(57)【要約】【課題】安全かつ簡単な取扱いを可能にするレーザ機械およびレーザ機械システムを提供する。【解決手段】特に穿孔、切断、溶接または彫刻用のレーザ機械１であって、レーザビーム９を発生するための少なくとも１つのレーザ光源３，４と、レーザビーム９を案内および／または操作するための光学系６とを備え、光学系６は、交換可能な工具ホルダ１２に取り付けられた少なくとも１つの工具２３、特に光学レンズ２４またはノズルを有し、レーザ機械１によって提供される工具区画１０内へまたは工具区画１０から工具ホルダ１２を側方へのみ摺動させることができるように構成された、工具ホルダ１２用の案内システム１６を備え、案内システム１６は、工具区画１０における前記工具ホルダ１２の移動を制限するための、操作可能なロッキングシステム３７を有する。【選択図】図４
2014000605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に穿孔、切断、溶接または彫刻用のレーザ機械（１）であって、レーザビーム（９）を発生するための少なくとも１つのレーザ光源（３，４）と、前記レーザビーム（９）を案内および／または操作するための光学系（６）とを備え、該光学系（６）は、交換可能な工具ホルダ（１２）に取り付けられた少なくとも１つの工具（２３）、特に光学レンズ（２４）またはノズルを有する、レーザ機械（１）において、該レーザ機械（１）によって提供される工具区画（１０）内へまたは該工具区画（１０）から前記工具ホルダ（１２）を側方へのみ滑らせることができるように構成された、前記工具ホルダ（１２）用の案内システム（１６）を備え、該案内システム（１６）は、前記工具区画（１０）における前記工具ホルダ（１２）の移動を制限するための、操作可能なロッキングシステム（３７）を有することを特徴とする、レーザ機械（１）。
【請求項２】
前記案内システム（１６）は、前記工具ホルダ（１２）または前記工具区画（１０）に取り付けられた少なくとも１つの案内レール（３４）と、前記工具区画（１０）または前記工具ホルダ（１２）に取り付けられた前記案内レール（３４）と係合するための少なくとも１つの案内スロット（１５）と、をそれぞれ有する、請求項１記載のレーザ機械。
【請求項３】
前記ロッキングシステム（３７）は、少なくとも１つの可動なロッキングピストン（３５，３６）および／または少なくとも１つの操作可能なロッキング磁石（５１）を有する、請求項１または２記載のレーザ機械。
【請求項４】
前記ロッキングピストン（３５，３６）は、特に、圧縮空気が供給されないときに工具ホルダの移動を制限し、圧縮空気が供給されると工具ホルダの移動を可能にするように、圧縮空気によって作動させられる、請求項１から３までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項５】
少なくとも１つの前記ロッキングピストン（３５，３６）または前記ロッキング磁石（５１）は、前記工具区画（１０）における前記工具ホルダ（１２）の滑り方向に対して実質的に平行に配置された、前記工具区画（１０）のストッパ、特に支持プレート（３３）に対して前記工具ホルダ（１２）を押し付けるまたは引き付けるように作動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項６】
前記工具ホルダ（１２）は、該工具ホルダ（１２）の前縁（２０）に向かって開放した少なくとも１つの凹所（１８，１９）を有し、前記工具ホルダ（１２）が前記工具区画に滑り込まされた時に少なくとも１つのロッキングピストン（３５，３６）が前記凹所に係合する、請求項１から５までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項７】
各ロッキングピストン（３５，３６）は、引き付けまたは押し付け移動のために前記工具ホルダ（１２）と相互作用することができる少なくとも１つの横方向突出部（３９，４０）を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項８】
前記案内システム（１６）は、前記工具区画（１０）に対する前記工具ホルダ（１２）の位置合わせを調節するための調節システム（２７）を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項９】
前記調節システム（２７）は、少なくとも１つの調節ユニット（２９，３０，３１）を有し、該調節ユニットは、特に工具区画（１０）における前記工具ホルダ（１２）の滑り方向に対して少なくとも実質的に垂直な、前記工具ホルダ（１２）を貫通したねじ穴（４３）と、該ねじ穴（４３）内のねじエレメント（４４）とを含み、該ねじエレメント（４４）の軸方向位置は、該ねじエレメント（４４）の回転によって調節可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの調節ユニット（２９，３０，３１）は、各ねじエレメント（４４）の一方の端部に取り付けられた接触エレメント（４５）を有し、該接触エレメント（４５）は、前記工具区画（１０）のストッパと相互作用するように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１１】
