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DE20103411U1 - Modular processing head - Google Patents

Modular processing head

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Publication number
DE20103411U1
DE20103411U1 DE20103411U DE20103411U DE20103411U1 DE 20103411 U1 DE20103411 U1 DE 20103411U1 DE 20103411 U DE20103411 U DE 20103411U DE 20103411 U DE20103411 U DE 20103411U DE 20103411 U1 DE20103411 U1 DE 20103411U1
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DE
Germany
Prior art keywords
processing head
head according
base plate
interfaces
modules
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE20103411U
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German (de)
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.)
KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Schweissanlagen 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.)
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Publication date
Application filed by KUKA Schweissanlagen GmbH filed Critical KUKA Schweissanlagen GmbH
Priority to DE20103411U priority Critical patent/DE20103411U1/en
Publication of DE20103411U1 publication Critical patent/DE20103411U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
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    • B25J15/0019End effectors other than grippers

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

Description

Anmelder: KUKA Schweissanlagen GmbH Applicant : KUKA Schweissanlagen GmbH

Blücherstraße 144 86165 Augsburg / DEBlücherstrasse 144 86165 Augsburg / DE

Vertreter: Patentanwälte Representatives: Patent attorneys

Dipl.-Ing. H.-D. ErnickeDipl.-Ing. H.-D. Ernicke

Dipl.-Ing. Klaus ErnickeDipl.-Ing. Klaus Ernicke

Schwibbogenplatz 2bSchwibbogenplatz 2b

86153 Augsburg / DE86153 Augsburg / DE

Datum: 23·. 02. 2001
Akte: 772-951 er/he
Date: 23·. 02. 2001
File: 772-951 he/he

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AAl DE-G 201 03 411.5AAl DE-G 201 03 411.5

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Modularer BearbeitungskopfModular machining head

Die Erfindung betrifft einen modularen Bearbeitungskopf für Manipulatoren, insbesondere für mehrachsige Industrieroboter, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a modular processing head for manipulators, in particular for multi-axis industrial robots, with the features in the preamble of the main claim.

Ein solcher modularer Bearbeitungskopf ist aus der Literaturstelle: WEDEL, Björn: Bearbeitungsköpfe für Hochleistungs-Nd:YAG- und Diodenlaser, Teil II in: LASER MAGAZIN 2/2000, S. 11 bis 15 bekannt. Dieser Bearbeitungskopf ist als Laserkopf mit einer Lasereinheit ausgebildet. Die Lasereinheit bildet die Basis, an der ein oder mehrere weitere Module zu Aufrüstungs- oder Umrüstungszwecken ergänzt und direkt angebaut werden können. Die Module werden hierbei auf der Lasereinheit und darüber hinaus auch aufeinander angeordnet und miteinander verbunden. Dies schränkt die Modularität und die Gestaltungsmöglichkeiten ein. Bei einem Wechsel der Lasereinheit müssen alle weiteren Module zuvor entfernt oder mitgewechselt werden.Such a modular processing head is known from the literature reference: WEDEL, Björn: Processing heads for high-performance Nd:YAG and diode lasers, Part II in: LASER MAGAZIN 2/2000, pp. 11 to 15. This processing head is designed as a laser head with a laser unit. The laser unit forms the basis to which one or more additional modules can be added and directly attached for upgrading or conversion purposes. The modules are arranged on the laser unit and also on top of each other and connected to each other. This limits the modularity and design options. When changing the laser unit, all other modules must first be removed or changed at the same time.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen besseren modularen Bearbeitungskopf aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide an improved modular machining head.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.The invention solves this problem with the features in the main claim.

Beim erfindungsgemäßen modularen Bearbeitungskopf sind mehrere definierte Schnittstellen für die anbaubaren' Module sowie für die Betriebsmittelversorgung vorgesehen und bereits in der Basisversion vorbereitet. Diese Schnittstellen sind vor allem am Grundkörper des Bearbeitungskopfes angeordnet und können unabhängig voneinander belegt werden. Am Grundkörper ist auch dasIn the modular machining head according to the invention, several defined interfaces for the add-on modules and for the operating resources supply are provided and are already prepared in the basic version. These interfaces are arranged primarily on the base body of the machining head and can be used independently of one another. The base body also has the

Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise eine Lasereinheit, montierbar. Hierdurch können die verschiedenen Module getrennt und ohne gegenseitige Beeinträchtigung angebaut oder abgebaut werden. Auf ein Aufeinanderbauen von Modulen kann weitgehend verzichtet werden. Es wird nur dort eingesetzt, wo es von der Funktion her sinnvoll oder notwendig ist.Processing tool, preferably a laser unit, can be mounted. This allows the various modules to be installed or removed separately and without affecting each other. There is largely no need to stack modules on top of each other. It is only used where it is useful or necessary in terms of function.

Für die uneingeschränkte Modulauswahl ist es vorteilhaft, wenn für jedes Modul eine eigene Schnittstelle vorhanden ist. Dabei können zumindest einzelne der Schnittstellen für die anbaubaren Module mehrfach vorhanden sein, was unterschiedliche Anbaumöglichkeiten, z.B. einen Seitenwechsel, oder die Anordnung mehrerer gleichartiger Module ermöglicht. Außerdem können zumindest einzelne der Schnittstellen universell ausgebildet sein. Sie lassen sich dadurch für unterschiedliche Module heranziehen,, was den Platzbedarf trotz hoher Modulvielfalt minimiert.For unrestricted module selection, it is advantageous if each module has its own interface. At least some of the interfaces for the add-on modules can be available multiple times, which allows different installation options, e.g. changing sides, or arranging several similar modules. In addition, at least some of the interfaces can be designed universally. They can therefore be used for different modules, which minimizes the space required despite the high module diversity.

Ein Großteil der Schnittstellen für die anbaubaren Module ist an einer Grundplatte des Grundkörpers angeordnet, so dass eine einheitliche Anschlussmöglichkeit besteht. Diese Grundplatte kann am Grundkörper beweglich angeordnet und mit einer Zustellvorrichtung versehen sein. Die Grundplatte und die angebauten Module können dadurch z.B. Ausweichbewegungen oder Nachsetzbewegungen beim Verfolgen der Bahn am Werkstück eigenständig vornehmen. Dies ist vorteilhaft, um den Anpressdruck von ein oder mehreren Andrückrollen an dem oder den Werkstücken konstant zu ;halten und um außerdem den Fokus des Laserstrahls automatisch nachführen zu können.Most of the interfaces for the add-on modules are arranged on a base plate of the base body, so that a uniform connection option is available. This base plate can be arranged movably on the base body and can be provided with a feed device. The base plate and the attached modules can therefore independently carry out evasive movements or follow-up movements when following the path on the workpiece. This is advantageous in order to keep the contact pressure of one or more pressure rollers on the workpiece(s) constant and also to be able to automatically adjust the focus of the laser beam.

