DE602005005464T2

DE602005005464T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden von Artikeln, insbesondere Sanitärprodukten und ihren Bestandteilen, mit einem Laserfokuspunktdurchmesser von 0.1 bis 0.3 mm

Info

Publication number: DE602005005464T2
Application number: DE602005005464T
Authority: DE
Inventors: Serafino Lupinetti; Paolo Pasqualoni
Original assignee: Fameccanica Data SpA
Current assignee: Fameccanica Data SpA
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2025-06-22
Also published as: DK1736272T3; DE602005005464D1; CN101203353B; WO2006136925A1; BRPI0612574B1; US7528343B2; US20060283846A1; BRPI0612574A2; JP2008546540A; ATE389497T1; EP1736272B1; EP1736272B9; CN101203353A; DK1736272T5; ES2303215T3; EP1736272A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren von und eine Vorrichtung zur Laserschneidbearbeitung entlang eines vorgegebenen Weges (Pfades?) gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1 und 16, und insbesondere auf die Anwendung der Bearbeitung auf Sanitärprodukte und auf die Komponenten (einschließlich der Rohmaterialien), welche zum Herstellen der Produkte verwendet werden.
Die Erfindung kann z. B. angewandt werden zum Bereitstellen von Laserschneidprozessen, welche an Produktlinien von einmal absorbierenden Produkten sowie, noch einmal beispielhaft, Windeln für Babys, Inkontinenzprodukten, Einlagen für Frauen, feuchte und trockene Tücher verschiedener Art und Waschmittel in Einzeldosierungspackungen jeder Art.
Beschreibung des Standes der Technik
Momentanwerden mechanische Einheiten benutzt, üblicherweise als "Köpfe" bezeichnet, um eine Schneidhandlung an Produkten sowie jenen, welche zuvor erwähnt wurden, durchzuführen.
Ein Schneidkopf umfasst üblicherweise einen Rahmen, einen Gegenklingenroller und einen Klingenroller, sowie verschiedene Zubehörelemente, wie Systeme zum Reinigen der Gegenklinge und der Klinge, Schmiersysteme und ein System zum Anwenden der Schneidkraft. Die Einheit ist motorgetrieben, wobei sie die Übertragung der Bewegung zu den beweglichen Teilen davon gewährleistet.
Die Klingen sind aus spezifischen Materialien hergestellt. Normalerweise, um eine besonders harte und daher abnutzungsresistente Schnittkante zu haben, werden entweder Spezialstähle, wie z. B. Werkzeugstähle oder andere gesinterte Materialien benutzt, welche aus Wolframkarbid (HM) bestehen. Die Härten, welche mit Stahl und HM erreicht werden können, sind nicht miteinander vergleichbar: In der Tat, im ersten Fall werden Härten von zwischen 60 und 64 HRC erreicht, wohingegen in letzterem Fall Härten von bis zu 1600 HV10 erreicht werden. Natürlich sind auch die Klingenlebensdauer und die involvierten Kosten proportional zu der Härte.
Die momentane Technologie des Kopfschneidens leidet unter verschiedenen Problemen.
An erster Stelle haben Stahlklingen begrenzte Lebensdauer: Im besten Fall (selbst wenn auf spezielle Lösungen, Spezialstähle und kontrollierte WärmeBearbeitungen, zurückgegriffen wird) haben sie keine Lebensdauern, welche höher als 20 Millionen "Schnitte" sind, wobei der Begriff "Schnitte" benutzt wird, um die einzelnen Schneidoperationen zu meinen.
Klingen, welche aus hartem Metall bestehen, haben eine längere Lebensdauer und können leicht 100 Millionen Schnitte erreichen, aber weisen das Problem des Schärfens auf. Während es für Stahl einfach ist, Werkstätten zu finden, die ausgestattet und fähig dazu sind, diese Arten von Klingen zu überarbeiten, verlangen Klingen aus Hartmetall, welche korrekt geschärft werden sollen, das Eingreifen des Herstellers der Klinge selbst. Diese Notwendigkeit verursacht unvermeidbar einen "Flaschenhals" im Produktionsprozess, welcher die Klingen verwendet.
Eine andere wichtige Begrenzung der vorliegenden Technologie ist das der Veränderung der Größe (d. h. der Dimensionen und/oder des Formats des Produkts). In diesem Fall ist es notwendig, den gesamten Kopf zu ersetzen, was eine bedeutende Zeitverschwendung und daher einen Produktionsverlust impliziert. Offen sichtlich zieht jede Modifikation, selbst eine minimale, in der Form des Schneidprofils die Anschaffung eines neuen Klingenrollers nach sich.
Eine weitere Problemgruppe der mechanischen Schneidtechnologie entsteht aus der Begrenzung der Formgebung aufgrund sowohl des Produktionsprozesses und der Probleme, welche an den Schneidprozess selbst gebunden sind.
Insbesondere im ersten Fall gibt es Radiusbegrenzungen des Rundens von konvergenten Schneidkanten, welche nicht kleiner als 3 mm sein können, wohingegen es z. B. im zweiten Fall nicht möglich ist, Kreuzschnitte auszuführen, da es in diesem Fall notwendig ist, sehr große Schneiddrücke zu haben, welche das gesamte System beschädigen, wobei sie drastisch die Lebenszeit der Klingen reduzieren.
Um die Probleme, welche an eine mechanische Schneidtechnologie gebunden sind, zu überwinden, wurde schon die Möglichkeit des Ausnutzens des Potentials, welches mit der Lasertechnologie verbunden ist, für einige Zeit in Betracht gezogen.
In diesem Zusammenhang kann man sich auf die japanische Patentanmeldung Nr. P2001-145659 beziehen, welche genau ein Verfahren zum Herstellen absorbierender Produkte beschreibt, welches Laserausrüstungen zum Durchführen einer Funktion des Schneidens entlang eines definierten Bearbeitungsweges für jeden Artikel von zumindest einer ersten Abzweigung und einer zweiten Abzweigung, verwendet.
In konkreterer Weise beschreibt das Dokument EP-A-1 447 068 , gemäß welchem die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 16 gestaltet wurden, ein Verfahren zur Bearbeitung von Produkten, wie z. B. Sanitärartikeln, welche sich in einer gegebenen Richtung bewegen,, wobei ein Laserstrahl und vordefinierte Wege verwendet werden. Die Bearbeitung beinhaltet eine relative Bewegung zwischen den Artikeln und dem Laserstrahl entlang eines Weges, welcher für jeden Artikel zumin dest eine erste Abzweigung und eine zweite Abzweigung umfasst. Das beschriebene Verfahren sieht das Vorhandensein von zumindest einem ersten Laserstrahl und einem zweiten Laserstrahl zum Ausführen der Bearbeitung vor. Die Strahlen werden in einer Querrichtung abgelenkt und vorzugsweise auch in einer Längsrichtung in Bezug auf die Vorwärtsrichtung der Artikel und jede von ihnen definiert jeweils für jeden der Artikel die erste bzw. die zweite Abzweigung des Bearbeitungsweges.
