ES2326499T3 - Instalacion y procedimiento de control del centrado de un haz de laser que pasa a traves de una boquilla de laser. - Google Patents
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Abstract
Instalación de mecanizado por haz de láser que comprende una cabeza (10) de mecanizado que comprende una boquilla (1) provista de un orificio central (11) de salida que permite el paso del haz (8) de láser de mecanizado, que incluye un sistema de determinación del posicionamiento relativo de la boquilla (1) respecto del eje (A-A) de dicho haz de láser, que comprende: - medios de activación de un haz (4) de láser de alineación, aptos y diseñados para activar un haz de láser de alineación que atraviesa el orificio (11) de dicha boquilla (1); caracterizada porque comprende: - medios de captura de imágenes dispuestos de manera a permitir la captura de al menos una imagen de la región externa de la boquilla (1) al nivel del orificio (11) de salida de dicha boquilla (1), antes y después de la activación de un haz (4) de alineación por dichos medios de activación de haz de láser de alineación y el paso de dicho haz a través del orificio (11) de la boquilla (1), - medios de tratamiento y de análisis de imágenes, aptos y diseñados para tratar las imágenes capturadas por los medios de captura, antes y después de la activación del haz (4) de alineación y el paso de dicho haz (4) a través del orificio (11) de la boquilla, y para comparar las imágenes tratadas antes y después de la activación del haz (4) de alineación y deducir de esto el posicionamiento relativo de la boquilla (1) respecto del eje (A-A) del haz (4, 8) de láser, en particular un centrado correcto o un descentrado de la boquilla (1) respecto del eje (A-A) del haz de láser.
Description
Instalación y procedimiento de control del
centrado de un haz de láser que pasa a través de una boquilla de
láser.
La presente invención se refiere a un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 9 y una
instalación según el preámbulo de la reivindicación 1, que incluye
un dispositivo que permite controlar rápida y automáticamente el
correcto centrado de una boquilla de láser de una instalación de
mecanizado por haz de láser, en particular a una instalación de
corte por haz de láser. El documento
EP-A-1561538 describe tal
procedimiento y tal instalación.
El corte térmico de materiales metálicos u otros
por una máquina automática de corte con láser requiere un aporte de
energía óptica y el empleo de gases de asistencia, tal como oxígeno,
nitrógeno o sus mezclas.
Estos gases de asistencia sirven para aportar
energía térmica o cinética al procedimiento de corte y/o para
expulsar la materia en fusión fuera de la ranura de corte.
Los materiales a cortar pueden ser, según el
caso, planos, tales como chapas o placas, con simetría de
revolución, tales como tubos, conos..., o geometrías complejas,
especialmente formas 3D, tales como perfiles...
Esto implica el uso de máquina de corte de los
tipos:
- Con interpolación en un plano: máquina de dos
ejes (X-Y) y un eje de gestión de la altura de la
herramienta respecto de la pieza a mecanizar.
- Con interpolación en el espacio: máquina de
cinco ejes.
La herramienta de corte de láser denominada
"cabeza de corte" se puede integrar en estos dos tipos de
máquina.
Comprende habitualmente una cámara de inyección
de gases de asistencia en la cual se focaliza un haz de láser,
mediante medios de focalización, tales como lentes, espejos o
similares. El haz de láser así focalizado y el gas de asistencia
salen de la cabeza de corte por mediación de una boquilla de láser
provista de un orificio central.
Para realizar una pieza con contornos complejos,
es necesario aplicarle un mecanizado por procedimiento de láser que
incluye por ejemplo una sucesión de perforaciones y de cortes.
Durante las operaciones de perforación por haz
de láser, se aplica al conjunto de los periféricos de la máquina una
serie de "disparos de láser" con un conjunto de parámetros
predefinidos de acuerdo con el espesor y el tipo de materia a
mecanizar.
En todos los casos, la boquilla de láser sirve
para concentrar el gas de asistencia del haz de láser y de este modo
permitir, durante un corte de láser por ejemplo, una expulsión del
metal fundido fuera de la ranura de corte.