Der modulare Bearbeitungskopf ist vorzugsweise als Schweißkopf, insbesondere als Laserkopf ausgebildet. Statt einer Lasereinheit kann aber auch jedes andere beliebige modulare Bearbeitungswerkzeug angebaut werden. In der Ausbildung als Schweißkopf können unterschiedlicheThe modular processing head is preferably designed as a welding head, in particular as a laser head. Instead of a laser unit, however, any other modular processing tool can be attached. In the design as a welding head, different

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Schweißwerkzeuge, z.B. ein Lichtbogenbrenner oder ein Plasmabrenner oder auch Kombinationen von Schweißwerkzeugen, z.B. Hybrideinheiten mit Lasereinheit und Lichtbogenbrenner oder Plasmabrenner montiert werden.Welding tools, e.g. an arc torch or a plasma torch or combinations of welding tools, e.g. hybrid units with a laser unit and an arc torch or plasma torch, can be mounted.

Der modulare Bearbeitungskopf ist vorzugsweise für ■Manipulatoren, insbesondere mehrachsige Industrieroboter vorgesehen, die durch ihre Kinematik in der Lage sind, mit dem Bearbeitungskopf komplizierte Bewegungen durchzuführen und räumlich beliebig orientierte Bahnen zu verfolgen.The modular processing head is preferably intended for manipulators, in particular multi-axis industrial robots, which, due to their kinematics, are able to carry out complicated movements with the processing head and to follow arbitrarily oriented paths.

Durch den modulären Aufbau und die Schnittstellenanordnung können die Module schnell und auf einfache Weise '■ gewechselt oder ergänzt werden. Dies ist durch den ■ einfachen und unkomplizierten Aufbau auch auf Seiten des Betreibers möglich. Der Kunde selbst kann die Umrüstung schnell und ohne großen Aufwand vornehmen.The modular design and the interface arrangement mean that the modules can be changed or added quickly and easily. This is also possible for the operator thanks to the simple and uncomplicated design. The customer can carry out the conversion quickly and without great effort.

Hierbei ist es von besonderem Vorteil, dass die Schnittstellen für die anbaubaren Module vorzugsweise als Schraubverbindungen ausgestaltet sind, während die Schnittstellen für die Betriebsmittelversorgung als genormte Steckverbindungen gestaltet sind. Hierdurch lassen sich auf sehr einfache und schnelle Weise die ; zu den einzelnen Modulen gehörigen Betriebsmittelleitungen für Strom, Kühlwasser, Druckluft oder dergleichen mit einer zentralen Betriebsmittelversorgung verbinden, die z.B. über ein Leitungspaket in einem Schlauch herangeführt werden. Die Steckverbindungen können hierbei als einfache Zwischenstecker oder wahlweise auch als Blindstecker ausgebildet sein, die bei einem einseitigen ,Steckeranschluss automatisch den Auslass oder Durchlass verschließen.It is particularly advantageous that the interfaces for the add-on modules are preferably designed as screw connections, while the interfaces for the operating fluid supply are designed as standardized plug connections. This makes it very easy and quick to connect the operating fluid lines for power, cooling water, compressed air or the like belonging to the individual modules to a central operating fluid supply, which is supplied via a cable package in a hose, for example. The plug connections can be designed as simple intermediate plugs or optionally as blind plugs, which automatically close the outlet or passage when the plug is connected on one side.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail:

Figur 1 und 2: einen modularen Bearbeitungskopf mitFigure 1 and 2: a modular machining head with

Grundkörper und Andrückrolle sowieBase body and pressure roller as well as

'. Schnittstellen für anbaubare Module und '. Interfaces for attachable modules and

Betriebsmittelversorgung in Front- und Seitenansicht,Resource supply in front and side view,

Figur 3 und 4: den Bearbeitungskopf gemäß Figur 1 und 2 .Figures 3 and 4: the machining head according to figures 1 and 2.

in einer Basisversion mit Lasereinheit und Schutzgaszuführung in Front- und Seitenansicht, :in a basic version with laser unit and protective gas supply in front and side view, :

Figur 5 und 6: den Bearbeitungskopf von Figur 3 und A inFigures 5 and 6: the machining head of Figures 3 and A in

einer Ausbaustufe mit einer Gegenrolle in Linearausführung,an expansion stage with a counter roller in linear design,

Figur 7 und 8: eine Variante des Bearbeitungskopfes vonFigure 7 and 8: a variant of the machining head of

Figur 5 und 6 mit einer Gegenrolle in Schwenkausführung sowie einer Sensorik,Figures 5 and 6 with a counter roller in swivel design and a sensor system,

'Figur 9 und 10: den Bearbeitungskopf in einer Ausbaustufe mit einem Nahtverfolgungssystem in Front-'Figures 9 and 10: the processing head in an expansion stage with a seam tracking system in front

und Seitenansicht undand side view and

Figur 11 und 12: den Bearbeitungskopf in einer Ausbaustufe mit einer Drahtzuführung in Front- und Seitenansicht.Figures 11 and 12: the processing head in an expansion stage with a wire feed in front and side view.

In den Zeichnungen.Figur 1 bis 12 ist ein modularer Bearbeitungskopf (1) jeweils in Front- und Seitenansicht und in verschiedenen Ausbaustufen dargestellt. In den gezeigten Äusführungsbeispielen handelt es sich um einen Laserkopf.In the drawings Figures 1 to 12, a modular processing head (1) is shown in front and side views and in various stages of development. The embodiments shown are laser heads.

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Der Bearbeitungskopf (1) besteht aus einem Grundkörper (4) bzw. einem Gestell und besitzt mehrere Schnittstellen (7 bis 14) für mehrere anbaubare Module (22,24,28,30,31,34) . und unterschiedliche Betriebsmittelversorgungen.The processing head (1) consists of a base body (4) or a frame and has several interfaces (7 to 14) for several attachable modules (22,24,28,30,31,34) and different operating resource supplies.

Der Bearbeitungskopf (1) wird auf geeignete Weise bewegt und geführt.. Vorzugsweise ist er als Roboterwerkzeug '~ konzipiert und kann mit einer Roboterhand (2) eines mehrachsigen Industrieroboters verbunden werden. Figur 1 zeigt diese Anordnung. Der Grundkörper (4) besitzt zu diesem Zweck einen quer abstehenden Anschlussflansch (33), der an der Roboterhand (2) auf geeignete Weise befestigt werden kann..The processing head (1) is moved and guided in a suitable manner. It is preferably designed as a robot tool and can be connected to a robot hand (2) of a multi-axis industrial robot. Figure 1 shows this arrangement. For this purpose, the base body (4) has a transversely projecting connection flange (33) which can be attached to the robot hand (2) in a suitable manner.

Die Betriebsmittelversorgung erfolgt über ein Leitungspaket in einem Schlauch, welcher in Figur 1 schematisch angedeutet ist. Für den Schlauch ist eine, geeignete Schlauchfassung (7) als Schnittstelle vorhanden, an der er zuverlässig befestigt werden kann. Aus dem Schlauch treten dann die einzelnen Betriebsmittelleitungen (nicht dargestellt) heraus. Das Leitungspaket bzw. der Schlauch wird vorzugsweise entlang des Roboterarmes bis zur Roboterhand (2) verlegt. Die Betriebsmittelübergabe erfolgt beispielsweise im Raum über eine in Schlaufen frei hängende Kabelführung von einem relativ ortsfesten Betriebsmittelübergabepunkt aus. Der Übersicht halber sind diese Anordnungen nicht dargestellt.The operating resources are supplied via a cable package in a hose, which is shown schematically in Figure 1. A suitable hose holder (7) is available as an interface for the hose, to which it can be securely attached. The individual operating resources lines (not shown) then emerge from the hose. The cable package or hose is preferably laid along the robot arm to the robot hand (2). The operating resources are transferred, for example, in the room via a cable guide hanging freely in loops from a relatively stationary operating resources transfer point. For the sake of clarity, these arrangements are not shown.

