WO2015091347A1 - Maschine zum trennenden bearbeiten von plattenförmigen werkstücken - Google Patents

Maschine zum trennenden bearbeiten von plattenförmigen werkstücken Download PDF

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Frank Schmauder
Simon OCKENFUSS
Peter Epperlein
Magnus Deiss
Dennis Wolf
Johannes KRAMPFERT
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Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a machine, in particular a
  • Laser processing machine for separating a plate-shaped workpiece by means of a machining beam, in particular by means of a
  • a laser beam comprising: a first movement means for moving the workpiece in a first direction, a second movement means for moving the processing beam on the workpiece aligning processing head in a second, the first vertical direction, and two workpiece support surfaces for supporting the workpiece, between which a formed along the second direction extending gap.
  • the invention also relates to a method for separating a workpiece by means of such a machine.
  • Such a machine for separating plate-shaped workpieces by means of a laser beam in the form of a combined laser and punching machine has become known from JP 5050346A.
  • the machining beam is prevented from being damaged
  • the processing beam may be a laser beam, but may include the use of another type of laser beam
  • High energy beam for example in the form of a plasma arc, or a water jet is possible.
  • the gap in the workpiece support has a minimum width which corresponds at least to the travel range of the machining head in the X direction ,
  • a laser and punching machine has become known, in which the workpiece is moved in the X direction and a punch and a punch die are moved together in the Y direction.
  • the punch and the punching die are mechanically via lever arms and
  • JP2030332 A1 a machine for the thermal cutting and punching of workpieces is described in which a laser cutting head is moved by means of two driven carriages in the X direction and in the Y direction.
  • Machine has a in the Y-direction in synchronism with the laser cutting head movable workpiece receiving container.
  • the present invention has set itself the task of a machine for the separate machining of plate-shaped workpieces, in particular a
  • Laser processing machine to provide, which allows improved support of workpiece parts during the cutting machining and in particular a simplified discharge of cut workpiece parts.
  • a machine of the type mentioned in which at least two in the second direction (Y direction) independently (controlled) movable support carriage are arranged within the gap, each having a support surface to support the workpiece or at have the parting work cut parts and which are preferably movable independently of the machining head within the gap.
  • the gap of the machine according to the invention are at least two
  • the bearing surfaces extending in the X direction typically approximately over the entire width of the gap and in the Y direction have a significantly shorter length than the gap.
  • the two support slides can be moved independently of each other, but it is also a coupled movement possible, in which both
  • Support carriage synchronous, i. with a constant relative distance, are moved in the gap.
  • Support carriage forms the actual cutting area in the gap. Due to the independent movability of the support slides in the Y-direction, this cutting area is variable in its extent.
  • the cutting area can also be positioned variably in the Y-direction in the gap.
  • a cutting contour is created on the workpiece and the two support carriages are typically spaced so far apart that there is no fouling or damage from the workpiece
  • a distance in the Y-direction between the two support slides which makes this possible, can be about 5 mm or more.
  • the two support slides can be narrower
  • tilting workpiece part can be a workpiece part, which no
  • Understood workpiece support which is suitable to support the plate-shaped workpiece surface.
  • Such a Werk Anlagenetziage Structure must not form a continuous surface, but it is sufficient if the workpiece at several (at least three, usually significantly more) places by support elements (possibly only selectively) is supported to store the workpiece in a support plane.
  • the workpiece support surfaces between which the gap is formed may be formed, for example, in the form of a brush or ball table.
  • the workpiece to be machined is supported in this case during processing by many arranged on or in a table surface support elements in the form of brushes or (rotatable) balls, which together
  • Support elements may be provided for the formation of workpiece support surfaces.
  • the workpiece support surfaces as a circumferential
  • the support carriages can also have on their side facing the workpiece a continuous support surface which can be brought to bear against the workpiece underside.
  • the support carriages can also have on their side facing the workpiece a continuous support surface which can be brought to bear against the workpiece underside.
  • Support slide several support elements e.g. in the form of bearing tips (pins), balls, brushes or webs, which together form the bearing surface on which the workpiece or cut workpiece parts can rest.
  • the support carriages are movable independently of the machining head in the second direction (Y direction).
  • different drives are typically used which enable each of the
  • Support carriage and the machining head to move independently of each other to different positions in the Y direction.
  • the machine has an additional one
  • Moving means for moving the machining head in the first direction (X direction) within the gap The range of motion of the
  • Processing head in the X direction is limited to the gap, i. the width of the gap is larger or just corresponds to the travel range of
  • the width of the gap can be significantly larger, e.g. more than twice as large as a range of movement of the machining head in the first direction. In this case, only a relatively small proportion of the width of the gap is used for the dynamic appealachsterrorism the machining head.
  • Movement range of the machining head comparatively wide gap allows a quick removal of small to medium cutting edges, leftover parts or smaller parts of the workpiece from the cutting area.
  • a first support carriage on an outer edge of a second support carriage facing it
  • Machining beam hits the free cutting of the workpiece part through the recess.
  • the second support carriage on an outer edge of the first support carriage facing his
  • Support slide controlled by a controller of the machine so that the cut-out position at which the workpiece part is separated from the (residual) workpiece, with the position of the opening coincides, so that the two
  • the recesses can in particular to each other be formed complementary, ie, the opening formed by the recesses has two mirror-symmetrical halves.
  • the recesses can be formed complementary, ie, the opening formed by the recesses has two mirror-symmetrical halves.
  • the bearing surface of at least one Stützschiitten s on a portion of a heat-resistant and spark-impermeable material.
  • the bearing surface of a respective Stützschiitten is a portion of a heat-resistant and spark-impermeable material.
  • Stauerschiittens may have two or more portions, wherein that portion of the support surface, which is positioned directly adjacent to the processing beam in the free punch should consist of a heat-resistant, such as metallic material to avoid damage and especially burning of the support surface.
  • Stützschiittens on a further portion which is designed as a brush pad.
  • This subregion typically does not extend in the vicinity of that outer edge of the support surface which is positioned directly adjacent to the processing beam during the free cut.
  • the brush pad supports that
  • Stauerschiittens which is formed radio-opaque, acts as a barrier between the processing beam and the brush support and prevents damage to the brushes by flying sparks.
  • a brush height of the brush area formed as a portion of the support surface is greater than an extension of a provided for clamping the workpiece during its movement in the first direction
  • Clamping device for example, a clamping claw
  • the partial region formed as a brush support can be moved in the Y direction at least partially to below the typically laterally arranged clamping devices of the workpiece, so that the area of the gap which can be used for the cutting processing is enlarged in the Y direction.
  • at least one of the support carriages can be moved to a parking position outside the travel range of the processing head in the Y-direction, typically to an out-of-gap position. Large workpiece parts that extend beyond the gap in the X direction can be cut with sufficient rigidity without assistance from the support carriages, since the support of such workpiece parts in the gap is not required. When cutting such workpiece parts should
  • Support slides are moved as far apart as possible, so that they are not in the cutting area and can not pollute, which by positioning in the parking position outside the travel range of
  • the support surface is at least one
  • the support carriage or its support surface can be made movable relative to the rest of the support carriage in the Z direction. In this way, during the movement of the support carriages in the Y-direction in the gap, the support carriages or their support surfaces can be lowered slightly so that there is no scratching of the underside of the workpiece by the support surfaces or by the support carriages. Before the free cut, the support surfaces or the support carriage can be brought by lifting in direct contact with the workpiece base.
  • the height adjustability of the support carriages can also be used to increase process reliability when removing workpiece parts.
  • the removal of cut-workpiece parts down by controlled lowering of the bearing surfaces ensures that the workpiece parts are supported by the support surfaces on release from the remainder workpiece and do not tilt or tilt in the skeleton or residual workpiece. A tilted
  • Workpiece part can also be solved by re-raising the support surfaces to the bottom of the workpiece or by tapping against the (residual) workpiece,
  • the support surface of at least one support carriage and / or at least one of the support carriage itself is pivotable downwards.
  • Support surfaces can be designed to be pivotable, so that on the bearing surfaces after the free cut resting workpiece parts can slip down by a pivoting movement.
  • the pivoting movement can via a
  • Support slide common extending in the Y-direction axis or on spaced apart, extending in the X direction axes. A sequential or combined lowering and pivoting movement is possible.
  • At least one of the support carriages is mechanically connected to at least one fixed discharge flap arranged adjacent to the gap and movably guided along the discharge flap, so that pivoting of the at least one support carriage can be carried out together with the discharge flap (s).
  • the removal of resting on the support surfaces workpiece parts can in this case, for example, by a slow lowering of the discharge flap together with the support slide down and a subsequent rapid tilting movement of the discharge flap together with the
  • Remaining workpiece can be removed.
  • the common movement or the connection of the support carriage to the discharge flap can be done for example via a linkage.
  • the removal can also take place exclusively by pivoting and possibly lowering the discharge flap arranged adjacent to the gap.
  • the discharge flap typically scares itself over the entire length of the gap or the travel range of the processing head in the Y direction and may optionally have a plurality of segments in the Y direction, which are individually pivotable.
  • a small parts container and / or a partial slide is attached to at least one support carriage - typically adjacent to the support surface.
  • the small parts container for example in the manner of a basket, is used to catch small cutting slugs or workpiece parts formed during the cutting process, which do not have to be supported from below by the support slides when cutting and discharging.
  • Support slide must rest, alternatively, a small parts slide can be driven just before the free cut under the workpiece part to be cut free. In this way, a separation in freely falling through the gap scrap parts and on the parts chute discharged good parts is possible.
  • a relative movement of the support carriage to a resting on the support surface workpiece part can be generated by a dynamic movement of the support carriage within the gap.
  • the workpiece part can the
  • Support carriage positioned under the workpiece part to auzzuschleusen the workpiece part or to receive the workpiece part.
  • Gap bridging elements may be arranged in the gap. Further support slides movable in the gap allow a better support of the workpiece even at a greater distance from the machining head.
  • At least one, typically, two of the support carriages are each connected to a cover member for covering the gap.
  • the overlapping elements can be attached, for example, to the outer edges of two support carriages which support the
  • the cover elements can be moved with the support carriages. In this way, an overlap of the gap can be made in areas where no cutting processing takes place.
  • the covering element may be roller-shutter-shaped, telescopic, flaky, rolled-up, in particular as a brush belt, etc., and typically extends over the entire width of the gap (in the X direction).
  • the covering element can serve as a support for portions of the remainder of the work piece, at which momentarily no cutting processing takes place. This is particularly advantageous in tongue-like, non-rigid portions of the remainder of the workpiece, which might otherwise protrude into the gap and collide with the support carriage.
  • Adjacent to the workpiece support surfaces, between which the gap is formed, can also be in the edge regions of the gap in the Y direction
  • extending, exchangeable wear elements for example, be arranged in the form of rollers or the like. These wear elements serve to protect the edges of the workpiece support surfaces during the movement of the workpiece in X-
  • the wear elements are preferably designed as rotatably mounted rollers to prevent scratching of the workpiece during the movement.
  • the machine tool comprises a
  • Control device which is designed or programmed to position at least one of the support carriage, in particular exactly two of the support carriage under a workpiece part to be cut free during the separating machining.
  • the workpiece part is typically a tilt-end workpiece part, which in one between the two
  • the workpiece part which has been completely cut free, rests at least partially on or on the bearing surfaces of one or both support carriages in such a way that the bearing surfaces enclose the
  • the control device is used for the controlled method of
  • Support slide can be synchronized with the movement of the machining head in Y direction and possibly in the X direction. The movement of
  • Support carriage can also be independent of the movement of the
  • Support carriage if this e.g. When cutting large workpiece parts are not needed, from the processing position at which the processing beam is positioned, are arranged spaced and, for example, in a
  • Park position are spent outside the travel range of the machining head. If the support carriages are needed to support parts of the workpiece that are subject to risk of tilting, they can be arranged adjacent to one another adjacent to the processing position.
  • control device is designed or programmed, the movement of the workpiece, the machining head and the
  • Workpiece part i. the final separation of the workpiece part from the remainder workpiece takes place at a cut-free position formed between two mutually opposite recesses in the support surfaces of the support carriages.
  • the cutting work and also the free cutting are typically done between two of the support slides, which are ideally located immediately adjacent to each other in the gap for free cutting, so that the cut-free workpiece part is supported by both support surfaces it can not tip into the gap.
  • Another aspect of the invention relates to a method of separating a workpiece on a machine as described above, comprising:
  • the support carriage can be arranged in the vicinity of the processing position to support tilting, typically small or non-rigid workpiece parts.
  • the or one of the support carriage further spaced from the processing position for example, at a parking position can be arranged.
  • the method additionally comprises: free cutting of the workpiece part at a cut-free position, which is selected such that the workpiece part in the free cut by the bearing surfaces of the two
  • Support carriage is supported, so rests on both bearing surfaces.
  • Support carriage before cutting the workpiece part i. before the moment of complete separation from the remainder of the workpiece, positioned directly adjacent to each other.
  • the movement of the workpiece, machining head and support carriage is controlled so that the machining beam passes through the opening formed by the recesses at the moment of free cutting. In this way, the workpiece part when cutting free of the two
  • the two support carriages are moved towards one another in the gap until the two support carriages are arranged adjacent to one another, preferably immediately adjacent to one another in the gap. If no recesses are provided on the outer edges of the support surfaces, the two support carriages are adjacent, i. arranged at a small distance from each other, which is sufficient to carry out the machining of the workpiece with the machining beam, without the
  • the processing beam can pass through the opening defined by the recess or of the recesses, so that the support carriage in the free cut fully collapsed and immediately adjacent, i. ideally in one
  • Distance of approximately 0 mm can be positioned from each other.
