DE3212589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine mit einer einen vorzugsweise an einem Ständer angeordneten Kopfbalken mit einer Spiegelvorrichtung und einer Sammellinse aufweisenden, separaten Laserstrahl-Schneidvorrichtung zur Fokussierung des Laserstrahles und einem separaten Laserstrahl- Generator zur Erzeugung des Laserstrahles und zur Zuführung desselben zu der Laserstrahl-Schneidvorrichtung.

Bei einer bekannten Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine dieser Art (US-PS 42 01 905) sind Laserstrahl-Generator und Laser­ strahl-Schneidvorrichtung konstruktiv unabhängige Maschinen­ einrichtungen. Der vom Generator erzeugte Laserstrahl wird über ein verwickeltes Spiegelsystem zur Schneidvorrichtung geführt und es kam oft zu Abweichungen der optischen Achse des Laserstrahles. Diese optischen Abweichungen sind auf die thermische Deformation des Spiegelsystems sowie auf Vibra­ tionen zwischen dem Laserstrahl-Generator und der Schneid­ vorrichtung zurückzuführen. Die Abweichungen des Laser­ strahles von der optischen Mittellage führen zu umständ­ lichen und zeitaufwendigen Bedienungs- und Justierarbeiten am Spiegelsystem.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laserstrahl-Bearbeitungs­ maschine der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß optische Abweichungen des Laserstrahles von der optischen Mitte vermieden werden und Justierarbeiten am Spiegelsystem nicht mehr erforderlich sind und daß auch bei Änderungen der Arbeitsbedingungen eine genaue Bearbeitung des Werkstüc­ kes möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Laserstrahl-Schneidvorrichtung und der Laserstrahl-Generator jeweils einen Unterbau, z. B. einen Grundrahmen aufweisen, und daß die Unterbauten mit einer Befestigungsvorrichtung verbunden sind, die ein die Unterbauten verbindendes Verbin­ dungsglied und ein längliches Verbindungsorgan aufweist, welches den Unterbau des Laserstrahl-Resonators mit dem Ständer des Kopfbalkens der Laserstrahl-Schneidvorrichtung verbindet.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sich Laserstrahl- Generator und Laserstrahl-Schneidvorrichtung nicht gegenein­ ander verschieben können, sondern ihre gegenseitige Lage auch im Betrieb beibehalten und daß nach der Grundeinstellung eine Nachjustierung des Spiegelsystems nicht erforderlich ist. Soweit eine Justierung notwendig wird, kann diese durch eine Verstellung des Resonators vorgenommen werden, für den eine besondere Horizontal-Justiervorrichtung vorgesehen ist, wel­ che eine Verstellung des Resonators gegenüber seinem Unter­ bau in zwei zueinander senkrechten Richtungen gestattet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen genannt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung wird durch die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1eine erfindungsgemäße Laserstrahl-Bearbeitungs­ maschine in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 die Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine nach den Fig. 1 und 2 in einer Stirnansicht;

Fig. 4 in einem Blockdiagramm eine Steuereinrichtung, die bevorzugt bei der erfindungsgemäßen Laser­ strahl-Bearbeitungsmaschine Verwendung finden kann;

Fig. 5 in einem Teilschnitt durch ein Werkstück den Arbeitsvorgang beim Lochen dieses Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls;

Fig. 6a bis 6d schematisch verschiedene Formen eines im Werkstück hergestellten Loches bei unter­ schiedlicher Fokuslage des Laserstrahles;

Fig. 7a bis 7c schematisch eine Ansicht auf die Schnittflächen, die sich beim Schneidvorgang mittels eines Laserstrahls bei unterschied­ licher Fokuslage ergeben.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Laserstrahl-Bearbei­ tungsmaschine 1 weist einen Laserstrahl-Generator 3 zur Erzeugung eines Laserstrahles LB sowie eine Laserstrahl- Schneidvorrichtung 5 auf. Die Laserstrahl-Schneidvorrich­ tung 5 ist mit einem Unterbau 7 in Gestalt eines Grund­ rahmens oder Maschinenbettes versehen, auf dem ein ver­ tikaler Pfosten oder Ständer 9 feststehend angeordnet ist, welcher einen in Horizontallage über dem Unterbau 7 ange­ ordneten, einseitig auskragenden Kopfbalken 11 od. dgl. trägt. Am Unterbau 7 ist ein Werkstücktisch 13 angeordnet, auf dessen Oberseite das z. B. aus einem Metallblech be­ stehende, mit Hilfe des Laserstrahles LB zu schneidende Werkstück W in Horizontallage gelegt wird. Der Kopfbalken 11 trägt an seinem vorderen Ende einen Bearbeitungskopf 15.

