CN111182997A - 用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法、用于自动化确定和产生用于控制射束切割装置的切割工具的运动指令的计算机实行的方法以及用于执行所述方法的射束切割装置 - Google Patents

用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法、用于自动化确定和产生用于控制射束切割装置的切割工具的运动指令的计算机实行的方法以及用于执行所述方法的射束切割装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制具有切割工具(21)的射束切割装置(15)的方法，借助于所述方法能够沿着切割轮廓(17)从工件(16)中分离出至少一个工件部分(18)。在此为具有至少一个切割轮廓(17)的所述工件(16)确定至少一个切割计划(48)，所述切割轮廓用于至少一个要从所述工件(16)中分离出的工件部分(18)(步骤a))。随后，确定所述工件(16)和/或所述切割计划(48)和/或至少一个要分离出的工件部分(18)的相对方位(步骤b))。紧接着确定所述工件支撑件(30；130)的至少一个支撑点(32)的相对位置(步骤c))。随后确定在要分离出的工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上的至少一个风险区域(28)(步骤d))，跟随有在要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上确定用于切割工具(21)的至少一个开始切割点(29)和/或切除点(129)。此外本发明涉及一种计算机实现的方法以及一种射束切割装置(15)。

Description

用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法、用于自动化 确定和产生用于控制射束切割装置的切割工具的运动指令的 计算机实行的方法以及用于执行所述方法的射束切割装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制根据权利要求1所述的具有切割工具的射束切割装置的方法。本发明还涉及一种根据权利要求21所述的计算机实行的方法，该方法用于自动化确定和产生用于控制射束切割装置的切割工具的运动指令、以及一种根据权利要求23所述的用于执行所述方法的射束切割装置。
背景技术
在工业射束切割装置中，例如在激光射束切割装置或其它流体射束切割装置中，尤其是平板切割装置中，从工件、例如金属板上切出不同大小和形状的工件部分。在此尤其在较薄的金属片的情况下常常引起，定位在工件支承件上的工件部分(或切割对象)在切开之后会倾斜，并且在进一步的切割工艺中与切割头发生碰撞。这会引起生产废品并且在切割头处发生损坏。成问题的主要是较小的到中等的尺寸(50-400mm长度)和较薄的到中等的工件厚度(直至8mm)的工件部分，以及具有较大的内部轮廓或复杂的外部轮廓的工件部分。
为了将在射束切割装置中发生损坏的概率最小化，存在下述射束切割装置，所述射束切割装置借助于传感器系统主动识别切割头与倾斜的工件部分的碰撞并且改变切割头的定位路径，使得避免在切割头处和射束切割装置处的昂贵的损坏。
该已知的解决方案的缺点在于，工件发生移动和/或需要射束切割装置的使用者进行干预。此外尽管如此仍不能排除：切割头损坏。
US 8,455,787 B2公开了一种激光射束切割装置，其中将工件定位在具有多个支撑点的工件支撑件上。激光切割头的激光射束相对于工件移动，并且在此将工件部分从工件上切下。激光射束切割装置包括评估单元，所述评估单元在已知的工件支撑件和已知的待切割的工件部分中评估工件部分的倾斜。为了能够防止切割头与倾斜的工件部分随后发生碰撞，将切割头竖直或水平地重新定位。
该已知解决方案的缺点在于，不能防止被切割的工件部分从工件倾斜。这引起，所述切割头必须重新定位多次，并且所述切割头的定位路径进而切割工艺持续时间由此被延长。
US 9,031,688 B2公开了一种用于为放置在射束切割装置上的工件创建嵌套计划的装置，其中考虑所述工件支撑件。在此，在考虑工件支撑件的支撑点和工件部分重心的情况下迭代地确定要从工件中切出的工件部分的几何布置，使得所有工件的支撑稳定性尽可能最大。
该已知的解决方案的缺点在于，在创建嵌套计划之前，必须已知支撑点相对于工件的位置。这在用于工件支撑件上的工件的目前常用的装载系统中是不可行的。因为创建嵌套计划需要较长的计算时间，因此该方法在目前常用的设施上不实用。此外，为了评估稳定性仅使用工件部分的重心，由此仅能够改进小的部件的静态支撑稳定性，因为仅小的部件能够静态不稳定地放置在工件支撑件上。
DE 10 2014 200 208 B3示出一种借助射束切割装置对工件进行分离加工的方法。在加工工艺之前，围绕要分离的工件部分限定安全区，所述安全区防止被分离的和倾斜的工件部分与射束切割设备的切割头发生碰撞。在此，计算出被分离的工件部分的倾斜高度，并且从中限定围绕要分离的工件部分的安全区。此外，选出用于每个要在工件处分离的工件部分的保持部件，并且借助于保持部件确定工件部分的加工顺序。
已知的解决方案的缺点在于，被分离的工件部分在切除之后倾斜，进而在复杂的切割计划中，延长所述切割头的加工工艺路径。
WO 2016/020411 A1公开了一种用于借助切割射束和工作气体射束对工件部分进行分离加工的方法。所述工件定位在工件支撑件上，并且被切割射束切除。在此，切割射束的气压作用到工件部分的切割轮廓上，并且即使在静态稳定的工件部分中在切除后也将会引起倾斜。为了防止倾斜，所述切割头在两阶段移动步骤中有针对性地移开，其中将其从切割气体射束的压力区中移出并且移入喷嘴孔附近的气体抽吸区中。因此，作用到切下的部件上的压力脉冲被最小化，所述压力脉冲由于切断切割射束而在切除点处起作用，应防止分离的工件部分发生倾斜。
已知的解决方案的缺点在于，气体抽吸的作用非常小，进而在工件支撑件的支撑点或支撑线之间的间距稍大的情况下，就已经不能防止所分离的工件部分发生倾斜。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法，所述切割工具不具有上述缺点，并且尤其提供一种有效地防止待分离出的工件部分在工件支撑件上在其切除后发生倾斜的方法。此外本发明的目的是提供一种计算机实行的方法，该方法用于自动化确定和产生用于控制射束切割装置的切割工具的运动指令，以及提供一种用于执行所述方法的射束切割装置。
所述目的通过独立权利要求所述的特征来实现。在附图和从属权利要求中提出有利的改进方案。
提出一种根据本发明的用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法，借助于所述方法能够沿着切割轮廓从工件中分离出至少一个工件部分，其中所述射束切割装置具有带有多个支撑点的工件支撑件，所述工件支撑件用于容纳工件，所述方法的特征在于下述步骤：
为具有至少一个切割轮廓的工件确定至少一个切割计划，所述切割轮廓用于至少一个从工件中分离出的工件部分(步骤a))。
随后，确定工件和切割计划和至少一个要分离出的工件部分关于工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。
替选地或补充地，确定所述工件或所述切割计划或至少一个要分离出的工件部分关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。
进一步替选地或补充地，确定所述工件和所述切割计划关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。
进一步替选地或补充地，确定所述工件和至少一个要分离出的工件部分关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。
进一步替选地或补充地，确定所述切割计划和至少一个要分离出的工件部分关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。
随后，确定在至少一个要分离出的工件部分下方的工件支撑件的至少一个支撑点的相对位置(步骤c))。
替选地或补充地，确定在至少一个要分离出的工件部分下方的工件支撑件的支撑点的数量或与工件部分或切割对象相关联的支撑点的数量。
随后，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域，其中，当在该风险区域中切除要分离出的工件部分时，至少一个要分离出的工件部分的倾斜是可行的(步骤d))。在此，注意在分离出之后对于工件倾斜而言重要的因素。
此外，在考虑在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个识别出的风险区域的情况下，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上确定用于切割刀具的至少一个开始切割点(步骤e))。
替选地或补充地，在考虑在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个识别出的风险区域的情况下，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上确定用于切割工具的至少一个切除点(步骤e))。
借助该方法，在所提及的所有变型形式中，在至少一个要分离出的工件部分上可选择开始切割点或切除点，使得在切除或分离出至少一个要分离出的工件部分时，即在切割对象中阻止至少一个要分离出的工件部分或切割对象的倾斜。因为至少一个确定的开始切割点或至少一个确定的切除点与之前确定的至少一个风险区域相关或考虑所述风险区域，所以预先定义的切割计划能够借助射束切割装置的切割工具快速地切割，而切割工具不会被倾斜的要分离出的工件部分损坏。易于理解的是，能够为每个要分离出的工件部分确定风险区域并且在确定相应的开始切割点或切除点时考虑所述风险区域。此外，能够借助常见的自动化卸载装置毫无问题地将所切割的要分离出的工件取出，而在此不会损坏、弯曲或刮擦要分离出的工件部分。因此，无论多么复杂，切割工艺够能够无间断地进行并且能够在不丢弃要分离出的工件部分或整个工件的情况下执行，进而能够低成本地执行。
在所提到的方法步骤中所描述的变型形式可选地在方法步骤内使用，并且能够任意地在方法步骤中进行组合。
切割计划包括至少一个要在工件中分离出的工件部分，所述工件部分可由射束切割装置的切割工具从工件分离出。要分离出的工件部分在此被切割轮廓包围。在开始切割至少一个要分离出的工件部分之前，例如经由计算机中的适宜的软件应用在工件上产生切割计划。
当在工件中存在多个要分离出工件部分时，那么能够在切割计划中对要分离出的工件部分进行多个切割顺序，所有切割顺序都能够借助这种用于控制具有切割工具的射束切割装置的方法预先确定。
要分离出的工件部分的切割轮廓由多个切割轮廓点构成。
