CN101014441A - 求出和调整激光加工机上激光加工射束轴线与过程气体射束轴线相互位置的方法及具有转化这些方法的装置的激光加工机 - Google Patents

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Abstract

在用于求出和用于调整用于加工工件(6)的激光加工机(1)上激光加工射束激光射束轴线(8)与过程气体射束(16)气体射束轴线(17)的相互位置的方法的过程中，具有相对于激光射束轴线(8)确定布置的第一射束轴线的第一轴线位置感测射束和具有相对于气体射束轴线(17)确定布置的第二射束轴线的第二轴线位置感测射束以及轴线位置感测元件(18，19)以轴线位置感测运动在射束轴线横向上相对运动。用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件与所述轴线位置感测运动相耦合地运动。参考元件(5)的实际位置与第一射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置相对应，与参考元件(5)在激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)具有给定相互位置情况下的给定位置相比较。当激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的实际相互位置与给定相互位置存在偏差时产生调整参量并基于调整参量修正该位置偏差。还提出一种用于实施该方法的激光加工机(1)，具有用于求出激光射束轴线(8)与气体射束轴线(17)的相互位置的装置。

Description

求出和调整激光加工机上激光加工射束轴线与过程气体射束轴线 相互位置的方法及具有转化这些方法的装置的激光加工机
本发明涉及用于求出和用于调整加工工件的激光加工机上的激光加工射束的激光射束轴线与过程气体射束的气体射束轴线的相互位置的方法。本发明还涉及用于加工工件的激光加工机，它具有激光加工头，由该激光加工头可将具有激光射束轴线的激光加工射束和具有气体射束轴线的过程气体射束对准工件，以及具有用于求出激光射束轴线和气体射束轴线的相互位置的装置。
在不同类型的工件加工中，除激光加工射束外还将过程气体射束对准加工位置。例如在激光切割时作为过程气体考虑氧气或惰性气体例如氮气或氩气。由切割气体将在切割过程中形成的材料熔化物从切割缝中吹走。为此，在导送氧气作为过程气体时，通过加工位置上的氧化过程来支持切割过程。在任何情况下要求激光加工射束与过程气体射束的相互位置符合目的。在激光加工时，如果对准相关工件的激光加工射束的激光射束轴线与对准工件的切割气体射束的气体射束轴线相重合，则达到最佳的加工结果。由于不同的原因，例如由于激光加工头的激光喷嘴的脏污，一次调整的激光射束轴线与气体射束轴线的给定相互位置在激光加工机运行中不是在时间上不受限制地保持不变。因此，为了达到最佳的加工结果，监视激光射束轴线和气体射束轴线的相互位置并在监视到给定相互位置偏差时进行修正。
为此制定的所述类型方法以及转化该方法的所述类型激光加工机由DE43 36 136 A1公开。在该现有技术中借助摄像机通过激光加工头上的激光喷嘴的喷嘴口感测激光加工射束的加工位置。通过信号求值在需要时感测加工位置从而感测激光加工射束的激光射束轴线相对于激光喷嘴上的定义过程气体射束的气体射束轴线位置的喷嘴口中心的错位。求出的激光射束轴线与气体射束轴线的错位最终构成修正两轴线相互位置的基础。
另一种用于求出激光切割机上的激光切割射束的激光射束轴线与切割气体射束的气体射束轴线的相互位置的所述类型方法在产业实践中以“Tapeshot方法”被公知。在这种情况下首先将激光切割头上的激光喷嘴的喷嘴口用胶带覆盖。接着使激光切割射束短时喷嘴口。由激光切割射束在胶带上产生的孔的中心与激光喷嘴的中心的相互位置最终被感测为激光射束轴线与气体射束轴线的相互位置。当给定相互位置存在偏差时对激光切割射束或切割气体射束修正位置以消除该位置偏差。
本发明的目的是，能够与激光加工机的常用功能相协调地求出和在必要情况下调整激光射束轴线与气体射束轴线的相互位置并提供一种激光加工机，在该激光加工机上能够实现这样求出位置和调整位置。
根据本发明，该任务通过按照权利要求1和10的方法以及通过按照权利要求11的激光加工机解决。
