DE19847365C2 - Verfahren zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines aus einem Bearbeitungskopf austretenden Bearbeitungsstrahls - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Bearbeitung ei­ nes Werkstücks mittels eines aus einem Bearbeitungskopf austretenden Bearbeitungsstrahls, insbesondere ein Verfahren zum Erkennen des Schnittabrisses bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laser­ strahls, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE 196 44 101 C1 ist ein Verfahren zum Erkennen des Strahl­ durchtritts bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laser­ strahls bekannt, bei dem die Lichtemission des bei der Bearbeitung des Werkstücks an der Bearbeitungsstelle entstehenden Plasmas ausgewertet wird. Die durch optische und am Laserbearbeitungskopf angeordnete Sen­ soren detektierte und vom Plasma kommende Strahlungsintensität dient dabei als Indikator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art bereitzustellen, bei dem die Überwachung der Bearbeitung des Werkstücks ohne Verwendung optischer Sensoren durchgeführt wer­ den kann. Darüber hinaus soll eine zur Durchführung des Verfahrens ge­ eignete Vorrichtung angegeben werden.

Die verfahrensseitige Lösung findet sich im Patentanspruch 1. Vorteilhaf­ te Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen. Da­ gegen ist die vorrichtungsseitige Lösung im Patentanspruch 9 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen derselben sind in den Unteransprüchen 10 bis 14 genannt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines aus einem Bearbeitungskopf austretenden Bearbeitungsstrahls mit Hilfe eines LC- Generators, dessen Kapazität durch eine zwischen Bearbeitungskopf und Werkstück vorhandene Meßkapazität gebildet ist, ein Generatoraus­ gangssignal erzeugt wird, dessen Amplitude zur Bildung eines Status­ signals auf das Auftreten einer vorbestimmten Änderung hin überwacht wird.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine beispielsweise durch die DE 44 42 238 C1 bereits bekannte kapazitive Abstandssensorik nicht nur zur Ermittlung des Abstandes zwischen Werkstück und Bearbeitungskopf sondern auch zur Überwachung der Be­ arbeitung des Werkstücks verwendet werden kann. Bei der Bearbeitung kann es sich um irgendein Bearbeitungsverfahren, z. B. Schneiden oder Schweißen, handeln, bei dem am Werkstück ein Plasma gebildet wird.

Der Erfindung liegt zugrunde, daß dieses Plasma z. B. im Falle eines Schneidevorgangs unterhalb des Bearbeitungskopfes bei Erreichen der Grenze einer möglichen Schnittgeschwindigkeit immer intensiver wird. Es wird dann nicht mehr durch das Werkstück hindurchgeblasen. Elektrisch läßt sich das Plasma als Widerstand mit parallel geschalteter Rauschquel­ le beschreiben. Dieser Widerstand mit parallel geschalteter Rauschquelle liegt dann als Parallelschaltung zur abstandabhängigen Kapazität C_M' zwischen einer z. B. Cu-Spitze des Bearbeitungskopfes und dem Werk­ stück.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nach wie vor die zwischen Be­ arbeitungskopf und Werkstück vorhandene abstandsabhängige Kapazität C_M' unabhängig vom Plasmawiderstand bestimmt werden. Dazu wird die Meßkapazität C_M in einen LC-Generator eingebunden. Bei dem LC-Gene­ rator kann es sich z. B. um einen allgemein bekannten emittergekoppelten LC-Oszillator handeln, der als kapazitives Element die Meßkapazität C_M enthält, was später genauer erläutert wird.

Erfolgt keine Bearbeitung des Werkstücks mittels des Bearbeitungs­ strahls, so wird allein die zwischen Bearbeitungskopf und Werkstück vor­ handene abstandsabhängige Kapazität C_M' in den LC-Generator einge­ bunden. Erst mit Bildung des Plasmas treten parallel zu der abstandsab­ hängigen Kapazität C_M' der vom gebildeten Plasma abhängige Widerstand und die Rauschquelle hinzu, die jedoch praktisch keine Wirkung auf die Frequenz des vom LC-Generator erzeugten Generatorausgangssignals ha­ ben.

