專利名稱：用于確定焦點(diǎn)位置的方法和用于確定激光束相對(duì)于孔的位置的方法以及激光加工噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定穿過激光加工噴嘴的噴嘴體中的孔射出的聚焦的激光 束相對(duì)于板類物體、優(yōu)選金屬薄板的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置的方法，以及一種用于確定穿過激光加 工噴嘴的噴嘴體中的孔射出的激光束相對(duì)于該孔在優(yōu)選垂直于激光束軸線的至少一個(gè)第 一空間方向上的位置的方法。本發(fā)明還涉及一種用在這樣的方法中的激光加工噴嘴，該激 光加工噴嘴具有噴嘴體和在噴嘴體中形成的孔。
背景技術(shù)：
對(duì)于工件的激光加工必要的是，非常精確地獲知激光束相對(duì)于工件表面的焦點(diǎn)位 置。因此通常在校準(zhǔn)步驟中尋找激光束焦點(diǎn)位于工件表面上的焦點(diǎn)設(shè)定，這相當(dāng)于基準(zhǔn)焦 點(diǎn)位置。在加工中根據(jù)要實(shí)施的任務(wù)(例如產(chǎn)生起始孔，切割，標(biāo)記，……)相對(duì)于該基準(zhǔn) 焦點(diǎn)位置調(diào)整焦點(diǎn)位置偏置。在激光加工機(jī)中，特別是在高激光功率下，例如由于聚焦光具臟污，因光束導(dǎo)向裝 置中的光學(xué)部件變熱而發(fā)生加工光具與光束焦點(diǎn)之間的間距變化。由此改變工件上的焦點(diǎn) 位置和激光加工機(jī)的精度。因此在運(yùn)行中總是需要檢查焦點(diǎn)位置，以便能夠及早確定和校 正與最佳焦點(diǎn)位置的偏差。從文獻(xiàn)DE 102 55 628A1, JP 02160191，JP 10258382，JP 10314966 和 JP 10076384已知用于確定激光束的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置的方法，在這些方法中在焦點(diǎn)位置變化情況 下通過激光束在工件表面上產(chǎn)生多個(gè)切割線。接著獲取各個(gè)切割線的寬度并且確定具有最 小寬度的切割縫隙。與最小切割寬度對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)位置被看作為激光加工機(jī)的焦點(diǎn)設(shè)定。在 上面所引用文獻(xiàn)的前四個(gè)中描述的方法中，借助優(yōu)選定位在激光加工頭上的攝像機(jī)獲取切 割線寬度，在第五個(gè)文獻(xiàn)中電容式確定線寬度，其方式是，激光加工頭橫向于切割線移動(dòng)并 且此時(shí)通過位于激光加工頭的激光加工噴嘴上電容傳感器測(cè)量電容變化。在激光加工中，除了精確設(shè)定焦點(diǎn)位置外，還要根據(jù)應(yīng)用情況精確到幾個(gè)0.01毫 米地調(diào)節(jié)聚焦的激光束在穿過激光加工噴嘴的噴嘴體的孔時(shí)的位置，因?yàn)檫@是獲得與方向 無關(guān)的加工結(jié)果的前提。激光束穿過的噴嘴體孔通常是圓形的，但也可以是任意的其他它 形狀，例如長(zhǎng)孔。在使用新的激光加工頭時(shí)或者在更換或清潔其部件后進(jìn)行聚焦激光束與激光加 工噴嘴中心或者與激光束從激光加工噴嘴射出時(shí)的預(yù)定射出位置的相互對(duì)應(yīng)的基本設(shè)定。 可以在激光加工機(jī)運(yùn)行中借助周期性測(cè)量或者在加工結(jié)果變壞時(shí)對(duì)這種對(duì)應(yīng)實(shí)施檢查。此 外在焦點(diǎn)設(shè)定變化時(shí)這樣的檢查是有意義的。在現(xiàn)有技術(shù)中通常手動(dòng)進(jìn)行激光束在激光加工噴嘴的孔中的定向。為此在噴嘴孔 上粘貼一膠粘帶并且以小的激光功率在膠粘帶上燒出一小洞。用裸眼和放大鏡確定激光束 的光束位置與噴嘴中心的偏差。相應(yīng)的具有校正螺釘?shù)亩ㄎ粏卧糜谛Ｕ馐恢?，借?校正螺釘可以在噴嘴體中的孔的與噴嘴軸線成直角延伸的X-Y-平面中在X和Y方向上改變激光束的位置。該過程是不準(zhǔn)確的、費(fèi)時(shí)間的，并且由于必要的人工干預(yù)而不適合于自動(dòng) 化工藝過程。從JP06328281已知，為了激光束在激光加工噴嘴中的對(duì)中首先用激光束在工件 中切出一圓形洞，該洞的中心點(diǎn)相應(yīng)于激光束的中心點(diǎn)。激光加工噴嘴中的圓形孔的中心 通過用噴嘴體探測(cè)該洞的相對(duì)置的棱邊來確定，其中，通過在噴嘴體與工件之間施加的電 壓的短路檢測(cè)噴嘴體與棱邊的接觸。如果激光束的中心點(diǎn)與噴嘴孔的中心點(diǎn)不一致，那么 使光束對(duì)準(zhǔn)激光加工噴嘴中的孔的中心點(diǎn)。但如果開始時(shí)激光束非常偏離中心該方法可能 導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果，因?yàn)樵撨@種情況下該圓形切口具有非常斜的棱邊并且在以激光加工噴 嘴探測(cè)時(shí)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的結(jié)果。此外從申請(qǐng)人的WO 2006/027085A1中已知，相對(duì)于過程氣體射流的射流軸線確 定激光束軸線的位置，其方式是，該過程氣體射流探測(cè)軸線位置識(shí)別元件上的棱邊，其中， 通過軸線位置識(shí)別元件的偏轉(zhuǎn)檢測(cè)到棱邊的接觸。隨后通過過程光線測(cè)量來檢測(cè)激光束在 軸線位置識(shí)別元件棱邊上的接觸并且通過比較各個(gè)獲得的接觸點(diǎn)獲知相對(duì)于過程氣流射 流軸線位置的激光束軸線位置
