EP4146433A1 - Verfahren zum bestimmen einer minimalen breite sowie einer ansatzposition eines microjoints und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks - Google Patents

Verfahren zum bestimmen einer minimalen breite sowie einer ansatzposition eines microjoints und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks

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Publication number
EP4146433A1
EP4146433A1 EP21725072.9A EP21725072A EP4146433A1 EP 4146433 A1 EP4146433 A1 EP 4146433A1 EP 21725072 A EP21725072 A EP 21725072A EP 4146433 A1 EP4146433 A1 EP 4146433A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
microjoint
machining
minimum width
workpiece part
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21725072.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon OCKENFUSS
Kai Etzel
Christoph Weiss
Florian Sepp
Patrick Mach
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.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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 Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP4146433A1 publication Critical patent/EP4146433A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00
    • B23K31/10—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by any single one of main groups B23K1/00 - B23K28/00 relating to cutting or desurfacing

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a minimum width of a microjoint, by means of which a workpiece part remains connected to a remaining workpiece of the workpiece when a workpiece, in particular a plate-shaped workpiece, is machined.
  • the invention also relates to a method for determining an attachment position of such a microjoint and a method for machining an in particular plate-shaped workpiece, the method comprising: machining the workpiece with the formation of at least one microjoint through which a workpiece part remains connected to a remaining workpiece.
  • Microjoints are holding bars between workpiece parts and a remainder of the workpiece, which is sometimes also referred to as scrap skeleton in the following.
  • Microjoints are mainly used, for example, when laser cutting or when punching plate-shaped workpieces, in order to keep otherwise separated workpiece parts tilt-free in the scrap skeleton and in this way, for example, to prevent collisions between the processing head during workpiece processing and the workpiece part.
  • Microjoints also simplify the automatic unloading of the workpiece parts together with the scrap skeleton.
  • the holding webs or the microjoints are created by not cutting or punching the outer contour of the workpiece part all the way to the end.
  • microjoints Small retaining bars with a width of a few tenths of a millimeter to one millimeter (so-called microjoints) are set by the programmer of the control program for the processing machine, for example a laser cutting system, either manually or using a set of rules contained in the programming software.
  • the size and the attachment position of the microjoint along the outer contour of the workpiece part usually has to be determined by the programmer. In most cases, all microjoints placed on a plate-shaped workpiece are of the same width, regardless of the process conditions, workpiece part properties (weight, geometry), material, etc.
  • microjoints on small workpiece parts tend to be too wide and the small workpiece parts can therefore only be removed from the scrap skeleton with great difficulty.
  • the reworking necessary to remove the microjoints that are too wide is time-consuming. In general, the wider the microjoint, the greater the reworking required to remove marks on the cutting or punching edge.
  • the microjoint set by the programmer cannot be wide enough so that the workpiece part is not securely held in the scrap skeleton and a collision between the tilted workpiece part and the machining head can result.
  • the invention is based on the object of a method for determining a minimum width of a microjoint, an attachment position of a microjoint and a Specify a method for machining a workpiece in which the microjoint has an optimal width.
  • this object is achieved by a method of the type mentioned in the introduction, in which the minimum width of the microjoint is determined as a function of at least one machining parameter that influences a relative position of the workpiece part to the remaining workpiece during machining of the workpiece.
  • JPH0663659A not only parameters of the workpiece part or workpiece part information need to be taken into account in order to determine an optimized microjoint width, but also machining parameters of a process or a machining method in which the workpiece part is formed (typically cut or punched) or manipulated (e.g. moved).
  • the at least one machining parameter typically influences a relative position or a relative position of the workpiece part to the remaining workpiece when machining the workpiece.
  • the minimum permissible width of the microjoint is not reached, reliable processing of the workpiece is no longer possible, since the workpiece part connected to the remaining workpiece via the microjoint can collide with components of a processing machine, for example with a processing nozzle, or possibly get stuck with the remaining workpiece.
  • the machining parameters can be, for example, the cutting gas pressure acting on the workpiece part during laser cutting, the acceleration and / or static friction when moving the workpiece part together with the remaining workpiece along a workpiece support, vibrations during a combined punch-laser machining of the workpiece, etc. . Act.
  • the minimum width of the microjoint is determined before the workpiece is machined.
  • the at least one machining parameter that influences the relative position is, for example, in a programming system for creating the Control programs for machining workpiece parts are stored and therefore known in advance so that the minimum width of the microjoint can be determined before machining the workpiece.
  • the width of the microjoint is also determined as a function of workpiece information.
  • the workpiece information can be the workpiece material, physical workpiece properties (e.g. E-modulus and yield point of the material), the allocation (nesting) of the plate-shaped workpiece with workpiece parts to be formed during cutting, workpiece part information, etc.
  • workpiece part information are: geometry of the workpiece part, weight of the workpiece part, position of the workpiece part on the workpiece as well as relative to the support bars of the workpiece support (lying polygon), acting weight force, etc.
  • the microjoint is elastically and plastically deformed by the force of the workpiece part.
  • the maximum permissible standing height of the workpiece part when tilting must be smaller than the distance between the processing nozzle of the laser cutting head and the workpiece. In practice, this distance is usually in the value range between 0.4 mm - 1 mm. From this maximum permissible standing height and the geometry of the workpiece part, the maximum permissible tilting angle of a ma x of the workpiece part to be calculated. From the maximum tilting angle a ma x follows for the width of the BMJ microjoints:
  • the above calculation is sufficient if the cutting end of the outer contour of the workpiece part lies at the microjoint, i.e. the microjoint is formed by the (outer) contour not being completely cut to the end.
  • the force of the cutting gas acting on the workpiece part at the point of the microjoint due to the gas pressure of the cutting gas exiting the machining nozzle plays only a minor role at the end of the cut, since the workpiece part is held at this point by the microjoint.
  • the processing of the workpiece includes thermal cutting of the workpiece with a processing beam, in particular with a laser beam, the minimum width of the at least one microjoint depending on a processing parameter in the form of a cut-off of the workpiece part from the remaining workpiece the gas pressure of a cutting gas exiting from a machining nozzle acting on the workpiece part is determined.
  • the gas flow typically acts on the workpiece part along the outer contour at a free cutting position that is spaced apart from the microjoint.
  • the free cutting position is understood to mean that position along the outer contour of the workpiece part at which the end of the cut lies. After reaching the free cutting position, there is generally no further cutting machining along the outer contour of the workpiece part.
  • the gas pressure of the cutting gas acts on the workpiece part at this free cutting position at the moment the outer contour is closed at the end of the cut.
  • the gas pressure of the cutting gas at the free cutting position leads to the workpiece part tilting.
  • the cutting gas pressure which acts on the workpiece part in a free cutting position at a distance from the microjoint
  • the cutting gas pressure that occurs when the cutting head is positioned or during the cutting of (closely) adjacent contours (especially when workpiece parts are closely nested) can also be taken into account the cut workpiece part is effective.
  • the minimum width of the microjoint can therefore act on the workpiece part in addition or as an alternative to the variant described above, depending on a positioning movement of the cutting head across the workpiece part
  • a minimum width of the microjoint is determined at which, when the workpiece part tilts relative to the remaining workpiece due to the action of the gas pressure on the workpiece part, a maximum height at which the workpiece part protrudes over the remaining workpiece is not exceeded.
  • the (minimum) width of the microjoint is so large that the standing height of the tilting workpiece part does not exceed a specified maximum height.
  • the maximum standing height is not greater than a distance between the processing nozzle and the remaining workpiece, the distance preferably being less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm.
  • the minimum width of the microjoint is determined in such a way that a collision of the upright workpiece part with the processing nozzle of the laser cutting head is prevented.
  • the distance is typically determined between the end face of the machining nozzle and the remaining workpiece.
  • the processing of the workpiece includes moving the remaining workpiece together with the workpiece part along a workpiece support, the minimum width of the at least one microjoint being determined as a function of at least one processing parameter in the form of an acceleration of the remaining workpiece when moving along at least one displacement direction.
  • the acceleration along a respective displacement direction typically corresponds to an axis parameter of a drive of a processing machine, which is designed to move the remaining workpiece together with the workpiece part along the respective axis or displacement direction.
  • the workpiece support can have workpiece support elements, for example in the form of balls, brushes or the like, in order to reduce the friction when moving the remaining workpiece with the workpiece part connected via the at least one microjoint along the workpiece support.
  • workpiece support elements for example in the form of balls, brushes or the like, in order to reduce the friction when moving the remaining workpiece with the workpiece part connected via the at least one microjoint along the workpiece support.
  • sheetmover machines e.g. punching or punch-laser combination machines
  • the weight force acts on the workpiece part in the Z direction if the workpiece part is in a non-supporting area Workpiece support traversed.
  • the workpiece part is bent around the microjoint in the X-Y plane.
  • the minimum width of the microjoint is therefore also due to the fact that the bending of the microjoint is not so strong that the workpiece part slips under or over the remaining workpiece.
