rohrförmigen Werkstücks

Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Fertigung metallischer Werkstück- teile und betrifft einen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks, bei dem eine trennende Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung eines Schnittspalts sowie eine Nachbearbeitung des Werkstücks entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts durch einen Bearbeitungsstrahl erfolgt.

Im Handel verfügbare Laserschneidvorrichtungen mit einem verfahrbaren Strahlkopf zur Führung eines Laserstrahls ermöglichen eine automatisierte Fertigung von Werk stückteilen in großer Stückzahl und mit hoher Präzision. Hierbei werden Werkstückteile mittels des Laserstrahls aus einem platten- oder rohrförmigen metallischen Werkstück entlang jeweiliger Schnittlinien ausgeschnitten.

Abhängig von der Art des eingesetzten Laserschneidprozesses benötigen die Schnitt kanten der ausgeschnittenen Werkstückteile in aller Regel eine aufwändige mechani sche Nachbearbeitung. So sind scharfe Schnittkanten zu runden, beispielsweise mit einer Fase zu versehen, und Grate an den Schnittkanten müssen entfernt werden. Ferner sind die Schnittkanten häufig für einen späteren Bearbeitungsprozess vorzube reiten, beispielsweise durch Glätten oder Aufrauen. Ein Problem stellt auch die beim Laserschneiden mit Sauerstoff als Arbeitsgas an den Schnittkanten auftretende Oxi dierung dar. Da sich Oxidschichten meist nur schlecht lackieren lassen, müssen diese durch Abschleifen entfernt werden. Weiterhin ist problematisch, dass bei verzinkten Werkstücken die Zinkbeschichtung im Bereich des Schnittspalts verloren geht, so dass die aus verzinkten Werkstücken gefertigten Werkstückteile entweder nachverzinkt werden müssen, oder eine Verzinkung generell erst an den ausgeschnittenen Werk stückteilen vorgenommen wird.

Grundsätzlich ist die dem vollständigen Ausschneiden eines Werkstückteils nachgela gerte Bearbeitung, insbesondere mechanische Bearbeitung, im Bereich der Schnitt kanten zeitlich und meist auch personell sehr aufwändig, zumal sie oft auch manuell erfolgt. Zudem ist die Nachbearbeitung kostenintensiv, so dass sich die Herstellung von Werkstückteilen in unerwünschter Weise verlängert und verteuert. WO 2014/016138 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Synchronringen. Hierbei werden zwei Synchronringe aus einem Rohling durch eine Laser ausgeschnitten. An schließend erfolgt ein Laserhärtenvon Belastungsflächen der ausgeschnitten Sychron- ringe mittels eines defokussierten Laserstrahls.

In der nachveröffentlichten WO 2019/077395 ist ein Verfahren zur Herstellung alumi niumbeschichteter Stahlteile offenbart. Hierbei wird zunächst ein Bauteil aus einem beschichteten Band mittels Laser ausgeschnitten, anschließend erfolgt ein teilweises Entfernen der Beschichtung an der Schnittkante des ausgeschnittenen Bauteils mittels Laserablation.

DE 102014113878 A1 offenbart eine Vorrichtung, die zum Laserschneiden und Läser- glühen von Bauteilen geeignet ist. Es werden jeweils fertig ausgeschnittene Bauteile einem Laserglühen unterzogen. Die darin gezeigte Neuerung betrifft eine Abschirmung für Streustrahlung.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, her kömmliche Verfahren zur Herstellung von Werkstückteilen, bei denen Werk stückteile mittels eines Schneidstrahls von einem platten- oder rohrförmigen Werkstück ausgeschnitten werden, so weiterzubilden, dass deren Herstellung in automatisierter Weise schneller und kostengünstiger erfolgen kann.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch einen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werk stücks mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in jedem Prozess eingesetzt werden, bei dem die Erzeugung eines Schnittspalts in einem Werk stück durch einen Schneidstrahl (thermisches Schneiden) erfolgt, beispielsweise La serschneiden oder Brennschneiden. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, wird der erfindungsgemäße Prozess beim Laserschneiden eines Werkstücks eingesetzt, wobei der Bearbeitungsstrahl ein Laserstrahl und die Strahlbearbeitung eine Laserstrahlbe- arbeitung ist.

Da in dem erfindungsgemäßen Prozess, neben einer trennenden Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung eines Schnittspalts, auch eine nicht-trennende und nicht-fügende Nachbearbeitung des Werkstücks im Bereich des Schnittspalts erfolgt, wird der Begriff "Bearbeitungsstrahl" anstelle von Schneidstrahl verwendet. Es versteht sich, dass der Bearbeitungsstrahl durch Einstellen der Leistungsdichte wahlweise zur trennenden Bearbeitung oder zur nicht-trennenden sowie nicht-fügenden Bearbeitung des Werkstücks eingesetzt werden kann.

Die Strahlbearbeitung des erfindungsgemäßen Prozesses umfasst mindestens eine Trennprozedur zum Erzeugen eines Schnittspalts entlang einer Schnittlinie, so wie mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur zum Nachbearbeiten des Werkstücks entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts, wobei sich der Begriff "Teil" hier auf die Erstreckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie bezieht.

Im Sinne vorliegender Erfindung wird eine Schnittlinie bzw. ein Schnittspalt betrachtet, die sich ausschließlich entlang der Kontur eines aus dem Werkstück auszuschneiden den Werkstückteils erstrecken, wobei sich die Schnittlinie bzw. der Schnittspalt nicht zwingend entlang der kompletten Kontur erstrecken müssen. Vielmehr ist es auch möglich, dass sich die Schnittlinie bzw. der Schnittspalt nur entlang eines Teils der Kontur erstrecken. Entlang der Schnittlinie wird ein Schnittspalt erzeugt, wobei sich der Schnittspalt über die komplette Schnittlinie erstreckt. Die Erzeugung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen. Durch Erzeu gen des Schnittspalts wird das Werkstückteil entlang seiner Kontur teilweise oder voll ständig ausgeschnitten, d.h. der Schnittspalt ist stets konturbildend. Dementsprechend fallen unter den Begriff Schnittlinie bzw. Schnittspalt im Sinne vorliegender Erfindung keine Abschnitte der Schnittlinie bzw. Schnittspalts, welche nicht konturbildend sind und sich nicht entlang der Kontur eines Werkstückteils erstrecken. Beispielsweise wird beim Ausschneiden eines Werkstückteils häufig auch entfernt von der Kontur in das Werkstück eingestochen und der Schneidstrahl erst ein Stück weit hin zur Kontur des Werkstückteils verfahren. Der hierbei erzeugte Schnittspalt ist nicht konturbildend und fällt somit nicht unter den Begriff Schnittspalt, wie er im Sinne der Erfindung zu verste hen ist. Obgleich der erfindungsgemäße Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks an einem einzelnen Werkstückteil erläutert wird, ver steht es sich, dass in aller Regel eine Vielzahl von Werkstückteilen aus dem Werkstück ausgeschnitten werden, wobei der erfindungsgemäße Prozess für jedes Werkstückteil separat angewendet wird.

Die mindestens eine Trennprozedur des erfindungsgemäßen Prozesses um fasst die trennende Bearbeitung des platten- oder rohrförmigen Werkstücks mittels eines durch einen Strahlkopf geführten Bearbeitungsstrahls, wobei ein (konturbildender) Schnittspalt entlang der Schnittlinie erzeugt wird. Durch die Bestrahlung des Werk stücks mit dem Bearbeitungsstrahl (in Kombination mit einem auf die Schnittfuge ge richteten Arbeitsgas) wird ein Schnittspalt erzeugt, welcher sich beispielsweise entlang der kompletten Kontur des Werkstückteils erstreckt, so dass das Werkstückteil aus dem Werkstück vollständig ausgeschnitten wird, nicht mehr mit dem verbleibenden Werkstück (Restgitter) verbunden ist und somit unmittelbar vom Restgitter entfernt werden kann. Das Freischneiden bzw. Lösen des Werkstückteils vom Werkstück erfolgt durch Erzeugen eines geschlossenen Schnittspalts. Möglich ist aber auch, dass sich der Schnittspalt nur entlang eines oder mehrerer Teile (Abschnitte) der Kontur des Werkstückteils erstreckt, so dass das Werkstückteil nur teilweise ausgeschnitten wird und das Werkstückteil mit dem Restgitter weiterhin verbunden ist. Beispielsweise ist das Werkstückteil nach der trennenden Bearbeitung des Werkstücks weiterhin durch einen oder mehrere Stege (z.B. Microjoints) mit dem Restgitter verbunden. Diese Ste ge können nach der Herstellung des Schnittspalts und nach der erfindungsgemäßen Nachbearbeitung des Werkstücks im Bereich des Schnittspalts manuell oder automati siert durchtrennt werden, so dass das Werkstückteil anschließend vom Restgitter ent fernt werden kann.

In Einklang hiermit, soll der Begriff "Ausschneiden" im Sinne vorliegender Erfindung sowohl das vollständige Ausschneiden als auch das teilweise Ausschneiden eines Werkstückteils aus dem Werkstück umfassen. Falls das Werkstückteil vollständig aus geschnitten werden soll, erstreckt sich die Schnittlinie und damit auch der Schnittspalt entlang der kompletten Kontur des Werkstückteils. Falls das Werkstückteil nicht voll ständig, d.h. nur teilweise, ausgeschnitten werden soll, erstreckt sich die Schnittlinie und damit der Schnittspalt nur entlang eines oder mehrerer Teile (Abschnitte) der Kon tur des Werkstückteils. Der Schnittspalt wird, gegebenenfalls in mehreren Schritten, stets enlang der kompletten Schnittlinie erzeugt, so dass sich der Schnittspalt nach der mindestestens einen Trennprozedur entlang der kompletten Schnittlinie erstreckt.

Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff "Werkstück" ein platten- oder rohrförmiges, typischer Weise metallisches Bauteil, aus dem mindestens ein Werk stückteil, in aller Regel eine Vielzahl Werkstückteile, hergestellt werden sollen. Das plattenförmige Werkstück ist typischer Weise eben bzw. flach. Für das rohrförmige Werkstück, welches gebogen ist, kann an jeder Stelle der Oberfläche eine Tangential ebene gedanklich konstruiert werden. Das mindestens eine Werkstückteil wird zumin dest teilweise, insbesondere vollständig, aus dem Werkstück ausgeschnitten. Ist aus dem Werkstück bereits mindestens ein Werkstückteil zumindest teilweise, insbeson dere vollständig, ausgeschnitten, so wird der verbleibende Teil des Werkstücks (ohne teilweise oder vollständig ausgeschnittenes Werkstückteil) als Restgitter bezeichnet. Das Werkstück kann demnach ein oder mehrere teilweise ausgeschnittene (d.h. noch mit dem Restgitter verbundene) Werkstückteile aufweisen, setzt sich also aus dem Restgitter und, falls vorhanden, einem oder mehreren teilweise ausgeschnittenen Werkstückteilen zusammen.

In dem erfindungsgemäßen Prozess erfolgt eine Nachbearbeitung des Werkstücks im Bereich der werkstückteilseitigen Schnittkante nur für solche Werkstückteile, die nicht vollständig ausgeschnitten sind, also mit dem verbliebenen Werkstück (d.h. Restgitter) weiterhin verbunden sind. Das Restgitter enthält stets mindestens ein Abfallteil oder ist selbst ein Abfallteil. Ein vollständig ausgeschnittenes und vom Restgitter entferntes Werkstückteil wird nicht einer Nachbearbeitung im Rahmen des erfindungsgemäßen Prozess unterzogen. Ein noch mit dem Restgitter verbundenes Werkstückteil, das ei ner Nachbearbeitung unterzogen wird, ist typischer Weise ein Gutteil. Ein vollständig vom Restgitter ausgeschnittenes Werkstückteil, das keiner Nachbearbeitung im Rah men des erfindungsgemäßen Prozesses unterzogen wird, ist typischer Weise ein Ab fallteil. Das vollständige ausgeschnittene Abfallteil kann beispielsweise eine Durchbre chung in einem Gutteil erzeugen. Wesentlich hierbei ist, dass die mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur, d.h. alle durchgeführten Nachbearbeitungsprozeduren, wenn mehrere Nachbearbeitungsprozeduren durchgeführt werden, stets an einem Werkstückteil durchgeführt wird bzw. werden, das nicht vollständig ausgeschnitten und somit mit dem Restgitter verbunden ist. Die Energiedichte des Bearbeitungsstrahls gibt die Energie des Bearbeitungsstrahls in Bezug auf die vom Bearbeitungsstrahl bestrahlte Fläche an, beispielsweise bemessen in J/mm ² . Relevant für die Erzeugung des Schnittspalts und die Nachbearbeitung des Werkstücks entlang des Schnittspalts ist die Energiedichte in Bezug auf das Zeitinter vall, in dem die bestrahlte Fläche des Werkstücks bestrahlt wird, beispielsweise be messen in J/(mm ² x sec), im Weiteren als "Leistungsdichte" bezeichnet. Wenn es in wesentlicher Weise auf die vom Werkstück absorbierte Leistungsdichte ankommt, kann unter der Leistungsdichte auch die vom Werkstück absorbierte Leistungsdichte ver standen werden.

Bei der mindestens einen Trennprozedur wird der Schneidkopf über dem Werkstück verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl, der hier ein Schneidstrahl ist, entlang einer Schnittlinie von einer ersten Schneidposition zu einer zweiten Schneidposition geführt wird. Die Schnittlinie ist eine vorgegebene bzw. vorgebbare (gedachte) Bahn, entlang welcher der Bearbeitungsstrahl geführt wird. Bei der trennenden Bearbeitung des Werkstücks hat der Bearbeitungsstrahl eine erste Leistungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück (vollständig) durchtrennt wird. Der Bearbeitungsstrahl wirkt mit einem auf die Schnittfuge gerichteten Arbeitsgasstrahl zusammen. Hierbei wird ein von der ersten Schneidposition zur zweiten Schneidposition sich erstreckender (konturbil dender) Schnittspalt im Werkstück erzeugt, welcher das Werkstück durchbricht. Der erfindungsgemäße Prozess kann ein oder mehrere Trennprozeduren zur Erzeugung eines Schnittspalts für ein selbes Werkstückteil umfassen. Wie bereits erwähnt, wird ein nicht-konturbildender Schnittspalt erfindungsgemäß nicht betrachtet.

Falls der erfindungsgemäße Prozess nur eine einzige Trennprozedur zur Erzeugung eines Schnittspalts für ein selbes Werkstückteil aufweist, können die erste Schneidpo- siton und die zweite Schneidposition so gewählt sein, dass sich der (gedachte) Schnittspalt nur entlang eines Teils der Kontur des Werkstückteils erstreckt. Das teil weise ausgeschnittene Werkstückteil bleibt dann nach der trennenden Bearbeitung des Werkstücks zur Erzeugung des Schnittspalts weiterhin mit dem Restgitter verbunden. Alternativ können die erste Schneidposition und die zweite Schneidposition so gewählt sein, dass sich die (gedachte) Schnittlinie und der Schnittspalt entlang der kompletten Kontur des Werkstückteils erstreckt, so dass das Werkstückteil vollständig ausge schnitten wird und unmittelbar nach Freischneiden durch den Bearbeitungsstrahl vom Restgitter entfernt werden kann. Falls der erfindungsgemäße Prozess eine Mehrzahl von Trennprozeduren zur Erzeu gung eines Schnittspalts für ein selbes Werkstückteil aufweist, wird bei jeder Trenn prozedur ein Teil des Schnittspalts entlang der Schnittlinie erzeugt, wobei sich die je weils erzeugten Teile des Schnittspalts zum Schnittspalt ergänzen. Typischer Weise wird der Schnittspalt durch eine nachfolgende Trennprozedur entlang der Schnittlinie kontinuierlich fortgesetzt. Die Verfahrbewegung des Strahlkopfs ist somit nicht kontinu ierlich, sondern wird mindestens einmal unterbrochen. Um den Schnittspalt entlang der Schnittlinie kontinuierlich fortzusetzen, entspricht die erste Schneidposition einer Trennprozedur typischer Weise der zweiten Schneidposition einer unmittelbar vorher gehenden Trennprozedur. Bei jeder Trennprozedur wird ein Teil des Schnittspalts er zeugt, der sich von der ersten Schneidposition bis zur zweiten Schneidposition dieser Trennprozedur erstreckt.

Die mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur dient zum Nachbearbeiten des Werkstücks entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts, wobei der Begriff "Teil" hier bezogen ist auf die Erstreckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie. Das Werkstück kann durch die Nachbearbeitungsprozedur entlang des kompletten Schnittspalts nachbearbeitet werden. Alternativ kann das Werkstück durch die Nach bearbeitungsprozedur entlang nur eines Teils (Abschnitts) des Schnittspalts (bezogen auf die Erstreckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie) nachbearbeitet werden. Das einer Nachbearbeitung unterzogene Werkstück kann ein oder mehrere nur teil weise ausgeschnittene Werkstückteile aufweisen. Denkbar ist aber auch, dass das Werkstück kein teilweise ausgeschnittenes Werkstückteil aufweist, sondern mindestens ein Werkstückteil vom Werkstück vollständig ausgeschnitten und entfernt wurde, so dass das Werkstück ein Restgitter mit verbliebenen restgitterseitigen Schnittkanten ist. Das Restgitter kann auch nur im Bereich einer restgitterseitigen Schnittkante eines Schnittspalts bearbeitet werden. Wie bereits erwähnt, werden vollständig ausgeschnit tene und vom Restgitter entfernte Werkstückteile in dem erfindungsgemäßen Prozess nicht nachbearbeitet.

Die mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur umfasst ein Verfahren des Strahl kopfs über dem Werkstück, wobei der Bearbeitungsstrahl, welcher hier kein Schneid strahl sondern aufgrund seiner Leistungsdichte ein Nachbearbeitungsstrahl ist, entlang einer Nachbearbeitungslinie von einer ersten Nachbearbeitungsposition zu einer zwei- ten Nachbearbeitungsposition geführt wird. Bei der Nachbearbeitung hat der Bearbei tungsstrahl eine von der ersten Leistungsdichte verschiedene zweite Leistungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück nicht durchtrennt wird, also kein Schnittspalt im Werkstück erzeugt wird. Vielmehr ist die zweite Leistungsdichte so bemessen, dass das Werkstück nicht-trennend und nicht-fügend bearbeitet wird.

Die Nachbearbeitungslinie ist eine vorgegebene bzw. vorgebbare (gedachte) Bahn, entlang welcher der Bearbeitungsstrahl zur Erzeugung eines nachbearbeiteten Be reichs (Nachbearbeitungszone) des Werkstücks entlang des Schnittspalts geführt werden soll. Die Nachbearbeitungslinie ist stets dem Schnittspalt zugeordnet, wobei sich die Nachbearbeitungslinie ausschließlich entlang des Schnittspalts erstreckt. Bei spielsweise sind die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie identisch. Alternativ sind die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie nicht identisch. Beispielsweise ist die Nachbearbeitungslinie zur Schnittlinie seitlich versetzt, wobei die Nach bearbeitungslinie vorzugsweise einen gleichbleibenden senkrechten (kürzesten) Ab stand zur Schnittlinie hat, d.h. die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie sind äqui distante Linien). Die Nachbearbeitungszone wird stets entlang der kompletten Nach bearbeitungslinie erzeugt. Die Nachbearbeitungslinie bzw. Nachbearbeitungszone kann sich auch nur über einen Teil des Schnittspalts erstrecken, wobei sich der Begriff "Teil" hier auf die Erstreckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie bezieht.