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是，提供一些方法，通過這些方法能夠簡(jiǎn)單地并且優(yōu)選自動(dòng)地使得 激光束相對(duì)于物體的焦點(diǎn)位置或者說激光束相對(duì)于孔的位置能夠被可靠地、可重復(fù)地并且 盡可能準(zhǔn)確地確定，并且在這些方法中能夠在必要時(shí)校正激光束相對(duì)于孔的焦點(diǎn)位置或者 說位置。此外本發(fā)明的任務(wù)是提供一種激光加工噴嘴，該激光加工噴嘴特別適合用于探測(cè) 棱邊。根據(jù)本發(fā)明，通過開始所述類型的用于確定激光束的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置的方法解決該 任務(wù)，該方法包括下面的步驟a)借助激光束在同時(shí)地、優(yōu)選階梯式地改變激光束焦點(diǎn)與 板類物體之間在激光束軸線方向上的間距的情況下將該物體切下一塊；b)從側(cè)面探測(cè)在 物體上由于切下該塊而形成的棱邊，以便獲知棱邊的坐標(biāo)；以及C)根據(jù)獲知的坐標(biāo)確定突 出最遠(yuǎn)的棱邊區(qū)段，并且，確定所對(duì)應(yīng)的、焦點(diǎn)與板類物體之間間距的設(shè)定作為激光束的基 準(zhǔn)焦點(diǎn)位置。根據(jù)本發(fā)明在用作測(cè)試工件的板類物體中產(chǎn)生唯一的連貫的切割線，該切割線與 激光切割期間的焦點(diǎn)位置相關(guān)地具有可變的寬度。在切下所述塊后在剩余工件上形成的可 自由觸及的切割棱邊的輪廓相應(yīng)地變化，使得從它們的坐標(biāo)能夠反推出焦點(diǎn)位置。在此，該 切割線的最窄區(qū)段的或者說在棱邊上突出最遠(yuǎn)的區(qū)段的焦點(diǎn)設(shè)定給出焦點(diǎn)位置的這種設(shè) 定在該設(shè)定情況下激光束的焦點(diǎn)位于工件表面上的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置處。本發(fā)明方法能夠例如使用在更換激光加工頭后或者在更換或清潔聚焦光具后用 于激光加工頭的基本設(shè)定。此外本發(fā)明方法能夠在焦點(diǎn)位置過程監(jiān)視范圍內(nèi)使用。在此， 焦點(diǎn)位置檢查或者以確定的時(shí)間間隔周期性進(jìn)行，以便補(bǔ)償逐漸的焦點(diǎn)位置變化，或者在 出現(xiàn)加工問題時(shí)(例如切割結(jié)果的質(zhì)量變差)有針對(duì)性地進(jìn)行。優(yōu)選在高激光功率下切下所述塊，但也可以在低于通常為工件加工所使用的額定 功率的激光功率下切下，如果確定，該測(cè)試工件即使在小激光功率下也能夠被完全切透。這 里優(yōu)選在供應(yīng)氮?dú)馇懈顨怏w的情況下產(chǎn)生板狀測(cè)試工件中的切割縫隙。
在一優(yōu)選方案中所述探測(cè)借助機(jī)械探測(cè)工具進(jìn)行，優(yōu)選借助激光加工噴嘴的噴嘴 體或者借助安裝在激光加工頭上的測(cè)量探測(cè)器。激光加工噴嘴的合適地構(gòu)造的噴嘴體能夠 用作探測(cè)工具。但為了提高探測(cè)的精度也可以使用測(cè)量探測(cè)器，該測(cè)量探測(cè)器替換激光加 工噴嘴或者除激光加工噴嘴之外附加地安裝在激光加工頭上。該測(cè)量探測(cè)器能夠例如圓柱 形地構(gòu)造并且因此相對(duì)于常規(guī)的激光加工噴嘴具有形狀公差較小的優(yōu)點(diǎn)。該測(cè)量探測(cè)器為 了測(cè)量能夠例如通過自動(dòng)噴嘴更換裝置旋擰在激光加工頭上的激光加工噴嘴的位置上或 者定位在激光加工噴嘴旁邊并與激光加工頭固定連接。在一優(yōu)選擴(kuò)展構(gòu)造中，通過板類物體與機(jī)械式探測(cè)工具之間出現(xiàn)的短路來檢測(cè)棱邊的接觸。在此在探測(cè)工具與板類物體之間施加電壓。如果噴嘴體作為探測(cè)工具，那么能 夠例如通過激光加工頭的距離傳感器檢測(cè)短路，該距離傳感器與激光加工噴嘴電連接。當(dāng) 然，在該方案中不僅板類物體而且探測(cè)工具都由導(dǎo)電的材料制成。在另一優(yōu)選擴(kuò)展構(gòu)造中，通過棱邊與機(jī)械式探測(cè)工具之間的間距的電容式測(cè)量來 檢測(cè)棱邊的接觸。在這樣的情況下可通過對(duì)電容測(cè)量式距離傳感器的間距信號(hào)的持續(xù)求值 獲得棱邊與探測(cè)工具之間的間距。如果該間距信號(hào)低于事先確定的值，則將此識(shí)別為接觸。 在此距離傳感器測(cè)量導(dǎo)電的探測(cè)工具與導(dǎo)電的物體之間的電容。該電容與間距相關(guān)并且隨 著探測(cè)工具與物體之間的間距增大而減小?？梢越柚袷庪娐愤M(jìn)行電容測(cè)量，該振蕩電路 的頻率與電容相關(guān)地失調(diào)。通過特性曲線建立確定間距與頻率之間的關(guān)聯(lián)。在一優(yōu)選方案中，借助激光束進(jìn)行棱邊的探測(cè)。在此，當(dāng)激光束碰到棱邊時(shí)，檢測(cè) 從激光束與物體之間的相互作用區(qū)的區(qū)域中發(fā)射的射線(例如等離子發(fā)光或過程光線)的 強(qiáng)度。替換地，也可以測(cè)量激光束的透射功率或者反射功率，當(dāng)激光束碰到切割棱邊時(shí)，該 功率減小或者提高。在確定基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置后可以在激光束軸線的方向上移動(dòng)激光束焦點(diǎn)，使得焦點(diǎn)位 于板類物體的表面上。該設(shè)定在對(duì)焦點(diǎn)位置編程時(shí)被定義為“0毫米設(shè)定”。焦點(diǎn)位置編程 的該校正過程是接著能夠與加工方式相關(guān)地計(jì)算和調(diào)節(jié)最佳焦點(diǎn)位置的前提。通過特別是循環(huán)地檢查焦點(diǎn)位置能夠自動(dòng)補(bǔ)償最大為規(guī)定極限值的焦點(diǎn)位置變 化。當(dāng)焦點(diǎn)位置變化太大時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)償不再有意義，此時(shí)可以通過報(bào)警來中斷進(jìn)一步的工件 加工，以便防止產(chǎn)生廢品或者由于逐漸產(chǎn)生的臟污以及伴隨的激光束吸收增加而破壞聚焦 透鏡。在另一有利方案中，為了改變焦點(diǎn)與板類物體之間的間距，使設(shè)置在激光束的光 路中的聚焦光具在激光束軸線的方向上移動(dòng)和/或改變至少一個(gè)設(shè)置在激光束的光路中 的適配偏轉(zhuǎn)鏡的曲率半徑。該聚焦光具和該適配偏轉(zhuǎn)鏡可以都位于激光加工頭中，激光加 工噴嘴也安裝在該激光加工頭上。但該適配偏轉(zhuǎn)鏡也可以在激光機(jī)的光束通路中位于激光 加工頭前面。