  • a minimum width of the microjoint is determined in which when the workpiece part is moved together with the remaining workpiece, a bending stress on the microjoint does not exceed a maximum bending stress.
  • the value for the maximum bending stress is typically set in such a way that the workpiece part does not slip under or over the remaining workpiece when it is moved along the workpiece support.
  • the maximum bending stress on the microjoint is preferably no greater than one Yield limit of the material of the workpiece.
  • the yield point is understood to be the 0.2% yield point R P o.2 (elastic limit), since this (in contrast to the yield point) can always be clearly determined from the nominal stress total elongation diagram. If the yield point of the material of the workpiece is exceeded, the microjoint is plastically deformed during bending, so that the workpiece part typically remains permanently in a tilted position relative to the rest of the workpiece.
  • the minimum width of the microjoint is made up of the minimum width of the microjoint at which the maximum bending stress is not exceeded, and a safety factor, the safety factor preferably being dependent on the minimum width of the microjoint at which the maximum bending stress is not exceeded.
  • an empirically determined safety factor is added to the calculated minimum width of the microjoint, which takes into account the influence of external disturbance variables, such as vibrations during the punching process, sagging of the workpiece part, deflection of the workpiece part when driving over support elements (e.g. balls or brushes).
  • the safety factor can take into account the notch effect occurring at the attachment position of the microjoint due to the sudden diameter reduction, which leads to a reduction in the maximum permissible bending stress.
  • the safety factor is ideally dependent on the calculated width of the microjoint, i.e. it is not an absolute value. In this way, the calculated minimum microjoint widths for the different workpiece parts of a workpiece change relatively and not absolutely, which prevents small workpiece parts from being connected with an oversized microjoint.
  • Another aspect of the invention relates to a method for determining an attachment position of a microjoint, by means of which a workpiece part remains connected to a remaining workpiece of an in particular plate-shaped workpiece, comprising: determining a minimum width of the microjoint at several different attachment positions along an outer contour of the workpiece part, with the minimum Width according to the procedure described above is determined, as well as selection of that approach position along the outer contour for the machining of the workpiece, for which the smallest minimum width of the microjoint was determined.
  • the determination of the minimum width of the microjoint described above is carried out in this case for different attachment positions along the outer contour in order to determine at which point or at which attachment position the microjoint would assume the smallest width. In the programming system for creating the control program for the processing machine, this point can then be automatically selected as the attachment position of the microjoint.
  • a further aspect of the invention relates to a method of the type mentioned at the outset for processing a particularly plate-shaped workpiece, in which the at least one microjoint is formed at an attachment position along an outer contour of the workpiece part that was determined according to the method described above for determining the attachment position. As described above, an attachment position is selected along the outer contour at which the microjoint has a minimum width.
  • the invention also relates to a Com puterprogramm product which is designed to carry out all the steps of the method described above when the computer program runs on a data processing system.
  • the data processing system can in particular be a programming system, ie a computer for programming the control programs for a numerical control device of a processing machine, for example for cutting processing and / or for transporting a workpiece or a machine arrangement with such a processing machine.
  • a machining program is generated which, among other things, has a sequence of (control) commands for machining the workpiece.
  • the machining program generated in this way can then be executed by a numerical control device of the processing machine or a machine arrangement containing this processing machine.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a processing machine in the form of a laser cutting machine for the separating processing of a plate-shaped workpiece
  • 2a, b are schematic representations of a workpiece part that is connected to a remaining workpiece via a microjoint when tilting due to the gas pressure of a cutting gas
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a processing machine in the form of a combined laser and punching machine, and also
  • a laser beam 6 generated by the laser resonator 2 is guided by means of a beam guide 3 from deflection mirrors (not shown) to the laser processing head 4 and focused in this and aligned perpendicular to the surface 8a of a workpiece 8 with the aid of mirrors also not shown, ie the beam axis (optical axis) of the laser beam 6 runs perpendicular to the workpiece 8.
  • the laser beam 6 is first used to pierce, ie the workpiece 8 is melted or oxidized at one point and the resulting melt is blown out. The laser beam 6 is then moved over the workpiece 8, so that a continuous cutting gap 9 is created, along which the laser beam 6 cuts through the workpiece 8.
  • Both piercing and laser cutting can be supported by adding a gas.
  • Oxygen, nitrogen, compressed air and / or application-specific gases can be used as cutting gases 10. Which gas is ultimately used depends on which materials are cut and which quality requirements are placed on the workpiece 8. Particles and gases formed can be sucked out of a suction chamber 12 with the aid of a suction device 11.
  • a schematically illustrated programmable numerical control device 13 controls all essential functions of the laser cutting machine 1, for example the movement of the laser processing head 4 when a processing program is being executed on it.
  • FIG. 2a, b show the separating machining of the workpiece 8, more precisely a rectangular workpiece part 14, which is separated from a residual workpiece 15 (residual lattice) along a cutting contour 9.
  • the workpiece part 14 remains connected to the remaining workpiece 15 at its outer contour P via a microjoint 17.
  • the microjoint 17 is located at a microjoint position m along the outer contour P in the XY plane (the workpiece plane), which does not correspond to a free cutting position f along the outer contour P, which is the end of the cut at separating machining along the cutting contour 9 forms.
  • a gas pressure p of the cutting gas 10 acts on the workpiece part 14 and exits from a processing nozzle 18 of the laser cutting machine 1 (see FIG. 2b). If a laser cutting head 4 or the active, pressurized surface of the cutting gas nozzle 18 (cf. In this way, the force introduced by the gas pressure p has the smallest lever to the microjoint 17 and thus also generates the lowest stresses.
  • the width BMJ of the microjoint 17 must not fall below a minimum width BMJ, min at which the standing height of the tilting workpiece part 14 reaches a predetermined maximum standing height hmax shown in FIG. 2b.
  • the maximum standing height hmax corresponds to the distance A between the machining nozzle 18 and the remaining workpiece 15 or the workpiece 8.
  • the distance A between the end face of the machining nozzle 18 and the top side 8a of the workpiece 8 is less than approximately 2 mm in the example shown, generally 1 mm or less.
  • the set of all points in the XY plane is referred to as the support web configuration S which are given by the tips of the support webs 5, which are shown in FIG. 2a by dotted lines running in the X direction. Also given are the outer contour P of the workpiece part 14 to be cut, the microjoint Position m and the free cutting position f along the outer contour P to be cut.
  • the hatched area I in FIG. 2a represents the intersection of the interior of the outer contour P with the support web configuration S, combined with the microjoint position m.
  • the support polygon A shown in dash-dotted lines represents the convex envelope of I.
  • D denotes that side of the support polygon A, which is located closest to the free cutting position f.
  • the distance between the side D and the free cutting position f is denoted by d.
  • the distance between a position q, which lies on the other side of D with respect to the free cutting position f and has the greatest distance from D, is denoted by e.
  • the force acting on the interior of the outer contour P at the free-cutting position f which force is produced by the gas pressure p of the cutting gas 10 emerging from the machining nozzle 18, is denoted by F below.
  • the minimum width BBj.min of the microjoint 17 can be determined on the basis of the variables described above: If the force F described above and caused by the gas pressure p acts on the workpiece part 14 that has been cut free, it tilts about the axis D.
  • H (P, a) sin (a) e is smaller than a specified value hmax, which is allowed as the maximum tilting height, that is, that applies
  • the minimum width BMJ, min of the microjoint 17, which was determined in the manner described above, is used in a programming system for the creation of a control program for machining the workpiece 8 in order to generate a machining program which is on the numerical control device 13 during machining of the workpiece 8 expires.
  • the minimum width Bivij.min of the microjoint 17 can be determined as a machining parameter not only as a function of the cutting gas pressure p, but also as a function of other machining parameters which influence a relative position of the workpiece part 14 to the remaining workpiece 15 when the workpiece 8 is machined. This is the case, for example, during manipulation, more precisely when moving a workpiece 8, as will be described below with reference to a combined laser and punching machine 20, which is shown in FIG. 3.
  • the machine tool 20 designed as a laser and punching machine, has a conventional punching head 21 with punch 21a and a laser machining head 4 as machining tools for the separating machining of a plate-shaped work piece 8 in the form of a sheet metal.
  • the workpiece 8 to be machined is supported during workpiece machining on a workpiece support 5 in the form of a machining table.
  • a conventional holding device 22 which has clamps 23 for holding the workpiece 8
  • the workpiece 8 can be positioned opposite the punch 21a and the laser processing head 4 in the X direction of the workpiece plane (XY plane of an XYZ coordinate system) by means of a conventional one indicated by an arrow Linear drive 23a are moved.
  • the workpiece 8 can be moved in the Y-direction of the workpiece plane by moving the workpiece support 5 together with the holding device 22 relative to a base 24 on which the workpiece support 5 is supported by means of a conventional linear drive 23b indicated by an arrow.
  • the workpiece 8 can be displaced in the X and Y directions with respect to the punch 21a and the laser processing head 4, so that the respective area of the workpiece 8 to be processed is in a stationary processing area 25 of the punch 21a or a stationary processing area 26 of the Laser processing head 4 can be positioned.
