DE4423409C2 - Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls - Google Patents
Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines LaserstrahlsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE 42 17 292 A1 bekannt. Bei
diesem bekannten Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels ei
nes Laserstrahls unter Verwendung einer zum Werkstück positionierba
ren Sensorelektrode wird an letztere ein elektrisches Wechselsignal ange
legt um eine zwischen Sensorelektrode und Werkstück vorhandene Meß
kapazität durch Auswertung einer Änderung des Wechselsignals infolge
der Meßkapazität zu ermitteln.
Aus der GB 2 246 733 A ist es ferner bereits bekannt, beim Schweißen mit
tels eines Laserstrahls die elektrische Ladungsverteilung des durch den
Laserstrahl erzeugten Plasmas zu beobachten. Hierzu wird zwischen der
Spitze einer Schweißdüse und dem Werkstück eine infolge des Plasmas
auftretende Potentialdifferenz gemessen, die sich aufgrund eines Micro
stromflusses im Plasma ergibt. Diese Potentialdifferenz hängt von der
räumlichen und zeitlichen Verteilung der Elektronen-/Ionendichte ent
lang der Strahlachse ab.
Nicht zuletzt ist aus der DE 41 32 651 C1 eine Vorrichtung zum berüh
rungslosen Erfassen von Daten einer thermischen Bearbeitungsmaschine
mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug und einem Werkstück be
kannt, bei der das Werkstück an einen Wechselspannungsgenerator ange
schlossen und mit einem Wechselspannungssignal beaufschlagbar ist.
Dadurch wirkt das Werkstück als Sender. Ihr gegenüberliegend ist ein
Empfänger angeordnet, der mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, die
Feldänderungen erfaßt.
Ein entscheidendes Qualitätskriterium beim Laserschweißen ist der
Durchschweißungsgrad, der äußerlich z. B. durch das Vorhandensein und
die Breite einer Nahtwurzel beurteilt werden kann. Allerdings ist für eine
Kontrolle der Nahtwurzel eine Sichtverbindung zwischen Nahtwurzel und
Kontrollsystem (Sensor oder Mensch) erforderlich. Diese Sichtverbindung
ist in fast allen Anwendungen nicht gegeben, da die Nahtwurzel üblicher
weise auf der vom Lasereintritt abgewandten Werkstückseite liegt. Auf
dieser Seite sind Sensormontagen meist nur schwer und der Aufenthalt
von Menschen gar nicht möglich, da diese Seite entweder auf einer Trans
portmechanik des Werkstücks liegt oder ins Innere eines Gehäuses, und
dergleichen, weist.
Es wurden bereits optische und akustische Meßtechniken zur Ermittlung
des Durchschweißungsgrads entwickelt, die sich auch von der Strahlein
trittsseite aus einsetzen lassen. Hierbei hat man sich den Umstand zunut
ze gemacht, daß beim Lasertiefschweißen im Schmelzbad entlang des ein
fallenden Laserstrahls eine Dampfkapillare entsteht. Diese Kapillare ent
läßt den in ihr erzeugten Dampf diskontinuierlich in bestimmten Interval
len. Dabei liegen die Intervalle im Bereich von einigen hundert Hz bis ca. 1
kHz. Versuche haben gezeigt, daß die Frequenzen der Dampfabgabe in ei
nem Werkstück bei durchschweißten Nähten und bei nicht durchschweiß
ten Nähten voneinander verschieden sind. Um diese Frequenzen optisch
oder akustisch erfassen zu können, mußten aufwendige Sensoren mit der
Laserbearbeitungsdüse mitbewegt werden, was aufgrund des zusätzli
chen Raumbedarfs erhebliche Probleme insbesondere bei der dreidimen
sionalen Werkstückbearbeitung mit sich brachte. Optische und akusti
sche Sensoren sind darüber hinaus außerordentlich störanfällig.
Aus der DE 37 20 249 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Schweißen oder
Schneiden von Werkstücken mit Hilfe eines Laserstrahls bekannt, der
über der betreffenden Bearbeitungsstelle eine Plasmawolke erzeugt. Mit
Hilfe eines elektromagnetischen Feldes wird die Lage der Plasmawolke be
züglich der Bearbeitungsstelle gesteuert. Dadurch kann zum einen eine
höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielt werden, wozu die Plasmawol
ke mit Hilfe des äußeren elektrischen Feldes auf der Bearbeitungsstelle ge
halten wird. Bei einer entsprechenden Modulation des elektrischen Feldes
kann der Laserstrahl periodisch unterbrochen werden, ggf. auch mit einer
sehr hohen Frequenz. Weiterhin läßt sich das Verfahren dazu benutzen,
die Qualität der Schweißnaht zu kontrollieren. Zu diesem Zweck wird die
Lage und/oder Dichte der Plasmawolke überwacht.
