JP2019516558A - 板状のワークピースを分離加工するための機械、および切り離されたワークピース部分を押し出すための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、板状のワークピース（２）を分離加工するための機械（１）であって、第１の方向（Ｘ）においてワークピース（２）を移動させるための第１の移動装置（７）と、第２の方向（Ｙ）において分離加工のための加工ヘッド（９）を移動させるための第２の移動装置（１１）と、ワークピース（２）を載置するための２つのワークピース載置面（４，５）であって、その間に第２の方向（Ｙ）に沿って延びる間隙（６）が形成されているワークピース載置面（４，５）と、を備えた機械（１）に関する。機械（１）は、押出エレメント（１８）を備えた押出装置（１７）を有しており、このとき押出エレメント（１８）は、設定された押出位置（ＡＰ）において、分離加工時にワークピース（２）から切り離されたワークピース部分（２０）を押圧するために、少なくとも第２の方向（Ｙ）において間隙内で可動である。本発明はまた、特にこのような機械（１）において切り離されたワークピース部分（２０）を押し出すための方法にも関する。

Description

本発明は、例えば金属薄板である板状のワークピースを、特にレーザビームを用いて分離加工するための機械、特にレーザ切断機であって、第１の方向においてワークピースを移動させるための第１の移動装置と、特に第１の方向に対して垂直の第２の方向において分離加工のための加工ヘッドを移動させるための第２の移動装置と、ワークピースを載置するための２つのワークピース載置面であって、その間に第２の方向に沿って延びる間隙が形成されているワークピース載置面と、を備えた機械に関する。本発明はまた、特にこのような機械において分離加工時に切り離されたワークピース部分を押し出すための方法に関する。

板状のワークピースを分離加工するためのこのような機械は、独国特許発明第１０２０１３２２６８１８号明細書（DE 102013226818 B4）に基づいて公知である。ワークピースが第１の方向（Ｘ方向）において移動させられ、かつ加工ヘッドが第２の方向（Ｙ方向）において移動させられる、ハイブリッド式の移動案内装置を備えたこのような機械では、加工ビーム（レーザビーム）による損傷を回避するために、ワークピース載置部は、加工ヘッドの走行領域において中断されている。これによってワークピース載置部には、２つのワークピース載置面もしくはワークピース載置部の間において、Ｙ方向に間隙が延びている。この間隙を通して、ワークピースを貫いて進出する加工ビームならびに発生するドロスおよび切断スラグが排出される。加工ビームは、レーザビームであってよいが、しかしながらまた、例えばプラズマアークの形態の他の形式の高エネルギビーム、またはウォータジェットの使用も可能である。

このような機械では、すべて努力は、加工ビームを貫通させるために必要な間隙を可能な限り小さく保ち、可能な限りのワークピース支持を保証できるようにすることを目指している。しかしながら、このような加工機が、Ｘ方向において加工ヘッドを移動させるための追加軸線を含んでいる場合には、間隙が、少なくともＸ方向における加工ヘッドの移動領域に相当する最低幅を有することが必要である。このような機械では、ワークピース残部（格子状残部）から切り離された、十分に小さいワークピース部分は、下方に向かって間隙を通して排出することができる。

独国特許発明第１０２０１３２２６８１８号明細書（DE 10 2013 226 818 B4）においては、間隙内に、第２の方向において互いに無関係に走行可能な少なくとも２つのサポートキャリッジを配置することが提案され、両サポートキャリッジはそれぞれ、分離加工時に切断されたワークピース部分を支持するための載置面を有している。切り離されたワークピース部分を排出させるために、サポートキャリッジの載置面またはサポートキャリッジ自体を、ワークピース載置平面の下に下降させることができる。下降させられた載置面もしくはサポートキャリッジは、載置面に載置されているワークピース部分と共に、間隙内における排出位置に走行することができる。排出位置におけるワークピース部分の排出のために、両サポートキャリッジの間における間隔を増大させることができ、これによってワークピース部分は、両サポートキャリッジの間において下方に向かって落下する。しかしながらこの方法では、切り離されたワークピース部分（部品）、およびワークピース部分がそこから切り離されたワークピース残部（格子状残部）が、傾倒するまたは引っ掛かることがある。

特開平４−２３１１９２号公報（JPH 04231192 A）に基づいて公知のレーザ加工機では、切り離されたワークピースを格子状残部から除去するために、レーザ加工ヘッドが下降させられ、これによってレーザ加工ヘッドの、ワークピースに向けられた端部が、切り離されたワークピース部分と衝突し、これによりワークピース部分を格子状残部から下方に押し出すことができる。加工ヘッドのそばに配置されている棒状の工具もまた、切り離されたワークピース部分を格子状残部から押し出すために、ワークピースに向かって下降することができる。

独国特許出願公開第３６３７２０４号明細書（DE 3637204 A1）に記載されたタレット式切断プレスは、ワークピースから部材を切り出すためのレーザステーションを有しており、このレーザステーションは、切断プレスの基本フレームに固定された押出装置と共働する。押出装置は、主として押出プレートから成っており、この押出プレートは、鉛直方向に下降可能であり、かつレーザヘッドとレーザシャフトとの間の中間室内に内方旋回可能である。押出工程は、部材を下方に向かってワークピース（残部）から押し出すために、押出プレートをワークピースに載置することによって行われる。押出し時にレーザシャフトは、下降させられるので、これにより部材を、ワークピースの平面から除去し、かつ切断プレスの作業領域から除去することができ、しかもそのためにワークピースを作業領域から移動させる必要がない。

米国特許出願公開第２０１５／００２７９９９号明細書（US 2015/0027999 A1）には、第１のヘッドを用いた熱切断と第２のヘッドを用いた機械加工とによって板状のワークピースに孔を形成する、組み合わせられた機械加工装置が記載されており、このとき複数のヘッドが、水平方向および鉛直方向においてワークピースのための載置テーブルに対して相対的に可動である。第２のヘッドは、孔における最終加工工程を実施するための切断工具を有することができ、この孔は、先行する孔切断工程において、第１のヘッドを用いた熱加工によって形成されている。孔切断工程と最終加工工程との間に、最終加工工程時に使用される切断工具を、孔内に導入することができ、これによって熱切断された材料が孔内に残っているか否かを確認することができる。

特開平８−２６７０号公報（JPH 082670 A）に記載された、格子状残部からワークピース部分を分離させるための分離装置では、複数の押圧エレメントが、切り離されたワークピース部分の表面を押圧する。ワークピース部分は、格子状残部からワークピース部分を分離するために下降させられ、このとき水平な方向付けを維持するために、押出エレメントは下降時にワークピース部分に押し付けられている。

発明の課題
本発明の課題は、ワークピース部分の排出時における改善されたプロセス確実性を有する、板状のワークピースを分離加工するための機械、特にレーザ加工機を提供することである。

発明の対象
この課題を解決するために、冒頭に述べた形式の機械において、さらに、押出エレメントを備えた押出装置が設けられており、このとき押出エレメントが、設定された押出位置において、分離加工時にワークピースから切り離されたワークピース部分を押圧するために、少なくとも第２の方向において間隙内で可動である、機械によって解決される。押出位置は、傾倒のおそれが可能な限り小さいように選択されることが望ましい。

格子状残部からの、間隙を通して排出される小さなワークピース部分の取出しを、よりプロセス確実に行うために、押出装置を使用することが提案され、この押出装置は、押出エレメントを有していて、この押出エレメントは、間隙内における設定された押出位置において、切り離されたワークピース部分の表面を押圧し、これによってワークピース部分を、ワークピース載置面によって形成されるワークピース載置平面から下方に向かって押し出すことができる。このようにして押出装置は、摩擦力に基づくワークピース部分の傾斜を阻止し、かつこれに関連した、格子状残部におけるワークピース部分の傾倒のおそれを、つまりワークピース（金属薄板）の厚さの増大に連れて強く増大する、傾倒のおそれを阻止する。機械は、ワークピースを機械式に分離するための機械であってよく、例えば打抜き機または打抜き・レーザ組合せ機であってよい。機械は、高エネルギビームを用いた、特に加工ヘッドによってワークピースに方向付けられるレーザビームを用いた分離加工のために形成されていてよい。レーザビームの代わりに、高エネルギビームは、例えばプラズマアークであってもよい。