Figur 1 und 2 zeigen den Bearbeitungskopf (1) in seiner Grundgestaltung mit den Schnittstellen (7 bis 14). Figur und 4 verdeutlichen eine Basisversion und eine sogenannte Grundausrüstung des Bearbeitungskopfes (1) für die einfacheren Anwendungsfälle.Figures 1 and 2 show the processing head (1) in its basic design with the interfaces (7 to 14). Figures 1 and 4 illustrate a basic version and a so-called basic equipment of the processing head (1) for the simpler applications.

Wie Figur 1 und 2 verdeutlichen, besteht der Grundkörper (4) aus zwei oder mehr abgewinkelten und miteinander fest verbundenen, z.B. geschweißten Platten, von denen eine den vorerwähnten Anschlussflansch (33) und die andere einen '5 quer dazu liegenden Rückenflansch (35) bildet. In Betriebsstellung erstreckt sich dieser Anschlussflansch (33) vorzugsweise parallel zum Werkstück (3), bei dem es sich z.B. um ein oder mehrere Bleche aus Metall, insbesondere Stahl oder einem Leichtmetall handelt.As Figures 1 and 2 illustrate, the base body (4) consists of two or more angled and firmly connected, e.g. welded plates, one of which forms the aforementioned connecting flange (33) and the other a back flange (35) lying transversely thereto. In the operating position, this connecting flange (33) preferably extends parallel to the workpiece (3), which is, for example, one or more sheets of metal, in particular steel or a light metal.

Der Grundkörper (4) weist ferner eine Grundplatte (5)' auf, die in der bevorzugten Ausführungsform beweglich am Grundkörper (4) angeordnet ist und über eine Zustellvorrichtung (17) hin- und herbewegt werden kann. Alternativ kann die Grundplatte (5) auch starr am Grundkörper (4) befestigt sein.The base body (4) further comprises a base plate (5)', which in the preferred embodiment is movably arranged on the base body (4) and can be moved back and forth via a feed device (17). Alternatively, the base plate (5) can also be rigidly attached to the base body (4).

Die Grundplatte (5) ist in der gezeigten Ausführungsform in vorzugsweise einer Achse auf- und abbeweglich, die sich im Wesentlichen quer zum Anschlussflansch (33) sowie zum Werkstück (3) und damit parallel zur Längsachse der Roboterhand (2) erstreckt. Die Bewegungsachse ermöglicht damit der Grundplatte (5) und den daran angeordneten und nachfolgend näher beschriebenen Modulen (22,24,28,30,31) ein federndes Ausweichen in Normalenrichtung zur Werkstückoberfläche, um dadurch Toleranzen, Verzüge oder sonstige Änderungen an der vorgesehenen Bahn bzw. der Gestalt des Werkstücks (3) folgen zu können.In the embodiment shown, the base plate (5) can move up and down preferably in an axis that extends essentially transversely to the connection flange (33) and to the workpiece (3) and thus parallel to the longitudinal axis of the robot hand (2). The movement axis thus enables the base plate (5) and the modules (22, 24, 28, 30, 31) arranged thereon and described in more detail below to move in a resilient manner in the normal direction to the workpiece surface in order to be able to follow tolerances, distortions or other changes to the intended path or the shape of the workpiece (3).

Die Grundplatte (5) ist hierfür als linear beweglicher Ausgleichschlitten ausgebildet, der an seiner Rückseite eine Schlittenschiene (18) aufweist, die über eine geeignete Führung (19) am Rückenflansch (35) des ; Grundkörpers (4) beweglich gelagert ist. Die Zustellvorrichtung (17) besteht z.B. aus einem pneumatischen Zylinder (20), dessen Gehäuse an der Rückseite der beweglichen Grundplatte (5) befestigt istThe base plate (5) is designed as a linearly movable compensation slide, which has a slide rail (18) on its rear side, which is movably mounted on the back flange (35) of the base body (4) via a suitable guide (19). The feed device (17) consists, for example, of a pneumatic cylinder (20), the housing of which is attached to the rear side of the movable base plate (5).

und dessen Kolben sich am Grundkörper (4), insbesondere am Anschlussflansch (33) abstützt. Die Zustellvorrichtung (17) kann alternativ auch aus einer Feder oder einem anderen Antriebsorgan bestehen. Über die Schlittenschiene (18) und die Zustellvorrichtung (17) kann die Grundplatte (5) eigenständige Bewegungen gegenüber der Roboterhand (2) ausführen.and whose piston is supported on the base body (4), in particular on the connecting flange (33). The feed device (17) can alternatively consist of a spring or another drive element. The base plate (5) can carry out independent movements relative to the robot hand (2) via the slide rail (18) and the feed device (17).

Auf der Grundplatte (5) sind verschiedene Schnittstellen (9 bis 13) für anbaubare Module (22,24,28,30,31) vorhanden. Die Schnittstellen (9 bis 13) sind örtlich getrennt voneinander angeordnet. Sie sind als mechanische Modulanschlüsse ausgebildet und bestehen vorzugsweise aus Schraubverbindungen, insbesondere jeweils zwei oder mehr Passbohrungen in der Grundplatte (5) für Passschrauben.Various interfaces (9 to 13) for attachable modules (22,24,28,30,31) are provided on the base plate (5). The interfaces (9 to 13) are arranged separately from one another. They are designed as mechanical module connections and preferably consist of screw connections, in particular two or more fitting holes in the base plate (5) for fitting screws.

Die Passbohrungen haben eine definierte Position und sind auf die passenden Anschlussbohrungen an den Modulen (22,24,28,30,31) abgestimmt. Außerdem sind noch geeignete Führungen, Zentrierungen und Passmittel (nicht dargestellt) vorhanden. Anstelle von Passbohrungen können auch Pass- oder Schraubbolzen oder dergleichen beliebig geeignete andere Verbindungselemente zur Bildung der Schnittstellen (9 bis 13) vorhanden sein.The fitting holes have a defined position and are matched to the appropriate connection holes on the modules (22,24,28,30,31). In addition, suitable guides, centering devices and fitting means (not shown) are also available. Instead of fitting holes, fitting or screw bolts or similar other suitable connecting elements can be used to form the interfaces (9 to 13).

Am Grundkörper (4) selbst können weitere derartige Schnittstellen angeordnet sein. Beispielsweise befindet sich eine Schnittstelle (14) für ein anbaubares Modul (34) am vorderen Ende des Anschlussflansches (33).Further such interfaces can be arranged on the base body (4) itself. For example, an interface (14) for an attachable module (34) is located at the front end of the connection flange (33).

