DE102007037683B3

DE102007037683B3 - Apparatus and methods for determining the location of an edge of a workpiece

Info

Publication number: DE102007037683B3
Application number: DE102007037683A
Authority: DE
Inventors: Jürgen-Michael Weick
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2027-08-11
Also published as: WO2009021568A1; CN101778691A; CN101778691B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Berührungssensor (11) mit einem Sensorkörper (12), der an einem Laserbearbeitungskopf (4) einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigbar ist. Der Sensorkörper (12) ist an dem Laserbearbeitungskopf (4) an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse einsetzbar, und in dem Sensorkörper (12) ist ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster (15) verschiebbar geführt, der in einer Verschieberichtung aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster (15) nicht über den Sensorkörper (12) übersetzt, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster (15) aus dem Sensorkörper (12) hervorsteht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Werkzeugmaschine mit einem solchen Berührungssensor (11) sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks mit Hilfe eines solchen Berührungssensors (11).The invention relates to a touch sensor (11) having a sensor body (12) which can be fastened to a laser processing head (4) of a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular sheets. The sensor body (12) can be used on the laser processing head (4) instead of a laser processing nozzle, and in the sensor body (12), an electrically conductive and electrically contactable probe (15) is displaceably guided in a shift direction from a rest position, wherein the Measuring probe (15) is not translated via the sensor body (12), is movable into a measuring position at which the probe (15) protrudes from the sensor body (12). The invention further relates to a machine tool having such a touch sensor (11) and to a method for determining the position of an edge of a workpiece with the aid of such a contact sensor (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Berührungssensor mit einem Sensorkörper, der an einem Laserbearbeitungskopf einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigbar ist, eine Werkzeugmaschine mit einem solchen Berührungssensor, sowie ein Verfahren zum Ermitteln der Lage einer Kante eines Werkstücks mit Hilfe eines Berührungssensors, der einen an einem Laserbearbeitungskopf einer Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, befestigten Sensorkörper aufweist.The The present invention relates to a touch sensor having a sensor body which on a laser processing head of a machine tool for machining preferably plate-like workpieces, in particular sheets, fastened, a machine tool with such a touch sensor, and a method for determining the position of an edge of a workpiece Help of a touch sensor, the one on a laser processing head of a machine tool for processing preferably plate-like workpieces, in particular of sheets, attached sensor body having.

In Werkzeugmaschinen zur Laserbearbeitung ist es erforderlich, die Lage des Werkstücks möglichst genau zu detektieren, bevor dieses bearbeitet werden kann. Wird eine Schräglage des üblicherweise plattenartigen Werkstückes bzw. Bleches nicht erkannt, führt dies dazu, dass das Werkstück falsch bearbeitet wird, wodurch die Zahl der Ausschussteile stark ansteigt. Die Erkennung der Blechlage erfolgt im Stand der Technik zum Beispiel durch die Detektion von Blechkanten und Bezugsbohrungen über optische Verfahren. Dabei wird das Blech mit einer Hilfslichtquelle (z. B. einer Laserdiode) beleuchtet und das reflektierte (Laser-)Licht mit Hilfe eines Sensors detektiert. Trifft die Laserstrahlung auf eine Bohrung oder Kante in dem Werkstück, so wird dies erkannt, da in diesem Fall weniger Strahlung reflektiert wird.In Machine tools for laser processing, it is necessary, the Position of the workpiece as possible to detect accurately before it can be edited. Becomes an oblique position usually plate-like workpiece or plates not recognized leads This causes the workpiece to be wrong is processed, whereby the number of rejects increases sharply. The detection of the sheet metal layer is done in the prior art, for example by the detection of sheet edges and reference holes via optical Method. In this case, the sheet with an auxiliary light source (eg. a laser diode) and the reflected (laser) light detected with the help of a sensor. Does the laser radiation hit one Hole or edge in the workpiece, this is recognized, as in this case less radiation reflects becomes.

Die Kanten eines Werkstücks können auch über die Höhenregelung der Werkzeugmaschine zur Laserbearbeitung erfasst werden, indem der abgesenkte Laserbearbeitungskopf bspw. mit der Außenkante des Düsenkörpers einer an dem Laserbearbeitungskopf befestigten Laserbearbeitungsdüse nach der Blechkante tastet. Dies ist jedoch deutlich ungenauer als die optischen Verfahren. Des Weiteren ist die Laserbearbeitungsdüse aufgrund ihrer äußeren Abmessungen für das Antasten an kleine Bohrungen ungeeignet.The Edges of a workpiece can also over the height control the machine tool for laser processing are detected by the lowered laser processing head, for example, with the outer edge of the nozzle body one attached to the laser processing head laser machining nozzle after the Sheet edge scans. However, this is much less accurate than the optical one Method. Furthermore, the laser processing nozzle is due to their outer dimensions for the Not suitable for small holes.

Aus der JP 05071907 A ist eine Werkzeugmaschine zur Laserbearbeitung bekannt geworden, bei welcher ein feststehender, stiftförmiger Sensorkörper eines Berührungssensors als Messspitze auf die Laserbearbeitungsdüse eines Laserbearbeitungskopfs aufgesetzt wird, um die Abmessungen eines bearbeiteten Blechs zu ermitteln. Zwischen dem Sensorkörper und dem Blech liegt eine Spannung an, sodass die Berührung des Sensorkörpers an dem Blech durch einen Kurzschluss bzw. einen damit einhergehenden Stromfluss detektiert werden kann.From the JP 05071907 A has become known a machine tool for laser processing, in which a fixed, pin-shaped sensor body of a touch sensor is placed as a measuring tip on the laser processing nozzle of a laser processing head to determine the dimensions of a machined sheet. A voltage is present between the sensor body and the metal sheet, so that the contact of the sensor body with the metal sheet can be detected by a short circuit or an associated current flow.

Aus der DE 103 14 304 A1 ist ein Tastkopf für ein Koordinatenmessgerät bekannt geworden, das einen auswechselbaren, miniaturisierten und starren Taststift aufweist, der zusammen mit einem membranartigen Sensorsystem, das beim Einwirken einer Kraft auf den Taststift in vorherbestimmter Weise auslenkbar ist, eine bauliche Einheit bildet. Die bauliche Einheit ist fest mit einem Tastkopfhalter verbunden und zusammen mit diesem beim Auswechseln des Taststifts handhabbar. Das Sensorsystem kann ferner elektrische Sensorelemente zum Erfassen der Auslenkung aufweisen. Zum mechanischen Befestigen der baulichen Einheit am Tastkopf und zum elektrischen Anschließen der Sensorelemente sind getrennte Mittel vorgesehen. Zum Schutz des Sensorsystems ist eine Schutzkappe vorgesehen, die auf den Tastkopfhalter aufgesteckt werden kann.From the DE 103 14 304 A1 is a probe for a coordinate measuring machine has become known, which has a replaceable, miniaturized and rigid stylus, which forms a structural unit together with a membrane-like sensor system, which is deflected in a predetermined manner upon application of a force on the stylus. The structural unit is firmly connected to a probe holder and together with this when changing the stylus manageable. The sensor system may further comprise electrical sensor elements for detecting the deflection. For mechanical fastening of the structural unit on the probe and for electrically connecting the sensor elements separate means are provided. To protect the sensor system, a protective cap is provided which can be plugged onto the probe holder.

