[发明专利]用于借助激光射束切割工件的方法和用于执行该方法的激光加工系统

说明书

本公开涉及一种用于借助激光射束(10)切割工件(1)的方法，包括：在切割过程中借助激光射束(10)在所述工件(1)上沿切割方向(20)产生切割缝隙(2)；将光学相干断层扫描仪的光学测量射束(13)对准到所述切割缝隙(2)上；使所述光学测量射束(13)偏移；借助所述光学相干断层扫描仪测量所述切割缝隙(2)的至少一个几何特性。

技术领域

本公开涉及一种激光加工系统和一种用于借助激光射束切割工件的方法。本公开尤其涉及一种具有光学相干干涉仪的激光切割头。

背景技术

在用于借助激光进行材料加工的装置中，例如在用于激光切割的激光加工头中，从激光光源或激光传导纤维的一端射出的激光射束借助射束导向光学器件和聚焦光学器件聚焦或集束到待加工工件上。默认使用具有准直器光学器件和聚焦光学器件的激光加工头，其中，激光光线通过也被称为激光源的光线传导纤维提供。

在自动化工业分割过程的范畴内采用激光切割，因为通过相应的激光加工系统，大金属面板的切割可以最大程度上无磨损、过程可靠且灵活。进一步提高激光切割时的自动化程度的前提是改善过程监控和/或过程调节。识别和避免分割过程中出现的偏差或加工质量的波动是特别有利的。

存在一些方案涉及可以如何监控和调节激光切割过程的子部分。如此例如使用传感器，这些传感器能够得出关于过程当前热物理状态的结论。例如，EP 1 275 465 B1描述了一种用于验证不存在毛刺的系统，包括用于将激光射束聚焦在切割或多孔区的设备、用于检测通过所述切割或多孔区发出的射束的光电传感器设备和用于加工通过所述传感器设备发出的信号的电子控制和加工单元。

然而，这类传统的方案仅能有限地识别分割过程中出现的偏差或加工质量的波动并且实施起来成本很高。

发明内容

本公开的任务在于，说明用于借助激光射束切割工件的、能够改善过程监控的一种激光加工系统和一种方法。本公开的任务尤其在于，说明一种激光加工系统和一种方法，借助所述激光加工系统和方法能够在切割过程期间就已经探测出并且避免在分割过程中出现的偏差和加工质量的波动。

通过独立权利要求的主题解决该任务。本发明的有利构型在从属权利要求中说明。

根据本公开的实施方式，说明一种用于借助激光射束切割工件的激光加工系统。所述激光加工系统包括激光加工头，所述激光加工头设置为用于沿切割方向将所述激光射束对准到所述工件上以产生切割缝隙；具有光学相干断层扫描仪(OCT)的光学测量装置，其中，所述光学测量装置设置为用于优选地在切割过程期间将光学测量射束对准到所述切割缝隙上；和偏转装置，所述偏转装置设置为用于例如使所述光学测量射束关于所述激光射束的射束轴线和/或关于所述切割方向偏移，以便测量所述切割缝隙的至少一个几何特性。因此，借助所述光学相干断层扫描仪的测量可以基于间距数据进行，所述间距数据通过所述偏移的光学测量射束针对工件上或切割缝隙上/周围的不同位置获得。所述光学测量射束可以与激光射束同轴地或平行地照射到所述工件上并关于该位置偏移。

所述至少一个几何特性可以包括以下特性中的至少一个：切割前沿几何形状、切割缝隙宽度和切割侧面几何形状。所述切割前沿几何形状可以包括切割前沿的轮廓和/或切割前沿角。所述切割侧面几何形状可以包括切割棱边角。

在此，“切割”表示例如工件的分开或分割方法。由此，所述切割缝隙可以定义为完全穿透所述工件的缝隙或切口。所述切割缝隙也可以称为切割接缝。在此，所述切割缝隙不仅包括工件本身中的缝隙或孔，而且包括其限界边缘。