CN116323078A - 束流加工头和用于束流加工的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于对工件进行束流切割的束流加工头(10；100；200)，其具有：用于能量束源(14；14，201)的接口(12)，能量束源用于产生聚焦的加工能量束(15；206)，能量束源选自粒子束源、燃料流体束源、等离子束源和/或用于电磁辐射的源；用于加工能量束的出口开口(16)，该出口开口由开口边缘(18)界定；光学检测器单元(19)，该光学检测器单元用于对从工件(11)通过出口开口发射到束流加工头(10；100；200)中的并且由加工能量束在工件中诱发的电磁辐射(17)进行记录；和监测单元(30)，其以数据传输的方式连接至光学检测器单元，监测单元用于对所发射的电磁辐射的中心与出口开口之间的位置关系进行监测，其中，监测单元(30)具有：第一确定模块，该第一确定模块用于对出口开口在至少一个图像中的至少一个位置(180；182)进行确定；第二确定模块，该第二确定模块用于对所发射的电磁辐射的中心在至少一个图像中的至少一个位置(170)进行确定；和第三确定模块，该第三确定模块用于对所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置(170)与出口开口(16)的至少一个位置(180；182)之间的位置关系进行确定。还公开了用于进行束流切割的束流加工装置和方法。

Description

束流加工头和用于束流加工的方法

技术领域

本发明涉及各自用于对工件进行束流切割的束流加工头、束流加工装置、束流加工头和束流加工装置的用途及方法。

背景技术

存在束流加工系统，例如等离子切割系统、激光切割系统和具有粒子束的加工系统，其中，加工能量束用作用于加工工件的能量诱发束(下文也称为能量诱发物)。在工件中诱发能量，比如电磁辐射和/或热反应。通常，希望知道能量诱发束的位置或者将能量诱发束的位置对准在加工装置的出口开口内。在激光切割机器中，加工激光束用作能量诱发物，并且出口开口是切割气体喷嘴的喷嘴开口。在等离子切割系统中，能量诱发物是等离子流，并且出口开口也是气体喷嘴开口。在粒子发射器(离子发射器、电子发射器)中，粒子流用作能量诱发物，并且相关的出口开口是加速电极。在下文中，特别地参考能量诱发束在也称为喷嘴或气体喷嘴的喷嘴形出口开口内的位置对激光切割系统和等离子切割系统进行讨论。这同样适用于具有粒子发射器的加工设备的能量诱发束和出口开口。

在使用气体的切割系统中，能量诱发物与出口开口(喷嘴)的相对位置是相关的，因为除了能量诱发物之外，材料加工还需要气体射流，并且气体射流由气体喷嘴形成。如果它们相对于彼此不利地对准，材料加工、切割质量和/或切割速度将受损。例如，如果在激光切割系统的情况下，气体射流和能量诱发物布置成彼此同轴，则在使用惰性切割气体(比如N₂)时，气体射流可以最佳地使被能量诱发物熔化的材料从切口吹出。应该注意的是，气体射流同时也可以是能量诱发物。在反应性切割气体(比如O₂)的情况下，出于氧化的目的，气体最佳地由能量诱发物带到点燃点。此外，两个束流或一个束流(能量诱发物和气体射流)的同轴引导对于方向无关的处理而言也是期望的。如果两个束流很好地叠加，切割系统将在所有切割方向上切割得同样好。还存在需要两个束流(通常是平行的)偏移的一些加工过程。知道并能够调节能量诱发物束和气体射流的偏移是方便的。

在使用等离子束作为能量诱发物的等离子切割系统中，等离子束的位置或方向可以由出口开口的等离子喷嘴电极的位置和取向来确定。在使用激光束作为能量诱发物的激光切割系统中，激光束的位置或方向由各种光学元件比如光纤出口、偏转镜和透镜来确定。气体喷射的位置或方向基本上由喷嘴的位置和取向来确定。如果激光束与气体射流同轴地对准，则希望将能量诱发物尽可能地居中地导向，即通过出口开口或喷嘴开口的中心。在激光切割系统的领域中，已知各种系统在切割之前或之后检查喷嘴的进入，即激光束在喷嘴中的居中。这可以借助于对接站“离线”地完成，即利用设置在切割系统的加工区域之外的站，比如在EP1967316B1、JP2018015808A或US2018328725A中公开的。此处，观察工作激光束或辅助激光束以确定激光束的中心。在JP2003225787A中描述了另一离线方法，其中，在金属片上打孔以确定工作激光的位置。

在工件加工过程期间，通常几乎不可能对出口开口/喷嘴和能量诱发物的居中(也称为喷嘴居中)进行连续地检查。因此，在切割过程期间由于例如与直立工件部分的轻微接触和碰撞而发生的喷嘴的移位不会被注意。因此，可能发生在喷嘴位置失调的情况下执行切割并且产生不好的切割质量。

在EP2673108B1(或DE102011003717)中描述了一种用于检查喷嘴居中的众所周知的方法。为此目的，使用同轴相机，该同轴相机沿着加工激光束通过喷嘴与工件对准。在切割期间，切口的中心通过相机图像确定，并且切口的中心与喷嘴的中心进行比较，喷嘴的中心也是使用同轴相机来确定。该程序基于下述假设：激光束的中心与切口的中心相重合。如果沿至少两个不同方向(优选地彼此垂直)进行切割，激光束的中心可以在与激光束传播相垂直的平面上确定，并与喷嘴开口的中心进行比较。例如，如果喷嘴开口在直立切割期间触及已经切割的直立工件部分，并且喷嘴因此在切割方向上稍微失调，则不好的切割质量是直接后果。然而，喷嘴的失调可能仅在切割方向改变时被注意。

此外，EP2894004B1提出了使用同轴相机在加工期间观察从工件反射的激光束以进行激光束定位。然而，在切割操作期间，激光束通常不可见。此外，借助于工件处反射的激光束进行的激光束定位仅在激光束在工件处完全垂直反射的情况下没有误差地操作。这意味着工件必须准确垂直于激光束定向。JP2019171431A公开了一种激光加工装置，该激光加工装置具有：激光振荡器，该激光振荡器使激光振荡；聚光透镜，该聚光透镜是使激光会聚的聚光光学系统；喷嘴，该喷嘴具有开口部分，通过聚光光学系统的激光通过该开口部分朝向工件发射。该激光加工装置还包括：作为拍摄部分的相机，该相机对开口部分和激光在工件中的照射区域进行拍摄；作为光学分支元件的分束器，该分束器使从激光振荡器入射至分束器的第一入射光朝向工件反射，以及使从工件入射至分束器的第二入射光透射通过分束器，以使光入射至拍摄部分；以及作为调节部分的透镜驱动部分，该透镜驱动部分基于通过对开口部分和照射区域进行拍摄而获得的图像数据进行调节，以对开口部分的中心与激光的中心之间的偏差进行校正。