Der erfindungsgemäße Prozess umfasst mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur, in der die Nachbearbeitungslinie einen solchen Verlauf hat, dass das Werkstück in ei nem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich durch den Bearbeitungsstrahl bestrahlt wird. Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Ausdruck "Schnittkante" die beiden einander gegenüberliegenden Flä chen von Restgitter und Werkstückteil, die gemeinsam den Schnittspalt bilden. Typi scher Weise sind die Schnittkanten senkrecht zur Ebene eines plattenförmigen (ebe nen) Werkstücks bzw. senkrecht zu einer Tangentialebene im Bereich des Schnittspalts eines rohrförmigen Werkstücks.

Eine Nachbearbeitung des Werkstücks (Restgitter und/oder damit verbundenes Werk stückteil) erfolgt entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts, bezogen auf die Er streckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie. Der Ausdruck "Bereich" bezieht sich hier auf einen Abschnitt des Werkstücks, der sich wenigstens entlang eines Teils des Schnittspalts erstreckt und zumindest eine Schnittkante des Schnittspalts enthält. Neben der Schnittkante kann der Bereich somit auch einen sich quer zur Schnittkante erstreckenden Abschnitt des Werkstücks (d.h. Restgitter oder Werkstückteil) aufweisen. Möglich ist auch, dass ausschließlich die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts nachbearbeitet wird, ohne weitere Ab schnitte des Werkstückteils und/oder Restgitters, die nicht Teil einer Schnittkante sind und sich quer zur Schnittkante erstrecken. Der Begriff "Nachbearbeitungszone" um fasst eine die werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder einen die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Be reich, wobei der jeweilige Bereich auch nur aus der zugehörigen Schnittkante bestehen kann.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses werden entlang des kompletten Schnittspalts ein oder mehrere Nachbearbeitungsprozeduren durchgeführt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses werden entlang eines oder mehrerer Teile des Schnittspalts ein oder mehrere Nachbearbei tungsprozeduren durchgeführt. Falls das Werkstück mindestens ein nur teilweise aus geschnittenes Werkstückteil aufweist, erfolgt eine Nachbearbeitung des Werkstücks durch Bestrahlen mit dem Bearbeitungsstrahl in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werkstückteils und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Restgitters. Falls aus dem Werkstück bereits mindestens ein Werkstückteil vollständig ausgeschnitten und vom Restgitter entfernt wurde, erfolgt eine Nachbearbeitung des Werkstücks nur in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthal tenden Bereich des Werkstücks.

Der erfindungsgemäße Prozess ermöglicht in vorteilhafter Weise das Erzeugen eines Schnittspalts und die Nachbearbeitung des Werkstücks (Restgitter und/oder Werk stückteil) entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts mittels des Bearbeitungs strahls. Auf eine zeitaufwändige und kostenintensive Nachbearbeitung des vom Rest gitter entfernten Werkstückteils kann verzichtet werden, so dass Zeit und Kosten bei der Fertigung von Werkstückteilen eingespart werden können. Dies ist ein großer Vor teil des erfindungsgemäßen Prozesses, zumal auch bestehende Strahlbearbeitungs vorrichtungen, insbesondere Laserschneidvorrichtungen, in einfacher Weise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Prozesses nachgerüstet werden können.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses umfasst es nur eine einzige Trennprozedur und mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur zur vollstän digen Strahlbearbeitung eines selben Werkstücks. Der bei der Trennprozedur erzeugte Schnittspalt erstreckt sich vollständig oder nur teilweise entlang der Kontur des Werk stückteils. Falls das Werkstückteil durch die Trennprozedur nur teilweise ausgeschnit ten wird, erfolgt durch die mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur eine Nachbe arbeitung des Werkstücks in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werkstückteils und/oder in einem eine restgit terseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Restgitters. Es können auch mehrere Nachbearbeitungsprozeduren durchgeführt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses umfasst es eine Mehrzahl Trennprozeduren und mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur zur vollständigen Strahlbearbeitung eines selben Werkstückteils. Der durch die mehreren Trennprozeduren erzeugte Schnittspalt erstreckt sich vollständig oder nur teilweise entlang der Kontur des Werkstückteils. Falls das Werkstückteil durch die Trennproze duren nur teilweise ausgeschnitten wird, erfolgt durch die mindestens eine Nachbear beitungsprozedur eine Nachbearbeitung des Werkstücks in einem eine werkstückteil seitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werkstückteils und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Restgitters. Es können auch eine Mehrzahl von Nachbearbeitungsproze duren für einen selben oder verschiedene Teile des Schnittspalts durchgeführt werden. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest zwei unmittelbar aufeinander folgende Trennprozeduren (Paar von unmittelbar aufeinanderfolgenden Trennproze duren) durch eine oder mehrere Nachbearbeitungsprozeduren unterbrochen. Vor zugsweise sind alle unmittelbar aufeinanderfolgenden Trennprozeduren jeweils durch eine oder mehrere Nachbearbeitungsprozeduren unterbrochen, beispielsweise, jedoch nicht zwingend, mit Ausnahme des letzten Paars, da eine Nachbearbeitung in einem die werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werk stückteils nur dann möglich ist, wenn das Werkstückteil noch mit dem Restgitter ver bunden ist. Jedoch ist eine Nachbehandlung in einem die restgitterseitige Schnittkante enthaltenden Bereich auch bei den letzten beiden Trennprozeduren zur Erzeugung des Schnittspalts des Werkstückteils möglich. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird entlang mindestens eines selben Teils des Schnittspalts, insbesondere entlang des kompletten Schnittspalts, eine Mehrzahl von Nachbearbeitungsprozeduren durchgeführt. Hierbei können verschiedene Nach bearbeitungsprozeduren für denselben Teil des Schnittspalts gleiche Nachbearbei tungslinien und/oder gleiche Leistungsdichten oder aber verschiedene Nachbearbei tungslinien und/oder verschiedene Leistungsdichten des Bearbeitungsstrahls aufwei sen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen zumindest zwei Nachbearbeitungsprozeduren, die für einen selben Teil eines Schnittspalts durchgeführt werden, verschiedene Nachbearbeitungslinien und/oder verschiedene Leistungsdichten des Bearbeitungsstrahls auf.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses zur Strahlbearbeitung ei nes platten- oder rohrförmigen Werkstücks, bei welchem mindestens zwei Nachbear beitungsprozeduren zum Nachbearbeiten des Werkstücks entlang mindestens eines selben Teils des Schnittspalts durchgeführt werden, wird bei mindestens einer ersten Nachbearbeitungsprozedur das Werkstück in einem eine werkstückteilseitige Schnitt kante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich vom Bearbeitungsstrahl bestrahlt. Zudem wird bei mindestens einer zweiten Nachbearbeitungsprozedur das Werkstück in einem die werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts nicht enthaltenden Be reich und/oder in einem die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts nicht ent haltenden Bereich vom Bearbeitungsstrahl bestrahlt. Hierbei kann die mindestens eine erste Nachbearbeitungsprozedur zeitlich vor der mindestens einen zweiten Nachbear beitungsprozedur durchgeführt werden, was bevorzugt sein kann, oder die mindestens eine zweite Nachbearbeitungsprozedur wird zeitlich vor der mindestens einen ersten Nachbearbeitungsprozedur durchgeführt. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist ins besondere bei der Erzeugung einer Fase am Schnittspalt vorteilhaft. Insbesondere kann die Fase ausgehend von der bearbeitenden Schnittkante erzeugt werden. Bei der mindestens einen zweiten Nachbearbeitungsprozedur muss die Schnittkante nicht mehr mitbestrahlt werden, sondern der Bearbeitungsstrahl können in Richtung weg von der Schnittkante weiter in das Werkstückteil bzw. Restgitter hinein versetzt werden.

