用于借助于激光分离切割分离工件的边缘部段的方法以及配属的激光切割装置

摘要

在一种用于借助于激光分离切割（32）切断工件（20）的边缘部段（22）的方法中，按照本发明，激光分离切割（32）通过多个相互排列的单分离切割（34）形成，其中，每个单分离切割（34）在实施相应下一个单分离切割（34）之前在边缘识别装置（24）激活的情况下至少这样程度地朝所述边缘部段（22）的所述边缘（30）的方向被引导，直至根据所述边缘识别装置（24）识别到所述边缘部段（22）的边缘（30）为止。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于激光分离切割分离工件的边缘部段的方法 以及配属的激光切割装置。

背景技术

在实践中，工件、特别是通过板材的成型获得的工件例如深冲件经常 具有不期望的、必须被去除的边缘部段。这些边缘部段在此通常借助于由 激光切割头实施的激光分离切割作为所谓的剩余网格与工件分离并且向下 从工件导出。较大的、粘连的边缘部段在此常常很难从工件去除或者会基 于其重量造成激光切割装置上的损坏。而且其进一步清除或再循环到可回 收材料循环中时的处理引起困难。

发明内容

本发明的任务在于，如下地改进开始所述的方法，使得克服所述的缺 点并且实现特别有效地并且可靠地将边缘部段与工件分离，以及给出一种 配属的激光切割装置。因为边缘部段对于构件的进一步的应用是不重要的， 所以边缘部段依赖于工艺从部件到部件具有非常大的变化。

该任务按照本发明通过具有在权利要求1中给出的特征的方法解决。

与按照本发明的方法有关的优点基本上在于，工件的边缘部段能够以 小的时间成本与该工件分离并且同时分割为一些可简单处理的纵向部段。 此外，在分离边缘部段时可以借助于由单分离切割形成的激光分离切割实 现具有高质量的、也就是说特别是具有非常小的或者没有级的切割棱边。 工件形状和几何结构对边缘部段的切断没有影响。还可以将具有未知的尺 寸、特别是宽度的边缘部段容易地从工件上切掉。基于通过边缘识别装置 例如激光切割头与工件的间距测量所产生的用于检测边缘部段的（自由的） 边缘的可能性可以将每个单个部段准确地一直引导直到至少到达边缘部段 的边缘。一个不需要地长的（宽的）、超过所述边缘的切割引导因此总地来 说被避免。这引起了所述方法的时间优点。此外，由此可以显著减少激光 切割头与工件——也就是说特别是与待分离的边缘部段，对于该边缘区段 通常不存在用于相应的切割引导的CAD数据——的碰撞的危险，从而可以 避免激光切割装置上的损坏。而且可以可靠地避免边缘区域或其各个纵向 部段的工艺裂纹或非常不完全的分离。由此工件的时间和成本密集的再加 工成为多余。

单分离切割也可以在一个预定的路程上超过所述边缘区域的所述边缘 地被继续引导。由此可以再次进一步减少边缘的区域中的不完全的单分离 切割的危险。所述路程的长度、也就是这样的安全附加的大小可以在此特 别是根据工件的形状或大小或者也根据在实践中获得的关于运行最优地测 量的路程的经验值确定。

为了实施单分离切割，优选相对于工件分别预定一个激光切割头的额 定终端位置，该终端位置相比于边缘部段的边缘距离所述激光分离切割更 远。由此可以精确并且简单地控制激光切割头和工件的对于实施单分离切 割需要的相对运动。

边缘部段的特别有效的、也就是说顺利并且精确的分离可以通过以下 方式实现，即，激光切割头对于相应下一个单分离切割运动到一个起始位 置中，所述起始位置相应于在实施相应前面实施过的单分离切割时所述激 光切割头的预定的加工位置。所述预定的加工位置可以特别是在单个部段 的切割引导从一个沿着激光分离切割的切割引导到一个横向于激光分离切 割的切割引导朝着边缘部段的边缘的方向进行方向转换的时间点的那个加 工位置。由此可以避免单分离切割的相互重叠。

