(57)【要約】  本発明は、レーザ加工ツール（４）がそこに設けられ、かつ素材がレーザ加工ツール４によってそこで加工される第１のステーション（ＩＩＩ）と、素材がそこで測定及び／又は加工される少なくとも第２のステーション（ＩＩ）と、第１のステーション（ＩＩＩ）及び第２のステーション（ＩＩ）間で素材を移動するための搬送デバイス（５）とを含む素材から材料を除去するためのレーザ加工機械に関連し、搬送デバイス（５）は、少なくとも２つの搬送ユニット（６、７）を有し、搬送ユニット（６、７）は、搬送ユニット（６、７）が、第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）がそれに沿って配置された第１の空間方向（ｘ）に互いに追い越すように移動することができるように、２つの異なる空間方向（ｘ、ｙ）に互い独立に移動することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材から材料を除去するためのレーザ加工機械であって、
レーザ加工ツール（４）が設けられ、かつ前記素材が該レーザ加工ツール（４）によってそこで加工される少なくとも第１のステーション（ＩＩＩ）と、
前記素材がそこで測定及び／又は加工される少なくとも第２のステーション（ＩＩ）と、
前記第１のステーション（ＩＩＩ）及び前記第２のステーション（ＩＩ）間で前記素材を移動するための搬送デバイス（５）と、
を含み、
前記搬送デバイス（５）は、少なくとも２つの搬送ユニット（６、７）を有し、該搬送ユニット（６、７）は、前記第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）が沿って配置された第１の空間方向（ｘ）に該搬送ユニット（６、７）が互いに追い越すように移動することができるように、２つの異なる空間方向（ｘ、ｙ）に互い独立に移動することができる、
ことを特徴とするレーザ加工機械。
【請求項２】
前記搬送デバイス（５）は、第２の空間方向（ｙ）に延びるガイドレール配置（８）を有し、
互いに独立に移動することができる少なくとも２つの走行レール（９ａ、９ｂ）が、このガイドレール配置（８）上に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機械。
【請求項３】
１つ、特に正確に１つの搬送ユニット（６、７）が、各走行レール（９ａ、９ｂ）上で案内され、かつ前記第２の空間方向（ｙ）に対して横断方向に延びる前記第１の空間方向（ｘ）に移動可能であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機械。
【請求項４】
前記ガイドレール配置（８）上の前記走行レール（９ａ、９ｂ）の移動、及び／又はそれぞれの該走行レール（９ａ、９ｂ）上の前記搬送ユニット（６、７）の移動が、線形直進ドライブを用いて達成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項５】
前記第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）は、共通の垂直に位置合わせされた機械平面（ＭＥ）に配置され、
レーザ加工機械（１）が、互いに追い越すように前記搬送ユニット（６、７）を移動するための少なくとも１つの走行レール（９ａ、９ｂ）が前記機械平面（ＭＥ）に対して横断方向に延びる第２の空間方向（ｙ）に沿って移動されるように設計される、
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項６】
走行レール（９ａ、９ｂ）又は少なくとも２つの走行レール（９ａ、９ｂ）が前記第２の空間方向（ｙ）に沿って移動されるように設計することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機械。
【請求項７】
前記搬送ユニット（６、７）が互いに追い越して移動された後に、前記少なくとも１つの走行レール（９ａ、９ｂ）が前記第２の空間方向（ｙ）に沿って移動して戻されるように設計することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のレーザ加工機械。
【請求項８】
前記ガイドレール配置（８）及び／又は前記走行レール（９ａ、９ｂ）は、温度安定化されることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項９】