Die DE 43 31 069 A1 beschreibt ein Koordinatenmessgerät in Form eines Festkörperschwingers, vorzugsweise eines Uhrenquarzes, der mit seiner Schwingungsrichtung im Winkel zu allen drei Messrichtungen des Koordinatenmeßgerätes angeordnet ist. Die Oszillatorschaltung des Festköprerschwingers ist an eine Elektronik angeschlossen, die zwei unterschiedliche Antastsignale erzeugt. Beide Maßnahmen ermöglichen es, die Abhängigkeit der Antastunsicherheit von der Meßrichtung zu verringern. Um den Festkörperschwinger herum ist eine Kunststoffhülse angeordnet, die zum Schutz des Tasters bei Nichtgebrauch verschoben werden kann.The DE 43 31 069 A1 describes a coordinate measuring machine in the form of a solid state oscillator, preferably a quartz watch, which is arranged with its direction of oscillation at an angle to all three measuring directions of the coordinate. The oscillator circuit of the Festköprerschwingers is connected to an electronics that generates two different probing signals. Both measures make it possible to reduce the dependence of Antastunsicherheit of the measuring direction. Around the solid-state oscillator around a plastic sleeve is arranged, which can be moved to protect the button when not in use.

Die EP 1 593 928 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Vermessen von Werkstückbohrungen, welche eine mittels eines piezoelektrischen Stellantriebs in x-y-Richtung verfahrbare Messelektrode umfasst, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der zu vermessenden Bohrung ist, eine Steuereinheit zum Verfahren der in z-Richtung in die Bohrung eintauchenden Messelektrode in der x-y-Ebene, bis ein elektrischer Stromkreis zwischen Messelektrode und Werkstück geschlossen ist, und ein Auswerteeinheit zum Ermitteln der Bohrungsgeometrie aus den x-y-Verfahrwegen der Messelektrode.The EP 1 593 928 A1 describes a device for measuring workpiece bores, which comprises a movable by means of a piezoelectric actuator in the xy direction measuring electrode, the diameter of which is smaller than the diameter of the bore to be measured, a control unit for moving the z-direction in the hole immersing the measuring electrode in the xy plane until an electrical circuit between the measuring electrode and the workpiece is closed, and an evaluation unit for determining the bore geometry from the xy-travel paths of the measuring electrode.

Aus der GB 1 359 688 ist eine Messapparatur bekannt geworden, welche eine in einer Ebene in X- und Y-Richtung frei bewegliche Halterung und eine längliche Stützeinrichtung aufweist, die von der Halterung gehalten wird, um eine Bewegung im Wesentlichen entlang einer z-Richtung senkrecht zu dieser Ebene auszuführen. Die Messapparatur weist weiterhin eine von der Halterung gestützte Messvorrichtung mit einem Gehäuse und einem Schaft auf, der in dem Gehäuse gelagert ist, um ausschließlich eine axiale Teleskop-Bewegung in der z-Richtung auszuführen, wobei der Schaft einen Messfühler am äußeren Ende sowie eine Masse und eine axiale Ausdehnung aufweist, die im Vergleich zur Masse und der axialen Ausdehnung der Stützeinrichtung gering sind. Die Messapparatur weist weiterhin Mittel (z. B. einen mit Flüssigkeit beaufschlagten Kolben) auf, um den Schaft mit einer kontrollierten Kraft in eine Messposition nach außen zu bewegen, sowie Mittel (z. B. eine Magnetspule) zum Zurückziehen des Schafts gegen einen in dem Gehäuse vorgesehenen Anschlag.From the GB 1 359 688 For example, a measuring apparatus has become known which has a support freely movable in a plane in the X and Y directions and an elongate support means which is held by the support to perform a movement substantially along a z-direction perpendicular to this plane. The measuring apparatus further comprises a support-based measuring device having a housing and a shaft mounted in the housing for exclusively performing axial telescoping movement in the z-direction, the shaft having a probe at the outer end and a mass and an axial extent which is small compared to the mass and the axial extent of the support means. The measuring apparatus further comprises means (eg a piston loaded with liquid), to move the stem outwardly with a controlled force to a measuring position, and means (eg, a solenoid) for retracting the stem against a stop provided in the housing.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Berührungssensor, eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass die präzise Ermittlung der Lage einer Kante eines Werkstücks auf besonders schnelle, einfache und bevorzugt automatisierte Weise durchgeführt werden kann.It the object of the present invention is to provide a touch sensor, a machine tool and a method of the type mentioned above further develop that precise determination the position of an edge of a workpiece on particularly fast, simple and preferably automated way can.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Berührungssensor mit einem Sensorkörper, der an dem Laserbearbeitungskopf an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse einsetzbar ist, wobei in dem Sensorkörper ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster verschiebbar geführt ist, der in einer Verschieberichtung aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster nicht über den Sensorkörper übersteht, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster aus dem Sensorkörper hervorsteht, wobei der Sensorkörper die äußeren Abmessungen und die Form eines Düsenkörpers einer Laserbearbeitungsdüse aufweist.These The object is achieved by a touch sensor with a sensor body, which can be used on the laser processing head instead of a laser processing nozzle is, wherein in the sensor body an electrically conductive and electrically contactable probe slidably guided is in a shift direction from a rest position, at which the probe does not protrude beyond the sensor body, in a measuring position is movable, at which the probe off the sensor body protruding, wherein the sensor body, the outer dimensions and the shape of a nozzle body one laser machining having.

