EP3983168A1 - Prozess zur strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen werkstücks - Google Patents

Prozess zur strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen werkstücks

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Publication number
EP3983168A1
EP3983168A1 EP20724126.6A EP20724126A EP3983168A1 EP 3983168 A1 EP3983168 A1 EP 3983168A1 EP 20724126 A EP20724126 A EP 20724126A EP 3983168 A1 EP3983168 A1 EP 3983168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
processing
post
cutting
section
Prior art date
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Pending
Application number
EP20724126.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Sepp
Christoph Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wsoptics Technologies GmbH
Original Assignee
Wsoptics Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wsoptics Technologies GmbH filed Critical Wsoptics Technologies GmbH
Publication of EP3983168A1 publication Critical patent/EP3983168A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/144Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
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    • B23K26/352Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/3568Modifying rugosity
    • B23K26/3584Increasing rugosity, e.g. roughening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/361Removing material for deburring or mechanical trimming

Definitions

  • the invention lies in the technical field of manufacturing metallic workpiece parts and relates to a process for blasting a plate or tubular workpiece in which a separating machining of the workpiece to create a kerf and a non-separating and at the same time non-joining post-processing of the workpiece a machining beam takes place.
  • the cut edges of the cut workpiece parts usually require complex mechanical post-processing. Sharp cut edges must be rounded, for example provided with a bevel, and burrs on the cut edges must be removed. Furthermore, the cut edges often have to be prepared for a later machining process, for example by smoothing or roughening. The oxidation that occurs at the cut edges during laser cutting with oxygen as the working gas is also a problem. Since oxide layers are usually difficult to paint, they have to be removed by grinding.
  • the object of the present invention is to develop conventional methods in which workpiece parts are cut out of a plate-shaped or tubular workpiece by means of a cutting beam so that the workpiece parts can be produced in an automated manner faster, more cheaply and with high quality .
  • a process for blasting a plate-shaped or tubular workpiece is shown.
  • the process according to the invention can be used in any method in which a cutting gap is generated in a workpiece by a cutting beam (thermal cutting), for example laser cutting or flame cutting.
  • a cutting beam thermal cutting
  • the process according to the invention is used in laser cutting, the processing beam being a laser beam and the beam processing being laser beam processing.
  • the term "workpiece” denotes a plate-shaped or tubular, typically metallic component from which at least one workpiece part (good part) is to be produced from the workpiece.
  • the plate-shaped workpiece is typically planar or flat.
  • machining beam is used instead of cutting beam. It goes without saying that by setting its power density, the machining beam can be used either for separating machining or alternatively for non-separating and the same non-joining machining of the workpiece can be used.
  • the energy density of the processing beam indicates the energy of the processing beam in relation to the surface of the workpiece irradiated by the processing beam, for example measured in J / mm 2 .
  • the energy density in relation to the time interval in which the irradiated surface of the workpiece is irradiated, for example measured in J / (mm 2 xs), referred to here and hereinafter as "power density", is relevant for the generation of the kerf and the reworking of the workpiece . If the power density absorbed by the workpiece is important, the power density can also be understood to mean the power density absorbed by the workpiece.
  • the blasting of a plate-shaped or tubular workpiece comprises the creation of an incision gap which cuts through the workpiece along a cutting line of at least one workpiece part.
  • the cutting line corresponds to a contour (outline) of a workpiece part to be produced from the workpiece.
  • the cutting line is completely provided with a cutting gap, i.e. cut through.
  • the beam head When creating the kerf, the beam head is moved over the workpiece to guide the machining beam, the machining beam being guided along the cutting line.
  • the cutting line is thus a predefined or predefined (imaginary) line or path along which the machining beam or beam head is guided to cut out the workpiece part contoured by the cutting line.
  • the machining beam has a first power density that is dimensioned such that the workpiece is (completely) cut.
  • the machining jet interacts with a working gas jet directed onto the kerf.
  • the first power density can assume different power density values, so it does not have to be constant.
  • the reference system is always stationary with respect to the workpiece, so that the jet head is seen as being moved and the workpiece as being stationary. Viewed locally, however, it is irrelevant whether the beam head or workpiece or both are moved. In this respect, it would be equally possible that, in addition to the moving blasting head, the workpiece is also moved or both the blasting head and the workpiece become.
  • the cutting gap along the cutting line, the workpiece part is cut out partially or completely along its contour, ie the cutting gap is always contour-forming. Accordingly, the term “kerf” in the sense of the present invention does not include any sections of the kerf which are not contour-forming and do not extend along the contour of the workpiece part.
  • the workpiece when a workpiece part is cut out, the workpiece is often pierced away from the contour and the cutting beam is first moved a little way towards the contour-forming cutting line of the workpiece part.
  • the kerf created in the work piece is not contour-forming and therefore does not fall under the term kerf as it is to be understood in the context of the invention.
  • the cutting of a workpiece part from the workpiece is done by creating a closed cutting gap along the cutting line (contour) of the workpiece part.
  • the cutting gap extends only along one or more sections of the contour of the workpiece part, so that the workpiece part is only partially cut out by the machining beam and the workpiece part is still connected to the workpiece.
  • the workpiece part is cut free (i.e. completely cut out) by the machining beam.
  • the kerf can be divided into different sections that are produced one after the other and, for example, successively lengthen the kerf.
  • the remainder of the workpiece is typically referred to as "scrap skeleton".
  • the remaining workpiece when the at least one workpiece part to be cut out is at least mentally removed, is referred to as a scrap skeleton.
  • the workpiece is reworked when the workpiece part is only partially, i.e. not completely, cut out.
  • the remaining workpiece without the area within the contour of the at least one workpiece part to be cut out is referred to as a residual lattice, even if the workpiece part has not yet been cut free.
  • the cutting gap is therefore always limited by two opposing cutting edges, i.e. one cutting edge on the workpiece side and one cutting edge on the skeleton side.
  • cut out in the sense of the present invention includes both the full constant cutting out as well as the partial cutting out of a workpiece part from the workpiece.
  • a partially cut workpiece part is still firmly connected to the rest of the workpiece (scrap skeleton), ie the partially cut workpiece part is still an integral part of the workpiece.
  • connection of a partially cut workpiece part with the rest of the workpiece is sufficiently rigid so that a change in position of the partially cut workpiece part relative to the rest of the workpiece (scrap skeleton) does not occur or does not occur when the workpiece is reworked any change in position is negligibly small and does not lead to a change in the result in the post-processing of the workpiece that can reasonably be taken into account.
  • the workpiece is reworked with a partially cut work piece part along the cutting line.
  • the partially cut out workpiece part can remain connected to the workpiece during post-processing by one or more so-called micro-joints. These are webs of small dimensions, such microjoints typically having a maximum dimension of 1.5 mm along the contour of the workpiece part.
  • the partially cut workpiece part is advantageously connected to the workpiece by an area which, along the contour or cutting line, preferably has a dimension of at least 2 mm, more preferably at least 3 mm, in particular at least 5 mm. This applies in particular to conventional workpieces made of sheet metal with sheet thicknesses in the range from 0.5 mm to 30 mm.
  • Microjoints are usually severed manually (for example by breaking them out).
  • a partially cut workpiece part is preferably cut free from the workpiece by the machining beam.
  • At least one section (i.e. one or more sections) of a kerf separating the workpiece is generated by the machining beam along a cutting line which corresponds to at least part of a contour of a workpiece part to be produced from the workpiece.
  • the cutting line preferably corresponds to the (complete) contour of a workpiece part to be produced from the workpiece.
  • the workpiece part is only partially cut out, i.e. it is still firmly attached to the workpiece (scrap skeleton).
  • the workpiece is reworked one or more times (ie partially cut workpiece part and / or scrap skeleton) with partially cut-out cut workpiece part by the processing beam, the post-processing being carried out in at least one section (ie in one or more sections) of at least one post-processing zone extending along the cutting line.
  • the workpiece is post-processed non-joining and at the same time non-separating.
  • the at least one post-processing zone extends along the cutting line.
  • the at least one section in which the workpiece is reworked can in particular extend along the kerf or a section of the kerf, provided that the kerf has already been created.
  • the workpiece is generally reworked along the cutting line.
  • the cutting gap can be generated along the cutting line in one or more steps.
  • the kerf is generated in sections along the cutting line, i.e. several sections of the kerf are generated which together make up the kerf.
  • a section of the kerf that has already been produced is preferably lengthened when a further section is produced, so that the kerf is gradually lengthened.
  • the workpiece can also be reworked in sections, i.e. reworking can be carried out one after the other, for example, separately by machining the workpiece separately, in several sections of at least one reworking zone. Repeated reworking of the workpiece can also take place in several different reworking zones. In the process according to the invention, reworking of the workpiece can also take place in an area of the workpiece along the cutting line that has no cutting gap, in particular immediately before the workpiece part is cut free.
  • the at least one workpiece part when reworking the workpiece in the area of the workpiece part is not completely but only partially cut out of the workpiece and is so firmly (rigidly) connected to the workpiece that a change in position of the partially cut workpiece part relative to the skeleton does not occur or is so small that it does not have to be reasonably taken into account during post-processing.
  • the workpiece is reworked along the cutting line of the partially cut workpiece part.
  • the reworking of the workpiece comprises the reworking of the workpiece part itself, i.e. that area of the workpiece that is on one side of the cutting line that belongs to the workpiece part.
  • the workpiece part is located within the closed contour, i.e. the area within the closed contour is reworked.
  • the reworking of the workpiece also includes reworking the skeleton, i.e. that area of the workpiece that is on the other side of the cutting line that does not belong to the workpiece part.
  • the cutting gap is created along the cutting line, with the cutting gap extending over the entire cutting line. If the workpiece part is completely cut out (cut free), according to the invention there is neither post-processing of the free cut workpiece part nor of the remaining skeleton (ie skeleton without the workpiece part cut free). The workpiece is then reworked always along a cutting line of a workpiece part still to be cut out, in particular also along the cutting gap, if one has already been created.
  • the machining beam When reworking the workpiece, the machining beam has a second power density that is smaller than the first power density used for the cutting machining of the workpiece, with the workpiece being reworked non-joining and at the same time non-separating. This means that if a kerf has already been created, when the workpiece is reworked, the partially cut workpiece part is not reconnected to the scrap skeleton across the kerf. Similarly, when the workpiece is reworked, no breakthrough is produced in the workpiece.
  • the processing beam which here is not a cutting beam but a post-processing beam due to its power density, is guided along a post-processing line.
  • the post-processing line is a predefined or predefined (imaginary) line or path along which the processing beam or beam head is guided for guiding the processing beam.
  • the workpiece is reworked in at least one section of at least one reworking zone that extends along the cutting line.
  • the min least one post-processing zone results from the irradiation by the processing beam.
  • the post-processing zone is typically wider than the (imaginary) post-processing line due to the beam broadening.
  • the post-processing line and the cutting line can be identical.
  • the post-processing line and the cutting line are not identical.
  • the post-processing line is laterally offset from the cutting line, the post-processing line preferably having a constant vertical (shortest) distance from the cutting line, i.e. the post-processing line and the cutting line are equidistant lines.
  • the partially cut workpiece part is cut free (ie completely cut out) after reworking the workpiece one or more times along the cutting line by the processing beam.
  • the kerf is produced in sections, with at least two sections, preferably several sections, of the kerf being produced which together form the kerf. The movement of the blasting head and the separating processing of the workpiece are thus interrupted at least once.
  • the workpiece is preferably reworked once or several times between the creation of two sections of the kerf in at least one section of at least one reworking zone.
  • the workpiece is reworked one or more times in a section of at least one reworking zone, which extends at least partially, in particular completely, along a previously generated, for example a directly previously generated, section of the kerf. It is possible for the workpiece to be reworked along several previously generated sections of the cutting gap or parts thereof.
  • a microjoint i.e. a minimal interruption of the kerf
  • the workpiece is reworked when the kerf is created in sections only along a (e.g. directly) previously created section of the kerf, with the creation of two immediately adjacent sections of the kerf in each case by at least one reworking of the workpiece along the (e.g. immediately) beforehand generated section of the kerf is interrupted.
  • the section of the at least one post-processing zone in which the post-processing takes place can extend along the complete (generated immediately beforehand) section of the kerf or only part thereof. In the case of multiple post-processing, this can be done in several different post-processing zones.
  • the beam head is typically moved between two separate machining operations on the workpiece, the machining beam preferably being switched off for this movement.
  • the blasting head can also be moved over the workpiece, in particular also within the contour of the workpiece part. For example, when generating a section of the kerf, the jet head is moved from a respective first cutting position to a respective second cutting position. Subsequently, the beam head for post-processing the workpiece is moved along the generated section of the kerf from a respective first post-processing position to a respective second post-processing position.
  • the first post-processing position can be added to the first Cutting position be identical or different.
  • the second post-processing position can be identical to or different from the second cutting position.
  • the workpiece can be reworked one or more times along a complete section of the cutting gap. It is also possible, however, for the workpiece to be reworked once or several times only within a part of the section of the kerf.
  • the workpiece is reworked in a section of the reworking zone which at least partially does not have a section of the kerf, particularly preferably in a continuous continuation of reworking in a section of the reworking zone which extends along a section of the kerf. It is thus possible for the workpiece to be reworked beyond the kerf along the cutting line, in particular in an area of the workpiece in which no kerf has yet been created, particularly preferably immediately before the workpiece is cut free at a connecting web (e.g. microjoint) between Workpiece part and scrap skeleton, the workpiece part being cut free by severing the connecting web or manually broken out.
  • a connecting web e.g. microjoint
  • the partially cut-out workpiece can also be cut free by severing the connecting web, preferably by means of the processing beam.
  • This procedure has the particular advantage that the workpiece can be reworked one or more times along the complete (closed) cutting line, i.e. the workpiece part that is later preferably cut free by the machining beam has one or more reworking over its entire contour.
  • the scrap skeleton can be reworked once or several times along the entire cutting gap. This is particularly advantageous when producing an opening within a good part, it being possible for post-processing to take place all the way around the cut edge of the opening. As investigations by the inventors have shown, a particularly satisfactory result can be achieved in post-processing by this procedure. This is a great advantage of the process according to the invention.
  • the separating processing of the workpiece preferably being interrupted at least once, in particular several times. Chen is used to rework the workpiece once or several times along the cutting line, in particular the cutting gap or part of the cutting gap.
  • a section of the cutting gap generated last preferably has a length which is measured along the cutting line and which is smaller than the respective length of any other previously generated section of the cutting gap. For example, the lengths of the successively generated sections of the kerf, viewed from a free cutting point of the workpiece part, do not decrease against the direction in which the kerf is produced.
  • this measure can achieve in a particularly advantageous manner that the workpiece can be reworked along as large a part of the cutting line as possible.
  • a non-reworked part of the workpiece, with which the partially cut-out workpiece part is still connected to the workpiece, is therefore small in comparison to the machined part along the cutting gap.
  • a layer of an anti-adhesive agent is applied to the workpiece at least in the finishing zone in at least one section of at least one reworking zone before reworking the workpiece.
  • the non-stick layer is designed in such a way that the adherence of substances such as melt or slag generated during post-processing is inhibited.
  • the non-stick layer contains a release agent, for example an oil.
  • the post-processing line can have a different course from the cutting line.
  • the machining beam is guided with a meandering movement along at least one section of the cutting line when the workpiece is reworked.
  • the post-processing line preferably has a meandering course along the cutting line, which enables the post-processing zone to be broadened in a simple manner.
  • the post-processing zone created in this way continues to extend along the cutting line.
  • the expression "meandering course” is to be understood generally. This includes all movements of the processing beam that have back and forth movements of the processing beam with movement components directed against each other perpendicular to the cutting line.
  • the movement components directed against one another have the same dimensions, so that the meandering course is uniform.
  • the meandering course sinusoidal.
  • the process according to the invention comprises reworking the workpiece one or more times in at least one section of at least one reworking zone after generating at least one section of the kerf.
  • the reworking line preferably has a course such that the workpiece is in an area containing a cutting edge of the cutting gap on the workpiece side and / or in an area containing a cutting edge of the cutting gap on the residual lattice side is irradiated by the machining beam.
  • a cut edge is preferably reworked, with the other cut edge also being irradiated.
  • the term "cutting edge” denotes the two opposing (cross-sectional) surfaces of the residual lattice and the workpiece part, which together form the cutting gap.
  • the cutting edges are perpendicular to the plane of a plate-shaped (flat) workpiece or perpendicular to a tangential plane in the region of the cutting gap of a tubular workpiece.
  • the cutting edge of the workpiece which is opposite the cutting edge of the partially cut workpiece part, is referred to as the "remnant lattice-side cutting edge", regardless of the fact that the workpiece part is only partially cut out .
  • the reworked area can also have a section of the workpiece extending transversely to the cutting edge.
  • the cutting edge on the workpiece part side and / or the cutting edge of the cutting gap on the remaining lattice side is reworked without irradiating further sections of the workpiece that are not part of a cutting edge.
  • At least one section of at least one reworking zone contains a workpiece-side cutting edge of the cutting gap and / or a remaining lattice-side cutting edge of the cutting gap.
  • the workpiece is reworked several times in at least one section of at least one reworking zone.
  • the post-processing zone advantageously includes the first post-processing workpiece-part-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the
  • the post-processing zone can be the workpiece-part-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the
  • Contain kerf it is equally also possible that it does not contain the workpiece-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the kerf.
  • an initial post-processing takes place in a post-processing zone or a section of the post-processing zone, which contains the workpiece-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the kerf, and the cut edges in the post-processing zone or section of the post-processing zone are not included in any further post-processing.
