[发明专利]用于监控切割过程的方法和设备有效
申请号: | 201980069908.9 | 申请日: | 2019-10-22 |
公开(公告)号: | CN112912199B | 公开(公告)日: | 2023-06-27 |
发明(设计)人: | S·凯斯勒;D·辛德黑尔姆;W·马格 | 申请(专利权)人: | 通快机床欧洲股份公司 |
主分类号: | B23K26/03 | 分类号: | B23K26/03;B23K26/08;B23K26/142;B23K26/38 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 72002 | 代理人: | 郭毅 |
地址: | 德国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 监控 切割 过程 方法 设备 | ||
本发明涉及一种用于监控、尤其用于调节工件(2)处的切割过程的方法,所述方法包括:将加工射束、尤其激光射束(5)聚焦到所述工件(2)上;检测所述工件(2)的待监控区域(21),所述待监控区域包括所述加工射束与所述工件(2)的相互作用区域(22);基于检测到的相互作用区域(22)求取所述切割过程的至少一个表征性特征参量(L)、尤其是在切割过程中所形成的切缝(24)。根据本发明,在熔融切割过程中,基于检测到的相互作用区域(22)求取在所述切缝(24)处形成的切割前沿(23)的切割前沿长度(L)作为表征性特征参量。本发明还涉及一种用于监控、尤其用于调节工件(2)处的切割过程的相关设备。
技术领域
本发明涉及一种用于监控、尤其用于调节工件处的切割过程的方法,该方法包括:将加工射束、尤其激光射束聚焦到工件上;检测工件的待监控区域,该区域包括加工射束与工件的相互作用区域;基于检测到的相互作用区域求取切割过程的至少一个表征性特征参量、尤其在切割过程中形成的切缝。本发明还涉及一种用于监控、尤其用于调节工件处的切割过程的设备,该设备包括:用于将加工射束、尤其激光射束聚焦到工件上的聚焦装置;用于检测工件处的待监控区域的图像检测装置,该待监控区域包括加工射束与工件的相互作用区域;分析处理装置,该分析处理装置构造为基于检测到的相互作用区域来求取切割过程的至少一个表征性特征参量、尤其切缝。
背景技术
从申请人的WO 2012/107331 A1中已知一种开篇所提及类型的用于监控激光切割过程的设备,该设备可以用于检测激光切割过程(例如即将到来的切割中断)的表征性特征参量。在切割间隙低于预给定的间隙宽度的情况下,识别出即将发生的切割中断。替代地或附加地,将所观察的切割前沿的表面与参考表面进行比较,该参考表面对应于良好切割或质量切割下切割前沿的表面。如果在正常切割的情况下,由参考表面发射的辐射强度超过期望亮度的极限值,则也可以探测到切割中断。
在WO 2012/107331 A1中还提出,探测切割前沿上边缘和切割前沿下边缘作为工件的材料边界,并在考虑工件厚度的情况下求取激光切割过程的切割前沿角。如果切割前沿角偏离期望值或期望范围,则这可能表明切割误差或非最佳工作点,这可以通过适当的措施(例如通过匹配切割速度)进行校正。
切割中断的一般原因是引入到工件中的能量不足。太低的单位长度能量导致切割前沿的展平,即导致切割前沿角变大,由此,熔体无法再在切割下边缘处完全排出并因此在切缝中凝固。切割下边缘的闭合导致过程不规范,该过程不规范通常持续性地阻止切割分离。因此,表示切割间隙的表征性特征参量的切割前沿角是用于即将发生的切割中断的指标。
在通过切割喷嘴的同轴过程观察中,在观察材料边界时,存在以下问题:观察区域被切割喷嘴的通常圆形的内部轮廓所限界。尤其在火焰切割过程中,使用小的喷嘴直径,使得即使在良好切割的情况下,切割前沿下边缘也位于由喷嘴口所限界的观察区域之外,因此无法可靠地确定切割前沿角。
为了解决该问题,在申请人的WO2015036140A1中提出,根据亮度值或强度值得出关于切割前沿角的推论,该切割前沿角作为切割过程的表征性特征参量,通过在缓慢观察中以相对于激光射束的射束轴线的一角度所记录的相互作用区域的图像来确定该亮度值或强度值。通过将强度值与阈值进行比较,可以推断出已经超过切割前沿角的临界值,在该临界值下不再存在任何良好切割。
从WO2016181359A1中已经知道,借助相对于激光射束轴线偏移地布置的摄像机来探测切割前沿的上端和下端,其中,该摄像机的观察方向与切割方向相反地向后定向到切割间隙中,从而可以探测到切割前沿的下端。由摄像机图像确定切割前沿后倾,该切割前沿后倾可以调节为确定的期望值。
发明内容
本发明所基于的任务是,提供用于监控、尤其用于调节切割过程的一种方法和一种设备,所述方法和设备使得能够可靠地求取切割过程的表征性特征参量、尤其在切割过程中形成的切缝的表征性特征参量,和/或使得能够有利地调节切割过程。
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