  • a (exchangeable) punching die 27 is positioned, which has an opening 27a for engagement for the (likewise exchangeable) punch 21a.
  • a laser die 28 in the stationary processing area 26 of the laser processing head 4 arranged, which serves as an opening limitation for a substantially circular suction opening 26a in the workpiece support 5.
  • the partial area of the workpiece support 5 in the X direction, on which the processing areas 25, 26 are formed, is stationary and is not displaced in the Y direction relative to the base 24.
  • the laser processing head 4 can perform a movement in the X and Y directions, which is limited by the suction opening 26a.
  • the machine tool 20 shown in FIG. 3 also has a control device 13 which is used to control the linear drives 23a, 23b in the X direction or in the Y direction of the machine tool 20.
  • FIGS. 4a, b show a workpiece part 14 which is held on a remaining workpiece 15 via a microjoint 17.
  • the weight FG acts on the workpiece part 14 in the Z direction when the workpiece part 14 passes over an unsupported area of the workpiece support 5.
  • the workpiece part 14 is bent around the microjoint 17 in the XY plane.
  • the minimum width BBj.min of the microjoint 17 is therefore also due to the fact that the bend is not so strong that the workpiece part 14 slips under or over the remaining workpiece 15.
  • the calculation of the minimum microjoint width BBj.min depends on the position m of the microjoint on the workpiece part 14:
  • microjoint 17 is advantageous at one point (microjoint position or
  • Attachment position m attached to the workpiece part 14, at which the main axis of inertia of the workpiece part 14 intersects with the outer contour P (for example, on an axis of symmetry of the workpiece part 14 - different from the illustration shown in FIGS. 4a, b).
  • the microjoint 17 is also located at a position m along the outer contour P, which results from the projection of the center of gravity S of the workpiece part 14 in the direction of the relative movement between workpiece part 14 and workpiece support 5, there is no further bending load due to the acceleration and frictional force in a second Axis direction.
  • microjoint 17 should be attached to the point of intersection of the main axis of inertia with the outer contour P that is the smallest distance from the center of gravity S of the workpiece part 14, or in that axial direction (X or Y) in which the workpiece part 14 has the greatest acceleration .
  • the weight FG of the workpiece part 14 acts in the Z direction and acts on the center of mass (center of gravity S).
  • the microjoint 17 lies on one of the main axes of inertia.
  • the microjoint 17 is placed at the end of the cut so that the gas pressure plays a subordinate role and can be neglected.
  • Geometric properties of the workpiece part 14 o Center of gravity S of the workpiece part 14 o
  • Starting point m of the microjoint 17 optimally lies on one of the main axes of inertia of the workpiece part 14, which correspond to a respective axis of symmetry of the workpiece part 14 (if present)
  • Axis parameters of the machine tool 20 o Acceleration ax, ay in the X and Y directions
  • microjoint 17 is assumed below as a bending beam on which the following moments act:
  • the microjoint width BBJ must be selected so that the bending stress B tot is at most as large as the yield point R P o, 2 for the material of the currently displaced workpiece 8:
  • the minimum microjoint width BMj.minB is then calculated for this specified limit value R P o.2 of the voltage Bges.max as follows:
  • the minimum microjoint width BBj.minB is the maximum of the two values BMJ-I, BMJ2, because the smaller of the two values is always negative due to the root used in the calculation.
  • the notch effect occurring at the attachment position m of the microjoint 17 due to the sudden diameter reduction can be taken into account by the safety factor ci, which leads to a reduction in the maximum permissible bending stress Bges.max.
  • the safety factor ci is ideally dependent on the calculated microjoint width (ci (BBj.minB)), i.e. it is not an absolute value. In this way, the calculated minimum microjoint widths BBj.min for the different workpiece parts 14 of a workpiece 4 change relatively and not absolutely, which prevents small workpiece parts 14 from being connected to an oversized microjoint 17.
  • Both the method described in connection with FIGS. 2a, b and the method described in connection with FIGS. 4a, b for determining the minimum width BBj.min of the microjoint 17 is typically carried out for several different attachment positions m along the outer contour P of the workpiece part 14. For the machining of the workpiece 8, that approach position m along the outer contour P is selected for which the smallest minimum width BBj.min of the microjoint 17 was determined. During the subsequent machining of the workpiece 8, the at least one microjoint 17, through which the workpiece part 14 remains connected to the remaining workpiece 15, is at the attachment position m selected in the manner described above and with the minimum width BBj determined in the manner described above. min formed.
  • the minimum width BBj.min and the attachment position m of the microjoint 17 are used in a programming system to create a control program or to create control commands for machining the workpiece 8.
  • the control program created in this way is processed by the control device 13 when the workpiece 8 is processed.
  • workpiece information and machining parameters for machining the workpiece 8 are stored, which are used to determine the minimum Width BBj.min of the microjoint 17 are required, for example the cutting gas pressure p during the cutting machining of the workpiece 8 or the axial accelerations a x , ay when moving the workpiece 8 along the workpiece support 5.
  • machining parameters can be used to determine the minimum width BBj.min of the microjoint 17, which determine the relative position of the workpiece part 14 connected to the remaining workpiece 15 via the (at least one) microjoint 17 in relation to the remaining workpiece 15 or in relation to affect the workpiece support 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer minimalen Breite (BMJ,min) eines Microjoints (17), durch den ein Werkstückteil (14) beim Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks (8) mit einem Restwerkstück (15) des Werkstücks (8) verbunden bleibt. Bei dem Verfahren wird die minimale Breite (BMJ,min) des Microjoints (17) in Abhängigkeit von mindestens einem Bearbeitungsparameter (p) bestimmt, der beim Bearbeiten des Werkstücks (8) eine relative Lage des Werkstückteils (14) zu dem Restwerkstück (15) beeinflusst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen einer Ansatzposition (m) eines solchen Microjoints (17) sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks (8).

Description

Verfahren zum Bestimmen einer minimalen Breite sowie einer Ansatzposition eines
Microjoints und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer minimalen Breite eines Microjoints, durch den beim Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks ein Werkstückteil mit einem Restwerkstück des Werkstücks verbunden bleibt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen einer Ansatzposition eines solchen Microjoints sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks, das Verfahren umfassend: Bearbeiten des Werkstücks unter Ausbildung mindestens eines Microjoints, durch den ein Werkstückteil mit einem Restwerkstück verbunden bleibt. Microjoints sind Haltestege zwischen Werkstückteilen und einem Restwerkstück, das nachfolgend gelegentlich auch als Restgitter bezeichnet wird. Microjoints werden z.B. beim Laserschneiden oder beim Stanzen von insbesondere plattenförmigen Werkstücken hauptsächlich gesetzt, um ansonsten freigetrennte Werkstückteile verkippungsfrei im Restgitterzu halten und auf diese Weise z.B. Kollisionen zwischen dem Bearbeitungskopf bei der Werkstückbearbeitung und dem Werkstückteil zu verhindern. Microjoints vereinfachen außerdem das automatische Entladen der Werkstückteile gemeinsam mit dem Restgitter. Die Haltestege bzw. die Microjoints werden erzeugt, indem man die Außenkontur des Werkstückteils nicht ganz zu Ende schneidet bzw. stanzt. Kleine Haltestege mit einer Breite von einigen Zehnteln Millimeter bis zu einem Millimeter (sogenannte Microjoints) werden vom Programmierer des Steuerungsprogramms für die Bearbeitungsmaschine, beispielsweise eine Laserschneidanlage, entweder manuell oder durch ein in der Programmiersoftware enthaltenes Regelwerk gesetzt. Die Größe und die Ansatzposition des Microjoints entlang der Außenkontur des Werkstückteils muss dabei üblicherweise vom Programmierer festgelegt werden. Dabei sind meistens alle an einem plattenförmigen Werkstück gesetzten Microjoints gleich breit, unabhängig von den Prozessbedingungen, Werkstückteileigenschaften (Gewicht, Geometrie), Werkstoff, usw.
Dies hat zur Folge, dass Microjoints an kleinen Werkstückteilen tendenziell zu breit sind und die kleinen Werkstückteile somit nur sehr schwer aus dem Restgitter entnommen werden können. Zusätzlich ist die für das Entfernen der zu breiten Microjoints notwendige Nacharbeit aufwändig. Generell gilt: Je breiter der Microjoint, desto größer die Nacharbeit, um Ansatzmarken an der Schneid- bzw. Stanzkante zu entfernen. An großen Werkstückteilen kann dagegen der vom Programmierer gesetzte Microjoint nicht breit genug sein, so dass das Werkstückteil nicht sicher im Restgitter gehalten wird und eine Kollision zwischen dem verkippten Werkstückteil und dem Bearbeitungskopf die Folge sein kann.
