參量的那些圖像。
[0104]在這種情況下，控制機構(gòu)20根據(jù)瞬時進給方向V這樣控制分析機構(gòu)19，使得僅對從具有對獲知各標志性特征參量有利的定向的觀察方向拍攝的那些圖像進行分析，如更下面詳細說明的那樣。如果附加地還要改變觀察角度β，則需要恰當?shù)剡x擇或改變由分析機構(gòu)19分析的圖像相對于網(wǎng)格組件24的中心的徑向間距。
[0105]在圖4a_c所示的網(wǎng)格組件24中，可引用例如兩個圖像BI，Β2來獲知切割前方角度α，這兩個圖像配屬于兩個觀察射線7a，7b或兩個觀察方向Rl，R2，這兩個方向基本上沿著進給方向V或逆著進給方向V定向，該進給方向相應(yīng)于負的或正X的方向。如在圖4c中可見，由于相機12上的在Y方向上相對于X軸鏡像對稱地延伸的圖像位置的錯誤，觀察方向Rl，R2(兩個圖像BI，B2沿著它們拍攝)與X方向偏差約5°。觀察方向Rl，R2的這種定向雖然不是理想的，但同樣能夠?qū)崿F(xiàn)拖帶的或這刺穿的觀察，并且因此在通常情況下足夠用于以足夠精度求得切割前方角度α。
[0106]當然，根據(jù)希望的分辨率，也可以在網(wǎng)格組件24中設(shè)置更多或更少柱形透鏡，并且可以取代交叉的柱形透鏡22，23而使用球面或必要時非球面透鏡用于形成網(wǎng)格組件24。在最簡單的情況下，四個成像光學元件可形成網(wǎng)格組件24。當然，一個單獨的、相對于激光射線2的射線軸線13的延長線偏心布置的光學元件也足夠用于從相對于激光射線2的射線軸線13以角度β延伸的觀察方向來拍攝相互作用區(qū)域18的圖像。在必要情況下，網(wǎng)格組件24可被局限于環(huán)形區(qū)域，即可放棄網(wǎng)格組件24中心的網(wǎng)格元件，因為這些僅能被利用來產(chǎn)生相對于激光射線2的射線軸線13具有極小角度的圖像。在必要情況下，可在網(wǎng)格組件24的中心區(qū)域?qū)χ械夭贾孟鄬Υ蟮耐哥R，用于能夠以高分辨率同軸地觀察相互作用區(qū)域18。
[0107]在圖5a，b中示出成像光具14的替代設(shè)計方案，具有成像透鏡25和用于影響觀察光路7的射線方向的機構(gòu)，該機構(gòu)呈構(gòu)造為偏轉(zhuǎn)棱鏡26的射線偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的形式。偏轉(zhuǎn)棱鏡26具有四個楔形區(qū)段，這些楔形區(qū)段具有平的、相對于觀察射線或相對于其射線軸線以一個角度布置的面26a-d，這些面圍繞中心的平的區(qū)域27布置。兩個第一面26a，b用作射線偏轉(zhuǎn)區(qū)域，用于使入射的觀察射線在X方向上偏轉(zhuǎn)，使得入射的觀察射線不是垂直于成像透鏡25的中心平面照射到成像透鏡25上，由此形成第一和第二觀察射線7a，7b，用于在探測器面12a上產(chǎn)生沿X軸線相互間隔開的第一和第二圖像BI，B2。
[0108]第三面26c和第四面26d相應(yīng)地用作用于在探測器面12a上產(chǎn)生沿Y方向相互間隔開的第三和第四圖像B3，B4的射線偏轉(zhuǎn)區(qū)域。不使觀察射線偏轉(zhuǎn)的中心區(qū)域27用于在探測器面12a上產(chǎn)生布置在觀察光路7中心的圖像B，該圖像可被用于過程觀察。在圖5a，b所示實施例中，總體得到偏轉(zhuǎn)透鏡26的近似凸形的幾何形狀。當然，也可使用具有基本凹形的幾何形狀的偏轉(zhuǎn)透鏡，用于產(chǎn)生多個圖像BI至B4……。
