Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung, insbesondere zur maschinellen Schweißbearbeitung, von Werkstücken, insbesondere von plattenartigen Werkstücken, Rohren und/oder Profilen, mittels eines thermischen Bearbeitungsstrahls, insbesondere mittels eines Laserstrahls. Die Werkstückbearbeitung erfolgt unter Relativbewegung des Bearbeitungsstrahls und des Werkstückes, wobei der Bearbeitungszone zumindest ein Prozessgas in einer einstellbaren Prozessgasmenge pro Zeit zugeführt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Einsteileinrichtung der Prozessgaszufuhr einer Bearbeitungszone einer derartigen maschinellen Bearbeitung.

Prozessgas wird insbesondere bei der Laserschweißbearbeitung der Bearbeitungszone z. B. mittels einer Gasdüse zugeführt. Das Prozessgas kann vor allem dazu dienen, die Bearbeitungsstelle vor der Umgebungsluft abzuschirmen. Beispielsweise wird dadurch verhindert, dass das durch den Bearbeitungsstrahl aufgeschmolzene Material mit einer Umgebungsluft reagiert. Das Prozessgas bildet in diesem Fall folglich ein Schutzgas. Als Schutzgas wird ein inertes Gas z. B. Helium, Argon oder Kohlendioxid eingesetzt. Applikationsabhängig werden auch Prozessgasmischungen mit mehreren Prozessgasen eingesetzt.

Als Prozessgas kann der Bearbeitungszone aber auch ein Gas zugeführt werden, welches gezielt mit dem Werkstückmaterial reagiert und dadurch z. B. zusätzliche Energie in die Bearbeitungszone einbringt. In diesem Fall dient das Prozessgas als Arbeitsgas.

Des Weiteren kann ein Prozessgas zusätzlich oder ergänzend der Bearbeitungszone zugeführt werden, um Teile der Bearbeitungsanlage vor Emissionen von der Bearbeitungsstelle zu schützen. Bei einer Laserbearbeitung werden solche Prozessgase z. B. zum Schutz optischer Elemente in der Nähe der Bearbeitungsstelle eingesetzt (Crossjet-Gas).

Insgesamt nimmt die Prozessgaszufuhr, beispielweise auch die bewirkte Abfuhr der Emissionen, entscheidenden Einfluss auf den Bearbeitungsprozess und bestimmt maßgeblich die Qualität des Bearbeitungsergebnisses.

Durch die DE 38 27 451 C1 wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Laserbearbeitungsstrahl beschrieben, die sich durch eine besonders dynamisch steuerbare Prozessgaszufuhr auszeichnet.

Aus der DE 38 24 048 A1 ist es daher bekannt, bei einem Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Laserbearbeitungsstrahl, die zugeführte Prozessgasmenge pro Zeit auf Basis einer akustischen und optischen Überwachung der Bearbeitungszone zu regeln. Bei dem vorbekannten Verfahren wird auf hinterlegte Prozessdiagramme zugegriffen, anhand derer Sollwerte für die Prozessgaszufuhr bestimmt werden.

Ausgehend vom Stand der Technik hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, ein Verfahren zum maschinellen Bearbeiten bzw. eine Steuervorrichtung für eine EinStelleinrichtung einer Prozessgaszufuhr bereitzustellen, die ohne Einbußen der Qualität des Bearbeitungsergebnisses und ohne aufwändige Regeleinrichtungen eine Reduktion des Verbrauchs eines Prozessgases ermöglichen. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 9.

Verfahrensmäßig zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zu Beginn einer Werkstückbearbeitung eine Prozessgasmenge pro Zeit zugeführt wird, welche basierend auf einem ersten hinterlegten Vorgabewert eingestellt wird. Nach einer hinterlegten Stabilisierungszeit, in welcher eine Werkstückbearbeitung unter Relativbewegung des Bearbeitungsstrahls und des Werkstückes fortgesetzt wird, wird die Prozessgasmenge pro Zeit automatisch reduziert. Dies erfolgt, indem eine Prozessgasmenge pro Zeit zugeführt wird, die basierend auf einem hinterlegten zweiten, kleineren Vorgabewert eingestellt wird.

