CN117136116A - 用于控制工件表面激光加工过程的方法和控制设备及籍该加工过程加工工件表面的加工系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制工件(X)表面激光加工过程的方法。该方法可结合加工系统(100)实施，该加工系统具有：加工头(110)，具有光学检测装置(111，112)、激光器(115)和使激光器(115)的激光束(116)相对于工件(X)移动的第一移动装置(114)；使加工头(110)和工件(X)相对彼此移动的第二移动装置(105)。该方法包括步骤：籍第二移动装置(105)实现加工头(110)与工件(X)之间相对移动，使加工头(110)布置在工件(X)的第一加工区域中；籍光学检测装置(111，112)触发加工区域的图像数据记录；用校正值校正预先定义的加工坐标，以产生经校正的加工坐标，比较图像坐标与预先定义的加工坐标来获取校正值；用经校正的加工坐标操控激光器(115)和第一移动装置(114)，以对加工区域加工；实现加工头(110)与工件(X)之间进一步相对移动，使加工头(110)布置在第二加工区域中。
Description
本发明涉及一种用于控制工件表面的激光加工过程的方法、一种对应的控制设备以及一种借助于激光加工过程加工工件表面的加工系统。
在塑料领域中制造具有3D表面的构件(例如汽车构件)时，例如可以借助于金属工具对这些构件进行冲洗。工具尤其可以与设计该工具所用的CAD或计算机辅助绘图程序基本对应。而构件例如可能受到如收缩或翘曲等材料特定过程的影响，因此在生产后的情况下，构件例如可能与其注塑模具以及因此CAD偏离几毫米。如果要加工这样的3D表面，则例如可以使用3D测量系统检测该表面，并且通过方法(例如，最佳适配法)尽可能好地使测量的表面与CAD表面相互重叠。然而，由于CAD设计和真实构件可能相差几毫米，则只能在这种准确性下进行这种对齐。DE 10 2019123 654B3公开了一种借助于激光器制造至少一个包括多个图案元素的图案图形的方法。
在此背景下，通过在此提出的方案，提出了根据独立权利要求所述的一种用于控制工件表面的激光加工过程的经改进的方法、一种用于控制工件表面的激光加工过程的经改进的控制设备以及一种借助于激光加工过程加工工件表面的经改进的加工系统。本发明的有利的设计方案和改进方案从以下的从属权利要求中得出。
根据实施方式，尤其可以提供一种用于加工工件(例如3D成形构件或具有3D表面的构件)的方法，其中加工头可以相对于工件移动，该加工头可以配备有例如藉由检流计式扫描仪改变射束方向的激光器和光学检测装置(例如不同的相机或相机系统)。光学检测装置和用于移动激光束的计算机尤其可以与控制设备连接，该计算机可以对数据进行评估和校正。在对应的校正之后，可以例如通过具有脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率和波长的激光脉冲的确立的参数集并使用校正数据借助于激光束加工工件。
因此，尤其可以以有利的方式改善加工过程的工艺稳定性。尤其在使用激光器加工期间，焦点位置可以保持在一定公差内，因此可以实现稳定的去除过程。例如还可以考虑工件(例如注塑构件)的借助于CAD的计算机辅助设计与真实构件的偏差，并且将偏差对加工过程的影响降到最低。此外，多个加工区域例如可以无偏移地相接在一起。因此还可以实现对大型构件的精确加工，这些构件要通过多于一个加工区域来进行加工。此外，尤其可以通过在线图像采集(即，在过程中)对工件进行测量。
提出了一种用于控制工件表面的激光加工过程的方法，其中该方法能够结合加工系统实施，该加工系统具有：加工头，该加工头具有光学检测装置、激光器和用于使激光器的激光束相对于工件移动的第一移动装置；以及用于使加工头和工件相对于彼此移动的第二移动装置，其中该方法具有以下步骤：
借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的相对移动，以使加工头布置在工件的第一加工区域的范围中；
借助于光学检测装置触发加工区域的图像数据的记录；
使用校正值校正用于加工该加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工该加工区域的经校正的加工坐标，其中使用从加工区域的图像数据确定的图像坐标与预先定义的加工坐标进行比较来获取校正值；