Der Laserbearbeitungskopf der Werkzeugmaschine weist an seinem dem Werkstück zugewandten Ende eine Laserbearbeitungsdüse auf, durch die ein Schutz- bzw. Hilfs- oder Lasergas geleitet wird. Ein Austausch der Laserbearbeitungsdüse kann angezeigt sein, wenn Verschleiß an der Laserbearbeitungsdüse auftritt, oder wenn ein Werkstück mit einem anderen Werkstückmaterial oder mit einer anderen Werkstückdicke bearbeitet werden soll. Um einen solchen Wechsel zu ermöglichen, ist die Laserbearbeitungsdüse an dem Laserbearbeitungskopf über eine lösbare Verbindung befestigt, z. B. über ein Gewinde. Um auch den Berührungssensor an dem Bearbeitungskopf anbringen zu können, ist der Sensorkörper derart ausgestaltet, dass er ebenfalls lösbar an dem Laserbearbeitungskopf befestigt werden kann, z. B. indem er ein Außengewinde aufweist, das mit einem am Laserbearbeitungskopf vorgesehenen Innengewinde verschraubt werden kann. Ist der Berührungssensor an Stelle der Bearbeitungsdüse an dem Laserbearbeitungskopf angebracht, so kann beispielsweise das für die Bearbeitungsdüse in dem Laserbearbeitungskopf vorgesehene Schutzgas vorteilhaft genutzt werden, wie unten näher ausgeführt ist.Of the Laser processing head of the machine tool has at its facing the workpiece End of a laser processing nozzle through which a protective or auxiliary or laser gas is passed. Replacement of the laser processing nozzle may be indicated when Wear on the laser processing nozzle occurs, or if a workpiece with another workpiece material or with a different workpiece thickness to be edited. To enable such a change, is the laser processing nozzle on the laser processing head over a detachable one Connection attached, z. B. over a thread. To also the touch sensor To be able to attach to the machining head, the sensor body is such designed so that it is also detachable on the laser processing head can be attached, for. B. by having an external thread, with bolted to an internal thread provided on the laser processing head can be. Is the touch sensor in place of the processing nozzle attached to the laser processing head, so for example that for the processing nozzle used in the laser processing head provided protective gas advantageous become closer as below is executed.

Die Verschiebbarkeit des Messtasters in dem Sensorkörper ist vorteilhaft, da bei in der Ruheposition befindlichem Messtaster durch Messung der Kapazität zwischen dem üblicherweise aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Sensorkörper und dem ebenfalls leitenden Blech die Höhe (z-Koordinate) der Werkstückoberfläche mittels einer üblicherweise in der Werkzeugmaschine vorhandenen Abstandssensorik ermittelt werden kann. Die Höhenregelung senkt den Bearbeitungskopf (in Z-Richtung) ab, bis der Berührungssensor einen vorgegebenen Abstand zur Blechoberfläche erreicht hat. Dann wird der Laserbearbeitungskopf über einer Bezugsbohrung oder neben einer Bezugskante des Werkstücks positioniert. Der Messtaster wird erst jetzt aus dem Sensorkörper gefahren und mit ihm wird die Bohrungs- oder Blechkante angetastet. Die Berührung des Blechs wird durch einen Kurzschluss zwischen dem elektrisch kontaktierbaren Messtaster und dem typischerweise aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Werkstück detektiert. Die Bezugskante an dem Werkstück kann hierbei insbesondere auch in der Bezugsbohrung angeordnet sein und z. B. eine Seitenwand oder den Boden der Bezugsbohrung bilden, d. h. es kann sowohl die Lage einer Werkstückkante in X-Y-Richtung als auch der Werkstückdicke in Z-Richtung bestimmt werden.The Displacement of the probe in the sensor body is advantageous because at in the rest position located probe by measuring the capacity between usually consisting of an electrically conductive material sensor body and the likewise conductive plate, the height (z-coordinate) of the workpiece surface by means one usually be determined in the machine tool distance sensors can. The height control lowers the machining head (in Z direction) until the touch sensor has reached a predetermined distance from the sheet surface. Then it will be the laser processing head over a reference hole or positioned adjacent to a reference edge of the workpiece. The probe is only now driven out of the sensor body and is with him touched the bore or sheet edge. The touch of the Sheet metal is characterized by a short circuit between the electrically contactable Probe and typically made of an electrically conductive Material existing workpiece detected. The reference edge on the workpiece can in this case in particular be arranged in the reference bore and z. B. a side wall or the bottom of the reference hole, d. H. it can both the Position of a workpiece edge in X-Y direction as well as the workpiece thickness be determined in the Z direction.

Hierbei weist der Sensorkörper die äußeren Abmessungen und die Form eines Düsenkörpers einer Laserbearbeitungsdüse auf. Stimmen die äußeren Abmessungen des Sensorkörpers mit denen der Laserbearbeitungsdüsen überein, kann der Berührungssensor über einen automatischen Düsenwechsler an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse zum schneidenden Bearbeiten des Werkstücks eingewechselt und am Laserbearbeitungskopf angebracht werden, sodass ein automatisierter und schneller Wechsel zwischen einem Bearbeitungsmodus und einem Messmodus der Werkzeugmaschine möglich ist.in this connection points the sensor body the outer dimensions and the shape of a nozzle body one laser machining on. Voices the outer dimensions of the sensor body coincide with those of the laser processing nozzles, can the touch sensor via a automatic nozzle changer in place of a laser processing nozzle for cutting of the workpiece be replaced and attached to the laser processing head so that an automated and fast change between a processing mode and a measuring mode of the machine tool is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Messtaster gegen die Wirkung einer Rückstellkraft, insbesondere einer Federkraft, aus der Ruheposition in die Messposition bewegbar und der Berührungssensor weist hierzu bevorzugt eine Feder auf, die einerseits an dem Messtaster und andererseits an dem Sensorkörper gelagert ist. Im Ruhezustand wird der Messtaster mit Hilfe der Feder vollständig in das Innere des Sensorkörpers zurückgestellt. Die elastische Federung in z-Richtung verhindert zudem eine Beschädigung des Messtasters beim Antasten einer Kante z. B. am Boden einer Bezugsbohrung.at an advantageous embodiment is the probe against the action of a restoring force, in particular a spring force, from the rest position into the measuring position movable and the touch sensor For this purpose, preferably has a spring on the one hand to the probe and on the other hand on the sensor body is stored. At rest, the probe is using the spring Completely into the interior of the sensor body reset. The elastic suspension in z-direction also prevents damage to the Probe when touching an edge z. B. at the bottom of a reference hole.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt der Messtaster in der Ruheposition an einem Anschlag in einer Bohrung des Sensorkörpers an, wodurch ein Überfedern des Messtasters verhindert werden kann. Der Anschlag kann beispielsweise durch einen in einer Nut einer Bohrung des Sensorkörpers vorgesehenen Sprengring gebildet werden.In a further advantageous embodiment, the probe is in the rest position on a stop in a bore of the sensor body, whereby over-springing of the probe can be prevented. The stop, for example, by a in a groove of a bore the sensor body provided snap ring are formed.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Messtaster kolbenförmig ausgebildet und weist zur Bewegung aus der Ruheposition in die Messposition eine Steuerfläche zur Druckbeaufschlagung auf. Der kolbenförmige Messtaster besteht vorzugsweise aus gehärtetem Stahl mit hoher Steifigkeit und weist bevorzugt eine zylinder- oder rohrförmige Spitze auf. Zum Ausfahren des Messtasters aus dem Sensorkörper wird der Druck des in der Werkzeugmaschine vorhandenen Schneid-, Schutz- oder Hilfsgases genutzt. Das Gas wird hierbei mit einem Druck von typischerweise mehr als 10 bar auf die Steuerfläche eingeströmt und drückt den Messtaster aus dem Sensorkörper heraus. Eine steife Führung für den Kolben gewährleistet hierbei eine hohe Messgenauigkeit.at a further preferred embodiment the probe is piston-shaped trained and has to move from the rest position to the measuring position a control surface for pressurizing. The piston-shaped probe is preferably made of hardened High rigidity steel and preferably has a cylindrical or tubular tip on. To extend the probe from the sensor body is the pressure of existing in the machine tool cutting, protection or Used auxiliary gases. The gas is here at a pressure of typically more than 10 bar on the control surface flown and pushes the probe from the sensor body out. A stiff guide for the Piston guaranteed Hereby a high measuring accuracy.