Zur Zuführung und Positionierung des Werkstücks B ist am Unterbau 7 eine Werkstück-Positionierungsvorrichtung 17 gelagert. Die Werkstück-Positionierungsvorrichtung 17 weist in Richtung der Y-Achse 21 bewegliche Schlitten 19 und einen auf diesen Schlitten 19 in Richtung der X-Achse 27, also senkrecht zur Y-Achse 21 beweglichen Schlitten 23 auf, der mit mehreren Einspannvorrichtungen 35 für das Werkstück W versehen ist. Die Schlitten 19 sind auf einem Schienenpaar 29 verschieblich gelagert, das sich in Rich­ tung der Y-Achse 21 erstreckt und auf der Oberseite des Werkstücktisches 13 befestigt ist. Die Schienen 29 verlau­ fen parallel zueinander.

Die Schlitten 19 weisen ein Paar Schiebetische 31 auf, die über einen sich in Richtung der X-Achse 27 erstreckenden Verbindungsträger 33 verbunden sind. An den Verbindungs­ trägern 33 sind Muttern 35 befestigt, die auf dem Gewin­ deabschnitt einer Führungsspindel 37 od. dgl. sitzen. Die Führungsspindel 37 erstreckt sich in Richtung der Y-Achse 21; sie ist an einem Ende in einem Drehlager 39 gelagert, welches an der Unterseite des Kopfbalkens 11 befestigt ist. Das andere Ende der Führungsspindel 37 ist mit einem Schlittenantrieb 41 verbunden. Der Schlittenantrieb 41 weist einen den Schlitten in Richtung der Y-Achse 21 be­ wegenden Antriebsmotor 43 auf, dessen Ausgangswelle über ein Untersetzungsgetriebe 45 mit der Führungsspindel 37 antriebsmäßig verbunden ist. Die Schlitten 19 können da­ her mit Hilfe des Schlittenantriebes 41 in Richtung der Y-Achse 21 in die Bearbeitungszone unterhalb des Bearbei­ tungskopfes 15 gefahren und aus der Bearbeitungszone zu­ rückgefahren werden.

Der zweite Schlitten 23 ist auf einem Paar Schienen 47 verschiebbar gelagert, die an dem Verbindungsträger 33 an­ geordnet sind, welcher die erstgenannten Schlitten 19 ver­ bindet. Die Schienen 47 erstrecken sich in Richtung der X-Achse 27, also senkrecht zur Y-Achse 21. Am zweiten Schlitten 23 greift eine Gewindespindel 49 mit ihrem Ge­ windeabschnitt an. Das eine Ende der Gewindespindel 49 ist in einem Drehlager 51 gelagert, welches an dem einen Ende des Verbindungsträgers 33 befestigt ist, wie dies Fig. 3 zeigt. Das andere Ende der Führungsspindel 49 ist mit einem zweiten Schlittenantrieb 53 verbunden, dessen Antriebsmotor 55 den Schlitten 23 über ein Untersetzungs­ getriebe 57 und die Führungsspindel 49 in Richtung der X-Achse bewegt. Bei diesen Schlittenbewegungen werden die Klemmvorrichtungen 25 mitgenommen.

Mit der vorstehend beschriebenen Schlittenanordnung kann mit Hilfe der Schlittenantriebe 41 und 53 ein von den Klemmvorrichtungen 25 gehaltenes Werkstück W in die je­ weilige Arbeitsposition unter den Bearbeitungskopf 15 ge­ bracht werden. Die Schlittenantriebe 41 und 53 werden von einer vorprogrammierten numerischen Steuerung gesteuert, wie dies weiter unten noch ausgeführt wird. Das unterhalb des Bearbeitungskopfes 15 befindliche Werkstück W kann automatisch geschnitten und gelocht werden.