Dank der automatischen Reduktion der zugeführten Prozessgasmenge pro Zeit nach einer vorbestimmten Stabilisierungszeit kann sich eine erhebliche Einsparung von Prozessgas ergeben. Der Erfindung liegt insofern die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem kontinuierlichen Bearbeitungsprozess, bei welchem ein Bearbeitungsstrahl relativ zu einem Werkstück bewegt wird, zu Beginn eine relativ hohe Prozessmenge benötigt wird. Nach einer Anfangszeit hat sich der Bearbeitungsprozess stabilisiert. Es hat sich eine gewisse Menge an Metallschmelze ausgebildet. Ein ausreichendes Gaspolster umgibt die Bearbeitungsstelle. Insgesamt haben sich stabile Gasströmungen usw. eingestellt. Zudem macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu Nutze, dass diese Stabilisierungszeiten bei gleichartigen Bearbeitungen weitgehend übereinstimmen. Unter gleichartigen Bearbeitungen bzw. Applikationen sind Bearbeitungen zu verstehen, die im Wesentlichen die gleichen Prozessparameter aufweisen, welche z. B. Werkstückeigenschaften, Schweißnahtgeometrie, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Düsengeometrie usw. umfassen. Aufwändige Überwachungs- und Regeleinrichtungen sind zum Erreichen einer signifikanten Prozessgaseinsparung nicht erforderlich. Die Vorgabewerte und die Stabilisierungszeit können durch Versuche ermittelt werden und für eine automatische Steuerung einer späteren Bearbeitung hinterlegt werden.

Die Vorgabewerte und Stabilisierungszeit können auf unterschiedliche Art und Weise hinterlegt sein. Sie können direkt als Werte hinterlegt sein, hinsichtlich der Prozessgasmenge pro Zeit beispielsweise in Form eines Volumenstromoder eines Massenstromwertes. Die Stabilisierungszeit kann als Zeitwert z. B. als eine Anzahl von Sekunden angegeben werden. Die Hinterlegung der Vorgabewerte und der Stabilisierungszeit kann aber auch indirekt erfolgen, indem Werte oder Diagramme hinterlegt werden, die mit diesen im Zusammenhang stehen. So kann der zweite Vorgabewert beispielsweise lediglich als Prozentsatz des ersten Vorgabewertes definiert sein. Die Stabilisierungszeit kann z. B. durch eine Bearbeitungstrecke angegeben werden, nach welcher die erfindungsgemäße Prozessgasreduktion erfolgt. Die Hinterlegung erfolgt insbesondere durch eine Speicherung auf einem Speichermedium, insbesondere als Teil eines Bearbeitungsprogramms oder als Verweis in einem Bearbeitungsprogramm, das zur Steuerung der Werkstückbearbeitung abgearbeitet wird.

Die Prozessgasmenge pro Zeit wird auf Basis der Vorgabewerte eingestellt. Insbesondere stellen die Vorgabewerte zeitabhängige Sollwerte für die Prozessgasmenge pro Zeit dar bzw. lassen sich direkt oder indirekt aus den Vorgabewerten Einstellwerte für die EinStelleinrichtung (Ventile) der Prozessgaszufuhr ableiten. Falls beispielsweise eine zusätzliche Prozessgasregelung auf Basis einer Prozessüberwachung erfolgt, können die Vorgabewerte insofern auch als Basiswerte dienen, von denen ausgehend eine weitere Einstellung durch die Prozessgasregelung erfolgt.

Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung wird der Bearbeitungszone während der gesamten Stabilisierungszeit eine Prozessgasmenge pro Zeit zugeführt, welche basierend auf dem ersten Vorgabewert eingestellt wird. Durch die sich dadurch ergebende gleichbleibende Gasbeaufschlagung wird die Stabilisierung der Bearbeitungszone gefordert.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass nach der Stabilisierungszeit die Prozessgasmenge pro Zeit, die der Bearbeitungszone zugeführt wird, über eine Übergangszeit hinweg allmählich von der auf dem ersten Vorgabewert basierenden Prozessgasmenge pro Zeit auf die auf dem zweiten Vorgabewert basierenden Prozessgasmenge pro Zeit reduziert wird. Dank der allmählichen Reduktion werden die sich über die Stabilisierungszeit eingestellten Verhältnisse nicht schlagartig verändert. Die Gefahr eines Strömungsabrisses mit negativen Einflüssen auf die Prozessstabilität und damit letztlich auf die Qualität des Bearbeitungsergebnisses wird erheblich reduziert.

