DE3444045C2

DE3444045C2 - Führungsvorrichtung für einen Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung

Info

Publication number: DE3444045C2
Application number: DE3444045A
Authority: DE
Inventors: Walter 6000 Frankfurt Röder
Original assignee: Individual
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3444045A1

Abstract

Bei einer Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl (17) sind mindestens sechs gesteuerte Bewegungsachsen (X, Y, Z, 4, 5, 7) vorgesehen, von denen zwei Bewegungsachsen (5, 7) horizonale Schwenkachsen (11, 14) sind, wobei die eine Schwenkachse (14) dem Laserkopf (15) zugeordnet ist. Nicht nur bei zweidimensionalen Schnitten, sondern auch bei dreidimensionalen Schnitten kann durch entsprechende Einstellung der Schwenkwinkel (α, β) an den Schwenkachsen (11, 14) und durch einen ausreichenden Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen (11, 14) erreicht werden, daß sich der Schneidpunkt (27) auf dem Werkstück (26) stets lotrecht unter der Z-Bewegungsachse befindet, wodurch die Bewegungsprogrammierung der Vorrichtung vereinfacht wird. Durch Einstellung gleicher Schwenkwinkel (α, β) können an horizontalen Werkstücken durch Drehung um nur eine Bewegungsachse (4) vereinfachte Kreisbogenschnitte durchgeführt werden. Bei Anordnung von vier Schwenkachsen lassen sich vereinfachte Kreisbogenschnitte auch an nichthorizontalen Werkstücken realisieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung, mit fünf gesteuerten Bewegungsachsen, von denen die erste und zweite Bewegungsachse die horizontalen Koordinatenachsen .Y und ysind, die dritte und vierte Bewegungsachse koaxial in einer drehbaren und längenveränderbaren vertikalen Teleskopeinrichtung verwirklicht sind und die fünfte Bewegungsachse eine horizontale Schwenkachse ist, um welche der Laserkopf schwenkbar ist, wobei ab der dritten Bewegungsachse eine selbsttragende Ausbildung vorgesehen 5sL Unter einer selbsttragenden Ausbildung soll eine Vorrichtung verstanden werden, bei der die die Bewegungen bewirkenden Bauteile und die den Laserstrahl führenden Bauteile nicht getrennt ausgebildet und dann Seite an Seite miteinander verbunden sind, sondern zu einer einheitlichen den Laserstrahl zentral führenden Konstruktion zusammengefaßt sind.

Derartige Führungsvorrichtungen werden an Laser-Schneidanlagen für durch Laser schneidbare Werkstoffe von durch Laser schneidbarer Dicke eingesetzt und erlauben aufgrund ihrer fünf Bewegungsfreiheitsgrade die Anbringung von Schnitten und Durchbrüchen auch an dreidimensionalen Werkstücken.

Eine bekannte Laser-Schneidvorrichtung dieser Gattung (DE-PS 30 11 244) ermöglicht Laserschnitte an dreidimensionalen hohlen und ggf. flexiblen Formteilen, die zu diesem Zweck formschlüssig auf eine dem Formteil komplementäre Stützform aufgesetzt sind.

Wenn mit der bekannten Vorrichtung Schnitte in gegenüber der Horizontalen im Winkel angeordneten Werkstückbereichen vorzunehmen sind, wird der Laserkopf im gewünschten Winkel zur Oberfläche des betreffenden Werkstückbereichs eingestellt. Im Interesse einer gleichmäßigen Fugenbreite der Schnittfugen bei möglichst hoher Vorschubgeschwindigkeit bzw. Schnittleistung wird der Laserkopf zweckmäßig senkrecht zur Werkstückoberfläche eingestellt. In jedem Falle wird hierbei der Laserkopf um seine horizontale Schwenkachse verschwenkt, wodurch der Auftreffpunkt, d. h. der Punkt des Auftreffens des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche, außerhalb der senkrechten Achse der Teleskopeinrichtung liegt. Aber auch bei senkrechter Einstellung des Laserkopfes liegt dessen Mittelachse wegen der erforderlichen zweimaligen Strahlumlenkung an der Laserkopfschwenkachse versetzt zur Achse der Teleskopeinrichtung, wodurch auch im einfachsten senkrechten Anwendungsfall der Führungsvorrichtung der Auftreffpunkt außerhalb der Teleskopachse liegt.

Diese Lage des Auftreffpunks erschwert die Erstellung eines Programms für die rechnergesteuerte Bewegung des Laserkopfes und seiner Führungsvorrichtung erheblich. Darüber hinaus muß die Führungsvorrichtung, da sie das Werkstück außen, d. h. außerhalb der Schnittfuge, umfährt, erhebliche Fahrwege zurücklegen und bei Konturübergängen am Werkstück, beispielsweise beim Übergang des Auftreffpunktes aus einer geraden in eine gekrümmte Bewegungsbahn, mit variierenden Geschwindigkeiten bewegt werden, damit der Vorschub am Schneidpunkt wegen der gewünschten gleichmäßigen Schnittfugenbreite möglichst konstant bleibt.

Sollen mit der bekannten Vorrichtung Durchbrüche in horizontale und/oder nichthorizontale Werkstückbereiche geschnitten werden, so ist bei horizontal liegenden Durchbrüchen die Führungsvorrichtung in den X- und ^V-Bewegungsachsen und bei nichthorizontal liegenden Durchbrüchen zusätzlich noch in der senkrechten Z-Bewegungsachse zu bewegen, wenn ein bestimmter Laserauftreffwinkel auf die Werkstückoberfläche

eingehalten werden soll.

Die dreidimensionale Werkstückbearbeitung mittels eines durch einen Industrieroboter mit fünf Bewegungsachsen geführten Laserstrahls ist ebenfalls bekannt (Proceedings of the 1st International Conference on Lasers in Manufacturing, 1983, Cotswold Press Ltd, Oxford, S. 71—78). Hierbei wird der Laserstrahl aus einer oberhalb des Roboters ortsfest angeordneten optischen Bank in eine schwenkbare und längenveränderbare »flexible« Laserstrahlführung eingespiegelt, die den Laserstrahl zu dem ebenfalls ortsfest installierten Roboter weiterleitet. Die Laserstrahlführung am Roboter ist seitlich an den Bauteilen des Roboters angebracht, durch Gelenke und Umspiegelungen an dessen vorgegebene Gelenke und Abmessungen angepaßt und endet mit dem Laserkopf am Handhabungsglied des Roboters. Eine selbsttragende Ausbildung im Sinne der eingangs angegebenen Gattung liegt daher nicht vor. Auch sind bei dieser bekannten Anordnung keine nach den horizontalen X- und Y-Koordinatenachsen gesteuerten Bewegungsachsen und keine dreh- und längenveränderbare vertikale Teleskopcinrichtung (Z- Achse) vorgesehen.

