DE102012211933A1 - Method for compensating tail of jet i.e. water jet, during jet cutting by jet cutter, involves adjusting jet orientation at cutting speed and/or thickness of workpiece in region of jet and/or exhaust velocity of jet when exiting jet head - Google Patents

Method for compensating tail of jet i.e. water jet, during jet cutting by jet cutter, involves adjusting jet orientation at cutting speed and/or thickness of workpiece in region of jet and/or exhaust velocity of jet when exiting jet head Download PDF

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Abstract

The method involves emerging a jet (2) with a jet orientation (O) from a motionless jet head (1), and striking and intersecting the jet on a workpiece. The jet head is moved relative to the workpiece with certain cutting speed when intersecting in a cutting direction. The jet orientation is adjusted dynamically at the cutting direction and/or cutting speed and/or thickness of the workpiece in a region of the jet and/or exhaust velocity of the jet when exiting the jet head during cutting. A plane is defined from a vector of the jet orientation and a vector of the cutting direction. An independent claim is also included for a jet cutter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schweifkompensation beim Strahlschneiden mittels einer Strahlschneidevorrichtung sowie eine Strahlschneidevorrichtung, die einen Strahlkopf umfasst, aus dem ein Strahl mit einer Strahlorientierung austritt, der auf ein Werkstück trifft und dieses schneidet, wobei der Strahlkopf beim Schneiden in einer Schneidrichtung und mit einer Schneidgeschwindigkeit relativ zum Werkstück bewegt wird. The invention relates to a method for tail compensation during jet cutting by means of a jet cutting device and a jet cutting device comprising a jet head from which emerges a beam with a beam orientation, which strikes a workpiece and this cuts, the jet head when cutting in a cutting direction and with a Cutting speed is moved relative to the workpiece.

Bei der nicht spanenden Bearbeitung von Werkstücken mittels einer Strahlschneidevorrichtung können für den Strahl Medien wie z.B. Wasser, Öl, Luft Sand oder Mischungen derartiger Medien eingesetzt werden. Die Strahlschneidevorrichtung umfasst einen Strahlkopf, an dem der Strahl aus der Strahlschneidevorrichtung mit einer bestimmten Strahlorientierung austritt. Durch die Bewegung des Strahlkopfes relativ zu dem zu schneidenden Werkstück mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schneidgeschwindigkeit, entsteht im zu schneidenden Material eine Ablenkung des Strahls, ein so genannter "Schweif". Beim Schneiden einer geraden Kante wirkt sich dieser Schweif nicht negativ aus, da die Kante durch die gebogene Form des Strahls nicht beeinflusst wird. Probleme bereitet der Schweif jedoch beim Schneiden gekrümmter Konturen und insbesondere bei Ecken in der Kontur. Durch abrupte Richtungsänderungen, wie sie bei manchen gekrümmten Konturen oder an Ecken auftreten, hinterlässt die gebogene Form des Strahls verzerrte Werkstückkanten. Dabei hängt die Größe der Verzerrung von der Materialdicke, der Schneidgeschwindigkeit an der betreffenden Stelle und der Ausströmgeschwindigkeit des den Strahl bildenden Mediums ab. In the non-machining of workpieces by means of a jet cutting device, media such as e.g. Water, oil, air sand or mixtures of such media are used. The jet cutting device comprises a jet head, at which the jet exits the jet cutting device with a specific beam orientation. By the movement of the jet head relative to the workpiece to be cut at a certain speed, the cutting speed, a deflection of the jet, a so-called "tail", is produced in the material to be cut. When cutting a straight edge, this tail does not affect negatively, as the edge is not affected by the curved shape of the beam. However, the tail causes problems when cutting curved contours and especially at corners in the contour. As a result of abrupt changes in direction, as occurs in some curved contours or at corners, the curved shape of the beam leaves distorted edges of the workpiece. In this case, the size of the distortion depends on the material thickness, the cutting speed at the relevant point and the outflow velocity of the medium forming the jet.

