CN115194325A - 使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工过程的监控方法和激光加工系统 - Google Patents

使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工过程的监控方法和激光加工系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115194325A
CN115194325A CN202210306025.9A CN202210306025A CN115194325A CN 115194325 A CN115194325 A CN 115194325A CN 202210306025 A CN202210306025 A CN 202210306025A CN 115194325 A CN115194325 A CN 115194325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
sensor
machining
laser machining
sensor signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210306025.9A
Other languages
English (en)
Inventor
C·J·黄
V·普鲁德尼科夫
E·苏佩尔诺克
E·绍尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Precitec GmbH and Co KG
Original Assignee
Precitec GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=80685230&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN115194325(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Precitec GmbH and Co KG filed Critical Precitec GmbH and Co KG
Publication of CN115194325A publication Critical patent/CN115194325A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/034—Observing the temperature of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本公开提出一种用于使用于激光加工过程的监控的传感器信号标准化的方法，包括如下步骤：借助于用于加工至少一个工件的激光加工系统实施预给定的激光加工过程，其中激光加工过程包括至少一个加工区域的加工；基于对于该加工区域通过第一传感器检测的过程排放产生第一传感器信号；确定第一传感器信号的第一平均值；基于第一平均值对于加工区域确定第一传感器信号的第一比例因数。此外还提出一种用于监控激光加工过程的方法和激光加工系统。

Description

使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工 过程的监控方法和激光加工系统
技术领域
本发明涉及一种用于激光加工过程的监控的传感器信号的标准化的方法、用于监控激光加工过程的方法以及用于实施用于监控的方法的激光加工系统。
背景技术
在激光加工系统、也称为激光加工设备或简称设备中，为了加工工件，使得由激光束源或激光引导纤维的端部发出的激光束借助于光束引导和聚焦光学设备聚焦到要加工的工件上，以便将工件局部加热到熔化温度。加工可以包括激光焊接或激光切割。激光加工系统可以包括激光加工头、例如激光焊接头或激光切割头。激光加工过程可以包括激光焊接过程和激光切割过程。
为了确保加工质量，重要的是，连续监控激光加工过程。监控典型地通过在激光加工过程期间产生的过程排放的检测和评估实现。过程排放包括：光学过程排放、例如由工件散射回或反射回的激光束和在光的红外波长范围中的过程排放、如温度辐射或者在光的可见波长范围中的过程排放、如通过加工生成的等离子的射束。光学过程排放可以称为过程辐射。过程排放此外可以包括声学过程排放。
过程排放的检测典型地通过至少一个传感器、例如光电传感器实现。传感器检测在预给定的波长或在预给定的波长范围中过程排放的强度且产生相应的传感器信号。为了监控，使得传感器信号例如与预给定的包络线和/或阈值比较，且如果传感器信号位于在包络线之外或者超过或低于阈值，那么输出故障。
在通过同样或相同类型的激光加工系统的不同的样本实施相同的激光加工过程的情况下，在生成的和/或检测的过程排放中出现区别或变化。其原因尤其是在相同的激光加工系统的安装的部件中的公差。例如，激光束源、偏转单元或扫描器或者激光加工头的光学元件、如透镜、镜等可以具有制造公差。而且传感器单元的公差可以导致在检测的过程排放中的偏差。也就是相应的传感器信号可以由激光加工系统至激光加工系统或者说在激光加工系统之间不同。例如，传感器信号的平均信号水平可以不同。
传感器信号中的不同使得相同的激光加工系统的比较变得困难或不可能。再者，为了监控相同的激光加工系统上的预给定的激光加工过程不能使用相同的参数、如包络线或阈值。
发明内容
因此，本公开的目的在于，提出一种方法，利用该方法可比较相同或同样的激光加工系统或者相同或同样的激光加工过程。
此外，本公开的目的在于，提出一种方法，利用该方法能实现在相同或同样的激光加工系统上以相同的监控参数监控相同的激光加工过程。特别是，本公开的目的在于，提出一种方法，利用该方法可以标准化激光加工系统的传感器信号。
此外，本公开的目的在于，提出一种激光加工系统，该激光加工系统设立为用于实施这样的方法。再者，本公开的目的在于，提出一种利用标准化的传感器信号监控预给定的激光加工过程的方法。
这些目的中的一个或多个通过独立权利要求的内容解决。有利的设计方案和改进是从属权利要求的内容。