In der Praxis bewährt, hat sich eine allmähliche Verminderung über eine Übergangszeit, die zwischen 20% und 60% der Stabilisierungszeit, vorzugsweise zwischen 30% und 50% der Stabilisierungszeit, beträgt.

Im Falle einer besonders bevorzugten Variante wird nach der Stabilisierungszeit die Prozessgasmenge pro Zeit, die der Bearbeitungszone zugeführt wird, basierend auf einer hinterlegten Rampenfunktion reduziert, d. h. die Reduktion erfolgt gemäß einer linearen Funktion. Es ergibt sich eine steuerungstechnisch einfach umzusetzende Variante. Derartige lineare Rampenfunktionen lassen sich in einem Bearbeitungsprogramm leicht abbilden. Gegebenenfalls kann auch auf eine in einer Steuerung eines Ventils hinterlegte Standardrampenfunktion zurückgegriffen werden. Vorzugweise wird während der zumindest nahezu gesamten weiteren

Schweißbearbeitung nach der Reduktion, d. h. bis der Laserstrahl 18

abgeschaltet wird, die zugeführte Prozessgasmenge pro Zeit auf Basis des zweiten Vorgabewertes eingestellt. Eine besondere Kosteneinsparung ergibt sich bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung, bei welcher das erfindungsgemäß gesteuerte Prozessgas zum Schutz der Bearbeitungsstelle vor der Umgebungsluft dient und das Prozessgas vorzugsweise Helium, Argon, Kohlendioxid und/oder Stickstoff ist. Es versteht sich, dass es auch von Vorteil sein kann, nicht nur ein Prozessgas, sondern eine Mischung, insbesondere aus mehreren der vorstehend genannten Prozessgasse, als Schutzgasmischung einzusetzen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Bearbeitungszone bei der Bearbeitung zumindest ein zweites Prozessgas mittels einer separaten Prozessgaszuführung zugeführt, wobei die zugeführte Prozessgasmenge pro Zeit des zweiten Prozessgases unabhängig von der Prozessgasmenge pro Zeit des ersten Prozessgases eingestellt wird. Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten Prozessgas um ein Gas, das eine andere und/oder zusätzliche Funktion als das erste Prozessgas erfüllt. Im Speziellen handelt es sich z. B. um ein Arbeitsgas oder ein Crossjet-Gas. Die optimalen Mengen pro Zeit dieser Gase sind durch andere Verhältnisse bzw. Anforderungen bedingt, so dass eine separate Steuerung dieser Prozessgase bessere Bearbeitungsergebnisse mit sich bringt. Für den Fall, dass mehrere Prozessgase bzw. eine Prozessgasmischung für dieselbe Funktion, z. B. als Schutzgase, insbesondere mit derselbe Prozessgaszuführung verwendet werden, kann bei einer bevorzugten Variante die Gesamtmenge pro Zeit der Prozessgasmischung, die der Bearbeitungszone zugeführt wird, nach der Stabilisierungszeit reduziert werden.

Es ist aber auch eine vorteilhafte Variante der Erfindung denkbar, bei welcher die Gesamtmenge pro Zeit der Prozessgasmischung nach der Stabilisierungszeit weitgehend schwächer abnimmt, unverändert bleibt oder sogar zunimmt. So kann beispielswiese nur die Menge pro Zeit eines Prozessgases nach der Stabilisierungszeit gemindert werden, während die Menge pro Zeit zumindest eines anderen Prozessgases derart steigt, dass die Gesamtmenge insgesamt weniger abnimmt, konstant bleibt oder sogar steigt. Der Vorteil an dieser Variante ist, dass die Strömungsverhältnisse unverändert bleiben oder zumindest unabhängig von der Reduktion eines einzelnen Prozessgases beeinflusst werden können. Letztlich ändert sich nach der Stabilisierungszeit bei dieser Variante automatisch die Zusammensetzung der Prozessgasmischung. Wenn es sich bei dem Prozessgas, dessen Menge pro Zeit reduziert wird, um ein teureres Prozessgas (z. B. Helium) handelt, bei dem anderen aber um ein billigeres, ergibt sich trotzdem eine erhebliche Kosteneinsparung.