Wird der Schnittspalt in mehreren Stufen erzeugt, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine Nachbearbeitungsprozedur das Werkstück nur entlang jenes Teil des Schnittspalts nachbearbeitet, der durch die unmittelbar vorangegangene Trenn prozedur erzeugt wurde. Dies kann der komplette Teil des Schnittspalts sein, der bei der unmittelbar vorangegangenen Trennprozedur erzeugt wurde, oder nur ein Abschnitt hiervon, wobei sich der Begriff "Abschnitt" hier auf die Erstreckung des Schnittspalts entlang der Schnittlinie bezieht. Denkbar ist jedoch auch, dass durch eine Nachbear beitungsprozedur das Werkstück nur entlang jenes Teils des Schnittspalts nachbear beitet wird, der durch eine nicht unmittelbar vorangegangene Trennprozedur erzeugt wurde. Dies kann der komplette Teil des Schnittspalts sein, der bei der nicht unmittel bar vorangegangenen Trennprozedur erzeugt wurde, oder nur ein Abschnitt hiervon, wobei sich der Begriff "Abschnitt" hier auf die Erstreckung des Schnittspalts bezieht. Möglich ist auch, dass durch eine Nachbearbeitungsprozedur das Werkstück entlang mehrerer Teile des Schnittspalts nachbearbeitet wird, die durch mehrere vorangegan gene Trennprozeduren erzeugt wurden. Die können jeweils die kompletten Teil des Schnittspalts sein, die bei den vorangegangenen Trennprozeduren erzeugt wurden, oder jeweils nur ein Abschnitt hiervon, wobei sich der Begriff "Abschnitt" hier auf die Erstreckung des Schnittspalts bezieht.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses, bei welcher eine Mehr zahl Trennprozeduren zur Erzeugung des Schnittspalts für ein selbes Werkstückteil vorgesehen sind, wird bei jeder Trennprozedur ein Teil des Schnittspalts erzeugt. Be vorzugt wird bei der letzten Trennprozedur ein Teil des Schnittspalts erzeugt, der ent lang der Schnittlinie eine Abmessung (Länge) aufweist, die kleiner ist als jede einzelne der entlang der Schnittlinie sich bemessende Abmessungen (Längen) der bei einer oder mehreren vorhergehenden Trennprozeduren erzeugten Teile des Schnittspalts. Beispielsweise nehmen die Längen der bei aufeinanderfolgenden Trennprozeduren erzeugten Teile des Schnittspalts, von einem Freischneidpunkt des Werkstückteils aus betrachtet, entgegen der Erzeugungsrichtung des Schnittspalts nicht ab, beispielswei se kontinuierlich. Da eine Nachbearbeitung des Werkstücks in einem die werkstück teilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werkstückteils nur dann möglich ist, wenn das Werkstückteil noch mit dem Restgitter verbunden ist, kann durch diese Maßnahme in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden, dass das Werkstück entlang eines möglichst großen Teils des Schnittspalts nachbearbeitet wer den kann. Der nicht nachbearbeitete Teil des Schnittspalts ist somit klein im Vergleich zur gesamten Länge des Schnittspalts. Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses wird nach einer Trenn prozedur der Strahlkopf von der zweiten Schneidposition der Trennprozedur weg ver fahren, wobei der Bearbeitungsstrahl für diese Verfahrbewegung auch ausgeschaltet werden kann. Der Strahlkopf kann hierbei auch über das Werkstück, insbesondere innerhalb der Kontur des auszuschneidenden Werkstückteils, verfahren werden. Der Strahlkopf wird hierdurch in eine Position bewegt, bei der der Bearbeitungsstrahl auf die erste Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie trifft. Die erste Nachbe arbeitungsposition ist demnach verschieden von der zweiten Schneidposition der vo rangegangenen Trennprozedur. Beispielsweise ist die erste Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie identisch zur ersten Schneidposition der vorangegangenen Trennprozedur, wobei es gleichermaßen möglich ist, dass die erste Nachbearbei tungsposition von der ersten Schneidposition verschieden ist. Möglich ist auch, dass die erste Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie zwischen der ersten Schneidposition und der zweiten Schneidposition der vorangegangenen Trennprozedur liegt, zumindest in senkrechter Sicht auf die Schnittlinie bzw. den Schnittspalt. Bei spielsweise ist die zweite Nachbearbeitungsposition identisch zur zweiten Schneidposi tion der vorangegangenen Trennprozedur, wobei es gleichermaßen möglich ist, dass die zweite Nachbearbeitungsposition von der zweiten Schneidposition verschieden ist. Möglich ist auch, dass die zweite Nachbearbeitungsposition zwischen der ersten Schneidposition und der zweiten Schneidposition der vorangegangenen Trennprozedur liegt, zumindest in senkrechter Sicht auf die Schnittlinie bzw. den Schnittspalt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Durchführung der mindestens einen Nachbearbeitungsprozedur der Strahlkopf von der zweiten Schneidposition der vorangegangenen Trennprozedur nicht weg verfahren, so dass die erste Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungslinie identisch zur zweiten Schneidposition der Schnittlinie der vorangegangenen Trennprozedur ist.

Die Richtung zur Nachbearbeitung des Werkstücks entlang des Schnittspalts kann der Richtung der Erzeugung des Schnittspalts entsprechen oder auch hierzu entgegenge setzt sein.

Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls ist bei der mindestens einen Trennprozedur vorzugsweise stets senkrecht zum platten- oder rohrförmigen Werkstück bzw. senk recht zur Werkstückoberfläche gerichtet, wobei es aber auch denkbar ist, dass die Strahlachse von der Senkrechten abweicht. Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls ist bei der mindestens einen Nachbearbeitungsprozedur vorzugsweise stets senkrecht zum platten- oder rohrförmigen Werkstück bzw. senkrecht zur Werkstückoberfläche gerichtet, wobei es aber auch denkbar ist, dass die Strahlachse von der Senkrechten abweicht.

Unter "Ausrichtung" des Bearbeitungsstrahls ist der Winkel zwischen dem Mittenstrahl des auf das Werkstück treffenden Strahlkegels (d.h. Strahlachse) des Bearbeitungs strahls und der ebenen Werkstückoberfläche des Werkstücks zu verstehen. Bei einem rohrförmigen Werkstück wird eine tangentiale Ebene zur Werkstückoberfläche im Auf treffpunkt der Strahlachse betrachtet. Bei einer senkrechten Ausrichtung des Bearbei tungsstrahls beträgt der Winkel zwischen der Strahlachse und der Werkstückoberflä che 90°.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Nachbe handeln während der mindestens einen Nachbehandlungsprozedur stets unverändert und gleich zu einer stets unveränderten Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Erzeugen des Schnittspalts bei der mindestens einen Trennprozedur. Vorzugsweise ist der Bearbeitungsstrahl bei der mindestens einen Trennprozedur und der mindestens einen Nachbearbeitungsprozedur stets senkrecht zur Werkstückoberfläche gerichtet. Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahls bleibt so mit bei der Erzeugung des Schnittspalts und der Nachbehandlung unverändert. Durch diese Maßnahme kann die Nachbehandlung des Werkstücks in steuerungstechnischer Hinsicht erheblich vereinfacht werden. Zudem können Kosten für die technische Um setzung einer entsprechenden Verschwenkbarkeit des Strahlkopfs und/oder Bearbei tungsstrahls relativ zum Werkstück eingespart werden.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls beim Bestrahlen des Werkstücks zum Nachbe handeln während der mindestens einen Nachbehandlungsprozedur zumindest zeitwei lig verschieden von der Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls bei der mindestens einen Trennprozedur. Insbesondere kann die Strahlachse bei der Nachbehandlung zumin dest zeitweilig einen von 90° verschiedenen Winkel zur Werkstückoberfläche einneh men. Die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls kann durch eine Verschwenkbarkeit des Strahlkopfs (mechanisch) und/oder eine Veschwenkbarkeit des Bearbeitungsstrahls (optisch) erreicht werden.

Bei der mindestens einen Trennprozedur wird der Bearbeitungsstrahl bzw. dessen Strahlachse entlang der Schnittlinie geführt. Die Schnittlinie gibt somit den Weg des Bearbeitungsstrahls auf der Werkstückoberfläche beim Erzeugen des Schnittspalts für ein auszuschneidendes Werkstückteil an. Bei der mindestens einen Nachbearbei tungsprozedur wird der Bearbeitungsstrahls bzw. dessen Strahlachse entlang der Nachbearbeitungslinie geführt. Die Nachbearbeitungslinie gibt somit den Weg des Be arbeitungsstrahls auf der Werkstückoberfläche beim Nachbearbeiten des Werkstücks entlang des Schnittspalts an. Bei einem senkrechten Auftreffen des Bearbeitungs strahls auf die Werkstückoberfläche wird der Strahlkopf bei der Trennprozedur entlang einer Verfahrkurve bewegt, die einer Projektion der Schnittlinie in senkrechter Sicht durch das platten- oder rohrförmige (ebene) Werkstück entspricht. Möglich ist auch, dass der Strahlkopf entlang einer zu diesen Verfahrkurve parallelen Verfahrkurve be wegt wird. In entsprechender Weise wird der Strahlkopf bei der Nachbearbeitungspro zedur entlang einer Verfahrkurve bewegt, die einer Projektion der Nachbearbeitungsli nie in senkrechter Sicht durch das platten- oder rohrförmige (ebene) Werkstück ent spricht. Möglich ist auch, dass der Strahlkopf entlang einer zu diesen Verfahrkurve pa rallelen Verfahrkurve bewegt wird.

Die Nachbearbeitungslinie der mindestens einen Nachbearbeitungsprozedur ist der Schnittlinie bzw. dem Schnittspalt zugeordnet und kann grundsätzlich beliebig ausge bildet sein, solange gewährleistet ist, dass das Werkstück durch Bestrahlen mit dem Bearbeitungsstrahl in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Werkstückteils und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich des Restgitters nachbearbeitet werden kann. Gemäß einer Ausgestaltung der mindestens einen Nachbearbeitungs prozedur ist die Nachbearbeitungslinie identisch zur Schnittlinie bzw. Schnittspalt. In diesem Fall hat die Nachbearbeitungslinie einen gleichen Verlauf wie die Schnittlinie. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der mindestens einen Nachbearbeitungsprozedur ist die Nachbearbeitungslinie nicht identisch zur Schnittlinie bzw. Schnittspalt. Bei spielswiese ist die Nachbearbeitungslinie relativ zur Schnittlinie seitlich versetzt, wobei die Nachbearbeitungslinie insbesondere äquidistant zur Schnittlinie verlaufen kann. Gemäß einer Ausgestaltung haben die Nachbearbeitungslinie und die Schnittlinie eine selbe Form und einen parallelen Verlauf.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Nachbearbeitungsprozeduren entlang eines selben Teil des Schnittspalts, insbesondere entlang des kompletten Schnittspalts, durchgeführt, wobei die Nachbearbeitungslinie bei einer nachfolgenden Nachbearbeitungsprozedur weiter weg von der Schnittlinie versetzt ist als bei einer vorhergehenden Nachbearbeitungsprozedur. Insbesondere können die Nachbearbei tungslinien einen gleichen Verlauf wie die Schnittlinie haben. Beispielsweise können die Nachbearbeitungslinien jeweils äquidistant zur Schnittlinie sein. Diese Ausgestal tung der Erfindung kann bei der mehrstufigen Erzeugung einer Fase bevorzugt sein.