根据本发明的一个改进，在此将所述预定的加工位置的位置坐标暂存 在一个配属给激光切割装置的数据存储器中并且用作起始位置中的激光切 割头的位置坐标。由此可以将激光切割头准确并且以简单的方式定位在相 应的起始位置中。

有利地，将在所述预定的加工位置中的激光切割头的控制状态的信息 暂存并且借助于存储的信息在起始位置中恢复激光切割头的控制状态。控 制状态可以特别地包括激光切割头相对于工件的相应定向以及激光切割头 的激光切割束的相应切割功率。由此可以此外补偿激光切割头在此期间改 变的控制状态并且以特别高的质量产生单分离切割的切割棱边。

激光切割头优选地在激光切割束灭活并且没有边缘识别装置例如没有 测量激光切割头与工件表面的间距地运动到起始位置中。在激光切割束灭 活的情况下可以避免工件的可能的损坏。在间距测量装置灭活的情况下可 以实现激光切割头的更好的调节运动。

按照本发明，激光切割头与工件的碰撞的危险可以通过以下方式减少， 即，将所述激光切割头在一个单分离切割之后相应沿着一个定义的运动轨 迹移动到下一个单分离切割的起始位置中。

所述运动轨迹在优选相对于工件表面弯曲，从而激光切割头相对于工 件以适合的安全间距运动。可理解的是，也可以在激光切割头和工件的其 他相对运动时设置这样的运动轨迹，用于将激光切割头定位在起始位置中。

所述运动轨迹可以关于激光切割头在起始位置中的尽可能顺利的定位 通过以下方式进一步优化，即，借助于间距测量数据定义该运动轨迹，所 述间距测量数据在所述相应之前实施过的单分离切割期间在监控所述激光 切割头与所述工件表面的间距的情况下获得。由此避免了刚性预定的并且 可能不必要地长的调节路径。

优选地，为了边缘识别，测量在所述工件上反射的激光或工艺光或者 所述激光切割头与所述工件之间的间距。

本发明也涉及一种适用于实施上述方法的具有在权利要求11中给出的 特征的激光切割装置。

附图说明

本发明的对象的另外的优点和有利的设计方案来自于说明书、权利要 求和附图。同样前述的和还要进一步实现的特征可以相应自身地或者多个 以任意组合地得到应用。示出的和描述的实施形式不应该理解为穷举，而 是对于本发明的描述的示例性的特征。附图中的图更示例地示出了按照本 发明的对象并且不应该理解为按照比例的。

其中：

图1以侧视图示出在借助于激光切割切掉工件的边缘部段期间具有一 个定位在一个工件上方的激光切割头的按照本发明的激光切割装置；

图2是图1中示出的工件的待借助于激光分离切割切断的边缘区域的 俯视图，其中，本发明激光分离切割通过多个相互排列的单分离切割 形成。

具体实施方式

图1示出了具有可多轴运动的激光切割头12的激光切割装置10，所述 激光切割头经由控制导线14与控制装置16连接。控制装置16具有一个带 有缓存18’的数据存储器18。在本例中，激光切割头12定位在一个具有边 缘部段22并且构成为深冲件的工件20上方并且具有一个无接触地工作的 间距测量装置（间距传感器）24用于测量激光切割头与工件20的间距26。 工件20的边缘部段22具有一个在图中向上指向的隆起部28和一个自由边 缘30。

控制装置16被编程用于实施随后描述的方法，以便借助于由激光切割 头12实施的激光分离切割32切掉工件20的边缘部段22。

如由图2进一步得知的那样，边缘部段22借助于在当前的工件20中 基本上平行于工件20的自由边缘30延伸的激光分离切割32分离。激光分 离切割32的相应走向借助于在数据存储器18中存储的有关工件20的预定 轮廓的CAD数据预定。如果不存在关于目标边缘的CAD信息，那么这也 可以替换地通过教学直接由示例的构件获取。

激光分离切割32通过多个、在此为五个相互排列的单分离切割34形 成，其中，在实施相应下一个单分离切割34之前，每个单分离切割34被 首先在测量激光切割头12与工件20之间的间距26的情况下朝着边缘部段 22的边缘30的方向引导。也就是说，单分离切割34横向于待形成的激光 分离切割32、在此以90度的角度朝边缘30的方向被引导，如这在图2中 通过虚线所示出的那样。相同的方法也可以用于分离最后的纵向部段38， 在此分离棱边朝着激光分离切割32的方向。