由此，在本发明情况下，为了求出激光加工射束的激光射束轴线与过程气体射束的气体射束轴线的相互位置，一方面其射束轴线代表激光加工射束的激光射束轴线的第一轴线位置感测射束和其射束轴线代表过程气体射束的气体射束轴线的第二轴线位置感测射束、另一方面轴线位置感测元件在射束横向或射束轴线横向上彼此相对运动。就此而言，根据本发明，为了求出轴线位置而进行运动，这些运动按照其类型在正常的激光加工机运行中也进行，例如为了激光加工射束相对于待加工工件定位或者为了加工工件。因此尤其是存在这样的可能性：为了一方面第一轴线位置感测射束以及第二轴线位置感测射束和另一方面轴线位置感测元件的轴线位置感测运动，使用驱动装置和驱动控制或运动控制装置，它们总归对于激光加工机的正常运行是必需的。可以相应地选择用于激光射束轴线的参考元件和/或用于气体射束轴线的参考元件和/或用于轴线位置感测元件的参考元件。就此而言本发明方案使得“求出激光射束轴线与气体射束轴线相互位置”的功能可以组合到激光加工机的正常功能中。通常通过使用所述类型的参考元件使求出激光射束轴线与气体射束轴线相对位置的地点转移到远离轴线位置感测射束或远离激光射束轴线和气体射束轴线的区域中。因此本发明还使得可以便于操作同时高精度地求出激光射束轴线与气体射束轴线的相互位置。
按照权利要求1和10的方法的特别的实施方式由从属权利要求2至9得知。按照权利要求11的激光加工机的特别的实施方式在从属权利要求12至21中描述。
根据权利要求2和12，在本发明的优选构型中，使用具有激光射束轴线的激光射束作为第一轴线位置感测射束和/或具有气体射束轴线的气体射束作为第二轴线位置感测射束。用作第一轴线位置感测射束的激光射束并非必须是在正常激光加工机运行中对准相关工件的激光加工射束。例如可想到，为了感测轴线位置使用具有低的、对于正常的工件加工不足够的激光功率的激光射束。相应地，并非必须利用过程气体射束作为用于感测轴线位置的气体射束。例如出于成本原因符合目的的可以是，用于感测轴线位置的气体射束不通过相对较贵的过程气体而是通过较廉价的气体例如通过大气空气产生。激光加工射束的激光射束轴线与过程气体射束的气体射束轴线的相互位置的求出可以在至少很接近正常机器运行条件的条件下进行并且因此产生实际反映机器正常运行时情况的结果，这种情况表明，尽可能与机器正常运行中对准待加工工件的激光加工射束以及相应过程气体射束统一的轴线位置感测射束是有利的。
在权利要求3，13和14中描述的措施有利于尽可能结构简单地转化本发明方案。激光加工机的加工头用作用于激光射束轴线和气体射束轴线的公共参考元件，由此，为了求出激光射束轴线和气体射束轴线的相互位置可以使用用于驱动以及用于加工头的运动控制的装置，这些装置在激光加工机的正常运行中也使用。
权利要求4和15涉及本发明方案转化到要求激光射束轴线和气体射束轴线完全一致的情况下。这种应用情况是激光切割。
在本发明的另一优选方案中，激光射束轴线和气体射束轴线的相互位置借助在轴线位置感测射束的射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件上时用于激光射束轴线的参考元件和用于气体射束轴线的参考元件所占据的那些位置求出(权利要求5，16)。通过所述射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件上，将用于感测轴线位置的装置的明确定义的状态规定为用于感测用于激光射束轴线的参考元和用于气体射束轴线的参考元件的位置的触发器。由此可确保，感测所述参考元件的实际上可以精确推断激光射束轴线和气体射束轴线的位置或者推断它们的相互位置的那些位置。
根据权利要求6至9和17至20，在本发明情况下选择可实践的并且通过使用已有装置可实现的可能性来确定或感测轴线位置感测射束的射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件上。由此例如可将正常机器运行中激光加工射束的工件侧加工位置上的过程光线产生的感测用来控制和监视在工件上的刺入过程。例如距离测量在激光加工机的切割工作中是常用的。此时感测和监视激光喷嘴与工件之间的距离以保证激光射束焦点相对于工件的位置保持不变。
权利要求21涉及一种激光加工机，在该激光加工机上可实施在权利要求10中描述的用于自动调整激光射束轴线与气体射束轴线的相互位置的方法。
