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Title:
METHOD AND DEVICE FOR LASER CUTTING A SHEET METAL BLANK FROM A CONTINUOUSLY CONVEYED SHEET METAL STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/078792
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for cutting a sheet metal blank from a sheet metal strip (1), which is being continuously conveyed in a transport direction (T), by means of at least one laser cutting device (3), having the following steps: providing a laser cutting device (3) with at least one laser cutting head (5) which has a cutting nozzle (7) and which can be moved along a cutting path (S1, S2, S1', S2') specified so as to correspond to the geometry of the sheet metal blank by means of a controller (6), incrementally measuring the distance between the cutting nozzle (7) and the surface of the sheet metal strip (1) at at least one radially outer position (P1, P2) relative to the cutting nozzle (7) by means of a first distance measuring device (8), controlling the movement of the laser cutting head such that the first distance measuring device (8, 9) constantly remains overlapping the sheet metal strip (1) when the cutting nozzle (7) is not overlapping the sheet metal strip, and moving the cutting nozzle (7) out of a first position, in which the cutting nozzle is not overlapping the sheet metal strip (1), into a second position, in which the cutting nozzle is overlapping the sheet metal strip (1), wherein the height of the cutting nozzle (7) relative to the surface of the sheet metal strip (1) is regulated using the first distance values supplied by the first distance measuring device (8, 9) when the cutting nozzle (7) is moved from the first position in the direction of the second position.

Inventors:
SCHIEBER FRANK (DE)
KLINKER KARSTEN (DE)
GROSSE JAN-PETER (DE)
SEITZ ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/077339
Publication Date:
April 23, 2020
Filing Date:
October 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHULER PRESSEN GMBH (DE)
International Classes:
B23K26/04; B23K26/03; B23K26/08; B23K26/38; B23K101/16; B23K101/18
Domestic Patent References:
WO2016181499A12016-11-17
Foreign References:
US20180257177A12018-09-13
DE102011003395B32012-03-29
DE112014006909B42018-03-29
EP3007851A12016-04-20
EP0503488B21999-12-15
Attorney, Agent or Firm:
DR. GASSNER & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung (T) geförderten Blechband (1 ) mittels zumindest einer La- serschneidvorrichtung (3) mit folgenden Schritten:

Bereitstellen einer Laserschneidvorrichtung (3) mit zumindest einem eine Schneid- düse (7) aufweisenden Laserschneidkopf (5), welcher mittels einer Steuerung (6) entlang eines zur Geometrie der Blechplatine korrespondierenden vorgegebenen Schneidwegs (S1 , S2, ST, S2') bewegbar ist, taktweises Messen eines Abstands zwischen der Schneiddüse (7) und einer Ober- fläche des Blechbands (1 ) an zumindest einer bezüglich der Schneiddüse (7) ra- dial außenliegenden Position (Pi, P2) mittels einer ersten Abstandsmesseinrich- tung (8),

Steuern einer Bewegung des Laserschneidkopfs derart, dass bei nicht in Überde- ckung mit dem Blechband befindlicher Schneiddüse (7) die erste Abstandsmess- einrichtung (8, 9) stets in Überdeckung mit dem Blechband (1 ) bleibt, und

Bewegen der Schneiddüse (7) aus einer ersten Position, welche nicht in Überde- ckung mit dem Blechband (1 ) ist, in eine zweite Position in Überdeckung mit dem Blechband (1 ), wobei eine Höhe der Schneiddüse (7) bezüglich der Oberfläche des Blechbands (1 ) unter Verwendung der von der ersten Abstandsmesseinrich- tung (8, 9) gelieferten ersten Abstandswerte geregelt wird, wenn die Schneiddüse (7) von der ersten Position in Richtung der zweiten Position bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zumindest ein Abschnitt des Schneid- wegs am Rand des Blechbands (1 ) oder eines im Blechband (1 ) befindlichen Durchbruchs beginnt und zum Inneren des Blechbands (1 ) verläuft.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erzeu- gung eines im Schneidbetrieb durch die Schneiddüse (7) austretenden Laser- strahls zeitweise unterbrochen wird, wenn sich die Schneiddüse (7) nicht in Über- deckung mit dem Blechband (1 ) befindet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Bewe- gen der Schneiddüse (7) aus der ersten in die zweite Position ein durch die Schneiddüse austretender Laserstahl erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schneidpara- meter zur Erzeugung des Laserstrahls geändert werden, wenn sich die Schneid- düse (7) in der ersten Position befindet.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der ersten Abstandsmesseinrichtung der Abstand zwischen der Schneiddüse (7) und der Oberfläche des Blechbands (1 ) an mehreren verschiedenen, bezüglich der Schneiddüse (7) radial außenliegenden Positionen (Pi, P2) gemessen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schneid- düse (7) Bestandteil einer zweiten Abstandsmesseinrichtung (10) ist und mittels der zweiten Abstandsmesseinrichtung (10) ein zweiter Abstandswert gemessen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Regelung des Abstands zwischen der Schneiddüse (7) und der Oberfläche des Blechbands (1 ) die ersten und/oder die zweiten Abstandswerte verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von der zweiten Position in die erste Position erfolgende Bewegung des Laserschneid- kopfs (5) angehalten wird, wenn einer der beiden Abstandswerte oder eine Diffe renz zwischen den beiden Abstandswerten größer als ein vorgegebener Grenz- wert ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Messen der ersten und/oder zweiten Abstandswerte jeweils kapazitive oder optische Ab- standsmesseinrichtungen (8, 9) verwendet werden.

11. Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung (T) geförderten Blechband (1 ), umfassend eine Transporteinrichtung (T) zum kontinuierlichen Transport eines Blechbands (1 ) in eine Transportrichtung (T), zumindest eine Laserschneidvorrichtung (3) mit zumindest einem eine Schneid- düse (7) aufweisenden Laserschneidkopf (5), welcher an einem Portal (4) in Transportrichtung (T) und in eine senkrecht zur Transportrichtung (T) verlaufende y-Richtung (y) hin- und her bewegbar gehalten ist, eine Steuerung (6) zum Bewegen des Laserschneidkopfs (5) entlang eines zur Geometrie der Blechplatine (1 ) korrespondierenden Schneidwegs (S1 , S2, ST, S2'), eine erste Abstandmesseinrichtung (9) zum taktweisen Messen eines Abstands zwischen der Schneiddüse (7) und einer Oberfläche des Blechbands (1 ) an zumin- dest einer bezüglich der Schneiddüse (7) radial außenliegenden Position (Pi, P2), eine Regelung zum Regeln des Abstands zwischen der Schneiddüse und einer Oberfläche des Blechbands, wobei mittels der Steuerung eine Bewegung des Laserschneidkopfs so steuerbar ist, dass bei nicht in Überdeckung mit dem Blechband befindlicher Schneiddüse die erste Abstandsmesseinrichtung (8, 9) stets in Überdeckung mit dem Blech- band (1 ) bleibt, und wobei mittels der Regelung eine Höhe der Schneiddüse (7) bezüglich der Oberflä- che des Blechbands (1 ) unter Verwendung der von der ersten Abstandsmessein- richtung gelieferten ersten Abstandswerte geregelt wird, wenn die Schneiddüse (7) aus einer ersten Position, welche nicht in Überdeckung mit dem Blechband (1 ) ist, in Richtung einer zweiten Position, welche in Überdeckung mit dem Blechband (1 ) ist, bewegt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , wobei zumindest ein Abschnitt des Schneid- wegs am Rand des Blechbands oder eines im Blechband befindlichen Durch- bruchs beginnt und zum Inneren des Blechbands verläuft.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Steuerung so hergerichtet ist, dass die Erzeugung eines im Schneidbetrieb durch die Schneid- düse austretenden Laserstrahls zeitweise unterbrochen wird, wenn sich die Schneiddüse in der ersten Position befindet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Steuerung so hergerichtet ist, dass beim Bewegen der Schneiddüse (7) von der ersten in die zweite Position ein durch die Schneiddüse austretender Laserstahl erzeugt wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Steuerung so hergerichtet ist, dass Schneidparameter zur Erzeugung des Laserstrahls geändert werden, wenn sich die Schneiddüse (7) in der ersten Position befindet.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die erste Ab- standsmesseinrichtung mehrere Abstandssensoren zur Messung des Abstands zwischen der Schneiddüse (7) und der Oberfläche des Blechbands (1 ) an mehre- ren verschiedenen, bezüglich der Schneiddüse (7) radial außenliegenden Positio- nen (Pi, P2) umfasst.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Schneiddüse (7) Bestandteil einer zweiten Abstandsmesseinrichtung (10) zur Messung zweiter Abstandswerte ist. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Regelung so hergerichtet ist, dass der Abstand zwischen der Schneiddüse und der Oberfläche des Blechbands mittels der ersten und/oder zweiten Abstandswerte geregelt wird.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Steuerung so hergerichtet ist, dass eine vom Band-Inneren (I) über eine Bandkante (K) hinweg erfolgende Bewegung des Laserschneidkopfs (5) angehalten wird, wenn einer der beiden Abstandswerte oder eine Differenz zwischen den beiden Abstandswerten größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die ersten und/o- der zweiten Abstandsmesseinrichtungen kapazitive und/oder optische Abstands- messeinrichtungen (8, 9) sind.

Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM LASERSCHNEIDEN EINER

BLECHPLATINE AUS EINEM KONTINUIERLICH GEFORDERTEN BLECHBAND

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung geförderten Blech- band mittels zumindest einer Laserschneidvorrichtung.

