but only the laser processing area flows through and is sucked, resulting according to the invention Both cost savings through smaller suction units or higher efficiency in the same suction units as well as lower maintenance and operating costs by reducing wear and failure of individual machine components.
Besonders bevorzugt ist das Strömungsband mittels einer Umlenkvorrichtung zu einer den Laserbearbeitungsbereich umschließenden Zirkularströmung umgelenkt, um so Schmutzpartikel und Rauchgase innerhalb der Zirkularströmung zu halten, bis sie über die Absaugöffnung abgesaugt werden. Particularly preferably, the flow band is deflected by means of a deflection device to a circular flow surrounding the laser processing area so as to hold dirt particles and flue gases within the circular flow until they are sucked off via the suction opening.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsfor- men sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, the features mentioned above and the features listed further can be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laser- bearbeitungsanlage;  1 shows a first embodiment of the laser machining system according to the invention;
Fig. 2 schematisch den Strömungsverlauf des in Fig. 2 gezeigten  Fig. 2 shows schematically the flow pattern of the shown in Fig. 2
Strömungsbandes; und  Flow band; and
Fign. 3 bis 5 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsanlage.  FIGS. 3 to 5 further embodiments of the laser processing system according to the invention.
Die in Fig.1 gezeigte Laserbearbeitungsanlage 1 umfasst eine Werkstückauflage 2, eine oberhalb der Werkstückauflage 2 angeordnete Laserbearbeitungseinheit (z.B. Laserbearbeitungskopf) 3 zur Bearbeitung eines auf der Werkstückauflage 2 befindlichen Werkstücks 4, eine unterhalb der Werkstückauflage 2 vorgesehene Absaugöffnung 5 und eine Umhausung 6, die die Werkstückauflage 2, die Laserbearbeitungseinheit 3 und die Absaugöffnung 5 von ihrer Außenumgebung abgrenzt und die bis auf eine Lufteinströmöffnung 7 vollständig gekapselt ist. Über die Absaugöffnung 5 werden die bei der La- serbearbeitung des Werkstücks 4 anfallenden Rauchgase und Schneidstaub abgesaugt (Strömungspfeil 8). Über die Einströmöffnung 7 wird Luft nachgeströmt, um den beim Absaugen innerhalb der Umhausung 6 entstehenden Unterdruck auszugleichen. Die Absaugöffnung 5 ist an einen Abfallbehälter 9 angeschlossen, um darin die bei der Bearbeitung abgesaugten Abfallstoffe, wie z.B. Schlacketeilchen, aufzunehmen. Alternativ zu der in Fig. 1 ortsfest an * der Umhausung 6 befestigten Einströmöffnung 7 kann die Einströmöffnung auch höhenverfahrbar mittels eines geeigneten Stellantriebs (nicht gezeigt) an der Umhausung 6 gelagert sein. Die Laserbearbeitungseinheit 3 ist an einer parallel zur Werkstückauflage 2 verfahrbaren X- Y-Bewegungseinheit 16 angeordnet, die beispielsweise als ein über der Werkstückauflage 2 verfahrbarer Ausleger ausgebildet ist. Zudem kann die Laserbearbeitungseinheit 3 über einen an der X- Y-Bewegungseinheit 16 vorgesehen Z-Schlitten 17 auch in vertikaler Richtung, d.h. senkrecht zur Werkstückauflage 2, zustellbar sein. The laser processing system 1 shown in FIG. 1 comprises a workpiece support 2, a laser machining unit (eg laser machining head) 3 arranged above the workpiece support 2 for machining a workpiece 4 located on the workpiece support 2, a suction opening 5 provided underneath the workpiece support 2 and a housing 6 which the workpiece support 2, the laser processing unit 3 and the suction opening 5 delimits its outer environment and which is completely encapsulated except for an air inlet opening 7. About the suction opening 5 are in the La- ser machining of the workpiece 4 accumulated flue gases and cutting dust aspirated (flow arrow 8). Air is passed over via the inflow opening 7 in order to compensate for the negative pressure arising during the aspiration within the enclosure 6. The suction opening 5 is connected to a waste container 9 in order to receive therein the waste materials extracted during processing, such as slag particles. As an alternative to the inflow opening 7 attached fixedly to * the housing 6 in FIG. 1, the inflow opening can also be mounted on the housing 6 so as to be vertically movable by means of a suitable actuator (not shown). The laser processing unit 3 is arranged on a X-Y movement unit 16 which can be moved parallel to the workpiece support 2 and which is designed, for example, as an extension arm which can be moved over the workpiece support 2. In addition, the laser processing unit 3 may be deliverable via a Z slide 17 provided on the XY movement unit 16 also in the vertical direction, ie perpendicular to the workpiece support 2.