使用经校正的加工坐标操控激光器和第一移动装置，以对加工区域进行加工；以及
借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的进一步的相对移动，以使加工头布置在工件的与第一加工区域不同的第二加工区域的范围中。
工件可以是毛坯、在制品、半成品等。工件表面可以是三维成形的。因此，表面还可以被称为3D表面。加工区域可以由第一移动装置限定的激光束的最大移动或偏转来定义。第一加工区域和第二加工区域可以彼此邻接、彼此间隔开并且附加地或替代性地彼此部分重叠地布置。加工区域可以根据工件上的尺寸和定位来预先定义。第一移动装置可以具有检流计式扫描仪或振镜扫描仪、多边形扫描仪等。第二移动装置可以具有机器人、机械臂、可变形加工台等。在实施方法步骤的至少一个子集时，可以分别产生用于实施相应步骤的至少一个控制信号。
在实现进一步的相对移动的步骤之后，可以针对作为加工区域的第二加工区域实施触发步骤、校正步骤和操控步骤。换种表述方式，可以针对工件的每个加工区域实施触发步骤、校正步骤和操控步骤，其中可以实施实现进一步的相对移动的步骤，以使加工头从一个加工区域行进到另一个加工区域。这样的实施方式提供如下优点：可以精确地加工具有多个或大量要加工的加工区域的工件，其中可以在加工过程期间执行加工区域的测量。
根据实施方式，在实现相对移动的步骤中，可以使用预先定义的工件坐标和附加地或替代性地使用借助于光学检测装置检测到的工件的特征坐标来实现相对移动。附加地或替代性地，在实现进一步的相对移动的步骤中，可以使用预先定义的工件坐标和附加地或替代性地使用借助于光学检测装置检测到的工件的特征坐标来实现进一步的相对移动。特征坐标可以代表工件的至少一个已经加工的加工区域的至少一个压花、凹部、裂隙、标记、浇口部分、标签和/或边界。这样的实施方式提供如下优点：在加工随后加工的加工区域时，可以无缝地衔接之前加工过的加工区域。
该方法还可以包括借助于光学检测装置触发加工区域在加工状态下的其他图像数据的进一步记录的步骤。在此，触发进一步记录的步骤可以在操控步骤之后、尤其紧接着该操控步骤实施。其他图像数据可以提供用于品质监控。这样的实施方式提供如下优点：在加工过程中就可以收集到用于品质监控的数据，以便例如能够立即执行对加工的校正。
此外，可以在操控步骤中操控加工系统的抽吸装置，以在加工加工区域期间吸出加工区域中的工艺气体和废气。因此，加工系统还可以包括抽吸装置。抽吸装置可以布置在加工头上。这样的实施方式提供如下优点：气体可以有针对性地被保持得远离激光束路径，并且因此可以保护加工过程、工件和加工舱不受污染。
此外，在操控步骤中，可以使用参数集操控激光器，该参数集根据工件和附加地或替代性地加工任务预先定义激光器的脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率和波长。这样的实施方式提供如下优点：可以实现精确且与实际加工任务精确适配的加工。
特别有利地，这种方法的变体例如可以以软件或硬件实现或以例如控制设备中的软件和硬件的混合形式实现。
在此提出的方案还提供了一种控制设备，该控制设备被设计成在对应的装置中执行、操控或者实现在此提出的方法的变体的步骤。通过本发明的呈控制设备形式的这个实施变体还可以快速且高效地实现本发明的基本目的。
同样，通过在此提出的方案提出了一种可以存储在机器可读载体或存储介质上的计算机程序。当程序产品或程序在计算机、控制设备或装置上执行时，程序可用于执行和/或操控根据上述实施方式之一的方法的步骤。
还提出了一种借助于激光加工过程加工工件表面的加工系统，其中该加工系统具有以下特征：
在此提出的控制设备的实施方式；以及
加工头，该加工头具有光学检测装置、激光器和第一移动装置；以及第二移动装置，其中控制设备以能够传输信号的方式与光学检测装置、激光器、第一移动装置和第二移动装置连接或可连接。
结合加工系统，可以有利地使用控制设备或将其用于控制激光加工过程。在此，可以使用借助于控制设备产生的控制信号来操控光学检测装置、激光器和移动装置。
根据实施方式，激光器可以被实施为飞秒激光器或纳秒激光器，尤其被实施为功率为50瓦至500瓦、重复频率为100千赫至4兆赫、脉冲长度为30纳秒至200纳秒和附加地或替代性地波长为1000纳米至1100纳米的纳秒激光器。这样的实施方式提供如下优点：可以实现精确地加工工件，例如用于从由塑料制成的工件上除漆。
