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Technisches Anwendungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden eines Werkstücks, insbesondere beim Schmelzschneiden, bei dem der Bearbeitungslaserstrahl zum Laserschneiden auf eine Oberfläche des Werkstücks fokussiert und durch Bewegung des Werkstücks und/oder des Bearbeitungslaserstrahls über die Oberfläche geführt wird. Das Verfahren lässt sich auch zur Regelung der Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls während des Bearbeitungsprozesses einsetzen.
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Bei vielen Laserbearbeitungsprozessen stellt die Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls relativ zur Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks eine sensitive Prozessgröße für ein hochwertiges Bearbeitungsresultat dar. Unter der Fokuslage (zF) wird hierbei der Abstand des Fokus zur Oberfläche des Werkstücks verstanden. Ein qualitativ hochwertiger Laserschnitt zeichnet sich insbesondere durch niedrige Rauheit und einen möglichst bartfreien Schmelzaustrieb aus. Durch eine schlecht justierte oder auch während des Bearbeitungsprozesses variierende Fokuslage kann neben der Verschlechterung der Rauheit oder einsetzende Bartbildung auch bspw. eine Verrundung der Schnittkante eintreten. Bei einer zu starken Abweichung der Fokuslage von der Soll-Fokuslage tritt schließlich der Abbruch des Prozesses ein.
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Eine statische Fokuslage während des Bearbeitungsprozesses ist häufig nicht garantiert. Das optische System besitzt aufgrund der teilweisen Absorption der Bearbeitungslaserstrahlung eine leistungsabhängige Brennweite. Neben dieser können u. a. Rauch, Spritzer oder eine defekte Beschichtung die Absorption eines im Strahlengang befindlichen optischen Elementes erhöhen und damit ebenfalls die effektive Brennweite im Prozess beeinflussen. Für ein prozesssicheres Verfahren können die Bearbeitungsparameter so gewählt werden, dass eine ausreichend große Varianz akzeptiert wird. In der Regel wird dabei jedoch die Effizienz des Prozesses deutlich reduziert. Bspw. muss hierzu die Schneidgeschwindigkeit verringert werden, was zu Lasten der Produktivität der Bearbeitungsanlage und unter Umständen auch zu Lasten der Qualität geht.
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Stand der Technik
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Auf dem Markt sind Diagnosesysteme verfügbar, die die Qualität eines Laserstrahls vermessen und die Lage des Fokus relativ zur Fokussierlinse bestimmen können. Derartige Systeme ermöglichen jedoch nur eine Diagnose des Laserstrahls ohne Bearbeitungsprozess. Die oben geschilderten Probleme während der Bearbeitung werden dadurch nicht vermieden.
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So ist bspw. aus der
DE 103 29 744 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Fokuslage eines Laserstrahls bekannt, bei dem die mit dem Laserstrahl auf einer Festkörperoberfläche erzeugte Leuchtscheibe mit einer Kamera aufgenommen und ausgewertet wird. Zur Bestimmung der Fokuslage wird dann diese gemessene Leuchtscheibe mit einem Referenzwert verglichen. Das beschriebene Verfahren lässt sich jedoch nicht während des Bearbeitungsprozesses einsetzen und erfordert somit eine wiederholte Unterbrechung des Prozesses, um die Fokuslage zu überwachen.
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Die
DE 10 2008 058 422 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines an einem Werkstück durchzuführenden Laserbearbeitungsvorgangs. Hierbei wird ein kognitives Lasermaterialbearbeitungssystem vorgeschlagen, das durch den Einsatz von Maschinenlernen und selbstlernender Algorithmen kognitive Fähigkeiten besitzt. Bei dem Verfahren werden mindestens zwei aktuelle Messwerte während des Laserbearbeitungsvorgangs mit einem Sensor erfasst. Aus den Messwerten werden mindestens zwei aktuelle Kennwerte ermittelt, die einen aktuellen Fingerabdruck in einem Kennwertraum darstellen. Durch Bereitstellen einer vorbestimmten Punktmenge in dem Kennwertraum und Klassifizieren des Laserbearbeitungsvorgangs durch Erfassen der Lage des aktuellen Fingerabdrucks relativ zur vorbestimmten Punktmenge im Kennwertraum kann der momentane Zustand bestimmt werden. Mit dem Verfahren und der Vorrichtung soll auch die Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls relativ zur Werkstückoberfläche ermittelt werden können. Die Druckschrift lässt jedoch offen, welche Kennwerte überhaupt ermittelt und für die Überwachung welcher Prozessgrößen genutzt werden. Somit bietet diese Druckschrift dem Fachmann keinerlei Hilfe für die Überwachung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden.