Die Lufteinströmöffnung 7 befindet sich seitlich neben der Werkstückauflage 2 und ist höhenmäßig zwischen der Werkstückauflage 2 und der Bewegungseinheit 15, insbesondere oberhalb der Werkstückoberkante 4a, angeordnet, und zwar derart, dass die Kontur der Bewegungseinheit 16 das auszubildende Strömungsband der einströmenden Luft nicht behindert, bevorzugt mindestens ca. 100 bis ca. 200 mm unterhalb der Bewegungseinheit 16. Im Betrieb bildet die über die Einströmöffnung 7 einströmende Luft im Zusammenwirken mit der über die Absaugöffnung 5 nach unten erfolgende Absaugung ein leicht nach unten geneigtes Luft-Strömungsband 10 zwischen Werkstückauflage 2 und Laserbearbeitungseinheit 3 aus. Die Neigung des Luft-Strömungsbandes 10 kann durch eine ebenfalls geneigte Ausbildung der Einströmöffnung 7 und/oder der ihr zuordenbaren Klappe(n) unterstützt werden. Bevorzugt ist die Neigung des Luft-Strömungsbands 10 derart eingestellt, dass das Luft- Strömungsband 10 nicht senkrecht auf den vertikalen Umhausungsabschnitt 6a auftrifft. Alternativ kann ein horizontales Luft-Strömungsband 10 eingeleitet werden, wobei der zuvor vertikale Umhausungsabschnitt 6a so zum Luft- Strömungsband 0 geneigt wird, dass sich ein nach unten gerichtetes Luft- Strömungsband 10 ergibt. Durch dieses Strömungsband 10 ist der Innenraum der Gehäuseumhausung 6 in einen unterhalb des Strömungsbands 10 befind- liehen Laserbearbeitungsbereich 11 und einen oberhalb des Strömungsbands 10 befindlichen laserwechselwirkungsfreien Bereich 12 getrennt, wie durch die strichpunktierte Linie 13 angedeutet ist. Durch Positionierung der Luft- Einströmöffnung 7 etwa auf Höhe zwischen Bewegungseinheit 16 und Laser- bearbeitungseinheit 3 überstreicht die eingeströmte Zuluftströmung die gesamte Laserwechselwirkungszone am Werkstück 4 und trennt somit den Innenraum der Umhausung 6 in den gezielt durchströmten Laserbearbeitungsbereich 1 und den nicht-durchströmten laserwechselwirkungsfreien Bereich 12. Die bei der Laserbearbeitung des Werkstücks 4 anfallenden Schmutzpar- tikel und Rauchgase verbleiben aufgrund des Strömungsbandes 10 im Laserbearbeitungsbereich 11 , wo sie abgesaugt werden. Im Ergebnis ist die Absaugeffizienz signifikant erhöht und die Restverschmutzung des laserwechselwirkungsfreien Bereichs 12 durch Schmutzpartikel und Rauchgase deutlich reduziert. The air inflow opening 7 is located laterally next to the workpiece support 2 and is arranged in height between the workpiece support 2 and the movement unit 15, in particular above the workpiece top edge 4a, in such a way that the contour of the movement unit 16 does not hinder the flow band to be formed from the inflowing air At least approximately 100 to approximately 200 mm below the movement unit 16. In operation, the air flowing in via the inflow opening 7 forms, in cooperation with the suction downwards via the suction opening 5, a slightly downwardly inclined air flow band 10 between the workpiece support 2 and the laser processing unit 3 off. The inclination of the air flow band 10 can be supported by a likewise inclined design of the inflow opening 7 and / or the flap (s) assigned to it. Preferably, the inclination of the air flow band 10 is adjusted such that the air flow band 10 does not impinge perpendicularly on the vertical housing portion 6a. Alternatively, a horizontal air flow band 10 may be introduced, with the previously vertical housing portion 6a being inclined to the air flow band 0 to yield a downwardly directed air flow band 10. As a result of this flow band 10, the interior of the housing housing 6 is located in a region below