[发明专利]在切割结束时关断射束的激光切割方法以及激光切割机

说明书

本发明涉及一种用于借助于由激光切割头(5)发出的激光射束(3)将自身闭合的切割轮廓(8)激光切割到金属工件(2)中的方法，其中，所述激光切割头(5)相对所述工件(2)的间距(A)被测量，在该方法中，为了探测所述切割轮廓(8)的结束，根据本发明至少在所述切割轮廓(8)的一结束区段(12)上确定间距测量值(A)的时间梯度(dA/dt)并与一梯度阈值((dA/dt)_S)进行比较，并在超出所述梯度阈值((dA/dt)_S)时探测到所述切割轮廓(8)的结束并且所述激光射束(3)在它的功率上被减小、尤其是被关断。

技术领域

本发明涉及一种用于借助于由激光切割头所发出的激光射束将自身闭合的切割轮廓激光切割到金属工件中的方法，其中，测量激光切割头(尤其是激光切割头的切割喷嘴)相对于工件的间距，以及本发明涉及一种所属的激光切割机和一种所属的计算机程序产品。

背景技术

这类激光切割方法和这类激光切割机例如通过DE 11 2012 004 174T5已知。

已知的是，在用于内孔加工的激光切割中借助激光射束行驶出闭合切割轮廓，用以使切割块团(例如废料块、产品件)从工件(片材)分离出。例如当激光射束行驶出整个切割轮廓并又到达开始在该切割轮廓上切割的那个点时，激光可以停止。也就是说，激光切割机的NC轨迹被这样编程，使得NC轨迹的起始点和结束点是一致的。由此，切割轮廓虽然被可靠地切割至结束，但是与轮廓几何形状、切割间隙宽度和切割参数相关地，工件部分会在即将到达NC轨迹的结束点时就已经被切断。因为激光射束在到达NC轨迹的结束点之后才被关断，因此在向下倾翻的工件部分(或局部块团)上可能会出现射束反射，这些射束反射于是会引起形式为残渣飞溅或者轮廓受损的、切割棱边上的不规则性。此外，由此可能会在加工的启动点或结束点时被带入过多的热，从而会出现切割棱边的受损和变色。因此在不锈钢中进行熔融切割的情况下可能会在轮廓结束时出现氧化，在工件部分 (或局部块团)倾翻离开并且然后氧气被卷绕到切割棱边上并与该切割棱边发生反应之后会产生上述氧化。因此有利的是：一旦识别出切割块团(内孔)被切断 (即不再与片材连接)，即使激光射束还没有再次到达开始切割出切割轮廓的那个点，就关断该激光射束。

由DE 11 2012 004 174 T5已知在工件中实施贯通钻孔时这种激光射束关断。在此，切割喷嘴与工件之间的间距被间距传感器测量，并且相对工件的该间距通过该测量值借助于间距调节装置被保持恒定。当切割喷嘴与工件之间的测量到的间距增加并超出预先给定的值时，使激光停止，推测认为可能的原因是，一旦切割块团被切断，则切割块团从轮廓中掉出。

然而，如果切割块团没有掉出(例如如果轮廓切割已经在支承接片上实施) 并且因此没有超出预先给定的值，则激光不被提早停止，这会导致切割块团 (Schneidbutzen)和支承接片(Auflagesteg)相焊接。切割块团于是在一个点上与支承件保持连接并且不会掉落，而是在轮廓切割结束时仅倾翻。卡住/倾翻特别是在片材较厚时经常出现，即使没有发生与工件支承件相焊接。由此不能确保的是，切割喷嘴与工件的间距用的所述预先给定值被超出并由此探测到切割块团的切断用以提早关断激光射束。

此外，被部分切割的切割块团的垂挂(例如在具有易损/复杂结构的内孔情况下)可能会导致了间距传感器(尤其在面式测量的电容式传感器的情况下)的错误信息进而切割喷嘴与工件的间距的错误信息，从而没有维持理想的切割间距，而是加载了具有偏移的间距，这是关于切割喷嘴相对工件的、用于激光射束关断的“预先给定的值”方面的附加不准确性。

发明内容

与之相对，本发明的任务在于如下地改进开头提到类型的激光切割方法，即，在工件部分被切开然而没有掉出的情况下，也不会出现工件(或工件部分)的切割棱边的受损或变色。尤其地，所述切割轮廓的结束应被可靠地探测到并由此应提早关断激光射束。