Durch Einbindung der Meßkapazität C_M in den LC-Generator erzeugt die­ ser also ein Generatorausgangssignal, dessen Frequenz allein von der ab­ standsabhängigen Kapazität C_M' zwischen Bearbeitungskopf und Werk­ stück bestimmt ist. Dagegen wirken auf die Amplitude des erzeugten Ge­ neratorausgangssignals der Widerstand und die parallel geschaltete Rauschquelle des Plasmas.

Die Amplitude des Generatorausgangssignals und der Rauschquelle kön­ nen somit als Plasmaindikatoren dienen. Durch geeignete Auswertung dieser Amplitude kann der Bearbeitungsvorgang überwacht und beein­ flußt werden.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem Generatorausgangssignal die Trägerfrequenz des LC-Generators her­ ausgefiltert bzw. durchgelassen.

Auf diese Weise werden aus dem Generatorausgangssignal charakteristi­ sche Amplitudenwerte bezüglich des Widerstandes des Plasmas erhalten, wodurch ein aussagekräftigeres Signal erhalten wird, aus dem sich we­ sentlich exakter Rückschlüsse auf den Bearbeitungsvorgang ziehen las­ sen.

Nach einer anderen Weiterbildung des Verfahrens werden aus dem Gene­ ratorausgangssignal die Rauschfrequenzen eines durch Plasmabildung erzeugten Rauschsignals herausgefiltert bzw. hindurchgelassen.

Da sich die Amplitude des Generatorausgangssignals aufgrund der vom Plasma erzeugten Rauschspannung ändert, kann auch nur die Amplitude des Rauschens auf das Auftreten einer vorbestimmten Änderung hin über­ wacht werden.

Alternativ können auch die Trägerfrequenz und die Rauschfrequenzen aus dem Generatorausgangssignal herausgefiltert werden, um das auf diese Weise erhaltene zum Widerstand Z_P proportionale Signal auszuwerten.

Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die heraus­ gefilterten Signale gleichgerichtet, und aus dem Generatorausgangssignal bzw. den aus ihm herausgefilterten Signalen werden jeweils mindestens zwei unterschiedliche Mittelwerte gebildet, die zur Erzeugung des Status­ signals zueinander in Beziehung gesetzt werden.

Dabei können die verschiedenen Mittelwerte simultan oder sequentiell er­ zeugt werden. Im Falle der sequentiellen Erzeugung der Mittelwerte müs­ sen sie, oder wenigstens einer von ihnen, zwischengespeichert werden.

Die Mittelwerte lassen sich z. B. durch Tiefpaßfilterung mit unterschiedli­ chen Zeitkonstanten erzeugen. Ein Tiefpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 10 Hz kann z. B. zur Bildung eines ersten Mittelwerts herangezogen werden, bei dem noch schnelle Änderungen des Generatorausgangs­ signals erkennbar sind. Zur Bildung des zweiten Mittelwerts kann ein Tief­ paßfilter mit einer geringeren Grenzfrequenz dienen, so daß sich dieser Mittelwert als Referenz verwenden läßt. Subtrahiert man z. B. beide Mittel­ werte voneinander, bleibt die schnelle Änderung im Generatorausgangs­ signal übrig und kann zur Erzeugung eines Statussignals dienen. Die Grenzfrequenzen der beiden Tiefpaßfilter könnten z. B. bei 10 und 1 Hz liegen.

Nach einer noch anderen Ausgestaltung des Verfahrens wird aus dem Ge­ neratorausgangssignal bzw. den aus ihm herausgefilterten Signalen je­ weils mindestens ein Mittelwert gebildet, der zur Erzeugung des Status­ signals mit einem vorgegebenen Referenzwert in Beziehung gesetzt wird. Der Referenzwert kann z. B. einstellbar sein.