[0109]圖5a，b中示例性示出的偏轉(zhuǎn)組件26使用了四個面26a_c，這些面圍繞平的中心區(qū)域27布置并且將觀察光路7的360°角度范圍劃分為分別90°的四個扇形段，該偏轉(zhuǎn)組件26典型地太粗略而不能以足夠精度求得切割前方角度α，因為通常不滿足各個選擇出的觀察方向或各個選擇出的觀察射線7a，7b使得能夠逆著切割過程的進給方向V觀察的條件。通常情況下，為了以足夠精度求得切割前方角度α，需要將整個待使用的360°范圍區(qū)域劃分成至少八個或至少十六個弧形角段。
[0110]如上面已經(jīng)說明的那樣，控制和調(diào)節(jié)機構(gòu)21也可用于根據(jù)求得的標志性特征參量的值來干預(yù)切割過程并適配或改變確定的切割參數(shù)。根據(jù)圖6a_d，下面詳細解釋切割前方角度α對切割質(zhì)量或?qū)η懈罱Y(jié)果的影響。圖6a示出切口或切縫16，在切縫16中，切割前方16a的切割前方角度α為約3°，圖6b示出具有約4.9°的切割前方角度α的切割前方16a。兩個切割前方角度α小于預(yù)給定切割前方角度aG = 5°，在該預(yù)給定切割前方角度aG = 5°時恰好還存在良好切口。圖6c示出具有約10°的切割前方角度α的切割前方16a，即明顯超過預(yù)給定切割前方角度aG = 5°，這導(dǎo)致在切縫16上的飛邊形成。最后，圖6d示出在切口裂縫時存在的切割前方16a，在切口裂縫情況下，工件3的下邊緣不再被割斷。當然，在圖6d所示切口裂縫的情況下，不再能夠?qū)崿F(xiàn)有意義的切割前方角度α確定。
[0111]為了避免圖6d所示的切口裂縫，控制和調(diào)節(jié)機構(gòu)20根據(jù)由分析機構(gòu)19瞬時求得的切割前方角度α將切割過程的進給速度V調(diào)整至恰當?shù)闹怠Ｔ诖耍瑸轭A(yù)給定切割前方角度ac配屬一個進給速度V，它被-隨意地-確定為100%，即它是通常還能實現(xiàn)良好切口的最大進給速度。在圖6a_d中示出的進給速度vl至ν4相應(yīng)于該最大進給速度Vmax的50% (圖6a)、約100% (圖6b)、110% (圖6c)以及 120%或更大(圖6d)。
[0112]最大進給速度wax是配屬給確定的加工任務(wù)的標準值。根據(jù)切割前方角度α可恰當?shù)卣{(diào)整或調(diào)節(jié)進給速度V，以達到，切割前方角度α保持低于預(yù)給定切割前方角度aG。需要時尤其也可以將進給速度V減小到低于最大進給速度VMAX的值，以避免超過預(yù)給定(最大)切割前方角度aG。
[0113]控制和調(diào)節(jié)機構(gòu)20也可用于根據(jù)求得的切割前方角度α或根據(jù)切割過程的其他特征參量，例如切縫16上的毛刺形成、粗糙度和/或溝道形成，來控制或調(diào)節(jié)切割過程的其他參數(shù)，例如激光功率、氣流等。
[0114]總之，通過上述方式可求得切割前方角度α和/或切割過程的其他標志性特征參量。尤其在切割前方下棱邊處于由激光切割噴嘴5的噴嘴開口 5a限界的可見區(qū)域15之外的情況下，切割前方角度α也可被求得。此外，切割前方角度的求得能夠可靠地在簡單圖像處理的意義上進行，并且，為求得標志性特征參量所需的構(gòu)件可被集成到形成所述裝置I的加工頭中O
