Beitrag zur Erhöhung der mittleren Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Laserstrahlschneiden komplexer Bauteilgeometrien

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Durch den Technologiewandel zum vermehrten Einsatz von Festkörperlasern für das Laserstrahlschneiden wird die Diskrepanz zwischen möglicher und tatsächlich im Konturschnitt erreichter Bearbeitungsgeschwindigkeit dramatisch gesteigert. Das begrenzte Dynamikvermögen von Führungssystemen kann mit der Steigerung des Technologiepotentials nicht mithalten. Auf der einen Seite müssen die Führungssysteme beim Laserschneiden sehr groß und massiv ausgelegt werden, um die geforderte hohe Genauigkeit in einem großen Bearbeitungsbereich zu erreichen. Auf der anderen Seite müssen diese klein und leicht ausgelegt werden, um bei komplexen Bauteilkonturen hohe Dynamik und damit hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erreichen. Der Optimierungskonflikt besteht in der Bereitstellung einer hohen Bewegungsdynamik innerhalb eines großen Arbeitsraumes. Beiden Forderungen kann dabei nicht gleichermaßen nachgegangen werden. Die vorliegende Arbeit widmet sich der grundlegenden Beschreibung der Komplexität von Bauteilen wie sie typischerweise beim Laserstrahlschneiden bearbeitet werden. Aufbauend auf einem Werkzeug zur quantitativen Beschreibung der Komplexität von Schneidgeometrien, werden Methoden zur Optimierung von Ruck- und Beschleunigungsbegrenzungen für konventionelle sowie für kinematisch redundante Achsstrukturen abgeleitet.