WO2011098067A1 - Water-jet cutting machine - Google Patents

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WO2011098067A1
WO2011098067A1 PCT/DE2011/000109 DE2011000109W WO2011098067A1 WO 2011098067 A1 WO2011098067 A1 WO 2011098067A1 DE 2011000109 W DE2011000109 W DE 2011000109W WO 2011098067 A1 WO2011098067 A1 WO 2011098067A1
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WO
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cutting head
boom
carriage
workpiece
cutting
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PCT/DE2011/000109
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Inventor
Tilo Klett
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Tilo Klett
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26FPERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0055Cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023Cartesian coordinate type

Definitions

  • the invention relates to a water jet cutting machine with Thomasschrägen- and Strahlnachlaufkompensation.
  • This electronically controllable precision water jet cutting machine includes a carriage which can be moved in the X direction and has a boom which can be moved in the Y direction and has a cutting head, the cutting head itself being movable in the Z direction.
  • Such Wasserstrahlschneidvoutteren usually have a permanently mounted, rotatably immovable, cutting head.
  • the water jet is deflected when separating the workpiece, depending on its thickness, in the workpiece against the direction of advance.
  • the cutting head In order to further correct the beam tracking error, the cutting head must be introduced obliquely by the amount of the beam tracking angle in the direction of advance.
  • This includes a cutting head guide for tilting the cutting head which is characterized in that the cutting head is clamped in a movable socket, which is supported by a plurality of truncated pyramidal struts.
  • struts are attached by means of bending joints on the base plate and on the, leading the cutting head, socket. By applying control forces to the socket, it is tilted by the struts so that the cutting head can be tilted by small angles of up to 6 °.
  • the cutting head is moved by the manipulator during necessary pivoting movements about the processing point, ie the point at which the cutting beam hits the workpiece.
  • This solution requires a complex control of the processes during the cutting process and an increase in the masses to be moved on the machine arm.
  • the object of the invention is to provide a water jet cutting machine, with the simplest possible, robust and cost-effective compensation of the Thomasschrägenhous and the Strahlnachlaufs can be achieved and in which the moving masses on the boom of the device are minimized.
  • the object is solved by the features listed in claim 1. Preferred developments emerge from the subclaims.
  • the longitudinal, transverse and vertical axes are described by the terms X-, Y- and Z-axis, wherein the X-axis extending any axis along the workpiece carrier, the Y-axis extending any axis transverse to the workpiece carrier and the Z-axis represents any axis running in the vertical direction.
  • Rotation around any X-axis is called A-rotation
  • rotation about any Y-axis is called B-rotation.
  • the rotation may also be referred to as pivoting.
  • a water jet cutting machine has a carriage which can be moved in the X direction and has a boom mounted thereon, which is arranged in the Y direction.
  • a movable in the Y direction displacement device is mounted, which carries the cutting head.
  • the boom is rotatably mounted on the carriage in such a way that the boom can perform a B-pivoting.
  • the spatial coordinates of the fulcrum of the boom are identical in the X and Z directions to those of the machining point on the workpiece.
  • the machining point is the point at which the water jet impinges on the workpiece surface.
  • Beam trailing is the X component of the Korrekturverschwenkung caused by rotation of the entire boom with cutting head to the machining point on the workpiece.
  • the remote to the processing point positioning of the boom rotation mechanism in the carriage also has the consequence that the rotating mechanism is less loaded by the, resulting from the cutting impurities.
  • the boom can also be designed as a bridge being formed ⁇ which carries the cutting head and is movable and rotatably mounted on the respective opposite sides of the to bear ⁇ beitenden workpiece on a respective carriage.
  • the cutting head is rotatably mounted on the traversing device in such a way that it can execute an "A" pivoting.
  • the rotatable mounting is designed so that even with the A-rotation of the pivot point is in the processing ⁇ point.
  • the chamfer error and the beam tracking error arising with each movement of the cutting head can be corrected.
  • Cutting edge in definable and changeable during the cutting process angles to the workpiece surface is held in contours.
  • the movability of the carriage is preferably realized by ei ⁇ NEN linear motor which with respect to the conven tional ⁇ mechanical drive provides advantages.
  • the slide can be positioned more accurately, since in such a drive eliminates the so-called backlash.
  • backlash eliminates the so-called backlash.
  • the B-rotation of the boom, relative to the carriage preferably takes place via a torque motor.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the boom, relative to the carriage, can be moved vertically in the Z direction.
  • the distance between the cutting head and the workpiece during the cutting operation by a V foster in Z-direction can be corrected et ⁇ waige irregularities in the thickness of the workpiece or the tool süückauflage compensate on the workpiece holder or to process workpieces having irregular surfaces.