前記走行レール（９ａ、９ｂ）を調節するためのドライブ及び／又は前記搬送ユニット（６、７）を調節するためのドライブが、温度安定化されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１０】
各搬送ユニット（６、７）が、互いに直交する少なくとも２つの空間軸の周りに回転及び／又は旋回させることができる素材ホルダ（６．１、７．１）を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１１】
前記搬送ユニット（６、７）の各々が、素材ホルダ（６．１、７．１）を有し、
異なる走行レール（９ａ、９ｂ）上に設けられた前記搬送ユニット（６、７）は、前記素材ホルダ（６．１、７．１）がそれぞれの該走行レール（９ａ、９ｂ）から異なる側で突出するように配置される、
ことを特徴とする請求項２から請求項９に記載のレーザ加工機械。
【請求項１２】
素材給送ステーションとして設計された第３のステーション（Ｉ）が設けられることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１３】
前記第２のステーション（ＩＩ）は、前記第１のステーション（ＩＩＩ）及び前記第３のステーション（Ｉ）間に設けられることを特徴とする請求項１２に記載のレーザ加工機械。
【請求項１４】
前記第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）は、該第１の空間方向（ｘ）に対して横断方向に延びる第２の空間方向（ｙ）への移動なしに前記素材が前記第１の空間方向（ｘ）に移動した後に前記素材が加工されるように、配置されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１５】
互いに追い越すようにそれらを移動する時に、第１の搬送ユニット（６）が、前記第１のステーション（ＩＩＩ）から前記第２のステーション（ＩＩ）に移動され、かつ第２の搬送ユニット（７）が、該第２のステーション（ＩＩ）から該第１のステーション（ＩＩＩ）に反対方向に移動されるように設計することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１６】
前記第２のステーション（ＩＩ）は、素材情報を記録するためのセンサ（３）を有する測定ステーションであり、
前記素材は、前記素材情報に基づいて前記第１のステーション（ＩＩＩ）で加工される、
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のレーザ加工機械。
【請求項１７】
レーザ加工ツール（４）を有する少なくとも第１のステーション（ＩＩＩ）と、第２のステーション（ＩＩ）と、該第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）間で素材を移動するための少なくとも２つの搬送ユニット（６、７）を有する搬送デバイス（５）とを含むレーザ加工機械（１）を作動させる方法であって、
前記第１のステーション（ＩＩＩ）で第１の搬送ユニット（６）上に保持された素材に対して加工ステップを実施するステップと、
前記第２のステーション（ＩＩ）で第２の搬送ユニット（６）上に保持された素材に対して測定ステップ及び／又は加工ステップを実施するステップと、
前記第１の搬送ユニット（６）を前記第２のステーション（ＩＩ）に及び／又は前記第２の搬送ユニット（７）を前記第１のステーション（ＩＩＩ）に位置決めするために、該搬送ユニット（６、７）が、該第１及び第２のステーション（ＩＩＩ、ＩＩ）が配置された機械平面（ＭＥ）に対して横断方向の第２の空間方向（ｙ）に移動して離間し、かつこの機械平面（ＭＥ）と平行に移動されるように、該第１の搬送ユニット（６）を追い越して該第２の搬送ユニット（７）を移動するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ放射線を用いて素材を加工するための装置及び方法、例えば、素材を穿孔する、切断する、又は素材から材料を除去するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ切断機械のようなレーザ加工機械は公知である。それらは、高エネルギレーザ放射線を供給するレーザ加工ツールを有する。この高エネルギレーザ放射線が加工される素材に印加された場合に、材料は除去される。
【０００３】
測定ステーションで記録された測定値に基づいて素材を加工するために測定ステーションも有するレーザ加工機械が公知である。特に、測定ステーションに設けられたセンサ用いて、その後の素材の加工に対する基準を与える空間内の素材の位置を測定することができる。
【０００４】
