DE102011122991B3 - Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam - Google Patents
Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011122991B3 DE102011122991B3 DE102011122991.8A DE102011122991A DE102011122991B3 DE 102011122991 B3 DE102011122991 B3 DE 102011122991B3 DE 102011122991 A DE102011122991 A DE 102011122991A DE 102011122991 B3 DE102011122991 B3 DE 102011122991B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- point
- processing
- workpiece
- impact
- images
- 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.)
- Active
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
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—Welding
- B23K15/0053—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
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- 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
Abstract
Verfahren zum Überwachen der Bearbeitung eines Werkstücks (12) mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl, enthaltend folgende Schritte- Beleuchten wenigstens einer Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls (18) auf das Werkstück (12) mittels einer Beleuchtungsquelle (32), die ein Licht mit einer anderen Frequenz und Intensität als die des Bearbeitungsstrahls (18) erzeugt,- Aufnehmen und Speichern einer Reihe von elektronisch auswertbaren Bildern, die wenigstens die Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls (18) auf das Werkstück enthalten, während der zu überwachenden Bearbeitung,- Erfassen einer Reihe von Ist-Werten wenigstens eines die zu überwachende Bearbeitung bestimmenden Prozessparameters durch wenigstens einen Sensor synchron mit der Aufnahme der Reihe von elektronisch auswertbaren Bildern und Speichern der erfassten Ist-Werte, und- Auswerten der gespeicherten elektronisch auswertbaren Bilder, bei dem die elektronisch auswertbaren Bilder mit dem Licht mit einer anderen Frequenz und Intensität als die des Bearbeitungsstrahls (18) erzeugt werden, und die elektronisch auswertbaren Bilder und die Ist-Werte derart gespeichert werden, dass ein zu einem ersten Zeitpunkt (t1) aufgenommenes Bild einem zu dem ersten Zeitpunkt (t1) erfassten Ist-Wert zuordenbar ist.Method for monitoring the processing of a workpiece (12) with a high-energy processing beam, comprising the following steps- illuminating at least one point of impingement of the processing beam (18) on the workpiece (12) by means of an illumination source (32) which emits a light with a different frequency and intensity than that of the processing beam (18),- recording and storing a series of images that can be evaluated electronically, which contain at least the point of impact of the processing beam (18) on the workpiece, during the processing to be monitored,- recording a series of actual values of at least one the process parameters to be monitored that determine the processing by at least one sensor in synchronism with the recording of the series of electronically analyzable images and storage of the recorded actual values, and evaluation of the stored electronically analyzable images, in which the electronically analyzable images are exposed to light with a different frequency and intensity than that of the processing beam (18) are generated, and the electronically analyzable images and the actual values are stored in such a way that an image recorded at a first point in time (t1) can be assigned to an actual value recorded at the first point in time (t1). is.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Bearbeitung wenigstens eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl. Unter Überwachung wird im Folgenden sowohl eine lediglich passive Überwachung als auch eine aktive Steuerung bzw. Regelung der Bearbeitung verstanden. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls.The invention relates to a method for monitoring the processing of at least one workpiece with a high-energy processing beam. In the following, monitoring is understood to mean both merely passive monitoring and active control or regulation of the processing. In addition, the invention relates to a device for processing a workpiece using a high-energy processing beam.
Schmelzfüge- oder Schneid- bzw. Trennbearbeitungen lassen sich mit auf eine Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks fokussierten hochenergetischen Bearbeitungsstrahls, wie Elektronenstrahl oder Laserstrahl, aber auch mit einem Lichtbogen präzise durchführen. Dabei sind eine Online-Qualitätskontrolle sowie noch vorteilhafter eine Online-Regelung der Bearbeitung für ein einwandfreies Arbeitsergebnis wichtig.Fusion joining or cutting or separating operations can be carried out precisely with a high-energy processing beam, such as an electron beam or laser beam, focused on a surface of a workpiece to be processed, but also with an electric arc. Online quality control and, even more advantageously, online regulation of the processing are important for a perfect work result.
Aus der
Aus der
Weitere Verfahren zum Überwachen der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl sind aus
Weiter sind Prozessdatenerfassungssysteme für eine Lasermaterialbearbeitung bekannt, bei der Videobilder der Auftreffstelle des Laserstrahls auf ein Werkstück zeitgleich mit Prozessdaten, wie Bewegungsparametern eines Bearbeitungskopfes relativ zum Werkstück erfasst werden und Signalverläufe auf Sollvorgaben überwacht werden.Process data acquisition systems for laser material processing are also known, in which video images of the point of impact of the laser beam on a workpiece are acquired simultaneously with process data, such as movement parameters of a processing head relative to the workpiece, and signal curves are monitored for target specifications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, wie die Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls verbessert werden kann.The invention is based on the object of specifying a way in which the processing of a workpiece can be improved by means of a high-energy processing beam.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved according to the invention by a method having the features of
Die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl umfasst das Schneiden, Umschmelzhärten sowie das Umschmelzfügen, wie Löten oder Schweißen. Der Begriff Werkstück beinhaltet somit ein einzelnes Bauteil, beispielsweise ein Blech, das durchtrennt werden soll, und Bauteile, die durch Schmelzfügen miteinander verbunden werden sollen, beispielsweise zwei Bleche. Der Bearbeitungsstrahl kann beispielsweise ein Laserstrahl, ein Elektronenstrahl oder ein Lichtbogen sein.The processing of a workpiece with a high-energy processing beam includes cutting, remelting hardening and remelting joining, such as soldering or welding. The term workpiece thus includes a single component, for example a metal sheet, which is to be severed, and components which are to be connected to one another by fusion joining, for example two metal sheets. The processing beam can be a laser beam, an electron beam or an arc, for example.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The invention is explained below by way of example and with further details using schematic drawings.
In den Figuren stellen dar:
-
1 eine Prinzipansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Vorrichtung, -
3 eine Ansicht einer beispielhaften Bildschirmdarstellung, -
4 ein Flussbild des Ablaufes eines Überwachungsverfahrens.
-
1 a schematic view of a device according to the invention, -
2 a simplified block diagram of the device, -
3 a view of an example screen display, -
4 a flow chart of the sequence of a monitoring procedure.