本发明基于如下构思，通过缩放(Skalierung)使得用于监控激光加工过程的传感器信号标准化，该传感器信号基于激光加工过程的检测的过程排放、特别是光学过程排放。为了校准，通过激光加工系统实施预给定的激光加工过程，且基于产生的过程排放产生传感器信号。基于产生的传感器信号确定用于该预给定的激光加工过程和用于该激光加工系统的比例因数。比例因数紧接着用于在同样的激光加工系统上后续的相同的激光加工过程的监控中缩放传感器信号(自动缩放)。
通过标准化，在通过多个相同的激光加工系统实施激光加工过程时产生的传感器信号在这些激光加工系统之间是可比较的。据此，通过标准化可以调整在相同的激光加工系统之间在产生的传感器信号中的不同。因此，为了监控相同的激光加工过程，可以在所有相同或结构相同的激光加工系统上应用同样的监控参数或同样的监控方法或程序。
相同或同样的激光加工系统在本公开的范围中表示同样或相同类型的预给定的激光加工系统的多个样本或者激光加工系统的结构相同的样本。相同或同样的激光加工过程表示如下激光加工过程，其能够以与预给定的激光加工过程相同的过程参数实施。
按照本公开的第一方面，提出一种用于激光加工过程的监控的传感器信号的标准化的方法，包括如下步骤：借助于用于加工至少一个工件的激光加工系统实施预给定的激光加工过程，其中激光加工过程包括至少一个加工区域的加工；基于对于该加工区域通过第一传感器检测的过程排放产生第一传感器信号；确定第一传感器信号的第一平均值；基于第一平均值对于加工区域确定第一传感器信号的第一比例因数。
预给定的激光加工过程可以包括或限定通过沿着预给定的加工路径激光束的照射来加工至少一个工件。预给定的加工路径可以关于至少一个工件、特别是关于一个或多个工件的表面限定。激光加工过程的至少一个加工区域可以说明至少一个工件的如下区域，激光束入射到该区域上。至少一个加工区域可以相应于在工件上预给定的加工路径的一个路径部段。路径部段可以通过沿着加工路径的起始点和沿着加工路径的结束点限定，或者可以通过沿着加工路径的起始点和沿着加工路径的长度限定。
激光加工过程可以包括激光焊接，也称为激光焊接过程。在该情况下，加工区域的加工可以相应于至少一个焊缝的构成。
激光加工过程替换或附加地可以包括激光切割、也称为激光切割工艺。在该情况下，至少一个加工区域的加工可以相应于一个或多个切割棱边的构成。至少一个加工区域也可以相应于激光切割工艺的刺入孔。在该情况下，加工区域的加工可以包括刺入过程、亦即构成刺入孔。
在激光加工过程的实施中生成的过程排放可以包括光学过程排放，特别是如下中至少之一：在红外波长范围中的温度辐射、在可见波长范围中的等离子体辐射以及由工件反射的激光束。反射的激光束可以位于红外波长范围中或者在可见波长范围中。
第一传感器信号可以基于在预给定的波长范围中或者在预给定的波长检测的过程排放的强度。即第一传感器可以具有在预给定的波长范围中或者在预给定的波长的光谱灵敏性。例如，第一传感器信号可以基于温度辐射的检测的强度、等离子体辐射的检测的强度和/或反射的激光束的检测的强度。
第一传感器信号可以是一维的时变的信号。第一传感器信号可以包括多个传感器值，其中每个传感器值配置给相应的时刻。传感器值可以相应于在预给定的波长范围中或者在预给定的波长、在配置的时刻、在加工区域的加工中检测的过程排放的强度。第一传感器信号或传感器信号的一个部段可以在时间上相应于加工区域的加工。换言之，第一传感器信号可以基于在加工区域的加工期间检测的过程排放。
该方法还可以包括：基于对于该加工区域、通过第二传感器检测的过程排放产生第二传感器信号；确定第二传感器信号的第二平均值；基于第二平均值对于激光加工过程的加工区域确定第二传感器信号的第二比例因数。第一传感器和第二传感器可以在其相应的光谱敏感范围方面不同。
该方法一般地可以包括：基于对于该加工区域、通过各传感器检测的过程排放产生N个传感器信号；以及确定对于至少一个加工区域的N个相应的平均值，其中N是大于1的自然数。N个传感器信号可以在检测的过程排放的相应的基于的波长范围或者相应的基于的波长方面不同。也就是对于加工区域可以确定相应于N个传感器信号的N个比例因数。N个传感器信号可以按照实施方式由N个相应的传感器产生。按照另外的实施方式可以由小于N个传感器产生N个传感器信号。例如，单个传感器可以在多个波长范围中或者在多个波长下具有光谱灵敏性。
该方法可以包括基于在加工区域的加工中发出的过程排放同时产生多个传感器信号。优选地，可以在第一波长范围中、例如在相应于等离子体辐射的可见波长范围中、在相应于反射的激光束的第二波长范围中以及在第三波长范围中、例如在相应于温度辐射的红外波长范围中检测过程排放的强度，且可以产生相应的第一至第三传感器信号。在该情况下N＝3。
传感器可以各自包括光学传感器、特别是光电二极管。光电二极管可以输出时变的电压信号。时变的电压信号可以由相应的传感器或控制单元转换为相应的传感器信号。
激光加工过程按照各实施方式可以包括加工一个或多个加工区域。例如，激光加工过程可以包括加工M个加工区域，其中M是大于1的自然数。在此可以对于M个加工区域中的每个检测过程排放，且基于检测的过程排放可以产生相应的传感器信号。因此，可以对于M个加工区域中的每个产生各传感器信号。亦即，可以对于M个加工区域中的每个产生N个传感器信号。例如，激光加工过程可以包括加工三个加工区域以便构成三个焊缝，且对于这三个加工区域中的每个可以产生第一传感器信号和第二传感器信号。
该方法还可以包括将传感器信号配置给相应的加工区域。该配置可以手动地、例如通过激光加工系统的用户或者自动地、例如通过激光加工系统的控制单元实现。传感器信号配置给相应的加工区域可以基于预给定或已知数量的经加工的加工区域、用于加工区域中的每个的加工的预给定或已知的持续时间和/或用于加工区域中的每个的加工的预给定的开始时刻和/或结束时刻实现。
优选地，对于所观察的、预给定的激光加工过程和预给定类型的激光加工系统的考虑的样本确定至少一个比例因数。此外，单个比例因数各自对于该激光加工过程的预给定的加工区域以及对于传感器信号的类型或者对于具有在预给定的波长范围中或者在预给定的波长的光谱灵敏性的传感器的类型确定。
比例因数的确定可以包括在相应的平均值与相应的参考值之间的商的确定。例如第一比例因数的确定可以包括在第一参考值与第一平均值之间的商的确定；且第二比例因数的确定可以包括在第二参考值与第二平均值之间的商的确定，等等。
参考值与平均值之间的商的确定可以包括平均值除以参考值。因此比例因数可以是无量纲的。
优选地，参考值自身是平均值，该平均值按照上述用于参考激光加工系统的传感器信号的标准化的方法确定。参考激光加工系统可以与考虑的激光加工系统相同或结构相同。
