DE102018217526A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102018217526A1
DE102018217526A1 DE102018217526.8A DE102018217526A DE102018217526A1 DE 102018217526 A1 DE102018217526 A1 DE 102018217526A1 DE 102018217526 A DE102018217526 A DE 102018217526A DE 102018217526 A1 DE102018217526 A1 DE 102018217526A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machining
parameter
workpiece
dependent
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018217526.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Winfried Magg
Boris Regaard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority to DE102018217526.8A priority Critical patent/DE102018217526A1/de
Priority to PCT/EP2019/077612 priority patent/WO2020074713A1/de
Priority to JP2021519882A priority patent/JP7315670B2/ja
Priority to CN201980067229.8A priority patent/CN112839765B/zh
Publication of DE102018217526A1 publication Critical patent/DE102018217526A1/de
Priority to US17/226,094 priority patent/US20210229220A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/705—Beam measuring device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • 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
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • 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
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32191—Real time statistical process monitoring
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln mindestens einer Kenngröße (α, γ, P, R) für die Prozessqualität bei einem Bearbeitungsprozess, insbesondere bei einem Laserschneidprozess, umfassend: Insbesondere schneidendes Bearbeiten eines Werkstücks (8) unter Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere eines Laserbearbeitungskopfs, und des Werkstücks (8) relativ zueinander, Überwachen eines Bereichs (26) an dem Werkstück (8), der bevorzugt einen Wechselwirkungsbereich des Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere des Laserbearbeitungskopfs, mit dem Werkstück (8) umfasst, sowieErmitteln mindestens einer Kenngröße (α, γ, P, R) für die Prozessqualität anhand des überwachten Bereichs (26). Das Verfahren ist gekennzeichnet durch Ermitteln mindestens einer positionsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße (a) an derselben Bearbeitungsposition (B) und/oder mindestens einer richtungsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße (a) in derselben Bearbeitungsrichtung (B), insbesondere in derselben Bearbeitungsrichtung (B) an ein- und derselben Bearbeitungsposition (B). Die Erfindung betrifft auch eine zugehörige Bearbeitungsmaschine (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln mindestens einer Kenngröße für die Prozessqualität bei einem Bearbeitungsprozess, insbesondere bei einem Laserschneidprozess, umfassend: Insbesondere schneidendes Bearbeiten eines Werkstücks unter Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere eines Laserbearbeitungskopfs, und des Werkstücks relativ zueinander, Überwachen eines Bereichs an dem Werkstück, der bevorzugt einen Wechselwirkungsbereich des Bearbeitungswerkzeugs mit dem Werkstück umfasst, sowie Ermitteln mindestens einer Kenngröße für die Prozessqualität anhand des überwachten Bereichs. Die Erfindung betrifft auch eine Bearbeitungsmaschine, umfassend: ein Bearbeitungswerkzeug zur insbesondere schneidenden Bearbeitung eines Werkstücks, eine Bewegungseinrichtung zur Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander, eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Bereichs an dem Werkstück, der bevorzugt einen Wechselwirkungsbereich des Bearbeitungswerkzeugs mit dem Werkstück umfasst, sowie eine Auswerteeinrichtung, die konfiguriert ist, anhand des überwachten Bereichs mindestens eine Kenngröße für die Prozessqualität zu ermitteln.
  • Eine solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind beispielsweise aus der WO2012107331A1 bekannt geworden. Dort ist u.a. beschrieben, dass als Kenngröße für die Prozessqualität ein Schneidfrontwinkel eines Laserschneidprozesses ermittelt werden kann.
  • Auch aus der WO2015036140A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen anhand des erfassten Wechselwirkungsbereichs der Schneidfrontwinkel einer bei einem Laserschneidprozess gebildeten Schnittfuge als charakteristische Kenngröße des Schneidprozesses ermittelt wird. Der Schneidfrontwinkel stellt eine Kenngröße für die Prozessqualität bzw. für die Prozessrobustheit insbesondere beim Brennschneiden dar.
  • In der WO2018069291A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, bei denen mindestens eine Messgröße für den Verlauf der Spaltbreite einer Schnittfuge in Dickenrichtung des Werkstücks, insbesondere für einen Winkel zwischen den beiden Schnittflanken der Schnittfuge, anhand mindestens eines Bildes eines zu überwachenden Bereichs des Werkstücks ermittelt wird. Der (Öffnungs-)Winkel zwischen den beiden Schnittflanken der Schnittfuge stellt eine Kenngröße für die Prozessqualität bzw. für die Prozessrobustheit insbesondere beim Schmelzschneiden dar.
  • In der DE102005022095A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück bei der Bearbeitung des Werkstücks beschrieben. Bei dem Verfahren wird die Oberfläche des Werkstücks im Bereich des Bearbeitungskopfs mit optischer Strahlung beleuchtet und von der Oberfläche des Werkstücks reflektierte optische Strahlung wird wiederholt mit einem optischen Detektor ortsaufgelöst erfasst, um optische Reflexionsmuster der Oberfläche des Werkstücks zu unterschiedlichen Zeiten zu erhalten. Die laterale Relativbewegung wird durch Vergleich der zeitlich aufeinander folgenden Reflexionsmuster ermittelt.
  • Aus der EP3159093A1 ist ein Verfahren zur Kontrolle von Laserschneidvorgängen im Hochleistungsbereich mit Schneidvorgangsunterbrechung sowie ein entsprechendes Verfahren beschrieben. Bei dem Verfahren wird zumindest eine Teilstrecke einer im Zuge eines ersten Teilbearbeitungsvorgangs geschnittenen Bearbeitungsstrecke gescannt und auf Basis des Scanergebnisses mindestens ein Qualitätsmerkmal des Bearbeitungsprozesses bestimmt und mit vordefinierten Qualitätsvorgaben verglichen. Für den Schneidvorgang kann zusätzlich zumindest zeitweise ein Online-Prozessüberwachungsverfahren durchgeführt werden, wobei je nach Resultat des Vergleichs eine Anpassung zumindest eines Überwachungsparameters eines Online-Überwachungsparametersatzes erfolgt.
  • In der DE 102011079083A1 ist ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks beschrieben, bei dem zumindest ausschnittsweise eine Oberflächentopographie des zu bearbeitenden Werkstücks erfasst und anhand der zuvor erfassten Oberflächentopographie ein minimaler Soll-Abstand des Bearbeitungskopfs von dem Werkstück bestimmt wird.
  • Aus der EP1497851 ist es bekannt, für das Laserschneiden eines Substrats die Laserenergiedichte in einer Fokusebene mittels eines Leistungsmessgeräts positionsabhängig auszumessen und die gemessenen Werte zu verwenden, um durch Regelung der Pulsenergie und/oder der Pulswiederholrate für eine konstante Laserenergiedichte an abgetasteten Punkten in einem Sichtfeld auf dem Substrat zu sorgen. Der Laser wird von einer maschinenspezifischen „Laserschneide-Strategiedatei“ gesteuert.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Bearbeitungsmaschine bereitzustellen, bei dem mindestens eine Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses ermittelt wird, um Störungen an einer für die Bearbeitung verwendeten Bearbeitungsmaschine zu erkennen.
  • Gegenstand der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches gekennzeichnet ist durch die Schritte: Ermitteln mindestens einer positionsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße an derselben Bearbeitungsposition und/oder mindestens einer richtungsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße in derselben Bearbeitungsrichtung, insbesondere in derselben Bearbeitungsrichtung an ein- und derselben Bearbeitungsposition. Im Sinne dieser Anmeldung wird unter dem Begriff Prozessqualität auch die Prozessrobustheit verstanden, d.h. beide Begriffe werden synonym verwendet. Unter einer Kenngröße für die Prozessqualität wird im Sinne dieser Anmeldung auch eine Kenngröße verstanden, welche die Prozessqualität beeinflusst.
  • Insbesondere flächig bearbeitende Bearbeitungsmaschinen, beispielsweise 2D-Laserschneidmaschinen, können richtungs- und/oder positionsabhängige Störungen aufweisen, die das Prozessergebnis bzw. die Prozessqualität beeinflussen. Derartige Störungen sind typischerweise lediglich von der Bearbeitungsposition bzw. von der Bearbeitungsrichtung abhängig, aber im Wesentlichen unabhängig von der Geometrie der zu schneidenden Kontur, der Art des Bearbeitungsprozesses (z.B. Brennschneiden oder Schmelzschneiden) und den Bearbeitungsparametern. Unter einer Störung wird im Sinne dieser Anmeldung auch eine Abweichung von einem Referenzzustand verstanden.
  • Beispielsweise können positionsabhängige Störungen an im Arbeitsraum angeordneten (Auflage-)Stegen auftreten und richtungsabhängige Störungen können auf polarisations- und/oder Kaustik-Inhomogenitäten des Laserstrahls, auf Inhomogenitäten des Gasstroms bzw. Gasdrucks eines beim Bearbeiten aus einer Düse austretenden Gasstroms (z.B. aufgrund einer Beschädigung der Düse oder aufgrund eines nicht vollständig symmetrischen Aufbaus des Bearbeitungskopfs, welcher das Gas der Düse zuführt), auf eine Materialanisotropie, etc. zurückzuführen sein. Mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens ist es möglich, derartige richtungs- und/oder positionsabhängige Störungen zu erkennen bzw. zu lokalisieren. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, ebenfalls auftretende Abweichungen, die durch nicht positions- oder richtungsabhängige Störungen hervorgerufen werden, durch eine ausreichende Anzahl von Messwerten der Kenngröße zu eliminieren, so dass eine (im Wesentlichen ausschließlich) positions- bzw. richtungsabhängige Kenngröße gebildet wird. Die Anzahl von Messwerten der Kenngröße, die für die Elimination benötigt werden, hängt davon ab, wie signifikant die richtungs- und/oder positionsabhängige Störung ist. Die Anzahl von Messwerten kann von drei Messwerten (in Extremfällen) bis zu mehreren hundert Messwerten reichen, wenn die Positions- und/oder Richtungsabhängigkeit der Störung vergleichsweise gering ausfällt. Beispielsweise kann bei einer durch eine leicht inhomogene Strahlkaustik des Laserstrahls hervorgerufenen richtungsabhängigen Störung eine hohe Anzahl von Messwerten erforderlich sein, während bei einem optischen Signal einer Laserschneidsensorik, die beim Überfahren eines Auflagesteges erfasst wird, eine geringe Anzahl an Messwerten der Kenngröße erforderlich ist, um den Beitrag von nicht positionsabhängigen Störungen zu eliminieren.