Ein solches Verfahren sowie eine solche Vorrichtung sind beispielsweise aus der EP 3 007 851 B1 bekannt. Nach dem bekannten Verfahren wird ein Blechband von einem coil abgewickelt. Das Blechband wird mittels einer Transporteinrichtung kontinuierlich in eine Transportrichtung gefördert. Dabei durchläuft das Blechband zumindest eine Laserschneidvorrichtung. Die Laserschneidvorrichtung umfasst ein Portal, mit dem ein Laserschneidkopf sowohl in Transportrichtung als auch in eine senkrecht dazu verlaufende y-Richtung hin- und her bewegbar ist. Das Portal ist mit einer Steuerung steuerbar, so dass der Laserschneidkopf entlang eines vorge- gebenen Schneidwegs bewegt werden kann.

Die EP 0 503 488 B2 offenbart ein Verfahren zum Laserschneiden sowie einen Laserschneidkopf. Beim Verfahren zum Laserschneiden werden ein fokussierter Laserstrahl und ein Gasstrahl durch eine Schneiddüse geführt. Ein Abstand zwi- schen dem Werkstück und der Schneiddüse wird kapazitiv gesteuert. Als Sensor für die kapazitive Steuerung des Abstands wird ein gegenüber der Schneiddüse isolierter Sensorring eingesetzt.

Beim Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrich- tung geförderten Blechband wird nach dem Stand der Technik stets ein innerhalb des Blechbands beginnender Schneidweg gewählt, welcher vom Band-Inneren her in Richtung einer Bandkante verläuft. Beim Erreichen der Bandkante kann es wegen im Blechband befindlichen Spannungen sein, dass sich die Blechplatine re- lativ zum Blechband hebt oder senkt. Dabei kann es zu einer Kollision mit einem an der Schneiddüse angebrachten kapazitiven Abstandsensor kommen. Um dem entgegenzuwirken, wird nach dem Stand der Technik die Abstandsmessung kurz vor Erreichen der Bandkante abgeschaltet. Ferner wird der Laserschneidkopf um einen vorgegebenen Betrag angehoben. Dann wird der Laserschneidkopf über das Blechband bis zum Beginn eines neuen Schneidwegs verfahren. Anschlie- ßend wird die Abstandssensorik wieder in Betrieb genommen und der Laser- schneidkopf wieder in Richtung des Blechbands abgesenkt.

Das bekannte Verfahren ist wegen des erforderlichen Ab- und Anschaltens der Abstandssensorik sowie des An- und Abhebens des Laserschneidkopfs zeitauf- wendig. Abgesehen davon ist es mit dem bekannten Verfahren nicht möglich, das Blechband von der Bandkante her zum Band-Inneren zu schneiden, da die Ab- standssensorik außerhalb des Blechbands keine verwertbaren Abstandswerte lie- fert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu besei- tigen. Es sollen insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben wer- den, mit denen das Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung geförderten Blechband mit verbesserter Effektivität möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 10 und 12 bis 20.

Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Verfahren zum Schneiden einer Blechpla- tine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung geförderten Blechband mit- tels zumindest einer Laserschneidvorrichtung mit folgenden Schritten vorgeschla- gen:

Bereitstellen einer Laserschneidvorrichtung mit zumindest einem eine Schneid- düse aufweisenden Laserschneidkopf, welcher mittels einer Steuerung entlang ei- nes zur Geometrie der Blechplatine korrespondierenden vorgegebenen Schneid- wegs bewegbar ist, taktweises Messen eines Abstands zwischen der Schneiddüse und einer Oberflä- che des Blechbands an zumindest einer bezüglich der Schneiddüse radial außen- liegenden Position mittels einer ersten Abstandsmesseinrichtung,

Steuern einer Bewegung des Laserschneidkopfs derart, dass bei nicht in Überde- ckung mit dem Blechband befindlicher Schneiddüse die erste Abstandsmessein- richtung stets in Überdeckung mit dem Blechband bleibt, und

Bewegen der Schneiddüse aus einer ersten Position, welche nicht in Überdeckung mit dem Blechband ist, in eine zweite Position in Überdeckung mit dem Blech- band, wobei eine Höhe der Schneiddüse bezüglich der Oberfläche des Blech- bands unter Verwendung der von der ersten Abstandsmesseinrichtung gelieferten ersten Abstandswerte geregelt wird, wenn die Schneiddüse von der ersten Posi- tion in Richtung der zweiten Position bewegt wird.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "radial außen liegende Position" eine Position verstanden, welche von einem Umfangsrand der Schneid- düse radial beabstandet ist. Ein radialer Abstand beträgt dabei zumindest 1 mm, vorzugsweise zumindest 2 mm, besonders bevorzugt zumindest 3 mm, insbeson- dere zumindest 5 mm. Ein maximaler Abstand der radial außenliegenden Positio- nen bezüglich des Umfangsrands der Schneiddüse beträgt zweckmäßigerweise 30 mm, vorzugsweise 25 mm, besonders bevorzugt 20 mm.