  • the contact surfaces of the support carriages and / or the support carriages themselves are lowered during the movement toward one another below the support plane formed by the bearing surfaces of the workpiece to prevent contact of the underside of the workpiece and scratching the.
  • the support surfaces of the support carriages and / or the support carriages themselves are lifted toward each other during the movement to assist the workpiece part in free cutting. So it can be the
  • Movement of the support carriage in the Y direction, a movement in the Z direction are superimposed in order to avoid a loss of time due to the lifting of the support surfaces to the level of the workpiece support surfaces.
  • the removal of the cut-free workpiece part takes place by increasing a distance between the two support slides in the second direction (Y direction).
  • Support carriage moves so far apart that the cut workpiece part loses the surface support by the support surfaces and ideally falls in free fall between the support carriage down and can be removed from the processing area.
  • the increase in the distance can be achieved by a symmetrical movement of the support carriages, i. these are moved apart with the same (and typically high) speed or acceleration, so that the
  • Workpiece part is not moved laterally when increasing the distance.
  • the support surfaces of the support carriages and / or the support carriages themselves are prior to the discharge or during the
  • the cut workpiece part can be both a good part and a residual part that must be disposed of.
  • the support slides are moved with the resting on the bearing surfaces exposed workpiece part in a preferably synchronous movement to a Ausschleusposition within the gap.
  • a synchronous movement is understood to mean that the distance between the two support carriages in the Y direction remains constant during the movement.
  • the height adjustment and the mobility of the support carriage or the bearing surfaces is used to the free-cutting workpiece part independent of the position of the free cut
  • the lowering movement of the bearing surfaces or the support carriage in this case makes it possible to lower a cut-free workpiece part so far that it moves below the remainder of the workpiece in the Y direction and can be moved to a desired removal position.
  • the removal at a freely selectable Ausschleusposition in the Y direction can be used to sort workpiece parts or promote a workpiece part after cutting to the edge of the gap and make it manually accessible to a machine operator.
  • Alternatively or in addition to the rejection through the gap may also be a
  • a discharge can also by a movement of the band-shaped
  • Workpiece support surfaces in the first direction (X direction) take place.
  • Provided at least one of the two workpiece support surfaces on one side of the gap has one or more discharge flaps, can cut workpiece parts also by a pivoting movement of the flap (s) down from the
  • Editing area are removed.
  • at least one of the support carriages is mechanically, e.g. over a linkage, with one
  • Outward flap is coupled, a common pivoting movement of the support carriage and the discharge flap can also be done to
  • the invention also relates to a computer program product, which is for
  • the data processing system may in particular be a
  • Control device of the machine on which runs a machining program which consists essentially of a sequence of control commands for coordinating the movements of the workpiece, the machining head and the support carriage.
  • FIG. 1 shows an illustration of an embodiment of a
  • Fig. 2 is an illustration of the machine of Fig. 1 during the free cutting of a
  • Fig. 5 is an illustration of a support carriage in a parking position
  • Fig. 6 is an illustration of a support carriage with a side
  • Fig. 7 is an illustration of a support carriage with a side
  • Fig. 1 shows an exemplary structure of a machine 1 for laser processing, more specifically for laser cutting, a dashed plate-shaped workpiece 2 by means of a laser beam 3.
  • a machine 1 for laser processing more specifically for laser cutting
  • a dashed plate-shaped workpiece 2 by means of a laser beam 3.
  • another type of laser beam 3 instead of the laser beam 3, another type of
  • thermal processing beam for example a plasma torch, or a
  • the workpiece 2 is located during machining on two workpiece support surfaces 4, 5, which form the tops of two workpiece tables in the example shown and define a support plane E (X-Y plane of an XYZ coordinate system) for supporting the workpiece 2
  • E X-Y plane of an XYZ coordinate system
  • the workpiece support surfaces 4, 5 itself as a moving device, for example in the form of a (circulating) conveyor belt, as described in DE 10 2011 051 170 A1 Applicant is described, or in the form of a workpiece support, as described in JP 06170469.
  • a gap 6 is formed, which extends in a second direction (in the following: Y-direction) over the entire
  • a laser cutting head 9 extends, which aligns the laser beam 3 on the workpiece 2 and focused.
  • the laser cutting head 9 is controlled by means of a serving as a moving device driven carriage 11, which is guided on a fixed portal 10, within the gap 6 in the Y direction.
  • the laser cutting head 9 can additionally be moved in the X-direction within the gap 6 and can be moved in the X direction by means of an additional movement device 12 mounted on the carriage 11, for example in the form of a linear drive.
  • the maximum travel of the laser cutting head 9 in the X direction is less than the width b of the gap 6 in the example shown.
  • the laser cutting head 9 both in the X direction and in the Y direction on a
  • Movement direction Z (direction of gravity, in the following: Z-direction) are moved to the distance between the processing nozzle 9a and the
  • two support carriages 13a, 13b are arranged, which extend in each case over the entire width b of the gap 6 and are controlled in the gap 6 in the Y direction and can be moved independently of one another.
  • the controlled movement of the support carriages 13a, 13b in the gap 6 can take place, for example, by means of spindle drives, wherein the spindle nut is attached to the respective support carriage 3a, 13b and the spindle and the
  • Support slide 13a, 13b in the gap 6 can also be realized in other ways.
  • the support carriages 13a, 13b can be moved in the gap 6 to a desired position YUA, YUB in the Y direction, respectively, by means of one at the respective workpiece 2, more precisely workpiece parts to be cut free from the workpiece 2 or machined Support carriage 13a, 13b mounted support surface 14a, 14b to support.
  • the support surface 14a, 14b of a respective support carriage 13a, 13b in the case shown in the Z-direction is flush with the workpiece support surfaces 4, 5, i. the
  • Support surfaces 14a, 14b are located in the support plane E for the workpiece. 2
  • the machine 1 For controlling the cutting processing, the machine 1 has a
  • Control device 15 which is used to coordinate the movements of
  • Workpiece 2 the laser cutting head 9 and the support carriage 13 a, 13 b is used to a desired workpiece position Xw, a desired
  • Support slide 13a, 13b adjust to the cutting of a
  • the movement of the support carriages 13a, 13b can be synchronous, that is, the distance between the position YUA of the first support carriage 13a and the position YUB of the second support carriage in the Y direction during movement is constant.
  • the movement of the first support carriage 13a can Also, the distance between the position YUA of the first support carriage 13a and the position YUB of the second support carriage 13b in the Y direction changes during the movement in the Y direction.
  • the possibility of independently moving the support carriages 13a, 13b in the gap 6 can be used to vary the extent of a cutting region formed in the Y direction between the two support carriages 13a, 13b.
  • the two support carriages 13a, 13b are spaced apart so far that no contamination or damage occurs due to the laser beam 3 positioned between the two support carriages 13a, 13b.
  • the two support carriages 13a, 13b can be moved closer together, so that between them only a very small distance or no distance in the Y direction remains, as shown in Fig. 2. Due to the adjacent, in particular the immediately adjacent positioning of the two support carriages 13a, 13b, the workpiece part 18 during
  • the immediately adjacent positioning of the two support carriages 13a, 13b is possible in that the bearing surfaces 14a, 14b at the mutually facing outer edges 19a, 19b each have a recess 20a, 20b (see FIG. 3a) for the passage of the laser beam.
  • the supporting carriages 13a, 13b, or to be more precise, the outer edges of the bearing surfaces 14a, 14b running away in the X direction, are each one
  • Covering member 16a, 16b mounted to cover the gap 6 outside of the cutting area formed between the support carriage 13a, 13b.
  • the cover elements 16a, 16b extend over the entire Width b of the gap 6, are moved when moving the support carriage 13a, 13b in the Y direction and are formed like a shutter in the example shown.
  • the cover elements 16a, 16b can also be used in other ways, eg
  • the upper side of the covering elements 16a, 16b is located at the level of the bearing surfaces 14a, 14b or the workpiece support surfaces 4, 5
  • Covering elements 16a, 16 are used for supporting in the gap 6 projecting into, non-rigid portions of the remainder workpiece 2, which could possibly collide with such a support without the support slide 13a, 13b.
  • the first support carriage 13a has a semicircular recess 20a on its outer edge 19a, which faces the second support carriage 13b and extends in the X direction.
  • the second support carriage 13b also has its first one
  • Support slide 13a facing, extending in the X direction
  • Recesses 20a, 20b are positioned at the same position in the X-direction so that they form a circular opening for the passage of the laser beam 3 when the two support carriages 13a, 13b (see FIG. The two recesses 20a, 20b allow the
  • Support slide 13a, 13b to be arranged immediately adjacent to each other during free cutting, in order to allow a full-surface support of the workpiece part 18 to be cut free.
  • the bearing surfaces 14a, 14b of the two support carriages 13a, 13b are divided in two, i. These each have a first portion 21 a, 21 b of a radiation-insensitive and hard,
  • metallic material e.g. made of copper, as well as a second one
  • Partial area 22a, 22b which is designed as a brush support.
  • the two first subregions 21a, 21b are each directly adjacent to one of the mutually opposite outer edges 19a, 19b of the bearing surfaces 14a, 14b arranged (see also Fig. 1 and Fig. 2) and each have a smooth upper surface to allow a free surface support of the workpiece part 18 during free cutting.
  • the extension of the first partial regions 21 a, 21 b in the X direction is not greater than the extension of the processing region 23 in the X direction in the example shown in FIG. 3 a.
  • the processing area 23 includes those
  • Cutting head positions Xs at which the laser beam 3 by the method of
  • Laser cutting head 9 can be positioned in the X direction. As can also be seen in Fig. 3a, the width of the gap 6 is more than twice as large as the
  • the second portions 22a, 22b are formed as brush pads, i. these have a plurality of in Fig. 3b
  • Subregion 22a, 22b extend upward. Since the brushes of the second partial region 22b designed as a brush support are flexible, the second
  • Support slide 13b are partially moved under the form of clamping claw 8 clamping device, as shown in Fig. 3a, b.
  • Clamp 8 under the workpiece support surfaces 4, 5 or below the support plane E of the workpiece 2 is smaller than the brush height h.
  • Processing area 23 of the laser cutting head 9 in the Y direction are expanded outwards, so that a cutting machining can also be done in the immediate vicinity of the clamping claws 8, as can be seen in Fig. 3a.
  • the first movement device 7 may also be provided on the front side of the workpiece supports 4, 5 in FIG. 1 and FIG. 2 one or more clamping devices, e.g. may have in the form of clamping claws, under which the second portion 22a of the first support carriage 13a can be at least partially moved.
  • FIGS. 4 a - e show a sequence of movements for the movement of the person
  • the support carriages 3a, 13b are designed to be height-adjustable, i. these can - as indicated in Fig. 4a by arrows - from a position in which the bearing surfaces 14 a, 14 b at the level of
  • Workpiece part 18 are moved within the gap 6 under the workpiece 2 in the Y direction, as indicated in Fig. 4b by arrows.
  • Movement of the support carriages 13a, 13b in the Y direction is synchronized, i. at a constant distance A1, until a Ausschleusposition AP shown in Fig. 4c for the workpiece part 18 is reached in the Y direction.
  • the two support slides 13a, 13b in the Y direction are moved rapidly in opposite directions, whereby the distance in the Y direction is increased until a distance A2 is reached is so large that the workpiece part 18 between the two support carriages 13a, 13b can fall down.
  • the opposite movement of the two support carriages 13a, 13b is typically synchronized, i. with the same amount of acceleration or speed, so that the workpiece part 18 remains at the Auslectschul the two support carriages 13a, 13b at the Ausschleusposition AP and is not displaced laterally.
  • the cut-free workpiece part 18 moves at a selected Ausschleusposition AP1, AP2 or AP3 in free fall down and is placed in a parts box 23b. It is understood that the
  • Ausschleusposition AP of the workpiece part 18 is variable in the Y direction and In particular, regardless of the free-cutting position FP can be selected.
  • the workpiece part 8 can therefore also be deposited, for example, in one of the two other parts boxes 23a, 23c shown in FIG. 4e. Due to the variation of the discharge position AP, a sorting of workpiece parts 18 can take place.
  • a workpiece part 18 may be moved outwardly beyond the gap 6 and made accessible to a machine operator for manual removal. It is understood that instead of parts boxes 23a-c, other means for receiving or discharging cut-free workpiece parts 18 can be positioned under the gap 6, for example part slides or conveyor belts.
  • the lowering movement of the two support carriages 13a, 13b can take place asynchronously, so that the support surfaces 14a, 14b occupy a different position in the Z direction during lowering and the cut-free workpiece part 18 is tilted so that it no longer covers the entire surface of the support surfaces 14a, 14b rests, whereby the
  • the support carriages 13a, 13b can also be moved apart without prior lowering movement, so that small
  • the height adjustability of the support carriages 13a, 13b can also be used to release a tilted workpiece part 18 from the remaining workpiece 2 by lifting the tilted workpiece part from the support carriage 13a, 13b to below the bottom of the workpiece 2.
  • the support carriages 13a, 13b can also be used to tap from below against the workpiece 2 and in this way to release a tilted workpiece part 8 from the remainder workpiece 2.
  • the movement of the support carriages 13a, 3b in the gap 6 take place in the lowered position shown in Fig. 4b.
  • the collapse of the support carriages 13a, 13b for supporting a workpiece part 18 at the moment of brushing can be performed by superimposing the movement of the support carriages 13a, 3 toward each other in the Y direction with the lifting of the support carriages 13a, 13b in the Z direction.