Nicht zuletzt ist aus der DE-OS 26 30 795 ein Verfahren zur Bestimmung
des Wertes eines Strahlintensitätssteuersignals bekannt, das der Strahl
intensität an der Gravurschwelle des Materials eines Werkstücks ent
spricht, das in einer Vorrichtung mittels eines Laserstrahls bearbeitet
werden soll. Wenigstens ein leitender Fühler wird in der Nähe eines Teils
des Werkstücks angeordnet, auf den der Laserstrahl auffällt. Der Wert des
Steuersignals wird fortlaufend geändert, wobei der Stromdurchgang
durch einen den Fühler enthaltenden Schaltkreis erfaßt wird, um den
Wert des Steuersignals zu erfassen, bei dem eine Änderung von dem nicht
ionisierten Zustand des den Teil des Werkstücks umgebenden gasförmi
gen Mediums in den ionisierten Zustand oder umgekehrt auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität von Schweißarbei
ten bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls von
der Bearbeitungsseite her sicherer überwachen zu können.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patent
anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorbestimmte Überwachungsmeßsignale lassen sich z. B. auf empiri
schem Wege ermitteln, indem Testschweißungen mit vorbestimmten Pro
zeßparametern sowie an Werkstücken durchgeführt werden, deren Eigen
schaften und Abmessungen bekannt sind. Beim tatsächlichen Anwen
dungsfall wird dann das durch Bandpaßfilterung erhaltene Überwa
chungsmeßsignal mit einem in Übereinstimmung mit dem Anwendungs
fall geeignet ausgewählten vorbestimmten Überwachungsmeßsignal ver
glichen, um zu entscheiden, ob die Schweißqualität den gewünschten An
forderungen entspricht oder nicht. Stimmen das Überwachungsmeß
signal und das vorbestimmte Überwachungsmeßsignal überein, so wird
das Zustandssignal ausgegeben, durch das angezeigt wird, daß die
Schweißung mit der gewünschten Qualität erfolgt ist. Dabei kann der Ver
gleich zwischen dem momentanen Überwachungsmeßsignal und dem vor
bestimmten Überwachungsmeßsignal kontinuierlich erfolgen, um eine
On-line-Überwachung durchführen zu können. Es ist aber auch eine
Überwachung in größeren Zeitabständen möglich, die dann periodisch er
folgt. Auch können mehrere Überwachungsmeßsignale erzeugt werden,
die sich dann mit mehreren vorbestimmten Überwachungsmeßsignalen
vergleichen lassen, um anhand einer Vielzahl von Vergleichsergebnissen
auf die Schweißqualität rückschließen zu können, beispielsweise im Sinne
einer UND-Verknüpfung, oder dergleichen. Dabei können die mehreren
Überwachungsmeßsignale in unterschiedlichen Frequenzbereichen lie
gen, die mittels verschiedener Bandpässe definiert werden.
Als Fre
quenzfilterung wird, wie bereits erwähnt, eine Bandpaßfilterung ausgeführt, wobei der
Bandpaß und das vorbestimmte Überwachungsmeßsignal in Übereinstim
mung mit dem gewünschten Durchweißungsgrad des Werkstücks gewählt
werden. Eine Frequenzanalyse der Überwachungsmeßsignale hat gezeigt,
daß diese in Abhängigkeit des Durchschweißungsgrads in ganz bestimm
ten Frequenzbereichen charakteristische Eigenschaften aufweisen, so
daß der Vergleich eines Überwachungsmeßsignals mit einem vorbestimm
ten Überwachungsmeßsignal auch nur in derartigen Frequenzbereichen
zu erfolgen braucht. Dieser Vergleich kann somit in einer relativ kurzen
Zeit ausgeführt werden, was insbesondere bei der On-line-Überwachung
von erheblichem Vorteil ist.