これまでに公知になったレーザ加工機械の欠点は、レーザ加工ツールを用いたレーザ加工が比較的短い期間にわたってのみ行われ、素材が給送されて測定される期間は素材の加工に使用することができないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に基づいて、本発明の目的は、素材の加工をその作動時間に関してより有効にするレーザ加工ツールを使用するレーザ加工機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項１及び１７の特徴によって達成される。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００７】
第１の態様により、本発明は、素材から材料を除去するためのレーザ加工機械に関する。レーザ加工機械は、レーザ加工ツールが設けられて素材がレーザ加工ツールによってそこで加工される少なくとも第１のステーションを含む。これに加えて、素材がそこで測定及び／又は加工される少なくとも第２のステーションが設けられる。特に、第２のステーションは、形状、輪郭、高さプロファイル、又は少なくとも１つのマーカなどのような情報を検出するのに使用することができるセンサを含むことができる。センサは、例えば、カメラのような画像記録センサとすることができる。これに代えて又はこれに加えて、第２のステーションはまた、素材を加工するように設計されたツールを有することができる。このツールは、レーザ加工ツール、素材を機械加工するためのツール、又は腐食素材加工（例えば、スパーク腐食）のためのツールとすることができる。更に、第１のステーション及び第２のステーション間で素材を移動するための搬送デバイスが設けられる。搬送デバイスは、少なくとも２つの搬送ユニットを含み、これらは、搬送ユニットが、第１及び第２のステーションが沿って配置された第１の空間方向に互いに追い越して移動可能であるように、２つの異なる空間方向に互い独立に移動可能である。搬送デバイスは、搬送ユニットがそれらが互いに追い越すように移動される前に第２の空間方向に互いに離間し、そのために搬送ユニットをそれらを第１の空間方向に移動することによって衝突回避様式で互いに追い越すように移動することができるように好ましくは設計される。これは、搬送ユニットが第１及び第２の空間方向に同時に移動される場合も含む。
【０００８】
これは、搬送ユニットが、レーザ加工ツールを含む第１のステーションに素材を交互に給送することができ、かつそうする際にこの時点で第１のステーションに位置付けられていない更に別の搬送ユニットが、例えば、既に加工された素材の取り外し、及び／又は新しい素材の給送及びその測定／加工を第２のステーションで達成することができることを保証する。これは、レーザ加工機械のスループット及び従ってその効率を有意に高める。
【０００９】
好ましい実施形態では、搬送デバイスは、第１の空間方向に対して横断方向である第２の空間方向に延びるガイドレール配置を有する。互いに独立に移動することができる少なくとも２つの走行レールが、このガイドレール配置上に設けられる。これらの走行レールは、それらの上で移動する搬送ユニットのための走行経路を形成するのに使用される。走行レールは、搬送ユニットが衝突回避様式で互いに追い越すように移動することを可能にするために、第２の空間方向に沿って互いに独立に移動することができる。
【００１０】
好ましい実施形態では、特に厳密に１つの搬送ユニットが、各走行レール上で案内され、かつ第２の空間方向に対して横断方向に、特に垂直に延びる第１の空間方向に移動可能である。走行レールは、従って、搬送ユニットのためのガイドをそれをこの走行レールに沿って移動することができるように形成する。特に、走行レールは、搬送ユニットのための摺動ガイドを形成する。
【００１１】
好ましい実施形態では、走行レールは、ガイドレール配置上で移動される、及び／又は搬送ユニットは、それぞれの走行レール上で線形直進ドライブを用いて移動される。線形直進ドライブは、高位置決め精度によって特徴付けられる。線形直進ドライブは、走行レールをガイドレール配置に沿って移動し、更に搬送ユニットをこれらの走行レール上で移動することにより、素材をレーザ加工ツールに対して５μｍよりも細かく、特に１μｍよりも細かい精度で配置することができるような位置決め精度を好ましくは有する。
【００１２】
