[发明专利]用于确定液体射流的位置的方法

说明书

该申请涉及一种用于确定液体射流(1)、尤其用于光学引导激光射束的液体射流(1)的空间位置的方法，包括如下步骤：提供带有用于与液体射流(1)的相互作用的测量点的碰撞对象(2)；检测液体射流(1)在碰撞对象(2)与液体射流(1)之间的第一种构型中的状态；改变构型，从而使得液体射流(1)的状态改变。检测在第一种与第二种构型之间的构型变化。

技术领域

本发明涉及一种用于确定液体射流、尤其用于光学引导激光射束的液体射流的空间位置的方法。另外，本发明涉及一种用于执行该方法的装置。

背景技术

由EP 0 762 947 B1(Synova)已知一种比如用于加工材料的激光射束可如何被耦入到液体射流中的方法。在EP 1 833 636 B1(Synova)中，液体射流额外地被气体射流包围，从而使液体射流稳定。此外，经改善的方法允许以喷嘴的越来越大的距离来工作。因此，对射流的精确位置确定的需求增加。

在JP 2009-262 163 A2(Sugino)中描述了一种在其中CCD摄像机不仅观察在撞击在表面上的情形中的激光射束而且观察水射流的方法。然而，该组件的目的是使两个射流彼此相对地定向且因此确定激光到液体射流中的耦入。

在DE 10 2010 011 580 A1和DE 10 2012 003 202 A1中也测量液体射流，更确切地说利用两个不仅彼此垂直地而且相对射流轴线垂直的激光测微仪。例如还提出，使用可绕射流被移动的仅一个测量光源和探测器。为了测量点，喷嘴头在高度上相对测量装置被调节。

不可以以下为出发点，即喷嘴可在数学上精确地被制造和安装。尤其当喷嘴须被更换时或新工件被夹紧到自动加工机上时，液体射流须被重新测量，当其位置和方向被需要以高的精度时。由现有技术已知的方法在技术上是复杂的或不可自动化的。

发明内容

本发明的目的是实现一种属于开头所提及的技术领域的允许以尽可能少的技术成本确定液体射流、尤其用于光学引导激光射束的液体射流的位置的方法。该目的的解决方案通过根据本发明的特征来定义。

根据本发明，该用于确定液体射流的空间位置的方法包括如下步骤：

a)提供具有测量点的碰撞对象。该测量点适合用于与液体射流相互作用。

b)在碰撞对象与液体射流之间的第一种构型中检测液体射流的状态。

c)该构型改变成，使得液体射流的状态改变。

d)检测在第一种与第二种构型之间的变化。

根据本发明的方法设立了如下前提条件，即，液体射流的位置确定(位置或定向)可被简单且快速地执行。此外，该方法可以较少的技术成本来实现，从而也可利用校准装置改进现有设施。

出发点是由喷嘴(例如水射流引导的激光加工机)所产生的液体射流。液体射流应优选是相关联的层状的射流。尤其地，液体射流应适合用于如波导那样在一定长度上引导激光射束。仅由一群微滴构成的喷洒射流在本文中是不感兴趣的。在本发明的情况中，原则上液体射流的三种不同状态可被区分：自由的状态、不受干扰的状态和受干扰的状态。然而还可能存在主要不涉及液体射流的外部形状而是涉及其它的特性例如耦入的射流能量的量或该射流的频率的状态。

在自由的状态的情形中，液体射流从喷嘴中离开且在环境条件下(例如在空气中)自由飞行地扩散直至其分裂成各个微滴。在不受干扰的状态的情形中，液体射流在一个虚拟的(几何的)测量平面中不被影响且不带有与碰撞对象的相互作用。然而可设置成，液体射流在测量平面下方且在其自发分裂成微滴之前撞击到优选大致垂直于液体射流的纵轴线的面上。在该情况中，液体射流实际平稳地且无偏转地中止。在受干扰的状态的情形中，液体射流(在测量平面中)至少部分与碰撞对象相撞，从而产生液体射流的干扰(偏转、分开且/或中断)。