优选地，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上为切割工具确定至少一个开始切割点和/或切除点之前或期间(步骤(e))，至少一个确定的开始切割点和/或切除点的坐标被存储在存储装置中。
因此，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上对于切割工具存在开始切割点或切除点的更大的选择，进而能够在注意必要时确定的至少一个风险区域的情况下能够为射束切割装置的切割工具选择最有利的开始切割点或切除点，其中能够将它们的坐标仅考虑用于进一步的优化步骤。
有利地，在步骤e)中，在考虑在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上必要时确定的至少一个风险区域的情况下，为切割工具确定多个开始切割点或多个切除点。
更有利地，在考虑在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的多个预先确定的风险区域的情况下，确定多个开始切割点或多个切除点。
因此，在选择适宜的开始切割点和/或切除点时，在分离期间预先防止要分离出的工件部分的倾斜。
优选地，在步骤e)之后，借助切割工具从至少一个确定的开始切割点开始执行切割工艺，其中所述切割工艺包括借助切割工具沿着切割轮廓进行切割。借此确保了精确地切割出至少一个要分离出的工件部分，而不会使所述工件部分倾斜，进而对于工件的进一步的切割工艺不会是干扰性的。
替选地，在步骤e)之后，借助切割工具执行切割工艺，所述切割工艺从至少一个开始切割点开始沿着切割轮廓直至至少一个要分离出的工件部分的切除点进行，因此适用前面详述的优点，并且防止了至少一个要分离出的工件部分的倾斜。
优选地，沿着至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓借助切割工具进行切割，直至将至少一个要分离出的工件部分从工件切除，由此开始切割点和切除点是相同的，并且能够实现精确切割要分离出的工件部分。
有利地，在至少一个要分离出的工件部分的切割工艺之后，从确定的切除点开始进行切割头的定位运动。
有利地，所述切割工具的切割射束的穿刺点与至少一个开始切割点间隔开，因此所述工件部分在很大程度上避免了可能产生的穿刺飞溅和轮廓损坏。在穿刺之后，切割射束以对应于开始切割轮廓的切割运动被引导至切割轮廓，即引导到开始切割点上。在此，非排它性地列举，所述开始切割轮廓能够是特定长度的路线，该路线以确定的角度合并到切割轮廓上，或者，所述开始切割轮廓能够是特定长度的路线，其后跟随有到切割轮廓上的过渡半径。但是也可行的是，直接在开始切割点刺入，因此不使用开始切割轮廓。
下面省去将开始切割轮廓提及作为要在开始切割点之前切割的几何元素，因为其对于后续要切割的工件部分的倾斜行为而言完全不重要。
优选地，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处确定加工力，所述加工力能够用于对倾斜行为的精确的机械计算进而用于确定风险区域。
在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处确定的加工力是下述力，在切除至少一个要分离出的工件部分时，所述力由于切割工具的切割射束而实际作用到要分离出的工件部分的切割轮廓的所述切割轮廓点上。
替选地或补充地，至少在切割轮廓的与至少一个切割轮廓点相邻的切割轮廓点处确定加工力，尤其根据切割轮廓在这些切割轮廓点处的几何形状来确定，借此在选择开始切割点或切除点时存在较高的灵活性。
有利地，加工力根据切割工具的至少一个切割参数确定，借此例如能够在从工件切除至少一个要分离出的工件部分之后准确地考虑切割射束的加工力。
更有利的是，切割工具的能够用于确定加工力的至少一个切割参数是至少一个切割工具参数，如切割气压、喷嘴间距、喷嘴直径、喷嘴形状，借此能够改进地确定至少一个要分离出的工件部分的倾斜稳定性。本发明已经认识到，为了评估稳定性，不仅考虑工件部分的重心，通过所述重心能够仅对静态的支撑稳定性进行优化，而且还存在其它要关注的参数，这些参数对工件部分的方位稳定性产生影响并且在已知的解决方案中没有被考虑。因此，通过本发明已经认识到，工艺气体或切割气压对工件部分施加相当大的力，即使在静态稳定地支撑要分离出的工件部分的情况下，所述力也能够在切割之后立即引起倾斜。根据本发明，在确定风险区域时包括这些相关的切割参数，如尤其是切割气压。
替选地或补充地，切割工具的能够用于确定加工力的至少一个切割参数是至少一个定位参数，如定位速度、定位加速度、定位方向，所述定位参数直接在切除要分离的工件部分之后形成切割头的定位运动的基础。本发明已经认识到，定位参数直接在切除工件部分之后对于确定风险区域也能够是重要的。
借助所提及的切割刀具参数和定位参数，能够准确计算在切除时间点所作用的加工力，由此在加工所述工件之前能够准确确定至少一个要分离出的工件部分的倾斜行为，进而能够准确确定风险区域。
优选地，在确定在至少一个要分离出的工件部分下方的工件支撑件的至少一个支撑点的相对位置(步骤c))之后，确定至少一个要分离出的工件部分的至少一个工件部分参数，借此进一步能够实现准确地计算至少一个要分离出的工件部分的倾斜行为。
有利地，将至少一个要分离出的工件部分的重心用作为至少一个要分离出的工件部分的至少一个工件部分参数，借此能够简单地确定至少一个要分离出的工件部分的支撑稳定性。
更有利地，将至少一个要分离出的工件部分的至少一条重力线用作为至少一个要分离出的工件部分的至少一个工件部分参数，借此能够应用更灵活的稳定性参数。
更有利地，将至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓曲率用作为至少一个要分离出的工件部分的至少一个工件部分参数，借此结合工件支撑件的至少一个支撑点的所确定的位置，能够更准确地确定至少一个要分离出的工件部分的倾斜稳定性。
替选于或补充于对至少一个要分离出的工件部分的至少一个工件部分参数的之前提及的确定，在要分离出的工件部分内确定支撑多边形的至少一个多边形参数。借此可识别至少一个要分离出的工件部分的支撑情况的简化图示。
在此，将支撑多边形定义为工件支撑件的所有支撑点的凸形包围的多边形，其位于所观察的要分离出的工件部分内部。
有利地，将支撑多边形的支撑线用作为支撑多边形的至少一个多边形参数，借此能够特别简单地确定至少一个要分离出的工件部分的支撑稳定性。例如，使用最近的支撑线或者附加地使用至少一条第二近的支撑线，借此能够实现在所述方法中的灵活性提高。因此，在考虑切割工具的情况下，能够准确地机械计算要分离出的工件部分的倾斜趋势。
更有利地，将支撑多边形的多个角点用作为支撑多边形的至少一个多边形参数，借此对至少一个多边形参数进行特别简单的确定。
随后，借助于至少一个工件部分参数和工件支撑件在工件内的至少一个支撑点的所确定的位置(变量1)，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处确定所允许的力。
所允许的力被定义为在其作用到切割轮廓的相应的切割轮廓点上时在切除的时刻使要分离出的工件部分倾斜的力。
替选地或补充地，借助于至少一个多边形参数和工件支撑件在工件内的至少一个支撑点的所确定的位置(变量2或变量3)，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的之前提及的所允许的力。
在另一替选方案中，借助于至少一个工件部分参数和工件支撑件在工件内的至少一个支撑点所确定的位置距至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点的至少一个间距(变量4)，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的之前提及的所允许的力。
在另一替选方案或对前述变型形式补充地，借助于至少一个多边形参数和工件支撑件在工件内的至少一个支撑点所确定的位置距至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点的至少一个间距(变量5或变量6)，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的所允许的力。
有利地，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的多个切割轮廓点处确定所允许的力，借此例如在切割轮廓的至少一个部分轮廓上、优选在整个切割轮廓上全面地确定所允许的力，并且提高在方法中的灵活性。
有利地，使用工件支撑件在要分离出的工件部分内的至少一个支撑点工件部分的所确定的位置距至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点的至少一个间距。
有利地，借助于重心和支撑多边形的至少一条支撑线、工件支撑件在要分离出的工件部分内的至少一个支撑点工件部分的所确定的位置、以及在至少一条支撑线和至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点之间的至少一个间距，来确定所允许的力，借此，对所允许的力的特别有效的确定是可行的。
优选地，在确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))期间，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点上将所允许的力与至少一个预先确定的倾斜力边界值进行力比较，借此在借助射束切割装置的切割工具进行切割之前，能够在切割轮廓上确定风险区域和切割轮廓的无危险的区域，所述风险区域即为在切除时没有倾斜安全性的切割轮廓的区域，所述无危险的区域即为具有足够的倾斜安全性的区域。因此，所述倾斜安全性在此对于切割轮廓的每个切割轮廓点，表示所允许的力与之前确定的倾斜力边界值的比率。
有利地，根据在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处之前确定的加工力，与倾斜边界值进行力比较，借此确保在借助射束切割设备的切割工具进行切割之前的倾斜安全性。
更有利的是，将预先确定的加工力与安全系数相乘，借此进一步提高倾斜安全性，进而可靠地阻止要分离出的工件部分从工件中倾斜。
优选地，基于所述力比较确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上所确定的至少一个风险区域(步骤d))。借此能够特别精确地确定至少一个风险区域。
优选地，在力比较中确定切割轮廓的切割轮廓点的至少一个低风险区域，其中所允许的力超过至少一个最小的倾斜力边界值，借此能够在切割轮廓的(切割轮廓点的子集的)区域中确定多个开始切割点和/或切除点，这些点在切除时仅具有微小的风险，并且随后能够优化多个要切割的或要分离出的工件部分的顺序。在此能够考虑切割工具的所选出的定位参数。
