(57)【要約】  本発明は、熱加工ビーム、特にレーザ加工ビームを用いてワークを加工、特にワークを溶接加工する加工ユニット（３）に関する。熱加工ビームは、加工ユニット（３）によりビーム入射軸線（７）に沿ってワークに向けられることができ、加工ユニット（３）は、回転駆動装置（９）を備え、回転駆動装置（９）により、ワーク加工用の付加モジュール（１０，２２）が、ビーム入射軸線（７）回りに回転可能である。加工ユニット（３）は、連結装置（１６）を備え、連結装置（１６）により付加モジュール（１０，２２）は、回転駆動装置（９）に連結された位置と、回転駆動装置（９）から連結解除された位置との間で可動である。
2019524443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱加工ビーム、特にレーザ加工ビームを用いてワーク（４）を加工、特にワーク（４）を溶接加工する加工ユニット（３）であって、前記熱加工ビームを、前記加工ユニット（３）によりビーム入射軸線（７）に沿ってワーク（４）に向けることができ、前記加工ユニット（３）は、回転駆動装置（９）を備え、前記回転駆動装置（９）により、ワーク加工用の少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）が、前記ビーム入射軸線（７）回りに回転可能である、
加工ユニット（３）において、
前記加工ユニット（３）は、連結装置（１６）を備え、前記連結装置（１６）により前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）は、前記回転駆動装置（９）に連結された位置と、前記回転駆動装置（９）から連結解除された位置との間で可動である、
ことを特徴とする、熱加工ビームを用いてワーク（４）を加工する加工ユニット（３）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）は、供給装置（１０，２２）として形成されており、前記供給装置（１０，２２）により付加材あるいは補助媒体を、前記熱加工ビームが前記ワーク（４）に作用する加工箇所に供給可能であることを特徴とする、請求項１記載の加工ユニット（３）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの付加モジュール（２２）は、保護ガスあるいは作業ガス用のノズルアッセンブリを有することを特徴とする、請求項１または２記載の加工ユニット（３）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの付加モジュール（１０）は、溶加材、特に付加ワイヤの形態の溶加材用の供給装置を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項５】
前記連結装置（１６）は、少なくとも、前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）が前記回転駆動装置（９）に連結された前記位置で、前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）から連結解除可能であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項６】
前記連結装置（１６）は、ローディングアーム（１７）、特に旋回可能なローディングアーム（１７）を有し、前記ローディングアーム（１７）は、前記付加モジュール（１０，２２）に連結可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項７】
前記加工ユニット（３）は、第２の付加モジュール（１０，２２）を備え、前記第２の付加モジュール（１０，２２）は、前記回転駆動装置（９）により前記ビーム入射軸線（７）回りに回転可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項８】
前記加工ユニット（３）は、第２の付加モジュール（２２）を備え、前記第２の付加モジュール（２２）は、第１の前記連結装置（１６）または第２の連結装置により、前記回転駆動装置（９）に連結された位置と、前記回転駆動装置（９）から連結解除された位置との間で可動であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項９】
