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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbearbeitungssystem, das ein Werkstück mit einem Laser bearbeitet.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Während eines Bearbeitens eines Werkstücks mit einer Laserbearbeitungsmaschine, kann das Bearbeiten aufgrund einer Anweisung des Benutzers oder einer bestimmten Unterbrechungsanweisung unterbrochen werden. Die bestimmte Unterbrechungsanweisung entsteht aus einem unerwarteten Ereignis, wie beispielsweise einem Auftreten eines Stromausfalls oder einem Abfall von einem Versorgungsdruck des Lasergases.
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Laserbearbeitungsmaschinen gemäß der offengelegten
japanischen Patentschrift Nr. 2003-225783 , der offengelegten
japanischen Patentschrift Nr. 2004-306073 und der offengelegten
japanischen Patenschrift Nr. 2010-120071 sind dazu eingerichtet, das Bearbeiten wieder aufzunehmen, selbst wenn das Bearbeiten wie zuvor beschrieben unterbrochen wird.
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Jedoch ist die Bearbeitungsqualität, die erreicht wird, wenn das Laserbearbeiten erst einmal unterbrochen und dann von dem Unterbrechungspunkt aus wieder aufgenommen wird, häufig schlechter als die normale Bearbeitungsqualität, die bei einem kontinuierlichen Durchführen des Laserbearbeitens erreicht wird. Ein Grund dafür wird nachfolgend in Bezug auf einen Laserschneidprozess als ein Beispiel des Laserbearbeitens erläutert.
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In dem Laserschneidprozess werden eine Werkstückschmelze und ein Hilfsgas durch eine Schnittfuge abgeführt, die rückwärts gerichtet zu der Vorwärtsbewegungsrichtung des Schnittpunkts ausgebildet ist. Zudem ist es notwendig, die Schneidgeschwindigkeit derart einzustellen, dass der Energieeintrag durch den Laserstrahl und die Energiefreigabe durch Abführen der Werkstückschmelze ausgeglichen sind, um eine hohe Laserschneidqualität zu erreichen.
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Wenn das Laserschneiden jedoch einmal unterbrochen wird und dann von dem Unterbrechungspunkt aus wieder aufgenommen wird, muss der Laserbearbeitungskopf während des Durchführens des Laserschneidens beschleunigt werden, wodurch die Schneidleistung instabil wird. In einem solchen Fall wird daher der Laserbearbeitungskopf um einige Millimeter entlang der Laserbearbeitungsstrecke rückwärts bewegt. Das Laserschneiden wird dann wieder aufgenommen, wenn der Laserbearbeitungskopf nach Beginnen des Vorwärtsbewegens entlang der Bearbeitungsstrecke die vorgesehene Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht hat.
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Bei dem Laserschneidprozess kann das Werkstück fehlerhaft geschnitten werden, wenn eine Laserabgabebedingung und/oder eine Schneidgeschwindigkeitsbedingung unsachgemäß sind. Wenn das Laserschneiden einmal unterbrochen wird und dann von dem Unterbrechungspunkt aus wieder aufgenommen wird, können daher die folgenden Nachteile auftreten.
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Erstens kann die Wandoberfläche der Schnittfuge wieder aufgeschmolzen und entfernt werden, da der Laserstrahl erneut auf die bereits ausgebildete Schnittfuge emittiert wird, wodurch die Schneidoberfläche aufgeraut werden kann und das wieder aufgeschmolzene Werkstück an der Unterseite koagulieren kann und dadurch eine Schlacke (Grat) bildet. Zweitens kann ein gestufter Abschnitt auf der Schneidoberfläche des Werkstücks an der Position ausgebildet werden, an der das Bearbeiten wieder aufgenommen wird, aufgrund einer durch einen Temperaturabfall des Werkstücks erzeugten Wärmeschrumpfung, wenn das Laserschneiden einmal unterbrochen wird. Drittens könnte das Werkstück nicht vollständig mittels des Lasers durchgeschnitten werden und ein Abschnitt des Werkstücks könnte ungeschnitten bleiben, da die Bearbeitungsleistung instabil ist.
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Es ist ziemlich schwierig, solche Nachteile beiläufig zu dem Laserschneidprozess nach dem Wiederaufnehmen des Laserschneidens zu entdecken. Die Schlacke wird z. B. an der hinteren Seite des Werkstücks gebildet und kann daher nicht aufgefunden werden, wenn das Werkstück von der Seite der vorderen Oberfläche aus betrachtet wird. Zudem sind der aufgeraute Zustand und der gestufte Abschnitt der Schneidoberfläche des Werkstücks schwierig zu unterscheiden, es sei denn, dass das Werkstück, das geschnitten worden ist, tatsächlich aufgenommen und von nahem untersucht wird.
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Des Weiteren wird in dem Laserschneidprozess normalerweise eine Vielzahl an Produkten aus einer einzigen Stahlplatte mit einer Standardlänge, z. B. 3 m × 1,5 m, ausgeschnitten. Diese Produkte werden nicht vollständig auseinander geschnitten, sondern sind mit dem Werkstück über einen dünnen, ungeschnittenen Abschnitt (Mikroverbindung) verbunden, wodurch ein Zerstreuen verhindert wird. Solch eine Technik ist bekannt als Mikroverbindungsbearbeiten.