  • Fig. 1 explained in more detail perspective view.
  • the device is shown in Fig. 1 in a schematic view.
  • the carriage 2 On the machine frame 1, the carriage 2 is arranged.
  • the carriage is mounted in such a way that it can be moved along the X-axis along the workpiece carrier 3 by means of a linear drive.
  • the boom 4 On the carriage 2, the boom 4 is mounted, which extends transversely to the machine frame on the workpiece carrier 3.
  • the boom 4 is mounted by means of torque motor relative to the carriage 2, rotatable about the Y-axis, on this.
  • the axis of rotation of the boom 4 is any axis in the Y direction, which runs parallel to the boom through its pivot point and the machining point on the workpiece.
  • the spatial coordinates in the X direction and in the Z direction of the pivot point of the boom 4 are identical to the spatial coordinates in the X direction and in the Z direction of the machining point on the workpiece.
  • This structure causes that when a B pivoting of the cutting head 5 becomes necessary, the entire boom 4 with the cutting head 5 is rotatable about the Y-axis.
  • the boom 4 is also vertically by means of adjusting vertically, so in the Z direction, movably mounted on the carriage 2. This allows an exact adjustment of the distance from the cutting head and machining point, since both workpieces of different thicknesses are on the workpiece carrier 3, as well as irregularities in the thickness of one and the same workpiece can occur. Since, according to the invention, the adjusting devices are arranged both for the B pivoting and for the movement in the Z direction in the region of the connection between the carriage and the arm, the masses required for this purpose are omitted in the cutting head region of the arm. The required acceleration energy is reduced or it is faster movement state changes possible. In order to ensure the required distance between the cutting head 5 and the workpiece carrier 3 for the entire machining operation, a first orientation run of the cutting head 5 is meaningful before the beginning of the cutting process.
  • the cutting head 5 is performed at least once over the entire ge ⁇ workpiece to be machined and means of distance of the distance between the cutting head 5 and the workpiece measuring device empirically determined at various points and the data stored.
  • this distance between the cutting head 5 and the workpiece can then be correspondingly corrected automatically on the basis of the stored data.
  • the cutting head 5 is mounted by means of traversing device (without reference numeral) movable in the Y direction on the boom 4.
  • the cutting head 5 can by means of adjusting device, which is designed as a circular segment guide whose center is located in the processing point (not shown), perform an A-pivoting.

Abstract

The invention relates to a water-jet cutting machine, which has a carriage (2) that can be moved in the X direction, said carriage having a cantilever (4) that is movably mounted in the Z direction. The cutting head (5) is mounted on the cantilever (4) such that the cutting head can be moved in the Y direction by means of a moving device. The cantilever (4) is rotatably attached to the carriage (2) such that the cantilever can perform a B rotation and that the spatial coordinates of the pivot point of the cantilever (4) in the X direction and in the Z direction are identical to the spatial coordinates of the processing point on the workpiece in the X direction and in the Z direction. The design according to the invention enables the entire cantilever (4), together with the cutting head (5), to rotate about the processing point on the workpiece in the event of a necessary correction of the cutting angle and the stream lag in the X direction. Therefore, an adjusting device for correcting the stream lag in the X direction on the cutting head (5) itself can be omitted.

Description

Wasserstrahlschneidmaschine Water jet cutter
Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahlschneidmaschine mit Schnittschrägen- und Strahlnachlaufkompensation . The invention relates to a water jet cutting machine with Schnittschrägen- and Strahlnachlaufkompensation.
Wasserstrahlschneidmaschinen zur Bearbeitung verschiedener Materialien sind nach dem Stand der Technik bekannt. Waterjet cutting machines for processing various materials are known in the art.
Eine derartige Wasserstrahlschneidmaschine ist beispielsweise in Gebrauchsmusterschrift DE 202 06 427 Ul beschrieben. Such a water jet cutting machine is described for example in utility model DE 202 06 427 Ul.
Diese elektronisch steuerbare Präzisions-Wasserstrahlschneid- maschine beinhaltet einen in X-Richtung verfahrbaren Schlitten mit einem darauf angeordneten, in Y-Richtung verfahrbaren, Ausleger mit einem Schneidkopf, wobei der Schneidkopf selbst in Z-Richtung verfahrbar ist. This electronically controllable precision water jet cutting machine includes a carriage which can be moved in the X direction and has a boom which can be moved in the Y direction and has a cutting head, the cutting head itself being movable in the Z direction.