Besonders vorteilhaft, ohne Einbußen der Qualität des Bearbeitungsergebnisses, wird die Erfindung bei einer Bearbeitung eingesetzt, bei welcher der Bearbeitungsstrahl während der Werkstückbearbeitung durchgängig auf das Werkstück einwirkt und eine im Wesentlichen gleichartige Bearbeitung durchführt, insbesondere eine zusammenhängende Schweißnaht erstellt wird.

Gemäß einem vorrichtungsmäßigen Aspekt der Erfindung sind in der Steuervorrichtung für eine Einsteileinrichtung der Prozessgaszufuhr einer Bearbeitungszone zumindest ein erster und ein zweiter, kleinerer Vorgabewert für die Prozessgasmenge pro Zeit, sowie eine Stabilisierungszeit hinterlegbar, insbesondere hinterlegt. Mittels der erfindungsgemäßem Steuervorrichtung ist die EinStelleinrichtung derart steuerbar, dass zu Bearbeitungsbeginn die zugeführte Prozessgasmenge pro Zeit basierend auf dem ersten Vorgabewert eingestellt wird und nach der Stabilisierungszeit, während derer eine Werkstückbearbeitung unter Relativbewegung des Bearbeitungsstrahls und des Werkstückes erfolgt, die Prozessgasmenge pro Zeit basierend auf dem zweiten Vorgabewert eingestellt wird.

Die Einstellung der Prozessgasmenge pro Zeit erfolgt vorzugsweise mittels einer Ventileinheit, insbesondere mittels eines Proportional-Mengen- Steuerventils, das mit der Steuervorrichtung z. B. über ein Bus-System verbunden ist. Gegebenenfalls weist die Ventileinheit auch selbst Teile der Steuervorrichtung auf, z. B. Speichermittel, in denen Funktionen, wie Rampenfunktionen zur Änderung der Prozessgasmenge pro Zeit, hinterlegt sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anlage zur maschinellen Bearbeitung, insbesondere einer maschinellen Schweißbearbeitung, von Werkstücken, insbesondere von plattenartigen Werkstücken, Rohren und/oder Profilen, mittels eines thermischen Bearbeitungsstrahls, insbesondere mittels eines Laserstrahls, mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung versehen. Vorzugsweise ist diese in eine numerische Anlagensteuerung integriert.

Des Weiteren kann sich die Erfindung vorteilhafterweise in einem Bearbeitungsprogramm zum Betreiben einer solchen Anlage niederschlagen. So weist ein erfindungsgemäßes Bearbeitungsprogramm Steuerbefehle für die Einsteileinrichtung der Prozessgaszufuhr auf, welche bewirken, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird, wenn das Bearbeitungsprogramm auf einer numerischen Anlagensteuerung abläuft. Schließlich kann sich die Erfindung in einem Computerprogrammprodukt niederschlagen, welches Kodierungsmittel aufweist, die zum Durchführen eines Verfahrens zum Erstellen eines solchen Bearbeitungsprogramms angepasst sind, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Datenverarbeitungsanlage betrieben wird. Das Computerprogrammprodukt weist ein lauffähiges Computerprogramm in Form eines Programmiersystems auf, das insbesondere eine automatische Eingabe- und/oder Auswahlmöglichkeit für die ersten und zweiten Vorgabewerte sowie für die Stabilisierungszeiten bietet.