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Ein ungeschnittener Abschnitt, der der Mikroverbindung ähnelt, kann jedoch auch bestehen bleiben, wenn das Laserschneiden einmal durch eine bestimmte Unterbrechungsanweisung unterbrochen wird, die von einem unerwarteten Ereignis stammt, und dann wieder aufgenommen wird. Es ist sehr schwierig, solch einen ungeschnittenen Abschnitt von den absichtlich ausgebildeten Mikroverbindungsabschnitten zu unterscheiden. Darüber hinaus sind die Position und die Gestalt der ungeschnittenen Abschnitte, die in Folge der bestimmten Unterbrechungsanweisung ausgebildet worden sind, häufig ungleichmäßig, und die ungeschnittenen Abschnitte können dadurch einer unbeabsichtigten Kraft ausgesetzt werden, wenn die Produkte aus dem Stammmaterial entnommen werden, was zu einer Deformation der Produkte führen kann.
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In dem ungeschnittenen Abschnitt, der aufgrund der bestimmten Unterbrechungsanweisung ausgebildet worden ist, könnte die Schnittfuge nicht durch das gesamte Werkstück hindurch ausgebildet worden sein, auch wenn es erscheint als wäre die Schnittfuge kontinuierlich ausgebildet worden, wenn das Werkstück von der vorderen Oberseite aus betrachtet wird. In solch einem Fall ist es ebenfalls schwierig, den unterbrochenen Abschnitt zu entdecken.
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Des Weiteren kann die Möglichkeit, die Produkte mit einer geringeren Qualität zu entfernen oder zu korrigieren verloren gehen, und die Produkte mit einer niedrigen Qualität könnten ausgegeben werden, wenn das Werkstück mit den zuvor genannten Nachteilen an den nachfolgenden Prozess übergeben wird, nachdem das Laserschneiden einmal unterbrochen und danach wieder aufgenommen worden ist. Darüber hinaus kann das Weitergeben des Werkstücks mit einer niedrigeren Qualität an den nachfolgenden Prozess die Qualität des Produkts weiter vermindern. Dies gilt auch allgemein für das Laserbearbeiten und nicht nur für das Laserschneiden.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor genannten Umstände verwirklicht und stellt ein Laserbearbeitungssystem bereit, das einem Benutzer ermöglicht, eine Position einfach visuell zu erkennen, an der das Laserbearbeiten unterbrochen wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Erfindungsaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Laserbearbeitungssystem bereit, das ein Werkstück mit einem Laser bearbeitet, wobei das System umfasst: eine Bearbeitungsunterbrechungseinheit, die das Laserbearbeiten des Werkstücks in Abhängigkeit eines Unterbrechungssignals unterbricht, eine Bearbeitungswiederaufnahmeeinheit, die das Laserbearbeiten des Werkstücks wieder aufnimmt, nachdem das Unterbrechungssignal aufgehoben worden ist, und eine Unterbrechungspunktvisualisierer-Bereitstellungseinheit, die das Werkstück mit einem Unterbrechungspunktvisualisierer versieht, der einen Unterbrechungspunkt an dem Werkstück visuell erkennbar macht, an dem das Laserbearbeiten durch die Bearbeitungsunterbrechungseinheit unterbrochen wird.
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Gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt ist der Unterbrechungspunktvisualisierer in dem Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ein Index, der durch Gravieren, Drucken oder Aufbringen einer Farbe an dem Unterbrechungspunkt an dem Werkstück ausgebildet ist.
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Gemäß einem dritten Erfindungsaspekt ist der Unterbrechungspunktvisualisierer in dem Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ein Index, der durch Laserbearbeiten an dem Unterbrechungspunkt an dem Werkstück ausgebildet ist.
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Gemäß einem vierten Erfindungsaspekt ist der Unterbrechungspunktvisualisierer in dem Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt, der Unterbrechungspunkt, der visuell erkennbar ist, wenn eine ein sichtbares Licht emittierende Einheit ein sichtbares Licht auf den Unterbrechungspunkt emittiert.
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Gemäß einem fünften Erfindungsaspekt umfasst das Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ferner eine Speichereinheit, die Informationen des Werkstücks, das mit dem Unterbrechungspunktvisualisierer versehen ist, und Informationen einer Position an dem Werkstück, an der der Unterbrechungspunktvisualisierer angeordnet ist, in Verbindung miteinander speichert, und eine Anzeigeeinheit, die die Informationen des Werkstücks anzeigt, das mit dem Unterbrechungspunktvisualisierer versehen ist, oder sowohl die Informationen des Werkstücks, das mit dem Unterbrechungspunktvisualisierer versehen ist, als auch die Informationen der Position an dem Werkstück anzeigt, an der der Unterbrechungspunktvisualisierer angeordnet ist.
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Gemäß einem sechsten Erfindungsaspekt ist in dem Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ein Index in Form einer Zeicheninformation an dem Werkstück vorgesehen, oder eine Gestalt oder eine Farbe des Index oder eines an den Unterbrechungspunkt emittierten sichtbaren Lichts wird geändert, in Abhängigkeit einer Ursache für das Unterbrechungssignal oder einer Anzahl von Malen, die das Unterbrechungssignal erzeugt worden ist.
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Gemäß einem siebten Erfindungsaspekt ist das Laserbearbeitungssystem gemäß dem zweiten oder dritten Erfindungsaspekt dazu eingerichtet, wenigstens ein Produkt aus dem Werkstück herzustellen, wobei die Unterbrechungspunktvisualisierer-Bereitstellungseinheit das Produkt in dem Werkstück mit dem Unterbrechungspunktvisualisierer versieht.