光学检测装置还可以具有至少一个相机、线扫描仪、条带扫描仪或用于进行激光三角测量的装置。附加地或替代性地，光学检测装置可以相对于第一移动装置布置，使得用于移动激光束的第一移动装置的移动也引起光学检测装置的视场的移动。在此，光学检测装置可以通过部分透明的反射镜指向激光束的光路。这样的实施方式提供如下优点：光学检测装置可以始终精确地指向由激光束的取向限定的加工区域。
本发明的实施例在附图中仅示意性地展示并且在下文中更详细地描述。在附图中：
图1示出借助于激光加工过程加工工件表面的加工系统的实施例的示意图；
图2示出用于控制工件表面的激光加工过程的方法的实施例的流程图；
图3示出工件在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图；
图4示出工件在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图；
图5示出工件在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图；以及
图6示出工件在结合图2的方法进行激光加工过程时的加工区域的示意图。
在下文更详细地讨论本发明的实施例之前，首先应简要介绍实施例的背景和基础。
3D构件或具有三维成形表面的工件的尺寸可以从几厘米至几米不等。实施例的第一方案尤其涉及大型构件或工件。在此，所需的加工区可能无法通过固定的工具(例如激光器)来加工。在这种情况下，应使工具移动并且在必要时衔接先前的加工面。在许多应用中，加工的这种衔接以不可见的方式进行。在此的挑战在于，CAD数据不能作为衔接的目标规范。在某些情况下，这些数据与真实构件差异大到可能看到衔接点。根据实施例，可以有利地防止这一点。如果在没有使工具移动的情况下进行加工，仍可能遇到挑战。实施例的第二方案涉及工具的工作范围或加工区域中的多个应精确满足要求的小特征。在此，CAD构件或设计与真实构件之间的偏差是一个挑战。小特征在真实构件上给定了与CAD构件不同的间距。在这种情况下，如果根据CAD目标轮廓开始加工，则最终可能仅加工了根据CAD的各个特征。其他特征有时会偏差很大，无法精确满足要求并且导致产品无法使用。根据实施例，也可以有利地防止这一点。
在以下对本发明的有利的实施例的描述中，相同或相似的附图标记被用于在不同的附图中展示的和类似地起作用的元件，其中省略了对这些元件的重复描述。
图1示出了借助于激光加工过程加工工件X表面的加工系统100的实施例的示意图。加工系统100包括：加工头110，该加工头具有光学检测装置111、112、激光器115和用于使激光器115的激光束116相对于工件X移动的第一移动装置114；以及用于使加工头和工件相对于彼此移动的第二移动装置105。此外，加工系统101包括用于控制工件X表面的激光加工过程的控制设备120。在此，控制设备120以能够传输信号的方式与光学检测装置111、112、第一移动装置114、第二移动装置105和激光器115(在此未明确示出)相连接。
根据在此展示的实施例，控制设备120包括图像处理装置122、用于第一移动装置114的第一控制装置124和用于第二移动装置105的第二控制装置126。在此，第二控制装置126被设计成借助于第二移动装置105实现加工头110与工件X之间的相对移动，以使加工头110布置在工件X的第一加工区域的范围中。此外，图像处理装置122被设计成借助于光学检测装置111、112触发加工区域的图像数据的记录。控制设备120的图像处理装置122或其他装置还被设计成使用校正值校正用于加工该加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工该加工区域的经校正的加工坐标。在此，控制设备120的图像处理装置122或其他装置被设计成使用从加工区域的图像数据确定的图像坐标与预先定义的加工坐标进行比较来获取校正值。第一控制装置124被设计成使用经校正的加工坐标操控第一移动装置114以及激光器115(尽管未明确示出)，以对加工区域进行加工。第二控制装置126也被设计成借助于第二移动装置105实现加工头110与工件X之间的进一步的相对移动，以使加工头110布置在工件X的与第一加工区域不同的第二加工区域的范围中。控制设备120被设计成随后在作为加工区域的第二加工区域中继续进行加工，其中借助于图像处理装置122和第一控制装置124重复上述过程中的至少一些过程。