Die Erfindung ist auch realisiert in einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von vorzugsweise plattenartigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit einem Laserbearbeitungskopf und mit einem Berührungssensor, dessen Sensorkörper an dem Laserbearbeitungskopf an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse einsetzbar ist, und in dessen Sensorkörper ein elektrisch leitender und elektrisch kontaktierbarer Messtaster verschiebbar geführt ist, der in einer Verschieberichtung aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster nicht über den Sensorkörper übersteht, in eine Messposition bewegbar ist, bei welcher der Messtaster aus dem Sensorkörper hervorsteht, wobei der Laserbearbeitungskopf einen sich an den Sensorkörper anschließenden Druckraum zur Druckbeaufschlagung des Messtasters mit einem Gas aufweist. An der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine kann vor der Bearbeitung des Werkstücks auf besonders einfache Weise eine automatisierte Bestimmung der Werkstücklage durchgeführt werden. Der Druckraum ist derart ausgebildet, dass er Gasen mit einem Druck von 10 bar und darüber standhält, sodass der Messtaster mit hoher Geschwindigkeit aus dem Sensorkörper ausgefahren werden kann.The Invention is also realized in a machine tool for machining preferably plate-like workpieces, in particular sheets, with a laser processing head and with a touch sensor, its sensor body can be used on the laser processing head instead of a laser processing nozzle is, and in its sensor body an electrically conductive and electrically contactable probe slidably guided is, in a direction of displacement from a rest position, in which the probe is not over survives the sensor body, in a measuring position is movable, at which the probe off the sensor body protrudes, wherein the laser processing head a subsequent to the sensor body pressure chamber for pressurizing the probe with a gas. At the machine tool according to the invention can be particularly simple before machining the workpiece Way an automated determination of the workpiece position are performed. The pressure space is designed to deliver gases at a pressure of 10 bar and above, so that The probe can be extended out of the sensor body at high speed can.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung steht der Druckraum mit einem selbstentlüftenden Ventil in Verbindung. Ein solches dem Druckraum vorgeschaltetes Ventil sorgt für den schnellen Abbau des Gasdruckes und damit für eine schnelle Rückstellung des Messtasters.at an advantageous development of the pressure chamber with a self-venting Valve in connection. Such upstream of the pressure chamber Valve ensures the rapid reduction of the gas pressure and thus for a quick return of the probe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen Düsenwechsler zum Austausch des Berührungssensors gegen eine Laserbearbeitungsdüse auf, wodurch ein automatisierter Wechsel zwischen einem Messmodus zum Bestimmen der Blechlage und einem sich anschließenden Bearbeitungsmodus ermöglicht wird. Der Sensorkörper des Berührungssensors weist hierbei dieselbe Form und dieselben Abmessungen wie die Laserbearbeitungsdüsen auf, sodass dieser von einem Spannfutter des Düsenwechslers erfasst und in einem in der Werkzeugmaschine vorgesehenen Magazin abgelegt sowie aus diesem entnommen werden kann.at a preferred embodiment the machine tool a nozzle changer for Replacing the touch sensor against a laser processing nozzle on, allowing an automated change between a measurement mode for determining the sheet metal position and a subsequent processing mode allows becomes. The sensor body of the touch sensor has the same shape and dimensions as the laser processing nozzles, so that this captured by a chuck of the nozzle changer and in a placed in the machine tool magazine and off this can be removed.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine eine Steuerungseinheit auf, die zur Speicherung der Koordinaten von Berührpunkten des Messtasters an Kanten des Werkstücks ausgelegt ist. Die so ermittelten Koordinaten stehen für die weitere Nutzung im Rahmen der sich anschließenden Laserbearbeitung zur Verfügung.at a further preferred embodiment the machine tool has a control unit for storage the coordinates of touchpoints of the probe is designed on edges of the workpiece. The thus determined Coordinates stand for the further use as part of the subsequent laser processing for Available.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine einen Detektor zum Detektieren der Berührung einer Kante des Werkstücks durch den Messtaster auf. Der Detektor kann beispielsweise eine Spannung zwischen dem elektrisch leitenden Werkstück und dem Messtaster bzw. dem in der Regel ebenfalls elektrisch leitenden, mit dem Messtaster in Verbindung stehenden Sensorkörper erzeugen. Die Berührung zwischen Werkstück und Messtaster kann sehr präzise dadurch detektiert werden, dass sich hierbei ein Kurzschluss und damit ein Stromfluss zwischen dem Messtaster und dem Blech einstellt.at a further advantageous embodiment, the machine tool a detector for detecting contact of an edge of the workpiece the probe on. The detector may, for example, be a voltage between the electrically conductive workpiece and the probe or the usually also electrically conductive, with the probe related sensor body produce. The touch between workpiece and touch probe can be very precise thereby be detected that this is a short circuit and thus a Current flow between the probe and the sheet sets.

Die Erfindung ist weiterhin verwirklicht in einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der Sensorkörper an dem Laserbearbeitungskopf an Stelle einer Laserbearbeitungsdüse befestigt ist, umfassend die Schritte: Bewegen eines elektrisch leitenden und elektrisch kontaktierbaren Messtasters, der entlang einer Verschieberichtung in dem Sensorkörper verschiebbar geführt ist, aus einer Ruheposition, bei welcher der Messtaster nicht über den Sensorkörper übersteht, in eine Messposition, bei welcher der Messtaster aus dem Sensorkörper hervorsteht, und Bewegen des Laserbearbeitungskopfs in mindestens einer Raumrichtung zum Antasten des Messtasters an die Kante, sowie Ermitteln der Lage der Kante durch Detektieren der Berührung der Kante durch den Messtaster, wobei zum Bewegen des Messtasters aus der Ruheposition in die Messposition der Messtaster an einer Steuerfläche mit Schneid-, Schutz- oder Hilfsgas aus der Werkzeugmaschine druckbeaufschlagt wird.The The invention is further realized in a method of the beginning mentioned type, wherein the sensor body to the laser processing head is fixed in place of a laser processing nozzle, comprising the steps: moving an electrically conductive and electrically contactable probe, along a direction of displacement in the sensor body slidably guided is, from a rest position, in which the probe is not on the Survives sensor body, in a measuring position at which the probe protrudes from the sensor body, and moving the laser processing head in at least one spatial direction for touching the probe to the edge, and determining the position of the Edge by detecting the touch the edge through the probe, where to move the probe from the rest position to the measuring position of the probe on one control surface pressurized with cutting, protective or auxiliary gas from the machine tool becomes.

