CN105408050A - 用于激光加工装置的激光加工喷嘴和该激光加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了用于激光加工装置的激光加工喷嘴(6)，其中激光加工装置具有一个用于探测由激光加工喷嘴(6)确定的过程区域的射束的探测装置。激光加工喷嘴(6)的表面具有至少一个反差区段(25)，该反差区段对于至少在观测波长情况下的辐射具有一个散射的和/或吸收的功能。此外还描述了这一激光加工装置及用于使这种激光加工喷嘴(6)在激光加工装置上投入运行的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于激光加工装置的激光加工喷嘴，其中，该激光加工装置为了过程监测而具有探测装置，用于探测通过激光加工喷嘴所限定的过程区域的辐射。本发明还涉及一种具有这种喷嘴的激光加工装置及一种用于使这种激光加工喷嘴在激光加工装置上投入运行的方法。
背景技术
尽管在激光加工过程的控制方面取得了巨大的进步，但在现代激光加工设备上也总是得出有缺陷的加工结果。为了在加工期间就能识别出错误过程并且能够采取可能的补救措施，已公知对过程区域进行光学监测。
根据光学传感器如何布置，将过程辐射的离轴线、准同轴线及同轴线的耦出之间作区分。在离轴线耦出的情况下，从探测方向观测到加工过程的辐射，该探测方向相对于激光射束轴线以大于10°的角度延伸。在准同轴线耦出的情况下，探测方向相对于激光射束轴线以小于10°的角度延伸。如果探测方向平行于激光射束轴线延伸，则称为同轴耦出。尤其对于最后提及的变型(同轴耦出)，穿通激光加工喷嘴的过程射线探测被证明是可行的，因为从该方向尤其可无障碍地看清所述过程区域。
由DE102011003717A1描述了针对CO2激光切割设备上的探测装置的例子，其中，实现了穿通激光加工喷嘴的过程射线探测。从过程区域发射或反射的辐射的耦出借助部分穿透的偏转镜来实现。入射的CO2激光射线在该偏转镜上反射。然而，过程区域处于550nm至2000nm波长范围内的辐射经过偏转镜。在过程射线经过了部分穿透的偏转镜之后，该过程射线又经由其它的光学元件被最后供给至高分辨率的摄像机。该摄像机探测在观测波长情况下的辐射(例如处于可见光或近红外线的波长范围内)。摄像机的拍摄可用于过程监测或调节。
由DE2450925A1公知了一种具有气体喷嘴的激光设备，在该气体喷嘴上安装有冷却系统。为了将激光射束相对于气体喷嘴的对准进行控制，借助冷却水的温度测量装置来求取由气体喷嘴所吸收的热。测量装置的灵敏性通过气体喷嘴内表面上的热吸收层来提高。
由DE3212314A1描述了一种保护气体焊接喷燃器的保护气体喷嘴，该保护气体喷嘴设有黑镍层，用于延长使用寿命。
发明内容
由现有技术出发确立了本发明的任务：对过程区域至少在观测波长情况下的、已探测到的辐射的信号品质作出改善。
该任务通过具有权利要求1所述特征的激光加工喷嘴来解决。
根据本发明，激光加工喷嘴的表面具有至少一个反差区段，该反差区段至少对于在适合通过探测装置用于过程监测的观测波长情况下的辐射或射线具有散射的和/或吸收的效果。适合的观测波长是如下波长，在该波长情况下，借助探测装置对激光加工过程的监测能够推断出加工过程。因此，可能的观测波长尤其处于300nm至3000nm的范围内，该范围不仅包括可见光的而且包括近红外线的频谱范围。
可以理解的是，探测装置的光学探测器、传感器或图像检测装置不只是探测正好某个波长情况下的辐射。更确切地说，根据探测器的类型及可能前置滤波器，通常探测到观测波长周围的窄的波长范围。