发明内容

本发明的目的是提供一种束流加工头、特别是能量束加工头，以及一种束流切割、特别是能量束切割的方法，其允许对加工能量束和出口孔口相对于彼此的相对位置进行有意义的监测。

该目的通过下述各者来实现：根据权利要求1的束流加工头、根据权利要求7的束流加工装置、根据权利要求8的用途、根据权利要求9的用于对工件进行束流切割的方法、和根据权利要求15的计算机程序产品以及根据权利要求16的计算机可读介质。

本发明的第一实施方式涉及一种束流加工头，该束流加工头用于对工件进行束流切割、特别地进行能量束切割，该束流加工头具有：用于能量束源的接口，该能量束源用于产生聚焦的加工能量束，该能量束源选自粒子束源、燃料流体束源、等离子束源和/或用于电磁辐射的源；束流加工头具有：用于加工能量束的出口开口，该出口开口由开口边缘界定；光学检测器单元，该光学检测器单元用于对电磁辐射的至少一个图像进行记录，该电磁辐射从所述工件通过所述出口开口发射到所述束流加工头中以及由所述加工能量束在所述工件中诱发；和监测单元，该监测单元以数据传输的方式连接至所述光学检测器单元，该监测单元用于对所述发射的电磁辐射的中心与所述出口开口之间的位置关系进行监测，所述监测单元包括：第一确定模块，该第一确定模块用于对出口开口在至少一个图像中的至少一个位置进行确定；第二确定模块，该第二确定模块用于对所发射的电磁辐射的中心在至少一个图像中的至少一个位置进行确定；和第三确定模块，该第三确定模块用于对所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系进行确定。

为了对加工能量束和出口开口相对于彼此的相对位置进行监测，实施方式的束流加工头观察的不是加工能量束，而是也称为工件的处理光或固有照明的下述所发射的电磁辐射的中心：所发射的电磁辐射从工件通过出口开口进入束流加工头中，由加工能量束在工件中诱发。因此，为了观察加工能量束的位置，使用通过加工能量束与工件的材料相互作用而产生的辐射，而不是从工件反射的辐射。换言之，加工能量束的能量相关中心被间接观察到。因此，在对加工能量束的效果进行观察的同时进行监测。如果监测结果用于在具有期望偏移或不具有期望偏移的情况下对加工能量束和出口开口的相对位置进行重新调节，也称为加工能量束和/或出口开口的居中，这借助于所谓的有效居中来完成。已经表明的是，与已知的将束流轴线对于出口开口或喷嘴开口进行居中相比，这能够实现更精确的居中以及更准确的切割。束流加工头还允许对加工能量束和出口开口与彼此不仅在一个方向上而且在独立于切割方向的多于一个方向上的相对位置进行监测。此外，可以连续或不连续地和/或在束流切割期间、特别是实时地监测位置关系。基于所发射的电磁辐射和出口开口在所记录的图像中的相应位置，执行加工能量束和出口开口与彼此的相对位置的监测和/或任何必要的重新调节。因此，加工能量束和出口开口关于彼此的相对位置的监测和/或重新调节可以大致上独立于加工能量束的形状、振动或分散来执行。

检测器装置可以设置在束流加工头的第二接口处。束流加工头的单元中的至少一些单元可以以有线数据传输或无线数据传输的方式连接至束流加工头的基于计算机的控制单元。监测单元也可以是控制单元的一部分。第三确定模块可以是比较器模块或者具有比较器模块，该比较器模块比较经确定的位置。第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块可以是计算机程序模块和/或以任何组合以计算机程序来实施。

在束流加工头中，监测单元可以具有控制模块，该控制模块用于输出选自下述各者的至少一个元素：指示经确定的位置关系的信号，特别地输出至显示单元；指示经确定的位置关系从预定的位置关系偏离的信号；控制指令，特别地输出至控制单元，控制指令选自继续加工的指令和停止加工的指令；和至少一个定位指令，特别地输出至定位单元，所述至少一个定位指令用于将所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系设定为预定的位置关系。预定的位置关系可以被指定为恒定的或可变的，例如，这取决于加工规格，甚至在加工操作期间也是如此。预定的位置关系可以考虑加工能量束与出口开口彼此之间的期望的、恒定的或可变的、平行的或不平行的相对偏移。替代性地，加工能量束和出口开口的期望相对偏移可以由第一确定模块或第二确定模块在确定相应位置之后考虑，例如添加至相应位置，或者由第三确定模块在比较时考虑。通过上述措施，加工能量束和出口开口与彼此的相对位置的监测和/或重新调节可以以不同的方式实现。这也允许对通过出口开口的加工能量束和切割气体射流的偏移进行监测和/或调节。

此外，控制模块可以配置成输出校准指令，该校准指令用于对至少一个图像的成像比例进行校准。成像比例通常被理解为对象的图像的光学尺寸与对象的实际尺寸之间的比率，对象的图像的光学尺寸例如在这种情况下为出口开口在所记录图像中的尺寸，对象的实际尺寸例如在这种情况下为出口开口的尺寸。

在束流加工头中，第一确定模块可以配置成对出口开口在至少两个方向上的至少一个位置进行确定。替代性地或附加地，第一确定模块可以配置成对选自下述各者的至少一个元素进行确定：限定出口开口的开口边缘的至少一个位置和出口开口的中心的位置。

此外，第二确定模块可以在束流加工头中配置成用于对所发射的电磁辐射的中心在至少两个方向上、特别地在关于切割方向的横向方向和纵向方向上的至少一个位置进行确定。第二确定模块还可以配置成通过估计和/或包括3％到10％、优选地4％到6％的误差容限以及/或者通过使用一阶矩方法，来对所发射的辐射的中心在关于切割方向的纵向方向上的位置进行确定。这是正确的，特别地在下述所记录图像的情况下也是正确的：所记录图像显示在切割方向上拉长的所发射的辐射，这是例如由于切割过程的速度和/或工件中的滞光和/或检测器单元的低相机图像频率。第二确定模块还可以配置成将下述各者中的至少一者确定为所发射的电磁辐射的中心的位置：所发射的辐射的空间中心的位置和所发射的辐射的最高能量密度的中心的位置。为了确定所发射的辐射的空间中心的位置，例如，用检测器单元记录的数字图像的像素数目可以用作一单位。为了确定最高能量密度的中心的位置，例如，可以使用利用检测器单元记录的数字图像的最亮像素或具有最大的、特别是平均的亮度的一组连续像素。