Eine mit ihren ersten vier Bewegungsachsen nach den X, Y und Z-Koordinaten gesteuerte Führungsvorrichtung erlaubt im Vergleich zum örtlich begrenzten Aktionsbereich eines fest installierten Industrieroboters Laserstrahlbearbeitungen innerhalb eines großen räumlichen Arbeitsfeldes.

Darüberhinaus ist eine Führungsvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung wesentlich einfacher programmier- und steuerbar als ein Industrieroboter, der bei dreidimensionalen Bearbeitungsvorgängen an allen fünf Bewegungsachsen gleichzeitig zu steuern ist, weil der Laserkopf im Interesse gleichmäßiger Laserstrahlbearbeitung, beispielsweise gleichbleibender Schnittfugenbreite, senkrecht zur Werkstückoberfläche auszurichten und bezüglich des Auftreffpunktes mit möglichst gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit zu bewegen ist

Eine weitere bekannte Vorrichtung (US-PS 41 60 894) ist zur Erzeugung von zweidimensionalen Formschnitten an einer bewegten Materialbahn durch einen Laserstrahl ausgestaltet Hierbei wird der Laserstrah! an einer ersten senkrechten Drehachse zugeführt, in radialer Richtung horizontal umgelenkt und anschließend wieder in einen Laserkopf senkrecht umgelenkt oder nach senkrechter Umlenkung an einer zweiten senkrechten Drehachse horizontal umgelenkt und schließlich in einen Laserkopf umgelenkt Durch Prismen im Laserkopf kann der Laserstrahl auch schräg auf die Materialbahn auftreffen. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht unterschiedliche exzentrische Einstellungen und Steuerungen des Laserkopfes bezüglich der ersten Drehachse. Ist eine zweite Drehachse vorhanden, kann bei gleicher Länge der beiden horizontalen Strahlumlenkungen der Laserkopf auch gleichachsig mit der ersten Drehachse eingestellt v/erden. Im Vergleich zu der eingangs angegebenen Gattung fehlen eine vertikale Teleskopachse und eine horizontale Schwenkachse für den Laserkopf als fünfte Bewegungsachse. Diese bekannte Vorrichtung erlaubt daher nur Laserschnitte im zweidimensionalen Arbeitsbereich.

Bei einer mit einem Laserstrahl arbeitenden bekannten Bohrvorrichtung (Source Book on Applications of the Laser in Metalworking, American Society for Metals, 1981, S. 19) wird der an der vertikalen Drehachse zugeführte Laserstrahl zunächst um eine unveränderbare Wegstrecke horizontal umgelenkt danach um eine weitere unveränderbare Wegstrecke vertikal umgelenkt, anschließend wiederum um eine horizontale aber zur Durchmessereinstellung für die Bohrlöcher veränderbare Wegstrecke umgelenkt und schließlich in den vertikal gerichteten Laserkopf eingespiegelt. Auch mit dieser Vorrichtung sind nur Laserschnitte im zweidimensionalen Arbeitsbereich möglich.

Führungsvorrichtungen der in Rede stehenden Art sind nicht nur für Laser-Schneidanlagen, sondern grundsätzlich auch für Laser-Schweißanlagen sowie für Anlagen, bei denen mit Hilfe des Laserstrahls Materialabtragungen an Werkstückoberflächen, beispielsweise für Gravuren u. dgl., vorgenommen werden, geeignet. Wenn nachfolgend auch nur von Laserschnitten die Rede ist, so läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung doch für alle Laseranwendungsfälle einsetzen, bei denen es darauf ankommt, Laserkopf und Werkstück relativ zueinander präzise geführt zu bewegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung für einen Laserstrahl bereitzustellen, welche die Bearbeitung von zwei- und dreidimensionalen Werkstücken bei erleichterter Programmierbarkeit des Bewegungsablaufs, kurzen Fahrwegen und unter Einhaltung gleichmäßiger Schnittfugen erlaubt. Unter »zweidimensionalen« Werkstücken werden für die Zwecke dieser Anmeldung solche verstanden, die in einer Horizontalebene im wesentlichen flachliegend ausgebildet sind, dabei aber Bestandteil eines dreidimensionalen Werkstücks sind oder sein können.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß durch drei nebengeordnete Ausführungsformen gelöst. Gemäß der ersten und einfachsten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine weitere als horizontale Schwenkachse ausgebildete Bewegungsachse parallel zu der Laserkopfschwenkachse vorgesehen ist, deren Abstand zur Laserkopfschwenkachse größer ist als die Länge des Laserkopfes, wobei die Laserstrahlumlenkung an der zusätzlichen Schwenkachse so vorgesehen ist, daß sich die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes stets in einer gemeinsamen senkrechten Ebene befinden und wobei die Schwenkwinkel an der zusätzlichen Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt progammier- und einstellbar sind.

Hierbei wird unter dem vereinfachenden Ausdruck »Länge des Laserkopfes« die Weglänge zwischen dem Zentrum des letzten Umlenkspiegels, d. h. der damit zusammenfallenden Laserkopfschwenkachse, und dem Auftreffpunkt verstanden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden sich bei gleicher Länge der Laserstrahlumlenkwege an den Schwenkachsen die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes stets in einer gemeinsamen Ebene, was für die Bewegungssteuerung und -programmierung der Vorrichtung günstig ist und kürzere Fahrwege ermöglicht Durch den angegebenen Achsabstand lassen sich zur Erreichung aller zu bearbeitender Werkstückoberflächen an den horizontalen Schwenkachsen die Schwenkwinkel in einem erheblichen Winkelbereich einstellen, wobei stets eine senkrechte Ausrichtung des Laserstrahls zur Oberfläche des jeweiligen Werkstückbereichs möglich ist

Unter einem »Schwenkwinkel« wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Strecklage und der Mittelachse des an die jeweils betrachtete Schwenkachse anschließenden schwenkbaren

Bauteils der Führungsvorrichtung verstanden, wobei der Winkelscheitel auf der Schwenkachse liegt.