Derartige Wasserstrahlschneidvorichtungen haben in der Regel einen fix montierten, in sich rotatorisch unbeweglichen, Schneidkopf .  Such Wasserstrahlschneidvorichtungen usually have a permanently mounted, rotatably immovable, cutting head.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Wasserstrahlschneidmaschinen haben den Nachteil, dass bei dem Trennen des Werkstückes durch einen Wasserstrahl ein Schnittschrägenfehler auftritt, wodurch sich die Schnittflanke nicht senkrecht zur Werkstückoberfläche verhält. Der erzeugte Schneidspalt ist auf der Eintrittsseite häufig schmaler als auf der Austrittsseite .  The known from the prior art water jet cutting machines have the disadvantage that in the separation of the workpiece by a water jet, a chamfer error occurs, whereby the cutting edge does not behave perpendicular to the workpiece surface. The generated cutting gap is often narrower on the inlet side than on the outlet side.
Weiterhin tritt ein sogenannter Strahlnachlauf auf. Der Wasserstrahl wird beim Trennen des Werkstückes, abhängig von dessen Dicke, im Werkstück entgegen der Vortriebsrichtung abgelenkt .  Furthermore, a so-called jet lag occurs. The water jet is deflected when separating the workpiece, depending on its thickness, in the workpiece against the direction of advance.
Beide Phänomene nehmen mit steigender Bearbeitungsgeschwindigkeit zu.  Both phenomena increase with increasing processing speed.
Gerade bei Präzisionsteilen sind diese Phänomene unerwünscht und es ist eine Nachbearbeitung notwendig, um rechtwinklig zur Oberfläche stehende Schnittflächen zu erhalten.  Especially with precision parts, these phenomena are undesirable and it is a post-processing necessary to obtain standing perpendicular to the surface cut surfaces.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Um den Schnittschrägenfehler zu verhindern, muss der Schneidkopf um den Betrag des Schnittschrägenwinkels schräg gestellt werden . CONFIRMATION COPY In order to prevent the chamfer error, the cutting head must be inclined by the amount of the chamfer angle.
Um weiterhin den Strahlnachlauffehler zu korrigieren, muss der Schneidkopf um den Betrag des Strahlnachlaufwinkels in Vortriebsrichtung schräg vorgestellt werden.  In order to further correct the beam tracking error, the cutting head must be introduced obliquely by the amount of the beam tracking angle in the direction of advance.
Beide Korrekturen erfolgen idealerweise gleichzeitig und werden auch Schnittschrägen- und Strahlnachlaufkompensation genannt . Both corrections ideally occur simultaneously and are also called chamfer and beam lag compensation.
Speziell in Hinblick auf den Einsatz neuer Pumpengenerationen, welche in der Lage sind einen kontinuierlich hohen Systemdruck zu generieren und somit eine entsprechende Steigerung der Schneidgeschwindigkeit und des Werkstückdurchlaufs erlauben, ist diese Schnittschrägen- und Strahlnachlaufkompensation besonders wichtig.  Especially with regard to the use of new pump generations, which are able to generate a continuously high system pressure and thus allow a corresponding increase in the cutting speed and the workpiece pass, this Schnittschrägen- and Strahlnachlaufkompensation is particularly important.
Eine Möglichkeit die Schnittschrägenkompensation zu bewirken, beschreibt Patentschrift DE 100 17 039 B4. One way to effect the Schnittschrägenkompensation described patent specification DE 100 17 039 B4.
Darin enthalten ist eine Schneidkopfführung zur Schrägstellung des Schneidkopfes welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schneidkopf in einer bewegbaren Fassung eingespannt ist, welche von mehreren, pyramidenstumpfförmig angeordneten Streben getragen wird.  This includes a cutting head guide for tilting the cutting head which is characterized in that the cutting head is clamped in a movable socket, which is supported by a plurality of truncated pyramidal struts.
Diese Streben sind mittels Biegegelenken an der Grundplatte und an der, den Schneidkopf führenden, Fassung befestigt. Durch das Aufbringen von Steuerkräften auf die Fassung wird diese durch die Streben so gekippt, dass der Schneidkopf um kleine Winkel bis 6° schräg gestellt werden kann.  These struts are attached by means of bending joints on the base plate and on the, leading the cutting head, socket. By applying control forces to the socket, it is tilted by the struts so that the cutting head can be tilted by small angles of up to 6 °.
Die Austrittsöffnung der Schneiddüse bleibt dabei auf der Schneidstrahlachse entsprechend der Ruhestellung des Schneidkopfes . Ein System welches gleichzeitig sowohl eine Schnittschrägenais auch eine Strahlnachlaufkompensation vornehmen kann ist in Patentschrift US 6766216 B2 beschrieben. The outlet opening of the cutting nozzle remains on the cutting beam axis corresponding to the rest position of the cutting head. A system which can simultaneously perform both a Schnittschrägenais and a Strahlnachlaufkompensation is described in patent US Pat. No. 6,766,216 B2.