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Gemäß einem achten Erfindungsaspekt ist das Laserbearbeitungssystem gemäß dem zweiten oder dritten Erfindungsaspekt dazu eingerichtet, wenigstens ein Produkt aus dem Werkstück herzustellen, wobei die Unterbrechungspunktvisualisierer-Bereitstellungseinheit einen verbleibenden Abschnitt des Werkstücks mit dem Unterbrechungspunktvisualisierer versieht, mit Ausnahme des Produkts.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter ersichtlich, die nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wiedergegeben werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische perspektivische Ansicht mit einem Blockdiagramm eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Draufsicht eines Beispiels eines Werkstücks;
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3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Betriebs des Laserbearbeitungssystems gemäß 1;
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4A ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4B ist eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Laserbearbeitungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine schematische perspektivische Ansicht noch eines weiteren Laserbearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6A ist eine Draufsicht eines Produkts;
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6B ist eine Draufsicht eines Produkts in dem Werkstück; und
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7 ist eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen werden die gleichen Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Darüber hinaus können die Bestandteile aus Gründen der Klarheit in verschiedenen Maßstäben dargestellt sein.
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Die 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der 1 gezeigt ist, umfasst das Laserbearbeitungssystem 1 im Wesentlichen eine Laserbearbeitungsmaschine 10 und eine Steuereinheit 20, die die Laserbearbeitungsmaschine 10 steuert. Die in der 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine 10 ist beispielsweise eine Laserschneidvorrichtung. Die Laserbearbeitungsmaschine 10 umfasst ein Paar von Führungsschienen 11a und 11b, die parallel zueinander angeordnet sind, und ein plattenförmiges Werkstück W, das zwischen den beiden Führungsschienen 11a und 11b angeordnet ist.
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Positionierungsschienen 12a und 12b sind auf den Führungsschienen 11a und 11b, im rechten Winkel dazu, vorgesehen. Die Längen der Positionierungsschienen 12a und 12b sind im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Führungsschienen 11a und 11b. Die Positionierungsschienen 12a und 12b sind dazu eingerichtet, in der Längsrichtung der Führungsschienen 11a und 11b zu gleiten.
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Wie in der 1 gezeigt ist, ist ferner ein Laserbearbeitungskopf 13 verschiebbar an einer der Positionierungsschienen (in dieser Ausführungsform, 12a) angebracht, der einen Laserstrahl abgibt. Der Laserbearbeitungskopf 13 ist mit einem nicht gezeigten Laseroszillator verbunden und durch die Steuereinheit 20 gesteuert.
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Die Positionierungsschiene 12a, an der der Laserbearbeitungskopf 13 angebracht ist, gleitet entlang der Führungsschienen 11a und 11b, wobei der Laserbearbeitungskopf 13 ebenfalls dazu eingerichtet ist, entlang der Positionierungsschiene 12a zu gleiten. Folglich kann der Laserbearbeitungskopf 13 an einer vorgesehenen Position an dem Werkstück W angeordnet werden, um das Werkstück W in eine vorgesehene Form zu schneiden.
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Die 2 zeigt ein Beispiel des Werkstücks. Die durchgezogenen Linien in dem Werkstück W der 2 geben Bearbeitungsstrecken an, entlang denen das Schneiden durch die Laserbearbeitungsmaschine 10 auszuführen ist. Die in der 2 angegebenen Bearbeitungsstrecken sind derart angeordnet, dass sie Produkte D in drei Reihen zu je fünf Spalten ergeben. Wenn das Werkstück W entlang der Bearbeitungsstrecken geschnitten wird, wird eine Vielzahl an Produkten D derselben Gestalt erreicht. Mit anderen Worten teilt die Laserbearbeitungsmaschine 10 das Werkstück W in eine Vielzahl von Produkten D und einen verbleibenden Abschnitt R, der bestehen bleibt, nachdem die Produkte entfernt worden sind. In diesem Zusammenhang kann auch ein einziges Stück des Produkts D aus einem einzigen Stück des Werkstück W ausgeschnitten werden.
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Genauer gesagt teilt die Laserbearbeitungsmaschine 10 das Werkstück W nicht vollständig in die Produkte D und den verbleibenden Abschnitt R auf, wie in der 2 dargestellt ist. Jedes der Produkte D und der verbleibende Abschnitt R sind über wenigstens eine nicht dargestellte Mikroverbindung (ungeschnittener Abschnitt) miteinander verbunden. Die Mikroverbindung wird absichtlich ausgebildet, wenn das Laserbearbeiten einmal in Abhängigkeit einer auf dem Bearbeitungsprogramm basierenden Anweisung unterbrochen wird, und dann das Laserbearbeiten durch Bewegen des Laserbearbeitungskopfes 13 um eine vorbestimmte geringe Distanz entlang der Laserbearbeitungsstrecke wieder aufgenommen wird. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen anwendbar ist, selbst wenn die Laserbearbeitungsmaschine 10 dazu eingerichtet ist, das Werkstück W vollständig in die Produkte D und den verbleibenden Abschnitt R zu teilen.
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Unter erneutem Bezug auf die 1 ist ein Markierer 14, z. B. eine Farbaufbringungseinheit, verschiebbar an der Positionierungsschiene 12b angebracht. Der Markierer 14 dient als eine Indexbereitstellungseinheit, die einen Index M an einer Position an dem Werkstück W vorsieht, an der das Laserbearbeiten wieder aufgenommen wird, nachdem das Laserbearbeiten durch eine Anweisung des Benutzers oder eine bestimmten Unterbrechungsanweisung aufgrund eines unerwarteten Ereignisses unterbrochen worden ist. Der Markierer 14 bringt eine Farbe auf, um den Index M auszubilden. Ähnlich zu dem Laserbearbeitungskopf 13, ist auch der Markierer 14 an eine vorgesehene Position in der Laserbearbeitungsmaschine 10 bewegbar.