Indem erfindungsgemäß taktweise in der Umgebung der Schneiddüse deren Ab- stand zur Oberfläche des Blechbands gemessen wird, kann nunmehr die Band- kante erkannt werden. Es ist damit möglich, eine Bewegung des Laserschneid- kopfs so zu steuern, dass bei nicht in Überdeckung mit dem Blechband befindli- cher Schneiddüse die erste Abstandsmesseinrichtung stets in Überdeckung mit dem Blechband bleibt. Infolgedessen kann mit der in Überdeckung mit dem Blech- band befindlichen Abstandsmesseinrichtung weiterhin ein Abstand zwischen der Schneiddüse und dem Blechband gemessen werden. Mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren ist es nun insbesondere möglich, Schneidwege auch von außen her ins Innere des Blechbands zu führen. Das eröffnet neue Freiheiten in der Ge- staltung der Schneid- und Verfahrwege der Laserschneidköpfe. Es ist insbeson- dere möglich, Blechplatinen einer gegebenen Geometrie mit kürzeren Verfahrwe- gen zu realisieren. Damit können Blechplatinen aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung geförderten Blechband mit verbesserter Effektivität geschnitten werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung beginnt ein Abschnitt des Schneidwegs am Rand des Blechbands oder eines im Blechband befindlichen Durchbruchs und ver- läuft zum Inneren des Blechbands hin.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Erzeugung eines im Schneidbetrieb durch die Schneiddüse austretenden Laserstahls zeitweise unter- brochen, wenn sich die Schneiddüse nicht in Überdeckung mit dem Blechband be- findet. Der Laserstrahl kann bei Wiederaufnahme des Schneidbetriebs kurz vor Er- reichen des Blechbands aktiviert werden, d. h., wenn sich die Schneiddüse noch nicht in Überdeckung mit dem Blechband befindet. Es ist allerdings auch möglich, dass beim Bewegen der Schneiddüse aus der ersten in die zweite Positionen ein durch die Schneiddüse austretender Laserstrahl erzeugt wird. Damit kann sicher- gestellt werden, dass der Schnitt am Rand des Blechbands bzw. in einen Durch- bruch im Blechband mündet.

Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung können Schneidpara- meter zur Erzeugung des Laserstrahls geändert werden, wenn sich die Schneid- düse in der ersten Position befindet. In der ersten Position ist die Schneiddüse nicht in Überdeckung mit dem Blechband. Indem in der ersten Position Schneidpa- rameter geändert werden, kann beispielsweise die Schneidgeschwindigkeit erhöht oder erniedrigt werden. Es kann z. B. ein Blechband mit einer abweichenden Di- cke geschnitten werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung wird mittels der ersten Abstandsmesseinrich- tung der Abstand zwischen der Schneiddüse und der Oberfläche des Blechbands an mehreren verschiedenen, bezüglich der Schneiddüse radial außenliegenden Positionen gemessen. Damit ist es möglich, eine Umgebung der Schneiddüse all- seitig gleichzeitig zu beobachten.

Die Schneiddüse kann Bestandteil einer zweiten Abstandsmesseinrichtung sein und mittels der zweiten Abstandsmesseinrichtung kann ein zweiter Abstandswert gemessen werden. Zur Regelung des Abstands zwischen der Schneiddüse und der Oberfläche des Blechbands können die ersten und/oder zweiten Abstands- werte verwendet werden. Das vorgeschlagene Verfahren ist redundant und weist im praktischen Betrieb eine besonders hohe Zuverlässigkeit auf.

Beim Vorsehen zweier Abstandsmesseinrichtungen kann eine von der zweiten Po- sition in die erste Position erfolgende Bewegung des Laserschneidkopfs angehal- ten werden, wenn einer der beiden Abstandswerte oder eine Differenz zwischen den beiden Abstandswerten größer als ein vorgegebener Grenzwert ist.

Vorteilhafterweise werden zum Messen der ersten und zweiten Abstandswerte je- weils kapazitive oder optische erste oder zweite Abstandsmesseinrichtungen ver- wendet. Bei den optischen Abstandsmesseinrichtungen kann es sich beispiels- weise um Laserabstandsmesseinrichtungen handeln.

Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich in eine Transportrichtung geförderten Blech- band vorgeschlagen, umfassend: eine Transporteinrichtung zum kontinuierlichen Transport eines Blechbands in eine Transportrichtung, zumindest eine Laserschneidvorrichtung mit zumindest einem eine Schneiddüse aufweisenden Laserschneid köpf, welcher an einem Portal in Transportrichtung und in eine senkrecht zur Transportrichtung verlaufende y-Richtung hin- und her bewegbar gehalten ist, eine Steuerung zum Bewegen des Laserschneidkopfs entlang eines zur Geomet- rie der Blechplatine korrespondierenden Schneidwegs, eine erste Abstandsmesseinrichtung zum taktweise Messen eines Abstands zwi- schen der Schneiddüse und einer Oberfläche des Blechbands an zumindest einer, bezüglich der Schneiddüse radial außenliegenden Position, eine Regelung zum Regeln des Abstands zwischen der Schneiddüse und einer Oberfläche des Blechbands, wobei mittels der Steuerung eine Bewegung des Laserschneidkopfs so steuerbar ist, dass bei nicht in Überdeckung mit dem Blechband befindlicher Schneiddüse die erste Abstandsmesseinrichtung stets in Überdeckung mit dem Blechband bleibt, und wobei mittels der Regelung eine Höhe der Schneiddüse bezüglich der Ober- fläche des Blechbands unter Verwendung der von der ersten Abstandsmessein- richtung gelieferten ersten Abstandswerte geregelt wird, wenn die Schneiddüse aus einer ersten Position, welche nicht in Überdeckung mit dem Blechband ist, in Richtung einer zweiten Position, welche in Überdeckung mit dem Blechband ist, bewegt wird.