Gemäß
Der Bearbeitungskopf 14 enthält weiter in Verlängerung der optischen Achse des auf die Werkstückoberfläche auftreffenden Laserstrahls hinter dem Spiegel 20 angeordnete Fokussierlinse 24, die von der Auftreffstelle des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche erzeugte Strahlung auf ein Bildwandlerfeld 26 einer elektronischen Kamera 28 fokussiert, so dass dort ein Bild der von dem Laserstrahl bearbeiteten Oberfläche (Bearbeitungsstelle bzw. Auftreffstelle) entsteht.The
Optional enthält der Bearbeitungskopf 14 weiter eine Hilfsmaterialeinrichtung 30, mittels der Hilfsmaterial, beispielsweise ein Schweißdraht, der Auftreffstelle des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche zugeführt werden kann. Weiter kann an dem Bearbeitungskopf 14 eine Beleuchtungsquelle 32, angeordnet sein, mit der die Auftreffstelle des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche, die die Bearbeitungsstelle ist, beleuchtet werden kann. Auf diese Weise kann ein mit Licht einer anderen Frequenz und Intensität als die Strahlung des Laserstrahls erzeugtes Bild der Bearbeitungsstelle aufgenommen und elektronisch ausgewertet werden. Je nach Durchlässigkeit des dichroitischen Spiegels 20 kann das mit der Beleuchtungsquelle 32 erzeugte Bild von der Kamera 28 oder einer mit der Beleuchtungsquelle 32 kombinierten weiteren Kamera aufgenommen werden, wobei im letzteren Fall dieses Bild mit einem Abbildungswinkel aufgenommen wird, der verschieden von dem des von der Kamera 28 erzeugten Bildes ist. Die weitere Kamera oder die Kamera 28 kann eine Wärmebildkamera sein, so dass zusätzlich zu geometrischen Bilddaten Temperaturdaten gewonnen werden können.Optionally, the
Der Bearbeitungskopf 14 ist beweglich an einer Konsole 34 eines insgesamt mit 36 bezeichneten Roboters angebracht, der der Einfachheit halber insgesamt mit 38 bezeichnete Aktoren aufweist, mittels derer der Bearbeitungskopf 14 vorzugsweise räumlich frei translatorisch und rotatorisch bewegbar ist. Die Konsole 34 ist mit der Basis 10 über ein Gestell 40 starr verbunden.The
Zum Umwandlung und Auswertung der von der Kamera 28 und gegebenenfalls einer weiteren durch Beleuchtung mit der Beleuchtungsquelle 32 aufgenommenen Bilder sowie zur Auswertung von Ist-Signalen, die die Stellung der Aktoren 38 sowie eines Aktors zur Steuerung der Hilfsmaterialeinrichtung 30 angeben, dient eine elektronische Steuereinrichtung 42 mit Datenspeichern, Programmspeichern, wenigstens einem Prozessor sowie Ein- und Ausgabeeinheiten. Die elektronische Einrichtung 42 liefert Signale zur Steuerung der Aktoren 38, eines Aktors der Hilfsmaterialeinrichtung 30, der Leistung der Laserstrahlquelle 16, von Parametern der Kamera 28, beispielsweise in deren Strahlengang geschobenen Filtern zur spektralen Zerlegung der von der Bearbeitungsstelle erzeugten Strahlung, usw.An
- Ein Druckluftregler 50r dient der Beaufschlagung der Auftreffstelle des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche mit Druckluft, wie sie beispielsweise beim Löten erforderlich ist.
- A compressed air regulator 50r is used to apply compressed air to the point of impact of the laser beam on the workpiece surface, as is required, for example, when soldering.
Mit 52r ist ein Bearbeitungsoptikregler bezeichnet, mit dem sich die Fokussierlinse 22 zur Feinjustierung des Fokus des Laserstrahls bevorzugt in axialer Richtung des Laserstrahls und senkrecht dazu verstellen lässt, ohne dass der Bearbeitungskopf 14 insgesamt bewegt wird.52r designates a processing optics controller with which the focusing
54r bezeichnet einen Schutzgasregler, mit dem die Menge von der Bearbeitungsstelle zugeführtem Schutzgases einstellbar ist, wie es beispielsweise beim Schweißen benötigt wird.54r designates a shielding gas regulator with which the amount of shielding gas supplied to the processing point can be adjusted, as is required for welding, for example.
Mit den geschilderten Einheiten Druckluftregler 50r, Drahtvorschubregler 30r, Laserstrahlquellenregler 16r, Roboterregler 38r, Bearbeitungsoptikregler 52r und Schutzgasregler 54r lassen sich Prozessparameter einstellen, die Eigenschaften der Bearbeitung der Werkstückoberfläche bestimmen. Der Laserstrahlquellenregler 16 regelt dabei die Leistung der Laserstrahlquelle 16.With the described units, compressed air regulator 50r, wire feed regulator 30r, laser beam source regulator 16r, robot regulator 38r, processing optics regulator 52r and
Je nach beabsichtigtem Bearbeitungsprozess sind den einzelnen geregelten Prozessparametern Soll-Werte zugeordnet, die errechnet, in Versuchen ermittelt oder sonst wie vorbestimmt sind und die während einer Bearbeitung eingehalten werden sollen, damit eine einwandfreie Bearbeitungsqualität sichergestellt ist.Depending on the intended machining process, target values are assigned to the individual controlled process parameters, which are calculated, determined in tests or predetermined in some other way and which should be adhered to during machining in order to ensure perfect machining quality.