為了改變焦點(diǎn)位置，不僅可以移動(dòng)聚焦透鏡，而且也可以調(diào)節(jié)安置在聚焦透鏡 前面的適配偏轉(zhuǎn)鏡的曲率，該偏轉(zhuǎn)鏡在其背面被水沖淋，使得變化的水壓引起曲率半徑的 變化并由此引起焦點(diǎn)位置的變化。在這兩種情況下激光加工頭與加工平面之間的間距可以 保持恒定。在另一有利方案中選擇板類物體具有1. 5毫米到2毫米之間的厚度。如果板類物 體具有在上述范圍中的足夠厚度，則按照本發(fā)明測(cè)量切割棱邊與通過切割縫隙的視覺評(píng)估 來得知焦點(diǎn)位置相比具有該優(yōu)點(diǎn)在物體下棱邊上出現(xiàn)的毛刺不影響在物體的上棱邊上的測(cè)量。在另一特別有利的方案中，選擇呈帶的形式的板類物體。在板類物體足夠大的情 況下，在物體最終必須被操作人員更換之前可以在該物體上實(shí)施多個(gè)焦點(diǎn)位置確定。當(dāng)該 物體構(gòu)造為連續(xù)的無端部帶時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更多數(shù)量的測(cè)量，該無端部帶在每次測(cè)量后例如通 過卷繞系統(tǒng)移走。本發(fā)明還通過一種開始所述類型的用于確定激光束相對(duì)于噴嘴體中的孔的位置 的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括這些步驟a)探測(cè)優(yōu)選板類物體(特別是金屬薄板)的兩個(gè)在 第一空間方向上相對(duì)置的棱邊，通過噴嘴體和該物體至少在第一空間方向上的彼此相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，以便獲取第一接觸點(diǎn)，b)通過該物體和激光束至少在第一空間方向上的彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng) 探測(cè)物體的這兩個(gè)或者另外兩個(gè)在第一空間方向上相對(duì)置的棱邊，以便獲取第二接觸點(diǎn)， 以及c)通過比較第一和第二接觸點(diǎn)確定激光束在第一空間方向上相對(duì)于噴嘴體孔的位 置。在根據(jù)本發(fā)明的方法中可以首先確定在第一空間方向上(下面簡(jiǎn)稱X方向)借 助噴嘴體探測(cè)的兩個(gè)第一接觸點(diǎn)的平均值并且與通過借助激光束探測(cè)獲取的第二接觸點(diǎn) 的平均值比較。借助噴嘴體的探測(cè)的平均值與借助激光束的探測(cè)的平均值的差描述了聚焦 的激光束在X方向的偏心。相互對(duì)置的棱邊例如可以在物體中的沖裁的或者切割的洞中形成或者在物體的 相對(duì)置的側(cè)邊緣上形成并且優(yōu)選直線地、相互平行地延伸，以便允許確定地探測(cè)。在此噴嘴 體和激光束可以分別探測(cè)同一洞的相對(duì)置的棱邊，或者可以使用兩個(gè)分開的洞，其中，第一 洞的棱邊借助噴嘴體探測(cè)并且第二洞的棱邊借助激光束探測(cè)。在這種情況下必須精確地知 道兩個(gè)洞的幾何對(duì)應(yīng)并且在計(jì)算激光束相對(duì)于孔的位置時(shí)相應(yīng)地考慮該幾何對(duì)應(yīng)。當(dāng)然，也可以在物體中設(shè)置多個(gè)分開的洞用于借助激光束探測(cè)，因?yàn)榕c借助噴嘴 體探測(cè)相反，在借助激光束探測(cè)時(shí)小的材料去除是不可避免的。因此優(yōu)選從一次測(cè)量到另 一次測(cè)量或者在幾次測(cè)量之后當(dāng)在棱邊上探測(cè)時(shí)規(guī)定激光束側(cè)向錯(cuò)開，由此始終存在“無 傷的”測(cè)量棱邊。但該做法受到可供使用的棱邊長(zhǎng)度的限制。當(dāng)一個(gè)洞因?yàn)樵谒厦娌辉?存在所定義的測(cè)量棱邊而不能再用于通過激光束探測(cè)時(shí)，可以換到另一洞，使得能夠避免 頻繁更換物體。在一特別有利的擴(kuò)展構(gòu)造中，為了在第二空間方向(下面簡(jiǎn)稱Y方向)上確定激 光束相對(duì)于孔的位置，對(duì)于第二空間方向類似地進(jìn)行步驟a)到c)。在Y方向上借助噴嘴體 的探測(cè)的平均值與借助激光束的探測(cè)的平均值的差描述了聚焦的激光束在Y方向上的偏 心。通過確定激光束在兩個(gè)優(yōu)選垂直的空間方向X，Y上的偏心知道了校正量，激光束和噴 嘴體必須在X和Y方向上以該校正量彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便相互同心。在一優(yōu)選方案中，在步驟C)中確定在各自空間方向上的第一和第二接觸點(diǎn)的算 術(shù)平均值的差。如上面所指出的，比較平均值是一種特別簡(jiǎn)單的用于確定激光束的偏心的 可能性。當(dāng)然，為了根據(jù)接觸點(diǎn)確定激光束相對(duì)于噴嘴體中的孔的位置，其它做法也是可能 的，例如其方式是，首先計(jì)算分別在相同的或者相應(yīng)的棱邊上獲取的第一與第二接觸點(diǎn)之 間的差，隨后才確定這些差的平均值。如果知道了用于X方向和Y方向的校正量，則將激光束在孔中定位在應(yīng)有位置上， 其方式是使激光束和噴嘴體彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如果激光束在孔中偏心地設(shè)置，則可以根據(jù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不同而使聚焦激光束的位置或者使噴嘴體的位置以計(jì)算出的差移動(dòng)，以使激光束在孔中對(duì)中。在另一有利方案中，在噴嘴體探測(cè)時(shí)通過物體與噴嘴體之間的短路來檢測(cè)棱邊的接觸。在此在噴嘴體與物體之間施加電壓并且在接觸時(shí)例如通過激光加工頭的距離傳感器 檢測(cè)短路，該距離傳感器與激光加工噴嘴電連接。當(dāng)然，在該方案中不僅物體而且噴嘴體都 由導(dǎo)電材料制成。在另一有利方案中，在噴嘴體探測(cè)時(shí)通過棱邊與噴嘴體之間的間距的電容測(cè)量來 檢測(cè)棱邊的接觸。距離傳感器測(cè)量導(dǎo)電的噴嘴體與導(dǎo)電的物體之間的電容。在此該電容與 間距相關(guān)并且隨著到棱邊的間距的增大而減小，由此在低于所確定的閾值時(shí)識(shí)別為噴嘴體 在棱邊上接觸。在此電容測(cè)量可以借助振蕩電路進(jìn)行。