Bei einer vorteilhaften Variante wird in einem vorausgehenden Schritt der Laserbearbeitungskopf in der Verschieberichtung bewegt, bis ein vorgebbarer Abstand zwischen dem Sensorkörper und dem Werkstück erreicht ist. Hierdurch wird der Berührungssensor so weit in Verschieberichtung an die Oberfläche des Werkstücks heran geführt, dass der Messtaster in der Messposition mit seinem werkstückseitigen Ende unterhalb der Blechoberfläche zu liegen kommt, sodass er eine Bezugskante des Blechs, welche bspw. an einer Bezugsbohrung gebildet ist, antasten kann. Es versteht sich, dass zum Antasten des Messtasters an den Boden einer Bohrung der Laserbearbeitungskopf auch über den vorgebbaren Abstand hinaus in Verschieberichtung bewegt werden kann.In an advantageous variant, the laser processing head is moved in the direction of displacement in a preceding step until a predeterminable distance between the sensor body and the workpiece has been reached. As a result, the touch sensor is so far zoom out in the direction of displacement on the surface of the workpiece that the probe in the measuring position with his factory piece-side end below the sheet surface comes to rest, so that it can touch a reference edge of the sheet, which, for example, is formed on a reference hole. It goes without saying that the laser processing head can also be moved beyond the predeterminable distance in the displacement direction for the purpose of touching the probe to the bottom of a bore.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante wird beim Bewegen des Laserbearbeitungskopfs die Kapazität zwischen dem Werkstück und dem Messtaster und/oder dem Sensorkörper bestimmt. Hierdurch kann der Abstand zwischen dem Werkstück und dem Sensorkörper bzw. dem Messtaster bestimmt und geregelt werden.at A particularly advantageous variant is when moving the laser processing head the capacity between the workpiece and the probe and / or the sensor body determined. This can the distance between the workpiece and the sensor body or the probe are determined and regulated.

Bei einer weiteren bevorzugten Variante liegt die Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs bei weniger als 10 mm/min, bevorzugt bei weniger als 5 mm/min, sobald die Entfernung des Messtasters von der Kante weniger als 5 mm, bevorzugt weniger als 1 mm beträgt. Hierdurch kann eine Verschiebung des Werkstücks durch den Messtaster bei der Antastung verhindert werden. Die Antastung ist nur dann reproduzierbar, wenn die Verschiebung des Werkstücks einen Toleranzwert von 1/100 mm nicht überschreitet.at In another preferred variant, the speed of the Laser processing head at less than 10 mm / min, preferably at less than 5 mm / min as soon as the probe is removed from the Edge less than 5 mm, preferably less than 1 mm. hereby can be a displacement of the workpiece by the probe at the probing be prevented. Touching is only reproducible when the displacement of the workpiece a Tolerance value of 1/100 mm does not exceed.

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 Ausführungsformen sind nicht als abschlie ßende 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 Drawing. Likewise the above-mentioned and the features further mentioned ever for to use one or more in any combination. The shown and described embodiments are not exhaustive enumeration but rather have exemplary character for the description the invention.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, 1 a schematic representation of an embodiment of a machine tool according to the invention,

2a, b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Berührungssensors mit einem Messtaster in einer Ruheposition (2a) und in einer Messposition (2b) in einem Längsschnitt, 2a , b is a schematic representation of an embodiment of a touch sensor with a probe in a rest position ( 2a ) and in a measuring position ( 2 B ) in a longitudinal section,

3 eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungskopfs mit dem Berührungssensor aus 2a, b in einem Längsschnitt. 3 a schematic representation of a laser processing head with the touch sensor 2a , b in a longitudinal section.

1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 zur Laserbearbeitung, welche eine Strahlführungsoptik mit einer Mehrzahl von optischen Elementen 2.1 bis 2.5 zur Führung eines Laserstrahls 3 an einen Laserbearbeitungskopf 4 aufweist. Zur Bewegung des Laserbearbeitungskopfs 4 entlang eines eine Arbeitsebene definierenden Bearbeitungstisches 5 in einer ersten Raumrichtung X eines XYZ-Koordinatensystems ist der Laserbearbeitungskopf 4, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet, an einem in der ersten Raumrichtung X verfahrbaren Schlitten 6 befestigt. Der Laserbearbeitungskopf 4 kann weiterhin in einer zweiten Raumrichtung Y in der Arbeitsebene 5 verfahren werden, indem er entlang des Schlittens 6 verschoben wird, wie ebenfalls durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Laserbearbeitungskopf 4 in beiden Raumrichtungen X, Y über die gesamte Arbeitsebene 5 des Bearbeitungstisches verschoben und hierbei ein auf diesem positioniertes Werkstück 7 bearbeitet werden. Zusätzlich kann der Laserbearbeitungskopf 4 auch in einer dritten Raumrichtung Z relativ zum Schlitten 6 bewegt werden, um den Abstand zwischen dem Strahlfokus des Laserstrahls 3 und der Arbeitsebene 5 bzw. dem dort angeordneten Werkstück 7 einzustellen, wie durch einen weiteren Doppelpfeil angedeutet ist. 1 shows a machine tool 1 for laser processing, which comprises a beam guiding optical system with a plurality of optical elements 2.1 to 2.5 for guiding a laser beam 3 to a laser processing head 4 having. To move the laser processing head 4 along a workbench defining a working plane 5 in a first spatial direction X of an XYZ coordinate system is the laser processing head 4 , as indicated by a double arrow, on a movable in the first spatial direction X carriage 6 attached. The laser processing head 4 can continue in a second spatial direction Y in the working plane 5 be moved by moving along the carriage 6 is shifted, as also indicated by a double arrow. In this way, the laser processing head 4 in both spatial directions X, Y over the entire working plane 5 moved the editing table and this is a positioned on this workpiece 7 to be edited. In addition, the laser processing head 4 also in a third spatial direction Z relative to the carriage 6 be moved to the distance between the beam focus of the laser beam 3 and the work plane 5 or the workpiece arranged there 7 set, as indicated by another double arrow.