根据实施例，第一控制装置124被设计成使用预先定义的工件坐标和/或使用借助于光学检测装置111、112检测到的工件X的特征坐标实现相对移动。附加地或替代性地，第二控制装置126被设计成使用预先定义的工件坐标和/或使用借助于光学检测装置111、112检测到的工件X的特征坐标实现进一步的相对移动。特征坐标代表工件X的至少一个已经加工的加工区域的至少一个压花、凹部、裂隙、标记、浇口部分、标签和/或边界。特征坐标尤其代表真实工件X的特征的坐标，这些坐标可以用于定位第一移动装置和第二移动装置114、105(xmn，ymn，zmn)。工件X具有三维扩展尺寸并且例如作为汽车工业中的塑料构件(例如保险杠、散热器格栅等)而存在，并且由CAD坐标(xwn，ywn，zwn)或工件坐标限定。在工件X上应借助于激光束116加工(例如对层进行部分去除)的位置被称为图案并且由CAD坐标(xwn，ywn，zwn)或工件坐标限定。
图像处理装置122尤其与布置在加工头110或扫描头上且随其一起移动的至少一个相机或光学检测装置111、112相连接。根据实施例，图像处理装置122与用作光学检测装置的多个相机111和112相连接，这些相机固定地布置在加工头110上并且随其一起移动。由此，可以以呈现图像的方式检测加工区域的所有相关边界。根据图1展示的实施例，光学检测装置包括两个相机111和112，其中它们仅示例性地绘制并且其数量以及位置可以存在许多其他变体。光学检测装置111、112被设计成检测工件X的图像坐标。光学检测装置111、112包括至少一个相机或线扫描仪、条带扫描仪或用于进行激光三角测量的器件。光学检测装置111、112和第一移动装置114相互固定连接并且可以借助于第二移动装置105共同移动。图像处理装置122被设计成获取工件X的CAD坐标与图像坐标之间的校正值。图像处理装置122具有与第一控制装置124的接口。
第一移动装置114被设计成使激光束116相对于工件X在x、y和z方向上移动。加工区域或扫描区域由激光束116在x、y和z方向上的最大可能偏转得出。第一移动装置114例如被实施为检流计式扫描仪或多边形扫描仪。第一控制装置124被设计成操控第一移动装置114，以使激光束116相对于工件X移动。为此，可以根据定义在工件X上的图案的CAD坐标对激光束116的移动流程进行编程。第一控制装置124具有与图像处理装置122的接口。第一控制装置124被设计成借助于图像处理装置122的校正值执行对应于CAD坐标的加工坐标到真实工件X的经校正的加工坐标的变换，并且在进行图像处理后执行根据经校正的加工坐标控制激光束116相对于工件X的移动。
第二移动装置105被设计成使整个加工头110相对于工件X移动。在此，第二移动装置105例如被实施为机器人、机械臂、门架吊车等。加工头110与工件X之间的进一步的相对移动可以通过移动加工头110和/或工件X来实现。第二控制装置126被设计成操控第二移动装置105，以实现加工头110与工件X之间的相对移动和进一步的相对移动。第二控制装置126具有与图像处理装置122的接口。第二控制装置126也被设计成借助于图像处理装置122的校正值执行对应于CAD坐标的加工坐标到真实工件X的经校正的加工坐标的变换，并且在进行图像处理后执行根据经校正的坐标控制第一移动装置114或加工头110相对于工件X的移动。
根据实施例，至少一个相机或光学检测装置111、112相对于第一移动装置114布置，使得用于移动激光束116的第一移动装置114的移动也引起光学检测装置111、112的视场的移动。换种表述方式，至少一个相机或光学检测装置111、112被设计成通过半透明反射镜观察通过扫描仪或第一移动装置114的光线路径。第一移动装置114的扫描仪反射镜的移动引起相机或光学检测装置111、112的视场的移动，该相机或该光学检测装置因此相应看向检流计反射镜规定的方向。
根据实施例，激光器115或激光源被实施为诸如飞秒激光器或纳秒激光器的短脉冲激光器。激光器115尤其被实施为功率为50瓦至500瓦、重复频率为100千赫至4兆赫、脉冲长度为30纳秒至200纳秒和/或波长为1000纳米至1100纳米的纳秒激光器。根据实施例，控制设备120或第一控制装置124被设计成使用激光器115或激光脉冲的参数集来操控激光器115。参数集是在用工件X和任务设定的相应材料进行的预试验中获取的，例如与根据工件X和/或加工任务的激光器的脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率和波长有关。激光器115示意性地示出并且激光束116优选地藉由光纤耦合到扫描仪或第一移动装置114中。