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Die Steuereinheit 20 ist ein digitaler Computer, der dazu eingerichtet ist, die Laserbearbeitungsmaschine 10 zu betreiben, um das Laserbearbeiten des Werkstücks W in Übereinstimmung mit einem im Voraus erstellten Betriebsprogramm auszuführen. Die Steuereinheit 20 umfasst eine Bearbeitungsunterbrechungseinheit 21, die das Laserbearbeiten des Werkstücks auf halbem Wege des Bearbeitens in Abhängigkeit eines Unterbrechungssignals unterbricht, und eine Bearbeitungswiederaufnahmeeinheit 22, die das Laserbearbeiten des Werkstücks wieder aufnimmt, nachdem das Unterbrechungssignal aufgehoben worden ist.
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Das Unterbrechungssignal wird auf das Auftreten eines unerwarteten Ereignisses hin durch eine Unterbrechungssignalerzeugungseinheit (nicht gezeigt) erzeugt. Das hier beschriebene unerwartete Ereignis bezieht sich beispielsweise auf das Auftreten eines Stromausfalls, einen Abfall von Versorgungsdruck des Lasergases und ein Erkennen eines Bearbeitungsfehlers durch einen nicht dargestellten Sensor. Der Benutzer kann das Unterbrechungssignal wenn notwendig erzeugen.
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Wie zuvor beschrieben wurde, wird die Laserabgabe ebenfalls unterbrochen, wenn die Mikroverbindung während des Laserbearbeitens ausgebildet wird. Ein solches Unterbrechen der Laserabgabe ist jedoch in dem Betriebsprogramm der Laserbearbeitungsmaschine 10 festgelegt, um absichtlich ausgeführt zu werden. Dementsprechend wird das hierin beschriebene Unterbrechungssignal in solch einem Fall nicht erzeugt, weshalb der nachfolgend beschriebene Prozess ebenfalls nicht ausgeführt wird.
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Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst die Steuereinheit 20 ferner eine Speichereinheit 23, die darin Informationen über eine Position speichert, an der die Positionierungsschiene 12a und der Laserbearbeitungskopf 13 angeordnet sind, wenn das Laserbearbeiten durch die Bearbeitungsunterbrechungseinheit 21 unterbrochen wird, und verschiedene Arten von Betriebsinformationen der Laserbearbeitungsmaschine 10 in Bezug auf das Unterbrechen speichert, und eine Anzeigeeinheit 24, z. B. einen LCD-Bildschirm.
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Die 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Laserbearbeitungssystems gemäß der 1. In Bezug auf die 1 bis 3, wird der Betrieb des Laserbearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben. Es wird hierbei angenommen, dass der folgende Betrieb in vorbestimmten Intervallen während des Steuerbetriebs ausgeführt wird. Es wird ebenfalls angenommen, dass das Werkstück W bereits in einer vorbestimmten Position zwischen den Führungsschienen 11a und 11b angeordnet ist, bevor der Schritt S11 der 3 ausgeführt wird.
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Als Erstes wird in dem Schritt S11 der Laserbearbeitungskopf 13 aktiviert, um das Laserbearbeiten des Werkstücks W zu beginnen. Bei dem Schritt S12 entscheidet die Steuereinheit 20, ob ein Unterbrechungssignal für das Laserbearbeiten ausgegeben worden ist. Wenn sie bei dem Schritt S13 entschieden hat, dass das Unterbrechungssignal nicht ausgegeben worden ist, kehrt der Betrieb zu dem Schritt S12 zurück, um mit dem Laserbearbeiten fortzufahren, es sei denn das Laserbearbeiten wird bei dem Schritt S20 beendet.
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Im Gegensatz dazu setzt sich der Betrieb bei dem Schritt S14 fort, wenn entschieden wird, dass das Unterbrechungssignal aufgrund eines unerwarteten Ereignisses ausgegeben worden ist. Bei dem Schritt S14 unterbricht die Bearbeitungsunterbrechungseinheit 21 das Laserbearbeiten. Genauer gesagt stoppt die Bearbeitungsunterbrechungseinheit 21 die Laserabgabe von dem Laserbearbeitungskopf 13. Die Bearbeitungsunterbrechungseinheit 21 stoppt zudem den Laserbearbeitungskopf 13 auf der Positionierungsschiene 12a und stoppt die Positionierungsschiene 12a auf den Führungsschienen 11a und 11b.
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Bei dem Schritt S15 speichert die Speichereinheit 23 die Stoppposition der Positionierungsschiene 12a in der Längsrichtung der Führungsschienen 11a und 11b und die Stoppposition des Laserbearbeitungskopfs 13 in der Längsrichtung der Positionierungsschiene 12a. Mit anderen Worten speichert die Speichereinheit 23 den Unterbrechungspunkt des Laserbearbeitens. In diesem Moment speichert die Speichereinheit 23 ferner verschiedene Arten von Betriebsinformationen der Laserbearbeitungsmaschine 10 zum Zeitpunkt des Unterbrechens des Laserbearbeitens.
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Bei dem Schritt S16 entscheidet die Steuereinheit 20, ob das Unterbrechungssignal aufgehoben worden ist. Wenn bei dem Schritt S17 entschieden wird, dass das Unterbrechungssignal nicht aufgehoben worden ist, kehrt der Betrieb zu dem Schritt S16 zurück und behält das Unterbrechen des Laserbearbeitens bei.