Der Bearbeitungskopf 15 ist am vorderen freien Ende des Kopfbalkens 11 in Vertikalrichtung festgelegt. Der Bear­ beitungskopf 15 weist ein Spiegelsystem 59, ein bewegli­ ches Rohrelement 61 mit einer (nicht dargestellten) Sam­ mellinse, einen Justierantrieb 63 für das Rohrelement und eine Justiervorrichtung für das Rohrelement auf. In Hori­ zontalrichtung durch den Kopfbalken 11 erstreckt sich ein Rohr oder ein Kanal 65, welcher an das Spiegelsystem 59 angeschlossen ist. Der von dem Laser-Generator 3 erzeugte Laserstrahl LB wird, wie dies in der Zeichnung strich­ punktiert angedeutet ist, durch den Kanal 65 hindurch zu dem Spiegelsystem 59 geführt und dann von diesem um 90° vertikal nach unten abgelenkt.

Das Spiegelsystem 59 ist an der Unterseite mit dem fest­ stehenden Rohrelement 67 verbunden. Das bewegliche Rohr­ element 61 ist am unteren Ende des feststehenden Rohrele­ mentes 67 in Vertikalrichtung teleskopartig beweglich an­ geordnet. Der von dem Spiegelsystem 59 nach unten reflek­ tierte Laserstrahl LB durchläuft die beiden Rohrelemente 67 und 61 und wird von der in dem beweglichen Rohrelement 61 befindlichen Sammellinse fokussiert. Die Sammellinse ist mit dem Rohrelement 61 vertikal beweglich, um die Fokusposition des Laserstrahles LB zu verändern. Diese Vertikalverstellung wird mit Hilfe der dem beweglichen Rohrelement 61 zugeordneten Justiervorrichtung durchge­ führt. Letztere weist eine Mutter auf, die auf einem Ge­ windeabschsnitt des beweglichen Rohrelementes 61 sitzt und zweckmäßig mit einem Getriebe verbunden ist. Der dem be­ weglichen Rohrelement zugeordnete Justiermotor 63 wird von der obengenannten vorprogrammierten numerischen Steue­ rung gesteuert.

An der Stirnseite des Unterbaus 7 ist eine Staubsammelvor­ richtung 69 zur Beseitigung der Dämpfe oder Schlackenan­ sammlungen u. dgl. angeordnet.

Der Laserstrahl-Generator 3 weist einen Laserstrahl-Reso­ nator 73 auf, der auf einem zweiten Unterbau 71 in Gestalt eines Grundrahmens od. dgl. angeordnet ist. Der Unterbau 71 ist mit dem Unterbau 7 der Laserstrahl-Schneidvorrichtung 5 fest verbunden. Er ist hinter dem Ständer 9 an der Rück­ seite der Bearbeitungsvorrichtung 5 und ihres Unterbaus 7 mit Hilfe von Befestigungsmitteln angeschlossen. Hiermit wird erreicht, daß sich keine Lageverschiebung des Laser­ strahl-Generators 3 gegenüber der eigentlichen Laserstrahl- Bearbeitungsmaschine 5 einstellen kann. Die genannten Ver­ bindungsmittel weisen ein Verbindungsorgan 75 sowie ein langgestrecktes, stangenartiges Verbindungselement 77 auf. Der Unterbau 71 ist mit mehreren Konsolen 79 od. dgl. und hiermit im Gewindeeingriff stehenden vertikalen Justier­ organen 81 versehen, so daß er in Vertikalrichtung ju­ stiert werden kann.

Der Laserstrahl-Resonator 73 weist im oberen Bereich ei­ nen Auslaß 83 für den erzeugten Laserstrahl LB auf. Der Laserstrahl-Auslaß 83 ist mit dem Kanal 65 des Kopfbal­ kens 11 verbunden und in Axialrichtung zu diesem ausge­ richtet. Der Verbindungsbereich wird von einem Abdeckteil 85 abgedeckt. Der von dem Laserstrahl-Resonator 73 er­ zeugte Laserstrahl LB durchläuft den Kanal 65 in Horizon­ talrichtung auf einer geraden Strecke, ohne daß hierbei verwickelte Spiegelanordnungen benötigt werden, wie dies bisher der Fall war.