好ましい実施形態では、第１及び第２のステーションは、垂直に位置合わせされた共通の機械平面に配置される。レーザ加工機械は、互いに追い越すように搬送ユニットを移動するために少なくとも１つの走行レールが第２の空間方向に沿って移動されるようにここでは設計される。その結果、移動して離間する前は第１の空間方向に沿って少なくとも一部の重ね合わせセクション（すなわち、共通垂直機械平面に位置する搬送ユニットのセクション）を有する搬送ユニットは、それらを衝突回避様式で互いに追い越すように移動することができるように移動して離間される（すなわち、それらが離間する時に重ね合わせが排除される）。
【００１３】
好ましい実施形態では、１つの走行レール又は少なくとも２つの走行レールは、走行レールが離間した時に搬送ユニットを互いに追い越すように移動することができるように距離が増大されるように第２の空間方向に沿って移動される。
【００１４】
好ましい実施形態では、少なくとも１つの走行レールは、搬送ユニットが互いに追い越すように移動された後に第２の空間方向に沿って移動して戻される。これは、走行レール間の距離を再度短縮し、かつ搬送ユニット、特にその素材ホルダを共通の垂直に位置合わせされた機械平面に再位置決めする。
【００１５】
好ましい実施形態では、ガイドレール配置及び／又は走行レールは、温度安定化される。温度安定化は、特に、循環方式で搬送される流体によって達成することができる。温度安定化の他の変形（例えば、電気的）も想定可能である。これは、熱膨張によって引き起こされる位置決めの不正確性を防止する又は少なくとも有意に低減し、これは、より高い処理精度をもたらす
【００１６】
好ましい実施形態では、走行レールを調節するためのドライブ、搬送ユニットを調節するためのドライブ、及び／又はこれらのドライブのベヤリングが温度安定化される。温度安定化は、ここでもまた、例えば循環方式で搬送される流体によって達成することができる。これは、加工精度を更に改善することを可能にする。
【００１７】
好ましい実施形態では、各搬送ユニットは、少なくとも２つの互いに直交する空間軸の周りに回転及び／又は旋回させることができる素材ホルダを有する。素材ホルダは、特に素材を圧着によって保持するように設計することができる。回転又は旋回は、加工作動の多様性を改善する。すなわち、例えば、素材内に斜孔などを穿孔することができる。
【００１８】
好ましい実施形態では、各搬送ユニットは、素材ホルダを有し、異なる走行レール上に設けられた搬送ユニットは、素材ホルダがそれぞれの走行レールから異なる側で突出するように、すなわち、互いに対面するように配置される。その結果、素材ホルダは、ステーションで実施される加工が相応に走行レールを位置決めすることによって行われる機械平面に配置される。
【００１９】
好ましい実施形態では、素材給送ステーションとして設計された第３のステーションが設けられる。この位置では、加工される素材は、機械又は手のいずれかによって給送することができる。これはまた、例えばロボットを用いて行うことができる。同様に、素材は、素材の後面加工を前面加工の後に実施することができるように第３のステーションで転回させることができる。
【００２０】
好ましい実施形態では、第２のステーション（例えば、測定ステーション）は第１のステーション及び第３のステーション間に設けられる。更に、第３のステーションは、外側ステーションとして設けることができる。これは、第３のステーションに給送された素材は、第２のステーションに移動することができ、一方で加工ステーションでの別の素材は、レーザ加工ツールにより、すなわち、加工作動を中断する必要なく加工されることを意味する。
【００２１】
好ましい実施形態では、第１のステーション及び第２のステーションは、第１のステーションでの素材の加工が、素材を第２のステーションから第１のステーションに第１の空間方向に移動した後に第１の空間方向に対して横断方向に延びる第２の空間方向への移動なく実施されるように、配置される。これは、第２の空間方向に配置する時に位置決めの不正確性がないことで加工精度を更に改善する。
【００２２】
好ましい実施形態では、互いに追い越すように移動する時に第１の搬送ユニットが第１のステーションから第３のステーションに移動され、第２の搬送ユニットが第２のステーションから第１のステーションに反対方向に移動される。言い換えれば、搬送ユニットは、第１のステーション及び第２のステーション間の区域内で互いに追い越すように移動される。これは、レーザ加工ツールが可能な限り長い間にわたって噛み合うことができ、同時に素材を次の搬送ユニットに給送すること又は測定／加工することなどを行うことができることを意味する。
【００２３】