平均值可以是算术平均值或者几何平均值。在本公开的范围中，平均值也可以限定为中位数(Median)。
相应的平均值的确定可以包括：除去异常值，亦即除去相应的传感器信号的最小信号值和/或除去最大信号值；以及基于传感器信号的剩余的信号值确定平均值。这也可以称为相应的传感器信号的清理。
该方法此外还可以包括：重复所述用于实施预给定的激光加工过程的步骤；对于每次重复产生相应的第一传感器信号，对于每次重复确定相应的第一平均值；以及基于重复的第一平均值确定上级的第一平均值，其中第一比例因数的确定基于上级的第一平均值实现。该方法此外还可以包括：对于每次重复产生相应的第二传感器信号，对于每次重复确定相应的第二平均值；以及基于重复的第二平均值确定上级的第二平均值，其中第二比例因数的确定基于上级的第二平均值实现。该方法可以具有用于第三传感器信号的相应的步骤，等等。
用于实施预给定的激光加工过程的步骤的重复可以包括在另外的工件上实施相同的激光加工过程和/或在同样的至少一个工件上实施相同的激光加工过程。通过步骤的重复和相同激光加工过程的重复实施可以更准确和更稳定地确定比例因数。
比例因数、特别是第一比例因数和/或第二比例因数可以被存储用于监控随后的、与预给定的激光加工过程相同的激光加工过程。该存储可以通过控制单元实现。
优选地，可以在激光加工系统的调试或运行中和/或在更换激光加工系统的部件之后实施该方法。更换的部件可以是或包括如下中之一：激光加工头、过程监控系统、光学元件、透镜、准直光学设备、聚焦光学设备、镜、用于偏转激光束的偏转单元、光导纤维、保护玻璃、激光束源。
按照本公开的另一方面提出一种用于监控激光加工过程的方法，该方法包括：借助于用于加工至少一个工件的激光加工系统实施激光加工过程，其中激光加工过程包括至少一个加工区域的加工；基于对于该加工区域、通过第一传感器检测的过程排放产生第一传感器信号；借助于对于激光加工系统和该激光加工过程确定的第一比例因数缩放第一传感器信号；且根据利用第一比例因数缩放的第一传感器信号监控激光加工过程，其中第一比例因数通过按照本公开用于标准化的方法确定。监控可以根据对于第一传感器信号的至少一个预给定的监控参数实现。
传感器信号也可以称为监控传感器信号。传感器也可以称为监控传感器。根据缩放的第一传感器信号监控激光加工过程可以包括比较缩放的第一传感器信号与监控参数。
此外，用于监控激光加工过程的方法可以包括：基于对于该加工区域通过第二传感器检测的过程排放产生第二传感器信号；借助于对于激光加工系统和该激光加工过程确定的第二比例因数缩放第二传感器信号；且根据缩放的第二传感器信号监控激光加工过程，其中第二比例因数通过按照本公开用于标准化的方法确定。此外，用于监控激光加工过程的方法可以包括用于第三传感器信号的相应的步骤，等等。该监控可以根据对于第二传感器信号的至少一个预给定的监控参数实现。
传感器信号的缩放优选地包括传感器信号除以相应的比例因数。
替换或附加地，用于监控激光加工过程的方法可以包括如下步骤：借助于对于该激光加工系统和该激光加工过程确定的第一比例因数缩放用于第一传感器信号的至少一个预给定的监控参数；且根据第一传感器信号且根据至少一个基于第一比例因数缩放的用于第一传感器信号的监控参数监控激光加工过程。
此外，用于监控激光加工过程的方法可以包括如下步骤：借助于对于该激光加工系统和该激光加工过程确定的第二比例因数缩放用于第二传感器信号的至少一个预给定的监控参数；且根据第二传感器信号且根据至少一个基于第二比例因数缩放的用于第二传感器信号的监控参数监控激光加工过程。
监控参数的缩放优选地包括监控参数与相应的比例因数的相乘。
通过借助于对于该激光加工系统和该激光加工过程确定的比例因数缩放传感器信号和/或相应的至少一个监控参数，激光加工过程的监控可以基于如下监控参数实现，该监控参数对于与该激光加工系统结构相同或相同的另一激光加工系统或者对于相同或结构相同的参考激光加工系统求取。激光加工过程的监控可以特别是基于对于参考激光加工系统确定的监控参数实施。
监控参数可以包括用于传感器信号的预给定的上和/或下包络线、上和/或下阈值、参考曲线和/或平均值。监控特别是可以包括产生的传感器信号与监控参数的比较。如果传感器信号位于在包络线之外或者超过或低于阈值，那么可以输出故障。
按照本公开的另一方面提出一种激光加工系统，其设立为用于实施按照本公开的实施方式的用于传感器信号的标准化的方法和/或用于监控激光加工过程的方法。激光加工系统包括：激光加工头，其设立为用于使得激光束照射到至少一个工件上以便实施激光加工过程；以及过程监控系统，其设立为用于监控激光加工过程，过程监控系统包括：传感器单元，其包括至少一个用于检测过程排放的传感器；以及控制单元。
控制单元可以设立为用于控制激光加工系统，以便实施按照本公开的实施方式的用于传感器信号的标准化的方法和/或用于监控激光加工过程的方法。控制单元可以设立为，控制激光加工头、传感器单元和/或至少一个传感器。
传感器单元包括至少一个传感器用于检测或探测激光加工过程的过程排放。传感器可以包括至少一个光电二极管和/或光电二极管阵列和/或摄像机、例如基于CMOS或CCD的摄像机和/或声学传感器和/或声波传感器和/或压力传感器。
传感器可以设立为用于探测在预给定的波长范围中或在预给定的波长的强度。传感器可以在预给定的波长范围中或在预给定的波长具有光谱灵敏性。传感器可以仅仅在确定的波长或在确定的波长范围中是灵敏的。替换地，传感器也可以在多个预给定的波长范围中或者在多个预给定的波长是灵敏的。传感器还可以设立为，基于检测的过程排放输出按照本公开的实施方式的传感器信号。
优选地，传感器单元包括第一传感器、第二传感器和/或第三传感器，其中第一传感器设立为，基于由工件发出的等离子体辐射的检测的强度产生第一传感器信号；第二传感器设立为，基于由工件反射的激光束的检测的强度产生第二传感器信号；第三传感器设立为，基于由工件产生的温度辐射的检测的强度产生第三传感器信号。
激光加工头可以是激光焊接头或激光切割头。传感器单元和/或至少一个传感器可以装配或设置在激光加工头的壳体上。
通过激光加工过程产生的过程排放可以进入激光加工头中、特别是壳体中。激光加工头可以具有分束器，用于从壳体和激光束的光路分离过程排放。在至少一个工件与至少一个传感器之间的过程排放的光路因此可以至少部分在激光加工头内和/或与激光束的光路同轴地延伸。替换地，传感器单元或传感器可以如此设置，使得在至少一个工件与传感器之间的过程排放的光路完全在激光加工头之外延伸。