Am Grundkörper (4) ist ferner noch mindestens eine Anschlussplatte (6) für Schnittstellen (7,8) für die, Betriebsmittelversorgung angeordnet und vorzugsweise starr befestigt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen befindet sich eine Anschlussplatte (6) seitlich versetzt neben der Grundplatte (5) und ist zu dieser im Wesentlichen parallel ausgerichtet. Eine weitere Anschlussplatte (6) kann an der Rückseite des Grundkörpers (4) und quer zu dessenAt least one connection plate (6) for interfaces (7, 8) for the operating medium supply is also arranged on the base body (4) and is preferably rigidly attached. In the embodiments shown, a connection plate (6) is located laterally offset next to the base plate (5) and is aligned essentially parallel to it. A further connection plate (6) can be attached to the back of the base body (4) and transversely to its

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vertikaler Wand angeordnet sein, was z.B. Figur 2 zeigt. An der einen seitlichen Anschlussplatte (6) von Figur 1 ist am oberen Ende die vorerwähnte Schlauchfassung (7) befestigt.vertical wall, as shown in Figure 2, for example. The above-mentioned hose holder (7) is attached to the upper end of one of the side connection plates (6) in Figure 1.

Die verschiedenen Anschlussplatten (6) weisen außerdem noch mehrere örtlich getrennt angeordnete Schnittstellen (8) in Form von Leitungsanschlüssen auf. Diese sind , vorzugsweise als Steckverbindungen, insbesondere als Zwischenstecker, ausgebildet. Hier können an der einen Seite, z.B. an der Vorderseite die von außen zugeführten Versorgungsleitungen angeschlossen werden. An der jeweiligen Rückseite werden die Verbindungsleitungen zu den jeweiligen Modulen (22,24,28,30,31,34) angeschlossen.The various connection plates (6) also have several spatially separated interfaces (8) in the form of line connections. These are preferably designed as plug connections, in particular as intermediate plugs. The supply lines fed in from the outside can be connected here on one side, e.g. on the front. The connecting lines to the respective modules (22, 24, 28, 30, 31, 34) are connected on the respective rear side.

Die Zwischenstecker sind hierzu in geeigneter Weise ausgebildet und an das jeweilige Betriebsmittel, z.B. Druckluft, Kühlwasser, Leistungs- oder Signalstrom oder dgl. angepasst. Die Steckverbindungen können auch als Blindstecker ausgebildet sein, an dem die von außen zugeführten Versorgungsleitungen einseitig angesteckt werden können, wobei die Leitungen so lange verschlossen sind, bis auf der Gegenseite die Verbindungsleitung zum jeweiligen Modul (22,24,28,30,31,34) angesteckt wird. Auf diese Weise können auf Vorrat bereits die im Maximalausbau benötigten Versorgungsleitungen an der oder den Anschlussplatte/n auf Vorrat angesteckt werden. Bei einer Umrüstung des modularen Bearbeitungskopfes (1) und bei einer Änderung der Module braucht dadurch die Betriebsmittelversorgung nicht gewechselt zu werden. Es genügt, die einzelnen Module auszutauschen bzw. zu ergänzen. Außerdem lassen sich hierdurch· nicht benötigte Module problemlos abbauen und entfernen.The intermediate plugs are designed in a suitable manner for this purpose and adapted to the respective operating medium, e.g. compressed air, cooling water, power or signal current or similar. The plug connections can also be designed as blind plugs to which the supply lines fed in from the outside can be plugged in on one side, whereby the lines are closed until the connecting line to the respective module (22, 24, 28, 30, 31, 34) is plugged in on the opposite side. In this way, the supply lines required for the maximum configuration can be plugged into the connection plate(s) in advance. When the modular processing head (1) is converted or the modules are changed, the operating medium supply does not need to be changed. It is sufficient to replace or add to the individual modules. In addition, this means that modules that are not required can be easily dismantled and removed.

Der in Figur 1 und 2 gezeigte Bearbeitungskopf (1) besitzt in der Grundgestaltung vorzugsweise eine frei drehbar gelagerte Andrückrolle (15), die über einen geeigneten Rollenhalter mit Rolleneinstellung und -lagerung an derThe processing head (1) shown in Figures 1 and 2 preferably has, in its basic design, a freely rotatable pressure roller (15) which is attached to the

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Grundplatte (5) befestigt ist. Sie wird mit der Grundplatte (5) über die Schlittenschiene (18) auf- und abbewegt. Die Andrückrolle (15) ist dünnwandig ausgebildet und schräg angestellt. Die Drehachse erstreckt sich schräg zur Ebene der Grundplatte (5) und schneidet diese.Base plate (5) is attached. It is moved up and down with the base plate (5) over the slide rail (18). The pressure roller (15) is thin-walled and set at an angle. The axis of rotation extends at an angle to the plane of the base plate (5) and intersects it.

Figur 3 und 4 zeigen eine sogenannte Basisversion oder Grundausrüstung des modularen Bearbeitungskopfes (1) in der Ausführung als Laserkopf, bei dem die Anordnung von Figur 1 und 2 mit einer Lasereinheit (16) und einer Schutzgaszuführung (28) ergänzt ist. Die Lasereinheit (16) besteht aus einer Strahlzuführung (21) für den gestrichelt dargestellten Laserstrahl und umfasst ferner eine Laseroptik (22), welche eines der genannten Module darstellt. Mit der Laseroptik (22) wird z.B. der horizontal eingekoppelte Laserstrahl um 90° über Spiegel umgelenkt und über eine geeignete Fokussieroptik auf den Arbeitspunkt am Werkstück (3) fokussiert. Hierbei können je nach Ausgestaltung der Laseroptik (22) auch mehrere Laserpunkte in einer bifokalen Anordnung oder dgl. erzeugt werden. Zudem lassen sich die Brennweiten ändern.Figures 3 and 4 show a so-called basic version or basic equipment of the modular processing head (1) in the design as a laser head, in which the arrangement of Figures 1 and 2 is supplemented with a laser unit (16) and a protective gas supply (28). The laser unit (16) consists of a beam supply (21) for the laser beam shown in dashed lines and also comprises laser optics (22), which represent one of the modules mentioned. With the laser optics (22), for example, the horizontally coupled laser beam is deflected by 90° via mirrors and focused on the working point on the workpiece (3) via suitable focusing optics. Depending on the design of the laser optics (22), several laser points can also be generated in a bifocal arrangement or the like. The focal lengths can also be changed.

Die Laseroptik (22) kann zudem unterhalb der Linsensysteme einen angebauten Optikschutz (29), einen sogenannten Cross-Jet aufweisen, der in Figur 5 und 6 näher ; dargestellt ist und der einen quer zum Laserstrahl gerichteten schnell strömenden Luftmantel zum Schutz gegen Schweißspritzer oder dgl. erzeugt. Die Lasereinheit (16) ist vorzugsweise als Diodenlaser oder Festkörperlaser" ausgebildet, wobei der Laserstrahl über ein Faserkabel zugeführt wird. Alternativ können auch beliebige andere Ausgestaltungen der Lasereinheit (16) vorhanden sein.The laser optics (22) can also have an attached optics protection (29) beneath the lens systems, a so-called cross-jet, which is shown in more detail in Figures 5 and 6 and which creates a rapidly flowing air jacket directed transversely to the laser beam to protect against welding spatter or the like. The laser unit (16) is preferably designed as a diode laser or solid-state laser, with the laser beam being supplied via a fiber optic cable. Alternatively, any other configuration of the laser unit (16) can also be present.