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Aus
JP S62 183 990 A ist ein Verfahren zur Überwachung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden eines Werkstücks bekannt, bei dem mittels einer Kamera eine Spaltbreite eines Schnittspaltes erfasst und diese mit einem Referenzwert verglichen wird.
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In
DE 10 2012 001 609 B3 ist ein Verfahren zur Überwachung der Fokuslage eines Bearbeitungsstrahls beim Laserschneiden eines Werkstücks offenbart, bei dem ein Maß für die Änderung der Fokuslage anhand eines Verstellweges einer Abbildungsoptik, der zum Scharfstellen eines Kamerabildes erforderlich ist, ermittelt wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung sowie ggf. Regelung oder Einstellung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden anzugeben, die insbesondere die Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Laserschnitts ermöglichen.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 8 gelöst. In den Patentansprüchen 5, 6 und 7 sind Verwendungen des Verfahrens angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.
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Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Überwachung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden eines Werkstücks wird der Bearbeitungslaserstrahl zum Laserschneiden in bekannter Weise auf eine Oberfläche des Werkstücks fokussiert und durch Bewegung des Werkstücks und/oder des Bearbeitungslaserstrahls über die Oberfläche entlang der gewünschten Schnittlinie bewegt. Während dieser Laserbearbeitung werden mit mindestens einer bildgebenden Kamera eine durch das Laserschneiden hervorgerufene optische Prozessemission sowie eine im Werkstück voranschreitende Schneidfront in einem oder mehreren Bildern ortsaufgelöst erfasst. Die momentane Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls relativ zur Oberfläche wird dann jeweils aus einer momentanen Ausdehnung der Prozessemission und einem momentanen Abstand eines Ortes maximaler Prozessemission zum obersten Schneidfrontscheitelpunkt ermittelt.
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Unter dem obersten Schneidfrontscheitelpunkt ist hierbei der in Bewegungsrichtung vorderste Punkt der Schneidfront auf der Werkstückoberfläche zu verstehen, der auch den größten Abstand zum Ort der maximalen Prozessemission aufweist. Der Ort der maximalen Prozessemission ist der Ort in dem mit der Kamera aufgezeichneten Bild, der innerhalb der erzeugten Schnittfuge die maximale Intensität im Bild aufweist. Bei einem größeren Bereich der Prozessemission mit maximaler Intensität wird unter dem Ort der maximalen Prozessemission das Zentrum dieses Bereiches maximaler Prozessemission verstanden. Die Bestimmung des obersten Schneidfrontscheitelpunktes sowie der maximalen Prozessemission kann durch ein geeignetes Bildverarbeitungsprogramm erfolgen, das bspw. auf Basis von Mustererkennung arbeitet oder den obersten Schneidfrontscheitelpunkt über entsprechende Intensitätsgradienten im Bild detektiert und den Ort maximaler Prozessemission auf Basis der hohen Intensitätswerte erkennt. Derartige Bildverarbeitungsprogramme sind dem Fachmann bekannt. Unter der optischen Prozessemission wird beim vorgeschlagenen Verfahren die durch die Bearbeitung des Werkstücks vom Bearbeitungsort und der unmittelbaren Umgebung des Bearbeitungsortes emittierte Strahlung verstanden, die sich vom UV- über den sichtbaren bis in den infraroten Wellenlängenbereich erstrecken kann. Mit der Kamera wird dabei in der Regel nur ein Teilbereich des emittierten Wellenlängenbereiches der Prozessemission erfasst. Die rückreflektierte oder rückgestreute Bearbeitungslaserstrahlung gehört nicht zur Prozessemission und wird über geeignete Filter vor der Kamera ausgefiltert, damit sie die Prozessemission nicht überstrahlen kann. Beispielhafte Filter sind Kantenfilter oder Bandpassfilter, die vor der Kamera eingesetzt werden.