替选地或补充地，在力比较中确定切割轮廓的切割轮廓点的至少一个无风险区域，其中所允许的力超过至少一个最大的倾斜力边界值，借此能够在切割轮廓的(切割轮廓点的子集的)区域中确定多个开始切割点和/或切除点，这些点在切除时可靠地不引起至少一个要分离出的工件部分的倾斜，进而在考虑切割工具的一个或多个任意的定位参数的情况下，能够在切割轮廓的该区域中选择开始切割点和/或切除点。
优选地，进行所允许的力与最小的倾斜力边界值的力比较，在超过所述最小的倾斜力边界值时，存在至少一个低风险区域。在该区域中，在将至少一个要分离出的工件部分切除之后，能够进行射束切割装置的切割工具的快速的三轴线定位运动，尤其是初始的水平定位运动。
有利地，最小的倾斜力边界值从最小的加工力推导得出，所述最小的加工力在将工件的至少一个要分离出的工件部分切除之后产生。因此，在超过在切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的最小加工力时，能够防止至少一个要分离出的工件部分的倾斜。因此，能够进行在目前的射束切割装置上、例如在平板射束切割装置上常见的快速的三轴线定位运动，所述定位运动在切除的时间点以及在随后的交互的短的时间段内仅将最小的加工力施加到至少一个要分离出的工件部分上。三轴线表示切割头的定位运动，其同时包含水平的驱动轴线X、Y的运动和竖直的驱动轴线Z的运动。
替选地或补充地，进行所允许的力与最大的倾斜力边界值的力比较，在超过该最大的倾斜力边界值的情况下，存在至少一个无风险区域。在该区域中，在将工件的要分离出的至少一个工件部分切除之后，也能够进行射束切割装置的切割工具的简单的定位运动。因此，能直接在切除之后竖直地抬高切割头，并且尽管切割射束在竖直运动期间以全部力作用到工件部分上，要分离出的工件部分也不会倾斜。易于理解的是，在此，使用与在上述三轴线定位方法中不同的定位参数用于所述切割头的定位运动。
有利地，最大的倾斜力边界值从最大加工力推导得出，所述最大加工力就其而言又能够从切割工具参数和定位参数中计算出。因此，使用在切除时间点切割工具施加到工件的至少一个要分离出的工件部分上的最大可能的力，并且能够非常准确地确定无风险区域。
易于理解的是，至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的不位于之前提及的低风险和无风险区域中的切割轮廓点形成根据步骤d)的风险区域。还要理解的是，除了最小和最大的倾斜力边界值以外，还有另外的更低和更高的边界值，尤其是位于其之间的边界值是可行的，它们能够实现确定另外的分级区域，进而能够实现在切除至少一个要分离出的工件部分之后在选择定位运动的定位参数时的精细的分级。
优选地，在步骤b)之后，相对于支撑多边形的至少一个多边形参数的方位确定至少一个要分离出的工件部分参数的方位，借此确定至少一个要分离出的工件部分的静态的支撑稳定性。如果例如将要分离出的工件部分设置在另外的要分离出的工件部分内并且将所述一个要分离出的工件部分从靠外的另外的要分离出的工件部分分离出来，那么要分离出的工件部分的静态支撑稳定性发生改变。
相对于支撑多边形的至少一个多边形参数的方位确定要分离出的至少一个工件部分参数的方位替选地或进行补充地，确定所允许的力的奇偶性/正负号(Paritaet)。因此，在所允许的力为负的情况下，能够简单地确定至少一个要分离出的工件部分的不利的支撑稳定性，并且能够与已经提到的优点相结合。
有利地，相对于支撑多边形的至少一个多边形参数的方位确定至少一个要分离出的工件部分参数的方位替选地或补充地，进行检查：是否在步骤d)中确定的至少一个风险区域包括切割轮廓的所有切割轮廓点。只要这是肯定的，那么能够进行对工件或要分离出的工件部分的重新定位。
优选地，在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓中留有至少一个微型接片，借此确保至少一个要分离出的工件部分不倾斜。例如，如果在步骤d)中确定的至少一个风险区域包括切割轮廓的所有切割轮廓点，意即如果在切割轮廓的任何切割轮廓点上所允许的力都不能达到最小的倾斜力边界值，或者如果支撑稳定性过低，那么在工件中就需要微型接片。在此，通常在要分离出的工件部分的外部轮廓上使用至少一个微型接片。
如果将微型接片留在工件部分的切割轮廓中，那么对于该工件部分而言不存在切除点，而是仅存在一个或多个开始切割点。
有利地，至少一个微型接片设计为，使得在对至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓进行分离加工时，将在切除点之前的至少一个路线部段保持为未加工的，由此就不会发生切除，进而不会发生工件的倾斜。因此，如在没有微型接片的分离加工中一样，整个切割轮廓同样能够无间断地切割。
更有利地，在所允许的力达到负的最小值的那个切割轮廓点或切割轮廓点的那个子集处构成至少一个微型接片。由此，也对于至少一个要分离出的工件部分借助仅两个支撑点连同至少一个微型接片产生最大的方位稳定性。
更有利地，至少一个微型接片构成在从工件支撑件的至少一个支承点到至少一个工件部分参数，例如重心的连接线的延长部上。因此，借助仅一个支撑点也确保了要分离出的工件部分不会倾斜。
相对于将至少一个微型接片留在要分离出的至少一个工件部分的切割轮廓中替选地或进行补充地，通过切割工具将工件的要分离出的至少一个工件部分粉碎。借此尤其能够在工件中出现有倾斜风险的孔或切口的情况下确保：要分离出的切割轮廓在切除后直接穿过工件支撑件落下，而不会与切割工具发生碰撞。
优选地，借助至少一个识别装置确定工件和切割计划和/或至少一个要分离出的工件部分关于工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))，和/或确定在至少一个要分离出的工件部分下方的工件支撑件的至少一个支撑点的相对位置(步骤c))，其中至少一个识别装置包括射束切割装置的传感器系统，借此能够自动化地确定工件在工件支撑件上的相对方位和定向。
有利地，传感器系统定位在射束切割装置的切割头上。借此能够高分辨率地识别定位在工件支撑件上的工件或至少一个要分离出的工件部分。
优选地，传感器系统由一组光学检测器、非接触式间距测量装置和照相机构成，借此能够精确地确定工件在工件支撑件上的相对方位。
有利地，借此检测工件的至少一个边缘，由此能够非常简单地测量工件的方位和定向。
替选地或补充地，检测至少一个要分离出的工件部分的边缘，借此能够精确地识别要分离出的工件。
优选地，借助至少一个识别装置来确定至少一个工件部分参数，由此能够确定要分离出的至少一个工件部分在工件支撑件上的相对方位。
替选地，借助至少一个识别装置来确定支撑多边形的至少一个多边形参数，由此能够简单地确定至少一个要分离出的工件部分在工件支撑件上的可自由选择的支撑。
进一步替选地，在步骤b1)中借助至少一个识别装置确定至少一个工件部分参数和支撑多边形的至少一个多边形参数，借此能够组合所提及的两个优点并且确保可靠地继续进行切割工艺。
替选地，通过射束切割装置对于工件的至少一个机械止挡件来确定工件关于工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))。因此不必使用识别装置，并且所述支撑点是预先确定的。
优选地，在确定根据步骤b)的相对方位之后并且在确定根据步骤d)的至少一个风险区域之后，将至少一个要分离出的工件部分重新定位，使得能够对至少一个要分离出的工件部分在工件支撑件上的不利的相对方位做出反应。如果至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的所有切割轮廓点都设置在至少一个风险区域中，那么这尤其如此。
替选地，在根据步骤b)确定相对方位之后并且在根据步骤d)确定至少一个风险区域之后，将整个工件重新定位，由此能够对工件在工件支撑件上的不利的相对方位做出反应。如果多个要分离出的工件部分的切割轮廓的风险区域包含多个或几乎所有的切割轮廓点，那么这尤其能够如此。
有利地，根据在工件上预先创建的切割计划将至少一个要分离出的工件部分重新定位，由此能够对切割计划上的位置做出反应。
有利地，根据在工件上预先改变的切割计划，将至少一个要分离出的工件部分重新定位，由此提高重新定位的灵活性。
替选地或补充地，将位于工件或至少一个要分离出的工件部分下方的至少一个支撑点重新定位，由此也能够借助工件支撑件对不利地定位的工件做出反应。
优选地，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))和/或为切割工具确定至少一个开始切割点和/或至少一个切除点(步骤e))，与至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的几何形状有关，借此能够避免不利的切割轮廓区域，并且在切割至少一个要分离出的工件部分时应使用较低的加工力。
尤其，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))和/或为切割工具确定至少一个开始切割点和/或至少一个切除点(步骤e))，与至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的切割轮廓曲率有关，由此减少至少一个要分离出的工件部分的倾斜概率。
有利地，在至少一个要分离出的工件部分的凸形的切割轮廓部段上选择开始切割点，由此附加地减少至少一个要分离出的工件部分的倾斜概率。
有利地，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))和/或为切割工具确定至少一个开始切割点和/或至少一个切除点(步骤e))，与在切割轮廓的多个切割轮廓点上平均的切割轮廓曲率有关，由此灵活地选择所述开始切割点和/或切除点。
有利地，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))和/或为切割工具确定至少一个开始切割点和/或至少一个切除点(步骤e))，与在切割工具参数、例如切割气压的作用区域的半径中取平均值的正的和负的切割轮廓曲率有关。因此，能够附加地减小在切除点处的加工力。
有利地，确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓上的至少一个风险区域(步骤d))和/或为切割工具确定至少一个开始切割点和/或至少一个切除点(步骤e))，借助于至少一个选择直线更准确地确定，所述选择直线相对于切割轮廓点法线倾斜至少一个选择角，其中所述选择直线和与切割轮廓点相邻的另一切割轮廓点的相交引起切割轮廓点作为开始切割点被消除，或者引起将切割轮廓点归入切割轮廓的风险区域。在此，选择直线或选择角由切割工具参数例如通过出流锥角或在飞行定位时的跳变角来确定，并且与在切割工具处的切割喷嘴类型有关。因此能够进一步限制对可行的开始切割点的选择，并且更准确地计算倾斜行为。
有利地，至少一条确定的选择直线是等腰三角形的组成部分，其中，至少一条确定的选择直线的长度描述了所述切割工具的切割射束的作用区域。因此，仅消除了下述切割轮廓点，在这些切割轮廓点处切除实际上表示提高的倾斜风险。