選択的に、両前記付加モジュール（１０，２２）のいずれも前記回転駆動装置（９）に連結させないか、第１の付加モジュールのみを、第２の付加モジュールのみを、または両前記付加モジュール（１０，２２）を、前記ビーム入射軸線（７）回りの回転ポジショニングのために前記回転駆動装置（９）に連結させることが可能であることを特徴とする、請求項８記載の加工ユニット（３）。
【請求項１０】
前記回転駆動装置（９）は、前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）へのインタフェースに、安全クラッチを有することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項１１】
前記回転駆動装置（９）は、付加材あるいは補助媒体用のロータリフィードスルー（２３）を有し、前記付加材あるいは前記補助媒体は、前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）から前記加工箇所に供給可能であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの付加モジュール（１０，２２）は、前記回転駆動装置（９）によりエンドレスに前記ビーム入射軸線（７）回りに回転可能であることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項１３】
前記加工ビームは、前記回転駆動装置（９）を通して案内されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項１４】
前記加工ユニット（３）は、単数または複数の前記付加モジュール（１０，２２）とは別体の加工ノズル（１４）を備え、前記加工ノズル（１４）を通して前記加工ビームは、前記ワーク（４）に当たる前、案内されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の加工ユニット（３）を備える加工装置（１）であって、運動駆動装置（２）を備え、前記運動駆動装置（２）により前記加工ユニット（３）は、ビーム光学系（８）、前記付加モジュール（１０，２２）および前記連結装置（１６）を伴ってワーク（４）に対して相対的に可動である、
加工装置（１）において、
前記加工装置（１）は、ノズルマガジンを備え、前記ノズルマガジンから前記連結装置（１６）により、前記付加モジュール（２２）用のノズルが出し入れ可能である、
ことを特徴とする加工装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱加工ビーム、特にレーザ加工ビームを用いてワークを加工、特にワークを溶接加工する加工ユニットであって、熱加工ビームは、加工ユニットによりビーム入射軸線に沿ってワークに向けられることができ、加工ユニットは、回転駆動装置を備え、回転駆動装置により、ワーク加工用の付加モジュールが、ビーム入射軸線回りに回転可能である、加工ユニットに関する。
【０００２】
従来技術
熱加工ビームを用いたワークの加工時、例えばワークのレーザ溶接時、レーザビームをワークに向かわせ、かつ場合によっては集光する装置に加え、付加モジュール、例えば側方に配置される保護ガスノズルまたは付加ワイヤノズルを使用することは、一般的である。
【０００３】
特開平１０−６２２９５号公報（JP 10-62295 A）において、例えばレーザ加工ヘッドの形態の加工ユニットであって、作業ガスを加工箇所に供給するガスノズルが側方に配置された加工ユニットが公知である。側方に配置されたガスノズルがワークまたはワークホルダと衝突するおそれがあることに基づくワーク加工時の制限を減じるために、ガスノズルは、回転駆動装置によりレーザ加工ヘッドのビーム入射軸線回りに回転可能である。類似の加工ユニットは、特開昭５７−１８４５９５号公報（JP 57-184595 A）、特開平０９−２７１９６５号公報（JP 09-271965 A）によっても公知となっている。
【０００４】
発明の課題
本発明の課題は、小さな障害輪郭で広範な使用スペクトルの点で優れた加工ユニットを提供することである。
【０００５】
発明の説明
上記課題は、請求項１の特徴を備える加工ユニットにより解決される。
【０００６】
本発明に係る加工ユニットは、特に熱加工ビームを用いてワークを溶接加工するために用いられる。特に好ましくは、レーザ加工ビームの形態の熱加工ビームを用いてワーク加工を実施する加工ユニットである。
