用于切割加工工件的方法和机器技术

本发明专利技术涉及用于切割加工工件(2)的方法，包括：沿预给定的切割轮廓(18a)切割加工工件(2)，以及检查在切割加工时工件部分(17)是否完全从剩余部分(19)分离。一方面，如在检查时确定工件部分未完全从剩余部分分离，则沿相对于预给定的切割轮廓(18a)横向错开的另一切割轮廓(18b)重新切割加工工件。另一方面，检查工件部分是否已从剩余部分分离包括：将脉冲式的加工射束在检查位置处照射到工件上，探测通过加工射束和工件之间的相互作用产生的辐射，以及评估探测到的辐射以检查工件部分是否已完全从剩余部分分离，在加工射束照射期间提高加工射束强度，一旦在检查时确定工件部分未完全从剩余部分分离则终止加工射束的照射。从剩余部分分离则终止加工射束的照射。从剩余部分分离则终止加工射束的照射。

【技术实现步骤摘要】
用于切割加工工件的方法和机器
[0001]本申请是申请号为201780065042.5、申请日为2017年10月17日、专利技术名称为“用于切割加工工件的方法和机器”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于切割加工尤其是板状工件、例如板材的方法，包括：沿预给定的切割轮廓切割加工工件，以便将工件部分与剩余部分分离，以及检查在切割加工时工件部分是否完全从剩余部分分离。本专利技术还涉及一种用于切割加工工件的机器，包括：用于将加工射束对准到工件上的加工头，至少一个用于产生加工头和工件之间的相对运动的运动装置，用于控制至少一个运动装置的控制装置，用于通过沿预给定的切割轮廓切割加工工件使工件部分从剩余部分分离，以及分析评价装置，其被构造为用于检查在切割加工时工件是否完全从剩余部分分离。

技术介绍

[0003]板状工件、例如金属板材的切割加工可以借助热加工或借助机械加工进行。在借助加工射束、例如借助激光射束进行热加工时，工件部分沿切割轮廓完全与剩余部分分离。剩余部分可以是工件的剩余工件或者说剩余格栅，工件部分(好部分)从剩余部分切割出来出来。替代地可以是，切割出来的部分是剩余部分(废料)，例如是切割余料，该切割余料必要时从好部分切割出来。为切割出来所使用的切割轮廓可以是自身闭合的切割轮廓，然而这不是必须的。例如对于待分离部分的棱边形成工件外棱边的情况，该部分从剩余格栅的切割出来而不切割闭合的轮廓。
[0004]在切割加工时，尤其是激光射束切割时，可能的是，由于参数错误和/ 或工艺错误，工件部分和/或剩余部分未完全从剩余格栅或者剩余工件分开并且因此未从剩余工件或从工件平面向下落下，使得它们对于进一步加工形成干扰轮廓。未落下的、例如通过余料引起的干扰轮廓尤其在具有随动的轴元件或支撑滑座的机器上在整个加工过程期间是危险的。机器元件、尤其是随动的机器元件可以被部分地位于工件平面之下的余料或好部分损坏。而且工件可以通过形状锁合意外地运动或提高，使得不再给出轮廓精度。由此会部分地产生不良切割或不切割，或者工件会由于与随动的机器元件的足够的力锁合而从夹紧元件撕下，在切割加工时工件典型地安置在夹紧元件上。
[0005]WO 2015/080179 A1解决了在工件中切割孔时移除大的剩余部分或者说报废部分的问题，其方案是，在工件中在待切割的孔的区域中引入多个切割线，以便将大的剩余部分切割成多个小的剩余部分。随后沿轮廓线进行的孔切割从被设置为应作为剩余部分沿着孔的轮廓线方向落下的那个剩余部分开始。
[0006]DE 10 2009 049 750 A1描述了一种通过施加调制激光射束的多个激光脉冲沿期望的切割轨迹切割材料的方法。在一个例子中，切割轨迹由调制的激光射束重复走完，其中，在两次走完之间改变至少一个切割参数。以这种方法可以使在第一次走完切割轨迹时引入到工件中的第一激光切割点相对于在第二次走完切割轨迹时引入到工件中的第二激
光切割点错开。
[0007]DE 10 2011 004 117 A1描述了用于控制在工件上切割加工用于使工件沿期望的切割轮廓与剩余工件分离的方法。在此，在切割加工之后自动地检验工件部分从剩余工件完全切割出来。

