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DE102009012858A1 - Device for surface treatment of a workpiece or component such as aircraft wing, comprises a platform on which a laser light source is arranged, and a robot unit that is connected with the platform and has a beam-turning unit - Google Patents

Device for surface treatment of a workpiece or component such as aircraft wing, comprises a platform on which a laser light source is arranged, and a robot unit that is connected with the platform and has a beam-turning unit Download PDF

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Publication number
DE102009012858A1
DE102009012858A1 DE102009012858A DE102009012858A DE102009012858A1 DE 102009012858 A1 DE102009012858 A1 DE 102009012858A1 DE 102009012858 A DE102009012858 A DE 102009012858A DE 102009012858 A DE102009012858 A DE 102009012858A DE 102009012858 A1 DE102009012858 A1 DE 102009012858A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
platform
unit
laser
receiver
robot
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.)
Ceased
Application number
DE102009012858A
Other languages
German (de)
Inventor
Olav G. Schulz
Udo Freyaldenhoven
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.)
SLCR LASERTECHNIK GmbH
Original Assignee
SLCR LASERTECHNIK 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 SLCR LASERTECHNIK GmbH filed Critical SLCR LASERTECHNIK GmbH
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Publication of DE102009012858A1 publication Critical patent/DE102009012858A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/147—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using electro-magnetic technology, e.g. tags or radar
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
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Abstract

The device comprises a platform (22) on which a laser light source (24) is arranged, a robot unit (25) that is connected with the platform and has a beam-turning unit at spatially movable end, and a beam guiding system for guiding the light from the light source up to beam-turning unit such as process head (29). The beam guiding system consists of a light beam sender tightly or movably connected with the platform, and a beam receiver tightly or movably connected with the beam-turning unit. The beam guiding system consists of a light beam sender tightly or movably connected with the platform. The device comprises a platform (22) on which a laser light source (24) is arranged, a robot unit (25) that is connected with the platform and has a beam-turning unit at spatially movable end, and a beam guiding system for guiding the light from the light source up to beam-turning unit such as process head (29). The beam guiding system consists of a light beam sender tightly or movably connected with the platform, and a beam receiver tightly or movably connected with the beam-turning unit. A control unit is provided with a sensor for the detection of relative position and/or the relative movement between the sender and emitter, and a recontrol unit is provided for the warranty of constant relative spatial alignment of receiver to the sender. The beam sender and the beam receiver are arranged to each other in a changeable interval. The light source is carbon dioxide laser, neodymium-yttrium-silver laser, fiber laser or diode laser. The wavelength of the laser beam is 10.6 micrometers and is adjustably formed from the beam source up to the beam-turning unit by means arranged in the area of the platform. Reflectors are provided for the formation of beam path, where two reflectors are variably adjustable to each other in the removal as means arranged in the area of the beam guidance. Further sensors for the detection of a deviation of the beam from the central position of the reflector in the receiver and/or a regulation unit for switching off in infringement of given deviation of the beam are provided. An optical scanning unit is arranged in interval to beam for the detection of object between the sender and receiver for the formation of security unit for switching off the beam. The sensor is formed as a lateral effect diode. A system platform is provided as platform and has two application units such as auxiliary substances, consumable materials, energy system, control units and regulation unit. A buckling arm robot or a gantry robot is used as robot-unit. A driving system (21) having an omnidirectional drive is provided for practicable formation of the platform. A vehicle is provided that is coupled to the platform. The control unit is formed so that the movement is incorporated by the omnidirectional drive in the control of the automatic use. The laser processing of workpiece or component is removing of paint, cleaning, activation, repairing, mechanical ablation, masking for producing mold and structuring on the surface. The surface treatment is surface analysis such as non-destructive-testing or mechanical beam process comprising dry ice, plastic beam means, glass beads or corundum by different laser technologies and/or other mechanical or other automatic processing such as drilling, welding, milling, mounting, cutting or lacquering. An adapter is equipped for connecting the process head with the robot-unit. The adapter is formed so that it couples the process heads on the robot-unit. Independent claims are included for: (1) a beam guiding system; and (2) a method for processing a workpiece or component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks oder eines Bauteils, insbesondere zur Oberflächenbearbeitung eines solchen.The The invention relates to a device for machining a workpiece or a component, in particular for the surface treatment of such.

Zur Bearbeitung von Bauteilen belegt der Laser als Bearbeitungsgerät in vielen Bereichen der Industrie seit langem einen festen Platz. Es wurde beispielsweise im Bereich der Oberflächenbearbeitung auf Faserverbundwerkstoffen in den letzten 10 Jahren industriell großflächig nutzbar gemacht.to Processing of components occupies the laser as a processing device in many Industries have long been a fixture. It was For example, in the field of surface treatment on fiber composites industrialized over a large area over the last 10 years.

Die Laserbearbeitung weist ganz allgemein als besondere Vorteile auf, dass sie trocken und ohne Einsatz von chemischen Substanzen durchgeführt werden kann. Außerdem betrifft es im Allgemeinen ein sauberes, staubfreies Verfahren zur Bearbeitung, bei der zudem keine Materialschädigung stattfindet. Die Laserbearbeitung weist geringe Betriebskosten auf und ist damit im Ergebnis mit einer hohen Wirtschaftlichkeit verbunden.The Laser processing generally has special advantages that they are carried out dry and without the use of chemical substances can. Furthermore it generally concerns a clean, dust-free process for Machining in which no material damage takes place. The laser processing has low operating costs and is thus in the result with a high cost-effectiveness.

Nachteilig ist bei der Nutzung von CO2-Lasern eine Führung des Laserstrahls gemäß dem Stand der Technik allerdings nur über Spiegel möglich. Die dazu notwendige Strahlführung über Strahlarme führt zu einer erheblichen Einschränkung des Anwendungsbereichs. Sie ist dabei statisch ausgelegt, d. h. das zu bearbeitende Bauteil ist zur Bearbeitung an die Lasereinrichtung heran zu führen. Bei flächiger Bearbeitung ist das Bauteil in definierter Weise an der Laservorrichtung entlang zu führen oder der Bearbeitungskopf wird innerhalb des Bearbeitungsbereichs der Vorrichtung am Bauteil entlang geführt.A disadvantage of the use of CO 2 lasers guiding the laser beam according to the prior art, however, only possible through mirrors. The necessary beam guidance via beam arms leads to a considerable limitation of the field of application. It is designed statically, ie the component to be machined is to zoom for processing to the laser device. In planar machining, the component is to be guided along the laser device in a defined manner or the machining head is guided along the component within the machining area of the device.

Bei solchen Laserbearbeitungen kann durch eine Anbindung eines Roboters an lineare Achsen der Einsatzradius einer solchen Bearbeitungsvorrichtung mit Hilfe des Roboters erhöht werden.at Such laser processing can be done by connecting a robot to linear axes of the radius of use of such a processing device increased with the help of the robot become.

Nachteilig sind solche bekannte Anwendungen ausschließlich stationär und deshalb auf die Anwendung in Produktion oder die Wartung von Bauteilen beschränkt, wobei diese Bauteile dann solchen Systemen zugeführt werden müssen. Je größer solche zur Laserbearbeitung vorgesehene Bauteile sodann sind, desto schwieriger gestaltet sich die Positionierung an der Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere im Falle einer großflächigen Laserbearbeitung wie zum Beispiel an einem Flugzeugflügel als Bauteil. Soweit nicht weitere Maßnahmen ergriffen werden, ist es bei den bekannten Bearbeitungsvorrichtungen im Zweifelsfalle sogar unmöglich, eine solche großflächige Bearbeitung vor zu nehmen.adversely Such known applications are exclusively stationary and therefore limited to the application in production or the maintenance of components, wherein these components must then be supplied to such systems. ever bigger ones for laser processing then provided components, the more difficult the positioning on the processing device, especially in the case of large-scale laser processing such for example on an airplane wing as a component. Unless further action is taken is it in the known processing devices in case of doubt even impossible such a large-scale processing to take before.

Gemäß dem Stand der Technik wird bei bekannten Vorrichtungen zur Laserbearbeitung die Laserstrahlung, insofern sie nicht über Lichtwellenleiter geführt werden kann oder aus anderen Gründen werden soll, mittels Spiegeloptiken von der Strahlquelle zum Bearbeitungskopf geführt. Bei beweglichen Arbeitsköpfen geschieht dies mit Hilfe von fliegenden Optiken oder mit Hilfe von flexiblen Strahlarmen. Die Ursache dafür liegt in der Verbindung der Kopfbewegung mit der optischen Ausrichtung, das heißt, die Optik muss nachteilig während der Bewegung des Kopfes immer so ausgerichtet und nachgeführt werden, dass die Laserstrahlung immer optimal justiert im Strahlkopf auftritt. Bei fliegenden Optiken ist dies relativ einfach, da der Umlenkwinkel immer 90° beträgt. Der Strahlarm hingegen kann auch schrägen oder verdrehten Bewegungen folgen, und wird dazu beispielsweise an einen Arm eines Knickarmroboters angeflanscht.According to the state The technique is used in known devices for laser processing the laser radiation, insofar as they are not guided over optical fibers can or for other reasons is to be, by means of mirror optics from the beam source to the processing head guided. For moving work heads This is done with the help of flying optics or with the help of flexible beam arms. The reason for this lies in the connection of the Head movement with the optical alignment, that is, the optics must be detrimental during the movement of the head always be aligned and tracked, that the laser radiation always optimally adjusted occurs in the jet head. For flying optics, this is relatively easy, since the deflection angle always 90 °. Of the Beam arm, however, can also oblique or twisted movements follow, for example, is flanged to an arm of a Knickarmroboters.

Die mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Spiegeln dient dabei der punktgenauen Ausrichtung und Nachführung sowie zur Vermeidung des Strahlaustritts und somit gleichzeitig zur Gewährleistung der Lasersicherheit. Diese technische Ausführung hat aber hinsichtlich der Beweglichkeit des Roboters erhebliche Nachteile. Mit Rücksicht darauf, dass sich Roboter und Strahlarm nur in einem recht engen Feld bewegen können, wird das Arbeitsfeld des Roboters erheblich eingeschränkt. Zudem ist eine große Anzahl von Spiegeln notwendig, um die Beweglichkeit des Systems zu gewährleisten.The mechanical connection between the individual mirrors serves the pinpoint alignment and tracking and to avoid the Beam exit and thus at the same time to ensure laser safety. This technical design but has considerable mobility regarding the robot Disadvantage. With consideration that robot and beam arm only in a fairly narrow Can move field, the working field of the robot is considerably restricted. moreover is a big one Number of mirrors necessary to increase the mobility of the system to ensure.

In den meisten Fällen besteht ein solcher Strahlarm aus zwei Armensegmenten. Zwar könnte die Flexibilität mit Hilfe eines weiteren Segments weiter erhöht werden. Der gesamte Strahlarm wird dadurch jedoch mechanisch instabil und ist nur noch schwer oder gar nicht zu handhaben. Außerdem bedingt eine solche Ausbildung nachteilig eine Erhöhung der Anzahl zum Einsatz kommender Spiegel.In most cases such a beam arm consists of two arms segments. Although the flexibility be further increased with the help of another segment. The entire beam arm However, this is mechanically unstable and is difficult or not to handle. Furthermore Such training disadvantageous increases the Number of mirrors used.

Die bislang eingesetzten Anwendungen der Laserbearbeitung bedingen neben den technischen Voraussetzungen außerdem nachteilig hohe Investitionen, was ein Hinderungsgrund für die weitere Verbreitung solcher Anwendungen darstellt. Im Stand der Technik sind bislang nur Bearbeitungsvorrichtungen bekannt, die nachteilig für jede Technologie jeweils einen eigenen Träger benötigen. Dieser Träger kann jeweils nur zu einer einzigen Anwendung eingesetzt werden. Dadurch entsteht eine hohe Gesamtinvestition, die sich dann in Summe der einzelnen Anwendungen gegenüber manuellen Methoden wirtschaftlich nicht rechnet.The Previously used applications of laser processing require besides the technical conditions also disadvantageous high investments, what a hindrance to represents the wider dissemination of such applications. In the state of Technique so far only processing devices are known, the disadvantageous for Each technology requires its own carrier. This carrier can each used only for a single application. Thereby creates a high total investment, which then in total the individual applications manual methods are not profitable.