前記接触エレメント（４５）は、少なくとも部分的に球形である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１２】
前記調節システム（２７）は、各接触エレメント（４５）と相互作用するためのストッパにおいて、平坦な面（４６）、円形の凹所（４８）および実質的に矩形の凹所（４７）のうちの少なくとも１つを有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１３】
前記調節システム（２７）は、１つは平坦な面（４６）と相互作用するための、１つは円形の凹所（４８）と相互作用するための、１つは実質的に矩形の凹所（４７）と相互作用するための、３つの調節ユニット（２９，３０，３１）を有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１４】
前記工具ホルダ（１２）は、レーザ機械（１）の圧縮空気源に接続可能な、機械加工される対象物に圧縮空気を案内するためのブローイングノズル（５０）を有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載のレーザ機械。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項にしたがって構成されているが、異なる工具を支持／保持する少なくとも１つの別の工具ホルダ（１２）を備えることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のレーザ機械（１）を備えるレーザ機械システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを発生するための少なくとも１つのレーザ光源と、レーザビームを案内および／または操作するための光学系とを有し、該光学系は、交換可能な工具ホルダに取り付けられたまたは交換可能な工具ホルダによって支持された少なくとも１つの工具、特に光学レンズまたはノズルを有する、特に穿孔、切断、溶接または彫刻用のレーザ機械に関する。
【０００２】
本発明はさらに、前記レーザ機械を備えたレーザ機械システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
前記レーザ機械は従来公知である。レーザ光源が使用されてレーザビームを発生し、レーザビームは、機械加工される対象物にレーザビームが方向付けられるように光学系によって案内および操作される。光学系は、たとえば特に、案内ミラー等の、少なくとも１つの工具を有し、この工具も、レーザビームを案内または操作し、工具は、穿孔、切断、溶接または彫刻などの、ある仕事に対してレーザ機械を適応させるために、交換することができる。通常、工具、たとえば光学レンズは、組立または分解中にレンズまたは工具自体が触れられるもしくは接触されなくてよいように、交換可能な工具ホルダに取り付けられているまたは交換可能な工具ホルダによって支持されている。
【０００４】
公知のレーザ機械の場合、レーザ機械から工具ホルダを取り外すプロセスは、複雑で時間がかかるか、または工具ホルダが落下して壊れる恐れがあるため、安全でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、安全かつ簡単な取扱いを可能にする、すなわち、工具または工具ホルダをそれぞれレーザ機械に費用対効果の高い形式で簡単かつ安全に組み立てかつ分解することを可能にするレーザ機械およびレーザ機械システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題は、請求項１の特徴を備えるレーザ機械によって解決される。本発明のレーザ機械は、工具ホルダの簡単かつ安全な取扱い、特に簡単かつ安全な組立ておよび分解プロセスを可能にする。本発明のレーザ機械は、レーザ機械によって提供された工具区画内へまたは工具区画から工具ホルダを側方へのみ滑らせることができるように構成された、工具ホルダ用の案内システムを特徴とする。このように、工具ホルダは、分解または組立てのために側方へ移動させられなければならない。本発明の関連における側方とは、水平方向として理解される。好適には、これは、組立てまたは分解移動が少なくとも実質的にレーザビームの方向に対して垂直であることも意味する。工具を支持した工具ホルダを側方へ移動させることにより、工具ホルダがレーザ機械から落下し得ないことが保証される。さらに、本発明のレーザ機械の案内システムは、特にレーザ機械の使用中に、工具ホルダの移動を制限するための操作可能なロッキングシステムを有する。つまり、ロッキングシステムは、穿孔、切断、溶接または彫刻プロセス中の、レーザ機械における／レーザ機械上への工具ホルダの安全な固定を提供する。好適には、ロッキングシステムが能動的に操作されたときにのみ、工具ホルダをレーザ機械から取り外すことができる。
【０００７】