优选地，要分离出的工件部分在工件上的确定的开始切割点排列成行以优化切割顺序，并且在确定的开始切割点之一处开始切割。借此能够将切割工艺持续时间最小化。
优选地，要分离出的工件部分在工件上的确定的切除点排列成行，以优化切割顺序，并且在确定的切除点之一处开始切割。借此能够将切割工艺持续时间最小化。
替选地或补充地，要分离出的工件部分在工件上的确定的开始切割点排列成行，以优化切割工具在工件上的定位路径，并且在确定的开始切割点之一处开始切割。借此能够将切割工艺持续时间最小化。
替选地或补充地，要分离出的工件部分在工件上的确定的切除点排列成行，以优化切割工具在工件上的定位路径，并且在确定的切除点之一处开始切割。借此能够将切割工艺持续时间最小化。
有利地，要分离出的工件部分的切割轮廓的切割轮廓点在工件上的预先确定的低风险区域排列成行，以优化要分离出的工件部分和其工件轮廓的切割顺序，并且在相应的工件部分的切割轮廓的最优的切割轮廓点处对所有要分离出的工件部分执行开始切割。由此能够确保以最小的切割工艺持续时间实现非常倾斜安全的切割。
有利地，只要在切割工具的定位路径不存在已经从工件中分离出的工件部分，那么要分离出的工件部分的切割顺序及其工件轮廓得到优化，因此所述切割工具不能越过所分离出的工件部分，该工件部分就其而言由于作用的切割气压而可能会倾斜。
更有利地，切割顺序被优化，其方式为：在切割工具的定位过程中避开已经分离出的工件部分，由此已经分离出的工件部分同样不会被越过和倾斜。
更有利地，如果切割头首先竖直地抬高并且此后例如借助切断切割射束而双轴线地定位到已经分离出的工件部分上方，那么切割工具的切割顺序被优化。如果相应的切除在切割轮廓的无风险、即倾斜安全的区域中发生，那么这是可行的。如果在定位运动中没有越过已经分离出的工件部分，那么在双轴线定位的情况下也不必切断切割射束。由此能够减少定位时间。
此外有利的是，根据之前提及的切割顺序的优化，使定位路径最小化，使得在尽可能短的时间内完成切割工艺。
优选地，在确定所述工件和所述切割计划关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))之前，确定至少一个要分离出的工件部分的轮廓尺寸，借此预先简化根据本发明的方法流程是可行的。
有利地，至少一个要分离出的工件部分被至少一个几何图形，例如多边形或圆形所包围，使得能够简单地确定要分离出的工件部分的轮廓尺寸。
有利地，所述几何图形构成为四边形，例如矩形，由此能够特别简单地确定要分离出的工件部分的轮廓尺寸。
有利地，至少一个几何图形构成为轴线平行的矩形，其中轴线平行在平行于工件支撑件的支撑元件中的至少一个的意义上来进行理解，由此简单地确定至少一个要分离出的工件部分的轮廓尺寸，并且同时考虑工件支撑件。
补充地，在确定所述工件和所述切割计划关于所述工件支撑件的相对方位和/或定向(步骤b))之前，至少一个要分离出的工件部分的确定的轮廓尺寸与至少一个预先定义的轮廓尺寸等级相关联。因此，能够简单地对至少一个要分离出的工件部分进行分类。
有利地，定义多个轮廓尺寸等级，由此能够简单地组合要分离的不同的工件部分。
有利地，轮廓尺寸等级的定义根据工件支撑件进行，其中考虑工件支撑件的支撑元件距工件支撑件的至少一个另外的支撑元件的至少一个间距。因此确定在支撑元件之间的空间，并且能够根据所使用的工件支撑件预先确定可行的轮廓尺寸等级。
有利地，对工件支撑件进行参数化，使得能够根据所使用的工件支撑件简单地确定可行的轮廓尺寸等级。
有利地，轮廓尺寸等级定义为，使得不必为至少一个轮廓尺寸等级的至少一个要分离出的工件部分确定至少一个风险区域。因此减少了计算耗费。
有利地，至少一个轮廓尺寸等级定义为，使得具有小于在两个支撑元件之间的间距的轮廓尺寸的要分离出的工件部分形成一个轮廓尺寸等级。通常表示内部轮廓工件部分或孔或切口的这些要分离出的工件部分在其切除之后不受阻碍地在工件支撑件的支撑元件之间向下落下。
有利地，至少一个轮廓尺寸等级定义为，使得要分离出的工件部分具有下述轮廓尺寸，所述轮廓尺寸小于在两个支撑元件和/或支撑点之间的间距的一半和/或小于三分之一或优选小于可参数化的分数部分，其中因此确保：所述轮廓尺寸等级仅具有要分离出的工件部分，所述工件部分安全地穿过工件支撑件的支撑元件之间落下。
优选地，已经分类的要分离出的工件部分不再被进一步分类，因此将工件的所有工件部分的所有切割轮廓与轮廓尺寸等级一一对应地相关联。
替选于上文提及的对力的确定和比较，对力矩的确定和比较也是等效可行的，借此不仅确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的作用力，而且还确定和比较了在切割轮廓的至少一个切割轮廓点处的作用的力矩。例如，从至少一个力矩方程中确定在至少一个要分离出的工件部分的切割轮廓的至少一个切割轮廓点处作用的力。
优选地，所述方法步骤和元件在虚拟空间中成像，其中所述工件支撑件是虚拟的，并且至少一个切割计划具有关于虚拟的工件支撑件相对于虚拟的工件的方位的至少一个信息。
替选地或补充地，所述方法步骤和元件在虚拟空间中成像，其中具有支撑点的工件支撑件是虚拟的，并且至少一个切割计划包括关于虚拟的工件支撑件相对于虚拟的工件的定向的至少一个信息。因此能够纯虚拟地执行上述方法。此外，能够灵活地确定或设计至少一个切割计划。
优选地，确定具有至少一个另外的切割计划的一组切割计划，其中虚拟的工件支撑在该组的每个切割计划中的方位是不同的并且在x和y方向上偏移。借此能够在实际的加工或切割工艺之前创建多个切割计划，其中在考虑虚拟的工件支撑件和虚拟的支撑点的方位的情况下确定风险区域。相应地根据所确定的风险区域设定开始切割点和/或切除点。
在一个有利的变型形式中，确定具有至少一个另外的切割计划的一组切割计划，其中虚拟的工件支撑件在该组的每个切割计划中的定向是不同的。因此，除了上述优点以外，还能够预先计算出切割计划，该切割计划的虚拟的工件支撑件轻微扭转，借此对于工件在射束切割装置的工件支撑上的每个实际可行的支撑情况能够预先虚拟地优化切割计划。
优选地，从一组切割计划中选出下述切割计划，该切割计划具有对关于至少一个要分离出的工件部分相对于虚拟的工件支撑件的方位和/或定向的至少一条信息与射束切割装置的工件支撑件相对于工件的实际确定的方位和/或定向的最大程度的相符。因此能够选择下述切割计划，所述切割计划以最大可能的相符程度反映出工件在工件支撑件上的实际情况。
直接在射束切割装置上执行切割工艺之前，从该组切割计划中选择该切割计划，由此所述射束切割装置能够选择与至少一个要分离的工件部分的支撑情况最佳相符的切割计划。
优选地，按照根据本发明的方法，将该组的所选出的切割计划关于工件支撑件相对于工件的实际方位进行优化，借此能够将具有关于虚拟的工件支撑件的方位和/或定向以及要分离出的工件部分的从中得出风险区域的信息的切割计划进一步匹配于工件在工件支撑件上的实际状况。由此能够以最大可能的安全性防止在切除时工件的倾斜。
根据本发明的方法也能够用作为用于自动化地确定和生成几何元素的计算机实行的方法，其中在步骤e)之后，自动地生成和存储具有几何元素的至少一个数据记录，所述数据记录至少说明至少一个开始切割轮廓。
相对于自动化地生成和存储具有几何元素的至少一个数据记录替选或补充地，自动化地生成和存储至少一个运动指令，所述运动指令至少说明切割工具朝向至少一个开始切割点和/或至少一个切除点的运动。
借助这种计算机实行的方法，能够在射束切割装置的计算机上或者在与射束切割装置无关的计算机上创建切割计划，根据该切割计划，至少一个要从工件中分离出的工件部分被切去。在此，切割工艺的顺序和/或切割工具的定位路径能够优化为，使得要分离出的工件部分不会倾斜，进而至少一个要分离出的工件部分不会与切割头发生碰撞，并且在自动化卸载时也不会出现工件的刮擦、弯曲或损坏，并且在此，整个定位路径或整个定位时间变得最小。
有利地，自动化地生成和存储具有几何元素和/或多个运动指令的多个数据记录，所述几何元素和运动指令至少说明至少一个开始切割轮廓和/或至少说明所述切割工具朝向至少一个开始切割点和/或朝向至少一个切除点的运动。借此能够为工件的所有工件部分可靠地控制所述切割工具的定位运动。
优选地，将具有几何元素和/或所存储的运动指令的所存储的数据记录被传输给射束切割装置的控制装置，所述几何元素和/或运动指令至少说明至少一个开始切割轮廓和/或至少说明切割刀具朝向至少一个开始切割点的和/或朝向至少一个切除点的运动。因此能够立即开始切割工艺。
优选地，具有几何元素和/或至少一个所存储的运动指令的至少一个数据记录，有利地具有几何元素和/或多个运动指令的多个数据记录作为工件的切割计划变量被存储在存储装置中，借此存储整个切割计划连同所有确定的开始切割轮廓和/或确定的开始切割点和/或确定的切除点，并且随后，所述切割工艺能够不中断地在一个工序中，对于所有要分离出的工件部分由切割工具进行切割。
根据本发明，具有切割工具、工件支撑件、控制装置和至少一个存储装置以及之前描述的识别装置和/或之前描述的机械止挡件的射束切割装置适于执行之前公开的方法之一。
因此，借助射束切割装置的切割工具能够快速且不中断地进行预先定义的切割计划，而要分离出的工件部分不会倾斜，并且所述切割工具不会被倾斜的、要分离出的工件部分损坏。至少一个要分离出的工件部分能够在全自动的切割工艺中从工件上快速且低成本地分离出来。
附图说明
从下面的参考附图对本发明的实施例进行描述的说明书中获得本发明的其它优点、特征和细节。
附图标记列表以及权利要求和附图的技术内容是本公开文献的组成部分。对附图进行连贯和全面的描述。相同的附图标记表示相同的构件，具有不同上下标的附图标记表示功能相同或类似的构件。
在此附图示出：
图1示出射束切割装置的立体图，在所述射束切割装置上可执行根据本发明的方法；
图2示出根据图1的射束切割装置的工件支撑件的立体图；
图3示出射束切割装置的切割头和切割装置的工件支撑件连同根据图1和图2的工件和工件部分的细节视图；
图4示出射束切割装置的切割头和工件支撑件连同根据图3的工件和工件部分的立体图；
图5示出在工件支撑件上的工件的切割计划的细节俯视图，所述工件具有带有不同轮廓尺寸的要分离出的工件部分；
图6示出根据上述附图的工件的要分离出的工件部分的切割轮廓的几何形状的细节俯视图；
图7示出在根据图3的工件支撑件上的具有多个工件部分的工件的细节俯视图，所述工件部分具有切割轮廓的风险区域和低风险或无风险区域；
图8示出根据本发明的方法的第一实施形式的流程图；
图9示出根据本发明的计算机实现的方法作为第二实施形式的简单图形视图；
图10示出用于执行计算机实现的方法的根据图9的计算机；
图11示出按照根据本发明的计算机实现的方法的具有虚拟的工件支撑件的一组切割计划中的两个切割计划；
图12示出根据本发明的方法的第三简化的实施形式的流程图；和
图13示出具有多个工件部分和简单的搜索区域的工件，以用于图解示出所述方法的简化的实施形式。
具体实施方式