ワークピース載置面というのは、本出願では、板状のワークピースを面で支持するのに適したワークピース載置部のことを意味している。このようなワークピース載置面は、連続した面を形成している必要はなく、むしろ、ワークピースは複数の（少なくとも３つ、通常はそれよりも多くの）箇所において載置エレメントによって（場合によっては単に点で）支持されるだけで、ワークピースを載置平面において支持するのに十分である。ワークピース載置面は、この場合載置エレメントの表面によって形成される。不動に位置していて間に間隙が形成されているワークピース載置面は、例えばブラシテーブルまたはボールテーブルの形態で形成されていてよい。この場合加工すべきワークピースは、加工中に、テーブル面上にもしくはテーブル面内に配置された多数の載置エレメントによって支持され、これらの載置エレメントは、ブラシまたは（回転可能な）ボールとして形成されていて、一緒になってワークピース載置面を形成する。択一的に回転可能なローラが、ワークピース載置面を形成するための載置エレメントとして設けられていてもよい。さらに、ワークピース載置面を、循環する載置ベルトとして形成することも可能である。

押出装置の押出エレメントは、典型的には、比較的小さな圧着面を有しており、この圧着面によって押出エレメントは、切り離されたワークピース部分に圧着し、このとき押出位置において、押出エレメントの面積重心、もしくは圧着面の中心が位置決めされる。押出位置を間隙内おいて事実上任意に設定できるようにするために、押出エレメントは、場合によっては押出装置と一緒に、好ましくは第１の方向（Ｘ）および第２の方向（Ｙ）において間隙内で可動である。

特に好適な実施形態では、機械は、間隙内で第１の方向（Ｘ）において加工ヘッドを移動させるための第３の移動装置を有しており、かつ押出装置は、間隙内における加工ヘッドの移動のために働く第２の移動装置および第３の移動装置を用いて間隙内で（制御されて）可動である。このように構成されていると、押出エレメントを、間隙内における設定された押出位置に位置決めすることができ、しかもそのためにワークピースを移動させる必要はない。

押出装置は、加工ヘッドに固定されていてよく、例えば加工ヘッドの側部に取り付けられていてよい。このように構成されていると、加工ヘッドの移動によって、押出装置を、間隙内で第１の方向および第２の方向において位置決めすることができる。したがって押出装置は、典型的には、場合によってはＹ方向において間隙の延在長さを越えて延びる、加工ヘッドの移動領域において自由に位置決め可能である。これにより押出装置、ひいては押出エレメントは、間隙に沿って（Ｙ方向において）全作業領域にわたって、かつ間隙に対して横方向において（Ｘ方向において）、第３の移動装置によって形成された追加軸線の移動領域において位置決め可能であり、この移動領域は、例えば約＋−５０ｍｍであってよい。

別の実施形態では、押出装置は、押出エレメントを、押出エレメントが加工ヘッドの、ワークピースに向けられた端部を越えて突出していない、引き戻された第１の位置と、押出エレメントが加工ヘッドの、ワークピースに向けられた端部を越えて突出している、進出させられた第２の位置との間において移動させるように形成されている。進入させられた第１の位置において、押出エレメントは、ワークピースの表面と接触することなしに、分離プロセス中に加工ヘッドと一緒に移動することができる。進出させられた第２の位置において、押出エレメントは、加工ヘッドの、ワークピースに向けられた端部を越えて、例えばそこに取り付けられた加工ノズルのノズル縁部を越えて、下方に向かって突出しており、これによって切り離されたワークピース部分の押出しを可能にすることができる。

通常、機械は追加的に、第１の方向および第２の方向に対して垂直に方向付けられた第３の方向、つまり重力方向において加工ヘッドを移動させるために第４の移動装置を含んでいる。第３の方向における加工ヘッドの移動は、第３の方向におけるワークピースと加工ヘッドとの間における間隔を調節するために役立つ。押出装置が加工ヘッドに固定されている場合には、押出装置は、加工ヘッドと一緒に第３の方向において移動することができ、かつこれによって高さ方向において走行可能である。

本出願において、それぞれの移動装置によって所属の方向において可能になる移動というのは、二方向の移動（往復動）を、すなわち正の方向および負の方向における移動を意味している。例えば第１の移動装置および第３の移動装置は、第１の方向（Ｘ方向）においてワークピースもしくは加工ヘッドを二方向に移動させるように、つまりワークピースもしくは加工ヘッドを正のＸ方向および負のＸ方向において移動させるように形成されている。相応に第２の移動装置は、特に第１の方向に対して垂直な第２の方向（Ｙ方向）において加工ヘッドを二方向に移動させるように、つまり加工ヘッドを正のＹ方向および負のＹ方向において移動させるように形成されている。同じことは、加工ヘッドを第３の方向（Ｚ方向）においてもしくは重力方向において二方向に移動させるように形成された第４の移動装置に対しても言える。

別の実施形態では、押出エレメントは、第２の位置において停止可能（zustellbar）であるかまたはばね弾性に支持されている。基本的には、押出エレメントをワークピースに圧着させるためには２つの可能性が存在する。押出エレメントは、第２の位置において停止可能もしくはロック可能であり、これによって押出エレメントは、ワークピースへの圧着時に第２の位置から押し出されないか、または押出エレメントは、ばね弾性に支持されており、これによって押出エレメントは、ワークピース部分への圧着時に、ばね力の作用に抗して第２の位置から引き戻された第１の位置の方向に移動させられる。

押出装置は、押出シリンダとして形成されていてよく、この押出シリンダのピストンロッドは押出エレメントを形成している。この場合ピストンロッドは、例えばモータ式にまたは空気力式に２つの位置の間において移動することができ、この両位置は、典型的には、ピストンロッドの移動の両終端位置である。ピストンロッドとして形成された押出エレメントは、進出させられた第２の位置において、ワークピースもしくはその表面に圧着する。ピストンロッドがモータ式に駆動される場合には、ピストンロッドは通常、剛性に支持されており、つまりピストンロッドは、ワークピースへの圧着時に第２の位置に留まる。択一的にピストンロッドは、ワークピースへの圧着時に、ばね力の作用に抗して変位されてもよい。

好ましくは、押出シリンダは空気力式に作動させられる。この場合典型的には、ピストンロッドの移動のために使用されるガス、例えば圧縮空気の可縮性によって、（空気力式の）ばね弾性が生ぜしめられ、つまりピストンロッドは、進出させられた第２の位置において、ワークピースへの載置後に押し込まれ、これによってピストンロッドは、完全に進出させられた第２の位置から離脱するが、それでもなお切り離されたワークピース部分に対して力を加える。

１つの実施形態では、機械は、間隙内で第２の方向において走行可能な少なくとも１つのサポートキャリッジを含んでおり、該サポートキャリッジは、分離加工時に切断されたワークピース部分を支持するための載置面を有しており、このときサポートキャリッジ、および／または該サポートキャリッジに対して相対的に載置面は、（第３の方向において）ワークピース載置面によって形成されたワークピース載置平面の下に下降可能である。参照によって本出願に含まれる、冒頭に述べた独国特許第１０２０１３２２６８１８号明細書に記載されているように、載置面もしくは１つまたは複数のサポートキャリッジの制御された下降によって、載置面と一緒に、１つもしくは複数の載置面に載置されたワークピース部分は、理想的に、傾倒なしにワークピース残部から解離されることができる。

この実施形態では、フレキシブルに位置決め可能な押出エレメントによって、サポートキャリッジの、より正確に言えば、サポートキャリッジの載置面の硬質かつ剛性の構造との関連において、載置面もしくはサポートキャリッジが下方に向かって移動させられる押出工程時に、上からの押出エレメントの予荷重もしくは圧力によって、切り離されたワークピース部分を、載置面に圧着させ、かつ水平な位置において固定することを達成することができる。この固定は、全下降工程中に維持され、このことは、ワークピース部分が傾倒することまたはワークピース残部に引っ掛かることなしに、切り離されたワークピース部分の周囲において発生する摩擦力を克服することを可能にする。

このためにサポートキャリッジの載置面は、剛性の載置部を形成する（部分）領域を有しており、かつサポートキャリッジと押出エレメントとは、互いに相対的に、押出位置が、サポートキャリッジの、剛性の載置部を備えた領域において配置可能であるように位置決め可能である。載置面の、剛性の載置部を形成する領域は、例えば耐圧性の材料、例えば銅製の剛性もしくは硬質の表面を有することができ、このような表面は、押出エレメントの作用に抗する対応受けを形成する。もちろん、サポートキャリッジの載置面は、剛性の（部分）領域に加えて、別の部分領域を有することができ（しかしながら必須ではない）、この別の部分領域は、弾性の載置部、もしくは力の付勢時に変形可能な載置部を形成しており、このような載置部は、例えば、載置されたワークピースもしくはワークピース部分を擦痕なしに支持するブラシ載置部として形成されている。択一的に、載置面は単に、剛性の載置部を形成する領域だけから成っていてよい。