好ましい実施形態では、第２のステーションは、素材情報を記録するためのセンサを有する測定ステーションであり、素材は、測定ステーションで記録された素材情報に基づいて第１のステーションで加工される。従って、素材の測定後に、例えば、正確位置決め方式で材料を除去すること、例えば、孔を生成するように材料を除去することが可能である。
【００２４】
好ましい実施形態では、レーザ源によって供給されるレーザ放射線を揺動運動状態に置く光学ユニットが設けられる。これは、素材内に正又は負の円錐形開口部又は凹部（例えば、同じく刻み目を有する）を生成することを可能にする。
【００２５】
好ましい実施形態では、処理ガスを排気するための装置が、加工ステーションの区域に設けられ、かつレーザ放射線によって蒸発させた材料を追い出すために使用される。加工品質は、処理ガスを供給することによって更に高めることができる。
【００２６】
更に別の態様により、本発明は、レーザ加工ツールを有する少なくとも第１のステーションと、第２のステーションと、第１のステーション及び第２のステーション間で素材を移動するための少なくとも２つの搬送ユニットを有する搬送デバイスとを含むレーザ加工機械を作動させる方法に関連し、本方法は、第１のステーションで第１の搬送ユニット上に保持された素材に対して加工ステップを実施するステップと、第２のステーションで第２の搬送ユニット上に保持された素材に対して測定ステップ及び／又は加工ステップを実施するステップと、第１の搬送ユニットを第２のステーションに位置決めするために及び／又は第２の搬送ユニットを第１のステーションに位置決めするために、搬送ユニットが、第１及び第２のステーションがそこに配置された機械平面に対して横断方向の第２の空間方向に移動して離間し、かつこの機械平面と平行に移動されるように、第２の搬送ユニットを第１の搬送ユニットと追い越すように移動するステップとを含む。
【００２７】
本発明の意味での用語「レーザ加工ツール」は、特に、加工される素材から材料を除去する高エネルギレーザ放射線を供給するツールを意味する。「レーザ加工ツール」は、レーザ放射線がそれによって結束及び／又は集束される光学系を有することができる。
【００２８】
本発明の意味での用語「レーザ加工機械」は、レーザ放射線によって、例えば、レーザ穿孔、レーザ切断、レーザ旋削、又は素材を貫通する開口部を作成することなく材料を除去するだけの平坦材料除去によって材料が除去される機械を特に意味する。
【００２９】
本発明の意味での表現「近似的に」、「実質的に」、又は「約」は、それぞれ正確な値からの±１０％、好ましくは±５％の偏差、及び／又は機能に関して有意でない変化の形態の偏差を意味する。
【００３０】
本発明の発展、利点、及び可能な用途はまた、以下の実施形態の説明から及び図面からもたらされる。説明する及び／又は描かれる全ての特徴は、特許請求の範囲又はそれらの後方照応でのそれらの組合せに関係なく別々に又はあらゆる組合せで原理的に本発明の主題である。特許請求の範囲の内容はまた、この説明の一部にされている。
【００３１】
本発明は、実施形態を用いて図面によって以下でより詳細に解説される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】斜視図でレーザ加工機械の実施形態を一例として示す図である。
【図２】側面図で図１に記載のレーザ加工機械を一例として示す図である。
【図３】上面図で図１及び図２に記載のレーザ加工機械を一例として示す図である。
【図４ａ】図１から図３に記載のレーザ加工機械の搬送デバイスの移動シーケンスを一例として示す概略図である。
【図４ｂ】図１から図３に記載のレーザ加工機械の搬送デバイスの移動シーケンスを一例として示す概略図である。
【図４ｃ】図１から図３に記載のレーザ加工機械の搬送デバイスの移動シーケンスを一例として示す概略図である。
【図４ｄ】図１から図３に記載のレーザ加工機械の搬送デバイスの移動シーケンスを一例として示す概略図である。
【図４ｅ】図１から図３に記載のレーザ加工機械の搬送デバイスの移動シーケンスを一例として示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１から図３の各々は、レーザ加工機械１を異なる図に示している。以下のレーザ加工機械１の説明は、垂直な軸、すなわち、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する直交座標系に基づいている。図示の実施形態では、レーザ加工機械１は、加工ステーションＩＩＩとして第１のステーションと、測定ステーションＩＩとして第２のステーションと、素材給送ステーションＩとして第３のステーションとを含む。この機械構成は全く例示的であり、本発明の他の構成、例えば、２つのステーションのみを有する機械又は第２のステーションが追加の加工ステーションとして計画される機械も含まれることは理解される。素材の望ましい位置決め又は再位置決めを実施することができるように加工ステーションでの加工ツールの隣にセンサを設けることができることも理解される。