  • This design is particularly advantageous when producing a bevel on the kerf.
  • a bevel can be generated starting from a reworked cutting edge.
  • the cutting edge no longer has to be irradiated, but the processing beam can be moved further into the workpiece part or scrap lattice in the direction away from the cutting edge, for example in order to widen the bevel.
  • a post-processing zone of a following post-processing preferably at least partially contains a post-processing zone of a previous post-processing.
  • the same or different post-processing lines and / or the same or different power densities of the processing beam can be used.
  • at least two post-processing operations that are carried out in the same section of the post-processing zone have different post-processing lines and / or different power densities of the processing beam.
  • the direction for reworking the workpiece can correspond to the direction in which the kerf is produced or it can also be opposite to this.
  • the beam axis of the machining beam is preferably always perpendicular to the plate or tubular workpiece or always perpendicular to the workpiece surface, although it is also conceivable that the beam axis deviates from the vertical.
  • the beam axis of the machining beam is preferably always perpendicular to the plate or pipe shaped workpiece or always directed perpendicular to the workpiece surface, but it is also conceivable that the beam axis deviates from the vertical.
  • the "alignment" of the machining beam is understood to mean the angle between the center beam of the beam cone impinging on the workpiece (i.e. beam axis) of the machining beam and the flat workpiece surface of the workpiece.
  • a tangential plane to the workpiece surface is considered at the point of impact of the beam axis.
  • the angle between the beam axis and the workpiece surface is 90 °.
  • the alignment of the machining beam when irradiating the workpiece for finishing work is always unchanged and is the same as an always unchanged alignment of the machining beam when irradiating the workpiece to create the kerf.
  • the machining beam is preferably always directed perpendicular to the workpiece surface when the workpiece is being separated and reworked.
  • the beam axis of the Bear processing beam thus remains unchanged during the generation of the kerf and during post-processing. This measure can considerably simplify the machining of the workpiece in terms of control technology.
  • costs for the technical implementation of a corresponding pivotability of the beam head and / or processing beam relative to the workpiece can be saved.
  • the alignment of the processing beam when irradiating the workpiece for finishing the workpiece is at least temporarily different from the alignment of the processing beam when the workpiece is being separated.
  • the beam axis can at least temporarily assume an angle different from 90 ° to the workpiece surface.
  • the alignment of the processing beam can be achieved by pivoting the beam head (mechanically) and / or pivoting the processing beam (optically).
  • the machining beam or its beam axis is guided along the cutting line.
  • the cutting line thus specifies the path of the machining beam on the workpiece surface when generating the kerf for a workpiece part to be cut out.
  • the processing beam or its beam axis guided along the post-processing line.
  • the reworking line thus specifies the path of the processing beam on the workpiece surface when reworking the workpiece along the cutting gap.
  • the reworking zone results from the area of the workpiece that is irradiated during reworking.
  • the processing beam can be controlled by moving the beam head and / or by changing the alignment of the beam head relative to the workpiece surface (pivoting the beam head) and / or by changing the beam direction relative to the beam head (optical pivoting of the processing beam relative to the beam head unchanged in its alignment) will.
  • the processing beam is preferably controlled only by moving the beam head, with the alignment of the beam head to the workpiece surface and the alignment of the processing beam relative to the beam head during beam processing of the workpiece (separating processing and post-processing) remaining unchanged, which requires complex and cost-intensive technical equipment avoids.
  • the distance between the post-processing line and the cutting line is a maximum of half the gap width of the cutting gap plus the radius of a beam cone of the processing beam on the workpiece surface.
  • the distance between the post-processing line and the cutting line is greater, for example in the case of the multi-stage production of a bevel, in which the post-processing line is located further away from the kerf than the post-processing line of a previous post-processing.
  • the post-processing zone contains at least one cut edge during the first post-processing, the post-processing zones preferably not containing the cut edge in the at least one subsequent post-processing.
  • the travel curve of the jet head during post-processing is laterally offset (in particular equidistant) to the travel curve of the jet head during cutting.
  • the travel curve of the jet head during post-processing and the travel curve of the jet head during cutting can have a parallel course.
  • the machining beam When reworking the workpiece, the machining beam has one of the first Power density Different second power density, which is dimensioned so that a non-joining and at the same time non-separating (but possibly remelting) post-treatment of the workpiece is effected.
  • the aftertreatment neither a connection is created between the partially cut workpiece part and the workpiece (residual lattice) across the kerf, nor is the workpiece severed.
  • the power density of the machining beam can also be understood as the power density absorbed by the workpiece.
  • a change in the power density or the absorbed power density can be achieved by various measures, in particular by changing the energy of the processing beam, changing the beam focus, changing the distance of the beam head from the workpiece surface, changing the type and / or parameters of the working gas and the same.
  • the measures for changing the power density are well known to the person skilled in the art, so that they do not have to be discussed in greater detail here.
  • the power density is advantageously changed exclusively by changing the vertical distance of the jet head from the workpiece surface.
  • the second power density is less than 50%, less than 40%, less than 30%, less than 20%, less than 10% or less than 1% of the first power density.
  • the workpiece can be reworked in a wide variety of ways, the reworking line and the second power density of the processing beam being selected in a suitable manner depending on the type of reworking.
  • the process according to the invention can advantageously be used for a large number of different post-processing operations, seven of which are specified below by way of example.
  • an oxide layer is removed from the cutting edge on the workpiece part side and / or the cutting edge of the cutting gap on the remaining lattice side. This advantageously saves the removal of the oxide layer on the workpiece part that has been completely cut out.
  • the irradiated area can optionally be limited to the cut edge (s).
  • burrs are removed from the workpiece term cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the cutting gap removed.
  • the ridge is often located adjacent to the workpiece surface (facing the processing beam) and / or adjacent to the underside of the workpiece (facing away from the processing beam).
  • the irradiated area can optionally be limited to the cut edge (s).
  • the workpiece-part-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the cutting gap is rounded (by remelting).
  • the post-processing line can be offset laterally relative to the cutting line in the direction of the cutting edge to be processed, preferably a maximum of half the cutting gap width plus the radius of the beam cone of the processing beam on the workpiece surface.
  • the shape of the workpiece-part-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the cutting gap are changed (by remelting), for example smoothed or roughened, for example to improve a joining process.
  • a bevel is produced on the workpiece-part-side cutting edge and / or the remaining lattice-side cutting edge of the cutting gap. This can also take place in several steps, wherein according to a preferred embodiment the post-processing line is arranged further away from the associated cutting edge in each subsequent post-processing.
  • the workpiece is heat-treated in an area containing the Werk Swissteilsei term cutting edge of the kerf and / or in an area containing the residual lattice cut edge of the kerf, for example hardened or annealed.
  • This can also be done in several steps, wherein, according to a preferred embodiment, the post-processing line is arranged further away from the associated cutting edge in each subsequent post-processing.
  • the cutting edge on the workpiece-part side and / or an area of the partially cut-out workpiece part which contains the cutting edge on the workpiece-part side, and / or the cut edge of the skeleton-side of the cutting gap and / or an area of the skeleton that contains the skeleton-side cutting edge edge provided with a coating during post-treatment (e.g. zinc coating).
  • a coating during post-treatment e.g. zinc coating.
  • This can be done in a simple manner by adding a substance which produces the coating (eg zinc) to a second working gas jet.
  • the second working gas jet is different from the (first) working gas jet, which is preferably guided coaxially to the machining jet.
  • the area irradiated by the second working gas jet can optionally be limited to the cut edge (s).
  • the coating can also take place in several steps, according to a preferred embodiment, the post-processing line is arranged further away from the associated cutting edge in each subsequent post-processing.
  • coated workpieces can also be processed in a particularly advantageous manner in a thermally separating manner by a cutting beam. Any subsequent coating of the completely cut out workpiece part is not necessary.
  • the processing beam is guided by the blasting head and emerges at a terminal blasting nozzle which is provided with a blasting nozzle opening.
  • the jet nozzle tapers conically towards the workpiece or towards the workpiece support.
  • the jet nozzle opening is typically, but not necessarily, round.
  • the machining beam is typically, but not necessarily, designed in the form of a beam cone striking the workpiece.
  • the jet head also serves to guide a (first) working gas jet which is typically, but not necessarily, emitted from the same jet nozzle as the machining jet and is preferably guided coaxially to the machining jet.
  • the (first) working gas jet emerging from the jet nozzle of the jet head is typically, but not necessarily, in the form of a gas cone hitting the workpiece.
  • the jet head can also be used to guide a second working gas jet that differs from the first working gas jet and is used for transporting Coating material is used and does not emerge from the same hole in the beam head as the machining beam.
  • the blasting head can be moved relative to the workpiece.
  • the workpiece which typically rests on a flat workpiece support, has a workpiece surface opposite the jet head, for example a flat workpiece surface, onto which the machining and working gas jet can be directed for separating machining and for reworking the workpiece.
  • the invention also extends to a beam processing device with a processing beam guided by a beam head for beam processing a plate-shaped or tubular workpiece, which has an electronic control device for controlling / regulating the beam processing of the workpiece, which is used to carry out the above-described process according to the invention (technical program) is set up.
  • the invention also extends to a program code for an electronic control device suitable for data processing for such a beam processing device, which contains control commands which cause the control device to carry out the process according to the invention described above.
  • the invention also extends to a computer program product (storage medium) with a stored program code for an electronic control device suitable for data processing for such a beam processing device, which contains control commands which cause the control device to carry out the above-described process according to the invention.
  • FIGS. 1-15 show an exemplary process for beam machining a workpiece
  • 26-28 a further example of repeated post-processing of a workpiece
  • 29 shows a schematic representation of an exemplary beam processing device for carrying out the process according to the invention for beam processing a workpiece
  • FIG. 30 is a flow diagram of the process according to the invention.
  • FIG. 29 shows a known beam processing device for beam cutting of plate-like workpieces.
  • the beam processing device designated as a whole by the reference number 1 comprises a beam cutting device 2 with a beam head 3 and a work table 4 with a workpiece support 5 for a workpiece 9 (not shown in Figure 29, see Figures 1 to 15), for example a flat sheet metal.
  • the workpiece support 5 is spanned by a cross member 6, which is guided so that it can be moved along a first axial direction (x direction).
  • a guide carriage 7 for the blasting head 3 is mounted on the cross member 6 and is guided on the cross member 6 so as to be movable along a second axis direction (y direction) perpendicular to the first axis direction.
  • the jet head 3 can thus be moved in a plane spanned by the two axial directions (x, y direction) parallel and relative to the workpiece support 5, which is horizontal, for example.
  • the jet head 3 is also designed to be vertically movable in a third axial direction (z-direction) perpendicular to the first and second axial directions, whereby the distance perpendicular to the workpiece support 5 can be changed.
  • the z-direction corresponds to the direction of gravity.
  • the jet head 3 has on its the Workpiece support 5 facing side a towards the workpiece support 5 conically tapering jet nozzle 13.
  • the beam head 3 is used to guide a Bear processing beam, here for example a laser beam, and a working gas beam.
  • the machining beam is generated by a machining beam source 8 and, for example, guided to the beam head 3 through a beam guide tube and several deflecting mirrors or a light guide cable.
  • the processing beam can be focused on the workpiece using a focusing lens or adaptive optics. Due to the mobility of the blasting head 3 along the first axial direction (x-direction) and second axial direction (y-direction), any point on the workpiece can be approached with the machining beam.
  • the working distance of the jet nozzle 13 to the workpiece can be set by changing the (vertical) distance to the workpiece surface.
  • the distance between the jet head 3 and the workpiece surface, in particular the cutting height, can be set before, during and after the cutting process.
  • a separating machining of the workpiece can in particular be carried out with a variable cutting height within a cutting height range.
  • the focus position of the processing beam can be adjusted via optical elements in the beam head 3, for example adaptive optics.
  • a first working gas jet (not shown in detail) is used to drive the melt out of the kerf.
  • the working gas jet is generated by a gas jet generating device not shown in detail.
  • Helium (He), argon (Ar) or nitrogen (N2), for example, are used as the inert working gas.
  • Oxygen (O2) is usually used as the reactive working gas. It is also known to use gas mixtures.
  • the working gas jet emerges from the same jet nozzle 13 as the Bear beitungsstrahl 16 and is guided, for example, coaxially to the machining jet 16 to the machining point and hits there with an (initial) gas pressure specified by the gas jet generating device on the workpiece surface of the workpiece.
  • the workpiece support 5 consists, for example, of a large number of support elements with, for example, triangular support point tips, which together define a support plane for the workpiece 9 to be machined.
  • the support elements are designed here, for example, as elongated support webs, which each extend along the y-direction and, for example, with a constant spacing between them in a parallel arrangement along the x-direction. are arranged lying on top of each other.
  • a suction device through which cutting smoke, slag particles and small waste parts that arise during jet cutting can be suctioned off.
  • a program-controlled control device 12 is used to control / regulate the process according to the invention for beam processing the workpiece 9 in the beam processing device 1.
  • FIGS. 1 to 15 wherein an exemplary process for blasting a workpiece by the blasting device 1 of FIG. 29 is illustrated.
  • FIGS. 1 to 15 correspond to later situations in the process.
  • FIG. 1 a section line 14 (dashed line) is shown.
  • the cutting line 14 is an imaginary line which corresponds to the complete contour (outline) of a workpiece part 11 to be cut out.
  • the contour indicates the outer shape of the workpiece part 11 to be cut out.
  • the workpiece part 11 is to be completely cut out of the plate-shaped or tubular workpiece 9, not shown in detail, with the scrap skeleton 10 remaining.
  • the workpiece part 11 has here, for example, a rectangular shape with rounded corners, it being understood that the workpiece part 11 can have any shape.
  • the emerging from the beam head 3 processing beam 16 for example, a laser beam, illustrated schematically.
  • the machining beam 16 is guided along the cutting line 14, with an incision gap 15 being created in the workpiece 9 with a corresponding power density in order to cut the workpiece part 11 out of the workpiece 9.
  • the beam head 3 has been moved into a position above the cutting line 14, in which the machining beam 16 hits a cutting position A of the cutting line 14 with its beam axis.
  • the beam head 3 is moved along the cutting line 14, the machining beam 16 being moved from the cutting position A to a cutting position B.
  • the cutting gap 15 (solid line) breaking through the workpiece 9 is produced between the cutting position A and the cutting position B.
  • the kerf 15 is made in sections generated, a first section 15-1 of the kerf 15 being generated.
  • the first section 15-1 of the kerf 15 is correspondingly produced in a first section 14-1 of the cutting line 14. It goes without saying that the machining beam 16 can also pierce the workpiece 9 away from the cutting line 14, the cutting gap 15 in the sense of the present invention only extending along the contour (cutting line 14) of the workpiece part 11.
  • FIG. 3 illustrates a situation in which the first section 15-1 of the cutting gap 15 between the cutting position A and the cutting position B has been completely produced.
  • the separating machining of the workpiece 9 is now interrupted.
  • the machining beam 16 is switched off and the beam head 3 is moved into a position above the cutting position A of the cutting line 14.
  • the movement of the jet head 3 within the cutting line 14, i.e. above the workpiece part 11 to be cut out, can take place in a direct line between the cutting position B and the cutting position A of the cutting line 14.
  • the cutting position A corresponds to a first post-processing position of a post-processing line 18 (see FIG. 4). It is equally possible that the workpiece part 11 to be cut is not run over.
  • the processing beam 16 is now switched on again and the beam head 3 is moved along the post-processing line 18 (dashed line), the processing beam 16, starting from the first post-processing position corresponding to the cutting position A, to a corresponding cutting position B. second post-processing position is moved.
  • the workpiece 9 is reworked in a first section 22-1 of a reworking zone 22 (illustrated schematically by the solid line).
  • FIG. 5 shows a situation in which the workpiece 9 has been reworked along the entire first section 15-1 of the cutting gap 15.
  • the reworked area or the first section 22-1 of the reworking zone 22 is illustrated schematically with a solid line.
  • Analogous to the section-wise generation of the kerf 15, the post-processing zone 22 is section-wise he generates. Specifically, the workpiece 9 is post-processed in the first section 22-1 of the post-processing zone 22.
  • the post-processing line 18 and Post-processing zone 22 is shown offset parallel to each other and equi-distant to cutting line 14 for reasons of illustration. This also corresponds to a preferred positioning of the post-processing line 18 for certain applications.
  • the post-processing line 18 should be identical to the cutting line 14, which corresponds to an equally preferred positioning of the post-processing line 18 for certain applications, but cannot be well represented graphically.
  • the post-processing zone 22 generally has a wider dimension perpendicular to the extent thereof than the post-processing line 18, which is not shown in the drawing in the schematic illustration.
  • the processing line 18 only indicates the movement of the beam head 3.
  • the Nachbear processing zone 22 is the area of the workpiece 9 that is post-processed by irradiation.
  • the post-processing line 18 extends along the cutting line 14.
  • the post-processing zone 22 accordingly also extends along the cutting line 14.
  • the post-processing zone 22 does not, however, have to contain the cutting line 14 and the cutting gap 15.
  • the post-processing zone 22 can contain the kerf 15 or a section of the kerf 15.
  • the kerf 15 is delimited by two opposite cut edges 19, 19 '(see FIG. 16 and the following).
  • the post-processing in a section of the post-processing zone 22 is described by moving the beam head 3 from a respective first post-processing position to a respective second post-processing position. For each section of the post-processing zone 22, the respective first and second post-processing positions are indicated.