Darin wird ein 5-Achs-Schneidsystem beschrieben, bei dem der Schneidkopf computergesteuert, zusätzlich zu dessen Verfahr- barkeit in X-, Y- und Z-Richtung, drehbar gelagert ist.  It describes a 5-axis cutting system in which the cutting head is computer-controlled, in addition to its traversability in the X, Y and Z directions, rotatably mounted.
Weiterhin sind nach dem Stand der Technik Lösungen bekannt, bei welchen der Schneidkopf über einen Manipulator am in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbaren Maschinenarm befestigt ist. Mittels dieses Manipulators kann der Schneidkopf in jede Richtung gedreht werden und somit der Schnittschrägenfehler und der Strahlnachlauf kompensiert werden. Furthermore, according to the state of the art, solutions are known in which the cutting head is fastened via a manipulator to the machine arm which can be moved in the X, Y and Z directions. By means of this manipulator, the cutting head can be rotated in any direction and thus the Schnittschrägenfehler and the jet lag can be compensated.
Der Schneidkopf wird durch den Manipulator bei notwendigen Schwenkbewegungen um den Bearbeitungspunkt, also den Punkt, an dem der Schneidstrahl das Werkstück trifft, bewegt. Diese Lösung bedingt eine aufwändige Steuerung der Abläufe während des Schneidvorgangs und eine Erhöhung der zu bewegenden Massen am Maschinenarm.  The cutting head is moved by the manipulator during necessary pivoting movements about the processing point, ie the point at which the cutting beam hits the workpiece. This solution requires a complex control of the processes during the cutting process and an increase in the masses to be moved on the machine arm.
Nachteilig bei allen Lösungen nach dem Stand der Technik ist unter anderem, dass die auf diese Vorrichtung entfallenden Massen am Maschinenarm positioniert sind, bei Beschleunigungen zu erhöhten dynamischen Krafteinträgen führen und daher eine aufwändigere Auslegung des Maschinenarms erfordern. A disadvantage of all solutions according to the prior art is, inter alia, that the costs associated with this device masses are positioned on the machine arm, lead to accelerations to increased dynamic force inputs and therefore require a more complex design of the machine arm.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasserstrahlschneidmaschine zu schaffen, mit der eine möglichst unkomplizierte, robuste und kostengünstige Kompensation des Schnittschrägenfehlers und des Strahlnachlaufs erzielt werden kann und bei der die zu bewegenden Massen am Ausleger der Vorrichtung möglichst gering sind. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is to provide a water jet cutting machine, with the simplest possible, robust and cost-effective compensation of the Schnittschrägenfehlers and the Strahlnachlaufs can be achieved and in which the moving masses on the boom of the device are minimized. The object is solved by the features listed in claim 1. Preferred developments emerge from the subclaims.
Im Folgenden werden Längs-, Quer- und Hochachse durch die Begriffe X-, Y- und Z-Achse beschrieben, wobei die X-Achse eine beliebige Achse längs zum Werkstückträger verlaufend, die Y-Achse eine beliebige Achse quer zum Werkstückträger verlaufend und die Z-Achse eine beliebige Achse in vertikaler Richtung verlaufend darstellt. The longitudinal, transverse and vertical axes are described by the terms X-, Y- and Z-axis, wherein the X-axis extending any axis along the workpiece carrier, the Y-axis extending any axis transverse to the workpiece carrier and the Z-axis represents any axis running in the vertical direction.
Die Drehung um eine beliebige X-Achse wird als A-Drehung, die Drehung um eine beliebige Y-Achse als B-Drehung bezeichnet. Die Drehung kann auch als Verschwenkung bezeichnet sein.  Rotation around any X-axis is called A-rotation, rotation about any Y-axis is called B-rotation. The rotation may also be referred to as pivoting.
Eine der Erfindung entsprechende Wasserstrahlschneidmaschine weist einen in X-Richtung verfahrbaren Schlitten mit einem hieran montierten Ausleger auf, welcher in Y-Richtung angeordnet ist. A water jet cutting machine according to the invention has a carriage which can be moved in the X direction and has a boom mounted thereon, which is arranged in the Y direction.
An dem Ausleger ist eine in Y-Richtung verfahrbare Verfahreinrichtung angebracht, welche den Schneidkopf trägt.  On the boom a movable in the Y direction displacement device is mounted, which carries the cutting head.
Der Ausleger ist auf dem Schlitten dabei in der Art drehbar montiert, dass der Ausleger eine B-Verschwenkung ausführen kann . The boom is rotatably mounted on the carriage in such a way that the boom can perform a B-pivoting.