Ausgehend von der gemäß dem Stand der Technik bekannten Laserapplikation zur Oberflächenbearbeitung ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereit zu stellen, mit deren Hilfe die Anwendungen der Laseroberflächenbearbeitung breiter nutzbar gemacht werden können. Insbesondere ist es dabei Aufgabe der Erfindung, als Vorrichtung eine automatisierte Lösung, die vorzugsweise mobil ausgebildet ist, bereit zu stellen. Außerdem sollen die Flexibilität der Strahlführung insbesondere beim Einsatz eines CO2-Lasers dabei verbessert werden. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die Laser-Oberflächenbearbeitung mit anderen Anwendungen zusammenführbar ausgebildet wird, sodass mehrere, unterschiedliche Technologien gemeinsam genutzt werden können.Starting from the known laser application for surface treatment according to the prior art, it is an object of the invention to provide a device by means of which the applications of laser surface processing can be made more widely usable. In particular, it is an object of the invention, as a device automated solution, which is preferably mobile designed to provide. In addition, the flexibility of beam guidance should be improved, especially when using a CO 2 laser. Finally, it is an object of the invention to provide a device in which the laser surface treatment is formed mergeable with other applications, so that several different technologies can be shared.

Außerdem ist es ausgehend von einer Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bauteils oder eines Werkstücks mit einer einzigen Applikation Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die mehrere Applikationen durchführen kann und dabei insbesondere mobil und direkt am Werkstück oder Bauteil eingesetzt werden kann, insbesondere bei großen bis sehr großen Objekten wie zum Beispiel von Oberflächen im Bereich der Flugzeugtechnik.Besides that is it starting from a device for machining a component or a workpiece with a single application object of the invention, a device to create that can perform multiple applications, and in particular mobile and directly on the workpiece or component can be used, especially in large to very big Objects such as surfaces in the field of aircraft technology.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Weitere Ausgestaltungen finden sich in den nachfolgenden, auf diesen Patentanspruch rückbezogenen Patentansprüchen.The Task is solved by a device according to claim 1. Further embodiments can be found in the following, on refer back to this claim Claims.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 zur Bearbeitung, insbesondere Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks oder eines Bauteils eine Plattform auf. Auf dieser Plattform ist eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle angeordnet und eine Roboter-Einheit ist mit der Plattform verbunden. Die Roboter-Einheit weist am räumlich beweglichen Ende eine Strahlverwertereinheit aufweist. Außerdem ist ein Strahlführungssystem zum Führen des Lichtes von der Lichtquelle bis zur Strahlverwertereinheit, insbesondere Arbeitskopf. Das Strahlführungssystem enthält mindestens einen mit der Plattform fest oder beweglich verbundenen Lichtstrahlsender und mindestens einen mit der Strahlverwertereinheit fest oder beweglich verbundenen Strahlempfänger. Außerdem sind der Strahlsender und der Strahlempfänger zueinander in einem veränderbaren Abstand angeordnet.to solution the task has the device according to the invention according to claim 1 for machining, in particular surface treatment of a workpiece or a component on a platform. On this platform is a light source, in particular, a laser light source arranged and a robot unit is connected to the platform. The robot unit points at the spatially movable End has a beam utilization unit. In addition, a beam guiding system for To lead the light from the light source to the beam recycling unit, especially working head. The beam guidance system contains at least a light beam transmitter fixed or movably connected to the platform and at least one fixed or movable with the beam utilization unit connected beam receiver. Furthermore the beam transmitter and the beam receiver are mutually in a variable Distance arranged.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, eine Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Strahlführungseinrichtung zu schaffen, die das Licht, ausgehend von einer Lichtquelle bis an den Arbeitskopf am beweglichen Ende der Roboter-Einheit führt und dort zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils eingesetzt werden kann. Dazu weist das erfindungsgemäße Strahlführungssystem wenigstens einen ersten Abschnitt auf, der mit der Lichtquelle verbunden ist sowie einen zweiten Abschnitt, der mit der Lichtverwertereinheit, insbesondere dem Arbeitskopf, verbunden ist. Mit Rücksicht auf die verschiedenen räumlichen Positionen, die der Arbeitskopf mit Hilfe der beweglichen Roboter-Einheit einnehmen soll und die damit verbundenen Positionsänderungen des zweiten Abschnitts relativ zum ersten Abschnitts des Strahlführungssystems wurde erkannt, diese beiden Abschnitte mechanisch zu entkoppeln und dabei einerseits am von der Lichtquelle abgewandten Ende des ersten Abschnitts einen Lichtstrahlsender vor zusehen, aus dem der Lichtstrahl austritt. Andererseits weist im Rahmen der Erfindung der zweite Abschnitt des erfindungsgemäßen Strahlführungssystems an seinem vom Arbeitskopf abgewandten Ende einen Lichtstrahlempfänger zur Aufnahme des vom Sender austretenden Lichtstrahls auf. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass mittels der mechanischen Entkopplung des Lichtstrahls der Arbeitskopf in unterschiedlichsten Positionen eine Laserbearbeitung durchführen kann. Dazu ist vorgesehen, dass Sender und Empfänger so ausgerichtet sind, dass in unterschiedlichen Positionen des Arbeitskopfes durch die relative Einstellung von Sender und Empfänger der aus dem Sender austretende Strahl während des Betriebs vom Empfänger aufgefangen und an den Arbeitskopf weitergeleitet wird.in the Within the scope of the invention, a device with a beam guiding device according to the invention has been recognized to create the light, starting from a light source up leads to the working head at the movable end of the robot unit and there for machining the workpiece or the component can be used. For this purpose, the beam guidance system according to the invention at least a first portion connected to the light source and a second section connected to the light utilization unit, in particular the working head, is connected. With consideration on the different spatial Positions that the working head with the help of the mobile robot unit should take and the associated changes in position of the second portion relative to the first portion of the beam guiding system was recognized to mechanically decouple these two sections and on the one hand at the end facing away from the light source of the first section to watch a light beam transmitter, from which the Light beam emerges. On the other hand, within the scope of the invention the second section of the beam guidance system according to the invention at its from Working head facing away from a light beam receiver for Recording the light beam emitted by the transmitter. To this It is advantageously achieved that by means of the mechanical decoupling the light beam of the working head in a variety of positions perform a laser processing can. For this purpose, it is provided that transmitter and receiver are aligned, that in different positions of the working head by the relative Setting of transmitter and receiver the beam emanating from the transmitter is picked up by the receiver during operation and forwarded to the working head.

Im einfachsten Fall wird nach einer ersten Arbeitsposition bei Änderung dieser Position des Arbeitskopfes vor Einschaltung des Betriebs in einer zweiten Position zur Bearbeitung des Werkstücks die Relativposition von Sender und Empfänger manuell betätigt. Regelmäßig wird sich in einer zweiten gewählten Position die Entfernung von Sender zum Empfänger geändert haben. Je nach Lage kann durch Drehung wenigstens eines der beiden Komponenten der am Sender austretende Lichtstrahl wieder vom Empfänger eingefangen werden. Dazu kann der Sender und/oder der Empfänger beweglich ausgestaltet sein. Falls beide Komponenten des erfindungsgemäßen Strahlführungssystems beweglich einstellbar ausgebildet sind, wird die größtmögliche Freiheit des Arbeitskopfes erhalten.in the The simplest case is after a first working position when changing this position of the working head before switching on the operation in a second position for machining the workpiece, the relative position from transmitter and receiver manually operated. Regularly in a second elected Position have changed the distance from transmitter to receiver. Depending on the location can be through Rotation of at least one of the two components of emerging at the transmitter Light beam again from the receiver be captured. For this purpose, the transmitter and / or the receiver can be moved be designed. If both components of the beam guiding system according to the invention are designed movable adjustable, the greatest possible freedom of the working head.

Die Lichtquelle kann Licht aus verschiedenen Bereichen des Spektrums zur Verfügung stellen, wie zum Beispiel UV-Licht, sichtbares Licht oder Licht im Infrarot-Bereich. Außerdem kann mit Hilfe der Lichtquelle unpolarisiertes oder polarisiertes Licht, ein polychromes oder ein monochromes Lichtbündel zur Verfügung gestellt werden.The Light source can be light from different areas of the spectrum to disposal such as UV light, visible light or light in the room Infrared range. Furthermore can be unpolarized or polarized using the light source Light, a polychromatic or a monochrome light beam for disposal be put.

Vorzugsweise handelt es sich um einen Laser als Lichtquelle, insbesondere beispielsweise mit einer Wellenlänge im Bereich von 0,5 bis 15 Mikrometer, insbesondere einen CO2-Laser im Bereich von 9 bis 11 Mikrometer. Ein solcher Laser ist zur Laserbearbeitung sehr geeignet.Preferably, it is a laser as a light source, in particular for example with a wavelength in the range of 0.5 to 15 micrometers, in particular a CO 2 laser in the range of 9 to 11 micrometers. Such a laser is very suitable for laser processing.

Es wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass durch die Ausbildung des Strahlführungssystems mit einem Sender und Empfänger im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Strahlverwertereinheit am freien Ende der Roboter-Einheit eine sehr flexiblen Strahlführung realisiert wird, insbesondere zu bezeichnen als Strahlführungstracker, mit mechanisch nicht miteinander verbundenem Strahlsender/emittenten und Strahlempfänger.It has been recognized within the scope of the invention that by forming the beam guidance system with a transmitter and receiver in the beam path between the light source and beam utilization unit at the free end of the robot unit a very fle xible beam guidance is realized, in particular to designate as Strahlführungstracker, with mechanically non-interconnected beam emitter / emitter and beam receiver.

Als Strahlsender wird dabei eine Komponente des Strahlführungssystems bezeichnet, aus der der Laserstrahl austreten kann in den Raum. Als Strahlempfänger wird eine Komponente des Strahlführungssystem bezeichnet, die in Abstand zu dem Strahlsender den im Raum eingetretenen Laserstrahl wieder auffangen kann, so dass der Strahl im Strahlführungssystem hinter dem Empfänger an die Strahlverwertereinheit weitergeleitet werden kann. Aufgrund der fehlenden mechanischen Kopplung kann der Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger in weiten Bereichen frei gewählt werden, so dass das erforderliche Licht zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils der Strahlverwertereinheit am Roboterende der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichsten Positionen zugeführt werden kann.When Beam transmitter is thereby a component of the beam guidance system denotes, from which the laser beam can escape into the room. As a beam receiver becomes a component of the beam guidance system referred to, which in distance to the beam emitter occurred in the room Laser beam can catch up again, allowing the beam in the beam guidance system behind the receiver can be forwarded to the beam utilization unit. by virtue of The lack of mechanical coupling can be the distance between the Transmitter and the receiver freely chosen in wide ranges so that the required light for machining the workpiece or the component of the beam utilization unit at the robot end of the device according to the invention can be supplied in a variety of positions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Regelungseinheit auf mit einer Sensorik zur Erfassung der relativen Positionen und/oder der relativen Bewegung zwischen Sender und Empfänger und Nachregeleinheit(en) zum automatischen Folgen der Bewegung des Strahlempfängers bzw. zur Gewährleistung der konstanten räumlichen Ausrichtung von Empfänger zum Sender.In a further advantageous embodiment, the inventive device a control unit with a sensor for detecting the relative positions and / or the relative movement between transmitter and receiver and tracking unit (s) for automatically following the movement of the beam receiver or to guarantee the constant spatial Alignment of receiver to the transmitter.