【０００７】
加工ユニットにより熱加工ビームは、ビーム入射軸線に沿ってワークに向けられることができる。さらに加工ユニットは、付加モジュールを備え、付加モジュールは、好ましくは、加工ユニットの、ビームをワークに向かわせる手段とは別体に形成されている。柔軟なワーク加工を可能にすべく、付加モジュールは、回転駆動装置によりビーム入射軸線回りに回転可能である。
【０００８】
而るに本発明は、加工ユニットが、付加モジュールを選択的に、回転駆動装置に連結したり、連結解除された位置に配置したりするために、連結装置を備えていることを特徴とする。連結装置により付加モジュールは、つまりビーム入射軸線回りの回転ポジショニングのために回転駆動装置に連結可能であるとともに、回転駆動装置から連結解除された位置に配置可能である。
【０００９】
連結解除された位置は、好ましくは、付加モジュールがこの位置では、加工ユニットの加工箇所から比較的遠く離れているように選択され得る。而して付加モジュールは、目下のワーク加工に必要とされないとき、加工ユニットの、ワークまたはその他の構成部材との衝突に関して特にクリティカルな領域から移動され得る。加工ユニットの有効障害輪郭は、付加モジュールが、連結解除された位置に配置可能でない加工ユニットと比較して、大幅に減じられている。
【００１０】
連結装置の別の利点は、回転駆動装置が付加的に、常に付加モジュールとともに使用されるわけではない別の加工モジュールの回転ポジショニングのために用いられる場合に得られる。而して付加モジュールは、加工ジョブに必要とされないときは、連結解除された位置に配置可能である。そうすれば、付加モジュールは、別の加工モジュールの回転ポジショニング時、連れ回される必要がない。
【００１１】
特に好ましい一実施例において、付加モジュールは、供給モジュールとして形成されており、供給モジュールにより付加材あるいは補助媒体を、熱加工ビームがワークに作用する加工箇所に供給可能である。このような供給モジュールは、一般に、回転駆動装置に連結された位置では、付加材あるいは補助媒体を高信頼性に加工箇所に供給すべく、加工ユニットの加工箇所近傍に配置されていなければならない。それゆえ、このような供給モジュールは、加工箇所の直接的な周囲に位置する特に重要な障害輪郭をなしている。他方、供給モジュールの使用は、場合によっては幾つかの加工ジョブでは不要である。この場合は、本発明による連結装置があるがゆえに、付加モジュールは、衝突領域から、連結解除された位置へ移行され得る。
【００１２】
このような供給モジュールに関する、実際の使用において特に有意な例は、保護ガスあるいは作業ガス用のノズルアッセンブリを含んでいる。あらゆるワーク加工時、特にあらゆる溶接加工時に、付加モジュールにより保護ガスまたは作業ガスを加工箇所に供給することが必要なわけではないので、本発明により付加モジュールを、連結解除された位置へ移行させることは、特に有利であり得る。
【００１３】
付加モジュールに関する、実際の使用において本発明による連結装置が特に有利である別の例は、溶加材、特に付加ワイヤの形態の溶加材用の供給装置を有する供給モジュールである。同一の溶接加工ユニットが、付加材を用いた溶接加工と、付加材を用いない溶接加工とに使用可能であり、付加材なしの加工中は、付加モジュールが、連結解除された位置へ移行され得るので、加工ユニットの障害輪郭が加工箇所の近傍において不必要に付加モジュールにより拡大されてしまうことがない。
【００１４】
付加材用の供給モジュールの場合はまさに、場合によっては存在する接続部およびフィードチューブに基づいて、供給モジュールが、本当に必要とされるときしか、回転駆動装置により連れ回される必要がないと、特に有利である。
【００１５】
特に好ましい一実施例において、連結装置は、少なくとも、付加モジュールが回転駆動装置に連結された位置で、付加モジュールから連結解除可能である。したがって、連結装置は、連結された付加モジュールの回転ポジショニング時、回転駆動装置により連れ回される必要がない。このことは、回転ポジショニングの動特性についての利点の他、連結装置の構造上の構成についての利点も有しており、したがって連結装置は、ビーム入射軸線を中心として相対回動不能に、ひいては構造上より簡単に構成され得る。
【００１６】