Die geschilderten Regler sowie die Kamera 28 kommunizieren über ein einen Feldbusverteiler 56 enthaltendes Bussystem mit einer Datenverarbeitung 58 und einer Anlagensteuerung 60, die in der elektronischen Einrichtung 42 enthalten sind.The controllers described and the
Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung wird im Folgenden anhand
Im linken oberen Bereich des Bildschirms 62, das ein Bildfeld 68 bildet, wird das von der Kamera 28 jeweils aufgenommene digital erzeugte Bild angezeigt, wobei der Zeitpunkt, zu dem das Bild aufgenommen wurde, mit dem im Prozessparameterfeld 66 als durchgehender senkrechter Strich dargestellten, mit einem Pfeil versehenen Bildmarker auf der Zeitleiste hin und her verschoben werden kann. Das zum Zeitpunkt t1 aufgenommene Bild zeigt die zum Zeitpunkt t1 vorliegende Auftreffstelle 70 des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche, an die sich nach links ein noch geschmolzener Bereich 72 anschließt, an den sich wiederum weiter nach links ein bereits erkalteter Bereich 74 anschließt. Im dargestellten Beispiel bewegt sich die Auftreffstelle 70 nach rechts über die Werkstückoberfläche.The digitally generated image recorded by the
Zu einer innerhalb des zulässigen Sollwertes liegenden Laserstrahlleistung gehört eine Auftreffstelle 70 mit einem vorgegebenen Durchmesser bzw. geometrischen Abmessungen, die in der Datenverarbeitung 58 gespeichert ist. Zum Zeitpunkt t1 liegen somit sowohl die Bilddaten (Durchmesser der Auftreffstelle 70) als auch die Laserleistung innerhalb des zulässigen Sollwertebereiches).An
Zum Zeitpunkt t2 übersteigt die Laserleistung das vorgegebene Limit. Die Kontur des Bildes zum Zeitpunkt t2 ist im Bildfeld 68 gestrichelt dargestellt. Der Durchmesser der Auftreffstelle 70 ist hier überschwellig größer als ein vorgespeicherter Sollwert. In der Datenverarbeitung 58 wird sowohl ein Bildfehlersignal (überschwellige Abweichung) der Ist-Bilddaten von den Soll-Bilddaten als auch ein Prozessfehlersignal erzeugt, was wiederum bei Ausführung der Vorrichtung nur zur Qualitätssicherung zur Erzeugung eines akustisch oder optisch wahrnehmbaren Fehlersignals und weiteren Maßnahmen führen kann oder bei Online-Regelung dazu führen kann, dass die Leistung des Lasers nachgeregelt wird, um wieder innerhalb des zulässigen Sollwertbereiches zu liegen.At time t2, the laser power exceeds the specified limit. The contour of the image at time t2 is shown in dashed lines in
Sei angenommen im Schritt 100 startet eine Bearbeitung. Im Schritt 102 wird dann überprüft, ob die Ist-Bilddaten, die zeitgleich mit der Bearbeitung ständig erzeugt werden, mit gespeicherten Soll-Bilddaten übereinstimmen. Wenn eine überschwellige Abweichung zwischen den Ist-Bilddaten und den Soll-Bilddaten vorliegt, schreitet das Programm zum Schritt 104 weiter, in dem überprüft wird, ob Ist-Prozessparameter bzw. deren Werte mit Soll-Prozessparametern übereinstimmen. Liegt eine überschwellige bzw. unzulässige Abweichung zwischen wenigstens einem Ist-Prozessparameter und einem Soll-Prozessparameter vor, so wird im Fall der Ausführung der Vorrichtung lediglich zur Qualitätskontrolle im Schritt 106 ein Fehlersignal erzeugt, was gemäß dem Schritt 108 zur Beendigung der Bearbeitung führen kann. Wenn die Anlage zur Online-Bearbeitungsregelung ausgeführt ist, schreitet das Programm vom Schritt 104 zum Schritt 108 weiter, indem ein Prozess, dessen Ist-Prozessparameter bzw. Ist-Prozessparameterwerte von den gespeicherten Soll-Prozessparametern bzw. Soll-Prozessparameterwerten abweichen, derart geändert wird, dass die Abweichung unter einen Schwellwert fällt bzw. innerhalb eines Sollbereiches liegt. Anschließend kehrt das Programm zum Schritt 102 zurück. Bei der Online-Regelung endet das Programm beispielsweise dadurch, dass auf der Werkstückoberfläche eine vorbestimmte Stelle erreicht wird oder durch Zeitablauf. Der anhand der
Die Erfindung wurde anhand der
Mit dem geschilderten System wird eine hohe Sicherheit bei der Qualitätsbeurteilung bzw. Prozessregelung erzielt, da Prozessfehler, die Auswirkungen auf die Bearbeitung haben, sicher erkannt werden. Wenn beispielsweise lediglich die Optik des Systems derart verschmutzt, dass das von der Kamera aufgenommene Bild beeinflusst wird, ohne dass Ist-Prozessparameter von den Soll-Prozessparametern abweichen, wird dies nicht als Fehler erkannt und führt nicht zu einer Nachregelung. Wenn eine Abweichung zwischen Istwert und Sollwert angezeigt wird, beispielsweise dadurch verursacht, dass ein Durchflusssensor eines Gassensors fehlerhaft ist, führt dies ebenfalls zu keiner Prozessparameteränderung, insbesondere solange die Bilddaten im Hinblick auf die Auswirkungen dieses Prozessparameters einwandfrei sind.With the system described, a high level of security is achieved in the quality assessment or Process control achieved because process errors that affect processing are reliably detected. If, for example, only the optics of the system are so dirty that the image recorded by the camera is affected without the actual process parameters deviating from the target process parameters, this is not recognized as an error and does not lead to readjustment. If a deviation between the actual value and the target value is displayed, for example caused by a flow sensor of a gas sensor being faulty, this also does not result in a process parameter change, particularly as long as the image data is correct with regard to the effects of this process parameter.
Es sei darauf hingewiesen, dass unterschiedlichste Arten der Bilderzeugung und des Vergleiches der Ist-Bilddaten mit Soll-Bilddaten möglich sind, beispielsweise eine spektrale Auswertung des Bildes, ein Vergleich der Lage der Auftreffstelle relativ zur Werkstückoberfläche mit einer Solllage, die gegebenenfalls zu einem Eingriff in die Steuerung der Aktoren 38 des Roboters 36 führen, usw. Weiter kann der Bearbeitungskopf 14 einen Temperatursensor enthalten, mit dem als Prozessparameter die Temperatur der Auftreffstelle des Laserstrahls auf die Werkstückoberfläche erfasst wird und mit einer gespeicherten Soll-Temperatur verglichen wird.It should be pointed out that the most diverse types of image generation and the comparison of the actual image data with target image data are possible, for example a spectral evaluation of the image, a comparison of the position of the point of impact relative to the workpiece surface with a target position, which may lead to an intervention in control the
Die Erfindung wurde vorstehend beispielhaft mit Ausführungsformen beschrieben, bei denen in der elektronischen Einrichtung jeweils Soll-Bilddaten und Sollwerte der Prozessparameter, die als Soll-Prozessparameter bezeichnet wurden, gespeichert sind. Alternativ können in der elektronischen Einrichtung 42, deren Funktion auf voneinander getrennte und miteinander vernetzte Einheiten aufgeteilt sein kann, funktionale Zusammenhänge bzw. Abhängigkeiten von Prozessparametern gespeichert sein. Ein solcher funktionaler Zusammenhang besteht beispielsweise darin, dass er einen Zusammenhang zwischen der Relativgeschwindigkeit der Werkstückoberfläche zur Auftreffstelle des hochenergetischen Bearbeitungsstrahls und Leistung des hochenergetischen Bearbeitungsstrahls angibt, indem der Quotient aus Leistung und Relativgeschwindigkeit eine vorbestimmte Konstante ist. In diesem Fall wird als Prozessparameterfehler erkannt, wenn der Quotient von der Konstanten abweicht, d.h. für die Strahlleistung und die Relativgeschwindigkeit bestehen Freiheitsgrade. Bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung werden die Prozessparameter nicht anhand fest vorgegebener Grenzwerte oder Sollwerte überwacht, sondern beispielsweise nach einem Satz von Regeln bzw. Algorithmen, die die Zusammenhänge des Bearbeitungsprozesses wiedergeben.The invention has been described above by way of example with embodiments in which target image data and target values of the process parameters, which have been referred to as target process parameters, are stored in the electronic device. Alternatively, functional relationships or dependencies of process parameters can be stored in the
Die funktionalen Zusammenhänge müssen nicht auf Zusammenhänge nur zwischen den Prozessparametern beschränkt sein, sondern können zusätzlich Bilddaten enthalten, beispielsweise den Abstand des erkalteten Nahbereiches 74 von der Wirkstelle 70 (
Ein weiteres Beispiel einer Weiterbildung bzw. Durchführungsform der Erfindung ist folgendes:
- Sei beispielsweise angenommen, bei der Schweißung einer Kehlnaht weist eine flache, möglichst breite Ausfüllung der Kehle auf eine maximale Anbindung und damit feste Verbindung hin. Aus den Ist-Bilddaten können in der Datenverarbeitung 58 (
2 ) die Breite und die Wölbung beispielsweise der erkalteten Nahtbereiches (3 ) hergeleitet werden, die als getrennte Rechengrößen zur Verfügung stehen oder zu einer einzigen Rechengröße zusammengefasst werden. Weicht eine Ist-Rechengröße von einer vorher gespeicherten Soll-Rechengröße ab, so werden ein oder mehrere Prozessparameter von der Anlagensteuerung 60 (2 ) entsprechend inder Anlagensteuerung 60 gespeicherten Verknüpfungsrelationen zwischen den Prozessparametern und der Rechengröße derart verstellt, dass die Soll-Rechengrößen (Breite und Wölbung) wieder erreicht werden. Der Prozessparameter kann im vorliegenden Beispiel der Drahtvorschub (Regler 30r) sein, der beispielsweise vergrößert wird, wenn die Nahtwölbung zu klein wird.