  • the bearing surfaces 14a, 14b can be relative to the remaining support carriage 13a, 13b or to a base body of the support carriages 13a, 13b
  • the independent movability of the support carriages 13a, 13b in the Y-direction in the gap 6 makes it possible to adjust the distance of the position YUA, YUB of the respective support carriage 13a, 13b from the cutting head position Y s , depending on the size and / or the thickness of one of Select workpiece 2 free-cutting workpiece part. This is favorable because comparatively large workpiece parts, the free cutting of the (residual) workpiece 2 on both
  • the first support carriage 13a can be arranged at a parking position Y PA shown in FIG. 5, which lies outside of the gap 6 and thus outside the travel range of the cutting head 9.
  • the second support carriage 13b can be moved as shown in Fig. 3a in a partially retracted under the clamping claw 8 position, which is outside the range of motion 23 of the laser cutting head 9.
  • a discharge of small workpiece parts 18 also take place via a parts chute 40, which is adjacent to the support surface 14a at one of the recess 20a opposite outer edge of the support surface 14a of a support carriage 13a attached, as shown in Fig. 6.
  • the support carriage 13a can be moved in the Y direction dynamically, ie with high acceleration, so that a relative movement takes place between the cut-free workpiece part and the support carriage 13a. Since the workpiece part can not follow the rapid movement of the support carriage 13a due to its inertia, the support carriage 13a is displaced laterally relative to the workpiece part, so that the workpiece part ideally hits the chute 40 in free fall.
  • the discharge of workpiece parts can also be done by a dynamic movement of the support carriage 13 a without the use of a parts chute 40.
  • the support carriage 13a is in this case moved so fast that the resting workpiece part due to its inertia of the lateral movement of the Stützschiittens 13a can not follow, so that the workpiece part loses its planar support and ideally is discharged in free fall through the gap 6 down.
  • one or both of the support slides 13a, 13b can also be mounted pivotably downwardly on the workpiece support surfaces 4, 5 in order to discharge cut-free workpiece parts 18 out of the laser processing machine 1 through the gap 6.
  • the pivotal movement of the support carriages 13a, 13b is particularly favorable if at least one discharge flap 26 extending in the Y direction is arranged between one of the workpiece support surfaces 4 and the gap 6 extending in the Y direction, as shown in FIG in this case, a common lowering and pivoting movement of
  • Support slide 13a, 13b and the discharge flap 26 can be realized.
  • the discharge flap 25 can be lowered initially in such a movement, in order to prevent entangling of cut-free workpiece parts 18 with the remaining workpiece 2.
  • the discharge flap 25 can be lowered initially in such a movement, in order to prevent entangling of cut-free workpiece parts 18 with the remaining workpiece 2.
  • Processing area can be removed.
  • a guide and a drive are required for the controlled movement of the support carriages 13a, 13b in the Y direction.
  • the drive of a respective support carriage 13a, 13b may be formed by a ball screw, the spindle and drive motor are mounted on a rod of the discharge flap.
  • the threaded nut may be attached to the support carriage 13a, 13b and comprise a guide element, which is in a as
  • the common lowering movement of the support carriages 13a, 13b and the discharge flap 26 can be achieved in this case by lowering the rod 30.
  • the pivotal movement can be realized by a rotation about an axis of rotation, which substantially coincides with the position of the axis of the ball screw, which is formed in the example shown in Fig. 7 on the outside of the first workpiece support 4 facing the gap 6 and which in Y - direction runs. It is understood that the rotation can alternatively take place about an axis of rotation extending in the Y direction, at one of the gap. 6
  • Outlet flap 26 is formed.
  • workpiece parts which rest both on the discharge flap 26 and on one or both bearing surfaces 14a, 14b of the support carriages 13a, 13b can be reliably discharged through the gap 6. It is understood that a pan and / or
  • discharge flap 26 can be independent of the discharge flap 26
  • Support slide 13a, 13b are pivoted. Alternatively to a
  • the discharge flap which extends in the Y direction over the entire length of the gap 6, as shown in FIG. 7, can also be segmented in the Y direction
  • Outlet flap or two or more discharge flaps are used.
  • the width b of the gap 6 is typically lower than in the example shown in FIGS. 1 and 2, since the removal of larger workpiece parts takes place by pivoting the discharge flap 26 can. If necessary, for the
  • Another way to remove small workpiece parts is the lateral attachment of a small parts container 42 at one of
  • the small parts container 42 is used to hold and store small workpiece parts.
  • the in the small parts container 42 stored parts can eg in the parking position Y P (see Fig. 5) of the first
  • Support slide 13a automated or manually removed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine (1) zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (2) mittels eines Bearbeitungsstrahls (3), mit: einer ersten Bewegungseinrichtung (7) zur Bewegung des Werkstücks (2) in einer ersten Richtung (X), einer zweiten Bewegungseinrichtung (11) zur Bewegung eines den Bearbeitungsstrahl (3) auf das Werkstück (2) ausrichtenden Bearbeitungskopfs (9) in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung (Y), sowie zwei Werkstückauflageflächen (4, 5) zur Auflage des Werkstücks (2), zwischen denen ein sich entlang der zweiten Richtung (Y) erstreckender Spalt (6) gebildet ist. Innerhalb des Spalts (6) sind mindestens zwei in der zweiten Richtung (Y) unabhängig voneinander verfahrbare Unterstützungsschlitten (13a, 13b) angeordnet, die jeweils eine Auflagefläche (14a, 14b) zur Unterstützung von beim trennenden Bearbeiten geschnittenen Werkstückteilen (18) aufweisen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum trennenden Bearbeiten von Werkstücken (2) mittels einer solchen Maschine, umfassend: Positionieren von mindestens zwei der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unter einem beim trennenden Bearbeiten freizuschneidenden Werkstückteil (18).

Description

15.12.2014
Maschine zum trennenden Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, insbesondere eine
Laserbearbeitungsmaschine, zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks mittels eines Bearbeitungsstrahls, insbesondere mittels eines
Laserstrahls, mit: einer ersten Bewegungseinrichtung zur Bewegung des Werkstücks in einer ersten Richtung, einer zweiten Bewegungseinrichtung zur Bewegung eines den Bearbeitungsstrahl auf das Werkstück ausrichtenden Bearbeitungskopfs in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung, sowie zwei Werkstückauflageflächen zur Auflage des Werkstücks, zwischen denen ein sich entlang der zweiten Richtung erstreckender Spalt gebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum trennenden Bearbeiten eines Werkstücks mittels einer solchen Maschine. Eine solche Maschine zum trennenden Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken mittels eines Laserstrahls in Form einer kombinierten Laser- und Stanzmaschine ist aus der JP 5050346A bekannt geworden. An einer derartigen Maschine mit hybrider Bewegungsführung, bei der das Werkstück in einer ersten Richtung (X-Richtung) und der Bearbeitungskopf in einer zweiten Richtung (Y-Richtung) bewegt werden, ist zur Vermeidung von Beschädigungen durch den Bearbeitungsstrahl die
Werkstückauflage im Verfahrbereich des Bearbeitungskopfs unterbrochen. In der Werkstückauflage erstreckt sich somit zwischen zwei Werkstückauflageflächen bzw. Werkstückauflagen ein Spalt in Y-Richtung. Durch diesen Spalt werden der durch das Werkstück hindurch getretene Bearbeitungsstrahl sowie anfallende Schlacke und Schneidbutzen abgeführt. Bei dem Bearbeitungsstrahl kann es sich um einen Laserstrahl handeln, aber auch die Verwendung einer anderen Art von
Hochenergiestrahl, beispielsweise in Form eines Plasmalichtbogens, oder eines Wasserstrahls ist möglich.
Insbesondere für den Fall, dass eine solche (Laser-)Bearbeitungsmaschine eine Zusatzachse zur Bewegung des Bearbeitungskopfs in X-Richtung aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der Spalt in der Werkstückauflage eine Mindestbreite aufweist, die zumindest dem Verfahrbereich des Bearbeitungskopfs in X-Richtung entspricht.
Mittels der Zusatzachse kann der Bearbeitungskopf innerhalb des Spaltes mit hoher Dynamik verfahren werden. Ein breiter Spalt erlaubt außerdem ein freies
Fallenlassen von kleinen bis mittelgroßen Schneidbutzen, Restgitterteilen oder kleineren Werkstückteilen, die beispielsweise mit Hilfe von Teilerutschen
voneinander sowie von der Schlacke getrennt werden können. Auf diese Weise können Kleinteile deutlich schneller aus dem Schneidbereich entfernt werden als durch die Schwenkbewegung einer zu diesem Zweck vorgesehenen
Ausschleusklappe. Eine große Spaltbreite kann sich beim Freischneiden kleinerer Werkstückteile jedoch auch nachteilig auswirken, da kleine Werkstückteile im Spaltbereich nicht
ausreichend unterstützt werden und aufgrund des hohen Gasdrucks des aus der Bearbeitungsdüse am Bearbeitungskopf austretenden und auf die freigeschnittenen Werkstückteile auftreffenden Schneidgases im Spalt verkippen und ggf. am Restwerkstück verhaken können.
Aus der JP2000246564 A2 ist eine Laser- und Stanzmaschine bekannt geworden, bei welcher das Werkstück in X-Richtung bewegt wird und ein Stanzstempel und eine Stanzmatrize gemeinsam in Y-Richtung bewegt werden. Zu diesem Zweck sind der Stanzstempel und die Stanzmatrize mechanisch über Hebelarme und
Universalgelenke miteinander sowie mit einem gemeinsamen Antrieb gekoppelt.
In der JP2030332 A1 ist eine Maschine zum thermischen Schneiden und Stanzen von Werkstücken beschrieben, bei welcher ein Laserschneidkopf mittels zweier angetriebener Schlitten in X-Richtung und in Y-Richtung verfahren wird. Die
Maschine weist einen in Y-Richtung synchron zum Laserschneidkopf verfahrbaren Werkstückaufnahmebehälter auf.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Maschine zur trennenden Bearbeitung plattenförmiger Werkstücke, insbesondere eine
Laserbearbeitungsmaschine, bereitzustellen, die eine verbesserte Unterstützung von Werkstückteilen während der trennenden Bearbeitung und insbesondere ein vereinfachtes Ausschleusen freigeschnittener Werkstückteile ermöglicht.
Gegenstand der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Maschine der eingangs genannten Art, bei der innerhalb des Spalts mindestens zwei in der zweiten Richtung (Y-Richtung) unabhängig voneinander (gesteuert) verfahrbare Unterstützungsschlitten angeordnet sind, die jeweils eine Auflagefläche zur Unterstützung des Werkstücks bzw. von bei der trennenden Bearbeitung geschnittenen Werkstückteilen aufweisen und die vorzugsweise unabhängig vom Bearbeitungskopf innerhalb des Spalts verfahrbar sind. Im Spalt der erfindungsgemäßen Maschine sind mindestens zwei
Unterstützungsschlitten angeordnet, deren Auflageflächen sich in X-Richtung typischer Weise annähernd über die gesamte Breite des Spalts erstrecken und die in Y-Richtung eine deutlich geringere Länge als der Spalt aufweisen. Die beiden Unterstützungsschlitten können unabhängig voneinander verfahren werden, es ist aber auch eine gekoppelte Bewegung möglich, bei welcher beide
Unterstützungsschlitten synchron, d.h. mit konstantem relativen Abstand, in dem Spalt verfahren werden. Der Bereich zwischen den Auflageflächen der
Unterstützungsschlitten bildet den eigentlichen Schneidbereich in dem Spalt. Durch die unabhängige Verfahrbarkeit der Unterstützungsschlitten in Y-Richtung ist dieser Schneidbereich in seiner Ausdehnung variabel. Der Schneidbereich kann zudem in Y-Richtung variabel in dem Spalt positioniert werden.
Beim schneidenden Bearbeiten wird an dem Werkstück eine Schnittkontur erzeugt und die beiden Unterstützungsschlitten sind typischer Weise so weit voneinander beabstandet, dass keine Verschmutzung oder Beschädigung durch den
Bearbeitungsstrahl und ggf. gebildete Schlacke auftritt. Ein Abstand in Y-Richtung zwischen den beiden Unterstützungsschlitten, der dies ermöglicht, kann bei ca. 5 mm oder mehr liegen. Für den Freischnitt eines kippgefährdeten Werkstückteils vom (Rest-)Werkstück können die beiden Unterstützungsschlitten enger
zusammengefahren werden, um ein Kippen des freigeschnittenen Werkstückteils zu verhindern und dieses flächig zu unterstützen. Bei einem solchen kippgefährdeten Werkstückteil kann es sich um ein Werkstückteil handeln, welches keine
ausreichende Biegesteifigkeit aufweist und/oder welches zu kleine Abmessungen aufweist, um nach dem Freischneiden den Spalt zu überbrücken.
Unter einer Werkstückaufiagefläche wird im Sinne dieser Anmeldung eine
Werkstückauflage verstanden, die geeignet ist, das plattenförmige Werkstück flächig zu unterstützen. Eine solche Werkstückaufiagefläche muss keine durchgehende Fläche bilden, es genügt vielmehr, wenn das Werkstück an mehreren (mindestens drei, in der Regel deutlich mehr) Stellen durch Auflageelemente (ggf. nur punktuell) unterstützt wird, um das Werkstück in einer Auflageebene zu lagern. Die
Werkstückaufiagefläche wird in diesem Fall von den Oberseiten der Auflageelemente gebildet. Die Werkstückauflageflächen, zwischen denen der Spalt gebildet ist, können beispielsweise in Form eines Bürsten- oder Kugeltisches ausgebildet sein. Das zu bearbeitende Werkstück wird in diesem Fall während der Bearbeitung durch viele auf bzw. in einer Tischfläche angeordnete Auflageelemente in Form von Bürsten oder (drehbaren) Kugeln gestützt, die zusammen die
Werkstückauflagefläche bilden. Alternativ können parallel zum Spalt angeordnete, drehbare Rollen, deren Drehachse sich parallel zum Spalt erstreckt, als
Auflageelemente zur Bildung von Werkstückauflageflächen vorgesehen sein.