Besonders vorteilhaft für die Programmierung und Steuerung der Vorrichtung ist es, wenn die Schwenkwinkel an den horizontalen Schwenkachsen für jede Phase des Schneidvorganges so aufeinander abgestimmt programmiert sind, daß sich der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Werkstückoberfläche auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung befindet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Lage der senkrechten Mittelachse bezüglich der horizontalen Koordinatenachsen Xund^stets übereinstimmt mit der Lage des Auftreffpunktes auf der Werkstückoberfläche, unabhängig von der jeweiligen Winkellage der Werkstückoberfläche zur Horizontalen. Es liegt auf der Hand, daß hierdurch eine bedeutende Programmierungsvereinfachung für den automatischen Bewegungsablauf erreicht wird, weil die Lage der Mittelachse der Teleskopeinrichtung zur Grundlage der Programmierung in den horizontalen Koordinatenachsen X und /gemacht werden kann. Bei der abgestimmten Programmierung der Schwenkwinkel wird zunächst der Schwenkwinkel des Laserkopfes nach Maßgabe des gewünschten Auftreffwinkels des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche festgelegt, wodurch sich dann der an der zusätzlichen Schwenkachse einzustellende Schwenkwinkel gewissermaßen komplementär ergibt. Sollen mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zweidimensionale Schnitte durchgeführt werden, d. h. senkrechte Schnitte an flachiiegenden horizontalen Werkstückbereichen, so haben die Schwenkwinkel an den Schwenkachsen den Wert Null.

Für eine vereinfachte Durchführung von kreisbogenförmigen Schnitten in zweidimensionalen Werkstücken kann die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung vorteilhaft so ausgebildet sein, daß die Schwenkwinkel für das Schneiden von Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförigem Verlauf der Schnittkante in horizontalen Werkstückbereichen an der Laserkopfschwenkachse und der benachbarten horizontalen Schwenkachse gleich groß eingestellt sind, und daß zur Erzeugung des kreisbogenförmigen Schnitts die Teleskopeinrichtung drehend angetrieben ist Bei dieser ebenfalls vorprogrammierbaren übereinstimmenden Schwenkwinkeianordnung verlaufen die Mittelachse der drehenden Teleskopeinrichtung und die Mittelachse des Laserkopfes parallel zueinander in einem gegenseitigen Abstand, der dem Radius des zu schneidenden Kreisbogens entspricht. Auch hierbei befinden sich die beiden erwähnten Mittelachsen stets in einer gemeinsamen senkrechten Ebene, die sich jedoch um die Mittelachse der Teleskopeinrichtung zusammen mit dieser beim Kreisbogenschnitt dreht. Schließen sich an die kreisbogenförmige Schnittkante geradlinige Schnitte ■an, wie das zum Beispiel bei Langlöchern mit parallelen Seilenkanten und beidseitigem Halbkreisbogenabschluß der Fall ist, so bleibt nach Abschluß jeder Halbkreisdrehung die erläuterte übereinstimmende Schwenkwinkeleinstellung erhalten und die Führungsvorrichtung wird je nach Lage des Langlochs entweder auf der X-Achse oder V-Achse geradlinig verfahren. Die gedachte Verlängerung der Mittelachse der TeIeskopcinrichtung bewegt sich dabei auf der Längsmittelachse des Langlochs.

Sollen mit der vorerwähnten vereinfachten Einstellung der Führungsvorrichtung kreisförmige Durchbrüche in horizontal liegenden Werkstückbereichen angebracht werden, so wird die entsprechend eingestellte Führungsvorrichtung um die Mittelachse der Teleskopeinrichtung um 360° gedreht, wobei an allen anderen Bewegungsachsen keine Bewegungen erfolgen.

Die Führungsvorrichtung kann vorteilhaft so ausgebildet sein, daß bei Anordnung einer weiteren horizontalen Schwenkachse parallel zur Laserkopfschwenkachse der Laserstrahl zwischen den beiden Schwenkachsen unter Bildung einer weiteren Bewegungsachse durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinrichtung geführt ist. Hierdurch wird ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad gewonnen, wodurch der dreidimensionale Einsatzbereich der Führungsvorrichtung noch vergrößert wird.

In einer zweiten nebengeordneten Ausbildung der Führungsvorrichtung entsprechend der eingangs angegebenen Gattung ist vorgesehen, daß parallel zur Laserkopfschwenkachse drei weitere als horizontale Schwenkachsen ausgebildete Bewegungsachsen vorgesehen sind, bei denen der Abstand zwischen der ersten und der zweiten der der Teleskopeinrichtung nachgeschalteten Schwenkachsen größer ist als die um die Länge des Laserkopfes vermehrte Summe der Abstände zwischen der zweiten und der dritten Schwenkachse und zwischen der dritten Schwenkachse und der Laserkopfachse, wobei die Laserstrahlumlenkung an allen Schwenkachsen so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes miteinander fluchten, wenn an allen Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat, und daß zwischen der zweiten und der dritten Schwenkachse eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse vorgesehen ist und wobei die Schwenkwinkel an den Schwenkachsen nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.

Diese nebengeordnete Ausführungsform der Führungsvorrichtung ermöglicht alle Arbeiten bzw. Einstellungen, wie sie zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben sind, wenn die Schwenkwinkel an der dritten Schwenkachse (gezählt von der Teleskopeinrichtung an) und an der Laserkopfschwenkachse auf den Wert Null eingestellt sind und lediglich die Schwenkwinkel an der ersten und zweiten Schwenkachse programmgesteuert werden. Zusätzlich eröffnet diese nebengeordnete Ausführungsform aber die Möglichkeit, auch in gegenüber der Horizontalen schräg angeordneten Werkstückbereichen analog der bereits beschriebenen Weise vereinfacht Durchbrüche mit kreisbogenförmigen Schnittkantenverlauf zu schneiden.

so Dieses erfolgt dadurch, daß für das Schneiden von Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförmigem Verlauf der Schnittkante in nichthorizontalen Werkstückbereichen die Schwenkwinkel an der ersten und zweiten Schwenkachse so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist, während die Schwenkwinkel an der dritten Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe des Schnitthalbmessers so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse und die Mittelachse des Laserkopfes parallel verlaufen, und daß der Laserkopf um die zweite Drehachse drehend angetrieben ist. Beim Lochschnitt entsprechend der so ausgebildeten Führungsvorrichtung sind die X-Achse, die y-Achse, die Z-Achse und sämtliche Schwenkachsen bewegungslos.

Auch bei der zweiten nebengeordneten Ausbildung der Führungsvorrichtung kann zwischen der ersten Schwenkachse und der zweiten Schwenkachse der Laserstrahl zwischen diesen beiden Schwenkachsen unter

Bildung einer weiteren Bewegungsachse durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinrichtung geführt sein. Hierdurch kann wiederum ein Höhenausgleich in senkrechter Richtung erfolgen, welcher durch die verschiedenen Winkeleinstellungen des Laserkopfes, d. h. der verschiedenen Schwenkwinkel an der Laserkopfschwenkachse, erforderlich werden kann, ohne Inanspruchnahme einer Längenveränderung in Z-Richtung an der vertikalen Teleskopeinrichtung.