押出エレメントが第２の位置においてロックされている場合、押出エレメントは、切り離されたワークピース部分の表面に載置され、ワークピース部分に圧着され、これによって切り離されたワークピース部分は、押出エレメントと、剛性の載置部を形成する載置面の領域との間に、ねじ式クランプ（Schraubzwinge）の形式で緊締される。押出エレメントが第２の位置においてばね弾性に支持されている場合、押出エレメントは同様に、切り離されたワークピース部分の表面に載置され、かつばね力の作用に抗して第２の位置から第１の位置に向かって移動させられ、この移動は、押出エレメントと、載置面の剛性の載置部を形成する領域との間において十分な機械式の緊張が存在しているまで続き、これによってワークピース部分は、この場合においてもサポートキャリッジの載置面の表面に緊締される。次いでサポートキャリッジは、圧力もしくは予荷重を維持しながら下降させられる。これによってワークピース部分の固定を、全下降移動中に維持することができる。択一的にまた、押出装置を、ある程度の距離だけ同様に（好ましくは同期させて）下降させることも可能であり、これによって予荷重は維持される。

別の実施形態では、剛性の載置部を形成する領域の、第１の方向における延在長さが、加工ヘッドの、第１の方向における移動領域の延在長さに相当している。このように構成されていると、押出エレメントを、それぞれの任意の押出位置において常に、載置面の、剛性の載置部を形成する領域の上に配置できることが保証される。もちろん、ワークピース部分が押出し時に両サポートキャリッジの載置面に載置されていて、かつ両載置面によって支持される限りは、押出位置を、場合によっては、つまり十分な撓み剛性のワークピース部分では、２つのサポートキャリッジの間に選択することも可能である。

別の実施形態では、機械は、間隙内において走行可能な２つのサポートキャリッジを有しており、該サポートキャリッジの載置面は、互いに向かい合っている縁部に、剛性の載置部を形成するそれぞれ１つの領域を有している。これによって、両サポートキャリッジの間に位置している押出位置を選択することが可能である。それというのはこの場合、互いに向かい合っている縁部に形成された両（部分）領域が、押出エレメントのための対応受けを形成するからである。これにより押出位置の選択時におけるフレキシビリティが高められ、かつ比較的大きなワークピース部分の押出しが可能になる。

別の実施形態では、載置面の縁部は、第１の方向および第２の方向に対して角度を成して方向付けられている。板状のワークピースを切断加工するための機械、例えばレーザ平台機において製造されるワークピース部分の大部分が、ほぼ方形の外寸と、方形または正方形の板状のワークピースのそれぞれの外縁に対して０°または９０°の角度を成した内輪郭の大凡の方向付けと、を有していることが判明している。載置面の両縁部が、第１の方向もしくは第２の方向に対して（９０°とは異なる）角度を成して方向付けられている場合には、このことは、例えば長い舌片状の部分を第１の方向に有しているワークピース部分の比較的良好な支持を可能にする。両サポートキャリッジの載置面の、互いに向かい合っている縁部は、例えば第１の方向に対して２０°〜４０°の角度を成して延びていてよい。角度を成して方向付けられた縁部に接続する剛性の領域は、条片形状に形成されていてよい。条片形状の領域の外輪郭は、縁部を形成する部分を除くと、特に第１の方向もしくは第２の方向に対して平行に延びていてよい。

別の実施形態では、押出装置は、押出エレメントによる進出させられた第２の位置の到達を検出するための、かつ／または切り離されたワークピース部分の表面との押出エレメントの接触を検出するための少なくとも１つのセンサを有している。このように構成されていると、押出エレメントもしくは押出装置をワークピース部分が実際に排出されたか否かを監視するためのセンサとして、好適に追加的に使用することができる。そのために、第２の位置において停止させられた押出エレメントにおいて、押出エレメントと切り離されたワークピース部分の表面との間における接触の遮断を検出することができる。択一的に、第２の位置においてばね弾性に支持された押出エレメントでは、以下においてさらに詳しく記載するように、そのために第２の位置への到達または第２の位置からの離脱を検出することができる。

別の実施形態では、機械は、追加的に制御装置を含んでいて、該制御装置は、切り離されたワークピース部分の幾何学形状、特に外輪郭に関連して押出位置を設定するように形成もしくはプログラミングされている。押出し工程時には、押出エレメントの押出位置を適切に選択することが重要である。押し出すべきワークピース部分における押出エレメントの最良の押出位置の選択のために、ワークピース部分の周囲もしくはワークピース部分の外輪郭における摩擦が、決定的な判断基準である。結果として、潜在的な問題箇所の近傍においてワークピース部分を押圧することが合目的的である。それというのは、このようにすると、短縮されたてこ腕によって、押出エレメントの力作用が改善されるからである。

さらに上において記載したサポートキャリッジが設けられている限り、制御装置は、間隙におけるサポートキャリッジの制御された走行のためにも働く。サポートキャリッジの位置決めは、第２の方向（Ｙ方向）における加工ヘッドの移動と同期して行うことができる。しかしながらまたサポートキャリッジの移動は、Ｙ方向における加工ヘッドの移動とは無関係に行うことも可能である。このようにすると、サポートキャリッジを、これらのサポートキャリッジが例えば大きなワークピース部分の切断時に不要な場合に、加工ビームが位置決めされている加工位置から間隔をおいて配置することができ、かつ例えば加工ヘッドの移動領域の外における停止位置にもたらすことができる。サポートキャリッジが、傾倒するおそれのあるワークピース部分を支持するために必要な場合には、サポートキャリッジを、互いに隣り合わせで加工位置に隣接させて配置することが可能である。

別の実施形態では、切り離されたワークピース部分の外輪郭によって取り囲まれた面の面積重心または質量重心が、切り離されたワークピース部分の線重心、より正確に言えば切り離されたワークピース部分の外輪郭の線重心とは異なっている、切り離されたワークピース部分において、切り離されたワークピース部分の面積重心または質量重心から、切り離されたワークピース部分の線重心の方向にずらされた押出位置を設定するように形成されている。通常、一定の厚さを有していて、内輪郭（孔もしくは開口）を有していない金属材料から形成されている板状のワークピースでは、切り離されたワークピース部分の外輪郭によって取り囲まれた面の面積重心は、ワークピース部分の質量重心に相当している。内輪郭もしくは孔を有している、切り離されたワークピース部分では、外輪郭によって取り囲まれた面の面積重心は、典型的には質量重心とは異なっている。それというのは、外輪郭によって取り囲まれた面は、切り離されたワークピース部分の内輪郭もしくは孔によって形成された面をも含むからである。外輪郭によって取り囲まれた面の面積重心もしくは一般的に面積重心というのは、本出願では、その計算時に場合によっては存在しているワークピース部分の内輪郭が考慮されない面積重心、つまりあたかも内輪郭が存在していないかのように面積重心が計算される面積重心を意味している。それというのは、内輪郭は、ワークピース部分の外輪郭がワークピース残部に引っ掛かるか否かという問題に対して、通常何の意味もないからである。

線重心は、単純な外輪郭を備えたワークピース部分では、質量重心と合致することができるが、複雑かつ非対称のワークピース部分では、線重心の位置は、典型的には、臨界的な複雑な部分輪郭に向かってシフトする。さらに上において記載したように、潜在的な問題箇所の近傍においてワークピース部分を押圧することが合目的的である。それというのは、このようにすると、力作用もしくはてこ腕が改善されるからである。相応に押出エレメントは、複雑な部分領域を有する外輪郭を備えたワークピース部分では、好ましくは、ワークピース部分の質量重心よりも複雑な部分領域のより近くに位置している押出位置において、ワークピース部分に作用する。したがって典型的には、押出位置は、内輪郭の考慮なしに計算された面積重心または質量重心と外輪郭との間における、ワークピース部分の部分領域において選択され、この部分領域には、線重心も位置している。臨界的な部分領域が、ワークピース部分の外輪郭の種々異なった箇所に存在している場合には、線重心は、最も適切な押出位置のための妥協策である。

押出位置は、そこに押出エレメントを圧着させることができるワークピース材料が存在している限りは、ワークピース部分の線重心と合致していてよい。そうではない場合には、押出位置を、実際にワークピース材料が位置している最も近い位置にずらすことができる。切り離されたワークピース部分の線重心、質量重心および面積重心は、制御装置において確定もしくは計算することができるが、しかしながら線重心、質量重心もしくは面積重心に関するデータを、ワークピース部分の輪郭データと一緒に外部から制御装置に提供することも可能であり、このようにすると、機械自体におけるこのような計算を省くことができる。

別の実施形態では、制御装置は、押出エレメントおよびサポートキャリッジを、切り離されたワークピース部分を押し出すために互いに相対的に、両サポートキャリッジのうちの１つのサポートキャリッジの載置面が、より正確に言えば載置面の、剛性の載置部を形成する少なくとも１つの領域が、押出位置に配置されているか、または設定された押出位置が、両サポートキャリッジの間、特にサポートキャリッジの、剛性の載置部を形成する領域の間に位置するように位置決めするように形成されている。