Außerdem ist es möglich, die Werkstückauflageflächen als umlaufende
Auflagebänder zu gestalten.
Entsprechend können auch die Unterstützungsschlitten auf ihrer dem Werkstück zugewandten Seite eine durchgehende Auflagefläche aufweisen, die zur Anlage an die Werkstückunterseite gebracht werden kann. Alternativ können die
Unterstützungsschlitten mehrere Auflageelemente z.B. in Form von Auflagespitzen (Pins), Kugeln, Bürsten oder Stegen aufweisen, die gemeinsam die Auflagefläche bilden, auf der das Werkstück bzw. freigeschnittene Werkstückteile aufliegen können.
Bevorzugt sind die Unterstützungsschlitten unabhängig vom Bearbeitungskopf in der zweiten Richtung (Y-Richtung) verfahrbar. Für die unabhängige Bewegung der Unterstützungsschlitten und des Bearbeitungskopfs in dem Spalt werden typischer Weise unterschiedliche Antriebe verwendet, die es ermöglichen, jeden der
Unterstützungsschlitten und den Bearbeitungskopf unabhängig voneinander an unterschiedliche Positionen in Y-Richtung zu verfahren.
Bei einer Ausführungsform weist die Maschine eine zusätzliche
Bewegungseinrichtung zur Bewegung des Bearbeitungskopfs in der ersten Richtung (X-Richtung) innerhalb des Spalts auf. Der Bewegungsbereich des
Bearbeitungskopfs in X-Richtung (Zusatzachse) ist auf den Spalt beschränkt, d.h. die Breite des Spalts ist größer oder entspricht gerade dem Verfahrbereich des
Bearbeitungskopfs in X-Richtung. Aufgrund der geringeren zu beschleunigenden Massen ist die Zusatzachsbewegung des Bearbeitungskopfs in X-Richtung dynamischer als die Bewegung des Werkstücks in X-Richtung, so dass sich insbesondere kleine Konturen sehr viel schneller mit der Achsbewegung der Zusatzachse - ggf. in Kombination mit der Bewegung des Werkstücks in X-Richtung - realisieren lassen.
Die Breite des Spalts kann deutlich größer, z.B. mehr als doppelt so groß sein wie ein Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfs in der ersten Richtung. In diesem Fall wird nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil der Breite des Spalts für die dynamische Zusatzachsbewegung des Bearbeitungskopfs genutzt. Der gegenüber dem
Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfs vergleichsweise breite Spalt erlaubt ein schnelles Entfernen von kleinen bis mittelgroßen Schneidbutzen, Restgitterteilen oder kleineren Werkstückteilen aus dem Schneidbereich.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist ein erster Unterstützungsschlitten an einer einem zweiten Unterstützungsschlitten zugewandten Außenkante seiner
Auflagefläche eine Aussparung auf. Aufgrund der Aussparung können die
Unterstützungsschlitten beim Freischnitt eines Werkstückteils vollständig zusammen gefahren und unmittelbar benachbart zueinander positioniert werden, um eine vollflächige Unterstützung des Werkstückteils zu gewährleisten. Der
Bearbeitungsstrahl trifft beim Freischnitt des Werkstückteils durch die Aussparung hindurch.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist der zweite Unterstützungsschlitten an einer dem ersten Unterstützungsschlitten zugewandten Außenkante seiner
Auflagefläche eine Aussparung auf, die an derselben Stelle in der ersten Richtung (X-Richtung) positioniert ist wie die Aussparung an dem ersten
Unterstützungsschlitten. Bei der benachbarten Positionierung der beiden
Unterstützungsschlitten bilden die beiden Aussparungen gemeinsam eine Öffnung, durch die der Bearbeitungsstrahl beim Freischnitt des Werkstückteils hindurch treten kann. In diesem Fall wird die Bewegung des Bearbeitungskopfes und der
Unterstützungsschlitten von einer Steuerungseinrichtung der Maschine so gesteuert, dass die Freischneideposition, an welcher das Werkstückteil vom (Rest-)Werkstück getrennt wird, mit der Position der Öffnung übereinstimmt, so dass die beiden
Außenkanten der Unterstützungsschlitten im Moment des Freischnitts aneinander angrenzen und die Auflageflächen das freizuschneidende Werkstückteil größtmöglich unterstützen können. Die Aussparungen können insbesondere zueinander komplementär ausgebildet sein, d.h. die durch die Aussparungen gebildete Öffnung weist zwei spiegelsymmetrische Hälften auf. Die Aussparungen können
beispielsweise eine halbkreisförmige oder eine rechteckige Geometrie aufweisen und gemeinsam eine kreisförmige oder rechteckige, insbesondere quadratische Öffnung bilden.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Auflagefläche mindestens eines Unterstützungsschiittens einen Teilbereich aus einem hitzebeständigen und funkenundurchlässigen Material auf. Die Auflagefläche eines jeweiligen
Unterstützungsschiittens kann zwei oder mehr Teilbereiche aufweisen, wobei derjenige Teilbereich der Auflagefläche, der beim Freischnitt direkt angrenzend an den Bearbeitungsstrahl positioniert wird, aus einem hitzebeständigen, beispielsweise metallischen Material bestehen sollte, um Beschädigungen und insbesondere ein Abbrennen der Auflagefläche zu vermeiden.
Bei einer Weiterbildung weist die Auflagefläche des mindestens einen
Unterstützungsschiittens einen weiteren Teilbereich auf, der als Bürstenauflage ausgebildet ist. Dieser Teilbereich erstreckt sich typischer Weise nicht in die Nähe derjenigen Außenkante der Auflagefläche, die beim Freischnitt direkt angrenzend zum Bearbeitungsstrahl positioniert wird. Die Bürstenauflage unterstützt das
Werkstück bzw. Werkstückteil kratzerfrei. Der Teilbereich des
Unterstützungsschiittens, der funkenundurchlässig ausgebildet ist, wirkt als Schranke zwischen dem Bearbeitungsstrahl und der Bürstenauflage und verhindert eine Beschädigung der Bürsten durch Funkenflug.
Bei einer Weiterbildung ist eine Bürstenhöhe des als Bürstenauflage ausgebildeten Teilbereichs der Auflagefläche größer als eine Erstreckung einer zum Klemmen des Werkstücks bei dessen Bewegung in der ersten Richtung vorgesehenen
Klemmeinrichtung (beispielsweise einer Spannpratze) unter die
Werkstückauflageflächen. In diesem Fall kann der als Bürstenauflage ausgebildete Teilbereich in Y-Richtung zumindest teilweise bis unter die typischer Weise seitlich angeordneten Klemmeinrichtungen des Werkstücks verfahren werden, so dass der für das schneidende Bearbeiten nutzbare Bereich des Spalts in Y-Richtung vergrößert wird. Vorzugsweise kann mindestens einer der Unterstützungsschlitten in eine Parkposition außerhalb des Verfahrbereichs des Bearbeitungskopfs in Y-Richtung, typischer Weise an eine Position außerhalb des Spalts, verfahren werden. Große Werkstückteile, die sich in X-Richtung über den Spalt hinaus erstrecken, können bei ausreichender Steifigkeit ohne Unterstützung durch die Unterstützungsschlitten geschnitten werden, da die Unterstützung solcher Werkstückteile im Spalt nicht erforderlich ist. Beim Schneiden derartiger Werkstückteile sollten die
Unterstützungsschlitten möglichst weit auseinander gefahren werden, so dass diese sich nicht im Schneidbereich befinden und nicht verschmutzen können, was durch die Positionierung in der Parkposition außerhalb des Verfahrbereichs des
Bearbeitungskopfs sichergestellt wird.
Bei einer Ausführungsform ist die Auflagefläche mindestens eines
Unterstützungsschlittens und/oder mindestens einer der Unterstützungsschlitten selbst in Schwerkraftrichtung (Z-Richtung) verfahrbar. Um einen Kontakt der
Unterstützungsschlitten mit dem Werkstück gezielt zu vermeiden oder herzustellen, können die Unterstützungsschlitten oder deren Auflagefläche relativ zum restlichen Unterstützungsschlitten in Z-Richtung verfahrbar ausgeführt sein. Während des Verfahrens der Unterstützungsschlitten in Y-Richtung in dem Spalt können auf diese Weise die Unterstützungsschlitten oder deren Auflageflächen geringfügig abgesenkt werden, so dass es nicht zu einem Verkratzen der Werkstückunterseite durch die Auflageflächen bzw. durch die Unterstützungsschlitten kommt. Vor dem Freischnitt können die Auflageflächen bzw. die Unterstützungsschlitten durch Anheben in direkten Kontakt mit der Werkstückunterseite gebracht werden.
Die Höhenverstellbarkeit der Unterstützungsschlitten kann auch genutzt werden, um die Prozesssicherheit beim Ausschleusen von Werkstückteilen zu steigern. Das Ausschleusen von freigeschnittenen Werkstückteilen nach unten durch gesteuertes Absenken der Auflageflächen stellt sicher, dass die Werkstückteile beim Lösen aus dem Restwerkstück durch die Auflageflächen unterstützt werden und nicht im Restgitter bzw. Restwerkstück verkippen oder verkanten. Ein verkantetes
Werkstückteil kann außerdem durch Wiederanheben der Auflageflächen bis an die Werkstückunterseite oder durch Klopfen gegen das (Rest-)Werkstück gelöst werden, Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Auflagefläche mindestens eines Unterstützungsschlittens und/oder mindestens einer der Unterstützungsschlitten selbst nach unten schwenkbar. Die Unterstützungsschlitten oder deren
Auflageflächen können schwenkbar ausgeführt sein, so dass auf den Auflageflächen nach dem Freischnitt aufliegende Werkstückteile durch eine Schwenkbewegung nach unten abrutschen können. Die Schwenkbewegung kann über eine den
Unterstützungsschlitten gemeinsame, sich in Y-Richtung erstreckende Achse oder über zueinander beabstandete, sich in X-Richtung erstreckende Achsen erfolgen. Auch eine aufeinanderfolgende oder kombinierte Absenk- und Schwenkbewegung ist möglich.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist mindestens einer der Unterstützungsschlitten mechanisch an mindestens eine feststehende, benachbart zum Spalt angeordnete Ausschleusklappe angebunden und entlang der Ausschleusklappe verfahrbar geführt, sodass ein Schwenken des mindestens einen Unterstützungsschlittens zusammen mit der oder den Ausschleusklappen ausgeführt werden kann. Das Ausschleusen von auf den Auflageflächen aufliegenden Werkstückteilen kann in diesem Fall beispielsweise durch ein langsames Absenken der Ausschleusklappe gemeinsam mit den Unterstützungsschlitten nach unten und eine anschließende schnelle Kippbewegung der Ausschleusklappe zusammen mit den
Unterstützungsschlitten erfolgen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass
Werkstückteile prozesssicher nach unten aus dem Restgitter bzw. aus dem
Restwerkstück entnommen werden können.
Die gemeinsame Bewegung bzw. die Anbindung der Unterstützungsschlitten an die Ausschleusklappe kann beispielsweise über ein Gestänge erfolgen. Alternativ zur Ausschleusung durch Verschwenken eines bzw. beider Unterstützungsschlitten kann das Ausschleusen auch ausschließlich durch Verschwenken und ggf. Absenken der benachbart zu dem Spalt angeordneten Ausschleusklappe erfolgen. Die
Ausschleusklappe erschreckt sich typischer Weise über die gesamte Länge des Spalts bzw. des Verfahrbereichs des Bearbeitungskopfs in Y-Richtung und kann ggf. in Y-Richtung mehrere Segmente aufweisen, die einzeln verschwenkbar sind. Bei einer weiteren Ausführungsform ist an mindestens einem Unterstützungsschlitten - typischer Weise benachbart zur Auflagefläche - ein Kleinteilebehälter und/oder eine Teilerutsche angebracht. Der Kleinteilebehälter, z.B. in der Art eines Korbs, dient zum Auffangen von beim trennenden Bearbeiten gebildeten kleinen Schneidbutzen oder Werkstückteilen, die beim Freischneiden und Ausschleusen nicht von unten durch die Unterstützungsschlitten unterstützt werden müssen. Beim Schneiden kleiner Butzen oder Werkstückteile, die nicht auf der Auflagefläche des
Unterstützungsschlittens aufliegen müssen, kann alternativ eine Kleinteilerutsche kurz vor dem Freischnitt unter das freizuschneidende Werkstückteil gefahren werden. Auf diese Weise ist eine Trennung in frei durch den Spalt fallende Schrott- Teile und über die Teilerutsche ausgeschleuste Gutteile möglich. Ergänzend kann durch eine dynamische Bewegung des Unterstützungsschlittens innerhalb des Spalts eine Relativbewegung des Unterstützungsschlittens zu einem auf der Auflagefläche aufliegenden Werkstückteil erzeugt werden. Das Werkstückteil kann der
dynamischen Bewegung des Unterstützungsschlittens nicht folgen, so dass der Unterstützungsschlitten relativ zum idealer Weise bei dieser Bewegung ortsfesten Werkstückteil seitlich versetzt wird. Auf diese Weise wird an Stelle der Auflagefläche die benachbart angeordnete Teilerutsche oder der Kleinteilebehälter des
Unterstützungsschlittens unter dem Werkstückteil positioniert, um das Werkstückteil auzuschleusen bzw. um das Werkstückteil aufzunehmen.