Gemäß einer dritten nebengeordneten Ausführungsform der Erfingung ist vorgesehen, daß eine weitere als horizontale Schwenkachse ausgebildete Bewegungsachse parallel zu der Schwenkachse für den Laserkopf vorgesehen ist, daß zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und dem Laserkopf zwei zusätzliche horizontale und zu den beiden Schwenkachsen parallele Laserstrahiumienkachsen vorgesehen sind, von denen die eine als unbewegliche Achse und die andere als Teleskopachse ausgebildet ist, daß zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und der benachbarten Laserstrahlumlenkachse eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse vorgesehen ist, daß der Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen größer ist als die um die Länge des Laserkopfes vermehrte Summe der Abstände zwischen der Schwenkachse für den Laserkopf und der dem Laserkopf benachbarten Laserstrahlumlenkachse, daß die Laserstrahlumlenkung an den Schwenkachsen und den beiden zusätzlichen Laserstrahlumlenkachsen so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung und des Laserkopfes miteinander fluchten, wenn an den beiden Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat und die Teleskopachse nicht längenverändert ist, und daß die Schwenkwinkel an der zusätzlichen Schwenkachse und der Laserkopfschwenkachse nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.

Diese Ausführungsform erlaubt eine programmierte Radiuseinstellung zur Erzeugung von Kreisbogenschnitten sowohl an zweidimensionalen als auch an dreidimensionalen Werkstücken mit nur einer einzigen linearen Bewegung an einer der beiden nicht schwenkbaren horizontalen Laserstrahlumlenkachsen.

Weitere bezüglich dieser Ausführungsform vorteilhafte Maßnahmen ergeben sich aus den Unteransprüchen 10 bis 12.

Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden schematisierten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtdarstellung einer Laser-Schneidanlage,

F i g. 2 die Seitenansicht einer mit zwei Schwenkachsen ausgerüsteten Führungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsrorm,

F i g. 3 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 2 bei auf den Wert Null eingestellten Schwenkwinkeln an den beiden Schwenkachsen,

Fig.4 die Vorderansicht der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 2 und 3, wiederum bei auf den Wert Null eingestellten Schwenkwinkeln der beiden Schwenkachsen,

F i g. 5 eine weitere Seitenansicht der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 2 bis 4, jedoch bei Einstellung der Schwenkwinkel für das Schneiden eines Durchbruchs in horizontaler Werkstücklage,

F i g. 6 eine Seitenansicht der zweiten nebengeordneten Ausführungsform mit einer Einstellung der Schwenkwinkel an den vier Schwenkachsen zur Erzeugung von Schnitten an nichthorizontalen Werkstückbereichen,

F i g. 7 eine der F i g. 6 ähnliche Seitenansicht, jedoch bei Einstellung der Schwenkwinkel an den vier

s Schwenkachsen für das Schneiden von Kreisbogenschnitten in nichthorizontalen Werkstückbereichen,

Fig.8 eine Vorderansicht der Ausführungsform der Führungsvorrichtung gemäß der F i g. 6 und 7 bei Null-Wert-Einstellung aller Schwenkwinkel an allen Schwenkachsen,

Fig.9 eine der Fig.8 ähnliche, aber abgebrochene Vorderansicht der dritten nebengeordneten Ausführungsform in einer ersten Ausführungsvariante, und
Fig. 10 eine der Fig.9 ähnliche abgebrochene Vorderansicht der dritten nebengeordneten Ausführungsform ein einer zweiten Ausführungsvariante.

F i g. 1 veranschaulicht die Gcsarnianordnur.g einer Laser-Schneidanlage, jedoch ohne Tisch für die Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht dargestellt. Der in der CC>2-Lasereinheit 1 erzeugte Laserstrahl wird nach entsprechender Umlenkung parallel zur X-Bewegungsachse der dargestellten Koordinatenführungsmaschine geführt und in die Richtung der K-Bewegungsachse und schließlich in die Richtung der Z-Bewegungsachse umgelenkt. Die Führungselemente für die X-, Y- und Z-Bewegungsachsen sind in der bei Koordinatenführungsmaschinen üblichen präzisen Ausführung am Maschinengestell 2 angebracht und durch Faltenbälge verdeckt. Stark ausgezogene Pfeile X, Y und Z markieren die zugeordneten Bewegungsachsen, nämlich die erste, zweite und dritte Bewegungsachse, und geben die möglichen Weglängen an. Der mit der Bezugszahl 4 bezeichnete Ringpfeil symbolisiert die vierte Bewegungsachse, die an der um 360° um ihre Mittelachse drehbaren TcIeskopeinrichtung 3 verwirklicht ist, die in F i g. 1 an ihrem unteren Ende abgebrochen dargestellt ist.

Die Bewegungsachsen X, Y und u. U. auch Z könnten alternativ auch am nicht dargestellten Maschinentisch vorgesehen sein, so daß das Werkstück auf dem Tisch in diesen Achsen gegenüber der noch zu beschreibenden Führungsvorrichtung bewegbar ist. In diesem Fall wären die gesteuerten Bewegungsachsen zwischen dem Tisch und der Führungsvorrichtung aufgeteilt.

Leichte Lasereinheiten können auch so an der Koordinatenführungsmaschine angebracht sein, daß sie in X- und y-Richtung mitgefahren werden, so daß nur eine Umlenkung des Laserstrahls an einem 45°-Spiegel in die Z-Achse, d. h. in die Teleskopeinrichtung 3, erforderlich

so ist.

Zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung wird nunmehr zunächst auf die Fig.2 bis 4 Bezug genommen. Wie daraus aufgrund der eingetragenen Pfeile X, Y, Z, 4, 5,6 und 7 ersichtlich ist, sind sieben getrennt gesteuerte Bewegungsachsen vorgesehen. Der Pfeil 4 bezieht sich auf die Drehachse der Teleskopeinrichtung 3, die um diese Achse um 360° verdrehbar ist. Die Pfeile 5 und 7 bezeichnen Bewegungsachsen, die durch zwei Schwenkachsen 11 und 14 gebildet sind. Die Schwenkachse 14 ist die Schwenkachse des Laserkopfes 15, der die übliche nicht dargestellte Fokussiereinrichtung für den Laserstrahl einschließt

Der Pfeil 6 repräsentiert eine zusätzliche und nicht bei allen Ausführungsformen zwingend erforderliche Bewegungsachse, die durch eine weitere längenveränderbar gesteuerte Teleskopeinrichtung 16 ermöglicht wird. Diese Teleskopeinrichtung 16 erlaubt eine Ver-

stellung des Abstandes zwischen der Schwenkachse 11 und der Lasserkopfschwenkachse 14.