【００３４】
素材給送ステーションＩは、加工される素材を適切な方式で給送するように設計される。この目的のために、この素材給送ステーションＩに素材給送ユニット２が設けられる。更に、素材給送ステーションＩは、素材の除去、すなわち、既に加工された素材の除去に向けて使用することができる。更に、素材給送ステーションＩは、例えば、上側加工ステップの後に、次に素材を下側で加工することができるように素材を転回させるために使用することができる。
【００３５】
測定ステーションＩＩは、加工される素材をそれが加工される前に測定するセンサ３を有する。センサ３は、例えば、カメラ又はトポグラフィセンサとすることができる。センサ３を用いて、特に、空間内の素材の局所位置、その輪郭、その高さプロファイル、及び／又は特定の識別マークを記録することができる。次いで、これらのデータに基づいて、素材を加工ステーションＩＩＩで加工することができる。特に、マイクロメートル又はサブマイクロメートルの範囲での素材の高精度加工では、素材を加工することができる前にそのような素材測定が必要である。
【００３６】
加工ステーションＩＩＩは、結束レーザビームを供給するレーザ加工ツール４を有する。レーザ加工ツール４は、１００ｎｓよりも短く（短パルスレーザ）、特に１ｐｓよりも短い（超短パルスレーザ）パルス持続時間を有するパルスレーザビームを供給するように特別に設計される。特に、レーザ加工ツール４は、素材の材料が昇華によって固体から気体凝集状態に直接的に移り、従って蒸発するように設計することができる。これは、高精度材料加工を保証する。更に、素材の上又は搬送ユニット６、７の素材ホルダ６．１、７．１の上の特徴部を検出することを可能にするセンサを加工ステーションＩＩＩに設けることができる。このセンサは、例えば、素材ホルダ６．１、７．１の回転移動又は旋回移動を制御するために素材の位置を決定するために使用することができる。
【００３７】
図１から図３に示すように、材料給送ステーションＩ、測定ステーションＩＩ、及び加工ステーションＩＩＩは、ｘ軸とｚ軸によって示す共通の垂直機械平面ＭＥ内に設けられる。素材給送ステーションＩと測定ステーションＩＩと加工ステーションＩＩＩとは、互いにｘ方向に距離を置いて配置される。
【００３８】
加工される素材を素材給送ステーションＩから更に別のステーションに搬送し、更に素材給送ステーションＩに戻すために（素材を取り外す又は転回させるために）搬送デバイス５が設けられる。搬送デバイス５は、各々が素材ホルダ６．１、７．１を含む少なくとも２つ、図示の実施形態では正確に２つの搬送ユニット６、７を有する。素材ホルダ６．１、７．１は、素材給送ステーションＩから供給された素材を装着する、特に圧着方式で装着するように設計される。素材給送ステーションＩからの移送後に、素材は、素材ホルダ６．１、７．１によって圧着状態で装着され、特に素材の測定と加工の間の期間中に空間内の素材の位置の意図しない変化を回避するために、この圧着装着は、少なくとも測定ステーションＩＩでの素材の測定及び加工ステーションＩＩＩでの素材の加工中に保持される。好ましくは、圧着装着は、素材給送ステーションＩで加工された素材を取り外す又は転回させるために再度解除されるだけである。
【００３９】
搬送デバイス５は、搬送ユニット６、７をｙ方向に移動すること、すなわち、特に機械平面ＭＥと垂直に横断移動することを可能にするガイドレール配置８を有する。ガイドレール配置８は、例えば、機械ベッド１０上で平行に離間して設けられたいくつかのガイドレール８．１を有することができる。
【００４０】
このガイドレール配置８上には走行レール９ａ、９ｂが設けられる。ガイドレール配置８は、走行レール９ａ、９ｂをｙ方向に移動することができるように走行レール９ａ、９ｂと相互作用する。走行レール９ａ、９ｂ上には１つの搬送ユニット６、７が各々設けられ、すなわち、第１の搬送ユニット６が第１の走行レール９ａ上に、第２の搬送ユニット７が第２の走行レール９ｂ上に設けられる。走行レール９ａ、９ｂは、ガイドレール配置８上で互いに独立に移動することができる。特に、走行レール９ａ、９ｂを駆動するために線形ドライブを使用することができる。
【００４１】