Zusätzlich zu den zwei Unterstützungsschlitten, zwischen denen die schneidende Bearbeitung mittels des Bearbeitungskopfs stattfindet, können zur Außenseite des Bearbeitungsbereichs in Y-Richtung hin weitere Unterstützungs- oder
Spaltüberbrückungselemente in dem Spalt angeordnet sein. Weitere in dem Spalt verfahrbare Unterstützungsschlitten ermöglichen eine bessere Unterstützung des Werkstücks auch in größerer Entfernung vom Bearbeitungskopf.
Bei einer Ausführungsform ist mindestens einer, typischer Weise sind zwei der Unterstützungsschlitten jeweils mit einem Überdeckungselement zur Überdeckung des Spalts verbunden. Die Überdeckungselemente können beispielsweise an den Außenkanten von zwei Unterstützungsschlitten angebracht werden, die den
Außenseiten des Bearbeitungsbereichs in Y-Richtung am nächsten liegen. Die Überdeckungselemente können mit den Unterstützungsschlitten mit bewegt werden. Auf diese Weise kann eine Überdeckung des Spalts in Bereichen erfolgen, in denen keine schneidende Bearbeitung stattfindet. Das Überdeckungselement kann rolladenförmig, teleskopförmig, schuppenförmig, als aufgerolltes Band, insbesondere als Bürstenband, etc. ausgeführt sein und erstreckt sich typischer Weise über die gesamte Breite des Spalts (in X-Richtung). Das Überdeckungselement kann als Auflage für Teilbereiche des Restwerkstücks dienen, an denen momentan keine schneidende Bearbeitung stattfindet. Dies ist insbesondere bei zungenartigen, nicht biegesteifen Teilbereichen des Restwerkstücks vorteilhaft, die ansonsten ggf. in den Spalt hineinragen und mit den Unterstützungsschlitten kollidieren könnten.
Angrenzend an die Werkstückauflageflächen, zwischen denen der Spalt gebildet ist, können außerdem in den Randbereichen des Spalts sich in Y-Richtung
erstreckende, austauschbare Verschleißelemente, beispielsweise in Form von Rollen oder dergleichen angeordnet sein. Diese Verschleißelemente dienen zum Schutz der Kanten der Werkstückauflageflächen bei der Bewegung des Werkstücks in X-
Richtung. Die Verschleißelemente sind vorzugsweise als drehbar gelagerte Rollen ausgebildet, um ein Verkratzen des Werkstücks bei der Bewegung zu vermeiden.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Werkzeugmaschine eine
Steuerungseinrichtung, welche ausgebildet bzw. programmiert ist, mindestens einen der Unterstützungsschlitten, insbesondere genau zwei der Unterstützungsschlitten unter einem beim trennenden Bearbeiten freizuschneidenden Werkstückteil zu positionieren. Bei dem Werkstückteil handelt es sich typischer Weise um ein kippgefährdetes Werkstückteil, welches in einem zwischen den beiden
Unterstützungsschlitten gebildeten Schneidbereich vom Restwerkstück
freigeschnitten wird. Das vollständig freigeschnittene Werkstückteil liegt nach dem Freischneiden zumindest teilweise auf der bzw. auf den Auflageflächen von einem oder von beiden Unterstützungsschlitten so auf, dass die Auflageflächen das
Werkstückteil an einer durch den Schneidgasdruck (oder Wasserdruck) verursachten Kippbewegung hindern.
Die Steuerungseinrichtung dient zum gesteuerten Verfahren der
Unterstützungsschlitten in dem Spalt in Y-Richtung. Die Positionierung der
Unterstützungsschlitten kann synchron mit der Bewegung des Bearbeitungskopfs in Y-Richtung sowie ggf. in X-Richtung erfolgen. Die Bewegung der
Unterstützungsschlitten kann aber auch unabhängig von der Bewegung des
Bearbeitungskopfs in Y-Richtung erfolgen. Auf diese Weise können die
Unterstützungsschlitten, falls diese z.B. beim Schneiden großer Werkstückteile nicht benötigt werden, von der Bearbeitungsposition, an welcher der Bearbeitungsstrahl positioniert ist, beabstandet angeordnet werden und beispielsweise in eine
Parkposition außerhalb des Verfahrbereichs des Bearbeitungskopfs verbracht werden. Werden die Unterstützungsschlitten zur Unterstützung von kippgefährdeten Werkstückteilen benötigt, können diese aneinander angrenzend benachbart zur Bearbeitungsposition angeordnet werden.
Bei einer Weiterbildung ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet bzw. programmiert, die Bewegung des Werkstücks, des Bearbeitungskopfs und der
Unterstützungsschlitten derart zu steuern, dass das Freischneiden des
Werkstückteils, d.h. das endgültige Trennen des Werkstückteils vom Restwerkstück, an einer Freischneideposition erfolgt, die zwischen zwei einander gegenüber liegenden Aussparungen in den Auflageflächen der Unterstützungsschlitten gebildet ist. Wie weiter oben beschrieben wurde, erfolgt das schneidende Bearbeiten und auch das Freischneiden typischer Weise zwischen zwei der Unterstützungsschlitten, die für das Freischneiden, idealer Weise unmittelbar benachbart zueinander in dem Spalt angeordnet werden, so dass das freigeschnittene Werkstückteil von beiden Auflageflächen so unterstützt wird, dass es nicht in den Spalt kippen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum trennenden Bearbeiten eines Werkstücks an einer Maschine wie oben beschrieben, umfassend:
Positionieren von mindestens einem der Unterstützungsschlitten unter einem beim trennenden Bearbeiten freizuschneidenden Werkstückteil. Wie weiter oben im
Zusammenhang mit der Steuerungseinrichtung beschrieben wurde, können die Unterstützungsschlitten zur Unterstützung von kippgefährdeten, typischer Weise kleinen bzw. nicht biegesteifen Werkstückteilen in der Nähe der Bearbeitungsposition angeordnet werden. Bei der Bearbeitung von nicht kippgefährdeten, größeren und biegesteifen Werkstückteilen können die bzw. einer der Unterstützungsschlitten weiter beabstandet zur Bearbeitungsposition, beispielsweise an einer Parkposition, angeordnet werden. Bei einer Variante umfasst das Verfahren zusätzlich: Freischneiden des Werkstückteils an einer Freischneideposition, die derart gewählt ist, dass das Werkstückteil beim Freischnitt durch die Auflageflächen der beiden
Unterstützungsschlitten unterstützt wird, also auf beiden Auflageflächen aufliegt. Insbesondere ist die Freischneideposition zwischen zwei einander gegenüber liegenden Aussparungen an den Außenkanten der Auflageflächen der
Unterstützungsschlitten angeordnet. Im letztgenannten Fall werden die
Unterstützungsschlitten vor dem Freischneiden des Werkstückteils, d.h. vor dem Moment der vollständigen Trennung vom Restwerkstück, direkt aneinander angrenzend positioniert. Die Bewegung von Werkstück, Bearbeitungskopf und Unterstützungsschlitten wird so gesteuert, dass der Bearbeitungsstrahl im Moment des Freischnitts durch die von den Aussparungen gebildete Öffnung tritt. Auf diese Weise kann das Werkstückteil beim Freischneiden von den beiden
Unterstützungsschlitten vollflächig unterstützt werden.
Bei einer Weiterbildung werden vor dem Freischneiden eines Werkstückteils die beiden Unterstützungsschlitten in dem Spalt aufeinander zu bewegt, bis die beiden Unterstützungsschlitten benachbart, bevorzugt unmittelbar benachbart in dem Spalt angeordnet sind. Sind an den Außenkanten der Auflageflächen keine Aussparungen vorgesehen, werden die beiden Unterstützungsschlitten benachbart, d.h. in einem geringen Abstand voneinander angeordnet, der ausreichend ist, um die Bearbeitung des Werkstücks mit dem Bearbeitungsstrahl vorzunehmen, ohne die
Unterstützungsschlitten zu beschädigen. Ist an mindestens einem der
Unterstützungsschlitten eine Aussparung gebildet, kann der Bearbeitungsstrahl durch die von der Aussparung bzw. von den Aussparungen begrenzte Öffnung hindurchtreten, so dass die Unterstützungsschlitten beim Freischnitt vollständig zusammen gefahren und unmittelbar benachbart, d.h. idealer Weise in einem
Abstand von annähernd 0 mm, voneinander positioniert werden können.
In einer Weiterbildung sind die Äuflageflächen der Unterstützungsschlitten und/oder die Unterstützungsschlitten selbst während der Bewegung aufeinander zu unter die von den Auflageflächen gebildete Auflageebene des Werkstücks abgesenkt, um eine Berührung der Unterseite des Werkstücks und ein Verkratzen der zu verhindern. Bevorzugt werden die Auflageflächen der Unterstützungsschlitten und/oder die Unterstützungsschlitten selbst während der Bewegung aufeinander zu angehoben, um das Werkstückteil beim Freischneiden zu unterstützen. Es kann also der
Bewegung der Unterstützungsschlitten in Y-Richtung eine Bewegung in Z-Richtung überlagert werden, um einen durch das Anheben der Auflageflächen auf das Niveau der Werkstückauflageflächen bedingten Zeitverlust zu vermeiden.
Zum Ausschleusen eines freigeschnittenen Werkstückteils aus der Maschine bestehen mehrere Möglichkeiten eines Ausschleusverfahrens:
Bei einer Variante erfolgt das Ausschleusen des freigeschnittenen Werkstückteils durch Vergrößern eines Abstands zwischen den beiden Unterstützungsschlitten in der zweiten Richtung (Y-Richtung). Bei dieser Variante werden die beiden
Unterstützungsschlitten so weit voneinander weg bewegt, dass das freigeschnittene Werkstückteil die flächige Unterstützung durch die Auflageflächen verliert und idealer Weise im freien Fall zwischen den Unterstützungsschlitten nach unten fällt und aus dem Bearbeitungsbereich entfernt werden kann. Insbesondere kann das Vergrößern des Abstandes durch eine symmetrische Bewegung der Unterstützungsschlitten erfolgen, d.h. diese werden mit betragsmäßig gleicher (und typischer Weise hoher) Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung auseinandergefahren, so dass das
Werkstückteil beim Vergrößern des Abstands nicht seitlich verschoben wird.
Bei einer weiteren Variante erfolgt das Ausschleusen des freigeschnittenen
Werkstückteils durch Schwenken der Auflagefläche mindestens eines
Unterstützungsschlittens und/oder durch Schwenken des mindestens einen
Unterstützungsschlittens selbst nach unten. Die Schwenkbewegung kann
beispielsweise über eine beiden Unterstützungsschlitten gemeinsame, in Y-Richtung verlaufende Drehachse oder über zwei unterschiedliche, in X-Richtung verlaufende Drehachsen erfolgen.
Bei einer Variante werden die Auflageflächen der Unterstützungsschlitten und/oder die Unterstützungsschlitten selbst vor dem Ausschleusen oder während des
Ausschleusens des freigeschnittenen Werkstückteils abgesenkt. Die
Absenkbewegung der Auflageflächen bzw. der Unterstützungsschlitten kann der Schwenkbewegung oder dem hochdynamischen Auseinanderfahren der Unterstützungsschlitten vorangestellt oder überlagert werden, um das Werkstückteil sicher aus dem Restwerkstück zu lösen und/oder die Haftreibung des Werkstückteils auf den Auflageflächen zu verringern.
Bei dem freigeschnittenen Werkstückteil kann es sich sowohl um ein Gutteil als auch um ein Restteil handeln, das entsorgt werden muss. Unterhalb der
Werkstückauflageflächen bzw. unter dem Spalt können Gutteile und Restteile beispielsweise von einer Teilerutsche, von Förderbändern, etc. aufgenommen werden und von der bei der Bearbeitung anfallenden Schlacke sowie voneinander getrennt werden.
Bei einer bevorzugten Variante werden die Unterstützungsschlitten mit dem auf den Auflageflächen aufliegenden freigeschnittenen Werkstückteil in einer bevorzugt synchronen Bewegung an eine Ausschleusposition innerhalb des Spalts verfahren. Unter einer synchronen Bewegung wird verstanden, dass der Abstand zwischen den beiden Unterstützungsschlitten in Y-Richtung während der Bewegung konstant bleibt. Bei dieser Variante wird die Höhenverstellbarkeit sowie die Verfahrbarkeit der Unterstützungsschlitten bzw. der Auflageflächen genutzt, um das freigeschnittene Werkstückteil an eine von der Position des Freischnittes unabhängige
Ausschleusposition zu verbringen. Die Absenkbewegung der Auflageflächen bzw. der Unterstützungsschlitten ermöglicht es hierbei, ein freigeschnittenes Werkstückteil so weit abzusenken, dass dieses unterhalb des Restwerkstücks in Y-Richtung bewegt und in eine gewünschte Ausschleusposition verbracht werden kann. Das Ausschleusen an einer frei wählbaren Ausschleusposition in Y-Richtung kann genutzt werden, um Werkstückteile zu sortieren oder ein Werkstückteil nach dem Freischneiden an den Rand des Spalts zu fördern und einem Maschinenbediener manuell zugänglich zu machen. Alternativ oder zusätzlich zum Ausschleusen durch den Spalt kann auch eine
Entnahme der Werkstückteile nach oben über Saug- oder Magnetgreifer erfolgen. Sofern die Werkstückauflageflächen als Förderbänder ausgebildet sind, kann ein Ausschleusen auch durch eine Bewegung der bandförmigen
Werkstückauflageflächen in der ersten Richtung (X-Richtung) erfolgen. Sofern mindestens eine der beiden Werkstückauflageflächen an einer Seite des Spalts eine oder mehrere Ausschleusklappen aufweist, können freigeschnittene Werkstückteile auch durch eine Schwenkbewegung der Klappe(n) nach unten aus dem
Bearbeitungsbereich entfernt werden. Insbesondere wenn mindestens einer der Unterstützungsschlitten mechanisch, z.B. über ein Gestänge, mit einer
Ausschleusklappe gekoppelt ist, kann auch eine gemeinsame Schwenkbewegung des Unterstützungsschlittens und der Ausschleusklappe erfolgen, um
freigeschnittene Werkstückteile prozesssicher auszuschleusen. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches zur
Durchführung aller Schritte des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft. Bei der Datenverarbeitungsanlage kann es sich insbesondere um eine
Steuerungseinrichtung der Maschine handeln, auf der ein Bearbeitungsprogramm abläuft, welches im Wesentlichen in einer Abfolge von Steuerungsbefehlen zum Koordinieren der Bewegungen des Werkstücks, des Bearbeitungskopfs sowie der Unterstützungsschlitten besteht.