- Suppose, for example, that when welding a fillet weld, filling the fillet flat and as wide as possible indicates a maximum connection and thus a strong connection. From the actual image data, 58 (
2 ) the width and curvature, for example, of the cooled seam area (3 ) can be derived, which are available as separate operands or combined into a single operand. If an actual operand differs from a previously stored setpoint operand, one or more process parameters are set by the system control 60 (2 ) is adjusted in accordance with the linkage relationships between the process parameters and the operands stored in thesystem controller 60 in such a way that the target operands (width and camber) are reached again. In the present example, the process parameter can be the wire feed (controller 30r), which is increased, for example, if the curvature of the seam becomes too small.
Ein oder mehrere Verknüpfungsrelationen können ein Regelwerk bilden, das durch Versuche oder sonstwie ermittelt wird und fest voreingestellt ist. Die Verknüpfungsrelationen können aber beispielsweise auch eingelernt werden oder durch Lernen optimiert werden, indem beispielsweise an einer vorbestimmten kritischen Stelle in vorherigen Schweißungen die Veränderung eines Prozessparameters erfolgreich war, so dass diese Veränderung gegenüber anderen Veränderungen bei weiteren ähnlich gelagerten notwenigen Eingriffen stärker gewichtet wird. So kann das Regelwerk im Laufe der Anwendung schneller und besser auf Veränderungen der bevorzugt aus Bilddaten gewonnen Rechengröße zu reagieren.One or more linking relations can form a set of rules that is determined by tests or otherwise and is permanently preset. However, the linkages can also be learned or optimized by learning, for example by successfully changing a process parameter at a predetermined critical point in previous welds, so that this change is weighted more heavily than other changes in other similar necessary interventions. In this way, the set of rules can react faster and better to changes in the operands, which are preferably obtained from image data, over the course of the application.
Das Regelwerk bzw. die Verknüpfungsrelationen können auch so gestaltet werden, dass auch bei fehlender Abweichung der Ist-Rechengröße von der Soll-Rechengröße leichte Veränderungen von Prozessparametern erfolgen und die daraus resultierende Änderung der Rechengröße ermittelt wird. Bei Veränderung der beobachteten Rechengröße im Sinne einer Verbesserung der Bearbeitung wird die Einstellung des Prozessparameters beibehalten oder in eine Richtung verstellt, bis ein Optimum der Rechengröße überschritten ist. Sobald sich die beobachtete Rechengröße verschlechtert, wird die Einstellung des Prozessparameters zurückgenommen, so dass das Optimum der Rechengröße erhalten bleibt. Auf diese Weise kann der Bearbeitungsprozess sich selbst auf ein Optimum regeln.The set of rules or the linking relations can also be designed in such a way that even if there is no deviation in the actual operand from slight changes in process parameters occur in the target operand and the resulting change in the operand is determined. If the observed operand is changed in the sense of an improvement in processing, the setting of the process parameter is retained or adjusted in one direction until an optimum operand is exceeded. As soon as the observed operand deteriorates, the setting of the process parameter is reversed so that the optimum operand is retained. In this way, the machining process can regulate itself to an optimum.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung wird an folgendem Beispiel erläutert:
- Sei angenommen, dass die Breite der flachen Nahtoberseite einer Kehlnaht einen großen Wert aufweist, der auf eine gute Anbindung und damit hohe Nahtfestigkeit schließen lässt. Sei angenommen, der Drahtvorschub ist dabei etwas unter einem voreingestellten oberen Grenzwert des Prozessparameters Drahtvorschub. Erfindungsgemäß kann unter Auswertung der Verknüpfung zwischen Drahtvorschub und Breite der Nahtoberseite der obere Grenzwert des Prozessparameters Drahtvorschub angehoben werden, so dass das Optimum im Bereich des Mittelwertes des zulässigen Drahtvorschubintervalls liegt und bei Abweichungen eine bessere Regelung möglich ist. Auf diese Weise können gespeicherte Soll-Prozessparameter selbsttätig an das jeweilige Prozessoptimum angepasst werden.
- Assume that the width of the flat seam surface of a fillet weld has a large value, which indicates a good connection and thus high seam strength. Assume that the wire feed is slightly below a preset upper limit of the wire feed process parameter. According to the invention, the upper limit value of the wire feed process parameter can be raised by evaluating the link between the wire feed and the width of the upper side of the seam, so that the optimum is in the range of the mean value of the permissible wire feed interval and better control is possible in the event of deviations. In this way, stored target process parameters can be automatically adapted to the respective optimum process.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung die Erfassung aller zur Beurteilung des Gesamtprozesses einer Bearbeitung notwendigen Größen und beispielsweise anhand eines Satzes von Verknüpfungsrelationen eine zielführende Regelung der Prozessparameter zum Erreichen eines optimalen Bearbeitungsergebnisses.Overall, the invention makes it possible to record all variables necessary for assessing the overall process of machining and, for example, using a set of linkages, to control the process parameters in a targeted manner in order to achieve an optimal machining result.