Dabei wird aus dem Überwa
chungsmeßsignal die Mittenfrequenz des die größte Amplitude aufweisen
den Frequenzbereichs herausgesucht und mit einer das vorbestimmte
Überwachungsmeßsignal darstellenden charakteristischen Frequenz ver
glichen, was zu einer sicheren Qualitätsbeurteilung des Schwei
ßergebnisses führt. Dabei kann zuvor das Überwachungsmeßsignal mit
einem vorbestimmten Signalpegel verglichen werden, um bei Abweichung
des Überwachungsmeßsignals von dem vorbestimmten Signalpegel ein
Statussignal, z. B. ein Fehlersignal, zu erzeugen. Versuche haben gezeigt,
daß hinreichende Signalpegel im charakteristischen Frequenzbereich nur
bei Vorhandensein ausreichend tiefer Dampfkapillaren bzw. Schweißlö
cher entstehen, so daß bei zu kleinen Signalpegeln des erhaltenen Über
wachungsmeßsignals in der Regel eine fehlerhafte Schweißung vorliegt,
was durch das Statussignal angezeigt wird.
Natürlich kann auch die genannte Mittenfrequenz beim Schweißvorgang
kontinuierlich oder in größeren zeitlichen Intervallen bestimmt werden,
um den Vergleich mit dem vorbestimmten Signalpegel kontinuierlich oder
periodisch vornehmen zu können.
Im einzelnen wird
der jeweiligen Mittenfrequenz über eine zuvor empirisch aufgenommene
Frequenz-/Schweißtiefen-Tabelle eine Einschweißtiefe zugeordnet, wel
che gespeichert wird. Am Ausgang einer die Schweißqualitätsüberwa
chung vornehmenden Einrichtung kann dann unmittelbar die Ein
schweißtiefe ausgegeben werden, also die Tiefe der Schweißnaht im Werk
stück, was bei manchen Anwendungen benötigt wird. Ferner wird die
Einschweißtiefe mit einer Soll-Einschweißtiefe
verglichen, um in Abhängigkeit dieses Vergleichs die Prozeßpara
meter zu ändern. Ein Beispiel wäre die Änderung der Einschweißtiefe ab
einem bestimmten Ort, wo sich Dicke oder Materialeigenschaften des
Werkstücks ändern. Um der neuen Einschweißtiefe Rechnung zu tragen,
wird als Prozeßparameter die Laserleistung entsprechend verän
dern. Soll eine entsprechend große Änderung der Einschweißtiefe erfol
gen, so muß natürlich auch der charakteristische Frequenzbereich ent
sprechend verschoben werden. Geeignete Tabellen können auf empiri
schem Wege zuvor ermittelt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug
nahme auf die einzige Figur näher beschrieben.
Durch eine Laserbearbeitungsdüse 1 wird ein von einem Laser 2 erzeugter
Laserstrahl 3 in Axialrichtung hindurchgeführt, der auf ein Werkstück 4
fokussiert ist. Die Laserbearbeitungsdüse 1 trägt an ihrer Spitze eine Sen
sorelektrode 5, die z. B. aus Kupfer besteht. Diese Sensorelektrode 5 kann
dabei den Laserstrahl 3 konzentrisch umgeben und ist zu diesem Zweck z. B.
ringförmig ausgebildet. Sie bildet zusammen mit dem Werkstück 4 eine
werkstückbezogene und abstandsabhängige Kapazität Cw.
Das Werkstück 4 selbst liegt auf Erdpotential über einen geeigneten Er
danschluß 6. Dagegen ist die Sensorelektrode 5 über eine Leitung 7 mit
dem Eingang einer Kapazitätsmeßeinrichtung 8 verbunden. Zwischen de
ren Eingang und Erde liegt eine parasitäre Kapazität Cp.
Der Aufbau der Kapazitätsmeßeinrichtung 8 ist allgemein bekannt und
soll hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Sie enthält z. B. eine Kon
stantwechselstromquelle, die eine Effektivstrom von etwa 100 nA liefert.
Über diese Konstantwechselstromquelle wird die Leitung 7 mit einem
Wechselstrom gespeist, der eine Frequenz im Bereich von 10 kHz bis ca.
100 kHz aufweist. Entspricht der aus Werkstück 4 und Sensorelektrode 5
gebildete Meßkondensator einem idealen Plattenkondensator, so ist der
Effektivwert der an ihm abfallenden Wechselspannung direkt proportional
zum Abstand der Sensorelektrode 5 vom Werkstück 4 und umgekehrt pro
portional zur werkstückbezogenen Kapazität Cw.