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Im Gegensatz dazu fährt der Betrieb mit dem Schritt S18 fort, wenn entschieden wird, dass das Unterbrechungssignal aufgehoben worden ist. Bei dem Schritt S18 wird eine Vorbereitung zum Wiederaufnehmen des Laserbearbeitens ausgeführt, die umfasst, den Laserbearbeitungskopf 13 an eine Position zu bewegen, die geeignet ist, um das Laserbearbeiten wieder aufzunehmen. Zum Beispiel kann der Laserbearbeitungskopf 13 um eine vorbestimmte Distanz entlang der Laserbearbeitungsstrecke rückwärts bewegt werden. Bei dem Schritt S19 steuert die Bearbeitungswiederaufnahmeeinheit 22 die Positionierungsschiene 12a und den Laserbearbeitungskopf 13 derart an, dass sie den Laserbearbeitungskopf 13 dazu veranlasst, sich nach vorne in die Vorwärtsrichtung entlang der Laserbearbeitungsstrecke zu bewegen. Wenn der Laserbearbeitungskopf 13 eine vorbestimmte Betriebsgeschwindigkeit erreicht, veranlasst die Bearbeitungswiederaufnahmeeinheit 22 den Laserbearbeitungskopf 13 dazu, den Laserstrahl abzugeben. Das Laserbearbeiten wird daher wieder aufgenommen. In diesem Fall sind der Unterbrechungspunkt und der Wiederaufnahmepunkt des Laserbearbeitens dieselben.
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Der Laserbetrieb kann auch durch ein anderes Vorgehen wieder aufgenommen werden. Wenn z. B. eine Vielzahl an Produkten D aus einem einzigen Werkstück W gebildet werden, kann der Laserbearbeitungskopf 13 bei dem Schritt S18 an die Position des Produkts D bewegt werden, das nach dem Produkt D bearbeitet werden soll, welches zu dem Zeitpunkt bearbeitet wird, wenn das Unterbrechungssignal ausgegeben wird. Danach kann die Bearbeitungswiederaufnahmeeinheit 22 den Laserbearbeitungskopf 13 dazu veranlassen, den Laserstrahl bei dem Schritt S19 abzugeben.
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Bei dem Schritt S20 entscheidet die Steuereinheit 20, ob der Laserbearbeitungsauftrag beendet worden ist, der in dem Betriebsprogramm spezifiziert ist, und kehrt zu dem Schritt S12 zurück, wenn der Laserbearbeitungsauftrag noch nicht beendet worden ist. Wenn entschieden wird, dass der Laserbearbeitungsauftrag beendet worden ist, wird der Laserbearbeitungskopf 13 zurückgezogen. Die zurückgezogene Stellung des Laserbearbeitungskopfs 13 kann z. B. in der Nähe eines Endabschnitts der Führungsschiene 11a festgelegt sein. Es ist vorteilhaft, dass die zurückgezogene Stellung des Laserbearbeitungskops 13 ausreichend weit von dem Werkstück W beabstandet ist, um den Betrieb des Markierers 14 nicht zu beeinflussen.
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Nachdem das Laserbearbeiten beendet worden ist, wird bei dem Schritt S21 entschieden, ob die Unterbrechungsinformationen bei dem Schritt S15 aufgrund eines Unterbrechens des Laserbearbeitens gespeichert worden sind. Wenn entschieden wird, dass das Laserbearbeiten während der Phase zwischen dem Beginn und dem Beenden des Laserbearbeitungsauftrags nicht unterbrochen worden ist, wird das Werkstück W bei dem Schritt S23 herausgenommen und der Betrieb ist beendet.
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Wenn bei dem Schritt S21 auf der Grundlage der Unterbrechungsinformationen entschieden wird, dass das Laserbearbeiten unterbrochen wurde, wird die Stoppposition des Laserbearbeitungskopfs 13 bei dem Schritt S22 von der Speichereinheit 23 abgerufen, und die Positionierungsschiene 12a und der Laserbearbeitungskopf 13 werden angesteuert, um den Markierer 14 an die Stoppposition zu bewegen. Anschließend bringt der Markierer 14 Farbe auf das Werkstück W auf, wobei er einen Index M an der Stoppposition des Laserbearbeitungskopfs 13 ausbildet. In der 2 ist der Index M an einem Abschnitt des Produkts D in der vierten Reihe und der zweiten Spalte gekennzeichnet. Danach wird das Werkstück W bei dem Schritt S23 aus der Laserbearbeitungsmaschine 10 herausgenommen und der Betrieb ist beendet.
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Wie zuvor beschrieben wurde, wird der Index M in der vorliegenden Erfindung an dem Punkt gekennzeichnet, an dem das Laserbearbeiten unterbrochen wird. Eine solche Anordnung ermöglicht dem Benutzer durch einfaches Betrachten des Werkstücks W zu erkennen, dass das Werkstück W einen Unterbrechungspunkt umfasst, und die Position des Unterbrechungspunkts einfach zu identifizieren. Somit kann der Benutzer das Produkt D mit dem Index M umgehend beurteilen und die Möglichkeit sicherstellen, das Produkt D wenn nötig zu entfernen oder zu ändern. Des Weiteren wird das Werkstück W, dass das Produkt D mit dem Unterbrechungspunkt aufweist, daran gehindert, an einen nachfolgenden Prozess übergeben zu werden, wodurch ein Verschlechtern der Qualität des Produkts vermieden werden kann.