  • Unter einer richtungsabhängigen Kenngröße wird im Sinne dieser Anmeldung eine Kenngröße verstanden, die von der Bearbeitungsrichtung abhängig ist und die beispielsweise durch einen Winkel (zwischen 0° und 360°) parametrisiert wird. Die mindestens eine richtungsabhängige Kenngröße kann ggf. unabhängig von der jeweiligen Bearbeitungsposition ermittelt werden, d.h. diese wird nicht nach der Bearbeitungsposition unterschieden, sondern für die Ermittlung der richtungsabhängigen Kenngröße werden Messwerte an Bearbeitungspositionen aus dem gesamten Bearbeitungsfeld verwendet. In der Regel wird die richtungsabhängige Kenngröße jedoch an einer jeweiligen Bearbeitungsposition ermittelt, d.h. die Messwerte, die für die Ermittlung der richtungsabhängigen Kenngröße herangezogen werden, werden alle an derselben Bearbeitungsposition gemessen.
  • Bei einer Variante wird zum Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität eine statistische Analyse der Mehrzahl von Messwerten durchgeführt. Im einfachsten Fall kann die positions- bzw. richtungsabhängige Kenngröße den Mittelwert der an der jeweiligen Bearbeitungsposition bzw. in der jeweiligen Bearbeitungsrichtung ermittelten Messwerte bilden. Es versteht sich aber, dass der Mittelwert nicht in jedem Fall ein geeignetes Maß darstellt, um aus der Mehrzahl von Messwerten die positions- bzw. richtungsabhängige Kenngröße zu ermitteln, sondern dass für die Elimination von nicht richtungs- bzw. positionsabhängigen Störungen ein anderes statistisches Maß, beispielsweise der Median, oder komplexere statistische Auswertungen vorgenommen werden können.
  • Bei einer weiteren Variante wird die Kenngröße während eines Bearbeitungsprozesses kontinuierlich, z.B. mittels eines Sensors bzw. einer Überwachungseinrichtung, erfasst und ein momentan ermittelter Messwert der Kenngröße wird einer jeweiligen Bearbeitungsposition und/oder einer jeweiligen Bearbeitungsrichtung zugeordnet. Für die Überwachung der Prozessqualität während der Bearbeitung wird typischerweise mindestens eine Kenngröße für die Prozessqualität kontinuierlich überwacht, beispielsweise um instantan in den Bearbeitungsprozess eingreifen zu können. Die Ermittlung der Kenngröße während des Bearbeitungsprozesses erfolgt entlang einer vorgegebenen Bahnkurve, die bei einem Laserschneidprozess der Schnittkontur entspricht und die der Maschinensteuerung bekannt ist. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt ermittelte Kenngröße kann daher einer Bearbeitungsposition und einer (momentanen) Bearbeitungsrichtung zugeordnet werden. Gegebenenfalls kann die momentane Bearbeitungsrichtung sowie ggf. auch die Bearbeitungsposition ebenfalls durch einen Sensor bzw. eine Überwachungseinrichtung erfasst werden, wie dies beispielsweise für die Bearbeitungsrichtung bzw. die laterale Relativbewegung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Werkstück in der eingangs zitierten DE102005022095A1 beschrieben ist. Es versteht sich, dass die Bearbeitungsposition bzw. die Bearbeitungsrichtung typischerweise mit einer vorgegebenen Diskretisierung, d.h. mit einem vorgegebenen Rastermaß, der kontinuierlich erfassten Kenngröße zugeordnet wird.
  • Bei einer weiteren Variante werden anhand der positionsabhängigen Kenngröße Bearbeitungspositionen ermittelt, die mindestens einen Störpositionsbereich bei der Bearbeitung bilden und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße werden Bearbeitungsrichtungen bestimmt, die mindestens einen Störwinkelbereich bei der Bearbeitung bilden. Durch häufiges Messen an derselben Bearbeitungsposition bzw. in derselben Bearbeitungsrichtung können Vorzugspositionen- und Vorzugswinkel bzw. Störpositionen und Störwinkel identifiziert werden. Die Identifizierung der Störpositionen bzw. der Störwinkel kann ebenfalls mit Hilfe von statistischen Methoden anhand der positionsabhängigen bzw. richtungsabhängigen Kenngröße erfolgen. Im einfachsten Fall werden die Störpositionsbereiche bzw. die Störwinkelbereiche anhand eines Vergleichs der positions- bzw. der richtungsabhängigen Kenngröße mit einem Schwellwert ermittelt; Bearbeitungspositionen bzw. -richtungen, an denen die Kenngröße den Schwellwert über- oder unterschreitet, werden als Störpositionsbereiche bzw. als Störwinkelbereiche identifiziert.
  • Beispielsweise können bei Laserbearbeitungsmaschinen Vorzugs- bzw. Störwinkelbereiche ermittelt werden, deren Ursache beispielsweise im Bearbeitungsstrahl (Polarisation, Kaustik-Inhomogenität, Auftreffwinkel, etc.), in den für die Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und/oder des Werkstücks verwendeten Bewegungseinrichtungen bzw. Antrieben (Quer- und/oder Längsschwingungen) oder z.B. im Material des Werkstücks (Anisotropie, Walzrichtung) liegen.
  • Entsprechend können Störpositionsbereiche festgestellt werden, die von der Bearbeitungsposition bzw. vom der Position im Arbeitsraum abhängen und die ihre Ursache beispielsweise in der Laserstrahlführung (insbesondere bei einem CO2-Laser), in der mechanischen Aufhängung des Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise in Form eines Laserbearbeitungskopfs, (z.B. ungünstige Momente bei auskragenden Stützen, Zahnradspiel, mechanische Toleranzen, etc.), der mechanischen Lagerung des Werkstücks (Blechs), z.B. einer Paletten-Schwingung, schlechten bzw. zu wenigen Auflagestegen, den Auflagepunkten der Stege (potentielle Fehlstellen beim Überschreiten des Auflagepunktes, Prozessbeeinflussung durch verschlackte Stege) oder den Werkstück- bzw. Blecheigenschaften (Ausdünnung im Randbereich, verschmutzte Bereiche) haben können.
  • Bei einer Variante werden Bearbeitungspositionen und/oder Bearbeitungsrichtungen bei der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander in Abhängigkeit von der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße, insbesondere von dem Störpositionsbereich, und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße, insbesondere von dem Störwinkelbereich, festgelegt. Das Wissen um Bereiche und/oder Richtungen mit besonders guten bzw. mit besonders schlechten Prozesseigenschaften kann dazu genutzt werden, um Störpositionsbereiche bzw. Störwinkelbereiche bei der Bearbeitung zu meiden, was beispielsweise durch eine geeignete Schachtelung bzw. Anordnung der Schnittkonturen der von dem Werkstück freizuschneidenden Werkstückteile, d.h. durch eine geeignete Prozessplanung des Bearbeitungsprozesses realisiert werden kann. Es versteht sich, dass auch eine zielgerichtete Fehlerdiagnose betrieben werden kann, d.h. es kann eine zielgerichtete Prüfung der Ursachen für die Störung(en) an einem jeweiligen Störpositionsbereich bzw. an einem jeweiligen Störwinkelbereich durchgeführt werden. Sowohl die Fehlerdiagnose als auch die Optimierung der Arbeitsplanung, d.h. das Meiden der kritischen Störpositionsbereiche bzw. der Störwinkelbereiche kann vollautomatisch ohne das Zutun eines Bedieners erfolgen.
  • Bei einer weiteren Variante wird die Mehrzahl der Messwerte der mindestens einen Kenngröße bei mehreren Bearbeitungsprozessen an derselben Bearbeitungsmaschine ermittelt und/oder die positionsabhängige Kenngröße und/oder die richtungsabhängige Kenngröße wird/werden auf mehreren baugleichen Bearbeitungsmaschinen ermittelt. Im ersten Fall werden an einer konkreten Bearbeitungsmaschine positions- bzw. richtungsabhängige Kenngrößen ermittelt, um Fehler zu identifizieren, im zweiten Fall werden an mehreren baugleichen Bearbeitungsmaschinen positions- bzw. richtungsabhängige Kenngrößen ermittelt. Durch den Vergleich zwischen den polarisations- bzw. richtungsabhängigen Kenngrößen, die auf mehreren baugleichen Bearbeitungsmaschinen ermittelt wurden, kann der Einfluss der individuellen Bearbeitungsmaschine eliminiert werden und es können systematische Schwachstellen der Maschinenkonstruktion eines jeweiligen Typs von Bearbeitungsmaschine erkannt werden.
  • Bei einer Weiterbildung wird die Mehrzahl der Messwerte der mindestens einen Kenngröße bei mehreren Bearbeitungsprozessen an derselben Bearbeitungsmaschine ermittelt und beim Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße wird eine zeitliche Änderung der Messwerte berücksichtigt. Die Messwerte der mindestens einen Kenngröße, die an aufeinander folgenden Bearbeitungsprozessen an ein- und derselben Bearbeitungsmaschine ermittelt werden, können einer zeitlichen Änderung unterworfen sein. Handelt es sich bei der Kenngröße, für welche die Messwerte ermittelt werden, beispielsweise um eine Fokuslage in Strahlrichtung des Laserstrahls, so kann diese sich beispielsweise durch eine Verschmutzung einer Bearbeitungsoptik zeitlich verändern, da diese zu einer so genannten thermischen Linse führen kann, die eine Veränderung der Fokuslage zur Folge hat. Für den Fall, dass eine statistisch signifikante zeitliche Änderung der Messwerte festgestellt wird, kann diese Änderung bei der Ermittlung der Kenngröße berücksichtigt werden.