Der zuletzt genannte Mittelwert kann z. B. mit einem Tiefpaßfilter geringer Grenzfrequenz (z. B. 1 Hz) gebildet werden, so daß durch seinen Vergleich mit dem Referenzwert auch langsame Veränderungen der Amplitude des Generatorausgangssignals detektiert werden können.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Bearbeitungsstrahl ein Laserstrahl verwendet. Alternativ ist auch ein anderer Be­ arbeitungsstrahl denkbar, sofern er bei Auftreffen auf ein metallisches Werkstück ein Plasma an der Bearbeitungsstelle erzeugen kann.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines aus einem Bearbeitungskopf austretenden Bearbeitungsstrahls enthält einen LC-Generator, dessen Kapazität durch eine zwischen Bearbeitungskopf und Werkstück vorhandene Meßkapazi­ tät gebildet ist; mindestens ein ausgangsseitig mit dem LC-Generator ver­ bundenes Filter zur Frequenzfilterung des Generatorausgangssignals; und eine dem Filter nachgeschaltete Auswerteeinrichtung zur Auswer­ tung des aus dem Generatorsignal herausgefilterten Signals. Darüber hin­ aus kann ausgangsseitig mit dem LC-Generator auch ein Frequenz/Span­ nungs-Umsetzer verbunden sein, um neben der Auswertung der Amplitu­ de des Generatorausgangssignals auch dessen Frequenz zur Abstands­ messung auszuwerten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist durch das Filter die Träger­ frequenz des LC-Generators herausfilterbar. Das Filter arbeitet hier als Bandpaßfilter.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist durch das Filter die Rauschfrequenz eines durch Plasmabildung erzeugten Rauschsignals aus dem Generatorausgangssignal herausfilterbar. Auch hier arbeitet das Fil­ ter als Bandpaßfilter.

Denkbar sind auch zwei Filter, die ausgangsseitig mit dem LC-Generator verbunden sind, um die Trägerfrequenz und das Rauschen herauszufil­ tern.

Dem jeweiligen Filter kann ein Gleichrichter unmittelbar nachgeschaltet sein.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel enthält die Auswerteeinrichtung zwei parallel liegende und unterschiedliche Zeitkonstanten aufwei­ sende Tiefpaßfilter, die jeweils einem der genannten Filter nachgeschaltet sind, um unterschiedliche Mittelwerte des gefilterten Generatorausgangs­ signals zu erhalten, sowie eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen dieser Mittelwerte miteinander.

Die Tiefpaßfilter können auch beiden oben genannten Filter nachgeschal­ tet sein.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Auswerteeinrichtung ein dem jeweiligen Filter nachgeschaltetes Tiefpaßfilter zur Mittelwertbil­ dung des gefilterten Generatorausgangssignals auf, eine Einrichtung zur Lieferung eines Referenzwertes sowie eine Vergleichseinrichtung, um den gebildeten Mittelwert mit dem Referenzwert zu vergleichen.

Der Referenzwert kann dabei alternativ fest oder einstellbar sein, ebenso wie das Tiefpaßfilter.

Möglich ist auch, daß die Auswerteeinrichtung sowohl die zwei oben ge­ nannten parallelen Tiefpaßfilter zusammen mit der Vergleichseinrichtung als auch das eine Tiefpaßfilter zusammen mit der dazugehörenden Ver­ gleichseinrichtung und der Einrichtung zur Lieferung des Referenzwertes enthält.

Die Auswerteeinrichtung kann auch anstelle der Tiefpaßfilter andere Mit­ tel zur Mittelwertbildung enthalten, z. B. Mittel für die arithmetische Mit­ telwertbildung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiel für das Schneiden eines Werkstücks mittels Laserstrahl unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild einer zwischen einem Laserbearbeitungskopf und einem Werkstück vorhandenen Meßkapazität;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine Schaltung eines LC-Generators mit eingebundener Meßkapazi­ tät C_M; und

Fig. 4 zwei Amplitudenverläufe (Y₁; Y₂), in denen ein Schnittabriß erkenn­ bar ist.