Die räumlichen Koordinaten des Drehpunktes des Auslegers sind in X- und in Z-Richtung identisch mit denen des Bearbeitungspunktes am Werkstück. Der Bearbeitungspunkt ist der Punkt, an dem der Wasserstrahl auf die Werkstückoberfläche auftrifft.  The spatial coordinates of the fulcrum of the boom are identical in the X and Z directions to those of the machining point on the workpiece. The machining point is the point at which the water jet impinges on the workpiece surface.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird erreicht, dass bei einer notwendigen Korrektur von Schnittschräge oder Due to the construction according to the invention is achieved that in a necessary correction of chamfer or
Strahlnachlauf die X-Komponente der Korrekturverschwenkung durch Drehung des gesamten Auslegers mit Schneidkopf um den Bearbeitungspunkt am Werkstück bewirkt wird. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird damit erreicht, dass am Ausleger keine Versteileinrichtung zur Korrektur des Schneidkopfes in X-Richtung vorgesehen werden muss. Beam trailing is the X component of the Korrekturverschwenkung caused by rotation of the entire boom with cutting head to the machining point on the workpiece. As a result of the construction according to the invention, it is achieved that no adjusting device for correcting the cutting head in the X direction has to be provided on the delivery arm.
Es erfolgt bei einer, durch die Korrektur bedingten, Schrägstellung des Schneidkopfes ferner keine Änderung des Abstands zwischen Strahlaustrittsöffnung am Schneidkopf und Bearbeitungspunkt am Werkstück, so dass Nachkorrekturen hierfür in Z-Richtung nicht erforderlich sind. Furthermore, there is no change in the distance between the beam exit opening on the cutting head and the machining point on the workpiece during a correction of the cutting head caused by the correction, so that subsequent corrections for this in the Z direction are not necessary.
Durch den Entfall von sonst notwendigen Versteileinrichtungen am Ausleger für die Korrekturen werden die am Ausleger zu bewegenden Massen und die dadurch verursachten Beschleunigungskräfte reduziert. Der Ausleger wird dadurch weniger belastet und muss in Bezug auf Steifigkeit und Schwingungsverhalten weniger aufwändig ausgeführt werden. Due to the omission of otherwise necessary adjusting devices on the boom for the corrections to the boom to be moved masses and the acceleration forces caused by it are reduced. The boom is thus less loaded and must be carried out in terms of rigidity and vibration behavior less expensive.
Die zu dem Bearbeitungspunkt entfernte Positionierung des Auslegerdrehmechanismus im Schlitten hat weiterhin zur Folge, dass der Drehmechanismus durch die, bei dem Schneidvorgang entstehenden Verunreinigungen, weniger belastet wird.  The remote to the processing point positioning of the boom rotation mechanism in the carriage also has the consequence that the rotating mechanism is less loaded by the, resulting from the cutting impurities.
Erfindungsgemäß kann der Ausleger auch als eine Brücke ausge¬ bildet sein, welche den Schneidkopf trägt und verfahrbar und drehbar an den jeweils gegenüberliegenden Seiten des zu bear¬ beitenden Werkstückes auf je einem Schlitten montiert ist. According to the invention, the boom can also be designed as a bridge being formed ¬ which carries the cutting head and is movable and rotatably mounted on the respective opposite sides of the to bear ¬ beitenden workpiece on a respective carriage.
Der Schneidkopf ist in einer bevorzugten Weiterbildung an der Verfahreinrichtung so drehbar gelagert, dass er eine A-Ver- schwenkung ausführen kann. In a preferred refinement, the cutting head is rotatably mounted on the traversing device in such a way that it can execute an "A" pivoting.
Dadurch wird die Y-Komponente der Korrekturverschwenkung für die Korrektur von Schittschräge und Strahlnachlauf bewirkt. Erfindungsgemäß ist die drehbare Lagerung so ausgebildet, dass auch bei der A-Drehung der Drehpunkt im Bearbeitungs¬ punkt liegt. This causes the Y component of the correction tilt for the bevel and jet lag correction. According to the invention, the rotatable mounting is designed so that even with the A-rotation of the pivot point is in the processing ¬ point.
Durch die beschriebene gleichzeitige Drehbarkeit um die X- und die Y-Achse können die, bei jeder Bewegung des Schneidkopfes, entstehenden Schnittschrägenfehler und Strahlnachlauffehler korrigiert werden. Due to the described simultaneous rotation about the X- and Y-axis, the chamfer error and the beam tracking error arising with each movement of the cutting head can be corrected.