Die Lasereinheit (16) wird an der Grundplatte (5) an der Schnittstelle (9) über einen Optikhalter (23) befestigt. Dieser ist z.B. als mehrfach abgewinkelte Halterung ausgebildet. Der Übersicht halber ist der Laserhalter;(23)The laser unit (16) is attached to the base plate (5) at the interface (9) via an optics holder (23). This is designed, for example, as a multi-angled holder. For the sake of clarity, the laser holder (23)

- 10 auch
in Figur 2 dargestellt. i
- 10 also
shown in Figure 2. i

Das zweite Modul (28) ist als Schutzgaszuführung ausgebildet und wird über einen geeigneten abgewinkelten Halter an der Schnittstelle (12) am unteren Rand der' Grundplatte (5) befestigt. Die Schnittstelle (12) besteht hierbei aus drei nebeneinander liegenden Schrauböffnungen oder Pass- bzw. Durchgangsbohrungen. Die Schnittstelle (12) ist in der gezeigten Ausführungsform doppelt vorhanden, wobei sich die beiden Schnittstellen (12) am unteren Plattenrand beidseits der Andrückrolle (15) befinden. Hierdurch kann die Schutzgaszuführung (28) wahlweise links oder rechts von der Andrückrolle (15) angebaut werden. Die Schnittstelle (12) kann außerdem zusätzliche Schraubbohrungen oberhalb der ersten vorerwähnten Bohrungsreihe aufweisen, so dass die Schutzgaszuführung (28) auch in unterschiedlichen Höhenlagen angebaut werden kann.The second module (28) is designed as a protective gas supply and is attached to the interface (12) on the lower edge of the base plate (5) using a suitable angled holder. The interface (12) consists of three screw openings or fitting or through holes located next to one another. In the embodiment shown, the interface (12) is present twice, with the two interfaces (12) located on the lower edge of the plate on both sides of the pressure roller (15). This allows the protective gas supply (28) to be installed either to the left or right of the pressure roller (15). The interface (12) can also have additional screw holes above the first row of holes mentioned above, so that the protective gas supply (28) can also be installed at different heights.

Figur 5 und 6 zeigen eine erste Ausbaustufe des Bearbeitungskopfes (1), bei dem die Basisversion von Figur 3 und 4 durch ein Modul (24) in Form einer frei drehbaren Gegenrolle ergänzt ist. Die Schnittstelle (11) für die Gegenrolle (24) befindet sich dabei vorzugsweise auf der Rückseite der Grundplatte (5) oder ggf. auch an der Rückseite der Schlittenschiene (18). Die Gegenrolle (24) drückt von unten her gegen das Werkstück (3) und dieses gegen die obere Andrückrolle (15). Das Werkstück (3) wird hierbei zwischen den in ihren Andrückpunkten zentrisch übereinander stehenden Rollen (15,24) zusammengepresst. In der Variante von Figur 5 und 6 ist die Gegenrolle (24) kleiner als die obere Andrückrolle (15). Die Gegenrolle (24) ist ebenfalls schräg zur Werkstückebene angestellt, wobei die Rollen (15,24) miteinander einen stumpfen Winkel einschließen. Figur 6 zeigt diese Anordnung.Figures 5 and 6 show a first expansion stage of the processing head (1), in which the basic version of Figures 3 and 4 is supplemented by a module (24) in the form of a freely rotating counter roller. The interface (11) for the counter roller (24) is preferably located on the back of the base plate (5) or possibly also on the back of the carriage rail (18). The counter roller (24) presses against the workpiece (3) from below and this against the upper pressure roller (15). The workpiece (3) is pressed together between the rollers (15, 24) which are centrally positioned one above the other at their pressure points. In the variant of Figures 5 and 6, the counter roller (24) is smaller than the upper pressure roller (15). The counter roller (24) is also set at an angle to the workpiece plane, with the rollers (15, 24) forming an obtuse angle with one another. Figure 6 shows this arrangement.

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Die Gegenrolle (24) ist mit einer Zustelleinrichtung (25) versehen, die für die Positionierung und den Anpressdruck der Gegenrolle (24) sorgt. Die Zustelleinrichtung (25) kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. In der Variante von Figur 5 und 6 ist sie als Lineareinheit (26) gestaltet, die einen Zylinder aufweist, der an der Rückseite der Grundplatte (5) oder der Schlittenschiene (18) befestigt ist. Der Zylinder bewegt einen auf der Schiene (18) axial beweglich gelagerten Schlitten auf und ab, an dem der abgewinkelte Halter für die Gegenrolle (24) starr befestigt ist.The counter roller (24) is provided with a feed device (25) which ensures the positioning and contact pressure of the counter roller (24). The feed device (25) can be designed in different ways. In the variant of Figures 5 and 6, it is designed as a linear unit (26) which has a cylinder which is attached to the back of the base plate (5) or the slide rail (18). The cylinder moves a slide which is mounted axially movably on the rail (18) up and down and to which the angled holder for the counter roller (24) is rigidly attached.

Figur 7 und 8 zeigen eine Variante zu der Ausbaustufe von Figur 5 und 6. Hier ist ebenfalls eine Gegenrolle (24) mit einer Zustelleinrichtung (25) vorhanden, welche allerdings in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Schwenkeinheit (27) aufweist. Sie befindet sich ebenfalls an der Rückseite der Grundplatte (5) oder der Schlittenschiene (18) und ist auf der Lineareinheit (.26) befestigt. Die Gegenrolle (24) ist am Schwenkarm der Schwenkeinheit (27) gelagert. Die Schwenkbewegung wird über einen Zylinder oder ein anderes geeignetes ■ Antriebsmittel bewirkt. Die Gegenrolle (24) kann über die Schwenkeinheit (27) zwischen einer Arbeits- und einer Ruhestelluncj hin und her geschwenkt werden. Mit der Lineareinheit (26) wird die Gegenrolle (24) linear angestellt und an das Werkstück (3) gedrückt. Figur 8 zeigt mit durchgezogenen Strichen die Arbeitsstellung der Gegenrolle (24) und in gestrichelter Darstellung die nach hinten abgeschwenkte Ruhestellung.Figures 7 and 8 show a variant of the expansion stage of Figures 5 and 6. Here, too, there is a counter roller (24) with a feed device (25), which, however, in this embodiment also has a swivel unit (27). It is also located on the back of the base plate (5) or the slide rail (18) and is attached to the linear unit (26). The counter roller (24) is mounted on the swivel arm of the swivel unit (27). The swivel movement is effected by a cylinder or another suitable drive means. The counter roller (24) can be swiveled back and forth between a working position and a rest position via the swivel unit (27). The counter roller (24) is adjusted linearly using the linear unit (26) and pressed against the workpiece (3). Figure 8 shows the working position of the counter roller (24) with solid lines and the rest position swiveled backwards in dashed lines.

Im Ausführungsbeispiel von Figur 7 und 8 ist außerdem^ eine andere Andrückrolle (15) dargestellt. Diese ist kleiner als in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen und hat im Wesentlichen die gleiche Größe, wie die Gegenrolle (24).In the embodiment of Figures 7 and 8, another pressure roller (15) is also shown. This is smaller than in the previously described embodiments and has essentially the same size as the counter roller (24).