在一特別優(yōu)選的方案中，在板類物體中設(shè)置具有用于通過噴嘴體探測(cè)的棱邊的銷 子，其中借助噴嘴體的孔的內(nèi)側(cè)面進(jìn)行探測(cè)。在此該該銷子必須如此構(gòu)造使得該銷子能夠 “伸入”噴嘴出口中。該銷子必須還具有已知的與洞的幾何對(duì)應(yīng)，該幾何對(duì)應(yīng)借助激光束測(cè) 量。在此銷子的探測(cè)可以在X方向和Y方向上分開進(jìn)行或者例如通過三個(gè)錯(cuò)開120度的探 測(cè)運(yùn)動(dòng)實(shí)施。對(duì)于用于借助激光束探測(cè)的洞的形狀具有多種可能性例如可以在銷子旁邊 或者圍繞銷子周圍產(chǎn)生一方形切口，或者該物體可以構(gòu)造為具有例如設(shè)置在中心的銷子的 回轉(zhuǎn)件。在另一有利方案中，在激光束探測(cè)時(shí)在步驟b)中檢測(cè)在激光束被該板類物體接 觸時(shí)發(fā)出的射線。在此檢測(cè)從激光束和物體之間的相互作用區(qū)的區(qū)域中發(fā)出的射線(例如 等離子光或過程光線)的強(qiáng)度，該射線在激光束碰到棱邊時(shí)出現(xiàn)。替換地，也可以測(cè)量激光 束的透射功率或者反射功率。在另一有利方案中，在一在先的步驟中，借助激光束優(yōu)選從規(guī)定的中心點(diǎn)出發(fā)切 去板類物體的一塊，同時(shí)優(yōu)選階梯式地改變激光束焦點(diǎn)與該物體之間在激光束軸線方向上 的間距，以便在物體中形成具有至少兩個(gè)在第一空間方向上相對(duì)置的棱邊的洞。物體中的 該洞優(yōu)選是具有多個(gè)平行的、相對(duì)置的棱邊的多角形(例如等邊六角形)。在切割各個(gè)棱 邊時(shí)改變?cè)摻裹c(diǎn)的Z向調(diào)準(zhǔn)，但應(yīng)當(dāng)以相同的焦點(diǎn)調(diào)準(zhǔn)切出至少兩個(gè)相對(duì)置的棱邊，以便 能夠以高精度利用這些相對(duì)置的棱邊來確定激光束在噴嘴體孔中的位置。在檢查激光束在 X-Y-方向的位置并且必要時(shí)校正后，可以在洞的棱邊上附加獲取基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置。在一有利擴(kuò)展構(gòu)造中，為了確定聚焦激光束相對(duì)于板類物體的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置，優(yōu) 選從規(guī)定的中心點(diǎn)出發(fā)實(shí)施上面描述的用于確定聚焦的激光束的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置的方法的 步驟b)和C)。可以從洞的中心點(diǎn)出發(fā)借助噴嘴體或者借助激光束來探測(cè)該洞的每個(gè)棱邊， 以便獲知突出最遠(yuǎn)的棱邊并且由此獲知基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置。此外本發(fā)明在開始所述的類狀激光加工噴嘴中實(shí)現(xiàn)，在該激光加工噴嘴中，在噴 嘴體的外側(cè)面上形成圓柱形的、以恒定間距平行于噴嘴軸線延伸的、用于探測(cè)棱邊的測(cè)量面。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，測(cè)量面構(gòu)造成噴嘴體中的縮回部。該縮回部可通過車削部 形成，該車削部在用噴嘴出口夾緊的情況下制成，使得以特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)所需的與噴 嘴出口或噴嘴軸線的同心。該縮回部可以這樣設(shè)置在噴嘴體上使得它被噴嘴體的在徑向 上更突出的區(qū)域保護(hù)防散射并且防止加工時(shí)向上排出的材料的影響或者防止通常在運(yùn)行中出現(xiàn)的碰撞，由此使測(cè)量面既不被污染也不被損壞。本發(fā)明也在用于實(shí)施上面描述的方法的激光加工機(jī)中實(shí)現(xiàn)。在這里使用NC(數(shù) 控)程序用于實(shí)施測(cè)量運(yùn)動(dòng)或探測(cè)運(yùn)動(dòng)、用于激活測(cè)量、用于存儲(chǔ)測(cè)量值和用于計(jì)算，該程 序例如能夠在激光加工機(jī)的控制單元或者分析單元中運(yùn)行。從說明書和附圖中得出本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。前面所述的以及還進(jìn)一步提出的特征 也可以單個(gè)地或者成多個(gè)任意組合地使用。所示出的和描述的實(shí)施方式不應(yīng)被理解為窮 舉，而是對(duì)于描述本發(fā)明具有示例性特性。


附圖示出圖la，b在側(cè)視圖(圖la)中和俯視圖(圖lb)中示出從板狀物體切下一塊的示 意圖，同時(shí)階梯式地改變激光束焦點(diǎn)與該物體之間的距離；圖2探測(cè)通過切下該塊在板類物體上形成的棱邊以確定激光束的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置 的示意圖；圖3借助激光加工噴嘴的噴嘴體探測(cè)板類物體中的洞的各兩個(gè)相互對(duì)置的棱邊 的示意圖；圖4借助激光束探測(cè)圖3中的板類物體中的洞的各兩個(gè)相互對(duì)置的棱邊的示意 圖，和圖5具有按照現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴體的激光加工噴嘴(圖5a)和具有在噴嘴體外側(cè)面 上形成的圓柱形測(cè)量面的激光加工噴嘴(圖5b)。