Vorzugsweise liefert das Programmiersystem auf Basis einer Technologiedatenbank Vorschläge für die Vorgabewerte und die Stabilisierungszeit in Abhängigkeit der Applikation bzw. Bearbeitung, welche durch weitere Prozessparameter definiert wird. Im Speziellen kann ein Bediener die Vorschläge annehmen oder abwandeln. Das Programmiersystem kann auch eine Eingabemöglichkeit aufweisen, in der generell eine Bearbeitung im Prozess-Sparmodus oder eine Bearbeitung ohne die erfindungsgemäße Prozessgasreduktion wählbar ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Im Einzelnen zeigen: Figur 1 : eine Anlage zur maschinellen Schweißbearbeitung von

Werkstücken mittels eines Laserstrahls,

Figur 2: die Bearbeitungszone und ein System zur Prozessgaszufuhr der

Anlage aus Figur 1 und

Figur 3: ein Diagramm der Prozessgasmenge pro Zeit, die der

Bearbeitungszone zugeführt wird, als Funktion der Bearbeitungszeit. Gemäß Figur 1 weist die Anlage 1 zur Laserschweißbearbeitung von insbesondere Metallwerkstücken, eine Werkstückauflagetisch 2 zur Lagerung eines Werkstückes 3 während der Bearbeitung, einen Laserbearbeitungskopf 4 mit einer Laserbearbeitungsdüse 5 sowie eine Bewegungseinheit 6 zum Bewegen der Laserbearbeitungsdüse 5 relativ zu dem Werkstück 3 auf. Die Bewegungseinheit 6 ist an einem Maschinengrundkörper 7 vorgesehen und umfasst drei linear verschiebbare Bewegungsschlitten 8, 9, 10, mittels derer der Laserbearbeitungskopf 4 um drei senkrecht verlaufende Bewegungsachsen 11 , 12, 13 bewegbar ist. An dem Schlitten 10 ist der Laserbearbeitungskopf 4 um eine vertikale Antriebsachse 14 drehbar und um eine nicht gezeigte, horizontale Schwenkachse schwenkbar. Mittels der Bewegungseinheit 6 kann der Laserbearbeitungskopf 4 bzw. die Laserbearbeitungsdüse 5 relativ frei einem nahezu beliebigen Verlauf einer herzustellenden Schweißnaht 16 entlang des Werkstückes 3 folgen. An dem Maschinengrundkörper 7 ist seitliche eine Versorgungseinheit 17 angeordnet. Die Versorgungseinheit 17 umfasst u. a. einen Laserresonator sowie zumindest teilweise ein System zur Prozessgasversorgung (nicht gezeigt). Der im Laserresonator erzeugte Laserbearbeitungsstrahl 18 und die Prozessgase werden über Strahlführungs- und Versorgungsleitungen 19 der Bearbeitungszone 20 zugeführt. Unterhalb der Versorgungseinheit 17 ist beispielhaft die numerische Anlagensteuerung 21 dargestellt, welche zur Steuerung der Anlage 1 dient.

Die gezeigte Ausbildung der Anlage 1 , insbesondere die Ausbildung der Maschinenachsen sowie die räumliche Anordnung der Versorgungseinheit 17 und der Anlagensteuerung 21 haben lediglich beispielhaften Charakter. Vielfältige Abwandlungen sind denkbar.

In Figur 1 ist die Anlage 1 während der Bearbeitung des Werkstückes 3 gezeigt. An dem Werkstück 3 wird mittels des Laserstrahls 18 eine Schweißnaht 16 erstellt. Der Laserstrahl 18 wird mittels der Bewegungseinheit 6 entlang der Bewegungsachse 13 relativ zu dem Werkstück 3 bewegt. In einem kontinuierlichen Prozess - ohne zwischenzeitliches Abschalten oder Stoppen des Laserstrahls 18, wird eine zusammenhängende Schweißnaht 16 erstellt. Gemäß Figur 1 ist ein erster Abschnitt der Schweißnaht 16 bereits erstellt.

In Figur 2 ist die Bearbeitungszone 20 der Anlage 1 mit einem Ausschnitt des Laserbearbeitungskopfes 4 gezeigt. Außerdem ist in stark schematischer Weise das System zur Prozessgaszufuhr 22 einschließlich der EinStelleinrichtung 23 für die Prozessgaszufuhr und der zugehörige Steuervorrichtung 24 dargestellt.

Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass der Bearbeitungszone 20 auf drei unterschiedlichen Wegen Prozessgas zuführbar ist. Mittels einer Crossjet-Düse 25 kann ein Prozessgas quer zum Verlauf des Laserstrahls 18 einströmen und über eine nur angedeutete Austrittöffnung 26 wieder austreten. Durch das Crossjet-Gas wird verhindert, dass Emissionen von der Bearbeitungsstelle 27, an welcher der Laserstrahl 18 auf das Werkstück 3 trifft, zu einer in Figur 2 weiter oben gezeigten Fokussieroptik in Form einer Linse 28 gelangen kann.

Eine weitere Prozessgaszuführung erfolgt über Prozessgaskanäle 29 in der Laserbearbeitungsdüse 5. Das über die Kanäle 29 zugeführte Prozessgas strömt im Wesentlichen koaxial zum Laserstrahl 18 der Bearbeitungsstelle 27 zu. Über diese Zuführung wird beispielsweise ein Arbeitsgas, wie Luft, zugeführt.

Schließlich erfolgt eine weitere Prozessgaszuführung mittels einer seitlich angeordneten Gasdüse 30, die auf die Bearbeitungsstelle 27 gerichtet ist. Das auf diese Weise zugeführte Prozessgas oder die auf diese Weise zugeführte Prozessgasmischung dient als Schutzgas. Die Bearbeitungsstelle 27 wird durch das Prozessgas wirkungsvoll von der Umgebungsluft abgeschirmt. Als Schutzgas wird beispielsweise Helium, Argon, Stickstoff oder Kohlendioxid oder eine Mischung aus mehreren dieser Gase verwendet.

Zum Einstellen der jeweiligen Prozessgasmengen pro Zeit, die der Bearbeitungszone zugeführt werden, sind die Düsen 25, 30 bzw. Kanäle 29 jeweils über eine Proportionalmengen-Steuerventileinheit 31 mit einer jeweiligen Gasquelle 32 verbunden. Die Proportionalmengen- Steuerventileinheiten 31 umfassen jeweils ein Proportionalmengen-Steuerventil 33 und eine Steuereinheit 34, über welche das Proportionalmengen- Steuerventil 33 von der zentralen Anlagensteuerung 21 angesteuert werden kann. In den Steuereinheiten 34 sind (Standard-)Steuerfunktionen, insbesondere eine Rampenfunktion für die Änderungen der Prozessgasmenge pro Zeit, hinterlegt. Die Steuereinheiten 34 sind im Speziellen über ein Bussystem 35 mit der zentralen Anlagensteuerung 21 verbunden. Die Proportionalmengen-Steuerventileinheiten 31 sind beispielsweise Teil der Versorgungseinheit 17.

Auf der Anlagensteuerung 21 ist ein Bearbeitungsprogramm 36 vorgesehen, das zur Durchführung der Schweißbearbeitung abgearbeitet wird. Das Bearbeitungsprogramm 36 umfasst Steuerbefehle, die insbesondere die Prozessgasmenge pro Zeit, die der Bearbeitungszone zugeführt wird, bestimmen. In diesem Sinne ist die Steuervorrichtung 24 der Einsteileinrichtung 23 der Prozessgaszufuhr weitgehend in der numerischen Anlagensteuerung 21 integriert.

Im Speziellen sind durch das Bearbeitungsprogramm 36 in der Steuervorrichtung 24 bzw. der Anlagensteuerung 21 eine Stabilisierungszeit sowie ein erster und ein zweiter, kleinerer Vorgabewert für die Prozessgasmenge pro Zeit hinterlegt, die mittels der seitlichen Gasdüse 30 als Schutzgas der Bearbeitungszone 20 zugeführt werden sollen. Basierend auf den Vorgabewerten und der Stabilisierungszeit erfolgt eine Steuerung des der Gasdüse 30 zugeordneten Proportionalmengen-Ventils 33, dass sich ein Verlauf der Prozessgasmenge pro Zeit ergibt, der in Figur 3 beispielhaft dargestellt ist. Zu Beginn der Bearbeitung (ti ) ist die Laserbearbeitungsdüse 5 über einer Anfangsstelle der zu erzeugenden Schweißnaht 16 positioniert. Der Laserstrahl 18 wird eingeschaltet. Zumindest nahezu gleichzeitig wird die Schutzgaszufuhr gestartet. Es wird eine Schutzgasmenge pro Zeit (Q-i ) zugeführt, die basierend auf dem ersten Vorgabewert eingestellt wird. Die Schutzgasmenge pro Zeit beträgt beispielsweise 17 l/min.