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Bei dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wurde erkannt, dass über die momentane Ausdehnung der Prozessemission und den Abstand des Ortes maximaler Prozessemission zum obersten Schneidfrontscheitelpunkt auf die momentane Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls relativ zur Werkstückoberfläche geschlossen werden kann. Es kann damit bestimmt werden, ob eine negative Fokuslage, eine positive Fokuslage oder die Fokuslage Null vorliegt. Bei negativer Fokuslage befindet sich der Fokus in Strahlausbreitungsrichtung hinter bzw. unterhalb der Werkstückoberfläche, bei positiver Fokuslage vor bzw. oberhalb der Werkstückoberfläche und bei Fokuslage Null genau an der Werkstückoberfläche. Der Prozess wird dabei vorzugsweise koaxial oder nahezu koaxial zum Bearbeitungslaserstrahl erfasst.
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Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ermöglichen damit in einfacher Weise die Erfassung bzw. Überwachung der Fokuslage während des Laserschneidprozesses. Der Schneidprozess muss hierzu nicht unterbrochen werden. Auch der rechnerische und zeitliche Aufwand für die Bestimmung der Fokuslage ist durch einfache Vergleiche der entsprechend bestimmten Größen mit vorgegebenen Grenzwerten gering. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen dabei auch die Regelung der Fokuslage auf Basis der jeweils momentan ermittelten Fokuslage über einen entsprechenden Regelkreis. Hierzu wird die ermittelte momentane Fokuslage mit einem Sollwert verglichen und die Fokussierung automatisiert so angepasst, dass der Unterschied zwischen momentaner Fokuslage und Soll-Fokuslage minimiert wird. Die Fokussierung kann dabei in einfacher Art bspw. über eine Verschiebung der Fokussierlinse mit einem geeigneten Aktor angepasst werden. Für die Anpassung der Fokussierung stehen auch noch andere Möglichkeiten zur Verfügung, bspw. durch Nutzung adaptiver Spiegel.
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Die momentane Ausdehnung der Prozessemission wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung vorzugsweise durch Bestimmung der Fläche dieser Prozessemission oder durch Bestimmung des Umfangs dieser Prozessemission in dem oder den Bildern ermittelt. Prinzipiell könnte die Bestimmung der Ausdehnung auch nur auf Basis der Breite der Prozessemission erfolgen. Für die Bestimmung der Ausdehnung der Prozessemission wird bspw. ein zusammenhängender Bereich um den Ort der maximalen Prozessemission im Bild bestimmt, in dem die Bildhelligkeit bzw. Intensität größer oder gleich der Hälfte (oder auch einem anderen vorgebbaren Bruchteil) der maximalen Intensität der Prozessemission im Bild entspricht. Dieser Bereich wird dann entsprechend vermessen.
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Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Fokuslage derart, dass die beiden Messwerte, d. h. die Ausdehnung F der Prozessemission und der Abstand r des Ortes maximaler Prozessemission zum obersten Schneidfrontscheitelpunkt, mit einer Referenzkurve abgeglichen werden, wie sie bspw. in 4 dargestellt ist. Hiermit lässt sich aus den beiden Messwerten direkt die aktuelle Fokuslage ablesen.