the flow belt 10. Lain laser processing area 11 and located above the flow belt 10 laser interference-free area 12 separated, as indicated by the dotted line 13. By positioning the air inflow opening 7 approximately at the level between the movement unit 16 and the laser processing unit 3, the incoming air flow passes over the entire laser interaction zone on the workpiece 4 and thus separates the interior of the enclosure 6 into the targeted laser processing area 1 and the non-perfused laser interference-free area 12 The dirt particles and flue gases resulting from the laser machining of the workpiece 4 remain in the laser processing area 11 due to the flow belt 10, where they are sucked off. As a result, the suction efficiency is significantly increased and the residual contamination of the laser interaction-free region 12 by dirt particles and flue gases significantly reduced.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Strömungsband 0 mittels einer Umlenkvorrichtung, die auf der in Fig. 1 linken Seite durch einen vertikalen As shown in Fig. 1, the flow belt 0 by means of a deflection device which on the left in Fig. 1 side by a vertical
Umhausungsabschnitt 6a und auf der rechten Seite durch eine separate vertikale Umlenkplatte 14 gebildet ist, zu einer den Laserbearbeitungsbereich 11 umschließenden Zirkularströmung 15 umgelenkt. Auf diese Weise bleiben die bei der Laserbearbeitung des Werkstücks 4 anfallenden Schmutzpartikel und Rauchgase innerhalb der Zirkularströmung 15 gefangen, bis sie über die in Richtung quer zum Luft-Strömungsband 10 offene Absaugöffnung 5 abgesaugt werden. Housing section 6a and on the right side is formed by a separate vertical baffle plate 14, deflected to a circular flow 15 enclosing the laser processing region 11. In this way, the resulting in the laser machining of the workpiece 4 dirt particles and flue gases remain trapped within the circular flow 15 until they are sucked off via the open in the direction transverse to the air flow belt 10 suction opening 5.
Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, können mehrere Lufteinströmöffnungen 7 in unterschiedlichen Höhen vorgesehen sein, die wahlweise oder kombiniert zur Ausbildung von unterschiedlich hoch angeordneten Strömungsbändern 10 aktivierbar sind. Im Falle einer höhenverfahrbaren Laserbearbeitungseinheit 3 können die mehreren Lufteinströmöffnungen 7, welche ein Strahllabyrinth zum Schutz vor austretender Laserstrahlung aufweisen, mittels Klappen beispielsweise in Abhängigkeit der jeweiligen Höhe der Laserbearbeitungseinheit 3 zur Ausbildung unterschiedlich hoch angeordneter Strömungsbänder 10 aktiviert werden. Wie in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 18 angedeutet, kann die Ab- Säugöffnung 5 unterhalb der Werkstückauflage 2 auch in horizontaler Richtung zur Einströmöffnung 7 hin oder fort verschiebbar angeordnet sein. As indicated by dashed lines in FIG. 1, a plurality of air inflow openings 7 can be provided at different heights, which can be activated selectively or combined to form flow bands 10 of different heights. In the case of a vertically movable laser processing unit 3, the plurality of air inflow openings 7, which have a jet labyrinth for protection against exiting laser radiation, can be activated by means of flaps, for example, depending on the respective height of the laser processing unit 3 to form flow belts 10 of different heights. As indicated in FIG. 1 by a double arrow 18, the deviation Mouth opening 5 below the workpiece support 2 in the horizontal direction to the inflow opening 7 towards or away slidably.