  • the workpiece 9 is machined further in a separating manner, the first section 15-1 of the cutting gap 15 already produced being extended to the cutting position C.
  • FIG. 6 illustrates a situation in which a further or second section 15-2 of the cutting gap 15 was created between the cutting position B and the cutting position C along a second section 14-2 of the cutting line 14.
  • the separating machining of the workpiece 9 is now interrupted.
  • the machining beam 16 is switched off and the beam head 3 is in a position above the cutting position B of the Proceed cutting line 14 as illustrated by an arrow.
  • the cutting position B corresponds to a first post-processing position of the post-processing line 18 for the subsequent post-processing (see FIG. 7).
  • the processing beam 16 is switched on again and the beam head 3 is moved along the post-processing line 18, the processing beam 16 being moved from the first post-processing position corresponding to the cutting position B to a second post-processing position corresponding to the cutting position C.
  • FIG 8 a situation is shown in which the workpiece 9 along the entire second section 15-2 of the cutting gap 15 between the first post-processing position corresponding to the cutting position B and the second post-processing position corresponding to the cutting position C in a further or second section 22-2 of the post-processing zone 22 has been reworked.
  • the second section 22-2 of the post-processing zone 22 extends the previously generated first section 22-1 of the post-processing zone 22.
  • the workpiece 9 is then machined further in a severing manner, the part of the cutting gap 15 already produced being lengthened to the cutting position D.
  • FIG. 9 illustrates a situation in which a third section 15-3 of the cutting gap 15 between the cutting position C and the cutting position D along a third section 14-3 of the cutting line 14 has been produced.
  • the separating Bear processing of the workpiece 9 is now interrupted.
  • the machining beam 16 is switched off and the beam head 3 is moved into a position above the cutting position C of the cutting line 14.
  • the cutting position C corresponds to a first post-processing position of the post-processing line 18 for the subsequent post-processing (see FIG. 10).
  • the third section 15-3 of the kerf 15 extends the second section 15-2 of the kerf 15.
  • the processing beam 16 is switched on again and the beam head 3 is moved along the post-processing line 18, the processing beam 16 from the first post-processing position corresponding to the cutting position C to a second post-processing position corresponding to the cutting position D position is moved.
  • FIG. 11 shows a situation in which the workpiece 9 has been post-processed along the entire third section 15-3 of the cutting gap 15 between the first post-processing position and the second post-processing position in a third section 22-3 of the post-processing zone 22.
  • the third section 22-3 of the post-processing zone 22 extends the previously generated second section 22-2 of the post-processing zone 22.
  • the workpiece 9 is machined further in a separating manner, the part of the cutting gap 15 already produced being extended to the cutting position E.
  • FIG. 12 illustrates a situation in which a fourth section 15-4 of the cutting gap 15 between the cutting position D and the cutting position E along a fourth section 14-4 of the cutting line 14 has been produced.
  • the separating Bear processing of the workpiece 9 is interrupted.
  • the fourth section 15-4 of the kerf 15 extends the third section 15-3 of the kerf 15.
  • the machining beam 16 is switched off and the beam head 3 is moved into a position above the cutting position D.
  • the cutting position D corresponds to a first post-processing position of the post-processing line 18 for the following post-processing (see FIG. 13).
  • the processing beam 16 is switched on again and the beam head 3 is moved along the post-processing line 18, the processing beam 16 being moved from the first post-processing position corresponding to the cutting position D to a second post-processing position corresponding to the cutting position E.
  • FIG 14 a situation is shown in which the workpiece 9 along the complete fourth section 15-4 of the cutting gap 15 between a first post-processing position corresponding to the cutting position D and the second post-processing position corresponding to the cutting position E in a fourth section 22-4 of the post-processing zone 22 has been reworked.
  • the fourth section 22-4 of the post-processing zone 22 extends the previously generated third section 22-3 of the post-processing machining zone 22.
  • the workpiece 9 is then processed further in a severing manner, the part of the cutting gap 15 already produced being extended along a fifth section 14-5 of the cutting line 14 to the cutting position A.
  • the cutting gap 15 is closed and the workpiece part 11 is cut free from the scrap lattice 10 so that it can be removed.
  • a fifth section 15-5 of the kerf 15 is produced, which extends the fourth section 15-4 of the kerf 15.
  • the extended fourth section 22-4 'of the post-processing zone 22 it extends here to the cutting position A (second post-processing position), so that the post-processing zone 22 is a closed, elongated area along the entire cutting line 14, ie over the entire contour of the workpiece part 11 extends.
  • a bevel can be produced on one or both cutting edges of the cutting gap 15 to be produced later in the region of the fifth section 14-5 of the cutting line 14.
  • the workpiece part 11 is then cut free by producing the fifth section 15-2 of the cutting gap 15.
  • the machining beam 16 has a first power density that is dimensioned such that the workpiece 9 is cut through.
  • the first power density can assume different values, ie the first power density does not have to have a constant value.
  • the processing beam 16 has a second power density which is dimensioned such that the workpiece 9 is processed neither in a joining nor in a separating manner. As a result, the workpiece 9 is reworked along the cutting line 14.
  • the second power density can have different values assume, ie the second power density does not have to have a constant value.
  • the beam axis of the processing beam 16 is, for example, axially parallel to the conical beam nozzle 13 and hits the workpiece 9 perpendicularly.
  • the processing beam 16 is with an unchanged orientation of its beam axis relative to the workpiece surface 17 (e.g. 90 °) on the Workpiece surface 17 directed.
  • the post-processing can be varied in many ways.
  • the post-processing line 18 could be arranged laterally offset (e.g. equidistantly) to the cutting line 14.
  • the respective first post-processing position and the respective second post-processing position of a section 22-1 to 22-4 (22-4 ') of the post-processing zone 22 could also be positioned such that the workpiece 9 only runs along a part of the respective section 14-1 to 14 -5 of the cutting line 14 or a part of the respective section 15-1 to 15-5 of the cutting gap 15 is reworked, ie the respective sections 22-1 to 22-4 of the reworking zone 22 do not extend over the entire length of the associated sections 14 -1 to 14-5 of the cutting line 14 or not over the entire length of the associated sections 15-1 to 15-5 of the kerf 15.
  • the direction of post-processing could also be opposite to the direction in which the kerf 15 is produced.
  • a respective section 14-1 to 14-5 of the cutting line 14 can be subjected to a single post-processing. However, it is also possible for several post-processing operations to be carried out for the same part or section 14-1 to 14-5 of the cutting line 14.
  • the workpiece 9 is preferably rich in the same part or section 14-1 to 14-5 of the cutting line 14 in an area containing a workpiece-part-side cutting edge 19 of the cutting gap 15 and / or in a cutting edge 19 'of the cutting gap 15 on the lattice side Containing area is irradiated by the machining beam 16. For example, when a cut edge 19, 19 'is irradiated, the respective opposite cut edge 19', 19 is also irradiated.
  • the length of the parts of the kerf 15 produced during the cutting procedures can be achieved in an advantageous manner the fact that the smallest possible part of the kerf 15 is not subjected to any post-processing. It would also be possible for the lengths of the parts of the kerf 15 produced during the cutting procedures to increase continuously, for example, starting from the free cutting point of the workpiece part 11.
  • the workpiece 9 can be subjected to a post-treatment before the workpiece part 11 is cut free in an area in which the workpiece 9 is still connected to the scrap skeleton 10.
  • the aftertreatment of the last section (fifth) section 14-5 of the cutting line 14 there is thus initially an aftertreatment of the workpiece 9 and then the creation of a (fifth) section of the kerf 15 for cutting free the workpiece part 11.
  • the post-processing line 18 has a meandering course along the cutting line 14.
  • the post-processing zone 22 can advantageously be widened in a direction perpendicular to the cutting line 14.
  • FIGS. 16 to 21 in which various applications for reworking the workpiece 9 in the method according to FIGS. 1 to 15 are illustrated.
  • oxide layers are removed from the cut edge 19 on the workpiece part side and the cut edge 19 ′ of the cut gap 15 on the remaining lattice side during post-processing by the processing beam.
  • the oxide layers can easily be removed by peeling off.
  • the machining beam 16 penetrates into the kerf 15 and is focused in such a way that both cut edges 19, 19 'are irradiated.
  • the post-processing line 18 can be identical to the cutting line 14 or different therefrom.
  • a coating eg zinc coating
  • a coating can be applied to the cutting edge 19 on the workpiece part side and / or the cutting edge 19 'of the cutting gap 15 on the residual lattice side.
  • FIG. 21 shows a second working gas jet 23 guided, for example, coaxially to the machining jet 16, based on the coating material 24 (eg zinc) transported therein.
  • the coating material 24 is added to the second working gas jet 23, which, for example, preferably completely irradiates both cut edges 19, 19 ', with the result that the coating material 24 is deposited there and forms a coating (e.g. zinc coating).
  • a coating e.g. zinc coating
  • the workpiece-part-side cut edge 19 of the workpiece part 11 adjacent to the workpiece surface 17 is rounded by remelting.
  • the post-processing line 18 is preferably laterally offset relative to the cutting line 14 (e.g. equidistantly), it being preferred if a maximum distance between the post-processing line 18 and the cutting line 14 is half the kerf width of the kerf 15 plus the radius of the beam cone of the processing beam 16 on the workpiece surface 17 amounts.
  • the workpiece-part-side cutting edge 19 adjacent to the workpiece underside 20 is simultaneously rounded and the remaining lattice-side cutting edge 19 'adjacent to the workpiece upper surface 17 is smoothed.
  • the post-processing line 18 can be the same as the cutting line or laterally offset relative to the cutting line 14 (e.g. equidistantly).
  • the workpiece-part-side cutting edge 19 is provided with a bevel 21 adjacent to the workpiece surface 17.
  • the post-processing line 18 is offset laterally (for example equidistantly) relative to the cutting line 14.
  • the bevel 21 is produced, for example, by a number of steps or post-processing procedures that are carried out on the same section of the cutting gap 15.
  • the workpiece part 11 is irradiated in an area containing the workpiece-part-side cutting edge 19.
  • the post-processing line 18 can be the same as or laterally offset relative to the cutting line 14 (eg equidistantly) to the cutting line (in the direction of the workpiece part).
  • the post-processing line 18 is offset further in the direction of the workpiece part 11 or over the workpiece part 11 in order to form the bevel 21 further away from the cutting edge 19 on the workpiece part.
  • the cut edge 19 on the workpiece part side is no longer also irradiated. It would also be conceivable to first irradiate the workpiece part 11 in such a way that an area that does not contain the workpiece-part-side cutting edge 19 is irradiated, followed by a continuous adjustment of the post-processing line 18 in the direction of the cutting gap 15, with the workpiece-side cutting edge 19 being also irradiated.
  • the machining beam 16 is particularly advantageously moved in a meandering manner along the cutting line 14 when the bevel 21 is produced, as a result of which the width of the bevel 21 can be increased.
  • burrs are removed at the same time on the workpiece-part-side cutting edge 19 adjacent to the workpiece underside 20 and on the remaining lattice-side cutting edge 19 'adjacent to the workpiece underside 20.
  • the post-processing line 18 can be identical to the cutting line 14 or different therefrom.
  • the focus position of the machining beam 16 is set so that the two cutting edges 19, 19 'are irradiated accordingly.
  • the various applications can be provided individually or in any combination, with two or more post-processing operations along at least one same part or section of the post-processing zone 22 or along the complete post-processing zone or along at least one same part or section of the cutting gap 15 or along the complete cutting gap 15 or along at least one same part or section of cutting line 14.
  • a particularly advantageous post-processing in this variant is, for example, the generation of a bevel on the cut edge 19 'on the remaining lattice side.
  • FIGS. 22 to 25 multiple reworking of a workpiece 9 is described by way of example. Accordingly, an incision gap 15 is first produced (FIG. 22). A bevel 21 is then produced on the cutting edge 19 on the workpiece part side.
  • the post-processing zone 22 comprises the workpiece-part-side cutting edge 19 during the first post-processing (FIG. 23).
  • the bevel 21 is then enlarged, the post-processing zone 22 no longer containing the cutting edge 19 on the workpiece part side (FIG. 24).
  • adhesions 25, such as oxide, that have arisen during the previous post-processing are removed from workpiece part 11 (FIG. 25).
  • the post-processing zone 22 does not have to contain the cut edges 19, 19 '.
  • a post-processing zone 22 at least partially contains a previous post-processing zone 22.
  • FIGS. Another multiple reworking of a workpiece 9 is described by way of example in FIGS. Accordingly, an incision gap 15 is first produced (FIG. 26). Then the workpiece 9 is coated with an anti-adhesive 26, for example an oil, in the region of the kerf 15. The coating takes place by means of a non-stick agent nozzle 27, from which the anti-stick agent 26 emerges in the form of a jet in the direction of the workpiece 9 (FIG. 27). Furthermore, a bevel 21 is produced on the workpiece-part-side cutting edge 19 (FIG. 28). Adhesion 25 (e.g. slag, melt) can advantageously be avoided by the anti-adhesive agent 26. This is shown schematically in FIG.
  • Adhesion 25 e.g. slag, melt
  • FIG. 30 shows a flow diagram of the process according to the invention.
  • the method comprises generating at least one section of an incision gap which sever the workpiece along a cutting line which corresponds to at least a part of a contour of a workpiece part to be produced from the workpiece with the machining beam (step I). Furthermore, it comprises reworking the workpiece one or more times with the workpiece part partially cut out at least in a section of at least one reworking zone extending along the cutting line with the processing beam, the workpiece being reworked in the reworking zone in a non-joining and non-separating manner (step II).
  • the invention provides a novel process for blasting a plate-shaped or tubular workpiece, by means of which a workpiece part is partially or completely cut out and the workpiece part that has not yet been cut free (ie not completely cut out) and / or the skeleton is subjected to at least one post-processing by the processing beam along the cutting line, optionally along the cutting gap.
  • This makes mechanical reworking of the workpiece part that has been cut free unnecessary, so that workpiece parts can be produced more simply, quickly and at lower cost.
  • the rigid, fixed position between the partially cut-out workpiece part and the remaining workpiece enables particularly precise post-processing of the partially cut workpiece part, so that high quality requirements can be met.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrför- migen Werkstücks (9), welcher die folgenden Schritte umfasst: - Erzeugen mindestens eines Abschnitts (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) eines das Werkstück (9) durchtrennenden Schnittspalts (15) entlang einer Schnittlinie (14), die mindestens einem Teil einer Kontur eines aus dem Werkstück (9) herzustellenden Werkstückteils (11) entspricht, durch den Bearbeitungsstrahl (16), - ein- oder mehrmaliges Nachbearbeiten des Werkstücks (9) mit teilweise aus- geschnittenem Werkstückteil (11) mindestens in einem Abschnitt (22-1, 22-2, 22-3, 22-4, 22-4') mindestens einer sich entlang der Schnittlinie (14) erstreckenden Nachbear- beitungszone (22) durch den Bearbeitungsstrahl (16), wobei das Werkstück (9) in der Nachbearbeitungszone (22) nicht-fügend und nicht-trennend nachbearbeitet wird.

Description

Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder
rohrförmigen Werkstücks
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Fertigung metallischer Werkstück teile und betrifft einen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks, bei dem eine trennende Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung eines Schnittspalts sowie eine nicht-trennende und zugleich nicht-fügende Nachbearbeitung des Werkstücks durch einen Bearbeitungsstrahl erfolgt.
Im Handel verfügbare Laserschneidvorrichtungen mit einem verfahrbaren Strahlkopf zur Führung eines Laserstrahls ermöglichen eine automatisierte Fertigung von Werkstück teilen in großer Stückzahl und mit hoher Präzision. Hierbei werden Werkstückteile mittels des Laserstrahls aus einem platten- oder rohrförmigen metallischen Werkstück entlang jeweiliger Schnittlinien ausgeschnitten. Dies erfolgt mittels einer zwischen Strahlkopf und Werkstück stattfindenden Relativbewegung.
Abhängig von der Art des eingesetzten Laserschneidprozesses benötigen die Schnitt kanten der ausgeschnittenen Werkstückteile in aller Regel eine aufwändige mechani- sehe Nachbearbeitung. So sind scharfe Schnittkanten zu runden, beispielsweise mit einer Fase zu versehen, und Grate an den Schnittkanten müssen entfernt werden. Ferner sind die Schnittkanten häufig für einen späteren Bearbeitungsprozess vorzube reiten, beispielsweise durch Glätten oder Aufrauen. Ein Problem stellt auch die beim Laserschneiden mit Sauerstoff als Arbeitsgas an den Schnittkanten auftretende Oxi- dierung dar. Da sich Oxidschichten meist nur schlecht lackieren lassen, müssen diese durch Abschleifen entfernt werden. Weiterhin ist problematisch, dass bei beschichteten, insbesondere verzinkten, Werkstücken die Beschichtung im Bereich des Schnittspalts verloren geht, so dass die aus beschichteten Werkstücken gefertigten Werkstückteile entweder nachbeschichtet werden müssen oder eine Beschichtung generell erst an den ausgeschnittenen Werkstückteilen vorgenommen wird.