Eine bekannte Methode, um die genannten Probleme zu umgehen, ist die Reduzierung der Schneidgeschwindigkeit an den betreffenden Stellen auf sehr niedrige Werte, so dass sich der entstehende Schweif nicht so stark ausbilden kann. Typischerweise wird dies beispielsweise durch ein lineares Reduzieren der programmierten Schneidgeschwindigkeit bei einer Annäherung an eine zu schneidende Ecke realisiert. A well-known method to avoid the problems mentioned is to reduce the cutting speed at the points concerned to very low values, so that the resulting tail can not develop so much. Typically this is realized, for example, by linearly reducing the programmed cutting speed as it approaches a corner to be cut.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Schweifkompensation beim Strahlschneiden sowie eine Strahlschneidevorrichtung zu schaffen, bei denen auch starke Krümmungen und Ecken mit hoher Qualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit realisiert werden können. Object of the present invention is to provide a method for tail compensation in jet cutting and a jet cutting device in which even strong bends and corners with high quality and processing speed can be realized.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Schweifkompensation beim Strahlschneiden mittels einer Strahlschneidevorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten sowie durch eine Strahlschneidevorrichtung mit den im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmalen realisiert. This object is achieved by a method for tail compensation in jet cutting by means of a jet cutting device with the method steps specified in claim 1 and by a jet cutting device with the features specified in claim 4.

In einer ersten Annäherung kann der Schweif als eine dynamische Fehlstellung des Strahlkopfes und damit der Strahlorientierung in Bezug auf die Schneidrichtung angenommen werden. Die Idee ist nun, diese dynamische, in erster Näherung lineare Fehlstellung zu korrigieren. In a first approximation, the tail may be assumed to be a dynamic misalignment of the blasting head, and hence beam orientation, with respect to the cutting direction. The idea is now to correct this dynamic, to a first approximation linear misalignment.

Um eine dynamische Fehlstellung des rotationssymmetrischen Strahls zu kompensieren, sind bei der betreffenden Strahlschneidevorrichtung wenigstens zwei Rundachsen notwendig, die abhängig von der aktuellen Vorschubgeschwindigkeit (Schneidgeschwindigkeit) in Bewegungsrichtung (Schneidrichtung) die Strahlorientierung um einen bestimmten Kompensationswinkel verstellen. Allgemein ausgedrückt bewirkt die Kompensation ein schneidgeschwindigkeitsabhängiges Verstellen der Strahlorientierung in Schneidrichtung. Da heute bereits viele Bearbeitungsmaschinen nicht nur dreiachsig sondern fünf-, sechs- oder siebenachsig realisiert sind, kann diese Art der dynamischen Änderung der Strahlorientierung durch eine dynamische Überlagerung von Korrekturwerten in der Orientierung des Strahls (Strahlorientierung) bzw. des Schneidkopfes erreicht werden. In order to compensate for a dynamic misalignment of the rotationally symmetric beam, at least two rotary axes are necessary in the relevant beam cutting device, which adjust the beam orientation by a certain compensation angle depending on the current feed rate (cutting speed) in the direction of movement (cutting direction). Generally speaking, the compensation causes a cutting speed-dependent adjustment of the beam orientation in the cutting direction. Since today many machine tools are not only realized three-axis but five-, six- or seven-axis, this type of dynamic change of the beam orientation can be achieved by a dynamic superposition of correction values in the orientation of the beam (beam orientation) or the cutting head.

Vorteilhaft wird die Strahlorientierung, insbesondere durch eine entsprechende Orientierung des Schneidkopfes, während des Schneidens dynamisch an die Schneidrichtung angepasst. Durch die dynamische Anpassung der Strahlorientierung wird erreicht, dass sich der beim Strahlschneiden prinzipbedingt ausbildende Schweif weniger stark auf die Schnittkanten auswirkt, insbesondere bei abrupten Richtungswechseln der Schneidrichtung. Advantageously, the beam orientation, in particular by a corresponding orientation of the cutting head, dynamically adapted to the cutting direction during cutting. Due to the dynamic adjustment of the beam orientation, it is achieved that the tail formed during beam cutting has a less pronounced effect on the cut edges, in particular in the case of abrupt changes of direction of the cutting direction.

Ferner wird die Strahlorientierung vorteilhaft während des Schneidens dynamisch an die Schneidgeschwindigkeit angepasst. Je höher die Schneidgeschwindigkeit, umso mehr muss die Strahlorientierung in Schneidrichtung gedreht werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Furthermore, the beam orientation is advantageously adapted dynamically to the cutting speed during cutting. The higher the cutting speed, the more the beam orientation must be rotated in the cutting direction to achieve the desired effect.