搬送ユニット６、７は、それぞれの走行レール９ａ、９ｂ上で、すなわち、走行レール９ａ、９ｂの長手軸に沿って、すなわち、図示の実施形態ではｘ方向に互いに独立に案内される。走行レール９ａ、９ｂをガイドレール配置８上で移動し、更に搬送ユニット６、７を走行レール９ａ、９ｂ上で又はこれらに沿って移動することにより、搬送ユニット６、７を水平に位置合わせされた平面（ｘ−ｙ平面）内で移動することができる。
【００４２】
上述のように、少なくとも測定ステーションＩＩで素材が測定される測定平面、及び加工ステーションＩＩＩで素材が加工される加工平面は共通機械平面ＭＥに位置する。それにより、測定ステーションＩＩで素材を測定した後に、搬送ユニット６、７上に保持された素材をｘ方向の移動だけによって加工ステーションＩＩＩに搬送し、そこでｙ方向の移動なく加工することが原理的に可能になる。図示の実施形態では、搬送ユニット６、７が互いに追い越すように移動することを可能にするために、少なくとも一方、好ましくは両方の搬送ユニット６、７がｙ方向にも移動される。
【００４３】
特に図２で見ることができるように、素材ホルダ６．１、７．１を有する搬送ユニット６、７は、互いに反対に配置され、すなわち、第１の搬送ユニット６の素材ホルダ６．１は、機械の後側の方向（正のｙ方向）に設けられ、第２の搬送ユニット７の素材ホルダ７．１は、機械の前側の方向（負のｙ方向）に設けられる。第１の搬送ユニット６が、例えば、その上に保持された素材を測定するために測定ステーションＩＩに配置され、第２の搬送ユニット７が、例えば、その上に保持された素材を加工するために加工ステーションＩＩＩに配置された機械条件では、搬送ユニット６、７の少なくとも各セクション、特にそれらの素材ホルダ６．１、７．１は、共通機械平面ＭＥに位置するようになる。言い換えれば、搬送ユニット６、７の少なくとも部分的なセクションは、測定ステーションＩＩから加工ステーションＩＩＩへの第１の搬送ユニット６の移動と、それと同時の加工ステーションＩＩＩから素材給送ステーションＩの方向への第２の搬送ユニット７の移動とが搬送ユニット６、７を互いに対してｙ方向に移動することなしでは衝突回避様式で可能ではないように重なる。
【００４４】
以下では、概略的な図４ａから図４ｅに基づいて搬送デバイス５の移動サイクルの例をより詳細に説明する。それらの図は、個々のステーションＩからＩＩＩまでに沿って搬送デバイス５の必須構成要素のみ、すなわち、ガイドレール配置８、走行レール９ａ、９ｂ、及び搬送ユニット６、７を示している。
【００４５】
図４ａでは、第１の搬送ユニット６は、素材給送ステーションＩに加工される素材をそれに供給するために位置付けられる。第２の搬送ユニット７は、保持した素材を測定するために測定ステーションＩＩに位置付けられる。走行レール９ａ、９ｂは、ｙ方向に見た時に素材ホルダ６．１、７．１が同じ高さに配置されるようにｙ方向に配置される。
【００４６】
素材を第１の搬送ユニット６に給送した後に、第１の搬送ユニット６は、測定ステーションＩＩでの測定に向けて例えば一線に並び、第２の搬送ユニット７が測定ステーションＩＩから加工ステーションＩＩＩに移動されるまで待機する。第２の搬送ユニット７が測定ステーションＩＩから出されると、第１の搬送ユニット６は、先に給送された素材を測定するために測定ステーションＩＩに移動される（図４ｂ）。
【００４７】
図４ｃに示すように、次いで、走行レール９ａ、９ｂは、互いの間の距離が延長されるように互いに対してｙ方向に移動して離間する（双方向矢印に示す）。この離間は、２つの走行レール９ａ、９ｂのうちの一方のみ又は両方を移動することによって行うことができる。離間後に、搬送ユニット６、７は反対方向に（ｘ方向に延びる矢印に示す）互いに追い越すように移動される。
【００４８】
搬送ユニット６、７が互いに追い越すように移動されると、走行レール９ａ、９ｂの間の距離は再度低減され、すなわち、図４ｄに反対方向に延びる矢印に示すように、走行レール９ａ、９ｂは、互いに向けて移動される。この場合に、２つの走行レール９ａ、９ｂのうちの一方のみ又は両方を移動することができる。
【００４９】
図４ｅは、搬送ユニット６の上に保持された素材を加工ステーションＩＩＩで加工することができ、搬送ユニット７の上に保持された素材を素材給送ステーションＩで取り外す又は転回させることができるように開始位置にある走行レール９ａ、９ｂの位置を示している。
【００５０】