本発明の別の実施の形態によれば、案内システムは、工具ホルダまたは工具区画に取り付けられた少なくとも１つの案内レールと、案内レールと係合するための、工具区画または工具ホルダにそれぞれ取り付けられた少なくとも１つの案内スロットとを有する。したがって、案内システムは直線的なガイドを有し、この直線的なガイドに沿って工具ホルダが工具区画内へまたは工具区画から側方へ滑らされる。レールおよびスロットを提供することによって、工具区画内での工具ホルダの簡単かつ実質的に直線的な配置が保証される。工具ホルダまたは工具区画にレールを提供するための択一例として、直線的な列に配置された、多数の、間隔を置いて配置された案内エレメントを提供することができる。好適には、案内レールおよび案内スロットは、それぞれ工具ホルダおよび工具区画の２つの反対の側に配置されている。
【０００８】
本発明の別の実施の形態によれば、ロッキングシステムは、少なくとも１つの可動なロッキングピストンおよび／または少なくとも１つの操作可能なロッキング磁石を有する。ロッキングピストンには、ロッキング位置からロック解除位置へ、またロック解除位置からロッキング位置へ移動することによって作動させることができるエレメントが設けられている。ロッキングピストンは、好適には、軸方向延び方向において可動であるように設計されている。ロッキングピストンの代わりにまたはロッキングピストンに加えて、工具ホルダまたは工具区画と相互作用する１つ以上の操作可能なロッキング磁石を提供することができる。好適には、少なくとも１つのロッキング磁石は、対応して操作されると磁気エレメントまたは工具ホルダの磁性材料と相互作用するように工具区画に配置されている。ロッキングピストンおよびロッキング磁石はどちらも、かなり簡単に操作することができ、据付のために大きなスペースを必要としないという利点を有する。
【０００９】
本発明の好適な実施の形態によれば、ロッキングピストンは、空圧式ピストンとして設計されており、つまり、圧縮空気が供給されたときに工具ホルダの移動を制限し、かつ圧縮空気が供給されないと工具ホルダの移動を可能にするように、圧縮空気によって作動させられる。好適には、工具ホルダの移動が制限されるように、レーザ機械が使用されているときに圧縮空気源は自動的に作動させられる。レーザ機械が停止させられているときにのみ、工具ホルダを取り外すことができ、これにより、怪我または事故のリスクを低下させる。択一的に、圧縮空気が供給されたときに工具ホルダの移動を可能にし、圧縮空気が供給されないと工具ホルダの移動を制限するようにロッキングピストンが圧縮空気によって作動させられるようにロッキングシステムが設計される。これにより、工具ホルダの偶発的なアンブロッキングが防止される。本発明の択一的に好適な実施の形態によれば、ロッキングシステムは、対応する形式で制御される電気モータまたは電磁モータによって作動させられる。
【００１０】
本発明の別の実施の形態によれば、ロッキングピストンまたはロッキング磁石は、作動させられると、工具ホルダをストッパに対して、特に工具区画における工具ホルダの滑り方向に対して少なくとも実質的に平行に配置された工具区画の支持プレートに対して押し付けるまたは引き付ける。したがって、ロッキングシステムは、工具ホルダの側方移動を制限するのみならず、工具ホルダをストッパまたは支持プレートに対しても押し付け、これは、最終的に、工具区画に対する、ひいてはレーザ機械またはレーザビーム自体に対する工具ホルダの有利な位置合わせにつながる。好適には、ロッキングピストンまたはロッキング磁石を作動停止させることによって、工具ホルダの重量が、工具ホルダをストッパまたは支持プレートから離反させるのを助け、ひいては、工具区画からの工具ホルダの簡単かつ実質的に摩擦なしの取外しを可能にするように、ロッキングシステムは工具ホルダをストッパまたは支持プレートに対して押し付けるまたは引き付ける。
【００１１】
本発明の別の実施の形態によれば、工具ホルダは、工具ホルダの前縁に向かって開放した少なくとも１つの凹所を有し、この凹所に、工具ホルダが工具区画に滑り込まされたときに少なくとも１つのロッキングピストンが係合する。前縁、すなわち、工具ホルダが工具区画内へ移動させられるときに前側に位置する縁部は、凹所として形成された受容部を有する。この受容部は、滑り移動の方向で工具ホルダ内に達し、工具ホルダの移動経路に達するように工具区画に配置されたロッキングピストンに係合する。これにより、ロッキングピストンは工具ホルダに簡単に結合される。
【００１２】
好適には、少なくとも１つのロッキングピストンは、引き付けまたは押し付け移動のために工具ホルダと相互作用することができる少なくとも１つの側方突出部を有する。工具ホルダの前記凹所と係合することにより、工具ホルダをストッパまたは支持プレートに対して引き付けるまたは押し付けることができるように、ロッキングピストンは、特に工具ホルダの滑り方向に対して少なくとも実質的に垂直な方向で形状締付け（form closure）を形成している。工具ホルダの側方移動は、今や、工具ホルダが支持プレートまたはストッパに対して押し付けられることにより発生される摩擦締付け（friction closure）によりすでに制限されていることに注意すべきである。
【００１３】