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Wenn der Index M an dem Unterbrechungspunkt gekennzeichnet wird, kann die Anzeigeeinheit 24 angeben, an welcher Position des Werkstücks W der Index M gekennzeichnet worden ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Anzeigeeinheit 24 die graphischen Daten des Werkstücks W und des Produkts D mit dem Index M anzeigt, wie in der 2 dargestellt ist. Eine derartige Anordnung erleichtert dem Benutzer weiter, den Unterbrechungs-/Wiederaufnahmepunkt visuell zu erkennen.
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In der mit Bezug auf die 3 beschriebenen Ausführungsform, wird der Markierer 14 an die Stoppposition bewegt, nachdem das Laserbearbeiten beendet worden ist. Nachdem das Laserbearbeiten bei dem Schritt S14 der 3 unterbrochen worden ist, kann der Laserbearbeitungskopf 13 jedoch zurückgezogen werden, wobei der Markierer 14 ebenfalls an den Unterbrechungspunkt bewegt werden kann und der Index M vorgesehen werden kann. In diesem Fall wird der Laserbearbeitungskopf 13 an den Unterbrechungspunkt bewegt, der in der Speichereinheit 23 gespeichert wird, nachdem der Index M vorgesehen worden ist, um das Laserbearbeiten wieder aufzunehmen.
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In der vorangegangenen Beschreibung bringt der Markierer 14 eine Farbe auf, um den Index M zu bilden. Das Verwenden einer Farbe mit einer von dem Werkstück W unterschiedlichen Farbe erhöht die Sichtbarkeit des Index M und erleichtert dadurch dem Benutzer, den Index M zu erkennen. Der Markierer 14 kann eine Graviervorrichtung oder eine Druckvorrichtung sein, wobei in diesem Fall jeweils der Index M durch Gravieren oder Drucken gebildet wird. Es ist offensichtlich, dass in diesen Fällen derselbe Vorteil erreicht werden kann.
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Des Weiteren kann der Laserbearbeitungskopf 13 anstelle des Markierers 14 als ein Markierer verwendet werden. Zum Beispiel kann die Abgabe des Laserbearbeitungskopfs 13 auf solch ein Niveau abgesengt werden, dass ein Durchschneiden des Werkstücks W verhindert wird, wodurch der Index M dann an dem Werkstück W mittels eines Lasermarkierens gebildet werden kann. Alternativ dazu kann das Werkstück W durch das Laserschneiden perforiert werden oder eine Platte mit einer Wulst (bead-on-plate) kann mittels eines Laserschweißens an dem Werkstück W ausgebildet werden, so dass die Öffnung oder die Wulst als der Index M verwendbar ist. In solchen Fällen ist der Markierer 14 nicht erforderlich, weshalb kein Bedarf besteht, zusätzlich die Graviervorrichtung, die Druckvorrichtung oder die Farbaufbringungseinheit vorzusehen. Somit können der Markierer 14 und die Positionierungsschiene 12b weggelassen werden, wodurch die Kosten des Laserbearbeitungssystems 1 reduziert werden können.
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Die 4A ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der
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4A sind die Positionierungsschiene 12b und der Markierer 14 nicht vorgesehen. Eine ein sichtbares Licht emittierende Einheit 14', z. B. ein Laserpointer, die eine vorgesehene Position mit sichtbarem Licht punktbestrahlt, ist in der Nähe eines Endabschnitts der Führungsschiene 11b vorgesehen.
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In der in der 4A dargestellten Ausführungsform wird die ein sichtbares Licht emittierende Einheit 14' aktiviert, nachdem der Laserbearbeitungskopf 13 bei dem Schritt S21 in der 3 zurückgezogen worden ist, wobei der in der Speichereinheit 23 gespeicherte Unterbrechungspunkt mit dem sichtbaren Licht punktbestrahlt wird. In der in der 4A dargestellten Ausführungsform entspricht das Punktbestrahlen dem Index M und die ein sichtbares Licht emittierende Einheit 14' dient daher als eine Indexbereitstellungseinheit. Folglich ist ersichtlich, dass die Ausführungsform der 4A ebenfalls dieselben Vorteile bietet, wie die der vorherigen Ausführungsform.
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Wenn eine Vielzahl an Indizes M in der Ausführungsform der 4A zu kennzeichnen sind, kann einer der Unterbrechungspunkte für eine vorbestimmte Zeitdauer punktbestrahlt werden, z. B. für eine Sekunde, wobei ein nächster Unterbrechungspunkt dann auf die gleiche Weise punktbestrahlt werden kann. Solch eine Anordnung ermöglicht es dem Benutzer, die Unterbrechungspunkte visuell zu erkennen, selbst wenn das Laserbearbeiten vielfach unterbrochen wird.
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Alternativ dazu kann das Werkstück W, das dem Laserbearbeiten ausgesetzt ist, nachdem es aus der Laserbearbeitungsmaschine 10 herausgenommen und an einem anderen Ort platziert wurde, z. B. einem Transporttisch, auf dem Transporttisch mit dem sichtbaren Licht punktbestrahlt werden. In diesem Fall werden die in der Speichereinheit 23 gespeicherte Stoppposition, eine Positionsbeziehung zwischen der Laserbearbeitungsmaschine 10 und dem Transporttisch und die Positionsbeziehung zwischen dem Transporttisch und dem Werkstück W erfordert.
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Die 4B ist eine schematische perspektivische Ansicht eines anderen Laserbearbeitungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 4B sind die Positionierungsschiene 12b, der Markierer 14 und die ein sichtbares Licht emittierende Einheit 14' nicht vorgesehen. Stattdessen ist der Laserbearbeitungskopf 13 dazu eingerichtet, ein Untersuchungslicht zusätzlich zu dem Laserstrahl zu emittieren.