根据实施例，光学检测装置111、112不仅用于在加工相应的加工区域之前的对齐或对准，而且还借助于光学检测装置111、112触发加工区域在加工状态下的其他图像数据的进一步记录，并且因此例如在加工后记录相机图像。该相机图像被单独评估并且在必要时与参考图像进行比较。因此，该相机图像用于监控加工过程(例如去除过程)是否成功或用于加工过程的过程监控。
根据实施例，在加工头110上或者在激光器115、第一移动装置114或扫描仪以及光学检测装置111、112的单元上安装有抽吸装置118，使得该抽吸装置将在去除中产生的工艺气体和废气局部且有针对性地保持得远离激光束路径，并且因此保护过程、构件以及加工舱不受污染。控制设备120被设计成操控加工系统100的抽吸装置118，以在对加工区域进行加工时吸出加工区域中的工艺气体和废气。
第一移动装置114或扫描仪、激光器115和光学检测装置111、112代表加工头110，该加工头作为单元通过第二移动装置105进行移动。作为一种选择，抽吸装置118也装配在加工头110上。
图2示出了用于控制工件表面的激光加工过程的方法200的实施例的流程图。在此，控制方法200可以使用图1的控制设备或类似的控制设备来实施。控制方法200也可以结合图1的加工系统或类似的加工系统来实施。
因此，控制方法200可以结合加工系统来实施，该加工系统具有：加工头，该加工头具有光学检测装置、激光器和用于使激光器的激光束相对于工件移动的第一移动装置；以及用于使加工头和工件相对于彼此移动的第二移动装置。控制方法200包括实现相对移动的步骤210、触发步骤220、校正步骤230、操控步骤240和实现进一步的相对移动的步骤250。
在实现步骤210中，借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的相对移动，以使加工头布置在工件的第一加工区域的范围中。随后，在触发步骤220中，借助于光学检测装置实现加工区域的图像数据的记录。进而，在校正步骤230中，使用校正值校正用于加工该加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工该加工区域的经校正的加工坐标。在此，使用从加工区域的图像数据中确定的图像坐标与预先定义的加工坐标进行比较来获取校正值。随后，在操控步骤240中，使用经校正的加工坐标操控激光器和第一移动装置，以对加工区域进行加工。在实现步骤250中，借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的进一步的相对移动，以使加工头布置在工件的与第一加工区域不同的第二加工区域的范围中。
根据实施例，在实现进一步的相对移动的步骤250之后，针对作为加工区域的第二加工区域实施触发步骤220、校正步骤230和操控步骤240。
任选地，控制方法200附加地包括借助于光学检测装置触发加工区域在加工状态下的其他图像数据的进一步记录的步骤225。在此，触发进一步记录的步骤224在操控步骤240之后实施。
根据实施例，提出了一种借助于激光器在3D成形表面上加工不同加工区域的方法，其中该方法包括以下步骤：
a.提供和定位由CAD坐标(xn，yn，zn)限定的3D成形工件；
b.提供用于实施激光器与工件之间的相对移动的激光器和第一移动装置；
c.提供对第一移动装置的控制并且基于工件的CAD坐标(xn，yn，zn)对第一加工区域中的第一加工坐标(x11n，y11n，z11n)进行编程；
d.提供图像记录或光学检测装置并且相对于第一加工区域进行定位；
e.对在工件上的第一加工区域进行图像记录；
f.获取CAD坐标与图像坐标之间的校正值；
g.将校正值传输至第一移动单元的第一控制单元；
h.借助于校正值将第一加工区域的第一加工坐标(x11n，y11n，z11n)变换为第一加工区域的第二加工坐标(x12n，y12n，z12n)；
i.使用第二加工坐标(x12n，y12n，z12n)和激光脉冲的事先确立的参数集在第一加工区域内加工3D成形表面；
j.提供用于第一移动装置与工件之间的相对移动的第二移动装置；