技术实现思路

[0008]本专利技术的一方面所基于的任务是，提供一种用于切割加工工件的方法和机器，它们可以实现自动排除在工件部分未完全从剩余部分分离时出现的干扰轮廓。本专利技术的另一方面所基于的任务是，提供一种用于切割加工工件的方法和机器，其中，可以以高的稳健性检查工件部分是否完全从剩余工件分离。
[0009]根据第一方面，该任务通过开始提到的方法解决，其特征在于：如果在之前进行的检查中确定工件部分未完全从剩余部分分离，则沿相对于预给定的切割轮廓横向错开的另一切割轮廓重新切割加工工件。该另一切割轮廓至少沿着预给定轮廓的一个区段或者说部分区域延伸，尤其可以沿整个预给定切割轮廓延伸。典型地，该另一切割轮廓相对于预给定的切割轮廓平行地错开一个恒定的量，必要时另一切割轮廓相对于预给定的切割轮廓所错开的量可以沿另一切割轮廓变化。沿切割轮廓的切割加工借助加工射束进行，该加工射束通常是激光射束，然而为该目的也可以使用其它类型加工射束，例如等离子射束或水射束。
[0010]在根据专利技术的方法中，首先在使用合适的传感装置或者合适的探测器的情况下检查，在切割加工之后是否需要后续加工，以便使工件部分完全从剩余部分分离。如果是这种情况，则沿切割轮廓、更确切地说沿相对于预给定的切割轮廓横向错开的另一切割轮廓重新进行切割加工，以便以这种方式使工件部分(好部分)完全从剩余部分(废料)分离并且由此阻止未完全切割出来的好部分或剩余部分在对工件继续进行切割加工时形成干扰轮廓。横向错开是适宜的，因为在沿预给定的切割轮廓、也就是说无横向错开地重新切割加工时，预计会由于加工射束的边缘区域和/或由于剩余部分在形成切割缝隙的切割轮廓内的运动而在好部分的棱边上造成损坏，这种运动由工艺气体的气体压力引起。
[0011]在有利的变型方案中，所述另一切割轮廓朝向剩余部分(废料)方向横向错开，也就是说增大了相对于好部分的距离。在适当选择横向错开的量时可以防止在重新切割加工时工件部分(好部分)的环绕的棱边被加工射束或被在重新切割加工时形成的残渣损坏，或者可以防止出现好部分的环绕的棱边被焊接或修圆。
[0012]在变型方案中，另一切割轮廓横向错开一个量，该量这样大：使得为了沿另一切割轮廓切割加工工件而对准工件的加工射束以一个强度照射到工件部分的环绕的棱边上，该强度小于加工射束的最大强度的50％，优选小于30％，尤其小于20％。例如呈激光射束形式的加工射束通常在其射束横截面上具有强度分布，该强度分布从典型地至少在射束横截面的中心存在的最大强度朝向边缘减小。最大强度足以使工件为了切割加工而熔化，而通常在激光射束的边缘区域中出现的强度不是这种情况，使得加工射束、尤其激光射束可以不再损坏工件部分的环绕的棱边。
[0013]在扩展方案中，另一切割轮廓相对于预给定的切割轮廓横向错开一个量，该量为预给定的切割轮廓的切割缝隙宽度的至少2％，优选至少5％。在这种横向错开的情况下可以确保，加工射束和/或在重新切割时形成的残渣不损坏工件部分的环绕的棱边。
[0014]在另一变型方案中，另一切割轮廓相对于预给定的切割轮廓横向错开一个量，该量小于预给定的切割轮廓的切割缝隙宽度。如果在切割加工时所使用的工艺气体压力保持恒定，也就是说也被使用于重新切割加工，则通常相对于预给定的切割轮廓仅一定程度的错开量是工艺安全的。如果另一切割轮廓错开一个距离或者说一个量，该量相当于预给定的切割轮廓的切割缝隙宽度，则以这种方式产生的切割缝隙宽度翻倍可以引起对切割质量的干扰，直到导致工艺撕裂或者说错误切割，使得预给定的切割轮廓的切割缝隙宽度形成另一切割轮廓的错开量的上限。为此应预料到，当横向错开量接近切割轮廓或者说切割缝隙的宽度时在重新切割加工时会释放越来越多的残渣，这些残渣到达工件部分的环绕的棱边并且附着在那里。