在图1至图4中示出的用于从工件16分离出工件部分18的射束切割装置15包括在切割头20上的切割工具21和工件支撑件30。所述切割头20和工件支撑件30由射束切割装置15的机架22承载并且可相对于彼此移动。所述切割头20沿着驱动轴线Y、Z可移动地支承在射束切割装置15的桥架23上。所述桥架23又能够沿着驱动轴线X移动。为此所需的驱动器25由控制装置60的驱动控制件26控制或调节，使得所述切割头20除了用于切割轮廓17的精确的行进路径以外，还能够借助准确的定位参数执行快速的定位运动。
所提及的定位参数以非排它性列举的方式包括定位速度、定位加速度、定位方向，所述定位参数直接在切除工件部分18之后形成所述切割头20的定位运动的基础。
所述工件支撑件30包括具有多个支撑元件31的支撑面，其中每个所述支撑元件31具有多个支撑点32，所述支撑点承载置于其上的工件16。所述工件支撑件30具有框架24。所述框架能够经由辊35可移动地置于机架22上。所述工件支撑件30关于驱动轴线X、Y的零点的位置或支撑元件31的每个支撑点32相对于驱动轴线X、Y的零点的位置存储在控制装置60的存储装置50中。
切割工具21包括切割喷嘴36，切割射束34通过切割喷嘴从切割工具21射出。借助切割射束34，将要分离出的工件部分18从工件16中分离出来。在激光切割的情况下，所述切割射束34由激光射束和包围所述激光射束的工艺气体射束构成，所述工艺气体射束例如为氮气。在此，激光射束将工件16在加工区或切割轮廓17中熔化，而工艺气体射束将所熔化的材料驱出。工件16对于每个要分离的工件部分18具有切割轮廓17，所述切割轮廓分别通过工件16上的区域构成，该区域对属于切割轮廓17的要分离出的工件部分18进行限界。所述切割轮廓17通过切割轮廓点19的集合形成。所述切割射束34可由切割射束控制装置33设定或调节，使得能够调整其切割工具参数。尤其，在激光切割的情况下，点精确地在开始切割轮廓39开始时或者在开始切割点29处接通所述激光射束，在切割所述切割轮廓17之后，点精确地在切除点处再次切断所述激光射束，并且通常在切割轮廓17之间的定位运动期间由于其余的所需的衰减时间不切断所述激光射束。由于工艺气体射束的因切割工艺引起的例如为10bar或更高的高的气压，产生由切割射束34施加到工件16的要分离出的工件部分18的切割轮廓17上的加工力FB，所述高的气压不仅驱除所熔化的材料，而且也在数毫米的半径中——根据喷嘴间距和喷嘴几何形状——围绕所述切割喷嘴36的出射轴线作用到要分离出的工件部分18和工件16上，并且尤其将力施加到其上。在从工件16中分离出工件部分18时，沿着切割轮廓17的切割轮廓点19引导所述切割射束34，并且在切割轮廓点19的区域中将工件部分18从工件16分离。因此，在切割工艺中，沿着切割轮廓17在要分离的工件部分18和工件16之间产生切割间隙，其中所述切割间隙大约具有切割射束34的宽度。在切除点129中，所述切割轮廓17闭合，并且根据紧接着的定位运动，之前提及的加工力FB更强或更弱地、以及更长或更短地作用到现在起切除的工件部分18上。所述工件部分因此能够根据支撑稳定性或倾斜稳定性而倾斜。
所提及的切割工具参数以非排它性列举的方式包括切割气压、喷嘴间距、喷嘴直径和喷嘴形状。
所述射束切割装置15包括控制装置60，所述控制装置包含切割射束控制装置33以及驱动控制装置26。此外，所述射束切割装置15包括存储装置(50)，所述存储装置至少存储至少一个开始切割点(29)的坐标(xA、yA)。替选地或补充地，所述存储装置(50)至少存储至少一个切除点(129)的坐标(xF、yF)。
所述射束切割装置15能够具有识别装置27，以用于识别所述工件16，所述工件部分18和/或所述工件支撑件30，有利地以用于确定所述工件支撑件30相对于所述工件16的方位，并且在优选的实施形式中是光学检测器，例如照相机或简单的光电检测器。在没有示出的替选的或补充的实施形式中，所述识别装置27也能够是非接触式间距测量装置，或者由用于工件16的未示出的至少一个机械止挡件代替，在该机械止挡件处能够将工件16沿X和/或Y方向止挡。
在此，要加工的工件16或切割对象在很大程度上板状地构成并且由金属制成，其中所述工件16也能够具有不同的造型并且能够由另一种材料制成，例如塑料或合金。工件16和要分离的工件部分18借助于切割工具21相对置的面逐点或分部段地贴靠在支撑元件31的支撑点32上。要分离的工件部分18接触设置在要分离的工件部分18内的支撑点32。根据支撑点32在要分离的工件部分18内的位置，确定要分离的工件部分18在工件支撑件30上的支撑稳定性，所述支撑稳定性附加地与要分离的工件部分18的重心SP以及作用在该处的重力FS有关。通过最接近要分离的工件部分18的切割轮廓17的支撑点32的虚拟的连接，能够限定凸形的支撑多边形37，所述支撑多边形的边线形成支撑线38，围绕所述支撑线38发生要分离的工件部分18的倾斜(图4)。
图5至图7示出工件16，所述工件具有多个要借助切割工具21分离出的工件部分18。在此，要分离出的工件部分18具有不同的大小并且定义了切割计划48。要分离的工件部分18分别具有切割轮廓17并且放置在射束切割装置15的工件元件31的支撑点32上。易于理解的是，为了简单起见，所示出的工件部分18具有切割轮廓17的仅一个非常简单的形状。根据本发明的方法能够应用于任意的工件部分形状或切割轮廓形状。尤其，如下工件部分18也是可行的，所述工件部分具有任意大小和形状的一个或多个孔或切口，其中所述孔或切口的开始切割点或切除点(29、129)本身也再次借助于根据本发明的方法进行优化并且能够抗倾斜地选择。根据在切除要分离出的工件部分18时的现有的倾斜稳定性，所述切割轮廓17能够分为具有不同倾斜风险的区域。例如，在切割轮廓17中能够存在风险区域28、低风险区域75和无风险区域80。在风险区域28中，如果所述工件在该风险区域30中被切除，那么存在几乎100％的倾斜风险。而如果在该无风险区域80中切除所述工件，那么在无风险区域80中不存在使工件部分18倾斜的风险。
支撑元件31在一个维度上以间距Δx间隔开。所述支撑点32沿着支撑元件31在另一维度上以间距Δy间隔开。要分离出的工件部分18能够根据其轮廓尺寸而分类，其中要分离出的工件部分18被尽可能面积最小的矩形包围，所述矩形是轴线平行的或者非轴线平行的。在此，矩形的面积大小借助于其边长Sxi和Syi限定。能够被具有边长Sxi和Syi的面积最小的矩形包围的那些要分离出的工件部分18,分派给轮廓尺寸等级I。在此，那些要分离的工件部分18被分配给轮廓尺寸等级I，所述轮廓尺寸等级在两个维度上或者在边长SxI和SyI方面小于工件支撑件的网格量的限定的或可参数化的分数部分，意即小于间距Δx和Δy。不能由具有边长Sxi和Syi的面积最小的矩形包围的那些要分离出的工件部分18借助较大的进而更大的面积大小的矩形包围，进而被分派给第二大的轮廓尺寸等级II。在此，边长SxII和SyII又再通过间距Δx和Δy的可参数化的分数部分限定。不能被两个预先限定的矩形包围的那些要分离出的工件部分18被分派给具有边长SxIII和SyIII的下一个大的轮廓尺寸等级。在此可设想任意多个轮廓尺寸等级。附加地，在相应的轮廓尺寸等级内，能够在例如被轴线平行的矩形IIIa和IIIb包围的那些要分离出的工件部分18以及在不能被轴线平行的矩形包围IIIc的那些要分离出的工件部分18之间进行区分。因此能够在没有根据本发明的方法的另外的步骤的情况下，尤其是在不了解实际的支撑情况和确定风险区域的情况下，通过试探来估算倾斜行为。根据轮廓尺寸等级，也能够在切割轮廓17中设置自动化的微型接片43，或者粉碎较大的孔或切口。有利地，被划分到轮廓尺寸等级I中的所有工件部分18能够从根据本发明的方法步骤b)至e)中排除，这大幅减少所需的计算时间，所述工件部分全部在切除之后以100％的安全性穿过工件支撑件落下。
如在图6中示出的，在要分离的工件部分18的切割轮廓17上为切割工具21选择开始切割点29或切除点129，与切割轮廓17的几何形状有关，并且借助于选择直线40和41确定，所述选择直线相对于切割轮廓点法线42倾斜选择角β。在此，选择直线41和与切割轮廓点19相邻的另外的切割轮廓点19相交引起所述切割轮廓点作为开始切割点29或切除点129被消除。在此，选择直线40和41或选择角β由切割工具参数例如通过出流锥角或在飞行定位时的跳变角来确定，并且与在切割工具21处的切割喷嘴类型有关。所示出的选择直线40和41是等腰三角形的组成部分，其中选择直线40和41的长度L代表切割工具21的切割射束34的作用区域。
借助于图7示出根据本发明的方法的第一实施形式，以及借助射束切割装置15的上述切割工具21描述在图7中示出的居中设置的要分离出的工件部分18在工件16中的支撑情况并且在根据图8的流程图中示出。此外，根据图11显示工件部分18的不同支撑情况的示例。
在第一步骤101中，为具有至少一个切割轮廓17的工件16确定至少一个切割计划48，所述切割轮廓用于至少一个从工件16中分离出的工件部分18(根据步骤a))。
随后，在第二步骤102中，确定所述工件16或要分离出的工件部分18关于所述工件支撑件30的相对方位x、y和/或定向α(根据步骤b))。确定所述工件16或要分离出的工件部分18关于所述工件支撑件30的相对方位借助识别装置27进行。识别装置27检测例如工件16的边缘。替选地或补充地，步骤102借助于在工件支撑件30上的至少一个机械止挡件来进行。
随后，在步骤103中，确定要分离出的第一工件部分18的轮廓尺寸，其中要分离出的工件部分18分别被轴线平行的矩形或面积最小的非轴线平行的矩形包围。
随后，在步骤104中，借助于要分离出的工件部分18的预先确定的轮廓尺寸，将工件部分18与预先定义的、可参数化的轮廓尺寸等级I至III相关联。预先定义的轮廓尺寸等级I至III将要分离出的工件部分18细分成在随后的风险区域确定时必须被考虑的工件部分18(轮廓尺寸等级II至III)以及被随后的风险区域确定时保持不被考虑的工作部件18(轮廓尺寸等级I)。在此，不考虑下述要分离出的工件部分18，所述工件部分由于其工件部分大小在切除时自动地穿过在支撑元件31之间的空间落下。根据切割计划48，不排除另外的轮廓尺寸等级，例如轮廓尺寸等级IV。
如果将工件16的要分离出的工件部分18与轮廓尺寸等级I相关联，则重复步骤103和104，直至在切割计划48处选出要分离出的工件部分18，所述切割计划与轮廓尺寸等级II或更高的轮廓尺寸等级相关联(步骤105)。
随后，在步骤106中，确定在要分离出的工件部分18的下方的工件支撑件30的支撑点32的相对位置(根据步骤c)。
随后，在步骤107中，确定在要分离出的工件部分18的切割轮廓17上的风险区域28。在这些风险区域28中，在切除所述工件部分时，要分离出的工件部分18很可能发生倾斜(根据步骤d)。
为了确定风险区域28，能够执行机械计算，如在下述子步骤108-113中所描述的，或者能够替选地执行简单的搜索方法，所述方法将在下文在根据本发明的方法的第三实施形式中借助图12执行。机械计算能够实现非常准确地确定实际要确定的倾斜行为。