[0115]借助上面描述的裝置I或借助其它合適的、使得能夠獲知超過和/或低于預(yù)給定切割前方角度或直接(絕對)獲知切割前方角度α的裝置，可將切割前方角度α調(diào)節(jié)到恒定的額定值ac，該額定值在此處說明的實施例中與由分析機構(gòu)19獲知被超過和/或低于的那個切割前方角度aG—致。為了將切割前方角度α調(diào)節(jié)到額定值aG，控制機構(gòu)20影響至少一個調(diào)節(jié)參數(shù)，該調(diào)節(jié)參數(shù)作為用于調(diào)節(jié)的執(zhí)行參量，如下面根據(jù)圖7以在工件3上切割的直線輪廓30為例所解釋的那樣。
[0116]在圖7中下方所示的工件3上示出進給速度V的與時間t相關(guān)的速度斷面圖。時間軸的刻度這樣選擇，使得各個時間點分別與直接在它下方示出的、工件3的沿X軸的地點一致。進給速度V在切割過程開始時很大，即進給速度V明顯高于最大進給速度VMAX約140%，該最大進給速度如上所述是針對確定的加工任務(wù)的標準值，確定的加工任務(wù)以工件3的厚度D和工件3的材料或材料類型為標志。
[0117]由于開始時過大的進給速度V，切割前方16a的斜率S低于額定值SscjIi，額定值SscjIi在所示實施例中與用于切割前方角度α的額定值ac—致，該值約為ac = 4°。用于切割前方角度α的典型額定值aG在約2°到約6°之間，尤其在約3°到約5°之間。由于超過切割前方角度a的額定值<^(或低于切割前方斜率S的額定值Sscill),發(fā)生切口裂縫，即工件3不被激光射線2完全切透，如根據(jù)圖7中所示的工件3的下側(cè)面可很好地看到的那樣。
[0118]切割前方角度α的額定值如的超過由分析機構(gòu)19通過上述方式識別到。為了將切割前方16a的當前斜率Slst保持在額定值Sscai(因而也將切割前方角度α的實際值保持在額定值aC)，調(diào)節(jié)機構(gòu)20具有不連續(xù)的調(diào)節(jié)器，在所示實施例中為兩點調(diào)節(jié)器31(參見圖1a和圖3)。根據(jù)切割前方16a的斜率實際值Sist是否高于額定值SscjIi或低于額定值SscjIi而定，兩點調(diào)節(jié)器31提高或減小進給速度V。相應(yīng)地，根據(jù)切割前方角度α的實際值是否低于或高于額定值aG，使進給速度V增加或減小。也可取代兩點調(diào)節(jié)器31而將其它不連續(xù)調(diào)節(jié)器，例如三點調(diào)節(jié)器或諸如此類，集成在調(diào)節(jié)機構(gòu)20中，用于將切割前方角度α調(diào)節(jié)到額定值asclll。
[0119]在與圖7相關(guān)地說明的進給速度V調(diào)節(jié)中，激光射線2的功率P保持在恒定的最大值ΡΜΑχ(參見圖1a)，該恒定的最大值針對當前加工任務(wù)，即工件3的材料或工件3的厚度D以及所使用的激光源來描述標準值。對于常見材料，例如鋼，通常選擇激光源的最大可能功率Ρμμ。如果待切割輪廓如圖7所示是比較長的直線輪廓30(具有無限大的曲率半徑)，則典型地達到最大功率Pmax。
[0120]被證實有益的是，根據(jù)工件3上的待切割輪廓對于切割前方角度α的調(diào)節(jié)使用不同的調(diào)節(jié)參數(shù)。例如，當高能射線的功率達到其最大值Pmax時可使用進給速度V作為調(diào)節(jié)參數(shù)，典型地在切割較長的直線輪廓(具有無限大的曲率半徑)時是這種情況。