Ein Verfahren zum Überwachen der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl ist weiter durch folgende Aspekte gekennzeichnet:
- Gemäß einem ersten Aspekt enthält das Verfahren folgende Schritte
- - Aufnehmen eines elektronisch auswertbaren Bildes, das wenigstens die Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf das Werkstück enthält,
- - Erzeugen von Ist-Bilddaten,
- - Vergleichen der Ist-Bilddaten mit Soll-Bilddaten,
- - Erzeugen eines Bildfehlersignals bei einer Abweichung der Ist-Bilddaten von den Soll-Bilddaten und
- - Auslösen von Maßnahmen bei Vorhandensein eines Bildfehlersignals.
- According to a first aspect, the method includes the following steps
- - Recording an electronically analyzable image that contains at least the point of impact of the machining beam on the workpiece,
- - Generation of actual image data,
- - Comparing the actual image data with target image data,
- - Generating an image error signal in the event of a deviation of the actual image data from the target image data and
- - Triggering of actions in the presence of a frame error signal.
Der erste Aspekt ist auf ein Verfahren zum Überwachen der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl gerichtet, bei dem ein Bildfehlersignal bei einer Abweichung zwischen Ist-Bilddaten und Soll-Bilddaten erzeugt wird. Das Vorhandensein eines solchen Bildfehlersignals ist Voraussetzung dafür, dass weitere Maßnahmen für die Überwachung bzw. Steuerung oder Regelung der Bearbeitung ausgelöst werden. Erfindungsgemäß ist somit die Auswertung eines Bildes der Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf das Werkstück integrierter Bestandteil der Überwachung.The first aspect is aimed at a method for monitoring the processing of a workpiece with a high-energy processing beam, in which an image error signal is generated if there is a deviation between actual image data and target image data. The presence of such an image error signal is a prerequisite for triggering further measures for monitoring or controlling or regulating the processing. According to the invention, the evaluation of an image of the impact point of the machining beam on the workpiece is an integrated part of the monitoring.
Gemäß einem zweiten Aspekt enthält das Verfahren folgende Schritte:
- - Erfassen von die Bearbeitung steuernden Ist-Prozessparametern synchron mit der Erzeugung der Ist-Bilddaten,
- - Vergleichen von Ist-Prozessparametern mit Soll-Prozessparametern,
- - Erzeugen eines Prozessfehlersignals bei einer Abweichung zwischen IstProzessparametern und Soll-Prozessparametern, und
- - Erzeugen eines Fehlersignals bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Bildfehlersignals
- - Acquisition of the actual process parameters controlling the processing synchronously with the generation of the actual image data,
- - Comparison of actual process parameters with target process parameters,
- - generating a process error signal in the event of a deviation between actual process parameters and target process parameters, and
- - Generation of an error signal with the simultaneous presence of an image error signal
Gemäß dem zweiten Aspekt wird bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Bildfehlersignals und eines Prozessfehlersignals ein Fehlersignal erzeugt, das wiederum unterschiedliche weitere Maßnahmen auslösen kann. Beispielsweise kann ein Fehlersignal lediglich akustisch oder optisch angezeigt werden oder sein Auftreten kann zusammen mit Daten, die die Zeitfolge oder örtliche Folge der Bearbeitung des Werkstücks aufzeichnen, registriert werden, so dass die Bearbeitung dort, wo ein Fehlersignal auftritt, nachgearbeitet werden kann.According to the second aspect, if an image error signal and a process error signal are present at the same time, an error signal is generated, which in turn can trigger different further measures. For example, an error signal can only be indicated acoustically or visually, or its occurrence can be registered together with data recording the time sequence or spatial sequence of processing of the workpiece, so that the processing can be reworked where an error signal occurs.
Gemäß einem dritten Aspekt wird im Falle des zweiten Aspekts bei vorhandenem Fehlersignal wenigstens ein Prozessparameter derart verändert, dass die Abweichung des zugehörigen Ist-Prozessparameters vom Soll-Prozessparameter abnimmt.According to a third aspect, in the case of the second aspect, when an error signal is present, at least one process parameter is changed in such a way that the deviation of the associated actual process parameter from the setpoint process parameter decreases.
Gemäß dem dritten Aspekt kann bei vorhandenem Fehlersignal beispielsweise ein Prozessparameter derart verändert werden, dass die Abweichung des zugehörigen Ist-Prozessparameters von einem Soll-Prozessparameter abnimmt.According to the third aspect, when an error signal is present, for example, a process parameter can be changed in such a way that the deviation of the associated actual process parameter from a setpoint process parameter decreases.
Gemäß einem vierten Aspekt wird im Falle des zweiten oder dritten Aspekts aus Bilddaten wenigstens eine Rechengröße erzeugt, die über wenigstens eine Verknüpfungsrelation mit wenigstens einem Prozessparameter verknüpft ist, und wenigstens ein Sollprozessparameter aus einer aus Soll-Bilddaten erzeugten Soll-Rechengröße anhand einer Verknüpfungsrelation hergeleitet.According to a fourth aspect, in the case of the second or third aspect, at least one operand is generated from image data, which is linked to at least one process parameter via at least one linkage relation, and at least one target process parameter is derived from a target operand variable generated from target image data using a linkage relation.
Soll-Prozessparameter können als zulässige Wertebereiche gespeichert sein oder können gemäß dem vierten Aspekt aus Verknüpfungsrelationen hergeleitet sein, die beispielsweise eine aus Bilddaten erzeugte Rechengröße mit Prozessparametern verknüpfen.Desired process parameters can be stored as permissible value ranges or, according to the fourth aspect, can be derived from linkage relations which, for example, link an operand generated from image data to process parameters.
Gemäß einem fünften Aspekt werden im Falle des vierten Aspekts bei vorhandenem Fehlersignal die Ist-Prozessparameter in Richtung einer Verminderung der Abweichung zwischen Ist-Rechengröße und Soll-Rechengröße verändert.According to a fifth aspect, in the case of the fourth aspect, when an error signal is present, the actual process parameters are changed in the direction of reducing the deviation between the actual operand and the setpoint operand.
Die Verknüpfungsrelation kann gemäß dem fünften Aspekt durch Versuche ermittelt werden, bei denen der Zusammenhang zwischen einem oder mehreren Prozessparametern und Bilddaten bzw. aus den Bilddaten erzeugte Rechengrößen, wie Durchmesser, Farbe, Form, dreidimensionale Kontur des Bildes, usw. ermittelt werden.According to the fifth aspect, the linkage relationship can be determined by experiments in which the relationship between one or more process parameters and image data or operands generated from the image data, such as diameter, color, shape, three-dimensional contour of the image, etc. are determined.