もちろん、第２の場合にはワークピース部分は、両サポートキャリッジの載置面によって支持される。この場合には、ワークピース部分は典型的には撓み剛性である。特に押出位置が両サポートキャリッジの間に選択される場合には、ワークピース部分への押出エレメントの圧着時にワークピース部分の傾倒が生じないということを注意すべきである。

したがって押出位置は、好ましくは、ワークピースの、載置面に載置されている外輪郭によって形成された載置多角形の内部に位置する点において選択される。このようにすると、押出位置は、載置面に、もしくは載置面の硬質もしくは剛性の領域に載置されている、ワークピース部分の部分面の凸包内に位置し、かつ押出し時におけるワークピース部分の傾倒が回避される。特に、内部に位置する多くのまたは大きな開口を備えた複雑なワークピース部分では、場合によってはサポートキャリッジの間隔を最適化することが必要であり、これによってサポートキャリッジもしくは硬質の領域に載置されているワークピース部分面の凸包を変化させることができ、かつ凸包内における適宜な押出位置を見つけることができる。このときワークピース部分の凸包は、数学において一般的であるように、通常のように定義されている。

本発明の別の態様は、特に、さらに上において記載した機械において実施することができる、ワークピース（残部）から切り離されたワークピース部分を押し出すための方法に関し、この方法は、押出エレメントを設定された押出位置に移動させるステップと、設定された押出位置において切り離されたワークピース部分に押出エレメントを押圧するステップと、を含んでおり、このとき切り離されたワークピース部分の外輪郭によって取り囲まれた面の面積重心、または切り離されたワークピース部分の質量重心が、切り離されたワークピース部分の線重心もしくは外輪郭の線重心から異なっている、切り離されたワークピース部分において、切り離されたワークピース部分のこの質量重心または面積重心から、切り離されたワークピース部分の線重心の方向にずらされた、または該線重心と合致する押出位置を設定する。

この方法では、つまり押出位置は、切り離されたワークピース部分の幾何学形状、特に外輪郭に関連して設定される。さらに上において記載したように、最適な押出位置は、通常、潜在的な問題箇所の近傍もしくは外輪郭の最も複雑な箇所の近傍に位置していることが好適である。したがって押出位置は、内輪郭の考慮なしに計算された、面積重心または質量重心と、線重心が位置している外輪郭との間における、ワークピース部分の部分領域において選択される。特に、線重心の箇所にワークピース材料が存在しておらず、開口が位置している場合には、線重心とは異なる押出位置が設定される。

別の変化形態では、排出位置を、ワークピース部分の、載置面に、特に該載置面の、剛性の載置部を形成する領域に載置されている部分面の凸包内において設定し、このとき載置面は下降可能であり、かつワークピース部分を押出エレメントの作用に抗して支持する。さらに上において記載したように、押出位置が、ワークピース部分の載置面の、もしくは載置面の硬質もしくは剛性の領域に載置されている部分面の凸包内に位置している場合には、押出し時におけるワークピース部分の傾倒を回避することができる。

さらに上において記載したように、押出エレメントは剛性にまたはばね弾性に支持されていることができ、このとき第２の場合には、ワークピース部分を押出し時にサポートエレメント（例えばサポートキャリッジ）に対して固定するために、ワークピース部分が下から、例えばサポートキャリッジによって支持されている場合には、予荷重を形成することができる。

同様にさらに上において記載したように、ワークピース部分が一方のサポートキャリッジまたは両サポートキャリッジを用いて下降させられる場合には、押出エレメントもしくは押出装置を、ワークピース部分の正確な排出を監視するためのセンサとしても使用することができる。このとき基本的には、サポートキャリッジもしくはサポートキャリッジの載置面を、押出エレメントが進出させられるよりも大きな距離だけ下降させることができるか否か、または押出エレメントが下降することができる距離が、少なくとも、サポートキャリッジもしくはサポートキャリッジの載置面を下降させることができる距離に相当しているか否かに関連して、２つの変化形態が可能である。

第１の場合には、押出し中に、押出エレメントと１つまたは複数のサポートキャリッジの載置面との間における、ワークピース部分のクランプは、ワークピース載置平面に対して相対的な押出エレメントの下側の終端位置が得られるまで長く維持されている。ワークピース部分が格子状残部から正確に押し出された場合には、サポートキャリッジのさらなる下降時に、押出エレメントはその下側の終端位置に留まらねばならない。そうではない場合には、格子状残部は、不動に懸吊するワークピース部分と一緒にサポートキャリッジのさらなる下降時に弾発的に戻り、かつ押出しエレメントは、それがばね弾性に支持されている限り、その下側の終端位置から離脱し、このことは、エラーを含む押出プロセスを示す。択一的に、剛性に支持された、もしくは第２の位置においてロックされた押出しエレメントでは、圧力センサが、押出しエレメントとワークピース部分との間における接触を検出することができ、この圧力センサは、正確な押出プロセス時に、押出エレメントの下側の終端位置を越えてサポートキャリッジがさらに下降することを遮断する必要がある。

押出エレメントの進出長さと、ワークピース載置平面の下へのサポートキャリッジの下降長さとが互いに対応している場合には、排出工程は好ましくは、押出エレメントがサポートキャリッジの下側の終端位置への到達後に加工ヘッドの移動軸線を用いて設定された距離だけ上方に向かって移動させられるように、行うことができる。このとき押出エレメントは、その完全に進出させられた第２の位置に達していなくてはならない（ばね弾性の押出エレメントの場合）か、または（圧力）センサが、押出エレメントとワークピースの表面との接触の遮断を検出しなくてはならない（剛性に支持された押出エレメントの場合）。

第２の位置においてばね弾性に支持されている押出エレメントでは、ワークピース部分が正確に押し出されたか否かを監視するために、上において記載した第２の変化形態では完全に進出させられた第２の位置への到達を、かつ上において記載した第１の変化形態では進出させられた第２の位置からの離脱を検出することができる。さらに上において記載したように、サポートキャリッジの下降長さが押出エレメントの進出長さよりも大きい第１の変化形態では、押出エレメントの下側の終端位置への到達後における第２の位置の離脱は、正確でない押出しを示す。下降長さが進出長さに相当する第２の変化形態では、加工ヘッドの移動軸線を用いた下側の終端位置から上方に向かっての押出エレメントの、上に記載した移動時に、第２の位置が到達されるか否かを検査することができる。そうではない場合には、このことは、同様に正確ではない押出しを示す。

疑わしい場合には、例えばピストンロッドとして形成された、第２の位置にある押出エレメントを、ワークピースにおけるワークピース部分によって、格子状残部に残された孔内に移動させることができる。ばね弾性に支持された押出エレメントでは、この移動中に押出エレメントの第２の位置が離脱されると、このことは、この箇所になお材料が位置していて、かつワークピース部分が格子状残部から完全に除去されていないことを示す。

別の変化形態では、方法は、ワークピース載置面によって形成されたワークピース載置平面の下へ、少なくとも１つのサポートキャリッジの載置面および／またはサポートキャリッジ自体を下降させるステップを含んでおり、このとき切り離されたワークピース部分を下降時に少なくとも１つのサポートキャリッジの載置面において水平な位置において固定するため、および引っ掛かりまたは傾倒を阻止するために、下降中に押出エレメントは、設定された押出位置において切り離されたワークピース部分を押圧する。

本発明のさらなる利点は、記載および図面に開示されている。同様に、既に述べられた特徴およびさらに後で述べる特徴は、それぞれ単独でまたは複数をまとめて任意の組合せにおいて使用することができる。図示および記載の実施形態は、最終的なリストであると理解すべきではなく、むしろ本発明を記述するための例示的な特性を有している。

不動に位置している２つのワークピース載置面を備えていて、両ワークピース載置面の間にＹ方向に延びている間隙が形成されていて、この間隙において、２つのサポートキャリッジと押出装置を備えた１つの加工ヘッドとが可動である、レーザ加工のための機械を示す図である。 図２ａ〜ｄは、図１の両サポートキャリッジを示す図であって、両サポートキャリッジの、互いに向かい合っている縁部が、Ｘ方向に対して角度を成して方向付けられており、このとき両サポートキャリッジが、互いに向かい合っている縁部にそれぞれ、剛性の載置部を形成する領域を有している、もしくは両サポートキャリッジにおいて、剛性の載置部を形成する領域が、全載置面を形成している、両サポートキャリッジを示す図である。 図３ａ〜ｆは、格子状残部から切り離されたワークピース部分を、押出装置の押出エレメントを用いて押し出すための方法の複数のステップを示す図である。 切り離されたワークピース部分と、このワークピース部分の面積重心、質量重心、および押出位置に合致している線重心とを示す図である。