具體實(shí)施例方式圖Ia示出激光束1，該激光束在(未示出的)激光加工機(jī)的激光加工頭2中被第 一和第二偏轉(zhuǎn)鏡3，4偏轉(zhuǎn)并且借助聚焦透鏡5聚焦到焦點(diǎn)F上。自適應(yīng)地構(gòu)造的第二偏轉(zhuǎn) 鏡4可以附加地用于聚焦激光束1，這就是說，在第二偏轉(zhuǎn)鏡的背面加載以水，使得水壓的 變化改變第二偏轉(zhuǎn)鏡的曲率半徑并且由此改變焦點(diǎn)F沿著激光束軸線(Z方向)的位置。聚焦的激光束1穿過安置在激光加工頭2上的激光加工噴嘴8的噴嘴體7的孔6 并且落到放置在噴嘴體7下面的、呈金屬薄板形的板類物體9上。激光加工頭2連續(xù)地在 X方向(即橫向于激光束軸線Z)運(yùn)動(dòng)，由此在物體9中形成在X方向延伸的切割線10，該 切割線在圖Ib示出。當(dāng)激光加工頭2或者說激光束1在X方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，焦點(diǎn)F的位置在激 光束方向Z上階梯式地改變，如虛線所示。為此，使聚焦透鏡5在Z方向上移動(dòng)和/或使自 適應(yīng)偏轉(zhuǎn)鏡4適當(dāng)?shù)刈冃?。通過改變焦點(diǎn)F與板類物體9表面之間的距離，照射到板類物 體9上的激光束1的直徑也階梯式地變化，使得切割線10具有多個(gè)分別有恒定切割寬度的 區(qū)段。激光束1在額定激光功率下運(yùn)行，即在例如5千瓦的功率下運(yùn)行，在該功率下典型 地實(shí)施激光切割過程，使得具有約1. 5至2毫米厚度的板類物體9沿著切割線10被完全切 透。該板類物體9在一側(cè)被支承，即在激光束切割時(shí)從物體9上切下的塊11不被支承，使 得該塊向下掉落并且在圖2中示出的、通過激光切割在物體9中形成的棱邊12可被自由觸 及。該棱邊12根據(jù)切割線10的區(qū)段的寬度而在垂直于激光加工頭2運(yùn)動(dòng)方向X的方向Y上突出得不一樣遠(yuǎn)。該棱邊在區(qū)段12a中突出得最遠(yuǎn)，在該區(qū)段上切割線10具有最小寬度， 艮口，在區(qū)段12a中所選擇的焦點(diǎn)設(shè)定中激光束1的焦點(diǎn)F直接位于物體9的上側(cè)面上，使得 在該設(shè)定中達(dá)到激光加工機(jī)的激光束1的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL。在確定基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL后，可 以在Z軸方向上移動(dòng)焦點(diǎn)F，使得編程中的“焦點(diǎn)位置0毫米”的焦點(diǎn)位于物體9的上側(cè)面 上。然后可以根據(jù)應(yīng)有情況編程焦點(diǎn)位置偏置。以此方式能夠通過特別是周期性地檢查焦 點(diǎn)位置來自動(dòng)補(bǔ)償焦點(diǎn)位置變化，最大為所確定的極限值。當(dāng)焦點(diǎn)位置變化太大時(shí)，自動(dòng)補(bǔ) 償不再有意義，此時(shí)可通過報(bào)警來中斷繼續(xù)加工，以防止生產(chǎn)廢品工件或破壞聚焦透鏡5。 為了鑒別切割線10的具有最小寬度的區(qū)段12a并由此鑒別基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL，借助 噴嘴體7的外側(cè)面在切割線10寬度恒定的各個(gè)區(qū)段中探測(cè)物體9的棱邊12，如在圖2中 所示。為此激光加工頭2分別在Y方向上移動(dòng)這樣遠(yuǎn)直到噴嘴體7的外側(cè)面接觸到物體 9的棱邊12。對(duì)于每次接觸，存儲(chǔ)激光加工機(jī)的機(jī)器軸設(shè)定并且在NC控制單元中存儲(chǔ)棱邊 12上的每個(gè)接觸點(diǎn)的坐標(biāo)，該坐標(biāo)由激光加工頭2的控制單元提供使用，其中，將每個(gè)接觸 點(diǎn)分別與從屬的、編程的、在激光切割時(shí)激光束1焦點(diǎn)F的位置相對(duì)應(yīng)。在此，在圖2示出 的實(shí)施例中Y坐標(biāo)最小的那個(gè)接觸點(diǎn)相當(dāng)于基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL，在該基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置，激光束1 聚焦在物體2的上側(cè)面。也可以與圖2中所示不同借助測(cè)量頭作為探測(cè)工具來實(shí)施探測(cè)，該測(cè)量頭可以例 如借助噴嘴更換器(沒有示出)置換激光加工頭2上的激光加工噴嘴8或者與該激光加工 頭固定連接。當(dāng)在導(dǎo)電的探測(cè)工具與導(dǎo)電的物體9之間施加電壓時(shí)，在兩種情況下都可以 通過板類物體9與機(jī)械探測(cè)工具之間出現(xiàn)的短路檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的探測(cè)工具在棱邊12上的接 觸。替換地或者附加地，也可以通過棱邊與探測(cè)工具之間的電容式間距測(cè)量來檢測(cè)棱邊9 上的接觸，為此通常使用振蕩電路。除了以機(jī)械方式確定棱邊9的坐標(biāo)外也能夠以光學(xué)方式進(jìn)行，其方式例如是，使 用激光束1來探測(cè)棱邊12。在這種情況下，檢測(cè)從激光束與物體9之間相互作用區(qū)的區(qū)域 中發(fā)出的射線(例如等離子光或過程光線)的強(qiáng)度，該射線在激光束1照射在棱邊12上時(shí) 出現(xiàn)。替換地，也可以測(cè)量激光束1的透射功率或者反射功率，當(dāng)該激光束1照射在物體9 的棱邊12上時(shí)該透射功率或者反射功率減小或增大。當(dāng)然，為了實(shí)施上面描述的方法不必一定設(shè)置直線切割線，而是切割線的區(qū)段也 可以分別相互圍成一個(gè)角度。此外也可以不是如圖2所示從邊緣區(qū)域切下一塊，而是從物 體的9內(nèi)部區(qū)域切下，使得在物體9內(nèi)形成洞。這尤其在此時(shí)是有利的如果切下的塊足夠 小以致能夠被在激光加工機(jī)中設(shè)置的用于移走工件塊的卸料裝置收納，使得該塊能夠以簡(jiǎn) 單的方式從物體9移走并且該物體9的切割棱邊可被自由觸及到。此外，以焦點(diǎn)與物體之間恒定間距實(shí)施激光束切割的區(qū)段的數(shù)量可視所希望的測(cè) 量結(jié)果精度而定選擇得比圖2所示更小或更大。為了實(shí)施盡可能大數(shù)量的測(cè)量，有利的是， 物體9在激光束1的運(yùn)動(dòng)方向(X方向)上具有盡可能大的延伸。物體9可以特別是帶狀地并且?guī)缀鯚o端部地構(gòu)造，并且借助合適的輸送裝置在彼 此相繼的焦點(diǎn)位置確定之間在激光束的運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)。當(dāng)然，替換地，激光加工頭2也可 以在Y方向上移動(dòng)如此遠(yuǎn)使得激光束1可在圖2所示的、在切下塊11之后留下的剩余物 體9上產(chǎn)生新的切割線。