Gemäß einem sechsten Aspekt wird im Falle des vierten oder fünften Aspekts die Verknüpfungsrelation durch Versuche ermittelt.According to a sixth aspect, in the case of the fourth or fifth aspect, the linkage relation is determined through experiments.
Gemäß dem sechsten Aspekt kann die Verknüpfungsrelation bzw. können die Verknüpfungsrelationen analytisch hergeleitet werden.According to the sixth aspect, the linkage relation or the linkage relations can be derived analytically.
Gemäß einem siebten Aspekt werden im Falle des vierten oder fünften Aspekts Ist-Prozessparameter während der Bearbeitung des Werkstücks verändert, wird die durch die Änderungen der Prozessparameter bedingten Änderungen der Rechengröße erfasst und wird die Verknüpfungsrelation im Sinn einer Verbesserung der Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Prozessparametern und Rechengröße optimiert.According to a seventh aspect, in the case of the fourth or fifth aspect, actual process parameters are changed during the machining of the workpiece, the changes in the operand caused by the changes in the process parameters are recorded and the linkage relation is used in the sense of improving the description of the relationship between process parameters and the operand optimized.
Gemäß dem siebten Aspekt ist es möglich, Ist-Prozessparameter während der Bearbeitung des Werkstücks in kleinen Schritten zu ändern und die Auswirkung der Änderungen auf Änderungen der Bilddaten bzw. wenigstens einer aus den Bilddaten erzeugten Rechengröße zu erfassen. Dabei wird vorteilhaft darauf geachtet, dass der Ist-Wert der Rechengröße, bedingt durch die Änderung des oder der Prozessparameter nicht mehr als zulässig oder nur für kurze Zeit von dem Sollwert der Rechengröße abweicht, damit eine einwandfreie Bearbeitung aufrechterhalten wird. Die Verknüpfungsrelation zwischen dem Prozessparametern und der Rechengröße kann auf diese Weise während der Bearbeitung optimiert bzw. präzisiert werden, indem beispielsweise in einer Formel, die den Zusammenhang zwischen Rechengröße und Prozessparametern beschreibt, Koeffizienten mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate angepasst werden. Das beschriebene Verfahren kann zum Einlernen einer Verknüpfungsrelation verwendet werden, wenn bei Bearbeitungsbeginn von empirisch oder sonstwie ermittelten Startwerten der Prozessparameter ausgegangen wird. Weiter können diejenigen Prozessparameter bestimmt werden, deren Änderung besonders wirksam für eine Änderung der Rechengröße hat, so dass für eine Regelung der Bearbeitung diese Prozessgrößen verändert werden. Zusätzlich können Sollwerte oder zulässige Sollwertbereiche verändert werden, wenn sich beispielsweise herausstellt, dass für die Einhaltung einer Soll-Rechengröße ein Prozessparameter am Rand seines zulässigen Sollwertbereiches liegt. Durch diese Anpassung wird eine hohe Regelungsgüte aufrechterhalten, da der Prozessparameter, dessen Sollwertbereich angepasst wurde, nach der Anpassung im Bedarfsfall nach oben und unten nachgeregelt werden kann. Die vorgenannten Aspekte werden auch unabhängig von deren Integration in ein System zu Überwachung einer Bearbeitung als schutzwürdig angesehen. Ein Beispiel für die vorgenannten Aspekte ist Folgendes: Sei angenommen, zwischen den Prozessparametern Leistung L des Bearbeitungsstrahls, Relativgeschwindigkeit v zwischen der Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls und dem Werkstück, Vorschubgeschwindigkeit vg eines Schweißdrahtes und Schutzgaszufuhr sg und dem Durchmesser D des Schmelzbereiches der Auftreffstelle als Rechengröße bestehe ein funktionaler Zusammenhang D = f(L,v,vg,sg). Diese Funktion kann, ausgehend von einer angenommenen Funktion zu Beginn der Bearbeitung, durch Änderungen der Prozessparameter währen der Bearbeitung laufend überprüft und optimiert werden.According to the seventh aspect, it is possible to change actual process parameters in small steps during the machining of the workpiece and to record the effect of the changes on changes in the image data or at least one operand generated from the image data. It is advantageously ensured that the actual value of the operand, due to the change in the process parameter or parameters, does not deviate more than permissible or only for a short time from the target value of the operand, so that problem-free processing is maintained. In this way, the linkage relationship between the process parameter and the operand can be optimized or made more precise during processing, for example by adapting coefficients in a formula that describes the relationship between the operand and process parameters using the least squares method. The method described can be used to teach in a linkage relation if starting values of the process parameters determined empirically or otherwise are assumed at the start of processing. In addition, those process parameters can be determined whose change is particularly effective for changing the operand, so that these process parameters are changed to regulate the processing. In addition, target values or permissible target value ranges can be changed if, for example, it turns out that a process parameter is at the edge of its permissible target value range for compliance with a target operand. This adjustment maintains a high level of control quality, since the process parameter whose setpoint range has been adjusted can be adjusted up and down if necessary after the adjustment. The aforementioned aspects are also considered to be worthy of protection regardless of their integration into a system for monitoring processing. An example of the aspects mentioned above is the following: Assume that there is an operand between the process parameters power L of the processing beam, relative speed v between the point of impact of the processing beam and the workpiece, feed rate vg of a welding wire and supply of protective gas sg and the diameter D of the melting area of the point of impact functional relationship D = f(L,v,vg,sg). Based on an assumed function at the start of processing, this function can be continuously checked and optimized during processing by changing the process parameters.
Gemäß einem achten Aspekt werden im Falle eines der vorhergehenden Aspekte die Bilddaten wenigstens eine folgender Informationen enthalten: Fläche der geschmolzenen Bereiche; Form der geschmolzenen Bereiche; Lage der geschmolzenen Bereiche relativ zu einem vorbestimmten Pfad auf dem Werkstück, Frequenz der von den geschmolzenen Bereichen abgestrahlten Strahlung; Frequenzverteilung der von den geschmolzenen Bereichen abgestrahlten Strahlung.According to an eighth aspect, in the case of any of the preceding aspects, the image data will contain at least one of the following information: area of the melted portions; Shape of the melted areas; location of the melted areas relative to a predetermined path on the workpiece, frequency of radiation emitted from the melted areas; Frequency distribution of the radiation emitted by the melted areas.
Der achte Aspekt ist auf Beispiele von Bilddaten, sowie aus den Bilddaten erzeugbaren Rechengrößen gerichtet.The eighth aspect is aimed at examples of image data and operands that can be generated from the image data.