  • Generell ist es möglich, die zeitliche Änderung der Messwerte dadurch zu berücksichtigen, dass ältere Messwerte bei der Ermittlung der Kenngröße weniger stark gewichtet werden als Messwerte, die bei Bearbeitungsprozessen ermittelt wurden, die noch nicht so lange zurückliegen. Auch können ggf. Messwerte, die bei sehr lange zurückliegenden Bearbeitungsprozessen ermittelt wurden, bei der Ermittlung der Kenngröße nicht mehr berücksichtigt werden. Insbesondere können diese Messwerte ggf. verworfen bzw. gelöscht werden.
  • Bei einer weiteren Variante umfasst das Verfahren das Speichern der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße und/oder des Störpositionsbereichs und/oder der ermittelten richtungsabhängigen Kenngröße und/oder des Störrichtungsbereichs in einem Datenspeicher. In dem Datenspeicher, beispielsweise in der Maschinensteuerung, auf einem zentralen Computer oder in der Cloud werden Daten über den/die Störpositionsbereich(e) bzw. den/die Störpositionsrichtung(en) gesammelt. Insbesondere können in dem Datenspeicher die positionsabhängige(n) bzw. winkelabhängige(n) Kenngröße(n) bzw. die Störpositions- bzw. Winkelbereich(e) von mehreren Bearbeitungsmaschinen, die an unterschiedlichen Orten betrieben werden, zusammengeführt werden.
  • Bei einer Variante ist die Kenngröße ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Schneidfrontwinkel einer Schneidfront einer Schnittfuge und Öffnungs-Winkel zwischen zwei Schnittflanken der Schnittfuge. Der Schneidfrontwinkel stellt eine Kenngröße für die Prozessqualität insbesondere beim Brennschneiden dar und kann beispielsweise auf die in der eingangs zitierten WO2012107331A1 oder auf die in der eingangs zitierten WO2015036140A1 beschriebene Weise ermittelt werden. Die Abnahme der Breite der Schnittfuge des Schnittspalts in Dickenrichtung des Werkstücks, die z.B. durch den Öffnungs-Winkel zwischen den Schnittflanken der Schnittfuge bzw. durch eine für diesen indikative Messgröße ermittelt werden kann (vgl. die eingangs zitierte WO2018069291A1 ) stellt eine Kenngröße für die Prozessqualität bzw. die Prozessrobustheit beim Schmelzschneiden dar.
  • Bei einer weiteren Variante ist die Kenngröße ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Positioniergenauigkeit und Richtungsgenauigkeit beim Bewegen des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander. Auch die Positionier- bzw. die Richtungsgenauigkeit hat einen Einfluss auf die Prozessqualität und hängt aufgrund der Aufhängung des Bearbeitungswerkzeugs bzw. der Lagerung des Werkstücks von der Bearbeitungsposition bzw. von der Bearbeitungsrichtung ab. Die Richtungsgenauigkeit bei der Bearbeitung kann beispielsweise mit Hilfe des in der eingangs zitierten DE102005022095A1 beschriebenen Verfahrens ermittelt werden, welches die laterale Relativbewegung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Werkstück beschreibt. Durch einen Vergleich mit der Soll-Bearbeitungsrichtung, die sich aus der Bahnplanung ergibt, kann die Richtungsgenauigkeit der Relativbewegung an einer jeweiligen Bearbeitungsposition ermittelt werden. Entsprechend kann auch die momentane Bearbeitungsposition über einen geeigneten Sensor bzw. eine geeignete Überwachungseinrichtung ermittelt und mit der sich aus der Bahnplanung ergebenden Soll-Bearbeitungsposition verglichen werden, um die Positionsgenauigkeit zu ermitteln.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art, bei der die Auswerteeinrichtung konfiguriert bzw. programmiert ist, mindestens eine positionsabhängige Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße an derselben Bearbeitungsposition und/oder mindestens eine richtungsabhängige Kenngröße für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten der mindestens einen Kenngröße entlang derselben Bearbeitungsrichtung, insbesondere entlang derselben Bearbeitungsrichtung an ein- und derselben Bearbeitungsposition, zu ermitteln. Wie weiter oben in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurde, können an der Bearbeitungsmaschine anhand der positions- und/oder richtungsabhängigen Kenngröße positions- und/oder richtungsabhängige Störungen ermittelt werden. Bei der Bearbeitungsmaschine kann es sich insbesondere um eine so genannte 2D-Laserschneidmaschine handeln, bei der das Werkstück typischerweise auf einer Werkstückauflage ruht und das Bearbeitungswerkzeug in Form eines Laserbearbeitungskopfs in lateraler Richtung über das Werkstück bewegt wird.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung konfiguriert bzw. programmiert, zum Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße für die Prozessqualität eine statistische Analyse der Mehrzahl von Messwerten durchzuführen. Wie oben beschrieben wurde, kann eine statistische Analyse bzw. Auswertung der Messwerte dazu verwendet werden, um Einflüsse auf die Prozessqualität zu eliminieren, die nicht von der Bearbeitungsposition und/oder von der Bearbeitungsrichtung abhängig sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung ausgebildet, die mindestens eine Kenngröße kontinuierlich zu überwachen und die Auswerteeinrichtung ist ausgebildet, einen momentan ermittelten Messwert der Kenngröße einer jeweiligen Bearbeitungsposition und/oder einer jeweiligen Bearbeitungsrichtung zuzuordnen. Die Auswerteeinrichtung kann in dem Bearbeitungswerkzeug vorgesehen sein, aber auch einen Teil einer Steuerungseinrichtung der Bearbeitungsmaschine bilden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung konfiguriert bzw. programmiert, anhand der positionsabhängigen Kenngröße Bearbeitungspositionen zu ermitteln, die mindestens einen Störpositionsbereich bei der Bearbeitung bilden und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße Bearbeitungsrichtungen zu ermitteln, die mindestens einen Störwinkelbereich bei der Bearbeitung bilden. Hinsichtlich dieser Ausführungsform sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren verwiesen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bearbeitungsmaschine eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander, die bevorzugt konfiguriert ist, Bearbeitungspositionen und/oder Bearbeitungsrichtungen bei der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander in Abhängigkeit von der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße, insbesondere von dem Störpositionsbereich, und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße, insbesondere von dem Störwinkelbereich, festzulegen. Wie weiter oben beschrieben wurde, können die Störpositionsbereiche bzw. die Störwinkelbereiche bei der Arbeitsplanung bzw. beim Blechbelegungsplan berücksichtigt werden, um diese bei dem Bearbeitungsprozess möglichst zu vermeiden.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Überwachungseinrichtung und die Auswerteeinrichtung konfiguriert, anhand des überwachten Bereichs als Kenngröße für die Prozessqualität einen Schneidfrontwinkel einer Schneidfront einer Schnittfuge, einen Öffnungs-Winkel zwischen zwei Schnittflanken der Schnittfuge, eine Positioniergenauigkeit und/oder eine Richtungsgenauigkeit beim Bewegen des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks relativ zueinander zu ermitteln. Bei der Kenngröße, welche die Positioniergenauigkeit und/oder Richtungsgenauigkeit bei der Relativbewegung beschreibt, kann es sich beispielsweise um eine Abweichung der Ist-Bewegung von der Soll-Bewegung handeln, die beispielsweise auf eine ungleichmäßige Bewegung (Rattern) der Antriebe zurückzuführen ist. Weitere Kenngrößen, die ermittelt werden können, sind die Schnittspaltbreite bzw. die Abweichung der Schnittspaltbreite von einer Soll-Schnittspaltbreite, die Strahllage einer Bearbeitungsdüse, die Abweichung des Abstands zwischen der (Bearbeitungs- )Düse und dem Werkstück von einem Sollwert, die Abweichung des Druck- bzw. Gas-Durchflusses durch die Düse von einem Sollwert, der elektrische Widerstand zwischen der Düse und dem Werkstück, sowie die mittels eines Sensors koaxial gemessene Strahlungsintensität in dezidierten bzw. vorgegebenen Wellenlängenbändern, z.B. mittels einer Fotodiode bei der Einstechsensorik. Die Ermittlung dieser Kenngrößen kann insbesondere auf die weiter oben in Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene Weise erfolgen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Bearbeitungsmaschine in Form einer Laserbearbeitungsmaschine zum schneidenden Bearbeiten eines Werkstücks,
    • 2a,b eine Darstellung eines Laserbearbeitungskopfs der Laserbearbeitungsmaschine von 1, der eine Überwachungseinrichtung aufweist, sowie einer Blende der Überwachungseinrichtung, und
    • 3 eine dreidimensionale Darstellung eines Details einer bei dem Laserschneidprozess an einem Werkstück gebildeten Schnittfuge.
  • In der folgenden Beschreibung der Zeichnungen werden für gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile identische Bezugszeichen verwendet.
  • 1 zeigt eine Laserbearbeitungsmaschine 1 mit einer Laserquelle 2, einem Laserbearbeitungskopf 4 und einer Werkstückauflage 5. Ein von der Laserquelle 2 erzeugter Laserstrahl 6 wird mittels einer Strahlführung 3 mit Hilfe von (nicht gezeigten) Umlenkspiegeln zum Laserbearbeitungskopf 4 geführt und in diesem fokussiert sowie mit Hilfe von ebenfalls nicht bildlich dargestellten Spiegeln senkrecht zur Oberfläche 8a eines Werkstücks 8 ausgerichtet, d.h. die Strahlachse (optische Achse) des Laserstrahls 6 verläuft senkrecht zum Werkstück 8. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei der Laserquelle 2 um eine CO2-Laserquelle. Alternativ kann der Laserstrahl 6 beispielsweise durch einen Festkörperlaser erzeugt werden.
  • Zum Laserschneiden des Werkstücks 8 wird mit dem Laserstrahl 6 zunächst eingestochen, d.h. das Werkstück 8 wird an einer Stelle punktförmig aufgeschmolzen oder oxidiert und die hierbei entstehende Schmelze wird ausgeblasen. Nachfolgend wird der Laserstrahl 6 über das Werkstück 8 bewegt, so dass eine durchgängige Schnittfuge 9 entsteht, an der entlang der Laserstrahl 6 das Werkstück 8 durchtrennt.
  • Sowohl das Einstechen als auch das Laserschneiden können durch Hinzufügen eines Gases unterstützt werden. Als Schneidgase 10 können Sauerstoff, Stickstoff, Druckluft und/oder anwendungsspezifische Gase eingesetzt werden. Entstehende Partikel und Gase können mithilfe einer Absaugeinrichtung 11 aus einer Absaugkammer 12 abgesaugt werden.