为了基于机械计算确定风险区域28，在第一子步骤108中确定至少一个加工力FB，所述加工力与切割工具21有关。所述切割参数在此包括一个或多个切割工具参数和/或定位参数。有利地，根据至少一个切割参数，尤其是定位参数，确定至少一个最小和一个最大的加工力FB，min、FB，max，所述最小和最大加工力能够根据切割参数的进行操控的设定值在切除时间点作用到工件部分18上。
替选地，加工力FB补充地在切割轮廓17的与相应的切割轮廓点19相邻的切割轮廓点处确定。
随后，在子步骤109中，将要分离出的工件部分18的重心SP作为工件部分参数确定。替选于此，也能够确定一条或多条重力线SL。
在另一子步骤110中，随后将支撑多边形37的支撑线38作为在要分离出的工件部分18内的多边形参数，并且将支撑多边形37的角点的数量作为多边形参数来确定。在此，在要分离出的工件部分18内的下述支撑点32彼此虚拟连接，所述支撑点最靠近切割轮廓17，或者形成所有支撑点32的凸形包围的多边形37，所述支撑点位于所考虑的要分离出的工件部分18内。
在另一子步骤111中，在要分离的工件部分18的切割轮廓17的多个切割轮廓点19处确定所允许的力FZ，其中所允许的力FZ表示下述力，所述力如果施加到相应的切割轮廓点19上，则尤其会引起工件部分18围绕相关联的支撑线38倾斜。有利地，为切割轮廓17的切割轮廓点19的例如均匀地间隔开的子集计算所允许的力，所述切割轮廓点成对地彼此相邻。对于所述切割轮廓点19确定的支撑线38中的每条支撑线的所允许的力FZ从下述静态力矩公式中如下确定：
Figure BDA0002380802250000251
其中，FS是要分离的工件部分18的重心SP处的重力，hS是支撑线38距重心SP的间距，而hK是从支撑线38直至切割轮廓17的切割轮廓点19的间距。后面的间距hK也称为摇杆Kh。在相应的切割轮廓点19处最终适用的所允许的力FZ作为借助不同的支撑线38计算出的所有所允许的力FZ中的最小值来确定。
随后，在另一子步骤112中对于切割轮廓17的相应的切割轮廓点19，将所允许的力FZ与在要分离出的工件部分18的切割轮廓17的相应的切割轮廓点19处的预先确定的加工力FB进行力比较。在力比较中，选出切割轮廓17的切割轮廓点19的子集，例如低风险区域75，对于该低风险区域，所允许的力FZ至少超过最小的倾斜力边界值，例如最小的加工力FB,min，和/或切割轮廓的切割轮廓点的无风险区域80，对于该无风险区域，所允许的力至少超过最大的倾斜力边界值，例如最大的加工力FB，max。下述切割轮廓点19形成一个或多个风险区域28，在所述风险区域中稍后将不允许确定切除点129或不允许进行切除，其中对于所述切割轮廓点，所允许的力FZ本身不超过最小的倾斜力边界值。
在另一子步骤113中，进一步限制了切割轮廓点19的预先确定的低风险区域75和/或无风险区域80，其方式为：由于不利的轮廓几何形状，排除确定的轮廓区域。例如在狭窄的凹形轮廓区域的情况下，或者如果切割轮廓17在切割射束34的作用区域中是明显凹形的，那么存在不利的轮廓区域。通常，如果通过定位运动而使被切除的工件部分18与这在直线的轮廓区域中的情况相比明显更长地保持在切割射束34的交互区域中，那么轮廓区域不利于放置开始切割点或切除点。排除不利的轮廓区域能够借助根据图6的方法进行(选择直线40、41)或者借助于在切割轮廓17的多个切割轮廓点19上取平均值的切割轮廓曲率进行，或者借助于在切割工具参数、例如切割气压的作用区域34的半径中取平均值的正的或负的切割轮廓曲率进行。
在所述现在起被限制的区域中的每个切割轮廓点19处，稍后能够确定开始切割点29或切除点129；在受限制的无风险区域中，在对切割参数，尤其是定位参数没有任何条件的情况下，以及借助这样的产生最大的加工力FB，max的切割参数或定位参数，稍后能够确定切除点129或开始切割点29；在受限制的低风险区域中，借助切割工具的定位参数稍后能够确定切除点129或开始切割点29，所述定位参数产生最小的加工力FB,min，或者至少比最大的加工力FB，max明显更小的加工力。
在另一步骤114中检查：是否能够将工件部分18在不倾斜的情况下从工件16切去。
如果这不是这种情况，因为尤其风险区域28包围了整个切割轮廓17(如根据图11中的上部的切割计划中的左侧的工件部分所示出的)，在另一步骤115中，进行工件部分18的重新定位，其中在其重新定位之后重复步骤106至113(直接紧接着或者在对工件16的所有其它工件部分18进行前置处理之后)，或者在要分离的工件部分18处设置微型接片43(如根据图11中的上部的切割计划中的左侧的工件部分所示出的)。稍后，在步骤115中的两个措施能够实现抗倾斜地切割所述工件部分18。替选地，能够重新定位所述工件16，或者重新定位位于所述工件16内的支撑点32中的至少一个。
随后，在步骤116中，将现在起确定的所有可行的开始切割点29的坐标xA、yA或要分离出的工件部分18的确定的可行的切除点129的坐标xF、yF存储在切割装置15的存储装置50中或外部的存储装置250中。优选地，存储在步骤113中受限制的所有低风险区域75和要分离出的工件部分18的受限制的所有无风险区域80。
重复步骤103至116，直至已处理所述工件16的所有工件部分18(步骤117)。
随后，在步骤118(步骤e))中，在考虑在至少一个要分离出的工件部分18的切割轮廓17上的至少一个识别出的风险区域28的情况下，在至少一个要分离出的工件部分18的切割轮廓17上确定用于切割工具21的一个或至少一个开始切割点29和/或切除点129。优选地，要分离出的工件部分18的所有所存储的开始切割点29或切除点129在工件16上排列成行，以优化切割顺序和切割工具21在工件上的定位路径，并且如下文阐述的那样选出关于识别出的风险区域最优的开始切割点和/或切除点。在此，要分离出的工件部分18的所述确定的开始切割点29或切除点129在工件16上排列成行，使得在后续的切割工艺中一方面没有从工件已经分离出的工件部分位于切割工具21的定位路径中，而另一方面将定位路径最小化。
借此，在该步骤118中，用于切割顺序的和来自可能受限制的、低风险和无风险区域75、80的定位路径的优化例程为每个工件部分18的每个切割轮廓17选出确定的开始切割点29(步骤e))，使得能够实现最优的切割顺序和最小的定位路径，而在此工件部分直接在切除时或者在后续的定位运动期间不会发生倾斜。
随后，在步骤119中，借助切割工具21和对于要加工的工件16等效的切割工具参数执行切割工艺，所述切割工艺在要分离出的第一工件部分的现在起确定的开始切割点29处开始或打开，沿着所述切割轮廓17引导，并且如果由于缺乏倾斜稳定性而没有设置微型接片43，那么在相应相同的切割轮廓点处，即在切除点129处终止切割工艺。
随后，在步骤120中，直接在将工件部分18切除之后，借助切割头20以远离切除点129的方式执行定位运动。如果在低风险的切割轮廓区域75中进行切除，则借助相应的定位参数执行相应平缓的三轴线定位方法。如果在无风险的切割轮廓区域80中进行切除，那么也能够执行双轴线定位方法。通过控制装置60远离切除点129选择具有合适的定位参数的合适的定位方法而确保：不超过在步骤108中计算出的加工力FB或最小的加工力FB，min或最大加工力FB，max。
如果工件16具有多个要分离出的工件部分18，那么在另一步骤121中，切割头20接近下一个排列成行开始切割点29，进而接近下一个排列成行的工件部分18。
重复步骤119至121，直至从工件16上分离出所有要分离的工件部分18(步骤122)。
在第二实施形式中，之前公开的方法步骤和元件在虚拟空间中成像，其中，例如具有所有支撑点32的工件支撑件30是虚拟的，并且至少一个切割计划48具有关于虚拟的工件支撑件130相对于虚拟的工件216的方位和/或定向的至少一条信息，其中虚拟的工件216能够理解为稍后要使用的实际的工件16的尺寸，这与工件板的尺寸意义相同，所述工件板在切割计划48中示出。
因此，如在图9至11中示出，预先公开的根据本发明的方法能够作为计算机实现的方法示出和执行，所述方法用于自动化确定和生成几何元素和/或运动指令，以控制切割装置15的所述切割工具21和所述切割头20。为此，设有具有输入装置211和计算机处理器219的计算机210。所述计算机210直接设置在射束切割装置15上或者与射束切割装置15间隔开并且能够与其连接。尤其，所述计算机210能够集成在射束切割装置15中，或者所述控制装置60的一个或多个组件的控制软件能够部分地集成在计算机210上。但是，所述计算机210也能够独立于射束切割装置执行计算机实现的方法。
计算机210包含具有在计算机处理器219中执行的多个软件应用程序260和自动化软件261的软件包212。替选地，如在图9中所示出的，自动化软件261能够作为云服务执行。根据本发明的方法的虚拟步骤在自动化软件261中实现为计算机实现的方法。在此，仅在几何平面上借助于生成和/或移动开始切割轮廓39的几何元素来实现虚拟步骤，以优化开始切割点29和工件16、216的工件部分18或切割计划48的切割顺序，或者能够同时生成用于切割工具21的运动指令。
根据步骤a)，用户205能够为切割工具21创建具有几何元素和/或运动指令的切割计划48。为此，用户205使用适宜的软件应用程序260，例如CAD程序(Computer-Aided-Design，计算机辅助设计)。所述切割计划48存储在计算机210中以及存储于设置在其中的存储装置250中或外部存储装置250中。替选地，能够从外部存储装置250加载切割计划48，而无需用户205明确地创建所述切割计划。
在第一阶段中，根据本发明的在自动化软件中实现的用于优化一个或多个切割计划的方法，根据步骤b)和c)如下进行：
在计算机210中的自动化软件261接收在计算机210的工件支撑件库255中存储的、虚拟的工件支撑件130。虚拟的工件支撑件130在此限定多个支撑点132，所述支撑点具有实际的工件支撑件30。此外，自动化软件261接收关于相对方位x0、y0和/或定向α0的信息，所述信息属于切割计划48。所述信息源自控制装置60，所述控制装置在这种情况下借助于识别装置27在实际的工件16上识别到该信息，即实际的相对方位x、y和/或定向α，或者所述信息在虚拟情况下通过自动化软件261确定为初始的零位本身。
可选地，自动化软件将具有至少一个另外的切割计划49的一组切割计划48、49初始化，其中虚拟的工件支撑件130在每个切割计划48、49中的相对方位xi、yi和/或定向αi不同，并且沿x和y方向偏移，以及也能够按照定向扭转。优选地，必要时在关注由虚拟的工件支撑件相对于虚拟的工件改变的方位而产生的可能变化的风险区域的情况下，该组的切割计划49包含与切割计划48相同的工件部分18，尤其同样包含工件部分18的相同布置。
随后在第二阶段中，用于切割组的切割计划48或另一切割计划49的自动化软件261以纯虚拟的方式执行根据本发明的步骤，所述步骤示例性地用步骤103至118示出(根据图8)。在此，最终优化的切割计划48或一组最终优化的切割计划48、49存储在存储装置250中，并且直接紧接着或者稍后传送给存储装置50。因此完成计算机实现的方法。