Gemäß einem neunten Aspekt werden im Falle eines der vorhergehenden Aspekte die Prozessparameter wenigstens eine folgender Informationen enthalten: Geschwindigkeit und Richtung der Relativbewegung zwischen der Auftreffstelle des hochenergetischen Bearbeitungsstrahls auf das Werkstück, Abstand zwischen einer Fokuslinse des Bearbeitungsstrahls und der Werkstückoberfläche; Richtung, in der der Bearbeitungsstrahl auf die Werkstückoberfläche trifft; Leistung des Bearbeitungsstrahls; Menge von der Auftreffstelle zugeführtem Schutzgas; Menge von der Auftreffstelle zugeführter Druckluft; Menge von an die Auftreffstelle herangeführtem Hilfsmaterial.According to a ninth aspect, in the case of any of the preceding aspects, the Pro process parameters contain at least one of the following items of information: speed and direction of the relative movement between the point of impact of the high-energy machining beam on the workpiece, distance between a focus lens of the machining beam and the workpiece surface; Direction in which the processing beam hits the workpiece surface; processing beam power; Amount of shielding gas delivered to the point of impact; amount of compressed air supplied from the point of impact; Amount of auxiliary material brought to the point of impact.
Der neunte Aspekt ist auf Beispiele von Prozessparametern gerichtet.The ninth aspect is directed to examples of process parameters.
Gemäß einem zehnten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks (12) mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls (18) vorgesehen, die aufweist:
- eine Basis (10) zum Halten des Werkstücks (12),
- einen Bearbeitungskopf (14) mit einer Strahlquelle (16) zum Erzeugen des hochenergetischen
- Bearbeitungsstrahls, einer Optik (22) zum Fokussieren des Bearbeitungsstrahls auf die Werkstückoberfläche
- und einer elektronischen Kamera (28) zum Aufnehmen eines Bildes, das wenigstens die Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf die Werkstückoberfläche enthält,
- einer Einrichtung (16r, 30r, 38r, 50r, 52r, 54r) zum Einstellen von die Bearbeitung des Werkstücks beeinflussenden Prozessparametern,
- eine Datenverarbeitungseinrichtung (58) zum Speichern von Soll-Daten sowie Auswerten von Ist-Daten und deren Vergleichen mit den Soll-Daten, und eine elektronischen Steuereinrichtung (60), die die Datenverarbeitungseinrichtung (58) und die Einrichtung zum Einstellen der Prozessparameter nach einem der Aspekte 1 bis 9 steuert. Der zehnte Aspekt ist auf den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls gerichtet, in der wenigstens eines der erfindungsgemäßen Verfahren ablaufen kann.
Aspekte 1 bis 9 steuert. - Der zehnte Aspekt ist auf den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls gerichtet, in der wenigstens eines der erfindungsgemäßen Verfahren ablaufen kann.
- a base (10) for holding the workpiece (12),
- a processing head (14) with a beam source (16) for generating the high-energy
- Machining beam, an optical system (22) for focusing the machining beam on the workpiece surface
- and an electronic camera (28) for recording an image that contains at least the point of impact of the machining beam on the workpiece surface,
- a device (16r, 30r, 38r, 50r, 52r, 54r) for setting process parameters influencing the machining of the workpiece,
- a data processing device (58) for storing target data and evaluating actual data and comparing it with the target data, and an electronic control device (60) which controls the data processing device (58) and the device for setting the process parameters according to one of
Aspects 1 to 9 controls. The tenth aspect is aimed at the basic structure of a device for processing a workpiece using a high-energy processing beam, in which at least one of the methods according to the invention can take place.Aspects 1 to 9 controls. - The tenth aspect is aimed at the basic structure of a device for processing a workpiece using a high-energy processing beam, in which at least one of the methods according to the invention can take place.
Gemäß einem elften Aspekt ist die Vorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (14) eine Beleuchtungsquelle (32) zum Beleuchten wenigstens des von dem Bearbeitungsstrahl getroffenen Oberflächenbereiches des Werkstücks (12) enthält und Ist-Bilddaten erzeugt werden, die den von der Beleuchtungsquelle beleuchteten Oberflächenbereich enthalten.According to an eleventh aspect, the device according to the tenth aspect is characterized in that the processing head (14) contains an illumination source (32) for illuminating at least the surface area of the workpiece (12) struck by the processing beam and actual image data are generated which surface area illuminated by the illumination source.
Gemäß einem zwölften Aspekt ist die Vorrichtung gemäß dem zehnten oder elften Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einstellen von Prozessparametern Aktoren (38) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Basis (10) und dem Bearbeitungskopf (14) enthält.According to a twelfth aspect, the device according to the tenth or eleventh aspect is characterized in that the device for setting process parameters contains actuators (38) for generating a relative movement between the base (10) and the processing head (14).
Gemäß einem dreizehnten Aspekt ist die Vorrichtung gemäß dem zehnten bis zwölften Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf wenigstens eine der folgenden steuerbaren Einrichtungen enthält:
- eine Einrichtung (30r) zum Zuführen von Hilfsmaterial zu der Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf die Werkstückoberfläche,
- eine Einrichtung (54r) zum Beaufschlagen der Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf die Werkstückoberfläche mit Schutzgas,
- eine Einrichtung (50r) zum Beaufschlagen der Auftreffstelle des Bearbeitungsstrahls auf die Werkstückoberfläche mit Druckluft,
- eine Einrichtung (16r) zum Einstellen der Leistung des Bearbeitungsstrahls,
- eine Einrichtung (38r) zum Steuern einer Relativbewegung zwischen der Basis (10) und dem Bearbeitungskopf (14).
- a device (30r) for feeding auxiliary material to the impact point of the machining beam on the workpiece surface,
- a device (54r) for applying protective gas to the impact point of the machining beam on the workpiece surface,
- a device (50r) for applying compressed air to the impact point of the machining jet on the workpiece surface,
- a device (16r) for adjusting the power of the machining beam,
- means (38r) for controlling relative movement between the base (10) and the processing head (14).
Gemäß einem vierzehnten Aspekt ist die Vorrichtung gemäß dem zehnten bis dreizehnten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlquelle eine Laserstrahlquelle (16) ist.According to a fourteenth aspect, the device according to the tenth to thirteenth aspects is characterized in that the beam source is a laser beam source (16).
