[發明專利]用于借助激光射束刺入到金屬工件中的方法以及相應的激光加工機和計算機程序產品

有效

• 申請號: 201580046710.0
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN106660168B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: M·施皮斯;D·哈拉施;D·克諾瑞克;M·布拉施卡
• 申請（專利權）人: 通快機床兩合公司
• 主分類號: B23K26/03
• 分類號: B23K26/03;B23K26/04;B23K26/08;B23K26/10;B23K26/38
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

一種用于借助從激光加工噴嘴(8)中射出的激光射束(5)和過程氣體(7)在刺入部位(11)處刺入到金屬工件(6)中的方法，其中，在刺入時一個隆起(14)圍繞刺入部位(11)在工件表面(12)上沉積，在該方法中，根據本發明地在刺入期間連續地測量激光加工噴嘴(8)到隆起(14)的間距并且根據所測的間距改變至少一個刺入參數。

技術領域

本發明涉及一種用于借助從激光加工噴嘴中射出的激光射束和過程氣體在刺入部位處刺入到金屬工件中的方法，其中，在刺入時在工件表面上圍繞刺入部位沉積一個隆起，本發明還涉及一種適用于實施該刺入方法的激光加工機和一種計算機程序產品。

背景技術

在借助激光射束刺入到金屬工件中時，尤其是在使用氧氣作為過程氣體時，必須這樣調整激光加工噴嘴到工件的間距，使得將過程氣體最佳地導入到過程點中。在刺入到厚板材(板材厚度≥5mm)時由在刺入孔周圍的、熔化并且又凝固的金屬或金屬氧化物形成隆起，所述隆起的尺寸隨著板材厚度的增大而顯著地增大。在此，特別之處是隆起圍繞刺入部位的柱形生長(也稱為“Hütchen”)。該現象導致，過程氣體耦合隨生長的隆起而改變，從而刺入過程不再能最佳地被實施。因此在實際中在刺入厚板時將激光加工噴嘴到板材的刺入間距調整成恒定，該恒定的刺入間距這樣選擇，使得在“還能容忍的隆起生長”和“還良好的過程氣體耦合”之間產生盡可能最好的平衡。恒定的刺入間距必須始終選擇得這么大，使得隆起不會生長直到貼到激光加工噴嘴上并且在那里引起損傷。

由WO 2013/007674 A1已知一種切割方法，其中，在切割過程期間由間距調節裝置的信號確定工件的表面形貌。

由JP 03000490 A或JPH 04052094 A已知，在刺入時關斷間距調節而在接著的切割時在激光加工頭走過確定的路程之后才又開啟間距調節。在刺入時，將激光加工頭連同其激光加工噴嘴一起相對于工件定位在與在接著的切割時相比較大的間距上。

還由未公布的DE 10 2013 210 845.1已知一種用于借助激光射束和過程氣體刺入金屬工件中的方法，其中，在第一步驟中借助激光射束和過程氣體刺透工件得到刺入孔。在第二步驟中，借助當前調整到較大的焦點直徑的激光射束熔化在第一步驟中圍繞刺入孔在工件表面上沉積的隆起并且在此將其盡可能成型成較平的形狀或將其至少部分地去除。

發明內容

本發明的任務在于，這樣改進開頭提到的類型的方法，使得盡管隆起生長但仍可將過程氣體最佳地耦合到刺入部位中，而不會由于隆起的生長而損害激光加工噴嘴。

根據本發明，該任務以下述方式解決，在刺入期間連續地測量激光加工噴嘴到隆起的間距并且根據所測的間距改變至少一個刺入參數，由此尤其通過改變激光加工噴嘴到工件表面的間距將激光加工噴嘴到隆起的間距調節到預給定的額定間距。

根據本發明，借助間距傳感裝置探測刺入部位處的隆起的生長，然后根據所測的間距改變一個或多個刺入參數。對激光加工噴嘴到隆起(例如到隆起上側面)的間距的測量例如可通過已知的通常布置在激光加工機的加工頭上的電容式間距傳感裝置進行。替代地，也可感應式地或光學地例如通過光段傳感裝置(Lichtschnittsensorik)或借助攝像機測量間距。

優選，被改變的刺入參數涉及激光加工機中的激光加工噴嘴的高度位置(z位置)或涉及激光加工噴嘴到真正的工件表面的間距。在隆起生長時，將激光加工噴嘴到工件表面的間距增大，由此將激光加工噴嘴到隆起的間距調節到預給定的(例如恒定的)額定間距。即，相應于隆起的高度在z軸方向上補充調節激光加工噴嘴(或者說激光加工頭)的位置。通過補充調節來根據隆起最佳地進行所述過程并且顯著地優化所需的過程時間。