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In der in der 4B dargestellten Ausführungsform wird der Laserbearbeitungskopf 13 nicht zu der zurückgezogenen Stellung zurückgeführt, nachdem das Laserbearbeiten beendet worden ist, sondern wird an den in der Speichereinheit 23 gespeicherten Unterbrechungspunkt bewegt. Der Laserbearbeitungskopf 13 emittiert das Untersuchungslicht an der Position auf das Werkstück W, der dem Unterbrechungspunkt entspricht. Im Allgemeinen ist das Untersuchungslicht ein Laser mit einer geringen Abgabe an sichtbarem Licht, der einem Laser mit einer hohen Abgabe koaxial überlagert ist, um dem Benutzer zu ermöglichen, die Position zu erkennen, an die der Laser mit einer hohen Abgabe zum Bearbeiten emittiert wird. Das Emittieren solch eines Untersuchungslichts entspricht dem Index M, wodurch der Laserbearbeitungskopf 13 ebenfalls als eine Indexbereitstellungseinheit dient. Folglich ist es ersichtlich, dass die Ausführungsform der 4B ebenfalls dieselben Vorteile aufweist, wie die vorangehende Ausführungsform. Darüber hinaus reduziert die Ausführungsform der 4B weiter die Kosten der Laserbearbeitungsmaschine 10.
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In den in den 4A und 4B dargestellten Ausführungsformen wird das Werkstück W keinem Gravieren oder Farbaufbringen ausgesetzt, wodurch ein dauerhafter Index M an dem Werkstück W vorgesehen wird. Somit wird vermieden, dass das Werkstück W und das Produkt D beschädigt werden, und das eingravierte Zeichen oder die aufgemalte Markierung werden nicht an dem Werkstück W und dem Produkt D belassen. Des Weiteren genügt es, dass lediglich das sichtbare Licht oder das Untersuchungslicht emittiert werden, was die benötigte Zeit zum Bilden des Index M verkürzt.
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Die 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren anderen Laserbearbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In der in der 5 dargestellten Ausführungsform ist die Laserbearbeitungsmaschine 10 dazu eingerichtet, eine Vielzahl an Werkstücken W abwechselnd zu bearbeiten. Der Vielzahl an Werkstücken W wird jeweils im Voraus eine Nummer gegeben. Wenn eines der Vielzahl an Werkstücken W mit dem Index M versehen wird, speichert die Speichereinheit 23 die Nummer des Werkstücks W, das mit dem Index M versehen ist, zusätzlich zu der Position des Index M an dem Werkstück W. Mit anderen Worten speichert die Speichereinheit 23 Informationen, die angeben, welche Nummer der Werkstücke W mit dem Index M versehen ist.
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Die in der Speichereinheit 23 gespeicherten Informationen werden auf der Anzeigeeinheit 24 angezeigt. Somit kann der Benutzer einfach erkennen, welches der Vielzahl an Werkstücken W den Unterbrechungspunkt aufweist. Es ist vorteilhaft, die Nummer des Werkstücks W, an dem der Index M vorgesehen ist, und die Position des Index M auf der Anzeigeeinheit 24 jedes Mal anzuzeigen, wenn der Index M während des Laserbearbeitungsauftrags vorgesehen wird. Solch eine Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine große Anzahl an Werkstücken W bearbeitet werden sollen. Des Weiteren ist es möglich, einen ähnlichen Index an einem Endabschnitt oder einem Kantenabschnitt des Werkstücks W bereitzustellen, das mit dem Index M versehen ist, um es dem Benutzer zu erleichtern, das Werkstück W mit dem Unterbrechungspunkt zu identifizieren.
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Mögliche Gründe für das Unterbrechungssignal umfassen z. B. ein Erkennen eines Bearbeitungsfehlers durch einen nicht gezeigten Sensor, ein Auftreten eines Stromausfalls, ein Abfallen eines Versorgungsdrucks des Lasergases und einen Notstopp durch den Benutzer. Dementsprechend kann die Form oder Farbe des durch den Markierer 14 vorgesehenen Index M geändert werden, abhängig von dem Grund für das Unterbrechungssignal. Zum Beispiel zeigt die 2 einen kreisförmigen Index M, während die nachfolgend beschriebene 6A einen dreieckigen Index M zeigt. Gleichermaßen kann die Form oder Farbe des Index M in Abhängigkeit von der Anzahl an Malen geändert werden, die das Unterbrechungssignal ausgegeben worden ist, wenn ein einziges Werkstück W mit einer Vielzahl von Indizes M versehen wird.
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Alternativ dazu kann der Index M in Form von Zeicheninformationen vorgesehen werden. In diesem Fall kann z. B. der Grund für das Unterbrechungssignal in Buchstaben als der Index M angegeben werden. Auch kann die Tageszeit, zu der das Unterbrechungssignal ausgegeben worden ist, als der Index M angegeben werden. Bereitstellen des Index M in der zuvor beschriebenen Form kann das Beurteilen des kausalen Zusammenhangs zwischen dem Grund für das Unterbrechungssignal und dem Bearbeitungsergebnis des Werkstücks W erleichtern.
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Die 6A ist eine Draufsicht eines Beispiels für das Produkt. In der 6A ist das Produkt D mit dem Index M versehen. In diesem Fall kann der Benutzer den Unterbrechungspunkt identifizieren, selbst wenn er das Produkt D alleine betrachtet. Solch eine Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn keine Mikroverbindungen zwischen dem Werkstück W und dem Produkt D ausgebildet sind.
