JP2021505396A - 工作物のビーム処理を監視するための装置およびその使用、工作物のビーム処理のための装置およびその使用、工作物のビーム処理を監視するための方法、工作物のビーム処理のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、ビーム処理のための装置の例を概略的に示す。この例では、ビーム処理のための装置は、ビーム処理ヘッド10を含み、ビーム処理を監視するための装置は、ビーム処理ヘッド10内に一体的に配置されている。コリメートレンズまたは集束レンズなどの図示されていないさらなる構成要素を設けることが可能である。
上記の例によれば、ビデオフレームは1つ置きで同じタイプの期間に対応している。したがって、第1および第2の期間は、第1および第2の期間がそれぞれ1つのビデオフレームの持続時間に対応するように、フレームレートと同期される。しかしながら、他の例では、第1および第2の期間は、第1および/または第2の期間がそれぞれ2つ以上のビデオフレームの持続時間に対応するように、フレームレートと同期させることができる。
10 ビーム処理ヘッド
10a ハウジング
10b 先端部/ノズル
11 工作物
11a 処理領域
12 光源
13 ダイクロイックミラー
14 検出対象光/検出対象電磁放射線
15 ビデオカメラ/検出装置
16 レーザビーム/処理ビーム
17 伝送ファイバ
18 フィルタ
19 処理装置
20〜22 ビデオストリーム
30 放射ゾーン
31 放射ゾーンの外周
32 放射ゾーンの面積
33 放射ゾーンの長さ
34 放射ゾーンの幅
35 放射コア範囲
36 最大放射強度領域
40 切断カーフの切断縁
41 切断前面
42 ノズル開口部/先端部開口のサイズおよび特徴
43 切断範囲を囲む工作物の構造
44 切断縁の粗さおよび構造
100 ビーム処理ヘッド
Claims (23)
- 工作物のビーム処理、特にレーザビーム処理を監視するための装置であって、
複数の第1の期間中に前記工作物(11)の処理領域(11a)を照明するための少なくとも1つの照明装置(12)であって、前記複数の第1の期間は、前記処理領域が前記照明装置によって照明されない第2の期間によって互いに分離される、照明装置と、
前記処理領域から発せられる電磁放射線を検出するための検出装置(15)と、
前記第1の期間内に検出された前記電磁放射線と前記第2の期間内に検出された前記電磁放射線とを別個に処理するための処理装置(19)とを備え、
前記検出装置が、前記電磁放射線の複数のフレームを有するビデオストリームをフレームレートで提供することによって前記電磁放射線を検出するように適合されており、各フレームが前記電磁放射線の画像を含んでおり、前記第1の期間および前記第2の期間が前記フレームレートと同期している、装置。 - 前記検出装置が、前記ビデオストリームを提供することによって前記検出された電磁放射線を記録するように適合されている、請求項1に記載の装置。
- 前記処理装置が、前記第1の期間内に検出された前記電磁放射線の第1のフレームストリーム(21)と、前記第2の期間内に検出された前記電磁放射線の第2のフレームストリーム(22)とを提供するように適合されている、請求項1または2に記載の装置。
- 前記処理装置が、前記検出装置によって提供される前記ビデオストリームを処理することによって、前記第1のフレームストリームおよび前記第2のフレームストリームを提供するように適合されている、請求項3に記載の装置。
- フィルタリング装置(18)が、前記検出装置と前記処理領域との間に配置され、前記フィルタリング装置は、前記照明装置によって放射され前記処理領域によって反射される波長範囲内の電磁放射線を選択的に通過させるように適合されているまたは適合可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記工作物のビーム処理を監視するための装置が、中心軸を有し、
前記少なくとも1つの照明装置、前記検出装置、および前記フィルタリング装置のうちの少なくとも1つが、前記中心軸と同軸に配置されている、かつ/または、それぞれ軸対称に形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。 - 前記検出装置が、フォトダイオードアレイ、感光素子アレイ、および/またはビデオカメラを備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの照明装置が、200〜900nmの波長範囲、好ましくは、300〜850nmの範囲、より好ましくは、380〜820nmの範囲の電磁放射線を放射するように適合され、かつ/または前記処理領域を均一に照明するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記処理領域から発せられ、少なくとも前記第1の期間内および/または前記第2の期間内で検出される前記電磁放射線の少なくとも一部を増幅するための増幅装置を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 工作物のビーム処理、特にレーザビーム処理のための装置であって、前記工作物のビーム処理のためのビーム源と、請求項1〜9のいずれか1項に記載のビーム処理を監視するための装置とを備える装置。
- 前記ビーム処理のための装置と前記ビーム処理を監視するための装置が、それぞれ中心軸を有し、互いに同軸に配置されている、請求項10に記載の装置。
- 前記検出装置と前記処理領域との間に配置されたダイクロイックミラー(13)を備え、前記ダイクロイックミラーは、前記処理ビーム(16)または前記処理領域から発せられる前記電磁放射線の少なくとも一部を偏向する、請求項10または11に記載の装置。
- レーザビーム切断を監視するための、請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置の使用。
- レーザビーム切断のための、請求項10〜12のいずれか1項に記載の装置の使用。
- 工作物のビーム処理、特にレーザビーム処理を、特に請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置を使用して監視するための方法であって、
複数の第1の期間中に前記工作物の処理領域を照明する工程であって、前記複数の第1の期間は、前記処理領域が前記照明装置によって照明されない第2の期間によって互いに分離される、工程と、
前記処理領域から発せられる電磁放射線を検出する工程と、
前記第1の期間内に検出された前記電磁放射線と前記第2の期間内に検出された前記電磁放射線とを別個に処理する工程とを含み、
前記検出する工程が、前記電磁放射線の複数のフレームを有するビデオストリームをフレームレートで提供し、各フレームが、前記電磁放射線の画像を含んでおり、前記第1の期間および前記第2の期間が前記フレームレートと同期している、方法。 - 前記検出された電磁放射線が、前記ビデオストリームを提供することによって記録される、請求項15に記載の方法。
- 前記別個に処理する工程が、前記第1の期間内に検出された前記電磁放射線の第1のフレームストリーム(21)と、前記第2の期間内に検出された前記電磁放射線の第2のフレームストリーム(22)とを提供する、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第1のフレームストリームおよび前記第2のフレームストリームが、前記検出する工程によって提供される前記ビデオストリームを処理することによって得られる、請求項17に記載の方法。
- 前記処理領域から発せられた前記電磁放射線が、検出される前に、前記照明装置によって放射され前記処理領域によって反射される波長範囲内の電磁放射線を選択的に通過させるようにフィルタリングされる、請求項15〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理領域が、200〜900nmの波長範囲、好ましくは、300〜850nmの範囲、より好ましくは、380〜820nmの範囲の電磁放射線を使用して照明され、かつ/または均一に照明される、請求項15〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理領域から発せられ、少なくとも前記第1の期間内および/または前記第2の期間内で検出される前記電磁放射線の少なくとも一部が増幅される、請求項15〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記処理ビームまたは前記処理領域から発せられる前記電磁放射線の少なくとも一部が、ダイクロイックミラーによって偏向される、請求項15〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置を特に使用した、工作物のビーム処理、特にレーザビーム処理のための方法であって、請求項15〜22のいずれか1項に記載の前記方法の前記工程を含む、方法。
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