An dem zweiten Unterbau 71 ist ein Paar Horizontal-Ju­ stiervorrichtungen 87 für die seitliche Justierung des Laserstrahl-Resonators 73 gegenüber dem Unterbau 7 der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet. Diese Justiervorrich­ tungen 87 sind zu beiden Seiten des zweiten Unterbaus 71 angeordnet und weisen jeweils ein in Richtung X-Achse 27 wirkendes Justierorgan 89 auf, welches im Gewindeeingriff mit Seitenplatten des Unterbaus 71 steht. Außerdem weist die Justiervorrichtung 87 in Richtung der Y-Achse wirken­ de Justierorgane 91 auf, die im Gewindeeingriff mit End­ platten des Unterbaus 71 stehen. Die Justierorgane für die Horizontaljustierung sind am Laserstrahl-Resonator angeordnet. Mit Hilfe dieser Justierorgane 89 und 91 ist eine Seitenjustierung des Laserstrahl-Resonators 73 in Richtung der Y-Achse 21 und in Richtung der X-Achse 27 möglich. Auf diese Weise sind Laserstrahl-Abweichungen von der axialen Mittellage zwischen dem Laserstrahl-Aus­ laß 83 und dem Kanal 85 korrigierbar.

Im folgenden wird das der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschi­ ne zugeordnete Servosystem mit dem in Richtung der Y- Achse 21 wirkenden Motor 43 und dem in Richtung der X- Achse 27 wirkenden Motor 55 zusammen mit der Steuerein­ richtung 93 näher erläutert, die das Servosystem und das Ausgangsleistungsniveau des Laserstrahles in dem Laser­ strahl-Resonator 73 steuert. Wie Fig. 4 zeigt, weist die Steuereinrichtung 93 eine Programmiervorrichtung 95, z. B. einen Mikrocomputer, auf, der das Laserstrahl-Arbeits­ programm auf der Grundlage der einer Dateneingabevorrich­ tung 97 eingegebenen Daten berechnet. Ferner ist die Steu­ ereinrichtung 93 mit einer numerischen Steuerung 99 ver­ sehen, die das Servosystem 101 sowie die vorgenannten Mo­ toren 43 und 55 und die Ausgangsleistung des Laserstrahl- Resonators 73 steuert. Die Programmierungsvorrichtung 95 speichert die verschiedenen an der Dateneingabevorrichtung 97 eingegebenen Daten und berechnet das Laserstrahl-Ar­ beitsprogramm auf der Grundlage dieser verschiedenen Daten. Die numerische Steuerung 99 steuert das Ausgangsniveau des Laserstrahls in dem Laserstrahl-Resonator 73 und das Servo­ system 101 nach Maßgabe des Laserstrahl-Bearbeitungspro­ gramms der Programmierungsvorrichtung 95.