除了確定基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL外對(duì)用于獲得與方向無關(guān)的加工結(jié)果的激光加工重要的是，激光束1同心地定位在激光加工噴嘴8的圓形孔6中。為此必須獲知激光束1在孔 6中的位置并且在與中心位置有偏差時(shí)必要時(shí)校正。也可以借助板類物體9來確定激光束 1在孔6中的位置，在圖3和4中示出該物體的部分區(qū)域，在該部分區(qū)域中設(shè)置了正方形的 洞，該洞例如通過激光束切割或通過沖裁在物體9上形成。在第一步驟中確定正方形洞13在X方向上的中心，其方式是，在關(guān)斷激光束后借 助激光加工噴嘴8的噴嘴體7的外側(cè)面探測(cè)兩個(gè)在X方向上相對(duì)置的棱邊14a，14b，其方式 是適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)激光加工頭2，如箭頭所示。噴嘴體7在棱邊14a，14b上的接觸例如可通過在 噴嘴體7與棱邊14a，14b之間的電短路或者通過電容測(cè)量來檢測(cè)，如上面詳細(xì)解釋的那樣。在此，每次在接觸后立即停止探測(cè)運(yùn)動(dòng)并且將噴嘴體7的中心的當(dāng)時(shí)位置以X方 向上的第一接觸點(diǎn)XI，X2的形式存儲(chǔ)，該中心通過在圖Ia中示出的噴嘴軸線15定義。隨 后相應(yīng)地對(duì)于洞13的在Y方向上相對(duì)置的兩個(gè)棱邊16a，16b重復(fù)該探測(cè)，其中，確定和存 儲(chǔ)Y方向上的第一接觸點(diǎn)Yl，Y2。通過形成X方向的和Y方向的第一接觸點(diǎn)的平均值，可 以確定在借助噴嘴體7探測(cè)時(shí)物體9中的洞13的中心的坐標(biāo)，有MXD = (Xl+X2)/2或MYD =(Yl+Y2)/2。在隨后的步驟中通過用聚焦激光束1探測(cè)來測(cè)量洞13在X方向和Y方向上的中 心，該激光束在圖4中用噴嘴體7的孔6中的一個(gè)點(diǎn)表示。為此噴嘴體7的下棱邊必須在 Z方向上在板類物體9上方具有確定的間距，該間距典型地為約1毫米左右。在此，圖Ia 的激光束1的焦點(diǎn)F優(yōu)選被設(shè)定到物體1表面上方幾毫米的位置，其中，原則上其它焦點(diǎn)位 置設(shè)定(在物體的表面上或者在該表面下方)也是可行的。在此可以如上面所述例如通過 在達(dá)到棱邊14a，14b，16a, 16b時(shí)產(chǎn)生的過程光線或等離子光來檢測(cè)激光束1在洞13的相 應(yīng)棱邊14a，14b，16a，16b上的接觸。兩種效果可以通過不同的傳感器來檢測(cè)。一旦檢測(cè)到 光線，就關(guān)斷激光束1，停止軸運(yùn)動(dòng)，使得僅最少的材料被從當(dāng)時(shí)探測(cè)的棱邊14a，14b，16a， 16b去除。通過探測(cè)在X方向上相對(duì)置的棱邊14a，14b來確定X方向上的第二接觸點(diǎn)X3，X4。 類似地確定Y方向上的第二點(diǎn)接觸點(diǎn)Y3，Y4，其方式是，探測(cè)在Y方向上相對(duì)置的兩個(gè)棱邊 16a, 16b。如上面所述通過對(duì)X方向及Y方向上的第二接觸點(diǎn)形成平均值來確定在用激光 束1探測(cè)時(shí)產(chǎn)生的洞13中心坐標(biāo)，即MXL = (X3+X4) /2或MYL = (Y3+Y4)/2。在借助噴嘴體7探測(cè)時(shí)求得的洞中心X坐標(biāo)MXD與借助激光束1探測(cè)時(shí)求得的X 坐標(biāo)MXL的差描述了聚焦的激光束1在噴嘴體1的孔6中在X方向上的偏心。類似地，Y方 向上的坐標(biāo)MYD和MYL之間的相應(yīng)差描述了聚焦的激光束1在Y方向上的偏心。由此知道 校正量，激光束1或激光加工噴嘴8必須以該校正量在X方向上和Y方向上運(yùn)動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn) 相互同心。隨后可以將激光束1在孔6的中心定位在(沒有示出的)應(yīng)有位置上，其方式 是，借助具有校正螺釘?shù)亩ㄎ谎b置或者通過合適的電機(jī)在X方向或Y方向上改變激光加工 噴嘴8相對(duì)于激光束1的位置。替換地或者附加地，也可以利用激光加工頭2中的聚焦光 具，以便實(shí)現(xiàn)激光束1相對(duì)于噴嘴體7的移動(dòng)。替換地或者附加地，也可以為此利用位于聚 焦光具前面的自適應(yīng)偏轉(zhuǎn)鏡的翻轉(zhuǎn)，以便實(shí)現(xiàn)激光束相對(duì)于噴嘴體7的移動(dòng)。當(dāng)然，并非必須實(shí)施在兩個(gè)相互垂直的空間方向(X及Y)上的探測(cè)以確定激光束 1相對(duì)于孔6的位置，而是為此也可以使用相互以其它角度設(shè)置的棱邊，例如相互圍成120 度的角。
替換在圖3中示出的借助噴嘴體7的外側(cè)面探測(cè)棱邊14a，14b，16a，16b，也可以 使用噴嘴體7的孔6的內(nèi)側(cè)面17來探測(cè)。為此在物體9中設(shè)置圓柱形的銷子18，其中，也 可以是其它的例如針狀的或者圓錐狀的形狀。銷子18在圓柱形構(gòu)造的情況下必須具有很 小的、十分之幾毫米的直徑，以便能夠被噴嘴體7中的典型地具有約0. 8-3毫米直徑的孔6 的側(cè)面17探測(cè)。銷子18還必須具有與借助激光束1測(cè)量的洞13的已知的幾何對(duì)應(yīng)配置。 在此，對(duì)銷子18的探測(cè)可以在X方向和Y方向上分開進(jìn)行，或者例如通過相互錯(cuò)開120度 的三個(gè)探測(cè)運(yùn)動(dòng)實(shí)施。噴嘴體7中的孔6的側(cè)面17在銷子18的棱邊上的接觸可以如上所 述例如通過電短路來檢測(cè)。用于借助激光束1探測(cè)的洞相對(duì)于銷子18的成型有多種可能 性例如可以如圖4中所示在銷子18旁邊產(chǎn)生一正方形的洞13，但該洞也可以圍繞銷子周 圍產(chǎn)生，或者該物體可以構(gòu)造為具有例如設(shè)置在中心的銷子的回轉(zhuǎn)件。當(dāng)然，洞13并非必須構(gòu)成物體9中的通穿的開口。該洞13僅須足夠深，以便能夠 通過噴嘴體7探測(cè)。與銷子18類似，用于通過激光束1探測(cè)的棱邊也可以形成物體9的一 個(gè)突出的部分區(qū)域的外棱邊。