Das Dokument Nr. EP-A-1 447 668 entspricht einer wesentlichen Verbesserung in Bezug auf die individuellen Bearbeitungszusammensetzungen, auch in Bezug auf die richtige Energieverteilung entlang des Schneidprofils, um unerwünschte Defekte auf den bearbeiteten Produkten zu vermeiden. Das fragliche Dokument beschreibt die Wahl Generatoren zu benutzen, welche fähig sind, zumindest zwei Laserstrahlen zu bearbeiten, welche fähig sind, für den Zweck des Vereinfachens und Verbesserns der verlangten Prozessleistung unabhängig betrieben zu werden.
US-A-5 886 319 ist von Interesse für die Erfindung, wie im Fall von z. B. WO-A-96/19313 oder US-B-6 191 382 .
Ziele und Zusammenfassung der Erfindung
Obgleich der wesentliche Fortschritt, welcher durch die in Dokument Nr. EP-A-1 447 068 beschriebene Lösung dargestellt wird, besteht immer noch das Bedürfnis zur Ermöglichung von Eingriffen in und sogar mehr zur Steuerung des Prozesses und der Parameter, welche die Bearbeitung mit Lasertechnologie von Produkten, wie den Sanitärprodukten, welche oben beschrieben wurden, zu beeinflussen.
Insbesondere wird das Bedürfnis verspürt, optimale Layouts von Maschinen und Ausstattung sowie spezifische Steuerung, welche vorsätzlich für die Prozesse, Rohmaterialien und Produkte, welche dem Anwendungsgebiet entsprechen, entwickelt wurden, zur Verfügung zu haben.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben ausgeführten Bedürfnisse komplett zu befriedigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ziel dank eines Verfahrens mit den Eigenschaften erreicht, auf die sich spezifisch der Anspruch 1 bezieht.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Vorrichtung gemäß Anspruch 16. Die Ansprüche bilden einen integralen Teil der technischen Lehre, welche hier in Bezug auf die Erfindung bereitgestellt wird.
Kurze Beschreibung der anliegenden Zeichnungen
Die Erfindung wird nun nur anhand von nicht einschränkenden Beispielen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnungstafel beschrieben, in welcher:
1 eine schematische ebene Ansicht einer Vorrichtung ist, welche fähig ist gemäß der hier beschriebenen Lösung zu arbeiten;
2 in größerer Genauigkeit, in seitlicher Ansicht, die Funktionskriterien der hierin beschriebenen Lösung zeigt; und
3 bis 6 erläutern bevorzugte Merkmale von Laserquellen, welche in dem Bereich der hier beschrieben Lösung verwendet werden können.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
Das Diagramm der 1 bezieht sich auf eine allgemeine Konfiguration der Vorrichtung, welche als Ganze jener entspricht, welche in dem bereits zuvor erwähnten Dokument Nr. EP-A-1 447 068 beschrieben wird.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Laserstrahlquelle (welche möglicherweise aus im Folgenden detailliert beschriebenen Gründen verdoppelt werden kann), entworfen, um einen oder mehrere Laserstrahlen zur Bearbeitung von Artikeln A, welche sich bewegen (mit einer Geschwindigkeit, welche hierin als beispielhaft konstant und von rechts nach links gerichtet angesehen wird, wie in 1 gezeigt) in einer Richtung, welche im Allgemeinen als z bezeichnet wird, zu produzieren.
Die Artikel A bestehen typischerweise aus Sanitärprodukten von der Art, auf welche sich im einleitenden Teil der vorliegenden Erfindung bezogen wird.
Da der Laserstrahl auf die Artikel A gerichtet ist, bildet die Laserstrahlung auf den Artikeln selbst einen Interaktionspunkt. Dieser Interaktionspunkt übt z. B. auf die Artikel A eine Aktion des Schneidens entlang eines vorbestimmten Weges aus, welcher z. B. der Grenze der Artikel A selbst entspricht.
Obwohl die Beschreibung, welche im Folgenden bereitgestellt wird, keinen weiteren Bezug auf das Ausführen von Funktionen des Schneidens auf die Artikel A nehmen wird, wird anerkannt werden, dass die hierin beschriebene Lösung in irgendeinem Kontext angewandt werden kann, in welchem es nötig ist, auf Laser schneidende Artikel zurückzugreifen, wie beispielsweise die Artikel A oder Komponenten (Rohstoffe, Einsätze verschiedener Natur etc.), welche zum Herstellen der zuvor genannten Artikel oder Produkte A benutzt werden.
Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Bearbeitung kontinuierlich ausgeführt werden kann.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird/werden der Laserstrahl oder die Laserstrahlen, welche von der Quelle 1 erzeugt werden (wie bereits gesagt wurde, möglicherweise verdoppelt) an zwei optische Übertragungseinheiten 2 gesandt und von diesen zu einer Zusammensetzung 3, welche eine Scanfunktion zum Steuern der Stellung und zur Kollimation des Strahls hat.
Auf diese Weise ist es möglich, auf die Artikel A zumindest zwei bestimmte Laserstrahlen zu richten, mit der Möglichkeit, auf jeden Strahl unabhängig eine Ablenkungsbewegung zu übertragen, welche sowohl in die Bewegungsrichtung der Artikel A (Achse z von 1) oder in die Querrichtung in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Artikel A (Achse x von 1) sein kann.
In bevorzugter Weise ist die Laserquelle 1 vom CO₂-Typ mit einer Gesamtleistung von 2 kW, mit der daraus folgenden Möglichkeit, eine Leistung von 1 kW für jeden Strahl zur Verfügung zu haben. Die Verwendung einer Laserquelle vom zuvor erwähnten Typ ist ebenso empfohlen für die breite Wahl von verfügbaren Leistungen, welche im Fall von Bedürfnissen, welche von der Art von Rohmaterialien und/oder von den hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten (z. B. bis zu 1000 m/min) die Leistungssteuerung von bis zu 5 kW ermöglichen.
Üblicherweise (dieser Aspekt wird noch weiter in der Folge dieser Beschreibung behandelt) ist die Laserquelle 1 zur Funktion mit dem Strahlmodus des Typs 00 MODUS für die Schneidprozesse ausgestattet, und mit verschiedenen Modi, so wie D MODUS oder Q MODUS für Schweißprozesse.