高い自動化度を達成すべく、特に好ましい一実施例において、連結装置は、駆動部を有し、駆動部により付加モジュールは、回転駆動装置に連結された位置と、連結解除された位置との間で可動である。
【００１７】
好ましい一実施例の場合、付加モジュールは、連結装置により、回転駆動装置に連結された位置と、連結解除された位置との間で旋回可能である。構造的に連結装置を加工ユニット内に統合する際に利点が得られる。特に好ましくは、ビーム入射軸線に対して傾いて、特に垂直に延びる旋回軸線回りに旋回運動が実施される。
【００１８】
本発明の特に頑強かつコンパクトな変化態様は、連結装置が、ローディングアーム、特に旋回可能なローディングアームを有し、ローディングアームが、付加モジュールに連結可能であることにより生じる。
【００１９】
好ましくは、加工ユニットが、第２の付加モジュールを備え、第２の付加モジュールは、回転駆動装置によりビーム入射軸線回りに回転可能である。回転駆動装置は、同時に、好ましくはそれぞれ異なるジョブを有する２つの付加モジュールの回転ポジショニングのために用いられ得る。
【００２０】
例えば第１の付加モジュールは、付加材、特に付加ワイヤを供給するために用いられ得る。第２の付加モジュールは、例えば作業ガスあるいは保護ガス用の供給モジュールであり得る。種々の加工ジョブ、特に溶接加工時、作業ガスあるいは保護ガス用の供給モジュールの使用は、必要であるが、付加材（付加ワイヤ）は必要とされない。これらの加工時には、第１の付加モジュールは、連結装置により、連結解除された位置へ移行され得る。
【００２１】
特に好ましい一実施例の場合、加工ユニットは、第２の付加モジュールを備え、第２の付加モジュールは、第１または第２の連結装置により、回転駆動装置にビーム入射軸線回りの回転ポジショニングのために連結可能であるとともに、回転駆動装置から連結解除された位置に配置可能である。
【００２２】
第１の連結装置が同時に第１および第２の付加モジュールの連結および連結解除のために用いられる変化態様は、比較的コンパクトな構造形態の点で優れている。これに対して、第２の連結装置が第２の付加モジュール用に設けられている変化態様は、柔軟性が高い点で優れている。
【００２３】
選択的に、両付加モジュールのいずれも回転駆動装置に連結されていないか、第１の付加モジュールのみ、第２の付加モジュールのみ、または両付加モジュールが、ビーム入射軸線回りの回転ポジショニングのために回転駆動装置に連結可能となっている好ましい一実施例も、その都度の加工ジョブへの特に高い適合性の点で優れている。
【００２４】
発生する場合がある加工ユニットの衝突時にも、回転駆動装置に悪影響を及ぼす危険を減じるべく、回転駆動装置は、好ましくは、安全クラッチを有している。
【００２５】
好ましい一実施例において、回転駆動装置に回転ポジション参照装置が設けられている。この手段により、回転駆動装置が常に高い精度で所定の回転ポジションを占め得ることが保証され得る。
【００２６】
特にコンパクトな構造形態は、回転駆動装置が、付加材あるいは補助媒体用のロータリフィードスルーを有し、付加材あるいは補助媒体が、付加モジュールから加工箇所に供給可能であると、得られる。フィードチューブは、少なくとも一部省略可能である。さらにロータリフィードスルーは、供給モジュールがエンドレスにビーム入射軸線回りに回転可能であることを実現し得る。
【００２７】
概して、特に好ましい一実施例では、第１の付加モジュールおよび／または場合によっては第２の付加モジュールが、回転駆動装置によりエンドレス（無制限）にビーム入射軸線回りに回転可能である。
【００２８】
同じく特にコンパクトな構造形式の点で、加工ビームが回転駆動装置を通して案内されている特に好ましい一実施例は、優れている。
【００２９】
多数の加工ジョブ、特に溶接加工のために、加工ユニットが、加工ノズルを備え、加工ノズルを通して加工ビームが、ワークに当たる前、案内されていると、有利である。加工ノズルは、例えば保護ガスまたは作業ガスを加工箇所に（同軸的に）供給するために用いられる。加工ノズルのノズルホルダは、代替的または付加的にいわゆるクロスジェット装置を有していてもよい。
【００３０】
好ましくは、加工ノズルは、単数または複数の付加モジュールとは別体に形成されている。実際の使用において特に有意であるのは、回転駆動装置に連結された位置で加工ノズルの側方に配置されている単数または複数の付加モジュールである。
【００３１】