[0015]在变型方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于切割加工工件(2)的方法，包括：沿预给定的切割轮廓(18a)切割加工工件(2)，以使工件部分(17)从剩余部分(19)分离，以及检查在切割加工时所述工件部分(17)是否完全从所述剩余部分(19)分离，确定所述工件部分(17)未完全从所述剩余部分(19)分离，其中，检查所述工件部分(17)是否从所述剩余部分(19)分离包括以下步骤：将加工射束(3)在预给定的切割轮廓(18a)之内的检查位置(21a，21b)处照射到工件(2)上，探测通过所述加工射束(3)和所述工件(2)之间的相互作用产生的辐射(27)，以及分析评价探测到的所述辐射(27)，以检查在切割加工时所述工件部分(17)是否已完全从所述剩余部分(19)分离，其特征在于，在所述加工射束(3)的所述照射期间提高所述检查位置(21a，21b)上的加工射束(3)的强度(I
P
)，并且，一旦在检查时确定在所述切割加工时所述工件部分(17)未完全从所述剩余部分(19)分离则终止所述加工射束(3)的照射。2.根据权利要求1所述的方法，在该方法中，在照射到所述检查位置(21a，21b)上期间提高所述加工射束(3)的功率(P)。3.根据权利要求2所述的方法，在该方法中，所述加工射束(3)脉冲式地照射到所述检查位置(21a，21b)上并且逐级地提高脉冲(P1至P5)的功率。4.根据权利要求3所述的方法，在该方法中，脉冲(P1至P5)的功率在逐级地提高时分别至少翻倍。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，所述检查位置(21a，21b)上的所述加工射束(3)强度(I
P
)通过朝向所述工件(2)方向移动所述加工射束(3)的焦点位置(Z
F
)来提高。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，为了检查在所述切割加工时所述工件部分(17)是否已完全从所述剩余部分(19)分离，将探测到的辐射(27)强度(I
IR
)与强度阈值(I
IR，S
)比较，并且，一旦超过了所述强度阈值(I
IR，S
)则终止所述加工射束(3)的照射。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，在该方法中，将所述加工射束(3)照射到预给定的切割轮廓(18a)之内的检查位置(21a，21b)上，所述检查位置与所述预给定的切割轮廓(18a)和/或与启动轮廓(20b)的距离至少为所述切割轮廓(18a)的切割缝隙宽度(B)。8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：如果在检查时确定在所述切割加工时所述工件部分(17)未完全所述从剩余部分(19)分离，则将气体脉冲(33a)施加到所述检查位置(21a，21b)上，以将所述工件部分(17)从放置平面(E)排出。9.用于切割加工工件(2)的机器(1)，包括：加工头(9)，用于将加工射束(3)对准所述工件(2)，至少一个运动装置(7,11,12)，用于产生在所述加工头(9)和所述工件(2)之间的相对运...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：通快机床两合公司，
类型：发明
国别省市：