Indem eine Quelle oder ein Generator 1 benutzt wird, welcher zwei Leistungsstrahlen emittierten kann, ist es möglich, unabhängig mit einem Strahl für jede Seite des Produkts oder Artikels A zu arbeiten, wobei es jedoch auch möglich ist, nur mit einem Strahl zu arbeiten, wo es verlangt wird.
Um z. B. den Grundriss einer Windelhose (diaper) traditioneller Art für Neugeborene mit Laserstrahlen zu schneiden, d. h. aus dem Typ, welcher "offen" verkauft wird, ist es bequemer und effizienter, mit zwei Strahlen zu arbeiten, einem für jede Seite.
Für ein ähnliches Produkt eines Darüberziehtyps (des Typs, der geschlossen verkauft wird, manchmal auch als "Trainingshose" bezeichnet), welches in einer Querrichtung in Bezug auf den Fluss z der Artikel A bearbeitet wird, ist es vorzuziehen, nur mit einem Strahl zu arbeiten. In diesem Fall ist in der Tat die Form des Schneidens des Blattes ein Loch, welches eine praktisch elliptische Form hat und welches auf der Querschneidelinie zentriert ist, welche zwei aufeinanderfolgende Produkte separiert. In diesem Fall aktiviert der Lasergenerator den Strahl, wenn jedes einzelne Produkt vor ihm passiert und, ihm folgend, das Schneiden desselben ausführt und dann den Strahl deaktiviert, bis das nächste Produkt ankommt.
Die Scanner zur Strahlkollimation und Stellungssteuerung des Laserstrahls 3 können aus Vorrichtungen, wie z. B. dem optischen Scankopf bestehen, Modell HPM10A, hergestellt von General Scanning Inc. aus Watertown (USA), oder anders von den Produkten Harryscan 25 oder Powerscan 33, welche von Scanlab (Deutschland) hergestellt werden oder ähnlichen Produkten, wie z. B. Axialscan oder Superscan, hergestellt von Raylase (Deutschland).
In diesem Fall wird der Laserstrahl, welcher die Quelle oder die Quellen 1 verlässt, nachdem er durch die optischen Übertragungseinheiten 2 passiert ist, von einer Einlassöffnung, welche auf jedem Scanner 3 vorhanden ist, aufgenommen und über ein Spiegelpaar mit schnell erholenden galvanometrischen Bewegungen abgelenkt, eines für jede Achse z und x.
Jeder der Laserstrahlen, welcher den Scanner 3 verlässt, ist daher geeignet, die Artikel A in Gestalt eines fixierenden Punkts zu erreichen mit den Abmessungen und dem Fokussierungsgrad, welcher zuvor bestimmt werden konnte. Der Minimaldurchmesser des Bearbeitungsstrahls (oder die Brechungsgrenze des Systems) wird von der folgenden Gleichung gegeben: d = 1,27·f·λ/D,wobei:

d: der Minimumquerschnitt des Punktes ist (Brechungslimit)
1,27: eine Proportionalitätskonstante K ist,
f: der Fokussierungsabstand der benutzten Linse ist,
λ: die Wellenlänge des Laserstrahls ist,
D: der Durchmesser des einfallenden Laserstrahls auf dem Scanner ist.

Was oben in seiner praktischen Anwendung vorgestellt wurde, wird mit zwei anderen kritischen Faktoren, welche weiter unten beschrieben werden, die typisch für die Qualität der benutzten Ausstattung sind, implementiert.
Ein erster Faktor wird durch den Qualitätsfaktor (M²) des Laserstrahls dargestellt. Dieser ist ein typischer Faktor des Generators oder der benutzten Quelle. Er beschreibt die Abweichung des Laserstrahls in Bezug auf eine theoretische Gauß-Gestalt: in dem Fall einer idealen Laserquelle, ein Strahl der einer theoretischen Gauß-Kurve entspricht, ist der Faktor M² gleich Eins; für wirkliche Laserstrahlen ist M² größer als 1.
Ein zweiter Faktor wird durch die sphärische Abberation der Linse dargestellt. Diese ist ein intrinsischer Parameter der Qualität der benutzten Linse in Bezug auf die Reinheit des Rohstoffes und die Präzision oder den Typ des Oberflächenbearbeitungsprozesses.
Normalerweise sind diese zwei Faktoren in der Proportionalitätskonstante K berücksichtigt.
In diesem Zusammenhang kann beachtet werden, dass der Lasergenerator, auf welchen zuvor Bezug genommen wurde, die Möglichkeit hat, einen oder mehrere Laserstrahlen zu emittieren, welche einen spezifischen Driftwinkel haben, welcher eine Funktion des Krümmungswinkels in den Auslassspiegeln des Resonators ist. Diese beinhaltet die Bildung eines Laserstrahls, welcher nicht perfekt parallel ist.
Dieser Pseudo-Defekt macht es den Ablenkungseinheiten 3 möglich, von einem Strahldurchmesser erreicht zu werden, welcher zu jenem des einfallenden Lichts angepasst ist, welches durch den Scannertyp, welcher eingesetzt wird, definiert wird. Mit anderen Worten wird in der momentan bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Durchmesser des einfallenden Strahls und daher des Laserpunkts, welcher auf die Artikel A angewandt wird, durch Variationen der optischen Distanz zwischen der Quelle 1 und dem Scanner 3 reguliert. Dies resultiert auch in einer Verminderung der Kosten der Vorrichtung und in der Vergrößerung ihrer Effektivität insofern, dass es möglich ist, Rückgriff auf Aufweitungseinheiten und/oder Linsen zur Korrektur des Strahls zu verhindern.
Um im Allgemeinen zu argumentieren, kann der Aktionsradius jedes Scanners 3 auf der Ebene der Artikel A ein Quadrat oder ein Rechteck sein, das in seitlichen Abmessungen in einem Bereich sein, der typischerweise zwischen ungefähr 100 × 100 mm und ungefähr 500 × 500 mm enthalten ist, jeweils entlang der x- und der z-Achse, in Abhängigkeit der Fokussierlinse, welche in dem Scanner 3 verwendet wird, welche den Abstand der Ebene bestimmt, in welcher der Artikelfluss auftritt (Prozessebene) und in Abhängigkeit des angewandten Scannertyps (2 Achsen, 3 Achsen, etc.).