Con el fin de realizar una pieza con contornos
complejos, se aplica un mecanizado por procedimiento de láser que
consiste en una sucesión de fases de perforación y de corte.
Debido a la necesidad de mecanizado
multidireccional, típicamente según dos ejes X/Y para piezas planas
o según cinco ejes para piezas en 3D, la máquina de corte de láser
debe poder ofrecer el mismo nivel de prestaciones sea cual sea la
dirección y sea cual sea el sentido de contorneo.
Por otra parte, un descentrado del haz respecto
de la boquilla puede deteriorar la boquilla de corte y de este modo
generar defectos de corte.
Ahora bien, el descentrado del haz de láser de
potencia en la boquilla de corte puede tener dos causas, a
saber:
- el haz y por lo tanto la lente de focalización
se han movido respecto del eje vertical que pasa por el centro de
la boquilla, es decir el centro de la abertura inferior u orificio
de salida de la boquilla,
- la boquilla ha experimentado una colisión o un
desgaste según una dirección privilegiada que conlleva un desfase
del centro de su abertura inferior u orificio de salida respecto de
su posición inicial.
Por lo tanto, es necesario que un operario se
haga cargo regularmente de controlar visualmente el centrado de la
boquilla y de garantizar que esta última no está descentrada
respecto del eje del haz de láser, lo cual es una operación molesta
de realizar ya que requiere el acceso del operario a la zona de
mecanizado y la interrupción por el operario del ciclo de mecanizado
para controlar el centrado del haz de láser en la boquilla de
corte.
Esto es por lo tanto costoso en tiempo, en mano
de obra y genera potencialmente un riesgo de exposición del operario
al haz de láser.
\newpage
Ahora bien, la generalización de instalaciones
de corte de láser automáticas pretende reducir la intervención
humana durante las operaciones de mecanizado por láser.
Por ello, se entiende fácilmente que tener que
recurrir a un operario para controlar el estado de la boquilla de
una instalación automatizada no es en absoluto práctico, es incluso
peligroso, y penaliza la productividad del procedimiento de
mecanizado de láser aplicado.
La presente invención propone entonces un
procedimiento y una instalación de mecanizado por haz de láser
mejorados y automatizados, que no presentan los problemas ni los
inconvenientes anteriormente mencionados y que permiten la
realización de un control eficaz, seguro, rápido y automatizado del
centrado de la boquilla de láser que equipa dicha instalación de
láser y/o utilizada durante la aplicación de dicho
procedimiento.
Una solución es entonces una instalación de
mecanizado por haz de láser, en particular de corte de láser, que
comprende una cabeza de mecanizado que comprende una boquilla
provista de un orificio central de salida que permite el paso del
haz de láser de mecanizado, que incluye un sistema de determinación
del posicionamiento relativo de la boquilla respecto del eje
A-A de dicho haz de láser que comprende:
- medios de activación de un haz de láser de
alineación, aptos y diseñados para activar un haz de láser de
alineación que atraviesa el orificio de dicha boquilla,
- medios de captura de imágenes dispuestos de
manera a permitir la captura de al menos una imagen de la región
externa de la boquilla a nivel del orificio de salida de dicha
boquilla, antes y después de la activación de un haz de alineación
por dichos medios de activación de haz de láser de alineación y el
paso de dicho haz a través del orificio de la boquilla,
- medios de tratamiento y de análisis de
imágenes, aptos y diseñados para tratar las imágenes capturadas por
los medios de captura, antes y después de la activación del haz de
alineación y el paso de dicho haz a través del orificio de la
boquilla, y para comparar dichas imágenes tratadas antes y después
de la activación del haz de alineación y deducir el posicionamiento
relativo de la boquilla respecto del eje A-A del haz
de láser, en particular un centrado correcto o un descentrado de la
boquilla respecto del eje A-A del haz de láser.
Según el caso, la instalación de la invención
puede comprender una o varias de las siguientes características:
- Los medios de captura de imagen comprenden una
cámara de vídeo, preferiblemente una cámara (2) equipada con uno o
más filtros ópticos y/o con obturador mecánico.
- Los medios de activación de haz de láser de
alineación son aptos y diseñados para activar un haz de láser de
alineación, siendo enviado dicho haz a continuación a través del
orificio de la boquilla en dirección a los medios de captura de
imágenes y a través del obturador que equipa dichos medios de
captura de imágenes, también denominados sistema de visión
industrial.
- Incluye medios de iluminación dispuestos para
permitir una iluminación, directa o indirecta, de al menos la parte
de la boquilla que lleva el orificio.
- Incluye, además, medios de memorización que
permiten memorizar una o más imágenes.
- Incluye medios de visualización que permiten
una visualización de la o las imágenes capturadas, antes y/o después
del tratamiento.
- Los medios de tratamiento, los medios de
comparación y/o los medios de memorización se incorporan en un
ordenador y/o en una tarjeta electrónica de captura y/o de
tratamiento incorporada o no a los medios de captura de
imágenes.
- Incluye medios de contabilización de disparos
de láser, aptos y diseñados para contabilizar el número y/o la
duración de disparos de láser llevados a cabo con una boquilla dada
y medios de mando aptos y concebidos para interactuar con al menos
los medios de captura de imagen, cuando los medios de
contabilización de disparos determinan que se ha alcanzado o
sobrepasado un número de umbral y/o una duración de umbral de
disparos.
- Los medios de análisis de imagen se diseñan y
son aptos para analizar una zona determinada y delimitada situada
alrededor del orificio central de salida de la boquilla, en
particular una zona o región de forma circular o en forma de
corona.
La invención se refiere también a un
procedimiento de determinación del posicionamiento relativo de una
boquilla de láser respecto del eje A-A de un haz de
láser que atraviesa dicha boquilla, estando dicha boquilla provista
de un orificio central para el paso de dicho haz de láser de
mecanizado y equipando una cabeza de mecanizado de una instalación
de mecanizado por haz de láser, en particular una instalación de
corte o soldeo de láser especialmente según la invención, en el
cual:
a) se captura al menos una primera imagen de la
región externa de la boquilla al nivel del orificio de salida de
dicha boquilla, en ausencia de cualquier haz de láser que atraviese
el orificio de boquilla,
b) se hace pasar un haz de láser de alineación a
través el orificio de boquilla, siendo dicho haz de láser de
alineación de menor potencia que el haz de láser de mecanizado pero
coaxial a dicho haz de láser de mecanizado,
c) se captura al menos una segunda imagen de la
región externa de la boquilla al nivel del orificio de salida de
dicha boquilla y de un punto de láser obtenido mediante dicho haz de
láser de alineación que atraviesa el orificio de boquilla durante la
captura de imagen,
d) se tratan al menos las imágenes primera y
segunda capturadas en las etapas a) y c) para determinar una o más
características geométricas representativas de la posición relativa
de la boquilla, especialmente caracterizada por la corona que
delimita el orificio, respecto de la del punto de láser,
e) se compara la o las características
geométricas representativas de la posición relativa de la boquilla
con las representativas de la posición del punto de láser,
f) se deduce de la etapa e) una información de
posicionamiento relativo de la boquilla respecto del haz de láser de
eje A-A que atraviesa el orificio de dicha boquilla,
en un plano horizontal y según un eje vertical que pasa por el
centro de la boquilla, siendo dicho eje vertical perpendicular a
dicho plano horizontal.
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Según el caso, el procedimiento de la invención
puede comprender una o más de las siguientes características:
- En la etapa e), se elige al menos una
característica geométrica entre los diámetros de punto de láser y de
boquilla o de orificio de boquilla, los centros del punto de láser y
de orificio de boquilla, o las superficies de punto de láser y de
boquilla o de orificio de boquilla, preferiblemente los centros del
punto de láser y de orificio de boquilla.
- En la etapa f), se determina que la boquilla
está centrada respecto del eje A-A del haz de láser
que atraviesa dicha boquilla cuando los centros del punto de láser y
de orificio de boquilla se confunden, con un parámetro de tolerancia
aproximado incluido en una base de datos, dependiendo este parámetro
o no del par materia/espesor. La base de datos se puede memorizar
bien en la electrónica a bordo del sistema de visión o en la
electrónica de captura/tratamiento o incluso en el ordenador.
- En la etapa f) se determina que la boquilla no
está centrada respecto del eje A-A del haz de láser
que atraviesa dicha boquilla, en particular, cuando los centros del
punto de láser y de orificio de boquilla son distintos, se procede a
un recentrado relativo de la boquilla respecto del eje del láser,
preferiblemente de manera automática, y/o se advierte al
operario.
- Se contabiliza el número y/o la duración de
disparos de láser realizados mediante la boquilla de láser y se
inicia la etapa a) cuando el número y/o la duración de disparos de
láser realizados alcanza o sobrepasa un número dado y/o una duración
dada de umbral de disparos de láser.
- Incluye una etapa de visualización de al menos
una imagen de la región del orificio de boquilla en una pantalla de
visualización y/o un informe de control que incluye el resultado del
análisis anteriormente descrito.
\vskip1.000000\baselineskip
El esquema de principio de una realización de la
invención se ilustra en las figuras 1 y 2.
Con el fin de evitar el acceso del operario a la
zona de mecanizado y la implantación por él de procedimientos
molestos con el objetivo de controlar visualmente el centrado de las
boquillas, el sistema propuesto por la invención descansa en un
equipo de detección óptica del fallo de centrado por captura de la
imagen de la boquilla 1 montada en la cabeza 10 de láser de la
máquina de corte o similar, y en su caracterización por un algoritmo
de análisis, antes y después del paso de un haz 4 de láser de
alineación en dicha boquilla 1.
El sistema de la invención se compone de una
fuente óptica 3, preferiblemente con simetría de revolución
alrededor del eje vertical que pasa por el centro de la cámara 2,
permitiendo la iluminación de la región inferior de la boquilla 1,
que lleva el orificio 11 de salida de haz de láser y que equipa la
cabeza 10 de láser, con una cámara 2 provista de filtros ópticos
adaptados, un objetivo de focalización 12, un soporte 13 que permite
la visión directa de la boquilla 1 través de un obturador 14, una
tarjeta 4 de captura de vídeo, integrada en un ordenador 5 o
directamente en la cámara 2, y una interfaz desviada
hombre-máquina 6 que permite la visualización del
resultado del control automático, en particular esta interfaz
comprende una pantalla 6 de visualización, por ejemplo el monitor
del ordenador 5.
Durante las operaciones de mecanizado, la
máquina contabiliza de manera autónoma el número de perforaciones,
de contornos, de piezas o de chapas efectuado mediante una boquilla
de láser dada. Estas diferentes fases de mecanizado se contabilizan
de manera incremental.
\newpage
Como se detalla en lo sucesivo, al sobrepasar un
valor de umbral de incrementos dependiente por ejemplo del par
materia/espesor en el transcurso del mecanizado, la herramienta de
corte se desplaza hacia el sistema de control visual del centrado
de boquilla 1 con el fin de determinar si esta última está
correctamente centrada respecto del eje del haz de láser 8 de
mecanizado, y puede seguir desempeñando satisfactoriamente su
función.
No obstante, la operación de control de centrado
también se puede efectuar cuando el operario lo desea aunque el
valor de umbral anteriormente mencionado no se haya alcanzado o, por
el contrario, haya sido sobrepasado mientras que la máquina no
estaba configurada para realizar esta tarea de manera
automática.
La puesta en acción de un ciclo de control de
centrado también se puede hacer sobre otros tipos de parámetros,
como por ejemplo de manera periódica, dependiendo el periodo o la
frecuencia de control también del par materia/espesor, del tipo de
montaje de la lente de focalización, del tipo de boquilla y de su
montaje en la cabeza de corte.
Una vez que la cabeza 10 de láser está colocada
frente al sistema de control, la fuente óptica 3, tal como una
lámpara o un anillo formado por diodos luminosos o LED, ilumina la
cara inferior con el orificio 11 de la boquilla 1 para de este modo
permitir la captura de vídeo de la región externa que lleva el
orificio 11 de la boquilla, es decir la toma de una o más imágenes
de esta región de la boquilla, como se ilustra en las figuras 1 y
2, ocurriendo esto en ausencia y a continuación en presencia de un
haz 4 de láser de alineación que atraviesa la boquilla 1. Un
sistema de obturador amovible, gobernado por el ordenador 5 o el
mando digital de la máquina de corte de láser, sirve para proteger
las ópticas 12 de focalización así como el filtro óptico y permite
la captura en posición cerrada de una imagen negra. Esta captura
posibilita la calibración del sistema de muestreo por umbral de
niveles de gris.
Al mismo tiempo, un haz 4 de láser de
alineación, diferente del haz 8 de láser de mecanizado por su
longitud de onda y su potencia pero idéntico por su sentido y su
dirección de propagación, se activa para realizar la captura de
vídeo del punto 9 (es decir, una mancha de láser) obtenido en la
cámara 2 a través del orificio 11 de la boquilla 1.
El haz 4 de láser de alineación es un haz
perfectamente coaxial al haz 8 de potencia, que sirve para el
mecanizado térmico pero que posee una longitud de onda en el campo
visible y una potencia que permite la visión directa durante varios
minutos mediante el sistema de análisis sin daños para este último,
por lo tanto una potencia menor que la del haz de láser de
mecanizado. El haz 4 de láser de alineación y el haz 4 de láser de
mecanizado son por lo tanto de igual eje A-A y
atraviesan ambos la boquilla 1 por su orificio 11.
Este sistema requiere una calibración de
alineación de estos dos haces anteriormente mencionados por un
procedimiento clásico, manual o semiautomático, de perforación de
un sustrato que lleva la impronta del orificio 11 de la boquilla
mediante un disparo de potencia por el haz 4 seguido de la
superposición del punto del haz 8 de alineación en el agujero
anteriormente creado sobre el sustrato.
Este haz 4 de láser de alineación se obtiene por
superposición de una fuente de láser de baja potencia en la vía
óptica del haz de potencia por el fabricante de la fuente de láser
de potencia.
Las imágenes así obtenidas se tratan y analizan
entonces, es decir se analizan con el fin de extraer y/o aislar una
o más características geométricas, tales como círculos, anillos,
centros... mediante un procedimiento de tratamiento de imágenes
clásico adaptado, en particular por muestreo de píxeles y/o cálculos
de baricentros.
Las imágenes también se pueden memorizar. Los
medios de memorización de estas imágenes pueden ser cualquier
dispositivo de almacenamiento de información apto para almacenar
datos, tales como la memoria de un ordenador, tarjetas de memoria,
etc.
Los respectivos centros del orificio 11 de
salida de boquilla, o de cualquier parte geométrica concéntrica a
dicho orificio 11, y del punto de láser de alineación se comparan
entonces mediante el algoritmo de análisis. Este algoritmo puede
estar o bien incluido en una tarjeta de captura de vídeo del propio
sistema de captura o bien trasladado a otro sistema electrónico,
como por ejemplo el mando digital de una máquina de corte o
soldeo.
En la hipótesis de que los centros determinados
por el análisis anterior no coincidiesen, el autómata de la máquina
puede o bien interrumpir el ciclo de mecanizado y avisar al operario
o bien lanzar una rutina autónoma de ajuste, es decir de centrado
de la boquilla, mediante accionadores que permiten el
reposicionamiento relativo del haz de láser respecto de la boquilla
de corte, o incluso degradar las prestaciones de corte de la
instalación.
En el caso contrario, en ausencia de fallo, el
ciclo de mecanizado se puede reiniciar automáticamente allí donde se
había parado, sin la acción del operario.
Por "degradación de las prestaciones de
corte" se entiende poder disminuir la velocidad de contorneo de
las piezas a cortar pero también la modificación total o parcial de
los parámetros de corte, tal como la potencia de láser, la
frecuencia de disparo, la presión de gas, la altura de corte...
En el caso de una máquina de corte no equipada
con un sistema de centrado automático del haz de láser a través de
la boquilla, se podría aún alcanzar la calidad de corte degradando
las prestaciones de corte, en cuanto este defecto de centrado se
haya detectado y cuantificado con el fin de poder controlar la
degradación de las prestaciones en función del descentrado.
Igualmente, durante esta captura de la imagen
del "fondo" de boquilla 1, la superficie del anillo o corona
caracterizado por el tratamiento de imágenes se puede comparar con
una superficie nominal. En efecto, la parte baja externa de la
boquilla o corona 7 de boquilla desempeña la función de un detector
capacitivo. Las "placas" de un condensador formadas por esta
corona 7 de cobre y la chapa de metal conductor determinan una
capacidad variable en función de la distancia que las separa,
distancia boquilla/pieza.
Ahora bien, si la superficie medida no es la
misma que la superficie nominal que garantiza una distancia
boquilla/pieza constante durante el proceso de mecanizado por
procedimiento de láser, el sistema de visión objeto de la invención
puede entonces "avisar" al resto de la instalación con el fin
de ajustar los parámetros de mecanizado en función de la nueva
altura o lanzar automáticamente una rutina que permita calibrar el
sistema de medición capacitiva. De este modo este sistema tiene en
cuenta el caso de un descentrado de boquilla / haz de láser debido a
un deterioro de la boquilla.
De hecho, el posicionamiento del orificio 11 de
la boquilla respecto de la cámara 2 no es necesariamente preciso y
repetitivo, se puede tener una tolerancia del orden de -/+ 25% del
diámetro externo de la corona 7. Esto implica que no es necesario
que la herramienta de mecanizado se apoye contra el soporte 13 del
sistema 2 de visión para referenciar el centro 11 de la boquilla 1
respecto del centro de la ventana de captura de la cámara 2.
A partir de la imagen obtenida en a), se aísla
la característica de superficie de la corona 7 rodeando el orificio
11 de la boquilla 1 con el fin de compararla con la inicialmente
prevista al inicio de un programa de mecanizado automático por
procedimiento de láser.
Las características de superficies nominales se
pueden memorizar en una base de datos que depende del par
materia/espesor a mecanizar.
A partir del resultado de la comparación
efectuada, la instalación de mecanizado puede operar en caso de
desvío demasiado importante entre la superficie medida y la
superficie nominal de la corona 7, con una degradación de las
prestaciones de mecanizado o un cambio automático de la boquilla 1 o
en su defecto la visualización del fallo en la pantalla 6.
En particular, a partir de las imágenes
obtenidas, se puede aislar la característica de superficie S del haz
de alineación 4 al nivel del orificio 11, como se muestra en la
figura 2.
Además, se puede reiterar la captura de las
imágenes variando de manera automática la distancia d entre el
elemento de focalización de los haces colineales 4 y 8 y el orificio
11 de la boquilla 1, con el fin de establecer la ley de variación S
= f(d) que proporciona la evolución de la superficie y/o del
diámetro del haz 4 de alineación al nivel del orificio 11 en
función de la posición relativa del elemento de focalización
respecto de la boquilla 1.
A continuación, el sistema de visión industrial
trata y/o proporciona al ordenador 5 las informaciones obtenidas
por reiteración de la captura de las imágenes obtenidas en la etapa
c) con el fin de aislar la característica mínima (superficie y/o
diámetro) representativa de la localización del punto de
focalización del haz 4 al nivel del orificio 11.
El posicionamiento de la herramienta 10 de
mecanizado frente al objetivo 12 de la cámara 2 se realiza de manera
precisa según un eje vertical colineal al eje A-A.
Este posicionamiento se podrá obtener gracias a un dispositivo de
medición capacitiva anexo de toma de origen en altura. El
dispositivo de toma de origen en altura puede ser el mismo que el
que permite el seguimiento de la altura de mecanizado entre la
corona 11 de fondo de la boquilla 1 y la superficie superior de la
materia a mecanizar.
De manera general, según la invención, se
realiza entonces una captura de imágenes de la boquilla 1 atravesada
y no atravesada por un haz 4 de láser de alineación, se tratan y se
analizan las imágenes así capturadas y se deduce de ello una
información de posicionamiento relativo de boquilla/eje del haz, en
particular el centro del orificio 11 de boquilla y el eje
A-A del haz de alineación se confunden, entonces se
deduce que el centrado de boquilla es correcto.
La invención presenta, además, una ventaja
importante, a saber, el operario de la instalación de mecanizado de
láser no necesita intervenir manualmente para llevar a cabo el
control del centrado de la boquilla ya que este control se realiza
automáticamente mediante captura y tratamiento de imágenes.
La función del operario se limita a verificar
visualmente en una pantalla de control que la boquilla está bien
centrada y a continuación (presencia o ausencia de mensaje de
error), si fuese necesario, en llevar a cabo su recentrado relativo
respecto del haz, y esto manual o automáticamente.
Claims (14)
1. Instalación de mecanizado por haz de láser
que comprende una cabeza (10) de mecanizado que comprende una
boquilla (1) provista de un orificio central (11) de salida que
permite el paso del haz (8) de láser de mecanizado, que incluye un
sistema de determinación del posicionamiento relativo de la boquilla
(1) respecto del eje (A-A) de dicho haz de láser,
que comprende:
- medios de activación de un haz (4) de láser de
alineación, aptos y diseñados para activar un haz de láser de
alineación que atraviesa el orificio (11) de dicha boquilla (1);
caracterizada porque comprende:
- medios de captura de imágenes dispuestos de
manera a permitir la captura de al menos una imagen de la región
externa de la boquilla (1) al nivel del orificio (11) de salida de
dicha boquilla (1), antes y después de la activación de un haz (4)
de alineación por dichos medios de activación de haz de láser de
alineación y el paso de dicho haz a través del orificio (11) de la
boquilla (1),
- medios de tratamiento y de análisis de
imágenes, aptos y diseñados para tratar las imágenes capturadas por
los medios de captura, antes y después de la activación del haz (4)
de alineación y el paso de dicho haz (4) a través del orificio (11)
de la boquilla, y para comparar las imágenes tratadas antes y
después de la activación del haz (4) de alineación y deducir de esto
el posicionamiento relativo de la boquilla (1) respecto del eje
(A-A) del haz (4, 8) de láser, en particular un
centrado correcto o un descentrado de la boquilla (1) respecto del
eje (A-A) del haz de láser.
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2. Instalación según la reivindicación 1,
caracterizada porque los medios de captura de imagen
comprenden una cámara (2) de vídeo, preferiblemente una cámara (2)
equipada con uno o más filtros ópticos y/o con obturador mecánico
(14).
3. Instalación según la reivindicación 1 o 2,
caracterizada porque incluye medios (3) de iluminación
dispuestos para permitir una iluminación de al menos la parte de la
boquilla (1) que lleva el orificio (11).
4. Instalación según las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizada porque incluye, además, medios de memorización
que permiten memorizar una o más imágenes.
5. Instalación según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque incluye medios (6) de visualización que
permiten una visualización de la o las imágenes capturadas, antes
y/o después del tratamiento.
6. Instalación según las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizada porque los medios de tratamiento, los medios de
comparación y/o los medios de memorización están incorporados en un
ordenador (5) y/o en una tarjeta electrónica (4) de captura y/o de
tratamiento.
7. Instalación según las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizada porque incluye medios de contabilización de
disparos de láser, aptos y diseñados para contabilizar el número y/o
la duración de disparos de láser llevados a cabo con una boquilla
(1) dada, y medios de mando aptos y diseñados para interactuar con
al menos los medios de captura de imagen, cuando los medios de
contabilización de disparos determinan que se ha alcanzado o
sobrepasado un número de umbral y/o una duración de umbral de
disparos.