Aus JPH0663659A ist es bekannt, die optimale Breite eines Microjoints in Abhängigkeit von der Werkstückdicke, der Länge und der physikalischen Eigenschaften des Werkstückmaterials sowie der Fläche des freigetrennten Werkstückteils zu berechnen. Aus JPH0439706A ist es bekannt, eine optimale Microjoint-Breite, die vom Material und der Dicke des Werkstücks abhängig ist, automatisiert aus einer Parameter-Datenbank auszulesen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren zum Bestimmen einer minimalen Breite eines Microjoints, einer Ansatzposition eines Microjoints sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks anzugeben, bei denen der Microjoint eine optimale Breite aufweist.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die minimale Breite des Microjoints in Abhängigkeit von mindestens einem Bearbeitungsparameter festgelegt wird, der während des Bearbeitens des Werkstücks eine relative Lage des Werkstückteils zu dem Restwerkstück beeinflusst.
Die Erfinder haben erkannt, dass für die Bestimmung einer optimierten Microjoint- Breite nicht - wie in JPH0663659A - nur Parameter des Werkstückteils bzw. Werkstückteilinformationen berücksichtigt werden müssen, sondern auch Bearbeitungsparameter eines Prozesses bzw. eines Bearbeitungsverfahrens, in dem das Werkstückteil gebildet (typischerweise geschnitten oder gestanzt) oder manipuliert (z.B. verschoben) wird. Der mindestens eine Bearbeitungsparameter beeinflusst typischerweise beim Bearbeiten des Werkstücks eine Relativposition bzw. eine relative Lage des Werkstückteils zu dem Restwerkstück. Wird die minimal zulässige Breite des Microjoints unterschritten, ist keine prozesssichere Bearbeitung des Werkstücks mehr möglich, da das mit dem Restwerkstück über den Microjoint verbundene Werkstückteil mit Bauteilen einer Bearbeitungsmaschine, beispielsweise mit einer Bearbeitungsdüse, kollidieren kann oder ggf. mit dem Restwerkstück verhakt.
Bei dem Bearbeitungsparameter kann es sich beispielsweise um den auf das Werkstückteil einwirkenden Schneidgasdruck beim Laserschneiden, um die Beschleunigung und/oder Haftreibung beim Verschieben des Werkstückteils gemeinsam mit dem Restwerkstück entlang einer Werkstückauflage, um Vibrationen bei einer kombinierten Stanz-Laser-Bearbeitung des Werkstücks, etc. handeln.
Die minimale Breite des Microjoints wird vor dem Bearbeiten des Werkstücks bestimmt. Der mindestens eine Bearbeitungsparameter, welcher die relative Lage beeinflusst, ist z.B. in einem Programmiersystem für die Erstellung der Steuerungsprogramme zum Bearbeiten von Werkstückteilen hinterlegt und daher im Voraus bekannt, so dass die minimale Breite des Microjoints vor dem Bearbeiten des Werkstücks bestimmt werden kann.
Neben dem mindestens einen Bearbeitungsparameter wird die Breite des Microjoints auch in Abhängigkeit von Werkstückinformationen festgelegt. Bei den Werkstückinformationen kann es sich um das Werkstückmaterial, um physikalische Werkstückeigenschaften (z.B. E-Modul und Streckgrenze des Werkstoffs), um die Belegung (Schachtelung) des plattenförmigen Werkstücks mit beim trennenden Bearbeiten zu bildenden Werkstückteilen, um Werkstückteileinformationen, etc. handeln. Beispiele für Werkstückteileinformationen sind: Geometrie des Werkstückteils, Gewicht des Werkstückteils, Lage des Werkstückteils auf dem Werkstück sowie relativ zu den Auflagestegen der Werkstückauflage (Liegepolygon), einwirkende Gewichtskraft, etc.
Es ist möglich, anhand dieser Werkstückinformationen im Programmiersystem für die Erstellung der Steuerungsprogramme zum Schneiden der Werkstückteile die Breite eines Microjoints in Abhängigkeit von der Entfernung des Microjoints vom Schwerpunkt des Werkstückteils so zu berechnen, dass der Microjoint verhindert, dass das Werkstückteil durch die Gewichtskraft gegenüber dem Restwerkstück verkippt. Zu diesem Zweck darf das am Microjoint durch die Gewichtskraft des Werkstückteils wirkende Moment nicht so groß sein, dass die Streckgrenze des Microjoints überschritten wird.
Bei der Berechnung kann berücksichtigt werden, dass sich der Microjoint durch die Krafteinwirkung des Werkstückteils elastisch und plastisch verformt. Je größer die Breite des Microjoints ist, desto weniger stark verkippt typischerweise das Werkstückteil. Die maximal zulässige Aufstehhöhe des Werkstückteils beim Verkippen muss dabei bei einer Bearbeitungsmaschine z.B. in Form einer Laserschneidmaschine kleiner sein als der Abstand zwischen der Bearbeitungsdüse des Laserschneidkopfs und dem Werkstück. In der Praxis liegt dieser Abstand üblicherweise im Wertebereich zwischen 0,4 mm - 1 mm. Aus dieser maximal zulässigen Aufstehhöhe und der Geometrie des Werkstückteils kann der maximal zulässige Verkippwinkel amax des Werkstückteils berechnet werden. Aus dem maximalen Verkippwinkel amax folgt für die Breite BMJ des Microjoints:
Die obige Berechnung ist ausreichend, wenn das Schnittende der Außenkontur des Werkstückteils am Microjoint liegt, der Microjoint also dadurch gebildet wird, dass die (Außen-)Kontur nicht vollständig zu Ende geschnitten wird. In diesem Fall spielt die an der Stelle des Microjoints durch den Gasdruck des aus der Bearbeitungsdüse austretenden Schneidgases auf das Werkstückteil einwirkende Kraft des Schneidgases am Schnittende nur eine untergeordnete Rolle, da das Werkstückteil an dieser Stelle durch den Microjoint gehalten ist.
Bei einer Variante des weiter oben beschriebenen Verfahrens umfasst das Bearbeiten des Werkstücks ein thermisches Schneiden des Werkstücks mit einem Bearbeitungsstrahl, insbesondere mit einem Laserstrahl, wobei die minimale Breite des mindestens einen Microjoints in Abhängigkeit von einem Bearbeitungsparameter in Form eines beim Freischneiden des Werkstückteils vom Restwerkstück auf das Werkstückteil einwirkenden Gasdrucks eines aus einer Bearbeitungsdüse austretenden Schneidgases bestimmt wird.
Bei dieser Variante wirkt der Gasstrom typischerweise an einer von dem Microjoint beabstandeten Freischneideposition entlang der Außenkontur auf das Werkstückteil ein. Unter der Freischneideposition wird diejenige Position entlang der Außenkontur des Werkstückteils verstanden, an dem das Schnittende liegt. Nach dem Erreichen der Freischneideposition erfolgt in der Regel keine weitere schneidende Bearbeitung entlang der Außenkontur des Werkstückteils.
Wird der Microjoint an einer Stelle der Außenkontur gesetzt, die nicht der Freischneideposition / dem Schnittende entspricht, so wirkt in dem Moment, in dem die Außenkontur am Schnittende geschlossen wird, an dieser Freischneideposition der Gasdruck des Schneidgases auf das Werkstückteil ein. Je nachdem, wie das Werkstückteil relativ zu den unterstützenden Werkstückauflageelementen (Auflagestege, Auflageschlitten, ...) angeordnet ist, kann es Bereiche der Außenkontur geben, an denen der Gasdruck des Schneidgases an der Freischneideposition zu einem Kippen des Werkstückteils führt.
Zusätzlich zu dem Schneidgasdruck, der in einer von dem Microjoint beabstandeten Freischneideposition auf das Werkstückteil wirkt, kann ferner derjenige Schneidgasdruck zu berücksichtigen sein, der bei Positionierfahrten des Schneidkopfes oder während des Schneidens (nahe) benachbarter Konturen (insbesondere bei einer engen Schachtelung von Werkstückteilen) auf das freigeschnittene Werkstückteil wirkt. Unabhängig von der Positionierung des Microjoints (am Schnittende oder an einer vom Schnittende entfernten Position) kann deshalb die minimale Breite des Microjoints zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen Variante in Abhängigkeit von einem aufgrund einer über das Werkstückteil hinweg verlaufenden Positionierfahrt des Schneidkopfes auf das Werkstückteil wirkenden Schneidgasdruck und/oder von einem aufgrund des Schneidens einer benachbarten Kontur auf das Werkstückteil wirkenden Schneidgasdruck bestimmt werden.
