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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks an wechselnden Bearbeitungsorten mit einem Bearbeitungskopf, der einen Bearbeitungsstrahl ausgibt, welcher auf das Werkstück gerichtet ist, wobei der Bearbeitungskopf zumindest entlang einer Positionierrichtung (x-Richtung) relativ zur Werkstückauflagefläche positionierbar ist, wobei die Bearbeitungsmaschine eine Werkstückauflage mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Förderbändern umfasst, die jeweils eine Werkstückauflagefläche aufweisen und aus einer oberen Position in eine untere Position absenkbar sind.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Bearbeitungsverfahren einer solchen Bearbeitungsmaschine.
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Aus der
EP 0 327 895 A2 ist ein Laserschneidgerät mit einer Werkstückauflage bekannt, bei der die Werkstückauflage aus mehreren gitter- oder lamellenförmigen Auflageelementen besteht, auf welchen ein Werkstück auflegbar ist. Zur Vermeidung von Beschädigungen der gitter- oder lamellenförmigen Auflageelemente ist vorgesehen, dass diese einzeln absenkbar sind.
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Die
JP 2005 028395 A beschreibt eine Bearbeitungsmaschine mit einer Werkstückauflage, die mehrere parallel nebeneinander angeordnete Förderbänder umfasst, die in Be- und Entladerichtung ausgerichtet sind. Zur Entnahme eines bearbeiteten Werkstücks wird dasjenige Förderband, auf dem sich das bearbeitete Werkstück befindet, abgesenkt, während andere Förderbänder nicht abgesenkt werden, um währenddessen noch nicht fertig bearbeitete Werkstücke bei der weiteren Bearbeitung zu stützen. Hierdurch kann eine Produktivität der Bearbeitungsmaschine insoweit gesteigert werden, indem der Bearbeitungskopf schon für ein Bearbeiten des Werkstücks genutzt wird, welches von den Förderbändern getragen wird, bevor ein Entladevorgang für das bearbeitete Werkstück abgeschlossen ist.
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Diese bekannte Bearbeitungsmaschine hat den Nachteil, dass das Förderband unter dem Bearbeitungskopf beim Bearbeitungsvorgang (beispielsweise durch Schneidstrahlung) beschädigt werden kann. Außerdem kann das Werkstück durch Rückstrahlung beschädigt werden, die vom Förderband auf eine Unterseite des Werkstücks reflektiert wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsmaschine bereitzustellen, die weder ihre Werkstückauflagefläche noch das Werkstück beim Bearbeiten des Werkstücks beschädigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bearbeitungsmaschine gelöst, bei der sich das jeweilige Förderband während des Bearbeitens des Werkstücks in der unteren Position außerhalb eines unter dem Bearbeitungsort gebildeten Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsstrahls befindet, das sich in der oberen Position im Gefährdungsbereich des Bearbeitungsstrahls befände, wenn es nicht in die untere Position abgesenkt wäre. Durch die Absenkbarkeit desjenigen Förderbands, das sich während des Bearbeitens unterhalb eines Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befindet, kann das Förderband mittels Absenken von dem Bearbeitungsort entfernt werden, so dass es dem Bearbeitungsstrahl nicht mehr oder zumindest weniger stark ausgesetzt ist und somit weniger schnell verschleißt. Das Absenken und/oder Anheben des Förderbands, das sich während des Bearbeitens unterhalb des Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befindet, kann schrittweise oder dynamisch erfolgen. Das Absenken und/oder Anheben dieses Förderbands kann mittels eines Antriebs, insbesondere eines maschinellen Antriebes, erfolgen.
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Die Bearbeitungsmaschine kann eine Förderbandsteuerung zum Absenken von zumindest einem derjenigen Förderbänder umfassen, die sich in einem Gefährdungsbereich unterhalb des Bearbeitungsorts befinden. Damit ist ein automatisierter Betrieb möglich.
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Die Bearbeitungsmaschine kann eine Förderbandsteuerung zum Ansteuern einer Förderbewegung der Förderbänder nur in der unteren Position umfassen. Damit kann vermieden werden, dass sich das Förderband versehentlich in der oberen Position in Bewegung setzt und die Bearbeitung des Werkstücks stört.
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Die Bearbeitungsmaschine kann eine Bearbeitungskopfsteuerung zum Optimieren der Bewegung des Bearbeitungskopfs mit dem Ziel des Minimierens einer Anzahl von Anhebe- und/oder Absenkvorgängen der Förderbänder unter Berücksichtigung einer Schnittkontur für das zu bearbeitende Werkstück umfassen. Hierdurch kann ein Energieverbrauch und/oder Verschleiß der Förderbandlifte verringert und eine Produktivität der Bearbeitungsmaschine erhöht werden.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn jedes der Förderbänder in eine untere Position bzw. Bearbeitungsposition, in eine Auffangposition oder in eine obere Position bzw. Förderposition verfahrbar ist. Die Auffangposition kann mit der Förderposition identisch sein. Hierdurch kann das Förderband jeweils in eine Position verfahren werden, die für die jeweilige Aufgabe Bearbeiten, Auffangen beziehungsweise Förden am Besten geeignet ist. Die Auffangposition kann zwischen der Bearbeitungsposition und der Förderposition liegen.