不管怎样，对于某个观测波长情况下的、由过程区域发出的辐射的不仅散射效果而且吸收效果都用于：使在反差区段上入射到喷嘴上的辐射在非常小的程度上能够被反射至探测装置。这降低了出现干扰反射。由于根据本发明的反差区段的光学特性，在探测装置的拍摄中能够将反差区段的成像与过程区域的成像很好地区分。
反差区段的散射效果例如能够通过表面结构化实现。代替于光滑的金属表面，喷嘴的表面至少在反差区段的区域中具有这样的粗糙度，使得在观测波长情况下的辐射可被散射。有利地，这种表面结构化能够在成本上相对有利地制造。这种粗糙性的度量优选至少大致相应于观测波长的数量级。
尤其如果对于至少在观测波长情况下的辐射而言的吸收度大于0.3时，则得到本发明意义上的吸收效果。优选地，对于在至少观测波长情况下的辐射而言的吸收度处于大于0.5的值；更有利的是，对于观测波长的辐射而言的吸收度大于0.7或者甚至大于0.9。以此方式，有效地抑制了反差区段上产生干扰反射。
优选地，反差区段至少在观测波长情况下具有反射率，该反射率不同于(优选小于)工件表面的反射率，后者(工件表面的反射率)也由探测装置来检测。该反射率差的值尤其是至少0.1，优选是至少0.3，或者甚至是至少0.5。由于这种措施，因此在探测装置的拍摄中在喷嘴的成像部分与成像的工件表面之间得到高的反差。因此，在穿通喷嘴探测时例如能够可靠地检验或非常精确地测量到面向过程区域的喷嘴口的直径。
激光加工装置非常频繁地用于例如结构钢和/或不锈钢的加工。因此，特别是喷嘴的反差区段对于在观测波长情况下的辐射具有反射率，该反射率与结构钢和/或不锈钢的表面的反射率之差是至少0.1，优选至少0.3或者甚至至少0.5，尤其是，该反射率以这些值小于结构钢和/或不锈钢的表面的反射率。
喷嘴的反差区段优选如此构成，使得与不具有反差区段的喷嘴相比，至少在观测波长情况下的辐射的很少一部分能够通过喷嘴表面上的反射到达探测装置。尤其地，这通过根据上述探测装置检测范围的说明的、反差区段的反射率来实现。
特别有效地，在一个优选实施例中，由过程区域发出的并由探测装置所探测的辐射的信号品质得以改善，其方式是，反差区段如此设置在喷嘴表面上，使得过程区域的辐射能够直接地射到反差区段上。
可替换地或附加地，反差区段优选如此设置在喷嘴表面上，使得反差区段能够设置在探测装置的探测区域或拍摄区域中，该探测装置用于探测通过激光喷嘴所限定的过程区域的辐射。尤其有利的是，探测装置不是或者不仅用于直接激光加工过程的直接观察，而是(而且)在如下程度上用于过程监测：即借助于探测装置例如能够检验喷嘴的状态或尺寸。由于设置在探测装置的拍摄区域中的反差区段，因此能够在激光加工期间通过探测装置以较高的精确度及可靠性对已安装的喷嘴的成像部分进行测量或检验。
这特别是涉及到反差区段的如下布置，在该布置的情况下，来自通过激光喷嘴所限定的过程区域的辐射能够直接地射到反差区段上并且通过反差区段上的一次反射能够到达或可能到达探测装置，只要该辐射在反差区段上不被吸收或散射的话。
例如，对于具有侧向探测装置(离轴线耦出)的激光加工装置用的喷嘴情况，反差区段至少在面向探测装置的一侧上设置在喷嘴外表面上。
通过喷嘴能够使激光射束及附加的过程气体被引导至过程区域。为此目的，该喷嘴具有喷嘴通道，该喷嘴通道在两个喷嘴口之间延伸。一喷嘴口面向过程区域，另一喷嘴口背向过程区域。
