[发明专利]激光切割头以及用于借助于激光切割头切割工件的方法

权利要求书

1.一种用于借助于工作激光束（14）切割工件（12）的装置（10、52、56），包括：

-一个壳体（16），所述工作激光束（14）的光束路径被引导穿过该壳体，且该壳体具有一个聚焦光学器件（18），该聚焦光学器件（18）用于将所述工作激光束（14）聚焦在待被切割的所述工件（12）上的一工作区域（48）内，

-一个带有光源（46）的照射装置（44），用于待被切割的所述工件（12）的工作区域（48）的非相干照射，

-一个摄像机（32），同轴耦合进工作激光束路径，用于观察待被切割的所述工件（12）的工作区域（48），一个对于所述工作激光束（14）基本不可穿透的光学滤波器被布置在观察光束路径（22）中，位于所述摄像机（32）前面，

-一个处理单元（56），被设计为处理来自所述摄像机（32）的图像数据，以确定由所述工作激光束（14）在所述工件（12）中产生的切割缝（50）的几何形状和质量，

所述光学滤波器是光学带通滤波器（36），所述照射装置（44）的光源（46）使得该光源在所述带通滤波器（36）的波长通带内具有一个至少局部发射最大值，以使得所述摄像机（32）记录所述工作区域（48）的灰度图像，其中所述工作激光束（14）的反射和所述工件（12）的材料蒸气的放射被最小化。

2.根据权利要求1所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述处理单元（56）被设计为处理来自所述摄像机（32）的数据，以确定所述切割缝（50）的当前宽度（d’）。

3.根据权利要求1或2所述的装置（10、52、56），还包括一个切割喷嘴（20），所述工作激光束（14）和所述摄像机（32）的观察光束路径（22）通过该喷嘴，且切割气体被引导通过该喷嘴，由此在切割过程期间待被切割的所述工件（12）的被所述工作激光束（14）熔化的材料从所述切割缝（50）被向下吹。

4.根据前述权利要求1、2或3所述的装置（10、52、56），还包括第一光束分离器（30），通过该第一光束分离器（30），所述摄像机（32）的观察光束路径（22）可同轴耦合进所述工作激光束路径。

5.根据前述权利要求4所述的装置（10、56），还包括第二光束分离器（38），其被布置在所述观察光束路径（22）中，位于所述第一光束分离器（30）和所述摄像机（32）之间，通过该第二光束分离器（38），所述照射装置（44）的照射可同轴耦合进所述工作激光束路径。

6.根据前述权利要求1-4任一项所述的装置（52、56），其特征在于，所述照射装置（44）被紧固至所述壳体（16）的外侧，以均匀照射所述工件（12）的工作区域（48）。

7.根据权利要求1所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述光学带通滤波器（36）是干涉滤波器，尤其是法布里珀罗滤波器。

8.根据前述权利要求任一项所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述光学带通滤波器（36）的波长通带的半值宽度小于50nm，尤其小于20nm。

9.根据前述权利要求任一项所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述照射装置（44）的光源（46）是氙闪光灯或汞蒸气灯。

10.根据权利要求1-8所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述照射装置（44）的光源（46）是至少一个LED，尤其是RCLED，或者是至少一个激光器。

11.根据权利要求1-8任一项所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述照射装置（44）的光源（46）具有至少一个激光器，以及在该光源的光束出口侧具有一个时间变化漫射器，所述激光器产生的激光行进通过该时间变化漫射器，以消除激光的相干性。

12.根据权利要求1-8任一项所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述照射装置（44）的光源（46）具有多个激光器，这些激光器的激光被叠加，使得所述照射装置（44）产生的照射形成非相干光。

13.根据前述权利要求任一项所述的装置（10、52、56），其特征在于，所述摄像机（32）包括一个图像记录装置，该图像记录装置被设计为借助于HDR方法处理图像数据。