Fig. 1 zeigt einen Laserbearbeitungskopf 1 mit einer an seiner Spitze aus­ gebildeten Sensorelektrode 2, z. B. einer Cu-Elektrode. Die Sensorelektro­ de 2 dient zur Bildung einer Meßkapazität C_M zwischen dem Laserbearbei­ tungskopf 1 und einem Werkstück 3.

Außerdem zeigt die Figur ein Ersatzschaltbild der Meßkapazität C_M wäh­ rend eines Bearbeitungsvorgangs mit Plasmabildung. Die Meßkapazität C_M wird dabei gebildet durch eine abstandsabhängige Kapazität C_M', zu der parallel ein das Plasma darstellender Widerstand sowie eine durch das Plasma verursachte Rauschquelle liegen. Erfolgt keine Bearbeitung des Werkstücks 3, so ist die Meßkapazität C_M zwischen dem Laserbearbei­ tungskopf 1 bzw. der Sensorelektrode 2 und dem Werkstück 3 gleich der abstandsabhängigen Kapazität C_M'.

Bei der Bearbeitung des Werkstücks 3 trifft ein aus dem Bearbeitungskopf austretender Laserstrahl (nicht gezeigt) auf das Werkstück 3, wodurch dieses am Bearbeitungspunkt sehr stark erhitzt wird, so daß Werkstoff­ material bei Zufuhr von Sauerstoff verbrennt (Plasmabildung). Das Plas­ ma ist in der Figur als Widerstand Z_P mit parallel geschalteter Rausch­ quelle Q_R beschrieben, die während der Bearbeitung des Werkstücks 3 pa­ rallel zur abstandsabhängigen Kapazität C_M' vorhanden sind. Die wäh­ rend der Bearbeitung des Werkstücks 3 vorhandene Meßkapazität C_M läßt sich also durch die abstandsabhängige Kapazität C_M' mit parallel geschal­ teter Impedanz Z_P und parallel geschalteter Rauschquelle Q_R darstellen.

Während C_M' ein Maß für den Abstand zwischen Laserbearbeitungskopf 1 und Werkstück 3 ist, dient der Widerstand Z_P zusammen mit der Rausch­ quelle Q_R als Indikator für die Intensität des Plasmas.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Ersatzschaltung der Meßkapazität C_M ist in Fig. 2 in einen LC-Generator G eingebunden. Bei dem LC-Generator G handelt es sich z. B. um einen emittergekoppelten LC-Oszillator, dessen übrige Be­ standteile durch Block 4 symbolisiert sind. Die Schaltung des LG-Genera­ tors G mit der eingebundenen Meßkapazität C_M wird später bei der Be­ schreibung von Fig. 3 genauer erläutert.

Durch das Einbinden der Meßkapazität C_M in den LC-Generator G erzeugt dieser ein Generatorausgangssignal 5, dessen Frequenz von der abstands­ abhängigen Kapazität C_M' und dessen Amplitude vom Widerstand Z_P bzw. der Rauschquelle Q_R bestimmt ist. Genauer gesagt ist die Amplitude pro­ portional zum Widerstand Z_P.

Mittels eines dem LC-Generator G nachgeschalteten Frequenz/Span­ nungs-Umsetzers 6 kann das Generatorausgangssignal 5 auf allgemein bekannte Weise zur Abstandsmessung zwischen Laserbearbeitungskopf 1 und Werkstück 3 verwendet werden, da der Widerstand Z_P und die Rauschquelle Q_R praktisch keinen Einfluß auf die Frequenz des LC-Gene­ rator G haben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ausgangsseitig mit dem LC-Generator G ein Filter 7 verbunden, das aus dem Generatorausgangssignal 5 die Trägerfrequenz des LC-Generators G herausfiltert bzw. diese hindurchläßt. Ausgangssei­ tig mit dem Filter 7 ist weiterhin ein Gleichrichter 8 gekoppelt, um ein gleichgerichtetes Signal zu erzeugen. Ausgangsseitig mit dem Filter 8 ist dann eine Auswerteeinrichtung 9 gekoppelt, um den Amplitudenverlauf des an der Auswerteeinrichtung 9 anliegenden Signals auszuwerten.