In der schematischen Darstellung von 1 bezeichnet das Bezugszeichen 4 eine H/W elektronische Steuereinheit (wie z. B. eine zugeordnete Computerkarte), welche die Funktion des Systems überwacht, wobei die Handlungen des Ablenkens, welche von dem Scanner 3 an den Laserstrahlen ausgeführt wird, ebenso wie die Modulierung deren Leistung. Dies tritt in Abhängigkeit der Signale auf, welche von einer Sensorgruppe ausgegeben werden. In dem Ausführungsbeispiel, welches hier betrachtet wird, umfasst die Gruppe einen Sensor 6, welcher die Stellung der Artikel A detektiert, und einen Sensor 5, welcher die Vortriebsgeschwindigkeit der Artikel A entlang der z-Achse und die Winkelstellung in der Herstellung des Profils detektiert, welches der Master-Einheit vorbehalten ist, welche in Punkt 8 identifiziert ist, mit der Funktion einer Master-Einheit 8 bzw. eines Slave-Sensors 5. Die fraglichen Sensoren sind typischerweise optische Sensoren, in dem in Punkt 6 angegebenen Fall z. B. des Typs BI2-EG08-APGX-H1341, hergestellt von TURK, wohingegen es in dem in Punkt 5 angegebenen Fall ein Encoder eines absoluten oder inkrementellen Typs, wie z. B. Linde AB – 6360/2 – 5 V 1000 ppr oder auch ROD 4205000x2 ppr etc. ist.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet im Allgemeinen eine Verarbeitungseinheit, wie z. B. einen Liniensteuerung (Programmable Logic Controller oder PLC) oder einen Personal Computer (PC) für industrielle Anwendungen, welcher die Funktion des Systems überwacht, in welchem die Vorrichtung, die in 1 dargestellt ist, eingesetzt ist.
Die Hardwarekarte 4, wie der Lasergenerator 1, wird über eine spezifische Software gesteuert und programmiert, welche durch die Einheit 7 betrieben werden kann, mit dem Einsatz von Steuerwerkzeugen und einer grafischen Schnittstelle für den Bediener (Graphic User Interface oder GUI).
Wie in 2 klarer gesehen werden kann, umfasst die Vorrichtung auch ein motorgetriebenes Fördersystem 9, welches verwendet wird, um die Artikel A in der Richtung z zu transportieren. Vorteilhaft wird das System aus einem motorgetriebenen Bandsystem gebildet, welches z. B. Endlosbänder umfasst, wobei die oberen Abzweigungen desselben, welche sich in einer generisch horizontalen Richtung erstrecken, als Abzweigungen zum Fördern der Artikel A dienen.
Natürlich kann das Fördersystem 9 aus einem Typ bestehen, welcher unterschiedlich von dem ist, was bisher erläutert wurde, obgleich es in dem Bereich von Lösungen liegt, welche im Stand der Technik wohlbekannt sind und welche nicht im Detail hierin beschrieben werden müssen.
Dieselbe 2 zeigt, dass die Scanner 3 so angeordnet sind, um zu bewirken, dass die Laserstrahlen auf die Artikel A in einem wohldefinierten Bearbeitungsbereich wirken, welcher mit 10 bezeichnet sind. In diesem Bereich sind gewöhnlicherweise Vorrichtungen (nicht gezeigt, aber von einer bekannten Art, z. B. Luftansaugvorrichtungen) zur Eliminierung jedes möglichen Herstellüberschusses oder Abfalls bereitgestellt.
In dem Fall, bei dem der Bearbeitungsbereich relativ entlang den Achsen in der Flussrichtung z eingedämmt ist, kann die Auflage sogar fehlen in dem Sinne, dass der Artikel/das Material, welches bearbeitet wird, einfach sich erstreckend in dem Bearbeitungsbereich zwischen zwei folgenden Bändern gehalten wird.
Die Auflage, welche die Artikel A während der Bearbeitung hält, kann fest oder beweglich sein gemäß der Größe des Arbeits/Bearbeitungsfensters. Zum Beispiel in dem Fall, bei welchem es für Bedürfnisse, welche mit der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Geometrie des bearbeiteten Artikels zusammenhängen, ist vorzugsweise eine beweglichen Auflage zu verwenden, solch einen Förderer vom Typ wie jener, welcher in 2 dargestellt wird, oder eine negative Drucktrommel ist, welche vorzugsweise auf ihrer Oberfläche mit dem Zusatz von neutralem Silikon/synthetischem Material behandelt ist, in einer Dicke, welche von 0,5 μm bis 5 μm oder mehr reicht, vorausgesetzt, dass die Auflage es so ermöglicht. Eine zulässige Alternative wird durch Borsten (entweder synthetisch oder nicht) dargestellt, welche in hoher Dichte auf der Oberfläche der Auflage angebracht sind.
Im Fall von engen und/oder relativ engen Arbeitsfenstern ist es möglich, auf eine feste Oberfläche zuzugreifen, welche dieselben Oberflächencharakteristiken hat wie jene, welche zuvor erwähnt wurden, die vorher vorgebracht wurde in einem Vakuum, wenn der Sprung zwischen den Elementen zum Zeichnen entlang des Flusses und der Konsistenz der Rohmaterialien und/oder Produkte es so erlauben.
Mit Bezug auf die Charakteristiken der Laserquelle 1 wird es mit Wellenlängen zwischen 9,6 μm und 11 μm und in bevorzugter Weise mit einer Wellenlänge, welche zwischen 9,6 μm und 10,6 μm gewählt wird, betrieben. Der Wert 10,2 μm stellt momentan einen besonders bevorzugten Wert dar.
Laserquellen, welche diesen Wellenlängencharakteristiken entsprechen und auf dem Markt vorhanden sind, sind beispielsweise Produkte, welche als CO2- oder YAG-Generatoren durch die Firmen PRC (USA), ROFIN-SINAR (Deutschland), Trumpf (Deutschland) oder Laserline (Deutschland) vertrieben werden.
Obwohl, ohne zu wünschen, in diesem Zusammenhang an irgendeine spezifische Theorie gebunden zu werden, hat die Anmelderin Gründe zur Annahme, dass die Qualität der Ergebnisse, welche erreicht werden, indem die gemäß der vorliegenden Erfindung oben erwähnten Werte benutzt werden, in irgendeiner Weise mit den Charakteristiken der Materialien, welche normalerweise zum Herstellen der Sanitärartikel benutzt werden, korreliert ist. Diese Produkte identifizieren in der Tat zusammen mit den entsprechenden konstituierenden Materialien einen wohldefinierten Artikeltyp, welcher bearbeitet wird. Diese sind gewöhnlich weiß oder in jedem Fall im Wesentlichen leicht gefärbte Materialien mit einem Durchscheinen oder milchiger Erscheinungsform, und daher durch einen hohen Grad an Reflektivität in Hinsicht auf sichtbares Licht gekennzeichnet. In diesem Zusammenhang sollte andererseits bemerkt werden, dass die Wellenlängenwerte, welche zuvor angegeben werden, indessen den Strahlungen entsprechen, welche im Bereich des fernen Infrarot liegen.
