[发明专利]用于确定激光加工头的实际位态与其额定位态的偏差的方法

说明书

技术领域

本分明涉及一种用于确定激光加工机的可沿多个运动轴运动地安置的激光加工头的实际位态是否与该激光加工头的额定位态相应或存在偏差的方法，还涉及一种用于执行这种方法的激光加工机。

背景技术

一种这类方法例如从US 5，400，638已知。其中描述了校准系统，在其中机器人借助照相机和距离传感器在不同测量位置移动到参考构件处并进行测量，其中，所述参考构件安装在机器人的基体上。通过这种方式可能的是，确定并且随后补偿机器人臂长的与温度相关的变化。

在所述机器人中，并且也在其它已知的加工机中，例如在激光加工机中，参考构件却在对应的加工空间内形成干扰轮廓，其可能导致碰撞。为了上述测量目的而对参考构件的正确位置进行校正在时间上和在技术上也是费事的。此外有问题的是，碰撞引起的、然而比较小的偏差用肉眼不总是可以识别。然而这种错误位置在结果上导致错误性地生产工件，也就是说导致成本密集的废品。

发明内容

本发明所基于的任务在于，给出开始时提到的方法和用于实施这种方法的激光加工机，所述方法和所述激光加工机克服现有技术的所述缺点。尤其要通过根据本发明的方法和根据本发明的激光加工机放弃时间和成本密集的、在技术上费事的手段。

所述任务通过一种在开始时提到的类型的方法解决，该方法包括如下方法步骤：

a)选出所述激光加工头的至少两个不同的加工位态，在所述两个加工位态中，由所述激光加工头发射出的激光射线指向固定在所述激光加工机上的工件的相同额定位置；

b)使所述激光加工头运动到一个选出的加工位态、即第一加工位态并且借助所述激光射线在所述工件的所述额定位置上或围绕所述额定位置将贯通开口加工到所述工件中；并且

c)使所述激光加工头运动到另一个选出的加工位态、即第二加工位态并且探测通过所述激光射线和所述工件之间的相互作用产生的辐射，其中，如果未探测到辐射，则所述激光加工头的实际位态与其额定位态偏差小于一与所述贯通开口的尺寸并且与所述激光加工头的所述两个加工位态相关的量值，或者，如果探测到射线，则偏差大于所述量值。

根据本发明能够以简单、非常快速和高效的方式在工件加工的每个阶段或激光加工机的调整的每个阶段将激光加工头的实际位态与其额定位态相比较。因而可以检验是否存在不希望的几何偏差，并且由此确定机器的调整(至此)是否无错误地进行了，工件加工是否可以继续或者是否应采取应对措施。通过根据本发明的方法尤其能够以简单、快速和高效的方式检验激光加工头的之前实施的且通常费事的几何校准。这尤其使得能够检验，在激光加工机的数控控制装置中存储的、用于在空间中定位激光加工头的运动链的数字式偏移值是否符合实际的机械偏移尺度。可以放弃首先加工第一工件并且随后考虑其生产精度来间接控制校准。根据本发明的方法允许对激光加工头的校准或对运动链的运动耦合并且在工件加工中操纵激光加工头的部件的校准进行检验。

在激光机工头的第一加工位态，贯通开口或者在工件的额定位置上作为点状刺入孔被刺入到工件内或者围绕工件的额定位置被从工件中切割出。在第一种情况下贯通开口的直径相应于激光射线直径，与第一情况不同，在后一种情况下贯通开口的所述尺寸大于激光射线直径。优选，贯通开口被加工在一个在工件再加工中被作为废料截掉的工件区段中。

在激光加工头的第二加工位态中，探测通过激光射线与工件之间的相互作用产生的过程辐射。如果激光射线穿过贯通开口因而不产生过程辐射，则激光射线在工件上的实际位态与其额定位态偏差最高为贯通开口的所述尺寸，因此激光加工头的实际位态与其额定位态偏差最高为一个与贯通开口的所述尺寸和与激光加工头的两个加工位态相关的量值。在点状刺入孔的情况下激光加工头的实际位态与其额定位态精确地一致。而如果激光射线不穿过贯通开口而是照射到工件材料上并且因此产生过程辐射，则激光射线在工件上的实际位态与其额定位态偏差最少为贯通开口的所述尺寸，因此激光加工头的实际位态与其额定位态偏差最少为所述与贯通开口的所述尺寸和与激光加工头的两个加工位态相关的量值。

根据本发明的方法有利地以预先确定的节奏执行，即例如在相继加工的工件的一个工件批量的每五个、十个或二十个工件之后执行。