Bei einer Weiterbildung wird eine minimale Breite des Microjoints bestimmt, bei der bei einem durch die Einwirkung des Gasdrucks auf das Werkstückteil bedingten Verkippen des Werkstückteils relativ zu dem Restwerkstück eine maximale Aufstehhöhe, mit der das Werkstückteil über das Restwerkstück übersteht, nicht überschritten wird. In diesem Fall ist die (minimale) Breite des Microjoints so groß, dass die Aufstehhöhe des kippenden Werkstückteils eine vorgegebene Maximalhöhe nicht übersteigt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die maximale Aufstehhöhe nicht größer als ein Abstand zwischen der Bearbeitungsdüse und dem Restwerkstück, wobei der Abstand bevorzugt bei weniger als 2 mm, besonders bevorzugt bei weniger als 1 mm liegt. Die minimale Breite des Microjoints wird in diesem Fall so bestimmt, dass eine Kollision des aufstehenden Werkstückteils mit der Bearbeitungsdüse des Laserschneidkopfs verhindert wird. Der Abstand wird typischerweise zwischen der Stirnseite der Bearbeitungsdüse und dem Restwerkstück bestimmt. Bei einer weiteren Variante umfasst das Bearbeiten des Werkstücks ein Verschieben des Restwerkstücks gemeinsam mit dem Werkstückteil entlang einer Werkstückauflage, wobei die minimale Breite des mindestens einen Microjoints in Abhängigkeit von mindestens einem Bearbeitungsparameter in Form einer Beschleunigung des Restwerkstücks beim Verschieben entlang mindestens einer Verschieberichtung bestimmt wird. Die Beschleunigung entlang einer jeweiligen Verschieberichtung entspricht typischerweise einem Achsparameter eines Antriebs einer Bearbeitungsmaschine, der dazu ausgebildet ist, das Restwerkstück gemeinsam mit dem Werkstückteil entlang der jeweiligen Achs- bzw. Verschieberichtung zu verschieben.
Die Werkstückauflage kann Werkstückauflageelemente beispielsweise Form von Kugeln, Bürsten oder dergleichen aufweisen, um die Reibung beim Verschieben des Restwerkstücks mit dem über den mindestens einen Microjoint angebundenen Werkstückteil entlang der Werkstückauflage zu reduzieren. In der Regel existieren zwischen den Werkstückauflageelementen entlang der Werkstückauflage Bereiche, in denen das Werkstück bzw. das durch den Microjoint gehaltene Werkstückteil nicht unterstützt wird. Beim Verschieben eines durch einen Microjoint gehaltenen Werkstückteils auf der Werkstückauflage, wie es bei Sheetmover-Maschinen (z.B. Stanz- oder Stanz-Laser-Kombinationsmaschinen) erfolgt, wirkt auf das Werkstückteil die Gewichtskraft in Z-Richtung, wenn das Werkstückteil einen nicht unterstützenden Bereich der Werkstückauflage überfährt. Zusätzlich wird das Werkstückteil in derX-Y-Ebene um den Microjoint gebogen. Die minimale Breite des Microjoints ist daher auch dadurch bedingt, dass die Biegung des Microjoints nicht so stark wird, dass das Werkstückteil unter oder über das Restwerkstück rutscht.
Bei einerweiteren Variante wird eine minimale Breite des Microjoints bestimmt, bei der beim Verschieben des Werkstückteils gemeinsam mit dem Restwerkstück eine Biegespannung an dem Microjoint eine maximale Biegespannung nicht überschreitet. Der Wert für die maximale Biegespannung wird typischerweise derart festgelegt, dass das Werkstückteil beim Verschieben entlang der Werkstückauflage nicht unter oder über das Restwerkstück rutscht.
Bevorzugt ist die maximale Biegespannung an dem Microjoint nicht größer als eine Steckgrenze des Materials des Werkstücks. Im Sinne dieser Anmeldung wird unter der Streckgrenze die 0,2%-Dehngrenze RPo,2 (Elastizitätsgrenze) verstanden, da diese (im Gegensatz zur Streckgrenze) immer eindeutig aus dem Nennspannungs- Totaldehnungs-Diagramm ermittelt werden kann. Wird die Streckgrenze des Materials des Werkstücks überschritten, wird der Microjoint beim Biegen plastisch verformt, so dass das Werkstückteil typischerweise dauerhaft in einer relativ zum Restwerkstück verkippten Lage verbleibt.
Bei einer weiteren Weiterbildung dieser Variante setzt sich die minimale Breite des Microjoints aus der minimalen Breite des Microjoints, bei der die maximale Biegespannung nicht überschritten wird, und aus einem Sicherheitsfaktor zusammen, wobei der Sicherheitsfaktor bevorzugt von der minimalen Breite des Microjoints abhängig ist, bei der die maximale Biegespannung nicht überschritten wird. Bei dieser Weiterbildung wird zu der berechneten minimalen Breite des Microjoints ein empirisch ermittelter Sicherheitsfaktor addiert, der den Einfluss äußerer Störgrößen, wie beispielsweise Erschütterungen beim Stanzprozess, Durchhang des Werkstückteils, Auslenkung des Werkstückteils beim Überfahren von Auflageelementen (z.B. Kugeln oder Bürsten) berücksichtigt. Außerdem kann durch den Sicherheitsfaktor die an der Ansatzposition des Microjoints auftretende Kerbwirkung aufgrund der sprunghaften Durchmesserreduzierung berücksichtigt werden, die zu einer Verringerung der maximal zulässigen Biegespannung führt. Der Sicherheitsfaktor ist dabei idealerweise von der berechneten Breite des Microjoints abhängig, d.h. es handelt sich nicht um einen Absolutwert. Auf diese Weise verändern sich die berechneten minimalen Microjoint-Breiten für die unterschiedlichen Werkstückteile eines Werkstücks relativ und nicht absolut, was verhindert, dass kleine Werkstückteile mit einem überdimensionierten Microjoint angebunden werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Ansatzposition eines Microjoints, durch den ein Werkstückteil mit einem Restwerkstück eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks verbunden bleibt, umfassend: Bestimmen einer minimalen Breite des Microjoints bei mehreren verschiedenen Ansatzpositionen entlang einer Außenkontur des Werkstückteils, wobei die minimale Breite gemäß dem weiter oben beschriebenen Verfahren bestimmt wird, sowie Auswahlen derjenigen Ansatzposition entlang der Außenkontur für die Bearbeitung des Werkstücks, für welche die kleinste minimale Breite des Microjoints bestimmt wurde. Die weiter oben beschriebene Bestimmung der minimalen Breite des Microjoints wird in diesem Fall für unterschiedliche Ansatzpositionen entlang der Außenkontur durchgeführt, um zu ermitteln, an welcher Stelle bzw. an welcher Ansatzposition der Microjoint die kleinste Breite annehmen würde. Im Programmiersystem zum Erstellen des Steuerungsprogramms für die Bearbeitungsmaschine kann dann diese Stelle als Ansatzposition des Microjoints automatisch ausgewählt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks, bei dem der mindestens eine Microjoint an einer Ansatzposition entlang einer Außenkontur des Werkstückteils gebildet wird, die gemäß dem weiter oben beschriebenen Verfahren zum Bestimmen der Ansatzposition bestimmt wurde. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird eine Ansatzposition entlang der Außenkontur gewählt, bei welcher der Microjoint eine minimale Breite aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Com puterprogramm produkt, welches zur Durchführung aller Schritte der oben beschriebenen Verfahren ausgebildet ist, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft. Bei der Datenverarbeitungsanlage kann es sich insbesondere um ein Programmiersystem, d.h. um einen Computer zur Programmierung der Steuerprogramme für eine numerische Steuerungseinrichtung einer Bearbeitungsmaschine z.B. zum schneidenden Bearbeiten und/oder zum Transportieren eines Werkstücks oder einer maschinellen Anordnung mit einer solchen Bearbeitungsmaschine handeln. Läuft das Computerprogramm in dem Programmiersystem ab, so wird ein Bearbeitungsprogramm erzeugt, welches u.a. eine Abfolge von (Steuerungs-) Befehlen zum Bearbeiten des Werkstücks aufweist. Das so erzeugte Bearbeitungsprogramm kann anschließend von einer numerischen Steuerungseinrichtung der Bearbeitungsmaschine bzw. einer diese Bearbeitungsmaschine enthaltenden maschinellen Anordnung ausgeführt werden. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeich nung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschlie ßende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine in Form einer Laserschneidmaschine zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks,
Fig. 2a, b schematische Darstellungen eines Werkstückteils, das über einen Microjoint mit einem Restwerkstück verbunden ist, beim Verkippen aufgrund eines Gasdrucks eines Schneidgases,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsmaschine in Form einer kombinierten Laser- und Stanzmaschine, sowie
Fig. 4a, b Darstellungen eines Werkstückteils, das über einen Microjoint mit einem Restwerkstück verbunden ist, beim Verschieben entlang einer Werkstückauflage.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt eine C02-Laserschneidmaschine 1 zum Laserschneiden mit einem CO2- Laserresonator 2, einem Laserbearbeitungskopf 4 und einer Werkstückauflage 5. Ein von dem Laserresonator 2 erzeugter Laserstrahl 6 wird mittels einer Strahlführung 3 von (nicht gezeigten) Umlenkspiegeln zum Laserbearbeitungskopf 4 geführt und in diesem fokussiert sowie mit Hilfe von ebenfalls nicht bildlich dargestellten Spiegeln senkrecht zur Oberfläche 8a eines Werkstücks 8 ausgerichtet, d.h. die Strahlachse (optische Achse) des Laserstrahls 6 verläuft senkrecht zum Werkstück 8. Zum Laserschneiden des Werkstücks 8 wird mit dem Laserstrahl 6 zunächst ein gestochen, d.h. das Werkstück 8 wird an einer Stelle punktförmig aufgeschmolzen oder oxidiert und die hierbei entstehende Schmelze wird ausgeblasen. Nachfolgend wird der Laserstrahl 6 über das Werkstück 8 bewegt, so dass ein durchgängiger Schnittspalt 9 entsteht, an dem entlang der Laserstrahl 6 das Werkstück 8 durchtrennt.