在一个特别优选的实施例中，喷嘴如此构成，使得过程区域的辐射借助于探测装置能够穿通在两个喷嘴口之间延伸的喷嘴通道进行探测。因此，该喷嘴适合在激光加工装置上在将待探测的过程射线进行同轴线或准同轴线地耦出的情况下使用。优选在此情况下，反差区段如此设置在喷嘴通道壁上，使得该反差区段从在运行中背向过程区域的那个喷嘴口起能够被看到。因此，喷嘴如此构成，使得在反差区段上发射或反射的辐射逆着探测方向(在同轴线耦出的情况下平行于激光射束轴线或平行于喷嘴通道的走向)能够通过背向过程区域的喷嘴口从喷嘴射出进而能够到达探测装置。这尤其在如下情况下能够实现：当反差区段相对于喷嘴通道的走向或激光射束轴线或探测方向以0°至90°之间的倾斜角度延伸，优选以0°至45°之间的倾斜角度延伸，更优选地以5°至15°的倾斜角度延伸。
特别地，背向过程区域的喷嘴口大于反差区段的区域中的喷嘴内表面的孔径宽度，并且，在背向过程区域的喷嘴口与反差区段之间也不存在其它变窄部分，该其它变窄部分会阻隔沿着探测方向到反差区段上的视线。由于这些措施，反差区段能够对于同轴线的探测装置是可见的，并且，由于该反差区段相对于过程区域的反差而提高了例如探测装置的拍摄的可分析处理性。
在本发明的一个特别优选的实施例的情况下，反差区段借助于涂层对于至少在观测波长情况下的辐射而言具有吸收效果。该涂层能够专门选定用于所期望的吸收效果，其中，该喷嘴还能够由一种或多种其它材料构成，这些材料满足了对喷嘴的其它要求，如耐热性等。
吸收涂层优选构成平滑的涂层，这带来了这样的优点，即，反差区段由于其平滑的表面而对穿通喷嘴的气体流无干扰影响。
在本发明的一个有利的改进构型中，至少一个在运行中面向过程区域的喷嘴外表面部分不像反差区段那样具有涂层。一方面，在加工期间面向工件的喷嘴外表面部分在很大程度上遭受放射。例如(由于喷溅物)在该处不仅热应力而且机械应力特别高。如果在喷嘴的该部分上也施加有吸收涂层，则该涂层除了吸收效果外还会对热应力及机械应力具有高的阻抗力。这使合适涂层的选定变得困难。另一方面，喷嘴与工件之间的间距经常通过喷嘴与工件之间的电容测量来求取。喷嘴外表面的涂层可能会对该电容测量具有不希望的影响。尤其在该背景下有利的是：喷嘴的整个外表面不具有与反差区域相应的涂层。
波长的选定(探测装置在该波长情况下观测过程区域)与不同的方面相关。例如起决定作用的是，哪些错误过程首先应被确定。普遍地，在同一激光加工装置上也可探测到过程区域在不同波长情况下的辐射。为此目的，也可设有多个分立的探测装置。
一方面，可探测到仅在过程区域上反射的辐射。另一方面，可探测到在过程区域中基于激光加工过程所产生及发射的辐射。该发射的过程射线(即所谓的过程自发光(Prozesseigenleuchten))特别适用于确定关于在过程区域中可能出现的过程错误进程。
在一个特别优选的实施例中，反差区段对于至少在300nm至2000nm之间的观测波长情况下的辐射具有吸收效果。在该波长范围内，金属的激光加工的过程自发光特别显著。对此的原因在于，过程区域中熔化的或蒸发的金属的热发光(该热发光主要发生在上述波长范围内)及等离子发光。
因此，通过反差区段的吸收效果减小了发射的过程辐射的干扰反射的出现，这非常好地适合于过程监测。
优选地，过程自发光的探测在300nm至1100nm之间的波长情况下实现，因为可提供很好地适合于该波长范围的、基于硅的探测。同样优选地实现处于900nm至1700nm之间的波长的探测。对于该波长范围例如基于InGaAs的探测器能很好地适用。因此，反差区段优选在观测波长处于300nm至1100nm之间、或900nm至1700nm之间吸收。
在一个优选变型中，反差区段对于在观测波长情况下的辐射具有吸收效果，而该反差区段不吸收或仅很小程度地吸收具有大于2000nm的波长的辐射。