Weiterhin wird die Strahlorientierung während des Schneidens vorteilhaft an die Dicke des Werkstücks im Schneidbereich angepasst. Auch hier gilt, dass sich bei dicken Werkstücken ein größerer Schweif ausbildet als bei dünnen und daher bei dicken Werkstücken eine größere Verstellung der Strahlorientierung in Schneidrichtung vorzusehen ist. Furthermore, the beam orientation during cutting is advantageously adapted to the thickness of the workpiece in the cutting area. Again, with thick workpieces, a larger tail is formed than with thin and therefore with thick workpieces a greater adjustment of the beam orientation in the cutting direction is to be provided.

Darüber hinaus wird die Strahlorientierung während des Schneidens vorteilhaft an die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls beim Verlassen des Strahlkopfes angepasst. Hier gilt, dass sich die durch den Schweif verursachte Abweichung der Schnittkante von einer idealen Schnittkante umgekehrt proportional zur Ausströmgeschwindigkeit verhält. Eine geringe Ausströmgeschwindigkeit ruft damit einen verhältnismäßig stark ausgeprägten Schweif hervor, dessen negative Auswirkungen durch eine entsprechend größere Verstellung der Strahlorientierung korrigiert werden müssen. In addition, the beam orientation during cutting is advantageously adapted to the outflow velocity of the jet when leaving the jet head. Here, the deviation of the cut edge from an ideal cut edge caused by the tail is reversed proportional to the discharge velocity behaves. A low outflow velocity thus causes a relatively pronounced tail whose negative effects must be corrected by a correspondingly greater adjustment of the beam orientation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung definieren ein Vektor der Strahlorientierung und ein Vektor der Schneidrichtung eine Ebene, wobei ein Winkel Δφ in dieser Ebene bestimmt wird, um die Strahlorientierung an die Schneidrichtung und/oder die Schneidgeschwindigkeit und/oder die Dicke des Werkstücks und/oder die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls anzupassen. According to a preferred embodiment of the invention, a vector of the beam orientation and a vector of the cutting direction define a plane, wherein an angle Δφ in this plane is determined to be the beam orientation to the cutting direction and / or the cutting speed and / or the thickness of the workpiece and / or adjust the outflow velocity of the jet.

Bei einer Variante zur Schweifkompensation werden zu einer gegebenen Strahlorientierung Überlagerungen in wenigstens zwei Koordinatenrichtungen definiert. Dadurch kann die Strahlorientierung zumindest an Bewegungen (insbesondere verbunden mit Richtungsänderungen) des Strahlkopfes innerhalb einer Ebene angepasst werden. Vorteilhaft werden Überlagerungen in drei Koordinatenrichtungen definiert, so dass auch eine Anpassung der Strahlorientierung an Bewegungen des Strahlkopfes im dreidimensionalen Raum möglich ist. In a variant for tail compensation, overlays in at least two coordinate directions are defined for a given beam orientation. As a result, the beam orientation can be adapted to at least movements (in particular associated with changes in direction) of the jet head within a plane. Overlays are advantageously defined in three coordinate directions, so that an adjustment of the beam orientation to movements of the beam head in three-dimensional space is possible.