Eine Steuerung des Bearbeitungsstrahls kann durch Verfahren des Strahlkopfes und/oder durch Verändern der Ausrichtung des Strahlkopfes relativ zur Werkstückober fläche (Verschwenken des Strahlkopfes) und/oder durch Verändern der Strahlrichtung relativ zum Strahlkopf (optisches Verschwenken des Bearbeitungsstrahls relativ zu dem in seiner Ausrichtung unveränderten Strahlkopf) erfolgen. Vorzugsweise erfolgt eine Steuerung des Bearbeitungsstrahls nur durch entsprechendes Verfahren des Strahlkopfes, wobei die Ausrichtung des Strahlkopfes zur Werkstückoberfläche und die Ausrichtung des Bearbeitungsstrahls relativ zum Strahlkopf bei der Strahlbearbeitung des Werkstücks (trennende Bearbeitung und Nachbearbeitung) entsprechend dem erfindungsgemäßen Prozess unverändert bleibt, was eine aufwändige und kostenin tensive technische Ausstattung einer Bearbeitungsvorrichtung vermeidet.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Prozesses beträgt der Abstand der Nachbearbeitungslinie von der Schnittlinie (Nachbearbeitungslinie ist vorzugsweise äquidistant zur Schnittlinie versetzt) maximal die halbe Spaltbreite des Schnittspalts zuzüglich einem Radius eines Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls an der Werk stückoberfläche. Möglich ist jedoch auch, dass der Abstand der Nachbearbeitungslinie von der Schnittlinie größer ist, beispielsweise bei der mehrstufigen Fierstellung einer Fase, bei der die Nachbearbeitungslinie bei einer nachfolgenden Nachbearbeitungs prozedur weg vom Schnittspalt angeordnet ist als die Nachbearbeitungslinie einer vor hergehenden Nachbearbeitungsprozedur.

Beispielsweise ist die Verfahrkurve des Strahlkopfes während der mindestens einen Nachbehandlungsprozedur seitlich versetzt (insbesondere äquidistant) zur Verfahrkur- ve des Strahlkopfes während der mindestens einen Trennprozedur. Die Verfahrkurve des Strahlkopfes während der mindestens einen Nachbehandlungsprozedur und die Verfahrkurve des Strahlkopfes während der mindestens einen Trennprozedur können einen parallelen Verlauf haben.

Bei der mindestens einen Nachbehandlungsprozedur hat der Bearbeitungsstrahl eine von der ersten Leistungsdichte verschiedene zweite Leistungsdichte, welche so be messen ist, dass eine nicht-fügende und nicht-trennende (jedoch gegebenenfalls um schmelzende) Nachbehandlung des Werkstücks bewirkt wird. Es wird bei der Nach behandlung also weder eine Verbindung zwischen dem teilweise ausgeschnittenen Werkstückteil und dem Restgitter über den Schnittspalt hinweg erzeugt, noch wird das Werkstück durchtrennt. Hierbei wird der Einfluss des Arbeitsgases berücksichtigt, wo bei erfindungsgemäß unter Leistungsdichte des Bearbeitungsstrahls auch die vom Werkstück absorbierte Leistungsdichte verstanden werden kann. Eine Änderung der Leistungsdichte bzw. absorbierten Leistungsdichte kann durch verschiedene Maß nahmen erreicht werden, insbesondere durch Ändern der Energie des Bearbeitungs strahls, Ändern des Strahlfokus, Ändern des Abstands des Strahlkopfes von der Werk stückoberfläche, Ändern der Art und/oder von Parametern des Arbeitsgases und der gleichen. Dem Fachmann sind Maßnahmen zum Ändern der Leistungsdichte wohlbe kannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.

Beispielsweise beträgt die zweite Leistungsdichte weniger als 50%, weniger als 40%, weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10% oder weniger als 1 % der ersten Leistungsdichte.

In dem erfindungsgemäßen Prozess zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrför migen Werkstücks können die Nachbearbeitungen des Werkstücks entlang des Schnittspalts in verschiedenster Weise erfolgen, wobei abhängig von der Art der Nachbearbeitung die Nachbearbeitungslinie und die zweite Leistungsdichte des Bear beitungsstrahls in geeigneter Weise zu wählen sind. Verschiedene Nachbearbeitungen können auch in gleichen Bereichen des Werkstücks entlang des Schnittspalts bzw. entlang eines selben Teils des Schnittspalts oder entlang des kompletten Schnittspalts vorgenommen werden. Der erfindungsgemäße Prozess kann für eine Vielzahl von Nachbearbeitungen vorteilhaft eingesetzt werden, von denen im Weiteren sieben An wendungsfälle beispielhaft angegeben sind. Bei einem ersten Anwendungsfall wird eine Oxidschicht von der werkstückteilseitigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts entfernt. Dies erspart in vorteilhafter Weise die Entfernung der Oxidschicht an dem vollständig ausgeschnittenen Werkstückteil. Der bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken.

Bei einem zweiten Anwendungsfall wird Grat (z.B. Mikrograt) von der werkstückteilsei- tigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts ent fernt. Der Grat befindet sich häufig angrenzend an die Werkstückoberfläche (dem Be arbeitungsstrahl zugewandt) und/oder angrenzend an die Werkstückunterseite (vom Bearbeitungsstrahl abgewandt). Der bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken.

Bei einem dritten Anwendungsfall wird die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts verrundet (durch Umschmelzen). Hierbei kann die Nachbearbeitungslinie relativ zur Schnittlinie in Richtung der zu bear beitenden Schnittkante seitlich versetzt sein, vorzugsweise maximal um die halbe Schnittspaltbreite plus Radius des Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls an der Werk- stückoberfläche.

Bei einem vierten Anwendungsfall werden die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts in ihrer Form verändert (durch Umschmelzen), beispielsweise geglättet oder aufgeraut, beispielsweise um ei nen Fügeprozess zu verbessern.

Bei einem fünften Anwendungsfall wird an der werkstückteilseitigen Schnittkante und/oder der restgitterseitigen Schnittkante des Schnittspalts eine Fase erzeugt. Dies kann auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestal tung die Nachbearbeitungslinie bei jeder nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg von der zugehörigen Schnittkante angeordnet wird.

Bei einem sechsten Anwendungsfall werden die werkstückteilseitige Schnittkante und/oder ein Bereich des teilweise ausgeschnittenen Werkstückteils, welcher die werk stückteilseitige Schnittkante enthält, und/oder die restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts und/oder ein Bereich des Restgitter, welcher die restgitterseitige Schnitt kante enthält, bei der Nachbehandlung mit einer Beschichtung versehen (z.B. Zinkbe schichtung). Dies kann in einfacher Weise durch Zugabe einer die Beschichtung er zeugenden Substanz (z.B. Zink) zu einem zweiten Arbeitsgasstrahl erfolgen. Der zweite Arbeitsgasstrahl ist von dem koaxial zum Bearbeitungsstrahl geführten (ersten) Arbeitsgasstrahl verschieden. Der vom zweiten Arbeitsgasstrahl bestrahlte Bereich kann sich gegebenenfalls auf die Schnittkante(n) beschränken. Die Beschichtung kann auch in mehreren Schritten erfolgen, wobei gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Nachbearbeitungslinie bei jeder nachfolgenden Nachbearbeitung weiter weg von der zugehörigen Schnittkante angeordnet wird. Durch diese Maßnahme können in be sonders vorteilhafter Weise auch beschichtete Werkstücke durch einen Schneidstrahl thermisch trennend bearbeitet werden. Eine etwaige Nachbeschichtung des vollständig ausgeschnittenen Werkstückteils ist nicht erforderlich.

Der erfindungsgemäße Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Anwendungsfälle beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche weitere Anwendungsfälle denkbar, in denen der erfindungsgemäße Prozess vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Bei der Nachbearbeitung des Werkstücks können die oben beschriebenen Anwen dungsfälle sowie weitere Anwendungsfälle einzeln oder in beliebigen Kombinationen entlang eines selben oder verschiedener Teile des Schnittspalts, insbesondere entlang des kompletten Schnittspalts, realisiert werden.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die mindestens eine Nachbearbeitungprozedur zum Nachbearbeiten des Werkstücks nicht zum Laserhärten, Laserglühen, insbeson dere Laserweichglühen, eingesetzt.

In dem erfindungsgemäßen Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks wird der Bearbeitungsstrahl vom Strahlkopf geführt und tritt an einer endständigen Strahldüse, die mit einer Strahldüsenöffnung versehen ist, aus. Typischer Weise, jedoch nicht zwingend, verjüngt sich die Strahldüse kegelförmig zum Werkstück bzw. zur Werk stückauflage hin. Die Strahldüsenöffnung ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, rund ausgebildet. Der Bearbeitungsstrahl ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, in Form eines auf das Werkstück treffenden Strahlkegels ausgebildet. Typischer Weise dient der Strahlkopf auch zum Führen eines (ersten) Arbeitsgasstrahls, der typischer Weise, jedoch nicht zwingend, aus derselben Strahldüse wie der Bearbeitungsstrahl abgegeben wird und vorzugsweise koaxial zum Bearbeitungsstrahl geführt ist. Der aus der Strahldüse des Strahlkopfs austretende (erste) Arbeitsgasstrahl ist typischer Weise, jedoch nicht zwingend, in Form eines auf das Werkstück treffenden Gaskegels ausge bildet. Wie oben erwähnt, kann der Strahlkopf auch zum Führen eines vom ersten Ar beitsgasstrahls verschiedenen zweiten Arbeitsgasstrahls dienen, der zum Transport von Beschichtungsmaterial dient und nicht aus dem gleichen Loch des Strahlkopfs wie der Bearbeitungsstrahl austritt.