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Nach dem Absenken kann die Werkstückauflagefläche des mindestens einen abgesenkten Förderbandes auf das Höhenniveau der Werkstückauflagefläche der anderen Förderbänder anhebbar sein, sobald der Bearbeitungsstrahl außerhalb des Gefahrenbereiches des abgesenkten Förderbandes ist. Hierdurch kann ein Fehlen oder ein bevorstehendes Fehlen einer Unterstützung des Werkstücks an einer Stelle – aufgrund eines zuletzt abgesenkten oder bevorstehend abzusenkenden Förderbands – durch Wiederherstellung einer Unterstützung an anderer Stelle durch ein Förderband, das aufgrund einer vorherigen Position des Bearbeitungsorts abgesenkt wurde, zumindest teilweise ausgeglichen werden.
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Die Förderbänder können entlang einer Be- und Entladerichtung bewegbar sein, die quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Positionierrichtung verläuft. Hierdurch ist ein Be- und Entladen des Werkstücks mit möglichst kurzem Verfahrweg der Förderbänder möglich, wenn die Positionierrichtung (x-Richtung) der Richtung der größten Werkstücklänge entspricht. Außerdem können die Förderbänder zum Positionieren des Werkstücks in y-Richtung relativ zum Bearbeitungskopf genutzt werden, wenn eine Positionierbarkeit des Bearbeitungskopfs in y-Richtung nicht oder nicht in ausreichendem Umfang gegeben ist.
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Zumindest eine Teilmenge der Förderbänder kann einen Förderdraht, ein Förderseil oder eine Förderkette, insbesondere eine Mattenkette, umfassen.
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Die Förderbänder können feuerfest sein, insbesondere aus brüniertem oder kupferbeschichtetem Stahl bestehen. Jede der beiden vorgenannten Maßnahmen kann einen Beitrag dazu liefern, eine Werkstückauflage mit zuverlässigen, belastungsfähigen Werkstückauflageflächen bereitzustellen.
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Den Förderbändern kann ein Magnet zugeordnet sein, mittels dessen ein Abkippen von Werkstücken verhinderbar ist, die aus ferromagnetischem Material bestehen. Der Magnet kann zur erhöhten Fixierung des Werkstücks beim Bearbeiten und/oder Beladen und/oder Entladen beitragen.
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Mindestens einem der Förderbänder kann eine Ansaugöffnung und/oder eine Düse für ein Fluid zugeordnet sein, wodurch die Gefahr eines Abkippens von Werkstücken durch Ansaugen oder Anblasen verringert wird. Das Ansaugen oder Anblasen kann zur Fixierung des Werkstücks beim Bearbeiten und/oder Beladen und/oder Entladen beitragen.
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Die Bearbeitungsmaschine kann eine Antriebseinrichtung umfassen, die dazu vorgesehen ist, das oder die Förderbänder in einer unteren Position einzeln oder alle gemeinsam anzutreiben und in einer oberen Position der Förderbänder außer Eingriff zu diesen Förderbändern zu stehen. Hiermit ist es möglich, bearbeitete Werkstücke, Verschnitt und/oder Schlacke hauptzeitparallel zu entladen oder Rohlinge (beispielsweise Tafelabschnitte) hauptzeitparallel zu beladen, ohne dass die Gefahr besteht, dass eines der Förderbänder das Werkstück in der oberen Position, in der die Werkstückbearbeitung stattfindet, verschiebt.
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Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Bearbeitungsverfahren einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind: Zuführen eines Werkstücks auf mehrere nebeneinander angeordnete Förderbänder in Förderrichtung, wobei sich die Förderbänder in einem Förderbetrieb befinden; Anhalten des Förderbetriebs der Förderbänder; Absenken von einem oder mehreren Förderbändern, die sich innerhalb eines Gefährdungsbereichs eines Bearbeitungsorts befinden; Bearbeiten des Werkstücks; Anheben des oder der abgesenkten Förderbänder, die sich nach der Bearbeitung des Werkstücks außerhalb des Gefährdungsbereichs befinden; und Entnehmen des Werkstücks. Durch das Absenken des- oder derjenigen Förderbänder, die sich während des Bearbeitens innerhalb des Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befinden, wird das jeweilige Förderband einer Bearbeitungsstrahlung (z. B. Laserstrahlung) nicht mehr oder zumindest weniger stark ausgesetzt und verschleißt somit weniger schnell.