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Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen auch die Bestimmung einer Fokusverschiebung während des Schneidprozesses. Hierzu werden lediglich die jeweils ermittelten momentanen Fokuslagen in zeitlicher Abfolge aufgezeichnet und ausgewertet. Eine hieraus bestimmte Fokusverschiebung kann dann mit einem Referenzwert verglichen werden, um eine Verschmutzung und/oder thermische Degradation von optischen Elementen zu bestimmen, die zur Fokussierung des Bearbeitungslaserstrahls eingesetzt werden. Eine Überschreitung eines derartigen Referenzwertes deutet dann auf eine Verschlechterung der optischen Komponenten hin. Prinzipiell kann hierzu auch nur eine einzelne Messung für die Bestimmung der Fokuslage durchgeführt und mit einem Referenzwert verglichen werden.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung zum Laserschneiden eines Werkstücks mit einem Bearbeitungslaserstrahl weist entsprechend eine Laserstrahlquelle zur Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls, ein Strahlführungssystem, mit dem der Bearbeitungslaserstrahl über eine Bearbeitungsebene bzw. das Werkstück geführt werden kann, eine Fokussiereinheit zur Fokussierung des Bearbeitungslaserstrahls in die Bearbeitungsebene sowie eine Steuereinrichtung auf, mit der zumindest das Strahlführungssystem für die Führung des Bearbeitungslaserstrahls über die Bearbeitungsebene gesteuert werden kann. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine bildgebende Kamera, mit der eine durch die Laserbearbeitung hervorgerufene optische Prozessemission sowie eine im Werkstück voranschreitende Schneidfront ortsaufgelöst in einem oder mehreren Bildern erfassbar sind, sowie eine Auswerteeinrichtung, die die momentane Fokuslage des Bearbeitungslaserstrahls relativ zur Bearbeitungsebene bzw. Werkstückoberfläche jeweils aus der momentanen Ausdehnung der Prozessemission und dem momentanen Abstand eines Ortes maximaler Prozessemission zum obersten Schneidfrontscheitelpunkt in dem einen oder den mehreren Bildern ermittelt. Die bildgebende Kamera ist dabei vorzugsweise so angeordnet, dass sie die Prozessemission koaxial oder nahezu koaxial zum Bearbeitungslaserstrahl erfasst. Weiterhin umfasst die Vorrichtung auch vorzugsweise eine Verstelleinheit für eine Veränderung der Fokuslage der Fokussiereinheit und eine Steuer-/Regelungseinheit, die die Fokuslage auf Basis der jeweils ermittelten momentanen Fokuslage durch Ansteuerung der Verstelleinheit für die Fokussiereinheit auf einen Sollwert regelt. Die Steuer-/Regelungseinheit muss dabei selbstverständlich sowohl mit der Auswerteeinrichtung als auch mit der Verstelleinheit für die Fokussiereinheit verbunden sein.
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Das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung lassen sich für das Laserschneiden von Werkstücken, insbesondere von Blechen, einsetzen. Besonders geeignet sind das Verfahren und die Vorrichtung für das sog. Schmelzschneiden, insbesondere von metallischen Materialien.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine stark schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zum Laserschneiden gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematisierte Darstellung zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Fokuslagen beim Laserschneiden;
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3 eine schematische Darstellung der mit der Kamera beim vorgeschlagenen Verfahren erfassbaren relativen Lagen und Größen von Schneidfront und Prozessemission; und
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4: einen schematischen Graphen zum Verlauf des Flächenparameters F zur Entfernung r der dominanten Prozessemission zum oberen Schneidfrontscheitelpunkt und die hierzu gehörigen absoluten Fokuslagen zF.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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1 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Vorrichtung zum Laserschneiden gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Figur zeigt ein Metallblech 1 mit einer Oberfläche 2, das mit einem Laserstrahl 8 der Vorrichtung entlang einer in diesem Beispiel senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden Schnittfuge geschnitten werden soll. Die Vorrichtung weist eine Laserstrahlquelle 3 auf, deren Laserstrahl 8 über eine Kollimations- bzw. Fokussieroptik, hier bestehend aus den beiden Linsensystemen 4, 5 in das Metallblech 1 fokussiert wird. Der Fokus 9 ist in der 1 angedeutet. Das zweite Linsensystem 5 der Fokussieroptik ist hierbei über eine nicht dargestellte Verstelleinheit in Pfeilrichtung verschiebbar, um die Fokuslage relativ zur Oberfläche 2 des Metallblechs 1 einstellen zu können. Der Laserstrahl 8 wird in diesem Beispiel über einen Strahlteiler 6 auf die Bearbeitungsachse umgelenkt. Gleichzeitig wird der Bearbeitungsbereich auf der Oberfläche 2 mit einer Kamera 7 erfasst. Die Kamera 7, bspw. eine CCD- oder CMOS-Kamera, ist in diesem Beispiel im sichtbaren Spektralbereich empfindlich. Als Laserstrahlquelle 3 kann bspw. ein im infraroten Spektralbereich emittierender Laser eingesetzt werden. Vor der Kamera 7 ist hierzu ein in der Figur nicht dargestellter Filter angeordnet, der entweder den gesamten infraroten Spektralbereich blockiert oder als Bandpassfilter ausgebildet ist und mindestens den Bereich der Laserwellenlänge ausfiltert.