k.使第二移动装置相对于第二加工区域进行相对移动；
l.对第二加工区域进行图像记录；
m.确定特征坐标(xm1n，ym1n，zm1n)；
n.将第一移动装置与特征坐标(xm1n，ym1n，zm1n)对齐；
o.对每个后续加工区域重复步骤e.至i.；以及
p.对每个后续加工区域重复步骤k.至n.。
图3示出了工件X在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图。在此，示例性地示出了三维工件X的通过借助于激光器除漆而得的多个规则图案330、以及两个加工区域317A和317B。在此，图案330连续地在工件X的表面的连续子区段上延伸。加工区域317A和317B仅包括图案330的子区域。在此，加工区域317A和317B与来自上述图之一的第一加工区域和第二加工区域相对应或类似。加工区域317A和317B中的每个加工区域与作为加工系统的第一移动装置的检流计式扫描仪的扫描区域相对应。在图3中尤其展示了加工区域317A、317B的无缝排列。
图4示出了工件X在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图。在此，图4中的图示与图3的图示相对应，区别在于图案330(其涉及通过借助于激光器除漆而得的各单独图案330)仅布置在加工区域317A和317B内以及还示例性地绘制了凹部作为工件X的特征440。在图4中尤其展示了各个图案330的定位。
图5示出了工件X在结合图2的方法进行激光加工过程时的示意图。在此示例性地示出了三维工件X的两个加工区域317A和317B。在此，加工区域317A和317B与来自上述图之一的第一加工区域和第二加工区域相对应或类似。在图5左侧示出的局部图示中，加工区域317A和317B的边界彼此间隔开，其中在右侧示出的局部图示中，加工区域317A和317B直接彼此邻接。这可以通过实施图2的方法或类似的方法来实现。
换种表述方式，图5展示了扫描区域或加工区域317A和317B的无缝衔接。加工系统的光学检测装置被安装成使得由光学检测装置检测相应要加工的加工区域317A、317B的边缘。首先，加工第一加工区域317A。随后，加工系统的第二移动装置移动工件X或加工头，例如扫描仪装配在机器人上并且与其一起行进。随后，通过光学检测装置检测前一个加工区域317A、317B的边缘。根据相机图像的信息计算校正。该校正被赋予或转换成加工系统的目标图形(Soll-Figur)。可以对n个扫描区域重复该过程。在对齐后，激光束基于经校正的数据进行加工。
图6示出了工件在结合图2的方法进行激光加工过程时的加工区域317A的示意图。在此仅示例性地示出了工件的上述图之一的加工区域中的第一加工区域317A、加工区域317A中的多个图案330和工件的多个真实特征440。在图6左侧示出的局部图示中，图案330和特征440至少部分地彼此偏移，其中在右侧示出的局部图示中，图案330和特征440彼此重叠。这可以通过实施图2的方法或类似的方法来实现。
换种表述方式，图6展示了各个特征或图案330的精确加工。加工系统的光学检测装置被安装成使得检测加工区域317A、例如检流计式扫描仪的扫描区域。在加工之前，记录加工表面的图像，当中具有存在于其中的真实特征440。随后基于相机记录进行加工数据(例如扫描仪数据)的对齐。这种对齐可以是每个特征本身的对齐或(由于时钟时间原因)以整合在一个组中的多个特征进行对齐。在对齐后，激光束基于经校正的数据进行加工。
如果一个实施例在第一特征和第二特征之间包括连词“和/或”，则这应理解为，根据一个实施方式的该实施例具有第一特征和第二特征并且根据另一个实施方式的该实施例仅包括第一特征或仅包括第二特征。
Claims (10)
1.一种用于控制工件(X)表面的激光加工过程的方法(200)，其中所述方法(200)能够结合加工系统(100)实施，所述加工系统具有：加工头(110)，所述加工头具有光学检测装置(111，112)、激光器(115)和用于使所述激光器(115)的激光束(116)相对于所述工件(X)移动的第一移动装置(114)；以及用于使所述加工头(110)和所述工件(X)相对于彼此移动的第二移动装置(105)，其中所述方法(200)具有以下步骤：
借助于所述第二移动装置(105)实现(210)所述加工头(110)与所述工件(X)之间的相对移动，以使所述加工头(110)布置在所述工件(X)的第一加工区域(317A)的范围中；