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Förderbänder, die sich in einer Startphase des Bearbeitens bereits innerhalb des Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befinden, brauchen in der Startphase nicht angehoben zu werden. Durch Vermeidung unnötiger Bewegungen der Förderbandlifte kann ein Energieverbrauch und/oder Verschleiß der Förderbandlifte verringert werden. Trotzdem kann es anwendungsfallspezifische Gründe geben, die verlangen, dass auch solche Förderbänder in der Startphase angehoben werden.
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Während des Schritts des Bearbeitens des Werkstücks kann der Bearbeitungsort wechseln, wobei jeweils diejenigen Förderbänder abgesenkt werden, die sich vor einem bevorstehenden Wechsel des Bearbeitungsorts innerhalb eines Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befinden und diejenigen Förderbänder wieder angehoben werden, die sich nach dem Wechsel des Bearbeitungsorts nicht mehr innerhalb des Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts befinden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Bearbeitungsverfahrens umfasst folgende Schritte: Positionieren eines oder mehrerer Förderbänder einer Werkstückauflage in einer Bearbeitungsposition, insbesondere oberen Position, wobei die Förderbänder in der Bearbeitungsposition stillstehen; Bewegen des Bearbeitungskopfs in x- und/oder y-Richtung; Absenken desjenigen Förderbandes, das vom Bearbeitungskopf überfahren wird, in Abhängigkeit der Bewegung des Bearbeitungskopfs. Das Bearbeitungsverfahren kann nach dem Absenken von Förderbändern, die im Begriff waren, sich innerhalb eines Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts zu befinden, einen Schritt umfassen, in welchem diese Förderbänder in einer Entnahmerichtung oder in einer Beladerichtung in Bewegung gesetzt werden. Hierdurch können Schlacke und/oder fertiggestellte Werkstücke und/oder Verschnitt zu einem Entnahmeort gefördert werden. Ebenso kann eine bessere Verteilung der Energieabsorption beim Auftreffen des Bearbeitungsstrahls erzielt und eine Beschädigung vermieden werden. Das Bearbeitungsverfahren kann vor dem Anheben dieser Förderbänder einen Schritt umfassen, in welchem eine Förderbewegung dieser Förderbänder angehalten wird. Hierdurch können die abgesenkten Förderbänder mit nicht abgesenkten Förderbändern resynchronisiert werden.
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Eine Beschickungsebene kann niedriger sein als eine Bearbeitungsebene, wobei nach dem Schritt des Zuführens und vor einem ersten Bearbeiten Förderbänder angehoben werden, die sich nicht innerhalb eines Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts zu Beginn des Bearbeitens befinden. Hierdurch können Werkstücke bearbeitet werden, die in z-Richtung unterschiedlich dick sind, ohne dass dafür eine Anpassung einer Position des Bearbeitungskopfs in z-Richtung erforderlich ist.
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Eine Beschickungsebene kann niedriger sein als eine Bearbeitungsebene, wobei nach dem Schritt des Zuführens und vor dem ersten Bearbeiten keine Förderbänder angehoben werden, die sich innerhalb eines Gefährdungsbereichs des Bearbeitungsorts zu Beginn des Bearbeitens befinden. Durch Vermeidung unnötiger Bewegungen der Förderbandlifte kann ein Energieverbrauch und/oder Verschleiß der Förderbandlifte verringert werden.
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Das Bearbeitungsverfahren kann nach dem Bearbeiten und vor dem Entnehmen des Werkstücks einen Schritt umfassen, in welchem abgesenkte Förderbänder angehoben werden. Hierdurch kann vor dem Absenken die gesamte mit den Förderbändern in Berührung stehende effektive Auflagefläche des Werkstücks vergrößert und ein Lösen von Teilen von dem Werkstück beim Absenken des Werkstücks vermieden werden.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Laserbearbeitungsmaschine,
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2 eine schematische Seitenansicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkstückauflage und einer Beschickungsvorrichtung für Werkstücke,
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3 eine schematische Draufsicht auf die Werkstückauflage und die Beschickungsvorrichtung gemäß 2,
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4 eine schematische Seitenansicht auf die Werkstückauflage in Beladerichtung in einem ersten Bearbeitungszustand,
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5 eine schematische Seitenansicht auf die Werkstückauflage in Beladerichtung in einem zweiten Bearbeitungszustand und
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6 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahrens.