束流加工头可以设置有：设置在接口处的能量束源，该能量束源用于产生聚焦的加工能量束；和/或定位单元，该定位单元特别地以数据传输的方式连接至监测单元，该定位单元用于对所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系进行连续或不连续地调节，特别地调节至预定的位置关系；和/或照明单元，该照明单元用于通过出口开口或用于这种照明单元的接口而连续地、不连续地、间歇地和/或频闪地照明工件。在监测单元以数据传输的方式连接至定位单元的实施方式中，不需要附加对接站，该附加对接站用于对加工能量束和出口开口相对于彼此的相对位置进行重新调节。

在束流加工头中，出口开口和光学检测器单元可以同轴地布置，特别地相对于加工能量束通过出口开口的传播方向而同轴地布置。此外，光学检测器单元可以配置成对所发射的电磁辐射的至少一部分的至少一个图像进行记录，所发射的电磁辐射从工件同轴地通过出口开口进入束流加工头中，特别地相对于加工能量束通过出口开口的传播方向同轴。替代性地或附加地，出口开口可以构造为圆形并且/或者具有的直径为0.025mm至10mm、优选地为0.6mm至8mm、更优选地为0.8mm至6mm。此外，第三确定模块和/或控制模块可以配置成对至少一个图像的至少一个视角和/或出口开口的至少一个位置的不同视角和所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置的不同视角进行校正。

另一实施方式涉及一种束流加工装置，该束流加工装置用于对工件进行束流切割，特别地用于进行激光加工或等离子束加工，该束流加工装置具有根据上述实施方式或其变型的束流加工头。

在另一实施方式中，公开了一种根据前述实施方式或其变型的束流加工头或根据前述实施方式的束流加工装置的用于对工件进行束流切割、特别地用于进行激光加工或等离子束加工的用途。

另外的实施方式涉及一种用于对工件进行束流切割的方法，该方法特别地用于进行激光束加工或等离子束加工，该方法使用根据上述实施方式或其变型的束流加工头或根据上述实施方式的束流加工装置，该方法具有以下步骤：使用能量束源来产生加工能量束，能量束源设置在束流加工头的接口处，能量束源用于产生聚焦的加工能量束，能量束源选自粒子束源、燃料流体束源、等离子束源和/或用于电磁辐射的源；使用加工能量束通过出口开口来照射工件；使用加工能量束加工工件，在工件中诱发电磁辐射，该电磁辐射至少部分地与加工能量束同轴地通过出口开口发射到束流加工头中；使用束流加工头的光学检测器单元对由加工能量束在工件中诱发而通过出口开口进入束流加工头中的所发射的电磁辐射的至少一部分的至少一个图像进行记录；以及利用束流加工头的监测单元对所发射的电磁辐射的中心与出口开口之间的位置关系进行监测，其中，监测单元的第一确定模块对出口开口在至少一个图像中的至少一个位置进行确定，监测单元的第二确定模块对所发射的电磁辐射的中心在至少一个图像中的至少一个位置进行确定，并且监测单元的第三确定模块对所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系进行确定。

在该方法中，监测单元的控制模块可以输出选自下述各者的至少一个元素：指示经确定的位置关系的信号，特别地输出至显示单元；指示经确定的位置关系从预定的位置关系偏离的信号；控制指令，特别地输出至控制单元，控制指令选自继续加工的指令和停止加工的指令；和至少一个定位指令，特别地输出至定位单元，所述至少一个定位指令用于将所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系设定为预定的位置关系。此外，控制模块可以输出校准指令，该校准指令用于对至少一个图像的成像比例进行校准。

在该方法中，第一确定模块可以对出口开口在至少两个方向上的至少一个位置进行确定。替代性地或附加地，第一确定模块可以对选自下述各者的至少一个元素进行确定：界定出口开口的开口边缘的至少一个位置和出口开口的中心的位置。

在该方法中，第二确定模块可以对所发射的电磁辐射的中心在至少两个方向上的至少一个位置进行确定。替代性地或附加地，第二确定模块可以将选自下述各者的至少一个元素确定为所发射的电磁辐射的中心的位置：所发射的辐射的空间中心的位置和所发射的辐射的最高能量密度的中心的位置。

该方法还可以包括：特别地借助于定位单元对所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置与出口开口的至少一个位置之间的位置关系进行连续或不连续地调节，特别地调节至预定的位置关系；以及/或者对至少一个图像的成像比例进行校准；以及/或者特别地借助于第三确定模块和/或控制模块对至少一个图像的至少一个视角和/或出口开口的至少一个位置的不同视角和所发射的电磁辐射的中心的至少一个位置的不同视角进行校正。

在该方法中，光学检测器单元可以对所发射的电磁辐射的至少一部分的至少一个图像进行记录，所发射的电磁辐射从工件同轴地通过出口开口进入束流加工头中，特别地相对于加工能量束通过出口开口的传播方向同轴。此外，工件可以特别地使用照射单元与加工能量束同轴或不同轴地通过出口开口被连续地、不连续地和/或频闪地照射。在该方法中，还可以在具有照明和没有照明的情况下以交替的方式、特别是周期性交替地记录两个或更多个图像。

另一实施方式涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或更多个程序模块，一个或更多个所述程序模块特别地在程序模块被加载到监测单元的存储器中时使根据前述实施方式或其变体的束流加工头或根据前述实施方式的束流加工装置来执行根据前述实施方式或其变体的方法步骤，监测单元特别地包括选自第一确定模块、第二确定模块、第三确定模块、控制模块及其组合中的至少一个元素。也就是说，提供了一种用于对根据前述实施方式或其变体的方法进行执行的计算机程序产品或计算机程序。

另一实施方式公开了一种计算机可读介质，在该计算机可读介质上存储有一个或更多个程序模块，一个或更多个所述程序模块能够特别地在程序模块被加载到监测单元的存储器中时通过根据前述实施方式或其变体的束流加工头的或根据前述实施方式的束流加工装置的监测单元来读取和执行，以便执行根据上述实施方式或其变体的方法步骤，监测单元特别是选自第一确定模块、第二确定模块、第三确定模块、控制模块及其组合中的至少一个元素。也就是说，可以提供一种在其上储存有前述实施方式的计算机程序产品的计算机可读介质。