熱加工ビーム、特にレーザ加工ビームをワークに向かわせ、かつ集光すべく、加工ユニットは、特に実際の使用において重要な一実施例の場合、ビーム光学系を備えている。一般に、加工ノズルが相対回動不能にビーム光学系に結合されていれば、十分であり、それゆえ好ましい。
【００３２】
特に好ましい一実施例において、回転駆動装置が、ビーム光学系と、（場合によっては相対回動不能な）加工ノズルとの間に配置されていることにより、回転駆動装置は、コンパクトに加工ユニット内に統合されている。
【００３３】
加工ユニットは、好ましくは、運動駆動装置に取り付けられるように設けられている。運動駆動装置により加工ユニットは、ビーム光学系、付加モジュールおよび連結装置を伴ってワークに対して相対的に可動である。加工ユニットは、特に加工ヘッドとして形成されている。運動駆動装置は、運動駆動装置に取り付けられた加工ユニットとともに加工装置を形成している。運動駆動装置として、例えばハンドリングロボットが挙げられる。ハンドリングロボットにより加工ユニットあるいは加工ヘッドは、ワークに対して相対的に可動である。
【００３４】
特に好ましい一実施例において、付加モジュールは、保護ガスあるいは作業ガス用のノズルアッセンブリを有し、加工装置は、ノズルマガジンを備え、ノズルマガジンから連結装置により、付加モジュール用のノズルが出し入れ可能である。自動化されてそれぞれの加工ジョブに適合され得る高度に柔軟な加工装置が得られる。
【００３５】
本発明の別の構成は、従属請求項および以下に説明する本発明の実施例の対象である。以下に本発明について実施例を基に添付の図面を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ハンドリングロボットに設けられたレーザ溶接ヘッドを備えるレーザ溶接加工装置を示す図である。
【図２】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第１の例を示す図である。
【図３】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第１の例を図２とは異なる状態で示す図である。
【図４】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第１の例を図２および図３とは異なる状態で示す図である。
【図５】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第２の例を示す図である。
【図６】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第２の例を図５とは異なる状態で示す図である。
【図７】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第３の例を示す図である。
【図８】１つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第３の例を図７とは異なる状態で示す図である。
【図９】２つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第４の例を示す図である。
【図１０】２つの付加モジュールと１つの連結装置とを備えるレーザ溶接ヘッドの第４の例を図９とは異なる状態で示す図である。
【図１１】レーザ溶接ヘッドの第５の例の一部の斜視図である。
【図１２】回転駆動装置の回転ポジション参照装置の一例を備えるレーザ溶接ヘッドを示す図である。
【図１３】回転駆動装置の回転ポジション参照装置の一例を備えるレーザ溶接ヘッドを示す図である。
【図１４】回転駆動装置の回転ポジション参照装置の一例を備えるレーザ溶接ヘッドを示す図である。
【００３７】
図１には、ハンドリングロボット２の形態の運動駆動装置を備える加工装置１を例示している。加工装置１は、レーザ溶接加工装置として形成されている。このために、ハンドリングロボット２のアームには、レーザ溶接ヘッド３として形成された加工ユニットが取り付けられている。溶接ヘッド３は、ハンドリングロボット２により、ワークテーブル５上に配置されたワーク４に対して相対的に、様々な溶接ジョブを実施すべく可動である。
【００３８】
以下では、さらなる図面を参照しつつ、例えば図１に示した加工装置１で使用することが可能な加工ユニット、特にレーザ溶接ヘッド３の様々な例について説明する。
【００３９】
