[发明专利]用于求取切割喷嘴的磨损状态的方法以及用于执行这种方法的激光加工机

说明书

本发明涉及一种用于求取激光加工机的切割喷嘴(1)的磨损状态的方法，根据本发明，根据三维的切割喷嘴形状(2)来求取所述切割喷嘴(1)的磨损状态。

本申请是申请日为2014年7月18日、申请号为201410342469.3、发明名称为“用于求取切割喷嘴的磨损状态的方法以及用于执行这种方法的激光加工机”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于求取激光加工机的切割喷嘴的磨损状态的方法。本发明也涉及一种用于执行这种方法的激光加工机。

背景技术

切割喷嘴在用于实现均匀且高质量的切割结果的激光切割过程中使用。在此，切割喷嘴的形状直接对切割气流起作用并且因此以直接的方式影响切割结果。因此，切割喷嘴的磨损也影响切割结果，该磨损典型地在切割过程期间出现。切割喷嘴的磨损的原因在于：例如经加工的材料的熔化物的附着渣和附着的溅出物，或者由掠过的或反射回来的激光辐射引起的烧灼，以及切割喷嘴与工件或其他构件的直接的或掠过的碰撞。通过这种磨损可能会这样改变切割喷嘴的形状，使得该切割喷嘴上的流动情况也变化。这尤其导致了通流横截面的改变并且因此导致了气流的优选方向的改变。由此，消极结果例如是与方向相关地改变的切割结果、例如工件上的不同程度的须状附着物。此外，前述的磨损原因也以消极的方式影响了激光切割过程期间切割喷嘴和待加工的工件之间的间距的测量。

为了应对所述磨损原因的消极结果，已知的是通过操作人员手工地检查切割喷嘴。然而，这造成了激光加工机的长时间的和高成本的停止运行时间。此外，相应的操作人员必须具有相应的经验，以便能够可靠地执行检查。

此外，由EP 1 211 015 B1已知了一种开头所述类型的方法。根据一种用于切割喷嘴的磨损控制装置，借助于摄像机单元产生来自被照明的切割头的图像信号并且然后接着分析处理所述图像信号。然而，借助于这种对拍摄的图像信号的传统的分析处理不能检测到影响气流的磨损原因。可靠地评估切割能力是不可能的。

发明内容

因此本发明的任务在于，给出一种开头所述的方法以及一种用于执行这种方法的激光加工机，该激光加工机克服了现有技术的缺点。特别是应该通过根据本发明的方法或根据本发明的激光加工机来提高或改善在激光切割时的过程安全性和过程质量。

该任务通过开头所述类型的方法来解决，该方法的特征在于，根据三维的切割喷嘴形状来求取切割喷嘴的磨损状态。

与根据本发明的方法和根据本发明的激光加工机相关的优点基本上在于，根据所述三维的切割喷嘴形状求取到的磨损状态包括关于切割喷嘴的三维形状的深度信息(也就是说关于切割喷嘴的深度轮廓的信息或者换句话说关于切割喷嘴的表面形状的信息)，并且因此可以准确得多地判断切割喷嘴的切割能力。所述更准确地判断涉及运行期间切割喷嘴形状的由磨损引起的三维变化对切割气流的影响。通过检测所述三维的切割喷嘴形状可以有利的是，例如量化该切割喷嘴上的切口、喷出物或附着物并且可以干预该切割喷嘴的磨损状态的求取。借助于根据本发明的方法能够以比目前客观的方式和方法来判断所述切割喷嘴的磨损状态。基于求取到的磨损状态可以判断：是否需要更换喷嘴。根据本发明，切割喷嘴形状理解为切割喷嘴的整体的表面形状，即包括气体通道、切割前端、喷嘴外锥等的切割喷嘴的整体三维表面几何形状。磨损状态特别是理解为三维的切割喷嘴形状与该切割喷嘴形状的原始状态(额定状态)的偏差。

此外优选地求取所述磨损状态，其方式是，将切割喷嘴形状的通过三维地分析处理所确定的实际状态与切割喷嘴形状的额定状态相比较。为了确定切割喷嘴的实际状态可以例如由摄像机装置的一个或多个摄像机记录通过三维的分析处理来计算或推导出(例如以CAD数据的形式的)切割喷嘴的三维实际形状作为实际状态。接着可以将以这种方式计算的实际形状与(例如同样以CAD数据的形式的)切割喷嘴的额定形状相比较。接着可以由实际形状与额定形状的偏差或实际状态与额定状态的偏差来求取磨损状态。额定形状或额定状态是典型地预先已知的并且存储在分析处理单元的存储器中。