Nun wird ein erster Schweißnahtabschnitt an dem Werkstück 3 erzeugt, indem der Laserstrahl 18 entlang des Werkstückes 3 bewegt wird, bis die vorgegebene Stabilisierungszeit beendet ist (t ₂ ). Vom Beginn (ti ) der Bearbeitung bis zum Erreichen der Stabilisierungszeit vergehen z. B. 5 bis 6 s.

Ohne dass der Laserstrahl 18 seine Relativbewegung gegenüber dem Werkstück 3 stoppt bzw. der Laserstrahl 18 ausgeschaltet wird, wird ab diesem Zeitpunkt die Prozessgasmenge pro Zeit allmählich über eine Übergangzeit hinweg reduziert. Die Übergangzeit endet (t3), wenn die Prozessgasmenge pro Zeit (Q2) basierend auf dem zweiten Vorgabewert eingestellt wird. Sie beträgt dann beispielsweise nur noch 10 l/min. Die Prozessgasmenge pro kann demnach z. B. um 40 % reduziert werden. Die Übergangzeit dauert beispielsweise 3s, also zwischen 30 % bis 50 % der Stabilisierungszeit.

Die gesamte weitere Schweißbearbeitung wird mit der reduzierten Prozessgasmenge pro Zeit (Q ₂ ) durchgeführt. Am Ende der Schweißbearbeitung (t ₃ ) wird der Laserstrahl abgeschaltet und die Prozessgaszufuhr gestoppt. Die Zeitspanne, während derer die reduzierte Prozessgasmenge (Q ₂ ) pro Zeit zugeführt wird, ist vor allem von der Länge der Schweißnaht 16 abhängig. Nach Abschluss der Schweißbearbeitung kann eine weitere Schweißbearbeitung an einer anderen Stelle des Werkstückes 3 erfolgen und die oben beschriebenen Abläufe wiederholen sich.

Wenn über die Gasdüse 30 eine Schutzgasmischung zugeführt wird, kann die Gesamtgasmenge pro Zeit der Schutzgasmischung in analoger Weise gesteuert werden. Außerdem sei erwähnt, dass während des erläuterten Bearbeitungsverfahrens beispielsweise keine oder eine unabhängig gesteuerte Arbeitsgasmenge pro Zeit und/oder keine oder eine unabhängig gesteuerte Crossjet-Gasmenge pro Zeit der Bearbeitungszone 20 zugeführt werden kann.

Auf der numerischen Anlagensteuerung 21 ist zudem ein Programmiersystem 37 in Form eines Computerprogrammprodukts vorgesehen, welches Kodierungsmittel aufweist, die zum Durchführen eines Verfahrens zum Erstellen eines Bearbeitungsprogramms 36 angepasst sind, wenn das Computerprogrammprodukt auf der numerischen Anlagensteuerung 21 betrieben wird.

Das Computerprogrammprodukt kann aber auch auf einer separaten Datenverarbeitungsanlage betrieben werden und das damit erstellte Bearbeitungsprogramm 36 anschließend an die Anlagensteuerung 21 übermittelt werden.

Das Programmiersystem 37 weist eine automatische Eingabe- und/oder Auswahlmöglichkeit 38 für die ersten und zweiten Vorgabewerte sowie für die Stabilisierungszeit auf. Insbesondere umfasst das Programmiersystem 37 zudem eine Technologiedatenbank 39, in welcher Vorschläge für Vorgabewerte und Stabilisierungszeiten für unterschiedliche Applikationen hinterlegt sind. Der Bediener kann die Vorschläge annehmen oder abwandeln. Mittels der Eingabe- und/oder Auswahlmöglichkeit 38 kann auch vorab zwischen einer Bearbeitung im Prozess-Sparmodus oder einer Bearbeitung ohne die automatische Prozessgasreduktion gewählt werden.