  • Die Laserbearbeitungsmaschine 1 umfasst auch eine Bewegungseinrichtung 13 zur Bewegung des Laserbearbeitungskopfs 4 und des Werkstücks 8 relativ zueinander. Im gezeigten Beispiel ruht das Werkstück 8 während der Bearbeitung auf der Werkstückauflage 5 und der Laserbearbeitungskopf 4 wird bei der Bearbeitung entlang von zwei Achsen X, Y eines XYZ-Koordinatensystems bewegt. Zu diesem Zweck weist die Bewegungseinrichtung 13 ein mit Hilfe eines durch einen Doppelpfeil angedeuteten Antriebs in X-Richtung verschiebbares Portal 14 auf. Der Laserbearbeitungskopf 4 kann mit Hilfe eines weiteren durch einen Doppelpfeil angedeuteten Antriebs der Bewegungseinrichtung 13 in X-Richtung verschoben werden, um an beliebige Bearbeitungspositionen BX,Y in X-Richtung und in Y-Richtung in einem durch die Verschiebbarkeit des Laserbearbeitungskopfs 4 bzw. durch das Werkstück 8 vorgegebenen Arbeitsfeld bewegt zu werden. An einer jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y weist der Laserstrahl 6 eine (instantane) Bearbeitungsrichtung Bφ auf, die durch einen Bearbeitungswinkel φ beschrieben wird, der (willkürlich) von der negativen Y-Richtung ausgehend gemessen wird und bei dem in 1 gezeigten Beispiel bei φ = 0° liegt.
  • Wie in 2a zu erkennen ist, wird der Laserstrahl 6 für die Durchführung einer schneidenden Bearbeitung an dem Werkstück 8 mittels einer Fokussiereinrichtung in Form einer Fokussierlinse 15 auf das Werkstück 8 fokussiert. Bei der Fokussierlinse 15 handelt es sich im gezeigten Beispiel um eine Linse aus Zinkselenid, die den Laserstrahl 6 durch eine Laserbearbeitungsdüse 16, genauer gesagt durch deren Düsenöffnung 16a, auf das Werkstück 8 fokussiert, und zwar im gezeigten Beispiel auf eine Fokusposition F an der Oberseite 8a des Werkstücks 8. Der Laserstrahl 6 bildet dort einen Wechselwirkungsbereich 17 mit dem Werkstück 8, hinter dem entgegen der Bearbeitungsrichtung Bφ bzw. entgegen der Schnittrichtung des Laserschneidprozesses die in 1 gezeigte Schnittfuge 9 erzeugt wird. Im Falle eines Laserstrahls 6 aus einem Festkörperlaser kann eine Fokussierlinse bspw. aus Quarzglas eingesetzt werden.
  • In 2 ebenfalls zu erkennen ist ein teildurchlässig ausgebildeter Umlenkspiegel 18, welcher den einfallenden Laserstrahl 2 (bspw. mit einer Wellenlänge von ca. 10,6 µm) reflektiert und für eine Prozessüberwachung relevante Beobachtungsstrahlung zu einem weiteren teildurchlässigen Umlenkspiegel 19 transmittiert. Der Umlenkspiegel 18 ist im gezeigten Beispiel für Beobachtungsstrahlung in Form von Wärmestrahlung bei Wellenlängen λ von ca. 700 nm bis 2000 nm teildurchlässig ausgebildet. Der weitere teildurchlässige Umlenkspiegel 19 reflektiert die Beobachtungsstrahlung zu einer Überwachungseinrichtung 20. Eine Beleuchtungsquelle 21 dient zur koaxialen Beleuchtung des Werkstücks 8 mit Beleuchtungsstrahlung 22. Die Beleuchtungsstrahlung 22 wird von dem weiteren teiltransmissiven Umlenkspiegel 19 sowie von dem Umlenkspiegel 18 transmittiert und durch die Düsenöffnung 16a der Laserbearbeitungsdüse 16 hindurch auf das Werkstück 8 gelenkt.
  • Alternativ zu den teildurchlässigen Umlenkspiegeln 18, 19 können auch Scraperspiegel oder Lochspiegel, welche einfallende Strahlung nur aus einem Randbereich reflektieren, eingesetzt werden, um die Beobachtungsstrahlung der Überwachungseinrichtung 20 zuzuführen bzw. um die Beleuchtungsstrahlung 22 dem Werkstück 8 zuzuführen. Auch mindestens ein seitlich in den Strahlengang des Laserstrahls 6 eingebrachter Spiegel kann verwendet werden, um die Beobachtung zu ermöglichen.
  • Als Beleuchtungsquelle 21 können Diodenlaser oder LEDs oder Blitzlampen vorgesehen werden, die wie in 2a gezeigt koaxial, aber auch off-axis zur Laserstrahlachse 24 angeordnet werden können. Die Beleuchtungsquelle 21 kann beispielsweise auch außerhalb (insbesondere neben) dem Laserbearbeitungskopf 4 angeordnet und auf das Werkstück 8 gerichtet sein; alternativ kann die Beleuchtungsquelle 21 innerhalb des Laserbearbeitungskopfs 4 angeordnet, jedoch nicht koaxial zum Laserstrahl 6 auf das Werkstück 8 ausgerichtet sein. Gegebenenfalls kann der Laserbearbeitungskopf 4 auch ohne eine Beleuchtungsquelle 21 betrieben werden.
  • Teil der Überwachungseinrichtung 20 ist eine im Beobachtungsstrahlengang 23 hinter dem weiteren teildurchlässigen Umlenkspiegel 19 angeordnete geometrisch hochauflösende Kamera 25. Bei der Kamera 25 kann es sich um eine Hochgeschwindigkeitskamera handeln, die koaxial zur Laserstrahlachse 24 bzw. zur Verlängerung der Laserstrahlachse 24 und somit richtungsunabhängig angeordnet ist. Beim dargestellten Beispiel erfolgt die Aufnahme von Bildern durch die Kamera 25 im Auflichtverfahren im NIR/IR-Wellenlängenbereich, um das Prozesseigenleuchten bzw. ein Wärmebild des Schneidprozesses aufzunehmen. Bei dem in 2a gezeigten Beispiel kann ein Filter vor der Kamera 25 angeordnet werden, wenn weitere Strahlungs- bzw. Wellenlängenanteile von der Erfassung mit der Kamera 25 ausgeschlossen werden sollen. Der Filter kann z.B. als schmalbandiger Bandpassfilter mit einer Halbwertsbreite von beispielsweise ca. 15 nm ausgebildet sein, der Wellenlängen λ im Bereich um ca. 800 nm transmittiert.
  • Zur Erzeugung von Bildern eines in 3 gezeigten zu überwachenden Bereichs 26 des Werkstücks 8, welcher der Schnittfuge 9 bzw. einen Abschnitt der Schnittfuge 9 mit der Schneidfront 9a enthält, auf einer Detektorfläche 25a der Kamera 25 weist die Überwachungseinrichtung 20 eine Abbildungsoptik 27 auf. Im gezeigten Beispiel weist die Abbildungsoptik 27 eine Blende 28 auf, die um eine zentrale Drehachse D drehbar gelagert ist, so dass sich bei der Drehung die Position einer exzentrisch angeordneten Blendenöffnung 28a auf einem Kreisbogen um die Drehachse D bewegt (vgl. 2b).
  • Durch die Anordnung der Blende 28 in dem mittels einer Linse 29 fokussierten Strahlengangs der Abbildungsoptik 27 tritt nur ein Teil des Beobachtungsstrahlengangs 23, welcher einen Randbereich der Fokussierlinse 15 durchläuft und im konvergenten Strahlengang nach der Fokussierlinse 15 unter einem Winkel β zur Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 ausgerichtet ist, durch die exzentrisch zur Verlängerung der Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 angeordnete Blendenöffnung 28a hindurch und bildet einen Beobachtungsstrahl 23a, welcher auf der Detektorfläche 25a abgebildet wird. Bei dem in 2a gezeigten Beispiel verläuft eine Beobachtungsrichtung R1 des Beobachtungsstrahls 23a in der Projektion in die XY-Ebene bzw. in die Werkstückebene parallel zur Bearbeitungsrichtung Bφ (hier: φ = 0), entlang derer der Laserstrahl 6 und das Werkstück 8 in der XY-Ebene relativ zueinander bewegt werden, um die gewünschte Schnittkontur zu bilden, d.h. es erfolgt eine stechende Beobachtung. Der Winkel β, unter dem die Beobachtungsrichtung R1 zur Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 ausgerichtet ist, liegt im gezeigten Beispiel zwischen ca. 1° und ca. 5°, beispielsweise bei ca. 4°.
  • Wie in 2a zu erkennen ist, ist an der Blende 28 ein Polarisationsfilter 30 angebracht, der sich gemeinsam mit dem Blende 28 um die Drehachse D dreht. Der Polarisationsfilter 30 ist zur Filterung einer linearen Polarisationskomponente p ausgebildet, die im gezeigten Beispiel parallel zu einer Ebene (XZ-Ebene) ausgerichtet ist, welche die (momentane) Bearbeitungsrichtung Bφ sowie die Z-Richtung bzw. die Strahlachse 24 des Laserstrahls 6 enthält. Wie in 2a zu erkennen ist, weist der Beobachtungsstrahl 23a nach dem Polarisationsfilter 30 nur noch eine senkrecht zur XZ-Ebene ausgerichtete Polarisationskomponente s auf. Die Filterung einer linearen Polarisationskomponente des Beobachtungsstrahls 23a hat sich für die Beobachtung der Schnittfuge 9 bzw. des zu überwachenden Bereichs 26 als günstig erwiesen. Es versteht sich, dass an Stelle der parallel zur XZ-Ebene ausgerichteten Polarisationskomponente p gegebenenfalls auch die senkrecht zur XZ-Ebene ausgerichtete Polarisationskomponente s oder eine anders ausgerichtete Polarisationskomponente mit Hilfe des Polarisationsfilters 30 gefiltert werden kann. Die Verwendung der s-polarisierten Polarisationskomponente hat sich für die Beobachtung der Schnittfuge 9 als besonders günstig erwiesen, da die in 3 gezeigten gestrichelt dargestellten Linien, die im Wesentlichen zwei Leuchtstreifen 31a,b entsprechen, einen optimalen Winkel aufweisen, um viel s-polarisierte Strahlung zu emittieren.