本発明の別の実施の形態によれば、案内システムは、工具区画に対する工具ホルダの位置合わせを調節するための調節システムを有する。上述のように、ロッキング装置は、すでに、工具区画に対する工具ホルダの一種の位置合わせを提供する。しかしながら、工具ホルダ内での工具自体の位置決めまたは位置合わせは、工具ホルダの位置合わせから分離することができると考えられるべきである。これは、工具が、フレキシブルなゴムブシュ等のフレキシブルな保持エレメントによって工具ホルダに取り付けられているならば、特に重要である。したがって、付加的な調節システムは、工具区画における工具の正確な位置合わせを保証するので、有利である。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、調節システムは、特に工具区画における工具ホルダの滑り方向に対して少なくとも実質的に垂直な、工具ホルダを貫通したねじ穴と、ねじ穴に配置されたねじエレメントとを含む少なくとも１つの調節ユニットを有し、ねじエレメントの軸方向位置は、ねじエレメントの回転によって調節可能である。ねじ穴はねじホルダを貫通しているので、ねじエレメントは、工具ホルダよりも突出するように配置されてよく、これにより、特に工具区画のストッパまたは支持プレートのための接触箇所を提供し、これにより、工具ホルダの位置合わせを調節することができ、これにより、ねじエレメントの位置に関して工具区画に対する工具の位置合わせを提供する。
【００１５】
好適には、少なくとも１つの調節ユニットは、ねじエレメントの一方の端部に取り付けられかつ工具区画のストッパまたは支持プレートと相互作用するように構成された接触エレメントを有する。この場合、ねじエレメントは、工具区画のストッパ／支持プレートに直接に接触しない。その代わりに、工具ホルダおよび工具それぞれの正確かつ信頼できる位置合わせのために支持プレートとの最適な接触のために好適に設計された接触エレメントが提供されている。ねじエレメントには、好適には、接触エレメントと向き合った工具先端部のための輪郭が設けられている。ねじホルダは工具ホルダを貫通しているので、工具ホルダが工具区画においてブロックされていても、ねじエレメントを工具によって回転させることができる。
【００１６】
本発明の好適な実施の形態によれば、接触エレメントは少なくとも部分的に球形である。この球形は、工具ホルダの位置合わせが工具区画から著しく逸脱していても、ストッパまたは支持プレートとの安全な接触を可能にする。これに関して、接触エレメントは、好適には、形状締付け（form closure）、摩擦締付け（friction closure）によっておよび／または糊等のバインダの付加的な使用によってねじエレメントの端部に取り付けられた接触ボールとして設計されている。
【００１７】
本発明の別の実施の形態によれば、調節システムは、接触エレメントと相互作用するように構成された、支持プレートの平坦な面、円形の凹所および実質的に矩形の凹所のうちの少なくとも１つを有する。平坦な面を提供することによって、球形の接触エレメントは、支持プレートと点接触を形成し、支持プレートに対して平行な工具ホルダの自由移動を許容する。工具ホルダを、側方へ移動させ、全ての方向に傾斜させることができる。少なくとも実質的に矩形の凹所を提供することによって、接触エレメントと支持プレートとの間の線接触が提供され、工具ホルダは全ての方向に傾斜させられ、矩形の凹所の長手方向延在方向にのみ移動させられることができる。円形の凹所を提供することによって、特に球形の接触エレメントは、凹所との円形の線接触を形成し、これにより、側方への工具ホルダの移動は全ての方向で阻止され、工具ホルダの位置合わせのために傾斜動作のみを行うことができる。矩形の凹所の幅および円形の凹所の直径は、上記の側方移動を妨げるように、特に球形の接触エレメントの直径または幅よりも小さい。
【００１８】
本発明の特に好適な実施の形態によれば、調節システムは、１つは平坦な面と相互作用するための、１つは円形の凹所と相互作用するための、１つは実質的に矩形の凹所と相互作用するための、上記のような３つの調節ユニットを有する。これにより、工具ホルダは、工具区画またはレーザ機械に対する工具ホルダの完全な位置合わせのために用いることができる３つの接触エレメントを提供し、この場合、平坦な面、円形の凹所および矩形の凹所を有する支持プレートの様々な対応する接触により、工具区画内での工具ホルダの絶対的な位置合わせが、あいまいでない／明確である。さらに、工具区画における工具ホルダの不静定の（hyper-static）または固めすぎの（overdetermined）配置が回避される。
【００１９】
