A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR OBERFLÄCHENBEARBEITUNG EINES WERKSTÜCKS, INSBESONDERE EINER NATURSTEINPLATTE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Größe, insbesondere von Natursteinplatten, welche eine Laserstrahlenquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls, eine Bearbeitungsoptik zur Fokussierung und Strahlablenkung des Laserstrahls und eine optische Erfassungseinheit zur dreidimensionalen Vermessung des Werkstücks aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks, welches folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Werkstücks, insbesondere einer Natursteinplatte; Dreidimensionalen Vermessung des Werkstücks mit einer optischen Erfassungseinheit; Fokussierung und Strahlablenkung eines Laserstrahls einer Laserstrahlenquelle mit einer Bearbeitungsoptik; Oberflächenbearbeitung des Werkstücks mittels Laserstrahl entsprechend eingestellten Prozessparametern. Hierdurch wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Oberflächigenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere Natursteinen, zur Verfügung gestellt, welche(s) die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet und wodurch insbesondere Werkzeug- und Maschinenverschleiß sowie die Gesamtkosten verringert werden. Dabei werden die Möglichkeiten, die Komplexität und die Flexibilität und Individualisierung der Natursteinoberflächen erweitert und die Produktionsschritte zur Herstellung von Oberflächencharakteristiken auf Natursteinplatten unterschiedlicher Abmessungen flexibler und effizienter gestaltet und der Automatisierungsgrad erhöht. Dabei sind unterschiedliche Oberflächencharakteristika herstellbar, die sich in Form, Verteilung und Grad des Materialabtrags, sowie in der Art der Wechselwirkung, die eine bestimmte Oberflächencharakteristik hervorruft, unterscheiden. Insbesondere sind durch die Erfindung auch die Oberflächen von Dolomit, Jurakalkstein oder ähnlich gearteten Natursteinen ohne lokale Verdichtung der Kristallstruktur bearbeitbar. Ferner ist eine hintereinandergeschaltete Bearbeitung von unterschiedlichen Abmessungen und/oder Materialien möglich.
The invention relates to a device for machining the surface of workpieces of different sizes, in particular natural stone slabs, having a laser beam source for generating a laser beam, an optical machining system for focusing and deflecting the laser beam, and an optical detection unit for three-dimensionally measuring the workpiece. The invention additionally relates to a method for machining the surface of a workpiece, having the following steps: providing a workpiece, in particular a natural stone slab; three-dimensionally measuring the workpiece using an optical detection unit; focusing and deflecting a laser beam of a laser beam source using an optical machining system; and machining the surface of the workpiece according to set process parameters using a laser beam. In this manner, a device and a method are provided for machining the surface of workpieces, in particular natural stone, said device and method preventing the disadvantages of the aforementioned prior art, thereby reducing tool and machine wear as well as overall costs in particular. In the process, the range of possibilities, complexity, flexibility, and individualization of the natural stone surfaces are expanded, the production steps for producing surface characteristics on natural stone slabs of different dimensions are more flexibly and efficiently designed, and the degree of automation is increased. Different surface characteristics can be produced which differ in shape, distribution, and degree of material removal as well as in the type of interaction which produces a specific surface characteristic. In particular, the invention allows the surfaces of dolomite, Jura limestone, or similar natural stones to be machined without locally compacting the crystal structure. Furthermore, it is possible to successively machine different dimensions and/or materials.
L'invention concerne un dispositif d'usinage de surface de pièces de différentes tailles, notamment de plaques en pierre naturelle, comprenant : une source de rayonnement laser pour produire un faisceau laser ; une optique d'usinage pour focaliser et dévier le faisceau laser ; et une unité de détection optique pour la mesure tridimensionnelle de la pièce. L'invention concerne par ailleurs un procédé pour l'usinage de surface d'une pièce, qui présente les étapes suivantes consistant à : fournir une pièce, notamment une plaque de pierre naturelle ; effectuer la mesure tridimensionnelle de la pièce avec une unité de détection optique ; focaliser et dévier un faisceau laser issu d'une source de rayonnement laser avec une optique d'usinage ; réaliser l'usinage de surface de la pièce au moyen du faisceau laser en correspondance avec des paramètres d'usinage établis. Cela permet de fournir un dispositif et un procédé d'usinage de surface de pièces, notamment de pierres naturelles, qui permettent de pallier les inconvénients de l'état de la technique et d'éviter l'usure notamment des outils et de la machine tout en limitant les coûts globaux. L'invention permet d'élargir les possibilités, la complexité, la flexibilité et l'individualisation des surfaces en pierre naturelle, et rend plus flexibles et plus efficaces les étapes de production nécessaires à la réalisation de caractéristiques de surface sur des plaques en pierre naturelle de dimensions différentes, tout en augmentant le degré d'automatisation. Différentes caractéristiques de surface peuvent ainsi être réalisées, lesquelles se différentient en termes de forme, de répartition et de degré de retrait de matière, ainsi qu'en ce qui concerne le type d'interaction qui implique une caractéristique de surface donnée. L'invention permet notamment aussi l'usinage de surfaces de dolomite, de pierre de calcaire jurassien ou pierres naturelles analogues, sans compactage local de la structure cristalline. Un usinage successif de dimensions et/ou matières différentes s'avère par ailleurs possible.