Es wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dazu mehrere Sensoren an jeweils dem Sender und dem Empfänger zur Erfassung der relativen Position des Senders und des Empfängers zueinander anzuordnen. Mit Hilfe einer diese Sensorsignale verarbeitenden Regelungs- und Steuerungseinheit wird dann im Rahmen der Erfindung während des Betriebs sichergestellt, dass der aus dem Sender austretende Strahl auf den Empfänger auftrifft. Dabei kann der Abstand vom Sender zum Empfänger variiert werden, soweit sichergestellt ist, dass zu jedem Zeitpunkt der Sender und der Empfänger zueinander in der Achse des Lichtstrahls angeordnet sind.It was recognized within the scope of the invention, to several sensors each the transmitter and the receiver for detecting the relative position of the transmitter and the receiver to each other to arrange. With the aid of a control system processing these sensor signals and control unit is then within the scope of the invention during the Ensuring that the emanating from the transmitter beam on the receiver incident. The distance from the transmitter to the receiver can be varied as far as it is ensured that at all times the transmitter and the receiver are arranged to each other in the axis of the light beam.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass bei dieser vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Betrieb der Laserbearbeitung auch bei kontinuierlicher Änderung der Position des Arbeitskopfes ununterbrochen fortgeführt werden kann dank der Regelungseinheit, die sicherstellt, dass der aus dem Sender austretende Strahl den Empfänger ständig zur Weiterleitung an den Arbeitskopf erreicht. Ganz allgemein folgt dabei der Strahlsender zum Nachfolgen einer Bewegung des Strahlempfängers oder auch umgekehrt.in the Under the invention it has been recognized that in this advantageous embodiment the device according to the invention the operation of the laser processing even with continuous change the position of the working head are continuously continued thanks to the control unit, which ensures that the out of the Sender emerging beam the receiver constantly for forwarding to the Working head reached. In general, the beam emitter follows for following a movement of the beam receiver or vice versa.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Regelungseinheit auf mit einer Sensorik zur Erfassung einer Relativbewegung zwischen Sender und Empfänger und Nachregeleinheit(en) zum Folgen einer Drehbewegung des Strahlempfängers um die Achse des Lichtstrahls bzw. Gewährleistung der radialen Ausrichtung vom Empfänger zum Sender. Auf diese Weise kann beispielsweise bei Einsatz von polarisiertem Licht die Orientierung der Polarisation vom Sender auf den Empfänger unverändert übertragen werden. Es wurde erkannt, dass eine Orientierung des Strahlquerschnitts am Ort des Werkstücks oder des Bauteils zur Bearbeitung eine bestimmte Form wie zum Beispiel eine Ovalform oder Rechtecksform aufweisen kann. Vorteilhaft wird in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfe der Drehregelungseinheit die Orientierung dieser Strahlform während der Oberflächenbearbeitung beibehalten oder gegebenenfalls auch in vorbestimmter Weise gedreht.In a further embodiment of the invention, the device a control unit with a sensor for detecting a Relative movement between transmitter and receiver and readjustment unit (s) for following a rotational movement of the beam receiver about the axis of the light beam or warranty the radial orientation from the receiver to the transmitter. To this Way, for example, when using polarized light orientation the polarization from the transmitter to the receiver are transmitted unchanged. It was recognized that an orientation of the beam cross section at the location of workpiece or the component for machining a certain shape such as a Oval or rectangular shape may have. It is advantageous in this embodiment the device according to the invention with the help of the rotation control unit, the orientation of this beam shape while the surface treatment maintained or possibly also rotated in a predetermined manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel im Bereich der Strahlführung, vorzugsweise im Bereich der Plattform auf, die bewirken, dass die Weglänge des Laserstrahls von der Strahlquelle bis zur Strahlverwertereinheit einstellbar ausgebildet wird. Es wurde erkannt, dass es bei bestimmten Anwendungen erforderlich oder vorteilhaft sein kann, die gesamte Weglänge des Strahls von der Lichtquelle bis zur Strahlverwertereinheit beispielsweise konstant zu halten. Mit Rücksicht auf die Roboterbewegungen der Verwertereinheit während der Bearbeitung des Werkstücks kann sich jedoch der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändern. Mit Hilfe der genannten Mittel kann diese Änderung kompensiert werden.In a further advantageous embodiment, the inventive device Means in the field of beam guidance, preferably in the area of the platform, which cause the path length the laser beam from the beam source to the beam utilization unit is formed adjustable. It has been recognized that there are certain Applications may or may not be beneficial to the whole path length the beam from the light source to the beam utilization unit, for example to keep constant. With consideration on the robot movements of the utilization unit during the machining of the workpiece can However, the distance between transmitter and receiver change. With the help of the mentioned Means can this change be compensated.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Mehrzahl von Spiegeln zur Bildung des Strahlweges vorgesehen, wobei wenigstens zwei Spiegel in der Entfernung zueinander variabel einstellbar sind als Mittel im Bereich der Strahlführung, die bewirken, dass die Weglänge des Laserstrahls von der Strahlquelle bis zur Strahlverwertereinheit einstellbar ausgebildet wird.In an advantageous embodiment The invention in the device according to the invention a plurality provided by mirrors for forming the beam path, wherein at least two mirrors in the distance from each other are variably adjustable as a means in the field of beam guidance, which cause the path length of the laser beam from the beam source to the beam utilization unit adjustable is trained.

Solche Spiegelsysteme lassen sich in vorteilhafter Weise ebenfalls auf der Plattform anordnen.Such Mirror systems can be advantageously also on to arrange the platform.

Zur Gewährleistung der Sicherheit beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einer vorteilhaften Ausführungsform wenigstens einen weiteren Sensor zur Erfassung eines Abweichens des Strahls von der zentralen Position des Spiegels innerhalb des Empfängers vorgesehen. Mit Hilfe einer Regelungseinheit kann bei Überschreitung einer vorgegebenen Abweichung des Strahls von der ein zu haltenden Position am Spiegel im Empfänger der Strahlbetrieb rechtzeitig abgeschaltet werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass der aus dem Sender austretende Strahl nur auf den Spiegel bzw. den dazu vorgesehenen Bereich des Spiegels im Empfänger auftrifft. In vorteilhafter Weise verhindert dieses rechtzeitige Ausschalten, dass die dem auffangenden Spiegel benachbarten Bereiche der Vorrichtung beschädigt werden.To ensure safety during operation of the device according to the invention, in an advantageous embodiment, at least one further sensor is provided for detecting a deviation of the beam from the central position of the mirror within the receiver. With the help of a control unit, when a predetermined deviation of the beam from a position to be held on the mirror in the receiver is exceeded, the beam operation can be switched off in good time. On In this way it is achieved that the beam emerging from the transmitter impinges only on the mirror or the area of the mirror provided in the receiver. Advantageously, this timely turn-off prevents the areas of the device adjacent to the intercepting mirror from being damaged.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine insbesondere mit Hilfe weiterer Sensoren gebildete, optische Abtasteinheit im Abstand zum Strahl um den Strahl herum aufweisen zur Erfassung von Gegenständen im freien Raum zwischen Sender und Empfänger, die sich dort dem Strahl nähern wollen. Es wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass die Abtasteinheit in solchen Fällen diese Gegenstände rechtzeitig erfasst, bevor sie in den Strahl eintreten könnten. Zur Bildung einer Sicherungseinheit wird der Strahl rechtzeitig abgeschaltet. Damit wird auf sehr vorteilhafte Weise vermieden, dass solche Gegenstände vom Strahl im freien Bereich zwischen Sender und Empfänger erfasst und gegebenenfalls beschädigt werden können.at a further embodiment According to the invention, the device according to the invention can be a particular formed with the help of other sensors, optical scanning unit in Distance to the beam around the beam around for the detection of objects in the free space between transmitter and receiver, which is there the beam draw closer want. It has been recognized within the scope of the invention that the scanning unit in such cases these items on time detected before they could enter the beam. To form a fuse unit the beam is switched off in time. This will be very beneficial Way, avoid such objects from the beam in the free area between transmitter and receiver recorded and possibly damaged can be.

Im Rahmen der Erfindung kann oder können unterschiedliche, auf die Bedürfnisse der jeweiligen Applikation abgestimmte Sensoren gewählt werden. Eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wenigstens eine Lateraleffektdiode als wenigstens einen Sensor, insbesondere mehrere Lateraleffektdioden, vorgesehen. Diese Art von Sensoren weist sehr vorteilhaft eine sehr hohe Auflösung sowie eine hohe Geschwindigkeit auf und wird dazu beitragen, dass die unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Präsizion in der Bewegung und des Verfahrensablauf der Laserbearbeitung aufweisen. Es wurde erkannt, dass dadurch wiederum die Arbeitssicherheit beim Einsatz und die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erhöht werden.in the The scope of the invention may or may not be different, to the needs the particular application selected sensors are selected. A special embodiment the device according to the invention is at least one lateral effect diode as at least one sensor, in particular a plurality of lateral effect diodes. This kind of Sensors very advantageous has a very high resolution as well a high speed up and will help that different embodiments the device according to the invention a high degree of praise in the movement and the procedure of the laser processing have. It was recognized that in turn the safety at work Commitment and reliability the device according to the invention further increased become.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird als Plattform eine Systemplattform gewählt. Dabei kann diese Systemplattform wenigstens zwei Einheiten aus der Gruppe (Hilfsstoffen, Verbrauchsmaterialien, Energiesysteme, Steuerungseinheiten, Kontrolleinheiten) aufweisen. Damit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedliche Anwendungen der Laserbearbeitung oder auch andere Applikationen nach einander oder gleichzeitig an dem Werkstück oder dem Bauteil im Rahmen der Oberflächenbearbeitung durchgeführt werden, ohne auf mehrere einzelne Geräte angewiesen zu sein. Damit wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zu einem Gerät mit mehreren Applikationen der Oberflächenverarbeitung.In a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention is chosen as platform a system platform. This system platform can be at least two units from the group (excipients, consumables, Energy systems, control units, control units). With that you can with the device according to the invention different applications of laser processing or others Applications after each other or simultaneously on the workpiece or the component in the context of surface treatment carried out without relying on several individual devices. This will be the device according to the invention to a device with several applications of surface processing.

Zur Erhöhung der räumlichen Freiheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können mehrere Roboter-Einheiten auf der Plattform vorgesehen sein. Auch ist es vorstellbar, dass zur fahrbaren Ausbildung der Plattform ein Fahrsystem, insbesondere ein ein omnidirektionaler Antrieb aufweisendes Fahrsystem vorgesehen ist. Dabei kann zur automatischen Ansteuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dieses Fahrsystem, insbesondere der omnidirektionale Antrieb in die Steuerung der automatischen Anwendung mit aufgenommen werden. Insofern die erfindungsgemäße Vorrichtung ein zum Plattform abkoppelbares Fahrsystem, insbesondere ein Fahrzeug, aufweist, wird die universale Einsetzbarkeit auch bei mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Oberflächenbearbeitung weiter erhöht. Die Maßnahmen zur Mobilität der Plattform führen dazu, dass der Aktionsradius der Vorrichtung nicht auf den durch den Roboter bedingten, beschränkten Radius beschränkt ist. Vielmehr kann die Verfahrbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung als weiterer Freiheitsgrad unmittelbar in den Laserbearbeitungsprozess mit aufgenommen werden. Auf diese Weise können Werkstücke oder Bauteile in einem einzigen zusammenhängenden Arbeitsgang bearbeitet werden, die über den beschränkten Aktionsradius des Roboters sogar weit hinausgehen. Durch Einsatz des omnidirektionalen Antriebs als fahrbares System wird ein hoch sensibles und präzise steuerbares Element in Kombination mit der hohen Ortpräzision des Roboters zur Laserbearbeitung über grosse Entfernungen erzielt kombiniert, was unmittelbar zu einer enormen Steigerung der Qualität, insbesondere großflächiger Laserbearbeitungen führt. Solche Vorrichtungen sind deshalb sogar beispielsweise am Ort eines Flugzeuges einsetzbar zur großflächigen Bearbeitung zum Beispiel des Rumpfes oder der Flugzeugflügel.to increase the spatial Freedoms of the device according to the invention can several robot units may be provided on the platform. Also It is conceivable that the mobile training of the platform a driving system, in particular an omnidirectional drive exhibiting Driving system is provided. It can be used for automatic control the device according to the invention this driving system, in particular the omnidirectional drive in the automatic application control is included. In this respect, the device according to the invention a decoupling to the platform driving system, in particular a vehicle, has the universal applicability even with several devices according to the invention for surface treatment further increased. The measures to mobility lead the platform to that the action radius of the device is not on the through the robot conditional, limited Radius limited is. Rather, the mobility of the device according to the invention as additional degree of freedom directly into the laser processing process to be included. In this way, workpieces or components in one single coherent Operation will be processed beyond the limited radius of action even go far out of the robot. By using the omnidirectional Drive as a mobile system becomes a highly sensitive and precisely controllable Element in combination with the high local precision of the laser for large-scale laser processing Combined distances achieved, which immediately became a huge Increase in quality, in particular large-scale laser processing leads. Such devices are therefore even in place, for example Aircraft can be used for large-scale machining for example, the hull or the aircraft wing.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vor allem eingesetzt werden zur Bearbeitung großflächiger Strukturen wie zum Beispiel eine Flugzeugstruktur, insbesondere einen Flugzeugflügel als Werkstück oder Bauteil. Sehr vorteilhaft sind die im Rahmen der Erfindung gegebene, große Bewegungsfreiheit in Kombination mit der hohen örtlichen Genauigkeit der Strahlverwertereinheit, insbesondere auch als Arbeitskopf der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezeichnet.The inventive device Above all, it can be used for processing large-area structures such as an aircraft structure, in particular an aircraft wing as workpiece or component. Very advantageous are those within the scope of the invention given, big Freedom of movement in combination with the high local accuracy of the beam utilization unit, in particular also referred to as the working head of the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft einsetzbar bei einer einzigen Applikation oder mehreren Applikationen der Gruppe (NDT-Bearbeitung, Lackieren, Oberflächenanalyse, Entlacken, Reinigen, Aktivieren, Reparatur, mechanische Abtragung, Maskieren zur Erzeugung von Formen und Strukturen auf der Oberfläche) als Laserbearbeitung des Werkstückes oder Bauteils. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu geeignet, gleichzeitig oder nacheinander eine Applikation oder mehrere Applikationen aus der Gruppe mechanischer Strahlverfahren, zumindest umfassend Trockeneis, Kunststoffstrahlmittel, Glasperlen oder Korund ggfs. mit Hilfe verschiedener Lasertechnologien, sowie sonstiger mechanischer oder anderweitiger automatisierbarer Bearbeitungen, wie zum Beispiel Bohren, Schweißen, Fräsen, Schäften, Schleifen und Lackieren durch zu führen. Damit wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zu einem universell einsetzbaren Oberflächenbearbeitungsgerät.The device according to the invention can advantageously be used in a single application or several applications of the group (NDT processing, painting, surface analysis, paint stripping, cleaning, activation, repair, mechanical removal, masking for the production of molds and structures on the surface) as laser processing of the workpiece or component. In addition, the device according to the invention is suitable for simultaneously or successively one or more applications of the group of mechanical Blasting method, at least comprising dry ice, plastic blasting agents, glass beads or corundum, if necessary, with the help of various laser technologies, as well as other mechanical or otherwise automatable machinings, such as drilling, welding, milling, shanks, grinding and painting lead through. Thus, the device of the invention becomes a universally applicable surface processing device.