Fig. 2 zeigt schematisch den Strömungsverlauf des Strömungsbandes 10. Nachdem das Strömungsband 10 oben am Werkstück 4 vorbeigeströmt ist, wird es von zwei zu beiden Seiten des Strömungsbandes 10 vorgesehenen, quer zum Strömungsband 10 offenen Absaugöffnungen 5 angesaügt. Dadurch wird das Strömungsband 10 in der Mitte in zwei Strömungshälften 10a, 10b aufgeteilt, die jeweils von den Absaugöffnungen 5 abgesaugt werden. Das Luft-Strömungsband 10 bildet dabei in Richtung der Absaugöffnungen 5 jeweils einen den Laserbearbeitungsbereich 11 umschließenden Wirbel aus, wie in Fig. 2 für die eine Strömungshälfte 10a dargestellt und für die andere Strömungshälfte 10b nicht dargestellt ist. Von der Laserbearbeitungsanlage der Fig. 1 unterscheidet sich die in Fig. 3 gezeigte Laserbearbeitungsanlage 1 lediglich dadurch, dass hier die Laserbearbeitungseinheit 3 und die Einströmöffnung 7 jeweils höhenverfahrbar (Doppelpfeile 20, 21) sind, wobei die Höhenposition der Einströmöffnung 7 in Abhängigkeit von der Höhenposition der Laserbearbeitungseinheit 3 mechanisch oder steuerungstechnisch eingestellt werden kann. Beispielsweise kann über eine Steuereinheit 22 die Höhenposition der Einströmöffnung 7 dann in Abhängigkeit der Höhenposition der Laserbearbeitungseinheit 3, von Bearbeitungsparametern und/oder des zu bearbeitenden Werkstücks (Abmessungen, Werkstoff, ...) eingestellt werden. 2 shows schematically the flow course of the flow belt 10. After the flow belt 10 has flowed past the top of the workpiece 4, it is sucked by two provided on both sides of the flow belt 10, transverse to the flow belt 10 open suction 5. As a result, the flow belt 10 is divided in the middle into two flow halves 10a, 10b, which are each sucked off the suction openings 5. The air flow band 10 forms in the direction of the suction openings 5 in each case a vortex surrounding the laser processing area 11, as shown in Fig. 2 for a flow half 10a and is not shown for the other flow half 10b. 1 differs only in that the laser processing unit 3 and the inflow opening 7 are each vertically movable (double arrows 20, 21), wherein the height position of the inflow opening 7 in dependence on the height position the laser processing unit 3 can be adjusted mechanically or control technology. For example, the height position of the inflow opening 7 can then be adjusted via a control unit 22 as a function of the height position of the laser processing unit 3, machining parameters and / or the workpiece to be machined (dimensions, material,...).
Von der Laserbearbeitungsanlage der Fig. 1 unterscheidet sich die in Fig. 4 gezeigte Laserbearbeitungsanlage 1 lediglich dadurch, dass hier die Absaugöffnung 5 nicht quer bzw. seitlich, sondern in Richtung des Luft- Einströmbandes 10 auf der der Einströmöffnung 7 gegenüberliegenden Seite der Werkstückauflage 2 im Bereich des vertikalen Umhausungsabschnitts 6a angeordnet ist. Wie gestrichelt angedeutet, kann sich alternativ die Absaugöffnung 5 auf der dem Luft-Einströmband 10 zugewandten (linken) Längsseite des Abfallbehälters 9 befinden. In einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Absaugöffnung 5 auf der gleichen Seite wie die Einströmöffnung 7 unterhalb der Werkstückauflage 2 angeordnet und in Richtung des umgelenkten Luft-Einströmbandes 10 geöffnet. Wie gestrichelt angedeutet, befindet sich die Absaugöffnung 5 bevor- zugt auf der dem umgelenkten Luft-Einströmband 10 abgewandten (rechten) Längsseite des Abfallbehälters 9. The laser processing system 1 shown in FIG. 4 differs from the laser processing system of FIG. 1 only in that here the suction opening 5 is not transversely or laterally but in the direction of the air inflow belt 10 on the side of the workpiece support 2 opposite the inflow opening 7 Area of the vertical Umhausungsabschnitts 6 a is arranged. As indicated by dashed lines, the suction opening 5 can alternatively be located on the (left) longitudinal side of the waste container 9 facing the air inflow strip 10. In a further embodiment according to FIG. 5, the suction opening 5 is arranged on the same side as the inflow opening 7 below the workpiece support 2 and is opened in the direction of the deflected air inflow tape 10. As indicated by dashed lines, the suction opening 5 is preferably located on the (right) longitudinal side of the waste container 9 facing away from the deflected air inflow strip 10.