本発明の別の実施の形態によれば、工具ホルダは、特にロッキングピストンおよび／または磁石の引っ張り／押し付け運動により、レーザ機械の圧縮空気源に自動的に接続可能な、機械加工される対象物に圧縮空気を案内するためのブローイングノズルを有する。この場合、ノズルは、好適には、工具ホルダを通って延びかつ、支持プレートを向いた工具ホルダの上面に向かって開放したエアチャネルに接続されている。エアチャネルの領域において、支持プレートには、好適には、支持プレートから工具ホルダに向かって突出した短い接続ノズルが設けられている。工具ホルダが、ロッキングピストンおよび／または磁石によって支持プレートに対して押し付けられるまたは引き付けられると、接続チャネルはエアチャネルに押し込まれ、これにより、工具ホルダのブローイングノズルをレーザ機械内の空気／ガス供給源に接続する。好適には、工具ホルダのブローイングノズルは、圧縮空気を、機械加工される対象物に向かってある方向に方向付けるために調節可能である。
【００２０】
工具ホルダの一部としての少なくとも１つの調節ユニットを提供する本発明の調節システムによれば、工具ホルダがレーザ機械から取り外されかつ後で再び組み付けられたとしても工具区画に対する工具ホルダの調節が保たれることが保証される。これは、調節ユニットを用いることにより前記レーザ機械の工具区画に対して最初に調節された工具ホルダを、位置合わせの調節をさらに行う必要なく、後で再び使用することができるという利点を有する。
【００２１】
本発明のレーザ機械システムは、前記のように設計された少なくとも１つの別の工具ホルダが、前記工具ホルダの交換用に提供されていることを特徴とする。各工具ホルダがそれぞれ異なる工具を支持した、工具ホルダのセットを提供することが特に好ましい。各工具ホルダは、工具ホルダを交換した後のさらなる調節が不要であるように、最初にレーザ機械に対して調節される。
【００２２】
以下において発明は図面によって好適な実施の形態にしたがって説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】複数のレーザ光源を備えたレーザ機械を示す図である。
【図２】レーザ機械の工具のための交換可能な工具ホルダを示す図である。
【図３】工具ホルダ用の工具区画の支持プレートを示す図である。
【図４】工具ホルダが挿入されたレーザ機械を示す図である。
【図５】Ａ〜Ｃは工具区画における工具ホルダの位置合わせのための３つの調節ユニットを示す図である。
【図６】ブローイングノズルを有する工具ホルダの別の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、対象物を穿孔、切断、溶接または彫刻するためのレーザ機械１の概略的な側面図を示す。レーザ機械１は、ハウジング２を有する。ハウジング２には、穿孔、切断、溶接または彫刻プロセスのために使用されるレーザビーム９を発生するために２つのレーザ光源３および４が配置されている。選択的に、レーザ機械１の作動を高めるためにカメラ５が提供されている。レーザ機械１は、さらに、発生されたレーザビーム９を案内および操作するためにハウジング２内に配置された光学系６を有する。光学系６は、それぞれがミラーまたはレンズなどの少なくとも１つの案内エレメントを含む一対の案内モジュール７を有する。光学系６はさらに、検流計レーザヘッド８を有し、この検流計レーザヘッド８に、発生されたレーザビーム９が方向付けられる。案内モジュール７のうちの１つ以上を、前のモジュール７によって操作されたレーザビーム９と交差するように、または図１に示したように、発生されたレーザビーム９のための空白を形成するように、移動させることができる。
【００２５】
その下端部において、レーザ機械１は、ハウジング２の前側１１に開放した工具区画１０を提供している。工具区画１０内には、交換可能な工具ホルダ１２が配置されており、この工具ホルダは、以下で図２に関連してより詳細に説明される。
【００２６】
図２は、工具ホルダ１２を斜視図で示している。工具ホルダ１２は基本的に、互いに平行に延びた少なくとも２つの向き合った側面１３，１４を有する基板として設計されている。各側面１３，１４には、案内システム１６の案内スロット１５が設けられている。レーザ機械１のこの例において、それぞれの案内スロット１５は、それぞれの側面１３，１４におけるスロット内に配置された挿入エレメント１７によって提供されており、これにより、挿入エレメント１７および基板のために異なる材料を用いることができる。それぞれの案内スロット１５は、工具ホルダ１２の上面２６に対して平行な各側面１３，１４の長さに沿って延びている。
【００２７】
案内システム１６は、さらに２つの凹所１８，１９を有する。凹所１８，１９は、上面２６から底部まで工具ホルダ１２を貫通しており、工具ホルダ１２の前縁２０に向かって開放している。上方から見た場合に、凹所１８，１９はＵ字形であり、互いに平行に、ただし互いにずれて配置されている。凹所１８，１９を、互いに平行に前縁２０から工具ホルダ１２内へ延びていると説明することもできる。凹所１８および１９の長さまたは深さは好適には互いに等しい。
【００２８】
工具ホルダ１２の底部には支持プレート２１が配置されており、支持プレート２１の形状は実質的に工具ホルダ自体の形状に等しい。図２に示したように、凹所１８，１９の領域において、支持プレート２１は、部分的に各凹所１８，１９内へ達するように設計されていてよい。図示されていない発明の別の実施の形態によれば、支持プレート２１は凹所１８，１９それぞれと同一平面に位置合わせされている。
【００２９】