Zusätzlich zu den der Dateneingabevorrichtung 97 zugeführ­ ten Daten werden weitere Daten, insbesondere Profil- bzw. Formgebungsdaten über eine Formgebungsvorrichtung 103 und eine Lese- oder Abtastvorrichtung 105 der Programmierungs­ vorrichtung 95 zugeführt. Die Vorrichtung 103 verwendet einen Fühler oder ein Tastorgan od. dgl., um eine Aufzeich­ nung oder Abbildung nachzuzeichnen bzw. abzutasten, welche die zu bearbeitende Formgebung oder aber die Form eines Musterstücks zeigt, wodurch die Koordinaten-Daten der ab­ gebildeten Form auf der X-Achse und der Y-Achse erhalten werden. Die Lesevorrichtung 105 liest die verschiedenen Daten des Laserstrahl-Bearbeitungsprogramms ab und führt sie der Programmierungsvorrichtung 95 zu. Die Datenein­ gabevorrichtung 97 umfaßt eine Dateneingabe 107 für die Einstellung der Dickendaten des zu bearbeitenden plat­ tenförmigen Werkstücks W, eine Dateneingabe 109 für die Einstellung der Werkstoffdaten des Werkstücks W, eine Da­ teneingabe 111 für die Einstellung des jeweiligen Multi­ plikationsfaktors, um welchen die zu bearbeitende Form vergrößert oder verkleinert werden soll; eine Datenein­ gabe 113 für die Einstellung der Daten für die Anfangs­ positionierung des Werkstücks und schließlich eine Bear­ beitungszustands-Dateneinstellvorrichtung 115 für die Zu­ führung von Daten, welche die Relation zwischen dem Aus­ gangs-Leistungsniveau des Laserstrahls in dem Laserstrahl- Resonator 73 und der Bearbeitungsgeschwindigkeit am Werk­ stück W entsprechen. Das von der Programmierungsvorrich­ tung 95 berechnete Laserstrahl-Arbeitsprogramm kann einem geeigneten Speicher 117, z. B. einer magnetischen Aufzeich­ nungsscheibe od. dgl., zugeführt werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung 93 be­ rechnet demgemäß die Programmierungsvorrichtung 95 das La­ serstrahl-Arbeitsprogramm auf der Grundlage der über die Dateneingabevorrichtung 97, die Formgebungs- oder Kopier­ vorrichtung 103 und die Lese- oder Abtastvorrichtung 105 zugeführten Daten, wobei das berechnete Programm der nume­ rischen Steuerung 99 zugeführt wird. Im Ergebnis wird der Laserstrahl-Resonator 73 und das Servosystem 101 der La­ serstrahl-Bearbeitungsmaschine 1 nach Maßgabe des errech­ neten Laserstrahl-Bearbeitungsprogrammes gesteuert. Wenn durch Einstellen der Multiplikationsfaktor-Dateneinstell­ vorrichtung 111 der Multiplikationsfaktor der auf der Zeichnung od. dgl. aufgezeichneten Figur eingegeben wird, so wird ein Laserstrahl-Bearbeitungsprogramm dieser ana­ logen Figur bzw. Form durchgeführt.

Bei Durchführung des Laserstrahl-Arbeitsprogramms durch die Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine 1 ist es wichtig, daß der Brennpunkt, also die Fokusposition des Laserstrah­ les LB nach Maßgabe der Dicke des Werkstücks W einjustiert wird. Ferner ist ein Einjustieren der Fokusposition auch ohne Dickenänderung des Werkstückes W in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschi­ ne wichtig.

Wenn die Laserstrahlen LB zur Durchführung einer Bohrung oder zum Schneiden des Werkstücks auf dieses auftreffen, so ist es erforderlich, daß die auf den Bearbeitungspunkt fallende Strahlungsenergie wirksam absorbiert wird, um die Auswirkungen der Wärmeentwicklung im Nachbarbereich des eigentlichen Bearbeitungspunktes zu verringern. Bei über­ mäßig großer Wärmeeinwirkung auf den Umgebungsbereich der eigentlichen Bearbeitungsstelle stellen sich übermäßige Erweiterungen des gebohrten Loches oder der geschnittenen Nut ein. Es ist daher angebracht, den Laserstrahl LB bei der Durchführung des Arbeitsprozesses auf einen möglichst kleinen Punkt zu fokussieren, um hier eine wirksame Be­ strahlung des Arbeitspunktes mit hoher Energiedichte des Laserstrahles zu erzielen. Allerdings ändert sich der Ab­ sorptionsfaktor der Laserstrahlen LB an der Oberfläche des Werkstücks W in weiten Grenzen in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur und dem Zustand des Werkstücks W.

Die genannte Oberflächentemperatur während der Zeitspanne des Durchlochens ist niedrig, wenn das Werkstück W zu­ nächst durchstochen und dann geschnitten wird. Während der Zeitspanne des Schneidens befindet sich die Oberflächen­ temperatur auf einem hohen Temperaturniveau, was auf den kontinuierlichen Strahleneinfall der Laserstrahlen LB zu­ rückzuführen ist. Die Oberflächenform, auf die die Laser­ strahlen LB auftreffen sind ebenfalls verhältnismäßig großen Änderungen unterworfen, so daß große Unterschiede in der Form während der Zeitspanne des Durchstechens und der Zeitspanne des Schneidens und damit auch große Unter­ schiede im Absorptionsfaktor und in den thermischen Ein­ wirkungen an dem Werkstückteil vorliegen. Der Laserstrahl- Bearbeitungsvorgang läßt sich infolgedessen wesentlich wirksamer durchführen, wenn die Fokusposition der Laser­ strahlen LB beim Lochen bzw. Durchstechen und beim Schnei­ den des Werkstücks unterschiedlich eingestellt werden.