Der von der Lasereinheit 1 (F i g. 2,3) ausgehende und mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkte Laserstrahl 17 ist durch einen Pfeilzug dargestellt. Wie ersichtlich ist, fällt die Mittelachse des Laserstrahls mit den Mittelachsen der Bauteile der Führungsvorrichtung zusammen. Die Umlenkung des Laserstrahls 17 von der X-Achse in die Y-Achse erfolgt am Umlenkspiegel 18 (F i g. 3). Die entsprechende Umlenkung aus der Y-Achse in die Z-Achse besorgt der Umlenkspiegel 19 (F i g. 2). Wie F i g. 4 verdeutlicht, befinden sich auf der Schwenkachse 11 zwei Umlenkspiegel 20 und 2t, von denen der Spiegel 20 den Laserstrahl 17 in die Schwenkachse 11 umlenkt, während der Spiegel 21 die Umlenkung zur Laserkopfschwenkachse 14 vornimmt. Auf dieser befinden sich zwei weitere Umlenkspiegel 22 und 23, von denen der Spiegel 22 den Laserstrahl in die Schwenkachse 14 umlenkt, während der Spiegel 23 die Umlenkung in den Laserkopf 15 besorgt.

Die Geradführungen der X- und Y-Achse sind in den F i g. 2 und 3 durch die Bezugszahlen 24 und 25 bezeichnet.

Wie F i g. 4 verdeutlicht, sind die Umlenkwege des Laserstrahls zwischen den Umlenkspiegelpaaren 20,21 und 22, 23 auf den Schwenkachsen 11 bzw. 14 gleich lang, wodurch bei der in F i g. 4 dargestellten gestreckten Lage der Führungsvorrichtung die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 versatzfrei miteinander fluchten. In dieser gestreckten Lage befindet sich der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Werkstückoberfläche selbstverständlich auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3. Diese gestreckte Lage wird bei zweidimensionalen Schnitten verwendet.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Lage der Teile der Führungsvorrichtung sind die weitere Teleskopeinrichtung 16 um die Schwenkachse U um den Schwenkwinkel α verschwenkt, während der Laserkopf 15 um die Laserkopfschwenkachse 14 um den Winkel β verschwenkt ist. Die Winkel cc und β sowie ggf. die Länge der weiteren Teleskopeinrichtung 16 sind nach Maßgabe der Schräglage der Oberfläche des abgebrochen eingezeichneten Werkstücks 26 so durch Programmsteuerung eingestellt, daß einerseits die Mittelachse des Laserkopfes 15 senkrecht zum Werkstück 26 verläuft und andererseits die gedachte Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 durch den Auftreffpunkt 27 auf der Oberfläche des Werkstücks 26 geht, wobei sich die Mittelachse des Laserkopfes 15 und die erwähnte gedachte Verlängerung im Auftreffpunkt 27 treffen. Bei dieser Lage der Führungsvorrichtung vorgenommene Horizontalschnitte im Werkstück 26 bedürfen einer Bewegung der Führungsvorrichtung lediglich in der Y-Achse, wobei die Stellung der Z-Achse die Lage des Auftreffpunkts 27 repräsentiert, wodurch die Programmerstellung für derartige Schnitte sehr erheblich vereinfacht wird. Bei Schnitten in senkrechter Richtung erfolgt die Bewegungssteuerung durch kombinierte Bewegung an den Bewegungsachsen Xund Z. Es sind aber auch beliebige dreidimensionale Schnittführungen möglich, wobei durch entsprechende Steuerung der Achsen X, Y und Z einerseits und der Bewegungsachse 5 und 7 sowie ggf. 6 andererseits stets die in F i g. 2 dargestellte Schnittlage von Mittelachse des Laserkopfes' 15 und Verlängerung der senkrechten Mittelachse der Teleskopeinrichtung im Auftreffpunkt 27 programmgesteuert einsehalten wird. Selbst wenn in bestimmten Schneidsituationen der Auftreffpunkt 27 nicht mehr auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt, so befinden sich die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 doch stets auf einer gemeinsamen senkrechten Ebene, wie aus gemeinsamer Betrachtung der F i g. 2 und 4 ohne weiteres erhellt, was ebenfalls eine Vereinfachung der Programmsteuerung ermöglicht.

Die Vornahme eines vereinfachten Durchbruch-

to schnittes in einer horizontalen Lage der Werkstückoberfläche mit Hilfe der in denF i g. 2 bis 4 gezeigten Führungsvorrichtung ist in F i g. 5 angegeben. Der zu schneidende Durchbruch ist lediglich in seiner Umrißlinie gezeigt und aus seiner realen horizontalen Lage zur Verdeutlichung um 90° in die Zeichenebene eingeschwenkt dargestellt. Es handelt sich um ein Langloch mit zwei parallelen Schnittkanten 28, 29 und zwei anschließenden Halbkreisschnittkanten 30, 31. Die Schwenkwinkel λ und/?an den Schwenkachsen 11 bzw. 14 sind nach Maßgabe des gewünschten Halbmessers r der Halbkreisausschnitte programmgesteuert in gleicher Größe eingestellt, wodurch die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 uir¹ den Radius r zueinander versetzt parallel verlaufen. Die Bewegung der Führungsvorrichtung erfolgt für die Herstellung des gezeigten Langlochs nur in zwei Achsen, nämlich in der Y-Bewegungsachse und in der Drehbewegungsachse 4. Zunächst wird programmgesteuert die Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 auf einen der Kreismittelpunkte 33 oder 34 eingestellt, wonach durch eine 180°-Drehung an der Drehachse 4 ein Halbkreis 30 bzw. 31 eingeschnitten wird. Danach wird die Führungsvorrichtung in Richtung der Y-Bewegungsachse verfahren, bis der andere Kreismittelpunkt lotrecht unter der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt. Die Entfernung zwischen den Kreismittelpunkten 33 und 34 gibt den Fahrweg der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 an. Nach Beendigung der geradlinigen Bewegung wird durch eine nochmalige 180°-Drehung an der Bewegungsachse 4 der noch fehlende Halbkreis geschnitten. Bei Kreisausschnitten sind weder Bewegungen in der λ'-Achse noch in der Y-Bewegungsachse erforderlich, hier erfolgt ausschließlich eine Drehung um die vierte Bewegungsachse. Es ist ersichtlich, daß dadurch eine erhebliche Programmierungsvereinfachung für den Bewegungsablauf der Führungsvorrichtung erzielt wird.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Führungsvorrichtung ist zwischen den Schwenkachsen 11 und 14 keine weitere Teleskopeinrichtung 16 vorgesehen, sondern ein rohrförmiges Verbindungsstück 35. Im übrigen ist, wie die Zeichnungen verdeutlichen, der Laserstrahl 17 durchweg im Inneren der aus rohrförmigen Teilen aufgebauten Führungsvorrichtung geführt Die an den rohrförmigen Teilen angebrachten Stellmotore für die Stellbewegungen an den Bewegungsachsen, die unabhängig voneinander programmsteuerbar sind, sind in allen zeichnerischen Darstellungen nicht eingezeichnet. Sie entsprechen in Konstruktion, Anbringungsart und Wirkung dem Stande der Technik.