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Die Kamera 7 ist mit einer Auswerteeinrichtung 15 verbunden, die die Ermittlung der momentanen Fokuslage während des Bearbeitungsprozesses gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren übernimmt. Die Auswerteeinrichtung 15 ist wiederum mit einer Steuer-/Regelungseinrichtung 16 verbunden, die auf Basis der von der Auswerteeinrichtung 15 ermittelten momentanen Fokuslage die Verstelleinrichtung der Fokuslage so ansteuert, dass ein Unterschied zwischen momentaner Fokuslage und einer vorgegebenen Soll-Fokuslage minimiert ist.
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Selbstverständlich kann eine derartige Vorrichtung auch anders als in der 1 aufgebaut sein, solange damit ein Laserschneidprozess ermöglicht und die Erfassung und Auswertung der Prozessemission und Schneidfront während des Schneidprozesses gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren ermöglicht wird. Insbesondere kann auch eine andere Strahlführung des Laserstrahls und der vom Bearbeitungsbereich emittierten Prozessstrahlung zur Kamera gewählt werden. Auch weitere Komponenten können an einer derartigen Vorrichtung angeordnet sein, bspw. weitere Sensoren oder auch eine oder mehrere Düsen, bspw. für die Zuführung eines Schneidgases zum Austreiben der Schmelze aus der Schneidfuge.
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2 stellt die unterschiedlichen Fokuslagen schematisiert dar, die beim Laserschneiden eines Werkstücks 1 auftreten können. Die Schnittrichtung bzw. der Verlauf der Schnittfuge 10 erstreckt sich dabei ebenso wie in 1 senkrecht zur Darstellungsebene. In der Teilabbildung a) ist ein Beispiel für eine negative Fokuslage dargestellt, bei der der Fokus 9 unterhalb der Oberfläche 2 des Werkstücks 1 liegt. Dies führt zu einer größeren Ausdehnung des Laserstrahls 8 an der Oberfläche 2 des Werkstücks 1 und damit insgesamt zu einer Verbreiterung der Schnittfuge 10 gegenüber der Nulllage des Fokus. Diese Nulllage des Fokus ist in der Teilabbildung b) dargestellt, bei der der Fokus 9 genau an der Oberfläche 2 des Werkstücks 1 liegt. Bei positiver Fokuslage, wie sie in Teilabbildung c) zu erkennen ist, liegt der Fokus 9 in Strahlausbreitungsrichtung vor bzw. oberhalb des Werkstücks 1. Auch hier bildet sich eine breitere Schnittfuge 10 aus als bei Fokuslage Null.
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Beim vorgeschlagenen Verfahren wird nun ausgenutzt, dass sich die Prozessemission und die Lage dieser Prozessemission zum obersten Schneidfrontscheitelpunkt bei positiver Fokuslage, negativer Fokuslage und Nulllage des Fokus unterscheiden. Bei negativer Fokuslage stellt sich aufgrund der höchsten Intensität der Bearbeitungslaserstrahlung unterhalb der Oberfläche 2 des Werkstücks 1, d. h. der Blechoberkante, und einem damit verbundenen größeren Strahldurchmesser an der Oberfläche 2 die dominante Prozessemission 12 in Bearbeitungsrichtung hinter oder überlappend mit der Schneidfront 13 ein, wie dies in Teilabbildung a) der 3 schematisch in Draufsicht auf den Bearbeitungsbereich bzw. die Oberfläche 2 des Werkstücks 1 angedeutet ist. Die Bearbeitungsrichtung, d. h. die Bewegungsrichtung des Laserstrahls beim Laserschneiden, ist hierbei mit dem Pfeil angedeutet. Die damit erzeugte Breite der in dieser Figur dargestellten Schnittfugenoberkante 10 ist größer als die optimale bzw. Soll-Fugenbreite. In der Figur ist auch die Schnittfugenunterkante 11 gestrichelt angedeutet.