図２ないし４には、レーザ溶接ヘッド３の第１の例を３つの異なる状態で示してある。レーザ溶接ヘッド３により、レーザケーブル６を介して溶接ヘッド３に供給されたレーザ加工ビームを、ビーム入射軸線７に沿ってワーク４に向かわせることができる。レーザビームをワーク４に向かわせ、かつ集光すべく、溶接ヘッド３は、ビーム光学系８を備えている。例えばビーム光学系８は、単数または複数のレーザレンズまたはレーザミラーを有している。図中、ビーム光学系８の詳細は示していない。
【００４０】
さらに溶接ヘッド３は、回転駆動装置９を備え、回転駆動装置９により、ワーク加工用の付加モジュール１０が、ビーム入射軸線７回りに回転可能であり、加工ビームは、回転駆動装置９を通して案内されている。
【００４１】
図示の例では、付加モジュール１０は、供給装置として形成されており、供給装置により付加材を、熱加工ビームがワーク４に作用する加工箇所に供給可能である。特に供給装置は、溶加材、特に付加ワイヤの形態の溶加材用の供給装置である。供給装置は、付加ワイヤ用のフィードチューブ１１を有し、フィードチューブ１１は、ワイヤノズル１２に接続されている。ワイヤノズル１２は、断接自在の連結部１３により回転駆動装置９に連結可能である。
【００４２】
代替的に付加モジュール１０は、保護ガスあるいは作業ガス用のノズルアッセンブリとして形成されていてもよい。このような付加モジュールをさらなる付加モジュールとして備えるレーザ溶接ヘッド３の一例について、さらに下で説明する。レーザ溶接ヘッド３の図示しない例では、連結装置により作動させたり、作動を停止させたりすることが可能な、ノズルアッセンブリを有する１つの付加モジュールしか設けられていなくてもよい。
【００４３】
図２ないし４に示したレーザ溶接ヘッド３は、付加モジュール１０とは別体の加工ノズル１４を備え、加工ノズル１４を通して加工ビームは、ワーク４に当たる前、案内されている。加工ノズル１４は、保護ガスまたは作業ガスを同軸的に供給するために用いられ得る。代替的または補足的に、クロスジェット装置を有する加工ノズル１４のノズルホルダ１５が設けられていてもよい。加工ノズル１４は、ノズルホルダ１５を介して相対回動不能にビーム光学系８に、あるいはビーム光学系８のハウジングに結合されており、回転駆動装置９は、ビーム光学系８と加工ノズル１４との間に配置されている。
【００４４】
さらに加工ユニットは、連結装置１６を備え、連結装置１６により付加モジュール１０は、回転駆動装置９に連結された位置と、回転駆動装置９から連結解除された位置との間で可動である。
【００４５】
連結装置１６は、ローディングアーム１７を有し、ローディングアーム１７は、連結部１８を有し、連結部１８によりローディングアーム１７は、付加モジュール１０と連結可能である。さらに連結装置１６は、直動駆動部１９を有し、直動駆動部１９により付加モジュール１０は、連結された位置と、連結解除された位置との間で可動である。例えば直動駆動部１９は、電動式のスピンドルドライブや、液圧式または空気圧式のストロークシリンダとして形成されていてもよい。
【００４６】
図２には、付加モジュール１０を、回転駆動装置９に連結された位置で示してある。この位置では、付加モジュール１０は、加工ノズル１４の側方に配置されている。その点では、付加モジュール１０は、ワーク加工時の重大な障害輪郭、即ち障害物をなしている。連結装置１６は、図２では、付加モジュール１０から連結解除されており、引き戻された静止ポジションにある。
【００４７】
図３には、付加モジュール１０がまさに回転駆動装置９に連結されるときまたは回転駆動装置９から連結解除されるときの状況を示している。ローディングアーム１７は、直動駆動部１９により静止ポジションから下方に連結ポジションへと移動されている。例えばローディングアーム１７の下端には、詳細は示さないロッキングシリンダが取り付けられており、ロッキングシリンダは、ローディングアーム側の連結部１８をロック解除するとともに、回転駆動部側の連結部１３をロックする（その逆もまた然り）ために用いられる。
【００４８】
図４には、付加モジュール１０を、連結解除された位置で示している。図３から出発してローディングアーム１７は、ローディングアーム１７に取り付けられた付加モジュール１０とともに上方に、引き戻された静止ポジションへと移動されている。この配置では、確かに付加モジュール１０を使用しないワーク加工のみが実施可能であるが、このために付加モジュール１０は、障害輪郭をなさない。例えば極めて狭小なプロファイル（構造物）の底部における溶接加工が実施可能である。
