[發明專利]用于借助激光射束切割工件的方法和用于執行該方法的激光加工系統

在審

• 申請號: 201980089999.2
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN113348047A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: N·韋肯曼;F·奧皮茨
• 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;B23K26/035;B23K26/38;B23K26/04;B23K31/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本公開涉及一種用于借助激光射束(10)切割工件(1)的方法，包括：在切割過程中借助激光射束(10)在所述工件(1)上沿切割方向(20)產生切割縫隙(2)；將光學相干斷層掃描儀的光學測量射束(13)對準到所述切割縫隙(2)上；使所述光學測量射束(13)偏移；借助所述光學相干斷層掃描儀測量所述切割縫隙(2)的至少一個幾何特性。

技術領域

本公開涉及一種激光加工系統和一種用于借助激光射束切割工件的方法。本公開尤其涉及一種具有光學相干干涉儀的激光切割頭。

背景技術

在用于借助激光進行材料加工的裝置中，例如在用于激光切割的激光加工頭中，從激光光源或激光傳導纖維的一端射出的激光射束借助射束導向光學器件和聚焦光學器件聚焦或集束到待加工工件上。默認使用具有準直器光學器件和聚焦光學器件的激光加工頭，其中，激光光線通過也被稱為激光源的光線傳導纖維提供。

在自動化工業分割過程的范疇內采用激光切割，因為通過相應的激光加工系統，大金屬面板的切割可以最大程度上無磨損、過程可靠且靈活。進一步提高激光切割時的自動化程度的前提是改善過程監控和/或過程調節。識別和避免分割過程中出現的偏差或加工質量的波動是特別有利的。

存在一些方案涉及可以如何監控和調節激光切割過程的子部分。如此例如使用傳感器，這些傳感器能夠得出關于過程當前熱物理狀態的結論。例如，EP 1 275 465 B1描述了一種用于驗證不存在毛刺的系統，包括用于將激光射束聚焦在切割或多孔區的設備、用于檢測通過所述切割或多孔區發出的射束的光電傳感器設備和用于加工通過所述傳感器設備發出的信號的電子控制和加工單元。

然而，這類傳統的方案僅能有限地識別分割過程中出現的偏差或加工質量的波動并且實施起來成本很高。

發明內容

本公開的任務在于，說明用于借助激光射束切割工件的、能夠改善過程監控的一種激光加工系統和一種方法。本公開的任務尤其在于，說明一種激光加工系統和一種方法，借助所述激光加工系統和方法能夠在切割過程期間就已經探測出并且避免在分割過程中出現的偏差和加工質量的波動。

通過獨立權利要求的主題解決該任務。本發明的有利構型在從屬權利要求中說明。

根據本公開的實施方式，說明一種用于借助激光射束切割工件的激光加工系統。所述激光加工系統包括激光加工頭，所述激光加工頭設置為用于沿切割方向將所述激光射束對準到所述工件上以產生切割縫隙；具有光學相干斷層掃描儀(OCT)的光學測量裝置，其中，所述光學測量裝置設置為用于優選地在切割過程期間將光學測量射束對準到所述切割縫隙上；和偏轉裝置，所述偏轉裝置設置為用于例如使所述光學測量射束關于所述激光射束的射束軸線和/或關于所述切割方向偏移，以便測量所述切割縫隙的至少一個幾何特性。因此，借助所述光學相干斷層掃描儀的測量可以基于間距數據進行，所述間距數據通過所述偏移的光學測量射束針對工件上或切割縫隙上/周圍的不同位置獲得。所述光學測量射束可以與激光射束同軸地或平行地照射到所述工件上并關于該位置偏移。

所述至少一個幾何特性可以包括以下特性中的至少一個：切割前沿幾何形狀、切割縫隙寬度和切割側面幾何形狀。所述切割前沿幾何形狀可以包括切割前沿的輪廓和/或切割前沿角。所述切割側面幾何形狀可以包括切割棱邊角。

在此，“切割”表示例如工件的分開或分割方法。由此，所述切割縫隙可以定義為完全穿透所述工件的縫隙或切口。所述切割縫隙也可以稱為切割接縫。在此，所述切割縫隙不僅包括工件本身中的縫隙或孔，而且包括其限界邊緣。