随后在第三阶段中，在射束切割装置15上进行实际的加工工艺，其中通过控制装置60直接处理优化的切割计划48。或者在一组优化的切割计划的情况下，首先借助于识别装置27检测工件16关于工件支撑件30的实际的相对方位x、y和/或定向α，然后选出合适的切割计划49，并且然后在射束切割装置15上根据所选择的切割计划49或相应的运动指令进行加工工艺。
在此，从该组切割计划48、49中选择下述切割计划48、49，所述切割计划具有对关于至少一个要分离出的工件部分(18)相对于虚拟的工件支撑件130的方位xi、yi和/或定向αi的至少一条信息与射束切割装置15的工件支撑件30的实际的方位x、y和/或实际的定向α的最大程度的相符。切割计划48在此能够关于工件支撑件30相对于工件16的实际的方位x、y和/或实际的定向α方面进一步进行优化，其方式为：借助于自动化软件261至少重新确定风险区域28，并且在产生偏差时，重新设定开始切割点和/或切除点。
在图13中以及在根据图12的流程图中示出根据本发明的方法的第三实施形式。与第一实施形式的主要区别在于，借助于简单的搜索方法确定至少一个工件部分18的切割轮廓17的风险区域28。由此需要较少的计算运算。
在第一步骤301(根据步骤a))中，确定用于要从工件16中分离出的至少一个工件部分18的至少一个切割计划48。
随后，在步骤302中(根据步骤b))，确定工件16关于工件支撑件30的方位x、y和/或定向α，其中借助于识别装置27和/或在工件支撑件30上的至少一个机械止挡件来确定方位和/或定向。
随后，在步骤303中(根据步骤c))，确定设置在至少一个工件部分18下方的工件支撑件30的每个支撑点32及其相对位置。
在另一步骤304中(根据步骤d))，确定在要分离出的工件部分18的切割轮廓17上的风险区域28。在所述风险区域28中，在切除时要分离出的工件部分18倾斜非常可能发生。
在此，在第一子步骤305中，在位于工件18下方的支撑点32附近对切割轮廓17的切割轮廓点19进行简单搜索，在图13a)图解示出。如果切割轮廓点17位于半径为Rf的圆内，那么将其分类为无风险的切割轮廓区域80，在该无风险区域中稍后能够确定开始切割点29或切除点129，在所述切除点处能够无条件地进行切除，即能够借助任意的定位运动，尤其是具有最大加工力FB，max的双轴线定位运动进行。如果在半径为Ra的圆内还存在其它切割轮廓点19，那么将其分类为低风险切割轮廓区域75，在该低风险区域中，在有条件的情况下，即特别是在具有最小加工力FB，min的双轴线定位运动的条件下，稍后能够进行切除。能够定义半径在Rf和Ra之间的其它圆，以便形成另外的位于其之间的切割轮廓区域，所述切割轮廓区域以其它定位参数在切除之后描绘和实现加工力或定位运动的分级。切割轮廓17的尚未被分类的所有切割轮廓点19都属于风险区域28或属于下述风险区域28，在该风险区域28中稍后不允许确定开始切割点29或切除点129。
替选地，在第一子步骤306中，将支撑多边形37确定为所有支撑点32的凸形包围的多边形，所述支撑点位于所考虑的要分离出的工件部分18内。在此，所述支撑多边形37具有多个支撑线38作为支撑多边形37的角点的连接路线，其中在切割之后围绕所述支撑线38可能会发生工件18的倾斜。
随后，在子步骤307中，作为子步骤305的替选方案，在预先确定的支撑线38附近执行对切割轮廓17的切割轮廓点19的简单搜索，在图13b)中示出。如果切割轮廓点位于通过将支撑多边形37以半径Rf进行扩展而创建的轮廓内，那么将其分类为无风险的切割轮廓区域80。如果另外的切割轮廓点19位于通过将支撑多边形37以半径Ra进行扩展而创建的轮廓内，那么将其分类为低风险的切割轮廓区域75。为了在考虑所确定的切割轮廓区域的情况下确定另外的位于其之间的切割轮廓区域以及相应稍后地确定开始切割点29或切除点129，适用与在子步骤305中相同的陈述。切割轮廓17的尚未被分类的所有切割轮廓点19都属于风险区域28或属于下述风险区域28，在该风险区域28中稍后不允许确定开始切割点29或切除点129。
在该步骤304中确定的切割轮廓区域既不需要确定加工力，也不需要计算在工件部分18的切割轮廓17上所允许的力，这能够实现特别简单地执行该方法。
随后，在步骤308中，将所有现在起确定的可行的开始切割点29的坐标xA、yA或要分离出的工件部分18的确定的可行的切除点129的坐标xF、yF存储在切割装置15的存储装置50中或外部的存储装置250中。这是在切割轮廓17的先前确定的低风险和无风险的切割轮廓区域75、80中的所有可行的开始切割点29或切除点129。
重复步骤303至308，直至已处理工件16的所有工件部分18(步骤309)。
随后，在步骤310(步骤e))中，在考虑在至少一个要分离出的工件部分18的切割轮廓17上的至少一个识别出的风险区域28的情况下，在至少一个要分离出的工件部分18的切割轮廓17上确定用于切割工具21的一个或至少一个开始切割点29和/或切除点129。优选地，要分离出的工件部分18的所有所存储的开始切割点29或切除点129在工件16上排列成行，以优化切割顺序和切割工具21在工件16上的定位路径，并且如下文阐述的那样选出关于识别出的风险区域最优的开始切割点和/或切除点。因此，在该步骤中，用于切割顺序的和来自低风险和无风险区域75、80的全部切割轮廓区域的定位路径的优化例程为每个工件部分18的每个切割轮廓17选出确定的开始切割点29(步骤e))，使得能够实现最优的切割顺序和最小的定位路径，而在此工件部分直接在切除时或者在后续的定位运动期间不会发生倾斜。
随后，在步骤311中借助切割工具21执行切割工艺，所述切割工艺在要分离出的第一工件部分的现在起确定的开始切割点29处开始或打开，沿着所述切割轮廓17引导，并且在相应相同的切割轮廓点处，即在切除点129处终止切割工艺。
随后，在步骤312中，直接在将工件部分18切除之后，借助切割头20以远离切除点129的方式执行定位运动，其中根据在低风险切割轮廓区域75中或在无风险切割轮廓区域80中的切除点129，直接在切除之后将合适的定位参数用于定位运动。借此能够确保：已切除的工件部分18不会倾斜。
如果工件16具有多个要分离出的工件部分18，那么在另一步骤313中，切割头20接近下一排列成行的开始切割点29，进而接近下一排列成行的工件部分18。
重复步骤311至313，直至从工件16中分离出所有要分离出的工件部分18(步骤314)。
不言而喻，根据本发明的方法的第三实施形式同样能够示出和执行根据图9至11的计算机实现的方法，其中根据图12的第三实施形式的步骤在实际的加工工艺之前或期间虚拟地运行。尤其，能够预先优化一组切割计划48、49，稍后将其传输到射束切割装置15上。在开始实际的切割工艺之前，于是首先执行步骤b)，即确定工件16关于工件支撑件30的实际的方位x、y和/或实际的定向α。
附图标记列表：
15 切割装置
16 工件
17 切割轮廓
18 要分离出的工件部分
19 切割轮廓点
20 切割头
21 切割工具
22 15的机架
23 15的桥架
24 30的框架
25 驱动器
26 驱动控制装置
27 识别装置
28 风险区域
29 开始切割点
30 工件支撑件
31 支撑元件
32 支撑点
33 切割射束控制
34 具有锥形作用区域的切割射束
35 辊
36 切割喷嘴
37 支撑多边形
38 支撑线
39 开始切割轮廓
40 选择直线
41 选择直线
42 切割轮廓点法线
43 微型接片
48 切割计划
49 另外的切割计划
50 15的存储装置
60 控制装置
75 切割轮廓的低风险区域
80 切割轮廓的无风险区域
101-122 第一实施形式的方法步骤
310-314 第三实施形式的方法步骤
129 切除点
130 虚拟的工件支撑件
132 虚拟的支撑点
205 用户
210 计算机
211 输入装置
212 软件包
216 虚拟的工件
219 计算机处理器
250 外部的存储装置
255 工件支撑件库
260 软件应用程序
261 自动化软件
Fz 所允许的力
FB 加工力
FB，min 最小的加工力
FB，max 最大的加工力
Fs 重力
hk 38至19的间距
Sp 重心
SL 重力线
hs 38至Sp的间距
Kh 摇杆
Mk 倾斜力矩
L 40、41的长度
X、Y、Z 15的驱动轴线
β 选择角
SXi 包围第一边长的矩形
SYi 包围第二边长的矩形
Δx 在支撑元件31之间的间距
Δy 在支撑点32之间的间距
xA、yA 开始切割点的坐标
xF、yF 切除点的坐标
I-III 轮廓尺寸等级
x、y 16的实际方位
α 16的实际定向
xi、yi 16的虚拟方位
αi 16的虚拟定向
Rf 80的半径
Ra 75的半径

Claims (25)

1.一种用于控制具有切割工具(21)的射束切割装置(15)的方法，借助于所述方法能够沿着切割轮廓(17)从工件(16)中分离出至少一个工件部分(18)，其中所述射束切割装置(15)具有带有多个支撑点(32)的工件支撑件(30；130)，所述工件支撑件用于容纳工件(16)，并且所述方法的特征在于下述步骤：
a)为具有至少一个切割轮廓(17)的所述工件(16)确定至少一个切割计划(48)，所述切割轮廓用于至少一个要从所述工件(16)中分离出的工件部分(18)；
b)确定所述工件(16)和/或所述切割计划(48)和/或至少一个要分离出的工件部分(18)关于所述工件支撑件(30；130)的相对方位和/或定向；
c)至少确定在至少一个要分离出的所述工件部分(18)下方的所述工件支撑件(30；130)的至少一个支撑点(32)的相对位置；
d)确定在至少一个要分离出的工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上的至少一个风险区域(28)，其中，当在该风险区域(28)处切除至少一个要分离出的所述工件部分(18)时，至少一个要分离出的所述工件部分(18)的倾斜是可行的；
e)在考虑在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上的至少一个识别出的风险区域(28)的情况下，在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上确定用于所述切割工具(21)的至少一个开始切割点(29)和/或切除点(129)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，最晚在所述步骤e)中，将至少一个确定的开始切割点(29)的坐标(xA、yA)和/或至少一个确定的切除点(129)的坐标(xF、yF)存储在存储装置(50、250)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤e)之后，借助所述切割工具(21)执行切割工艺，所述切割工艺从至少一个确定的所述开始切割点(29)开始和/或在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的至少一个确定的所述切除点(129)结束，有利地跟随有所述切割头(20)从确定的所述切除点(129)开始的定位运动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的切割轮廓(17)的至少一个切割轮廓点(19)处和/或至少在所述切割轮廓(17)的与所述切割轮廓点(19)相邻的切割轮廓点处确定加工力(FB)，所述加工力由所述切割工具(21)施加到至少一个要分离出的所述工件部分(18)上，其中所述加工力(FB)有利地根据所述切割工具(21)的至少一个切割参数确定，其中所述切割工具(21)的至少一个切割参数更有利地是至少一个切割工具参数，如切割气压、喷嘴间距、喷嘴直径、喷嘴形状，和/或其中至少一个所述切割参数是至少一个定位参数，如定位速度、定位加速度、定位方向，所述定位参数在切除要至少一个分离出的所述工件部分(18)之后形成所述切割工具(21)的所述定位运动的基础。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在所述步骤c)之后，确定至少一个要分离出的所述工件部分(18)的至少一个工件部分参数，有利地确定至少一个要分离出的所述工件部分(18)的重心(SP)或至少一条重力线(SL)，和/或在至少一个要分离出的所述工件部分(18)内确定支撑多边形(37)的至少一个多边形参数，有利地确定所述支撑多边形(37)的支撑线(38)，并且随后