Unter dem Begriff "Abstand zwischen der Schneiddüse und einer Oberfläche des Blechbands" wird der Abstand einer Öffnungsebene der Schneiddüse zur Oberflä- che des Blechbands verstanden. Unter dem Begriff "Höhe der Schneiddüse be- züglich der Oberfläche des Blechbands" wird ein Abstand zwischen der Öffnungs- ebene der Schneiddüse und einer gedachten Oberfläche des Blechbands verstan- den, welche sich über den Rand des Blechbands oder einen Durchbruch im Blech- band hinweg erstreckt. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung kann es sich bei der "Transporteinrichtung" beispielsweise um eine Walzenrichtmaschine, um Transportwalzen oder andere Einrichtungen handeln, mit denen ein Blechband kontinuierlich in eine Transport- richtung bewegt werden kann. Bei der "Steuerung" handelt sich zweckmäßiger- weise um eine Prozessrechnersteuerung, einem Mikrocomputer oder dgl ., mit dem insbesondere die Bewegungen des Laserschneidkopfs gesteuert werden können. Die Steuerung kann auch eine "Regelung" umfassen. D. h. die Steuerung kann nicht nur zur zweidimensionalen Bewegung des Laserschneidkopfs gemäß vorge- gebener Schneid- und Verfahrwege, sondern auch zum Regeln eines vorgegebe- nen Abstands der Schneiddüse gegenüber der Oberfläche des Blechbands herge- richtet sein.

Die Steuerung ist so hergerichtet bzw. programmiert, dass der Schneidweg auf der Grundlage der ersten Abstandswerte derart gesteuert wird, dass die erste Ab- standsmesseinrichtung sich stets in Überdeckung mit dem Blechband befindet. In- folgedessen ist eine Messung des Abstands zwischen der Schneiddüse und der Oberfläche des Blechbands auch dann noch möglich, wenn sich die Schneiddüse außerhalb des Blechbands befindet. Die Schneiddüse kann im vorgegebenen Ab- stand bezüglich der Oberfläche des Blechbands von außen her in Richtung der Bandkante geführt werden. Mittels des aus der Schneiddüse austretenden Laser- strahls kann sodann von der Bandkante her zum Band-Inneren geschnitten wer- den.

Ferner kann die Steuerung so hergerichtet sein, dass ein Schneidvorgang mittels des Laserschneidkopfs erst dann gestartet wird, wenn einer der beiden Abstands- werte kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist. Das ermöglicht insbesondere ein Schneiden einer Blechplatine beginnend an der Bandkante und in Richtung zum Band-Inneren hin.

Die erste und/oder die zweite Abstandsmesseinrichtung können kapazitive oder optische erste und zweite Abstandsmesseinrichtungen sein. Die erste Abstands- messeinrichtung, kann einen oder mehrere Abstandssensoren, umfassen, welche zweckmäßigerweise am Laserschneidkopf angebracht sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die ersten Abstandssensoren im selben radialen Abstand bezüglich einer Achse der Schneiddüse angebracht. Ferner sind die ers- ten Abstandssensoren bezüglich einer Öffnungsebene der Schneiddüse in axialer Richtung im selben Abstand angebracht. Das ermöglicht eine vereinfachte Mes- sung und Auswertung der ersten Abstandswerte.

Nach einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schneiddüse Bestandteil ei- ner zweiten Abstandsmesseinrichtung und mittels der zweiten Abstandsmessein- richtung wird ein zweiten Abstandswert gemessen. Ein zweiten Abstandssensor der zweiten Abstandsmesseinrichtung kann z. B. die Schneiddüse radial umgrei- fen.

Wegen der weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die bereits zum Verfahren beschriebenen Merkmale verwiesen, welche ebenfalls vor- teilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bilden können.

Nachfolgend werden das Verfahren und die Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Schneiden von Blechplatinen,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Laserschneidkopfs,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A' in Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere schematische Schnittansicht durch einen Laserschneidkopf,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Blechbandabschnitt mit Schneid- und Verfahrwe- gen und Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Blechbandabschnitt mit alternativen Schneid- und Verfahrwegen.