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Die 1 zeigt den Aufbau einer Laserschneidmaschine als Ausführungsbeispiel einer Laserbearbeitungsmaschine 1. Weitere Ausführungsbeispiele sind z. B. eine Laserschweißmaschine oder eine kombinierte Stanz-/Laserschneidmaschine. Die Laserbearbeitungsmaschine 1 weist einen CO2-Laser oder Festkörperlaser als Schneidstrahlerzeuger 2, einen Laserbearbeitungskopf 3 und eine Werkstückauflage 4 auf, die nur schematisch dargestellt ist. Auf der Werkstückauflage 4 ist ein Werkstück 6 angeordnet. Durch den Laser 2 wird ein Laserstrahl 5 als Schneidstrahl erzeugt. Der Schneidstrahl 5 wird mit Hilfe von (nicht gezeigten) Umlenkspiegeln von dem CO2-Laser oder mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Lichtleitkabels von dem Festkörperlaser zu dem Laserbearbeitungskopf 3 geführt. Der Schneidstrahl 5 wird mittels einer im Laserbearbeitungskopf 3 angeordneten Fokussieroptik auf das Werkstück 6 gerichtet. Die Laserbearbeitungsmaschine 1 wird darüber hinaus mit Schneidgasen 7, beispielsweise Sauerstoff und Stickstoff, versorgt. Es können alternativ oder zusätzlich auch Druckluft oder anwendungsspezifische Gase vorgesehen sein. Die Verwendung der einzelnen Gase ist von dem Material des zu bearbeitenden Werkstücks 6 und von Qualitätsanforderungen an die Schnittkanten abhängig. Weiterhin ist eine Absaugeinrichtung 8 vorhanden, die mit einer Absaugkammer 9, die sich unter der Werkstückauflage 4 befindet, verbunden ist. Die Laserschneidmaschine umfasst eine Bearbeitungskopfsteuerung 15 (siehe 2).
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Beim Schneiden des Werkstücks 6 unter Verwendung von Sauerstoff als Schneidgas wird das Material des Werkstücks 6 geschmolzen und größtenteils oxidiert. Bei der Verwendung von Inertgasen, wie z. B. Stickstoff oder Argon, wird das Material lediglich geschmolzen. Die entstandenen Schmelzpartikel werden dann, ggf. zusammen mit den Eisenoxiden, ausgeblasen und zusammen mit dem Schneidgas über die Absaugkammer 9 durch die Absaugeinrichtung 8 abgesaugt.
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Um ein Werkstücks 6 an mehreren Orten zu bearbeiten, kann ein Bearbeitungskopf 3 (beispielsweise mittels einer Traverse) während des Bearbeitungsvorgangs 150 (siehe Schritt 150 der 6) in ein, zwei oder drei Dimensionen x, y, z an dem zu bearbeitenden Werkstück 6 entlang geführt werden. Es ist aber auch möglich, den Bearbeitungskopf 3 in ein, zwei oder drei Dimensionen ortsfest anzuordnen und stattdessen die Werkstückauflage 4 in ein, zwei oder drei der bis zu drei Dimensionen x, y, z zu bewegen, um das Werkstück 6 an unterschiedlichen Orten des Werkstücks 6 zu bearbeiten. In der folgenden Figurenbeschreibung wird als Ausführungsbeispiel und ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine Bearbeitungsmaschine 1 beschrieben, in der der Bearbeitungskopf 3 während des Bearbeitens 150 in zwei zueinander senkrechten Positionierrichtungen x und y und wahlweise zusätzlich in Z-Richtung positioniert wird, wobei das Werkstück 6 auf der Werkstückauflage 4 ortsunveränderlich angeordnet bleibt.
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Die 2 und 3 zeigen eine Bearbeitungsmaschine 1 für Werkstücke 6 mit einer Werkstückauflage 4 und einer Beschickungsvorrichtung 14 für Werkstücktafeln 60. Im Folgenden wird der Begriff 'Werkstück' auch als Oberbegriff der Begriffe 'Werkstücktafel', 'Tafelabschnitt' und 'geschnittenes Werkstückteil' verstanden. Die Werkstückauflage 4 besteht aus mehreren Förderbändern 10, die parallel zueinander angeordnet sind. Die Förderbänder 10 sind in Formatgröße L' × B' der Werkstücktafeln 60 (beispielsweise Blechtafeln) innerhalb eines Maschinenraums 32 der Bearbeitungsmaschine 1 fest montiert. Die Förderbänder 10 bestehen aus Förderdrähten, Förderseilen oder Förderketten. Jedes Förderband 10 für sich kann mittels eines Förderbandlifts parallel zum Werkstück 6 auf und ab bewegt werden. Der Förderbandlift ist beispielsweise mittels Kolben von Pneumatikzylindern 34 realisiert, auf denen Förderbandumlenkungen 36 des Förderbands 10 gelagert sind. Durch Federkraft wird die Förderbandspannung des jeweiligen Förderbands 10 konstant gehalten. Eine derartige Anordnung der Förderbänder ist vor allem für den Querwechsel des Werkstücks 6 geeignet, um die Förderbandlänge B möglichst kurz zu halten.