図面の以下の記載において同一もしくは機能が同一の部材に対しては、同じ参照符号が使用される。

図１には、レーザビーム３の形態の加工ビームを用いて破線で示された板状のワークピース２をレーザ加工するため、より正確に言えばレーザ切断するための機械１の例示的な構造が示されている。ワークピース２を切断加工するために、レーザビーム３の代わりに、他の形式の熱加工ビーム、例えばプラズマトーチまたはウォータジェットを使用することも可能である。択一的に機械１は、例えば打抜き機としてまたは打抜き・レーザ組合せ機として、ワークピース２を機械式に分離するために形成されていてもよい。

ワークピース２は、不動に位置している２つのワークピース載置面４，５に載置されており、両ワークピース載置面４，５は、図示の実施形態では２つのワークピーステーブルの表面を形成していて、かつワークピース２を載置するためのワークピース載置平面Ｅ（ＸＹＺ座標系のＸ−Ｙ平面）を確定している。ワークピース載置面４，５は、テーブル面によって、またはピン形状の載置エレメント（ピン）、載置ベルト、ブラシ、ローラ、ボール、エアクッションまたはこれに類したものによって形成することができる。

駆動装置と、ワークピース２を固定するための緊締ジョーとして形成されたクランプ装置８とを有している、汎用の移動兼保持装置７を用いて、ワークピース２をワークピース載置面４，５において、第１の方向Ｘ（以下において：Ｘ方向）において制御してシフトさせること、および設定されたワークピース位置Ｘ_Ｗへと移動させることができる。Ｘ方向におけるワークピース２の移動を容易にするために、図１に示されたワークピーステーブルには、本来のワークピース載置面４，５であるブラシ、ボールまたは滑動ローラが取り付けられていてよい。択一的に例えば、Ｘ方向におけるワークピース２の移動のためまたは移動の促進のために、ワークピース載置面４，５自体を移動装置として、例えば独国特許出願公開第１０２０１１０５１１７０号明細書（DE 102011051170 A1）に記載されているような（循環する）コンベヤベルトの形態で、または特開平６−１７０４６９号公報（JP 06170469）に記載されているようなワークピース載置部の形態で構成することも可能である。

位置固定の両ワークピース載置面４，５の間には、間隙６が形成されており、この間隙６は、側部において位置固定のワークピース載置面４，５によって画定される。間隙６は、第２の方向（以下において：Ｙ方向）において両ワークピース載置面４，５の全幅にわたって延びている。レーザビーム３をワークピース２に向かって方向付けかつ集光させるレーザ切断ヘッド９が、位置固定の門形フレーム１０に沿って案内されている、移動装置として働く駆動されるキャリッジ１１を用いて、Ｙ方向に制御されて走行可能である。レーザ切断ヘッド９は、図示の実施形態では、追加的にＸ方向においても走行可能であり、かつキャリッジ１１に取り付けられた、例えばリニア駆動装置として形成された追加的な移動装置１２を用いて、Ｘ方向において制御されて走行することができる。

相互に合わせて構成された移動装置１１，１２を用いて、レーザ切断ヘッド９は、Ｘ方向においてもＹ方向においても、間隙６の内部における所望の切断ヘッド位置Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓに位置決めすることができる。追加的にレーザ切断ヘッド９は、図示の実施形態では、第２の移動装置１１に基づく第３の移動装置１３を用いて、第３の運動方向Ｚ（重力方向、以下において：Ｚ方向）に沿って移動することができ、これによってレーザ切断ヘッド９の加工ノズル９ａとワークピース２の表面との間における間隔を調節すること、もしくはレーザ切断ヘッド９をワークピース載置平面Ｅに対してＺ方向における所望の切断ヘッド位置Ｚ_Ｓに位置決めすることができる。

図１に示された間隙６には、ワークピース２を追加的に支持するため、および分離加工時に切断されたワークピース部分２０を支持するために、２つのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂが配置されており、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂは、図２に平面図で示されている。両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂは、それぞれ間隙６の全幅ｂにわたって延びていて、かつ間隙６においてＹ方向に制御されてかつ互いに無関係に走行可能である。位置固定のワークピース載置面４，５の側縁４ａ，５ａの間におけるサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの制御された移動は、例えばスピンドル駆動装置を用いて行うことができ、このときスピンドルナットは、それぞれのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂに取り付けられていて、かつスピンドルおよび駆動モータは、位置固定の両ワークピース載置面４，５のうちの一方に取り付けられている。もちろん、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの制御された移動を、他の形式で実現することも可能である。

サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂは、間隙６においてそれぞれ所望の位置Ｙ_ＵＡ，Ｙ_ＵＢに第２の方向Ｙに沿って移動することができ、これによってそこでワークピース２およびワークピース２から切り離されたもしくは加工時に切断されたワークピース部分２０を、それぞれのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂに取り付けられた載置面１５ａ，１５ｂを用いて支持することができる。それぞれのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂは、図示の場合には、Ｚ方向においてワークピース載置面４，５と面一に終わっており、つまりサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂは、ワークピース２のための載置平面Ｅに位置している。

サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの移動は、同期的に行うことができ、つまり第２の方向Ｙにおける第１のサポートキャリッジ１４ａの位置Ｙ_ＵＡと第２のサポートキャリッジ１４ｂの位置Ｙ_ＵＢとの間の間隔は、移動中に一定である。第１のサポートキャリッジ１４ａの移動は、第２のサポートキャリッジ１４ｂの移動と無関係に行うこともでき、つまり第１のサポートキャリッジ１４ａの位置Ｙ_ＵＡと第２のサポートキャリッジ１４ｂの位置Ｙ_ＵＢとの間の間隔は、第２の方向Ｙに沿った移動中に変化する。

図１に示された実施形態では、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂの、Ｘ方向において延びる互いに反対側の側縁には、両ワークピース載置面４，５の間における間隙６を覆うためのそれぞれ１つのカバーエレメント２４ａ，２４ｂが取り付けられている。カバーエレメント２４ａ，２４ｂは、間隙６の全幅ｂにわたって延びていて、Ｙ方向におけるサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの移動時に一緒に移動させられ、かつ図示の実施形態ではスライディングシャッタ形状に形成されている。カバーエレメント２４ａ，２４ｂは、他の形式で、例えばテレスコープ形状に、鱗形状に、巻上げ式ベルト等として形成されていてもよい。カバーエレメント２４ａ，２４ｂの上側は、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂもしくはワークピース載置面４，５の高さに位置している。カバーエレメント２４ａ，２４ｂは、ワークピース（残部）２の、間隙６内に進入する撓み剛性を有しない部分領域を載置するために役立ち、このような部分領域は、このような載置が行われないとサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂと衝突するおそれがある。

切断加工を制御するために、機械１は制御装置１６を有しており、この制御装置１６は、ワークピース２、レーザ切断ヘッド９およびサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの移動を調整するために働き、これによって所望のワークピース位置Ｘ_Ｗ、所望の切断ヘッド位置Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ，Ｚ_Ｓ、およびサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの所望の位置Ｙ_ＵＡ，Ｙ_ＵＢを調節すること、設定された切断輪郭２１の切断を可能にすること、およびワークピース２を十分に支持することができる。制御装置１６は、図示の実施形態では、レーザ切断ヘッド９の側部に固定された押出装置１７を制御するためにも働き、押出装置１７は、押出シリンダの形態で形成されており、この押出シリンダのピストンロッドは、以下において図２ａ，ｂおよび図３ａ〜ｆを参照しながら記載するように、切り離されたワークピース部分を押し出すための押出エレメント１８として作用する。

図２ａ〜ｄには、Ｙ方向に延びる間隙６が位置固定の両ワークピース載置面４，５と共に示されており、両ワークピース載置面４，５の互いに向かい合っている側縁４ａ，５ａは、Ｙ方向に対して平行に方向付けられている。図２ａ，ｂに示された実施形態では互いに平行にかつＸ方向に対して直角に延びている、切断輪郭もしくは外輪郭２１に沿ったワークピース部分２０の切離し時に、ワークピース部分２０を切離し位置ＦＰにおいてワークピース残部から完全に切り離し、両サポートキャリッジのうちの一方のサポートキャリッジ１４ｂの載置面１５ｂにおいてだけ載置させることができ、これによってワークピース部分２０は、図２ａにおいて斜線で示された部分領域だけにおいて、第２のサポートキャリッジ１４ｂの載置面１５ｂによって支持される。もちろん、類似の状況は、図２ａ，ｂに示された２つのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの代わりにただ１つのサポートキャリッジが、例えば単に第２のサポートキャリッジ１４ｂだけが間隙６に配置されている場合にも発生することがある。