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Bei Fokuslage Null ergibt sich ein Bild des Bearbeitungsbereiches in Draufsicht, wie es in der 3b) schematisch angedeutet ist. In diesem Beispiel sind die dominante Prozessemission 12 und die Schneidfront 13 überlagert.
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Auch bei positiver Fokuslage sind die Schneidfront 13 und die dominante Prozessemission 12 überlagert, wie dies in der Teilabbildung c) der 3 dargestellt ist. Im Unterschied zur Fokuslage Null ist die Prozessemission 12 jedoch deutlich ausgedehnter, die erzeugte Fugenbreite 10 ist größer als bei Fokuslage Null der 3b).
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Zur Bestimmung der momentanen Fokuslage werden mit der Kamera 7 während des Laserschneidens jeweils Bilder des Bearbeitungsortes aufgezeichnet, wie sie in den unterschiedlichen Fokuslagen in etwa den Darstellungen der 3 entsprechen können. Zur Bestimmung der Fokuslage wird dann der Flächenparameter F, bspw. Umfang oder Flächeninhalt, der dominanten Prozessemission 12 und Abstand r zwischen dem Ort maximaler Prozessemission und dem obersten Schneidfrontscheitelpunkt 14 (vgl. 3a) bestimmt. Der Abgleich der bestimmten Messwerte mit einer Referenzkurve, wie sie in 4 beispielhaft dargestellt ist, ermöglicht die Zuordnung der absoluten Fokuslage. Die Referenzkurve der 4 zeigt hierbei den Verlauf des Flächenparameters F in Abhängigkeit von der Entfernung r der dominanten Prozessemission zum oberen Schneidfrontscheitelpunkt ausgehend von der Nulllage in Richtung positiver Fokuslage und negativer Fokuslage. Beispielhafte absolute Fokuslagen zF sind in der Figur ebenfalls angedeutet. Eine derartige Referenzkurve kann durch vorangehende Messungen für die jeweilige Kombination aus Werkstücktyp und Bearbeitungslaser bzw. Bearbeitungsparametern ermittelt werden.
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Diese Bestimmung der Fokuslage ermöglicht auch die Verfolgung der zeitlichen Änderung der Fokuslage (Fokusshift) während des Schneidprozesses. Es kann sowohl der absolute Shift gegenüber dem thermischen Gleichgewicht als auch das zeitliche Verhalten des Fokusshift über die Dauer des Schneidprozesses detektiert werden. Zur Überwachung des optischen Systems auf Abnutzung oder Verschleiß kann der Fokusshift mit einem entsprechenden Referenzwert verglichen werden.
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Die Forschungsarbeiten, die zu diesen Ergebnissen geführt haben, wurden von der Europäischen Union gefördert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Metallblech bzw. Werkstück
- 2
- Oberfläche des Metallblechs
- 3
- Laserstrahlquelle
- 4
- Linsensystem der Kollimationsoptik
- 5
- Linsensystem der Fokussieroptik
- 6
- Strahlteiler
- 7
- Kamera
- 8
- Bearbeitungslaserstrahl
- 9
- Fokus
- 10
- Schnittfuge/Schnittfugenoberkante
- 11
- Schnittfugenunterkante
- 12
- dominante Prozessemission
- 13
- Schneidfront
- 14
- oberster Schneidfrontscheitelpunkt
- 15
- Auswerteeinrichtung
- 16
- Steuer-/Regelungseinheit