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Zum Beschicken (Schritt 110) befindet sich außerhalb der Bearbeitungsmaschine 1 ein Beschickungsband 12 (Förderband) in Formatgröße L' × B' der zu bearbeitenden Werkstücktafeln 60. Zum Bearbeiten 150 des Werkstücks 6 wird das Werkstück 6 im noch unbearbeiteten oder nicht fertig bearbeiteten Zustand auf ein Beschickungsband 12 (Förderband) der Beschickungsvorrichtung 14 angeordnet.
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Durch eine Antriebseinheit 40, welche_beispielsweise eine gemeinsame, durchgehende, angetriebene Antriebswelle aufweist und am Ende der Förderbänder 10 angreift, können die Förderbänder 10 gemeinsam oder einzeln sowohl in Beladerichtung 16 als auch in Entladerichtung 17 gedreht werden. Die Antriebswelle kommt nur in Eingriff, wenn sich die Förderbänder 10 in einer unteren abgesenkten bzw. unteren Position 41 befinden. Der Eingriff erfolgt beispielsweise per Reibschluss oder mit einer Kupplung. So kann bei verhakten Werkstück- oder Verschnittteilen eine Überlast vermieden werden. Die Antriebswelle dient zum Antrieb des Werkstücktransports, des Abtransports von Schlacke sowie als Bandcatcher zum Verteilen von Strahlungsenergie auf das Förderband 10.
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Die Förderbänder 10 schließen unmittelbar an das Beschickungsband 12 an. Die Höhe einer Oberkante 46 des Beschickungsbands 12 entspricht der Höhe einer Oberkante der abgesenkten Förderbänder 10 innerhalb der Bearbeitungsmaschine 1 in der unteren Position 41. Zum Beladen 110 der Bearbeitungsmaschine 1 sind alle Förderbänder 10 auf die untere Position 41 abgesenkt und bilden eine Werkstückauflage 4 mit einer ebenen Werkstückauflagefläche 18. In dieser unteren Position (Beschickungsebene) 41 sind alle Förderbänder 10 in Eingriff mit der Antriebswelle. Die Förderbänder 10 werden beim Drehen der Antriebswelle mitgedreht.
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Nach Freigabe durch den Bediener wird die zu bearbeitende Werkstücktafel 60 mittels des Beschickungsbands 12 auf die Förderbänder 10 befördert. Für die Förderbewegung werden die Förderbänder 10 durch Drehen der Antriebswelle 40 synchron mitbewegt. Durch die synchrone Förderbewegung des Beschickungsbands 12 und der Förderbänder 10 in Beladerichtung 16 wird das Werkstück 6 auf die Auflagefläche 18 der Förderbänder 10 gefördert. Bei Erreichen einer Werkstück-Solllage (Schneidposition) innerhalb der Bearbeitungsmaschine 1 werden alle Förderbänder 10 gestoppt (Schritt 120). Damit das Werkstück 6 beim Be- und/oder Entladen und/oder Bearbeiten unter dem Bearbeitungskopf 3 in der richtigen x- und/oder y-Position angeordnet bleibt, ist es zweckmäßig, die Werkstückposition (beispielsweise mittels einer Werkstückklemmung und/oder eines Elektromagneten) zu sichern. Um das Werkstück 6 oder eine noch unbearbeitete Werkstücktafel 60 zu bearbeiten, werden zunächst alle Förderbänder 10 gleichzeitig und parallel auf eine obere Position (Bearbeitungsebene) 42 angehoben (Schritt 130) und damit die Werkstücktafel 60 auf Bearbeitungshöhe gebracht. In dieser oberen Position 42 sind alle Förderbänder 10 außer Eingriff zur Antriebswelle und bilden eine gemeinsame flächige Werkstückauflage 4.
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Die 4 zeigt eine schematische Seitenansicht auf die Werkstückauflage 4 in Beladerichtung 16 in einem ersten Bearbeitungszustand. Um ein Beschädigen der Werkstückauflage 4 durch das Bearbeiten 150 zu vermeiden, werden vor dem Bearbeiten 150 diejenigen Förderbänder 10 der Werkstückauflage 4 wieder abgesenkt (Schritt 140) oder von vorneherein abgesenkt gehalten (Schritt 130), die sich in einem durch das Bearbeiten 150 gefährdeten Bereich 24 unter dem Bearbeitungskopf 3 befinden, d. h. unter dem Bearbeitungsort 26, an dem der Schneidstrahl 5 das Werkstück 6 schneidet. Damit kommen beziehungsweise bleiben die abgesenkten Förderbänder 10 in Eingriff mit der Antriebswelle 40. Der Gefährdungsbereich 24 ist der Bereich, welcher durch den aus der Unterseite des Werkstücks 6 austretenden Schneidstrahl mit der dadurch gebildeten Schlacke, Abbrand usw. gebildet wird. Dieser ist schematisch in 4 und 5 dargestellt.
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In einer alternativen Ausführung der Bearbeitungsmaschine 1, bei der die Bearbeitungsebene 22 mit der Beschickungsebene 21 übereinstimmt und der Bearbeitungskopf 3 direkt über der Beschickungsebene 21 angeordnet ist, findet vor dem Bearbeiten 150 kein Anheben 130 der Förderbänder 10 der Werkstückauflage 4 statt, sondern nur ein Absenken 140 derjenigen Förderbänder der Werkstückauflage 4, die sich in dem durch das Bearbeiten 150 gefährdeten Bereich 24 unter dem Bearbeitungskopf 3 befinden.
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Der Bearbeitungskopf 3 kann zumindest entlang einer Strecke (beispielsweise in x-Richtung) bewegt werden, die parallel zu einer Werkstoffauflagefläche 18 der Förderbänder 10 verläuft. Oder der Bearbeitungskopf 3 kann innerhalb eines Arbeitsbereiches (in x- und y-Richtung) zu jedem Punkt einer Bearbeitungsebene 22 verfahren werden, die parallel zu der Werkstoffauflagefläche 18 angeordnet ist.
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Da der Bearbeitungskopf 3 während des Bearbeitens 150 relativ zu dem Werkstück 6 und somit auch relativ zu der Werkstückauflage 4 innerhalb der Bearbeitungsebene 22 quer zur Förderrichtung 16, 17 der Förderbänder 10 wandert, wechselt die Ansteuerung die abzusenkenden und anzuhebenden Förderbänder 10, die durch das Bearbeiten 150 beschädigt werden können. Diese Förderbänder 10 werden in vorausschauender Weise abgesenkt.
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Der Höhenunterschied zwischen der oberen 42 und der unteren 41 Position (siehe 2) ist groß genug, um zu gewährleisten, dass das abgesenkte Förderband 10 bei geringer Energie des Schneidstrahls 5 selbst dann keine Beschädigung erfährt, wenn es nicht angetrieben wird.
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Bei hoher Energie des Schneidstrahls 5 wird die Antriebswelle 40 gedreht. Dadurch wird das abgesenkte, in Eingriff stehende Förderband 10 zum Bandcatcher. Dadurch wird ein Beschädigen des Förderbands 10 vermieden. Schlacke, die beim Schneiden entsteht, befördert das umlaufende Förderband 10 in einen Schlackebehälter 44 am Ende des abgesenkten Förderbands 10. Ein Förderband 10 besteht beispielsweise aus einer feuerfesten Mattenkette (wie sie aus dem Transportwesen bekannt ist). Die Mattenkette hat eine Oberfläche, an der Schlacke schlecht anhaftet. Die Auflageflächen der Mattenkette können beispielsweise aus brüniertem Stahl bestehen oder kupferbeschichtet sein.
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Nicht mehr gefährdete Förderbänder 10 werden wieder angehoben, um das Werkstück 6 an anderen Stützstellen als vorher abzustützen. Die Förderbänder 10 bewegen sich während des Bearbeitens 150 unter dem Werkstück 6 auf und ab, wobei sie das Werkstück 6 fortlaufend in einer für das Bearbeiten 150 ausreichenden Weise abstützen und gleichzeitig durch rechtzeitiges, selektives, vorübergehendes Absenken ein Beschädigen ihresgleichen 10 vermeiden.
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Sofern es die Größe der zu schneidenden Teile zulässt, sollte die Bearbeitungskopfsteuerung 15 des Bearbeitungskopfs 3 (um ein unnötiges auf und ab Bewegen von Förderbändern zu vermeiden) mittels einer Optimierung eines Bearbeitungsverlaufs (Schnittverlaufs) solche Bewegungen des Bearbeitungskopfs 3 minimieren, die den Gefährdungsbereich über die Grenzen des Bereichs der aktuell abgesenkten Förderbänder 10 erweitern würden.
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Die Absaugkammer 9 für Schneidstaub, Abbrand und/oder Schneidgase befindet sich unterhalb der Werkstückauflagefläche 18. Durch das Absenken auf die untere Position 41 gibt das Förderband 10 an der Stelle, an der der Schneidstrahl 5 schneidet, einen Querschnitt 50 für den Luftstrom der Absaugung frei. Über diesen Querschnitt 50 wird der Schneidstaub abgesaugt. Infolge des geringen Nachbarabstandes R–R' (siehe 3) der übrigen Förderbänder 10, die sich in der oberen Position 42 befinden, geht der Absaugung nur wenig Strömungsenergie verloren.
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5 zeigt eine gleiche Seitenansicht wie 4, jedoch in einem zweiten Bearbeitungszustand. Die 5 zeigt den Bearbeitungskopf 3, der in x-Richtung fortschreitet und ein Förderband 52, das sich gerade absenkt, weil der Bearbeitungskopf 5 im Begriff ist, den Gefährdungsbereich 24 in einen für das Förderband 52 relevanten Bereich zu verschieben.
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Außerdem zeigt die 5 eine alternative Anordnungsmöglichkeit der Absaugvorrichtung 8, 9. Zwischen den Umlenkrollen eines jeden Förderbands 10 ist mindestens ein Absaugkanalabschnitt 54 (mit Hauptlängsachse in x-Richtung) angeordnet, der zusammen mit den Absaugkanalabschnitten 54 benachbarter Förderbänder einen durchgehenden Absaugkanal bildet, der an seinem Ende letztlich mit einem Absauggebläse 56 verbunden ist. Hierdurch ist in effizienter Weise eine in x- und y-Richtung fokussierte Zuführung von Absaugvakuum an den Bearbeitungsort 26 möglich.
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Die Breite R' der einzelnen Förderbänder 10 ist bevorzugt so gewählt, dass Werkstücke 6 mit üblichen Abmessungen beim Absenken eines einzelnen Förderbands 10 nicht abkippen können. Beispielsweise kann das Raster R der Förderbänder 50 mm betragen. Für eine Werkstücktafellänge L' von 3 m und Anordnung der Förderbänder 10 quer zur langen Seite der Werkstücktafel 60 werden dann 60 Förderbänder 10 benötigt. Die Beabstandung R–R' (siehe 3) benachbarter Förderbänder 10 ist möglichst klein, jedoch groß genug, um ein gegenseitiges Berühren benachbarter Förderbänder 10 zu vermeiden.
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In einer Ausführungsform können die Förderbänder 10 mit einem zuschaltbaren Elektromagnet versehen werden, der zumindest. bei einem Werkstück 6 aus einem ferromagnetischen Werkstoff dazu beiträgt, ein Abkippen des Werkstücks 6 zu verhindern. In einer weiteren Ausführungsform können alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere Ansaugöffnungen und/oder Luftdüsen an den Förderbändern 10 angeordnet sein, mit denen durch Ansaugen oder Anblasen ebenfalls ein Abkippen von Werkstücken 6 verhindert wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass abgesenkte Förderbänder 10 während des Bearbeitens 150 in eine Entladerichtung 17 oder eine Entsorgungsrichtung bewegt werden (Schritt 145), um Verschnitt und/oder Schlacke aus dem Bearbeitungsbereich 30 zu entfernen oder das fertig bearbeitete Werkstück 6 zum Abschluss des Bearbeitungsvorgangs 150 zu fördern. Wenn ein Werkstückteil 6 beabsichtigt oder unbeabsichtigt abkippt oder aus dem Restgitter fällt, wird es durch die Drehbewegung des Förderbands 10 aus der Bearbeitungsmaschine 1 befördert und kann als ”Gutteil” verwendet werden. Diese Förderbänder 10 sind nach dem Bearbeiten 150 anzuhalten (Schritt 155).
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Der Bearbeitungsablauf und das Werkstück 6 werden derart abgestimmt, dass das Werkstück 6 zu keinem Bearbeitungszeitpunkt soweit verkleinert wird, dass die Unterstützung durch zeitgleich nicht abgesenkte Förderbänder 10 für das Bearbeiten nicht mehr ausreicht. Es ist jedoch möglich, das Werkstück 6 zum Abschluss eines Bearbeitungsvorganges 150 planmäßig soweit zu verkleinern oder abzuschneiden, dass es zum Ende des Bearbeitungsvorgangs 150 auf eines der abgesenkten Förderbänder 10 der Werkstückauflage 4 fällt.
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Nachdem das Bearbeiten 150 der Werkstücktafel 60 in der Bearbeitungsmaschine 1 abgeschlossen ist, wird die bearbeitete Werkstücktafel 60 durch gleichzeitiges, paralleles Absenken aller Förderbänder 10 in die untere Position 41 zur Beschickungsebene 21 abgesenkt (Schritt 160). Damit kommen alle Förderbänder 10 in Eingriff mit der Antriebswelle 40. Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass abgesenkte Förderbänder 10 wieder in die Bearbeitungsebene 22 angehoben werden, bevor alle Förderbänder 10 gemeinsam abgesenkt werden.
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Sobald sich die Werkstückauflagefläche 18 der Förderbänder 10 wieder in gleicher Ebene wie die Auflagefläche 23 des Beschickungsbands 12 befindet, werden die Förderbänder 10 und das Beschickungsband 12 synchron in Entladerichtung 17 bewegt, um die bearbeitete Werkstücktafel 60 aus der Bearbeitungsmaschine 1 in Entladerichtung 17 auf das Beschickungsband 12 zu fördern und zu entladen (Schritt 170). Der Bediener kann die Gutteile 6 aus dem Restgitter entnehmen und anschließend das Restgitter entsorgen.
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Wenn die Werkstücktafel 60 (durch entsprechende Programmierung) über die Werkstücktafellänge L' in Tafelabschnitte 62 eingeteilt und abschnittsweise abgearbeitet wird, können fertig bearbeitete Tafelabschnitte 62 (Gutteile und Restgitter) hauptzeitparallel ausgeschleust werden. Das Ausschleusen des fertig bearbeiteten Tafelabschnitts 62 kann erfolgen, während ein verbleibender Tafelabschnitt 62 noch bearbeitet wird.
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Hierzu müssen ein oder zwei (lineare oder näherungsweise lineare) Trennschnitte 64 erfolgen, die sich über die gesamte Werkstücktafelbreite B' erstrecken. Der jeweilige Trennschnitt 64 sollte zwischen zwei Förderbändern 10 verlaufen, damit der zu entnehmende Tafelabschnitt 62 frei wird. Die Breite 66 eines Tafelabschnitts 62 beträgt dann ein Vielfaches des Rasters R der Förderbänder 10. Ist ein Tafelabschnitt 62 fertig bearbeitet und per Trennschnitt 64 vom noch zu bearbeitenden Tafelabschnitt 62 getrennt, so wird durch gleichzeitiges, paralleles Absenken der jeweiligen Förderbänder 10 der fertig bearbeitete Tafelabschnitt 62 in die untere Position 41 abgesenkt. Damit werden die betroffenen Förderbänder 10 unter dem fertig bearbeiteten Tafelabschnitt 62 in Eingriff mit der Antriebswelle 40 gebracht. Der fertig bearbeitete Tafelabschnitt 62 kann für sich alleine aus der Bearbeitungsmaschine 1 auf das Beschickungsband 12 gefördert werden. Der Maschinenbediener kann die Gutteile 6 aus dem Restgitter nehmen, während die verbleibenden Tafelabschnitte 62 der Werkstücktafel 60 noch bearbeitet werden. Die Restgitterabschnitte sind dann kleiner und für den Bediener leichter zu handhaben. Außerdem wird ein Füllvolumen des Schrottcontainers besser genutzt.
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Beidseitig zu den Förderbändern 10 kann sich jeweils ein weiteres Förderband in Werkstückformatgröße anschließen. Dadurch befindet sich auf der einen Seite der Bearbeitungsmaschine 1 eine Werkstückzuführung 12 und auf der gegenüberliegenden Seite eine Werkstückentladevorrichtung für die fertig bearbeiteten Werkstücke 6. Wie oben für die Förderbänder 10 angemerkt wurde, ist die Förderrichtung 16, 17 bevorzugt quer zur langen Seite der Werkstücktafel, um die Länge B der Förderbänder 10 möglichst kurz zu halten. Durch eine Anordnung mit zwei weiteren formatgroßen Förderbändern kann auf der einen Seite der Maschine eine zu bearbeitende Werkstücktafel 60 aufgelegt werden, die von dort aus auf die Werkstückauflage 4 in der Bearbeitungsmaschine 1 befördert wird. Nach abgeschlossener Bearbeitung 150 kann die bearbeitete Werkstücktafel 60 auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine entnommen werden. In einem Maschinenzyklus können sich dann fortlaufend Beladungstakt 110 und Bearbeitungstakt 150 abwechseln, wobei das Entladen 170 hauptzeitparallel zum Bearbeitungstakt erfolgt.
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Wenn das Beladen des Beschickungsbands 12 mit Tafelabschnitten 62 erfolgt, kann auch das Beladen 110 der Bearbeitungsmaschine 1 hauptzeitparallel zu Bearbeitungstakten 150 erfolgen, damit der Bearbeitungskopf 3 ununterbrochen produktiv sein kann. Alternativ kann auch das Beladeband 12 in Bandzeilen aufgeteilt sein und dessen Beladen mit Werkstücktafeln 60 erfolgen, die bereits in Tafelabschnitte 62 aufgeteilt sind.
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Die Voraufteilung in Tafelabschnitte 62 kann mittels einer vorgeschalteten weiteren Bearbeitungsmaschine erfolgen, die mehrere ortsfeste Schneidepositionen aufweist, die im Förderbandraster R in einer x-Richtung angeordnet sind. Die Schneidepositionen der vorgeschalteten Bearbeitungsmaschine können im Zeitmultiplex von einem gemeinsamen Laser mit Lichtenergie versorgt werden.