用于確定焦點(diǎn)位置的該方法也可以有利地與用于確定激光束1相對(duì)于噴嘴體7的 孔6的位置的方法相結(jié)合。為此可以制造物體9中的洞13，在該洞上實(shí)施用于確定激光束 1相對(duì)于孔6的位置的探測(cè)，其方式是，借助激光束1在同時(shí)地階梯式地改變激光束1焦點(diǎn) F與板類物體9之間間距的情況下切去該板類物體9的(沒有示出的)一塊，使得通過探測(cè) 洞的棱邊14a，14b，16a, 16b也能夠附加地確定激光束1相對(duì)于物體9的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置FL。 除了在圖4中示出的具有正方形基本形狀的洞13外，也可以在物體9上構(gòu)成具有其它基體 形狀的洞，例如具有優(yōu)選相同棱長(zhǎng)的多角形。對(duì)于物體9的棱邊12或者14a，14b，16a，16b上的探測(cè)，如在圖5a中以俯視圖和 側(cè)視圖示出的常規(guī)激光加工噴嘴8'不很適合，因?yàn)樵摷す饧庸娮煸谄渥畲髲较虺叽鐓^(qū) 域中具有銑出的或者設(shè)置有滾花的、用于夾緊該基本呈圓錐形的噴嘴體7的外側(cè)面19，這 使得對(duì)棱邊的確定探測(cè)變得困難。因此在上述方法中為了探測(cè)使用特殊成型的激光加工噴 嘴8，如圖5b中所示。與圖5a中示出的常規(guī)激光加工噴嘴8'不同，激光加工噴嘴8在噴 嘴體7的外側(cè)面19上具有圓柱形的、以恒定間距平行于噴嘴軸線15延伸的測(cè)量面20，該測(cè) 量面相對(duì)于具有最大徑向尺寸的外側(cè)面19形成一個(gè)縮回部。設(shè)置在圓錐形噴嘴體7的背 離工件的一側(cè)的測(cè)量面20在激光加工時(shí)被噴嘴體7的處于徑向更外部的部分保護(hù)，使得該 測(cè)量面既不會(huì)被散射光束也不會(huì)被在加工中排出的材料污染或者損壞。在此，具有測(cè)量面20的縮回部可以作為在用噴嘴體7的孔6夾緊的情況下制成的 車削部，由此實(shí)現(xiàn)所需的與孔6或者說噴嘴軸線15的同心。通過測(cè)量面20到噴嘴軸線15 的恒定間距確保，激光加工噴嘴8能夠始終確定地移動(dòng)到棱邊上。以上面所述方式能夠自動(dòng)化地獲知激光加工機(jī)的相對(duì)于工件的焦點(diǎn)位置以及自 動(dòng)化地獲知穿過激光加工噴嘴的噴嘴體中的孔的激光束相對(duì)于該孔的位置，在兩種情況下 在出現(xiàn)偏差時(shí)都能夠在必要時(shí)進(jìn)行校正。在此可以使用數(shù)控程序分別用于實(shí)施探測(cè)運(yùn)動(dòng)、 用于啟動(dòng)測(cè)量、用于存儲(chǔ)測(cè)量值和用于計(jì)算，該程序在激光加工機(jī)的合適的控制裝置或分 析裝置中運(yùn)行。
權(quán)利要求
用于確定聚焦的、穿過激光加工噴嘴(8)的噴嘴體(7)中的孔(6)射出的激光束(1)相對(duì)于一板類物體(9)、優(yōu)選金屬薄板的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置(FL)的方法，包括下面的步驟a)借助該激光束(1)，在同時(shí)地、優(yōu)選階梯式地改變?cè)摷す馐?1)的焦點(diǎn)(F)與該板類物體(9)之間在激光束軸線(Z)方向上的間距的情況下，切去該物體(9)的一塊(11)，以及b)側(cè)向探測(cè)在該物體(9)上通過切去所述塊(11)形成的棱邊(12)，以獲知該棱邊(12)的坐標(biāo)，和c)借助所獲知的坐標(biāo)確定該棱邊(12)的突出最遠(yuǎn)的區(qū)段(12a)，并且，將所對(duì)應(yīng)的、焦點(diǎn)(F)與板類物體(9)之間間距的設(shè)定確定為該激光束(1)的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置(FL)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在該方法中借助機(jī)械探測(cè)工具進(jìn)行探測(cè)，優(yōu)選借助所述激 光加工噴嘴(8)的噴嘴體(7)或者借助安裝在激光加工頭(2)上的測(cè)量探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，在該方法中通過在所述板類物體(9)與所述機(jī)械探測(cè)工具 之間出現(xiàn)的短路檢測(cè)棱邊(12)的接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，在該方法中通過電容式測(cè)量所述棱邊(12)與所述機(jī)械 探測(cè)工具之間的間距檢測(cè)棱邊(12)的接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在該方法中借助所述激光束(1)進(jìn)行對(duì)所述棱邊(12)的探測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5方法，在該方法中通過在激光束(1)接觸時(shí)由所述板類物體(9)發(fā) 出的射線或者通過測(cè)量透射的和/或反射的激光射線檢測(cè)棱邊(12)的接觸。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，為了改變焦點(diǎn)(F)與所述板類物體(9) 之間的間距，使安置在該激光束(1)的光路中的聚焦光具(5)在激光束軸線(Z)的方向上 移動(dòng)和/或改變至少一個(gè)安置在該激光束(1)的光路中的適配偏轉(zhuǎn)鏡(4)的曲率半徑。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，在該方法中選擇具有1.5毫米到2毫米之間厚度的 板類物體(9)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，在該方法中選擇呈帶狀的板類物體(9)。