Fig. 2 zeigt ferner einen dem LC-Generator G nachgeschalteten Fil­ ter/Gleichrichter-Zweig parallel zum Filter 7 und Gleichrichter 8. Dieser Zweig enthält ein Filter 10 und einen nachgeschalteten Gleichrichter 11. Das Filter 10 ist derart dimensioniert, daß es nur die Rauschfrequenzen des im Generatorausgangssignal 5 enthaltenen Rauschsignals durchläßt. Am Ausgang des Gleichrichters 11 erhält man somit ein Signal, dessen Amplitudenverlauf proportional zum Rauschsignal der Rauschquelle Q_R ist. Zwar nicht in Fig. 2 gezeigt, aber offensichtlich, kann auch dieses Signal alternativ oder zusätzlich zum Ausgangssignal des Gleichrichters 8 an den Eingang der Auswerteeinrichtung 9 gelegt werden.

Die Auswerteeinrichtug 9 enthält ein erstes Tiefpaßfilter 12, das eine Grenzfrequenz von etwa 10 Hz aufweist und an dem das gefilterte und gleichgerichtete Signal anliegt. Am Ausgang des Tiefpaßfilters 12 er­ scheint dann der mit kleinerer Zeitkonstante gebildete Mittelwert M1. Er wird einem positiven Eingang eines Komparators 13 zugeführt, an dessen Ausgang ein Statussignal 14 ausgegeben wird.

Ferner wird das am Ausgang des Gleichrichters 8 erhaltene Signal einem zweiten Tiefpaßfilter 15 zugeführt, das parallel zum ersten Tiefpaßfilter 12 liegt und eine vom Tiefpaßfilter 12 unterschiedliche Grenzfrequenz, z. B. 1 Hz, aufweist.

Am Ausgang des Tiefpaßfilters 15 erscheint dann der mit größerer Zeitkon­ stante gebildete Mittelwert M2. Dabei ist der Ausgang des zweiten Tiefpaß­ filters 15 über einen Spannungsteiler 16 mit Masse verbunden. Über einen Mittelabgriff 17 des Spannungsteilers 16 wird der mit größerer Zeitkon­ stante gebildete Mittelwert M2 in seiner Amplitude eingestellt und zum ne­ gativen Eingang des Komparators 13 übertragen.

Bildet sich zum Beispiel beim Laserschneiden im Falle eines Schnittabris­ ses schlagartig vergleichsweise viel Plasma unterhalb der Sensorelektrode 2, so wird der Mittelwert M1 größer als der Mittelwert M2. Jetzt liegt am Ausgang des Komparators 13 ein hoher Signalpegel an. Unterbleibt dagegen die plötzliche Plasmabildung, etwa im Falle eines einwandfreien Schneidens, so bleibt M1 auf einem niedrigen Wert. Der Ausgang des Kom­ parators 14 bleibt daher ebenfalls auf einem niedrigen Pegel. Abhängig vom Statussignal 14 kann dann die weitere Bearbeitung des Werkstücks 3 gesteuert werden.

In der Auswerteeinrichtung 9 befindet sich ferner ein zweiter Komparator 18, dessen positiver Eingang mit dem Ausgang des zweiten Tiefpaßfilters 15 verbunden ist, und dessen negativer Eingang in Verbindung mit dem Mittelabgriff 19 eines zweiten Spannungsteilers 20 steht. Der durch einen Schleifwiderstand gebildete Spannungsteiler 20 liegt einseitig auf Masse und mit seiner anderen Seite am Ausgang einer Referenzgleichspannungs­ quelle 21. Am Ausgang des Komparators 18 erscheint somit ein zweites Statussignal 22, das langsamere Veränderungen der Amplitude des Gene­ ratorausgangssignals berücksichtigt.