在单分离切割34的相应以36表示的位置上分别将激光切割头12在该 位置36中的配属的位置坐标和工作参数暂存在控制装置16的数据存储器 18的缓存18’中。所述位置坐标和工作参数——如随后进一步详细阐明的 那样——被用于确定用于相应下一个单分离切割34的起始点。

在实施相应下一个单分离切割34之前，单分离切割34至少被这样程 度地朝所述边缘部段22的所述边缘30的方向引导，直至根据间距测量识 别到所述边缘30为止。通过这种方式依次将边缘部段22的各个纵向部段 38从工件20上切掉。

在间距测量时获得的间距测量值被用于将激光切割头12的间距26调 节到一个预定的间距额定值。激光切割头12因此在工件20的相应的表面 轮廓上——如在此描述的边缘部段22（图1）的隆起部28——实施单分离 切割34时沿着虚线表示的移动轨迹40运动。

由间距测量装置24在单分离切割34朝边缘30的方向、也就是说横向 于激光分离切割32进行的切割引导期间获得的间距测量值优选分别暂存在 数据存储器18的缓存18’中。

每个单分离切割34都通过在主运动方向44上预定激光切割头12的额 定终端位置42在朝所述边缘30的方向引导所述单分离切割时被限制。所 述额定终端位置42被如此选择，使得该额定终端位置在任何情况下沿主运 动方向44距离激光分离切割32比距离边缘部段22的边缘30远。

在这里所示的实施例中，在根据间距测量识别到边缘30之后，单分离 切割34附加地在一个预定的路程46上越过边缘部段22的边缘30被引导， 以便以更高程度的可靠性确保纵向部段38的完全切断或者避免在切断之后 例如与滑落的边缘部段22的碰撞。

一旦单分离切割34结束，那么激光切割头12的实施单分离切割34的 激光束（未示出）和激光切割头12的间距测量装置24被灭活。

激光切割头12随后为了下一个单分离切割34而运动到一个定义的起 始位置中，所述起始位置相应于在实施相应之前实施过的单分离切割34时 激光切割头的前述的加工位置36，在此是之前实施过的单分离切割34在朝 边缘30的方向进行切割引导的方向转换的时间点中激光切割头12的加工 位置36。

为了将切割头12定位在起始位置中，将在数据存储器18的缓存18’ 中暂存的激光切割头12的地点坐标用作起始位置的地点坐标。

激光切割头12沿着一个定义的运动轨迹48运动到起始位置。所述运 动轨迹48优选借助于在数据存储器18的缓存18’中存储的间距测量值定 义，其在相应之前实施过的单分离切割34期间由间距测量装置24获得。 运动轨迹48在此相对于工件20弯曲并且与其如此间隔距离地延伸，使得 可靠地避免激光切割头12与工件20的隆起部28的碰撞。

在所述起始位置中，在相应之前实施过的单分离切割34的加工位置36 中的激光切割头12的存储在数据存储器18的缓存18’中的控制状态被恢复 并且随后下一个单分离切割34以与前述实施相应的方式被实施。边缘部段 22随着多个单分离切割34中的最后一个被完全与工件20分离。

优选地，激光束的重新激活不是直接在加工位置36中而是在该加工位 置附近进行，但是不是在工件20上或工件20上方，以便防止熔化。激光 切割头12随后移动到加工位置36中并且在那儿以通常的节奏继续其加工。 激光束也被如此地引导回到额定轨道上，使得在切断所述边缘部段之后不 出现轮廓损伤。

为了避免位于边缘部段22中的棱边被以错误的方式解读为边缘30，优 选地只有当单切割部34或激光切割头12沿主运动方向44已经与激光分离 切割32达到预定的间距、也就是在图1中只有当超过线50时才由控制装 置16激活边缘识别。

代替所描述的在激光切割头12与工件20之间的间距地，为了边缘识 别，也可以通过适合的传感器测量在工件20上反射的激光或工艺光。