Sowohl das Einstechen als auch das Laserschneiden können durch Hinzufügen eines Gases unterstützt werden. Als Schneidgase 10 können Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft und/oder anwendungsspezifische Gase eingesetzt werden. Welches Gas letztendlich verwendet wird, ist davon abhängig, welche Materialien geschnitten und welche Qualitätsansprüche an das Werkstück 8 gestellt werden. Entstehende Partikel und Gase können mithilfe einer Absaugeinrichtung 11 aus einer Absaugkammer 12 abgesaugt werden. Eine schematisch dargestellte programmierbare numerische Steuerungseinrichtung 13 steuert alle wesentlichen Funktionen der Laserschneidmaschine 1, beispielsweise die Bewegung des Laserbearbeitungskopfs 4, wenn auf dieser ein Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird.
Fig. 2a, b zeigen das trennende Bearbeiten des Werkstücks 8, genauer gesagt ein rechteckiges Werkstückteil 14, welches entlang einer Schnittkontur 9 von einem Restwerkstück 15 (Restgitter) getrennt wird. Beim trennenden Bearbeiten bleibt das Werkstückteil 14 an seiner Außenkontur P über einen Microjoint 17 mit dem Restwerkstück 15 verbunden. Bei dem in Fig. 2a, b gezeigten Beispiel befindet sich der Microjoint 17 an einer Microjoint-Position m entlang der Außenkontur P in der XY-Ebene (der Werkstückebene), die nicht einer Freischneideposition f entlang der Außenkontur P entspricht, welche das Schnittende beim trennenden Bearbeiten entlang der Schnittkontur 9 bildet. In dem Moment, in dem die Schnittkontur 9 an der Freischneideposition f geschlossen wird, wirkt auf das Werkstückteil 14 ein Gasdruck p des Schneidgases 10 ein, welches aus einer Bearbeitungsdüse 18 der Laserschneidmaschine 1 austritt (vgl. Fig. 2b). Wird ein Laserschneidkopf 4 bzw. die aktive, mit Druck beaufschlagte Fläche der Schneidgasdüse 18 (vgl. Fig. 2b) nochmals über einen Bereich des mit einem Microjoint 17 angebundenen Werkstückteils 14 bewegt, sollte der Microjoint 17 genau in diesem Bereich das Werkstückteil 14 anbinden. Auf diese Weise hat die durch den Gasdruck p eingeleitete Kraft den kleinsten Hebel zum Microjoint 17 und erzeugt somit auch die geringsten Spannungen.
Je nachdem, wie das Werkstückteil 14 relativ zu den unterstützenden Werkstückauflageelementen 5 angeordnet ist, kann es Bereiche entlang der Schnittkontur 9 bzw. entlang der Außenkontur P des Werkstückteils 14 geben, an denen der Gasdruck p des Schneidgases 10 an der Freischneideposition f zu einem Kippen des Werkstückteils 14 relativ zum Restwerkstück 15 führt.
In diesem Fall darf die Breite BMJ des Microjoints 17 eine minimale Breite BMJ, min nicht unterschreiten, bei der die Aufstehhöhe des kippenden Werkstückteils 14 eine in Fig. 2b gezeigte vorgegebene maximale Aufstehhöhe hmax erreicht. Die maximale Aufstehhöhe hmax stimmt bei dem in Fig. 2a, b gezeigten Beispiel mit dem Abstand A zwischen der Bearbeitungsdüse 18 und dem Restwerkstück 15 bzw. dem Werkstück 8 überein. Durch diese Festlegung der maximalen Aufstehhöhe hmax kann eine Kollision des aufstehenden Werkstückteils 14 mit der Bearbeitungsdüse 18 des Laserschneidkopfs 4 verhindert werden. Der Abstand A zwischen der Stirnseite der Bearbeitungsdüse 18 und der Oberseite 8a des Werkstücks 8 liegt im gezeigten Beispiel bei weniger als ca. 2 mm, in der Regel bei 1 mm oder weniger.
Die Berechnung bzw. die Bestimmung der minimalen Microjoint-Breite BMJ, min, die nicht unterschritten werden darf, um eine Kollision des aufstehenden Werkstückteils 14 mit der Bearbeitungsdüse 18 zu verhindern, wird bei dem in Fig. 2a, b gezeigten Beispiel wie nachfolgend beschrieben durchgeführt:
Als Auflagestegkonfiguration S wird die Menge aller Punkte in derXY-Ebene bezeichnet, die durch die Spitzen der Auflagestege 5 gegeben sind, die in Fig. 2a durch in X-Richtung verlaufende gepunktete Linien dargestellt sind. Gegeben sind weiterhin die zu schneidende Außenkontur P des Werkstückteil 14, die Microjoint- Position m und die Freischneideposition f entlang der zu schneidenden Außenkontur P.
Der in Fig. 2a schraffierte Bereich I stellt die Schnittmenge des Inneren der Außenkontur P mit der Auflagestegkonfiguration S, vereinigt mit der Microjoint- Position m, dar. Das strichpunktiert dargestellte Auflagepolygon A stellt die konvexe Hülle von I dar. D bezeichnet diejenige Seite des Auflagepolygons A, welche am nächsten zur Freischneideposition f angeordnet ist. Der Abstand zwischen der Seite D und der Freischneideposition f wird mit d bezeichnet. Der Abstand zwischen einer Position q, welche auf der anderen Seite von D bezüglich der Freischneideposition f liegt und den größten Abstand zu D hat, wird mit e bezeichnet. Die an der Freischneideposition f auf das Innere der Außenkontur P wirkende Kraft, die durch den Gasdruck p des aus der Bearbeitungsdüse 18 austretenden Schneidgases 10 entsteht, wird nachfolgend mit F bezeichnet.
Anhand der oben beschriebenen Größen kann die minimale Breite BBj.min des Microjoints 17 bestimmt werden: Wirkt die weiter oben beschriebene, durch den Gasdruck p hervorgerufene Kraft F auf das freigeschnittene Werkstückteil 14, so verkippt dieses um die Achse D.
In erster Näherung ist der Verkippwinkel a des Werkstückteils 14 um die Achse D direkt proportional zu F * d, so dass mit einer materialabhängigen Konstante co gilt, dass der maximale Verkippwinkel amax in Grad W(P,S,f,m) = max(90; co * F * d) beträgt.
Experimentell wurde außerdem ermittelt, dass 1/ a direkt proportional zur dritten Potenz der Breite BMJ des Microjoints 17 an der Microjoint-Position m ist. Damit gilt für eine materialabhängige Konstante c:
W (P.S.f.m) = max (90; c* F* d/BMj 3), wobei BMJ die Breite des Microjoints 17 im Punkt m bezeichnet. Zu einem gegebenen Verkippwinkel a soll erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass die Aufstehhöhe
H (P, a) = sin(a) e kleiner ist als ein vorgegebener Wert hmax, der als maximale Verkipphöhe erlaubt ist, dass also gilt
H (P, ö) < hmax.
Diese Bedingung ist erfüllt, wenn sin(a) e < hmax, also (sin(W(P,S,p,m)) e < hmax , also (sin(max(90; c* F*d/BMJ3)) e < hmax .
Ist e < hmax, kann also das Werkstückteil 14 grundsätzlich zu hoch aufstehen, ergibt sich somit als Bedingung: sin(c*F*d/BMj3) < hMax/ e, was genau dann gilt, wenn c* F*d/BMj3 < arcsin(hMax/e), was genau dann gilt, wenn
Durch diese Ungleichung ist die Breite BMJ des Microjoints 17 und somit auch die minimale Breite BMJ, min des Microjoints 17 festgelegt.
Die minimale Breite BMJ, min des Microjoints 17, die auf die weiter oben beschriebene Weise bestimmt wurde, wird in einem Programmiersystem für die Erstellung eines Steuerungsprogramms zum Bearbeiten des Werkstücks 8 verwendet, um ein Bearbeitungsprogramm zu erzeugen, welches auf der numerischen Steuerungseinrichtung 13 beim Bearbeiten des Werkstücks 8 abläuft. Die minimale Breite Bivij.min des Microjoints 17 kann nicht nur in Abhängigkeit vom Schneidgasdruck p als Bearbeitungsparameter bestimmt werden, sondern auch in Abhängigkeit von anderen Bearbeitungsparametern, welche beim Bearbeiten des Werkstücks 8 eine relative Lage des Werkstückteils 14 zum Restwerkstück 15 beeinflussen. Dies ist beispielsweise bei der Manipulation, genauer gesagt beim Verschieben eines Werkstücks 8 der Fall, wie dies nachfolgend anhand einer kombinierten Laser- und Stanzmaschine 20 beschrieben wird, welche in Fig. 3 dargestellt ist.