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 abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen: eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Laserbearbeitungsmaschine mit zwei in einem Spalt verfahrbaren Unterstützungsschlitten beim trennenden Bearbeiten eines
plattenförmigen Werkstücks,
Fig. 2 eine Darstellung der Maschine von Fig. 1 beim Freischneiden eines
Werkstückteils vom Restwerkstück, Fig. 3a, b Darstellungen von Unterstützungsschlitten, die jeweils eine Auflagefläche mit zwei unterschiedlich ausgebildeten Teilbereichen aufweisen,
Fig. 4a-e Darstellungen von zwei Unterstützungsschlitten beim Transport eines freigeschnittenen Werkstückteils an eine Ausschleusposition,
Fig. 5 eine Darstellung eines Unterstützungsschlittens in einer Parkposition
außerhalb eines Bearbeitungsbereichs,
Fig. 6 eine Darstellung eines Unterstützungsschlittens mit einer seitlich
angebrachten Teilerutsche, und Fig. 7 eine Darstellung eines Unterstützungsschlittens mit einem seitlich
angebrachten Kleinteilebehälter.
In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. für funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Maschine 1 zur Laserbearbeitung, genauer gesagt zum Laserschneiden, eines gestrichelt dargestellten plattenförmigen Werkstücks 2 mittels eines Laserstrahls 3. Zur schneidenden Bearbeitung des Werkstücks 2 kann an Stelle des Laserstrahls 3 auch eine andere Art von
thermischem Bearbeitungsstrahl, beispielsweise eine Plasmafackel, oder ein
Wasserstrahl eingesetzt werden. Das Werkstück 2 liegt bei der Bearbeitung auf zwei Werkstückauflageflächen 4, 5 auf, die im gezeigten Beispiel die Oberseiten von zwei Werkstücktischen bilden und eine Auflageebene E (X- Y-Ebene eines XYZ- Koordinatensystems) zur Auflage des Werkstücks 2 definieren Die
Werkstückauflagefiächen 4, 5 können durch Tischflächen oder durch stiftförmige Auflageelemente (Pins), Auflagebänder, Bürsten, Rollen, Kugeln, Luftpolster o.a. gebildet werden. Mittels einer herkömmlichen Bewegungs- und Halteeinrichtung 7, welche einen Antrieb sowie Klemmeneinrichtungen 8 in Form von Spannpratzen zum Festhalten des Werkstücks 2 aufweist, kann das Werkstück 2 auf den Werkstückauflageflächen 4, 5 in einer ersten Bewegungsrichtung X (im Folgenden: X-Richtung) gesteuert verschoben und an eine vorgegebene Werkstückposition Xw bewegt werden. Um die Bewegung des Werkstücks 2 in X-Richtung zu erleichtern, können auf den in Fig. 1 gezeigten Werkstücktischen Bürsten, Kugeln oder Gleitrollen angebracht sein, die die eigentliche Auflageflächen 4, 5 darstellen. Alternativ ist es beispielsweise möglich, zur Bewegung oder zur Unterstützung der Bewegung des Werkstücks 2 in X-Richtung die Werkstückauflageflächen 4, 5 selbst als Bewegungseinrichtung auszugestalten, beispielsweise in Form eines (umlaufenden) Förderbandes, wie dies in der DE 10 2011 051 170 A1 der Anmelderin beschrieben ist, oder in Form einer Werkstückauflage, wie sie in der JP 06170469 beschrieben ist.
Zwischen den beiden Werkstückauflageflächen 4, 5 ist ein Spalt 6 gebildet, der sich in einer zweiten Richtung (im Folgenden: Y-Richtung) über den gesamten
Verfahrweg eines Laserschneidkopfs 9 erstreckt, der den Laserstrahl 3 auf das Werkstück 2 ausrichtet und fokussiert. Der Laserschneidkopf 9 ist mittels eines als Bewegungseinrichtung dienenden angetriebenen Schlittens 11 , der an einem fest stehenden Portal 10 geführt ist, innerhalb des Spalts 6 in Y-Richtung gesteuert verfahrbar. Der Laserschneidkopf 9 ist im gezeigten Beispiel innerhalb des Spalts 6 zusätzlich auch in X-Richtung gesteuert verfahrbar und kann mit Hilfe einer an dem Schlitten 1 1 angebrachten zusätzlichen Bewegungseinrichtung 12, beispielsweise in Form eines Linearantriebs, in X-Richtung gesteuert verfahren werden. Der maximale Verfahrweg des Laserschneidkopfs 9 in X-Richtung ist im gezeigten Beispiel geringer als die Breite b des Spalts 6.
Mit Hilfe der aufeinander aufbauenden Bewegungseinrichtungen 1 1 , 12 kann der Laserschneidkopf 9 sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung an einer
gewünschten Schneidkopfposition Xs, Ys innerhalb des Spalts 6 positioniert werden. Gegebenenfalls kann der Laserschneidkopf 9 auch entlang einer dritten
Bewegungsrichtung Z (Schwerkraftrichtung, im Folgenden: Z-Richtung) verschoben werden, um den Abstand zwischen der Bearbeitungsdüse 9a und der
Werkstückoberfläche einzustellen. Innerhalb des Spalts 6 sind zwei Unterstützungsschlitten 13a, 13b angeordnet, die sich jeweils über die gesamte Breite b des Spalts 6 erstrecken und in dem Spalt 6 in Y-Richtung gesteuert und unabhängig voneinander verfahrbar sind. Die gesteuerte Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in dem Spalt 6 kann beispielsweise mit Hilfe von Spindelantrieben erfolgen, wobei die Spindelmutter an dem jeweiligen Unterstützungsschlitten 3a, 13b angebracht ist und die Spindel sowie der
Antriebsmotor an einer der beiden fest stehenden Werkstückauflagen 4, 5
angebracht sind. Es versteht sich, dass die gesteuerte Bewegung der
Unterstützungsschlitten 13a, 13b in dem Spalt 6 auch auf andere Weise realisiert werden kann.
Die Unterstützungsschlitten 13a, 13b können in dem Spalt 6 jeweils an eine gewünschte Position YUA, YUB in Y-Richtung bewegt werden, um dort das Werkstück 2, genauer gesagt von dem Werkstück 2 freizuschneidende bzw. beim Bearbeiten geschnittene Werkstückteile, mittels einer an dem jeweiligen Unterstützungsschlitten 13a, 13b angebrachten Auflagefläche 14a, 14b zu unterstützen. Die Auflagefläche 14a, 14b eines jeweiligen Unterstützungsschlittens 13a, 13b schließt im gezeigten Fall in Z-Richtung bündig mit den Werkstückauflageflächen 4, 5 ab, d.h. die
Auflageflächen 14a, 14b befinden sich in der Auflageebene E für das Werkstück 2.
Zur Steuerung der schneidenden Bearbeitung weist die Maschine 1 eine
Steuerungseinrichtung 15 auf, die zur Koordinierung der Bewegungen des
Werkstücks 2, des Laserschneidkopfs 9 sowie der Unterstützungsschlitten 13a, 13b dient, um eine gewünschte Werkstückposition Xw, eine gewünschte
Schneidkopfposition Xs, Ys sowie eine gewünschte Position YUA, YUB der
Unterstützungsschlitten 13a, 13b einzustellen, um das Schneiden einer
vorgegebenen Schnittkontur zu ermöglichen und das Werkstück falls erforderlich im Bereich des Spalts 6 zu unterstützen.
Die Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b kann synchron erfolgen, d.h. der Abstand zwischen der Position YUA des ersten Unterstützungsschlittens 13a und der Position YUB des zweiten Unterstützungsschlittens in Y-Richtung während der Bewegung ist konstant. Die Bewegung des ersten Unterstützungsschlittens 13a kann auch unabhängig von der Bewegung des zweiten Unterstützungsschlittens erfolgen, d.h. der Abstand zwischen der Position YUA des ersten Unterstützungsschlittens 13a und der Position YUB des zweiten Unterstützungsschlittens 13b in Y-Richtung verändert sich während der Bewegung in Y-Richtung.
Die Möglichkeit, die Unterstützungsschlitten 13a, 13b unabhängig voneinander in dem Spalt 6 zu verfahren, kann genutzt werden, um die Ausdehnung eines zwischen den beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b gebildeten Schneidbereichs in Y- Richtung zu variieren. Bei der in Fig. 1 dargestellten Erzeugung einer Schnittkontur 17 in dem Werkstück 2 sind die beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b so weit voneinander beabstandet, dass keine Verschmutzung oder Beschädigung durch den zwischen den beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b positionierten Laserstrahl 3 auftritt. Für den Freischnitt eines Werkstückteils 18 vom Restwerkstück 2, d. h. beim
Trennen der letzten Verbindung zwischen dem Werkstückteil 18 und dem
Restwerkstück 2, können die beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b enger zusammengefahren werden, so dass zwischen diesen nur ein sehr geringer Abstand oder kein Abstand in Y-Richtung mehr verbleibt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Durch die benachbarte, insbesondere die unmittelbar benachbarte Positionierung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b kann das Werkstückteil 18 beim
Freischneiden flächig unterstützt werden und so ein Kippen des Werkstückteils 18 und insbesondere ein Verhaken mit dem Restwerkstück 2 verhindert werden. Die unmittelbar benachbarte Positionierung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b ist dadurch möglich, dass die Auflageflächen 14a, 14b an den einander zugewandten Außenkanten 19a, 19b jeweils eine Aussparung 20a, 20b (siehe Fig. 3a) für den Durchtritt des Laserstrahls aufweisen.
Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Beispiel ist an den Unterstützungsschlitten 13a, 13b, genauer gesagt an den in X-Richtung verlaufenden, voneinander abgewandten Außenkanten der Auflageflächen 14a, 14b jeweils ein
Überdeckungselement 16a, 16b zur Abdeckung des Spalts 6 außerhalb des zwischen den Unterstützungsschlitten 13a, 13b gebildeten Schneidbereichs angebracht. Die Überdeckungselemente 16a, 16b erstrecken sich über die gesamte Breite b des Spalts 6, werden beim Bewegen der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Y-Richtung mitbewegt und sind im gezeigten Beispiel rolladenförmig ausgebildet. Die Überdeckungselemente 16a, 16b können auch auf andere Weise, z.B.
teleskopförmig, schuppenförmig, als aufgerolltes Band, etc. ausgebildet sein. Die Oberseite der Überdeckungselemente 16a, 16b befindet sich auf der Höhe der Auflageflächen 14a, 14b bzw. der Werkstückauflageflächen 4, 5. Die
Überdeckungselemente 16a, 16 dienen zur Auflage von in den Spalt 6 hinein ragenden, nicht biegesteifen Teilbereichen des Restwerkstücks 2, die ohne eine solche Auflage gegebenenfalls mit den Unterstützungsschlitten 13a, 13b kollidieren könnten.
Wie in Fig. 3a zu erkennen ist, weist der erste Unterstützungsschlitten 13a an seiner dem zweiten Unterstützungsschlitten 13b zugewandten, sich in X-Richtung erstreckenden Außenkante 19a eine halbkreisförmige Aussparung 20a auf. Analog weist auch der zweite Unterstützungsschlitten 13b an seiner dem ersten
Unterstützungsschlitten 13a zugewandten, sich in X-Richtung erstreckenden
Außenkante 19b eine halbkreisförmige Aussparung 20b auf. Die beiden
Aussparungen 20a, 20b sind an der gleichen Stelle in X-Richtung positioniert, so dass diese beim vollständigen Zusammenfahren der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b (vgl. Fig. 2) eine kreisförmige Öffnung für den Durchtritt des Laserstrahls 3 bilden. Die beiden Aussparungen 20a, 20b ermöglichen es, die
Unterstützungsschlitten 13a, 13b beim Freischneiden unmittelbar benachbart zueinander anzuordnen, um eine vollflächige Unterstützung des freizuschneidenden Werkstückteils 18 zu ermöglichen. Die komplementäre bzw. zueinander
spiegelsymmetrische Geometrie der Aussparungen 20a, 20b ermöglicht es, die Steuerung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b zu vereinfachen.
Bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel sind die Auflageflächen 14a, 14b der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b zweigeteilt, d.h. diese weisen jeweils einen ersten Teilbereich 21 a, 21 b aus einem strahlungsunempfindlichen und harten,
beispielsweise metallischen Material, z.B. aus Kupfer, sowie einen zweiten
Teilbereich 22a, 22b auf, der als Bürstenauflage ausgebildet ist. Die beiden ersten Teilbereiche 21a, 21 b sind jeweils unmittelbar angrenzend zu einer der einander gegenüber liegenden Außenkanten 19a, 19b der Auflageflächen 14a, 14b angeordnet (vgl. auch Fig. 1 und Fig. 2) und weisen jeweils eine glatte Oberseite auf, um beim Freischneiden eine flächige Unterstützung des Werkstückteils 18 zu ermöglichen. Die Ausdehnung der ersten Teilbereiche 21 a, 21 b in X-Richtung ist bei dem in Fig. 3a gezeigten Beispiel nicht größer als die Ausdehnung des Bearbeitungsbereichs 23 in X-Richtung. Der Bearbeitungsbereich 23 umfasst diejenigen
Schneidkopfpositionen Xs, an denen der Laserstrahl 3 durch Verfahren des
Laserschneid kopfs 9 in X-Richtung positioniert werden kann. Wie in Fig. 3a ebenfalls zu erkennen ist, ist die Breite des Spalts 6 mehr als doppelt so groß wie die
Ausdehnung des Bearbeitungsbereichs 23 in X-Richtung.