Die erfindungsgemäße Ausführung der A- und B-Verschwenkung führt dazu, dass bei notwendigen Korrekturen von Schnittschräge und Strahlnachlauf keine translatorischen Nachstellbewegungen in X-, Y- und Z-Richtung erfolgen müssen.  The execution of the A and B pivoting according to the invention results in that, in the case of necessary corrections of chamfer and jet trailing, no translatory readjustment movements in the X, Y and Z directions have to take place.
Weiterhin können mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Wasserstrahlschneidvorgänge realisiert werden, bei der die Furthermore, with a device according to the invention water jet cutting operations can be realized, in which the
Schnittflanke in definierbaren und während des Scheidvorgangs veränderbaren Winkeln zur Werkstückoberfläche einschließlich in Konturen gehalten wird. Cutting edge in definable and changeable during the cutting process angles to the workpiece surface is held in contours.
Die Verfahrbarkeit des Schlittens wird vorzugsweise durch ei¬ nen Linearmotor realisiert, welcher gegenüber dem konventio¬ nellen mechanischen Antrieb Vorteile bietet. The movability of the carriage is preferably realized by ei ¬ NEN linear motor which with respect to the conven tional ¬ mechanical drive provides advantages.
So kann zum Beispiel der Schlitten genauer positioniert werden, da bei einem solchen Antrieb das sogenannte Umkehrspiel entfällt. Somit können bezüglich Parallelität und Rechtwinkligkeit engere Toleranzen erreicht werden.  Thus, for example, the slide can be positioned more accurately, since in such a drive eliminates the so-called backlash. Thus, tighter tolerances can be achieved with respect to parallelism and squareness.
Des Weiteren kann der mechanische Verschleiß, welcher bei herkömmlichen Antrieben durch Ritzel, Zahnstangen und Übersetzungen entsteht, verringert werden.  Furthermore, the mechanical wear caused by conventional pinions, gear racks and gear ratios can be reduced.
Die B-Drehung des Auslegers, relativ zum Schlitten, erfolgt vorzugsweise über einen Torquemotor. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ausleger, relativ zum Schlitten, vertikal in Z-Richtung verfahrbar ist. The B-rotation of the boom, relative to the carriage, preferably takes place via a torque motor. A preferred embodiment of the invention provides that the boom, relative to the carriage, can be moved vertically in the Z direction.
Dadurch ist es insbesondere möglich, vor Beginn des Schneidvorganges die Einstellung des erforderlichen Abstands zwi¬ schen Schneidkopf und Werkstück vorzunehmen. Da die Versteil¬ einrichtung in Z-Richtung den gesamten Ausleger bewegt und im Bereich des Schlittens angeordnet ist, entfallen die sonst hierfür am Ausleger selbst befindlichen Massen einer solchen Versteileinrichtung. Dadurch kann eine weitere Massenreduzierung am Ausleger mit den bei bereits beschriebenen Vorteilen einer Massereduzierung erreicht werden. This makes it possible in particular to make the setting of the required distance Zvi ¬ rule cutting head and the workpiece prior to the cutting process. Since the adjustment device moves the entire boom in the Z direction and is arranged in the region of the carriage, the masses of such an adjusting device otherwise otherwise located on the boom itself are omitted. As a result, a further mass reduction on the boom can be achieved with the already described advantages of a mass reduction.
In einer bevorzugten Weiterbildung kann der Abstand zwischen Schneidkopf und Werkstück auch während des Schneidvorganges durch eine Verfahrung in Z-Richtung korrigiert werden, um et¬ waige Unregelmäßigkeiten in der Werkstückdicke oder der Werk- süückauflage am Werkstückträger auszugleichen oder Werkstücke mit unregelmäßigen Oberflächen zu bearbeiten. In a preferred embodiment the distance between the cutting head and the workpiece during the cutting operation by a Verfahrung in Z-direction can be corrected et ¬ waige irregularities in the thickness of the workpiece or the tool süückauflage compensate on the workpiece holder or to process workpieces having irregular surfaces.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von The invention will be described as an embodiment of hand
Fig. 1 Perspektivdarstellung näher erläutert. Fig. 1 explained in more detail perspective view.
Die Vorrichtung wird in Fig. 1 in schematischer Ansicht gezeigt. The device is shown in Fig. 1 in a schematic view.
Auf dem Maschinenrahmen 1 ist der Schlitten 2 angeordnet. Der Schlitten ist in der Art montiert, dass dieser mittels Linearantrieb entlang der X-Achse längs zu dem Werkstückträger 3 verfahrbar ist. Auf dem Schlitten 2 ist der Ausleger 4 angebracht, welcher sich quer zum Maschinenrahmen über den Werkstückträger 3 erstreckt . On the machine frame 1, the carriage 2 is arranged. The carriage is mounted in such a way that it can be moved along the X-axis along the workpiece carrier 3 by means of a linear drive. On the carriage 2, the boom 4 is mounted, which extends transversely to the machine frame on the workpiece carrier 3.