Die in den F i g. 6 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung besitzt außer der Schwenkachse 14 für den Laserkopf 15 drei weitere Schwenkachsen 11,12 und 13. Dabei sind gegenüber der Ausführungsform gemäß der Fig.2 bis 5 die Schwenkachsen 12 und 13 zusätzlich vorgesehen. Alle Schwenkachsen 11 bis 14 sind übereinstimmend ausgebildet, wobei die erforderlichen Umlenkungen des Laserstrahls 17 auch an den Schwenkachsen

12 und 13 durch paarweise angeordnete 45°-Umlenkspiegel 36, 37 bzw. 38, 39 erfolgen. Zwischen den Schwenkachsen 11 und 12 befirdet sich wiederum eine weitere Teleskopeinrichting 16, welche eine Bewegungsachse 6 repräst stiert Insgesamt verfügt die in F>g.8 in gestreckter Lage dargestellte Führungsvorrichtung über zehn Bewegungsachsen, die durch die Pfeile X, Y, Z, 4,5,6,7,8,9 und 10 angegeben sind. Die durch den Pfeil 8 bezeichnete Bewegungsachse ist eine Drehachse, die 360°-Drehungen ermöglicht Im übrigen bezeichnen die in den F i g. 4 und S eingezeichneten mit den Bezugszahlen 40 bis 44 bezeichneten Querlinien die Schwenk- bzw. Drehflächen der Vorrichtungsteile, an denen die Relativbewegungen jeweils benachbarter Vorrichtungsteile erfolgen.

Wie die in F i g. 8 gezeigte gestreckte Lage der Führungsvorrichtung zeigt fluchten die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung 3 und des Laserkopfes 15 wiederum in dieser Lage versatzfrei. Senkrechte Schnitte an in Horizontalebenen befindlichen Werkstückoberflächen werden in dieser Lage der Vorrichtung durch Steuerung an den Bewegungsachsen X und Y vorgenommen.

Die aus Fig.8 entnehmbaren zehn Bewegungsachsen X, Y, Z, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 ermöglichen die vereinfachte Anbringung von Durchbruchschnitten an gegenüber der Horizontalen schräg gestellten Werkstückoberfiächen (F i g. 7). Bei Linienschnitten in derartigen schräg gestellten Werkstückoberflächen (F i g. 6) wird die Führungsvorrichtung ausgehend von der gestreckten Lage gemäß F i g. 8 lediglich an den Schwenkachsen 11 und 12 bezüglich der Winkel« und β verstellt, wie das mit Bezug auf F i g. 2 beschrieben wurde. Die Bewegungsachsen 8, 9 und 10 erfahren keine Einstellungsveränderung gegenüber der in Fig.8 gezeigten Strecklage. Wie ersichtlich ist, schneidet daher die Mittelachse des Laserkopfes 15 wieder die gedachte Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 im Schneidpunkt 27 auf der Oberfläche des Werkstücks 26, wodurch der Schneidpunkt wiederum lotrecht unterhalb der Z-Bewegungsachse liegt. F i g. 6 zeigt auch, daß die weitere Teleskopeinrichtung 16 auf einen Abstand zwischen den Schwenkachsen 11 und 14 ausgefahren ist, der größer ist als der Abstand zwischen der Schwenkachse 14 und dem Schneidpunkt 27. Entsprechend liegen die Verhältnisse auch bei der noch zu erläuternden Fig. 7.

Zum Anbringen eines kreisförmigen Schnittes 44 in der gegenüber der Horizontalen schräg gestellten Oberfläche eines Werkstücks 26 werden die Winkel a und/?an den Schwenkachsen 11 bzw. 12 so eingestellt, daß die Drehbewegungsachse 8 senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks 26 ausgerichtet ist. Weiterhin werden ausgehend von der in F i g. 6 gezeigten Lage an den Schwenkachsen 13 und 14 gleich große Schwenkwinkel y und ö nach Maßgabe der gewünschten Größe des Halbmessers rdes kreisförmigen Schnitts 44 eingestellt. Zur Verdeutlichung ist der kreisförmige Schnitt 44 in F i g. 7 aus seiner realen Lage in die Zeichenebene um 90° eingeschwenkt dai gestellt Wie ohne weiteres erkennbar ist, können die Winkel y unc ö ebenso wie die Winkel ac und β der Fig.5 beliebig klein eingestellt werden, wodurch sehr kleine Radien abgefahren werden können, d. h. sehr kleine Lochdurchbrüche herstellbar sind.

Wie F i g. 7 verdeutlicht, liegt der Kreismittelpunkt 45 auf der Verlängerung der Drehbewegungsachse 8. Der kreisförmige Schnitt 44 wird ausschließlich durch eine 360° -Drehung an der Bewegungsachse 8 erzeugt, wobei alle anderen neun Bewegungsachsen bewegungslos sind.

Selbstverständlich können in gegenüber Horizontalen schräg gestellte Oberflächen von Werkstücken auch andere geometrische Schnittfiguren mit dem Laserkopf 15 abgefahren werden, beispielsweise auch Langlöcher der in F i g. 5 dargestellten Art Liegt hierbei die Längsachse des Langloches horizontal, so erfolgen beim Schneidvorgang nacheinander Bewegungen in der Drehachse 8 und in der Y-Achse.