控制单元可以设立为用于由至少一个传感器或传感器单元接收传感器信号。替换或附加地，至少一个传感器可以输出模拟电压信号，且控制单元可以设立为，由至少一个传感器接收模拟电压信号，且将模拟电压信号转换为按照本公开的实施方式的传感器信号。
由激光束源发出的激光束可以包括在红外光谱范围中、特别是在1030纳米与1070纳米之间的范围中的波长；或者具有在可见的绿色光谱范围中、特别是在500纳米与570纳米之间的范围中、优选地在515纳米的波长；或者在可见的蓝色光谱范围中、特别是在400纳米至500纳米的范围中、或者在440纳米与460纳米之间的范围中、优选地在450纳米的波长。
附图说明
在下文中根据附图详细描述本发明。
图1A：按照实施方式用于实施激光加工过程和用于监控激光加工过程的激光加工系统的示意图；
图1B：按照另一实施方式用于实施激光加工过程和用于监控激光加工过程的激光加工系统的示意图；
图2：在俯视图中两个要加工的工件连同加工路径和加工区域的示意图；
图3：用于监控激光加工过程的传感器信号的标准化的方法的流程图；
图4A：在俯视图中两个要加工的工件连同三个加工路径的示意图；
图4B：三组在俯视图中各自两个要加工的工件连同各自一个加工路径的示意图；
图5A：没有缩放的监控传感器信号的曲线；
图5B：利用比例因数缩放的监控传感器信号的曲线。
具体实施方式
只要没有另外注明，在下文中对于相同或作用相同的部件应用相同的附图标记。
图1A示出按照实施方式用于实施激光加工过程和用于监控激光加工过程的激光加工系统的示意图。
激光加工系统10包括激光加工头12和过程监控系统13，该过程监控系统包括传感器单元14和控制单元16。在下文中描述如下实施方式，在这些实施方式中，激光加工头12构成为焊接头，且在这些实施方式中，激光加工系统10设立为用于实施激光焊接过程，但是本公开并不限于此。激光加工头12例如也可以构成为切割头，且激光加工系统10可以设立为用于实施激光切割过程。激光加工系统10也可以简称为设备。
激光焊接头12设立为用于将由激光束源或激光引导纤维的端部发出的激光束(未示出)——也称为加工激光束或简称为加工束——借助于光束引导和聚焦光学设备(未示出)聚焦且照射到至少一个要加工的工件Wa、Wb的至少一个加工区域B1、B2、B3上，以便由此执行激光焊接过程。工件Wa、Wb在图2中在示意俯视图中示出。
激光焊接头12可以构成为所谓的固定光学设备-激光焊接头或所谓的扫描器-激光焊接头。扫描器-激光焊接头可以具有偏转单元，其用于相对于工件Wa、Wb偏转激光束且用于使得激光束沿着加工路径P相对于工件Wa、Wb射入。偏转单元可以具有扫描器-光学设备、扫描器-系统、扫描器-镜和/或Galvano扫描器。在固定光学设备-激光焊接头中，可以通过激光焊接头12自身相对于工件Wa、Wb的运动使得激光束运动，或者使得工件Wa、Wb相对于激光焊接头12运动。
在加工束照射到工件Wa、Wb中至少之一上以便实施激光焊接过程的情况下生成过程排放22，该过程排放由工件Wa、Wb射出。该过程排放包括在可见波长范围中的辐射、特别是由工件Wa、Wb发出的等离子体辐射、在红外波长范围中的辐射、特别是由工件Wa、Wb发出的红外或温度辐射以及射入的激光束的由工件Wa、Wb反射的激光辐射。按照实施方式，过程排放也可以包括声学过程排放、例如由工件Wa、Wb发出的声波和/或压力波。
传感器单元14的至少一个传感器设立为用于检测或测量过程排放的强度且基于此产生和输出传感器信号。根据按照本公开的实施方式的用于监控激光加工过程的方法，产生的传感器信号也可以称为监控传感器信号。产生的传感器信号按照实施方式是一维的时变的信号。该至少一个传感器可以包括光电二极管或光电二极管阵列或像素阵列。按照实施方式，传感器单元14包括用于测量等离子体辐射的强度的第一传感器、用于测量反射的激光辐射的强度的第二传感器以及用于测量温度辐射的强度的第三传感器，其中这三个传感器各自包括光电二极管且产生和输出相应的第一至第三传感器信号。一般而言，传感器单元可以具有N个传感器，其中N是大于1的自然数。
控制单元16与传感器单元14连接且接收至少一个传感器的传感器信号。控制单元16可以设立为用于记录传感器信号。控制单元16设立为用于基于至少一个传感器的传感器信号监控激光焊接过程。控制单元16此外设立为用于控制激光加工系统10、特别是传感器单元14、至少一个传感器和/或激光焊接头12，以便实施按照本公开的实施方式的用于传感器信号的标准化的方法。
在图1A中示出的实施方式中，过程排放22进入激光焊接头12中并且在彼处通过分束器24从加工激光束的光路或由激光焊接头12耦合输出或分离。过程排放紧接着引导到传感器单元14中并且在彼处到达至少一个传感器(未示出)。过程排放22在工件Wa、Wb与传感器之间的射束走向至少逐段地在激光加工头12内和/或与加工激光束的光路同轴地延伸。在图1A中，进入激光焊接头12中的过程排放22在分束器24上偏转到传感器或传感器单元14。替换地，自然也可以在分束器24上偏转加工激光束，且过程排放22的射束走向在工件Wa、Wb与传感器之间可以是直线的。
图1B示出按照另一实施方式用于实施激光加工过程和用于监控激光加工过程的激光加工系统的示意图。在图1B中示出的激光加工系统10类似于在图1A中示出的激光加工系统10，因此在下文中仅仅描述其区别。如在图1B中所示，传感器单元14或传感器如此设置，使得过程排放22在至少一个工件Wa、Wb与传感器之间的射束走向完全位于在激光加工头12之外。在该情况下，在图1A中示出的分束器24以及在传感器单元14与激光焊接头12之间的接口是不需要的。
激光焊接过程包括激光束照射到要焊接的工件Wa、Wb中之一或两者上。通过激光束的照射实现能量输入到至少一个工件Wa、Wb中，由此熔化或蒸发工件Wa、Wb的材料。由此生成温度辐射和等离子体辐射。激光束的一部分由工件Wa、Wb反射。在材料冷却时构成焊缝。焊缝可以构成在工件Wa、Wb之一上，或者可以构成在工件Wa、Wb的两者上。通过构成的焊缝使得工件Wa、Wb相互连接。
工件Wa、Wb的受到激光束照射以便构成焊缝的区域可以称为加工区域。加工区域例如可以构成为线形或者面状的。加工区域可以相应于一个或多个焊缝。加工区域和/或焊缝可以连贯地或相互分离地设置在工件Wa、Wb上。激光束照射到一个或多个加工区域上以便实施激光焊接过程可以沿着预给定的加工路径P——如在图2中示出——实现。因此，加工路径P的路径部段可以相应于加工区域。沿着加工路径P照射激光束的速度可以称为进给速度。