Die als Laser- und Stanzmaschine ausgebildete Werkzeugmaschine 20 weist als Bearbeitungswerkzeuge zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werk stücks 8 in Form eines Bleches einen herkömmlichen Stanzkopf 21 mit Stanzstempel 21a und einen Laserbearbeitungskopf 4 auf. Das zu bearbeitende Werkstück 8 lagert während der Werkstückbearbeitung auf einer Werkstückauflage 5 in Form eines Bearbeitungstisches. Mittels einer herkömmlichen Halteeinrichtung 22, welche Klemmen 23 zum Festhalten des Werkstücks 8 aufweist, kann das Werkstück 8 gegenüber dem Stanzstempel 21a und dem Laserbearbeitungskopf 4 in derX- Richtung der Werkstückebene (XY-Ebene eines XYZ-Koordinatensystems) mittels eines durch einen Pfeil angegedeuteten konventionellen Linearantriebs 23a verschoben werden. In der Y-Richtung der Werkstückebene kann das Werkstück 8 bewegt werden, indem die Werkstückauflage 5 zusammen mit der Halteeinrichtung 22 relativ zu einer Unterlage 24, auf welcher die Werkstückauflage 5 gelagert ist, mittels eines durch einen Pfeil angedeuteten, herkömmlichen Linearantriebs 23b verschoben wird.
Das Werkstück 8 lässt sich auf diese Weise in X- und Y-Richtung gegenüber dem Stanzstempel 21a und dem Laserbearbeitungskopf 4 verschieben, so dass der jeweils zu bearbeitende Bereich des Werkstücks 8 in einem ortsfesten Bearbeitungsbereich 25 des Stanzstempels 21a bzw. einem ortsfesten Bearbeitungsbereich 26 des Laserbearbeitungskopfs 4 positioniert werden kann. Im Bearbeitungsbereich 25 des Stanzstempels 21 ist eine (auswechselbare) Stanzmatrize 27 positioniert, die eine Öffnung 27a zum Eingriff für den (ebenfalls auswechselbaren) Stanzstempel 21a aufweist. Entsprechend ist in dem ortsfesten Bearbeitungsbereich 26 des Laserbearbeitungskopfs 4 eine Lasermatrize 28 angeordnet, welche als Öffnungsbegrenzung für eine im Wesentlichen kreisförmige Absaugöffnung 26a in der Werkstückauflage 5 dient. Der Teilbereich der Werkstückauflage 5 in X-Richtung, an dem die Bearbeitungsbereiche 25, 26 gebildet sind, ist hierbei ortsfest und wird nicht in Y-Richtung relativ zur Unterlage 24 verschoben. Der Laserbearbeitungskopf 4 kann hierbei eine Bewegung in X- und Y- Richtung ausführen, welche durch die Absaugöffnung 26a begrenzt ist. Die in Fig. 3 gezeigte Werkzeugmaschine 20 weist auch eine Steuerungseinrichtung 13 auf, die zur Steuerung der Linearantriebe 23a, 23b in X-Richtung bzw. in Y-Richtung der Werkzeugmaschine 20 dient.
Fig. 4a, b zeigen ein Werkstückteil 14, welches über einen Microjoint 17 an einem Restwerkstück 15 gehalten wird. Beim Verschieben des durch den Microjoint 17 gehaltenen Werkstückteils 14 auf bzw. entlang der Werkstückauflage 5 in X-Richtung wirkt auf das Werkstückteil 14 die Gewichtskraft FG in Z-Richtung, wenn das Werkstückteil 14 einen nicht unterstützten Bereich der Werkstückauflage 5 überfährt. Zusätzlich wird das Werkstückteil 14 in derXY-Ebene um den Microjoint 17 gebogen. Die minimale Breite BBj.min des Microjoints 17 ist daher auch dadurch bedingt, dass die Biegung nicht so stark wird, dass das Werkstückteil 14 unter oder über das Restwerkstück 15 rutscht.
Die Berechnung der minimalen Microjoint-Breite BBj.min ist von der Position m des Microjoints am Werkstückteil 14 abhängig:
Vorteilhaft ist der Microjoint 17 an einer Stelle (Microjoint-Position bzw.
Ansatzposition m) am Werkstückteil 14 angebracht, an der sich die Hauptträgheitsachse des Werkstückteils 14 mit der Außenkontur P schneidet (z.B. an einer Symmetrieachse des Werkstückteils 14 - abweichend von der in Fig. 4a, b gezeigten Darstellung). Auf diese Weise entfällt eine Torsionsbeanspruchung des Microjoints 17 durch die Gewichtskraft FG. Befindet sich der Microjoint 17 zusätzlich an einer Position m entlang der Außenkontur P, die sich durch Projektion des Schwerpunkts S des Werkstückteils 14 in Richtung der Relativbewegung zwischen Werkstückteil 14 und Werkstückauflage 5 ergibt, entfällt eine weitere Biegebelastung durch die Beschleunigungs- und Reibkraft in einer zweiten Achsrichtung. Zudem sollte der Microjoint 17 an demjenigen Schnittpunkt der Hauptträgheitsachse mit der Außenkontur P angebracht werden, der zum Schwerpunkt S des Werkstückteils 14 den kleinsten Abstand hat, oder in derjenigen Achsrichtung (X bzw. Y), in der auf das Werkstückteil 14 die größte Beschleunigung wirkt.
Für die nachfolgend beschriebene Auslegung der minimal notwendigen Microjoint- Breite BBj.min gelten folgende Annahmen:
• In Z-Richtung wirkt die Gewichtskraft FG des Werkstückteils 14, die am Massenmittelpunkt (Schwerpunkt S) angreift.
• In X- und Y-Richtung wirken eine (Achs-)Beschleunigung ax, ay und eine Haftreibung auf den Microjoint 17
• Die Kräfte greifen am Schwerpunkt S an, dabei ist ein kleiner Hebel (= Abstand Schwerpunkt S - Ansatzposition m des Microjoints 17) günstig. Dies legt die bevorzugte Ansatzposition m des Microjoints 17 am Werkstückteil 14 fest.
• Der Microjoint 17 liegt auf einer der Hauptträgheitsachsen.
• Beim Laserschneiden wird der Microjoint 17 am Schnittende gesetzt, so dass der Gasdruck eine untergeordnete Rolle spielt und vernachlässigt werden kann.
Für die Berechnung der minimal notwendigen Microjoint-Breite BBj.min unter den obigen Annahmen werden folgende Größen benötigt:
• Geometrische Eigenschaften des Werkstückteils 14: o Schwerpunkt S des Werkstückteils 14 o Ansatzpunkt m des Microjoints 17: liegt optimaler Weise auf einer der Hauptträgheitsachsen des Werkstückteils 14, die einer jeweiligen Symmetrieachse des Werkstückteils 14 entsprechen (falls vorhanden)
• Materialeigenschaften: o Blechdicke d o zulässige Spannung Bges o E-Modul o Dichte (Gewicht bzw. Masse m) o Reibwert bzw. Reibungskoeffizient m mit der Werkstückauflage 5
• Achsparameter der Werkzeugmaschine 20: o Beschleunigung ax, ay in X- und Y-Richtung
Der Microjoint 17 wird nachfolgend als Biegebalken angenommen, an dem die folgenden Momente wirken:
Moment in Schwerkraftrichtung (um die X-Achse):
Mx = FG * hy mit F G = m*g
Moment in X- und Y-Richtung (um die Z-Achse):
Mz = {Fax + FR) * hy + ( ay+ R) * hx mit Fax = m * ax und Fay= m * ay und FR = FG * m, mit den nachfolgenden Bezeichnungen: m = Masse des Werkstückteils, g = Erdbeschleunigung, hx = Abstand Schwerpunkt S zum Ansatzpunkt m des Microjoints 17 in X-Richtung, hy = Abstand Schwerpunkt S zum Ansatzpunkt m des Microjoints in Y-Richtung, ax = Beschleunigung in X-Richtung, ay = Beschleunigung in Y-Richtung, m = Reibungskoeffizient zwischen dem Material des Werkstückteils 14 und der Werkstückauflage 5.
Bei dem in Fig. 4a, b gezeigten Beispiel, bei dem das Werkstückteil 14 nur in X- Richtung verschoben wird, entfällt die Reibkraft FR in Y-Richtung. Das Moment um die Y-Achse entfällt aufgrund der Vereinfachung, dass der Microjoint 17 auf einer der Flauptträgheitsachsen liegt.