Insbesondere wird die Quelle 1 so gewählt, um geeignet zu sein, einen oder mehrere Laserstrahlen mit dem Durchmesser und der Wellenlänge mit angepasstem Durchmesser und Wellenlängenmodus zu erzeugen, welcher die Artikel A schneidet. Die Artikel bewegen sich normalerweise auf dem Fördersystem 9, welches, wie in 1 und 2 dargestellt, mit der Förderrichtung von rechts nach links entlang einer Achse, welche im Allgemeinen mit z bezeichnet wird, wirkt.
Im Allgemeinen können die Stellung und der Abstand des Lasergenerators 1 in dem Vorrichtungslayout parallel oder senkrecht zu der Richtung der Flüsse auf der Achse z sein. Die Wahl kann von verschiedenen Faktoren, wie z. B. dem verfügbaren Platz, der Bearbeitungsart, welche ausgeführt wird, der Größe des verlangten Strahls bei der Eingabe zu der Ablenkungseinheit 3 etc. abhängen. Zusätzlich zu dem, was oben gesagt wurde, erweist es sich ökonomisch vorteilhaft, eine Mehrstrahl-Laserquelle (möglichst mit mehreren Generatoren) zu verwenden, d. h. mit der Kapazität, mehr als einen Strahl zur selben Zeit zu erzeugen, welcher unabhängig bearbeitet werden kann.
In bevorzugter Weise findet die Übertragung der Laserstrahlung in druckkontrollierten Rohren statt, um Verunreinigungen durch externe Mittel zu verhindern. In dem Fall, bei dem optische Übertragungseinheiten anwesend sind, wie jene, welche durch 2 bezeichnet werden (mit einem Ablenkwinkel von z. B. 90°), sind diese bevorzugt Reflexionssysteme, welche polarisiert und gekühlt mit einem Kühlungssystem sind, um die thermische Stabilität des Systems als Ganzes zu gewährleisten, typischerweise im Temperaturbereich, welcher zwischen 10°C und 30°C liegt. Vor dem Eintritt in die Ablenkungssysteme 3 auf dem Weg der Laserstrahlung können dort Hilfskomponenten zwischengesetzt sein, wie z. B. korrektive Linse und/oder Filter, um die optischen Defekte des zuvor beschriebenen Systems abzuschwächen.
Über die Ablenkungseinheiten 3 wird/werden der Laserstrahl oder die Laserstrahlen bewegt, übertragen und auf den Arbeitsbereich oder das Bearbeitungsfenster fokussiert, welches einen Abschnitt oder die Gesamtheit des Artikels oder der Artikel und/oder der Ausgangsmaterialien, welche bearbeitet werden sollen, umfasst und einschließt.
Wie bereits gesagt wurde, sind die Ablenkungseinheiten und Scanner 3 kommerziell erhältliche Komponenten, welche so gewählt werden, um den spezifischen Anforderungen der Bearbeitung (Art der Bearbeitung t, welche ausgeführt wird, Typ der Rohmaterialien, welche behandelt werden sollen, etc.) zu erfüllen.
Die von der Anmelderin ausgeführten Experimente beweisen, dass der Durchmesser des Laserpunkts und am Auslass, welcher auf die Arbeitsoberfläche projiziert wird, d. h. auf die Artikel A, besondere Wichtigkeit übernimmt, wobei alle anderen Parameter gleich sind (z. B. Typ und Größe des einfallenden Strahls, welcher vom Generator kommt).
Der Durchmesser des Punktes ist gewöhnlich eine Funktion der physikalischen Mengen, welche bereits erwähnt wurden, wohingegen der Scanner 3 oder die Ablenkungseinheit in Bezug auf die Geschwindigkeit des Rohstoffs oder des Materialflusses, welcher bearbeitet werden soll und gemäß der Abmessungen des Produkts, welches bearbeitet werden soll, gewählt wird.
Auch aus den bereits erwähnten Gründen mit Bezug auf die Wellenlänge der Strahlung, welche von der Quelle 1 produziert wird, d. h. der physikalischen und chemischen grundlegenden Charakteristiken des Rohstoffs und/oder der verarbeiteten Produkte, welche sehr empfindlich gegenüber der Energiezufuhr sind, ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Energie der Laserbearbeitung in einer adäquat ausgeglichenen Weise übertragen/transferiert wird.
Dieses Ergebnis kann dank der Hardware gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden, welche mit 4 in 1 bezeichnet wird, mit ihrer Realzeithandlungssteuerung der Prozessvariablen, wobei die letzteren die Leistung des Laserstrahls, die momentane Geschwindigkeit des Laserpunkts und die Größe des Laserpunkts selbst sind.
Die Geschwindigkeit und Leistung werden Punkt um Punkt entlang des gesamten entlanggefahrenen Profils moduliert, z. B. mit einer Frequenz zwischen 20 ns und 50 μs gemäß der Rückmeldungen der Flussgeschwindigkeit, der Stellung und Phase der Artikel, welche von dem Codierer 5 und dem Sensor 6, welche mechanisch mit der Master-Einheit 8 des Verfahrens verbunden sind, bereitgestellt werden.
Zum besseren Verständnis der Wichtigkeit, welche in dem Kontext der Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung angenommen wird, und welche hierin durch die Definition der Merkmale von Geschwindigkeit und Leistung beschrieben wird, genauso wie die Größe des Laserpunkts, ist es nützlich, sich auf das Verfahren des Schweißens und/oder des Schneidens zu beziehen, welches normalerweise auf Blattmetall ausgeführt wird.
Wenn zwei Metallblätter zusammengeschweißt werden und konventionelle Techniken benutzt werden, z. B. mit dem Bedecktbogensystem, schmilzt der elektrische Bogen die zwei Metallblätter und das Material der Elektrode. Während des Heiz- und Kühlschritts der Schweißsenke werden die Bereiche, welche an den Schweißwulsten anliegen, thermisch verändert mit Vergrößerung der Kristallkörner, was als eine Konsequenz zu einem spröden Verhalten des Materials führt. Es kann in der Tat festgestellt werden, dass in diesen Fällen die Schweißung nicht auf den Wülsten selber versagen, sondern in der Nähe der Schweißung, nämlich in der so genannten hitzebeeinflussten Zone (HAZ).