如图2中所示，激光加工过程例如包括加工三个加工区域B1、B2、B3，以便构成三个焊缝。在通过激光束的照射对加工区域B1、B2、B3中之一的加工中可以产生用于该加工区域B1、B2、B3的至少一个传感器的上述传感器信号。如果传感器单元14例如具有三个传感器，那么可以对于三个加工区域B1、B2、B3中的每个记录三个传感器信号。一般而言，激光焊接过程可以具有加工M个加工区域，其中M是大于1的自然数。
预给定的激光焊接过程限定一个或多个过程参数，以便通过预给定的方式构成焊缝。过程参数可以包括要加工的加工区域、预给定的加工路径、焦点位置、激光功率、进给速度、激光束直径和/或激光焊接头相对于工件的间隔和/或取向。过程参数、如焦点位置、进给速度、激光功率和/或激光束直径可以在加工区域的加工期间改变或者不变。
预给定的激光焊接过程的监控根据预给定的监控参数实现。例如，使得传感器信号与预给定的包络线和/或阈值比较，且如果传感器信号位于在包络线之外或者超过或低于阈值，那么可以输出故障。
发明人已经发现：在通过相同的激光加工系统实施预给定的激光焊接过程的情况下仍然在产生的传感器信号中出现偏差。换言之，激光加工过程引起的过程排放在相同的激光加工系统之间发生变化。相同的激光加工系统例如可以表示同样的商业上可购买的类型或模式的激光加工系统的多个样本。由于过程排放的变化，基于此产生的传感器信号也发生变化。特别是，传感器信号的平均信号水平或平均信号值可以发生变化。
其原因尤其在于激光加工系统的公差、特别是制造和材料公差。例如，激光束源、激光加工头的光学元件、如聚焦光学设备、准直光学设备、透镜、镜、偏转单元等可以具有公差。而且传感器单元或传感器的公差也可以导致检测的过程排放和产生的传感器信号的偏差。即传感器信号可以由激光加工系统至激光加工系统而不同。
借助于在此所述的用于标准化用于在相同的激光加工系统上监控预给定的激光加工过程的传感器信号的方法可以降低或消除传感器信号的变化。因此，相同的激光加工系统的传感器信号可相互比较。因此利用用于多个相同的激光加工系统的相同的监控参数进行过程监控是可能的。
因此用于预给定的激光加工过程的监控参数不再必须对于多个相同的激光加工系统中的每个单个激光加工系统单独地确定。因此，例如用于所有销售给客户的相同的激光加工系统的监控参数可以由参考激光加工系统接收。参考激光加工系统例如可以保留在激光加工系统的制造方处。由此可以显著简化和缩短激光加工系统的制造、运行和维护。
图3示出按照实施方式用于监控激光加工过程的传感器信号的标准化的方法的流程图。该方法也可以称为自动校准或自动校准方法。
下面的描述的出发点是，加工区域相应于要构成的焊缝。但是本公开不限于此。加工区域也可以相应于多个要构成的焊缝。加工区域和/或焊缝可以在工件上连续或相互分离地设置。用于标准化传感器信号的方法和/或随后描述的用于监控激光加工过程的方法可以单个地对于每个焊缝或者通过所有焊缝实现。
该方法示例性地根据参照图1A和1B描述的激光加工系统10进行描述。该方法以预给定的激光加工过程的实施开始(S1)，其中激光加工过程包括至少一个加工区域的加工。例如，预给定的激光加工过程可以是激光焊接过程且包括图2的三个加工区域B1、B2、B3的加工以构成三个焊缝。
在加工该至少一个加工区域期间，借助于传感器单元的至少一个传感器检测产生的过程排放，且产生(S2)相应的传感器信号。如果传感器单元14例如包括三个传感器，那么对于三个加工区域B1、B2、B3中的每个的加工产生三个传感器信号。因此，对于三个加工区域B1、B2、B3中的每个产生相应的第一传感器信号、第二传感器信号和第三传感器信号。
至少一个工件包括多少单个的加工区域或焊缝的限定可以通过操作者手动告知激光加工系统。对此附加或替换地，激光加工系统可以自动识别各个加工区域或焊缝。加工区域的限定、例如加工区域的开始时刻、停止时刻和/或数量可以由操作者手动告知，或者可以由激光加工系统自动识别。
紧接着对于三个传感器信号确定(S3)平均值。按照实施方式，可以对于加工区域中的每个和对于产生的传感器信号中的每个确定相应的平均值。于是，总体上可以确定N×M个平均值。参照之前的示例，确定用于第一加工区域B1的第一传感器信号的平均值M1.1，用于第二加工区域B2的第一传感器信号的平均值M1.2，以及用于第三加工区域B3的第一传感器信号的平均值M1.3。此外，对于第一至第三加工区域B1、B2、B3确定第二传感器信号的三个平均值M2.1，M2.2，M2.3，且对于第一至第三加工区域B1、B2、B3确定第三传感器信号的三个平均值M3.1，M3.2，M3.3。于是，总体上在该示例中确定九个平均值。
按照实施方式，形成的平均值是在对于相应的加工区域的传感器信号中包含的传感器值的算术平均值，但是本发明不限于此。换言之，对于每个传感器和加工区域(例如焊缝)实施算术平均值计算。
在确定平均值之前，该方法可以包括用于清理传感器信号的步骤。清理对于每个传感器信号对于每个加工区域分离地实施。在此识别和除去传感器值的异常值。异常值例如是特别大或特别小的传感器值。该步骤可以包括传感器值的拣选。
为此，基于预给定的和/或可调设的百分比值除去最小的传感器值和/或最大的传感器值。例如可以除去对于一个加工区域的传感器信号的最小传感器值的x百分比和/或对于一个加工区域的传感器信号的最大传感器值的y百分比，其中z和y是在0与100之间的有理数。对于该加工区域传感器信号的平均值的确定紧接着如上所述基于传感器信号的剩余的信号值实现、亦即基于对于该加工区域经清理的传感器信号。
例如清理第一传感器信号的传感器值的异常值，该异常值在第一加工区域B1的加工期间基于第一传感器检测的过程排放产生。紧接着，对于第一加工区域B1的第一传感器信号的平均值M1.1的确定应用第一传感器信号的剩余的传感器值。
异常值的除去或丢弃具有如下优点，即用于确定平均值的步骤并继而比例因数的确定以及传感器值的标准化可以稳定且无干扰地实现。因此异常值对确定的比例因数不具有影响或者不具有大的影响。
作为下一步骤(S4)基于确定的平均值确定用于传感器信号和用于加工区域的比例因数。比例因数的确定可以包括确定的平均值的标准化。按照实施方式，比例因数的确定可以包括平均值除以相应的参考值。
按照实施方式，参考值可以是平均值，该平均值借助于步骤S1-S3对于之前所述的参考激光加工系统确定，参考激光加工系统与考虑的激光加工系统相同或结构相同。据此，所观察的激光加工系统的平均值在步骤S4中可以涉及相同的参考激光加工系统的平均值。