  • An Stelle einer mechanisch verstellbaren Blende 28 kann auch eine elektrisch verstellbare Blende, beispielsweise in Form eines LCD-Arrays, verwendet werden, bei der einzelne Pixel oder Pixelgruppen elektronisch an- bzw. ausgeschaltet werden, um die Blendenwirkung zu erzeugen. Auch kann die mechanische Blende 28 anders als in 2a,b gezeigt quer zum Beobachtungsstrahlengang 23, beispielsweise in der YZ-Ebene, bewegt bzw. verschoben werden, um unterschiedliche Teile des Beobachtungsstrahlengangs 23 abzuschatten bzw. für die Beobachtung zu öffnen. Die Blende 28 kann auch in Form eines oder mehrerer auf- und zuklappbarer mechanischer Elemente realisiert werden. Entsprechend kann auch der Polarisationsfilter 30 als LCD-Polarisator ausgebildet sein, um die Ausrichtung der gefilterten Polarisationskomponente geeignet zu wählen, insbesondere um die Ausrichtung der gefilterten Polarisationskomponente zu drehen. Gegebenenfalls kann die Blende 28 und/oder der Polarisationsfilter 30 vollständig aus dem Beobachtungsstrahlengang 23 entfernt werden, sofern dies für die Überwachung des Laserschneidprozesses vorteilhaft ist.
  • Mit Hilfe einer mit der Überwachungseinrichtung 20 in signaltechnischer Verbindung stehenden Auswerteeinrichtung 32 können unterschiedliche Kenngrößen für die Prozessqualität des Laserschneidprozesses ermittelt werden. Beispielsweise kann anhand des Verlaufs der in 3 gezeigten Leuchtstreifen 32a,b auf den Verlauf der Spaltbreite b(z) der Schnittfuge 9 in Dickenrichtung Z des Werkstücks 8 (mit Dicke d), genauer gesagt auf einen Winkel γ zwischen den beiden seitlichen Schnittflanken 33a,b der Schnittfuge 9 geschlossen werden. Als Messgrößen für den Winkel γ kann/können der Abstand und/oder der Winkel zwischen den beiden Leuchtstreifen 31a,b mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 32 bestimmt werden, beispielsweise wie dies in der eingangs zitierten WO2018069291A1 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Der Öffnungs-Winkel γ zwischen den beiden Schnittflanken 33a,b der Schnittfuge 9 stellt eine Kenngröße für die Prozessqualität bzw. für die Prozessrobustheit typischerweise beim Schmelzschneiden dar, d.h. je größer der Öffnungs-Winkel γ ist, desto stärker ist die V-Form der Schnittfuge 9 ausgeprägt und desto schlechter ist typischerweise die Schneidqualität.
  • Wie in 3 ebenfalls zu erkennen ist, bildet sich bei der schneidenden Bearbeitung an dem Werkstück 8 an der Vorderkante der Schnittfuge 9 die im Wesentlichen zylindrische Schneidfront 9a aus, die sich entlang der Dicke d des Werkstücks 8 unter einem Schneidfrontwinkel α bezüglich der Oberseite 8a und der Unterseite 8b des Werkstücks 8 erstreckt. Mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 20 kann anhand des überwachten Bereichs 26, genauer gesagt anhand des Wechselwirkungsbereichs 17, mit Hilfe der Auswerteeinrichtung 32 der Schneidfrontwinkel α ermittelt werden. Dies kann beispielsweise auf eine Weise erfolgen, wie sie in der eingangs zitierten WO2015036140A1 beschrieben ist, welche durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. In diesem Fall ist es für die Ermittlung des Schneidfrontwinkels α günstig, wenn die Beobachtung des Wechselwirkungsbereichs 17 mit einer schleppenden oder stechenden Beobachtungsrichtung erfolgt, wobei auf die Verwendung des Polarisationsfilters 30 verzichtet werden kann. Alternativ kann der Schneidfrontwinkel α auch anhand von Geometriemerkmalen der Schnittfuge 9 ermittelt werden, beispielsweise wie dies in der eingangs zitierten WO2012107331A1 beschrieben ist, welche ebenfalls durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird.
  • Mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 20 bzw. der Auswerteeinrichtung 32 können auch andere Kenngrößen für die Prozessqualität, beispielsweise die Positioniergenauigkeit PX,Y bei der Positionierung des Laserbearbeitungskopfs 4 an der Bearbeitungsposition BX,Y , d.h. die Abweichung zwischen Ist- und Soll-Bearbeitungsposition sowie die Richtungsgenauigkeit Rφ , d.h. die Abweichung der der momentanen Bearbeitungsrichtung Bφ an der Bearbeitungsposition BX,Y von einer Soll-Bearbeitungsrichtung ermittelt werden. Die Richtungsungenauigkeit Rφ kann von der Überwachungseinrichtung 20 in Kombination mit der Auswerteeinrichtung 32 beispielsweise auch ermittelt werden, indem das in der DE102005022095A1 beschriebene Verfahren zur Bestimmung der lateralen Relativbewegung zwischen dem Laserbearbeitungskopf 4 und dem Werkstück 8 durchgeführt wird und die auf diese Weise ermittelte laterale Relativbewegung bzw. momentane Bearbeitungsrichtung Bφ mit einem Wert für die Soll-Bearbeitungsrichtung verglichen wird, der in der Auswerteeinrichtung 32 oder an einem anderen Ort hinterlegt ist. Die Positionsgenauigkeit PX,Y sowie die Richtungsgenauigkeit Rφ stellen Kenngrößen für die Prozessqualität dar, da es bei Abweichungen vom jeweiligen Sollwert zu Abweichungen der Geometrie der Schnittfuge 9 von einer Soll-Geometrie kommt.
  • Es versteht sich, dass mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 20 bzw. der Auswerteeinrichtung 32 auch andere Kenngrößen für die Prozessqualität ermittelt werden können, die beispielsweise das Auftreten einer Gratbildung an der Schnittfuge 9 etc. betreffen, wie dies ebenfalls in der WO2012107331A1 beschrieben ist. Die Art der Kenngröße(n) für die Prozessqualität, die in der Auswerteeinrichtung 32 ermittelt werden, können von der Art des Laserschneidprozesses abhängen, beispielsweise kann der Schneidfrontwinkel α bei einem Brennschneidprozess als Kenngröße dienen, während der Öffnungs-Winkel γ der Schnittfuge typischerweise bei einem Schmelzschneidprozess als Kenngröße für die Prozessqualität dient.
  • Eine in 1 gezeigte Steuerungseinrichtung 34, die Steuerungsaufgaben der Laserschneidmaschine 1 übernimmt, steht mit der Auswerteeinrichtung 32 in signaltechnischer Verbindung. Die Steuerungseinrichtung 34 weist eine Regeleinrichtung 35 auf, um bei dem Bearbeitungsprozess eine optimale Prozessqualität zu erzeugen. Die Regeleinrichtung 35 kann beispielsweise ausgebildet sein, den Schneidfrontwinkel α auf einen vorgegebenen, konstanten Wert zu regeln, indem mindestens ein Stellparameter, beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Leistung des Laserstrahls 6 geeignet beeinflusst wird.
  • Nachfolgend wird beispielhaft für den Schneidfrontwinkel α als Kenngröße für die Prozessqualität beschrieben, wie positions- und/oder richtungsabhängige Störungen bei der Bearbeitung des Werkstücks 8 mittels der Bearbeitungsmaschine 1 ermittelt werden. Wie weiter oben beschrieben wurde, wird der Schneidfrontwinkel α während des Schneidprozesses kontinuierlich von der Überwachungseinrichtung 20 erfasst. Ein jeweiliger instantan ermittelter Messwert des Schneidfrontwinkels α wird der momentanen Bearbeitungsposition BX,Y zugeordnet, die im gezeigten Beispiel einer XY-Koordinate im Arbeitsfeld der Bearbeitungsmaschine 1 entspricht. Die Zuordnung kann beispielsweise in einer Datenbank oder dergleichen gespeichert werden, die in der Auswerteeinrichtung 32, der Steuerungseinrichtung 34 oder in einem Datenspeicher 36 hinterlegt ist, der ggf. auf einem externen, zentralen Computer oder in der Cloud bereitgestellt wird. Die Zuordnung des Schneidfrontwinkels α zu den jeweiligen Bearbeitungspositionen BX,Y im Arbeitsfeld wird für eine Mehrzahl von schneidenden Bearbeitungsprozessen und somit für eine Mehrzahl von Messwerten α1 , α2 , ... αN vorgenommen, wobei N die Anzahl der Messwerte beschreibt, die typischerweise bei mehr als N = 10 liegt. Aus den Messwerten α1 , α2 , ... αN , die an einer jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y , d.h. an einer jeweiligen XY-Koordinate, in dem Arbeitsfeld ermittelt wurden, wird ein von der XY-Koordinate bzw. der XY-Position im Arbeitsfeld abhängiger Schneidfrontwinkel α(X,Y) ermittelt. Der positionsabhängige Schneidfrontwinkel α(X,Y) ist somit eine Funktion in Abhängigkeit von der XY-Koordinate.
  • Um den Einfluss des jeweiligen Bearbeitungsprozesses bzw. der jeweiligen Bearbeitungsparameter auf den positionsabhängigen Schneidfrontwinkel α(X,Y) zu eliminieren, wird eine statistische Analyse der Mehrzahl N von Messwerten α1 , α2 , ... αN durchgeführt, die zu unterschiedlichen Zeiten bzw. bei unterschiedlichen Bearbeitungsprozessen an der jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y ermittelt wurden. Im einfachsten Fall kann zur Ermittlung des positionsabhängigen Schneidfrontwinkels α(X,Y) der Mittelwert aus den Messwerten α1 , α2 , ... αN an der jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y berechnet werden. Es versteht sich, dass an Stelle des Mittelwerts auch ein anderes geeignetes statistisches Maß für die Ermittlung des positionsabhängigen Schneidfrontwinkels α(X,Y) verwendet werden kann, welches den Einfluss von Störungen, die nicht von der jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y abhängig sind, möglichst vollständig eliminiert.