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR OBERFLÄCHENBEARBEITUNG EINES WERKSTÜCKS, INSBESONDERE EINER NATURSTEINPLATTE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Größe, insbesondere von Natursteinplatten, welche eine Laserstrahlenquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls, eine Bearbeitungsoptik zur Fokussierung und Strahlablenkung des Laserstrahls und eine optische Erfassungseinheit zur dreidimensionalen Vermessung des Werkstücks aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks, welches folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Werkstücks, insbesondere einer Natursteinplatte; Dreidimensionalen Vermessung des Werkstücks mit einer optischen Erfassungseinheit; Fokussierung und Strahlablenkung eines Laserstrahls einer Laserstrahlenquelle mit einer Bearbeitungsoptik; Oberflächenbearbeitung des Werkstücks mittels Laserstrahl entsprechend eingestellten Prozessparametern. Hierdurch wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Oberflächigenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere Natursteinen, zur Verfügung gestellt, welche(s) die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet und wodurch insbesondere Werkzeug- und Maschinenverschleiß sowie die Gesamtkosten verringert werden. Dabei werden die Möglichkeiten, die Komplexität und die Flexibilität und Individualisierung der Natursteinoberflächen erweitert und die Produktionsschritte zur Herstellung von Oberflächencharakteristiken auf Natursteinplatten unterschiedlicher Abmessungen flexibler und effizienter gestaltet und der Automatisierungsgrad erhöht. Dabei sind unterschiedliche Oberflächencharakteristika herstellbar, die sich in Form, Verteilung und Grad des Materialabtrags, sowie in der Art der Wechselwirkung, die eine bestimmte Oberflächencharakteristik hervorruft, unterscheiden. Insbesondere sind durch die Erfindung auch die Oberflächen von Dolomit, Jurakalkstein oder ähnlich gearteten Natursteinen ohne lokale Verdichtung der Kristallstruktur bearbeitbar. Ferner ist eine hintereinandergeschaltete Bearbeitung von unterschiedlichen Abmessungen und/oder Materialien möglich.
The invention relates to a device for machining the surface of workpieces of different sizes, in particular natural stone slabs, having a laser beam source for generating a laser beam, an optical machining system for focusing and deflecting the laser beam, and an optical detection unit for three-dimensionally measuring the workpiece. The invention additionally relates to a method for machining the surface of a workpiece, having the following steps: providing a workpiece, in particular a natural stone slab; three-dimensionally measuring the workpiece using an optical detection unit; focusing and deflecting a laser beam of a laser beam source using an optical machining system; and machining the surface of the workpiece according to set process parameters using a laser beam. In this manner, a device and a method are provided for machining the surface of workpieces, in particular natural stone, said device and method preventing the disadvantages of the aforementioned prior art, thereby reducing tool and machine wear as well as overall costs in particular. In the process, the range of possibilities, complexity, flexibility, and individualization of the natural stone surfaces are expanded, the production steps for producing surface characteristics on natural stone slabs of different dimensions are more flexibly and efficiently designed, and the degree of automation is increased. Different surface characteristics can be produced which differ in shape, distribution, and degree of material removal as well as in the type of interaction which produces a specific surface characteristic. In particular, the invention allows the surfaces of dolomite, Jura limestone, or similar natural stones to be machined without locally compacting the crystal structure. Furthermore, it is possible to successively machine different dimensions and/or materials.
L'invention concerne un dispositif d'usinage de surface de pièces de différentes tailles, notamment de plaques en pierre naturelle, comprenant : une source de rayonnement laser pour produire un faisceau laser ; une optique d'usinage pour focaliser et dévier le faisceau laser ; et une unité de détection optique pour la mesure tridimensionnelle de la pièce. L'invention concerne par ailleurs un procédé pour l'usinage de surface d'une pièce, qui présente les étapes suivantes consistant à : fournir une pièce, notamment une plaque de pierre naturelle ; effectuer la mesure tridimensionnelle de la pièce avec une unité de détection optique ; focaliser et dévier un faisceau laser issu d'une source de rayonnement laser avec une optique d'usinage ; réaliser l'usinage de surface de la pièce au moyen du faisceau laser en correspondance avec des paramètres d'usinage établis. Cela permet de fournir un dispositif et un procédé d'usinage de surface de pièces, notamment de pierres naturelles, qui permettent de pallier les inconvénients de l'état de la technique et d'éviter l'usure notamment des outils et de la machine tout en limitant les coûts globaux. L'invention permet d'élargir les possibilités, la complexité, la flexibilité et l'individualisation des surfaces en pierre naturelle, et rend plus flexibles et plus efficaces les étapes de production nécessaires à la réalisation de caractéristiques de surface sur des plaques en pierre naturelle de dimensions différentes, tout en augmentant le degré d'automatisation. Différentes caractéristiques de surface peuvent ainsi être réalisées, lesquelles se différentient en termes de forme, de répartition et de degré de retrait de matière, ainsi qu'en ce qui concerne le type d'interaction qui implique une caractéristique de surface donnée. L'invention permet notamment aussi l'usinage de surfaces de dolomite, de pierre de calcaire jurassien ou pierres naturelles analogues, sans compactage local de la structure cristalline. Un usinage successif de dimensions et/ou matières différentes s'avère par ailleurs possible.
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR OBERFLÄCHENBEARBEITUNG EINES WERKSTÜCKS, INSBESONDERE EINER NATURSTEINPLATTE
DEVICE AND METHOD FOR MACHINING THE SURFACE OF A WORKPIECE, IN PARTICULAR A NATURAL STONE SLAB
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ D'USINAGE DE SURFACE D'UNE PIÈCE, NOTAMMENT D'UNE PLAQUE EN PIERRE NATURELLE
STRASSER MICHAEL (author)
2021-06-17
Patent
Electronic Resource
German
European Patent Office | 2021
|Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Werkstücks
European Patent Office | 2017
|VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES SILIZIUMKARBIDHALTIGEN WERKSTÜCKS
European Patent Office | 2024
|VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES SILIZIUMKARBIDHALTIGEN WERKSTÜCKS
European Patent Office | 2023
|Vorrichtung zur Herstellung und Oberflächenbearbeitung eines dreidimensionalen Objekts
European Patent Office | 2019
|