【００４９】
図５ないし１０には、レーザ溶接ヘッド３の別の変化態様を示している。これらのレーザ溶接ヘッド３の変化態様は、多くの構成部材の点で図２ないし４の変化態様と一致している。それゆえ同一または類似の構成部材には同じ符号を使用し、それらの機能について繰り返し説明することは省略する。
【００５０】
図５および６に示した変化態様は、図２ないし４に示した変化態様とは、主として、付加モジュール１０を、連結された位置と、連結解除された位置との間で移行させるべく、連結装置１６のローディングアーム１７が旋回可能である点で相違している。図５および６に示した例では、旋回軸線２０は、両図の図平面に対して垂直にかつビーム入射軸線７に対して垂直に延びている。
【００５１】
図５には、付加モジュール１０がローディングアーム１７によりまさに回転駆動装置９に連結されるときの状況を示している。これに対して図６には、付加モジュール１０が連結解除された位置に配置されているときの状況を示している。ローディングアーム１７の旋回運動を実施すべく、例えば電動式の回転駆動部２１が設けられている。
【００５２】
図７および８には、レーザ溶接ヘッド３の別の例を示してあり、本例では、連結装置１６のローディングアーム１７は、回転駆動部２１により、ビーム入射軸線７に対して垂直に延びる旋回軸線２０回りに旋回可能である。しかし、図５および６とは異なり、旋回軸線２０は、図７および８の図平面内を延びている。
【００５３】
図９および１０にも、レーザ溶接ヘッド３の一変化態様を示してあり、本変化態様では、連結装置１６のローディングアーム１７は、回転駆動部２１により、ビーム入射軸線７に対して垂直にかつ両図の図平面内を延びる旋回軸線２０回りに旋回可能である。これまで説明してきた変化態様とは異なり、レーザ溶接ヘッド３は、第２の付加モジュール２２を備え、第２の付加モジュール２２は、回転駆動装置９によりビーム入射軸線７回りに回転可能である。第２の付加モジュール２２は、保護ガスあるいは作業ガス用のノズルアッセンブリを有している。ガスをノズルアッセンブリに供給すべく、回転駆動装置９は、ロータリフィードスルー２３を有している。このロータリフィードスルー２３があるがゆえに、付加モジュールは、エンドレス、即ち無制限に回転駆動装置９によりビーム入射軸線７回りに回転可能である。このことは、図示の例では、第１の付加モジュール１０が回転駆動装置９に連結されていないときにのみ当てはまる。第２の付加モジュール２２を介して保護ガスあるいは作業ガスが加工箇所に供給され得るので、加工ノズル１４は、省略されてもよい。
【００５４】
図９および１０に示した例の連結装置１６は、図７および８の連結装置１６に類似した形で形成されている。しかし、図９および１０に示した例の連結装置１６は、第１の付加モジュール１０も、第２の付加モジュール２２も、回転駆動装置９に連結された位置と、回転駆動装置９から連結解除された位置との間で移行させることができる。
【００５５】
図９には、両付加モジュール１０，２２が回転駆動装置９に連結されている状況を示している。図１０では、第１の付加モジュール１０が、連結された位置に配置され、第２の付加モジュール２２が、連結解除された位置に配置されている。レーザ溶接ヘッド３を、図９に示した状態から図１０に示した状態へ移行させるには、まず、ローディングアーム１７が第２の付加モジュール２２を把持できる回転位置へ、回転駆動装置９が第２の付加モジュール２２を回転させねばならないことは、自明である。特にこのために１８０°の回転が実施されねばならない。続いてローディングアーム１７は、第２の付加モジュール２２を回転駆動装置９から連結解除することができる。
【００５６】
図９および１０に類似したレーザ溶接ヘッド３の図示しない一変化態様では、連結解除された付加モジュール１０，２２が、例えば付加モジュールホルダに引き渡されてもよい。この場合は、両付加モジュール１０，２２を同時に回転駆動装置９から連結解除することが可能である。このような変化態様の場合、選択的に、両付加モジュール１０，２２のいずれも回転駆動装置９に連結させないか、第１の付加モジュールのみを、第２の付加モジュールのみを、または両方の付加モジュール１０，２２を、ビーム入射軸線７回りの回転ポジショニングのために回転駆動装置９に連結することが可能である。
【００５７】
