像感測機(jī)構(gòu)(9)構(gòu)造成用于形成觀察射線(7a)，所述觀察射線用于從相對于所述高能射線(2)的射線軸線(13)成一角度(β)地延伸的觀察方向(Rl)觀察所述相互作用區(qū)域(18)，并且 所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)包括成像光具(14)，所述成像光具用于從相對于所述高能射線(2)的射線軸線(13)以所述角度(β)延伸的所述觀察方向(Rl)產(chǎn)生所述相互作用區(qū)域(18)的圖像(BI)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，在該裝置中，所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)被構(gòu)造用于改變所述觀察射線(7a)的觀察方向(Rl)在垂直于所述高能射線(2)的射線軸線(13)的平面(Χ，Υ)中的定向。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，在該裝置中，所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)具有光圈(25)，以改變所述觀察射線(7a)的觀察方向(Rl)的定向。4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述成像光具(14)被構(gòu)造用于從不同定向的觀察方向(Rl至R4)產(chǎn)生所述相互作用區(qū)域(18)的多個(gè)圖像(BI至B4)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，在該裝置中，所述成像光具(14)具有多個(gè)成像光學(xué)元件(22，23)，以產(chǎn)生多個(gè)圖像01至84)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，在該裝置中，所述多個(gè)成像光學(xué)元件(22，23)形成網(wǎng)格組件(24)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，在該裝置中，為了產(chǎn)生所述多個(gè)圖像(BI至B4)，所述成像光具(14)具有用于通過影響觀察光路(7)的射線方向來形成各一個(gè)觀察射線(7a，7b)的機(jī)構(gòu)(27)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，所述裝置還包括控制機(jī)構(gòu)(20)，所述控制機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于根據(jù)切割過程的進(jìn)給方向(V)改變所述觀察方向(R1，R2，……)在垂直于所述射線軸線(13)的平面(X，Y)中的定向。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，在該裝置中，所述控制機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于使所述觀察方向(Rl)相對于所述進(jìn)給方向(V)的定向保持恒定。10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述觀察方向(Rl)在垂直于所述高能射線(2)的射線軸線(13)的平面(Χ，Υ)中逆著切割過程的進(jìn)給方向(V)延伸。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，在該裝置中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)被構(gòu)造用于根據(jù)所感測的相互作用區(qū)域(18)獲知所述切縫(16)的切割前方角度(α)和/或超過和/或低于所述切縫(16)的預(yù)給定切割前方角度(ac)，以作為切割過程的標(biāo)志性特征參量。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，在該裝置中，所述觀察方向(Rl)相對于所述高能射線(3)的射線軸線(13)而言的延伸角度(β)與所述預(yù)給定切割前方角度(ac)偏差小于5°，優(yōu)選小于2°。13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述觀察方向(Rl)相對于所述高能射線(2)的射線軸線(13)的角度(β)處于5°到15°之間，優(yōu)選處于5°到10°之間。14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)被構(gòu)造用于形成另一觀察射線(7b)，用于從另一觀察方向(R2)觀察所述相互作用區(qū)域(18)，其中，所述成像光具(14)被構(gòu)造用于從該另一觀察方向(R2)產(chǎn)生所述相互作用區(qū)域(18)的另一圖像(B2)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，在該裝置中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)被構(gòu)造用于將根據(jù)所述相互作用區(qū)域(18)的所述另一圖像(B2)確定的強(qiáng)度值(12)與根據(jù)所述相互作用區(qū)域(18)的在垂直于所述高能射線(2)的射線軸線(13)的平面(X，Y)中逆著所述進(jìn)給方向(V)拍攝的圖像(BI)確定的強(qiáng)度值(Il)進(jìn)行比較。16.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述觀察方向(R3，R4)在垂直于所述高能射線(2)的射線軸線(13)的平面(X，Y)中不沿著或逆著切割過程的進(jìn)給方向(V)延伸，其中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)被構(gòu)造用于根據(jù)所述拍攝的圖像(Β3，Β4)獲知毛刺形成、粗糙度和/或溝道形成，以作為所述切縫(16)的標(biāo)志性特征參量。