前述实施方式的束流加工装置、计算机程序产品和计算机可读介质可以用于实现与束流加工头的实施方式和变体相同的益处和功能，特别地具有相同和/或类似的特征。

附图说明

其他的特征和效率来自于对示例性实施方式、图和从属权利要求的以下描述。上述特征和下面描述的特征在不脱离本发明范围的情况下，不仅可以以所表示的相应组合使用，还可以以其他组合使用或单独使用。

下面将参照随附附图基于示例性实施方式对本发明进行更详细说明，附图同样公开了对本发明至关重要的特征。这些示例性实施方式仅用于说明目的，而不应当被解释为具有限制性。例如，对具有大量元件或部件的示例性实施方式的描述不应当被解释为以下效果：所有这些元件或部件对于实现方式都是必要的。确切地说，其他示例性实施方式也可以包含替选的元件和部件、较少的元件或部件、或附加的元件或部件。除非另有说明，不同示例性实施方式的元件或部件可以彼此组合。针对示例性实施方式之一所描述的变型和变体也可以应用于其他示例性实施方式。为了避免重复，在不同的图中，相同的或彼此对应的元件用相同的附图标记表示，并且不被多次说明。在图中：

图1示意性地示出了第一示例性实施方式的示例性激光切割头10；

图2a示意性地示出了工件的通过激光切割头10的出口开口的处理区域的图像，其具有出口开口并且具有通过出口开口进入激光切割头中的所发射的电磁辐射；

图2b示出了由相机记录的对应于图2a的图像；以及

图3a示意性地示出了工件通过激光切割头10的出口开口的处理区域的图像，其具有出口开口并且具有通过出口开口进入激光切割头中的所发射的电磁辐射；

图3b示出了由相机记录的对应于图3a的图像；

图4示意性地示出了第二示例性实施方式的具有照明单元的示例性激光切割头100；

图5a示意性地示出了工件在照明情况下通过激光切割头100的出口开口的图像；

图5b示出了由相机记录的对应于图5a的图像；

图6a示意性地示出了工件通过激光切割头100的出口开口的处理区域的图像(左)，并且该图像具有出口开口的确定位置以及通过出口开口进入激光切割头中的所发射的电磁辐射的确定位置(右)，在每种情况下都有照明；

图6b示出了由相机记录的对应于图6a的图像；

图7a示意性地示出了工件的通过激光切割头10的出口开口的处理区域的图像(左)，并且这些图像具有出口开口的确定位置和通过出口开口进入激光切割头中的所发射的电磁辐射的经确定的位置(右)；上一行：具有照明，下一行：没有照明；

图7b示出了由相机记录的对应于图7a的图像；以及

图8示意性地示出了第三示例性实施方式的等离子切割头200。

具体实施方式

参考激光切割头和等离子切割头描述了以下示例性实施方式，然而，本发明不限于这些示例性实施方式。术语“所发射的电磁辐射的中心的位置”、“出口开口的位置”、“开口边缘的位置”、“出口开口的中心的位置”及其变体指的是由检测器单元记录的至少一个图像中的相应位置，并且也可以称为图像位置。在下文中，术语“加工能量束的居中”和“出口开口的居中”及其变体是指在具有期望偏移或不具有期望偏移的情况下对加工能量束和出口开口相对于彼此的相对位置进行调节。此外，术语“所发射的电磁辐射”及其变体同义地称为具有对应变体的“所发射的辐射”。在下文中，在所描述的值范围的情况下，可以理解的是，具有较窄的替代范围或优选范围的宽泛范围的本说明书也公开了可以由指定的下范围极限和指定的上范围极限的任何任意组合而形成的范围。

作为本发明的第一示例性实施方式，图1a示出了呈激光切割头10形式的束流加工头，激光切割头10用于通过激光切割来加工工件11。激光切割头10具有：接口12，在该示例中，在接口12处设置加工激光源14，该加工激光源14用于发射加工激光束15作为聚焦的加工能量束；用于加工激光束15的出口开口16，该出口开口16具有开口边缘18；光学检测器单元19，该光学检测器单元19用于对由工件11发射的作为被发射电磁辐射的处理光束17进行检测，该处理光束17也称为处理光17；分色偏转镜21，该分色偏转镜21反射加工激光束15并将加工激光束15沿出口开口16的方向偏转，并且分色偏转镜21对于处理光束17是至少部分透过的；和透镜22，该透镜22在这种情况下是聚焦透镜，透镜22在偏转镜21与出口开口22之间。

本示例中的加工激光源14具有大约12kW的功率，并且产生中心波长为1070nm的加工激光束15。然而，也可以选择适用于激光加工、特别是激光切割的其他功率输出和/或光谱范围，例如在300W至25kW和200至1100nm的范围内。

在本示例中，出口开口16的开口边缘18是圆形的，并且具有4mm的直径。

光学检测器单元19用于对从工件11通过出口开口16发射到激光切割头10中的处理光束17的至少一个图像进行记录。在本示例中，使用了配备有滤光器的单色CMOS摄像机，该单色CMOS摄像机对处理光束17的波长范围、例如从400nm至1000nm是敏感的。光学检测器单元19和加工激光源14也可以相互交换地布置在激光切割头10上。在这种情况下，偏转镜21配置成对于加工激光束15是至少部分透过的并且对于处理光是反射的。在其他示例中，可以设置其他辐射敏感型检测器、比如光电二极管或CCD相机。光学检测器单元19可以生成单独的图像和/或一序列图像，所述一序列图像特别地作为视频流。在下文中，检测器单元19也将被称为相机或摄像机，并且由此产生的单独的图像或连续的图像也将被称为记录或视频记录或视频流。

在本示例中，聚焦透镜22配置成相对于其中心轴线借助于配备有驱动器(未示出)的可控制安装件而枢转，以对加工激光束15通过出口开口16朝向工件11的传播方向进行调节。替代聚焦透镜22，可以设置对应的枢转准直透镜。可选地，可以设置其他光学元件来对加工激光束15进行引导和定形。在其他示例中，偏转镜21配置成借助于配备有驱动器的可控制安装件而枢转，以对加工激光束15通过出口开口16朝向工件11的传播方向进行调节。以这种方式，可以实施定位单元20以用于对被记录图像中的处理光17的中心的至少一个位置与出口开口16的至少一个位置之间位置关系进行连续或不连续地调节，特别地调节至预定位置关系。作为通过调节光束引导部件、即偏转镜21或聚焦透镜22来对加工激光束的位置进行调节的替代方案或者除了作为通过调节束流引导部件、即偏转镜21或聚焦透镜22来对加工激光束的位置进行调节以外，可以改变出口开口16的位置，由此可以提供具有驱动器的可控制自动出口开口移动系统(附图中未示出)。