Grundsätzlich ist die dem vollständigen Ausschneiden eines Werkstückteils nachgela gerte mechanische Bearbeitung im Bereich der Schnittkanten zeitlich und meist auch personell sehr aufwändig, zumal sie oft auch manuell erfolgt. Zudem ist die Nachbear beitung kostenintensiv, so dass sich die Herstellung von Werkstückteilen in uner- wünschter Weise verlängert und verteuert.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, her kömmliche Verfahren, bei denen Werkstückteile mittels eines Schneidstrahls aus einem platten- oder rohrförmigen Werkstück ausgeschnitten werden, so wei terzubilden, dass die Herstellung der Werkstückteile in automatisierter Weise schneller, kostengünstiger und mit hoher Qualität erfolgen kann.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werk stücks mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteran sprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks gezeigt. Der erfindungsgemäße Prozess kann in jedem Verfahren eingesetzt werden, bei dem die Erzeugung eines Schnittspalts in einem Werkstück durch einen Schneidstrahl (thermisches Schneiden) erfolgt, beispielsweise Laserschneiden oder Brennschneiden. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, wird der erfindungsgemäße Prozess beim Laserschneiden eingesetzt, wobei der Bearbeitungs strahl ein Laserstrahl und die Strahlbearbeitung eine Laserstrahlbearbeitung ist.
Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff "Werkstück" ein platten- oder rohrförmiges, typischerweise metallisches Bauteil, aus dem mindestens ein Werk stückteil (Gutteil) aus dem Werkstück hergestellt werden soll. Das plattenförmige Werkstück ist typischer Weise eben bzw. flach. Obgleich der erfindungsgemäße Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks an einem einzelnen Werkstückteil erläutert wird, versteht es sich, dass in aller Regel eine Vielzahl von Werkstückteilen aus dem Werkstück hergestellt wird.
Da in dem erfindungsgemäßen Prozess, neben einer trennenden Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung eines Schnittspalts, auch eine nicht-trennende und zugleich nicht-fügende Nachbearbeitung (Nachbehandlung) des Werkstücks erfolgt, wird der allgemeinere Begriff "Bearbeitungsstrahl" anstelle von Schneidstrahl verwendet. Es versteht sich, dass der Bearbeitungsstrahl durch Einstellen seiner Leistungsdichte wahlweise zur trennenden Bearbeitung oder alternativ zur nicht-trennenden und zu- gleich nicht-fügenden Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden kann.
Die Energiedichte des Bearbeitungsstrahls gibt die Energie des Bearbeitungsstrahls in Bezug auf die vom Bearbeitungsstrahl bestrahlte Fläche des Werkstücks an, bei spielsweise bemessen in J/mm2. Relevant für die Erzeugung des Schnittspalts und die Nachbearbeitung des Werkstücks ist die Energiedichte in Bezug auf das Zeitintervall, in dem die bestrahlte Fläche des Werkstücks bestrahlt wird, beispielsweise bemessen in J/(mm2 x s), hier und im Weiteren als "Leistungsdichte" bezeichnet. Wenn es in we sentlicher Weise auf die vom Werkstück absorbierte Leistungsdichte ankommt, kann unter der Leistungsdichte auch die vom Werkstück absorbierte Leistungsdichte ver standen werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks das Erzeugen eines das Werkstück durchtrennenden Schnittspalts entlang einer Schnittlinie mindestens eines Werkstückteils. Die Schnittlinie entspricht einer Kontur (Umriss) eines aus dem Werkstück herzustellenden Werkstückteils. Die Schnitt linie wird komplett mit einem Schnittspalt versehen, d.h. durchtrennt.
Beim Erzeugen des Schnittspalts wird der Strahlkopf zur Führung des Bearbeitungs strahls über dem Werkstück verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl entlang der Schnittlinie geführt wird. Die Schnittlinie ist somit eine vorgegebene bzw. vorzugebende (gedachte) Linie bzw. Bahn, entlang welcher der Bearbeitungsstrahl bzw. Strahlkopf zum Ausschneiden des durch die Schnittlinie konturierten Werkstückteils geführt wird. Bei der trennenden Bearbeitung des Werkstücks hat der Bearbeitungsstrahl eine erste Leis tungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück (vollständig) durchtrennt wird. Der Bearbeitungsstrahl wirkt mit einem auf die Schnittfuge gerichteten Arbeitsgasstrahl zusammen. Die erste Leistungsdichte kann verschiedene Leistungsdichtewerte an nehmen, muss also nicht konstant sein.
In der vorliegenden Erfindungsbeschreibung ist das Bezugssystem immer stationär zum Werkstück, so dass der Strahl köpf als bewegt und das Werkstück als stationär ange sehen werden. Lokal betrachtet ist jedoch unerheblich, ob Strahlkopf oder Werkstück oder beide bewegt werden. Insofern wäre des gleichermaßen möglich, dass zusätzlich zum bewegten Strahlkopf auch das Werkstück bewegt wird oder sowohl Strahlkopf als auch Werkstück werden. Durch Erzeugen des Schnittspalts entlang der Schnittlinie wird das Werkstückteil entlang seiner Kontur teilweise oder vollständig ausgeschnitten, d.h. der Schnittspalt ist stets konturbildend. Dementsprechend fallen unter den Begriff "Schnittspalt" im Sinne vor liegender Erfindung keine Abschnitte des Schnittspalts, welche nicht konturbildend sind und sich nicht entlang der Kontur des Werkstückteils erstrecken. Beispielsweise wird beim Ausschneiden eines Werkstückteils häufig entfernt von der Kontur in das Werk stück eingestochen und der Schneidstrahl erst ein Stück weit hin zur konturbildenden Schnittlinie des Werkstückteils verfahren. Der hierbei erzeugte Schnittspalt im Werk stück ist nicht konturbildend und fällt somit nicht unter den Begriff Schnittspalt, wie er im Sinne der Erfindung zu verstehen ist.
Das Freischneiden eines Werkstückteils vom Werkstück, d.h. das vollständige Aus schneiden des Werkstückteils aus dem Werkstück, so dass dieses vom Werkstück gelöst bzw. entfernt werden kann, erfolgt durch Erzeugen eines geschlossenen Schnittspalts entlang der Schnittlinie (Kontur) des Werkstückteils. Möglich ist aber auch, dass sich der Schnittspalt nur entlang eines oder mehrerer Abschnitte der Kontur des Werkstückteils erstreckt, so dass das Werkstückteil nur teilweise durch den Bearbei tungsstrahl ausgeschnitten wird und das Werkstückteil mit dem Werkstück weiterhin verbunden ist. Vorzugsweise wird das Werkstückteil durch den Bearbeitungsstrahl freigeschnitten (d.h. vollständig ausgeschnitten). Der Schnittspalt kann in verschiedene Abschnitte unterteilt werden, die nacheinander hergestellt werden und den Schnittspalt beispielsweise sukzessiv verlängern.
Wird mindestens ein Werkstückteil aus dem Werkstück vollständig ausgeschnitten (d.h. freigeschnitten) wird das übrige Werkstück typischer Weise als "Restgitter" bezeichnet. Im Sinne vorliegender Erfindung wird das verbleibende Werkstück, wenn das mindes tens eine auszuschneidende Werkstückteil zumindest gedanklich entfernt wird, als Restgitter bezeichnet. Erfindungsgemäß erfolgt eine Nachbearbeitung des Werkstücks, wenn das Werkstückteil nur teilweise, d.h. nicht vollständig, ausgeschnitten ist. Zur leichteren Bezugnahme wird das verbleibende Werkstück ohne den Bereich innerhalb der Kontur des mindestens einen auszuschneidenden Werkstückteils als Restgitter bezeichnet, auch wenn das Werkstückteil noch nicht freigeschnitten ist. Der Schnittspalt wird deshalb stets durch zwei einander gegenüberliegende Schnittkanten begrenzt, d.h. eine werkstückteilseitige Schnittkante und eine restgitterseitige Schnittkante.
Der Begriff "Ausschneiden" umfasst im Sinne vorliegender Erfindung sowohl das voll- ständige Ausschneiden als auch das teilweise Ausschneiden eines Werkstückteils aus dem Werkstück. Ein teilweise ausgeschnittenes Werkstückteil ist mit dem übrigen Werkstück (Restgitter) weiterhin fest verbunden, d.h. das teilweise ausgeschnittene Werkstückteil ist noch fester Bestandteil des Werkstücks. Im Sinne vorliegender Erfin dung ist die Verbindung eines teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils mit dem üb rigen Werkstück (Restgitter) hinreichend starr, so dass eine Lageänderung des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils relativ zum übrigen Werkstück (Restgitter) bei der Nachbearbeitung des Werkstücks nicht auftritt bzw. eine hierbei auftretende etwaige Lageänderung vernachlässigbar klein ist und zu keiner vernünftiger Weise zu berück sichtigenden Änderung des Ergebnisses bei der Nachbearbeitung des Werkstücks führt.
Erfindungsgemäß wird das Werkstück mit einem teilweise ausgeschnittenen Werk stückteil entlang der Schnittlinie nachbearbeitet. Das teilweise ausgeschnittene Werk stückteil kann bei der Nachbearbeitung durch einen oder mehrere so genannte Micro- joints mit dem Werkstück verbunden bleiben. Hierbei handelt sich um Stege geringer Abmessung, wobei solcher Microjoint entlang der Kontur des Werkstückteils typischer Weise eine Abmessung von maximal 1 ,5 mm hat. Vorteilhaft ist das teilweise ausge schnittene Werkstückteil durch einen Bereich mit dem Werkstück verbunden, der ent lang der Kontur bzw. Schnittlinie vorzugsweise eine Abmessung von mindestens 2 mm, stärker bevorzugt mindestens 3 mm, insbesondere mindestens 5 mm, aufweist. Dies gilt insbesondere für herkömmliche Werkstücke aus Blech mit Blechstärken im Bereich von 0,5 mm bis 30 mm. Microjoints werden üblicherweise manuell durchtrennt (beispiels weise durch Herausbrechen). Im Unterschied hierzu erfolgt das Freischneiden eines teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils vom Werkstück vorzugsweise durch den Bearbeitungsstrahl.
In dem erfindungsgemäßen Prozess wird mindestens ein Abschnitt (d.h. ein oder mehrere Abschnitte) eines das Werkstück durchtrennenden Schnittspalts entlang einer Schnittlinie, die mindestens einem Teil einer Kontur eines aus dem Werkstück herzu stellenden Werkstückteils entspricht, durch den Bearbeitungsstrahl erzeugt. Vorzugs weise entspricht die Schnittlinie der (vollständigen) Kontur eines aus dem Werkstück herzustellenden Werkstückteils. Das Werkstückteil wird hierbei nur teilweise ausge schnitten, d.h. ist noch fest mit dem Werkstück (Restgitter) verbunden.
Anschließend erfolgt ein ein- oder mehrmaliges Nachbearbeiten des Werkstücks (d.h. teilweise ausgeschnittenes Werkstückteil und/oder Restgitter) mit teilweise ausge- schnittenem Werkstückteil durch den Bearbeitungsstrahl, wobei die Nachbearbeitung mindestens in einem Abschnitt (d.h. in einem oder mehreren Abschnitten) mindestens einer sich entlang der Schnittlinie erstreckenden Nachbearbeitungszone durchgeführt wird. Das Werkstück wird bei der Nachbearbeitung nicht-fügend und zugleich nicht-trennend nachbearbeitet. Die mindestens eine Nachbearbeitungszone erstreckt sich entlang der Schnittlinie. Der mindestens eine Abschnitt, in dem eine Nachbearbei tung des Werkstücks durchgeführt wird, kann sich insbesondere entlang des Schnittspalts bzw. eines Abschnitts des Schnittspalts erstrecken, vorausgesetzt, dass der Schnittspalt bereits erzeugt wurde. Grundsätzlich erfolgt eine Nachbearbeitung des Werkstücks entlang der Schnittlinie.
Die Erzeugung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, wird der Schnittspalt entlang der Schnittlinie abschnittsweise erzeugt, d.h. es werden mehrere Abschnitte des Schnittspalts erzeugt, die sich gemeinsam zum Schnittspalt ergänzen. Vorzugsweise wird ein bereits erzeugter Abschnitt des Schnittspalts beim Erzeugen eines weiteren Abschnitts verlängert, so dass der Schnittspalt sukzessive verlängert wird. Beim ab schnittsweisen Erzeugen des Schnittspalts ist die Verfahrbewegung des Strahlkopfs sowie die trennende Bearbeitung des Werkstücks somit nicht kontinuierlich, sondern wird mindestens einmal unterbrochen, vorzugsweise durch eine ein- oder mehrmalige Nachbearbeitung des Werkstücks.
Wie die Erzeugung des Schnittspalts kann auch die Nachbearbeitung des Werkstücks abschnittsweise erfolgen, d.h. die Nachbearbeitung kann nacheinander, beispielsweise getrennt durch eine trennende Bearbeitung des Werkstücks, in mehreren Abschnitten mindestens einer Nachbearbeitungszone erfolgen. Eine mehrmalige Nachbearbeitung des Werkstücks kann auch in mehreren verschiedenen Nachbearbeitungszonen erfol gen. In dem erfindungsgemäßen Prozess kann eine Nachbearbeitung des Werkstücks auch in einem Bereich des Werkstücks entlang der Schnittlinie erfolgen, der keinen Schnittspalt aufweist, insbesondere unmittelbar vor dem Freischneiden des Werk stückteils.
Wesentlich ist, dass das mindestens eine Werkstückteil beim Nachbearbeiten des Werkstücks im Bereich des Werkstückteils nicht vollständig, sondern nur teilweise aus dem Werkstück ausgeschnitten ist und hierbei so fest (starr) mit dem Werkstück ver bunden ist, dass eine Lageänderung des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils relativ zum Restgitter nicht auftritt bzw. so gering ist, dass diese bei der Nachbearbeitung vernünftigerweise nicht berücksichtigt werden muss. Dies ist ein großer Vorteil der Er findung, da eine Nachbearbeitung des Werkstücks entlang der Schnittlinie, insbeson dere entlang eines bereits erzeugten Schnittspalts, zuverlässig und sicher mit großer Genauigkeit erfolgen kann. Im Unterschied hierzu ist die relative Positionierung eines bereits freigeschnittenen Werkstückteils relativ zum Restgitter in aller Regel Undefiniert, so dass eine Nachbearbeitung des Werkstückteils mit einer erheblichen Ungenauigkeit behaftet ist und demzufolge derartige Qualitätsmängel auftreten, dass eine solche Vorgehensweise zumindest in der industriellen Serienfertigung von Werkstückteilen nicht brauchbar ist. Um dies zu vermeiden, wären entsprechende Maßnahmen für eine genaue Positionierung des Werkstückteils erforderlich, was mit zusätzlichen Produkti onskosten verbunden ist. Zudem verlängert sich die Zeit zur Herstellung eines Werk stückteils.
Erfindungsgemäß wird das Werkstück entlang der Schnittlinie des teilweise ausge schnittenen Werkstückteils nachbearbeitet. Das Nachbearbeiten des Werkstücks um fasst das Nachbearbeiten des Werkstückteils selbst, d.h. jenes Bereichs des Werkstücks, der sich auf der einen Seite der Schnittlinie befindet, die zum Werkstückteil gehört. Bei einer vorzugsweise geschlossenen Schnittlinie (Kontur) befindet das Werkstückteil in nerhalb der geschlossenen Kontur, d.h. der Bereich innerhalb der geschlossenen Kontur wird nachbearbeitet. Das Nachbearbeiten des Werkstücks umfasst auch ein Nachbe arbeiten des Restgitters, d.h. jenes Bereichs des Werkstücks, der sich auf der anderen Seite der Schnittlinie befindet, die nicht zum Werkstückteil gehört. Bei einer vorzugs weise geschlossenen Schnittlinie (Kontur) wird der Bereich außerhalb der geschlosse nen Kontur nachbearbeitet. Bei einer nicht geschlossenen Schnittlinie gilt dies ent sprechend, wobei eine Nachbehandlung des Werkstücks beiderseits der Schnittlinie erfolgen kann. Wesentlich hierbei ist, dass eine Nachbearbeitung nicht auf das Werk stückteil als solches eingeschränkt ist, sondern dass auch das Restgitter (mit teilweise ausgeschnittenem Werkstückteil) einer Nachbearbeitung unterzogen werden kann. Dies wird durch die allgemeine Formulierung "Nachbearbeiten des Werkstücks" klargestellt.
Der Schnittspalt wird entlang der Schnittlinie erzeugt, wobei sich der Schnittspalt über die komplette Schnittline erstreckt. Ist das Werkstückteil vollständig ausgeschnitten (freigeschnitten), erfolgt erfindungsgemäß weder eine Nachbearbeitung des freige schnittenen Werkstückteils noch des verbleibenden Restgitters (d.h. Restgitter ohne freigeschnittenes Werkstückteil). Die Nachbearbeitung des Werkstücks erfolgt somit stets entlang einer Schnittlinie eines noch auszuschneidenden Werkstückteils, insbe sondere auch entlang des Schnittspalts, sofern ein solcher bereits erzeugt ist.
Der Bearbeitungsstrahl hat beim Nachbearbeiten des Werkstücks eine zweite Leis tungsdichte, die kleiner ist als die zur trennenden Bearbeitung des Werkstücks einge setzte erste Leistungsdichte, wobei das Werkstück nicht-fügend und zugleich nicht-trennend nachbearbeitet wird. Dies heißt, falls bereits ein Schnittspalt erzeugt wurde, wird beim Nachbearbeiten des Werkstücks das teilweise ausgeschnittene Werkstückteil nicht über den Schnittspalt hinweg wieder mit dem Restgitter verbunden. Gleichermaßen wird beim Nachbearbeiten des Werkstücks keine Durchbrechung des Werkstücks erzeugt.
