[发明专利]用于监控要在工件上实施的激光加工过程的方法和装置以及具有这种装置的激光加工头

权利要求书

1.用于监控要在工件上实施的激光加工过程的方法，具有下面的步骤：

-借助监视激光加工过程的至少一个传感器检测至少两个当前测量值，

-根据所述至少两个当前测量值求得至少两个当前特性值，其中，所述至少两个当前特性值共同描述一特性值空间中的当前鉴别特征，

-提供该特性值空间中的一预确定的点集，

-通过检测该当前鉴别特征相对于特性值空间中的该预确定的点集的位置来对激光加工过程分类，其中，所述至少一个传感器包括至少一个摄像机单元，该至少一个摄像机单元以不同的曝光时间拍摄摄像机图像并且通过高动态范围方法对这些摄像机图像相互计算处理，以便提供具有高对比度的图像作为当前测量值。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该高动态范围方法构造得用于如此计算处理这些摄像机图像，使得在实施激光加工过程时能够同时在一个图像中看到要加工的工件的周围加工面以及过程照明。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述摄像机图像通过该摄像机单元的一个成像传感器的多次采样、通过用多个摄像机同时拍摄图像或者通过用一个摄像机以不同的曝光时间连续进行图像拍摄来拍摄。

4.根据权利要求1、2或3的方法，其特征在于，借助加权方法根据熵方法或者根据摄像机响应函数来进行通过所述至少一个摄像机单元拍摄的摄像机图像的计算处理。

5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，借助在激光加工过程前面的在前摄像机、对激光加工区成像的摄像机和/或在激光加工过程后面的在后摄像机拍摄这些要被计算处理的摄像机图像。

6.根据前述权利要求之一的方法，具有这样反馈控制对应致动器的至少一个过程参数的步骤：使得当当前鉴别特征离开特性值空间的该预确定的点集时，所述至少一个致动器被如此启用，以致对应的过程参数的变化符合该特性值空间中的一个梯度，该梯度从鉴别特征出发向特性值空间中的该预确定的点集的方向延伸。

7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，借助减少数据或降维的方法，如主元分析、多维标度、支持向量机或支持向量分类，从至少一个当前测量值求得当前特性值。

8.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，借助神经网络，从至少一个当前测量值求得当前特性值。

9.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，借助学习过程来确定特性值空间内部的所述预确定的点集。

10.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，特性值空间的梯度场依赖于不同区域中的过程参数，该梯度场从特性值空间中的一些位置上求得，这些位置就梯度而言代表对应的区域。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，特性值空间依赖于一个过程参数的梯度，该梯度通过该过程参数在特性值空间的一预确定的位置上的变化来求得。

12.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，从一组传感器中选出至少一个传感器，该组传感器包括至少一个具有特定波长滤波器的光电二极管、固体声接收器和空气声接收器和至少一个具有相应表面照明装置的摄像机单元。

13.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，从一组致动器中选出至少一个致动器，该组致动器包括激光功率的控制、加工头相对于工件的速度控制、加工激光束的焦点位置的控制、加工头到工件的间距的控制和横向错位的控制。

14.用于实施根据前述权利要求的用于监控要在工件上实施的激光加工过程的方法的装置，具有：

-至少一个传感器，用于监视该激光加工过程，所述传感器适合于检测至少两个当前测量值，

-一个数据处理单元，用于根据至少两个当前测量值求得至少两个特性值，以便在特性值空间中建立当前鉴别特征，

-一个存储单元，用于存储特性值空间内部的一预确定的点集，

-一个分类单元，用于通过检测当前鉴别特征相对于特性值空间中的该预确定的点集的位置来评价该激光加工过程。