Wie weiter oben beschrieben wurde, sind die zweiten Teilbereiche 22a, 22b als Bürstenauflagen ausgebildet, d.h. diese weisen eine Mehrzahl von in Fig. 3b
gezeigten Bürsten auf, die sich von einer zur Oberseite des ersten Teilbereichs 21 a, 21 b um eine Bürstenhöhe h nach unten versetzten Oberfläche des zweiten
Teilbereichs 22a, 22b nach oben erstrecken. Da die Bürsten des als Bürstenauflage ausgebildeten zweiten Teilbereichs 22b flexibel sind, kann der zweite
Unterstützungsschlitten 13b teilweise unter die als Spannpratze 8 ausgebildete Klemmeinrichtung verfahren werden, wie dies in Fig. 3a, b dargestellt ist.
Voraussetzung hierfür ist, wie in Fig. 3b gezeigt, dass die Erstreckung d der
Spannpratze 8 unter die Werkstückauflageflächen 4, 5 bzw. unter die Auflageebene E des Werkstücks 2 kleiner ist als die Bürstenhöhe h. Durch Verschieben des zweiten Unterstützungsschlittens 13b bis unter die Spannpratze 8 kann der
Bearbeitungsbereich 23 des Laserschneidkopfs 9 in Y-Richtung nach außen hin erweitert werden, so dass eine schneidende Bearbeitung auch in unmittelbarer Nähe zu den Spannpratzen 8 erfolgen kann, wie in Fig. 3a zu erkennen ist. Es versteht sich, dass die erste Bewegungseinrichtung 7 ggf. auch an der in Fig. 1 und Fig. 2 vorderen Seite der Werkstückauflagen 4, 5 eine oder mehrere Klemmeinrichtungen z.B. in Form von Spannpratzen aufweisen kann, unter die der zweite Teilbereich 22a des ersten Unterstützungsschlittens 13a zumindest teilweise verfahren werden kann.
Fig. 4a-e zeigen beispielhaft einen Bewegungsablauf zum Verbringen des
freigeschnittenen Werkstückteils 18 von Fig. 2 an eine Ausschleusposition AP in Y- Richtung, die sich von der Freischneideposition FP (vgl. Fig. 2) unterscheidet. Wie in Fig. 4a zu erkennen ist, liegt das Werkstückteil 18 nach dem Freischneiden auf den beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b auf, die (anders als in Fig. 2 gezeigt ist) beim Freischneiden in einem Abstand A1 zueinander angeordnet sind, da die Unterstützungsschlitten 13a, 13b von Fig. 4a-e keine Aussparungen aufweisen, durch die der Laserstrahl 3 beim Freischneiden hindurchtreten kann.
Im gezeigten Beispiel sind die Unterstützungsschlitten 3a, 13b höhenverstellbar ausgebildet, d.h. diese können - wie in Fig. 4a durch Pfeile angedeutet ist - aus einer Stellung, in welcher die Auflageflächen 14a, 14b sich auf der Höhe der
Werkstückauflageflächen 4, 5 befinden, in eine abgesenkte Stellung bewegt werden, welche in Fig. 4b dargestellt ist. In der abgesenkten Stellung können die beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b mitsamt des auf diesen aufliegenden
Werkstückteils 18 innerhalb des Spalts 6 unter dem Werkstück 2 hindurch in Y- Richtung verschoben werden, wie in Fig. 4b durch Pfeile angedeutet ist. Die
Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Y-Richtung erfolgt synchronisiert, d.h. mit konstantem Abstand A1 , bis eine in Fig. 4c gezeigte Ausschleusposition AP für das Werkstückteil 18 in Y-Richtung erreicht ist. Um das Werkstückteil 18 an der Ausschleusposition AP in freiem Fall nach unten aus dem Spalt 6 zu entfernen, werden die beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Y- Richtung schnell gegenläufig bewegt, wodurch der Abstand in Y-Richtung vergrößert wird, bis ein Abstand A2 erreicht ist, der so groß ist, dass das Werkstückteil 18 zwischen den beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b nach unten fallen kann. Die gegenläufige Bewegung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b erfolgt typischer Weise synchronisiert, d.h. mit gleichem Betrag der Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit, so dass das Werkstückteil 18 bei der Auseinanderbewegung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b an der Ausschleusposition AP verbleibt und nicht seitlich verschoben wird.
Wie in Fig. 4e dargestellt ist, bewegt sich das freigeschnittene Werkstückteil 18 an einer ausgewählten Ausschleusposition AP1 , AP2 oder AP3 in freiem Fall nach unten und wird in einer Teilekiste 23b abgelegt. Es versteht sich, dass die
Ausschleusposition AP des Werkstückteils 18 in Y-Richtung variabel ist und insbesondere unabhängig von der Freischneideposition FP gewählt werden kann. Das Werkstückteil 8 kann daher beispielsweise auch in einer der beiden anderen in Fig. 4e gezeigten Teilekisten 23a, 23c abgelegt werden. Durch die Variation der Ausschleusposition AP kann eine Sortierung von Werkstückteilen 18 erfolgen.
Gegebenenfalls kann auch ein Werkstückteil 18 nach außen über den Spalt 6 hinaus bewegt und einem Maschinenbediener für eine manuelle Entnahme zugänglich gemacht werden. Es versteht sich, dass an Stelle von Teilekisten 23a-c auch andere Einrichtungen für die Aufnahme bzw. das Ausschleusen von freigeschnittenen Werkstückteilen 18 unter dem Spalt 6 positioniert werden können, beispielsweise Teilerutschen oder Förderbänder.
Anders als bei dem in Fig. 4a-e gezeigten Bewegungsablauf können die
Absenkbewegung und das Auseinanderfahren der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b überlagert erfolgen, um ein hochdynamisches Ausschleusen zu
ermöglichen. Zusätzlich oder alternativ kann die Absenkbewegung der beiden Unterstützungsschlitten 13a, 13b asynchron erfolgen, so dass die Auflageflächen 14a, 14b beim Absenken eine jeweils unterschiedliche Position in Z-Richtung einnehmen und das freigeschnittene Werkstückteil 18 gekippt wird, so dass dieses nicht mehr vollflächig auf den Auflageflächen 14a, 14b aufliegt, wodurch die
Haftreibung reduziert wird. Die Unterstützungsschlitten 13a, 13b können auch ohne vorherige Absenkbewegung auseinander gefahren werden, so dass kleine
Werkstückteile, insbesondere Schrott-Teile bzw. Schneidbutzen in freiem Fall durch den Spalt 6 nach unten fallen und ausgeschleust werden können. Die Höhenverstellbarkeit der Unterstützungsschlitten 13a, 13b kann auch genutzt werden, um ein verkantetes Werkstückteil 18 vom Restwerkstück 2 zu lösen, indem das verkantete Werkstückteil von dem bzw. den Unterstützungsschlitten 13a, 13b bis unter die Unterseite des Werkstücks 2 angehoben wird. Die Unterstützungsschlitten 13a, 13b können auch genutzt werden, um von unten gegen das Werkstück 2 zu klopfen und auf diese Weise ein verkantetes Werkstückteil 8 vom Restwerkstück 2 zu lösen.
Um eine Kollision der Unterstützungsschlitten 13a, 13b mit dem Werkstück 2 zu vermeiden, kann die Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 3b in dem Spalt 6 in der in Fig. 4b gezeigten abgesenkten Stellung erfolgen. Insbesondere kann das Zusammenfahren der Unterstützungsschlitten 13a, 13b zum Unterstützen eines Werkstückteils 18 im Moment des Freischneidens erfolgen, indem die Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 3 in Y-Richtung aufeinander zu mit dem Anheben der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Z-Richtung überlagert wird. Alternativ oder zusätzlich zur Höhenverstellbarkeit der Unterstützungsschlitten 13a, 13b selbst können die Auflageflächen 14a, 14b relativ zum restlichen Unterstützungsschlitten 13a, 13b bzw. zu einem Grundkörper der Unterstützungsschlitten 13a, 13b
höhenverstellbar ausgebildet sein. Die Bewegung der Auflageflächen 14a, 14b erfolgt in diesem Fall auf die oben im Zusammenhang mit den höhenverstellbaren Unterstützungsschlitten 13a, 13b beschriebene Weise.
Die unabhängige Verfahrbarkeit der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Y-Richtung in dem Spalt 6 ermöglicht es, den Abstand der Position YUA, YUB des jeweiligen Unterstützungsschlittens 13a, 13b von der Schneidkopfposition Ys in Abhängigkeit von der Größe und/oder der Dicke eines von dem Werkstück 2 freizuschneidenden Werkstückteils zu wählen. Dies ist günstig, da vergleichsweise große Werkstückteile, die beim Freischneiden von dem (Rest-)Werkstück 2 auf beiden
Werkstückauflageflächen 4, 5 aufliegen, den Spalt 6 überbrücken und - sofern diese eine ausreichende Dicke und damit Biegesteifigkeit aufweisen - in der Regel nicht mit Hilfe der Unterstützungsschlitten 13a, 13b unterstützt werden müssen.
Ein solches nicht kippgefährdetes Werkstückteil 25, das biegesteif ist und dessen Breite größer ist als die Breite b des Spalts 6, ist in Fig. 5 dargestellt. Auch bei einem weiteren in Fig. 5 dargestellten, ebenfalls vergleichsweise dicken und somit biegesteifen Werkstückteil 24, dessen Abmessungen geringer sind als die Breite b des Spalts 6, dessen Schwerpunkt aber im Moment des Freischnitts weit genug vom Rand des Spalts 6 entfernt liegt, ist die Gefahr des Kippens in den Spalt 6 aufgrund des aus einer Bearbeitungsdüse 9a des Laserschneid kopfs 9 auf das Werkstückteil 24 auftreffenden Schneidgases gering, so dass dieses nicht unterstützt werden muss.
Für die Bearbeitung der in Fig. 5 gezeigten Werkstückteile 24, 25 ist es günstig, die nicht zur Unterstützung benötigten Unterstützungsschlitten 13a, 13b in einem ausreichenden Abstand von der Schneidkopfposition Ys anzuordnen, an der die Bearbeitung des Werkstücks 2 erfolgt, um eine Verschmutzung und/oder
Beschädigung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b durch den Laserstrahl 3 zu vermeiden. Insbesondere kann in diesem Fall der erste Unterstützungsschlitten 13a an einer in Fig. 5 gezeigten Parkposition YPA angeordnet werden, die außerhalb des Spalts 6 und somit außerhalb des Verfahrbereichs des Schneidkopfs 9 liegt. Auch der zweite Unterstützungsschlitten 13b kann wie in Fig. 3a gezeigt in eine teilweise unter die Spannpratze 8 zurückgezogene Stellung verfahren werden, die außerhalb des Bewegungsbereichs 23 des Laserschneidkopfs 9 liegt.
Alternativ zu den weiter oben im Zusammenhang mit Fig. 4a-e gezeigten
Ausschleusvorgang kann ein Ausschleusen von kleinen Werkstückteilen 18 auch über eine Teilerutsche 40 erfolgen, die benachbart zur Auflagefläche 14a an einer der Ausnehmung 20a gegenüber liegenden Außenkante der Auflagefläche 14a eines Unterstützungsschlittens 13a angebracht ist, wie in Fig. 6 dargestellt ist.
Über die Teilerutsche 40 ausschleusbare Werkstückteile 18 weisen Abmessungen auf, die kleiner sind als die Breite b des Spalts 6. Um solche freigeschnittene
Werkstückteile auf die Rutsche 40 zu befördern, kann der Unterstützungsschlitten 13a dynamisch, d.h. mit hoher Beschleunigung, in Y-Richtung verfahren werden, so dass eine Relativbewegung zwischen dem freigeschnittenen Werkstückteil und dem Unterstützungsschlitten 13a erfolgt. Da das Werkstückteil aufgrund seiner Trägheit der schnellen Bewegung des Unterstützungsschlittens 13a nicht folgen kann, wird der Unterstützungsschlitten 13a relativ zum Werkstückteil seitlich verschoben, so dass das Werkstückteil idealer Weise im freien Fall auf die Rutsche 40 trifft. Das Ausschleusen von Werkstückteilen kann auch durch eine dynamische Bewegung des Unterstützungsschlittens 13a ohne die Verwendung einer Teilerutsche 40 erfolgen. Der Unterstützungsschlitten 13a wird hierbei so schnell verfahren, dass das aufliegende Werkstückteil aufgrund seiner Trägheit der seitlichen Bewegung des Unterstützungsschiittens 13a nicht folgen kann, so dass das Werkstückteil seine flächige Unterstützung verliert und idealer Weise im freien Fall durch den Spalt 6 nach unten ausgeschleust wird. Zusätzlich oder alternativ zur Möglichkeit der Absenkung in Schwerkraftrichtung Z können einer oder beide der Unterstützungsschlitten 13a, 13b auch nach unten schwenkbar an den Werkstückauflageflächen 4, 5 gelagert sein, um freigeschnittene Werkstückteile 18 durch den Spalt 6 aus der Laserbearbeitungsmaschine 1 auszuschleusen. Die Schwenkbewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b ist insbesondere günstig, wenn mindestens eine sich in Y-Richtung erstreckende Ausschleusklappe 26 zwischen einer der Werkstückauflageflächen 4 und dem sich in Y-Richtung erstreckenden Spalt 6 angeordnet ist, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, da in diesem Fall eine gemeinsame Absenk- und Schwenkbewegung der
Unterstützungsschlitten 13a, 13b und der Ausschleusklappe 26 realisiert werden kann.