別の一変化態様では、第２の付加モジュール２２用に第２の連結装置を設けることも可能である。本変化態様も、選択的に、両付加モジュール１０，２２のいずれも回転駆動装置９に連結されないか、第１の付加モジュールのみが、第２の付加モジュールのみが、または両方の付加モジュール１０，２２が、ビーム入射軸線７回りの回転ポジショニングのために回転駆動装置９に連結可能であることを特徴とする。
【００５８】
図１１には、図９および１０に示した変化態様に類似したレーザ溶接ヘッド３の一部を例示している。第２の付加モジュール２２は、複数の作業ガスノズルあるいは保護ガスノズルを有するノズルアッセンブリを有し、作業ガスノズルあるいは保護ガスノズルは、加工ノズル１４の側方に取り付けられている。図１１には、クロスジェット装置２４を有するノズルホルダ１５を示してある。ノズルホルダ１５は、図示しないビーム光学系８に相対回動不能に取り付けられている。ノズルホルダ１５と、図示しないビーム光学系８との間には、回転駆動装置９が配置されている。回転運動を発生させるべく、電気モータ２５が設けられており、電気モータ２５は、Ｖベルト２６により回転運動を回転調節部２７に伝達する。回転調節部２７には、第２の付加モジュール２２の保護ガスノズルアッセンブリが、断接自在に連結されている。図１１では、第１の付加モジュール１０は、回転駆動装置９に連結されておらず、それゆえ図示されていない。回転調節部２７内には、図１１では隠れて見えないガス用のロータリフィードスルーが設けられている。
【００５９】
好ましくは、図示したすべての変化態様の回転駆動装置９に、安全クラッチが設けられている。これにより、付加モジュール１０，２２がワーク４およびワークホルダと衝突しても、レーザ溶接ヘッド３が損害を受けないことが保証されている。
【００６０】
図１２ないし１４を参照しながら、回転駆動装置９の回転ポジション参照装置２８が原理的にどのように構成されているかを説明する。
【００６１】
図１２に示した変化態様では、カムプロファイル３０が回転調節部２７に設けられており、カムプロファイル３０にはロッカ（傾倒棒）３１が摺動可能に接触している。回転位置次第でロッカ３１は、カムプロファイル３０に基づいて所定の傾倒位置を占める。この傾倒位置から回転調節部２７の回転位置が算出され得る。
【００６２】
図１３では、相対回動不能にビーム光学系８のハウジングに取り付けられた近接センサ４０が、付加モジュール１０，２２用の連結部の参照特徴４１、例えば測定フラッグが近接センサ４０の直下に配置されているか否かを確認するために用いられる。この回転位置は、回転駆動装置９の所定の参照回転位置である。参照回転位置へは、例えば付加モジュールが使用される各加工ジョブを行う前に移動され得る。このために回転調節部２７は、近接センサ４０が参照特徴４１の存在を検出するまで、回転させられる。
【００６３】
図１４は、特に好ましい一変化態様を示しており、本変化態様では、参照特徴４１が、回転調節部２７に設けられた連結部に設けられているのではなく、付加モジュール２２に設けられている。これにより参照特徴は、回転ポジションの参照のためだけに利用され得るのではなく、付加モジュール２２の存在の照会のためにも利用され得る。参照時、回転調節部２７が完全に１回転（すなわち３６０度）しても、近接センサ４０により参照特徴４１の存在を検出できなければ、付加モジュール２２の不在が確認される。不在は、例えば付加モジュール２２がワークまたは治具と衝突したことにより発生し得る。すなわち付加モジュール２２は、衝突時に過誤により連結が解かれてしまうことがある。
【００６４】
図面を参照しながら幾つかの好ましい実施例についてのみ説明してきた。既に言及した改変の他、多くの別の改変が可能である。例えば一変化態様では、付加モジュールは、ワイヤおよび保護ガスあるいは作業ガス用の複合型のノズルアッセンブリを有していてもよく、加工装置には、ノズルマガジンが設けられている。連結装置により、マガジン内に存在するノズルアッセンブリは、交換可能である。
【００６５】
好ましくは、加工ユニットは、ワークのレーザ溶接加工に用いられる。しかし、加工ユニットは、例えばプラズマ溶接ユニットとして形成されていてもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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