工具ホルダ１２のほぼ中央において、特に案内スロット１５の延在方向に対して垂直に工具ホルダ１２を貫通した開口２２が設けられている。開口２２において、工具２３、好適には光学レンズ２４またはノズル（図示せず）が配置されており、工具ホルダ１２に取り付けられている。取付けは、工具２３および工具ホルダ１２に安全に固定されたプラスチックまたはゴムのブシュによって実施されている。ブシュ２５を使用することによって、工具２３は、上面２６よりも突出しないように開口２２内に保持される。
【００３０】
案内システム１６はさらに、調節システム２７を有する。調節システム２７は、工具区画１０に対する、および図１に矢印２８によって示されているように下方へまたは工具区画１０に向かって検流計レーザヘッド８によって方向付けられたレーザビーム９に対する、工具ホルダ１２の位置合わせ、およびそれと共に工具２３自体の位置合わせを調節するために使用される。調節システム２７はさらに、３つの調節ユニット２９，３０および３１を有する。調節ユニット２９〜３１は、以下でさらに詳細に説明される。
【００３１】
工具ホルダ１２にはさらに、上面２６から工具ホルダ１２の底部に達するエアチャネル３２が設けられている。エアチャネル３２を、レーザ機械１の空気源に接続することができる。さらなる詳細は以下で説明される。
【００３２】
図３は、下方から、すなわち実質的に矢印２８の方向とは反対に見た工具区画１０の斜視図である。工具区画１０には、上方で工具区画１０を制限する支持プレート３３が設けられている。２つの反対側において、工具区画１０は、案内システム１６の案内レール３４によって制限されている。案内レール３４は、工具ホルダ１２の案内スロット１５に係合するように構成されており、工具ホルダ１２をスロット１５において側方から案内レール３４に滑り込ませることができる。これにより、工具ホルダ１２は、側方への、特に少なくとも実質的に水平な、すなわち重力に対して垂直な移動により、工具区画１０に取り付けられたり、工具区画１０から取り外されたりする。
【００３３】
案内スロット１５および案内レール３４は、特に滑り方向に対して垂直方向での、工具ホルダ１２と工具区画１０との間の遊びを許容するように構成されている。
【００３４】
支持プレート３３から、ロッキングシステム３７の２つのロッキングピストン３５および３６が、工具区画１０に向かってまたは工具区画１０内へ下方に突出している。ロッキングピストン３５および３６は、二重矢印３８によって示したように、ロッキングピストンの軸線方向に可動である。好適には、ロッキングピストンは圧縮空気源に接続されており、これにより、ロッキングピストン３５および３６の移動は圧縮空気によって作動される。自由端部において、各ロッキングピストン３５および３６は、それぞれのピストン３５，３６自体の直径よりも大きな直径を有するディスクとして設計された横方向突出部３９，４０を有する。
【００３５】
各ピストン３５，３６の直径は、凹所１８，１９の幅よりも小さい。工具ホルダ１２が、図２および図３における矢印４１によって示されたように、前縁２０を前側にし、上面２６が支持プレート３３に面した状態で、案内スロット１５と、案内レール３４とを利用して、工具区画１０に押し込まれると、ロッキングピストン３５および３６は凹所１８および１９内へ自動的に案内される。この実施の形態では、ロッキングピストン３５が凹所１８内へ、ロッキングピストン３６が凹所１９内へ方向付けられる。最初の取付けプロセスのために、ロッキングピストン３５および３６は、支持プレート３３から延びたロッキングピストンのそれぞれの長さが工具ホルダ１２の高さよりも大きくなるように移動させられ、これにより、工具ホルダ１２は横方向突出部３９および４０上に押し込まれ、横方向突出部は次いでそれぞれの後側において工具ホルダ１２の下側に面する。これにより、ロッキングピストン３５，３６は、好適には、滑り方向においてストッパとして作用する。その他に、好適には工具区画１０に、少なくとも１つの付加的な摺動ストッパが設けられる。ディスク３９および４０の直径は、凹所１８および１９の幅よりも大きいので、ディスク３９または４０を備えたそれぞれのロッキングピストン３５および３６は、工具ホルダ１２の滑り方向に対して垂直な方向において、工具ホルダ１２との形状締付け（form closure）を可能にする。ロッキング装置３７を作動させることにより、ロッキングピストン３５および３６は、支持プレート３３に向かって移動させられ、図４に示したように、ディスク３９および４０は、工具ホルダ１２を、支持プレート３３に対して上方へ引き付ける。
【００３６】
図４は、工具区画１０におけるレーザ機械１の拡大図である。図４は、取り付けられた状態における、図２および図３の線Ａ−Ａに沿った断面図として、レーザ機械１を示す。ロッキングピストン３５が、凹所１８に配置されている一方で、ロッキングピストン３５と一体に形成された突出部３９の後側は、工具ホルダ１２の底部と接触して、工具ホルダを支持プレート３３に対して引き付けている。
【００３７】