可替换地或附加地，如果反差区段对于激光射束的波长不会或者仅很小程度地吸收作用，则降低了设有激光喷嘴的激光加工装置的激光射束对激光喷嘴的干扰影响。因此，反差区段特别是不会或仅很小程度地吸收约10.6μ和/或约1.03μm波长的辐射。
如果反差区段具有小于0.5、尤其小于0.3的吸收率，则在很小程度上存在吸收效果。尤其如果表面吸收率小于0.1，则不存在吸收效果。由于该措施，反差区段反射了过程区域的激光射束或热辐射的绝大部分，它们对于过程监测是不需要的。这就防止了喷嘴的过度变热。
激光加工喷嘴通常是消耗部件。激光加工喷嘴在激光加工装置的使用寿命的过程中必需多次地更换。此外，激光加工喷嘴通常针对相应的加工任务专门地来构型。因此，在根据本发明的喷嘴的情况下，该喷嘴有利地涉及到可更换的喷嘴。该喷嘴优选是一件式的、尤其在忽略可能的吸收涂层的情况下是材料统一的。在一个优选的实施形式中，该喷嘴构造成不具有集成的导水部。
在制造技术上有利的是，激光加工喷嘴构造成基本上旋转对称的部件。它可作为旋转部件而成本上有利地制造。为了固定在激光加工装置上，该激光加工喷嘴例如在背向过程区域的喷嘴口的区域中设有外螺纹。
优选地，反差区段至少部分地设置在喷嘴通道壁或其内表面的锥形区段上。因此，反差区段可用于过程气体流的成型并同时在探测方向上可很好地看到。特别是，该反差区段相对于喷嘴通道的走向或激光射束轴线或者探测方向以5°至15°之间的负角度延伸。
在本发明的一个特别优选的改进构型中，反差区段被这样地设置，使得穿通喷嘴地看，反差区段包围着在运行中面向过程区域的喷嘴口。因此，反差区段能够显示在探测装置中产生的过程区域图像的边缘区域中并且能够在分析处理时以简单的方式用于喷嘴的测量或者也能够不予以考虑。尤其是，在平行于喷嘴通道走向的观察方向上看，如果反差区段完全包围喷嘴口，则对于干扰反射的尽可能完全抑制是有利的。
可替换地或补充地，穿通喷嘴地看，如果反差区段直接地邻接于喷嘴口，则对于探测装置拍摄的分析处理给出了有利的布置方案。例如，由于反差区段与喷嘴口之间反差的提高，可特别精确及可靠地确定了喷嘴口的直径。
在此意义上有利的是：在本发明的一个改进构型中，如果喷嘴构造成如下结构，即面向过程区域的喷嘴口邻接于喷嘴通道的圆柱形区段，则反差区段至少也设置在该圆柱形区段上。
本发明的一个变型被证明是特别有效的，其中，激光加工喷嘴具有金属基体，在该金属基体表面上，至少在反差区段中施加了至少在观测波长情况下起吸收作用的涂层和/或散射的表面结构。金属的(尤其由铜制成的)基体对激光加工期间的热负荷及机械负荷具有良好的阻抗能力。此外，具有金属基体的喷嘴适用于与激光加工装置的其它传感装置(例如电容式距离传感装置)一起使用。尤其是，反差区段的吸收涂层至少在观测波长情况下比金属基体的未经涂层的材料表面具有高的吸收率。
根据本发明的另一方面，激光加工装置具有：设有反差区段的喷嘴；及探测装置，该探测装置用于探测通过喷嘴所限定的过程区域的、至少在观测波长情况下的辐射，其中，反差区段吸收和/或散射至少在观测波长情况下的辐射。优选地，通过探测装置实现了穿通喷嘴的、过程区域的同轴线的或者至少准同轴线的观测。
在一个特别优选的改进构型的情况下，激光加工装置具有照明设备，借助该照明设备可至少照明了通过喷嘴所限定的过程区域。例如，该照明设备可侧向地(即不平行于激光射束轴线地)照明了过程区域。在此情况下特别有利的是，喷嘴的反差区段对于照明设备至少在如下波长情况下的辐射起到散射或吸收作用，该波长同时相应于探测装置的观测波长。因此，在喷嘴表面上减少或甚至完全防止了尤其基于照明设备的干扰的射线反射或辐射反射。
优选地，借助于照明设备可穿通喷嘴来照明过程区域，即，同轴线或至少准同轴线地实现照明。确保了过程区域的直接且不受妨碍的照明。在照明设备同轴线或准同轴线布置的情况下有利的还在于：反差区段对于照明设备如下波长情况下的辐射具有散射或/和吸收效果，该波长同时相应于观测波长。吸收了照明设备的至少在探测波长情况下的辐射的反差区段促成：被照明的反差区段显得较暗并且由此提高了相对于过程区域的反差。不同的是，散射的反差区段如此起作用：由于被照明的反差区段的散射辐射返回，使得该反差区段显示更亮进而提高了相对于过程区域的反差。
面向喷嘴的工件表面也通过照明设备照明，并且，该工件表面在工件加工时达到探测装置的拍摄区域。优选地，喷嘴的反差区段至少对于照明设备在同时相应于观测波长的波长情况下的辐射具有反射率，该反射率不同于(尤其小于)工件表面的反射率。例如，反射率差值具有至少为0.1、优选至少为0.3、或者甚至至少为0.5的值。
特别地，反差区段对于在照明设备同时相应于观测波长的波长情况下的辐射具有反射率，该反射率与结构钢和/或不锈钢的表面的反射率之差至少为0.1、优选至少为0.3、或者甚至至少为0.5，特别是，该反射率以这些值小于结构钢和/或不锈钢的表面的反射率。
在激光加工装置的一个优选的实施例中，设有激活-/解除单元，借助该激活-/解除单元可激活且可解除通过探测装置的过程监测，这根据已安装的喷嘴是否具有所期望的反差区段而定。以此方式可保证：过程监测并不借助如下喷嘴实现，该喷嘴由于缺乏反差区段而不能保证探测装置信号的足够品质。
在此意义上，根据本发明的另一方面，在一种用于使喷嘴在激光加工装置上投入运行的方法中，在将喷嘴装配在激光加工装置上之后，借助于探测装置来检验：喷嘴的表面是否具有所期望的反差区段，该反差区段在探测方向上对于探测装置是可见的并且至少对于探测装置的观测波长情况下的辐射具有散射和/或吸收效果。优选地，对于喷嘴的检验得出该喷嘴不具有反差区段的情况，针对随后使用喷嘴进行激光加工而将通过探测装置的过程监测进行解除或者根本就不激活。
附图说明
以下将借助示意性附图来解释本发明。附图中示出：
图1：激光加工装置，其具有：激光加工喷嘴和过程区域的辐射用的探测装置；
图2：以中间截面图示出的图1中激光加工装置的激光加工喷嘴；
图3：以背向过程区域的喷嘴口的俯视图示出的图1中激光加工装置的激光加工喷嘴；
图4：以背向过程区域的喷嘴口的俯视图示出的根据第二结构类型的用于图1中激光加工装置的激光加工喷嘴；
图5：用于使图1的激光加工装置上的激光加工喷嘴投入运行的方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出了激光加工装置1，该激光加工装置1尤其用于金属工件(例如金属板材)的激光切割或激光焊接。激光加工装置1是激光加工设备的一部分，该激光加工设备例如包括用于产生激光射束2的CO2激光器或者固体激光器。激光射束借助未示出的射束引导装置被供给至激光加工装置1。
在激光加工装置1中，激光射束2例如在部分穿透的偏转镜3上偏转并且在经过聚焦透镜4及激光加工喷嘴6的喷嘴通道5后在过程区域7中射到工件8上。在经过喷嘴通道5后，激光射束2沿着激光射束轴线9延伸。喷嘴6固定在喷嘴接收部上，出于简明清楚的原因在附图中未示出该喷嘴接收部。而且也出于简明清楚的原因未示出该加工装置1的其它细节，例如过程气体的供给，该过程气体可经由喷嘴引导至过程区域7。
过程区域7在工件8上的位置可通过借助同样未示出的运动设备使激光射束2与工件8之间相对运动来改变。