Beim Nachbearbeiten wird der Bearbeitungsstrahl, welcher hier kein Schneidstrahl sondern aufgrund seiner Leistungsdichte ein Nachbearbeitungsstrahl ist, entlang einer Nachbearbeitungslinie geführt. Die Nachbearbeitungslinie ist eine vorgegebene bzw. vorzugebende (gedachte) Linie bzw. Bahn, entlang welcher der Bearbeitungsstrahl bzw. Strahlkopf zur Führung des Bearbeitungsstrahls geführt wird.
Eine Nachbearbeitung des Werkstücks erfolgt mindestens in einem Abschnitt mindes tens einer Nachbearbeitungszone, die sich entlang der Schnittlinie erstreckt. Die min destens eine Nachbearbeitungszone ergibt sich durch die Bestrahlung durch den Be arbeitungsstrahl. Typischer Weise ist die Nachbearbeitungszone aufgrund der Strahl verbreiterung breiter als die (gedachte) Nachbearbeitungslinie.
Die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie können identisch sein. Alternativ sind die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie nicht identisch. Beispielsweise ist die Nach bearbeitungslinie zur Schnittlinie seitlich versetzt angeordnet, wobei die Nach bearbeitungslinie vorzugsweise einen gleichbleibenden senkrechten (kürzesten) Ab stand zur Schnittlinie hat, d.h. die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie sind äqui distante Linien.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozes ses wird das teilweise ausgeschnittene Werkstückteil nach einem ein- oder mehrmaligen Nachbearbeiten des Werkstücks entlang der Schnittlinie durch den Bearbeitungsstrahl freigeschnitten (d.h. vollständig ausgeschnitten). Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozes ses wird der Schnittspalt abschnittsweise erzeugt, wobei mindestens zwei Abschnitte, vorzugsweise mehrere Abschnitte, des Schnittspalts erzeugt werden, die gemeinsam den Schnittspalt bilden. Die Verfahrbewegung des Strahlkopfes und die trennende Be arbeitung des Werkstücks werden somit wenigstens einmal unterbrochen.
Vorzugsweise wird das Werkstück zwischen dem Erzeugen von zwei Abschnitten des Schnittspalts in mindestens einem Abschnitt mindestens einer Nachbearbeitungszone ein- oder mehrmalig nachbearbeitet. Besonders bevorzugt wird das Werkstück in einem Abschnitt mindestens einer Nachbearbeitungszone ein- oder mehrmalig nachbearbeitet, der sich wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, entlang eines zuvor erzeugten, beispielsweise eines unmittelbar zuvor erzeugten, Abschnitts des Schnittspalts erstreckt. Möglich ist, dass das Werkstück entlang mehrerer zuvor erzeugter Abschnitte des Schnittspalts oder Teile hiervon nachbearbeitet wird. Zwischen den Abschnitten des Schnittspalts kann ein Microjoint (also eine minimale Unterbrechung des Schnittspalts) stehen bleiben.
Beispielsweise erfolgt ein Nachbearbeiten des Werkstücks bei einem abschnittsweisen Erzeugen des Schnittspalts jeweils nur entlang eines (z.B. unmittelbar) zuvor erzeugten Abschnitts des Schnittspalts, wobei die Erzeugung von zwei unmittelbar benachbarten Abschnitten des Schnittspalts jeweils durch mindestens eine Nachbearbeitung des Werkstücks entlang des (z.B. unmittelbar) zuvor erzeugten Abschnitts des Schnittspalts unterbrochen ist. Der Abschnitt der mindestens einen Nachbearbeitungszone, in der die Nachbearbeitung erfolgt, kann sich entlang des kompletten (unmittelbar zuvor erzeugen) Abschnitts des Schnittspalts erstrecken oder nur eines Teils hiervon. Bei einer mehr maligen Nachbearbeitung kann diese in mehreren, voneinander verschiedenen Nach bearbeitungszonen erfolgen. Typischer Weise wird der Strahlkopf zwischen zwei tren nenden Bearbeitungen des Werkstücks verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl für diese Verfahrbewegung vorzugsweise ausgeschaltet wird. Der Strahlkopf kann hierbei auch über das Werkstück, insbesondere auch innerhalb der Kontur des Werkstückteils, verfahren werden. Beispielsweise wird der Strahlkopf bei der Erzeugung eines Ab schnitts des Schnittspalts von einer jeweiligen ersten Schneidposition zu einer jeweiligen zweiten Schneidposition verfahren. Anschließend wird der Strahlkopf zum Nachbear beiten des Werkstücks entlang des erzeugten Abschnitts des Schnittspalts von einer jeweiligen ersten Nachbearbeitungsposition zu einer jeweiligen zweiten Nachbearbei tungsposition verfahren. Die erste Nachbearbeitungsposition kann zur ersten Schneidposition identisch oder hiervon verschieden sein. Die zweite Nachbearbei tungsposition kann zur zweiten Schneidposition identisch oder hiervon verschieden sein.
Das Werkstück kann entlang eines kompletten Abschnitts des Schnittspalts ein- oder mehrmalig nachbearbeitet werden. Möglich ist aber auch, dass das Werkstück nur in nerhalb eines Teils des Abschnitts des Schnittspalts ein- oder mehrmalig nachbearbeitet wird.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Werkstück in einem Abschnitt der Nachbearbei tungszone nachbearbeitet wird, welcher wenigstens teilweise keinen Abschnitt des Schnittspalts aufweist, besonders bevorzugt in kontinuierlicher Fortsetzung der Nach bearbeitung in einem Abschnitt der Nachbearbeitungszone, welcher sich entlang eines Abschnitts des Schnittspalts erstreckt. So ist es möglich, dass das Werkstück über den Schnittspalt hinausgehend entlang der Schnittlinie weiter nachbearbeitet wird, insbe sondere in einem Bereich des Werkstücks in dem noch kein Schnittspalt erzeugt wurde, besonders bevorzugt unmittelbar vor dem Freischneiden des Werkstücks an einem Verbindungssteg (z.B. Microjoint) zwischen Werkstückteil und Restgitter, wobei das Werkstückteil durch Durchtrennen des Verbindungsstegs freigeschnitten oder manuell herausgebrochen wird. Nach der Nachbearbeitung kann das teilweise ausgeschnittene Werkstück auch durch Durchtrennen des Verbindungsstegs vorzugsweise mittels des Bearbeitungsstrahls freigeschnitten werden. Diese Vorgehensweise hat den besonde ren Vorteil, dass das Werkstück entlang der kompletten (geschlossenen) Schnittlinie ein- oder mehrmalig nachbearbeitet werden kann, d.h. das später vorzugsweise durch den Bearbeitungsstrahl freigeschnittene Werkstückteil weist über seine komplette Kontur hinweg eine ein- oder mehrmalige Nachbearbeitung auf. In entsprechender weise kann das Restgitter entlang des kompletten Schnittspalts mit einer ein- oder mehrmaligen Nachbearbeitung versehen werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung einer Durchbrechung innerhalb eines Gutteils, wobei eine Nachbearbeitung vollumlau fend entlang der Schnittkante der Durchbrechung erfolgen kann. Wie Untersuchungen der Erfinder gezeigt haben, kann durch diese Vorgehensweise ein besonders zufrie denstellendes Ergebnis bei der Nachbearbeitung erzielt werden. Dies ist ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Prozesses.
Wie ausgeführt, werden beim abschnittsweisen Erzeugen des Schnittspalts eine Mehrzahl von Abschnitten des Schnittspalts erzeugt, wobei die trennende Bearbeitung des Werkstücks vorzugsweise mindestens einmal, insbesondere mehrmalig, unterbro- chen wird, um eine ein- oder mehrmalige Nachbearbeitung des Werkstücks entlang der Schnittlinie, insbesondere des Schnittspalts oder eines Teils des Schnittspalts, durch zuführen. Bevorzugt weist ein zuletzt erzeugter Abschnitt des Schnittspalts eine sich entlang der Schnittlinie bemessende Länge auf, die kleiner ist als die jeweilige Länge eines jeden anderen zuvor erzeugten Abschnitts des Schnittspalts. Beispielsweise nehmen die Längen der aufeinanderfolgend erzeugten Abschnitte des Schnittspalts, von einem Freischneidpunkt des Werkstückteils aus betrachtet, entgegen der Erzeugungs richtung des Schnittspalts nicht ab. Da eine Nachbearbeitung des Werkstücks nur dann erfolgt, wenn das Werkstückteil noch mit dem Werkstück fest verbunden ist, kann durch diese Maßnahme in besonders vorteilhafter weise erreicht werden, dass das Werkstück entlang eines möglichst großen Teils der Schnittlinie nachbearbeitet werden kann. Ein nicht nachbearbeiteter Teil des Werkstücks, mit dem das teilweise ausgeschnittene Werkstückteil noch mit dem Werkstück verbunden ist, ist somit klein im Vergleich zum bearbeiteten Teil entlang des Schnittspalts.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses wird vor einem Nachbearbeiten des Werkstücks in mindestens einem Abschnitt min destens einer Nachbearbeitungszone eine Schicht aus einem Anti haftmittel mindestens in der Nachbearbeitungszone auf das Werkstück aufgebracht. Die Antihaftschicht ist so ausgebildet, dass ein Anhaften von beim Nachbearbeiten erzeugten Substanzen wie Schmelze oder Schlacke gehemmt wird. Die Antihaftschicht enthält zu diesem Zweck ein Trennmittel, beispielsweise ein Öl.
Grundsätzlich kann die Nachbearbeitungslinie einen von der Schnittlinie verschiedenen Verlauf haben. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Bearbeitungsstrahl beim Nachbearbeiten des Werkstücks mit einer mäandrierenden Bewegung entlang mindestens eines Abschnitts der Schnittlinie geführt. Vorzugsweise hat die Nachbear beitungslinie einen mäandrierenden Verlauf entlang der Schnittlinie, wodurch in einfa cher Weise eine Verbreiterung der Nachbearbeitungszone ermöglicht ist. Die auf diese Weise erzeugte Nachbearbeitungszone erstreckt sich weiterhin entlang der Schnittlinie. Der Ausdruck "mäandrierender Verlauf" ist allgemein zu verstehen. Hierunter fallen sämtliche Bewegungen des Bearbeitungsstrahls, die Hin- und Her-Bewegungen des Bearbeitungsstrahls mit einander gegen gerichteten Bewegungskomponenten senk recht zur Schnittlinie aufweisen. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, haben die ei nander gegen gerichteten Bewegungskomponenten gleiche Abmessungen, so dass der mäandrierende Verlauf gleichmäßig ist. Beispielsweise ist der mäandrierende Verlauf sinusförmig ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Prozess umfasst ein ein- oder mehrmaliges Nachbearbeiten des Werkstücks in mindestens einem Abschnitt mindestens einer Nachbearbeitungszone nach Erzeugen zumindest eines Abschnitts des Schnittspalts. Bei einem erstmaligen, insbesondere auch einzigen, Nachbearbeiten des Werkstücks mindestens in einem Abschnitt einer Nachbearbeitungszone hat die Nachbearbeitungslinie vorzugsweise einen solchen Verlauf, dass das Werkstück in einem eine werkstückteilseitige Schnitt kante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich durch den Bearbeitungsstrahl be strahlt wird. Vorzugsweise erfolgt eine Nachbearbeitung einer Schnittkante, wobei die jeweils andere Schnittkante mitbestrahlt wird.
Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Ausdruck "Schnittkante" die beiden einander gegenüberliegenden (Querschnitts-)Fläche von Restgitter und Werkstückteil, die gemeinsam den Schnittspalt bilden. Typischer Weise sind die Schnittkanten senk recht zur Ebene eines plattenförmigen (ebenen) Werkstücks bzw. senkrecht zu einer Tangentialebene im Bereich des Schnittspalts eines rohrförmigen Werkstücks. In Ein klang mit der erfindungsgemäßen Verwendung des Begriffs "Restgitter" wird die Schnittkante des Werkstücks, welche der Schnittkante des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils gegenüberliegt, als "restgitterseitige Schnittkante" bezeichnet, unge achtet dessen, dass das Werkstückteil nicht vollständig, sondern nur teilweise ausge schnitten ist. Neben der jeweiligen Schnittkante kann der nachbearbeitete Bereich auch einen sich quer zur Schnittkante erstreckenden Abschnitt des Werkstücks aufweisen. Möglich ist aber auch, dass ausschließlich die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts nachbearbeitet wird, ohne weitere Abschnitte des Werkstücks, die nicht Teil einer Schnittkante sind, zu bestrahlen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist beim Nachbearbeiten des Werkstücks in mindestens einem Abschnitt mindestens einer Nachbearbeitungszone eine werkstück teilseitige Schnittkante des Schnittspalts und/oder eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthalten.
Vorteilhaft, jedoch nicht zwingend, erfolgt ein mehrmaliges Nachbearbeiten des Werk stücks in mindestens einem Abschnitt mindestens einer Nachbearbeitungszone. Vor teilhaft umfasst die Nachbearbeitungszone bei der erstmaligen Nachbearbeitung die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des
Schnittspalts. Bei einer folgenden Nachbearbeitung kann die Nachbearbeitungszone die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des
Schnittspalts enthalten, wobei es gleichermaßen auch möglich ist, dass sie die werk stückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts nicht enthält. Beispielsweise erfolgt eine erstmalige Nachbearbeitung in einer Nachbe arbeitungszone bzw. einem Abschnitt der Nachbearbeitungszone, welche die werk stückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthält und bei jeder weiteren Nachbearbeitung sind die Schnittkanten in der Nachbe arbeitungszone bzw. Abschnitt der Nachbearbeitungszone nicht enthalten. Diese Aus gestaltung ist insbesondere bei der Erzeugung einer Fase am Schnittspalt vorteilhaft. Insbesondere kann eine Fase ausgehend von einer nachbearbeitenden Schnittkante erzeugt werden. Bei der mindestens einen folgenden Nachbearbeitung muss die Schnittkante nicht mehr mitbestrahlt werden, sondern der Bearbeitungsstrahl kann in Richtung weg von der Schnittkante weiter in das Werkstückteil bzw. Restgitter hinein versetzt werden, beispielsweise um die Fase zu verbreitern.
Bei einer mehrmaligen Nachbearbeitung enthält eine Nachbearbeitungszone einer fol genden Nachbearbeitung vorzugsweise wenigstens teilweise eine Nachbearbeitungs zone einer vorangehenden Nachbearbeitung.
Werden mehrere Nachbearbeitungen durchgeführt, können gleiche oder verschiedene Nachbearbeitungslinien und/oder gleiche oder verschiedene Leistungsdichten des Be arbeitungsstrahls eingesetzt werden. Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses weisen zumindest zwei Nachbearbeitungen, die in einem selben Abschnitt der Nachbearbeitungszone durchgeführt werden, verschiedene Nachbearbeitungslinien und/oder verschiedene Leistungsdichten des Bearbeitungsstrahls auf.
Die Richtung zur Nachbearbeitung des Werkstücks kann der Richtung der Erzeugung des Schnittspalts entsprechen oder auch hierzu entgegengesetzt sein.
Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls ist beim Trennen des Werkstücks vorzugs weise stets senkrecht zum platten- oder rohrförmigen Werkstück bzw. stets senkrecht zur Werkstückoberfläche gerichtet, wobei es aber auch denkbar ist, dass die Strahl achse von der Senkrechten abweicht. Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls ist beim Nachbearbeiten des Werkstücks vorzugsweise stets senkrecht zum platten- oder rohr- förmigen Werkstück bzw. stets senkrecht zur Werkstückoberfläche gerichtet, wobei es aber auch denkbar ist, dass die Strahlachse von der Senkrechten abweicht.
Unter "Ausrichtung" des Bearbeitungsstrahls ist der Winkel zwischen dem Mittenstrahl des auf das Werkstück treffenden Strahlkegels (d.h. Strahlachse) des Bearbeitungs strahls und der ebenen Werkstückoberfläche des Werkstücks zu verstehen. Bei einem rohrförmigen Werkstück wird eine tangentiale Ebene zur Werkstückoberfläche im Auf treffpunkt der Strahlachse betrachtet. Bei einer senkrechten Ausrichtung des Bearbei tungsstrahls beträgt der Winkel zwischen der Strahlachse und der Werkstückoberfläche 90°.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Nachbe arbeiten stets unverändert und gleich zu einer stets unveränderten Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Erzeugen des Schnittspalts. Vorzugsweise ist der Bearbeitungsstrahl beim Trennen und Nachbearbeiten des Werk stücks stets senkrecht zur Werkstückoberfläche gerichtet. Die Strahlachse des Bear beitungsstrahls bleibt somit bei der Erzeugung des Schnittspalts und bei der Nachbe arbeitung unverändert. Durch diese Maßnahme kann die Bearbeitung des Werkstücks in steuerungstechnischer Hinsicht erheblich vereinfacht werden. Zudem können Kosten für die technische Umsetzung einer entsprechenden Verschwenkbarkeit des Strahlkopfs und/oder Bearbeitungsstrahls relativ zum Werkstück eingespart werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Nachbe arbeiten des Werkstücks zumindest zeitweilig verschieden von der Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Trennen des Werkstücks. Insbesondere kann die Strahlachse bei der Nachbearbeitung zumindest zeitweilig einen von 90° verschiedenen Winkel zur Werkstückoberfläche einnehmen. Die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls kann durch eine Verschwenkbarkeit des Strahlkopfs (mechanisch) und/oder eine Verschwenkbar keit des Bearbeitungsstrahls (optisch) erreicht werden.