Da alle anderen Parameter gleich sind, ist die Breite der hitzebeeinflussten Zone invers proportional zu der Schweißgeschwindigkeit und die Schweißgeschwindigkeit ist wiederum in einer indirekt proportionalen Weise zu der Größe der Schweißsenke verbunden, d. h. je größer die Schweißsenke, desto kleiner ist die Schweißgeschwindigkeit und desto größer ist die hitzebeeinflusste Zone. Schweißungen, welche auf Metallblättern unter Verwendung von Lasertechnologie ausgeführt werden, sind schneller, haben extrem kleine Schweißwülste und folglich kleine hitzebeeinflusste Zonen.
Genauso sollte der Punkt auf polymeren Materialien, wie die Materialien, welche Sanitärprodukte bilden, zum Großteil sind, fast so klein wie möglich sein insoweit es das Ziel ist, auch in diesem Fall die HAZ zu verringern, was normalerweise einer gehärteten und vergrößerten Kante entspricht.
Wie bereits zuvor erwähnt, tritt die Übertragung des Strahls zwischen dem Generator 1 und der Ablenkeinheit 3 in Röhren auf, welche undurchsichtig und druckgesteuert hergestellt werden, um jegliche Verunreinigung von außen zu verhindern und zur selben Zeit den Bediener vor jeglicher Strahlung und/oder versehentlichen Verbrennungen zu schützen.
Jede Veränderung der Strahlrichtung tritt auf, indem die Reflexionssysteme (so wie oberflächenpolierte und gekühlte Kupferspiegel) benutzt werden, eines oder mehrere in Anzahl für jeden Laserstrahl gemäß der Stellung des Generators in Bezug auf die Ablenkeinheiten 3.
Wie gesehen wurde, sind die Rohmaterialien und/oder die Produkte, welche im Rahmen der Lösung der vorliegenden Erfindung wie hierin beschrieben geschnitten werden, sehr empfindlich gegenüber der Zufuhr von Energie insoweit als sie vorrangig aus Plastikmaterialien, entweder synthetisch oder anders, so wie z. B. PE, PP, Klebeharze, Cellulose, etc. hergestellt sind. Sehr häufig sind die extrem dünnen Filme aus einer veränderlichen Dicke und in jedem Fall zwischen 10 μm und 1000 μm enthalten.
Die Dicke der Gewebe, welche behandelt werden, ist normalerweise das Ergebnis des Verfahrens eines Zusammenschlusses aus einer Anzahl von Materialien. In diesem Fall kann die Dicke des fertig gestellten Blatts in der Größenordnung von Millimeter sein.
Im Fall von Schneiden besteht das Risiko, dass die Qualität der Kante einem strukturellen Verfall unterzogen wird (Schmelzen, Brennen, Härten, etc.) und mit der Breite des behandelten Profils verbunden ist, und daher mit den Abmessungen des Punkts, welcher die Bearbeitung durchführt, welcher dazu neigt, den Durchmesser auf ein Minimum verringern.
Typischerweise – mit Bezug auf die Wellenlängewerte, welche vorher betrachtet wurden – liegt der Durchmesser zwischen 100 μm und 300 μm.
In 3 bis 6 sind die Verstrahlungsprofile gezeigt, mit dem Muster der relativen Energieverteilung für die verschiedenen Quellenmodi, welche verwendet werden können, 00-Modus, D-Modus oder Q-Modus.
Insbesondere erläutert 3 für die drei fraglichen Modi das typische Emissionsintensitätsmuster I/I_o, welches in Bezug auf den Referenzwert I_o = 2P/3,141 W² normalisiert ist, wobei P die totale Leistung und W der Radius des Strahls für den Modus "00" ist, welcher durch den Faktor (1/e²) multipliziert wird. Die Skala der Abszisse von 3 stellt die radiale Koordinate R dar, welche in Bezug auf den Faktor W normalisiert ist.
Die 4 bis 6 sind dreidimensionale Darstellungen der drei Diagramme aus 3.
Wie schon zuvor erwähnt, in Anbetracht des spezifischen Gauß-Profils für den Schnittvorgang, wird die Verwendung des 00-Modus insofern bevorzugt als er eine hohe Energiekonzentration im zentralen Bereich der Kurve hat.
Die anderen zwei Strahlmodi, Q-Modus und D-Modus werden aufgrund ihrer Form, welche eine sehr weite Energiefront hat, für Schweißvorgänge bevorzugt.
In jedem Fall erscheint es vorzugsweise eine spezifische Optik unter den Ablenkeinheiten 3 zu benutzen, welche geeignet sind, um die Defekte der Umkreisovalisierung des Strahls zu verringern und/oder zu eliminieren aufgrund von Fehlern der Paralaxe und/oder sphärischer Abberation und/oder der Qualität der Ausgangsmaterialien der Linsen. Die bevorzugten Typen dieser Optiken sind: SE (individuelle Linse) zur Reduzierung der Deformierung um 50%, DE (doppelte Linse), um die Fehlergrenze auf 30% zu bringen und TCI (Dreifachlinse), um zu bewirken, dass Fehler gegen 0% tendieren.
Wie zuvor erwähnt, werden die Leistungs- und momentanen Geschwindigkeitswerte des "tracing" des Laserstrahls auf dem Artikel A durch das Modul 4 abgestimmt, gesteuert und synchronisiert. Das Modul, wie bereits gesagt wurde, ist geeignet, um in Echtzeit mit dem Verfahren selbst zu interagieren, um die beteiligten Variablen Moment für Moment entlang des gesamten tracierten Profils mit der Kapazität zum Reagieren in den vorbestimmten Zeitpunkt während des Programmierens der Vorrichtung, zu steuern.
Das Schneiden der spezifischen Materialien der Sanitärprodukte muss so ausgeführt werden, dass die Qualität der Materialien selbst nicht verändert wird. Die hierin beschriebene Lösung ermöglicht es, dieses Resultat insofern zu erreichen, dass es das genaue Nachstellen der Hauptvariablen ermöglicht, welche an dem Verfahren beteiligt sind, wie z. B.

– die Leistung P des Laserstrahls;
– die momentan relative Geschwindigkeit V des Laserstrahls in Bezug auf das Materialblatt, welches bearbeitet werden soll; und
– den momentanen Durchmesser D des Bearbeitungspunkts.

Zum Beispiel zeigen die Experimente, welche durch die vorliegende Anmeldung ausgeführt wurden, dass es möglich ist, einen Schnitt guter Qualität zu erhalten, indem gewährleistet wird, dass die folgende Relation erfüllt ist:
wo wir haben:
wobei der Wert K die Dimensionen hat:
Insbesondere werden gute Schnittresultate mit K-Werten zwischen 100 und 300 kJ/m² erhalten.