17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，所述裝置還包括用于在所述待監(jiān)視區(qū)域(15)中照明所述工件(3)的照明源(10)。18.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)被構(gòu)造用于通過用于使激光射線(2)穿過以照射到工件(3)上的激光加工噴嘴(5)的噴嘴開口(5a)來拍攝所述圖像(BI)。19.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述圖像感測機(jī)構(gòu)(9)具有探測器(12)，尤其是相機(jī)，所述探測器具有探測器面(12a)，所述圖像(BI)在所述探測器面(12a)上產(chǎn)生。20.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，所述裝置還包括控制和/或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)，用于根據(jù)至少一個(gè)獲知的所述標(biāo)志性特征參量(α)來控制和/或調(diào)節(jié)切割過程的參數(shù)。21.根據(jù)權(quán)利要求1前序部分、尤其根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的裝置，在該裝置中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)被構(gòu)造用于根據(jù)所感測的相互作用區(qū)域(18)獲知所述切縫(16)的切割前方角度(α)和/或超過和/或低于所述切縫(16)的預(yù)給定切割前方角度(ac)，以作為切割過程的標(biāo)志性特征參量，并且，所述裝置(I)還包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)，用于通過影響切割過程的至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)(V，P)來將所述切割前方角度(α)調(diào)節(jié)到預(yù)給定的恒定值(ac)。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于根據(jù)所述工件(3)上的待切割輪廓(31，34)來選擇用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的所述調(diào)節(jié)參數(shù)(ν,Ρ) ο23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于，當(dāng)進(jìn)給速度(V)由于工件(3)的材料和厚度(D)而局限于最大值(VMAX)時(shí)，影響所述高能射線(2)和所述工件(3)之間的進(jìn)給速度(V)，以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于在影響所述進(jìn)給速度(V)期間將所述高能射線(2)的功率(P)保持在恒定值(Pmax) ο25.根據(jù)權(quán)利要求21至24之一所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于，當(dāng)所述高能射線(2)和所述工件(3)之間的進(jìn)給速度(V)由于在所述工件(3)上待切割的輪廓(34)的幾何形狀而局限于最大值(VMAx)時(shí)，影響所述高能射線(2)的功率(P)，以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于在影響所述高能射線(2 )的功率(P )期間將所述進(jìn)給速度(V )保持在最大值(VMAX)。27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的裝置，在該裝置中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)被構(gòu)造用于調(diào)制所述高能射線(2)的功率(P)，并且影響所述高能射線(2)的功率(P)的所述調(diào)制(fM)以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。28.根據(jù)權(quán)利要求21至27之一所述的裝置，在該裝置中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)構(gòu)造用于獲知超過和/或低于所述切縫(16)的所述預(yù)給定切割前方角度(aG)，并且，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)具有不連續(xù)的調(diào)節(jié)器(31)，尤其是二點(diǎn)調(diào)節(jié)器或三點(diǎn)調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)所述切割前方角度⑷。29.根據(jù)權(quán)利要求21至28之一所述的裝置，在該裝置中，所述分析機(jī)構(gòu)(19)構(gòu)造用于獲知所述切縫(16)的所述切割前方角度(α)，并且，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)為了調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)而具有連續(xù)的調(diào)節(jié)器(32)，尤其是PID調(diào)節(jié)器。30.