Beim Trennen des Werkstücks wird der Bearbeitungsstrahl bzw. dessen Strahlachse entlang der Schnittlinie geführt. Die Schnittlinie gibt somit den Weg des Bearbeitungs strahls auf der Werkstückoberfläche beim Erzeugen des Schnittspalts für ein auszu schneidendes Werkstückteil vor. Beim Nachbearbeiten wird der Bearbeitungsstrahls bzw. dessen Strahlachse entlang der Nachbearbeitungslinie geführt. Die Nachbearbei tungslinie gibt somit den Weg des Bearbeitungsstrahls auf der Werkstückoberfläche beim Nachbearbeiten des Werkstücks entlang des Schnittspalts vor. Die Nachbearbei tungszone ergibt sich aus dem beim Nachbearbeiten bestrahlten Bereich des Werk stücks.
Der Bearbeitungsstrahl kann durch Verfahren des Strahlkopfes und/oder durch Verän dern der Ausrichtung des Strahlkopfes relativ zur Werkstückoberfläche (Verschwenken des Strahlkopfes) und/oder durch Verändern der Strahlrichtung relativ zum Strahlkopf (optisches Verschwenken des Bearbeitungsstrahls relativ zu dem in seiner Ausrichtung unveränderten Strahlkopf) gesteuert werden. Vorzugsweise erfolgt eine Steuerung des Bearbeitungsstrahls nur durch Verfahren des Strahlkopfes, wobei die Ausrichtung des Strahlkopfes zur Werkstückoberfläche und die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls relativ zum Strahlkopf bei der Strahlbearbeitung des Werkstücks (trennende Bearbei tung und Nachbearbeitung) unverändert bleibt, was eine aufwändige und kosteninten sive technische Ausstattung vermeidet.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses beträgt der Abstand der Nachbearbeitungslinie von der Schnittlinie (Nachbearbeitungslinie ist vorzugsweise äquidistant zur Schnittlinie versetzt) maximal die halbe Spaltbreite des Schnittspalts zuzüglich des Radius eines Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls an der Werkstück oberfläche. Möglich ist jedoch auch, dass der Abstand der Nachbearbeitungslinie von der Schnittlinie größer ist, beispielsweise bei der mehrstufigen Herstellung einer Fase, bei der die Nachbearbeitungslinie bei einer nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg vom Schnittspalt angeordnet ist als die Nachbearbeitungslinie einer vorhergehenden Nachbearbeitung. Bei der mehrstufigen Erzeugung einer Fase enthält die Nachbear beitungszone bei der erstmaligen Nachbearbeitung zumindest eine Schnittkante, wobei die Nachbearbeitungszonen bei der mindestens einen folgenden Nachbearbeitung die Schnittkante vorzugsweise nicht enthält.
Beispielsweise ist die Verfahrkurve des Strahlkopfes während der Nachbearbeitung seitlich versetzt (insbesondere äquidistant) zur Verfahrkurve des Strahlkopfes während des Trennens. Die Verfahrkurve des Strahlkopfes bei der Nachbearbeitung und die Verfahrkurve des Strahlkopfes beim Trennen können einen parallelen Verlauf haben.
Bei der Nachbearbeitung des Werkstücks hat der Bearbeitungsstrahl eine von der ersten Leistungsdichte verschiedene zweite Leistungsdichte, welche so bemessen ist, dass eine nicht-fügende und zugleich nicht-trennende (jedoch gegebenenfalls umschmel zende) Nachbehandlung des Werkstücks bewirkt wird. Es wird bei der Nachbehandlung also weder eine Verbindung zwischen dem teilweise ausgeschnittenen Werkstückteil und dem Werkstück (Restgitter) über den Schnittspalt hinweg erzeugt, noch wird das Werkstück durchtrennt. Hierbei wird der Einfluss des Arbeitsgases berücksichtigt, wobei erfindungsgemäß unter Leistungsdichte des Bearbeitungsstrahls auch die vom Werk stück absorbierte Leistungsdichte verstanden werden kann. Eine Änderung der Leis tungsdichte bzw. der absorbierten Leistungsdichte kann durch verschiedene Maßnah men erreicht werden, insbesondere durch Ändern der Energie des Bearbeitungsstrahls, Ändern des Strahlfokus, Ändern des Abstands des Strahlkopfes von der Werkstück oberfläche, Ändern der Art und/oder von Parametern des Arbeitsgases und dergleichen. Dem Fachmann sind die Maßnahmen zum Ändern der Leistungsdichte wohlbekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Vorteilhaft wird die Leistungs dichte ausschließlich durch Ändern des senkrechten Abstands des Strahlkopfes von der Werkstückoberfläche geändert.
Beispielsweise beträgt die zweite Leistungsdichte weniger als 50%, weniger als 40%, weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10% oder weniger als 1 % der ersten Leistungsdichte.
In dem erfindungsgemäßen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrför migen Werkstücks kann die Nachbearbeitung des Werkstücks in verschiedenster Weise erfolgen, wobei abhängig von der Art der Nachbearbeitung die Nachbearbeitungslinie und die zweite Leistungsdichte des Bearbeitungsstrahls in geeigneter Weise zu wählen sind. Der erfindungsgemäße Prozess kann für eine Vielzahl verschiedener Nachbear beitungen vorteilhaft eingesetzt werden, von denen im Weiteren sieben Anwendungs fälle beispielhaft angegeben sind.
Bei einem ersten Anwendungsfall wird eine Oxidschicht von der werkstückteilseitigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts entfernt. Dies erspart in vorteilhafter Weise die Entfernung der Oxidschicht an dem vollständig aus geschnittenen Werkstückteil. Der bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken.
Bei einem zweiten Anwendungsfall wird Grat (z.B. Mikrograt) von der werkstückteilsei- tigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts entfernt. Der Grat befindet sich häufig angrenzend an die Werkstückoberfläche (dem Bearbei tungsstrahl zugewandt) und/oder angrenzend an die Werkstückunterseite (vom Bear beitungsstrahl abgewandt). Der bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken.
Bei einem dritten Anwendungsfall wird die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts verrundet (durch Umschmelzen). Hierbei kann die Nachbearbeitungslinie relativ zur Schnittlinie in Richtung der zu bearbeitenden Schnittkante seitlich versetzt sein, vorzugsweise maximal um die halbe Schnittspalt breite plus Radius des Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls an der Werkstückoberflä che.
Bei einem vierten Anwendungsfall werden die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts in ihrer Form verändert (durch Umschmelzen), beispielsweise geglättet oder aufgeraut, beispielsweise um einen Fügeprozess zu verbessern.
Bei einem fünften Anwendungsfall wird an der werkstückteilseitigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts eine Fase erzeugt. Dies kann auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestal tung die Nachbearbeitungslinie bei jeder nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg von der zugehörigen Schnittkante angeordnet wird.
Bei einem sechsten Anwendungsfall wird das Werkstück in einem die werkstückteilsei tige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder in einem die restgit terseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich wärmebehandelt, bei spielsweise gehärtet oder weichgeglüht. Dies kann auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Nachbearbeitungslinie bei jeder nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg von der zugehörigen Schnittkante ange ordnet wird.
Bei einem siebten Anwendungsfall werden die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder ein Bereich des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils, welcher die werk stückteilseitige Schnittkante enthält, und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts und/oder ein Bereich des Restgitter, welcher die restgitterseitige Schnitt- kante enthält, bei der Nachbehandlung mit einer Beschichtung versehen (z.B. Zinkbe schichtung). Dies kann in einfacher Weise durch Zugabe einer die Beschichtung er zeugenden Substanz (z.B. Zink) zu einem zweiten Arbeitsgasstrahl erfolgen. Der zweite Arbeitsgasstrahl ist von dem vorzugsweise koaxial zum Bearbeitungsstrahl geführten (ersten) Arbeitsgasstrahl verschieden. Der vom zweiten Arbeitsgasstrahl bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken. Die Beschich tung kann auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei gemäß einer bevorzugten Aus gestaltung die Nachbearbeitungslinie bei jeder nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg von der zugehörigen Schnittkante angeordnet wird. Durch diese Maßnahme kön nen in besonders vorteilhafter Weise auch beschichtete Werkstücke durch einen Schneidstrahl thermisch trennend bearbeitet werden. Eine etwaige Nachbeschichtung des vollständig ausgeschnittenen Werkstückteils ist nicht erforderlich.
Der erfindungsgemäße Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Anwendungsfälle beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche weitere Anwendungsfälle denkbar, in denen der erfindungsgemäße Prozess vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Bei der Nachbearbeitung des Werkstücks können die oben beschriebenen Anwen dungsfälle sowie weitere Anwendungsfälle einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert werden.
In dem erfindungsgemäßen Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks wird der Bearbeitungsstrahl vom Strahlkopf geführt und tritt an einer endständigen Strahldüse, die mit einer Strahldüsenöffnung versehen ist, aus. Typischer Weise, jedoch nicht zwingend, verjüngt sich die Strahldüse kegelförmig zum Werkstück bzw. zur Werk stückauflage hin. Die Strahldüsenöffnung ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, rund ausgebildet. Der Bearbeitungsstrahl ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, in Form eines auf das Werkstück treffenden Strahlkegels ausgebildet. Typischer Weise dient der Strahlkopf auch zum Führen eines (ersten) Arbeitsgasstrahls, der typischer Weise, jedoch nicht zwingend, aus derselben Strahldüse wie der Bearbeitungsstrahl abgegeben wird und vorzugsweise koaxial zum Bearbeitungsstrahl geführt ist. Der aus der Strahldüse des Strahlkopfs austretende (erste) Arbeitsgasstrahl ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, in Form eines auf das Werkstück treffenden Gaskegels ausge bildet. Wie oben erwähnt, kann der Strahlkopf auch zum Führen eines vom ersten Ar beitsgasstrahl verschiedenen zweiten Arbeitsgasstrahls dienen, der zum Transport von Beschichtungsmaterial dient und nicht aus dem gleichen Loch des Strahlkopfs wie der Bearbeitungsstrahl austritt.
Der Strahlkopf kann relativ zum Werkstück bewegt werden. Das typischer Weise einer ebenen Werkstückauflage aufliegende Werkstück weist eine dem Strahlkopf gegen überliegende, beispielsweise ebene, Werkstückoberfläche auf, auf die der Bearbei- tungs- und Arbeitsgasstrahl zur trennenden Bearbeitung sowie zur Nachbearbeitung des Werkstücks gerichtet werden können.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Strahlbearbeitungsvorrichtung mit einem von einem Strahlkopf geführten Bearbeitungsstrahl zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks, welche eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung/Regelung der Strahlbearbeitung des Werkstücks aufweist, welche zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Prozesses (programm technisch) eingerichtet ist.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf einen Programmcode für eine zur Da tenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Strahlbearbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuer einrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Pro zesses veranlassen.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt (Speichermedium) mit einem gespeicherten Programmcode für eine zur Datenver arbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Strahlbe arbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Prozesses veranlassen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Ausgestaltungen der Erfindung in Alleinstellung oder in beliebiger Kombination einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen: Fig. 1-15 einen beispielhaften Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks;
Fig. 16-21 verschiedene Anwendungsfälle zur Nachbearbeitung eines Werkstücks;
Fig. 22-25 ein Beispiel für eine mehrmalige Nachbearbeitung eines Werkstücks;
Fig. 26-28 ein weiteres Beispiel für eine mehrmalige Nachbearbeitung eines Werk stücks;
Fig. 29 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Strahlbearbeitungs vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Prozesses zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks;
Fig. 30 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Prozesses.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Sei zunächst Figur 29 betrachtet, worin eine an sich bekannte Strahlbearbeitungsvor richtung zum Strahlschneiden von plattenartigen Werkstücken veranschaulicht ist. Die insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Strahlbearbeitungsvorrichtung umfasst eine Strahlschneideinrichtung 2 mit einem Strahlkopf 3, sowie einen Arbeitstisch 4 mit einer Werkstückauflage 5 für ein Werkstück 9 (nicht gezeigt in Figur 29, siehe Figuren 1 bis 15), beispielsweise eine ebene Blechtafel. Die Werkstückauflage 5 wird von einem Querträger 6 überspannt, der entlang einer ersten Achsrichtung (x-Richtung) verfahrbar geführt ist.
Am Querträger 6 ist ein Führungsschlitten 7 für den Strahlkopf 3 montiert, der am Querträger 6 entlang einer zur ersten Achsrichtung senkrechten zweiten Achsrichtung (y-Richtung) verfahrbar geführt ist. Der Strahlkopf 3 kann somit in einer durch die beiden Achsrichtungen (x-, y-Richtung) aufgespannten Ebene parallel und relativ zur bei spielsweise horizontalen Werkstückauflage 5 verfahren werden. Der Strahlkopf 3 ist weiterhin in einer zur ersten und zweiten Achsrichtung senkrechten, dritten Achsrichtung (z-Richtung) höhenverfahrbar ausgebildet, wodurch der Abstand senkrecht zur Werk stückauflage 5 verändert werden kann. Bei einer horizontalen Werkstückauflage 5 entspricht die z-Richtung der Schwerkraftrichtung. Der Strahlkopf 3 weist auf seiner der Werkstückauflage 5 zugewandten Seite eine sich zur Werkstückauflage 5 hin kegel förmig verjüngende Strahldüse 13 auf. Der Strahlkopf 3 dient zum Führen eines Bear beitungsstrahls, hier beispielsweise ein Laserstrahl, sowie eines Arbeitsgasstrahls. Der Bearbeitungsstrahl wird von einer Bearbeitungsstrahlquelle 8 erzeugt und beispiels weise durch ein Strahlführungsrohr und mehrere Umlenkspiegel oder ein Lichtleitkabel zum Strahlkopf 3 geführt. Über eine Fokussierlinse oder adaptive Optik kann der Be arbeitungsstrahl in gebündelter Form auf das Werkstück gerichtet werden. Aufgrund der Verfahrbarkeit des Strahlkopfs 3 entlang der ersten Achsrichtung (x-Richtung) und zweiten Achsrichtung (y-Richtung) kann mit dem Bearbeitungsstrahl jeder beliebige Punkt am Werkstück angefahren werden. Durch die Höhenverfahrbarkeit des Strahl kopfs 3 in z-Richtung kann über eine Änderung des (senkrechten) Abstands zur Werk stückoberfläche der Arbeitsabstand der Strahldüse 13 zum Werkstück eingestellt wer den. Der Abstand des Strahlkopfes 3 von der Werkstückoberfläche, insbesondere die Schneidhöhe, kann vor, während und nach dem Schneidprozess eingestellt werden. Eine trennende Bearbeitung des Werkstücks kann insbesondere mit einer variablen Schneidhöhe innerhalb eines Schneidhöhenbereichs durchgeführt werden. Die Fokus lage des Bearbeitungsstrahls kann über optische Elemente im Strahlkopf 3, beispiels weise eine adaptive Optik, eingestellt werden.
Ein erster Arbeitsgasstrahl (nicht näher dargestellt) dient dazu, die Schmelze aus der Schnittfuge zu treiben. Der Arbeitsgasstrahl wird von einer nicht näher dargestellten Gasstrahlerzeugungseinrichtung erzeugt. Als inertes Arbeitsgas wird beispielsweise Helium (He), Argon (Ar) oder Stickstoff (N2) eingesetzt. Als reaktives Arbeitsgas wird üblicherweise Sauerstoff (O2) verwendet. Bekannt ist auch die Verwendung von Gas gemischen. Der Arbeitsgasstrahl tritt aus derselben Strahldüse 13 aus wie der Bear beitungsstrahl 16 und wird beispielsweise koaxial zum Bearbeitungsstrahl 16 an die Bearbeitungsstelle geführt und trifft dort mit einem von der Gasstrahlerzeugungsein richtung vorgegebenen (initialen) Gasdruck auf der Werkstückoberfläche des Werk stücks auf.
Wie in Figur 29 gezeigt, besteht die Werkstückauflage 5 beispielsweise aus einer Viel zahl von Auflageelementen mit beispielsweise dreieckig ausgebildeten Tragpunktspit zen, welche gemeinsam eine Auflageebene für das zu bearbeitende Werkstück 9 defi nieren. Die Auflageelemente sind hier beispielsweise als längliche Auflagestege aus geführt, die sich jeweils entlang der y-Richtung erstrecken und mit einem beispielsweise konstanten Zwischenabstand in paralleler Anordnung entlang der x-Richtung nebenei- nander liegend angeordnet sind. Nicht näher dargestellt ist eine Absaugeinrichtung, durch welche während des Strahlschneidens entstehender Schneidrauch, Schlacke partikel und kleine Abfallteile abgesaugt werden können.
Eine programmgesteuerte Steuereinrichtung 12 dient zur Steuerung/Regelung des erfindungsgemäßen Prozesses zur Strahlbearbeitung des Werkstücks 9 in der Strahl bearbeitungsvorrichtung 1.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 1 bis 15 genommen, worin ein beispielhafter Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks durch die Strahlvorrichtung 1 von Figur 29 veranschaulicht ist. Die Figuren 1 bis 15 entsprechen in dieser Reihenfolge jeweils späteren Situationen des Prozesses.