Die Aufgabe wird außerdem durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 21 gelöst. Weitere Ausgestaltungen finden sich in den nachfolgenden, auf diesen Patentanspruch rückbezogenen Patentansprüchen.The Task will as well by a device according to claim 21 solved. Further embodiments can be found in the following, to this Claim back Claims.

Im Rahmen der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 21 zur Bearbeitung, insbesondere Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks oder eines Bauteils, eine Plattform auf, sowie eine Roboter-Einheit, die mit dieser Plattform verbunden ist. Das bewegliche Ende dieser Roboter-Einheit weist einen Arbeitskopf zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils auf. Außerdem ist als Plattform eine Systemplattform vorgesehen und weist sie wenigstens zwei Applikationseinheiten aus der Gruppe (NDT-Bearbeitung, Materialbearbeitung, Oberfächenanalyseverfahren, Einheiten zu Hilfsstoffen, Verbrauchsmaterialien, Energiesysteme, Steuerungseinheiten, Kontrolleinheiten) aufweist. Zur Durchführung mehrerer Anwendungen zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils ist ein Adapter zur Verbindung eines jeweils auf die gewählte Applikation abgestimmten Arbeitskopfes vorgesehen.in the Frame of the invention comprises the device according to the invention according to claim 21 for machining, in particular surface treatment of a workpiece or a component, a platform, and a robot unit, which is connected to this platform. The moving end of this Robot unit has a working head for machining the workpiece or of the component. Furthermore is provided as platform a system platform and assigns it at least two application units from the group (NDT processing, Material processing, surface analysis methods, Units for excipients, consumables, energy systems, Control units, control units). To carry out several Applications for machining the workpiece or the component is a Adapter for the connection of a respectively adapted to the selected application Working head provided.

Es wurde erkannt, dass auf diese Weise ein multifunktionales Gerät erhalten wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung vereinigt in sich sehr vorteilhaft mehrere Applikationen. Die Vorrichtung sieht für wenigstens zwei Applikationen vor, alle dazu benötigten Einheiten zur Durchführung der Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils bereits auf zu weisen. Es ist damit vorteilhaft nicht mehr erforderlich, mehrere solcher Vorrichtungen mit jeweils einer einzelnen Applikation einzusetzen.It it was recognized that in this way receive a multifunctional device becomes. The device according to the invention combines in itself very advantageous several applications. The device looks for at least two applications before, all the units required to carry out the Machining the workpiece or the component already on. It is therefore advantageous no longer necessary, several such devices with each to use a single application.

Insbesondere bei Applikationen die zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils zeitlich sehr kurz nach einander durch zu führen sind, ist mit Hilfe des Adapters sichergestellt, dass die Vorrichtung in der verbleibenden Position gehalten werden kann und dabei lediglich der erste, auf eine erste Applikation abgestimmte Arbeitskopf entfernt und sodann ein zweiter, auf die zwei Applikation abgestimmte Arbeitskopf befestigt wird. Damit wird sowohl hinsichtlich der benötigten Zeit zum Einsatz der zweiten Applikation ein großer Zeitvorteil erreicht. Außerdem wird die unveränderte Position der Vorrichtung zum zu bearbeitenden Werkstück oder Bauteil beibehalten werden können. Damit erhöht sich die örtliche Genauigkeit der nachfolgenden Bearbeitung auf der Oberfläche des Werkstückes oder des Bauteils. Der Zeitvorteil des Wechsels des Arbeitskopfes als auch die Genauigkeit der Position der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden um so mehr verstärkt je größer das zu bearbeitende Werkstück oder Bauteil und/oder je größer und/oder schwerer die erfindungsgemäße Vorrichtung. Schließlich ist ein wirtschaftlicher Vorteil gegeben durch die Einsparungen zur Besorgung einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung einer weiteren Anwendung.Especially in applications that are very time-consuming for machining the workpiece or the component to pass shortly after each other are, with the help of the adapter is ensured that the device can be held in the remaining position while only the first, on a first application tuned working head removed and then a second working head adapted to the two applications is attached. This will both in terms of the time required achieved a great time advantage for the use of the second application. In addition, will the unchanged Position of the device to be machined workpiece or Component can be retained. With it increased the local accuracy the subsequent processing on the surface of the workpiece or of the component. The time advantage of changing the working head as also the accuracy of the position of the device according to the invention are reinforced all the more the bigger that workpiece to be machined or component and / or the larger and / or heavier the device according to the invention. After all is an economic advantage given by the savings to Obtaining a further device for carrying out a further application.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Patentanspruch 22 einen Adapter aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er gleichzeitig mehrere Arbeitsköpfe aufnehmen und somit gleichzeitig an die Roboter-Einheit koppelt.Especially Advantageously, the device according to the invention according to claim 22 have an adapter which is designed so that it simultaneously several working heads record and thus simultaneously coupled to the robot unit.

Es wurde erkannt, dass auf diese Weise die genannten Vorteile der Zeiteinsparung sowie der Positionsgenauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verstärkt werden.It It has been recognized that in this way the stated advantages of saving time and the position accuracy of the device according to the invention are further enhanced.

Bei der weiteren Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kommen in den einzelnen vorteilhaften oder sehr vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Patentansprüchen 23 bis 32 Merkmale zum Einsatz, wie sie bereits hier oben im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder in auf diesem rückbezogenen Patentansprüchen beschrieben und erläutert wurden. Diese Ausführungen erstrecken sich damit entsprechend auch auf die beanspruchten Gegenstände der Patentansprüche 23 bis 32. Damit wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in diesen Ausführungsformen ebenfalls zu einem universell einsetzbaren Oberflächenbearbeitungsgerät.at The further embodiment of this device according to the invention come into the individual advantageous or very advantageous embodiments according to claims 23 to use 32 features as they are already up here in the frame the device according to the invention Claim 1 or described in on this back-related claims and explained. These designs extend accordingly also to the claimed objects of claims 23 to 32. Thus, the device according to the invention in these embodiments also to a universally applicable surface processing device.

Die Erfindung ist im Folgenden an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele und Figuren näher erläutert. Dazu zeigen:The Invention is described below with reference to several embodiments and figures explained in more detail. To demonstrate:

1 Strahlführungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 Beam guiding system of the device according to the invention;

2 eine erste mobile Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a first mobile embodiment of the device according to the invention;

3 eine zweite mobile Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 3 a second mobile embodiment of the device according to the invention.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Strahlführungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Eine Lichtquelle, hier eine Laserquelle 11, ist auf einer hier nicht dargestellten Plattform positioniert und erzeugt Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge. Es kann sich dabei um einen CO2-Laser mit einer Wellenlänge im Bereich von 9 bis 11 Mikrometer handeln. Der aus dem Laser heraustretende Laserstrahl wird mit Hilfe eines aus Spiegeln und gegebenenfalls anderen optischen Komponenten gebildeten Strahlformungssystems 12 zu einem Strahlsender 13 geführt. In diesem ist zumindest ein Spiegel enthalten, der den Strahl aus diesem ersten, mit der Plattform verbundenen Bereich 11, 12, 13 herausführt (an der schematisch schrägen Seite des zum Strahlsender 13 gehörenden Dreiecks 13 in der 1).In the 1 an inventive beam guidance system of the device according to the invention is shown schematically. A light source, here a laser source 11 , is positioned on a platform not shown here and generates laser light of a certain wavelength. It can be a CO 2 laser with a wavelength in the range of 9 to 11 microns. The from the Laser emerging laser beam is using a formed of mirrors and optionally other optical components beam forming system 12 to a beam transmitter 13 guided. In this at least one mirror is included, the beam from this first, connected to the platform area 11 . 12 . 13 leads out (on the schematically oblique side of the beam emitter 13 belonging triangle 13 in the 1 ).

Der gestrichelte, fettgedruckte Pfeil 14 in der 1 repräsentiert den austretenden Strahl 14 im Bereich zwischen dem Strahlsender 13 und dem Empfänger 15, der in der Konstruktion vergleichbar zur Aufnahme des Strahls 14 ausgebildet sein kann, und ebenfalls – in der 1 nicht dargestellt – einen Spiegel zur Aufnahme des Strahl in den zweiten Bereich 15, 17, 18 des Strahlführungssystems aufweist.The dashed, bold arrow 14 in the 1 represents the exiting beam 14 in the area between the beam transmitter 13 and the receiver 15 , which is similar in construction to the beam 14 can be trained, and also - in the 1 not shown - a mirror for receiving the beam in the second area 15 . 17 . 18 of the beam guidance system.

Dieser bewegliche, zweite Bereich 15, 17, 18 ist zur flächigen Bearbeitung am oberen Ende eines Roboters befestigt. Ausgehend von dem Strahlempfänger 15 wird der Strahl soweit erforderlich über eine weitere optische Strahlformungseinheit 18 an die als Arbeitskopf 17 in der 1 dargestellte Strahlverwertereinheit weiter geleitet. Am Arbeitskopf 17 steht der Strahl sodann zur Oberflächenbearbeitung eines Bauteils oder eines Werkstücks zur Verfügung.This moving, second area 15 . 17 . 18 is attached to the top of a robot for surface treatment. Starting from the beam receiver 15 If necessary, the beam is transmitted via a further optical beam shaping unit 18 to the as a working head 17 in the 1 forwarded illustrated beam utilization unit. At the working head 17 the beam is then available for the surface treatment of a component or a workpiece.

Aufgrund der möglichen Bewegung des zweiten Bereichs 15, 17 18 relativ zum ersten Bereich 11, 12, 13 ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, den Strahlsender 13 und/oder den Strahlempfänger 14 nachführbar aus zu bilden. Zu einer automatischen Regelung dieser Nachführung weisen der Strahlsender 13 und der Strahlempfänger 15 eine Mehrzahl Sensoren sowie eine Regelungseinheit auf, sodass sichergestellt ist, dass der austretende Strahl 14 im Betrieb immer den Spiegel des Empfängers 15 erreicht. Dazu sind schematisch in der 1 vier Sensoren 16 dargestellt (punktiert), jeweils paarweise zur Erfassung ihrer Relativposition zum jeweils gegenüberliegenden Sensor. Die beiden Realtivpositionen sind in der 1 durch zwei gestrichelte, zwischen Sender 13 und Empfänger 14 angeordnete Linien dargestellt. Die vier in 1 trapezförmig dargestellten Sensoren sichern das Folgen von Sender und Empfänger mit Hilfe einer (Nach-)Regelungseinheit. Dazu kann vorgesehen sein, dass der Strahlsender oder der Strahlempfänger drehbar ausgebildet ist. Zur Erhöhung der Freiheitsgrade der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind sowohl der Sender als auch der Empfänger zum zu einander relativen Ausrichten drehbar ausgebildet. Die Sensoren 16 können auch gleichzeitig zur Erfassung von Gegenständen eingesetzt werden, die unbeabsichtigt im Bereich des ausgetretenen Strahls 14 gelangen. Mit Hilfe dieser Sensoren 16 kann der Strahl zur Erhöhung der Arbeitssicherheit mit Hilfe einer geeigneten Regelung sofort abgeschaltet werden.Due to the possible movement of the second area 15 . 17 18 relative to the first area 11 . 12 . 13 it is provided in the context of the invention, the beam emitter 13 and / or the beam receiver 14 trackable to form. For an automatic control of this tracking point the beam emitter 13 and the beam receiver 15 a plurality of sensors and a control unit, so that it is ensured that the exiting beam 14 in operation always the mirror of the receiver 15 reached. These are schematically in the 1 four sensors 16 represented (dotted), in pairs to detect their relative position to the respective opposite sensor. The two realtiv positions are in the 1 by two dashed, between transmitter 13 and receiver 14 arranged lines shown. The four in 1 Trapezoidal sensors secure the tracking of transmitter and receiver with the help of a (Nach-) control unit. For this purpose, it may be provided that the beam transmitter or the beam receiver is designed to be rotatable. To increase the degrees of freedom of the device according to the invention, both the transmitter and the receiver are designed to be rotatable relative to each other. The sensors 16 can also be used at the same time for the detection of objects that unintentionally in the area of the leaked beam 14 reach. With the help of these sensors 16 the beam can be switched off immediately to increase safety at work by means of a suitable control.