  • Anhand des positionsabhängigen Schneidfrontwinkels α(X,Y) in dem Arbeitsfeld können Bearbeitungspositionen BX,Y bestimmt werden, bei denen der positionsabhängige Schneidfrontwinkel α(X,Y) so klein ist, dass die Prozessqualität gering ist oder der Prozess ggf. nicht mehr stabil verläuft. Um diese Bearbeitungspositionen BX,Y zu ermitteln, kann der positionsabhängige Schneidfrontwinkel α(X,Y) mit einem (in der Regel konstanten, d.h. nicht von der Position abhängigen) Schwellwert verglichen werden. Die Bearbeitungspositionen BX,Y , an denen der Schwellwert unterschritten wird, bilden Teilbereiche in Form von Störpositionsbereichen 37 innerhalb des Arbeitsfeldes, von denen beispielhaft zwei in 1 dargestellt sind. Die Teilbereiche des Arbeitsfeldes, die außerhalb der Störpositionsbereiche 37 liegen, bilden Vorzugspositionsbereiche für den Schneidprozess an dem Werkstück 8.
  • Bei der Bahnplanung in der Steuerungseinrichtung 34 werden die beim Schneiden zu erzeugenden Schnittkonturen der aus dem Werkstück 8 zu schneidenden Werkstückteile so gewählt, dass diese idealerweise vollständig außerhalb der Störpositionsbereiche 37 liegen bzw. dass ein möglichst geringer Teil des Bearbeitungsprozesses innerhalb der Störpositionsbereiche 37 erfolgt. Die auf die weiter oben beschriebene Weise ermittelten Störpositionsbereiche 37 der Bearbeitungsmaschine 1 können in dem Datenspeicher 36 abgespeichert werden.
  • Die Ermittlung der Störpositionsbereiche 37 auf die weiter oben beschriebene Weise kann ggf. in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt werden. Wird für die Ermittlung des positionsabhängigen Schneidfrontwinkels α eine ausreichend große Anzahl von Messwerten α1 , α2 , ... αN herangezogen, verändern sich die Störpositionsbereiche 37 in der Regel nicht bzw. nur unwesentlich, d.h. diese sind zeitlich im Wesentlichen konstant. Die Information über die Störpositionsbereiche 37 einer Mehrzahl von Bearbeitungsmaschinen 1 gleicher Bauart kann in einem gemeinsamen Datenspeicher 36 gespeichert werden. Anhand der dort gespeicherten Daten über die Störpositionsbereiche 37 und/oder über den positionsabhängigen Schneidfrontwinkel α(x, y) können Schwachstellen der Maschinenkonstruktion erkannt werden.
  • Analog zur weiter oben beschriebenen Ermittlung des positionsabhängigen Schneidfrontwinkels α(X,Y) kann der Schneidfrontwinkel α auch in Abhängigkeit von der Bearbeitungsrichtung Bφ ermittelt werden. Im einfachsten Fall wird hierbei ein momentan ermittelter Messwert für den Schneidfrontwinkel α einer jeweiligen momentanen Bearbeitungsrichtung Bφ-ohne Berücksichtigung der jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y - zugeordnet, d.h. es wird der richtungsabhängige Schneidfrontwinkel αφ der Bearbeitungsmaschine 1 unabhängig von der Bearbeitungsposition BX,Y ermittelt, indem eine Mehrzahl von Messwerten für den richtungsabhängigen Schneidfrontwinkel αφ auf die weiter oben beschriebene Weise statistisch ausgewertet wird. Bevorzugt wird der richtungsabhängige Schneidfrontwinkel αφ aber zusätzlich in Abhängigkeit von der Bearbeitungsposition BX,Y ermittelt, d.h. der richtungsabhängige Schneidfrontwinkel αφ wird anhand einer Mehrzahl von Messwerten α1 , α2 , ... αN in einer jeweiligen Bearbeitungsrichtung Bφ an ein- und derselben Bearbeitungsposition BX,Y ermittelt. Der richtungsabhängige Schneidfrontwinkel αφ(X, Y) ist somit zusätzlich von der XY-Position im Arbeitsfeld abhängig.
  • Analog zur weiter oben beschriebenen Ermittlung der Störpositionsbereiche 37 können auch Störwinkelbereiche 38 ermittelt werden, die ggf. von der jeweiligen Bearbeitungsposition BX,Y abhängig sind (s.o.). Beispielsweise kann zu diesem Zweck der jeweilige Wert für den richtungsabhängigen Schneidfrontwinkel αφ mit einem Schwellwert verglichen werden. In 1 ist beispielhaft ein Störwinkelbereich 38 an einer Bearbeitungsposition BX,Y dargestellt, der sich über ein Winkelintervall φ zwischen ca. 35° und ca. 45° erstreckt. Wie weiter oben im Zusammenhang mit der Störpositionsbereichen 37 beschrieben ist, können auch die Bearbeitungsrichtungen Bφ bei der Bearbeitung des Werkstücks 8 so gewählt werden, dass die Störwinkelbereiche 38 bei der Bearbeitung möglichst vermieden werden. Der richtungsabhängige, typischerweise zusätzlich positionsabhängige Schneidfrontwinkel αφ(X,Y) bzw. der/die Störwinkelbereiche 38 können ebenfalls in dem Datenspeicher 36 gespeichert werden, um eine Fehlerdiagnose durchführen zu können bzw. um die Arbeitsplanung zu optimieren.
  • Wie weiter oben beschrieben wurde, kann der Schneidfrontwinkel α auf einen vorgegebenen, konstanten Wert geregelt werden, indem mindestens ein Stellparameter, beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Leistung des Laserstrahls 6, geeignet beeinflusst wird. Bei einer (idealen) Regelung ist die Regelgröße zwar konstant, d.h. nicht von der Position und/oder von der Richtung abhängig, die für die Regelung verwendete(n) Messgröße(n) können aber aufgrund von Störungen positions- und/oder richtungsabhängig variieren, was bei der Regelung berücksichtigt werden sollte, um die Regelgröße, im hier beschriebenen Beispiel den Schneidfrontwinkel α, konstant zu halten.
  • Beim Laserschneiden über einen Steg der Werkstückauflage 5 kann sich z.B. ein hohes Mess-Signal einer optischen Laserschneid-Sensorik ergeben, welche die Prozessstrahlung als Messgröße erfasst. An einer solchen Bearbeitungsposition BX,Y darf daher entweder gar nicht geregelt werden oder es muss ein hoher Wert der Messgröße erwartet werden, um die Regelgröße, z.B. den Schneidfrontwinkel α, konstant zu halten. In diesem Fall handelt es sich bei dem Mess-Signal der Prozessstrahlung um eine positionsabhängige Kenngröße, die mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens ermittelt wird und deren von der Bearbeitungsposition BX,Y abhängige Variation bei der Regelung der Regelgröße auf ihren Soll-Wert berücksichtigt wird. Es versteht sich, dass ein solches Vorgehen auch für andere Kenngrößen möglich ist.
  • Beim Laserschneiden mit einem Laserstrahl 6 mit ovalem Strahlquerschnitt, der beispielsweise durch eine unrunde Innenkontur 16a der Düse 16 hervorgerufen wird, kann für das Regeln des Schnittspalts 9 auf eine konstante Breite b (Regelgröße) bspw. die Fokusposition F des Laserstrahls 6 in Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 6 (in Z-Richtung) als Stellgröße verstellt werden. Schneidet man mit der langen Seite des Laserstrahls 6 quer zum Schnittspalt 9, sollte die Fokusposition F so gewählt werden, dass der Strahlquerschnitt des Laserstrahls 6 auf dem Werkstück 9 klein ist, während beim Schneiden mit der schmalen Laserstrahlseite quer zum Schnittspalt 9 der Strahlquerschnitt im Fokus groß eingestellt werden sollte, so dass insgesamt die Breite b des Schnittspalts 9 konstant gehalten werden kann. In diesem Fall ist somit eine richtungsabhängige Einstellung der Fokuslage bzw. der Fokusposition in Z-Richtung erforderlich.
  • Mit zunehmender Betriebsdauer der Laserbearbeitungsmaschine 1 kann es zu einer Verschmutzung z.B. der Fokussierlinse 15 kommen. Die Verschmutzung kann zu einer so genannten thermischen Linse führen, die eine Veränderung der Fokusposition F (Abweichung von einer nominellen Fokusposition) zur Folge hat. Wird die Fokusposition F (in Ausbreitungsrichtung) des Laserstrahls 6 als Kenngröße bei mehreren zeitlich aufeinander folgenden Bearbeitungsprozessen an der Laserbearbeitungsmaschine 1 ermittelt, kann es daher sinnvoll sein, eine zeitliche Änderung der Messwerte bei der Ermittlung der richtungs- und/oder positionsabhängigen Fokusposition F zu berücksichtigen. Beispielsweise können bei der Ermittlung der Fokusposition F nur diejenigen Messwerte berücksichtigt werden, die bei noch nicht lange zurückliegenden Bearbeitungsprozessen ermittelt wurden und daher dem aktuellen Verschmutzungsgrad der Fokussierlinse 15 entsprechen.