此外，设置监测单元30，该监测单元30以数据传输的方式(有线或无线)连接至检测器单元19。如图1中所示，监测单元30也可以以数据传输的方式(有线或无线)连接至聚焦透镜22的安装件，以允许对加工激光束15通过出口开口16的传播方向和/或加工激光束15和出口开口16与彼此沿工件11的方向的期望偏移进行调节。在具有枢转偏转镜21的示例中，监测单元30可以替代性地或附加地以数据传输的方式连接至偏转镜21的安装件的驱动器。在具有可移动出口开口16的示例中，监测单元30可以替代性地或附加地以数据传输的方式连接至自动出口开口移动系统的驱动器。

监测单元30具有：第一确定模块，该第一确定模块用于确定出口开口16在至少一个图像中的至少一个位置；第二确定模块，该第二确定模块用于确定处理光束17的中心在至少一个图像中的至少一个位置；和第三确定模块，该第三确定模块用于确定处理光束17的中心的至少一个位置与出口开口16的至少一个位置之间的位置关系。在本示例中，监测单元30是激光切割头10的基于计算机的中央控制单元的一部分。第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块在本情况下是计算机程序模块，这些计算机程序模块在被加载到监测单元30的存储器中之后可以由激光切割头10执行。在本示例中，第三确定模块是比较器模块，该比较器模块对在被记录图像中确定的出口开口16的中心的位置和处理光束17的中心的位置进行比较。

在激光切割头10的操作期间，加工激光束15产生并由分色镜21和聚焦透镜22成像在工件11上。工件11使用加工激光束15被加工，其中，加工激光束15被引导在工件上。加工激光束15在工件11中产生带有切口的切割部。在激光切割期间由工件11的自发射即工件的自发光而产生的辐射作为处理光17至少部分地通过出口开口16进入激光切割头10。在那里，处理光17穿过聚焦透镜22和分色镜21，聚焦透镜22和分色镜21两者对于处理光束17是至少部分透过的。处理光17最终进入检测器单元19，并在检测器单元19中被摄像机记录。以这种方式获得的视频记录供给至监测单元30，存储在监测单元30并使用确定模块进行分析。视频记录可以在进行激光加工时即现场作为单独的记录和/或作为视频流在监测器(未示出)上回放。

图2a示意性地示出了工件11的处理区域通过出口开口16的记录、即记录的图像，其示出了出口开口16的开口边缘18和通过出口开口发射到激光切割头10中的处理光束17。图2b示出了图2a所基于的相机记录。因为，在本示例中，开口边缘18由黄铜或铜形成并且具有反射表面，不仅由加工激光束15在工件11中诱发并从工件发射的处理光17而且在开口边缘18处反射到激光切割头中的处理光17都使用摄像机被记录。

根据图2b的图像，第一确定模块对被成像的内开口边缘18的至少三个像素的位置进行确定，并由此对出口开口16的空间中心在图像中的位置进行确定。在本情况下，第二确定模块对被成像的处理光17的空间中心像素的位置、例如被成像的处理光17在两个相互垂直的方向上的位置进行确定，并由此对处理光的中心的在图像中的空间位置进行确定。这两个位置由第三确定模块进行比较，第三确定模块由此确定位置关系。

如图3a、图3b中所示的，如果处理光17例如由于切割过程的速度和/或因为工件中的滞光而在相机图像中被成像为在切割方向上沿着处理光17的长度被拉动，则进行估计以对处理光17在被成像的处理光17的纵向方向上的中心空间位置进行确定。例如，在这种情况下，与横向方向上的约1％至5％的误差容限相比，在纵向方向上考虑约10％的更高误差容限。在本示例中，这种估计由第二确定模块或第三确定模块执行。

在本示例中，经确定的位置关系显示在监测器上。替代性地或附加地，如果在两个位置之间具有不期望的偏差，则可以发射警告信号，例如在声觉上发射警告信号，并且偏差以这种方式被指示。

在替代性示例中，指示经确定的位置关系的前述动作由控制模块引起，该控制模块也被实施为激光切割头10的监测单元30中的计算机程序模块。控制模块还可以输出控制指令、特别地输出至中央控制单元，该控制指令选自继续加工的指令和停止加工的指令。

其他示例基于一个或更多个采集图像的成像比例的一次(在加工之前或加工开始时)校准或重复(在加工的过程中)校准，同时储存相关记录条件、例如图2a、图2b的图像中的记录条件。图像的成像比例由下述两者来确定：出口开口16的开口边缘18的已知直径和出口开口16的被成像在相机图像中的直径的像素数目。因此，根据所记录对象的尺寸的像素数目或所记录对象的距离的像素数目，可以推断在切割头10中的相应对象、即在这种情况下处理光束17和出口开口16的实际空间尺寸或距离。

基于这种校准，控制模块可以发出至少一个定位指令、特别地发出至定位单元20，在这种情况下发出至偏转镜21和/或聚焦透镜22的可控制保持架。因此，例如在正在进行的视频流中，处理光束17的中心的至少一个位置与出口开口16的至少一个位置之间的位置关系被设定为预定位置关系。这可以在加工操作之前、在加工操作开始时或在加工操作中断的情况下不连续地完成，以及/或者在束流切割的加工操作期间不连续或连续地完成。在加工操作之外、即离线，对预定位置关系进行设定提供了以下优点：激光切割头10和检测器单元19不运动，这可以防止处理光17以拉长的方式被显示并且可以使用低相机图像频率进行记录。

预定位置关系可以被指定为恒定的或可变的，例如这取决于加工规格。预定位置关系可以考虑加工激光束15和出口开口16与彼此之间的期望的、恒定的或可变的平行偏移或非平行偏移。

替代性地或附加地，定位指令可以向操纵器发出，该操纵器使切割头10在加工机器内移动，并且该操纵器在加工操作之前或在加工操作的中断之后将切割头10的壳体在加工机器上夹紧在出口开口16附近，并且使切割头10沿合适的方向移动，直到例如在正在进行的视频流中被成像的出口开口16与被成像的处理光17的中心之间的期望位置关系实现为止。替代性地，在校准系统中，如果已知实际出口开口16必须移动多少，切割头10可以以该量移动，而不必监测正在进行的视频流。

如果已知仅出口开口16或仅处理光17的中心通常因激光切割头10的碰撞、零件接触等从理想位置偏移，对预定位置关系的调节可以通过校正仅相关的偏移位置来简化。例如，如果已知仅出口开口16的位置可以移动而处理光17的位置总是保持不变，则仅出口开口的位置也可以重新确定。然后，出口开口16的新确定的位置可以与出口开口16的已知位置进行比较以及/或者如果需要的话进行重新调节。替代性地，出口开口16的新确定位置也可以与处理光17的已知位置或离线确定的位置进行比较并且如果需要的话进行校正。