Im Ergebnis ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit diesem Strahlführungssystem gemäß 1 zum definierten, dreidimensionalen frei drehbaren Führen eines Laserstrahls von einer Strahlquelle bis zu einem Strahlverwerter geeignet.As a result, the device according to the invention with this beam guidance system according to 1 for defined, three-dimensional freely rotatable guiding a laser beam from a beam source to a beam recycler suitable.

Es ist vorstellbar, im Bereich des Strahlformungssystems 12 eine variable Spiegelanordnung vor zu sehen, die die auftretenden Variationen des Abstandes zwischen dem Sender 13 und dem Empfänger 15 kompensieren kann, beispielsweise durch insbesondere zueinander verschiebbare Spiegel im Bereich des Systems 12.It is conceivable in the field of beam shaping system 12 a variable mirror arrangement to see the occurring variations of the distance between the transmitter 13 and the receiver 15 can compensate, for example, in particular by mutually displaceable mirror in the range of the system 12 ,

Als Roboter-Einheit kommen Industrieroboter in Betracht, insbesondere ein Knickarm-Roboter oder ein Gantry-Roboter.When Robotic unit are considered industrial robots, in particular an articulated arm robot or a gantry robot.

In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in mobiler Ausführung dargestellt. Eine Systemplattform 22 ist mit Hilfe eines Fahrzeuges 21 (gestrichelt dargestellt in der 2) fahrbar auf einem Raumboden 20 ausgebildet. Dabei kann es sich um ein, einen omnidirektionalen Antrieb aufweisendes, Fahrsystem handeln, sodass die Mobilität und die Präzision zur Ansteuerung der Strahlverwertereinheit zur Laserbearbeitung des Werkstücks weiter erhöht werden. Auf der Plattform ist eine Mehrzahl von Applikationen angeordnet. Neben einer Stromversorgung 208 als eine Art der Medienversorgung 208 und Mittel zur Durchführung einer Applikationseinheit 204 zur weiteren Bearbeitung des Bauteils, wie zum Beispiel eine NDT-Applikation ist eine Laserquelle 24 vorgesehen. Außerdem ist ein Roboter 25 auf einer Achseneinheit 23 zum Verfahren des Roboters 25 in einer oder mehreren Dimensionen positioniert. Eine weitere Medienversorgung 209 ist außerhalb der Vorrichtung angeordnet. Allgemein kann als weitere Medienversorgung 208 oder 209 ein Absaugfilter, eine Kühlwassereinheit, ein Kompressor oder auch ein Behälter mit beispielsweise Lack oder Strahlmitteln oder sogar eine Medienentsorgungseinheit 208 oder 209 vorgesehen sein. Am oberen Ende des Roboters ist über einen Adapter 28 wenigstens ein Arbeitskopf 29 befestigt. Im oberen Bereich 27 des Roboters 25 oder direkt am Arbeitskopf 29 kann eine weitere Sensorik vorgesehen sein, beispielsweise zur Erfassung der Position des Arbeitskopfes zum Werkstück.In the 2 schematically a device according to the invention is shown in a mobile version. A system platform 22 is with the help of a vehicle 21 (dashed lines in the 2 ) mobile on a room floor 20 educated. This can be a drive system having an omnidirectional drive, so that the mobility and precision for controlling the beam utilization unit for laser processing of the workpiece are further increased. On the platform a plurality of applications is arranged. In addition to a power supply 208 as a kind of media supply 208 and means for performing an application unit 204 for further processing of the component, such as an NDT application is a laser source 24 intended. There is also a robot 25 on an axis unit 23 for moving the robot 25 positioned in one or more dimensions. Another media supply 209 is located outside the device. Generally, as a further media supply 208 or 209 a suction filter, a cooling water unit, a compressor or a container with, for example, paint or blasting agents or even a media disposal unit 208 or 209 be provided. At the top of the robot is over an adapter 28 at least one working head 29 attached. In the upper area 27 of the robot 25 or directly at the working head 29 can be provided a further sensor, for example, for detecting the position of the working head to the workpiece.

Ganz allgemein ist durch das Rechteck 26 in der 2 eine Medienführung 26 dargestellt, um an zu deuten, dass es sich dabei handeln kann um das Strahlführungssystem aus 1. Es kann sich aber auch um weitere, mehrere Medienführungen 26, wie zum Beispiel Stromleitungen oder Lacktransportröhre im Rahmen der Lackierung als Applikation handeln, soweit auch diese generell von der Plattform aus bis an den Arbeitskopf heran zu führen sind.Generally speaking, through the rectangle 26 in the 2 a media guide 26 shown to indicate that this may be the beam guiding system 1 , It can also be more, several media guides 26 , such as power lines or paint transport tube in the context of painting as an application, as far as these are generally zoom out of the platform to the working head zoom.

Zur weitgehenden Automatisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 2 zur Durchführung einer oder mehrerer Applikationen ist eine auf oder außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Kontrolleinheit sowie eine auf oder außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Steuerungseinheit vorgesehen, die zum Beispiel die räumliche Bewegung des Roboters oder die Relativbewegung des Senders zum Empfänger gemäß 1 kontrollieren und/oder steuern sollen.For extensive automation of the device according to the invention 2 For carrying out one or more applications, a control unit arranged on or outside the device according to the invention and a control unit arranged on or outside the device according to the invention are provided which, for example, control the spatial movement of the robot or the relative movement of the transmitter to the receiver 1 control and / or control.

In der 3 ist eine dreidimensionale schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Eine Plattform 32 ist auf einem Fahrzeug 31 positioniert. Ein Achsensystem 33, 34 trägt einen Knickarm-Roboter 35. Eine Medienführung 36 führt etwa vom Fuß des Roboters 35 zu einem Adapter 38 am oberen Ende des Roboters 35 oder sogar bis zum Arbeitskopf 29. Im oberen Bereich sind weitere Sensoren 37 vorgesehen. An dem Adapter 38 können unterschiedliche Arbeitsköpfe 39 je nach Applikation befestigt werden. Schematisch repräsentativ sind dazu in der 3 drei verschiedene Arbeitsköpfe dargestellt, die entweder nacheinander oder je nach Formgebung des Adapters auch gleichzeitig zum Einsatz kommen können.In the 3 is a three-dimensional schematic representation of another embodiment of the device according to the invention shown. A platform 32 is on a vehicle 31 positioned. An axis system 33 . 34 carries an articulated arm robot 35 , A media guide 36 leads approximately from the foot of the robot 35 to an adapter 38 at the top of the robot 35 or even to the working head 29 , In the upper area are other sensors 37 intended. On the adapter 38 can work different heads 39 be attached depending on the application. Schematically representative are in the 3 represented three different working heads, which can be used either in succession or depending on the shape of the adapter at the same time.

Die 3 zeigt zudem ebenfalls eine außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Medienversorgung 309 sowie eine außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Kontroll- und Steuerungseinheit 310. Alternativ ist es vorstellbar, dass diese Einheiten 310 ebenfalls auf der Plattform mitgeführt werden.The 3 also shows also arranged outside the device according to the invention media supply 309 and a control and control unit arranged outside the device according to the invention 310 , Alternatively, it is conceivable that these units 310 also be carried on the platform.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die im Stand der Technik aufgezeigten Nachteile durch die erfindungsgemäße Verwendung einer freien Strahlführung eliminiert.at the device according to the invention be the disadvantages indicated in the prior art by the use according to the invention a free beam guidance eliminated.

Zur Laserbearbeitung wird der Arbeitskopf von dem Roboter an die jeweilige Stelle über dem Bauteil geführt. Während dieser räumlichen Bewegung wird die relative Bewegung zwischen Strahlsender und Strahlempfänger dabei von einer geeigneten Sensorik erfasst und über eine Datenerfassungs- und Datenverarbeitungseinheit zur Bildung einer Regelungseinheit so geregelt, dass die Bewegung des Strahlsenders der Bewegung des Strahlempfängers folgt.to Laser processing is the working head of the robot to the respective Place over guided the component. While this spatial Movement will involve the relative movement between the beam transmitter and the beam receiver detected by a suitable sensor and a data acquisition and Data processing unit for forming a control unit so regulated that the movement of the beam emitter follows the movement of the beam receiver.

Im Einzelnen wird dazu ein erfindungsgemäßes Regelungssystem mit mindestens einem, vorzugsweise jedoch mehreren Sensorpaaren genutzt, welches die während der räumlichen Laserbearbeitung des Bauteils die relative Lage von jeweils dem Sender und dem Empfänger bestimmt. Über die angeschlossene Prozesssoftware wird dafür sorgt, dass zum einen der Strahlsender der Position des Strahlempfängers immer folgt und zum anderen Strahlsender und Strahlempfänger so zueinander ausgerichtet werden, dass der Laserstrahl immer gezielt in den Strahlkopf geführt wird.in the Individual will be an inventive control system with at least one, but preferably several sensor pairs used, which the while the spatial Laser processing of the component, the relative position of each of the transmitter and the receiver certainly. about the connected process software ensures that on the one hand the Beam emitter always follows the position of the beam receiver and to the other beam emitter and beam receiver be aligned with each other so that the laser beam always targeted guided into the jet head becomes.

Strahlsender und Strahlempfänger können in Ausbildung der Erfindung über Sensorik so miteinander verbunden (verkoppelt) sein, dass die relative Position von Strahlsender und Strahlempfänger zueinander zu einer Korrektur der durch die Bewegung im Raum erzielten Strahldrehung führt.beam transmitter and beam receiver can in training the invention over Sensors are so interconnected (coupled) that the relative Position of beam emitter and beam receiver to one another for correction which results from the movement in space achieved beam rotation.

In Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können am Sender und Empfänger zusätzliche Sensoren vorgesehen sein, die ein Ausweichen des Strahls verhindern. So wird ein Abweichen von der zentralen Lage im empfangenden Spiegel der auftreffenden Laserstrahlung im Strahlempfänger sofort registriert und führt zu einer unmittelbaren Abschaltung des Lasers. Hierbei kann als Sensorik ein Lichtgitter oder eine andere unterbrechende Sensorik Einsatz finden.In Formation of the device according to the invention can at the transmitter and receiver additional Be provided sensors that prevent deflection of the beam. Thus, a departure from the central location in the receiving mirror the incident laser radiation in the beam receiver immediately registered and leads to an immediate shutdown of the laser. This can be used as sensors a light grid or other interrupting sensors use Find.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Laserbearbeitung ist um den eigentlichen Laserstrahl herum eine optische Abtastung vorgesehen. Diese führt bei Unterbrechung (z. B. Einführen eines Gegenstandes zwischen Sender und Empfänger) zu einer Abschaltung des Lasers ohne dass es zuvor zu einem Kontakt mit dem Laserstrahl 14 kommt. Dabei können Reaktionszeit von weniger als 20 Millisekunden eingehalten werden, sodass Nachteile durch Zusammentreffen des Gegenstandes mit dem Strahl 14 vermieden werden können.In a further embodiment of the device according to the invention for laser processing, an optical scanning is provided around the actual laser beam. In the event of interruption (eg insertion of an object between the transmitter and the receiver), this leads to a shutdown of the laser without first making contact with the laser beam 14 comes. In this case, reaction time of less than 20 milliseconds can be maintained, so disadvantages by coincidence of the object with the beam 14 can be avoided.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gewährleistet, dass der Laserstrahl nicht aus dem vorgesehenen Bereich austreten kann und somit die Lasersicherheit für diese Komponente gewährt ist. Eine Gefährdung von Personal und Material durch unkontrolliert austretende Laserstrahlung oder ungewollte Annäherung an den Strahlengang ist somit ausgeschlossen.With the device according to the invention is guaranteed that the laser beam does not escape from the intended area and thus the laser safety is granted for this component. A endangering of personnel and material due to uncontrolled leaking laser radiation or unwanted approach to the beam path is thus excluded.

Im Rahmen der Erfindung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verbindung mehrerer (automatisierbarer) Technologien auf einer gemeinsamen mobilen Systemplattform aufweisen. Dabei kann die Plattform so aufgebaut sein, dass sie die benötigten Basiskomponenten zur Anwendungssteuerung und Kontrolle beinhaltet und notwendige Hilfsstoffe, Verbrauchsmaterialien oder Energien entweder direkt auf der Plattform beinhaltet oder über Versorgungsleitungen von peripheren Unterstützungssystemen zur Verfügung gestellt werden.in the Within the scope of the invention, the device according to the invention may be a connection several (automatable) technologies on one common mobile system platform. The platform can be constructed in this way be that they have the needed Includes basic components for application control and control and necessary auxiliary materials, consumables or energies either directly on the platform or via utility lines peripheral support systems to disposal be put.

Dabei wird auf der Plattform ein Roboter für die automatisierten Anwendungen montiert. Der Roboter wird dabei auf der Plattform entweder als fest montierte Einheit oder in Verbindung mit zusätzlichen horizontalen und vertikalen Linearachsen genutzt, um die Reichweite des Roboters zu erweitern (siehe 3).At the same time a robot for the automated applications is mounted on the platform. The robot is either stuck on the platform mounted unit or in conjunction with additional horizontal and vertical linear axes used to extend the range of the robot (see 3 ).

Der Roboter ist dabei typischerweise ein handelsüblicher klassischer Knickarmroboter kann aber auch ein Gantry Roboter sein.Of the Robot is typically a standard classical articulated robot but it can also be a gantry robot.

Die Besonderheit der Verfahreinheit ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass Sie ein omnidirektionales Verfahren ermöglicht. Damit wird erreicht, dass der Roboter entlang der Bearbeitungsachsen horizontal verfahren werden kann. Auf diese Weise wird ein exaktes Versetzen des Roboters ermöglicht und können somit mehrere nebeneinander liegende Positionen (Bearbeitungsbahnen) bearbeiten werden, wobei diese Bahnen nicht aus einer festen Position des Roboters erreicht werden können.The Particularity of the track is characterized by that it enables an omnidirectional process. This is achieved that the robot moves horizontally along the machining axes can be. In this way, a precise displacement of the robot allows and can thus several adjacent positions (processing paths) edit, these tracks are not from a fixed position of Robot can be achieved.

Dabei kann die Bewegung des Fahrzeuges als zusätzliche Roboterachse genutzt werden. Dabei werden entsprechende Sensoren und Sicherheitssysteme mitgenutzt, die die notwendige Arbeitssicherheit herstellen.there The movement of the vehicle can be used as an additional robot axis become. In the process, the corresponding sensors and safety systems are being used co-used, which create the necessary work safety.

Vorzugsweise soll das Verfahrsystem von der Plattform getrennt werden können, um so mit einem Fahrzeug auch mehrere Plattformen bedienen zu können.Preferably the traversing system should be able to be separated from the platform to operate with a vehicle and several platforms.

Im Ergebnis ermöglicht die vorliegende, erfindungsgemäße Vorrichtung das Zusammenführen verschiedener robotergestützter Applikationstechnologien, wie zum Beispiel die Laser-Oberflächenbearbeitung, NDT-Verfahren, Oberflächenanalyse-Verfahren oder Lackierung in einem einzigen mobilen System.in the Result enabled the present inventive device the merging of different robotized Application technologies, such as laser surface treatment, NDT method, surface analysis method or painting in a single mobile system.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die im Stand der Technik beschriebenen Einschränkungen durch ein flexibles Trägersystem für mobile Robotergestützte Bearbeitungstechnologien, und weist insbesondere den Vorteil auf, wonach die oder der Roboter flexibel an verschiedenen Orten zum Einsatz gebracht werden können. Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, dass sie eine Plattform für mehrere verschiedene Applikationstechniken bietet, sodass mehrere Robotergestützte Verfahren nacheinander mit einem einzigen oder verschiedenen Robotern auf der gleichen Plattform erledigt werden können.The inventive device solve the im The prior art described limitations by a flexible carrier system for mobile robotic Processing technologies, and has the particular advantage of according to which the robot or the flexible in different places to Use can be brought. Furthermore has the device according to the invention the advantage of being a platform for several different application techniques provides, allowing multiple robot-assisted procedures one after the other with a single or different robots on the same Platform can be done.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Einsatz von verschiedenen Lasertechnologien dadurch auch auf großen Flächen direkt an großen Bauteilen (z. B. Flugzeugstrukturen) vor Ort vorstellbar. Dabei weist die erfindungsgemäße Laserbearbeitungsvorrichtung mit einem Laser, wie zum Bespiel einem CO2-Laser oder NdYag-Laser oder Diodenlaser für Roboteranwendungen eine vorteilhafte starke konstruktive Vereinfachung auf durch Verwendung einer flexiblen Strahlführung in Form des sogenannten „Strahlführungstracker”, wobei diese Strahlführung sehr vorteilhaft mechanisch nicht miteinander verbundenen Strahlemittenten und Strahlempfänger aufweisen.With the aid of the device according to the invention, the use of different laser technologies is thereby also conceivable on large areas directly on large components (eg aircraft structures) on site. In this case, the laser processing apparatus according to the invention with a laser, such as a CO 2 laser or NdYag laser or diode laser for robotic applications, an advantageous strong structural simplification by using a flexible beam guidance in the form of the so-called "Strahlführungstracker", this beam guide very advantageous mechanically having unconnected beam emitters and beam receivers.

Zumindest folgende Technologien sind für die Integration in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Laserbearbeitung geeignet:
Mit Hilfe der Laserentlackung können Anstrichsysteme auf Oberflächen eines Bauteils entfernt werden, mit der Laserreinigung können Oberflächen zum Beispiel für nachfolgende Prozessschritte gereinigt und vorbereitet werden. Auch mit Hilfe der Laser- oder Plasmaaktivierung ist diese Bearbeitung vorstellbar. Reparaturarbeiten können mit Hilfe einer Laserbehandlung durchgeführt werden, insbesondere die Vorbereitung von Reparaturen durch gezielten Materialabtrag und/oder durch das Aufbringen von Reparaturpatches.At least the following technologies are suitable for integration in the device according to the invention for laser processing:
With the aid of laser decoating, coating systems can be removed on the surface of a component. With laser cleaning, surfaces can be cleaned and prepared, for example, for subsequent process steps. Also with the help of laser or plasma activation, this processing is conceivable. Repair work can be carried out with the aid of a laser treatment, in particular the preparation of repairs by targeted material removal and / or by applying repair patches.

Durch Applikation mechanischer Strahlverfahren (z. B. Trockeneis, Kunststoffstrahlmittel, Glasperlen, Korund, und so weiter) sind außerdem mechanische, abrasive Oberflächenbearbeitungen zum Reinigen, Abtragen oder Aktivieren vorstellbar.By Application of mechanical blasting processes (eg dry ice, plastic blasting abrasives, Glass beads, corundum, and so on) are also mechanical, abrasive finishes for cleaning, ablation or activation imaginable.

Mit Hilfe der Maskierungsmethode können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Oberfläche eines zu bearbeitenden Bauteils Formen und Strukturen auch durch Laserbearbeitung erzeugt werden.With The masking method can be used with Help of the device according to the invention on the surface of a component to be machined forms and structures also by Laser processing are generated.

Außerdem können Inspektionsverfahren mit Hilfe von beispielsweise Wirbelstrom, Ultraschall, Sherographie oder Röntgen zur Strukturanalyse z. B. zur Identifikation von Impactschäden in Faserverbundstrukturen eingesetzt werden.In addition, inspection procedures with the help of, for example, eddy current, ultrasound, sherography or X-ray for structural analysis z. B. for the identification of impact damage in fiber composite structures be used.

Es ist im Rahmen der Erfindung vorstellbar, dass durch Einsatz wenigstens einer Lateraleffektdiode der Strahlempfänger durch ein vom Strahlsender gegebenes Signal der Bewegung des Laserstrahls folgt und diesen in jeder Lage exakt aufnimmt und weiterleitet. Es ist außerdem vorstellbar, in Ausbildung der Erfindung mehrere oder sogar alle zum Einsatz kommende Sensoren in Form von Lateraleffektdioden aus zu bilden. Damit werden die sehr hohe Auflösung sowie die hohe Geschwindigkeit dieser Sensoren sehr vorteilhaft dazu beitragen, dass die unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Präzision in der Bewegung und des Verfahrensablauf der Laserbearbeitung aufweisen. Außerdem werden damit die Arbeitssicherheit beim Einsatz und die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter erhöht.It is conceivable within the scope of the invention that by using at least a Lateraleffektdiode the beam receiver by a given by the beam emitter Signal the movement of the laser beam follows and this in every position takes exactly and forwards. It is also conceivable in training the invention several or even all coming to use sensors in the form of lateral effect diodes. This will be the very high resolution as well as the high speed of these sensors very beneficial contribute to the different embodiments of the device according to the invention a high precision in the movement and the procedure of the laser processing have. Furthermore Thus, the work safety in use and reliability the device according to the invention further increased.

Sonstige mechanische oder anderweitige automatisierbare Bearbeitungen wie zum Beispiel Bohren, Fräsen, Schleifen oder Schweißen ergänzen die Skala der Einsatzmöglichkeiten einer solchen Laserbearbeitungsvorrichtung mit mehreren Anwendungsmöglichkeiten. Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in mobiler Ausführung als Roboterapplikation beispielsweise zur vollautomatischen Lackierung von Bauteilen eingesetzt werden.other mechanical or otherwise automatable processing such as for example, drilling, milling, Grinding or welding complete the Scale of possible uses Such a laser processing device with multiple applications. After all can the device of the invention in mobile design as a robot application, for example, for fully automatic painting be used by components.

Damit gilt insgesamt für die vorliegende Erfindung bezüglich des Einsatzes von mehreren Laseranwendungen und sonstigen mechanischen Applikationen, dass die Vorteile dieses präzisen Werkzeugs durch eine automatisierte Anwendung genutzt oder umgesetzt werden können.In order to Total applies to the present invention with respect the use of several laser applications and other mechanical Applications that take advantage of this precise tool through a automated application can be used or implemented.

Die anhand der 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen beschränken die erfindungsgemäße Lehre nicht. Der Umfang der Erfindung erstreckt sich auch auf die durch die nachfolgenden Patentansprüche beschriebenen Gegenstände.The basis of the 1 to 3 described embodiments do not limit the teaching of the invention. The scope of the invention also extends to the objects described by the following claims.

1111
Laserstrahlquellelaser beam source
1212
Optische Komponenten zur Strahlformung von Laserquelle zum Strahlsenderoptical Components for beam shaping of the laser source to the beam emitter
1313
Strahlsenderbeam transmitter
1414
Laserstrahllaser beam
1515
Strahlempfängerbeam receiver
1616
Sensoren zur Führungsensors to the leadership
1717
Arbeitskopf, zur Bewegungsführung an Roboter befestigtWorking head, to the movement guide attached to robots
1818
Optische Komponenten zur Strahlformung vom Empfänger zum Arbeitskopfoptical Components for beam shaping from the receiver to the working head
2020
Raumbodencompartment floor
2121
mobiles Trägersystem oder Fahrzeugmobile carrier system or vehicle
2222
Systemplattformsystem platform
2323
Achseneinheit zum Verfahren des Robotersaxis unit for moving the robot
2424
Laserquellelaser source
2525
Roboterrobot
2626
Medienführung/StrahlführungMedia guide / beam control
2727
Sensoriksensors
2828
Adapter zur Verbindung des gewählten Arbeitskopfes mit dem Roboteradapter to connect the chosen one Working head with the robot
204204
Einheit zur weiteren Bearbeitung des Bauteilsunit for further processing of the component
208208
an der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Systemplattform vorgesehene Medienversorgungat the device according to the invention on the system platform provided for media supply
209209
außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Medienversorgungoutside the device according to the invention arranged media supply
210210
außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Kontroll-Einheitoutside the device according to the invention arranged control unit
211211
außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Steuerungseinheitoutside the device according to the invention arranged control unit
3131
Fahrzeugvehicle
3232
Plattformplatform
3333
vertikale Achsevertical axis
3434
horizontale Achsehorizontal axis
3535
Roboterrobot
3636
Medienführung/StrahlführungMedia guide / beam control
3737
Sensoriksensors
3838
Adapter zur Verbindung des gewählten Arbeitskopfes mit dem Roboteradapter to connect the chosen one Working head with the robot
3939
drei verschiedene Arbeitsköpfe für drei verschiedene Anwendungenthree different working heads for three different applications
309309
außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Medienversorgungoutside the device according to the invention arranged media supply
310310
außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Kontroll- und Steuerungseinheitoutside the device according to the invention arranged control and control unit

Claims (33)

Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks oder eines Bauteils, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Plattform (22, 32) vorgesehen ist, – auf dieser Plattform (22, 32) eine Lichtquelle (11, 24), insbesondere eine Laserlichtquelle (11, 24), angeordnet ist, – eine Roboter-Einheit (25, 35) mit der Plattform (22, 32) verbunden ist, – die Roboter-Einheit (25, 35) am räumlich beweglichen Ende eine Strahlverwertereinheit aufweist, – ein Strahlführungssystem (11, 12, 13, 16, 15, 18, 17) zum Führen des Lichtes von der Lichtquelle (11, 24) bis zur Strahlverwertereinheit (17), insbesondere Arbeitskopf (17), vorgesehen ist, – das Strahlführungssystem mindestens einen mit der Plattform (22, 32) fest oder beweglich verbundenen Lichtstrahlsender (13) und mindestens einen mit der Strahlverwertereinheit (17, 29, 39) fest oder beweglich verbundenen Strahlempfänger (15) enthält, und – Strahlsender (13) und Strahlempfänger (15) zueinander in einem veränderbaren Abstand angeordnet sind.Device for machining, in particular surface treatment of a workpiece or a component, characterized in that - a platform ( 22 . 32 ), - on this platform ( 22 . 32 ) a light source ( 11 . 24 ), in particular a laser light source ( 11 . 24 ), - a robotic unit ( 25 . 35 ) with the platform ( 22 . 32 ), - the robot unit ( 25 . 35 ) has a beam utilization unit at the spatially movable end, - a beam guidance system ( 11 . 12 . 13 . 16 . 15 . 18 . 17 ) for guiding the light from the light source ( 11 . 24 ) to the beam utilization unit ( 17 ), in particular working head ( 17 ), - the beam guidance system at least one with the platform ( 22 . 32 ) fixed or movably connected light beam transmitter ( 13 ) and at least one with the beam utilization unit ( 17 . 29 . 39 ) fixed or movably connected beam receiver ( 15 ), and - beam transmitters ( 13 ) and beam receiver ( 15 ) are arranged to each other at a variable distance. Vorrichtung nach vorangegangenem Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Laser (11, 24), insbesondere CO2-Laser (11, 24), NdYag-Laser, Faser Laser oder Diodenlaser als Lichtquelle (11, 24).Device according to the preceding claim, characterized by a laser ( 11 . 24 ), in particular CO 2 lasers ( 11 . 24 ), NdYag laser, fiber laser or diode laser as light source ( 11 . 24 ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Wellenlänge des Laserstrahls im Bereich von 0,5 bis 15 Mikrometer, insbesondere im Bereich von 9 bis 11 Mikrometer, insbesondere 10,6 Mikrometer.Device according to one of the preceding claims by a wavelength the laser beam in the range of 0.5 to 15 microns, in particular in the range of 9 to 11 microns, especially 10.6 microns. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Regelungseinheit (211, 310) mit einer Sensorik (16) zur Erfassung der relativen Positionen und/oder der relativen Bewegung zwischen Sender (13) und Empfänger (15) und Nachregeleinheit(en) (211, 310) zum automatischen Folgen der Bewegung des Strahlempfängers (15) bzw. zur Gewährleistung der konstanten relativen räumlichen Ausrichtung von Empfänger (15) zum Sender (13).Device according to one of the preceding claims, characterized by a control unit ( 211 . 310 ) with a sensor system ( 16 ) for detecting the relative positions and / or the relati movement between transmitters ( 13 ) and receiver ( 15 ) and follow-up unit (s) ( 211 . 310 ) for automatically following the movement of the beam receiver ( 15 ) or to ensure the constant relative spatial orientation of the recipient ( 15 ) to the transmitter ( 13 ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Regelungseinheit mit einer Sensorik (16) zur Erfassung einer Relativbewegung zwischen Sender (13) und Empfänger (15) und Nachregeleinheit(en) zum Folgen der Drehbewegung des Strahlempfängers (15) bzw. Gewährleistung der radialen Ausrichtung vom Empfänger (15) zum Sender (13).Device according to one of the preceding claims, characterized by a control unit with a sensor system ( 16 ) for detecting a relative movement between transmitters ( 13 ) and receiver ( 15 ) and Nachregeleinheit (s) for following the rotational movement of the beam receiver ( 15 ) or ensuring the radial alignment of the receiver ( 15 ) to the transmitter ( 13 ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch Mittel im Bereich der Strahlführung, vorzugsweise im Bereich der Plattform (22, 32), die bewirken, dass die Weglänge des Laserstrahls von der Strahlquelle (11, 24) bis zur Strahlverwertereinheit (17, 29, 39) einstellbar ausgebildet wird.Device according to one of the preceding claims, characterized by means in the area of the beam guidance, preferably in the region of the platform ( 22 . 32 ), which cause the path of the laser beam from the beam source ( 11 . 24 ) to the beam utilization unit ( 17 . 29 . 39 ) is formed adjustable. Vorrichtung nach dem vorangegangenen Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Spiegeln zur Bildung des Strahlweges, wobei wenigstens zwei Spiegel in der Entfernung zueinander variabel einstellbar sind als Mittel im Bereich der Strahlführung, die bewirken, dass die Weglänge des Laserstrahls von der Strahlquelle (11, 24) bis zur Strahlverwertereinheit (17, 29, 39) einstellbar ausgebildet wird.Device according to the preceding claim, characterized by a plurality of mirrors for forming the beam path, wherein at least two mirrors are variably adjustable in the distance from each other as means in the region of the beam guide, which cause the path length of the laser beam from the beam source ( 11 . 24 ) to the beam utilization unit ( 17 . 29 . 39 ) is formed adjustable. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren Sensor zur Erfassung eines Abweichens des Strahls von der zentralen Position des Spiegels im Empfänger (15) und sowie eine Regelungseinheit zur Abschaltung bei Überschreitung einer vorgegebenen Abweichung des Strahls (14).Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one further sensor for detecting a deviation of the beam from the central position of the mirror in the receiver ( 15 ) and a control unit for switching off when exceeding a predetermined deviation of the beam ( 14 ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine insbesondere mit Hilfe der zuvor erwähnten oder weiterer Sensoren (16) gebildete, optische Abtasteinheit im Abstand zum Strahl (14) zur Erfassung von Gegenständen zwischen Sender (13) und Empfänger (15) zur Bildung einer Sicherungseinheit zur Abschaltung des Strahls (14).Device according to one of the preceding claims, characterized by a particular with the aid of the aforementioned or other sensors ( 16 ) formed, optical scanning unit at a distance from the beam ( 14 ) for detecting objects between transmitters ( 13 ) and receiver ( 15 ) to form a fuse unit for switching off the jet ( 14 ). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Lateraleffektdiode (16) als wenigstens einen Sensor (16), insbesondere mehrere Lateraleffektdioden.Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one lateral effect diode ( 16 ) as at least one sensor ( 16 ), in particular a plurality of lateral effect diodes. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Plattform (22, 32) eine Systemplattform (22, 32) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that as a platform ( 22 . 32 ) a system platform ( 22 . 32 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (22, 32) wenigstens zwei Applikationseinheiten aus der Gruppe (Hilfsstoffen, Verbrauchsmaterialien, Energiesysteme, Steuerungseinheiten, Kontrolleinheiten) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the platform ( 22 . 32 ) has at least two application units from the group (excipients, consumables, energy systems, control units, control units). Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anwendungen der Laserbearbeitung vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several applications of laser machining provided are. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Roboter-Einheit (25, 35) zur Durchführung wenigstens einer Anwendung ein Knickarm-Roboter (25, 35) oder ein Gantry-Roboter (25, 35) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that as at least one robot unit ( 25 . 35 ) for performing at least one application an articulated arm robot ( 25 . 35 ) or a gantry robot ( 25 . 35 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur fahrbaren Ausbildung der Plattform (22, 32) ein Fahrsystem (21, 31), insbesondere ein einen omnidirektionalen Antrieb aufweisendes Fahrsystem, vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that for the mobile training of the platform ( 22 . 32 ) a driving system ( 21 . 31 ), in particular an omnidirectional drive having-driving system is provided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Plattform (22, 32) abkoppelbares Fahrsystem (21, 31), insbesondere ein Fahrzeug (21, 31), vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one to the platform ( 22 . 32 ) decoupled driving system ( 21 . 31 ), in particular a vehicle ( 21 . 31 ), is provided. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit (211, 310) so ausgebildet ist, dass die Bewegung mit Hilfe des omnidirektionalen Antriebs in die Steuerung der automatischen Anwendung mit aufgenommen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit ( 211 . 310 ) is designed so that the movement is included by means of the omnidirectional drive in the control of the automatic application. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Flugzeugstruktur, insbesondere einen Flugzeugflügel als Werkstück oder Bauteil.Device according to one of the preceding claims by an aircraft structure, in particular an aircraft wing as workpiece or component. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Applikation oder mehrere Applikationen der Gruppe Entlacken, Reinigen, Aktivieren, Reparatur, mechanische Abtragung, Maskieren zur Erzeugung von Formen und Strukturen auf der Oberfläche) als Laserbearbeitung des Werkstückes oder Bauteils.Device according to one of the preceding claims by one application or several applications of the group Entlacken, Cleaning, activating, repair, mechanical removal, masking for the generation of shapes and structures on the surface) as Laser processing of the workpiece or component. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Applikation oder mehrere Applikationen aus der Gruppe Oberflächenanalyse (NDT-Bearbeitung (Non-Destructive-Testing), oder mechanischer Strahlverfahren, zumindest umfassend Trockeneis, Kunststoffstrahlmittel, Glasperlen oder Korund ggfs. mit Hilfe verschiedener Lasertechnologien, sowie sonstiger mechanischer oder anderweitiger automatisierbarer Bearbeitungen, wie zum Beispiel Bohren, Schweißen, Fräsen, Schäften, Schleifen oder Lackieren.Device according to one of the preceding claims, characterized by one or more applications from the group of surface analysis (non-destructive testing NDT), or mechanical blasting, at least comprising dry ice, Plastic blasting agents, glass beads or corundum if necessary. With the help of various laser technologies, as well as other mechanical or otherwise automatable machinings, such as drilling, welding, milling, shanks, grinding or painting. Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks oder eines Bauteils, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Plattform (22, 32) vorgesehen ist, – eine Roboter-Einheit (25, 35) mit der Plattform (22, 32) verbunden ist, – die Roboter-Einheit (25, 35) am räumlich beweglichen Ende wenigstens einen Arbeitskopf (17, 29, 39) zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils aufweist, – als Plattform (22, 32) eine Systemplattform (22, 32) vorgesehen ist, – die Plattform (22, 32) wenigstens zwei Applikationseinheiten (24, 204, 208) aus der Gruppe (Hilfsstoffen, Verbrauchsmaterialien, Energiesysteme, Steuerungseinheiten, Kontrolleinheiten) aufweist, und – zur Durchführung mehrerer Applikationen zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils ein Adapter (28, 38) zur Verbindung eines jeweils auf die gewählte Applikation abgestimmten Arbeitskopfes (17, 29, 39) mit der Roboter-Einheit (25, 35) vorgesehen ist.Device for machining, in particular surface treatment of a workpiece or a component, characterized in that - a platform ( 22 . 32 ), - a robot unit ( 25 . 35 ) with the platform ( 22 . 32 ), - the robot unit ( 25 . 35 ) at the spatially movable end at least one working head ( 17 . 29 . 39 ) for machining the workpiece or the component, - as a platform ( 22 . 32 ) a system platform ( 22 . 32 ), - the platform ( 22 . 32 ) at least two application units ( 24 . 204 . 208 ) from the group (auxiliaries, consumables, energy systems, control units, control units), and - an adapter (for carrying out a plurality of applications for machining the workpiece or the component) ( 28 . 38 ) for the connection of a working head (in each case adapted to the selected application) ( 17 . 29 . 39 ) with the robot unit ( 25 . 35 ) is provided. Vorrichtung nach vorangegangenem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (28, 38) so ausgebildet ist, dass er gleichzeitig mehrere Arbeitsköpfe (17, 39) an die Roboter-Einheit (25, 35) koppelt.Device according to the preceding claim, characterized in that the adapter ( 28 . 38 ) is designed so that it simultaneously several working heads ( 17 . 39 ) to the robot unit ( 25 . 35 ) couples. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Roboter-Einheit (25, 35) zur Durchführung wenigstens einer Anwendung ein Knickarm-Roboter (25, 35) oder ein Gantry-Roboter (25, 35) vorgesehen ist.Device according to one of the claims 21 to 22, characterized in that as at least one robot unit ( 25 . 35 ) for performing at least one application an articulated arm robot ( 25 . 35 ) or a gantry robot ( 25 . 35 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur fahrbaren Ausbildung der Plattform (22, 32) ein Fahrsystem (21, 31), insbesondere ein omnidirektionaler Antrieb aufweisendes Fahrsystem (21, 31), vorgesehen ist.Device according to one of the claims 21 to 23, characterized in that for the mobile training of the platform ( 22 . 32 ) a driving system ( 21 . 31 ), in particular an omnidirectional drive having driving system ( 21 . 31 ), is provided. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Plattform (22, 32) abkoppelbares Fahrsystem (21, 31), insbesondere ein Fahrzeug (21, 31), vorgesehen ist.Device according to one of the claims 21 to 24, characterized in that one to the platform ( 22 . 32 ) decoupled driving system ( 21 . 31 ), in particular a vehicle ( 21 . 31 ), is provided. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit so ausgebildet ist, dass die Bewegung mit Hilfe des omnidirektionalen Antriebs in die Steuerung der automatischen Anwendung zur Bearbeitung des Werkstücks oder des Bauteils mit aufgenommen ist.Device according to one of the claims 21 to 25, characterized in that a control unit is formed is that the movement with the help of omnidirectional drive in the control of the automatic application to edit the workpiece or the component is included. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 26, gekennzeichnet durch eine Flugzeugstruktur, insbesondere einen Flugzeugflügel als Werkstück oder Bauteil.Device according to one of the claims 21 to 26, characterized by an aircraft structure, in particular a aircraft wing as a workpiece or component. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 27, gekennzeichnet durch eine Applikation oder mehrere Applikationen der Gruppe (NDT-Bearbeitung (Non-Destructiv-Testing), Oberflächenanalyse, Entlacken, Reinigen, Aktivieren, Reparatur, mechanische Abtragung, Maskieren zur Erzeugung von Formen und Strukturen auf der Oberfläche) als Laserbearbeitung des Werkstückes oder Bauteils.Device according to one of the claims 21 to 27, characterized by one or more applications of the group (non-destructive-testing), surface analysis, Paint stripping, cleaning, activation, repair, mechanical removal, Masking to create shapes and structures on the surface) as Laser processing of the workpiece or component. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 28, gekennzeichnet durch eine Applikation oder mehrere Applikationen aus der Gruppe mechanischer Strahlverfahren, zumindest umfassend Trockeneis, Kunststoffstrahlmittel, Glasperlen oder Korund ggfs. mit Hilfe verschiedener Lasertechnologien, sowie sonstiger mechanischer oder anderweitiger automatisierbarer Bearbeitungen, wie zum Beispiel Bohren, Schweißen, Fräsen, Schäften, Schleifen oder Lackieren.Device according to one of the claims 21 to 28, characterized by one or more applications from the group of mechanical blasting processes, at least comprising Dry ice, plastic blasting agents, glass beads or corundum if necessary. with the help of various laser technologies, as well as other mechanical or other automatable processes, such as Drilling, welding, milling, shanks Sanding or painting. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 21 bis 29, gekennzeichnet durch wenigstens eine Lateraleffektdiode (16) als wenigstens einen Sensor (16), insbesondere mehrere Lateraleffektdioden.Device according to one of the claims 21 to 29, characterized by at least one lateral effect diode ( 16 ) as at least one sensor ( 16 ), in particular a plurality of lateral effect diodes. Strahlführungssystem (11, 12, 13, 16, 15, 18, 17) zum Führen eines Lichtstrahls von einer Lichtquelle (11, 24) bis zu einer Lichtverwertereinheit (17) mit – einer Lichtquelle (11, 24), – wenigstens einem ersten Strahlführungsabschnitt (11, 12, 13), der mit der Lichtquelle (11, 24) verbunden ist, – einem zweiten Strahlführungsabschnitt (15, 18, 17), der mit einer Lichtverwertereinheit (17), insbesondere einem Arbeitskopf (17), verbunden ist, – einem Lichtstrahlsender (13) am von der Lichtquelle (11, 24) abgewandten Ende (13) des ersten Abschnitts, aus dem der Lichtstrahl (14) austritt, – einem Lichtstrahlempfänger (15) zur Aufnahme des vom Sender (13) austretenden Lichtstrahls (14) an dem vom Arbeitskopf (17) abgewandten Ende (15) des zweiten Abschnitts.Beam guiding system ( 11 . 12 . 13 . 16 . 15 . 18 . 17 ) for guiding a light beam from a light source ( 11 . 24 ) to a light-emitting unit ( 17 ) with - a light source ( 11 . 24 ), - at least one first beam guiding section ( 11 . 12 . 13 ), which is connected to the light source ( 11 . 24 ), - a second beam guiding section ( 15 . 18 . 17 ), which is equipped with a light utilization unit ( 17 ), in particular a working head ( 17 ), - a light beam transmitter ( 13 ) at the light source ( 11 . 24 ) facing away from the end ( 13 ) of the first section from which the light beam ( 14 ), - a light beam receiver ( 15 ) to record from the transmitter ( 13 ) emerging light beam ( 14 ) at the working head ( 17 ) facing away from the end ( 15 ) of the second section. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 30 mit einem Strahlführungssystem gemäß Patentanspruch 31.Device according to one of the claims 1 to 30 with a beam guiding system according to claim 31st Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks oder Bauteil durch Einsatz wenigstens einer Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Patentansprüche 1 bis 32.Method for machining a workpiece or component by using at least one Vorrich tion according to one of the preceding claims 1 to 32.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104002042A (en) * 2014-05-28 2014-08-27 昆山联滔电子有限公司 Laser welding device
DE102015004146B3 (en) * 2015-03-27 2016-06-16 Kuka Systems Gmbh Surface treatment of a component by means of a mobile robot
CN109514094A (en) * 2018-11-06 2019-03-26 臧晨晨 A kind of laser cutting machine
CN109605371A (en) * 2018-12-17 2019-04-12 北京卫星制造厂有限公司 A kind of movable type series-parallel robot process system
WO2019120758A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Magna Exteriors Gmbh Method for producing a plastic component, plastic component, and machining system
CN112060103A (en) * 2020-08-07 2020-12-11 北京卫星制造厂有限公司 Movable ultrafast laser processing robot equipment and processing method
CN112871878A (en) * 2019-11-29 2021-06-01 大族激光科技产业集团股份有限公司 Track laser cleaning system and method
CN113510702A (en) * 2021-06-16 2021-10-19 扬州鹏顺散热器有限公司 Industrial robot based on laser vision guide
CN113649359A (en) * 2021-08-02 2021-11-16 江苏百世诺智能科技有限公司 Intelligent laser paint removing equipment, system and method for removing paint of complete airplane
EP3960361A1 (en) * 2020-08-27 2022-03-02 ALOtec Dresden GmbH Robot-based laser processing apparatus
DE102020127575A1 (en) 2020-10-20 2022-04-21 Trumpf Laser Gmbh Laser processing machine with at least one protective device against X-ray shadowing
CN114894103A (en) * 2022-03-30 2022-08-12 湖北国际物流机场有限公司 Ultrahigh ship detection system based on laser technology and detection method thereof
CN115722803A (en) * 2022-12-08 2023-03-03 广州松兴电气股份有限公司 A method of laser directional paint removal based on PID control
CN117207244A (en) * 2023-10-08 2023-12-12 安徽大学 An efficient preparation system and method for spiral micro-nano robots

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638143A (en) * 1985-01-23 1987-01-20 Gmf Robotics Corporation Robot-laser system
DE3700190A1 (en) * 1986-04-16 1987-10-29 Robomatix Ltd Laser-cutting apparatus and process
JPH04371382A (en) * 1991-06-21 1992-12-24 Amada Co Ltd Laser machining apparatus
DE19643164A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Lctec Laser Und Computertechni Device and method for processing workpieces with a laser beam
JPH1147962A (en) * 1997-07-30 1999-02-23 East Japan Railway Co Laser type car body coating stripper
DE19839482A1 (en) * 1998-08-29 2000-03-09 Sam Saechsische Anlagen Und Ma Material processing system with a high-power diode laser for welding, surface cleaning, hard-facing, cutting, drilling and engraving comprises a hand-held tool head with an integrated laser unit
DE10157890A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-18 Alpha Laser Gmbh Laser processing device has control unit for controlling drive depending on operator inputs and/or stored data devices for moving processing device on running mechanism
EP1529592A1 (en) * 2003-11-08 2005-05-11 TRUMPF Laser GmbH + Co. KG Device and arrangement for aligning a laser beam and teaching process using the arrangement
US20060102609A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-18 Metal Improvement Company Llc Active beam delivery system for laser peening and laser peening method
DE102005016734A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Robot-Technology Gmbh Processing system using robot e.g. for car production line has at least partly unguided transfer path of laser jet between laser jet diverter and feed-in region
US20070071907A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Fraunhofer Usa Diamond hard coating of ferrous substrates

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638143A (en) * 1985-01-23 1987-01-20 Gmf Robotics Corporation Robot-laser system
DE3700190A1 (en) * 1986-04-16 1987-10-29 Robomatix Ltd Laser-cutting apparatus and process
JPH04371382A (en) * 1991-06-21 1992-12-24 Amada Co Ltd Laser machining apparatus
DE19643164A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Lctec Laser Und Computertechni Device and method for processing workpieces with a laser beam
JPH1147962A (en) * 1997-07-30 1999-02-23 East Japan Railway Co Laser type car body coating stripper
DE19839482A1 (en) * 1998-08-29 2000-03-09 Sam Saechsische Anlagen Und Ma Material processing system with a high-power diode laser for welding, surface cleaning, hard-facing, cutting, drilling and engraving comprises a hand-held tool head with an integrated laser unit
DE10157890A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-18 Alpha Laser Gmbh Laser processing device has control unit for controlling drive depending on operator inputs and/or stored data devices for moving processing device on running mechanism
EP1529592A1 (en) * 2003-11-08 2005-05-11 TRUMPF Laser GmbH + Co. KG Device and arrangement for aligning a laser beam and teaching process using the arrangement
US20060102609A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-18 Metal Improvement Company Llc Active beam delivery system for laser peening and laser peening method
DE102005016734A1 (en) * 2005-04-11 2006-10-12 Robot-Technology Gmbh Processing system using robot e.g. for car production line has at least partly unguided transfer path of laser jet between laser jet diverter and feed-in region
US20070071907A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Fraunhofer Usa Diamond hard coating of ferrous substrates

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104002042A (en) * 2014-05-28 2014-08-27 昆山联滔电子有限公司 Laser welding device
DE102015004146B3 (en) * 2015-03-27 2016-06-16 Kuka Systems Gmbh Surface treatment of a component by means of a mobile robot
DE102018208715A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Magna Exteriors Gmbh Method for producing a plastic component, and plastic component and processing system
WO2019120758A1 (en) 2017-12-20 2019-06-27 Magna Exteriors Gmbh Method for producing a plastic component, plastic component, and machining system
CN109514094A (en) * 2018-11-06 2019-03-26 臧晨晨 A kind of laser cutting machine
CN109605371A (en) * 2018-12-17 2019-04-12 北京卫星制造厂有限公司 A kind of movable type series-parallel robot process system
CN109605371B (en) * 2018-12-17 2021-02-09 北京卫星制造厂有限公司 Mobile hybrid robot processing integrated system
CN112871878A (en) * 2019-11-29 2021-06-01 大族激光科技产业集团股份有限公司 Track laser cleaning system and method
CN112060103A (en) * 2020-08-07 2020-12-11 北京卫星制造厂有限公司 Movable ultrafast laser processing robot equipment and processing method
CN112060103B (en) * 2020-08-07 2022-02-01 北京卫星制造厂有限公司 Movable ultrafast laser processing robot equipment and processing method
WO2022028483A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-10 北京卫星制造厂有限公司 Mobile ultrafast laser processing robot equipment and processing method
EP3960361A1 (en) * 2020-08-27 2022-03-02 ALOtec Dresden GmbH Robot-based laser processing apparatus
DE102020127575A1 (en) 2020-10-20 2022-04-21 Trumpf Laser Gmbh Laser processing machine with at least one protective device against X-ray shadowing
CN113510702B (en) * 2021-06-16 2022-08-02 扬州鹏顺散热器有限公司 An industrial robot based on laser vision guidance
CN113510702A (en) * 2021-06-16 2021-10-19 扬州鹏顺散热器有限公司 Industrial robot based on laser vision guide
CN113649359A (en) * 2021-08-02 2021-11-16 江苏百世诺智能科技有限公司 Intelligent laser paint removing equipment, system and method for removing paint of complete airplane
CN114894103A (en) * 2022-03-30 2022-08-12 湖北国际物流机场有限公司 Ultrahigh ship detection system based on laser technology and detection method thereof
CN114894103B (en) * 2022-03-30 2023-10-10 湖北国际物流机场有限公司 Ultrahigh ship detection system based on laser technology and detection method thereof
CN115722803A (en) * 2022-12-08 2023-03-03 广州松兴电气股份有限公司 A method of laser directional paint removal based on PID control
CN117207244A (en) * 2023-10-08 2023-12-12 安徽大学 An efficient preparation system and method for spiral micro-nano robots

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