Im folgenden wird dies für einen Arbeitszustand näher er­ läutert, bei welchem das Werkstück W etwa bis zur Mitte gelocht ist. Fig. 5 zeigt diese Verhältnisse in einem Dia­ gramm für den fall, daß die Fokusposition 0 der Laser­ strahlen von der Oberfläche S ₀ des Werkstücks W in eine tiefere Position verschoben wird, in der sich der Brenn­ punkt etwa auf ein Drittel der Plattendicke D befindet. Die Fokusposition 0 befindet sich zu nahe an der Werkstück- Oberseite S ₀. Wenn der Arbeitsvorgang bis unter die Fokus­ position 0 fortschreitet, so werden die Laserstrahlen LB auf die Umgebungsbereiche, also auf andere als die vorge­ schriebenen Werkstückbereiche abgestrahlt, und zwar auf­ grund des von der bearbeiteten Flächenstelle S ₁ abge­ strahlten und reflektierten Lichtes L ₁. Dies führt zu ei­ ner Aufweitung des Lochdurchmessers.

Im folgenden werden die Ergebnisse einer Testreihe mit unterschiedlicher Lage der Fokusposition 0 der Laser­ strahlen LB erläutert. Die Fig. 6a, 6b, 6c und 6d zeigen hierbei schematisch Querschsnittbereiche von Test-Werk­ stücken, die mit unterschiedlicher Fokusposition 0 der Laserstrahlen gelocht wurden. Hierbei wurden als Werk­ stück W Stahlplatten mit einer Dicke von 6 mm verwendet.

Bei dem in Fig. 6a gezeigten Test wurde der Laserstrahl so eingestellt, daß sich seine Fokusposition etwa 4 mm unterhalb der Oberseite der Stahlplatte befand. Es wurde hierbei von den Laserstrahlen ein Loch geschnitten, wel­ ches mehr oder weniger dem Solldurchmesser R (1 mm) ent­ spricht. Die Fokusposition 0 befand sich bei diesem Ver­ such also um etwa ²/₃ der Plattendicke unterhalb der Oberseite des Werkstücks W.

Bei den in den Fig. 6b, 6c und 6d wiedergegebenen Ver­ suchsergebnissen befand sich die Fokusposition 0 in einer Tiefe von 1 mm, 2 mm und 5,5 mm unterhalb der Werkstück­ oberseite. In allen diesen Fällen ergaben sich im oberen Bereich erhebliche Aufweitungen der Löcher, wobei die Lochdurchmesser an der Oberseite 3 bis 5 mm betrugen. An der Unterseite des Werkstücks W stellte sich aufgrund der hohen geschmolzenen Metallmenge ein übermäßig stark ausgeprägter Grat X ein.

Die Fig. 7a, 7b und 7c zeigen schematisch Querschnitte von Versuchswerkstücken, die mit unterschiedlicher Fokus­ position 0 der Laserstrahlen einem Schneidvorgang unter­ worden wurden. Dabei wurde das in Zusammenhang mit den 6a bis 6d erwähnte Werkstück W dem Test unterworfen.

Im Falle der Fig. 7a lag die Fokusposition 0 etwa 2 mm unterhalb der Werkstück-Oberseite. Dabei wurde eine weit­ gehend saubere Schnittfläche erhalten. Die Fokusposition 0 befand sich hier also um ¹/₃ der Plattendicke unterhalb der Oberseite des Werkstücks W.