ワークピース２から切り離されたワークピース部分２０の大部分は、通常ほぼ直角の外寸と、存在する場合には、ワークピース２の外縁に対して０°または９０°の角度を成して方向付けられた内輪郭を有している。Ｘ方向またはＹ方向に延びる長い舌形状の部分領域を有するワークピース部分２０を比較的良好に支持するために、図２ａ〜ｄに示された実施形態では、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂの、互いに向かい合っていて平行に方向付けられている両側縁１９ａ，１９ｂは、斜めに、つまりＸ方向に対して角度α_Ｘを成して方向付けられている。図２ｂにおいて認識できるように、縁部１９ａ，１９ｂのこのような斜めの方向付けは、方形の幾何学形状を有しているワークピース部分２０においても有利なことがある。それというのはこのワークピース部分２０は、図２ｂにおいて斜線で示されている部分面２７ａ，２７ｂによって示唆されているように、縁部１９ａ，１９ｂの斜めの方向付けによって両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂに載置されるからである。この場合押出位置ＡＰは、図２ｂに示されているように、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの間において選択することができる。載置面１５ａ，１５ｂの両縁部１９ａ，１９ｂがＸ方向との間に成している角度α_Ｘは、約２０°〜４０°、好ましくは２５°〜３５°、理想的には約３０°である。

図２ａ，ｂには、Ｘ方向におけるレーザ切断ヘッド９の移動領域２２が、つまりレーザビーム３がＸ方向におけるレーザ切断ヘッド９の走行によって位置決めされ得る切断ヘッド位置Ｘ_Ｓが、示されている。図２ａ，ｂにおいて同様に認識できるように、間隙６の幅ｂは、Ｘ方向におけるレーザ切断ヘッド９の移動領域２２の長さの２倍よりも大きい。しかしながらもちろん、Ｘ方向における移動領域２２は、さらに大きな長さを有することも可能である。

図２ａ，ｂには、載置面１５ａ，１５ｂの２つの領域２３ａ，２３ｂが示されており、両領域２３ａ，２３ｂは、縁部１９ａ，１９ｂに隣接して配置されていて、かつワークピース２のためもしくは切り離されたワークピース部分２０のための剛性の載置部を形成している。剛性の載置部を形成する領域２３ａ，２３ｂは、硬質の（固体）材料、例えば銅から形成されており、これによって領域２３ａ，２３ｂは、押出エレメント１８の対応受けとして働くことができ、この押出エレメント１８は、それぞれの領域２３ａ，２３ｂの内側に位置している、図２ａ，ｂに示された押出位置ＡＰにおいて、切り離されたワークピース部分２０へと押圧される。剛性の載置部を形成する領域２３ａ，２３ｂの外側において、それぞれのサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂは、例えばブラシ載置部として形成されていてよく、このブラシ載置部は、図２ａ，ｂに示されているように、載置されたワークピース２もしくはワークピース部分２０を擦痕なしに支持する。択一的に載置面１５ａ，１５ｂ全体が、図２ｃ，ｄに示されているように、剛性の載置部を形成する領域２３ａ，２３ｂを形成していてもよい。

図２ａに示されている場合では、第２のサポートキャリッジ１４ｂの載置面１５ｂの剛性の領域２３ｂに位置している、ワークピース部分２０の斜線で示された部分領域に位置している押出位置ＡＰが選択される。図２ｂに示されている場合では、押出位置は、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの間において選択されてもよい。ワークピース部分２０の傾倒を回避するために、押出位置ＡＰは、この押出位置ＡＰが、載置面１５ａ，１５ｂの剛性の領域２３ａ，２３ｂに載置されている、ワークピース部分２０の部分面２７ａ，２７ｂの凸包（konvexe Huelle）の内部に位置しているという基準を満たすことが望ましい。これらの部分面２７ａ，２７ｂの凸包の内部において、押出位置ＡＰは、制御装置１６によって、以下においてさらに詳しく記載するように設定される。

図２ｃ，ｄには、複雑な外輪郭２１を有するワークピース部分２０を用いて、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの載置面１５ａ，１５ｂに載置されている、ワークピース部分２０の両部分面２７ａ，２７ｂの凸包２８のコンセプトが示されている。図２ａ，ｂに示されたサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂとは異なり、図２ｃ，ｄに示されたサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂでは、載置面１５ａ，１５ｂ全体が、剛性の載置部を形成する領域２３ａ，２３ｂを形成している。図２ｃ，ｄに示されたワークピース部分２０において認識できるように、凸包２８は、Ｙ方向における両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの間の間隔Ａに関連して変化する。したがって両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの間のＹ方向における間隔Ａの変化によって、ワークピース部分２０の凸包２８は、押出エレメント１８を用いた押出し前に、適宜な最適な押出位置ＡＰが凸包２８の内部において見出されるように適合させることができる。

押出エレメント１８を用いた、図２ａに示された切り離されたワークピース部分２０の押出しは、例えば以下において図３ａ〜ｆとの関連において記載された形式で行うことができる。

図３ａには、レーザビーム３を用いた、図２ａに示されたワークピース部分２０の切離し時におけるレーザ切断ヘッド９が示されており、このときワークピース部分２０は、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂによって支持される。レーザビーム３のスイッチオフ後に、レーザ切断ヘッド９は、間隙６の内部において第２の移動装置１１を用いてＹ方向に移動させられ、かつ第３の移動装置１２を用いてＸ方向に移動させられ、この移動は、図３ｂに示されているように押出エレメント１８が押出位置ＡＰの上方に位置決めされるまで続く。

レーザ切断ヘッド９は、ひいては押出装置１７（以下において押出シリンダとも呼ぶ）も、同時に第４の移動装置１３を用いてＺ方向において上方に向かって移動させられ、これによって、切り離されたワークピース部分２０の表面２０ａからの、もしくはワークピース（残部）２からの間隔を増大させることができる。このときレーザ切断ヘッド９は、上方に向かって移動させられ、すなわち押出エレメント１８が、図３ｂに示された引き戻された第１の位置Ｓ１であって、押出エレメント１８（以下においてピストンロッドとも呼ぶ）が下方に向かってレーザ切断ヘッド９を越えて、より正確に言うと加工ノズル９ａを越えて突出していない第１の位置Ｓ１から、図３ｃに示された進出させられた第２の位置Ｓ２であって、押出エレメント１８が加工ノズル９ａを越えて突出している第２の位置Ｓ２にシフトさせることができるように、上方に向かって移動させられる。

押出シリンダ１７の、ピストンロッドとして形成された押出エレメント１８は、アクチュエータを用いて、上側の終端位置を形成する上側の第１の位置Ｓ１から、押出エレメント１８の下側の終端位置を形成する下側の第２の位置Ｓ２にシフトされる。押出シリンダ１７は、図示の実施形態では、ピストンロッド１８をシフトさせるために作業ガスが供給される空気力式シリンダである。したがって押出シリンダ１７は、ガスばねとして形成されていてよく、つまりピストンロッド１８は、第２の位置Ｓ２において、ピストンロッド１８が切り離されたワークピース部分２０の表面２０ａに載置されかつこのワークピース部分２０を押圧すると、ばね力に抗して上方に向かって押圧されることになる。択一的にアクチュエータとして、例えば軸を介して押出エレメント１８のシフトを生ぜしめるモータ式の駆動装置を用いることも可能である。この場合押出エレメント１８は、典型的には第２の位置Ｓ２においてロックもしくは停止（zustellen）させられ、これによって押出エレメント１８は、第２の位置Ｓ２から上方に向かって、つまり第１の位置Ｓ１の方向にシフトすることができない。

図示の実施形態では、加工ヘッド９は、押出シリンダ１７のピストンロッド１８が切り離されたワークピース部分２０の表面２０ａを押圧するまで、下方に向かってシフトされる。このときピストンロッド１８は、図３ｃに示された第２の位置Ｓ２から、図３ｄに示された中間位置ＺＳに押し戻され、この中間位置ＺＳは、第２の位置Ｓ２に対して第１の位置Ｓ１の方向にシフトされている。ピストンロッド１８が中間位置ＺＳにおいて切り離されたワークピース部分２０に加える圧力によって、ワークピース部分２０は、図３ｅに示されているように、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂがワークピース載置平面Ｅから下方に向かって下降させられると、ワークピース（残部）２から押し出される。

中間位置ＺＳは、ワークピース載置平面Ｅの下方への両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの同期的な下降時に、ピストンロッド１８を進出させることができるように選択されており、このピストンロッド１８の進出は、ピストンロッド１８がサポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの、図３ｅに示された下側の終端位置においてもなお、切り離されたワークピース部分２０の表面２０ａを押圧し、かつこのワークピース部分２０をその水平な位置において固定するように設定される。択一的にまたは補足的に、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの下降時に、加工ヘッド９は（特に同期的に）確定された距離だけ下降させられてよく、これによって、中間位置ＺＳにおけるピストンロッド１８の、ワークピース部分２０に対する予荷重を維持することができる。

サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂがその下側の終端位置に達するや否や、ピストンロッド１８は、その下側の終端位置ＥＳから、図３ｆに示されているように、第１の位置Ｓ１に戻し移動することができる。

排出のために、切り離されたワークピース部分２０は、ワークピース載置平面Ｅの下で間隙６内において移動させることができ、このとき第２のサポートキャリッジ１４ｂは、Ｙ方向においてシフトさせられ、このシフトは、排出位置（図示せず）が得られるまで続き、この排出位置において、切り離されたワークピース部分２０は、下方に向かって排出され、このとき例えば第２のサポートキャリッジ１４ｂは、切り離されたワークピース部分２０が下方に向かって落下するように迅速に、切り離されたワークピース部分２０の下において引き離される。切り離されたワークピース部分２０の排出後に、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂは、間隙６内の適宜な位置Ｙ_Ｕ１，Ｙ_Ｕ２にシフトされ、これによってワークピース２の切断加工を継続することができる。択一的に、切り離されたワークピース部分を、上に述べた側方への移動なしに下方に向かって排出することも可能である。

切り離されたワークピース部分２０が完全にワークピース残部２から押し出されたか否かを監視するために、押出シリンダ１７はセンサ２５を有しており、このセンサ２５は、例えば距離センサとして形成されていてよく、かつ押出エレメント１８のポジションもしくは位置を、押出シリンダ１７の下端部に対して相対的に測定する。図３ｅに示された実施形態では、押出エレメント１８は、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂの下側の終端位置において、下側の終端位置ＥＳにあり、この終端位置ＥＳは、第２の位置Ｓ２に対して、押出シリンダ１７の下端部の方向に引き戻されている。

押出エレメント１８が、いまやレーザ切断ヘッド９の走行によって上方に向かって設定された距離だけ移動させられると、押出エレメント１８は、ワークピース部分２０が正確に排出されている場合に第２の位置Ｓ２に移動し、つまり押出エレメント１８は、押出シリンダ１７に対して相対的に下側の第２の位置Ｓ２に達する。第２の位置Ｓ２への到達は、距離センサ２５を用いて検出することができ、かつワークピース部分２０の正確な押出しを示す。ワークピース部分２０が正確に押し出されていないと、上方に向かって設定された距離だけ行われるレーザ切断ヘッド９の移動時に、第２の位置Ｓ２が得られない。

ばね弾性に支持された押出エレメント１８の代わりに、第２の位置Ｓ２において剛性に支持されたモータ駆動式の押出エレメント１８が使用される場合には、センサ２５は、圧力センサとして形成されていてよい。圧力センサによって、Ｚ方向において上方に向かって行われるレーザ切断ヘッド９の移動時に、ワークピース部分２０のワークピース表面２０ａと押出エレメント１８との間における接触が解消されているか否かが検出される。設定された距離の達成後に、このような状態が得られていない場合には、このことは、ワークピース部分２０がなおワークピース残部２に位置していることを示す。

図３ｅに示されているのとは異なり、両サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂを、ワークピース部分２０のワークピース表面２０ａと押出エレメント１８との間の接触が下降時に解消されるほど、下降させることができる場合には、剛性に支持された押出エレメント１８における接触の解消は、圧力センサ２５を用いて検出することができ、かつワークピース部分２０の正確な押出しを示す。

押出エレメント１８がばね弾性に支持されている限り、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂを下側の終端位置ＥＳもしくは第２の位置Ｓ２を越えて下降させることができる場合には、距離センサ２５を用いて、押出エレメント１８が下降移動時における第２の位置Ｓ２の到達後に第２の位置Ｓ２から再び離脱するか否かを検出することができ、すなわちワークピース部分２０が正確に押し出されない場合には、ワークピース残部２は、不動に懸吊しているワークピース部分２０と一緒に、サポートキャリッジ１４ａ，１４ｂのさらなる下降時に弾発的に戻り、かつ押出エレメント１８は、第２の位置Ｓ２から離脱する。したがって第２の位置Ｓ２からの離脱は、エラーを含む押出し工程を示す。

疑わしい場合には、ピストンロッドとして形成された、第２の位置Ｓ２にある押出エレメント１８を、ワークピース部分２０の分離によってワークピース２に残された、ワークピース残部２における孔の内部において移動させることができる。ばね弾性に支持された押出エレメント１８において、この移動時における第２の位置Ｓ２からの押出エレメント１８の離脱は、この箇所になお材料が存在していて、ワークピース部分２０がワークピース残部２から完全に除去されていないことを示す。

次に図４を参照しながら、どのようにして制御装置１６が、非対称の外輪郭２１を備えたワークピース部分２０のための最適な押出位置ＡＰを設定するもしくは確定するのかを説明する。図４に示されたワークピース部分２０は、ほぼ方形の幾何学形状を有しており、この幾何学形状には、２つの切欠きと円形の内輪郭２９とが形成されている。ワークピース部分２０は、その比較的複雑な幾何学形状に基づいて、ワークピース部分２０の外輪郭２１の線重心ＬＳとは異なる、面積重心ＦＳおよび質量重心ＭＳを有している。面積重心ＦＳは、内輪郭２９の切り抜き部を考慮せずに計算され、つまりワークピース部分２０が内輪郭２９を有していないとして計算される。すなわち面積重心ＦＳの計算のためには、外輪郭２１によって取り囲まれた面積Ｆ全体が使用され、つまり内輪郭２９の外側の面積Ｆ１と内輪郭２９の内側の面積Ｆ２とが使用される（Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２）。ワークピース部分２０の外輪郭２１の線重心ＬＳは、外輪郭２１において図４に×印によって示された多数の点を等間隔に配置するもしくは定義することによって、明らかにすることができる。外輪郭２１に沿ったこれらの点のＸ座標位置とＹ座標位置の平均値が、ワークピース部分２０の線重心ＬＳとなる。

線重心ＬＳは、一般的に、つまり図４に例示されたワークピース部分２０の場合に限らず、面積重心ＦＳもしくは質量重心ＭＳから、ワークピース部分２０の複雑な部分領域の方向にずれて位置している。ワークピース部分２０の複雑な部分領域において、ワークピース残部２からの押出し時におけるワークピース部分２０の摩擦は、特に大きいので、これらの部分領域は、押出しのための潜在的な問題箇所である。

短縮されたてこ腕によってワークピース部分２０の複雑な部分領域における力作用を高めるために、このような問題箇所の近傍に押出位置ＡＰを選択もしくは設定することが好適である。特に、図４に示されているように、押出位置ＡＰとして線重心ＬＳを選択することが好適である。択一的に、押出位置ＡＰは、ワークピース部分２０の質量重心ＭＳまたは面積重心ＦＳから線重心ＬＳの方向にずらすこと、好ましくは線重心ＬＳの近傍にずらすことができ、つまり一般的に面積重心ＦＳまたは質量重心ＭＳと外輪郭２１との間の、ワークピース部分２０の部分領域３０内で選択することができ、この部分領域３０には線重心ＬＳも位置している。押出位置ＡＰが配置されるこの部分領域３０は、図４の面積重心ＦＳの例において斜線で示されている。Ｘ方向およびＹ方向におけるこの部分領域３０の境界として、面積重心ＦＳのＸ位置およびＹ位置が選択されている。

特に、線重心ＬＳと面積重心ＦＳとの間における、図４に示された接続ライン２６に沿って、または線重心ＬＳと質量重心ＭＳとの間における接続ラインに沿って位置している押出位置ＡＰを選択することができる。例えば、線重心ＬＳにワークピース部分２０における切欠きもしくは開口が形成されていると、押出エレメント１８を線重心ＬＳに押し付けることができないので、このような場合には、押出位置ＡＰを線重心ＬＳに対してずらすことが、好適である。特に、押出位置ＡＰはこの場合、なおワークピース部分２０の材料が存在している、接続ライン２６に沿った最も近い位置に配置することができる。押出位置ＡＰが好ましくは線重心ＬＳとワークピース部分２０の外輪郭２１との間における他の箇所において選択される、使用例もまた可能である。

総括すると、押出シリンダ１７を用いて、ワークピース部分２０の押出しおよび排出時におけるプロセス確実性を大幅に高めることができる。このことは特に、ワークピース２に押出エレメント１８を圧着するための最適化された押出位置ＡＰが設定される場合に言える。

Claims (18)

1. 板状のワークピース（２）を分離加工するための機械（１）であって、
   第１の方向（Ｘ）において前記ワークピース（２）を移動させるための第１の移動装置（７）と、
   第２の方向（Ｙ）において前記分離加工のための加工ヘッド（９）を移動させるための第２の移動装置（１１）と、
   前記ワークピース（２）を載置するための２つのワークピース載置面（４，５）であって、その間に前記第２の方向（Ｙ）に沿って延びる間隙（６）が形成されているワークピース載置面（４，５）と、
   を備えた機械（１）において、
   押出エレメント（１８）を備えた押出装置（１７）が設けられており、前記押出エレメント（１８）は、設定された押出位置（ＡＰ）において、前記分離加工時に前記ワークピース（２）から切り離されたワークピース部分（２０）を押圧するために、少なくとも前記第２の方向（Ｙ）に沿って前記間隙（６）内で可動である
   ことを特徴とする、機械。
2. 前記間隙（６）内で前記第１の方向（Ｘ）に沿って前記加工ヘッドを移動させるための第３の移動装置（１２）が設けられており、かつ前記押出装置（１７）は、前記第２の移動装置（１１）および前記第３の移動装置（１２）を用いて前記間隙（６）内で可動である、
   請求項１記載の機械。
3. 前記押出装置（１７）は、前記押出エレメント（１８）を、前記押出エレメント（１８）が前記加工ヘッド（９）の、前記ワークピース（２）に向けられた端部を越えて突出していない、引き戻された第１の位置（Ｓ１）と、前記押出エレメント（１８）が前記加工ヘッド（９）の、前記ワークピース（２）に向けられた端部を越えて突出している、進出させられた第２の位置（Ｓ２）との間において移動させるように構成されている、
   請求項１または２記載の機械。
4. 前記押出エレメント（１８）は、前記第２の位置（Ｓ２）において停止可能であるかまたはばね弾性に支持されている、
   請求項３記載の機械。
5. さらに前記間隙（６）内で前記第２の方向（Ｙ）に沿って走行可能な少なくとも１つのサポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）を含んでおり、該サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）は、前記ワークピース（２）と、前記分離加工時に切断された前記ワークピース部分（２０）を支持するための載置面（１５ａ，１５ｂ）を有しており、
   前記サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）は、および／または該サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）に対して相対的に前記載置面（１５ａ，１５ｂ）は、前記ワークピース載置面（４，５）によって形成されたワークピース載置平面（Ｅ）の下に下降可能であり、
   前記サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）の前記載置面（１５ａ，１５ｂ）は、剛性の載置部を形成する領域（２３ａ，２３ｂ）を有しており、
   かつ前記サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）と前記押出エレメント（１８）とは、互いに相対的に、前記押出位置（ＡＰ）が、前記載置面（１５ａ，１５ｂ）の、前記剛性の載置部を形成する領域（２３ａ，２３ｂ）に配置されるように位置決め可能である、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の機械。
6. 前記剛性の載置部を形成する前記領域（２３ａ，２３ｂ）の、前記第１の方向（Ｘ）における延在長さが、前記加工ヘッド（９）の、前記第１の方向（Ｘ）における移動領域（２２）の延在長さに相当している、
   請求項５記載の機械。
7. 前記間隙（６）内において走行可能な２つのサポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）が設けられており、該サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）の載置面（１５ａ，１５ｂ）は、互いに向かい合っている縁部（１９ａ，１９ｂ）に、前記剛性の載置部を形成するそれぞれ１つの領域（２３ａ，２３ｂ）を有している、
   請求項５または６記載の機械。
8. 前記載置面（１５ａ，１５ｂ）の前記縁部（１９ａ，１９ｂ）は、前記第１の方向（Ｘ）および前記第２の方向（Ｙ）に対して角度（α_Ｘ）を成して方向付けられている、
   請求項７記載の機械。
9. 前記押出装置（１７）は、前記押出エレメント（１８）の進出させられた前記第２の位置（Ｓ２）の到達を検出するための、かつ／または前記切り離されたワークピース部分（２０）の表面（２０ａ）との前記押出エレメント（１８）の接触を検出するための少なくとも１つのセンサ（２５）を有している、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の機械。
10. 制御装置（１６）を含んでいて、該制御装置（１６）は、前記切り離されたワークピース部分（２０）の外輪郭（２１）によって取り囲まれた面（Ｆ）の面積重心（ＦＳ）または質量重心（ＭＳ）が、線重心（ＬＳ）とは異なっている、前記切り離されたワークピース部分（２０）において、前記線重心（ＬＳ）に相当する押出位置（ＡＰ）、または前記切り離されたワークピース部分（２０）の前記面積重心（ＦＳ）または前記質量重心（ＭＳ）から、前記切り離されたワークピース部分（２０）の前記線重心（ＬＳ）の方向にずらされた押出位置（ＡＰ）を設定するように構成されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の機械。
11. 制御装置（１６）を含んでいて、該制御装置（１６）は、前記押出エレメント（１８）および１つまたは複数の前記サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）を、前記切り離されたワークピース部分（２０）を押し出すために互いに相対的に、位置決めするように構成されており、これによって、１つのサポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）の前記載置面（１５ａ，１５ｂ）の、前記剛性の載置部を形成する１つの領域（２３ａ，２３ｂ）が、前記押出位置（ＡＰ）に配置されるか、または前記押出位置（ＡＰ）が、前記両サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）の間、特に前記サポートキャリッジ（１４ａ，１４ｂ）の、前記剛性の載置部を形成する前記領域（２３ａ，２３ｂ）の間に位置するようになっている、
    請求項５から１０までのいずれか１項記載の機械。
12. 前記制御装置（１６）は、前記ワークピース部分（２０）の、前記載置面（１５ａ，１５ｂ）に、特に前記載置面（１５ａ，１５ｂ）の、前記剛性の載置部を形成する前記領域（２３ａ，２３ｂ）に載置されている部分面（２７ａ，２７ｂ）の凸包（２８）内に位置している押出位置（ＡＰ）を設定するように構成されている、
    請求項１１記載の機械。
13. 特に請求項１から１２までのいずれか１項記載の機械（１）において、切り離されたワークピース部分（２０）の外輪郭（２１）によって取り囲まれた面（Ｆ）の面積重心（ＦＳ）または質量重心（ＭＳ）が、線重心（ＬＳ）とは異なっている、ワークピース（２）から切り離された前記ワークピース部分（２０）を押し出すための方法であって、
    押出エレメント（１８）を設定された押出位置（ＡＰ）に移動させるステップと、
    前記設定された押出位置（ＡＰ）において前記切り離されたワークピース部分（２０）に前記押出エレメント（１８）を押圧するステップと、
    を含む方法において、
    前記切り離されたワークピース部分（２０）において、前記切り離されたワークピース部分（２０）の前記面積重心（ＦＳ）からまたは前記質量重心（ＭＳ）から、前記切り離されたワークピース部分（２０）の前記線重心（ＬＳ）の方向にずらされた押出位置（ＡＰ）、または該線重心（ＬＳ）と合致する押出位置（ＡＰ）を設定する
    ことを特徴とする、方法。
14. 前記押出位置（ＡＰ）を、前記ワークピース部分（２０）の、載置面（１５ａ，１５ｂ）に、特に該載置面（１５ａ，１５ｂ）の、剛性の載置部を形成する領域（２３ａ，２３ｂ）に載置されている部分面（２７ａ，２７ｂ）の凸包（２８）内において設定し、前記載置面（１５ａ，１５ｂ）は下降可能であり、かつ前記ワークピース部分（２０）を前記押出エレメント（１８）の作用に抗して支持する、
    請求項１３記載の方法。
15. 前記ワークピース部分（２０）が押し出されたか否かを監視するために、前記押出エレメント（１８）と前記切り離されたワークピース部分（２０）の前記ワークピース表面（２０ａ）との間の接触の解消を検出する、
    請求項１３または１４記載の方法。
16. 前記ワークピース部分（２０）が押し出されたか否かを監視するために、進出させられた第２の位置（Ｓ２）においてばね弾性に支持された押出エレメント（１８）において、前記第２の位置（Ｓ２）への到達または前記第２の位置（Ｓ２）からの離脱を検出する、
    請求項１３または１４記載の方法。
17. さらに前記ワークピース（２）の載置平面（Ｅ）の下へ、前記ワークピース部分（２０）を支持する載置面（１５ａ，１５ｂ）を下降させるステップを含んでおり、前記切り離されたワークピース部分（２０）を前記下降時に前記載置面（１５ａ，１５ｂ）において固定するために、前記下降中に前記押出エレメント（１８）は、前記設定された押出位置（ＡＰ）において前記切り離されたワークピース部分（２０）を押圧する、
    請求項１３から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. 前記押出エレメント（１８）は、引き戻された第１の位置（Ｓ１）と、進出させられた第２の位置（Ｓ２）との間において可動であり、かつ前記第２の位置（Ｓ２）においてばね弾性に支持されていて、ワークピース残部（２）からの前記ワークピース部分（２０）の押出し時に、前記ワークピース部分（２０）の前記表面に予荷重を加える、
    請求項１７記載の方法。

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