Wird z. B. das Werkstück 3 mittels des Laserstrahls kontinuierlich ge­ schnitten, so liegt am positiven Eingang des Komparators 18 ein nur sehr kleines Signal an. Bei entsprechender Einstellung des Spannungsteilers 20 kann der Ausgang des Komparators 18 daher auf niedrigem Pegel lie­ gen. Tritt allerdings der Fall ein, daß infolge von Temperatur- oder Mate­ rialänderungen des Werkstücks 3 dieses nicht mehr vollständig zerschnit­ ten wird, so steigt der Mittelwert M2 langsam an und zieht daher den Aus­ gang des zweiten Komparators 18 auf hohen Pegel. Diese Ausgangssigna­ länderung kann dazu verwendet werden, den Schneidevorgang abzubre­ chen, Laserleistung zu erhöhen, usw.

Fig. 3 zeigt einen in der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendeten LC-Gene­ rator G. Dieser enthält einen Transistor T₁, dessen Kollektoranschluß auf Masse liegt, und dessen Basisanschluß mit einer Induktivität L und der Meßkapazität C_M in einem gemeinsamen Verbindungspunkt gekoppelt ist. Die jeweils anderen Anschlüsse der Induktivität L und der Meßkapazi­ tät C_M liegen ebenfalls auf Masse. Der LC-Generator G enthält ferner einen Transistor T₂, dessen Basisanschluß auf Masse liegt, und dessen Kollektoranschluß mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt von der Induktivi­ tät L und der Meßkapazität C_M verbunden ist. Die Emitteranschlüsse der Transistoren T₁ und T₂ sind direkt miteinander verbunden, wobei über ei­ nen gemeinsamen Verbindungspunkt ein Widerstand R_E jeweils mit den Emitteranschlüssen von T₁ und T₂ gekoppelt ist. Wie ferner in Fig. 3 ge­ zeigt, ist dem Ausgang 23 eine Verstärkereinheit 24 vorgeschaltet.

Der in Fig. 3 gezeigte Generator G ist als Differenzverstärker realisiert. Da das Basispotential von T₁ mit dem Kollektorpotential von T₂ in Phase ist, kann man die Mitkopplung durch direkte Verbindung erzeugen. Die Schleifenverstärkung ist zur Steilheit der Transistoren proportional. Sie läßt sich durch Änderung des Emitterstromes in weiten Grenzen einstel­ len. Am Ausgang 23 des LC-Generators G erhält man dann das Generator­ ausgangssignal, dessen Frequenz von der abstandsabhängigen Kapazität C_M' und dessen Amplitude vom Widerstand des Plasmas sowie von dem durch das Plasma erzeugten Rauschen bestimmt ist.

Fig. 4 zeigt zwei mögliche alternative Amplitudenverläufe Y₁, Y₂ eines am Ausgang des Tiefpaßfilters 12 vorliegenden Signals für einen Schneidvor­ gang mittels Laserstrahl. In diesem Fall weist das Tiefpaßfilter 12 eine Grenzfrequenz von etwa 10 Hz auf. Auf der x-Achse ist die Bearbeitungs­ zeit des Werkstücks in Sekunden aufgetragen. Die y-Achsen zeigen ent­ sprechende Amplitudenwerte.

Während die untere Kurve (Y₁) proportional zum Widerstand Z_P des Plas­ mas verläuft, ist die obere Kurve (Y₂) proportional zu dem vom Plasma er­ zeugten Rauschen Q_R.

Beide Kurvenverläufe zeigen bei etwa 18 Sekunden Bearbeitungszeit einen deutlichen sprunghaften Amplitudenanstieg. Das beim Schneiden gebil­ dete Plasma wird an dieser Stelle nicht mehr durch das Werkstück hin­ durch weggeblasen, sondern sammelt sich auf der zum Laserbearbei­ tungskopf 1 weisenden Seite des Werkstücks 3 an der Bearbeitungsstelle. Dies hat einen sprunghaften Anstieg des Plasmawiderstandes Z_P und des Pegels des vom Plasma erzeugten Rauschsignals zur Folge, was sich im Kurvenverlauf deutlich wiederspiegelt. Mit anderen Worten schneidet der Laserstrahl das Werkstück an dieser Stelle nicht mehr vollständig durch.