Wie in Fig. 7 durch einen Pfeil angedeutet ist, lässt sich die Ausschleusklappe 25 bei einer solchen Bewegung zunächst absenken, um ein Verhaken von freigeschnittenen Werkstückteilen 18 mit dem Restwerkstück 2 zu verhindern. An die vergleichsweise langsame Absenkbewegung schließt sich eine schnellere Kipp- bzw.
Schwenkbewegung an, mittels derer zumindest teilweise auf der Ausschleusklappe 26 aufliegende Werkstückteile nach unten durch den Spalt 6 aus dem
Bearbeitungsbereich entfernt werden können.
Werden die Unterstützungsschlitten 13a, 13b mit der Ausschleusklappe 26 mechanisch gekoppelt, kann ein gemeinsames Absenken und Schwenken der Unterstützungsschlitten 13a, 13b und der Ausschleusklappe 26 erfolgen. Generell sind für die gesteuerte Bewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b in Y-Richtung jeweils eine Führung sowie ein Antrieb erforderlich. Der Antrieb eines jeweiligen Unterstützungsschlittens 13a, 13b kann durch einen Kugelgewindetrieb gebildet sein, dessen Spindel und Antriebsmotor an einem Gestänge der Ausschleusklappe angebracht sind. Die Gewindemutter kann am Unterstützungsschlitten 13a, 13b angebracht sein und ein Führungselement umfassen, welches in einem als
Linearführung ausgebildeten Teilbereich des Gestänges verschiebbar geführt ist. Die gemeinsame Absenkbewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b und der Ausschleusklappe 26 kann in diesem Fall durch ein Absenken des Gestänges 30 erreicht werden. Die Schwenkbewegung kann durch eine Drehung um eine Drehachse realisiert werden, die im Wesentlichen mit der Position der Achse des Kugelgewindetriebs zusammenfällt, die bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel an der dem Spalt 6 zugewandten Außenseite der ersten Werkstückauflage 4 gebildet ist und die in Y- Richtung verläuft. Es versteht sich, dass die Drehung alternativ um eine in Y- Richtung verlaufende Drehachse erfolgen kann, die an einer dem Spalt 6
zugewandten Außenseite der zweiten Werkstückauflage 5 benachbart zur
Ausschleusklappe 26 gebildet ist. Durch die gemeinsame Schwenkbewegung können Werkstückteile, die sowohl auf der Ausschleusklappe 26 als auch auf einer oder beiden Auflageflächen 14a, 14b der Unterstützungsschlitten 13a, 13b aufliegen, prozesssicher durch den Spalt 6 ausgeschleust werden. Es versteht sich, dass eine Schwenk- und/oder
Absenkbewegung der Unterstützungsschlitten 13a, 13b auch ohne eine
mechanische Anbindung an eine Ausschleusklappe realisiert werden kann. In diesem Fall kann die Ausschleusklappe 26 unabhängig von den
Unterstützungsschlitten 13a, 13b verschwenkt werden. Alternativ zu einer
Ausschleusklappe, die sich wie in Fig. 7 gezeigt in Y-Richtung über die gesamte Länge des Spalts 6 erstreckt, kann auch eine in Y-Richtung segmentierte
Ausschleusklappe bzw. zwei oder mehr Ausschleusklappen verwendet werden. Wie in Fig. 7 zu erkennen ist, ist beim Vorhandensein der Ausschieüsklappe 26 die Breite b des Spalts 6 typischer Weise geringer als bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Beispiel, da das Ausschleusen von größeren Werkstückteilen durch Verschwenken der Ausschleusklappe 26 erfolgen kann. Gegebenenfalls können für das
Ausschleusen von Werkstückteilen auch die Auflageflächen 14a, 14b relativ zum restlichen Unterstützungsschlitten 13a, 13b um eine sich in der X-Richtung oder der Y-Richtung erstreckende Schwenkachse verschwenkt werden.
Eine weitere Möglichkeit zum Ausschleusen von kleinen Werkstückteilen stellt die seitliche Anbringung eines Kleinteilebehälters 42 an einem der
Unterstützungsschlitten 13a dar, wie beispielhaft in Fig. 7 gezeigt ist. Im Gegensatz zur in Fig. 6 gezeigten Teilerutsche 40 dient der Kleinteilebehälter 42 zur Aufnahme und Lagerung von kleinen Werkstückteilen. Die in dem Kleinteilebehälter 42 gelagerten Teile können z.B. in der Parkposition YP (vgl. Fig. 5) des ersten
Unterstützungsschlittens 13a automatisiert oder manuell entnommen werden.
Neben den weiter oben beschriebenen Möglichkeiten zum Ausschleusen von Werkstückteilen ist es ebenfalls möglich, freigeschnittene Werkstückteile nach oben auszuschleusen, beispielsweise durch die Verwendung von Saug- oder
Magnetgreifern. Falls die Werkstückauflageflächen 4, 5 anders als in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, in der Art eines Förderbandes ausgebildet sind, können freigeschnittene Werkstückteile auch durch eine Bewegung eines solchen Förderbandes in X- Richtung ausgeschleust werden.
Zusammenfassend kann auf die oben beschriebene Weise während der
schneidenden Bearbeitung, insbesondere beim Freischneiden, eine verbesserte, flächige Unterstützung von Werkstückteilen erfolgen. Auch kann mit Hilfe der Unterstützungsschlitten 13a, 13b ein vereinfachtes Ausschleusen von
freigeschnittenen Werkstückteilen realisiert werden.

Claims

1 WO 2015/091347 PCT/EP2014/077741 SP1 1081 PCT Rp/sa 15.12.2014 Patentansprüche
1. Maschine ( ) zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks (2) mittels eines Bearbeitungsstrahls (3), mit:
einer ersten Bewegungseinrichtung (7) zur Bewegung des Werkstücks (2) in einer ersten Richtung (X),
einer zweiten Bewegungseinrichtung (1 1 ) zur Bewegung eines den
Bearbeitungsstrahl (3) auf das Werkstück (2) ausrichtenden Bearbeitungskopfs
(9) in einer zweiten, zur ersten senkrechten Richtung (Y), sowie
zwei Werkstückauflageflächen (4, 5) zur Auflage des Werkstücks (2), zwischen denen ein sich entlang der zweiten Richtung (Y) erstreckender Spalt (6) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Spalts (6) mindestens zwei in der zweiten Richtung (Y) unabhängig voneinander verfahrbare Unterstützungsschlitten (13a, 13b) angeordnet sind, die jeweils eine Auflagefläche (14a, 14b) zur Unterstützung von beim trennenden Bearbeiten geschnittenen Werkstückteilen (18) aufweisen.
2. Maschine nach Anspruch 1 , die eine zusätzliche Bewegungseinrichtung (12) zur Bewegung des Bearbeitungskopfs (9) in der ersten Richtung (X) innerhalb des Spalts (6) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unabhängig vom Bearbeitungskopf (9) in der zweiten Richtung (Y) verfahrbar sind.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher ein erster Unterstützungsschlitten (13a) an einer einem zweiten Unterstützungsschlitten (13b) zugewandten Außenkante (19a) seiner Auflagefläche (14a) eine
Aussparung (20a) aufweist. 2
WO 2015/091347 PCT/EP2014/077741
5. Maschine nach Anspruch 4, bei welcher der zweite Unterstützungsschlitten (13b) an einer dem ersten Unterstützungsschlitten (13a) zugewandten Außenkante (19b) seiner Auflagefläche (14b) eine Aussparung (20b) aufweist, die an derselben Stelle in der ersten Richtung (X) positioniert ist wie die Aussparung (20a) an dem ersten Unterstützungsschlitten (13a).
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die
Auflagefläche (14a, 14b) mindestens eines Unterstützungsschlittens (13a, 13b) einen Teilbereich (21a, 21 b) aus einem hitzeunempfindiichen und
funkenundurchlässigen Material aufweist.
7. Maschine nach Anspruch 6, bei welcher die Auflagefläche (14a, 14b) des
mindestens einen Unterstützungsschlittens (13a, 13b) einen weiteren Teilbereich (22a, 22b) aufweist, der als Bürstenauflage ausgebildet ist.
8. Maschine nach Anspruch 7, bei welcher eine Bürstenhöhe (h) des als
Bürstenauflage ausgebildeten Teilbereichs (22a, 22b) der Auflagefläche (14a, 14b) größer ist als eine Erstreckung (d) einer zum Klemmen des Werkstücks (2) bei dessen Bewegung in der ersten Richtung (X) vorgesehenen
Kiemmeinrichtung (8) unter die Werkstückauflageflächen (4, 5).
9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens einer der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) in eine Parkposition (YpA) außerhalb eines Verfahrbereichs des Bearbeitungskopfs (9) in der zweiten Richtung (Y) verfahrbar ist.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auflagefläche (14a, 14b) mindestens eines Unterstützungsschlittens (13a, 13b) und/oder mindestens einer der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) selbst in
Schwerkraftrichtung (Z) verfahrbar ist.
1 1 . Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auflagefläche (14a, 14b) mindestens eines Unterstützungsschlittens (13a, 13a) und/oder PCT/EP2014/077741 mindestens einer der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) selbst nach unten schwenkbar ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher mindestens einer der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) entlang einer benachbart zum Spalt (6) angeordneten Ausschleusklappe (26) verfahrbar und gemeinsam mit der Ausschleusklappe (26) nach unten schwenkbar ist.
13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an mindestens einem der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) ein Kleinteilebehälter (42) und/oder eine Teilerutsche (40) angebracht ist.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens einer der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) mit einem Überdeckungselement (16a, 16b) zur Überdeckung des Spalts (6) verbunden ist.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: eine Steuerungseinrichtung (15), die ausgebildet ist, mindestens einen, insbesondere zwei, der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unter einem beim trennenden Bearbeiten freizuschneidenden Werkstückteil (18) zu positionieren.
16. Maschine nach Anspruch 15, bei welcher die Steuerungseinrichtung (15)
ausgebildet ist, die Bewegung des Werkstücks (2), der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) und des Bearbeitungskopfs (9) so zu steuern, dass das Freischneiden des Werkstückteils (18) an einer Freischneideposition (FP) derart erfolgt, dass das Werkstückteil (18) beim Freischnitt durch die Auflageflächen (14a, 14b) der beiden Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unterstützt wird, wobei die
Freischneideposition (FP) insbesondere zwischen zwei einander gegenüber liegenden Aussparungen (20a. 20b) in den Auflageflächen (14a, 14b) der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) gebildet ist.
17. Verfahren zum trennenden Bearbeiten eines Werkstücks (2) an einer Maschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: PCT/EP2014/077741
Positionieren von mindestens einem der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unter einem beim trennenden Bearbeiten freizuschneidenden Werkstückteil (18).
18. Verfahren nach Anspruch 17, weiter umfassend:
Freischneiden des Werkstückteils (18) an einer Freischneideposition (FP), die derart gewählt ist, dass das Werkstückteil (18) beim Freischnitt durch die
Auflageflächen (14a, 14b) der beiden Unterstützungsschlitten (13a, 13b) unterstützt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Freischneideposition (FP) zwischen zwei einander gegenüber liegenden Aussparungen (20a, 20b) an den
Auflageflächen (14a, 14b) der Unterstützungsschlitten (13a, 13b) angeordnet ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem vor dem Freischneiden eines Werkstückteils (18) die beiden Unterstützungsschlitten (13a, 13b) in dem Spalt (6) aufeinander zu bewegt werden, bis die beiden Unterstützungsschlitten (13a, 13b) zueinander benachbart in dem Spalt (6) angeordnet sind.
21 . Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Auflageflächen (14a, 14b) der
Unterstützungsschlitten (13a, 13b) und/oder die Unterstützungsschlitten (13a, 13b) selbst während der Bewegung unter die Werkstück-Auflageebene (E) abgesenkt sind.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , weiter umfassend: Ausschleusen des freigeschnittenen Werkstückteils (18) durch Vergrößern eines Abstands (A1 , A2) zwischen den beiden Unterstützungsschlitten (13a, 13b) in der zweiten Richtung (Y).
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, weiter umfassend: Ausschleusen des freigeschnittenen Werkstückteils (18) durch Schwenken der Auflagefiäche (14a, 14b) mindestens eines Unterstützungsschlittens (13a, 13b) und/oder durch Schwenken des mindestens einen Unterstützungsschlittens (13a, 13b) selbst nach unten. 5
WO 2015/091347 PCT/EP2014/077741
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, bei dem die Auflageflächen (14a, 14b) der Unterstützungsschiitten (13a, 13b) und/oder die Unterstützungsschiitten (13a, 13b) selbst vor dem Ausschleusen oder während des Ausschleusens des freigeschnittenen Werkstückteils (18) abgesenkt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Unterstützungsschiitten (13a, 13b) mit dem auf den Auflageflächen (14a, 14b) aufliegenden freigeschnittenen
Werkstückteil (18) in einer bevorzugt synchronen Bewegung an eine
Ausschleusposition (AP, AP1 , AP2, AP3) innerhalb des Spalts (6) verfahren werden.
26. Computerprogrammprodukt, welches zur Durchführung aller Schritte des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 17 bis 25 ausgebildet ist, wenn das Computerprogramm auf einer Datenverarbeitungsanlage abläuft.
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