下面借助示例性示意图详细解释本发明。附图示出：
图1在借助激光切割射束并且对加工位置给送切割气体射束情况下切割加工工件时的激光切割机，
图2在求知激光切割射束的激光射束轴线与切割气体射束的气体射束轴线的相互位置时的按照图1的激光切割机，
图3按照图1和2的激光切割机的激光切割头的纵剖面和
图4至7求出激光切割射束的激光射束轴线与切割气体射束的气体射束轴线的过程的描述。
根据图1，构造为激光切割机1的激光加工机具有床身2，机床过桥3在第一轴向(X方向)上可移动地在该床身上被导向。机床过桥3本身在一个横梁上支承带有虚线示出的激光加工头或激光切割头5的导向滑座4。激光切割头5与导向滑座4一起在机床过桥3的横梁上可沿该横梁在第二轴向(Y方向)上移动。此外激光切割头5可相对于导向滑座4在第三轴向(Z方向)上移动。在激光切割头5下方，呈板6形式的工件安置在工件垫7上。
为了加工板6，使用激光射束，该射束在图中用激光射束轴线8表示。该激光射束由激光射束源9产生并通过射束引导管10以及通过转向镜11，12被引导向安置在激光切割头5内部的聚集光学元件13(透镜或反射镜)。聚集光学元件13使激光射束成束并使其作为激光切割射束对准板6。由于机床过桥3以及导向滑座4的所述可移动性，可以用激光切割射束加工板6上的每个点。在图1中表示出在所述实施例中在板6上制成的切痕14。激光切割头5在Z方向上的可运动性被用于调节激光切割射束在板横向上的焦点位置。
激光切割机1的一个电动驱动装置用于使激光切割头5在三个空间方向上移动，该驱动装置借助数控装置15控制。激光切割机1的其余功能也与控制相关地集成于数控装置15中。
与激光切割射束一起，从激光切割头5出发，过程气体射束以切割气体射束16的形式对准板6。给送到板6上的切割气体在所描述情况下是氮气，用于将在板侧的激光切割射束加工位置上形成的金属熔化物从制成的切割缝中吹走。理想的是，激光切割射束的激光射束轴线8与切割气体射束16的气体射束轴线17相互重合。在图1中示出具有这种最佳的激光射束轴线8与气体射束轴线17相互位置的激光切割机1。
在激光切割机1运行过程中可能发生激光切割射束8或切割气体射束16的失调。轴线位置感测元件18，19用于求出激光射束轴线8与气体射束轴线17相互间实际位置与相关给定位置的可能存在的偏差，这些轴线位置感测元件安置在床身2的一个纵向端部上并从而安置在激光切割头5的加工区域的最外边缘上。轴线位置感测元件18以及轴线位置感测元件19都涉及弹簧钢小板。轴线位置感测元件18以其一个在Y方向上延伸的边缘、轴线位置感测元件19以其一个在X方向上延伸的边缘夹紧在床身2上。此外轴线位置感测元件18，19各自自由地由床身2伸出。直接连接在轴线位置感测元件18的夹紧边缘上的边缘在X方向上延伸，直接连接在轴线位置感测元件19的夹紧边缘上的边缘在Y方向上延伸。两个轴线位置感测元件18，19在激光切割机1的X-Y-Z坐标系中的位置是确定的。
图3中示出激光切割头5相互错误地调整的激光射束轴线8与气体射束轴线17。在该图中也可看到激光切割头5的激光喷嘴20，具有激光射束轴线8的激光切割射束和具有气体射束轴线17的切割气体射束16穿过它对准板6。为此，激光喷嘴20设置有喷嘴口21(例如圆形的或者具有环形缝隙)。气体射束轴线17通过喷嘴口21的中点延伸。切割气体通过气体供给口22由切割气体供给装置23供应给激光切割头5。切割气体供给装置23可借助数控装置15控制。
激光喷嘴20是传统电容式距离测量装置24的一部分。这类型测量装置例如由德国Ditzingen的TRUMPF公司以“DIAS”名称销售。借助距离测量装置24可确定激光喷嘴20的下侧面与位于该激光喷嘴20对面的金属工件的表面之间的距离。距离测量装置24也与激光切割机1的数控装置15连接。
在图3中还示出聚集光学元件13的保持架25。保持架25支承在激光切割头5的壳体上，在X和Y方向上可移动。可能的移动运动借助伺服驱动装置26实施，该伺服驱动装置本身由激光切割机1的数控装置15控制。
最后，激光切割机1设置有在图3中表示出的光学的过程光线测量装置27。过程光线测量装置27也是传统结构方式。这种测量装置例如由德国Ditzingen的TRUMPF公司以名称“PCS”销售。借助过程光线测量装置27测量激光切割射束在板侧的加工位置上产生的过程光线。过程光线测量装置27也与激光切割机1的数控装置15连接。