Bei allen gezeigten Ausführungsformen können mehrere Einströmöffnungen 7 auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sein, von denen bspw. in den Figuren 1 , 3, 4 und 5 nur eine zu sehen ist, und mehrere Absaugöffnungen 5 auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sein, von denen in den Figuren 1 , 3, 4 und 5 auch nur eine zu sehen ist. Die Einströmöffnungen 7 und die Absaugöffnungen 5 sind wahlweise oder kombiniert zur Ausbildung eines unterschiedlich breiten und/oder unterschiedlich positionierten Strömungsbandes 10 aktivierbar, und zwar die Absaugöffnungen 5 insbesondere in Abhängigkeit der jeweils aktivierten Lufteinströmöffnungen 7 bzw. umgekehrt, d.h. die Einströmöffnungen 7 insbesondere in Abhängigkeit der jeweils aktivierten Absaugöffnungen 5. Die Aktivierung der jeweiligen Öffnungen 5, 7 kann bspw. an die aktuelle Position der Laserbearbeitungseinheit 3 oder aber auch gera- de hinsichtlich der Anzahl der zu aktivierenden Öffnungen an die jeweilige Applikation, insbesondere hinsichtlich der Verfahrensparameter und/oder Werkstoffauswahl, geknüpft werden. In all the embodiments shown, a plurality of inlet openings 7 can be arranged at the same height next to each other, of which, for example, in the figures 1, 3, 4 and 5, only one can be seen, and a plurality of suction openings 5 are arranged at the same height side by side, of which in the Figures 1, 3, 4 and 5, only one can be seen. The inflow openings 7 and the suction openings 5 can be activated optionally or combined to form a differently wide and / or differently positioned flow band 10, specifically the suction openings 5, in particular depending on the respective activated air inflow openings 7 or vice versa, i. The activation of the respective openings 5, 7 can, for example, to the current position of the laser processing unit 3 or just with respect to the number of openings to be activated to the respective application, in particular with respect the process parameters and / or material selection, be knotted.
Wie in Fig. 4 gestrichelt angedeutet, können die Einströmöffnungen 7 und die Absaugöffnungen 5 jeweils in unterschiedlich hohen Reihen angeordnet sein, die dann wahlweise oder kombiniert zur Ausbildung eines unterschiedlich hohen oder unterschiedlich nach unten geneigten Strömungsbandes 10 aktiviert werden. As indicated by dashed lines in FIG. 4, the inflow openings 7 and the suction openings 5 can each be arranged in rows of different heights, which are then activated selectively or in combination to form a differently high or differently inclined flow band 10.

Claims

Patentansprüche claims
Laserbearbeitungsanla'ge (1 ) mit einer Werkstückauflage (2) für zu bearbeitende Werkstücke, mit einer oberhalb der Werkstückauflage (2) angeordneten Laserbearbeitungseinheit (3) zur Bearbeitung eines auf der Werkstückauflage (2) befindlichen Werkstücks (4), mit mindestens einer unterhalb der Werkstückauflage (2) vorgesehenen Absaugöff- nung (5) und mit einer Umhausung (6), welche die Werkstückauflage (2), die Laserbearbeitungseinheit (3) und die mindestens eine Absaugöffnung (5) von ihrer Außenumgebung abgrenzt und mindestens eine Lufteinströmöffnung (7) aufweist, Laserbearbeitungsanla 'ge (1) with a workpiece support (2) for workpieces to be machined, are arranged with a above the workpiece support (2) Laser processing unit (3) for processing a to the workpiece support located (2) the workpiece (4), having at least one below the Workpiece support (2) provided Absaugöff- (5) and with a housing (6) which delimits the workpiece support (2), the laser processing unit (3) and the at least one suction opening (5) from its external environment and at least one Lufteinströmöffnung (7) having,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die mindestens eine Lufteinströmöffnung (7) oberhalb der Werkstückauflage (2) angeordnet ist, derart, dass im Betrieb im Zusammenwirken mit der mindestens einen Absaugöffnung (5) ein Luft- Strömungsband (10) zwischen Werkstückauflage (2) und Laserbearbeitungseinheit (3) ausgebildet ist, welches den Innenraum der  in that the at least one air inflow opening (7) is arranged above the workpiece support (2), such that in operation, in cooperation with the at least one suction opening (5), an air flow band (10) is formed between the workpiece support (2) and the laser processing unit (3) which is the interior of the
Umhausung (6) in einen unterhalb des Strömungsbands (10) befindlichen Laserbearbeitungsbereich (1 ) und einen oberhalb des Strömungsbands (10) befindlichen laserwechselwirkungsfreien Bereich (12) trennt.  Housing (6) in a below the flow belt (10) located laser processing area (1) and above the flow belt (10) located laser interference-free area (12) separates.
2. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbearbeitungseinheit (3) unten an einer parallel zur Werkstückauflage (2) verfahrbaren Bewegungseinheit (16) angeordnet ist und dass die Einströmöffnung (7) unterhalb der Bewegungseinheit2. Laser processing system according to claim 1, characterized in that the laser processing unit (3) at the bottom of a parallel to the workpiece support (2) movable movement unit (16) is arranged and that the inflow opening (7) below the movement unit
(16), insbesondere mindestens ca. 100 bis ca. 200 mm unterhalb der Bewegungseinheit (16), angeordnet ist. (16), in particular at least about 100 to about 200 mm below the moving unit (16) is arranged.
3. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (7) höhenverfahrbar ist. 3. laser processing system according to claim 1 or 2, characterized in that the inflow opening (7) is vertically movable.
4. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbearbeitungseinheit (3) höhenverfahrbar ist, wobei die Höhenposition der Einströmöffnung (7) in Abhängigkeit von der Höhenposition der Laserbearbeitungseinheit (3) eingestellt wird. 4. Laser processing system according to claim 3, characterized in that the laser processing unit (3) is vertically movable, wherein the height position of the inflow opening (7) in dependence on the height position of the laser processing unit (3) is adjusted.
5. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (22) vorgesehen ist, welche die Höhenposition der Einströmöffnung (7) in Abhängigkeit von der Höhenposition der Laserbearbeitungseinheit (3) einstellt. 5. Laser processing system according to claim 4, characterized in that a control device (22) is provided, which adjusts the height position of the inflow opening (7) in dependence on the height position of the laser processing unit (3).
6. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsband (10) mittels einer Umlenkvorrichtung (6a, 14) zu einer den Laserbearbeitungsbereich (11 ) umschließenden Zirkularströmung (15) umgelenkt ist. 6. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that the flow belt (10) by means of a deflection device (6a, 14) to a laser processing region (11) enclosing circular flow (15) is deflected.
7. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung durch mindestens einen 7. Laser processing system according to claim 6, characterized in that the deflection device by at least one
Umhausungsabschnitt (6a) und/oder durch mindestens eine innerhalb der Umhausung (6) befindliche Umlenkplatte (14) gebildet ist.  Housing section (6a) and / or by at least one inside the enclosure (6) located deflecting plate (14) is formed.
8. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Absaugöffnung (5) an einen Abfallbehälter (9) angeschlossen ist. 8. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one suction opening (5) is connected to a waste container (9).
9. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lufteinströmöffnung (7) seitlich neben der Werkstückauflage (2) angeordnet ist. 9. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one air inflow opening (7) is arranged laterally next to the workpiece support (2).
10. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lufteinströmöffnungen (7) in unterschiedlichen Höhen vorgesehen sind, die wahlweise oder kombi- niert zur Ausbildung von unterschiedlich hoch angeordneten Strömungsbändern (10) aktivierbar sind. 10. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of air inlet openings (7) are provided at different heights, the optional or combined niert to form differently high arranged flow belts (10) are activated.
11. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere Lufteinströmöffnungen (7) auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sind, die wahlweise oder kombiniert aktivierbar sind. 11. Laser processing system according to one of the preceding claims, character- ized in that a plurality of air inflow openings (7) are arranged side by side at the same height, which are selectively or combined activated.
12. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Absaugöffnung (5) und die mindestens eine Lufteinströmöffnung (7) auf der gleichen Seite oder auf einander gegenüberliegenden Seiten neben der Werkstückauflage (2) angeordnet sind. 12. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one suction opening (5) and the at least one Lufteinströmöffnung (7) on the same side or on opposite sides next to the workpiece support (2) are arranged.
13. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Absaugöffnung (5) in Richtung quer zum Strömungsband (10) oder in Richtung des Strömungsbands (10) oder des umgelenkten Strömungsbands (10) geöffnet ist. 13. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one suction opening (5) in the direction transverse to the flow belt (10) or in the direction of the flow belt (10) or the deflected flow belt (10) is opened.
14. Laserbearbeitungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Werkstückauflage (2) mehrere Absaugöffnungen (5) vorgesehen sind, die wahlweise oder kombiniert, insbesondere in Abhängigkeit der jeweils aktivierten 14. Laser processing system according to one of the preceding claims, characterized in that below the workpiece support (2) a plurality of suction openings (5) are provided which selectively or in combination, in particular depending on the respectively activated
Lufteinströmöffnung (7), aktivierbar sind.  Air inflow opening (7), are activated.
15. Laserbearbeitungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Absaugöffnungen (5) auf gleicher Höhe und/oder auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. 15. Laser processing system according to claim 14, characterized in that the plurality of suction openings (5) are arranged at the same height and / or at different heights.
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