10.用于確定穿過激光加工噴嘴⑶的噴嘴體(7)的孔(6)射出的激光束⑴在至少 一個(gè)優(yōu)選垂直于激光束軸線(Z)的第一空間方向(X)上相對(duì)于該孔(6)的位置的方法，該 方法包括這些步驟a)探測(cè)優(yōu)選板類的物體(9)、尤其是金屬薄板的兩個(gè)在所述第一空間方向(X)上相對(duì) 置的棱邊(14a，14b)，通過噴嘴體(7)和所述物體(9)在所述第一空間方向(X)上的彼此相 對(duì)運(yùn)動(dòng)，以獲知第一接觸點(diǎn)(XI，X2)，b)通過該物體(9)和該激光束(1)在所述第一空間方向(X)上的彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)來探測(cè) 該物體(9)的所述兩個(gè)或者另外兩個(gè)在所述第一空間方向(X)上相對(duì)置的棱邊(14a，14b)， 以確定第二接觸點(diǎn)(X3，X4)，和c)通過比較第一和第二接觸點(diǎn)(XI，X2；X3, X4)確定該激光束(1)在所述第一空間方 向⑴上相對(duì)于所述噴嘴體(7)的所述孔(6)的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，在該方法中，為了確定該激光束(1)在第二空間方向(Y) 上相對(duì)于所述孔(6)的位置，對(duì)于該第二空間方向類似地實(shí)施所述步驟a)到c)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，在該方法中，在步驟c)中形成各個(gè)空間方向(X，Y) 上的第一和第二接觸點(diǎn)(XI，Χ2 ；Χ3, Χ4 ；Yl, Υ2 ；Υ3, Υ4)的算術(shù)平均值的差。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一的方法，在該方法中在噴嘴體(7)探測(cè)時(shí)通過在所述物 體(9)與該噴嘴體(7)之間出現(xiàn)的短路來檢測(cè)所述棱邊(14a，14b ； 16a, 16b)的接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一的方法，在該方法中在噴嘴體(7)探測(cè)時(shí)通過電容式 測(cè)量所述棱邊(14a，14b ；16a, 16b)與該噴嘴體(7)之間的間距來檢測(cè)所述棱邊(14a，14b ； 16a，16b)的接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14之一的方法，在該方法中在所述板類物體(9)中設(shè)置一具有 棱邊的銷子(18)用于通過噴嘴體(7)探測(cè)，其中，借助該噴嘴體(7)的孔(6)的側(cè)面(17) 進(jìn)行探測(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15之一的方法，在該方法中，在激光束(1)探測(cè)時(shí)，在步驟b) 中通過在激光束(1)接觸時(shí)由所述板類物體(9)發(fā)出的射線或者通過測(cè)量透射的和/或反 射的激光射線來檢測(cè)所述棱邊(14a，14b ； 16a, 16b)的接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16之一的方法，在該方法中，為了在物體(9)中形成具有至少 兩個(gè)在第一空間方向⑴上相對(duì)置的棱邊(14a，14b)的洞(13)，在一在先的步驟中，優(yōu)選從 一預(yù)給定的中心點(diǎn)出發(fā)，借助所述激光束(1)，在同時(shí)地、優(yōu)選階梯式地改變?cè)摷す馐?1) 的焦點(diǎn)(F)與所述物體(9)之間在激光束軸線(Z)方向上的間距的情況下，切去該板類物 體(9)的一塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，在該方法中，為了確定聚焦的激光束(1)相對(duì)于所述板類 物體(9)的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置(FL)，優(yōu)選從所述預(yù)給定的中心點(diǎn)出發(fā)，實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至9 之一的方法的步驟b)和C)。
19.激光加工噴嘴(8)，用在根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法中，該激光加工噴嘴具有噴 嘴體(7)和在該噴嘴體(7)中形成的孔(6)，其特征在于，在該噴嘴體(7)的外側(cè)面(19) 上形成圓柱形的、以恒定間距平行于噴嘴軸線(15)延伸的測(cè)量面(20)用于探測(cè)棱邊(12 ； 14a,14b,16a,16b)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的激光加工噴嘴，在該激光加工噴嘴中，所述測(cè)量面(20)構(gòu)造為 噴嘴體(7)中的縮回部。
21.激光加工機(jī)，該激光加工機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至18之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于確定聚焦的、穿過激光加工噴嘴(8)的噴嘴體(7)中的孔(6)射出的激光束(1)相對(duì)于板類物體(9)、優(yōu)選金屬薄板的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置(FL)的方法，包括步驟a)借助激光束(1)在同時(shí)地、優(yōu)選階梯式地改變激光束(1)焦點(diǎn)(F)與板類物體(9)之間在激光束軸線(Z)方向上的間距的情況下切去該物體(9)的一塊(11)，以及b)側(cè)向探測(cè)在該物體(9)上通過切去該塊(11)形成的棱邊(12)，以獲知該棱邊(12)的坐標(biāo)，和c)借助所獲知的坐標(biāo)確定該棱邊(12)的突出最遠(yuǎn)的區(qū)段(12a)并且將所對(duì)應(yīng)的、焦點(diǎn)(F)與板類物體(9)之間間距的設(shè)定確定為激光束(1)的基準(zhǔn)焦點(diǎn)位置(FL)。本發(fā)明還涉及用于確定穿過激光加工噴嘴(8)的噴嘴體(7)的孔(6)射出的激光束(1)在至少一個(gè)優(yōu)選垂直于激光束軸線(Z)的第一空間方向(X)上相對(duì)于該孔(6)的位置的方法。本發(fā)明還涉及用在上述方法中的激光加工噴嘴(8)，
文檔編號(hào)B23K26/38GK101815596SQ200880110231
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者U·米恩哈爾特 申請(qǐng)人:通快機(jī)床兩合公司