[實用新型]用于監視激光加工過程的裝置和激光加工頭

無效

• 申請號: 200620115645.0
• 申請日: 2006-05-25
• 公開（公告）號: CN201015816Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 馬庫斯·科格爾－霍拉赫爾;阿克塞爾·克特溫克爾
• 申請（專利權）人: 普雷茨特兩合公司
• 主分類號: B23K26/03
• 分類號: B23K26/03;B23K26/04;B23K26/067
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 王艷江;楊生平

技術領域

本實用新型涉及用于監視激光加工過程、特別是激光焊接或激光切割過程的裝置，以及借助激光束加工工件的激光加工頭，該激光加工頭裝備有這種裝置，以通過相應的控制或調節保證激光加工過程的品質，或者至少與加工同時記錄激光加工過程的品質。

背景技術

為了在激光加工、特別是在激光焊接或切割中進行過程監視，在激光加工過程的監視中使用了監視裝置，這些裝置被作為輻射敏感的接收器光電二極管或CCD圖像傳感器使用，它們在加工過程期間檢測并記錄光學發射。

為此，其中使用了外部的系統，它們使用了外部地附加在激光加工頭上的傳感器，例如平面照相機、即具有以平面方式布置的接收器元件的CCD圖像傳感器，行照相機(Zeilenkamera)、即具有以行方式布置的接收器元件的CCD圖像傳感器，或者光電二極管系統。

在DE?10013892A1中公開了這種用于確定在工件之間的焊接部分的焊接質量的外部裝置。該裝置包括第一和第二傳感器設備，它們二者都與測量裝置相連，并且檢測由焊接部分在不同角度下側向地發射的光的發射強度。

DE?3908187A1中公開了一種另外的方法用于在激光焊接和切割中的質量保證，其中來自激光束和工件之間的相互作用區的區域中的輻射以一個或多個接收器設備檢測，以在合適的信號處理之后獲得這樣的信號，它示出是否在激光加工中出現了缺陷。

除了用于監視激光加工過程的外部系統，還使用了這樣的系統，其中為了從在激光束和工件之間的相互作用區至輻射敏感的接收器的輻射傳輸，在激光加工頭內使用了激光束引導系統的至少單個的元件。

例如在DE?10120251A1中公開了一種方法和一種裝置用于監視在工件上待執行的激光加工過程，其中來自激光束和工件之間的相互作用區的過程輻射(Prozessstrahlung)通過工作激光束的聚焦透鏡到達分光鏡，借助分光鏡，來自相互作用區的輻射被從工作光路中輸出耦合(coupleout)。布置在分光鏡之后的成像光學系統隨后將輻射聚焦到一個位置分辨的接收器設備上，該設備具有光闌用于確定在工件上的觀察范圍。

除了位置分辨的接收器設備，在這種已公開的裝置中，觀察照相機，例如攝像機借助連接殼體(Anschlussgehaeuse)被安裝在激光加工頭的殼體上。在此，攝像機用于在接收器設備的校準期間觀察工件表面。

DE?10160623A1涉及用于監視激光加工過程的一種另外的裝置。這種已公開的監視裝置隨著激光加工頭使用，其中被對準的工作激光束通過轉向鏡(Umlenkspiegel)被轉向到作為聚焦光學系統起作用的凹面反射鏡上。在此，凹面反射鏡具有有效的開口，它大于轉向鏡的開口。由此，來自在激光束和工件之間的相互作用區的、到達凹面反射鏡上的輻射的一部分在轉向鏡上環形地通過并且可以被布置在轉向鏡后面的聚光透鏡聚焦到接收器設備的入射光闌(Eintrittsblende)中。若在此在光闌和聚光透鏡之間的距離變化，則在相互作用區的區域中的觀察區域也被相應地轉移。在此，接收器設備裝備有位置敏感的檢測器，它提供相應于被接收的光學輻射的光譜分布的重心的信號。

除了這些使用工作光路的用于反映射束控制的元件的監視裝置之外，DE?19852302A1中還公開了一種過程監視設備，其中設置了具有孔的用于工作激光束的聚焦鏡，來自在激光束和工件之間的相互作用區的輻射可以穿過該孔，以被布置在孔之后的光學系統引導到檢測器上。在此，檢測器可以使用行或平面傳感器。

在這種監視裝置中，被使用的接收器必須分別按照待執行的加工過程及/或待監視的特性被選擇。

實用新型內容

本實用新型的任務在于，提供另外的用于監視激光加工過程的裝置以及激光加工頭，該裝置或加工頭能夠實現檢測及/或監視加工過程及/或加工進程的質量。

該任務通過根據本發明的裝置和根據本發明的激光加工頭解決。本實用新型的有利的改進方案和擴展方案在下文中被描述。

根據本實用新型的用于監視激光加工頭的裝置具有輻射敏感的接收器設備、至少一個成像裝置以及用于接收器設備的信號的分析電路，該分析電路在它那方面提供表明激光加工過程的進程的特征的輸出信號。為了能夠執行對加工過程的高品質的、不依賴于過程的監視，用于檢測來自在激光束和工件之間的相互作用區的區域中的輻射的接收器設備包括至少一個輻射敏感的接收器、例如光電二極管，以及至少一個照相機、例如具有CCD的圖像傳感器，它們的相應的輸出信號被同時輸送給分析電路。