In Fig. 1 ist ein Blechband 1 durch eine Transporteinrichtung 2 geführt. Bei der Transporteinrichtung 2 kann es sich beispielsweise um eine Walzenrichtmaschine handeln. Mit dem Bezugszeichen 3 ist allgemein eine Laserschneidvorrichtung be- zeichnet, bei der an einem Portal 4 ein Laserschneidkopf 5 angebracht ist. Der La- serschneidkopf 5 ist in und entgegen einer Transportrichtung T sowie in und ent- gegen einer senkrecht zur Transportrichtung T verlaufenden y-Richtung y beweg- bar. Ferner ist der Laserschneidkopf 5 eine senkrecht zur y- sowie zur Transport- richtung T verlaufenden z-Richtung bewegbar, so dass ein Abstand zwischen dem Laserschneidkopf 5 und einer Oberfläche des Blechbands 1 veränderbar ist.

Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine Steuerung bezeichnet, welche insbesondere mit dem Portal 4 zum Austausch von Signalen verbunden ist. Mittels der Steuerung 6 kann das Portal 4 derart gesteuert werden, dass der Laserschneidkopf 5 auf ei- nem vorgegebenen, zur Geometrie einer herzustellenden Blechplatine korrespon- dierenden Schneidweg geführt wird. Ferner kann mit der Steuerung 6 ein Abstand zwischen dem Laserschneidkopf 5 und einer Oberfläche des Blechbands 1 gere- gelt werden. - Am Portal 4 können auch mehrere Laserschneidköpfe 5 bewegbar angebracht sein.

Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Laserschneidkopfs 5. Eine Schneiddüse 7 des Laserschneidkopfs 5 dient dem Austritt von Schneidgas. Fer- ner tritt durch die Schneiddüse 7 ein Laserstrahl L aus. Eine mit dem Laserstrahl etwa deckungsgleiche Achse der Schneiddüse 7 ist mit dem Bezugszeichen A be- zeichnet. An einer ersten radial außenliegenden Position Pi der Schneiddüse 7 ist ein erster Abstandssensor 8 eines ersten Abstandsmesseinrichtung angebracht. An einer zweiten radial außenliegenden Position P2 ist zweckmäßigerweise ein zweiter Abstandssensor 9 angebracht, welcher ebenfalls Bestandteil der ersten Abstandsmesseinrichtung ist. Bei den Abstandssensoren 8, 9 kann es sich um kapazitive oder optische Abstandssensoren handeln. Bei den in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die erste 8 und die zweite Abstandsmesseinrichtung 9 etwa im selben radialen Abstand bezüglich der Achse A angeordnet. Es kann al- lerdings auch sein, dass die erste 8 und die zweite Abstandsmesseinrichtung 9 in einem verschiedenen radialen Abstand bezüglich der Achse A angeordnet sind.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein weiterer Abstandssensor einer zweiten Ab- standsmesseinrichtung bezeichnet, welche in radialer Richtung die Schneiddüse 7 unmittelbar umgibt. Der weitere Abstandssensor 10 ist also bezüglich der Schneid- düse 7 an einer radial innenliegenden Position vorgesehen.

Ein Umfangsrand der Schneiddüse 7 ist mit dem Bezugszeichen U bezeichnet. Eine "radial außenliegende Position" im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt dann vor, wenn die jeweilige Abstandssensor 8, 9 der ersten Abstandsmessein- richtung in einem Abstand von zumindest 2 mm, vorzugsweise zumindest 5 mm, besonders bevorzugt zumindest 10 mm vom Umfangsrand U bzw. einer äußeren Umfangsfläche der Schneiddüse 7 angeordnet ist.

Die Steuerung 6, bei der es sich um einen Computer handeln kann, ist mit einer Vergleichseinrichtung 11 sowie einer Regeleinrichtung 12 versehen. Bei der Ver- gleichs- 11 und der Regeleinrichtung 12 kann es sich um entsprechend hergerich- tete Programmabschnitte der Steuerung 6 handeln. Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Stellglied bezeichnet, welches mit der Regeleinrichtung 12 gekoppelt ist. Mit tels des Stellglieds 13 kann der Laserschneidkopf 5 bzw. die Schneiddüse 7 in z- Richtung z angehoben und abgesenkt werden. Mit dem Bezugszeichen 14 ist eine Signalleitung bezeichnet, über welche die von den Abstandsmesseinrichtungen gemessenen Messwerte an die Steuerung 6 übermittelt werden.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:

Mittels der Steuerung 6 werden (hier nicht gezeigte) Antriebseinrichtungen am Portal 4 derart angesteuert, dass der Laserschneidkopf 5 entlang eines vorgege- benen Schneidwegs über das in Transporthchtung T kontinuierlich bewegte Blech- band 1 bewegt wird. Während der Bewegung des Laserschneidkopfs 5 werden mittels der ersten Abstandsmesseinrichtung taktweise bzw. quasi-kontinuierlich die jeweiligen ersten Abstände zur Oberfläche des Blechbands 1 gemessen. Die entsprechenden ersten Abstandswerte werden über die Signalleitung 14 an die Steuerung 6 übermittelt. Die ersten Abstandswerte werden mittels der Vergleichs- einrichtung 11 verglichen. Sobald einer der beiden Abstandswerte einen vorgege- benen Grenzwert übersteigt oder eine Differenz zwischen den Abstandswerten au- ßerhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt, wird ein Abschaltsignal erzeugt und an die Steuerung 6 übermittelt. Infolgedessen wird die Bewegung des Laser- schneidkopfs 5 angehalten, und zwar derart, dass einer der ersten Abstandssen- soren 8, 9 in Überdeckung mit dem Blechband 1 verbleibt. Mit dem in Überde- ckung mit dem Blechband 1 befindlichen Abstandssensor 8, 9 kann der Abstand der Laserschneiddüse 7 zum Blechband weiterhin innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten werden. Es ist also in Abkehr vom Stand der Technik nicht mehr erforderlich, den Laserschneidkopf 5 vor dem Überfahren der Bandkante an- zuheben. Abgesehen davon ist es möglich, den Laserschneidkopf 5 mittels der Steuerung 6 entlang eines nächsten Schneidwegs zu bewegen, welcher von der Bandkante zum Inneren des Blechbands hin verläuft. Die nunmehr mögliche Füh- rung eines Schneidwegs von der Bandkante zum Inneren des Blechbands hin schafft neue Freiheiten in der Schneidstrategie. Es können Schneidwege geändert und Verfahrwege verkürzt werden. Damit kann die Zeit zur Herstellung einer Blechplatine reduziert werden.

Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, wird die Bewegung des Laserschneidkopfs 5 zweckmäßigerweise so angehalten, dass einer der Abstandssensoren 8, 9 und die Achse A der Schneiddüse 7 das Blechband 1 nicht mehr überdecken, jedoch der andere Abstandssensor 9 das Blechband 1 überdeckt.

Bei dem aus Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei erste Abstandssenso- ren 8, 9 vorgesehen. Selbstverständlich kann es auch sein, dass zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vorrichtung verwendet wird, bei der lediglich ein erster Abstandssensor vorgesehen ist. In diesem Fall ist die Schneid- düse 7 vorzugswiese rotierbar, so dass der daran angebrachte erste Abstands- sensor 8 jeweils in eine Position rotiert werden kann, bei welcher er in Überde- ckung mit dem Blechband verbleibt, wenn die Schneiddüse nicht in Überdeckung mit dem Blechband ist.

Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung kann es ferner sein, dass der in Fig. 2 gezeigte weitere Abstandssensor 10 weggelassen wird. D. h. das erfindungsge- mäße Verfahren kann auch mit einem einzigen ersten Abstandssensor 8 ausge- führt werden, welcher in einer radial außenliegenden Position P1 der Schneiddüse 7 angebracht ist. - In diesem Fall wird eine Bewegung des Laserschneidkopfs mit- tels der Steuerung derart gesteuert, dass der erste Abstandssensor 8 als Bestand- teil der ersten Abstandsmesseinrichtung stets in Überdeckung mit dem Blechband bleibt. Mittels der ersten Abstandsmesseinrichtung wird taktweise bzw. quasi - kontinuierlich der Abstand zwischen der Schneiddüse 7 und der Oberfläche des Blechbands gemessen. Ein Abstand zwischen der Schneiddüse 7 und der Ober- fläche des Blechbands wird auf der Grundlage der von der ersten Abstandsmess- einrichtung gelieferten ersten Abstandswerte geregelt. Sofern die Schneiddüse 7 sich an einer ersten Position befindet, welche nicht in Überdeckung mit dem Blechband ist, wird weiterhin die Höhe der Schneiddüse 7 bezüglich der Oberflä- che des Blechbands unter Verwendung der von der ersten Abstandsmesseinrich- tung gelieferten ersten Abstandswerte geregelt, wenn die Schneiddüse 7 von der ersten Position in Richtung der zweiten Position bewegt wird.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie A-A' in Fig. 2. Zur sicheren Erken- nung der Bandkante oder etwaiger Ausnehmungen im Blechband 1 kann es sein, dass in radial außenliegenden Positionen Pi, P 2 ... P n mehrere erste Abstands- sensoren, beispielsweise 3, 4, 5, 6 oder mehr, angebracht sind. Fig. 4 zeigt eine Schneiddüse 7, bei der in radial außenliegenden Positionen weitere erste Ab- standssensoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e und 15f angebracht sind. Damit ist es möglich, den Abstand des gesamten radialen Umfelds der Schneiddüse 7 zu er- fassen. Das erhöht weiter die Prozesssicherheit. Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Blechband 1 , bei dem erste Schneidwege S1 eines ersten Laserschneidkopfs und zweite Schneidwege S2 eines zweiten La- serschneidkopfs jeweils ausgehend vom Band-Inneren I des Blechbands 1 und zur Bandkante K geführt sind. Zur Herstellung der Blechplatine wird zunächst der erste Laserschneidkopf über den ersten Einstichpunkt E1 gefahren. Dann erfolgt ausgehend vom ersten Einstichpunkt E1 eine Bewegung des ersten Laserschneid- kopfs entlang des ersten Schneidwegs S1 bis zur Bandkante K. Sobald sich der erste Laserschneidkopf außerhalb eines Kollisionsbereichs befindet, wird ein zwei- ter Laserschneidkopf zum ersten Einstichpunkt E1 bewegt. Der zweite Laser- schneidkopf wird entlang des zweiten Schneidwegs S2 zur Bandkante K hinbe- wegt.