Um eine Laserbearbeitung an dem in 1 gezeigten Werkstück 7 durchzuführen, ist es erforderlich, die Ausrichtung des Werkstücks 7 relativ zur Werkzeugmaschine 1 genau zu kennen. Zur Bestimmung der Lage des Werkstücks 7 kann bspw. eine Kante 7a an dem Werkstück 7 dienen; zusätzlich können mehrere Bezugsbohrungen 8 in dem Werkstück 7 vorgesehen sein, von denen eine in 1 gezeigt ist. Um die Lage der Kante 7a bzw. der Bezugsbohrung 8 zu ermitteln, wird der Laserbearbeitungskopf 4 in eine Position am Rand des Bearbeitungstisches 5 verbracht, wo ein Düsenwechsler 9 vorgesehen ist, welcher eine an dem Laserbearbeitungskopf 4 angebrachte Laserbearbeitungsdüse 10 gegen einen in 2a, b gezeigten Berührungssensor 11 austauschen kann. Der Berührungssensor 11 weist hierzu einen Sensorkörper 12 auf, dessen äußere Form und Abmessungen mit denen der Laserbearbeitungsdüse 10 übereinstimmen. Der Düsenwechsler 9 erfasst für den Wechsel die Laserbearbeitungsdüse 10 mit einem Dreh-/Spannfutter und schraubt diese aus dem Laserbearbeitungskopf 4 heraus. Nachdem der Düsenwechsler 9 die Laserbearbeitungsdüse 10 in einer freien Düsenaufnahme eines (nicht gezeigten) Magazins untergebracht hat, nimmt er den Berührungssensor 11 aus einer weiteren Düsenaufnahme des Magazins auf und schraubt diesen am Laserbearbeitungskopf 4 an.To a laser processing at the in 1 shown workpiece 7 It is necessary to align the workpiece 7 relative to the machine tool 1 to know exactly. To determine the position of the workpiece 7 can, for example, an edge 7a on the workpiece 7 serve; In addition, several reference holes 8th in the workpiece 7 be provided, one of which in 1 is shown. To the location of the edge 7a or the reference hole 8th to determine, the laser processing head 4 into a position on the edge of the machining table 5 spent where a nozzle changer 9 is provided, which one on the laser processing head 4 attached laser processing nozzle 10 against a in 2a , b touch sensor shown 11 can exchange. The touch sensor 11 has a sensor body for this purpose 12 on, its external shape and dimensions with those of the laser processing nozzle 10 to match. The nozzle changer 9 detects the laser processing nozzle for the change 10 with a turning / chuck and unscrew this from the laser processing head 4 out. After the nozzle changer 9 the laser processing nozzle 10 in a free nozzle holder of a magazine (not shown), it takes the touch sensor 11 from another nozzle holder of the magazine and screws it on the laser processing head 4 at.

Der Laserbearbeitungskopf 4 mit dem Berührungssensor 11 wird nachfolgend aus der Position am Rand des Bearbeitungstisches 5 in X- bzw. in Y-Richtung bewegt, bis er eine in 2a gezeigte Position über der Bezugsbohrung 8 in dem Werkstück 7 erreicht, deren ungefähre Lage einer in 1 gezeigten Steuerungseinheit 13 der Werkzeugmaschine 1 bekannt ist. Die Höhe H des Sensorkörpers 12 über der Oberseite des Werkstücks 7 wird über einen Detektor 14 detektiert, welcher die Kapazität zwischen dem elektrisch leitenden Sensorkörper 12 und dem Werkstück 7 ermittelt. Der Abstand zwischen Sensorkörper 12 und Werkstück 7 wird von der Steuerungseinheit 13 so eingestellt, dass ein in dem Sensorkörper 12 angeordneter, kolbenförmiger Messtaster 15 nach seiner Bewegung aus einer in 2a gezeigten Ruheposition, bei welcher der Messtaster 15 bündig mit dem Sensorkörper 12 abschließt oder in dem Sensorkörper 12 versenkt angeordnet ist, in eine in 2b gezeigte Messposition mit seiner zylinderförmigen Spitze so weit aus dem Sensorkörper 12 hervorsteht, dass er mit einem werkstückseitigen Ende in die Bezugsbohrung 8 hineinragt, um eine Kante 7b der Bezugsbohrung 8 anzutasten.The laser processing head 4 with the touch sensor 11 is subsequently from the position on the edge of the machining table 5 moves in the X or Y direction until it has an in 2a shown position above the reference hole 8th in the workpiece 7 reached, whose approximate location a in 1 shown control unit 13 the machine tool 1 is known. The height H of the sensor body 12 over the top of the workpiece 7 will be over egg NEN detector 14 which detects the capacitance between the electrically conductive sensor body 12 and the workpiece 7 determined. The distance between sensor body 12 and workpiece 7 is from the control unit 13 adjusted so that one in the sensor body 12 arranged, piston-shaped probe 15 after his move from an in 2a shown rest position at which the probe 15 flush with the sensor body 12 closes or in the sensor body 12 sunk in an in 2 B shown measuring position with its cylindrical tip so far from the sensor body 12 protrudes into the reference bore with a workpiece-side end 8th protrudes to an edge 7b the reference hole 8th to touch.

Für die Bewegung aus der Ruheposition in die Messposition ist der Messtaster 15 in einer in Verschieberichtung (Z-Richtung) verlaufenden Bohrung 16 in dem Sensorkörper 12 gegen die Rückstellkraft einer Feder 17 verschiebbar geführt, welche sich einerseits an einer ringförmigen Stufe an dem Messtaster 15 und andererseits an einer ringförmigen Stufe der Bohrung 16 abstützt. Ein Überfedern des Messtasters 15 in der Ruheposition wird dadurch verhindert, dass dieser an einem in einer Nut der Bohrung 16 angebrachten Sprengring als Anschlag 18 anliegt. in der Messposition liegt der Messtaster 15 mit einer ringförmigen Stufe an einer ringförmigen Kante der gestuften Bohrung 16 an, sodass der Messtaster 15 auch in der Messposition eine definierte Lage in Z-Richtung einnimmt. Der Messtaster 15 besteht aus gehärtetem Stahl und besitzt eine hohe Steifigkeit. Die elastische Federung in Z-Richtung kann eine Beschädigung des Messtasters 15 beim Antasten an eine Kante z. B. am Boden der Bezugsbohrung 8 verhindern.For movement from the rest position to the measuring position is the probe 15 in a direction of displacement (Z direction) extending bore 16 in the sensor body 12 against the restoring force of a spring 17 slidably guided, which on the one hand at an annular step on the probe 15 and on the other hand at an annular step of the bore 16 supported. An over-springing of the probe 15 in the rest position is prevented by this at one in a groove of the bore 16 attached snap ring as a stop 18 is applied. in the measuring position is the probe 15 with an annular step at an annular edge of the stepped bore 16 on, so the touch probe 15 also assumes a defined position in the Z direction in the measuring position. The probe 15 It is made of hardened steel and has a high rigidity. The elastic suspension in Z-direction can damage the probe 15 when touching an edge z. B. at the bottom of the reference hole 8th prevent.

Zur Bewegung des Messtasters 15 aus der Ruheposition in die Messposition weist dieser eine druckbeaufschlagbare Steuerfläche 19 auf. Diese steht mit einem in 3 gezeigten Druckraum 20 des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung, in dem ein Schutzgas, z. B. Stickstoff, mit einem Druck von mehr als 10 bar über ein Ventil 21 eingeströmt wird, welches mit einem Ringkanal 22 des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung steht. Aus dem Ringkanal 22 wird über eine Mehrzahl radialer Querbohrungen 23 das Schutzgas in den Druckraum 20 eingeleitet, wodurch dort ein homogener, konstanter Gasdruck erzeugt wird. Um den Messtaster 15 schnell aus der Messposition zurück in die Ruheposition zu verbringen, ist das Ventil 21 selbstentlüftend ausgebildet. Der Druckraum 20 mit dem Schutzgas, durch den der mittels einer Fokussierlinse 24 fokussierte Laserstrahl 3 von 1 während der Laserbearbeitung hindurch tritt, kann somit vorteilhaft für die Bewegung des Messtasters 15 von der Ruheposition in die Messposition und umgekehrt ausgenutzt werden.To move the probe 15 from the rest position into the measuring position, this has a pressurizable control surface 19 on. This stands with a in 3 shown pressure chamber 20 of the laser processing head 4 in conjunction, in which a protective gas, for. As nitrogen, with a pressure of more than 10 bar via a valve 21 is flowed in, which with a ring channel 22 of the laser processing head 4 communicates. From the ring channel 22 is via a plurality of radial transverse bores 23 the protective gas in the pressure chamber 20 introduced, whereby a homogeneous, constant gas pressure is generated there. Around the probe 15 To quickly return from the measuring position to the resting position is the valve 21 self-venting trained. The pressure room 20 with the inert gas, through which the means of a focusing lens 24 focused laser beam 3 from 1 during the laser processing passes through, can thus be advantageous for the movement of the probe 15 be used from the rest position to the measuring position and vice versa.

In der in 2b gezeigten Messposition fährt der Laserbearbeitungskopf 4 mit dem Messtaster 15 in X-Richtung eine Kante 7b der Bezugsbohrung 8 an. Hierbei wird über den Detektor 14 mittels einer kapazitiven Messung ein ungefährer Abstand zwischen dem Messtaster 15 und der Kante 7b bestimmt, wozu nicht der elektrisch leitende Messtaster 15 selbst, sondern der mit diesem in Verbindung stehende, elektrisch leitende Sensorkörper 12 kontaktiert wird, wie in 2b gezeigt ist. Es versteht sich, dass der Detektor 14 in 2a, b nur beispielhaft direkt mit dem Sensorkörper 12 in Verbindung steht, da der Sensorkörper 12 in der Regel mit weiteren elektrisch leitenden Teilen des Laserbearbeitungskopfs 4 in Verbindung steht, welche sich besser für eine Kontaktierung eignen.In the in 2 B shown measuring position moves the laser processing head 4 with the probe 15 in the X direction an edge 7b the reference hole 8th at. This is done via the detector 14 by means of a capacitive measurement an approximate distance between the probe 15 and the edge 7b determines what not the electrically conductive probe 15 itself, but the associated with this, electrically conductive sensor body 12 is contacted, as in 2 B is shown. It is understood that the detector 14 in 2a , b only as an example directly with the sensor body 12 communicates because the sensor body 12 usually with other electrically conductive parts of the laser processing head 4 is in communication, which are better suited for a contact.

Sobald der Detektor eine Entfernung des Messtasters 15 von der Kante 7b von weniger als 5 mm bzw. von weniger als 1 mm anzeigt, wird die Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs 4 auf weniger als 10 mm/min, ggf. auf weniger als 5 mm/min reduziert. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Verschiebung des Werkstücks 5 durch den Messtaster 15 auch bei mehrmaliger Antastung einen Toleranzwert von 1/100 mm nicht überschreitet, sodass diese reproduzierbar ist.As soon as the detector removes the probe 15 from the edge 7b indicates less than 5 mm or less than 1 mm, the speed of the laser processing head 4 reduced to less than 10 mm / min, possibly to less than 5 mm / min. This can be achieved that a displacement of the workpiece 5 through the probe 15 even with multiple probing does not exceed a tolerance of 1/100 mm, so that it is reproducible.

Berührt der Messtaster 15 die Kante 7b, wird aufgrund der zwischen den beiden angelegten Spannung von dem Detektor 14 ein Kurzschluss detektiert und die Koordinaten des Berührpunkts des Messtasters 15 an der Kante 7b des Werkstücks 7 werden in der Steuerungseinheit 13 von 1 gespeichert. Nachfolgend kann der Messtaster 15 eine gegenüberliegende Kante 7c der Bohrung anfahren und auch die Koordinaten des dortigen Berührpunktes können abgespeichert werden. Zusätzlich kann auch die in 1 gezeigte Kante 7a am Rand des Werkstücks 7 oder weitere Kanten des Werkstücks 7 bspw. in weiteren Bezugsbohrungen angetastet werden, so lange, bis die Ausrichtung des Werkstücks 7 auf dem Bearbeitungstisch 5 der Werkzeugmaschine 1 eindeutig feststeht. Nachdem die Ausrichtung des Werkstücks 7 ermittelt wurde, wird der Laserbearbeitungskopf 4 wieder zum Düsenwechsler 9 bewegt, um den Berührungssensor 11 wie oben beschrieben gegen eine Laserbearbeitungsdüse 10 auszutauschen.Touches the probe 15 the edge 7b , is due to the voltage applied between the two by the detector 14 detects a short circuit and the coordinates of the touch point of the probe 15 on the edge 7b of the workpiece 7 be in the control unit 13 from 1 saved. Below is the probe 15 an opposite edge 7c Approach the hole and the coordinates of the local touch point can be saved. In addition, the in 1 shown edge 7a at the edge of the workpiece 7 or further edges of the workpiece 7 For example, be touched in further reference holes, until the alignment of the workpiece 7 on the processing table 5 the machine tool 1 is clearly established. After the alignment of the workpiece 7 was determined, the laser processing head 4 again to the nozzle changer 9 moved to the touch sensor 11 as described above against a laser processing nozzle 10 exchange.