图4示意性地示出了第二示例性实施方式的激光切割头100，该激光切割头100与激光切割头10相比附加地具有照明单元。在该示例中，偏转镜21是可枢转的，并且监测单元30以数据传输的方式连接至偏转镜21的安装件的驱动器，以便能够对加工激光束15通过出口开口16的传播方向和/或加工激光束15和出口开口16相对于彼此沿工件11的方向的期望偏移进行调节。

照明单元具有用于发射照明光束103的照明光源102。窄带和空间定向的光源被用作照明光源102，在该示例中是二极管激光器。在本示例中，照明光源102以大约1000mW的功率操作，并且生成具有约为638nm的中心波长和为6nm的波长带的照明光束103。替代性地，可以使用产生400nm至1000nm波长范围内的照明光束的照明光源。照明光源的功率是可调节的。根据加工激光源14的功率和/或工件11的性质，不同的照明功率可以是有利的。例如，照明光源可以在大约100mW与2000mW之间可调节。

此外，在照明光源102侧向地布置在激光切割头上的本示例中，设置有分色偏转镜104，该分色偏转镜104用于将照明光束103与加工激光束15同轴地沿出口开口16的方向至少部分地偏转。因此由工件11反射到加工头100中的照明光束103也被检测到，检测器单元(也)至少部分地对照明光束103敏感，并且偏转镜104、偏转镜21和聚焦透镜21(也)对照明光束103是至少部分透过的。

图5a示意性地示出了工件11通过激光切割头100的出口开口16的的图像，其中，工件11仅仅被照明而没有被加工。这意味着，在该图像中，加工激光源14关闭，而照明光源102打开。图5b示出了由相机记录的对应图像。此处照明光源102照明开口边缘18和工件11两者。因此，该图像示出了出口开口16的开口边缘18。在该图像中，由第一确定模块确定的对应像素、即图像中开口边缘18的位置用虚线180标记。第一确定模块由此确定出口开口16的空间中心在图像中的位置，如上面关于第一示例性实施方式所解释的。如果已知喷嘴开口实际是多大，该图像也可以用于如上所述地校准成像比率。

在切割操作期间，工件11的处理区域不仅被激光切割头100使用加工激光束15进行加工，而且被通过出口开口16的照明光束103照明。照明光束103本质上可以是连续的、不连续的、间歇的和/或频闪的。

图6a在左侧示意性地示出了工件通过激光切割头100的出口开口的被加工和被照明的处理区域的图像。为此目的，选择检测器单元19的照明和/或相机曝光，使得处理光17和出口开口16的边缘两者是可见的。该图像示出了处理光17、开口边缘18和切口110。图6a在右侧示意性地示出了相同的图像，该图像具有出口开口16的内开口边缘18的确定位置180以及具有通过出口开口发射到激光切割头中的处理光17的确定位置170。由第一确定模块和第二确定模块确定的图像中的位置或这些位置的像素用虚线标记。图6b示出了由相机记录的对应图像。第一确定模块由此确定出口开口16的空间中心在图像中的位置，并且第二确定模块由此确定处理光束17的空间中心的位置170，如上面关于第一示例性实施方式所解释的。替代性地，第二确定模块可以确定处理光束17的最高能量密度的中心的位置。例如，可以使用所记录的数字图像的最亮像素或具有最大、特别是平均的亮度的一组连续像素。出口开口16的确定位置和处理光束17的确定位置由第三确定模块进行比较，第三确定模块根据出口开口16的确定位置和处理光束17的确定位置来确定位置关系。

在替代性示例中，工件11的处理区域被记录有两个或更多个图像，所述两个或更多个图像在具有照明和没有照明的情况下交替。在一个示例中，照明光源102以周期性交替、特别是频闪的方式操作，即以特定的、规则间隔的时间间隔来提供照明。为此目的，在工件11的加工期间，工件11的处理区域在第一时间间隔中被照明，第一时间间隔彼此由第二时间间隔分开，处理区域在第二时间间隔中不被照明。检测器单元19配置成对处理光17和反射的照明光103进行检测，并提供被照明的处理区域和未被照明的处理区域的交替图像。例如，交替图像可以采取视频流的形式。视频流被提供为以也称为帧率的图像频率对处理区域的图像/记录进行再现的多个视频帧。第一时间间隔和第二时间间隔与帧率同步。

图7a示意性地示出了工件11的处理区域的两个图像，这两个图像在有照明(图7a的上一行)和没有照明(图7a的下一行)的情况下交替拍摄。图7a在左侧示意性地示出了处理区域的通过激光切割头100的出口开口16的两个图像。这示出了开口边缘18、切口110和处理光17。图7a在右侧示意性地示出了相同图像，相同图像具有开口边缘18的确定位置180、出口开口16的空间中心的确定位置182以及处理光17的确定位置170。图7b示出了由相机记录的对应于图7a的图像。第一确定模块对出口开口16的空间中心在图像中的位置182进行确定，并且第二确定模块对处理光束17的空间中心的位置170进行确定，如上面针对图6a、图6b所说明的。出口开口16的中心的确定位置182和处理光束17的确定位置170由第三确定模块进行比较，第三确定模块由此确定位置关系。

在激光切割头的以上示例性实施方式中，光学检测器单元19与出口开口16同轴，并且相对于加工激光束15通过出口开口16的传播方向同轴。因此，检测器单元19对下述处理光17的至少一部分的至少一个图像进行记录：所述处理光17由工件11通过出口开口16同轴地发射到束流加工头中，特别地相对于加工能量束15通过出口开口的传播方向而同轴地发射。以这种方式，工件11的处理区域和出口开口16的开口边缘18以相同的视角被记录。在替代性示例中，光学检测器单元19不与出口开口同轴地设置，而是例如设置在激光切割头的侧部上。在这样的示例中，可以在切割头中设置偏转装置、比如偏转镜，以用于将处理光17和反射的照明光103导向至检测器单元19。这允许工件11的处理区域和出口开口16的开口边缘18以相同的视角被记录。在其他示例中，当光学检测器单元19和出口开口16以非同轴的方式布置时，没有针对检测器装置设置偏转器。则工件11的处理区域和出口开口16的开口边缘18以不同的视角被记录。在这些情况下，第三确定模块和/或控制模块配置成对至少一个图像的至少一个视角和/或出口开口16的至少一个位置的不同视角和处理光17的中心的至少一个位置的不同视角进行校正，并且在操作中执行这样的校正。