前記のように、ロッキングピストン３５および３６はそれぞれ、圧力源を有する図４に示された空気圧力システム４２に接続されている。ロッキングシステム３７の設計に応じて、ロッキングピストン３５，３６は、圧縮空気の使用により工具区画１０内へ下方に押し出されるかまたは上方へ引っ張られる。付加的に、ロッキングピストン３５，３６を一方向に付勢するばねが、各ロッキングピストン３５，３６のために設けられていてもよい。
【００３８】
図５Ａ〜図５Ｃは、調節システム２７の調節ユニット２９〜３１をそれぞれの断面図で示している。
【００３９】
各調節ユニット２９〜３１は、好適にはねじ穴に押し込まれた挿入スリーブ５２によって提供された、雌ねじ山を備えるねじ穴４３を有する。挿入スリーブ５２は、好適には、挿入スリーブの挿入深さを制限するためのフランジを有する。各ねじ穴４３において、ねじ穴４３の雌ねじ山と相互作用する雄ねじ山を有するねじエレメント４４が設けられており、各ねじエレメント４４を回転させることにより、ねじ穴４３内での各ねじエレメント４４の軸方向位置が調節される。支持プレート３３に向かって方向付けられた端部において、ねじエレメント４４にはそれぞれ球形の接触エレメント４５が設けられている。接触エレメント４５は、この場合、各ねじエレメント４４に安全に取り付けられた接触ボールとして設計されている。
【００４０】
調節ユニット２９〜３１は、工具ホルダ１２がロッキングシステム３７によって支持プレート３３に対して引き付けられたときに各接触エレメント４５と相互作用する相手方接触部の設計において異なる。
【００４１】
図５Ａは、図４にも示された調節ユニット２９を示す。調節ユニット２９は、支持プレート３３の面における相手方接触エレメントとして、平坦な面４６を提供している。
【００４２】
調節ユニット３０は、図５Ｂに示したように、相手方接触エレメントとして、支持プレート３３内に実質的に矩形の凹所４７を有する。矩形の凹所４７は、調節ユニット３０の接触エレメント４５との線接触を提供する。
【００４３】
図５Ｃに示したように、調節ユニット３１は、相手方接触エレメントとして、支持プレート３３における円形の凹所４８を提供している。調節ユニット３１の球形の接触エレメント４５と共に、円形の凹所４８は、円形の線接触を提供し、これは、全ての方向での調節ユニット３１の側方移動を阻止するのに対し、調節ユニット３０は、矩形の凹所４７の線接触によって規定された線に沿って可動であり、調節ユニット２９は、支持プレート３３に対して平行な全ての方向における移動および傾斜運動を許容する。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｃに示したように、相手方接触部は、好適には、支持プレート３３の各凹所に挿入された挿入エレメントによって提供され、これにより、挿入エレメントおよび支持プレート３３のために異なる材料を選択することができる。特に、相手方接触部の挿入エレメントおよび接触エレメント４５は、反復性を保証するために、変形および摩耗の兆候を回避するために硬い材料から形成されている。
【００４５】
３つの異なる調節ユニット２９，３０および３１により、工具区画１０に対する工具ホルダ１２の調節、ひいてはレーザビーム９に対する工具２３の位置合わせを、容易に調節することができる。調節システム２７は工具ホルダ１２自体の一部として設計されているので、位置合わせは、最初に一回だけ設定される。なぜならば、各調節ユニット２９〜３１の接触エレメント４５の位置は、工具ホルダ１２が工具区画から取り外されるときにも変化させられないからである。
【００４６】
工具区画１０から工具ホルダ１２を取り外すために、ロッキングピストン３５および３６は解放または下方へ移動させられ、これにより、接触エレメント４５を各相手方接触エレメントから離すことによって、工具ホルダ１２と支持プレート３３との間の摩擦グリップおよび形状締付けを緩め、工具ホルダ１２を水平に工具区画１０から滑り出させることによって工具区画から取り外すことができる。ロッキングシステム３７は、好適には、供給される圧縮空気が遮断されると、ロッキングピストン３５および３６が工具ホルダ１２を自動的に解放するように設計されている。工具ホルダは、案内スロット１５および案内レール３４によって案内されるので、それ自体ではハウジング２から落下することができないが、側方へ滑らせることによって安全に取り外すことができる。もちろん、前記の空圧式システムの代わりに、ロッキングピストン３５および３６を作動させるための電気システムを択一的に提供することも可能である。工具ホルダ１２は、工具２３の保持を保証しつつ遠隔でロック解除することができる。これは、ロック解除の際に工具ホルダ２を落下させるリスクを生じることなく、工具ホルダ１２を後で手作業で交換することを可能にする。
【００４７】
別の実施の形態によれば、圧縮空気がロッキングシステム３７に供給された場合にのみ工具ホルダ１２をロック解除して取り外すことができ、これにより、工具ホルダ１２は空圧的遮断の場合に保持される。好適には、各ロッキングピストン３５，３６にはばねが設けられており、このばねは、各ロッキングピストン３５，３６をロッキング位置へ、すなわち支持プレート３３の方向へ押し付け、これにより、ロッキングシステム３７が能動的に作動させられていない場合に、工具ホルダ１２は工具区画１０内に安全に保持される。
【００４８】
ロッキングピストン３５，３６をロック解除位置へ移動させるために、追加的な手作業の補助を付加的に提供することも可能である。
【００４９】
工具ホルダ１２が工具区画１０から取り出されると、工具ホルダ１２と同様に設計されているが異なる工具を支持した工具ホルダを、工具区画１０に滑り込ませることができる。レーザ機械１と、異なる工具を支持した２つ以上の工具ホルダとは、各工具ホルダの容易な交換／置換を可能にするレーザ機械システムを形成する。ロッキングシステム３７により、各工具ホルダ１２は、最初の使用時に一回だけ調節されればよい。
【００５０】
図３に示したように、支持プレート３３にはさらに、接続ノズル４９が設けられており、この接続ノズル４９は、図６に示したように工具ホルダ１２のエアチャネル３２に押し込まれ、これにより、工具ホルダ１２の移動を阻止するようにロッキングシステム３７が作動させられたときに支持プレート３３へ向かう工具ホルダ１２の移動により、エアチャネル３２はレーザ機械１の圧力システムに接続される。
【００５１】
エアチャネル３２を含む図４の拡大図である図６に示したように、エアチャネル３２の反対側の端部にはノズル５０が設けられており、このノズル５０は、圧縮空気が所望の方向に向かって、特に機械加工される対象物に向かって方向付けられるように調節可能である。
【００５２】
図６から見て取れるように、接触エレメント４５とは反対側のねじエレメント４４の自由端部には、工具ホルダ１２が工具区画１０においてロックされた状態にある場合でさえもねじエレメント４４を回転させることができるように、工具先端部のための輪郭（係合部）が設けられている。
【００５３】
さらに、図６は、ロッキングピストン３５，３６の代わりに少なくとも１つのロッキング磁石５１を提供するロッキングシステム３７の択一的な実施の形態を示している。図６による実施の形態において、ロッキング磁石５１は調節ユニット２９に割り当てられている。ロッキング磁石５１は、作動時に工具ホルダ１２を支持プレート３３に引き付ける操作可能な電磁石として設計されている。ロッキング磁石５１は、支持プレート３３内に配置されており、レーザ機械１の制御ユニットに電気的に接続されている。図６の例示的な実施の形態によれば、ロッキング磁石５１は、好適にはねじエレメント４４の回転軸線と同軸的に配置された環状磁石として設計されている。もちろん、ロッキング磁石５１を異なる形状で設計することもできる。この実施の形態によれば、各調節ユニット２９，３０および３１には、対応して設計および配置されたロッキング磁石５１が割り当てられている。別の実施の形態（図示せず）によれば、１つ以上のロッキング磁石を、特に支持プレート３３の平面において、各調節ユニット２９，３０，３１から間隔を置いて配置することもできる。図６の実施の形態によれば、ロッキングピストン３５，３６は、もはや不要であり、好適には省略される。工具区画１０に対する工具ホルダ１２の事前の位置合わせのために、工具区画１０には、１つ以上の滑りストッパが設けられており、これらの滑りストッパは、調節ユニット２９〜３１が少なくとも実質的にそれぞれの相手方接触部と位置合わせされるように、工具区画１０内への工具ホルダ１２の滑り移動を制限する。
【００５４】
前記レーザ機械システムのレーザ機械１には、好適には、工具ホルダ１２と交換される準備がなされた、多数の異なる工具を含んだ工具ラックが設けられている。好適には、工具ホルダ１２を工具区画１０から取り外し、工具ホルダ１２をラックの空のトレーに配置し、工具ラックの別のトレーから異なる工具を取り出し、この工具を工具区画１０へ滑り込ませ、工具区画において工具がロッキングシステム３７によってロックされる、自動交換機が提供される。
【符号の説明】
【００５５】
１  レーザ機械、  ２  ハウジング、  ３，４  光源、  ５  カメラ、  ６  光学系、  ７  案内モジュール、  ８  検流計レーザヘッド、  ９  レーザビーム、  １０  工具区画、  １１  前側、  １２  工具ホルダ、  １３，１４  側面、  １５  案内スロット、  １６  案内システム、  １７  挿入エレメント、  １８，１９  凹所、  ２０  前側エッジ、  ２２  開口、  ２３  工具、  ２５  ブシュ、  ２６  上側、  ２７  ロッキングシステム３７  調節システム、  ２９〜３１  調節ユニット、  ３３  支持プレート、  ３４  案内レール、  ３５，３６  ロッキングピストン、  ３７  ロッキングシステム、  ３９  突出部、  ３９，４０  ディスク、  ４２  空気圧力システム、  ４３  ねじ穴、  ４４  ねじエレメント、  ４５  接触エレメント、  ４６  平坦な面、  ４７  実質的に矩形の凹所、  ４８  円形の凹所、  ４９  接続ノズル、  ５１  ロッキング磁石、  ５２  挿入スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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