Eine an der werkstückbezogenen Kapazität Cw abfallende Wechselspan
nung kann über einen zur Kapazitätsmeßeinrichtung 8 gehörenden
Gleichrichter gleichgerichtet und durch einen ebenfalls zur Kapazitäts
meßeinrichtung 8 gehörenden Tiefpaßfilter in
ein Abstandssignal umgewandelt werden. Dieses Abstandssignal am Aus
gang des Tiefpaßfilters gelangt zum Ausgang der Kapazitätsmeßeinrich
tung 8 bzw. zu dem in der Figur dargestellten Knotenpunkt A.
Dabei wird das Abstandssignal vom Knotenpunkt A einerseits dem Eingang
einer Abstandsregelschaltung 9 zugeführt, die ihrerseits in Übereinstim
mung mit dem empfangenen Abstandssignal über einen Stellmechanismus
10 den Abstand zwischen der Laserbearbeitungsdüse 1 bzw. der Sensor
elektrode 5 und dem Werkstück 4 einstellt, z. B. konstant hält. Auch diese
Abstandsregelschaltung ist allgemein bekannt und wird an dieser Stelle
nicht näher erläutert.
Andererseits wird das Abstandssignal am Ausgang der Kapazitätsmeßein
richtung über den Knotenpunkt A einem Bandpaßfilter 11 zugeführt. Des
sen Ausgang ist mit dem Eingang eines Schwellwertverstärkers 12 verbun
den, der mit seinem Ausgang am Eingang eines Frequenzanalysators 13
liegt. Ein Ausgang des Frequenzanalysators 13 ist mit einem Eingang ei
nes Mikroprozessors 14 verbunden, der einen Signalausgang 15 und einen
Steuerausgang 16 aufweist, welcher über eine Leitung 17 mit einem Steu
ereingang des Lasers 2 verbunden ist.
Die Kapazitätsmeßeinrichtung 8 muß nicht unbedingt die genannte Kon
stantwechselstromquelle aufweisen. Alternativ kann in ihr das elektrische
Wechselsignal auch durch einen Schwingkreis erzeugt werden, der durch
die Meßkapazität und eine Induktivität gebildet wird. Dabei wird zur Er
zeugung des Abstandssignals, das später am Knotenpunkt A erscheint, die
Frequenz des Schwingkreises einem Frequenz-/Gleichspannungswandler
zugeführt, wobei dann das genannte Abstandssignal zur Abstandsregelung
verwendet wird. Dasselbe Gleichsignal wird andererseits zur weiteren Fre
quenzfilterung dem Bandpaß 11 zugeführt, um in derselben Weise, wie zu
vor beschrieben, verarbeitet zu werden.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der in der Figur gezeigten Schaltung
näher erläutert. Dabei wird zunächst auf die wesentlichen Kapazitätskom
ponenten eingegangen.
Die parasitäre Kapazität Cp wird hauptsächlich durch Leitungskapazitä
ten bestimmt, wird aber auch beeinflußt durch Kontaktelemente der La
serbearbeitungsdüse 1 und durch die Topographie in der Umgebung der
Laserbearbeitungsdüse 1, beispielsweise durch das Vorhandensein von
Spannpratzen, und dergleichen.
Dagegen bestimmt sich die werkstückbezogene Kapazität Cw durch den
Abstand h1 zwischen Werkstück 4 und Sensorelektrode 5, durch die Mate
rialart des Werkstücks 4 (Leiter oder Nichtleiter) und durch Substanzen,
die zwischen Werkstück 4 und Sensorelektrode 5 vorhanden sind. Hier
kann es sich um neutrale Gase (Luft oder Schutzgas), um ein Plasma
(Werkstoffdampf, Dampf von Oberflächenverunreinigungen oder Zusatz
material) oder um Schmelzspritzer handeln. Die werkstückbezogene Ka
pazität Cw wird also einerseits von dem genannten Abstand h1 und ande
rerseits durch eine resultierende Dielektrizitätszahl ε bestimmt und läßt
sich wie folgt schreiben: Cw = Cw(h1,ε).
Die resultierende Dielektrizitätszahl ε selbst ist abhängig von der Dichte
der Ladungsträger im Plasma. Diese wiederum variiert in Abhängigkeit ei
ner Vielzahl von Parametern, wie z. B. a) der Existenz und Stärke einer pro
zeßbedingten Gasströmung. b) der Existenz, Materialart und Menge von
Zusatzwerkstoffen, c) der Art der Präparation der Fugen (Form, Breite), d)
der Existenz, Materialart und Menge von Oberflächenbelegungen des
Werkstücks, e) der Materialart des Werkstücks bzw. der Art seiner Legie
rungsbestandteile, f) der auf das Werkstück und das Plasma einwirkenden
Laserleistungsdichte, und g) der Vorschubgeschwindigkeit der Laserbear
beitungsdüse 1. Außerdem hängt die Dichte der Ladungsträger im Plasma
auch von der Tiefe h2 der beim Laserschweißen entstehenden Dampfkapil
lare im Werkstück 4 ab.
Die resultierende Dielektrizitätszahl läßt sich also durch den folgenden
Ausdruck ε = ε(h2, a bis g) darstellen.
Das Plasma entsteht in der Dampfkapillare, die sich beim Lasertiefschwei
ßen entlang der Laserstrahlrichtung innerhalb des Werkstücks 4 ausbil
det. Diese Dampfkapillare stößt das Plasma nicht kontinuierlich sondern
gepulst aus. Das Pulsfrequenzspektrum weist in der Regel eine besonders
starke Linie auf, die als charakteristische Pulsfrequenz f bezeichnet wird.
Diese charakteristische Pulsfrequenz f ist von der Tiefe h2 der Einschwei
ßung abhängig. Die resultierende Dielektrizitätszahl ε ist daher mit der
charakteristischen Pulsfrequenz f moduliert. Dies läßt sich durch den
Ausdruck ε = ε m(f) darstellen, wobei f = f(h2) ist.
Erfolgt nun mit Hilfe der oben beschriebenen Kapazitätsmeßeinrichtung 8
eine Kapazitätsmessung, so wird zunächst eine Spannung erhalten, die
mit den Teilkapazitäten Cw und Cp variiert. Diese Spannung läßt sich
durch den Ausdruck U = U (Cw, Cp) darstellen. Auch das schließlich am
Ausgang der Kapazitätsmeßeinrichtung 8 bzw. am Knotenpunkt A vorhan
dene Gleichsignal enthält noch Wechselkomponenten, die mit Cw und Cp
variieren. Wird daher dieses Gleichsignal dem Bandpaß 11 zugeführt, so
lassen sich die genannten Wechselkomponenten herausfiltern. Der Band
paß 11 ist so gewählt, daß der Bereich der charakteristischen Pulsfre
quenz hindurchgelassen wird. Die Fluktuationsfrequenzen der anderen
das Plasma beeinflussenden Größen (sofern diese überhaupt periodisch
variieren) liegen in der Regel außerhalb dieses Bereichs und hauptsäch
lich bei tieferen Frequenzen.
Daher ist das Wechselspannungssignal am Knotenpunkt B am Ausgang
des Bandpaßfilters 11 im wesentlichen nur noch geprägt durch die resul
tierende Dielektrizitätszahl ε, was durch folgenden Ausdruck UB = U(ε)
dargestellt werden kann.
Nur wenn die Schweißkapillare hinreichend ausgeprägt bzw. tief ist, gibt
es eine deutliche Modulation von ε im Bereich der charakteristischen Puls
frequenz. Das Unterschreiten eines bestimmten, fallweise festzulegenden
Signalpegels ist somit ein Indiz für das Fehlen einer hinreichend ausge
prägten Schweißkapillare, also für eine fehlerhafte Schweißung. Der Ver
gleich des am Ausgang des Bandpaßfilters 11 erscheinenden Wechsel
spannungssignals UB mit dem vorbestimmten Signalpegel erfolgt daher
mittels eines Schwellwertverstärkers 12, dessen Eingang mit dem Aus
gang des Bandpaßfilters 11 verbunden ist. Am Ausgang des Schwellwert
verstärkers 12 erscheint so ein Signal UC = O, wenn keine hinreichend aus
gebildete Schweißkapillare vorhanden ist, und ein Signal UC = U(ε) - m(f))
bei hinreichend groß ausgebildeter Schweißkapillare.
Das Signal am Knotenpunkt C wird anschließend dem Frequenzanalysator
13 zugeführt. Hier handelt es sich vorzugsweise um einen parallel arbei
tenden Frequenzanalysator der mehrere Filterbänke, oder dergleichen,
aufweisen kann. In ihm wird das anliegende Frequenzband analysiert und
es wird die Mittenfrequenz des Frequenzbereichs mit der größten Amplitu
de an seinem Ausgang bzw. zum Knotenpunkt D ausgegeben. Diese Fre
quenz ist in der Regel die charakteristische Pulsfrequenz f.
Aus einer zuvor für die jeweils anliegende Schweißaufgabe experimentell
ermittelten und abgespeicherten Prozeßtabelle wird der charakteristi
schen Pulsfrequenz f die aktuelle Einschweißtiefe h2 On-line zugeordnet
und zur Dokumentation und ggf. zur Auslösung einer Störungswarnung
zum Signalausgang 15 ausgegeben. Für den Fall, daß die so ermittelte Ein
schweißtiefe h2 mit einer im Mikroprozessor 14 gespeicherten Soll-Ein
schweißtiefe verglichen wird, um bei Abweichung die Einschweißtiefe ver
ändern zu können, kann über den Steuerausgang 16 und die Leitung 17
ein entsprechendes Stellsignal zum Laser 2 gegeben werden, um dessen
Laserleistung zu verändern.
Gleichzeitig kann dieses Stellsignal über die Leitung 17 auch zum Band
paßfilter 11 geliefert werden, um hier den Bandpaß in Übereinstimmung
mit der neuen Einschweißtiefe zu verändern.
Nach einer Abwandlung der Erfindung kann auf die Abstandsregelschal
tung 9 auch verzichtet werden, beispielsweise dann, wenn die Laserbear
beitungsdüse 1 durch andere Mittel in konstantem Abstand zum Werk
stück 4 gehalten wird, beispielsweise durch Laufrollen, usw. In diesem
Fall braucht die Kapazitätsmeßeinrichtung 8 keine Gleichrichtereinrich
tung und keinen Tiefpaßfilter (z. B. im Bereich von z. B. 100 Hz bis 3 kHz)
zu enthalten. Zur Kapazitätsmessung können generell die bekannten Ver
fahren herangezogen werden, beispielsweise Trägerfrequenzverfahren,
Modulationsverfahren und Pulsladeverfahren.
Claims (4)
1. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks (4) mittels eines Laser
strahls (3) unter Verwendung einer zum Werkstück (4) positionierbaren
Sensorelektrode (5), an die ein elektrisches Wechselsignal angelegt wird,
um eine zwischen Sensorelektrode (5) und Werkstück (4) vorhandene Meß
kapazität durch Auswertung einer Änderung des Wechselsignals infolge
der Meßkapazität zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) aus dem Wechselsignal durch Filterung mittels eines Bandpasses (11) ein Überwachungssignal erzeugt wird,
- b) aus dem Überwachungsmeßsignal die Mittenfrequenz des die größte Amplitude aufweisenden Frequenzbereichs herausgesucht wird,
- c) der jeweiligen Mittenfrequenz über eine zuvor empirisch aufgenommene Frequenz/ Schweißtiefen-Tabelle eine Einschweißtiefe (h2) zugeordnet wird, welche gespeichert wird,
- d) die jeweilige Einschweißtiefe (h2) mit einer Soll-Einschweißtiefe verglichen wird,
- e) bei Übereinstimmung der Einschweißtiefe mit der Soll- Einschweißtiefe ein Zustandssignal generiert wird, und
- f) bei Änderung der Soll-Einschweißtiefe der Bandpaß (11) in Übereinstimmung mit der neuen Soll-Einschweißtiefe verändert sowie ein Stellsignal zum Laser (2) gegeben wird, um dessen Laserleistung zu verändern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Überwachungsmeßsignal mit einem vorbestimmten Signal
pegel verglichen und bei Abweichung des Überwachungsmeßsignals von
dem vorbestimmten Signalpegel ein Statussignal erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die genannte Mittenfrequenz beim Schweißvorgang kontinuierlich oder in
Intervallen bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst aus dem Wechselsignal durch Gleichrichtung ein elektrisches Abstandssignal
generiert wird, das dem Abstand zwischen Sensorelektrode (5) und Werkstück
(4) entspricht, und daß aus dem Abstandssignal duch Frequenzfilterung
das Überwachungsmeßsignal erzeugt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4423409A DE4423409C2 (de) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE4423409A DE4423409C2 (de) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4423409A1 DE4423409A1 (de) | 1996-01-11 |
| DE4423409C2 true DE4423409C2 (de) | 1998-03-12 |
Family
ID=6522216
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|---|---|---|---|
| DE4423409A Expired - Fee Related DE4423409C2 (de) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
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