[发明专利]激光加工系统头组件的动态高度调节系统和方法有效

专利信息
申请号: 201280055431.7 申请日: 2012-11-13
公开(公告)号: CN104080570A 公开(公告)日: 2014-10-01
发明(设计)人: 沃尔特·莱斯利;彼得·卡斯塔尼亚 申请(专利权)人: IPG光子公司
主分类号: B23K26/03 分类号: B23K26/03;B23K26/046;B23K26/38;B23K26/14;G01B7/02
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 王波波
地址: 美国马*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 激光 加工 系统 组件 动态 高度 调节 方法
【权利要求书】:

1.一种激光加工系统中相对于工件来调节切割头高度的方法,包括以下步骤:

相对于所述工件定位所述切割头中的电容传感器;

至少向所述传感器施加具有第一频率的第一信号;

通过在使用期间评估所述第一信号来连续地监测随所述传感器的电容变化的所述第一信号的相位变化;以及

将所述相位变化与测量的高度基准范围进行比较,从而确定所述切割头相对于所述工件的高度。

2.根据权利要求1所述的调节方法,还包括以下步骤:

在操作范围上对所述第一信号进行放大;以及

将所述放大的第一信号数字化,从而增强所述连续监测的相位变化的分辨率。

3.根据权利要求1所述的调节方法,还包括以下步骤:

在所述激光加工系统中提供定位系统,用于在所述使用期间相对于所述工件定位所述切割头;

所述方法还包括以下步骤:

根据所述确定的切割头高度来产生信号;

相对于确定的加工参数来监测所述信号;以及

根据所述信号连续地控制所述定位位置系统,以在所述使用期间定位所述切割头。

4.根据权利要求1所述的调节方法,还包括以下步骤:

向所述电容传感器施加第二信号;

所述第二信号具有所述第一频率、但是具有与所述第一信号不同的固定相位,并且操作为基准信号;以及

所述监测步骤还包括以下步骤:

监测所述第二信号作为基准波形。

5.根据权利要求4所述的调节方法,其中:

监测所述第二信号以确定所述使用期间所述第一信号的相位变化的相对幅度。

6.根据权利要求1所述的调节方法,其中:

在所述比较步骤之后,所述方法包括以下步骤:

相对于所述切割头距所述工件的高度的测量范围来确定针对所述第一频率的相位变化的校准范围。

7.一种激光加工系统中相对于工件来调节切割头高度的方法,包括以下步骤:

相对于所述工件定位所述切割头中的电容传感器,所述电容传感器包括喷嘴和隔离的传感器模块;

产生频率相等但相位不同的第一信号和第二信号;

向所述电容传感器施加所述第一信号;

根据所述切割头相对于所述工件的位置来检测随所述电容传感器的电容变化的所述第一信号的相移;

将所述第二信号调节为与所述第一信号的相位相差约-90°的固定值;

通过评估第一信号相对于所述第二信号的所述固定值相位差的相移来确定随所述电容传感器的电容变化的所述第一信号的相移;以及

将所述电容变化与高度对相位变化的映射基准进行比较,从而确定在使用期间所述切割头和所述工件之间的相对高度。

8.根据权利要求7所述的用于调节的方法,还包括以下步骤:

在所述激光加工系统中提供定位系统,用于在所述使用期间相对于所述工件定位所述切割头;

所述方法还包括以下步骤:

根据所述确定的切割头高度来产生控制信号;

相对于确定的加工参数来监测所述控制信号;以及

根据所述控制信号连续地控制所述定位位置系统,以在所述使用期间定位所述切割头。

9.一种激光加工系统中相对于工件来调节切割头高度的系统,包括:

所述切割头中的相对于所述工件的电容传感器;

向所述传感器施加具有第一频率的第一信号的装置;

检测器,用于通过在使用期间评估所述第一信号来连续地检测随所述传感器的电容变化的所述第一信号的相位变化;以及

操作比较系统,用于将所述相位变化与测量的切割头高度基准范围进行比较,从而确定所述切割头相对于所述工件的高度。

10.根据权利要求9所述的调节系统,还包括:

所述激光加工系统中的定位系统,用于在所述使用期间相对于所述工件定位所述切割头;

发生器,用于根据所述确定的切割头高度来产生信号;

监测器,用于相对于确定的加工参数来监测所述信号;以及

加工控制器,用于根据所述信号连续地控制所述定位位置系统来在所述使用期间定位所述切割头。

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