Der Strahlkopf kann relativ zum Werkstück bewegt werden. Das typischer Weise einer ebenen Werkstückauflage aufliegende Werkstück weist eine dem Strahlkopf gegen überliegende, beispielsweise ebene, Werkstückoberfläche auf, auf die der Bearbei- tungs- und Arbeitsgasstrahl zur trennenden Bearbeitung sowie zur Nachbearbeitung des Werkstücks gerichtet werden können.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Strahlbearbeitungsvorrichtung mit einem von einem Strahlkopf geführten Bearbeitungsstrahl zur Strahlbearbeitung eines platten- oder rohrförmigen Werkstücks, welche eine elektronische Steuereinrich tung zur Steuerung/Regelung der Strahlbearbeitung des Werkstücks aufweist, welche zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Prozesses (pro grammtechnisch) eingerichtet ist.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf einen Programmcode für eine zur Da tenverarbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Strahlbearbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuer einrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Pro zesses veranlassen.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt (Speichermedium) mit einem gespeicherten Programmcode für eine zur Datenver arbeitung geeignete elektronische Steuereinrichtung für eine solche Strahlbe arbeitungsvorrichtung, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuereinrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Prozesses veranlassen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Ausgestaltungen der Erfindung in Alleinstellung oder in beliebiger Kombination einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Be zug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen: Fiq. 1 -15 einen beispielhaften Prozess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks;

Fio. 16-21 verschiedene Anwendungsfälle zur Nachbearbeitung eines Werkstücks;

Fig. 22 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Strahlbearbeitungs vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Prozesses zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks;

Fig. 23 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Prozesses.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Sei zunächst Figur 22 betrachtet, worin eine an sich bekannte Strahlbearbeitungsvor richtung zum Strahlschneiden von plattenartigen Werkstücken veranschaulicht ist. Die insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete Strahlbearbeitungsvorrichtung umfasst eine Strahlschneideinrichtung 2 mit einem Strahlkopf 3, sowie einen Arbeitstisch 4 mit einer Werkstückauflage 5 für ein Werkstück 9 (nicht gezeigt in Figur 21 , siehe Figuren 1 bis 15), beispielsweise eine ebene Blechtafel. Die Werkstückauflage 5 wird von ei nem Querträger 6 überspannt, der entlang einer ersten Achsrichtung (x-Richtung) ver fahrbar geführt ist. Am Querträger 6 ist ein Führungsschlitten 7 für den Strahlkopf 3 montiert, der am Querträger 6 entlang einer zur ersten Achsrichtung senkrechten zweiten Achsrichtung (y-Richtung) verfahrbar geführt ist. Der Strahlkopf 3 kann somit in einer durch die bei den Achsrichtungen (x-, y-Richtung) aufgespannten Ebene parallel und relativ zur bei spielsweise horizontalen Werkstückauflage 5 verfahren werden. Der Strahlkopf 3 ist weiterhin in einer zur ersten und zweiten Achsrichtung senkrechten, dritten Achsrich- tung (z-Richtung) höhenverfahrbar ausgebildet, wodurch der Abstand senkrecht zur Werkstückauflage 5 verändert werden kann. Bei einer horizontalen Werkstückauflage 5 entspricht die z-Richtung der Schwerkraftrichtung. Der Strahlkopf 3 weist auf seiner der Werkstückauflage 5 zugewandten Seite eine sich zur Werkstückauflage 5 hin kegel förmig verjüngende Strahldüse 13 auf. Der Strahlkopf 3 dient zum Führen eines Bear beitungsstrahls, hier beispielsweise ein Laserstrahl, sowie eines Arbeitsgasstrahls. Der Bearbeitungsstrahl wird von einer Bearbeitungsstrahlquelle 8 erzeugt und beispiels weise durch ein Strahlführungsrohr und mehrere Umlenkspiegel oder ein Lichtleitkabel zum Strahlkopf 3 geführt. Über eine Fokussierlinse oder adaptive Optik kann der Be arbeitungsstrahl in gebündelter Form auf das Werkstück gerichtet werden. Aufgrund der Verfahrbarkeit des Strahlkopfs 3 entlang der ersten Achsrichtung (x-Richtung) und zweiten Achsrichtung (y-Richtung) kann mit dem Bearbeitungsstrahl jeder beliebige Punkt am Werkstück angefahren werden. Durch die Höhenverfahrbarkeit des Strahl kopfs 3 in z-Richtung kann über eine Änderung des Abstands zur Werkstückoberfläche der Arbeitsabstand der Strahldüse 13 zum Werkstück eingestellt werden. Der Abstand des Strahlkopfes 3 von der Werkstückoberfläche, insbesondere die Schneidhöhe, kann vor, während und nach dem Schneidprozess eingestellt werden. Eine trennende Bear beitung des Werkstücks kann insbesondere mit einer variablen Schneidhöhe innerhalb eines Schneidhöhenbereichs durchgeführt werden. Die Fokuslage des Bearbeitungs strahls kann über optische Elemente im Strahlkopf 3, beispielsweise eine adaptive Op tik, eingestellt werden.

Ein erster Arbeitsgasstrahl (nicht näher dargestellt) dient dazu, die Schmelze aus der Schnittfuge zu treiben. Der Arbeitsgasstrahl wird von einer nicht näher dargestellten Gasstrahlerzeugungseinrichtung erzeugt. Als inertes Arbeitsgas wird beispielsweise Helium (He), Argon (Ar) oder Stickstoff (N ₂ ) eingesetzt. Als reaktives Arbeitsgas wird üblicherweise Sauerstoff (0 ₂ ) verwendet. Bekannt ist auch die Verwendung von Gas gemischen. Der Arbeitsgasstrahl tritt aus derselben Strahldüse 13 aus wie der Bear beitungsstrahl 16 und wird koaxial zum Bearbeitungsstrahl 16 an die Bearbeitungsstel le geführt und trifft dort mit einem von der Gasstrahlerzeugungseinrichtung vorgege benen (initialen) Gasdruck auf der Werkstückoberfläche des Werkstücks auf.

Wie in Figur 22 gezeigt, besteht die Werkstückauflage 5 beispielsweise aus einer Viel zahl von Auflageelementen mit beispielsweise dreieckig ausgebildeten Tragpunktspit zen, welche gemeinsam eine Auflageebene für das zu bearbeitende Werkstück 9 defi- nieren. Die Auflageelemente sind hier beispielsweise als längliche Auflagestege aus- geführt, die sich jeweils entlang der y-Richtung erstrecken und mit einem beispiels weise konstanten Zwischenabstand in paralleler Anordnung entlang der x-Richtung nebeneinander liegend angeordnet sind. Nicht näher dargestellt ist eine Absaugein richtung, durch welche während des Strahlschneidens entstehender Schneidrauch, Schlackepartikel und kleine Abfallteile abgesaugt werden können.

Eine programmgesteuerte Steuereinrichtung 12 dient zur Steuerung/Regelung des erfindungsgemäßen Prozesses zur Strahlbearbeitung des Werkstücks 9 in der Strahl bearbeitungsvorrichtung 1 .

Es wird nun Bezug auf die Figuren 1 bis 15 genommen, worin ein beispielhafter Pro zess zur Strahlbearbeitung eines Werkstücks durch die Strahlvorrichtung 1 von Figur 21 veranschaulicht ist.

Sei zunächst Figur 1 betrachtet, in der eine Schnittlinie 14 gezeigt ist (gestrichelte Li nie), welche der kompletten Kontur eines Werkstückteils 11 entspricht. Die Kontur ent spricht der äußeren Form bzw. Gestalt des auszuschneidenden Werkstückteils 11 . Das Werkstückteil 11 soll aus dem nicht näher dargestellten platten- oder rohrförmigen Werkstück 9 vollständig ausgeschnitten werden, wobei das Restgitter 10 verbleibt. Das Werkstückteil 11 hat hier beispielsweise eine Rechteckform mit gerundeten Ecken, wobei es sich versteht, dass das Werkstückteil 11 jede beliebige Form haben kann.

In Figur 2 ist der aus dem Strahlkopf 3 austretende Bearbeitungsstrahl 16, beispiels weise Laserstrahl, schematisch veranschaulicht. Der Strahlkopf 3 ist in eine Position über der Schnittlinie 14 verfahren worden, in der der Bearbeitungsstrahl 16 mit seiner Strahlachse auf eine erste Schneidposition A der Schnittlinie 14 trifft. Wie in Figur 2 veranschaulicht, wird der Strahlkopf 3 entlang der Schnittlinie 14 verfahren, wobei der Bearbeitungsstrahl 16 von der ersten Schneidposition A zu einer zweiten Schneidposi tion B bewegt wird. Hierdurch wird ein das Werkstück 9 durchbrechender Schnittspalt 15 (durchgezogene Linie) zwischen der ersten Schneidposition A und der zweiten Schneidposition B erzeugt. Es versteht sich, dass der Bearbeitungsstrahl 16 auch ent fernt von der Schnittlinie 14 in das Werkstück 9 einstechen kann, wobei erfindungsge mäß nur eine entlang der Kontur des Werkstückteils 11 verlaufende Schnittlinie 14 und dementsprechend ein die Kontur des Werkstückteils 11 bildender Schnittspalt 15 be- trachtet wird.

In Figur 3 ist eine Situation veranschaulicht, in der der Schnittspalt 15 zwischen der ersten Schneidposition A und der zweiten Schneidposition B erzeugt wurde. Die tren nende Bearbeitung des Werkstücks 9 wird nun unterbrochen und die erste Trennpro zedur ist beendet. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der ersten Schneidposition A der Schnittlinie 14 verfahren. Wie in Figur 3 durch einen Pfeil veranschaulicht, kann die Verfahrbewegung des Strahlkopfes 3 innerhalb der Schnittlinie 14, d.h. über dem auszuschneidenden Werk stückteil 11 , in direkter Linie zwischen der zweiten Schneidposition B und der ersten Schneidposition A der Schnittlinie 14 erfolgen. Die erste Schneidposition A entspricht der ersten Nachbearbeitungsposition einer Nachbearbeitungslinie 18 (siehe Figur 4).