[0121]如果待切割輪廓是相對小的輪廓34，如在圖3a中所示并且具有曲率半徑R，該曲率半徑這樣小，使得最大進給速度VMAX通過參與激光射線2和工件3之間的運動的、具有其最大軸加速度的運動軸的動態(tài)被限制在約Ig的數(shù)量級內(nèi)。為了切割小的輪廓34，尤其可使用一個附加軸或者必要時使用多個附加軸，即具有小的運動范圍或行駛范圍的冗余的、高動態(tài)的軸。在圖3a所示實施例中，裝置I的激光源33的功率P被用作用于調(diào)節(jié)切割前方角度α的調(diào)節(jié)參數(shù)。在此，該調(diào)節(jié)可類似于與圖7相關(guān)地描述的實施例進行。在此，進給速度V典型地保持在最大可能值VMAX，該最大可能值可根據(jù)沿著待切割輪廓34的運動、尤其根據(jù)可能不恒定的曲率半徑R變化。
[0122]在切割很小的輪廓34時，在必要情況下有利的是，取代持續(xù)振蕩運行，對由激光源33產(chǎn)生的激光射線2的功率P進行調(diào)制。在這種情況下，尤其可將激光源33切換至脈沖運行。在這種情況下，可使用激光射線2的調(diào)制頻率或脈沖頻率fM作為用于調(diào)節(jié)切割前方角度α的調(diào)節(jié)參數(shù)。替換地或附加地，在必要情況下可使用由激光源33產(chǎn)生的脈沖激光射線2的脈沖的脈沖持續(xù)時間作為用于調(diào)節(jié)切割前方角度α的調(diào)節(jié)參數(shù)。
[0123]替代上面與圖7相關(guān)地描述的獲知超過預(yù)給定切割前方角度如，也可確定切割前方角度α的絕對值。這能夠例如以開頭引用的WO 2012/107331 Al中所描述的方式進行，SP其方式是，在圖3a所示的由圓形內(nèi)輪廓5b限界的工件3表面圖像中，測量切割前方16a的切割前方上棱邊和切割前方下棱邊之間沿圖3a中虛線示出的縫隙中心的間距A。切割前方角度α根據(jù)公式a = artan(A/D)由測得的間距和工件3的厚度D得出。
[0124]如果切割前方角度α的絕對值已知，則被證實有益的是，在調(diào)節(jié)機構(gòu)20中取代不連續(xù)調(diào)節(jié)器31而使用連續(xù)調(diào)節(jié)器32，例如PID調(diào)節(jié)器。當然，裝置I可構(gòu)造為既用于獲知切割前方角度α的絕對值，也用于獲知超過預(yù)給定切割前方角度ac。獲知方法或調(diào)節(jié)方法的選擇可例如取決于在切割過程中是否能很好地看到切割前方16a或者切割前方16a可能由于過程自有照明而很難識別，使得不能足夠精確地確定距離A。
[0125]總之，通過此處描述的將切割前方角度α調(diào)節(jié)到恒定的額定值(^可優(yōu)化切割過程的生產(chǎn)能力和過程能力。尤其能夠通過這種方式在必要情況下實現(xiàn)“自給自足”的切割過程，在這樣的切割過程中，裝置I針對不同的材料或待切割輪廓自己調(diào)整最佳工作點。
【主權(quán)項】
1.用于監(jiān)視、尤其用于調(diào)節(jié)工件(3)上的切割過程的裝置(I)，包括: 用于將高能射線(2)、尤其是激光射線聚焦到所述工件(3)上的聚焦元件(4)， 用于感測所述工件(3)上的待監(jiān)視區(qū)域(15)的圖像感測機構(gòu)(9)，所述待監(jiān)視區(qū)域(15)包括所述高能射線(2)的與所述工件(3)的相互作用區(qū)域(18)，以及 分析機構(gòu)(19)，所述分析機構(gòu)(19)構(gòu)造成用于根據(jù)所感測的相互作用區(qū)域(18)獲知切割過程的、尤其是在切割過程中形成的切縫(16)的至少一個標志性特征參量(α)， 其特征在于， 所述圖