Claims (14)

1. Verfahren zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks (3) mittels eines aus einem Bearbeitungskopf (1) austretenden Bearbeitungs­ strahls, bei dem mittels eines LC-Generators (G), dessen Kapazität durch eine zwischen Bearbeitungskopf (1) und Werkstück (3) vorhandene Meß­ kapazität (C_M) gebildet ist, ein Generatorausgangssignal (5) erzeugt wird, dessen Amplitude zur Bildung eines Statussignals (14, 22) auf das Auftre­ ten einer vorbestimmten Änderung hin überwacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Generatorausgangssignal (5) die Trägerfrequenz des LC-Generators (G) herausgefiltert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Generatorausgangssignal (5) die Rauschfrequenzen eines durch Plasmabildung erzeugten Rauschsignals herausgefiltert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die herausgefilterten Signale gleichgerichtet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß aus dem Generatorausgangssignal (5) bzw. den aus ihm heraus­ gefilterten Signalen jeweils mindestens zwei unterschiedliche Mittelwerte (M1, M2) gebildet werden, die zur Erzeugung des Statussignals (14, 15) zu­ einander in Beziehung gesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß aus dem Generatorausgangssignal (5) bzw. den aus ihm heraus­ gefilterten Signalen jeweils mindestens ein Mittelwert (M2) gebildet wird, der zur Erzeugung des Statussignals (22) mit einem vorgegebenen Refe­ renzwert (Ref) in Beziehung gesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwerte durch Tiefpaßfilterung mit unterschiedlichen Zeitkon­ stanten gebildet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Bearbeitungsstrahl ein Laserstrahl verwendet wird.

9. Vorrichtung zur Überwachung der Bearbeitung eines Werkstücks (3) mittels eines aus einem Bearbeitungskopf (1) austretenden Bearbeitungs­ strahls, enthaltend: einen LC-Generator (G), dessen Kapazität durch eine zwischen Bearbeitungskopf (1) und Werkstück (3) vorhandene Meßkapazi­ tät gebildet ist; mindestens ein ausgangsseitig mit dem LC-Generator (G) verbundenes Filter (7; 10) zur Frequenzfilterung des Generatorausgangs­ signals (5); und eine dem Filter (7; 10) nachgeschaltete Auswerteeinrich­ tung (9) zur Auswertung des aus dem Generatorausgangssignal (5) her­ ausgefilterten Signals.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Filter (7; 10) die Trägerfrequenz des LC-Generators (G) herausfilterbar Ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Filter (7; 10) die Rauschfrequenz eines durch Plasmabil­ dung erzeugten Rauschsignals aus dem Generatorausgangssignal (5) her­ ausfilterbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem jeweiligen Filter (7; 10) ein Gleichrichter (8; 11) nach­ geschaltet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (9) zwei parallel liegende und un­ terschiedliche Zeitkonstanten aufweisende Tiefpaßfilter (12; 15) enthält, die jeweils einem der genannten Filter (7; 10) nachgeschaltet sind, um un­ terschiedliche Mittelwerte (M1; M2) des gefilterten Generatorausgangs­ signals (5) zu erhalten, sowie eine Vergleichseinrichtung (13) zum Verglei­ chen dieser Mittelwerte (M1; M2) miteinander.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (9) ein dem jeweiligen Filter (7; 10) nachgeschaltetes Tiefpaßfilter (15) zur Mittelwertbildung des gefilterten Generatorausgangssignals (5) aufweist, eine Einrichtung (21) zur Liefe­ rung eines Referenzwertes enthält sowie ferner eine Vergleichseinrichtung (18) umfaßt, um den gebildeten Mittelwert (M2) mit dem Referenzwert (Ref) zu vergleichen.