Wie in Figur 4 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 nun wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 (gestrichelte Linie) verfah ren, wobei der Bearbeitungsstrahl 16 ausgehend von der der ersten Schneidposition A entsprechenden ersten Nachbearbeitungsposition zu einer der zweiten Schneidposition B entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition verfahren wird. Hierbei wird eine Nachbearbeitungszone 22 erzeugt (schematisch veranschaulicht durch die durchge zogene Linie).

In Figur 5 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten Schnittspalts 15 der ersten Trennprozedur nachbearbeitet wurde. Der nachbearbeitete Bereich bzw. Nachbearbeitungszone 22 ist mit einer durchgezogenen Linie schema tisch veranschaulicht.

In Figur 4 und den weiteren Figuren 5 bis 15 ist die Nachbearbeitungslinie 18 bzw. die Nachbearbeitungszone 22 aus Darstellungsgründen parallel versetzt und äquidistant zur Schnittlinie 14 gezeigt. Dies entspricht auch einer bevorzugten Positionierung der Nachbearbeitungslinie 18 für bestimmte Anwendungsfälle. Für die hier beispielhaft be schriebene Nachbearbeitung sollte die Nachbearbeitungslinie 18 identisch zur Schnitt linie 14 sein, was einer gleichermaßen bevorzugten Positionierung der Nachbearbei tungslinie 18 für bestimmte Anwendungsfälle entspricht, jedoch zeichnerisch nicht gut darstellbar ist. Wenn der Bearbeitungsstrahl 16 die der zweiten Schneidposition B ent sprechende zweite Nachbearbeitungsposition erreicht hat, ist die erste Nachbearbei- tungsprozedur beendet.

Wie weiterhin in Figur 5 veranschaulicht, wird nach Abschluss der ersten Nachbear beitungsprozedur, ausgehend von der zweiten Schneidposition B, die für die nun fol gende zweite Trennprozedur die erste Schneidposition darstellt, das Werkstück 9 wei ter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur zweiten Schneidposition C der zweiten Trennprozedur verlängert wird.

In Figur 6 ist eine Situation veranschaulicht, in der der Schnittspalt 15 zwischen der ersten Schneidposition B und der zweiten Schneidposition C der zweiten Trennproze dur erzeugt wurde. Die zweite Trennprozedur ist hier beendet und die trennende Be arbeitung des Werkstücks 9 wird unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abge schaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der ersten Schneidposition B der Schnittlinie 14 verfahren, wie durch einen Pfeil veranschaulicht ist. Die erste Schneidposition B der zweiten Trennprozedur entspricht der ersten Nachbearbei tungsposition der Nachbearbeitungslinie 18 für die zweite Nachbearbeitungsprozedur (siehe Figur 7).

Wie in Figur 7 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Bearbei tungsstrahl 16 von der der ersten Schneidposition B der zweiten Trennprozedur ent sprechenden ersten Nachbearbeitungsposition zu einer der zweiten Schneidposition C entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition verfahren wird.

In Figur 8 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten Schnittspalts 15 zwischen der der ersten Schneidposition B der zweiten Trennprozedur entsprechenden ersten Nachbearbeitungsposition und der der zweiten Schneidposition C der zweiten Trennprozedur entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition nachbearbeitet wurde. Die zweite Nachbearbeitungsprozedur ist damit beendet.

Wie in Figur 8 veranschaulicht, wird nach Abschluss der zweiten Nachbearbeitungs prozedur, ausgehend von der zweiten Schneidposition C, die für die nun folgende dritte Trennprozedur die erste Schneidposition darstellt, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur zweiten Schneidposition D der dritten Trennprozedur verlängert wird. In Figur 9 ist eine Situation veranschaulicht, in der der Schnittspalt 15 zwischen der ersten Schneidposition C und der zweiten Schneidposition D der dritten Trennprozedur erzeugt wurde. Die dritte Trennprozedur ist hier beendet und die trennende Bearbei tung des Werkstücks 9 wird unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der ersten Schneidposition C der dritten Trennprozedur der Schnittlinie 14 verfahren. Die erste Schneidposition C der dritten Trennprozedur entspricht der ersten Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungs linie 18 für die dritte Nachbearbeitungsprozedur (siehe Figur 10).

Wie in Figur 10 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Bear beitungsstrahl 16 von der der ersten Schneidposition C der dritten Trennprozedur ent sprechenden ersten Nachbearbeitungsposition zu einer der zweiten Schneidposition D der dritten Trennprozedur entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition verfah ren wird.

In Figur 11 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten Schnittspalts 15 zwischen der der ersten Schneidposition C der dritten Trennprozedur entsprechenden ersten Nachbearbeitungsposition und der der zweiten Schneidposition D der dritten Trennprozedur entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition nach bearbeitet wurde. Die dritte Nachbearbeitungsprozedur ist damit beendet.

Wie in Figur 11 veranschaulicht, wird nach Abschluss der dritten Nachbearbeitungs prozedur, ausgehend von der zweiten Schneidposition D der dritten Trennprozedur, die für die nun folgende vierte Trennprozedur die erste Schneidposition darstellt, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur zweiten Schneidposition E der vierten Trennprozedur verlän gert wird.

In Figur 12 ist eine Situation veranschaulicht, in der der Schnittspalt 15 zwischen der ersten Schneidposition D und der zweiten Schneidposition E der vierten Trennprozedur erzeugt wurde. Die vierte Trennprozedur ist hier beendet und die trennende Bearbei tung des Werkstücks 9 wird unterbrochen. Der Bearbeitungsstrahl 16 wird abgeschaltet und der Strahlkopf 3 wird in eine Position über der ersten Schneidposition D der vierten Trennprozedur der Schnittlinie 14 verfahren. Die erste Schneidposition D der vierten Trennprozedur entspricht der ersten Nachbearbeitungsposition der Nachbearbeitungs linie 18 für die vierte Nachbearbeitungsprozedur (siehe Figur 13).

Wie in Figur 13 veranschaulicht, wird der Bearbeitungsstrahl 16 wieder angeschaltet und der Strahlkopf 3 entlang der Nachbearbeitungslinie 18 verfahren, wobei der Strahlstrahl 16 von der der ersten Schneidposition D der vierten Trennprozedur ent sprechenden ersten Nachbearbeitungsposition zu einer der zweiten Schneidposition E der vierten Trennprozedur entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition verfah ren wird.

In Figur 14 ist eine Situation gezeigt, in der das Werkstück 9 entlang des kompletten Schnittspalts 15 zwischen der der ersten Schneidposition D der vierten Trennprozedur entsprechenden ersten Nachbearbeitungsposition und der der zweiten Schneidposition E der vierten Trennprozedur entsprechenden zweiten Nachbearbeitungsposition nachbearbeitet wurde. Die vierte Nachbearbeitungsprozedur ist damit beendet.

Wie in Figur 15 veranschaulicht, wird nach Abschluss der vierten Nachbearbeitungs prozedur, ausgehend von der zweiten Schneidposition E der vierten Trennprozedur, die für die nun folgende fünfte Trennprozedur die erste Schneidposition darstellt, das Werkstück 9 weiter trennend bearbeitet, wobei der bereits erzeugte Teil des Schnittspalts 15 bis zur zweiten Schneidposition A der fünften Trennprozedur verlän gert wird. Flierdurch wird das Werkstückteil vom Restgitter 10 freigeschnitten und kann entfernt werden. Es erfolgt keine Nachbearbeitung des Werkstücks 9 entlang des Teils des Schnittspalts 15, der bei der fünften Trennprozedur erzeugt wurde, da das Werk stückteil 11 bereits freigeschnitten wurde und am freigeschnittenen Werkstückteil 11 erfindungsgemäß keine Nachbearbeitung erfolgt.

In allen Trennprozeduren hat der Bearbeitungsstrahl 16 eine erste Leistungsdichte, die so bemessen ist, dass das Werkstück 9 durchtrennt wird. In allen Nachbearbeitungs prozeduren hat der Bearbeitungsstrahl 16 eine zweite Leistungsdichte, die so bemes sen ist, dass das Werkstück 9 weder fügend noch trennend bearbeitet wird. Flierdurch wird das Werkstück 9 entlang des Schnittspalts 15 nachbearbeitet, wobei, je nach An wendungsfall, das Werkstück 9 in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts 15 enthaltenden Bereich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnitt- kante des Schnittspalts 15 enthaltenden Bereich durch den Bearbeitungsstrahl 16 be strahlt wird.

Die Strahlachse des Bearbeitungsstrahl 16 ist beispielsweise achsparallel zur koni schen Strahldüse 13 und trifft senkrecht auf das Werkstück 9. In allen Trennprozeduren und allen Nachbearbeitungsprozeduren wird der Bearbeitungsstrahl 16 mit einer un veränderten Ausrichtung seiner Strahlachse relativ zur Werkstückoberfläche 17 (z.B. 90°) auf die Werkstückoberfläche 17 gerichtet.

Die Nachbearbeitungsprozeduren können in vielfältiger Weise variiert werden. Bei spielsweise könnte die Nachbearbeitungslinie 18 seitlich versetzt (äquidistant) zur Schnittlinie 14 angeordnet sein. Beispielsweise könnten die erste Nachbearbeitungs position und die zweite Nachbearbeitungsposition so positioniert sein, dass das Werk stück 9 nur entlang eines Teils des Schnittspalts 15 nachbearbeitet wird. Beispielswei se könnte die Richtung der Nachbearbeitung entgegengesetzt zur Richtung der Er zeugung des Schnittspalts 15 sein. Des Weiteren wäre es möglich, dass mehrere Nachbearbeitungsprozeduren für einen selben Teil des Schnittspalts 15 durchgeführt werden.