8. Instalación según las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizada porque los medios de análisis de imagen están
diseñados y son aptos para analizar una zona (7) determinada y
delimitada situada alrededor del orificio central (11) de salida de
la boquilla (1), en particular una zona (7) o región de forma
circular o en forma de corona.
9. Procedimiento de determinación del
posicionamiento relativo de una boquilla (1) de láser respecto del
eje (A-A) de un haz de láser que atraviesa dicha
boquilla (1), estando dicha boquilla (1) provista de un orificio
central (11) de salida para el paso de dicho haz (8) de láser de
mecanizado y equipando una cabeza (10) de mecanizado de una
instalación de mecanizado por haz de láser, en particular una
instalación de corte o soldeo de láser especialmente según una de
las reivindicaciones 1 a 8, en el cual:
a) se captura una imagen,
b) se hace pasar un haz de láser de alineación a
través el orificio (11) de boquilla (1), siendo dicho haz (4) de
láser de alineación de menor potencia que el haz (8) de láser de
mecanizado pero coaxial a dicho haz de láser de mecanizado;
caracterizado porque en la etapa a) se
captura al menos una primera imagen de la región externa de la
boquilla (1) al nivel del orificio (11) de salida de dicha boquilla
(1), en ausencia de cualquier haz de láser que atraviese el orificio
(11) de boquilla (1), y porque en el procedimiento:
c) se captura al menos una segunda imagen de la
región externa de la boquilla (1) al nivel del orificio (11) de
salida de dicha boquilla (1) y de un punto (9) de láser obtenido
mediante dicho haz (4) de láser de alineación que atraviesa el
orificio (11) de boquilla (1) durante la captura de imagen,
d) se tratan al menos las imágenes primera y
segunda capturadas en las etapas a) y c) para determinar una o más
características geométricas representativas de la posición relativa
de la boquilla (1) respecto de la del punto (9) de láser,
e) se compara la o las características
geométricas representativas de la posición relativa de la boquilla
(1) con las representativas de la posición del punto (9) de láser y
según el eje vertical que pasa por el centro de la boquilla (1),
f) se deduce de la etapa e) una información de
posicionamiento relativo de la boquilla (1) respecto del haz (4, 8)
de láser de eje (A-A) que atraviesa el orificio (11)
de dicha boquilla (1).
\vskip1.000000\baselineskip
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque, en la etapa e), se elige al menos una
característica geométrica entre los diámetros de punto (9) de láser
y de boquilla (1), o de orificio de boquilla (11), los centros de
punto (9) de láser y de orificio (11) de boquilla, o las superficies
de punto de láser y de boquilla, o de orificio de boquilla,
preferiblemente los centros de punto de láser y de orificio de
boquilla.
11. Procedimiento según la reivindicación 9 o
10, caracterizado porque, en la etapa f), se determina que la
boquilla (1) están centrada respecto del eje (A-A)
del haz de láser que atraviesa dicha boquilla (1) cuando los centros
de punto de láser (9) y de orificio (11) de boquilla se
confunden.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque, en la etapa
f), se determina que la boquilla (1) no está centrada respecto del
eje (A-A) del haz (4, 8) de láser que atraviesa
dicha boquilla, en particular cuando los centros de punto (9) de
láser y de orificio (11) de boquilla son distintos, se procede a un
recentrado relativo de la boquilla (1) respecto del eje del láser
y/o se advierte al operario.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se contabiliza
el número y/o la duración de disparos de láser realizados mediante
la boquilla de láser y se inicia la etapa a), cuando el número y/o
la duración de disparos de láser realizados alcanza o sobrepasa un
número dado y/o una duración dada de umbral de disparos de
láser.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque incluye una
etapa de visualización de al menos una imagen de la región del
orificio (11) de boquilla en una pantalla (6) de visualización y/o
un informe de control de centrado.
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