Es sollte beachtet werden, dass alle drei physikalischen Mengen, welche in der Definition des K-Wertes involviert sind, Variablen sind, insbesondere Geschwindigkeit und Leistung, abhängige Variablen sind, während der Durchmesser des Punkts eine unabhängige Variable ist.
In anderen Worten hat der Durchmesser des Punkts den Minimalwert, wenn der Strahl im Zentrum des Arbeitsfensters des Scanners 3 positioniert ist, wohingegen er in der Größe anwächst, wenn der Strahl zu den Kanten des Arbeitsfensters wechselt. Dieser Größenanwuchs des Punkts hängt von der Tatsache ab, dass wenn der Strahl im zentralen Bereich arbeitet, er praktisch ein Kreisumfang ist, wohingegen, wenn es in dem Außenbereich des Arbeitsbereichs arbeitet, er in eine Ellipse mit dem geringeren Durchmesser, welcher gleich zu dem Durchmesser des Umkreises des Punkts ist, umgeformt wird. Das D, welches in der Formel zur Bestimmung von K in Betracht gezogen werden muss, in diesem letzteren Fall ist der größere Durchmesser der Ellipse.
Es ist offensichtlich, dass die Amplitude des Arbeitsbereichs von der Form des Produkts abhängt, welches zu erhalten gewünscht wird und folglich nicht variiert werden kann (unabhängige Variable).
Um den Wert K immer höher als den Minimalwert, für welchen eine akzeptable Schneidqualität existiert, beizubehalten, werden die beiden abhängigen Variablen Leistung und Geschwindigkeit zusammen oder einzeln moduliert.
Um Leistung und Geschwindigkeit zu steuern, wird das Modul 4 benutzt, welches typischerweise eingerichtet ist, um:

– die Leistung des Laserstrahls gemäß der Geschwindigkeit des Flusses der Artikel A entlang der Achse z zu modulieren, welche durch den Codierer 5, welcher mechanisch im Verhältnis einer Umdrehung zu einem Artikel mit der Haupteinheit des Verfahrens verbunden ist, detektiert wird; die Auflösung des Codierers hängt von der Geschwindigkeit des Verfahrens und von der Komplexität des behandelten Profils ab und liegt typischerweise zwischen 1000 und 10000 Ereignissen pro Umdrehung;
– den Takt zum Start und Beenden der Bearbeitung des Profils, welches auf dem Fluss entlang der z-Achse definiert wird zu synchronisieren; dies wird dank dem Hauptsensor (Codierer) 8 erreicht, welcher so positioniert ist, um entlang der z-Achse zu agieren;
– in Echtzeit die Intensität der Vektoren der momentanen Traciergeschwindigkeit als eine Funktion der Stellung auf dem Profil des Tracierens des Punks und als Funktion der Geschwindigkeit des Flusses der Artikel A in den Anlaufausgleichsvorgängen der Beschleunigung und des Abbremsens der Vorrichtung zu modulieren;
– im Laufe des Tracierens des Profils die Intensität und Richtung der Querkomponente des Geschwindigkeitsvektors des Punkts, welcher entlang der x-Achse senkrecht zu der Vorschubrichtung z der Artikel definiert ist, zu modulieren, um eine resultierende momentane tangentiale Geschwindigkeit zu gewährleisten, welche geeignet zum Gewährleisten des minimal gewünschten Wertes von K ist; die zuvor erwähnte Modulation der Geschwindigkeit erzeugt einen weiteren Vorteil insofern, dass sie eine Verringerung des Arbeitsfensters in der Richtung z mit sich bringt, mit einer folgenden Verringerung der Ovalisierungseffekte des Strahls aufgrund von Paralaxfehlern und/oder sphärischer Abberation von der Fokussierungsoptiken in dem Ablenkungssystem 3; und
– die Leistungsintensität des Punktes zum Schneiden/Schweißen in Echtzeit als eine Funktion der Stellung auf dem Tracierprofil des Punkts und als eine Funktion der Flussgeschwindigkeit der Artikel A zu modulieren, um eine momentane Leistung zu gewährleisten, welche geeignet zum Herstellen des Minimumwertes von K ist, welcher sowohl während der Operation in beständigen Bedingungen als auch während des Übergangs des Hochfahrens von Beschleunigung und Abbremsen der Vorrichtung gewünscht ist.

Die Anpassung der Leistung ist insofern möglich als dass die Steuereinheit 4 ein 0–10 V Analogausgangsmodul besitzt, welches es ermöglicht, die Laserquelle insofern zu bedienen, dass die Karte zum Steuern der Leistung des Generators ein solches analoges Bediensignal akzeptiert.
Natürlich ohne Nachteil für die Prinzipien der Erfindung, können die Details der Konstruktion und der Ausführungsform weit in Bezug auf was beschrieben und hierin erläutert wurde, und hierin nur durch nicht ein beschränkendes Beispiel erläutert wurde, variieren, ohne dabei vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen beschrieben, abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren, welches sich auf Laserschneidebearbeitung von Gegenständen (A) entlang eines voreingestellten Weges bezieht, insbesondere Gegenstände, ausgewählt zwischen Sanitärprodukten und Bauteilen dieser Produkte (A), wobei die Laserbearbeitung, die Arbeitsabläufe des Anwendens eines Laserpunktes auf die Gegenstände und des Erzeugen (3, 9) einer relativen Abtastbewegung zwischen dem Laserpunkt und den Gegenständen (A) entlang des vorbestimmten Weges einschließt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Laserpunkt einen Durchmesser zwischen 100 und 300 μm hat, dass der Laserpunkt eine Wellenlänge zwischen 9,6 μm und 11,0 μm hat, und dass das Verfahren den Arbeitsablauf des gemeinsamen Einstellens in Echtzeit während des Abtastens von der Leistung des Laserpunkts, der momentanen relativen Geschwindigkeit des Laserpunkts in Bezug auf den bearbeiteten Gegenstand (A) und den momentanen Durchmesser des Bearbeitungslaserpunkts umfasst, so dass die nachfolgende Beziehung erfüllt wird:
in der P die Leistung des Laserpunkts ist, V die momentane relative Geschwindigkeit des Laserpunkts in Bezug auf den bearbeiteten Gegenstand, D der momentane Durchmesser der Laserpunkts ist und K ein Grenzwert ist, welcher zwischen 100 kJ pro m² und 300 kJ pro m² gewählt ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserpunkt eine Wellenlänge hat, welche zwischen 9,6 μm und 10,6 μm gewählt wird, bevorzugt im Bereich von 10,2 μm.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserpunkt den Strahlmodus „00 Modus" hat.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wird dadurch gekennzeichnet, dass es die Arbeitsschritte des: Erzeugens des Laserpunkts mit einer nicht parallelen Laserstrahlquelle (1), und Einstellens des Durchmessers des Laserpunkts durch Variieren des optischen Abstands zwischen der Quelle (1) und den Gegenständen (A), umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es die Arbeitsschritte des: Anwendens des Laserpunkts auf die Gegenstände (A) mittels mindestens einer Ablenkungseinheit (3) und Einstellens des Durchmessers des Laserpunkts durch das Variieren des Abstands zwischen der Quelle (1) und zumindest einer Ablenkungseinheit (3) umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Arbeitsschritte des: Erzeugens des Laserpunkts mit einer Laserstrahlquelle (1), und Leitens des Laserstrahls von der Quelle (1) zu den Gegenständen (A) durch druckregulierte Leitungen, umfasst.