Eine Möglichkeit zur mathematischen Beschreibung der Änderung der Strahlorientierung besteht in der Angabe von Drehwinkeln, die der Orientierung des Strahlkopfes und damit der Strahlorientierung dynamisch überlagert werden. Auch hier genügt die Ermittlung der Drehwinkel bezüglich zweier Achsen, um die Orientierung des Strahlkopfes an Bewegungen innerhalb einer Ebene anzupassen. Vorteilhaft kann der Strahlkopf jedoch um drei Achsen geschwenkt werden, so dass eine Anpassung an beliebige Schneidrichtungen im dreidimensionalen Raum möglich ist. Vorteilhaft werden bei der praktischen Realisierung zur allgemeinen Darstellung der Strahlorientierung drei Winkel zu drei Koordinatenachsen definiert, zu denen dann dynamische Überlagerungen möglich sind. Insbesondere wird eine Ebene definiert, die von den beiden Vektoren der Strahlorientierung und der Schneidrichtung aufgespannt wird. Mit dem Winkel Δφ kann nun bezüglich der Strahlorientierung eine zusätzliche Drehung in dieser Ebene bewirkt werden. Zusätzlich kann mit den beiden Winkeln ΔΨ und Δθ eine Änderung der Strahlorientierung senkrecht zu dieser Ebene, bzw. bei Sechs-Achs-Kinematiken eine zusätzliche Drehung des Drehvektors bewirkt werden. Vorteilhaft können die Überlagerungen für die drei Winkel mittels Synchronaktionen über entsprechende Systemvariable in einem Interpolator verändert werden. One possibility for the mathematical description of the change in the beam orientation consists in specifying angles of rotation which are dynamically superimposed on the orientation of the beam head and thus the beam orientation. Again, it is sufficient to determine the rotation angle with respect to two axes in order to adapt the orientation of the jet head to movements within a plane. Advantageously, however, the jet head can be pivoted about three axes, so that an adaptation to any cutting directions in three-dimensional space is possible. Advantageously, three angles to three coordinate axes are defined in the practical realization of the general representation of the beam orientation, to which then dynamic overlays are possible. In particular, a plane is defined, which is spanned by the two vectors of the beam orientation and the cutting direction. With the angle Δφ can now be effected with respect to the beam orientation an additional rotation in this plane. In addition, with the two angles ΔΨ and Δθ, a change in the beam orientation perpendicular to this plane, or in the case of six-axis kinematics, an additional rotation of the rotation vector can be effected. Advantageously, the overlays for the three angles can be changed by means of synchronized actions via corresponding system variables in an interpolator.

Die Erfindung ermöglicht es auch, allgemeine Fehler der Maschine bezüglich der Strahlorientierung zu kompensieren. Hierfür werden Systemvariablen für die Überlagerungen definiert, die mittels Synchronaktionen beschrieben werden können. The invention also makes it possible to compensate for general errors of the machine with respect to the beam orientation. For this, system variables are defined for the overlays, which can be described using synchronized actions.

Eine erfindungsgemäße Möglichkeit zur Schweifkompensation beim Strahlschneiden sieht vor, dass zunächst die Ausströmgeschwindigkeit vA des Strahls beim Austritt aus dem Strahlkopf ermittelt wird. Durch die Ausbildung des Schweifs entsteht ein Fehler Δs beim Schneiden, für den gilt: Δs = vB·T und der sich in Schneidrichtung auswirkt. Dabei ist vB die Schneidgeschwindigkeit und T die Zeit, die ein idealer (geradliniger) Strahl (ohne Schweif) vom Verlassen des Strahlkopfes bis zum Austritt aus dem Werkstück bräuchte. Näherungsweise kann damit die Ablenkung des Strahls folgendermaßen berechnet werden:

Figure DE102012211933A1_0002
wobei vA die Austrittsgeschwindigkeit des Strahls aus dem Strahlkopf und L der Weg ist, den ein idealer (geradliniger) Strahl (ohne Schweif) vom Austritt aus dem Strahlkopf bis zum Austritt aus dem Werkstück zurücklegen muss. Daraus lässt sich die zur Kompensation des Schweifs notwendige zusätzliche Drehung der Strahlorientierung in der Ebene, die durch die Strahlorientierung und die Schneidrichtung aufgespannt wird, folgendermaßen berechnen: Δφ = arctan( r·cosφ / 1 + r·sinφ) wobei
Figure DE102012211933A1_0003
das Verhältnis zwischen Schneidgeschwindigkeit vB und der Ausströmgeschwindigkeit vA ist. A possibility according to the invention for tail compensation during jet cutting provides that first the outflow velocity v A of the jet is determined on exit from the jet head. The formation of the tail creates an error Δs when cutting, for which applies: Δs = v B · T and which affects in the cutting direction. In this case, v B is the cutting speed and T is the time required for an ideal (straight-line) jet (without a tail) from leaving the jet head until it leaves the workpiece. As an approximation, the deflection of the beam can be calculated as follows:
Figure DE102012211933A1_0002
where v A is the exit velocity of the jet from the jet head and L is the distance an ideal (straight) jet (no tail) must travel from the exit of the jet head to the exit from the workpiece. From this, the additional rotation of the beam orientation in the plane necessary for compensation of the tail, which is spanned by the beam orientation and the cutting direction, can be calculated as follows: Δφ = arctan (r · cosφ / 1 + r · sinφ) in which
Figure DE102012211933A1_0003
the ratio between cutting speed v B and the outflow velocity v A is.