参照上述示例，对于第一传感器信号和对于第一加工区域B1通过平均值M1.1除以预给定的参考值R1.1确定比例因数F1.1。总体上，在该示例中基于九个参考值R1.1至R3.3确定九个比例因数F1.1至F3.3。
也就是说，通过用于使传感器信号标准化的该方法，对于每个加工区域和每个传感器信号或传感器确定或计算个性化的比例因数。由此可以使得传感器信号达到用于相同的激光加工系统的统一的信号水平以及达到限定的额定值。
借助于上述用于传感器值的标准化的方法确定的比例因数可以被存储，用于监控随后的相同的激光加工系统。该存储例如可以通过控制单元16实现。
上述方法可以在激光加工系统的调试或运行中和在更换激光加工系统10的部件、例如激光加工头12、过程监控系统12或之前描述过的部件之后被实施。
上述用于标准化传感器信号的方法例如可以通过参照图1A和1B所述的激光加工系统的过程监控系统13的控制单元16实施，且可以特别是通过控制单元16的软件实施。
按照另外的实施方式，该方法或激光加工系统的操作者可以选择：是否应多次实施激光加工过程以便用于传感器值的标准化。因此可以多次或重复实施步骤S1、S2和S3。总体上，可以Z次地实施步骤S1-S3，其中Z是大于1的自然数。Z例如可以位于在2与100之间、特别是在5与50之间，其中边缘可以被包括在内，且Z可以为例如10。
也就是多次地实施用于实施激光加工过程、包括至少一个加工区域的加工的步骤S1。激光加工过程可以如图4A所示多次地在同样的至少一个工件Wa、Wb上实施。替换或附加地，可以如图4B中所示多次地在不同的工件或工件组Wa1/Wb1、Wa2/Wb2、Wa3/Wb3上实施激光加工过程。如在图4A和4B中所示，各自三次地沿着三个相同的加工路径P1、P2、P3实施相同的激光加工过程。每个加工路径P1、P2、P3包括三个加工区域。第一加工路径P1包括加工区域B1.1、B1.2、B1.3；第二加工路径P2包括加工区域B2.1、B2.2、B2.3；且第三加工路径P3包括加工区域B3.1、B3.2、B3.3。因此，以相同的过程参数加工第一加工区域B1.1、B2.1、B3.1。同样适用于第二加工区域B1.2、B2.2、B3.2和第三加工区域B1.3、B2.3、B3.3。
同样地，Z次执行步骤S2和S3。因此，例如借助于第一传感器产生对于加工区域B1.1的第一传感器信号、对于加工区域B2.1的第一传感器信号以及对于加工区域B3.1的第一传感器信号；且确定对于加工区域B1.1的第一传感器信号的平均值M1.1.1，对于加工区域B2.1的第一传感器信号的平均值M1.1.2以及对于加工区域B3.1的第一传感器信号的平均值M1.1.3。
对于加工区域B2.1、B2.2、B2.3以及对于加工区域B3.1、B3.2、B3.3的第一传感器信号也相应地适用。此外对于加工区域B1.1至B3.3的第二传感器信号和第三传感器信号也相应地适用。也就是说，总体上确定N×M×Z个、在本示例中27个平均值。
基于平均值M1.1.1、M1.1.2、M1.1.3，紧接着对于相同的第一加工区域B1.1、B2.1、B3.1的第一传感器信号确定上级的平均值M‘1.1。按照实施方式，上级的平均值M‘1.1可以确定为平均值M1.1.1、M1.1.2、M1.1.3的算术平均值。相应地，可以获得对于相同的第二加工区域B1.2、B2.2、B3.2的第一传感器信号的上级的平均值M‘1.2和对于相同的第二加工区域B1.3、B2.3、B3.3的第一传感器信号的上级的平均值M‘1.3。因此获得九个上级平均值M‘1.1至M‘3.3。
最后，比例因数如在按照图3的方法的步骤S4中那样确定。在本示例中，基于上级平均值M‘1.1至M‘3.3确定九个比例因数F1.1至F3.3。
可以发生的是，激光焊接过程非无故障地运行。例如，构成的焊缝可以具有缺陷。因此，有利的是，如上所述多次实施激光加工过程，且基于上级平均值确定比例因数。如此可以确保：错误实施的激光焊接过程和在此记录的传感器信号对求取的比例因数不具有大的影响。可以进一步降低风险，其方法是操作者在步骤S1之后选择：哪个被加工的加工区域或哪个工件应用于确定比例因数。在选择时，操作者应确保：无缺陷地加工加工区域或工件。
借助于通过用于标准化传感器信号的方法确定的比例因数，可以将用于监控激光加工系统的监控参数也用于监控另一相同的激光加工系统。这根据图5A和5B进行阐明。
图5A和图5B示出具有三个监控传感器信号的时间曲线SE1、SE2、SE3的图。这三个监控传感器信号通过用于监控激光加工过程的方法获得，该方法通过根据图1A和1B所述的激光加工系统10的样本B实施。
激光加工过程是激光焊接过程，其包括加工三个加工区域B1、B2、B3，各加工区域各自相应于焊缝。在激光加工过程期间基于过程排放产生三个监控传感器信号，其通过三个具有在不同的波长范围中的光谱灵敏性的相应的传感器检测。
在图5A和5B中，在曲线SE1、SE2、SE3中对于三个加工区域B1、B2、B3中的每个表示三个监控传感器信号。三个监控传感器信号中的每个那么对于三个加工区域B1、B2、B3中的每个产生和记录。过程监控可以按照实施方式仅仅发生在特征性的监控传感器信号内。
在图5A中示出如下情况，在该情况中，对于激光加工系统B还未实施用于传感器信号标准化的方法。在图表中此外还描绘了激光加工系统的样本A的用于监控的包络线。包络线描述一个允许的公差带，对于激光加工系统A和对于相同的激光焊接过程在激光加工系统A自动校准之后求取该公差带。
如果如所描述的那样通过激光加工系统B实施相同的激光焊接过程，那么通过激光焊接系统的操作者——也称为设备操作者——确保：激光焊接系统稳定且无故障运行，例如监控传感器信号的曲线SE1、SE2、SE3仍然示出在检测的过程排放中假定的差别。原因在于所描述的激光加工系统B相对于A的公差、例如安装的光学设备、应用的激光器或应用的扫描器的公差。该差别导致：利用激光加工系统B相同实施的激光焊接过程不可以利用激光加工系统A的监控参数、例如包络线监控。
在图5B中示出如下情况，在该情况中，按照本公开的实施方式对于激光加工系统B实施用于传感器信号值的标准化的方法。为此，借助于对于激光加工系统B和对于预给定的激光焊接过程确定的比例因数缩放三个监控传感器信号。
