[發明專利]用于在工件的熱輔助刺穿時進行刺穿識別的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710182882.1
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107225337B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: M.C.拜拉姆;T.米勒
• 申請（專利權）人: 梅塞爾切割系統有限責任公司
• 主分類號: B23K31/10
• 分類號: B23K31/10;B23K26/382;B23K26/50;B23Q17/00;B23K26/70;G01B7/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李雪瑩;宣力偉

本發明涉及在工件的熱輔助刺穿時進行刺穿識別的方法和裝置，在所述方法中工件被加載有第一交變信號。為了以此為出發點提供對所實現的刺穿快速并且精確的識別的方法，根據本發明提出所述方法包括以下方法步驟：a）檢測由所述第一交變信號在與工件間隔開的測量電極中所引起的第二交變信號；b）在輸出相位偏移信號的情況下獲取第一交變信號與第二交變信號之間的相位偏移；c）檢測所述相位偏移信號或者由所述相位偏移信號所推導出的測量參量在預先給定的時間間隔內關于時間的變化曲線；其中借助于以下方面來識別所實現的工件刺穿：所述相位偏移信號或者由所述相位偏移信號所推導出的測量參量在所述時間間隔內處于預先給定的波動范圍之內。

技術領域

本發明涉及一種用于在工件的熱輔助刺穿時進行刺穿識別的方法，在所述方法中，所述工件被加載有第一交變信號。

此外，本發明涉及一種用于在工件的熱輔助刺穿時進行刺穿識別的裝置，所述裝置具有用于產生第一交變信號的交變信號發生器。

背景技術

工件的熱切割通常通過經過聚焦的激光射束和氣體射流的組合使用來實現。在此根據分離機理在激光射束-熔化切割、激光射束-汽化切割或者激光-火焰切割之間進行區分。廣泛傳播的是所述激光射束-熔化切割。在此通過下述方式實現材料分離：材料通過激光射束在切割前部區域中的加熱功率熔化并且通過切割氣體射流的同時的脈沖傳輸而從切縫中排出。高功率激光器、尤其CO₂激光器、纖維激光器、片狀激光器和二極管激光器被使用，其中大多數使用圓偏振或者非偏振激光射束（zirkular polarisierte oderunpolarisierte Laserstrahlung），以避免在輪廓切割時吸收特性中的方向依賴性。

在刺入過程或者刺穿過程中，在所述工件中產生第一孔。在此，通常利用激光射束僅以脈沖運行的方式工作，以便盡可能快速地、同時卻盡可能受保護地刺入到材料中。對所實現的刺穿的識別是難以解決的。在手動編程的刺入過程中，對于工件類型和工件厚度的每種特定的情況來說，將刺入參數包括典型的刺入持續時間保存在數據庫中。但是由于不可預見的材料偏差和工序中的變化，所述刺入持續時間在此必須設有時間上的安全緩沖（Sicherheitspuffer）。所述安全緩沖應當確保：在生產運行中刺入開始與切割之間的時間不被選擇得過短并且不生產廢料。但是如果時間過長，那么不必要地延長了用于加工的總時間，并且盡管刺入過程原本已經結束仍向所述工件中引入其他工序能量。該能量可能改變材料的特性并且使可再生地維持不變的切割質量變得困難。

用于自動地識別所實現的刺穿的裝置避免了該缺點。該裝置例如擁有光學傳感器，所述光學傳感器檢測在刺入過程中所反射的光線并且將反射光線在閾值之上的變化解釋為所述刺入過程的結束。但是，光學傳感器的使用需要一定的結構空間。此外，要么所述傳感器布置在所述工件的近旁，從而使得所述傳感器在分離條件下承受高的熱負荷，要么所述傳感器相對于分離工序以一定的間距來布置，這導致不利的信噪比，從而使得所述傳感器的信號通常必須得到增強。此外，光學傳感器具有下述缺點：在輻射過程中存在影響因素，所述影響因素改變傳感器信號，所述影響因素例如是噴嘴直徑。

DE 10 2010 039 525 A1描述了另一種途徑，由DE 10 2010 039 525 A1公開了用于根據開頭所提及的類型進行刺穿識別的方法和裝置。為了自動地識別所述刺穿使用了電容式間距傳感器，如所述電容式間距傳感器也在切割過程期間用于無接觸的間距測量那樣并且在此確保在激光噴嘴與工件上側面之間的間距。在電容式間距測量系統中，金屬間距傳感器和金屬工件形成可變的電容器，所述可變的電容器被連接到LC-諧振電路中。如果所述工件被加載有第一交變信號，那么通過傳感器與工件之間的間距來確定該電容器的電容。在所述刺穿的區域中經過所述工件時，由于突然的間距變化，所述間距傳感器探測到：在所述工件中已經形成刺穿。

發明內容