借助于所述光学检测装置(111，112)触发(220)所述加工区域的图像数据的记录；
使用校正值校正(230)用于加工所述加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工所述加工区域的经校正的加工坐标，其中使用从所述加工区域的图像数据确定的图像坐标与所述预先定义的加工坐标进行比较来获取所述校正值；
使用所述经校正的加工坐标操控(240)所述激光器(115)和所述第一移动装置(114)，以对所述加工区域进行加工；以及
借助于所述第二移动装置(105)实现(250)所述加工头(110)与所述工件(X)之间的进一步的相对移动，以使所述加工头(110)布置在所述工件(X)的与所述第一加工区域(317A)不同的第二加工区域(317B)的范围中。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其特征在于，在实现所述进一步的相对移动的步骤(250)之后，针对作为加工区域的所述第二加工区域(317B)实施所述触发步骤(220)、所述校正步骤(230)和所述操控步骤(240)。
3.根据前述权利要求之一所述的方法(200)，其特征在于，在实现所述相对移动的步骤(210)中，使用预先定义的工件坐标和/或使用借助于所述光学检测装置(111，112)检测到的所述工件(X)的特征坐标实现所述相对移动，和/或其中在实现所述进一步的相对移动的步骤(250)中，使用预先定义的工件坐标和/或使用借助于所述光学检测装置(111，112)检测到的所述工件(X)的特征坐标实现所述进一步的相对移动，其中所述特征坐标代表所述工件(X)的至少一个已经加工的加工区域(317A，317B)的至少一个压花、凹部、裂隙、标记、浇口部分、标签和/或边界。
4.根据前述权利要求之一所述的方法(200)，其特征在于借助于所述光学检测装置(111，112)触发所述加工区域(317A，317B)在加工状态下的其他图像数据的进一步记录的步骤(225)，其中所述触发进一步记录的步骤(225)在所述操控步骤(240)之后实施。
5.根据前述权利要求之一所述的方法(200)，其特征在于，在所述操控步骤(240)中，操控所述加工系统(100)的抽吸装置(118)，以在加工所述加工区域期间吸出所述加工区域(317A，317B)中的工艺气体和废气。
6.根据前述权利要求之一所述的方法(200)，其特征在于，在所述操控步骤(240)中，使用参数集操控所述激光器(115)，所述参数集根据所述工件(X)和/或加工任务预先定义所述激光器(115)的脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率和波长。
7.一种控制设备(120)，所述控制设备被设计成在对应的装置(122，124，126)中执行、操控或实现根据前述权利要求之一所述的方法(200)的步骤。
8.一种借助于激光加工过程加工工件(X)表面的加工系统(100)，其中所述加工系统(100)具有以下特征：
根据权利要求7所述的控制设备(120)；以及
所述加工头(110)，所述加工头具有所述光学检测装置(111，112)、所述激光器(115)和所述第一移动装置(114)；以及所述第二移动装置(105)，其中所述控制设备(120)以能够传输信号的方式与所述光学检测装置(111，112)、所述激光器(115)、所述第一移动装置(114)和所述第二移动装置(105)连接或能够连接。
9.根据权利要求8所述的加工系统(100)，其特征在于，所述激光器(115)被实施为飞秒激光器或纳秒激光器，尤其被实施为功率为50瓦至500瓦、重复频率为100千赫至4兆赫、脉冲长度为30纳秒至200纳秒和/或波长为1000纳米至1100纳米的纳秒激光器。
10.根据权利要求8至9之一所述的加工系统(100)，其特征在于，所述光学检测装置(111，112)具有至少一个相机、线扫描仪、条带扫描仪或用于进行激光三角测量的装置，和/或其中所述光学检测装置(111，112)相对于所述第一移动装置(114)布置，使得用于移动所述激光束(116)的所述第一移动装置(114)的移动也引起所述光学检测装置(111，112)的视场的移动。
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