图8示意性地示出了第三示例性实施方式的等离子切割头200。等离子切割头200包含等离子产生装置201，该等离子产生装置201具有在切割头中设置于出口开口16处的气体贮存器202和喷嘴形环状电极204。环状电极204设置在电极保持器203上，电极保持器203能够借助于设置有驱动器的电极调节单元205进行调节。电极调节单元205又以数据传输的方式连接至监测单元30，监测单元30又以数据传输的方式连接至检测器单元19。环状电极204的位置可以借助于电极保持器203和电极调节单元205相对于出口开口进行调节。气体贮存器202包含气体、比如氩气、氮气、氧气和/或氢气，并且以气体传导的方式连接至环状电极204的内部。等离子产生装置201还包括电源和电连接件(均未示出)，电源和电连接件用于在环状电极204与用作配对电极的金属工件11之间分别施加电压和电场。在该示例中，检测器单元19的光学轴线和包含在检测器单元19中的摄像机不与等离子束206同轴，而是倾斜的。为此目的，侧向地从处理区域倾斜于等离子束206发射的处理光17的一部分通过在偏转镜207处偏转而被引导至检测器单元19。

在替代性示例中，替代环状电极204，由气体喷嘴围绕的杆形内电极可以在切割头中设置于出口开口16处，杆形内电极的位置可以调节。

在等离子切割头200的操作中，正负离子和正负电子的等离子束206借助于等离子产生装置201产生，并通过使被导向到环状电极204中的气体点燃而被导向至工件11。在这种情况下，等离子由具有高压脉冲的等离子产生装置201在气体中诱发。在等离子束206内产生电弧。等离子束206被引导在工件11的表面上，以便切割工件11。在该过程中，处理光17——作为来自工件11的所发射的电磁辐射——由等离子束206与工件11的相互作用而产生。处理光17与出口开口16彼此之间的位置关系以如上面针对激光切割头所说明的相同方式被确定和监测，并且如果需要的话进行调节。为了确定位置关系，由于检测器单元19的光学轴线相对于等离子束206倾斜，因此监测单元30可以用于对由检测器单元19记录的至少一个图像的视角进行校正。例如，出口开口16在(一个或多个)图像中的至少一个位置180、182的不同视角和所发射的电磁辐射17的中心在(一个或多个)图像中的至少一个位置170的不同视角可以借助于第三确定模块和/或控制模块来进行校正，

附图标记列表

10激光切割头

11工件

12接口

14加工激光源

15加工激光束

16出口开口

17所发射的电磁辐射、处理光、处理光束

18开口边缘

19检测器单元；相机、摄像机

20定位单元

21偏转镜

22透镜、聚焦透镜

30监测单元

100激光切割头

102照明单元，照明光源

103 照明光束

104 偏转镜

110 切口

170所发射的电磁辐射的中心的位置

180出口开口的位置、开口边缘的位置

182出口开口的位置、出口开口的中心的位置

200 等离子切割头

201 等离子产生装置

202 气体贮存器

203 电极保持器

204 环状电极

205 电极调节单元

206 等离子束

207 偏转镜

Claims (16)

1.一种束流加工头，所述束流加工头用于对工件进行束流切割，

所述束流加工头具有用于能量束源(14；14，201)的接口(12)，所述能量束源(14；14，201)用于产生聚焦的加工能量束(15；206)，所述能量束源(14；14，201)选自粒子束源、燃料流体束源、等离子束源和/或用于电磁辐射的源；

所述束流加工头具有：用于所述加工能量束的出口开口(16)，所述出口开口(16)由开口边缘(18)界定；

光学检测器单元(19)，所述光学检测器单元(19)用于对从所述工件(11)通过所述出口开口(16)发射到所述束流加工头(10；100；200)中的电磁辐射(17)的至少一个图像进行记录，所述电磁辐射(17)由所述加工能量束在所述工件中诱发；以及

监测单元(30)，所述监测单元(30)以数据传输的方式连接至所述光学检测器单元，所述监测单元(30)用于对所发射的所述电磁辐射(17)的中心与所述出口开口(16)之间的位置关系进行监测，

其中，所述监测单元(30)具有：

第一确定模块，所述第一确定模块用于对所述出口开口(16)在所述至少一个图像中的至少一个位置(180；182)进行确定；

第二确定模块，所述第二确定模块用于对所发射的所述电磁辐射(17)的中心在所述至少一个图像中的至少一个位置(170)进行确定；以及

第三确定模块，所述第三确定模块用于对所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180；182)之间的所述位置关系进行确定。

2.根据权利要求1所述的束流加工头，

其中，所述监测单元(30)具有控制模块，所述控制模块用于输出选自下述各者的至少一个元素：

指示经确定的位置关系的信号，特别地输出至显示单元；

指示经确定的位置关系从预定的位置关系偏离的信号；以及

控制指令、特别地输出至控制单元，所述控制指令选自继续加工的指令和停止加工的指令；以及

至少一个定位指令，特别地输出至定位单元(20；203，205)，所述至少一个定位指令用于将所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180，182)之间的所述位置关系设定为预定的位置关系。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的束流加工头，

其中，所述第一确定模块配置成对所述出口开口(16)在至少两个方向上的至少一个位置(180，182)进行确定；

并且/或者

其中，所述第一确定模块配置成确定选自下述各者的至少一个元素：界定所述出口开口(16)的所述开口边缘(18)的至少一个位置(180)和所述出口开口(16)的中心的位置(182)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的束流加工头，

其中，所述第二确定模块配置成对所发射的所述电磁辐射(17)的中心在至少两个方向上的至少一个位置(170)进行确定；并且/或者

其中，所述第二确定模块配置成将选自下述各者的至少一个元素确定为所发射的所述电磁辐射(17)的中心的位置(170)：所发射的辐射(17)的空间中心的位置和所发射的所述辐射(17)的最高能量密度的中心的位置。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的束流加工头，具有：

设置在所述接口(12)处的能量束源(14)，所述能量束源(14)用于产生聚焦的加工能量束；以及/或者

定位单元(20；21；22；203，205)，所述定位单元(20；21；22；203，205)特别地以数据传输的方式连接至所述监测单元(30)，所述定位单元(20；21；22；203，205)用于对所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180；182)之间的所述位置关系进行连续或不连续地调节，特别地调节至预定的位置关系；以及/或者

照明单元(102)，所述照明单元(102)用于通过所述出口开口(16)或用于这种照明单元的接口对所述工件进行连续的、不连续的、间歇的和/或频闪的照明。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的束流加工头，