Der Ausleger 4 ist mittels Torquemotor relativ zum Schlitten 2, drehbar um die Y-Achse, auf diesem gelagert.  The boom 4 is mounted by means of torque motor relative to the carriage 2, rotatable about the Y-axis, on this.
Die Drehachse des Auslegers 4 ist eine beliebige Achse in Y- Richtung, welche parallel zum Ausleger durch dessen Drehpunkt und den Bearbeitungspunkt am Werkstück verläuft. The axis of rotation of the boom 4 is any axis in the Y direction, which runs parallel to the boom through its pivot point and the machining point on the workpiece.
Dadurch sind die räumlichen Koordinaten in X- und in Z-Rich- tung des Drehpunktes des Auslegers 4 mit den räumlichen Koordinaten in X- und in Z-Richtung des Bearbeitungspunkts am Werkstück identisch. As a result, the spatial coordinates in the X direction and in the Z direction of the pivot point of the boom 4 are identical to the spatial coordinates in the X direction and in the Z direction of the machining point on the workpiece.
Dieser Aufbau bewirkt, dass bei einer notwendig werdenden B- Verschwenkung des Schneidkopfes 5 der gesamte Ausleger 4 mit Schneidkopf 5 um die Y-Achse drehbar ist.  This structure causes that when a B pivoting of the cutting head 5 becomes necessary, the entire boom 4 with the cutting head 5 is rotatable about the Y-axis.
Um den für den Schneidvorgang benötigten Abstand zwischen Schneidkopf 5 und Werkstückträger 3 zu generieren, ist der Ausleger 4 gleichfalls mittels Versteileinrichtung vertikal, also, in Z-Richtung, verfahrbar auf dem Schlitten 2 befestigt. Dies ermöglicht eine exakte Einstellung des Abstandes von Schneidkopf und Bearbeitungspunkt, da sich sowohl Werkstücke unterschiedlicher Dicken auf dem Werkstückträger 3 befinden, als auch Unregelmäßigkeiten in der Dicke ein und des selben Werkstücks auftreten können. Da erfindungsgemäß die Versteilvorrichtungen sowohl für die B-Verschwenkung als auch für die Verfahrung in Z-Richtung in dem Bereich der Verbindung von Schlitten und Ausleger angeordnet sind, entfallen die dafür benötigten Massen im Schneidkopfbereich des Auslegers . Die erforderliche Beschleunigungsenergie wird reduziert bzw. es sind schnellere Bewegungszustandswechsel möglich. Um den benötigten Abstand zwischen Schneidkopf 5 und Werkstückträger 3 für den gesamten Bearbeitungsvorgang sicher zu stellen, ist vor Beginn des Schneidvorgangs ein erster Orientierungslauf des Schneidkopfes 5 sinnvoll. In order to generate the required for the cutting process distance between the cutting head 5 and workpiece carrier 3, the boom 4 is also vertically by means of adjusting vertically, so in the Z direction, movably mounted on the carriage 2. This allows an exact adjustment of the distance from the cutting head and machining point, since both workpieces of different thicknesses are on the workpiece carrier 3, as well as irregularities in the thickness of one and the same workpiece can occur. Since, according to the invention, the adjusting devices are arranged both for the B pivoting and for the movement in the Z direction in the region of the connection between the carriage and the arm, the masses required for this purpose are omitted in the cutting head region of the arm. The required acceleration energy is reduced or it is faster movement state changes possible. In order to ensure the required distance between the cutting head 5 and the workpiece carrier 3 for the entire machining operation, a first orientation run of the cutting head 5 is meaningful before the beginning of the cutting process.
Dabei wird der Schneidkopf 5 wenigstens ein Mal über das ge¬ samte zu bearbeitende Werkstück geführt und mittels Abstands- messeinrichtung der Abstand zwischen Schneidkopf 5 und Werkstück empirisch an diversen Punkten ermittelt und die Daten gespeichert . In this case, the cutting head 5 is performed at least once over the entire ge ¬ workpiece to be machined and means of distance of the distance between the cutting head 5 and the workpiece measuring device empirically determined at various points and the data stored.
Beim späteren Schneidvorgang kann dieser Abstand zwischen Schneidkopf 5 und Werkstück dann entsprechend automatisch aufgrund der hinterlegten Daten nachkorrigiert werden.  During the later cutting process, this distance between the cutting head 5 and the workpiece can then be correspondingly corrected automatically on the basis of the stored data.