搬送デバイス５の高い走行精度及び移動シーケンスの非常に正確な再現性を達成するために、搬送デバイス５は、少なくとも部分的に温度安定化される。特に、温度安定化は、流体冷却、特に水冷却によって達成することができる。特に図３で見ることができるように、走行レール９ａ、９ｂは、蛇行して敷設されて温度安定化を行う流体が案内されるライン９．１を有することができる。更に、ガイドレール配置８、走行レール９ａ、９ｂ、又は搬送ユニット６、７のドライブ、及び／又はそれらのユニットのベヤリング要素を温度安定化することができる。従って、熱膨張からもたらされる誤差又は偏差を有意に低減するか又は回避することができる。更に、レーザ加工機械１の加工精度を高めるために、機械ベッド１０を石、特に御影石のような高質量材料で少なくとも部分的に製造することができる。
【００５１】
素材ホルダ６．１、７．１は、ｘ−ｙ方向のそれらの平行移動可動性に加えて回転可能に調節可能とすることができる。特に、素材ホルダ６．１、７．１の各々は、互いに独立した２つの空間軸、特に、ｙ方向に延びる第１の空間軸及び第１の空間軸に対して横断方向に特に垂直に延びる第２の空間軸（ｘ−ｚ平面内を延びる）の周りに回転させることができる。これは、例えば、素材内に傾いた孔を穿孔することができるように、素材をそれぞれのステーションで適切な方式で転回又は旋回させることができることを意味する。
【００５２】
個々のステーションＩからＩＩＩに設けられたユニット、例えば、素材給送ステーションＩに設けられた素材交換ユニット１１又はその一部、測定ステーションＩＩにあるセンサ３、及び加工ステーションＩＩＩにあるレーザ加工ツール４は、それらのユニットによって実施される加工ステップに必要とされる高さにそれぞれのユニットを配置することができるようにｚ方向に移動可能とすることができる。
【００５３】
レーザ加工ツール４上に供給されるレーザ放射線は、レーザユニット１２によって供給される。このレーザユニット１２は、例えば、レーザ加工機械１の機械ベッド１０内に設けられるか又は組み込まれる。レーザユニット１２は、短パルスレーザ（１００ｎｓよりも短いパルス持続時間）又は超短パルスレーザ（１ｐｓよりも短いパルス持続時間）とすることができる。そのようなレーザユニット１２は、除去される材料の特に昇華による素材の高精度加工に向けて使用することができる。この昇華は、例えば、蒸発した材料を追い出すアルゴン又は窒素のような処理ガスの影響下で行うことができる。
【００５４】
レーザユニット１２によって供給されるレーザ放射線は、適切なビームガイド１２によってレーザ加工ツール４に給送される。ビームガイド１３内には、レーザ放射線を揺動運動に設定するための光学系１４を設けることができる。この光学系は、例えば、円柱レンズテレスコープ、楔板光学系、又はいくつかのミラーを有するスキャナ光学系によって形成することができる。レーザビームの揺動移動に起因して、正又は負の円錐形状（レーザビーム方向に対向して又はレーザビーム方向に開いた円錐）を有する孔又は凹部を素材に設けることができる。
【００５５】
好ましくは、レーザユニット１２によって円偏光レーザ放射線が供給される。円偏光は、レーザビームを用いた材料加工が、材料を別の空間方向よりも速く除去する支配的な方向を持たないことを保証する。それにより、単位時間当たりにｘ方向とｙ方向に同じ又は実質的に同じ材料除去がもたらされる。
【００５６】
上記では実施形態を用いて本発明を説明した。本発明が基礎を置く本発明の概念を廃棄することなく多くの変更及び修正が可能であることは理解される。従って、実施形態の以前の説明とは対照的に、レーザ加工機械１は、第１のステーションがレーザ加工ツールを有する加工ステーションであり、第２のステーションが測定ステーション及び／又は更に別の加工ステーションとして設計される２つのステーションのみで構成することができる。構成要素は、次に、例えば第２のステーションに給送することができる。搬送デバイスは、これらのステーション間で搬送ユニットを移動するように設計される。
【００５７】
参照符号のリスト
１  レーザ加工機械
２  素材給送ユニット
３  センサ
４  レーザ加工ツール
５  搬送デバイス
６  第１の搬送ユニット
６．１  素材ホルダ
７  第２の搬送ユニット
７．１  素材ホルダ
８  ガイドレール配置
８．１  ガイドレール
９ａ  第１の走行レール
９ｂ  第２の走行レール
９．１  ライン
１０  機械ベッド
１１  素材交換ユニット
１２  レーザユニット
１３  ビームガイド
１４  光学系
ＭＥ  機械平面
ｘ  ｘ方向
ｙ  ｙ方向
ｚ  ｚ方向
Ｉ  第３のステーション
ＩＩ  第２のステーション
ＩＩＩ  第１のステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【国際調査報告】
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