用于監(jiān)視、尤其用于調(diào)節(jié)工件(3)上的切割過程的方法，包括: 將高能射線(2)、尤其是激光射線聚焦在所述工件(3)上， 感測所述工件(3)的待監(jiān)視區(qū)域(15)，所述待監(jiān)視區(qū)域(15)包括所述高能射線(2)與所述工件(3)的相互作用區(qū)域(18)， 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(gè)標(biāo)志性特征參量(α)， 其特征在于， 形成觀察射線(7a)，用于從相對于所述高能射線(3)的射線軸線(13)成一角度(β)地延伸的觀察方向(Rl)觀察所述相互作用區(qū)域(18)，和 從相對于所述高能射線(3)的射線軸線(13)以所述角度(β)延伸的所述觀察方向(Rl)產(chǎn)生所述相互作用區(qū)域(18)的圖像。31.根據(jù)權(quán)利要求30前序部分、尤其是根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，包括: 獲知所述切縫(16)的切割前方角度(α)和/或超過和/或低于所述切縫(16)的預(yù)給定切割前方角度(ac)，以作為切割過程的標(biāo)志性特征參量，和 通過影響切割過程的至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)(v，P)將所述切割前方角度(α)調(diào)節(jié)到預(yù)給定的恒定值(ac)。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，在該方法中，用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的所述調(diào)節(jié)參數(shù)(v，P)根據(jù)所述工件(3)上的待切割輪廓(31，34)來選擇。33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，在該方法中，當(dāng)進(jìn)給速度(V)由于所述工件(3)的材料和厚度(D)被限制在最大值(VMAx)時(shí)，影響所述高能射線(2)和所述工件(3)之間的進(jìn)給速度(V)，以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，在該方法中，在影響所述進(jìn)給速度(V)期間，使所述高能射線(2)的功率(P)保持在恒定值(Pmax) ο35.根據(jù)權(quán)利要求31至34之一所述的方法，在該方法中，當(dāng)所述高能射線(2)和所述工件(3)之間的進(jìn)給速度(V)由于所述工件(3)上的待切割輪廓(34)的幾何形狀而被限制在最大值(VMM)時(shí)，影響所述高能射線(2)的功率(P)，以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，在該方法中，在影響所述高能射線(2)的功率(P)期間使所述進(jìn)給速度(V)保持在最大值(VMAX)。37.根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的方法，在該方法中，調(diào)制所述高能射線(2)的功率(P)，并且，影響對所述高能射線(2)的功率(P)的所述調(diào)制(fM)，以作為用于調(diào)節(jié)所述切割前方角度(α)的調(diào)節(jié)參數(shù)。38.根據(jù)權(quán)利要求31至37之一所述的方法，在該方法中，所述切割前方角度(α)被調(diào)節(jié)至IJ的所述恒定值(aG)處于2°和6°之間，優(yōu)選處于3°和5°之間。39.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被構(gòu)造用于當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求30至38之一所述的方法的所有步驟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視、尤其調(diào)節(jié)工件(3)上的切割過程的裝置(1)，包括：用于將高能射線(2)、尤其激光射線聚焦到工件(3)上的聚焦元件(4)；用于感測工件(3)上的待監(jiān)視區(qū)域的圖像感測機(jī)構(gòu)(9)，待監(jiān)視區(qū)域包括高能射線(2)與工件(3)的相互作用區(qū)域(18)；以及分析機(jī)構(gòu)(19)，用于根據(jù)所感測的相互作用區(qū)域(18)獲知切割過程的、尤其在切割過程中形成的切縫(16)的至少一個(gè)標(biāo)志性特征參量(α)。圖像感測機(jī)構(gòu)(9)用于形成觀察射線(7a)以從相對于高能射線(2)的射線軸線(13)成角度(β)地延伸的觀察方向(R1)觀察相互作用區(qū)域(14)并且可包括成像光具(14)用于從相對于高能射線(2)的射線軸線(13)成所述角度(β)地延伸的觀察方向(R1)產(chǎn)生相互作用區(qū)域(18)的圖像。分析機(jī)構(gòu)(19)還可用于根據(jù)所感測的相互作用區(qū)域(18)獲知切縫(16)的切割前方角度(α)和/或超過和/或低切縫(16)的預(yù)給定切割前方角度(αG)，以作為切割過程的標(biāo)志性特征參量，并且，所述裝置(1)可包括調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(20)用于通過影響切割過程的至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)(v，P)來將切割前方角度(α)調(diào)節(jié)到預(yù)給定的恒定值(αG)。本發(fā)明還涉及對應(yīng)的方法。
【IPC分類】B23K26/38, B23K26/06, B23K26/03, B23K31/12
【公開號】CN105531071
【申請?zhí)枴緾N201480050606
【發(fā)明人】B·雷加阿爾德, D·辛德黑爾姆
【申請人】通快機(jī)床兩合公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年7月7日
【公告號】DE102013218421A1, EP3043951A1, US20160193692, WO2015036140A1