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt ist die Vorrichtung gemäß dem zehnten bis vierzehnten Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Werkstücks eine folgender Bearbeitungen ist: Löten, Schweißen, Härten, Schneiden.According to a fifteenth aspect, the device according to the tenth to fourteenth aspects is characterized in that the processing of the workpiece is one of the following processing: brazing, welding, hardening, cutting.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- BasisBase
- 1212
- Werkstückworkpiece
- 1414
- Bearbeitungskopfprocessing head
- 1616
- Laserstrahlquellelaser beam source
- 1818
- Laserstrahllaser beam
- 2020
- SpiegelMirror
- 2222
- Fokussierlinsefocusing lens
- 2424
- Fokussierlinsefocusing lens
- 2626
- Bildwandlerfeldimager panel
- 2828
- elektronische Kameraelectronic camera
- 3030
- HilfsmaterialeinrichtungAuxiliary Material Facility
- 3232
- Beleuchtungsquellelighting source
- 3434
- Konsoleconsole
- 3636
- Roboterrobot
- 3838
- Aktorenactuators
- 4040
- Gestellframe
- 4242
- Elektronische Einrichtungelectronic device
- 5050
- Druckluftreglercompressed air regulator
- 5252
- Bearbeitungsoptikreglerprocessing optics controller
- 5454
- Schutzgasreglerinert gas regulator
- 5656
- Feldbusverteilerfieldbus distributor
- 5858
- Datenverarbeitungdata processing
- 6060
- Anlagesteuerungplant control
- 6262
- BildschirmScreen
- 6464
- ProzessparameterauswahlfeldProcess parameter selection field
- 6666
- Prozessparameterfeldprocess parameter field
- 6868
- Bildfeldimage field
- 7070
- Auftreffstellepoint of impact
- 7272
- geschmolzener Bereichmelted area
- 7474
- erkalteter Bereichcold area
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011122991.8A DE102011122991B3 (en) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011122991.8A DE102011122991B3 (en) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011122991B3 true DE102011122991B3 (en) | 2023-06-22 |
Family
ID=86606111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011122991.8A Active DE102011122991B3 (en) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011122991B3 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69101789T2 (en) | 1990-01-08 | 1994-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Monitoring method and system for laser beam welding. |
DE102005024085A1 (en) | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Precitec Kg | Laser processing step e.g. laser welding/cutting process, monitoring device for workpiece, has radiation-sensitive receiver e.g. photodiode, and camera e.g. CCD image sensor, that simultaneously supply output signals to evaluation circuit |
DE202007018689U1 (en) | 2006-08-18 | 2009-03-05 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Device for stabilizing the focus position in optics for high-power laser radiation for laser material processing |
WO2010057661A1 (en) | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Precitec Kg | Method and device for monitoring a laser machining operation to be performed on a workpiece and laser machining head having such a device |
WO2011009594A1 (en) | 2009-07-20 | 2011-01-27 | Precitec Kg | Laser machining head and method of compensating for the change in focal position of a laser machining head |
-
2011
- 2011-06-03 DE DE102011122991.8A patent/DE102011122991B3/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69101789T2 (en) | 1990-01-08 | 1994-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Monitoring method and system for laser beam welding. |
DE102005024085A1 (en) | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Precitec Kg | Laser processing step e.g. laser welding/cutting process, monitoring device for workpiece, has radiation-sensitive receiver e.g. photodiode, and camera e.g. CCD image sensor, that simultaneously supply output signals to evaluation circuit |
DE202007018689U1 (en) | 2006-08-18 | 2009-03-05 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Device for stabilizing the focus position in optics for high-power laser radiation for laser material processing |
WO2010057661A1 (en) | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Precitec Kg | Method and device for monitoring a laser machining operation to be performed on a workpiece and laser machining head having such a device |
WO2011009594A1 (en) | 2009-07-20 | 2011-01-27 | Precitec Kg | Laser machining head and method of compensating for the change in focal position of a laser machining head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011103282B4 (en) | Method for monitoring the machining and device for machining a workpiece with a high-energy machining beam | |
EP2544849B1 (en) | Laser machning head und method of machining a workpiece using a laser beam | |
EP1640101B1 (en) | Method for controlling an automated machining process | |
DE102009042986B3 (en) | Welding head and method for joining a workpiece | |
DE102013209526B4 (en) | Method, computer program product and device for detecting a cut-off | |
DE102016118189A1 (en) | Method and laser processing machine for laser welding a first and a second workpiece section | |
DE102014000330B3 (en) | Method for monitoring and controlling the focus position of a laser beam during laser cutting | |
EP3525975A1 (en) | Method and device for determining and regulating a focal position of a machining beam | |
DE102020000630B4 (en) | Method and device for performing and monitoring a machining process for a workpiece | |
DE102009017900B4 (en) | Laser processing head for brazing or welding with a wire feeder with integrated light-section module | |
DE102018217940A1 (en) | Method and processing machine for processing a workpiece | |
WO2022171621A1 (en) | Method for optimising a machining time of a laser machining process, method for carrying out a laser machining process on a workpiece, and laser machining system designed for carrying out this process | |
WO2018073244A1 (en) | Image-based selection of technology for laser welding | |
WO2019096595A1 (en) | Device and method for determining a position and/or orientation of a workpiece | |
DE102011122991B3 (en) | Process for monitoring the processing and device for processing a workpiece with a high-energy processing beam | |
DE102013214957A1 (en) | Joining device for a cohesive joining by means of a filler material | |
EP1625911A1 (en) | Wire bonder with a camera, a device for image treatment, memoires et comparing means and process using this wire bonder | |
EP4153376B1 (en) | Method of and device for monitoring a non-melting welding electrode of an automated arc welding device | |
DE102019103211A1 (en) | Method and system for machining a workpiece with a machining steel as well as a device for determining the position of a workpiece to be machined relative to a machining steel and using such a tool | |
DE102019101222A1 (en) | Procedure for selecting camera image sections | |
DE102020110087A1 (en) | PROCESS FOR PROCESS CONTROL IN LASER MATERIAL PROCESSING | |
EP3424636B1 (en) | Laser welding system, comprising a propulsion device, a processing lens and at least one tactile guiding device | |
DE102020205641A1 (en) | Monitoring device for a joining device, joining device and method | |
DE10332320A1 (en) | Laser weld checking device comprises a plasma interruption plate that is used in synchronized operation with the trigger speed of the weld head to allow real-time weld inspection | |
DE102017201730B4 (en) | Welding method and welding apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R129 | Divisional application from |
Ref document number: 102011103282 Country of ref document: DE Effective date: 20150414 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: THUM, MOETSCH, WEICKERT PATENTANWAELTE PARTG M, DE Representative=s name: THUM & PARTNER THUM MOETSCH WEICKERT PATENTANW, DE Representative=s name: WEICKERT, JONAS, DR. RER. NAT., DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: THUM, MOETSCH, WEICKERT PATENTANWAELTE PARTG M, DE Representative=s name: THUM & PARTNER THUM MOETSCH WEICKERT PATENTANW, DE |