在用于激光加工系统B的标准化方法中求取的比例因数(对于每个加工区域和每个传感器单个地)促成：激光加工系统B的传感器信号又在激光加工系统A的包络线内延伸。也就是说，通过缩放的传感器信号，可以将激光加工系统A的监控参数用于激光加工系统B的监控。

Claims (15)

1.一种用于使用于激光加工过程的监控的传感器信号标准化的方法，其包括如下步骤：
-借助于用于加工至少一个工件(Wa、Wb)的激光加工系统(10)实施(S1)预给定的激光加工过程，其中该激光加工过程包括至少一个加工区域(B1、B2、B3)的加工；
-基于对于该加工区域(B1、B2、B3)通过第一传感器检测的过程排放(22)、特别是光学过程排放产生(S2)第一传感器信号；
-确定(S3)第一传感器信号的第一平均值；
-基于第一平均值对于所述加工区域(B1、B2、B3)确定(S4)用于第一传感器信号的第一比例因数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一比例因数的确定(S4)包括第一参考值与第一平均值之间的商的确定。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其还包括：
-重复实施(S1)预给定的激光加工过程的步骤；
-对于每次重复产生(S2)相应的第一传感器信号，且对于每次重复确定相应的第一平均值；
-基于对于每次重复的相应的第一平均值确定上级的第一平均值；
其中，第一比例因数的确定基于该上级的第一平均值实现。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其包括：
-基于对于该加工区域通过第二传感器检测的过程排放(22)产生第二传感器信号，其中第一传感器和第二传感器具有不同的光谱敏感范围；
-确定第二传感器信号的第二平均值；
-基于第二平均值对于所述加工区域(B1、B2、B3)确定用于第二传感器信号的第二比例因数。
5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，第一传感器信号基于在预给定的波长范围中或者在预给定的波长检测的过程排放(22)的强度。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，第一传感器信号基于在红外波长范围中温度辐射的检测的强度、在可见波长范围中等离子体辐射的检测的强度或者反射的激光辐射的检测的强度。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，平均值的确定包括：
-除去传感器信号的最小信号值和/或除去最大信号值；和
-基于传感器信号的剩余的信号值确定平均值。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，加工区域(B1、B2、B3)相应于在至少一个工件(Wa、Wb)上激光加工过程的预给定的加工路径(P)的路径部段。
9.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，所述预给定的激光加工过程包括激光焊接过程，且所述至少一个加工区域(B1、B2、B3)相应于焊缝，和/或所述预给定的激光加工过程包括激光切割过程，且所述至少一个加工区域(B1、B2、B3)相应于切割棱边。
10.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，存储第一比例因数和/或第二比例因数用于监控随后的相同的激光加工过程。
11.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在激光加工系统(10)投入运行时和/或在更换激光加工系统(10)的部件之后实施该方法。
12.一种用于监控激光加工过程的方法，该方法包括：
-借助于用于加工至少一个工件(Wa、Wb)的激光加工系统实施激光加工过程，其中该激光加工过程包括至少一个加工区域(B1、B2、B3)的加工；
-基于对于该加工区域(B1、B2、B3)通过第一传感器检测的过程排放(22)、特别是光学过程排放产生第一传感器信号；
-借助于对于激光加工系统(10)和激光加工过程确定的第一比例因数缩放第一传感器信号；且根据基于第一比例因数缩放的第一传感器信号和根据用于第一传感器信号的至少一个预给定的监控参数监控激光加工过程；或者
-借助于对于激光加工系统(10)和激光加工过程确定的第一比例因数缩放用于第一传感器信号的至少一个预给定的监控参数；且根据第一传感器信号且根据基于第一比例因数缩放的至少一个监控参数监控激光加工过程。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，用于第一传感器信号的至少一个监控参数选自如下组，该组包括：上包络线、下包络线、上阈值、下阈值、参考曲线、平均值。
14.一种激光加工系统(10)，其包括：
-激光加工头(12)，其设立为用于使得激光束照射到工件(Wa、Wb)上以实施激光加工过程；和
-过程监控系统(13)，其设立为用于监控激光加工过程，包括：传感器单元(14)，该传感器单元具有至少一个用于检测过程排放的传感器；和控制单元(16)，其设立为用于实施根据权利要求12或13所述的方法。
15.根据权利要求14所述的激光加工系统，其中，所述至少一个传感器包括光电二极管，该光电二极管在预给定的波长范围中具有光谱灵敏性。
CN202210306025.9A 2021-03-25 2022-03-25 使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工过程的监控方法和激光加工系统 Pending CN115194325A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021107544.0A DE102021107544B4 (de) 2021-03-25 2021-03-25 Verfahren zur Normierung von Sensorsignalen für die Überwachung eines Laserbearbeitungsprozesses, Verfahren zum Überwachen eines Laserbeitungsprozesses und Laserbearbeitungssystem