Der Winkel φ ist dabei die Drehung der Strahlorientierung zur Senkrechten zu der Schneidrichtung. The angle φ is the rotation of the beam orientation to the perpendicular to the cutting direction.

Ist die Orientierung des Strahls nahezu senkrecht zur Schneidrichtung, d.h. φ ist ungefähr gleich Null, erhält man für den notwendigen Korrekturwinkel:

Figure DE102012211933A1_0004
If the orientation of the beam is nearly perpendicular to the cutting direction, ie φ is approximately equal to zero, the necessary correction angle is obtained:
Figure DE102012211933A1_0004

Gilt zusätzlich vB << vA, kann dies weiter vereinfacht werden zu:

Figure DE102012211933A1_0005
If additionally v B << v A , this can be further simplified to:
Figure DE102012211933A1_0005

Eine Steuerung für eine Strahlschneidevorrichtung kann zur Reduzierung des Rechenaufwandes den Korrekturwinkel gemäß dem vereinfachten Zusammenhang, bei ausreichender Rechenleistung selbstverständlich jedoch auch exakt ermitteln. Of course, a control for a jet cutting device can of course also accurately determine the correction angle in accordance with the simplified relationship, but with sufficient computing power, in order to reduce the computational outlay.

Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Schweifkompensation derart in einer Steuerung für eine entsprechende Strahlschneidevorrichtung implementiert, dass ein Anwender sich nicht um die entsprechende Schweifkompensation kümmern muss. Der Anwender gibt der Steuerung lediglich Daten bezüglich der gewünschten Kontur des Werkstücks vor und die Steuerung ermittelt automatisch wie oben beschrieben entsprechende Korrekturwerte für die Strahlorientierung. Vorteilhaft gehen in die Berechnung der Korrekturwerte auch die Werkstückdicke, die Schneidgeschwindigkeit sowie die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls aus dem Schneidkopf ein. Advantageously, the method according to the invention for tail compensation is implemented in a control for a corresponding beam cutting device in such a way that a user does not have to worry about the corresponding tail compensation. The user merely provides the controller with data regarding the desired contour of the workpiece, and the controller automatically determines corresponding beam orientation correction values as described above. Advantageously, the calculation of the correction values also includes the workpiece thickness, the cutting speed and the outflow speed of the jet from the cutting head.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:

1 einen unbewegten Strahlkopf mit einem Strahl, 1 a stationary jet head with a jet,

2 einen Strahlkopf mit einem Strahl, der beim Schneiden eines Materials abgelenkt wird und einen Schweif bildet, 2 a jet head with a jet that deflects when cutting a material and forms a tail,

3 die Auswirkungen des Schweifs beim Schneiden einer Ecke, 3 the effects of the tail when cutting a corner,

4 eine erfindungsgemäße Strahlorientierung zur Schweifkompensation, und 4 a beam orientation according to the invention for tail compensation, and

5 die wesentlichen Verfahrensschritte bei einer erfindungsgemäßen Schweifkompensation. 5 the main process steps in a tail compensation according to the invention.

1 zeigt einen Strahlkopf 1 einer bekannten Strahlschneidevorrichtung, aus dem ein Strahl 2, beispielsweise ein Wasserstrahl, austritt. Der Strahl 2 hat eine Strahlorientierung O in Bezug auf ein kartesisches Koordinatensystem 3. Die Strahlorientierung O entspricht der Orientierung des Strahls 2 beim Verlassen des Strahlkopfes 1 und stimmt mit einer Symmetrieachse des Strahlkopfes 1 überein. 1 zeigt einen unbewegten, d.h. ortsfesten Strahlkopf 1, wodurch sich der Strahl 2 entlang der Strahlorientierung O erstreckt. 1 shows a jet head 1 a known beam cutting device, from which a beam 2 , For example, a jet of water, emerges. The beam 2 has a beam orientation O with respect to a Cartesian coordinate system 3 , The beam orientation O corresponds to the orientation of the beam 2 when leaving the jet head 1 and agrees with a symmetry axis of the jet head 1 match. 1 shows a stationary, ie stationary jet head 1 , which causes the beam 2 along the beam orientation O extends.

2 zeigt den Strahlkopf 1 gemäß 1, aus dem der Strahl 2 austritt, in einem mit der Geschwindigkeit vB in Schneidrichtung 5 bewegten Zustand. Durch die Bewegung des Strahlkopfes 1 beim Schneiden eines Mediums 4 der Dicke d entsteht eine Ablenkung des Strahls 2 gegenüber einem idealen, geradlinigen Strahl bzw. gegenüber der Strahlorientierung O. Als Δs wird die Abweichung des Strahls 2 von dem idealen Strahl bzw. von der Strahlorientierung O beim Austritt des Strahls 2 aus dem zu schneidenden Medium 4 bezeichnet. Dabei würde der ideale Strahl zwischen dem Strahlkopf 1 und dem Austritt aus dem zu schneidenden Medium 4 die Strecke L zurücklegen. 2 shows the jet head 1 according to 1 from which the beam 2 leaking, in one with the speed v B in the cutting direction 5 moving state. By the movement of the blasting head 1 when cutting a medium 4 the thickness d creates a deflection of the beam 2 with respect to an ideal, straight-line beam or with respect to the beam orientation O. As Δs, the deviation of the beam 2 from the ideal beam or from the beam orientation O at the exit of the beam 2 from the medium to be cut 4 designated. This would be the ideal beam between the jet head 1 and the exit from the medium to be cut 4 to cover the distance L

Der Strahlkopf 1 wurde bislang vorzugsweise so orientiert, dass die Strahlorientierung O senkrecht zu der Oberfläche des zu schneidenden Mediums 4 ausgerichtet ist. The jet head 1 was previously oriented so that the beam orientation O perpendicular to the surface of the medium to be cut 4 is aligned.

3 veranschaulicht die Auswirkungen des Schweifs an einer mittels der Strahlschneidevorrichtung gemäß den 1 oder 2 geschnittenen Ecke des Werkstücks 4. Deutlich ist zu erkennen, dass die Unterkante des Werkstücks 4 durch den Schweif nicht scharfkantig, sondern stark abgerundet ausgebildet ist. Durch den Schweif wird also eine gewünschte, scharfkantige Ecke verhindert. 3 illustrates the effects of the tail on one by means of the jet cutting apparatus according to the 1 or 2 cut corner of the workpiece 4 , It can be clearly seen that the lower edge of the workpiece 4 not sharp-edged by the tail, but strongly rounded. The tail thus prevents a desired, sharp-edged corner.

4 veranschaulicht die erfindungsgemäße Schweifkompensation beim Strahlschneiden. Wie bereits in 2 veranschaulicht, so entsteht auch hier eine Abweichung Δs' gegenüber einem idealen Strahl entlang der Strahlorientierung O'. Zur Kompensation des Schweifs ist die Orientierung des Strahlkopfes 1' und damit die Strahlorientierung O' gemäß 4 jedoch unter Berücksichtigung der Schneidgeschwindigkeit vB', der Schneidrichtung 5', der Dicke d' des Werkstücks 4' im Bereich des Strahls 2' sowie der Ausströmgeschwindigkeit des Strahls 2' aus dem Strahlkopf 1' derart angepasst, dass der durch den Schweif verursachte Fehler bezüglich der Lage des Strahls 2' am Ort seines Austritts aus dem Werkstück 4' kompensiert ist. Hierfür bestimmt eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) aus den genannten Parametern einen Winkel Δφ in einer Ebene, die durch die Vektoren der aktuellen Schneidrichtung 5' und der Strahlorientierung O ohne Strahlkompensation festgelegt ist. Um diesen Winkel Δφ ist die Strahlorientierung O' gegenüber der ursprünglichen Strahlorientierung O korrigiert. Idealerweise liegen so sowohl der Eintrittspunkt des Strahls 2' in das Werkstück 4' als auch der Austrittspunkt des Strahls 2' aus dem Werkstück 4' auf einer Senkrechten zu der Oberfläche des Werkstücks 4'. Dadurch werden scharfkantige Ecken auch im unteren Bereich des Werkstücks 4 selbst bei einer hohen Schneidgeschwindigkeit vB' möglich. 4 illustrates the tail compensation according to the invention in jet cutting. As already in 2 illustrates, there is also a deviation .DELTA.s 'to an ideal beam along the beam orientation O'. To compensate for the tail is the orientation of the jet head 1' and thus the beam orientation O 'according to 4 however, taking into account the cutting speed v B ', the cutting direction 5 ' , the thickness d 'of the workpiece 4 ' in the area of the beam 2 ' and the outflow velocity of the jet 2 ' from the blasting head 1' adapted such that the error caused by the tail with respect to the position of the beam 2 ' at the place of its exit from the workpiece 4 ' is compensated. For this purpose, a control device (not shown) determines from said parameters an angle Δφ in a plane defined by the vectors of the current cutting direction 5 ' and the beam orientation O is determined without beam compensation. By this angle Δφ, the beam orientation O 'is corrected relative to the original beam orientation O. Ideally, both are the point of entry of the beam 2 ' into the workpiece 4 ' as well as the exit point of the jet 2 ' from the workpiece 4 ' on a perpendicular to the surface of the workpiece 4 ' , As a result, sharp corners are also in the lower part of the workpiece 4 even at a high cutting speed v B 'possible.

5 veranschaulicht die wesentlichen Verfahrensschritte bei der erfindungsgemäßen Schweifkompensation. In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden Daten bezüglich der Kontur des zu schneidenden Werkstücks bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden den Schneidvorgang betreffende Parameter bereitgestellt, z.B. die Dicke des Werkstücks, Angaben bzgl. des für den Strahl verwendeten Mediums, die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls, die gewünschte Schneidgeschwindigkeit oder die Orientierung des Strahls vor Beginn des Schneidvorgangs. Eine Steuereinrichtung SE errechnet aus den bereitgestellten Daten Steuerparameter P zur Steuerung der Position sowie der Orientierung eines Strahlkopfes und damit auch einer Strahlorientierung einer durch die Steuereinrichtung gesteuerten Strahlschneidemaschine, so dass die Strahlorientierung während des Schneidens dynamisch zumindest an die jeweilige Schneidrichtung angepasst wird. Ebenso wird die Strahlorientierung vorteilhaft dynamisch an die Dicke des Werkstücks, das für den Strahl verwendete Medium, die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls und die gewünschte Schneidgeschwindigkeit angepasst. 5 illustrates the essential process steps in tail compensation according to the invention. In a first method step S1, data relating to the contour of the workpiece to be cut are provided. In a second method step S2, parameters pertaining to the cutting process are provided, eg the thickness of the workpiece, information regarding the medium used for the jet, the outflow velocity of the jet, the desired cutting speed or the orientation of the jet before the cutting process begins. From the data provided, a control device SE calculates control parameters P for controlling the position and the orientation of a jet head and thus also a beam orientation of a jet cutting machine controlled by the control device, so that the beam orientation is dynamically adapted during cutting at least to the respective cutting direction. Likewise, the beam orientation is advantageously dynamically adapted to the thickness of the workpiece, the medium used for the jet, the jet outflow speed, and the desired cutting speed.

Claims (4)

Verfahren zur Schweifkompensation beim Strahlschneiden mittels einer Strahlschneidevorrichtung, die einen Strahlkopf (1, 1') umfasst, aus dem ein Strahl (2, 2') mit einer Strahlorientierung (O, O') austritt, der auf ein Werkstück (4, 4') trifft und dieses schneidet, wobei der Strahlkopf (1, 1') beim Schneiden in einer Schneidrichtung (5, 5') und mit einer Schneidgeschwindigkeit (vB, vB') relativ zum Werkstück (4, 4') bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlorientierung (O, O') während des Schneides dynamisch an die Schneidrichtung (5, 5') und/oder die Schneidgeschwindigkeit (vB, vB') und/oder eine Dicke (d, d') des Werkstücks (4, 4') im Bereich des Strahls (2, 2') und/oder eine Ausströmgeschwindigkeit des Strahls (2, 2') beim Verlassen des Strahlkopfes (1, 1') angepasst wird. Method for tail compensation during jet cutting by means of a jet cutting device comprising a jet head ( 1 . 1' ), from which a beam ( 2 . 2 ' ) exits with a beam orientation (O, O ') that is incident on a workpiece ( 4 . 4 ' ) and this cuts, wherein the jet head ( 1 . 1' ) when cutting in a cutting direction ( 5 . 5 ' ) and with a cutting speed (v B , v B ') relative to the workpiece ( 4 . 4 ' ) is moved, characterized in that the beam orientation (O, O ') during the cutting dynamically to the cutting direction ( 5 . 5 ' ) and / or the cutting speed (v B , v B ') and / or a thickness (d, d') of the workpiece ( 4 . 4 ' ) in the region of the beam ( 2 . 2 ' ) and / or an outflow velocity of the jet ( 2 . 2 ' ) when leaving the blasting head ( 1 . 1' ) is adjusted. Verfahren zur Schweifkompensation nach Anspruch 1, wobei aus einem Vektor der Strahlorientierung (O, O') und einem Vektor der Schneidrichtung (5, 5') eine Ebene definiert wird und ein Winkel Δφ in dieser Ebene bestimmt wird, um den die Strahlorientierung (O, O') an die Schneidgeschwindigkeit (vB, vB') und/oder die Dicke des Werkstücks (4, 4') angepasst wird. A method for tail compensation according to claim 1, wherein a vector of the beam orientation (O, O ') and a vector of the cutting direction ( 5 . 5 ' ) a plane is defined and an angle Δφ in this plane is determined by which the beam orientation (O, O ') to the cutting speed (v B , v B ') and / or the thickness of the workpiece ( 4 . 4 ' ) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Winkel Δφ gemäß der Gleichung Δφ = arctan( r·cosφ / 1 + r·sinφ) bestimmt wird, wobei
Figure DE102012211933A1_0006
gilt und wobei vA die Ausströmgeschwindigkeit des Strahls beim Verlassen des Strahlkopfes (1, 1') und vB die Schneidgeschwindigkeit sind. The method of claim 2, wherein the angle Δφ according to the equation Δφ = arctan (r · cosφ / 1 + r · sinφ) is determined, where
Figure DE102012211933A1_0006
and where v A is the outflow velocity of the jet as it leaves the jet head ( 1 . 1' ) and v B are the cutting speed. Strahlschneidevorrichtung mit einem Strahlkopf (1, 1'), aus dem ein Strahl (2, 2') mit einer Strahlorientierung (O, O') austritt, der auf ein Werkstück (4, 4') trifft und dieses schneidet, wobei der Strahlkopf (1, 1') beim Schneiden in einer Schneidrichtung (5, 5') und mit einer Schneidgeschwindigkeit (vB, vB') relativ zum Werkstück (4, 4') bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlorientierung (O, O') während des Schneidens dynamisch an die Schneidrichtung (5, 5') und/oder die Schneidgeschwindigkeit (vB, vB') und/oder eine Dicke (d, d') des Werkstücks (4, 4') im Bereich des Strahls (2, 2') und/oder eine Ausströmgeschwindigkeit des Strahls (2, 2') beim Austritt aus dem Strahlkopf (1, 1') anpassbar ist. Beam cutting device with a jet head ( 1 . 1' ), from which a beam ( 2 . 2 ' ) exits with a beam orientation (O, O ') that is incident on a workpiece ( 4 . 4 ' ) and this cuts, wherein the jet head ( 1 . 1' ) when cutting in a cutting direction ( 5 . 5 ' ) and with a cutting speed (v B , v B ') relative to the workpiece ( 4 . 4 ' ) is movable, characterized in that the beam orientation (O, O ') during cutting dynamically to the cutting direction ( 5 . 5 ' ) and / or the cutting speed (v B , v B ') and / or a thickness (d, d') of the workpiece ( 4 . 4 ' ) in the region of the beam ( 2 . 2 ' ) and / or an outflow velocity of the jet ( 2 . 2 ' ) when exiting the blasting head ( 1 . 1' ) is customizable.
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