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In der Variante von Figur 7 ist außerdem ein weiteres Modul (30) in Form einer Sensorik dargestellt. Diese ist z.B. in Figur 7 auf der rechten Seite der Grundplatte. (5) über eine Schnittstelle (13) befestigt, welche sich etwas oberhalb der Unterkante der Grundplatte (5) und der dortigen Schnittstelle (12) befindet. Die Sensorik. (3,0) hat ein geeignetes verstellbares Gestell und kann so auf den gewünschten Arbeitspunkt justiert werden. Der SensorIn the variant of Figure 7, another module (30) in the form of a sensor is also shown. This is, for example, in Figure 7 on the right side of the base plate (5) via an interface (13) which is located slightly above the lower edge of the base plate (5) and the interface (12) there. The sensor (3.0) has a suitable adjustable frame and can thus be adjusted to the desired operating point. The sensor

(30) kann in beliebig geeigneter Weise z.B. als(30) may be used in any suitable manner, e.g. as

berührungsloser oder taktiler kantentastender Sensor, als Näherungssensor oder in sonstiger Weise ausgebildet sein. Er kann zum Aufsuchen der vorgesehenen Bahn, z.B. einer Schweißnaht oder dgl. verwendet werden. Er kann alternativ auch als Kollisionssicherung und in sonstiger beliebig geeigneter Weise dienen. Bei dieser Ausführungsform ist auf der einen Seite der Rollenpaarung (15,24) die Schutzgaszuführung (28) und auf der anderen Seite die Sensorik (30) angeordnet. Diese Anordnung kann auch vertauscht sein. Für diesen Fall empfiehlt es sich, auch die Schnittstelle (13) doppelt anzulegen. Zudem können die Schnittstellen (12,13) als universelle Schnittstellen ausgebildet sein, die für beide Module (28,30) geeignet sind und die wahlweise Anordnung zulassen.contactless or tactile edge-sensing sensor, as a proximity sensor or in some other way. It can be used to find the intended path, e.g. a weld seam or the like. Alternatively, it can also be used as a collision protection device and in any other suitable way. In this embodiment, the protective gas supply (28) is arranged on one side of the roller pair (15, 24) and the sensor (30) on the other side. This arrangement can also be swapped. In this case, it is recommended that the interface (13) be installed twice. In addition, the interfaces (12, 13) can be designed as universal interfaces that are suitable for both modules (28, 30) and allow for optional arrangement.

Figur 9 und 10 zeigen eine weitere Ausbaustufe, in der der Bearbeitungskopf (1) von Figur 3 und 4 mit einem ModulFigures 9 and 10 show a further expansion stage in which the processing head (1) of Figures 3 and 4 is equipped with a module

(31) in Form eines Nahtverfolgungs-Systems ausgestattet ist. Dieses besteht aus einer Bewegungseinheit, die über eine Schnittstelle (10) etwa in Höhe der Strahlzuführung(31) in the form of a seam tracking system. This consists of a movement unit which is connected via an interface (10) approximately at the height of the beam feed

(21) an der Vorderseite der Grundplatte (5) angeordnet ist. An der Bewegungseinheit ist die Laseroptik (22) befestigt, wobei sich die Schnittstelle (9) von deren Optikhalter (23) am Nahtverfolgungs-System (31) befindet. Hierdurch kann die Lasereinheit (16) mit dem Laserstrahl durch die Bewegungseinheit Bewegungen quer zur Grundplatte (5) ausführen. Der Laserstrahl lässt sich hierdurch gegenüber der vorprogrammierten und, vom Roboter verfolgten(21) is arranged on the front side of the base plate (5). The laser optics (22) are attached to the movement unit, whereby the interface (9) of its optics holder (23) is located on the seam tracking system (31). This enables the laser unit (16) to carry out movements with the laser beam through the movement unit across the base plate (5). The laser beam can thus be aligned with the pre-programmed and robot-tracked

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Bahn eigenständig seitlich verschieben und kann dadurch schnell reagieren und z.B. eine vorgegebene Schweißnaht am Werkstück (3) verfolgen. Die Sensorik (30) ist bei dieser Ausführungsform ihrerseits Bestandteil des Nahtverfolgungs-Systems (31) und an diesem mittels einer geeigneten Verstelleinrichtung befestigt. Die Schnittstelle (13) für die Sensorik (30) befindet sich an einem geeigneten Ausleger oder Flansch des Nahtverfolgungs-Systems (31). Außerdem ist die Schutzgaszuführung (28) ebenfalls am Nahtverfolgungs-System (31) angeordnet und zusammen mit der Laseroptik (22) verstellt.The system can move the path laterally independently and can therefore react quickly and, for example, track a specified weld seam on the workpiece (3). In this embodiment, the sensor system (30) is itself part of the seam tracking system (31) and is attached to it using a suitable adjustment device. The interface (13) for the sensor system (30) is located on a suitable arm or flange of the seam tracking system (31). In addition, the protective gas supply (28) is also arranged on the seam tracking system (31) and adjusted together with the laser optics (22).

Bei dieser Ausführungsform empfiehlt es sich, die Schnittstellen (9 und 10) an der Grundplatte (5) als universelle Schnittstellen auszubilden, die wahlweise die Montage des Optikhalters (23) oder des Nahtverfolgungs-Systems (31) ermöglichen.In this embodiment, it is recommended to design the interfaces (9 and 10) on the base plate (5) as universal interfaces, which allow the optional mounting of the optics holder (23) or the seam tracking system (31).

in der Variante von Figur 9 und 10 ist außerdem eine zweite Sensorik (30) vorhanden, die über die Schnittstelle (11) an der Rückseite der Grundplatte (5) oder der Schlittenschiene (18) befestigt ist. Die Sensorik (30) dient z.B. zum Aufsuchen der Naht oder Bearbeitungsbahn in einer separaten Teaching-Fahrt vor dem Schweißprozess und kann als berührungsloser oder taktiler Sensor, z.B. als optischer Sensor, ausgebildet sein.In the variant of Figures 9 and 10, a second sensor (30) is also present, which is attached to the back of the base plate (5) or the slide rail (18) via the interface (11). The sensor (30) is used, for example, to locate the seam or processing path in a separate teaching run before the welding process and can be designed as a contactless or tactile sensor, e.g. as an optical sensor.