Das Verfahren nach irgerideinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Arbeitsschritte des: Erzeugens des Laserpunkts mit einer Laserstrahlquelle (1), und Leitens des Laserstrahls von der Quelle (1) zu den Gegenständen (A) durch mindestens ein Spiegelungssystem (2), umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Kühlens des Spiegelungssystems (2) umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Einstellens der dem Laserpunkt zugeordneten Leistung im Bereich zwischen 100 W und 1000 W umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Erzeugens (3, 9) der relativen Abtastbewegung als Ergebnis zwischen einer Vorwärtsbewegung der Gegenstände in einer Richtung (z) und einer Ablenkungsbewegung (3) des Laserpunkts, wobei die Ablenkungsbewegung zumindest einen Anteil in Querrichtung (x) in Bezug auf die Richtung (z) der Vorwärtsbewegung der Gegenstände (A) hat, umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des aktiven Aufrechterhaltens oder selektiven Deaktivierens des Laserpunkts entsprechend der Stellung, welche in der Abtastbewegung erreicht ist, umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Entgegenwirkens von Umfangsovalisierungsmängeln des Laserpunkts durch besondere Optiken umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Lagers der Gegenstände (A) durch Riemen und/oder Trommelbauteile umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Lagers der Gegenstände (A) durch gesteuerte Temperaturbauteile umfasst.
Das Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es den Arbeitsschritt des Lagers der Gegenstände (A) durch zumindest ein Bauteil, welches mit einem nicht haftenden Material, wie zum Beispiel mit neutralem Silizium, beschichtet ist, umfasst.
Eine Vorrichtung, welche sich auf Laserschneidebearbeitung von Gegenständen (A) entlang eines voreingestellten Weges bezieht, insbesondere Gegenstände, ausgewählt zwischen Sanitärprodukten und Bauteilen dieser Gegenstände (A), wobei die Laserbearbeitung, die Arbeitsabläufe des Anwendens eines Laserpunktes auf die Gegenstände und des Erzeugens (3, 9) einer relativen Abtastbewegung zwischen dem Laserpunkt und den Gegenständen (A) entlang des vorbestimmten Weges einschließt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Laserstrahlquelle (1) umfasst, welche gestaltet ist zur Anwendung eines Laserpunkts mit einem Durchmesser zwischen 100 und 300 μm auf die Gegenstände (A), worin der Laserpunkt eine Wellenlänge zwischen 9,6 μm und 11,0 μm hat, und dass die Vorrichtung den Arbeitsablauf des gemeinsamen Einstellens in Echtzeit während des Abtastens von der Leistung des Laserpunkts, der momentanen relativen Geschwindigkeit des Laserpunkts in Bezug auf den bearbeiteten Gegenstand (A) und den momentanen Durchmesser des Bearbeitungslaserpunkts einschließt, so dass die nachfolgende Beziehung erfüllt wird:
in der P die Leistung des Laserpunkts ist, V die momentane relative Geschwindigkeit des Laserpunkts in Bezug auf den bearbeiteten Gegenstand, D der momentane Durchmesser des Laserpunkts ist und K ein Grenzwert ist, welcher zwischen 100 kJ pro m² und 300 kJ pro m² gewählt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserpunkt eine Wellenlänge hat, welche zwischen 9,6 μm und 10,6 μm gewählt ist, bevorzugt im Bereich von 10,2 μm.
Die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserpunkt den Strahlmodus „00 Modus" hat.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle (1) eine nicht parallele Laserstrahlquelle ist und der optische Abstand zwischen der Quelle (1) und den Gegenständen (A) variabel ist, um den Durchmesser des Laserpunkts einzustellen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Ablenkungseinheit (3) zum Anwenden des Laserpunkts auf die Gegenstände (A) mit einschließt und dadurch, dass der Abstand zwischen der Quelle (1) und zumindest einer Ablenkungseinheit (3) variabel ist zum Einstellen des Durchmessers des Laserpunkts.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie die druckgeregelte Leitung mit einschließt, um den Laserstrahl von der Quelle (1) zu den Gegenständen (A) zu leiten.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Spiegelsystem (2) umfasst, um den Laserstrahl von der Quelle (1) zu den Gegenständen zu leiten.
Die Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelsystem (2) gekühlt und/oder polarisiert ist.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Laserstrahl zugeordnete Leistung im Bereich zwischen 100 W und 1000 W enthalten ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungssystem Folgendes mit einschließt: – ein Beförderungsmittel (9), um eine Vorwärtsbewegung der Gegenstände in eine Richtung (z) zu erzeugen; und – mindestens eine Ablenkungseinheit (3), um den Laserpunkt mit zumindest einem Anteil in Querrichtung (x) in Bezug auf die Richtung (z) der Vorwärtsbewegung der Gegenstände (A) einzustellen oder eine Ablenkbewegung (3) zu erzeugen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (4) mit einschließt, welche gestaltet ist, um den Laserpunkt wahlweise zu aktivieren oder zu deaktivieren, entsprechend der Stellung, welche in der Abtastbewegung erreicht wird.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie optische Bauteile zum Entgegenwirken von Umfangsovalisierungsmängeln des Laserpunkts umfassen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Bauteile aus SE-, DE- und TCE-Optiken gewählt werden.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Riemen und/oder Trommelbauteile umfasst, um die Gegenstände (A) zu lagern.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie gesteuerte Temperaturbauteile mit einschließt, um die Gegenstände (A) zu lagern.
Die Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest ein Bauteil mit einschließt, welches mit einem nicht haftenden Material, wie zum Beispiel einem neutralen Silizium, beschichtet ist, um die Gegenstände (A) zu lagern.