Bei den in den Fig. 7b und 7c gezeigten Versuchen befand sich die Fokusposition bei 0 mm und bei 4 mm unterhalb der Werkstückoberfläche. Hier stellten sich in Nähe der Werkstückunterseite starke Riefen und Schlieren an den Schnittflächen mit einer erheblichen Ansammlung von Ge­ krätz ein. Außerdem kam es zu einer erheblichen Schnitt­ erweiterung.

Aus den vorstehend beschriebenen experimentellen Versuchen ergibt sich, daß günstigste Bearbeitungsverhältnisse vor­ liegen, wenn beim Durchstechen bzw. beim Durchlochen des Werkstücks die Fokusposition bzw. der Brennpunkt 0 der Laserstrahlen LB sich in einer Tiefe von etwa ²/₃ der Plattendicke unterhalb der Plattenoberfläche S ₀ des Werk­ stücks befindet, und wenn bei der Durchführung des Schneid­ vorgangs die Fokusposition 0 in einer Tiefe von etwa ¹/₃ der Plattendicke, gemessen von der Oberseite des Werk­ stücks W, gehalten wird.

Zusätzlich zu der Justierung der Fokusposition 0 nach Maß­ gabe der Plattendicke der verschiedenen Werkstücke W emp­ fiehlt es sich, die Fokusposition 0 der Laserstrahlen LB auch in Abhängigkeit von den Bearbeitungsbedingungen ein­ zustellen, indem das die Sammellinse aufweisende bewegli­ che Rohrelement 61 mit Hilfe des Justiermotors 63 in Ver­ tikalrichtung verstellt wird. Auf diese Weise läßt sich eine genauere Bearbeitung des Werkstücks durchführen.

Claims (6)

1.Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine mit einer einen, vorzugsweise an einem Ständer angeordneten, Kopf­ balken mit einer Spiegelvorrichtung und einer Sammellinse aufweisenden, separaten Laserstrahl- Schneidvorrichtung zur Fokussierung des Laserstrahles und einem separaten Laserstrahl-Generator zur Erzeugung des Laserstrahls und zur Zuführung desselben zu der Laserstrahl-Schneidvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahl- Schneidvorrichtung (5) und der Laserstrahl-Generator (3) jeweils einen Unterbau (7, 71), z. B. einen Grundrahmen aufweisen und daß die Unterbauten (7, 71) mit einer Be­ festigungsvorrichtung (75, 77) verbunden sind, die ein Verbindungsglied (75), das den Unterbau (7) der Laser­ strahl-Schneidvorrichtung (5) und den Unterbau (71) des Laserstrahl-Resonators (73) miteinander verbindet, und ein längliches Verbindungsorgan (77) aufweist, das den Unterbau (71) des Laserstrahl-Resonators (73) mit dem Ständer (9) des Kopfbalkens (11) der Laserstrahl- Schneidvorrichtung (5) verbindet.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Laserstrahl-Auslasses (83) des Laserstrahl-Resonators (73) mit der Achse eines am Kopfbalken (11) angeordneten Kanals (65) fluchtet, derart, daß der erzeugte Laser­ strahl (LB) auf einer geraden Strecke auf die Spiegel­ vorrichtung (59) trifft.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl- Auslaß (83) mit dem Kanal (65) horizontal angeordnet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine an dem Unterbau (71) des Laserstrahl-Resonators (73) angeordnete Horizontal-Justiervorrichtung (87) zur Seitenjustierung des Laserstrahl-Resonators (73) gegenüber der Laserstrahl-Schneidvorrichtung (5).

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Horizontal-Justiervorrichtung (87) der Laserstrahl- Resonator (73) gegenüber dem Unterbau (7) der Laser­ strahl-Schneidvorrichtung (5) in Richtung der Y-Achse (21) und senkrecht hierzu in Richtung der X-Achse (27) justierbar ist.

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal- Justiervorrichtung (87) mindestens ein die Justierung in Richtung der X-Achse (27) bewirkendes Justier­ organ (89) aufweist, das in Gewindeverbindung mit Seitenplatten des Unterbaus (71) des Laserstrahl- Resonators (73) steht, und daß sie ferner mit mindestens einem die Justierung in Richtung der Y-Achse (21) bewirkenden Justierorgan (91) versehen ist, welches in Schraubverbindung mit Endplatten dieses Unterbaus (71) steht.