DE102021107544.0 2021-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115194325A true CN115194325A (zh) 2022-10-18

Family

ID=80685230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210306025.9A Pending CN115194325A (zh) 2021-03-25 2022-03-25 使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工过程的监控方法和激光加工系统

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4070907A1 (zh)
CN (1) CN115194325A (zh)
DE (1) DE102021107544B4 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060685A (en) 1997-10-23 2000-05-09 Trw Inc. Method for monitoring laser weld quality via plasma light intensity measurements
JP5074265B2 (ja) 2008-03-31 2012-11-14 株式会社総合車両製作所 レーザ溶接方法
DE102018129441B4 (de) 2018-11-22 2023-11-16 Precitec Gmbh & Co. Kg System zur Überwachung eines Laserbearbeitungsprozesses, Laserbearbeitungssystem sowie Verfahren zur Überwachung eines Laserbearbeitungsprozesses
DE102019111501A1 (de) * 2019-05-03 2020-11-05 Pulsar Photonics Gmbh Verfahren zur Optimierung einer mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung ausgeführten Laserbearbeitung, sowie Laserbearbeitungsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP4070907A1 (de) 2022-10-12
DE102021107544A1 (de) 2022-09-29
DE102021107544B4 (de) 2023-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0911109B1 (en) Method for monitoring laser weld quality via plasma light intensity measurements
KR101515736B1 (ko) 공작물에 대한 절삭 가공을 모니터링하는 절삭 가공의 모니터링 방법
KR101240980B1 (ko) 레이저 용접 품질 검사 방법 및 장치
US9457427B2 (en) Detecting an incomplete cutting action
US20230073549A1 (en) Method for analysing a weld during laser welding of workpieces
WO2002002268A1 (fr) Procede de detection et d'identification de defauts dans un cordon de soudure realise par faisceau laser
EP4026648B1 (en) Laser machining device, and process of laser machining
JP2006247681A (ja) レーザ加工用モニタリング装置
CN113795350B (zh) 用于监控工件的激光加工过程的方法
JP2020189305A (ja) レーザ加工システム、学習装置および学習装置の学習方法
CN114502313A (zh) 用于借助激光束在工件上执行加工工序的激光加工系统和用于监控工件上的借助激光束的加工工序的方法
CN113165107A (zh) 用于监测用于焊接玻璃工件的焊接过程的方法和装置
US20210107096A1 (en) Laser welding quality inspection method and laser welding quality inspection apparatus
JP2005014027A (ja) 溶接部のイメージ処理方法、溶接管理システム、溶接機のためのフィードバックシステム、突合わせ線検出システム
CN117729983A (zh) 用于监控激光焊接工艺的方法及相关激光焊接系统
CN113195149A (zh) 用于监测用于焊接玻璃工件的焊接过程的方法和装置
CN115194325A (zh) 使监控激光加工过程的传感器信号标准化的方法、激光加工过程的监控方法和激光加工系统
CN111318819A (zh) 激光切割头、激光加工设备以及检测方法
JP2021186848A (ja) レーザ加工装置
JP6643397B2 (ja) レーザ加工機及び光学部品の状態検出方法
EP4035818A1 (en) Laser processing monitoring method, and laser processing monitoring device
CN111230299A (zh) 一种激光焊接在线检测装置及方法
CN115213552A (zh) 用于比较激光加工系统的方法和用于监控激光加工过程的方法以及所属的激光加工系统
JP2017056464A (ja) レーザ溶接装置
CN211840645U (zh) 激光切割头、激光加工设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination