[实用新型]用于监视激光加工过程的装置和激光加工头

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于监视激光加工过程、特别是激光焊接或激光切割过程的装置，以及借助激光束加工工件的激光加工头，该激光加工头装备有这种装置，以通过相应的控制或调节保证激光加工过程的品质，或者至少与加工同时记录激光加工过程的品质。

背景技术

为了在激光加工、特别是在激光焊接或切割中进行过程监视，在激光加工过程的监视中使用了监视装置，这些装置被作为辐射敏感的接收器光电二极管或CCD图像传感器使用，它们在加工过程期间检测并记录光学发射。

为此，其中使用了外部的系统，它们使用了外部地附加在激光加工头上的传感器，例如平面照相机、即具有以平面方式布置的接收器元件的CCD图像传感器，行照相机(Zeilenkamera)、即具有以行方式布置的接收器元件的CCD图像传感器，或者光电二极管系统。

在DE 10013892A1中公开了这种用于确定在工件之间的焊接部分的焊接质量的外部装置。该装置包括第一和第二传感器设备，它们二者都与测量装置相连，并且检测由焊接部分在不同角度下侧向地发射的光的发射强度。

DE 3908187A1中公开了一种另外的方法用于在激光焊接和切割中的质量保证，其中来自激光束和工件之间的相互作用区的区域中的辐射以一个或多个接收器设备检测，以在合适的信号处理之后获得这样的信号，它示出是否在激光加工中出现了缺陷。

除了用于监视激光加工过程的外部系统，还使用了这样的系统，其中为了从在激光束和工件之间的相互作用区至辐射敏感的接收器的辐射传输，在激光加工头内使用了激光束引导系统的至少单个的元件。

例如在DE 10120251A1中公开了一种方法和一种装置用于监视在工件上待执行的激光加工过程，其中来自激光束和工件之间的相互作用区的过程辐射(Prozessstrahlung)通过工作激光束的聚焦透镜到达分光镜，借助分光镜，来自相互作用区的辐射被从工作光路中输出耦合(coupleout)。布置在分光镜之后的成像光学系统随后将辐射聚焦到一个位置分辨的接收器设备上，该设备具有光阑用于确定在工件上的观察范围。

除了位置分辨的接收器设备，在这种已公开的装置中，观察照相机，例如摄像机借助连接壳体(Anschlussgehaeuse)被安装在激光加工头的壳体上。在此，摄像机用于在接收器设备的校准期间观察工件表面。

DE 10160623A1涉及用于监视激光加工过程的一种另外的装置。这种已公开的监视装置随着激光加工头使用，其中被对准的工作激光束通过转向镜(Umlenkspiegel)被转向到作为聚焦光学系统起作用的凹面反射镜上。在此，凹面反射镜具有有效的开口，它大于转向镜的开口。由此，来自在激光束和工件之间的相互作用区的、到达凹面反射镜上的辐射的一部分在转向镜上环形地通过并且可以被布置在转向镜后面的聚光透镜聚焦到接收器设备的入射光阑(Eintrittsblende)中。若在此在光阑和聚光透镜之间的距离变化，则在相互作用区的区域中的观察区域也被相应地转移。在此，接收器设备装备有位置敏感的检测器，它提供相应于被接收的光学辐射的光谱分布的重心的信号。

除了这些使用工作光路的用于反映射束控制的元件的监视装置之外，DE 19852302A1中还公开了一种过程监视设备，其中设置了具有孔的用于工作激光束的聚焦镜，来自在激光束和工件之间的相互作用区的辐射可以穿过该孔，以被布置在孔之后的光学系统引导到检测器上。在此，检测器可以使用行或平面传感器。

在这种监视装置中，被使用的接收器必须分别按照待执行的加工过程及/或待监视的特性被选择。

实用新型内容

本实用新型的任务在于，提供另外的用于监视激光加工过程的装置以及激光加工头，该装置或加工头能够实现检测及/或监视加工过程及/或加工进程的质量。

该任务通过根据本发明的装置和根据本发明的激光加工头解决。本实用新型的有利的改进方案和扩展方案在下文中被描述。

根据本实用新型的用于监视激光加工头的装置具有辐射敏感的接收器设备、至少一个成像装置以及用于接收器设备的信号的分析电路，该分析电路在它那方面提供表明激光加工过程的进程的特征的输出信号。为了能够执行对加工过程的高品质的、不依赖于过程的监视，用于检测来自在激光束和工件之间的相互作用区的区域中的辐射的接收器设备包括至少一个辐射敏感的接收器、例如光电二极管，以及至少一个照相机、例如具有CCD的图像传感器，它们的相应的输出信号被同时输送给分析电路。