Zur Herstellung des weiteren ersten Schneidwegs S1 ' wird der erste Laser- schneidkopf zum zweiten Einstichpunkt E2 bewegt. Nachfolgend wird der erste Laserschneidkopf vom zweiten Einstichpunkt E2 entlang des weiteren ersten Schneidwegs S1 ' hin zur Bandkante K bewegt. Analog wird der zweite Laser- schneidkopf zum zweiten Einstichpunkt E2 bewegt, sobald eine Kollision mit dem ersten Laserschneidkopf nicht mehr möglich ist. Anschließend wird der zweite La- serschneidkopf vom zweiten Einstichpunkt E2 in Richtung der Bandkante K ent- lang des weiteren zweiten Schneidwegs S2' bewegt.

Die Verfahrwege der Laserschneidköpfe, d. h. die Bewegungswege der Laser- schneidköpfe bei abgeschalteten Laser, sind in den Fig. 5 und 6 jeweils mit unter- brochenen Pfeillinien gekennzeichnet. Die Schneidwege S1 , S2 sowie die weite- ren Schneidwege S1 ' und S2' sind mit durchgezogenen Linien kenntlich gemacht.

Fig. 6 zeigt im Vergleich eine Draufsicht auf das Blechband 1 gemäß Fig. 5. Zur Herstellung der Blechplatine sind - wie in Fig. 5 - die ersten und zweiten S1 , S2 und nachfolgendend der weitere erste S1 ' und der weitere zweite Schneidweg S2' herzustellen. Insbesondere unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrich- tung ist es nunmehr möglich, einige der Schneidwege S1 , S2, S1 ', S2' von der Bandkante K hin zum Band-Inneren I zu führen. Im vorliegenden Beispiel wird zu- nächst der erste Laserschneidkopf von der Bandkante K in Richtung des ersten Einstichpunkts E1 entlang des ersten Schneidwegs S1 bewegt. Gleichzeitig kann der zweite Laserschneidkopf vom ersten Einstichpunkt E1 in Richtung der Band- kante K entlang des zweiten Schneidwegs S2 geführt werden. Der zweite Laser- schneidkopf wird dann auf einem Verfahrweg außerhalb des Blechbands 1 verfah- ren. Anschließend wird der zweite Laserschneidkopf von der Bandkante K in das Band-Innere I entlang des weiteren zweiten Schneidwegs S2' bewegt. Der erste Laserschneidkopf wird entlang eines Verfahrwegs vom ersten Einstichpunt E1 zum zweiten Einstichpunkt E2 verfahren. Anschließend wird der erste Laser- schneidkopf aktiviert und vom zweiten Einstichpunkt E2 entlang des weiteren ers- ten Schneidwegs S1 ' hin zur Bandkante K verfahren.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wird am ersten E1 und am zweiten Einstichpunkt E2 - im Gegensatz zu dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel - jeweils mit lediglich einem einzigen Laserschneidkopf eingestochen. Zur Vermeidung einer Kollision der La- serschneid köpfe ist es nicht mehr erforderlich abzuwarten, bis einer der beiden Laserschneidköpfe sich in einem ausreichenden Abstand vom Einstichpunkt E1 ,

E2 befindet. Die Herstellung des ersten S1 und des zweiten Schneidwegs S2 kann gleichzeitig beginnen. Dasselbe gilt für die Herstellung des weiteren ersten

Schneidwegs S1 ' sowie des weiteren zweiten Schneidwegs S2'. Abgesehen da- von sind die Verfahrwege im Vergleich zu dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel kürzer. Es ergibt sich insgesamt eine deutliche Verkürzung der Prozesszeit zur Herstel- lung der Blechplatine.

Bezugszeichenliste

1 Blechband

2 Transporteinrichtung

3 Laserschneideinrichtung

4 Portal

5 Laserschneidkopf

6 Steuerung

7 Schneiddüse

8 erste Abstandsmesseinrichtung

9 zweite Abstandsmesseinrichtung

10 dritte Abstandsmesseinrichtung

11 Vergleichseinrichtung

12 Regeleinrichtung

13 Stellglied

14 Signalleitung

15a-f weitere Abstandmesseinrichtungen

A Achse

E1 erster Einstichpunkt

E2 zweiter Einstichpunkt

I Band-Inneres

K Bandkante

L Laserstrahl

Pi erste Position

P2 zweite Position

51 erster Schneidweg

S1 ' weiterer erster Schneidweg

52 zweiter Schneidweg

S2' weiterer zweiter Schneidweg

T Transportrichtung U Umfangsrand y y-Richtung z z-Richtung