其中，所述出口开口(16)和所述光学检测器单元(30)同轴地布置，特别地相对于所述加工能量束通过所述出口开口(16)的传播方向同轴地布置；并且/或者，

其中，所述光学检测器单元(19)配置成对所发射的电磁辐射(17)的至少一部分的至少一个图像进行记录，所发射的所述电磁辐射(17)从所述工件同轴地通过所述出口开口(16)进入所述束流加工头(10；100；200)中，特别地相对于所述加工能量束通过所述出口开口(16)的所述传播方向同轴；并且/或者

其中，所述出口开口(16)构造为圆形并且/或者具有的直径为0.025mm至10mm、优选地为0.6mm至8mm、更优选地为0.8mm至6mm；并且/或者

其中，所述第三确定模块和/或所述控制模块配置成用于对所述至少一个图像的至少一个视角和/或所述出口开口(16)的至少一个位置(180；182)的不同视角和所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)的不同视角进行校正。

7.一种束流加工装置，所述束流加工装置用于对工件进行束流切割，特别地用于进行激光加工或等离子束加工，所述束流加工装置具有根据前述权利要求中的任一项所述的束流加工头(10；100；200)。

8.一种根据权利要求1至6中的任一项所述的束流加工头(10；100；200)或根据权利要求7所述的束流加工装置的用于对工件进行束流切割、特别地用于对工件进行激光加工或等离子束加工的用途。

9.一种用于对工件进行束流切割的方法，所述方法特别地用于进行激光束加工或等离子束加工，所述方法使用根据权利要求1至6中的任一项所述的束流加工头(10；100；200)或根据权利要求7所述的束流加工装置，所述方法具有下述步骤：

使用能量束源(14；14，206)产生加工能量束(15；206)，所述能量束源(14；14，206)设置在所述束流加工头的所述接口(12)处，所述能量束源(14；14，206)用于产生聚焦的加工能量束，所述能量束源(14；14，206)选自粒子束源、燃料流体束源、等离子束源和/或用于电磁辐射的源；

使用所述加工能量束通过所述出口开口(16)来照射工件(11)；

使用所述加工能量束加工所述工件，在所述工件中诱发电磁辐射(17)，所述电磁辐射(17)至少部分地与所述加工能量束同轴地通过所述出口开口(16)发射到所述束流加工头中；

使用所述束流加工头的所述光学检测器单元(19)对所发射的所述电磁辐射(17)的至少一部分的至少一个图像进行记录，所发射的所述电磁辐射(17)由所述加工能量束在所述工件中诱发、通过所述出口开口(16)进入所述束流加工头中；以及

使用所述束流加工头的所述监测单元(30)对所发射的所述电磁辐射(17)的中心与所述出口开口(16)之间的位置关系进行监测，其中，

所述监测单元(30)的所述第一确定模块对所述出口开口(16)在所述至少一个图像中的至少一个位置(180；182)进行确定，

所述监测单元(30)的所述第二确定模块对所发射的所述电磁辐射(17)的中心在所述至少一个图像中的至少一个位置(170)进行确定，并且

所述监测单元(30)的所述第三确定模块对所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180，182)之间的位置关系进行确定。

10.根据权利要求9所述的方法，

其中，所述监测单元(30)的所述控制模块输出选自下述各者的至少一个元素：

指示经确定的位置关系的信号，特别地输出至显示单元；

指示经确定的位置关系从预定的位置关系偏离的信号；

控制指令、特别地输出至控制单元，所述控制指令选自继续加工的指令和停止加工的指令；以及

至少一个定位指令，特别地输出至定位单元，所述至少一个定位指令用于将所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180，182)之间的所述位置关系设定为预定的位置关系。

11.根据权利要求9和10中的任一项所述的方法，

其中，所述第一确定模块对所述出口开口(16)在至少两个方向上的至少一个位置(180；182)进行确定；并且/或者

其中，所述第一确定模块对选自下述各者的至少一个元素进行确定：限定所述出口开口(16)的所述开口边缘(18)的至少一个位置(180)和所述出口开口(16)的中心的位置(182)。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，

其中，所述第二确定模块对所发射的所述电磁辐射(17)的中心在至少两个方向上的至少一个位置(170)进行确定；并且/或者

其中，所述第二确定模块将选自下述各者的至少一个元素确定为所发射的所述电磁辐射(17)的中心的位置(170)：所发射的辐射(17)的空间中心的位置和所发射的所述辐射(17)的最高能量密度的中心的位置。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的方法，包括：

特别地借助于所述定位单元对所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)与所述出口开口(16)的至少一个位置(180；182)之间的所述位置关系进行连续或不连续地调节，特别地调节至预定的位置关系；并且/或者

对所述至少一个图像的图像比例进行校准；并且/或者

特别地借助于所述第三确定模块和/或所述控制模块对所述至少一个图像的至少一个视角和/或所述出口开口(16)的至少一个位置(180；182)的不同视角和所发射的所述电磁辐射(17)的中心的至少一个位置(170)的不同视角进行校正。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的方法，

其中，所述光学检测器单元(30)对电磁辐射(17)的至少一部分的至少一个图像进行记录，所述电磁辐射(17)从所述工件同轴地通过所述出口开口(16)发射到所述束流加工头(10；100；200)中，特别地相对于所述加工能量束(14；14，206)通过所述出口开口(16)的传播方向同轴；并且/或者

其中，所述工件特别地使用所述照明单元(102)与所述加工能量束同轴或不同轴地通过所述出口开口(16)被连续地、不连续地和/或频闪地照明；

并且/或者

其中，在具有照明和没有照明的情况下以交替的方式、特别地周期性交替地记录两个或更多个图像。

15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或更多个程序模块，一个或更多个所述程序模块特别地在所述程序模块被加载到所述监测单元(30)的存储器中时使根据权利要求1至6中的任一项所述的束流加工头(10；100；200)或根据权利要求7所述的束流加工装置来执行根据权利要求9至14中的任一项所述的方法步骤，所述监测单元(30)特别地包括选自所述第一确定模块、所述第二确定模块、所述第三确定模块、所述控制模块及其组合中的至少一个元素。

16.计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有一个或更多个程序模块，一个或更多个所述程序模块能够特别地在所述程序模块被加载到所述监测单元(30)的存储器中时通过根据权利要求1至6中的任一项所述的束流加工头(10；100；200)的或根据权利要求7所述的束流加工装置的所述监测单元(30)来读取和执行，以执行根据权利要求9至14中的任一项所述的方法步骤，所述监测单元(30)特别是选自所述第一确定模块、所述第二确定模块、所述第三确定模块、所述控制模块及其组合中的至少一个元素。

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