Sei zunächst Figur 1 betrachtet, in der eine Schnittlinie 14 (gestrichelte Linie) gezeigt ist. Die Schnittlinie 14 ist eine gedachte Linie, welche der kompletten Kontur (Umriss) eines auszuschneidenden Werkstückteils 11 entspricht. Die Kontur gibt die äußere Form des auszuschneidenden Werkstückteils 11 an. Das Werkstückteil 11 soll aus dem nicht näher dargestellten platten- oder rohrförmigen Werkstück 9 vollständig ausgeschnitten werden, wobei das Restgitter 10 verbleibt. Das Werkstückteil 11 hat hier beispielsweise eine Rechteckform mit gerundeten Ecken, wobei es sich versteht, dass das Werkstückteil 11 jede beliebige Form haben kann.
In Figur 2 ist der aus dem Strahlkopf 3 austretende Bearbeitungsstrahl 16, beispiels weise ein Laserstrahl, schematisch veranschaulicht. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird entlang der Schnittlinie 14 geführt, wobei bei entsprechender Leistungsdichte ein Schnittspalt 15 im Werkstück 9 erzeugt wird, um das Werkstückteil 11 aus dem Werk stück 9 auszuschneiden. Der Strahlkopf 3 ist zu diesem Zweck in eine Position über der Schnittlinie 14 verfahren worden, in der der Bearbeitungsstrahl 16 mit seiner Strahlachse auf eine Schneidposition A der Schnittlinie 14 trifft. Wie in Figur 2 veranschaulicht, wird der Strahlkopf 3 entlang der Schnittlinie 14 verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl 16 von der Schneidposition A zu einer Schneidposition B bewegt wird. Hierdurch wird der das Werkstück 9 durchbrechende Schnittspalt 15 (durchgezogene Linie) zwischen der Schneidposition A und der Schneidposition B erzeugt.
Wie sich aus den weiteren Ausführungen ergibt, wird der Schnittspalt 15 abschnittsweise erzeugt, wobei zunächst ein erster Abschnitt 15-1 des Schnittspalts 15 erzeugt wird. Der erste Abschnitt 15-1 des Schnittspalts 15 wird entsprechend in einem ersten Abschnitt 14-1 der Schnittlinie 14 erzeugt. Es versteht sich, dass der Bearbeitungsstrahl 16 auch entfernt von der Schnittlinie 14 in das Werkstück 9 einstechen kann, wobei sich der Schnittspalt 15 im Sinne vorliegender Erfindung nur entlang der Kontur (Schnittlinie 14) des Werkstückteils 11 erstreckt.
In Figur 3 ist eine Situation veranschaulicht, in der der erste Abschnitt 15-1 des Schnittspalts 15 zwischen der Schneidposition A und der Schneidposition B vollständig erzeugt wurde. Die trennende Bearbeitung des Werkstücks 9 wird nun unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der Schneidposition A der Schnittlinie 14 verfahren. Wie in Figur 3 durch einen Pfeil veranschaulicht, kann die Verfahrbewegung des Strahlkopfes 3 innerhalb der Schnittli nie 14, d.h. über dem auszuschneidenden Werkstückteil 11 , in direkter Linie zwischen der Schneidposition B und der Schneidposition A der Schnittlinie 14 erfolgen. Die Schneidposition A entspricht einer ersten Nachbearbeitungsposition einer Nachbear beitungslinie 18 (siehe Figur 4). Gleichermaßen möglich ist, dass das auszuschnei dende Werkstückteil 11 nicht überfahren wird.
Wie in Figur 4 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 nun wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 (gestrichelte Linie) verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl 16, ausgehend von der der Schneidposition A entspre chenden ersten Nachbearbeitungsposition, zu einer der Schneidposition B entspre chenden zweiten Nachbearbeitungsposition verfahren wird. Hierbei erfolgt eine Nach bearbeitung des Werkstücks 9 in einem ersten Abschnitt 22-1 einer Nachbearbei tungszone 22 (schematisch veranschaulicht durch die durchgezogene Linie).
In Figur 5 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten ersten Abschnitts 15-1 des Schnittspalts 15 nachbearbeitet wurde. Der nachbearbeitete Bereich bzw. der erste Abschnitt 22-1 der Nachbearbeitungszone 22 ist mit einer durchgezogenen Linie schematisch veranschaulicht. Analog zur abschnittsweisen Er zeugung des Schnittspalts 15 wird die Nachbearbeitungszone 22 abschnittsweise er zeugt. Konkret wird das Werkstück 9 im ersten Abschnitt 22-1 der Nachbearbeitungs zone 22 nachbearbeitet.
In Figur 4 und den weiteren Figuren 5 bis 15 sind die Nachbearbeitungslinie 18 und die Nachbearbeitungszone 22 aus Darstellungsgründen jeweils parallel versetzt und äqui distant zur Schnittlinie 14 gezeigt. Dies entspricht auch einer bevorzugten Positionierung der Nachbearbeitungslinie 18 für bestimmte Anwendungsfälle. Für die hier beispielhaft beschriebene Nachbearbeitung sollte die Nachbearbeitungslinie 18 identisch zur Schnittlinie 14 sein, was einer gleichermaßen bevorzugten Positionierung der Nachbe arbeitungslinie 18 für bestimmte Anwendungsfälle entspricht, jedoch zeichnerisch nicht gut darstellbar ist.
Es versteht sich, dass die Nachbearbeitungszone 22 in aller Regel eine breitere Ab messung senkrecht zu deren Erstreckung hat als die Nachbearbeitungslinie 18, was in der schematischen Darstellung zeichnerisch nicht dargestellt ist. Die Nachbearbei tungslinie 18 gibt lediglich die Verfahrbewegung des Strahlkopfes 3 an. Die Nachbear beitungszone 22 ist der Bereich des Werkstücks 9, der durch Bestrahlen nachbearbeitet wird. Die Nachbearbeitungslinie 18 erstreckt sich entlang der Schnittlinie 14. Generell erstreckt sich demzufolge auch die Nachbearbeitungszone 22 entlang der Schnittlinie 14. Die Nachbearbeitungszone 22 muss die Schnittlinie 14 sowie den Schnittspalt 15 jedoch nicht enthalten. Jedoch kann die Nachbearbeitungszone 22 den Schnittspalt 15 bzw. einen Abschnitt des Schnittspalts 15 enthalten. Der Schnittspalt 15 wird durch zwei einander gegenüberliegende Schnittkanten 19, 19' begrenzt (siehe Figur 16 und fol gende).
Die Nachbearbeitung in einem Abschnitt der Nachbearbeitungszone 22 wird durch Verfahren des Strahlkopfes 3 von einer jeweiligen ersten Nachbearbeitungsposition zu einer jeweiligen zweiten Nachbearbeitungsposition beschrieben. Für jeden Abschnitt der Nachbearbeitungszone 22 sind die jeweilige erste und zweite Nachbearbeitungsposition angegeben.
Wie in Figur 5 veranschaulicht, wird, ausgehend von der Schneidposition B, das Werk stück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte erste Abschnitt 15-1 des Schnittspalts 15 bis zur Schneidposition C verlängert wird.
In Figur 6 ist eine Situation veranschaulicht, in der ein weiterer bzw. zweiter Abschnitt 15-2 des Schnittspalts 15 zwischen der Schneidposition B und der Schneidposition C entlang eines zweiten Abschnitts 14-2 der Schnittlinie 14 erzeugt wurde. Die trennende Bearbeitung des Werkstücks 9 wird nun unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der Schneidposition B der Schnittlinie 14 verfahren, wie durch einen Pfeil veranschaulicht ist. Die Schneidposition B entspricht einer ersten Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie 18 für die nun folgende Nachbearbeitung (siehe Figur 7).
Wie in Figur 7 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Bearbei tungsstrahl 16 von der der Schneidposition B entsprechenden ersten Nachbearbei tungsposition zu einer der Schneidposition C entsprechenden zweiten Nachbearbei tungsposition verfahren wird.
In Figur 8 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten zweiten Abschnitts 15-2 des Schnittspalts 15 zwischen der der Schneidposition B ent sprechenden ersten Nachbearbeitungsposition und der der Schneidposition C ent sprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition in einem weiteren bzw. zweiten Ab schnitt 22-2 der Nachbearbeitungszone 22 nachbearbeitet wurde. Der zweite Abschnitt 22-2 der Nachbearbeitungszone 22 verlängert den zuvor erzeugten ersten Abschnitt 22-1 der Nachbearbeitungszone 22.
We in Figur 8 veranschaulicht, wird anschließend, ausgehend von der Schneidposition C, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur Schneidposition D verlängert wird.
In Figur 9 ist eine Situation veranschaulicht, in der ein dritter Abschnitt 15-3 des Schnittspalts 15 zwischen der Schneidposition C und der Schneidposition D entlang eines dritten Abschnitts 14-3 der Schnittlinie 14 erzeugt wurde. Die trennende Bear beitung des Werkstücks 9 wird nun unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird ab geschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der Schneidposition C der Schnittlinie 14 verfahren. Die Schneidposition C entspricht einer ersten Nachbearbei tungsposition der Nachbearbeitungslinie 18 für die nun folgende Nachbearbeitung (siehe Figur 10). Der dritte Abschnitt 15-3 des Schnittspalts 15 verlängert den zweiten Abschnitt 15-2 des Schnittspalts 15.
We in Figur 10 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Bearbei tungsstrahl 16 von der der Schneidposition C entsprechenden ersten Nachbearbei tungsposition zu einer der Schneidposition D entsprechenden zweiten Nachbearbei- tungsposition verfahren wird.
In Figur 11 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten dritten Abschnitts 15-3 des Schnittspalts 15 zwischen der ersten Nachbearbeitungspo sition und der zweiten Nachbearbeitungsposition in einem dritten Abschnitt 22-3 der Nachbearbeitungszone 22 nachbearbeitet wurde. Der dritte Abschnitt 22-3 der Nach bearbeitungszone 22 verlängert den zuvor erzeugten zweiten Abschnitt 22-2 der Nachbearbeitungszone 22.
Wie in Figur 11 veranschaulicht, wird, ausgehend von der Schneidposition D, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur Schneidposition E verlängert wird.
In Figur 12 ist eine Situation veranschaulicht, in der ein vierter Abschnitt 15-4 des Schnittspalts 15 zwischen der Schneidposition D und der Schneidposition E entlang eines vierten Abschnitts 14-4 der Schnittlinie 14 erzeugt wurde. Die trennende Bear beitung des Werkstücks 9 wird unterbrochen. Der vierte Abschnitt 15-4 des Schnittspalts 15 verlängert den dritten Abschnitt 15-3 des Schnittspalts 15.
Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der Schneidposition D verfahren. Die Schneidposition D entspricht einer ersten Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie 18 für die folgende Nachbear beitung (siehe Figur 13).
Wie in Figur 13 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Bearbei tungsstrahl 16 von der der Schneidposition D entsprechenden ersten Nachbearbei tungsposition zu einer der Schneidposition E entsprechenden zweiten Nachbearbei tungsposition verfahren wird.
In Figur 14 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten vierten Abschnitts 15-4 des Schnittspalts 15 zwischen einer der Schneidposition D entsprechenden ersten Nachbearbeitungsposition und der der Schneidposition E ent sprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition in einem vierten Abschnitt 22-4 der Nachbearbeitungszone 22 nachbearbeitet wurde. Der vierte Abschnitt 22-4 der Nach bearbeitungszone 22 verlängert den zuvor erzeugten dritten Abschnitt 22-3 der Nach- bearbeitungszone 22.
Wie in Figur 14 veranschaulicht, wird anschließend, ausgehend von der Schneidposition E, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 entlang eines fünften Abschnitts 14-5 der Schnittlinie 14 bis zur Schneidposition A verlängert wird. Hierdurch wird der Schnittspalt 15 geschlossen und das Werkstückteil 11 vom Restgitter 10 freigeschnitten, so dass es entfernt werden kann. Es erfolgt keine weitere Nachbearbeitung des freigeschnittenen Werkstückteils 11 , da am freigeschnittenen Werkstückteil 11 erfindungsgemäß keine Nachbearbeitung erfolgt. Hierbei wird ein fünfter Abschnitt 15-5 des Schnittspalts 15 erzeugt, der den vierten Abschnitt 15-4 des Schnittspalts 15 verlängert.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante des anhand der Figuren 1 bis 15 beispielhaft veranschaulichten Prozesses wird nach dem Nachbearbeiten des Werkstücks 9 im vierten Abschnitt 22-4 der Nachbearbeitungszone 22, jedoch noch vor dem Erzeugen des fünften Abschnitts 15-5 des Trennspalts 15, also vor dem Freischneiden des Werk stückteils 11 , eine weitere Nachbearbeitung des Werkstücks 9 entlang eines fünften Abschnitts 14-5 der Schnittlinie 14 zwischen den Schneidpositionen E und A (siehe Figur 14) durchgeführt. Dies ist anhand einer Einfügung in Figur 14 schematisch veran schaulicht. Der verlängerte vierte Abschnitt 22-4' der Nachbearbeitungszone 22 er streckt sich hier bis zur Schneidposition A (zweite Nachbearbeitungsposition), so dass sich die Nachbearbeitungszone 22 als geschlossener, länglicher Bereich entlang der kompletten Schnittlinie 14, d.h. vollumfänglich über die komplette Kontur des Werk stückteils 11 erstreckt. Insbesondere kann bei einer solchen Nachbearbeitung in vor teilhafter Weise eine Fase an einer oder beiden später zu erzeugenden Schnittkanten des Schnittspalts 15 im Bereich des fünften Abschnitts 14-5 der Schnittlinie 14 erzeugt werden. Anschließend wird das Werkstückteil 11 durch Erzeugen des fünften Abschnitts 15-2 des Schnittspalts 15 freigeschnitten.
Bei allen trennenden Bearbeitungen hat der Bearbeitungsstrahl 16 eine erste Leis tungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück 9 durchtrennt wird. Die erste Leistungsdichte kann verschiedene Werte annehmen, d.h. die erste Leistungsdichte muss keinen konstanten Wert haben. Bei allen Nachbearbeitungen hat der Bearbei tungsstrahl 16 eine zweite Leistungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück 9 weder fügend noch trennend bearbeitet wird. Hierdurch wird das Werkstück 9 entlang der Schnittlinie 14 nachbearbeitet. Die zweite Leistungsdichte kann verschiedene Werte annehmen, d.h. die zweite Leistungsdichte muss keinen konstanten Wert haben.
Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls 16 ist beispielsweise achsparallel zur koni schen Strahldüse 13 und trifft senkrecht auf das Werkstück 9. Bei allen trennenden Bearbeitungen sowie bei allen Nachbearbeitungen wird der Bearbeitungsstrahl 16 mit einer unveränderten Ausrichtung seiner Strahlachse relativ zur Werkstückoberfläche 17 (z.B. 90°) auf die Werkstückoberfläche 17 gerichtet.
Die Nachbearbeitungen können in vielfältiger Weise variiert werden. Beispielsweise könnte die Nachbearbeitungslinie 18 seitlich versetzt (z.B. äquidistant) zur Schnittlinie 14 angeordnet sein. Beispielsweise könnten die jeweils erste Nachbearbeitungsposition und die jeweils zweite Nachbearbeitungsposition eines Abschnitts 22-1 bis 22-4 (22-4') der Nachbearbeitungszone 22 auch so positioniert sein, dass das Werkstück 9 nur entlang eines Teils des jeweiligen Abschnitts 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 oder eines Teils des jeweiligen Abschnitts 15-1 bis 15-5 des Schnittspalts 15 nachbearbeitet wird, d.h. die jeweiligen Abschnitte 22-1 bis 22-4 der Nachbearbeitungszone 22 erstre cken sich nicht über die komplette Länge der zugehörigen Abschnitte 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 oder nicht über die komplette Länge der zugehörigen Abschnitte 15-1 bis 15-5 des Schnittspalts 15. Beispielsweise könnte die Richtung der Nachbearbeitung auch entgegengesetzt zur Richtung der Erzeugung des Schnittspalts 15 sein.
Gemäß einer Ausgestaltung kann ein jeweiliger Abschnitt 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 einer einzigen Nachbearbeitung unterzogen werden. Möglich ist jedoch auch, dass mehrere Nachbearbeitungen für einen selben Teil bzw. Abschnitt 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Werkstück 9 bei einer ersten Nachbearbeitung einen selben Teils bzw. Abschnitts 14-1 bis 14-5 der Schnittlinie 14 in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante 19 des Schnittspalts 15 enthaltenden Be reich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante 19' des Schnittspalts 15 enthaltenden Bereich durch den Bearbeitungsstrahl 16 bestrahlt. Beispielsweise wird beim Bestrahlen einer Schnittkante 19, 19' die jeweils gegenüberliegende Schnittkante 19', 19 mitbestrahlt.
Wie insbesondere aus Figur 15 ersichtlich, wird bei der letzten (fünften) Trennprozedur ein Teil bzw. Abschnitt 15-5 des Schnittspalts 15 erzeugt, dessen Länge kleiner ist als die jeweiligen Längen der bei allen vorhergehenden Trennvorgängen erzeugten Abschnitte des Schnittspalts 15. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise erreicht wer- den, dass ein möglichst geringer Teil des Schnittspalts 15 keiner Nachbearbeitung un terzogen wird. Möglich wäre auch, dass die Längen der bei den Trennprozeduren er zeugten Teile des Schnittspalts 15, ausgehend vom Freischneidpunkt des Werkstück teils 11 , beispielsweise kontinuierlich zunehmen. Alternativ kann, wie oben in Verbin dung mit Figur 14 beschrieben, das Werkstück 9 noch vor dem Freischneiden des Werkstückteils 11 in einem Bereich, in dem das Werkstück 9 noch Verbindung zum Restgitter 10 hat, einer Nachbehandlung unterzogen werden. Bei der Nachbehandlung des letzten Abschnitts (fünften) Abschnitts 14-5 der Schnittlinie 14 erfolgt somit zunächst eine Nachbehandlung des Werkstücks 9 und anschließend das Erzeugen eines (fünften) Abschnitts der Schnittspalts 15 zum Freischneiden des Werkstückteils 11.