Wie insbesondere aus Figur 14 ersichtlich, wird bei der letzten Trennprozedur ein Teil des Schnittspalts 15 erzeugt, dessen Länge kleiner ist als die jeweiligen Längen der bei allen vorhergehenden Trennprozeduren erzeugten Teile des Schnittspalts 15. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass ein möglichst geringer Teil des Schnittspalts 15 keiner Nachbearbeitung unterzogen wird. Möglich wäre auch, dass die Längen der bei den Trennprozeduren erzeugten Teile des Schnittspalts 15, ausgehend vom Freischneidpunkt des Werkstückteils 11 , beispielsweise kontinuierlich zunehmen.

Es wird nun Bezug auf die Figuren 16 bis 21 genommen, in denen verschiedene An wendungsfälle zur Nachbearbeitung des Werkstücks 9 in dem Verfahren gemäß der Figuren 1 bis 15 veranschaulicht sind.

In Figur 16 werden bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 Oxid schichten von der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 und der restgitterseitigen Schnittkante 19' des Schnittspalts 15 entfernt. Die Oxidschichten können gut durch Abplatzen entfernt werden. Der Bearbeitungsstrahl 16 dringt in den Schnittspalt 15 ein und ist so fokussiert, dass beide Schnittkanten 19, 19' bestrahlt werden. Die Nachbe arbeitungslinie 18 kann identisch zur Schnittlinie 14 oder hiervon verschieden sein.

Bei der Konfiguration von Figur 16 kann nachfolgend zur Entfernung der Oxidschichten oder alternativ zur Entfernung der Oxidschichten eine Beschichtung (z.B. Zinkbe schichtung) auf die werkstückteilseitige Schnittkante 19 und die restgitterseitige Schnittkante 19' des Schnittspalts 15 aufgebracht werden. Dies ist in Figur 21 gezeigt, worin ein koaxial zum Bearbeitungsstrahl 16 geführter zweiter Arbeitsgasstrahl 23 anhand des darin transportierten Beschichtungsmaterials 24 (z.B. Zink) veranschau licht ist. Das Beschichtungsmaterial 24 wird dem zweiten Arbeitsgasstrahl 23 zugefügt, welches beide Schnittkanten 19, 19' vorzugsweise vollständig bestrahlt, was zur Folge hat, dass sich das Beschichtungsmaterial 24 dort abscheidet und eine Beschichtung bildet (z.B. Zinkbeschichtung).

In Figur 17 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 die werk stückteilseitige Schnittkante 19 des Werkstückteils 11 angrenzend an die Werkstück oberfläche 17 durch Umschmelzen verrundet. Die Nachbearbeitungslinie 18 ist vor zugsweise relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt angeordnet, wobei bevorzugt ist, wenn ein maximaler Abstand zwischen Nachbearbeitungslinie 18 und Schnittlinie 14 die halbe Schnittspaltbreite des Schnittspalts 15 zuzüglich dem Ra dius des Strahlkegels des Bearbeitungsstrahls 16 an der Werkstückoberfläche 17 be trägt.

In Figur 18 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 gleichzeitig die werkstückteilseitige Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückunterseite 20 verrundet und die restgitterseitige Schnittkante 19' angrenzend an die Werkstückober fläche 17 geglättet. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann zur Schnittlinie gleich oder rela tiv zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt sein.

In Figur 19 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 die werk stückteilseitige Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückoberfläche 17 mit einer Fase 21 versehen. Die Nachbearbeitungslinie 18 ist relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidstant) versetzt. Hier erfolgt die Erzeugung der Fase 21 durch mehrere Schritt bzw. Nachbearbeitungsprozeduren, die am selben Teil des Schnittspalts 15 durchgeführt werden. Bei einer ersten Nachbearbeitungsprozedur wird das Werk- stückteil 11 in einem die werkstückteilseitige Schnittkante 19 enthaltenden Bereich be strahlt. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann zur Schnittlinie gleich oder relativ zur Schnittlinie 14 seitlich (z.B. äquidistant) versetzt sein (in Richtung zum Werkstückteil). Dies kann gegebenenfalls ein- oder mehrmals wiederholt werden. Bei einer oder meh reren folgenden Nachbearbeitungsprozeduren wird die Nachbearbeitungslinie 18 noch weiter in Richtung zum Werkstückteil 11 bzw. über das Werkstückteil 11 versetzt, um die Fase 21 weiter weg von der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 auszubilden. Hierbei wird die werkstückteilseitige Schnittkante 19 gegebenenfalls nicht mehr mitbe strahlt. Denkbar wäre auch, zunächst das Werkstückteil 11 so zu bestrahlen, dass ein nicht die werkstückteilseitige Schnittkante 19 enthaltender Bereich bestrahlt wird, ge folgt von einem stetigen Versetzen der Nachbearbeitungslinie 18 in Richtung des Schnittspalts 15, wobei schließlich die werkstückteilseitige Schnittkante 19 mitbestrahlt wird.

In Figur 20 wird bei der Nachbearbeitung durch den Bearbeitungsstrahl 16 gleichzeitig an der werkstückteilseitigen Schnittkante 19 angrenzend an die Werkstückunterseite 20 und an der restgitterseitigen Schnittkante 19' angrenzend an die Werkstückunter seite 20 jeweils Grat entfernt. Die Nachbearbeitungslinie 18 kann identisch zur Schnitt linie 14 oder hiervon verschieden sein. Die Fokuslage des Bearbeitungsstrahl 16 wird so eingestellt, dass die beiden Schnittkanten 19, 19' entsprechend bestrahlt werden.

Die verschiedenen Anwendungsfälle können einzeln oder in beliebigen Kombinationen vorgesehen sein, wobei hierzu zwei oder mehr Nachbearbeitungsprozeduren entlang eines selben Teils des Schnittspalts 15 oder entlang des kompletten Schnittspalts 15 durchgeführt werden.

In Figur 23 ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Prozesses gezeigt.

Das Verfahren umfasst mindestens eine Trennprozedur (Prozedur I) zum Erzeugen eines Schnittspalts entlang einer Schnittlinie, welche sich zumindest teilweise entlang der Kontur eines aus dem Werkstück herzustellenden Werkstückteils erstreckt, wobei die Trennprozedur umfasst: Verfahren eines zur Führung eines Bearbeitungsstrahl dienenden Strahlkopfs über dem Werkstück, wobei der Bearbeitungsstrahl entlang der Schnittlinie von einer ersten Schneidposition zu einer zweiten Schneidposition geführt wird, und wobei der Bearbeitungsstrahl eine erste Leistungsdichte hat, die so bemes- sen ist, dass das Werkstück durchtrennt wird. Anschließend wird mindestens eine Nachbearbeitungsprozedur (Prozedur II) zum Nachbearbeiten des Werkstücks entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts durchgeführt, wobei die Nachbearbeitungs prozedur umfasst: Verfahren des Strahlkopfs über dem Werkstück, wobei der Bearbei tungsstrahl entlang einer Nachbearbeitungslinie von einer ersten Nachbearbeitungspo sition zu einer zweiten Nachbearbeitungsposition geführt wird, wobei der Bearbei tungsstrahl eine zweite Leistungsdichte hat, die so bemessen ist, dass das Werkstück nicht durchtrennt wird, und wobei die Nachbearbeitungslinie einen solchen Verlauf hat, dass das Werkstück entlang mindestens eines Teils des Schnittspalts in einem eine werkstückteilseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich und/oder in einem eine restgitterseitige Schnittkante des Schnittspalts enthaltenden Bereich durch den Bearbeitungsstrahl bestrahlt wird, wobei eine Nachbearbeitungszone erzeugt wird.

Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, stellt die Erfindung einen neuartigen Strahlbearbeitungsprozess für ein platten- oder rohrförmiges Werkstück zur Verfügung, durch den ein Werkstückteil teilweise oder vollständig ausgeschnitten und das nicht freigeschnittene Werkstückteil und/oder das Restgitter entlang dem Schnittspalt einer Nachbehandlung durch den Bearbeitungsstrahl mit einer geringeren Leistungsdichte unterzogen wird. Dies macht eine mechanische Nachbehandlung des ausgeschnitte nen Werkstückteils verzichtbar, so dass die Herstellung von Werkstückteilen einfacher, schneller und kostengünstiger erfolgen kann. Eine Implementierung des erfindungs gemäßen Prozesses in bereits bestehenden Strahlbearbeitungsvorrichtungen ist in einfacher Weise möglich, ohne hierfür aufwändige technische Maßnahmen vorsehen zu müssen. Vielmehr kann durch bloßen Eingriff in die Maschinensteuerung eine ge wünschte Nachbearbeitung eines noch mit dem Restgitter verbundenen Werkstückteils bzw. des Restgitters selbst durch das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden.

Bezugszeichenliste

1 Strahlbearbeitungsvorrichtung

2 Strahlschneideinrichtung

3 Strahlkopf

4 Arbeitstisch

5 Werkstückauflage

6 Querträger

7 Führungsschlitten

8 Bearbeitungsstrahlquelle

9 Werkstück

1 0 Restgitter

1 1 Werkstückteil

1 2 Steuereinrichtung

13 Strahldüse

14 Schnittlinie

15 Schnittspalt

16 Bearbeitungsstrahl

17 Werkstückoberfläche

18 Nachbearbeitungslinie

19, 19' Schnittkante

20 Werkstückunterseite

21 Fase

22 Nachbearbeitungszone

23 zweiter Arbeitsgasstrahl

24 Beschichtungsmaterial