作为用于过程监测或调节的设备的一部分，激光加工装置1具有探测装置10，用于探测从过程区域7反射或发出的辐射。
借助于探测装置10能够在探测方向上穿通喷嘴6探测到过程区域7的辐射。探测方向在喷嘴6的区域中与激光射束轴线9平行地并且在图1中从上往下地延伸。因此，过程区域7的辐射被同轴地耦出。在图1中，探测到的辐射走向借助实线11示出。
该耦出通过部分穿透的偏转镜3实现，该偏转镜3例如针对处于500nm至2000nm波长范围内的辐射可穿透，但会反射激光射线(CO2激光器：10.6μm，固体激光器：例如1.03μm)。可替换地，也可借助刮镜(Scraperspiegel)、槽镜(Riefenspiegel)或者孔镜(Lochspiegel)实现。为了将耦出的辐射引导至探测装置10的光学探测器，设置有：另一偏转镜12、部分穿透的偏转镜13、透镜14。
空间分辨的近红外线摄像机15用作光学探测器或光学传感器，该空间分辨的近红外线摄像机15例如基于硅作为半导体材料并且与处于近红外线频谱范围内的前置带通滤波器一起工作。设有分析处理单元16用于摄像机拍摄的分析处理。对空间分辨的摄像机15可替换地或附加地，也可使用另一光学传感器，该另一光学传感器例如提供在探测到的范围上积分的强度值。
喷嘴6的内表面或喷嘴通道壁从背向过程区域的喷嘴口20起具有锥形分区段21。短的柱形分区段22在锥形分区段21与面向过程区域的喷嘴口23之间延伸。
由图1清楚地看到：从背向过程区域的喷嘴口20起，尤其在与喷嘴通道5的走向平行的观察方向上(也就是沿着探测方向)，可看到喷嘴6内表面的至少一部分或喷嘴通道壁。喷嘴通道壁的锥形区段21及柱形区段22构成了反差区段25。该反差区段设有涂层，与喷嘴6的基体24的未经涂层的表面相比，所述涂层对于至少在观测波长情况下的辐射具有吸收的效果。由于这种吸收涂层，因此至少在很大的程度上防止了：至少在观测波长情况下的辐射(该辐射从过程区域7起直接射到反差区段25上)在该处被反射。因为经反射的辐射会经由聚焦透镜4等类似物到达摄像机15并对过程拍摄的信号品质产生消极影响。
喷嘴6的整个外表面不具有涂层。因此该喷嘴6很好地适用于与未示出的电容式间距传感器一起使用。
出于形象地图示的目，图1中的喷嘴6稍微失真地示出。因此，在细节上喷嘴6还将借助图2至3描述，图2至3示出喷嘴6的与尺寸比例相符的示图。
喷嘴6具有由铜制成的金属基体24。被引导穿过基体24中心的喷嘴通道5是绕着激光射束轴线9旋转对称地构成的。在背向过程区域的喷嘴口的区域中设有未详细示出的外螺纹35，借助该外螺纹使喷嘴6可更换地固定在加工装置1的未示出的喷嘴接收部上。此外，喷嘴6的外边缘26构成多边形，以便针对工具而提供将喷嘴6固定地旋拧在喷嘴接收部上或拆卸下来的作用可能性。
喷嘴口20,23及整个喷嘴通道5具有圆形横截面。背向过程区域的喷嘴口20例如具有7mm至10mm之间的直径，而面向过程区域的喷嘴口23例如具有0.7mm至3.0mm之间的直径。锥形区段21相对于喷嘴通道5的走向以约11°的倾斜角度延伸。
在图3中，在相对于喷嘴通道5的走向平行地延伸的、到背向过程区域的喷嘴口20上的俯视图中示出喷嘴6。由相应于探测装置10探测方向的观察方向观察，反差区段25完全地包围了面向过程区域的喷嘴口23。通过虚线的圆27示出通过摄像机15拍摄的区域。在该拍摄区域27中，反差区段25形成了直接邻接喷嘴口20上的边缘区域。
此外在图3中，从径向外部朝径向内部可看到：一个环绕的外环面28、两个倾斜的环面29,30、及一个环绕着背向过程区域的喷嘴口20的环面31。
根据图1至3的喷嘴6涉及到这样的喷嘴6：该喷嘴6至少几乎在整个喷嘴通道壁上具有吸收的涂层。然而，喷嘴6的其余表面不具有涂层。
为了避免会吸收到不用于过程监测的过程辐射，反差区段25优选设有吸收在观测波长情况下的辐射的涂层，该涂层对于具有大于2000nm波长的辐射不会吸收或仅很小程度地吸收。
图4示出第二喷嘴6，该第二喷嘴6与图1至3中所示的喷嘴6的区别仅在于：构成反差区段25的喷嘴通道壁具有表面结构来取代吸收涂层，该表面结构至少对于观测波长而言产生散射效果。在其它方面，根据图4的喷嘴6与根据图1至3的喷嘴6一致地构建。
在图5中给出了用于使喷嘴6在激光加工装置1上投入运行的方法的步骤。在第一步骤32中，将喷嘴6固定在激光加工装置1的喷嘴接收部上。在第二步骤33中，借助于探测装置10检验：喷嘴6的内表面是否具有所期待的反差区段25。在第三步骤34中，对于喷嘴6具有所期待的反差区段25的情况，在使用探测装置10的情况下，为了借助于经检验的喷嘴6的随后的激光加工，激活或者说不解除过程监测。否则，解除或者说不激活过程监测。
为此目的，分析处理单元16具有图1中所示的激活-/解除单元17。过程区域7的监测在例如300nm至1100nm之间的观测波长情况下实现。可替换地或补充地，激光加工装置1可包括探测装置10，用于在例如900nm至1700nm之间的观测波长情况下监测。因此，喷嘴6的反差区段25对于至少在相应观测波长情况下的辐射(尤其通过吸收涂层)具有吸收效果。
可选择地，激光加工装置1也可以具有照明设备18，借助该照明设备18可照明至少所述过程区域7。在图1中可选择地示出照明设备18，借助该照明设备18可穿通喷嘴6照明所述过程区域7。在图1中通过虚线19示出了照明射线的走向。为了基于照明来提高探测装置10的信号品质，该照明应借助至少在如下波长情况下的辐射实现：该波长相应于探测装置10的观测波长。
Claims (15)
1.一种用于激光加工装置(1)的激光加工喷嘴(6)，其中，所述激光加工装置(1)为了过程监测而具有探测装置(10)，用于探测通过所述激光加工喷嘴(6)所限定的过程区域(7)的辐射，其特征在于，所述激光加工喷嘴(6)的表面具有至少一个反差区段(25)，该反差区段至少对于如下观测波长情况下的辐射具有散射的和/或吸收的效果，该观测波长适用于通过探测装置(10)进行过程监测。
2.根据以上权利要求所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)设置在所述激光加工喷嘴(6)上，使得从所述过程区域(7)出来的辐射能够直接地射到该反差区段(25)上。
3.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)设置在所述激光加工喷嘴(6)上，使得该反差区段(25)能够设置在探测装置的拍摄区域(27)内，该探测装置用于探测所述过程区域(7)的辐射。
4.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述激光加工喷嘴(6)构造成，借助所述探测装置(10)使所述过程区域(7)的辐射能够穿通所述激光加工喷嘴(6)的在两个喷嘴口(20,23)之间延伸的喷嘴通道(5)被探测到，并且，所述反差区段(25)设置在所述喷嘴通道壁上，使得从在运行中背向所述过程区域(7)的那个喷嘴口起能够看到该反差区段(25)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)借助涂层而对于在观测波长情况下的辐射具有吸收效果。