Bestimmung des Widerstandmoments Wx, Wy des Microjoints 17: Wz= Iz /(BMJ/2) mit /z=(d*E>Mj3)/12 (d=Werkstückdicke, BMJ = Microjoint-Breite)
Daraus lässt sich die Biegespannung Bges am Microjoint 17 berechnen:
Bx = Mx/Wx Bz = Mz/Wz
Bges = Bx + Bz (vektorielle Addition)
Die Microjoint-Breite BBJ muss so gewählt werden, dass die Biegespannung Bges höchstens so groß ist wie die Streckgrenze RPo,2 für das Material des aktuell verschobenen Werkstücks 8:
Bges.max ^ RP0,2
Die minimale Microjoint-Breite BMj.minB berechnet sich dann für diesen vorgegebenen Grenzwert RPo,2 der Spannung Bges.max wie folgt:
—b ± 'Jb2 — 4ac
Bmj 1,2 — 2a mit und schließlich:
Bei der minimalen Microjoint-Breite BBj.minB handelt es sich um das Maximum der beiden Werte BMJ-I , BMJ2, weil der kleinere der beiden Werte aufgrund der bei der Berechnung verwendeten Wurzel stets negativ ist.
Zu der berechneten minimalen Microjoint-Breite BBj.minB kann ein empirisch ermittelter Sicherheitsfaktor ci addiert werden, der den Einfluss äußerer Störgrößen, wie beispielsweise Erschütterungen beim Stanzprozess, Durchhang des Werkstückteils 14, Auslenkung des Werkstückteils 14 beim Überfahren von Auflageelementen (z.B. Kugeln oder Bürsten) berücksichtigt., d.h. es gilt BBj.min =
BBJ.minB + C1 .
Außerdem kann durch den Sicherheitsfaktor ci die an der Ansatzposition m des Microjoints 17 auftretende Kerbwirkung aufgrund der sprunghaften Durchmesserreduzierung berücksichtigt werden, die zu einer Verringerung der maximal zulässigen Biegespannung Bges.max führt. Der Sicherheitsfaktor ci ist dabei idealerweise von der berechneten Microjoint-Breite abhängig (ci(BBj.minB)), d.h. es handelt sich nicht um einen Absolutwert. Auf diese Weise verändern sich die berechneten minimalen Microjoint-Breiten BBj.min für die unterschiedlichen Werkstückteile 14 einer Werkstücks 4 relativ und nicht absolut, was verhindert, dass kleine Werkstückteile 14 mit einem überdimensionierten Microjoint 17 angebunden werden.
Sowohl das in Zusammenhang mit Fig. 2a, b als auch das in Zusammenhang mit Fig. 4a, b beschriebene Verfahren zum Bestimmen der minimalen Breite BBj.min des Microjoints 17 wird typischerweise für mehrere verschiedene Ansatzpositionen m entlang der Außenkontur P des Werkstückteils 14 durchgeführt. Für die Bearbeitung des Werkstücks 8 wird diejenige Ansatzposition m entlang der Außenkontur P ausgewählt, für welche die kleinste minimale Breite BBj.min des Microjoints 17 bestimmt wurde. Bei der nachfolgenden Bearbeitung des Werkstücks 8 wird der mindestens eine Microjoint 17, durch den das Werkstückteil 14 mit dem Restwerkstück 15 verbunden bleibt, an der auf die oben beschriebene Weise ausgewählten Ansatzposition m und mit der auf die weiter oben beschriebene Weise bestimmten minimalen Breite BBj.min gebildet.
Die minimale Breite BBj.min sowie die Ansatzposition m des Microjoints 17 werden in einem Programmiersystem zur Erstellung eines Steuerungsprogramms bzw. zur Erstellung von Steuerungsbefehlen zum Bearbeiten des Werkstücks 8 verwendet. Das auf diese Weise erstellte Steuerungsprogramm wird von der Steuerungseinrichtung 13 beim Bearbeiten des Werkstücks 8 abgearbeitet. In dem Programmiersystem sind Werkstückinformationen sowie Bearbeitungsparameter für die Bearbeitung des Werkstücks 8 hinterlegt, die zur Bestimmung der minimalen Breite BBj.min des Microjoints 17 benötigt werden, beispielsweise der Schneidgasdruck p beim schneidenden Bearbeiten des Werkstücks 8 oder die Achsbeschleunigungen ax, ay beim Verschieben des Werkstücks 8 entlang der Werkstückauflage 5. Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich zu den weiter oben beschriebenen Bearbeitungsparametern andere Bearbeitungsparameter für die Bestimmung der minimalen Breite BBj.min des Microjoints 17 verwendet werden können, welche die relative Lage des über den (mindestens einen) Microjoint 17 mit dem Restwerkstück 15 verbundenen Werkstückteils 14 in Bezug auf das Restwerkstück 15 bzw. in Bezug auf die Werkstückauflage 5 beeinflussen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer minimalen Breite (Bivij.min) eines Microjoints (17), durch den ein Werkstückteil (14) beim Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks (8) mit einem Restwerkstück (15) des Werkstücks (8) verbunden bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Breite (Bivij.min) des Microjoints (17) in Abhängigkeit von mindestens einem Bearbeitungsparameter (p, ax, ay) bestimmt wird, der beim Bearbeiten des Werkstücks (8) eine relative Lage des Werkstückteils (14) zu dem Restwerkstück (15) beeinflusst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Bearbeiten des Werkstücks (8) ein thermisches Schneiden des Werkstücks (8) mit einem Bearbeitungsstrahl, insbesondere mit einem Laserstrahl (6), umfasst, wobei die minimale Breite (BMj.min) des Microjoints (17) in Abhängigkeit von einem Bearbeitungsparameter in Form eines im Moment des Freischneidens des Werkstückteils (14) vom Restwerkstück (15) auf das Werkstückteil (14) einwirkenden Gasdrucks (p) eines aus einer Bearbeitungsdüse (18) austretenden Schneidgases (10) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine minimale Breite (Bivij.min) des Microjoints (17) bestimmt wird, bei der bei einem durch die Einwirkung des Gasdrucks (p) auf das Werkstückteil (14) bedingten Verkippen des Werkstückteils (14) relativ zum Restwerkstück (15) eine maximale Aufstehhöhe (hmax) nicht überschritten wird, mit der das Werkstückteil (14) über das Restwerkstück (15) übersteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welcher die maximale Aufstehhöhe (hmax) nicht größer ist als ein Abstand (A) zwischen der Bearbeitungsdüse (18) und dem Restwerkstück (15), wobei der Abstand (A) bevorzugt bei weniger als 2 mm, besonders bevorzugt bei weniger als 1 mm liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bearbeiten des Werkstücks (8) ein Verschieben des Restwerkstücks (15) gemeinsam mit dem Werkstückteil (14) entlang einer Werkstückauflage (5) umfasst, wobei die minimale Breite (Bivij.min) des Microjoints (17) in Abhängigkeit von mindestens einem Bearbeitungsparameter in Form einer Beschleunigung (ax, ay) des Werkstückteils (14) bei der Verschiebung entlang mindestens einer Verschieberichtung (X, Y) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem eine minimale Breite (BBj.minB) des Microjoints (17) bestimmt wird, bei der beim Verschieben des Werkstückteils (14) gemeinsam mit dem Restwerkstück (15) eine Biegespannung an dem Microjoint (17) eine maximale Biegespannung (Bges.max) nicht überschreitet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die maximale Biegespannung (Bges.max) an dem Microjoint (17) nicht größer ist als eine Steckgrenze (RPo,2) des Materials des Werkstücks (8).
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die minimale Breite (BBj.min) des Microjoints (17) sich aus der minimalen Breite (BBj.minB) des Microjoints (17), bei der die maximale Biegespannung (Bges.max) nicht überschritten wird, und aus einem Sicherheitsfaktor (ci) zusammensetzt, wobei der Sicherheitsfaktor (ci) bevorzugt von der minimalen Breite (Bßj.min.B) des Microjoints (17) abhängig ist, bei der die maximale Biegespannung (Bges.max) nicht überschritten wird.
9. Verfahren zum Bestimmen einer Ansatzposition (m) eines Microjoints (17), durch den ein Werkstückteil (14) mit einem Restwerkstück (15) beim Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks (8) verbunden bleibt, umfassend: Bestimmen einer minimalen Breite (BBj.min) des Microjoints (17) bei mehreren verschiedenen Ansatzpositionen (m) entlang einer Außenkontur (P) des Werkstückteils (14), wobei die minimale Breite (BBj.min) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmt wird, sowie Auswählen derjenigen Ansatzposition (m) entlang der Außenkontur (P) für die Bearbeitung des Werkstücks (8), für welche die kleinste minimale Breite (BBj.min) des Microjoints (17) bestimmt wurde.
10. Verfahren zum Bearbeiten eines insbesondere plattenförmigen Werkstücks (8), umfassend:
Bearbeiten des Werkstücks (8) unter Ausbildung mindestens eines Microjoints (17), durch den ein Werkstückteil (14) mit einem Restwerkstück (15) verbunden bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Microjoint (17) an einer Ansatzposition (m) entlang einer Außenkontur (P) des Werkstückteils (14) gebildet wird, die gemäß dem Verfahren nach Anspruch 9 bestimmt wurde.
11. Computerprogrammprodukt, welches zur Durchführung aller Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft.
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