Eine aufwändige, dauerhafte Überwachung des Abstandes zwischen Schneidkopf 5 und Werkstück während des Bearbeitungsvorgangs ist somit nicht notwendig. A complex, permanent monitoring of the distance between the cutting head 5 and workpiece during the machining process is therefore not necessary.
Der Schneidkopf 5 ist mittels Verfahreinrichtung (ohne Bezugszeichen) in Y-Richtung verfahrbar am Ausleger 4 angebracht . The cutting head 5 is mounted by means of traversing device (without reference numeral) movable in the Y direction on the boom 4.
Der Schneidkopf 5 kann mittels Versteileinrichtung, welche als Kreissegmentführung, deren Mittelpunkt im Bearbeitungspunkt liegt, ausgebildet ist (nicht dargestellt) , eine A-Ver- schwenkung ausführen.  The cutting head 5 can by means of adjusting device, which is designed as a circular segment guide whose center is located in the processing point (not shown), perform an A-pivoting.
Bei einer notwendig werdenden rotatorischen Korrekturbewegung des Schneidkopfes 5 wird die X-Komponente des Schnittschrä¬ gen- bzw. Strahlnachlauffehlers durch die A-Drehung des In a correction become necessary rotational movement of the cutting head 5, the X component of the Schnittschrä ¬ gene or beam tracking error by the A-rotation of the
Schneidkopfes 5 selbst und die Y-Komponente des Schnittschrä¬ gen- bzw. Stahlnachlauffehlers durch die B-Drehung des gesamten, den Schneidkopf 5 führenden Auslegers 4 erreicht. Verwendete Bezugszeichen Cutting head 5 itself and the Y-component of Schnittschrä ¬ gen- or steel tracking error achieved by the B-rotation of the entire, the cutting head 5 leading arm 4. Used reference signs
1 Maschinenrahmen1 machine frame
2 Schlitten 2 sleds
3 Werkstückträger 3 workpiece carrier
4 Ausleger 4 outriggers
5 Schneidkopf  5 cutting head

Claims

Patentansprüche claims
1. Wasserstrahlschneidmaschine, aufweisend einen Schlitten (2) , welcher in X-Richtung vefahrbar auf einem Maschinenrahmen (1) montiert ist, einen auf dem Schlitten (2) angeordneten Ausleger (4) und einen an dem Ausleger (4) in Y-Richtung verfahrbaren Schneidkopf (5) , A water jet cutting machine comprising a carriage (2) mounted on a machine frame (1) in the X direction, a boom (4) disposed on the carriage (2) and one on the boom (4) in the Y direction movable cutting head (5),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Ausleger (4) relativ zu dem Schlitten (5) in B- Drehung verschwenkbar an diesem drehbar angeordnet ist wobei der Schneidkopf (5) aufgrund seiner Lagebeziehung zu dem Ausleger (4) dessen Verschwenkung in B-Drehung folgt und wobei die B-Drehung um den Bearbeitungspunkt am Werkstück (3) erfolgt.  in that the boom (4) is rotatably mounted on the carriage (5) so as to be pivotable relative to the carriage (5), whereby the cutting head (5) follows its pivoting in B-rotation due to its positional relationship with the boom (4); Rotation about the machining point on the workpiece (3).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2. Apparatus according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Schneidkopf (5) relativ zu dem Ausleger (4) in A-Drehung verschwenkbar an diesem drehbar angeordnet ist wobei die A-Drehung um den Bearbeitungspunkt am Werkstück erfolgt .  in that the cutting head (5) is rotatably arranged relative to the boom (4) in A-rotation so as to be rotatable thereon, wherein the A-rotation takes place about the machining point on the workpiece.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 3. Device according to one of the preceding claims, characterized
dass der Ausleger (4) relativ zu dem Schlitten (2) in Z- Richtung verfahrbar ist.  the boom (4) can be moved in the Z direction relative to the carriage (2).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4. Device according to one of the preceding claims, characterized
dass die Verfahrbarkeit des Schlittens (2) in X-Richtung durch einen Linearmotor erfolgt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, the movability of the carriage (2) in the X direction is effected by a linear motor. Device according to one of the preceding claims, characterized
dass die B-Drehung des Auslegers (4) mittels Torquemotor erfolgt . that the B-rotation of the boom (4) takes place by means of a torque motor.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Device according to one of the preceding claims, characterized
dass das Verfahren des Schneidkopfes (5) am Ausleger (4) in Y-Richtung durch einen Linearmotor erfolgt. that the movement of the cutting head (5) on the boom (4) in the Y direction by a linear motor.
Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, Apparatus according to claims 3 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Verstellung des Auslegers (4) in Z-Richtung durch einen Spindeltrieb erfolgt. that the adjustment of the boom (4) in the Z direction by a spindle drive.
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