Figur 11 und 12 zeigen eine weitere Ausbaustufe des 3.0 modularen Bearbeitungskopfs (1) auf der Basis der Ausführung von Figur 5 und 6 mit einer Gegenrolle (24) und mit einer Lineareinheit (26). Als weiteres Modul (34) ist hier eine Drahtzuführung angebaut, mit der ein Zusatzdraht zur Arbeitsstelle am Werkstück (3) zugeführt werden kann. Die Drahtzuführung (34) ist über einen geeigneten Ausleger an der Schnittstelle (14) befestigt, welche sich am Anschlussflansch (33) befindet. Die Drahtzuführung (34)Figures 11 and 12 show a further expansion stage of the 3.0 modular processing head (1) based on the design of Figures 5 and 6 with a counter roller (24) and with a linear unit (26). A wire feed is attached here as a further module (34), with which an additional wire can be fed to the work station on the workpiece (3). The wire feed (34) is attached to the interface (14) via a suitable boom, which is located on the connection flange (33). The wire feed (34)

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nimmt einen von außen von einem Drahtvorrat und über ein oder mehrere Hilfsantriebe zugeführten abschmelzenden Schweißdraht auf und fördert diesen mittels eines geeigneten Drahtantriebs, z.B. eines 4-Rollen-Drahtantriebs durch einen elastischen Schlauch zur Arbeitsstelle. Die Drahtzuführung (34) kann dabei mit einer Schutzgasführung (28) zusammenwirken, wobei der Drahtführungsschlauch an das Schutzgasrohr angeschlossen und der Draht durch dieses Rohr hindurchgefördert wird.receives a melting welding wire fed from the outside from a wire supply and via one or more auxiliary drives and conveys this to the work station through an elastic hose using a suitable wire drive, e.g. a 4-roller wire drive. The wire feed (34) can work together with a shielding gas guide (28), whereby the wire guide hose is connected to the shielding gas pipe and the wire is conveyed through this pipe.

Für Draht und Schutzgas können aber auch alternativ getrennte Zuführungen vorhanden sein. Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise die Schutzgaszuführung (28) auf der rechten Seite der Andrückrolle (15) angeordnet.Alternatively, separate feeds can be provided for wire and shielding gas. In this embodiment, for example, the shielding gas feed (28) is arranged on the right-hand side of the pressure roller (15).

; In einer nicht dargestellten Variante kann mittels eines ausladenden Winkelarms an Stelle des Optikhalters (23) die Laseroptik (22) um 90° gedreht werden, so dass mit dem quer zur Andrückrolle (15) gerichteten Laserstrahl die Stirnseiten von aufeinander liegenden Flanschen geschweißt werden können. Die Andrückrolle (15) und eine Gegenrolle (24) oder ein anderer stationärer Gegenhalter drücken dabei die Flansche zusammen.; In a variant not shown, the laser optics (22) can be rotated by 90° using a projecting angle arm instead of the optics holder (23), so that the front sides of flanges lying on top of one another can be welded with the laser beam directed transversely to the pressure roller (15). The pressure roller (15) and a counter roller (24) or another stationary counter holder press the flanges together.

Der Bearbeitungskopf (1) ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen als Schweiß- oder Lötkopf ausgebildet. Er kann außerdem mit einem Lichtbogen-Schweißbrenner oder Plasmabrenner (nicht dargestellt) als weiteres Modul ergänzt werden, der zusammen mit der Lasereinheit (16) zum sogenannten Hybridschweißen eingesetzt wird. Daneben sind auch Anbauten anderer Module möglich, z.B. eine den Bearbeitungsprozess überwachende Sensorik oder dgl.. ;Der Bearbeitungskopf (1) kann mit seiner Lasereinheit (16) außerdem für andere Bearbeitungen und Prozesse unter Einsatz eines Laserstrahls, z.B. zum Trennschweißen, Vorwärmen oder dergleichen eingesetzt werden.In the embodiments shown, the processing head (1) is designed as a welding or soldering head. It can also be supplemented with an arc welding torch or plasma torch (not shown) as a further module, which is used together with the laser unit (16) for so-called hybrid welding. In addition, other modules can also be added, e.g. a sensor system that monitors the processing process or the like. The processing head (1) with its laser unit (16) can also be used for other processing and processes using a laser beam, e.g. for cutting, welding, preheating or the like.

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Abwandlungen der gezeigten Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. So können z.B. die in den einzelnen Ausbaustufen gezeigten Module und Ausstattungsvarianten miteinander beliebig vertauscht und abgeändert werden. Daneben lassen sich auch andere Ausbaustufen bilden. Die Zahl und Anordnung der Schnittstellen (7 bis 14) kann zudem variieren. Außer an der Grundplatte (5) können Schnittstellen auch an anderen Teilen des Grundkörpers (4) angeordnet sein.The embodiment shown can be modified in various ways. For example, the modules and equipment variants shown in the individual expansion stages can be swapped around and modified as desired. Other expansion stages can also be created. The number and arrangement of the interfaces (7 to 14) can also vary. In addition to the base plate (5), interfaces can also be arranged on other parts of the base body (4).

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BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

1 Bearbeitungskopf modular, Laserkopf1 modular processing head, laser head

2 Roboterhand2 Robot hand

3 Werkstück, Blech3 Workpiece, sheet metal

4 Grundkörper, Gestell4 Base body, frame

5 Grundplatte, Ausgleichsschlitten5 Base plate, compensation slide

6 Anschlussplatte6 Connection plate

7 Schnittstelle, Schlauchfassung7 Interface, hose fitting

8 Schnittstelle, Leitungsanschlüsse8 Interface, cable connections

9 Schnittstelle, Modulanschluss Laseroptik9 Interface, module connection laser optics

10 Schnittstelle, Modulanschluss Nahtverfolgung10 Interface, module connection seam tracking

11 Schnittstelle, Modulanschluss Gegenrolle11 Interface, module connection counter roller

12 Schnittstelle, Modulanschluss Schutzgas 13 Schnittstelle, Modulanschluss Sensorik12 Interface, module connection protective gas 13 Interface, module connection sensor technology

14 Schnittstelle, Modulanschluss Drahtzuführung14 Interface, module connection wire feed

15 Andrückrolle15 Pressure roller

16 modulares Bearbeitungswerkzeug, Lasereinheit16 modular machining tool, laser unit

17 Zustellvorrichtung 18 Schlittenschiene17 Feed device 18 Slide rail

19 Führung19 Leadership

20 Zylinder20 cylinders

21 Strahlzuführung21 Beam feed

22 Modul, Laseroptik 23 Optikhalter22 module, laser optics 23 optics holder

24 Modul, Gegenrolle24 Module, counter roller

25 Zustelleinrichtung25 Delivery device

26 Lineareinheit26 Linear unit

27 Schwenkeinheit27 Swivel unit

28 Modul, Schutzgaszuführung28 Module, protective gas supply

29 Optikschutz, Cross-Jet29 Optics protection, Cross-Jet

.30 Modul, Sensor.30 Module, Sensor

31 Modul, Nahtverfolgungs-System31 Module, Seam Tracking System

32 Zustellvorrichtung 33 Anschlussflansch32 Feed device 33 Connection flange

34 Modul, Drahtzuführung34 Module, wire feed

35 Rückenflansch35 Back flange

Claims (23)