在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的至少一个切割轮廓点(19)处确定所允许的力(FZ)，有利地在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的多个切割轮廓点(19)处确定所允许的力，
借助于至少一个所述工件部分参数和/或至少一个所述多边形参数和在所述工件(16)下方或在要分离出的所述工件部分(18)下方的所述工件支撑件(30)的至少一个支撑点(32)的所确定的位置，或
借助于至少一个所述工件部分参数和/或至少一个所述多边形参数和在所述工件(16)下方或在至少一个要分离出的所述工件部分(18)下方的所述工件支撑件(30)的至少一个支撑点(32)的所确定的位置距至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的至少一个切割轮廓点(19)的至少一个间距(hk、hs)来进行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤d)中将所允许的力(FZ)与在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的至少一个所述切割轮廓点(19)处的至少一个预先确定的倾斜力边界值进行力比较，其中有利地根据在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的至少一个所述切割轮廓点(19)处的预先确定的加工力(FB)进行所述力比较，其中更有利地将预先确定的所述加工力(FB)与安全系数相乘。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤d)中基于所述力比较确定至少一个所述风险区域(28)。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在所述力比较中，确定所述切割轮廓(17)的切割轮廓点(19)的至少一个低风险区域(75)，其中所述所允许的力(FZ)超过至少一个最小的倾斜力边界值，和/或在所述力比较中，确定所述切割轮廓(17)的切割轮廓点(19)的至少一个无风险区域(80)，其中所述所允许的力(FZ)超过至少一个最大的倾斜力边界值。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，进行与最小和/或最大的倾斜力边界值的所述力比较，其中所述倾斜力边界值有利地由最小的或最大的加工力(FB)推导得出。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)之后，相对于所述支撑多边形(37)的至少一个多边形参数的方位确定至少一个要分离出的所述工件部分参数的方位，和/或确定所述所允许的力(FZ)的奇偶性，和/或有利地检查：是否在所述步骤d)中确定的至少一个风险区域(28)包括至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)的所有切割轮廓点(19)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)中留有至少一个微型接片(43)，和/或通过所述切割工具将至少一个另外的要分离出的所述工件部分粉碎。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，借助至少一个识别装置(27)确定所述工件(16)和/或至少一个要分离出的所述工件部分(18)关于所述工件支撑件(30)的相对方位和/或定向(步骤b))，和/或确定在至少一个要分离出的所述工件部分(18)下方的所述工件支撑件(30)的至少一个所述支撑点(32)的至少一个相对位置(步骤c))，其中至少一个所述识别装置(27)包括所述射束切割装置(15)的传感器系统，所述传感器系统有利地定位在所述射束切割装置(15)的切割头(20)上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述传感器系统由一组光学检测器、非接触式间距测量装置和照相机构成，由此有利地检测所述工件(16)的至少一个边缘和/或至少一个要分离出的所述工件部分(18)的边缘。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述射束切割装置(15)的用于所述工件(16)的至少一个机械止挡件来确定所述工件(16)关于所述工件支撑件(30)的相对方位和/或定向(步骤b))。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其特征在于，在确定所述工件(16)在工件支撑件(30)上的相对方位和/或定向之后(根据步骤b))并且在确定至少一个风险区域(28)之后(根据步骤d))，将至少一个要分离出的所述工件部分(18)或所述工件(16)重新定位，有利地根据之前创建的或改变的在所述工件(16)上的切割计划(48)进行，和/或有利地至少重新定位所述支撑点(32)，所述支撑点位于所述工件(16)或至少一个要分离出的所述工件部分(18)下方。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征在于，确定在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的所述切割轮廓(17)上的至少一个风险区域(28)(步骤d))，和/或确定用于所述切割工具(21)的至少一个开始切割点(29)和/或切除点(129)(步骤e))与所述切割轮廓(17)的几何形状有关，尤其与至少一个要分离出的所述工件部分(18)的切割轮廓曲率有关，其中有利地在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的凸形的切割轮廓部段上选择所述开始切割点(29)，和/或有利地在至少一个要分离出的所述工件部分(18)的切割轮廓(17)上的用于所述切割工具(21)的所述开始切割点(29)的选择借助于至少一个选择直线(40、41)来确定，所述选择直线相对于切割轮廓点法线(42)倾斜至少一个选择角(β)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，要分离出的所述工件部分(18)的确定的所述开始切割点(29)或确定的切除点(129)在所述工件(16)上排列成行以优化切割顺序和/或所述切割工具(21)在所述工件(16)上的所述定位路径，并且在确定的开始切割点(29)或切除点(129)之一上执行所述切割工艺。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)前，确定要分离出的所述工件部分(18)的轮廓尺寸，并且将其有利地与预先定义的轮廓尺寸等级相关联。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法步骤和元件在虚拟空间中成像，其中所述工件支撑件(30)是虚拟的，并且至少一个切割计划(48)具有关于虚拟的工件支撑件(30)相对于虚拟的工件(216)的方位和/或定向的至少一条信息。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，确定具有至少一个另外的切割计划(49)的一组切割计划(48、49)，其中所述虚拟的工件支撑件(130)在该组的每个切割计划(48、49)中的所述方位和/或定向是不同的并且在x和y方向上偏移。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，从该组的切割计划(48、49)中选出下述切割计划(48、49)，该切割计划具有对关于至少一个要分离出的所述工件部分(18)相对于所述虚拟的工件支撑件(130)的方位和/或定向的至少一条信息与所述射束切割装置(15)的所述工件支撑件(30)相对于所述工件(16)的实际确定的方位和/或定向的最大程度的相符。
22.根据权利要求1至21所述的方法，其特征在于，将所述切割计划(48)关于所述工件支撑件(30)相对于所述工件(16)的实际方位进行优化。
23.一种用于自动化地确定和生成几何元素和/或用于控制射束切割装置(15)的切割工具(21)的运动指令的计算机实现的方法，所述射束切割装置执行根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中在所述步骤e)之后，自动地生成和存储具有几何元素的至少一个数据记录和/或至少一个运动指令，有利地存储具有几何元素的多个数据记录和/或多个运动指令，所述运动指令至少说明至少一个开始切割轮廓(39)和/或至少说明所述切割工具(21)朝向至少一个所述开始切割点(29)或朝向至少一个所述切除点(129)的运动。
24.根据权利要求23所述的计算机实现的方法，其特征在于，具有几何元素的所存储的数据记录和/或所存储的运动指令被传输给所述射束切割装置(15)的控制装置(60)，所述数据记录和/或所述运动指令至少说明至少一个开始切割轮廓(39)和/或至少说明所述切割工具(21)朝向至少一个开始切割点(29)的和/或朝向至少一个切除点(129)的运动。
25.一种射束切割装置(15)，所述射束切割装置具有切割工具(21)、工件支撑件(30)、控制装置(60)和至少一个存储装置(50；250)以及根据权利要求12所述的识别装置(27)和/或根据权利要求14所述的机械止挡件，所述射束切割装置适于执行根据权利要求1至24中任一项所述的方法。
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