6.根据权利要求4所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，至少一个在运行中面向所述过程区域(7)的、所述激光加工喷嘴(6)外表面部分不具有如所述反差区段(25)那样的涂层。
7.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)对于至少在300nm至1100nm之间观测波长情况下的辐射和/或对于至少在900nm至1700nm之间观测波长情况下的辐射具有吸收效果。
8.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)对于至少在观测波长情况下的辐射具有吸收效果，其中，该反差区段不吸收或仅很小程度地吸收具有大于2000nm波长的辐射。
9.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)对于至少在观测波长情况下的辐射具有吸收效果，其中，该反差区段(25)不吸收或仅很小程度地吸收如下辐射，该辐射具有设有所述激光加工喷嘴(6)的所述激光加工装置(1)的激光射束的波长。
10.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述反差区段(25)设置成：在穿通所述激光加工喷嘴(6)的观察方向上看，该反差区段(25)包围、尤其完全地包围在运行中面向所述过程区域(7)的那个喷嘴口(23)，和/或在穿通所述激光加工喷嘴(6)的观察方向上看，所述反差区段(25)直接地邻接在运行中面向所述过程区域(7)的那个喷嘴口(23)。
11.根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其特征在于，所述激光加工喷嘴(6)具有金属的、尤其由铜制成的基体(24)，为了构造所述反差区段(25)，在该基体的表面上施加有对于至少在观测波长情况下的辐射而言吸收的涂层和/或散射的表面结构。
12.一种激光加工装置(1)，其具有根据以上权利要求中任一项所述的激光加工喷嘴(6)，其中，所述激光加工装置(1)具有探测装置(10)，用于探测通过所述激光加工喷嘴(6)所限定的过程区域(7)的、至少在观测波长情况下的辐射，其中，所述激光加工喷嘴(6)的反差区段(25)对于至少在所述探测装置(10)观测波长情况下的辐射具有散射的和/或吸收的效果。
13.根据权利要求11所述的激光加工装置(1)，其特征在于，借助于所述探测装置(10)使所述过程区域(7)的辐射能够穿通所述激光加工喷嘴(6)的在两个喷嘴口(20,23)之间延伸的喷嘴通道(5)被探测到。
14.根据权利要求11或12所述的激光加工装置(1)，其特征在于，设有照明设备(18)，借助于该照明设备能够以至少在相应于观测波长的照明波长情况下的辐射来照明所述过程区域(7)，其中，借助于所述照明设备(18)尤其能够穿通该激光加工喷嘴(6)来照明所述过程区域(7)。
15.一种用于使激光加工喷嘴(6)在激光加工装置(1)上投入运行的方法，其中，将激光加工喷嘴(6)装配在激光加工装置(1)上，并且，随后借助于探测装置(10)检验：激光加工喷嘴(6)是否具有根据权利要求1至10中任一项所述的激光加工喷嘴(6)的反差区段(25)，并且，尤其根据该检验结果针对后续的激光加工而对通过探测装置(10)的过程监测进行激活或解除。
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