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Die 6B ist eine Draufsicht eines Beispiels für das Produkt in dem Werkstück. Auch wenn es nicht dargestellt ist, wird angenommen, dass das Produkt D und das Werkstück W über Mikroverbindungen verbunden sind. In der 6B ist der verbleibende Abschnitt R des Werkstücks W mit dem Index M versehen, benachbart zu dem Produkt D. In diesem Fall kann der Bearbeitungsunterbrechungs-/Bearbeitungswiederaufnahmepunkt identifiziert werden, ohne dass der Index M an dem Produkt D belassen wird.
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Die 7 ist eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem in der 7 gezeigten Laserbearbeitungssystem 1' ist ein mehrgelenkiger Roboter 10' anstelle der Laserbearbeitungsmaschine 10 vorgesehen und die Steuereinheit 20 steuert den mehrgelenkigen Roboter 10'. Das in der 7 dargestellte Werkstück W ist ein Körper eines Kraftfahrzeugs. Demnach ist das Werkstück W nicht auf plattenförmige Gegenstände beschränkt.
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In der in der 7 dargestellten Ausführungsform hält eine Hand des Roboters 10' den Laserbearbeitungskopf 13 und bewegt den Laserbearbeitungskopf 13 sequenziell an vorgesehene Positionen, um den in der 3 beschriebenen Betrieb auszuführen. Wenn das Laserbearbeiten bei dem Schritt S20 beendet wird, gibt die Hand des Roboters 10' den Laserbearbeitungskopf 13 frei und hält den Markierer 14. Danach bewegt der Roboter 10' bei dem Schritt S21 den Markierer 14 an den Unterbrechungspunkt des Werkstücks W und bildet den Index M an dem Werkstück W. Dementsprechend ist es ersichtlich, das mit dem Roboter 10' ebenfalls dieselben Vorteile erreicht werden können, wie mit der vorherigen Ausführungsform.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann lediglich die Positionierungsschiene 12b weggelassen werden und der Laserbearbeitungskopf 13 und der Markierer 14 können gemeinsam oder unabhängig voneinander entlang der Positionierungsschiene 12a angeordnet werden. Eine derartige Konfiguration ist ebenfalls in dem Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Wirkung der Erfindung
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Mit dem ersten Erfindungsaspekt der vorliegenden Erfindung kann der Benutzer erkennen, dass das Werkstück den Unterbrechungspunkt aufweist, indem er einfach das Werkstück betrachtet, und kann die Position des Unterbrechungspunkts einfach identifizieren. Entsprechend kann der Benutzer die Möglichkeit sicherstellen, das mögliche Produkt mit einer niedrigen Qualität zu entfernen oder zu ändern, und kann verhindern, dass das Produkt mit der niedrigen Qualität an den nachfolgenden Prozess übergeben wird. Dadurch kann eine Verschlechterung der Qualität des Produkts vermieden werden.
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Mit dem zweiten Erfindungsaspekt kann ein gut sichtbarer Index verwendet werden, wodurch der Benutzer die Position des Unterbrechungspunkts einfach erkennen kann.
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Der dritte Erfindungsaspekt beseitigt das Erfordernis, zusätzlich eine Graviervorrichtung, eine Druckvorrichtung oder eine Farbaufbringungseinheit bereitzustellen, wodurch das Laserbearbeitungssystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt durch vereinfachte Schritte und mit geringeren Kosten herstellbar ist.
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Mit dem vierten Erfindungsaspekt wird der Index an dem Werkstück mit der ein sichtbares Licht emittierenden Einheit ausgebildet, z. B. mit einem Laserpointer, wobei die Vorteile gemäß des ersten Erfindungsaspekts erreicht werden können, ohne ein graviertes Kennzeichen oder eine Farbe, die auf dem Werkstück und dem Produkt belassen werden.
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Der fünfte Erfindungsaspekt ermöglicht dem Benutzer, einfach zu identifizieren, welches aus einer Vielzahl an Werkstücken den Unterbrechungspunkt aufweist und an welcher Stelle eines großen Werkstücks der Unterbrechungspunkt angeordnet ist.
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Mit dem sechsten Erfindungsaspekt, dem Vorsehen des Index in der Form von Zeicheninformationen und dem Ändern der Form oder der Farbe des Index, wird die Sichtbarkeit des Index erhöht und das Beurteilen des kausalen Zusammenhangs zwischen dem Grund für das Unterbrechungssignal und dem Bearbeitungsergebnis des Werkstücks erleichtert. Die Zeicheninformationen können z. B. umfassen: die Tageszeit, zu der das Unterbrechungssignal ausgegeben worden ist, und eine Nummer, die die Anzahl an Malen angibt, die das Unterbrechungssignal ausgegeben worden ist.
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Dier siebte Erfindungsaspekt ermöglicht es, den Unterbrechungspunkt identifizierbar zu machen, selbst wenn das Produkt von dem Werkstück getrennt ist.
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Der achte Erfindungsaspekt ermöglicht es, den Unterbrechungspunkt identifizierbar zu machen, ohne dass ein gravierter oder gefärbter Index an dem Produkt belassen wird.
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Auch wenn die vorliegende Erfindung zuvor mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass diverse Modifikationen, Weglassungen oder Hinzufügungen ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang und Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2003-225783 [0003]
- JP 2004-306073 [0003]
- JP 2010-120071 [0003]