1. Modularer Bearbeitungskopf für Manipulatoren, insbesondere mehrachsige Industrieroboter, mit mehreren austauschbaren Modulen und einem Bearbeitungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) einen Grundkörper (4) mit mehreren definierten Schnittstellen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) für den Anbau eines modularen Bearbeitungswerkzeugs (16) und weiterer Module (22, 24, 28, 30, 31, 34) sowie für die Betriebsmittelversorgung aufweist. 1. Modular machining head for manipulators, in particular multi-axis industrial robots, with several exchangeable modules and a machining tool, characterized in that the machining head ( 1 ) has a base body ( 4 ) with several defined interfaces ( 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ) for the attachment of a modular machining tool ( 16 ) and further modules ( 22 , 24 , 28 , 30 , 31 , 34 ) as well as for the supply of operating resources. 2. Bearbeitungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) mindestens eine Grundplatte (5) mit Schnittstellen (9, 10, 11, 12, 13) für die anbaubaren Module (22, 24, 28, 30, 31) und mindestens eine Anschlussplatte (6) für die Schnittstellen (7, 8) der Betriebsmittelversorgung aufweist. 2. Processing head according to claim 1, characterized in that the base body ( 4 ) has at least one base plate ( 5 ) with interfaces ( 9 , 10 , 11 , 12 , 13 ) for the attachable modules ( 22 , 24 , 28 , 30 , 31 ) and at least one connection plate ( 6 ) for the interfaces ( 7 , 8 ) of the operating medium supply. 3. Bearbeitungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) einen Anschlussflansch (33) für die Roboterhand (2) aufweist, wobei am Anschlussflansch (33) mindestens eine Schnittstelle (14) für ein anbaubares Module (34) angeordnet ist. 3. Processing head according to claim 1 or 2, characterized in that the base body ( 4 ) has a connecting flange ( 33 ) for the robot hand ( 2 ), wherein at least one interface ( 14 ) for an attachable module ( 34 ) is arranged on the connecting flange ( 33 ). 4. Bearbeitungskopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (5) beweglich am Grundkörper (4) gelagert ist und eine Zustellvorrichtung (17) aufweist. 4. Processing head according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the base plate ( 5 ) is movably mounted on the base body ( 4 ) and has a feed device ( 17 ). 5. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (9, 10, 11, 12, 13, 14) für die anbaubaren Module (22, 24, 28, 30, 31, 34) als vorbereitete mechanische Modulanschlüsse mit Schraubverbindungen ausgebildet sind. 5. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the interfaces ( 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ) for the attachable modules ( 22 , 24 , 28 , 30 , 31 , 34 ) are designed as prepared mechanical module connections with screw connections. 6. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (8) für die Betriebmittelleitungen vorbereitete Kupplungen oder Zwischenstecker aufweisen. 6. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the interfaces ( 8 ) have prepared couplings or intermediate plugs for the operating medium lines. 7. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Großteil, vorzugsweise für alle anbaubaren Module (22, 24, 28, 30, 31, 34) und Betriebsmittelversorgungen örtlich getrennte Schnittstellen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14) vorhanden sind. 7. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that spatially separate interfaces ( 7 , 8 , 9 , 10, 11 , 12, 13 , 14 ) are present for the majority, preferably for all , attachable modules ( 22 , 24 , 28 , 30 , 31 , 34 ) and operating resource supplies. 8. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Schnittstellen (9, 10, 22, 13) universell ausgebildet sind und für mehrere verschiedene Module (22, 28, 30, 31) geeignet sind. 8. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that individual interfaces ( 9 , 10 , 22 , 13 ) are universally designed and are suitable for several different modules ( 22 , 28 , 30 , 31 ). 9. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug als Lasereinheit (16) ausgebildet ist. 9. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing tool is designed as a laser unit ( 16 ). 10. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug alternativ oder zusätzlich einen Lichtbogen-Schweißbrenner oder Plasmabrenner aufweist. 10. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing tool alternatively or additionally comprises an arc welding torch or plasma torch. 11. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in der Grundausrüstung eine an der Grundplatte (5) angeordnete Andrückrolle (15) sowie eine Laseroptik (22) mit einem Optikhalter (23) aufweist. 11. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) in the basic equipment has a pressure roller ( 15 ) arranged on the base plate ( 5 ) and a laser optics ( 22 ) with an optics holder ( 23 ). 12. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in einer Ausbaustufe eine Gegenrolle (24) mit einer Zustelleinrichtung (25) aufweist. 12. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) in an expansion stage has a counter roller ( 24 ) with a feed device ( 25 ). 13. Bearbeitungskopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulanschluss (11) für die schwenkbare und/oder linear verschiebliche Gegenrolle (24) an der Rückseite der Grundplatte (5) oder einer damit verbundenen Schlittenschiene (18) angeordnet ist. 13. Processing head according to claim 12, characterized in that the module connection ( 11 ) for the pivotable and/or linearly displaceable counter roller ( 24 ) is arranged on the rear side of the base plate ( 5 ) or a slide rail ( 18 ) connected thereto. 14. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in einer Ausbaustufe eine Schutzgaszuführung (28) aufweist. 14. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) has a protective gas supply ( 28 ) in an expansion stage. 15. Bearbeitungskopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulanschluss (12) für die Schutzgaszuführung (28) an der Grundplatte (5) in deren unteren Bereich angeordnet ist. 15. Processing head according to claim 14, characterized in that the module connection ( 12 ) for the protective gas supply ( 28 ) is arranged on the base plate ( 5 ) in its lower region. 16. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (5) beidseits der Andrückrolle (15) zwei Modulanschlüsse (12) für die Schutzgaszuführung (28) angeordnet sind. 16. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that two module connections ( 12 ) for the protective gas supply ( 28 ) are arranged on the base plate ( 5 ) on both sides of the pressure roller ( 15 ). 17. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in einer Ausbaustufe mindestens eine Sensorik (30) aufweist. 17. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) in an expansion stage has at least one sensor system ( 30 ). 18. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (5) beidseits der Andrückrolle (15) zwei Modulanschlüsse (13) für die Sensorik (30) angeordnet sind. 18. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that two module connections ( 13 ) for the sensors ( 30 ) are arranged on the base plate ( 5 ) on both sides of the pressure roller ( 15 ). 19. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in einer Ausbaustufe ein Nahtverfolgungssystem (31) aufweist. 19. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) has a seam tracking system ( 31 ) in an expansion stage. 20. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulanschluss (10) für das Nahtverfolgungssystem (31) an der Vorderseite der Grundplatte (5) angeordnet sind, wobei auf dem Nahtverfolgungssystem (31) mindestens ein weiterer Modulanschluss (9, 13) für die Laseroptik (22) und/oder die Sensorik (30) angeordnet ist. 20. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the module connection ( 10 ) for the seam tracking system ( 31 ) is arranged on the front side of the base plate ( 5 ), wherein at least one further module connection ( 9 , 13 ) for the laser optics ( 22 ) and/or the sensor system ( 30 ) is arranged on the seam tracking system ( 31 ). 21. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (1) in einer Ausbaustufe eine Drahtzuführung (34) aufweist. 21. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the processing head ( 1 ) has a wire feed ( 34 ) in an expansion stage. 22. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulanschluss (10) für die Drahtzuführung (34) am Anschlussflansch (33) angeordnet ist. 22. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the module connection ( 10 ) for the wire feed ( 34 ) is arranged on the connection flange ( 33 ). 23. Bearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (9, 10, 12, 13) für die anbaubaren Module (22, 24, 28, 30, 31) an der Vorderseite der Grundplatte (5) angeordnet sind. 23. Processing head according to one of the preceding claims, characterized in that the interfaces ( 9 , 10 , 12 , 13 ) for the attachable modules ( 22 , 24 , 28 , 30 , 31 ) are arranged on the front side of the base plate ( 5 ).
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