Durch entsprechende Winkeleinstellung der Mittelachse des Laserkopfes 15 gegenüber der Oberfläche eines Werkstücks können auch von der Vertikalen abweichende Schnittkanten, nämlich schräg verlaufende Schnittkanten erzielt werden, wobei die Lage des Schneidpunktes ebenfalls auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung 3 liegt wie das in den F i g. 2 und 6 für senkrechte Schnittkanten gezeige ist

Beispielsweise bei kreisrunden Aussparungen sind bei den in den Fig.5 und 7 illustrierten vereinfachten Bewegungssteuerungen auch Löcher mit konischen Schnittkanten möglich, wie sie je nach Verwendung des Werkstücks wünschenswert sein können. Hierbei erfolgt eine Verstellung der Schwenkwinkel oc und β bzw. γ und δ gegenü*· er der in F i g. 5 bzw. F i g. 7 gezeigten Situation.

Bei der Steuerung werden die Bewegungsachsen X, Y, Zund 4 maßgenau programmiert, und die Winkelver-Stellungen an den durch Schwenkachsen repräsentierten Bewegungsachsen 5 und 7 bzw. 5 bis 10 werden durch ein weiteres vorgegebenes Programm selbstständig vorgenommen. Die Eingabe von Lochradien bei der vereinfachten Ausführung von Durchbrüchen in Werkstücken veranlaßt die Einstellung von Schwenkwinkeln an den betroffenen Schwenkachsen.

Zur Erläuterung zweier Varianten einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nunmehr auf die Fig.9 und 10 Bezug genommen. Bei dieser Ausführungsform sind die Achsen 13' und 14' keine Schwenkachsen, wie bei der Ausführungsform gemäß der Fig.6 bis 8, sondern sind unverschwenkbare Laserstrahlumlenkachsen, von denen eine teleskopartig längenveränderbar als Bewegungsachse ausgebildet ist, wie der mit der Bezugszahl 9' bezeichnete Doppelpfeil in beiden Figuren veranschaulicht, während die jeweils andere Achse keine Längenveränderbarkeit besitzt. Die abgebrochenen Teile der Vorrichtung gemäß der F i g. 9 und 10 entsprechen denjenigen der F i g. 6 bis 8.

In F i g. 9 befindet sich die Bewegungsachse 9' auf der Achse 13', während eine Längenveränderbarkeit auf der Achse 14' nicht gegeben ist, d. h. der Abstand der beiden Umlenkspiegel 22 und 23 bleibt konstant, während sich der Abstand der Umlenkspiegel 38 und 39 bei Längen-Veränderungen ändert. Es ist ersichtlich, daß dadurch der Laserkopf 15 aus seiner in F i g. 9 in ausgezogenen Linien gezeigten Fluchtungslage mit der Mittelachse der nicht dargestellten Teleskopeinrichtung 3 nach rechts oder links parallel verschiebbar ist. Eine parallel verschobene Position des Laserkopfes 15 ist in gepunkteten Linien angedeutet. Auf diese Weise kann ebenfalls ein Radius r, der sehr klein sein kann, zur Erzeugung von Kreisbogenschnitten sowohl an zweidimensionalen als auch an dreidimensionalen Werkstücken eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist lediglich eine Verschiebung auf der Bewegungsachse 9' vorzunehmen. Wird dann bei programmiert eingestelltem Radius reine Drehung um die zweite Drehachse 8 durchgeführt, so er-

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folgt ein Kreisbogenschnitt durch den Laserkopf 15.

Bei der in F i g. 10 gezeigten Variante ist die Achse 13' die !ängenunveränderbare Laserstrahlumlenkachse, auf der sich die Umlenkspiegel 38 und 39 in einem konstanten Abstand befinden. Auf der Achse 14' ist dagegen eine teleskopartige Verlängerungs- und Verkürzungsmöglichkeit gegeben, wodurch sich der Abstand der Umlenkspiegel 22 und 23 ändert Auch hierbei kann der Laserstrahlkopf 15 bezüglich seiner Achse ausgehend von seiner mit der Mittelachse der nicht dargestellten Teleskopeinrichtung 3 in ausgezogenen Linien dargestellten Fluchtungslage nach rechts oder links zur Einstellung eines Halbmessers r zur Erzeugung von kreisbogenförmigen Schnitten eingestellt werden. Eine nach links verschobene Lage ist in punktierten Linien angedeutet.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den F i g. 9 und 10 erlaubt die programmierte Radiuseinstellung mit nur einer einzigen linearen Bewegung auf der Bewegungsachse 9', die auf der Achse 13' oder der Achse 14' liegen kann. Mit der so ausgebildeten Führungsvorrichtung sind allerdings nur senkrecht zur Werkstückoberfläche verlaufende kreisbogenförmige Schnittkanten möglich.

Alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtug werden durch rechnerprogrammierte Steuerung betätigt, sie können jedoch auch vollständig oder in Teilbereichen der verschiedenen Bewegungen im Teach-in-Verfahren einprogrammiert werden, oder auch durch selbständig einprogrammierbare und wiederholbare Nachführsteuerung.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung, mit fünf gesteuerten Bewegungsachsen, von denen die erste und zweite Bewegungsachse die horizontalen Koordinatenachsen X und Y sind, die dritte und vierte Bewegungsachse koaxial in einer drehbaren und langenveränderbaren vertikalen Teleskopeinrichtung verwirklicht sind und die fünfte Bewegungsachse eine horizontale Schwenkachse ist, um welche der Laserkopf schwenkbar ist, wobei ab der dritten Bewegungsachse eine selbsttragende Ausbildung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere als horizontale Schwenkachse (11) ausgebildete Bewegungsachse (5) parallel zu der Laserkopfschwenkachse (14) vorgesehen ist, deren Abstand zur Laserkopfschwenkachse größer ist als die Länge des Laserkopfes (15), wobei die Laserstrahlumlenkung an der zusätzlichen Schwenkachse (11) so vorgesehen ist, daß sich die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung (3) und des Laserkopfes (15) stets in einer gemeinsamen senkrechten Ebene befinden und wobei die Schwenkwinkel (λ, β) an der zusätzlichen Schwenkachse (11) und der Laserkopfschwenkachse (14) nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.

2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel (λ, β) an den horizontalen Schwenkachsen (U, 14) so aufeinander abgestimmt programmiert sind, daß sich der Auftreffpunkt (27) des Laserstrahls (17) auf der Werkstückoberfläche auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung (3) befindet.

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel (ac, β) für das Schneiden von Durchbrüchen n»it wenigstens teilweisem kreisbogenförmigem Verlauf der Schnittkante (30, 31) in horizontalen Werkstückbereichen an der Laserkopfschwenkachse (14) und der benachbarten horizontalen Schwenkachse (11) gleich groß eingestellt sind, und daß zur Erzeugung des kreisbogenförmigen Schnittes die Teleskopeinrichtung (3) um ihre Drehachse (4) drehend angetrieben ist.

4. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (17) zwischen den beiden Schwenkachsen (11, 14) unter Bildung einer weiteren Bewegungsachse (6) durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinrichtung (16) geführt ist.

5. Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung, mit fünf gesteuerten Bewegungsachsen, von denen die erste und zweite Bewegungsachse die horizontalen Koordinatenachsen X und Y sind, die dritte und vierte Bewegungsachse koaxial in einer drehbaren and längenveränderbaren vertikalen Teleskopeinrichtung verwirklicht sind und die fünfte Bewegungsachse eine horizontale Schwenkachse ist, um welche der Laserkopf schwenkbar ist, wobei ab der dritten Bewegungsachse eine selbsttragende Ausbildung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Laserkopfschwenkachse (14) drei weitere als horizontale Schwenkachsen (11, 12,13) ausgebildete Bowegungsachsen (5, 7, 9) vorgesehen sind, bei denen der Abstand zwischen der ersten und der zweiten der der Teleskopeinrichtung (3) nachgeschallcten Schwenkachsen (11, 12) größer ist als die um die Länge des Laserkopfes (15) vermehrte Summe der Abstände zwischen der zweiten und der dritten Schwenkachse (12, 13) und zwischen der dritten Schwenkachse (13) und der Laserkopfschwenkachse (14), wobei die Laserstrahlumlenkung an allen Schwenkachsen (11 bis 14) so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung (3) und des Laserkopfes (15) miteinander fluchten, wenn an allen Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat, und daß zwischen der zweiten und dritten Schwenkachse (12, 13) eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse (8) vorgesehen ist und wobei die Schwenkwinkel (ocß,/, δ) an den Schwenkachsen (11 bis 14) nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.

6. Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel (<χ,β)·&η der ersten und zweiten horizontalen Schwenkachse (11, 12) bei einem Wert der Schwenkwinkel an der dritten Schwenkachse (13) und der Laserkopfschwenkachse (14) von Null so aufeinander abgestimmt programmiert sind, daß sich der Auftreffpunkt (27) des Laserstrahls (17) auf der Werkstückoberfläche auf de- gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teieskopeinrichtung (3) befindet.

7. Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schneiden von Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförmigem Verlauf der Schnittkante in nichthorizontalen Werkstückbereichen die Schwenkwinkel (α, β) an der ersten und zweiten Schwenkachse (11,12) so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse (8) senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist, während die Schwenkwinkel (y, ö) an der dritten Schwenkachse (13) und der Laserkopfschwenkachse (14) nach Maßgabe des Schnitthalbmessers (r) so eingestellt sind, daß die zweite Drehachse (8) und die Mittelachse des Laserkopfes (15) parallel verlaufen, und daß der Laserkopf (15) um die zweite Drehachse (8) drehend angetrieben ist.

8. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Schwenkachse (11) und der zweiten Schwenkachse (12) der Laserstrahl (17) zwischen diesen beiden Schwenkachsen unter Bildung einer weiteren Bewegungsachse (6) durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Teleskopeinriehuing (16) geführt ist.

9. Führungsvorrichtung für einen mehrfach an 45°-Spiegeln umgelenkten Laserstrahl zur dreidimensionalen Werkstückbearbeitung, mit fünf gesteuerten Bewegungsachsen, von denen die erste und zweite Bewegungsachse die horizontalen Koordinatenachsen X und Y sind, die dritte und vierte Bewegungsachse koaxial in einer drehbaren und längenveränderbaren vertikalen. Teleskopeinrichtung verwirklicht sind und die fünfte Bewegungsachse eine horizontale Schwenkachse für den Lascrkopf ist, wobei ab der dritten Bewegungsachse eine selbsttragende Ausbildung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß eine weitere als horizontale Schwenkachse (11)

ausgebildete Bewegungsachse (5) parallel zu der Schwenkachse (12) für den Laserkcpf (15) vorgesehen ist,

daß zwischen der Schwenkachse (12) für den Laserkopf (15) und dem Laserkopf (15) zwei zusätzliche horizontale und zu den beiden Schwer.kachsen (11, 12) parallele Laserstrahlumlenkachsen (13', 14') vorgesehen sind, von denen die eine .ijs unbewegliche Achse und die andere als Teleskopachse (9') ausgebildet ist, daß zwischen der Schwenkachse (12) für den Laterkopf (15/ and der benachbarten Laserstrahlumlenkachse (13') eine um 360° gesteuerte zweite Drehachse (8) vorgesehen ist,

daß der Abstand zwischen den beiden Schwenkachsen (11, 12) größer ist als die um die Länge des Laserkopfes (15) vermehrte Summe der Abstände zwischen der Schwenkachse (12) für den Laserkopf und der dem Laserkopf benachbarten Laserstrahlumlenkachse (14'), daß die Laserstrahlumlenkung an den Schwenkachsen (11,12) und den beiden zusätzlichen Laserstrahlumlenkachsen (13', 14') so vorgesehen ist, daß die Mittelachsen der Teleskopeinrichtung (3) und des Laserkopfes (15) miteinander fluchten, wenn an den beiden Schwenkachsen der Schwenkwinkel den Wert Null hat und die Teleskopachse nicht längenverändert ist, und

daß die Schwenkwinkel (oc, ß) an der zusätzlichen Schwenkachse (11) und der Laserkopfschwenkachse (12) nach Maßgabe der Lage der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aufeinander abgestimmt programmier- und einstellbar sind.

10. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel (<x,ß) an den beiden horizontalen Schwenkachsen (11,12) so aufeinander abgestimmt programmiert sind, daß sich der Auftreffpunkt (27) des Laserstrahls (17) auf der Werkstückoberfläche auf der gedachten Verlängerung der Mittelachse der Teleskopeinrichtung (3) befindet, wenn die Teleskopachse (9') nicht längenverändert ist.

11. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für das Schneiden vor Durchbrüchen mit wenigstens teilweisem kreisbogenförmigem Verlauf der Schnittkante in nichthorizontalen Werkstückbereichen die Schwenkwinkel ■(ocß)zn den beiden Schwenkachsen (11,12) so eingestellt sind, tfaß die zweite Drehachse (8) senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgerichtet ist, während die Teleskopachse (9') nach Maßgabe des Schnitthalbmessers (r) längenverändert eingestellt ist und daß der Laserkopf (15) um die zweite Drehachse (8) drehend angetrieben ist.

12. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüehe 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schwenkachsen (11, 12) der Laserstrahl (17) unter Bildung einer weiteren Bewegungsachse (6) durch eine längenveränderbar gesteuerte weitere Tcleskopeinrichtung (16) geführt ist.