  • Es versteht sich, dass das weiter oben beschriebene Verfahren auf analoge Weise auch mit anderen Kenngrößen für die Prozessqualität als dem Schneidfrontwinkel α, der Fokusposition F, etc. durchgeführt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012107331 A1 [0002, 0024, 0049, 0051]
    • WO 2015036140 A1 [0003, 0024, 0049]
    • WO 2018069291 A1 [0004, 0024, 0048]
    • DE 102005022095 A1 [0005, 0015, 0025, 0050]
    • EP 3159093 A1 [0006]
    • DE 102011079083 A1 [0007]
    • EP 1497851 [0008]

Claims (16)

  1. Verfahren zum Ermitteln mindestens einer Kenngröße (α, γ, PX,Y, Rφ) für die Prozessqualität bei einem Bearbeitungsprozess, insbesondere bei einem Laserschneidprozess, umfassend: Insbesondere schneidendes Bearbeiten eines Werkstücks (8) unter Bewegen eines Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere eines Laserbearbeitungskopfs (4), und des Werkstücks (8) relativ zueinander, Überwachen eines Bereichs (26) an dem Werkstück (8), der bevorzugt einen Wechselwirkungsbereich (17) des Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere des Laserbearbeitungskopfs (4), mit dem Werkstück (8) umfasst, sowie Ermitteln mindestens einer Kenngröße (α, γ, PX,Y, Rφ) für die Prozessqualität anhand des überwachten Bereichs (26), gekennzeichnet durch Ermitteln mindestens einer positionsabhängigen Kenngröße (α(x, y)) für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (a) an derselben Bearbeitungsposition (BX,Y) und/oder mindestens einer richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x,y)) für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (α) in derselben Bearbeitungsrichtung (Bφ), insbesondere in derselben Bearbeitungsrichtung (Bφ) an ein- und derselben Bearbeitungsposition (BX,Y).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)) und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) für die Prozessqualität eine statistische Analyse der Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kenngröße (a) während eines Bearbeitungsprozesses kontinuierlich erfasst wird und ein momentan ermittelter Messwert der Kenngröße (a) einer jeweiligen Bearbeitungsposition (BX,Y) und/oder einer jeweiligen Bearbeitungsrichtung (Bφ) zugeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem anhand der positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)) Bearbeitungspositionen (BX,Y) ermittelt werden, die mindestens einen Störpositionsbereich (37) bei der Bearbeitung bilden und/oder bei dem anhand der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) Bearbeitungsrichtungen (Bφ) bestimmt werden, die mindestens einen Störwinkelbereich (38) bei der Bearbeitung bilden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Bearbeitungspositionen (BX,Y) und/oder Bearbeitungsrichtungen (Bφ) bei der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander in Abhängigkeit von der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)), insbesondere von dem Störpositionsbereich (37), und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)), insbesondere von dem Störwinkelbereich (38), festgelegt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mehrzahl der Messwerte (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (a) bei mehreren Bearbeitungsprozessen an derselben Bearbeitungsmaschine (1) ermittelt wird und/oder die positionsabhängige Kenngröße (a(x, y)) und/oder die richtungsabhängige Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) wird/werden auf mehreren baugleichen Bearbeitungsmaschinen (1) ermittelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Mehrzahl der Messwerte (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (a) bei mehreren Bearbeitungsprozessen an derselben Bearbeitungsmaschine (1) ermittelt wird und bei dem beim Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)) und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) eine zeitliche Änderung der Messwerte (α1, ... αN) berücksichtigt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: Speichern der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)) und/oder des Störpositionsbereichs (37) und/oder der ermittelten richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x,y)) und/oder des Störwinkelbereichs (38) in einem Datenspeicher (36).
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kenngröße ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Schneidfrontwinkel (a) einer Schneidfront (9a) einer Schnittfuge (9) und Öffnungs-Winkel (γ) zwischen zwei Schnittflanken (33a,b) der Schnittfuge (9).
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kenngröße ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Positioniergenauigkeit (PX,Y) und Richtungsgenauigkeit (Rφ) beim Bewegen des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander.
  11. Bearbeitungsmaschine, insbesondere Laserbearbeitungsmaschine (1), umfassend: ein Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Laserbearbeitungskopf (4), zur insbesondere schneidenden Bearbeitung eines Werkstücks (8), eine Bewegungseinrichtung (13) zur Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander, sowie eine Überwachungseinrichtung (20) zur Überwachung eines Bereichs (26) an dem Werkstück (8), der bevorzugt einen Wechselwirkungsbereich (17) des Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere des Laserbearbeitungskopfs (4), mit dem Werkstück (8) umfasst, sowie eine Auswerteeinrichtung (32), die konfiguriert ist, anhand des überwachten Bereichs (26) mindestens eine Kenngröße (α, γ, PX,Y, Rφ) für die Prozessqualität zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (32) konfiguriert ist, mindestens eine positionsabhängige Kenngröße (a(x, y)) für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (a) an derselben Bearbeitungsposition (BX,Y) und/oder mindestens eine richtungsabhängige Kenngröße (αφ, aφ)(x, y)) für die Prozessqualität anhand einer Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) der mindestens einen Kenngröße (a) entlang derselben Bearbeitungsrichtung (Bφ), insbesondere entlang derselben Bearbeitungsrichtung (Bφ) an ein- und derselben Bearbeitungsposition (BX,Y), zu ermitteln.
  12. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 11, bei der die Auswerteeinrichtung (32) konfiguriert ist, zum Ermitteln der positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)) und/oder der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) für die Prozessqualität eine statistische Analyse der Mehrzahl von Messwerten (α1, ... αN) durchzuführen.
  13. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Überwachungseinrichtung (20) ausgebildet ist, die mindestens eine Kenngröße (a) kontinuierlich zu überwachen und bei dem die Auswerteeinrichtung (32) ausgebildet ist, einen momentan ermittelten Messwert der Kenngröße (a) einer jeweiligen Bearbeitungsposition (BX,Y) und/oder einer jeweiligen Bearbeitungsrichtung (Bφ) zuzuordnen.
  14. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Auswerteeinrichtung (32) konfiguriert ist, anhand der positionsabhängigen Kenngröße (α(x, y)) Bearbeitungspositionen (BX,Y) zu ermitteln, die mindestens einen Störpositionsbereich (37) bei der Bearbeitung bilden und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)) Bearbeitungsrichtungen (Bφ) zu ermitteln, die mindestens einen Störwinkelbereich (38) bei der Bearbeitung bilden.
  15. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, weiter umfassend: eine Steuerungseinrichtung (35) zur Steuerung der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander, die bevorzugt konfiguriert ist, Bearbeitungspositionen (B(x,y)) und/oder Bearbeitungsrichtungen (B(φ)) bei der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander in Abhängigkeit von der ermittelten positionsabhängigen Kenngröße (a(x, y)), insbesondere von dem Störpositionsbereich (37), und/oder anhand der richtungsabhängigen Kenngröße (αφ, αφ(x, y)), insbesondere von dem Störwinkelbereich (38), festzulegen.
  16. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem die Überwachungseinrichtung (20) und die Auswerteeinrichtung (32) konfiguriert sind, anhand des überwachten Bereichs (26) als Kenngröße für die Prozessqualität einen Schneidfrontwinkel (a) einer Schneidfront (9a) einer Schnittfuge (9), einen Öffnungs-Winkel (γ) zwischen zwei Schnittflanken (33a,b) der Schnittfuge (9), eine Positioniergenauigkeit (PX,Y) und/oder eine Richtungsgenauigkeit (Rφ) beim Bewegen des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks (8) relativ zueinander zu ermitteln.
DE102018217526.8A 2018-10-12 2018-10-12 Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine Pending DE102018217526A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217526.8A DE102018217526A1 (de) 2018-10-12 2018-10-12 Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine
PCT/EP2019/077612 WO2020074713A1 (de) 2018-10-12 2019-10-11 Verfahren zum ermitteln einer kenngrösse eines bearbeitungsprozesses und bearbeitungsmaschine
JP2021519882A JP7315670B2 (ja) 2018-10-12 2019-10-11 加工プロセスの特性値を求める方法および加工機械
CN201980067229.8A CN112839765B (zh) 2018-10-12 2019-10-11 用于求取加工过程的特征参量的方法和加工机
US17/226,094 US20210229220A1 (en) 2018-10-12 2021-04-09 Method for determining a parameter of a processing process and processing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217526.8A DE102018217526A1 (de) 2018-10-12 2018-10-12 Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018217526A1 true DE102018217526A1 (de) 2020-04-16

Family

ID=68318841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018217526.8A Pending DE102018217526A1 (de) 2018-10-12 2018-10-12 Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210229220A1 (de)
JP (1) JP7315670B2 (de)
CN (1) CN112839765B (de)
DE (1) DE102018217526A1 (de)
WO (1) WO2020074713A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021202350A1 (de) 2021-03-11 2022-09-15 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Erkennen einer Störung bei einem Bearbeitungsprozess und Bearbeitungsmaschine
DE102021206302A1 (de) 2021-06-18 2022-12-22 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zur Laserbearbeitung und Laserbearbeitungsanlage sowie Steuereinrichtung hierfür
DE102022101274A1 (de) 2022-01-20 2023-07-20 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Verfahren und Messanordnung zur Bestimmung der Eigenschaften einer Laserschmelzschneidvorrichtung
WO2023138834A1 (de) * 2022-01-21 2023-07-27 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Strahlschneidverfahren, computerprogramm und strahlschneidanlage

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3348345B2 (ja) * 1997-08-29 2002-11-20 株式会社豊田中央研究所 レーザによる溝加工方法
DE19852302A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung
WO2003090258A2 (en) 2002-04-19 2003-10-30 Xsil Technology Limited Laser machining
US6670574B1 (en) * 2002-07-31 2003-12-30 Unitek Miyachi Corporation Laser weld monitor
US7804043B2 (en) * 2004-06-15 2010-09-28 Laserfacturing Inc. Method and apparatus for dicing of thin and ultra thin semiconductor wafer using ultrafast pulse laser
US20060011592A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Pei-Chung Wang Laser welding control