Bei einer vorteilhaften Variante hat die Nachbearbeitungslinie 18 einen mäandrierenden Verlauf entlang der Schnittlinie 14. Hierdurch kann die Nachbearbeitungszone 22 in vorteilhafter Weise in einer Richtung senkrecht zur Schnittlinie 14 verbreitert werden.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 16 bis 21 genommen, in denen verschiedene An wendungsfälle zur Nachbearbeitung des Werkstücks 9 in dem Verfahren gemäß der Figuren 1 bis 15 veranschaulicht sind.
In Figur 16 werden bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 Oxid schichten von der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 und der restgitterseitigen Schnittkante 19' des Schnittspalts 15 entfernt. Die Oxidschichten können gut durch Abplatzen entfernt werden. Der Bearbeitungsstrahl 16 dringt in den Schnittspalt 15 ein und ist so fokussiert, dass beide Schnittkanten 19, 19' bestrahlt werden. Die Nachbe arbeitungslinie 18 kann identisch zur Schnittlinie 14 oder hiervon verschieden sein.
Nachfolgend zur Entfernung der Oxidschichten oder alternativ zur Entfernung der Oxidschichten kann eine Beschichtung (z.B. Zinkbeschichtung) auf die werkstückteil seitige Schnittkante 19 und/oder die restgitterseitige Schnittkante 19' des Schnittspalts 15 aufgebracht werden. Dies ist in Figur 21 veranschaulicht, worin ein beispielsweise koaxial zum Bearbeitungsstrahl 16 geführter zweiter Arbeitsgasstrahl 23 anhand des darin transportierten Beschichtungsmaterials 24 (z.B. Zink) gezeigt ist. Das Beschich tungsmaterial 24 wird dem zweiten Arbeitsgasstrahl 23 zugefügt, welches beispiels weise beide Schnittkanten 19, 19' vorzugsweise vollständig bestrahlt, was zur Folge hat, dass sich das Beschichtungsmaterial 24 dort abscheidet und eine Beschichtung bildet (z.B. Zinkbeschichtung). In Figur 17 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 die werk stückteilseitige Schnittkante 19 des Werkstückteils 11 angrenzend an die Werkstück oberfläche 17 durch Umschmelzen verrundet. Die Nachbearbeitungslinie 18 ist vor zugsweise relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt angeordnet, wobei bevorzugt ist, wenn ein maximaler Abstand zwischen Nachbearbeitungslinie 18 und Schnittlinie 14 die halbe Schnittspaltbreite des Schnittspalts 15 zuzüglich des Radius des Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls 16 an der Werkstückoberfläche 17 beträgt.
In Figur 18 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 gleichzeitig die werkstückteilseitige Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückunterseite 20 verrundet und die restgitterseitige Schnittkante 19' angrenzend an die Werkstückober fläche 17 geglättet. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann zur Schnittlinie gleich oder relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt sein.
In Figur 19 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 die werk stückteilseitige Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückoberfläche 17 mit einer Fase 21 versehen. Die Nachbearbeitungslinie 18 ist relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt. Hier erfolgt die Erzeugung der Fase 21 beispielsweise durch mehrere Schritte bzw. Nachbearbeitungsprozeduren, die am selben Abschnitt des Schnittspalts 15 durchgeführt werden. Bei einer ersten Nachbearbeitungsprozedur wird das Werkstückteil 11 in einem die werkstückteilseitige Schnittkante 19 enthaltenden Bereich bestrahlt. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann zur Schnittlinie gleich oder relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt sein (in Richtung zum Werkstückteil). Dies kann gegebenenfalls ein- oder mehrmals wiederholt werden. Bei einer oder meh reren folgenden Nachbearbeitungen wird die Nachbearbeitungslinie 18 noch weiter in Richtung zum Werkstückteil 11 bzw. über das Werkstückteil 11 versetzt, um die Fase 21 weiter weg von der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 auszubilden. Hierbei wird die werkstückteilseitige Schnittkante 19 nicht mehr mitbestrahlt. Denkbar wäre auch, zu nächst das Werkstückteil 11 so zu bestrahlen, dass ein nicht die werkstückteilseitige Schnittkante 19 enthaltender Bereich bestrahlt wird, gefolgt von einem stetigen Ver setzen der Nachbearbeitungslinie 18 in Richtung des Schnittspalts 15, wobei schließlich die werkstückteilseitige Schnittkante 19 mitbestrahlt wird. Besonders vorteilhaft wird der Bearbeitungsstrahl 16 bei der Erzeugung der Fase 21 entlang der Schnittlinie 14 mä- andrierend bewegt, wodurch die Breite der Fase 21 vergrößert werden kann. Besonders vorteilhaft wird neben der Erzeugung einer Fase 21 auch Oxid vom Werkstück 9 im Bereich der Schnittkante entfernt. Möglich wäre auch, eine entsprechende Fase auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. der restgitterseitigen Schnittkante 19' auszubilden.
In Figur 20 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 gleichzeitig an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückunterseite 20 und an der restgitterseitigen Schnittkante 19' angrenzend an die Werkstückunterseite 20 jeweils Grat entfernt. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann identisch zur Schnittlinie 14 oder hiervon verschieden sein. Die Fokuslage des Bearbeitungsstrahl 16 wird so ein gestellt, dass die beiden Schnittkanten 19, 19' entsprechend bestrahlt werden.
Die verschiedenen Anwendungsfälle können einzeln oder in beliebigen Kombinationen vorgesehen sein, wobei hierzu zwei oder mehr Nachbearbeitungen entlang mindestens eines selben Teils bzw. Abschnitts der Nachbearbeitungszone 22 oder entlang der kompletten Nachbearbeitungszone bzw. entlang mindestens eines selben Teils bzw. Abschnitts des Schnittspalts 15 oder entlang des kompletten Schnittspalts 15 bzw. entlang mindestens eines selben Teils bzw. Abschnitts der Schnittlinie 14 durchgeführt werden.
Die verschiedenen Anwendungsfälle können auch in der oben beschriebenen Variante vorgesehen sein, bei der eine Nachbearbeitung des Werkstückteils 11 unmittelbar vor dessen Freischneiden in jenem Bereich erfolgt, mit dem das Werkstückteil 11 noch mit dem Restgitter 10 verbunden ist (fünfter Abschnitt 14-5 der Schnittlinie 14). Eine be sonders vorteilhafte Nachbearbeitung bei dieser Variante ist beispielsweise die Erzeu gung einer Fase an der restgitterseitigen Schnittkante 19'.
In den Figuren 22 bis 25 ist beispielhaft eine mehrfache Nachbearbeitung eines Werk stücks 9 beschrieben. Demnach wird zunächst ein Schnittspalt 15 erzeugt (Figur 22). Anschließend wird an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 eine Fase 21 erzeugt. Hierbei umfasst die Nachbearbeitungszone 22 bei der erstmaligen Nachbearbeitung die werkstückteilseitige Schnittkante 19 (Figur 23). Anschließend wird die Fase 21 vergrö ßert, wobei die Nachbearbeitungszone 22 die werkstückteilseitige Schnittkante 19 nicht mehr enthält (Figur 24). In einer weiteren Nachbearbeitung werden bei der vorherigen Nachbearbeitung entstandene Anhaftungen 25, wie Oxid, vom Werkstückteil 11 entfernt (Figur 25).
Aus den Figuren 22 bis 25 wird grundsätzlich klar, dass insbesondere bei einer nicht erstmaligen Nachbearbeitung die Nachbearbeitungszone 22 die Schnittkanten 19, 19' nicht enthalten muss. In aller Regel enthält eine Nachbearbeitungszone 22 zumindest teilweise eine vorherige Nachbearbeitungszone 22.
In den Figuren 26 bis 28 ist beispielhaft eine weitere mehrfache Nachbearbeitung eines Werkstücks 9 beschrieben. Demnach wird zunächst ein Schnittspalt 15 erzeugt (Figur 26). Anschließend wird das Werkstück 9 im Bereich des Schnittspalts 15 mit einem Anti haftmittel 26, beispielsweise ein Öl, beschichtet. Die Beschichtung erfolgt mittels einer Antihaftmittel-Düse 27, aus der das Antihaftmittel 26 strahlkegelförmig in Richtung des Werkstücks 9 austritt (Figur 27). Im Weiteren wird an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 eine Fase 21 erzeugt (Figur 28). Durch das Antihaftmittel 26 können in vorteilhafter Weise Anhaftungen 25 (z.B. Schlacke, Schmelze) vermieden werden. Dies ist in Figur 28 schematisch dargestellt.
In Figur 30 ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Prozesses gezeigt.
Das Verfahren umfasst das Erzeugen mindestens eines Abschnitts eines das Werkstück durchtrennenden Schnittspalts entlang einer Schnittlinie, die mindestens einem Teil einer Kontur eines aus dem Werkstück herzustellenden Werkstückteils entspricht, mit dem Bearbeitungsstrahl (Schritt I). Des Weiteren umfasst es ein ein- oder mehrmaliges Nachbearbeiten des Werkstücks mit teilweise ausgeschnittenem Werkstückteil min destens in einem Abschnitt mindestens einer sich entlang der Schnittlinie erstreckenden Nachbearbeitungszone mit dem Bearbeitungsstrahl, wobei das Werkstück in der Nachbearbeitungszone nicht-fügend und nicht-trennend nachbearbeitet wird (Schritt II).
Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, stellt die Erfindung einen neuartigen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks zur Verfü gung, durch den ein Werkstückteil teilweise oder vollständig ausgeschnitten und das noch nicht freigeschnittene (d.h. nicht vollständig ausgeschnittene) Werkstückteil und/oder das Restgitter entlang der Schnittlinie, gegebenenfalls entlang dem Schnitt spalt, mindestens einer Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl unterzogen wird. Dies macht eine mechanische Nachbearbeitung des freigeschnittenen Werkstückteils verzichtbar, so dass die Herstellung von Werkstückteilen einfacher, schneller und kos tengünstiger erfolgen kann. In besonders vorteilhafter Weise kann durch die starre, fixierte Lage zwischen teilweise ausgeschnittenem Werkstückteil und verbleibendem Werkstück in einfacher Weise eine besonders genaue Nachbearbeitung des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils erfolgen, so dass hohen Güteanforderungen genügt werden kann. Eine Implementierung des erfindungsgemäßen Prozesses in bereits be stehenden Strahlbearbeitungsvorrichtungen ist in einfacher Weise möglich, ohne hierfür aufwändige technische Maßnahmen vorsehen zu müssen. Vielmehr kann durch bloßen Eingriff in die Maschinensteuerung eine gewünschte Nachbearbeitung eines noch mit dem Restgitter verbundenen Werkstückteils bzw. des Restgitters selbst durch das er findungsgemäße Verfahren realisiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Strahlbearbeitungsvorrichtung
2 Strahlschneideinrichtung
3 Strahlkopf
4 Arbeitstisch
5 Werkstückauflage
6 Querträger
7 Führungsschlitten
8 Bearbeitungsstrahlquelle
9 Werkstück
10 Restgitter
11 Werkstückteil
12 Steuereinrichtung
13 Strahldüse
14 Schnittlinie
14-1 , 14-2, 14-3, 14-4, 14-5 Abschnitt der Schnittlinie
15 Schnittspalt
15-1 , 15-2, 15-3, 15-4, 15-5 Abschnitt des Schnittspalts
16 Bearbeitungsstrahl
17 Werkstückoberfläche
18 Nachbearbeitungslinie
19, 19' Schnittkante
20 Werkstückunterseite
21 Fase
22 Nachbearbeitungszone
22-1 , 22-2, 22-3, 22-4, 22-4' Abschnitt der Nachbearbeitungszone
23 zweiter Arbeitsgasstrahl
24 Beschichtungsmaterial
25 Anhaftung
26 Anti haftmittel
27 Antihaftmittel-Düse

Claims

Patentansprüche
1. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) mittels eines Bearbeitungsstrahls (16), welcher die folgenden Schritte umfasst:
Erzeugen mindestens eines Abschnitts (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) eines das Werkstück (9) durchtrennenden Schnittspalts (15) entlang einer Schnittlinie (14), die mindestens einem Teil einer Kontur eines aus dem Werkstück (9) herzustellenden Werkstückteils (11) entspricht, durch den Bearbeitungsstrahl (16),
ein- oder mehrmaliges nicht-fügendes und nicht-trennendes Nachbearbeiten des Werkstücks (9) mit teilweise ausgeschnittenem Werkstückteil (11) mindestens in einem Abschnitt (22-1 , 22-2, 22-3, 22-4, 22-4') mindestens einer Nachbearbeitungszone (22) durch den Bearbeitungsstrahl (16), wobei sich die Nachbearbeitungszone (22) entlang der Schnittlinie (14) erstreckt.
2. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach Anspruch 1 , bei welchem das Werkstück (9) zwischen dem Erzeugen von zwei Abschnitten (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) des Schnittspalts (15) nachbearbeitet wird.
3. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Werkstück (9) in einem Abschnitt (22-1 , 22-2, 22-3, 22-4, 22-4') der Nachbearbeitungszone (22) nachbearbeitet wird, der sich we nigstens teilweise entlang eines Abschnitts (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4) des Schnittspalts (15) erstreckt.
4. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Werkstück (9) in einem Abschnitt (22-4') der Nachbearbeitungszone (22) nachbearbeitet wird, welcher wenigstens teil weise keinen Abschnitt des Schnittspalts (15) aufweist, insbesondere in kontinuierlicher Fortsetzung der Nachbearbeitung in einem Abschnitt (22-4) der Nachbearbeitungszone (22), welcher sich entlang eines Abschnitts (15-4) des Schnittspalts (15) erstreckt .
5. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abschnitte (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) des Schnittspalts (15) den Schnittspalt (15) sukzessive verlängern.
6. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem ein zuletzt erzeugter Abschnitt (15-5) des Schnittspalts (15) eine Länge aufweist, die kleiner ist als die jeweiligen Längen der zuvor erzeugten Abschnitte (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4) des Schnittspalts (15).
7. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach Anspruch 6, bei welchem die Längen der Abschnitte (15-1 , 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) des Schnittspalts (15), ausgehend von einem Freischneidpunkt des Werkstückteils (11), entgegen der Richtung zur Erzeugung des Schnittspalts (15), nicht abnehmen.
8. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem beim Nachbearbeiten des Werkstücks (9) in mindestens einem Abschnitt (22-1 , 22-2, 22-3, 22-4, 22-4‘) mindestens einer Nachbearbeitungszone (22) eine werkstückteilseitige Schnittkante (19) des Schnittspalts (15) und/oder eine restgitterseitige Schnittkante (19') des Schnittspalts (15) enthalten ist.
9. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem vor einem Nachbearbeiten des Werk stücks (9) in mindestens einem Abschnitt (22-1 , 22-2, 22-3, 22-4, 22-4‘) mindestens einer Nachbearbeitungszone (22) eine Schicht aus einem Antihaftmittel (26) mindestens in der Nachbearbeitungszone (22) auf das Werkstück (9) aufgebracht wird, wobei die Antihaftschicht so ausgebildet ist, dass ein Anhaften von beim Nachbearbeiten er zeugten Substanzen, wie Schmelze oder Schlacke, gehemmt wird.
10. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der Bearbeitungsstrahl (16) beim Nachbearbeiten des Werkstücks (9) mit einer mäandrierenden Bewegung entlang mindestens eines Abschnitts (14-1 , 14-2, 14-3, 14-4, 14-5) der Schnittlinie (14) geführt wird.
11. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem das Werkstückteil (11) nach dem ein- oder mehrmaligen Nachbearbeiten des Werkstücks (9) durch den Bearbeitungsstrahl (16) freigeschnitten wird.
12. Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei welchem beim Nachbearbeiten des Werkstücks
(9)
i) eine beim Erzeugen des Schnittspalts (15) gebildete Oxidschicht entfernt wird, und/oder
ii) ein Grat im Bereich des Schnittspalts (15) entfernt wird, und/oder
iii) eine oder beide den Schnittspalt (15) begrenzende Schnittkanten (19, 19') ver bindet werden, und/oder
iv) eine oder beide den Schnittspalt (15) begrenzende Schnittkanten (19, 19') in der Form geändert, insbesondere geglättet oder aufgeraut werden, und/oder v) eine Fase (21) entlang des Schnittspalts (15) erzeugt wird, und/oder
vi) das Werkstück (9) entlang des Schnittspalts (15) wärmebehandelt, insbesondere gehärtet oder weichgeglüht wird, und/oder
vii) das Werkstück (9) entlang des Schnittspalts (15) beschichtet wird.
13. Strahlbearbeitungsvorrichtung (1) mit einem von einem Strahlkopf (3) geführten Bearbeitungsstrahl (16), welche eine elektronische Steuereinrichtung (12) zur Steue rung der Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks (9) aufweist, welche zur Durchführung des Prozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 12 pro grammtechnisch eingerichtet ist.
14. Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine Strahlbearbeitungsvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung (12) zur Durch führung des Prozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 12 veranlassen.
15. Computerprogrammprodukt mit einem gespeicherten Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine Strahlbearbeitungsvorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 13, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung (12) zur Durchführung des Prozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 12 veranlassen.
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