Auf die oben beschriebene Weise wird somit ein automatisierter Wechsel zwischen dem Bearbeitungsmodus und dem Vermessungsmodus zum Einmessen des Werkstücks 7 und zurück ermöglicht. Weiterhin kann die Bewegung des Messtasters durch die Verwendung des in dem Laserbearbeitungskopf 4 bereitgestellten Schutz-, Hilfs- oder Schneidgases erfolgen, sodass keine zusätzliche Bewegungseinheit hierfür vorgesehen sein muss. Es versteht sich, dass der Berührungssensor auch an anderen als der hier dargestellten Werkzeugmaschine vorteilhaft eingesetzt werden kann, z. B. an so genannten Kombi-Maschinen, welche neben einer Station zur Laserbearbeitung über mindestens eine weitere Bearbeitungsstation, bspw. eine Stanzstation, verfügen.In the manner described above, therefore, an automated change between the processing mode and the measurement mode for measuring the workpiece 7 and back possible. Furthermore, the movement of the probe by the use of the in the laser processing head 4 provided protective, auxiliary or cutting gas, so no additional movement unit must be provided for this purpose. It is understood that the touch sensor also other than the Machine tool shown here can be used advantageously, for. B. on so-called combination machines, which in addition to a station for laser processing via at least one further processing station, eg. A punching station, have.

Claims

Touch sensor ( 11 ) with a sensor body ( 12 ) attached to a laser processing head ( 4 ) of a machine tool ( 1 ) for processing preferably plate-like workpieces ( 7 ), in particular of sheets, can be fastened, characterized in that the sensor body ( 12 ) on the laser processing head ( 4 ) in place of a laser processing nozzle ( 10 ) can be used, that in the sensor body ( 12 ) an electrically conductive and electrically contactable probe ( 15 ) is displaceably guided, in a direction of displacement (Z) from a rest position, wherein the probe ( 15 ) not over the sensor body ( 12 ), is movable into a measuring position at which the probe ( 15 ) from the sensor body ( 12 ) and that the sensor body ( 12 ) the outer dimensions and the shape of a nozzle body of a laser processing nozzle ( 10 ) having.

A touch sensor according to claim 1, wherein the probe ( 15 ) against the action of a restoring force, in particular a spring force, from the rest position into the measuring position is movable.

A touch sensor according to claim 2, which is a spring ( 17 ), on the one hand to the probe ( 15 ) and on the other hand on the sensor body ( 12 ) is stored.

Touch sensor according to one of the preceding claims, in which the measuring probe ( 15 ) in the rest position at a stop ( 18 ) in a bore ( 16 ) of the sensor body ( 12 ) is present.

Touch sensor according to one of the preceding claims, in which the measuring probe ( 15 ) is formed piston-shaped and for movement from the rest position into the measuring position, a control surface ( 19 ) for pressurizing.

Machine tool ( 1 ) for processing preferably plate-like workpieces ( 7 ), in particular sheets, with a laser processing head ( 4 ) and with a touch sensor ( 11 ) whose sensor body ( 12 ) on the laser processing head ( 4 ) in place of a laser processing nozzle ( 10 ), and in its sensor body ( 12 ) an electrically conductive and electrically contactable probe ( 15 ) is displaceably guided, in a direction of displacement (Z) from a rest position, wherein the probe ( 15 ) not over the sensor body ( 12 ), is movable into a measuring position at which the probe ( 15 ) from the sensor body ( 12 protruding), wherein the laser processing head ( 4 ) to the sensor body ( 12 ) subsequent pressure chamber ( 20 ) for pressurizing the measuring probe ( 15 ) with a gas.

Machine tool according to Claim 6, in which the sensor body ( 12 ) the outer dimensions and the shape of a nozzle body of a laser processing nozzle ( 10 ) having.

Machine tool according to claim 6 or 7, wherein the pressure chamber ( 20 ) with a self-venting valve ( 21 ).

Machine tool according to one of claims 6 to 8, which a nozzle changer ( 9 ) to replace the touch sensor ( 11 ) against a laser processing nozzle ( 10 ) having.

Machine tool according to one of claims 6 to 9, which comprises a detector ( 14 ) for detecting the contact of an edge ( 7a - 7d ) of the workpiece ( 7 ) by the probe ( 15 ) and a control unit ( 13 ) for storing the coordinates of touch points of the probe ( 15 ) on edges ( 7a - 7d ) of the workpiece ( 7 ) is designed.

Method for determining the position of an edge ( 7a - 7d ) of a workpiece ( 7 ) with the aid of a touch sensor ( 11 ), one on a laser processing head ( 4 ) of a machine tool ( 1 ) for processing preferably plate-like workpieces ( 7 ), in particular sheets, instead of a laser processing nozzle ( 10 ) attached sensor body ( 12 ), comprising the steps of: moving an electrically conductive and electrically contactable probe ( 15 ), which along a displacement direction (Z) in the sensor body ( 12 ) is displaceably guided, from a rest position at which the probe ( 15 ) not over the sensor body ( 12 ), in a measuring position at which the measuring probe ( 15 ) from the sensor body ( 12 ) and moving the laser processing head ( 4 ) in at least one spatial direction (X, Y, Z) for probing the probe ( 15 ) to the edge ( 7a - 7d ), as well as determining the position of the edge ( 7a - 7d ) by detecting the contact of the edge ( 7a - 7d ) by the probe ( 15 ), whereby to move the probe ( 15 ) from the rest position to the measuring position of the measuring probes ( 15 ) on a control surface ( 19 ) with cutting, protective or auxiliary gas from the machine tool ( 1 ) is pressurized.

Method according to Claim 11, in which the contact of the edge ( 7a - 7d ) by the probe ( 15 ) over one between the workpiece ( 7 ) and the Probe ( 15 ) occurring short circuit is detected.

Method according to Claim 11 or 12, in which, in a preceding step, the touch sensor ( 11 ) by means of a nozzle changer ( 9 ) for changing laser processing nozzles ( 10 ) on the laser processing head ( 4 ) is attached.

Method according to one of claims 11 to 13, wherein in a preceding step the laser processing head ( 4 ) is moved in the displacement direction (Z) until a predefinable distance (H) between the sensor body ( 12 ) and the workpiece ( 7 ) is reached.

Method according to one of claims 11 to 14, wherein when moving the laser processing head ( 4 ) the capacity between the workpiece ( 7 ) and the probe ( 15 ) and / or the sensor body ( 12 ) is determined.

Method according to one of Claims 11 to 15, in which the speed of the laser processing head ( 4 ) is less than 10 mm / min, preferably less than 5 mm / min, as soon as the distance of the probe ( 15 ) from the edge ( 7a - 7d ) is less than 5 mm, preferably less than 1 mm.