DE102005022095B4 (de) * 2005-05-12 2007-07-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück
US8198566B2 (en) * 2006-05-24 2012-06-12 Electro Scientific Industries, Inc. Laser processing of workpieces containing low-k dielectric material
JP4940907B2 (ja) 2006-11-28 2012-05-30 パナソニック株式会社 レーザ加工方法及びその方法を用いて製造されるマイクロセル
GB0803559D0 (en) * 2008-02-27 2008-04-02 Univ Kent Canterbury Multiple path intererometer and method
DE102008052592A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Bearbeitungsanlage
JP5318544B2 (ja) * 2008-12-01 2013-10-16 株式会社ディスコ レーザ加工装置
KR20100124039A (ko) * 2009-05-18 2010-11-26 삼성전기주식회사 레이저 가공장치
IT1397985B1 (it) * 2010-02-08 2013-02-04 Prima Ind Spa Procedimento di monitoraggio della qualità di processi di lavorazione laser e relativo sistema
DE102010011253B4 (de) * 2010-03-12 2013-07-11 Precitec Kg Laserbearbeitungskopf, Robotervorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls
DE102010020183B4 (de) * 2010-05-11 2013-07-11 Precitec Kg Laserschneidkopf und Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserschneidkopfes
WO2012037694A2 (en) * 2010-09-25 2012-03-29 Queen's University At Kingston Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
US10124410B2 (en) * 2010-09-25 2018-11-13 Ipg Photonics Corporation Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials
DE102011003717A1 (de) 2011-02-07 2012-08-09 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und insbesondere zur Regelung eines Laserschneidprozesses
JP2012170989A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Suzuki Motor Corp レーザ重ね溶接方法
JP5252026B2 (ja) * 2011-05-10 2013-07-31 パナソニック株式会社 レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法
DE102011079083A1 (de) * 2011-07-13 2013-01-17 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks und Bearbeitungsvorrichtung
EP2567773B1 (de) * 2011-09-08 2017-04-19 TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Verfahren zum überprüfen der nahtqualität während eines laserschweissprozesses
FR2981287B1 (fr) * 2011-10-13 2013-12-27 Commissariat Energie Atomique Appareil et procede de decoupe au laser a impulsions de gaz asservies en frequence ou en pression
JP5189684B1 (ja) * 2012-03-07 2013-04-24 三菱重工業株式会社 加工装置、加工ユニット及び加工方法
FR2993805B1 (fr) * 2012-07-27 2014-09-12 Phenix Systems Dispositif de fabrication d'objets tridimensionnels par couches superposees et procede de fabrication associe
JP5364856B1 (ja) * 2013-02-27 2013-12-11 三菱重工業株式会社 加工装置、加工方法
EP2972479B1 (de) * 2013-03-13 2020-09-09 IPG Photonics (Canada) Inc. Verfahren und systeme zur kennzeichnung von laserbearbeitungseigenschaften durch messung von schlüssellochdynamiken mittels interferometrie
JP5947741B2 (ja) * 2013-03-29 2016-07-06 トヨタ自動車株式会社 溶接部の検査装置とその検査方法
DE102013210078B4 (de) * 2013-05-29 2015-04-30 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung, Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Bestimmung der Fokusposition eines Hochenergiestrahls
US11440141B2 (en) * 2013-09-13 2022-09-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Devices and methods for monitoring, in particular for regulating, a cutting process
DE102013218421A1 (de) * 2013-09-13 2015-04-02 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung, insbesondere zur Regelung, eines Schneidprozesses
DE102013015656B4 (de) * 2013-09-23 2016-02-18 Precitec Optronik Gmbh Verfahren zum Messen der Eindringtiefe eines Laserstrahls in ein Werkstück, Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie Laserbearbeitungsvorrichtung
EP2883647B1 (de) * 2013-12-12 2019-05-29 Bystronic Laser AG Verfahren zur Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung
US10155285B2 (en) * 2014-01-10 2018-12-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser welding method and laser welding device
CN105555465B (zh) * 2014-02-25 2017-05-10 松下知识产权经营株式会社 激光焊接方法
CN106102981B (zh) * 2014-03-12 2017-12-29 三菱电机株式会社 带照相机监视器的激光加工头装置
JP6220718B2 (ja) * 2014-03-31 2017-10-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーザ溶接良否判定方法及びレーザ溶接良否判定装置
DE102014212682A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Werkstoffart und/oder einer Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks
DE102014011569B4 (de) * 2014-08-02 2016-08-18 Precitec Optronik Gmbh Verfahren zum Messen des Abstands zwischen einem Werkstück und einem Bearbeitungskopf einer Laserbearbeitungsvorrichtung
JP2016055326A (ja) 2014-09-11 2016-04-21 新日鐵住金株式会社 レーザ切断方法及びレーザ切断装置
CN107076546B (zh) * 2014-10-20 2018-08-28 普雷茨特两合公司 用于实时测量焊缝深度的设备
DE102014117157B4 (de) * 2014-11-24 2017-02-16 Scansonic Mi Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstücken an einem Überlappungsstoß
US10807191B2 (en) * 2015-06-01 2020-10-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser welding method, laser welding conditions determining method, and laser welding system
DE102015007142A1 (de) * 2015-06-02 2016-12-08 Lessmüller Lasertechnik GmbH Messvorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem und Verfahren zum Durchführen von Positionsmessungen mittels eines Messstrahls auf einem Werkstück
US10835993B2 (en) * 2015-08-05 2020-11-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser welding method
EP3412399B1 (de) 2015-10-23 2021-04-28 Bystronic Laser AG Verfahren zur kontrolle von laserschneidvorgängen im hochleistungsbereich mit schneidvorgangunterbrechung entsprechende vorrichtung und computerprogrammprodukt
DE102016005021A1 (de) * 2016-04-22 2016-09-01 Precitec Optronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Tiefe der Dampfkapillare während eines Bearbeitungsprozesses mit einem Hochenergiestrahl
JP6342949B2 (ja) * 2016-05-17 2018-06-13 ファナック株式会社 反射光を抑制しながらレーザ加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法
DE102016219927B4 (de) 2016-10-13 2018-08-30 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung eines thermischen Schneidprozesses
DE102017114033B4 (de) * 2017-06-23 2021-11-25 Precitec Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Abstandsmessung für ein Laserbearbeitungssystem, und Laserbearbeitungssystem
DE102017117413B4 (de) * 2017-08-01 2019-11-28 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren zur optischen Messung der Einschweißtiefe
JP6851000B2 (ja) * 2017-10-26 2021-03-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法
CN111954584B (zh) * 2018-04-13 2022-11-18 松下知识产权经营株式会社 激光焊接方法以及激光焊接装置
EP3778099A4 (de) * 2018-04-13 2021-07-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laserschweissverfahren
CN111347157B (zh) * 2018-12-21 2023-04-28 松下知识产权经营株式会社 激光焊接装置以及激光焊接方法
DE102019103734A1 (de) * 2019-02-14 2020-08-20 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserbearbeitungssystem zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls und Verfahren zum Steuern eines Laserbearbeitungssystems
CN111940910A (zh) * 2019-05-16 2020-11-17 松下知识产权经营株式会社 激光加工装置、激光加工方法以及修正数据生成方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021202350A1 (de) 2021-03-11 2022-09-15 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Erkennen einer Störung bei einem Bearbeitungsprozess und Bearbeitungsmaschine
WO2022189062A1 (de) 2021-03-11 2022-09-15 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum erkennen einer störung bei einem bearbeitungsprozess und bearbeitungsmaschine
DE102021202350B4 (de) 2021-03-11 2022-10-06 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Erkennen einer Störung bei einem Bearbeitungsprozess und Bearbeitungsmaschine
DE102021206302A1 (de) 2021-06-18 2022-12-22 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zur Laserbearbeitung und Laserbearbeitungsanlage sowie Steuereinrichtung hierfür
WO2022263207A1 (de) 2021-06-18 2022-12-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur laserbearbeitung und laserbearbeitungsanlage sowie steuerungseinrichtung hierfür
DE102022101274A1 (de) 2022-01-20 2023-07-20 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Verfahren und Messanordnung zur Bestimmung der Eigenschaften einer Laserschmelzschneidvorrichtung
WO2023138834A1 (de) * 2022-01-21 2023-07-27 TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG Strahlschneidverfahren, computerprogramm und strahlschneidanlage

Also Published As

Publication number Publication date
JP7315670B2 (ja) 2023-07-26
JP2022515952A (ja) 2022-02-24
CN112839765A (zh) 2021-05-25
US20210229220A1 (en) 2021-07-29
CN112839765B (zh) 2024-01-16
WO2020074713A1 (de) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3213857B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überwachung, insbesondere zur regelung, eines schneidprozesses
DE102018217526A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Kenngröße eines Bearbeitungsprozesses und Bearbeitungsmaschine
EP0414869B1 (de) Verfahren zur qualitätssicherung beim laserstrahlschweissen und -schneiden
EP2675588B1 (de) Verfahren zur kontrolle einer schneidenden bearbeitung an einem werkstück
DE102012001609B3 (de) Laserbearbeitungskopf
DE102014000330B3 (de) Verfahren zur Überwachung und Regelung der Fokuslage eines Bearbeitungslaserstrahls beim Laserschneiden
DE102018129407B4 (de) Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls und Laserbearbeitungssystem zum Durchführen des Verfahrens
DE10335501A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen oder Schneiden mit Laserstrahl
EP3525975A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung und zur regelung einer fokusposition eines bearbeitungsstrahls
WO2006094488A1 (de) Verfahren zur vermessung von phasengrenzen eines werkstoffes bei der bearbeitung mit einem bearbeitungsstrahl mit einer zusätzlichen beleuchtungsstrahlung und einem automatisierten bildverarbeitungsalgorithmus sowie zugehörige vorrichtung
EP3525973A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überwachung eines thermischen schneidprozesses
WO2018219860A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines laserbearbeitungsprozesses
EP2894004A1 (de) Laserbearbeitungsvorrichtung mit einer Kamera und einem angetriebenen Spiegel
DE102018217940A1 (de) Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks
DE102018217919A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer korrigierten Bearbeitungskopf-Position und Bearbeitungsmaschine
DE102021202350B4 (de) Verfahren zum Erkennen einer Störung bei einem Bearbeitungsprozess und Bearbeitungsmaschine
DE102021107544B4 (de) Verfahren zur Normierung von Sensorsignalen für die Überwachung eines Laserbearbeitungsprozesses, Verfahren zum Überwachen eines Laserbeitungsprozesses und Laserbearbeitungssystem
DE102022106605A1 (de) Laserbearbeitungsverfahren und Laserbearbeitungsmaschine
EP4368330A1 (de) Steuerung einer laserschneidmaschine mittels luftschallsignalen
WO2022263207A1 (de) Verfahren zur laserbearbeitung und laserbearbeitungsanlage sowie steuerungseinrichtung hierfür
DD299950A5 (de) Verfahren zur Qualitätssicherung beim Laserstrahlschweißen und -schneiden

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: KUEMMEL, FELIX, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN SE + CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN GMBH + CO. KG, 71254 DITZINGEN, DE

R016 Response to examination communication