借助图4至7解释监视激光射束轴线8与气体射束轴线17相互位置是否存在与给定相互位置的偏差时的做法。喷嘴口21在此具有圆形的横截面。
按照图4，激光切割头5作为用于激光射束轴线8和气体射束轴线17的公共参考元件带着激光喷嘴20在Y轴的正方向上(Y+方向)以轴线位置感测运动向轴线位置感测元件18上运动。在此，一旦激光喷嘴20的喷嘴口21的边缘的在运动方向上处于前面的部分到达金属轴线位置感测元件18上方，则开始：借助距离测量装置24感测激光喷嘴20与轴线位置感测元件18之间的距离。切割气体供给装置23接通；由此，切割气体射束16从激光切割头5向下发出并且起先还与轴线位置感测元件18隔开距离(图4的部分图(1))。
在激光切割头5向Y+方向运动过程中切割气体射束16达到轴线位置感测元件18(图4的部分图(2))。随着切割气体首次冲击到轴线位置感测元件18上开始轴线位置感测元件的向下偏移。轴线位置感测元件18的偏移的开始借助距离测量装置24断定并标记一个时间点，在该时间点感测激光切割头5在Y+方向上的位置。在切割气体射束16的横截面理想地与激光喷嘴20上的喷嘴口21的圆形横截面相应的前提下和在喷嘴口21半径已知的前提下，不费力地得到激光切割头5在Y+方向上的那个位置：在该位置，气体射束轴线17达到轴线位置感测元件18的前边缘。在图4的部分图(2)用“S1Y”标记出激光切割头5在切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上与气体射束轴线17达到轴线位置感测元件18前边缘之间所必须走过的位移段。
当激光切割头5在Y+方向上继续运动时喷嘴口21与轴线位置感测元件18的重合增加。与此相关，轴线位置感测元件18的偏移增加。
此外在激光切割头5在Y+方向上运动过程中，激光射束轴线8也达到轴线位置感测元件18的前边缘(图4的部分图(3))。与此联系，轴线位置感测元件18被激光切割射束切割。在激光切割射束刺入轴线位置感测元件18中时产生的闪光被过程光线测量装置27感测并且标记一个第二时间点，在该时间点确定激光切割头5在Y+方向上的位置。将激光切割头5在Y+方向上的该位置激光切割头5与在切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上时的位置相比较。在所示的例中，激光切割头5在所述两个位置之间走过一个位移段“S2Y”。位移段S2Y比位移段S1Y大出dSY。因此dSY描述激光射束轴线8与气体射束轴线17在Y方向的相互错位。dSY借助激光切割机1的数控装置15的为此设置的求值装置确定。
激光切割射束就在刺入轴线位置感测元件18中之后关闭。激光切割射束的关闭通过激光切割机1的数控装置15实现，该数控装置相应控制激光射束源9。
如果与前述前提相反切割气体射束16的半径或直径不假定为已知，则修改前面描述的方法。补充求出切割气体射束16的直径。
在这种情况下也确定激光切割头5在切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上时(图4的部分图(2))和在激光切割射束刺入轴线位置感测元件18中时(图4的部分图(3))的位置。在这种情况下也直接在激光切割射束刺入轴线位置感测元件18中后将激光切割射束关闭。但除了激光切割头5的前面所述两个位置外还确定激光切割头5在Y+方向上的这个位置：在该位置中，轴线位置感测元件18在切割气体射束16作用下的偏移达到其最大值。一旦切割气体射束16在其在Y+方向的运动过程中以其全部横截面到达轴线位置感测元件18上方，即一旦切割气体射束16的在运动方向上处于后面的边界达到轴线位置感测元件18的前边缘(图4的部分图(4))，该最大值出现。激光切割头5在切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上和轴线位置感测元件18最大偏移之间所走过的那个位移段描述直径，即切割气体射束16在Y方向的尺寸“D”。
由此，当激光射束轴线8和气体射束轴线17完全一致时，激光切割射束必须在从切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上起的位移段1/2D之后刺入轴线位置感测元件18中。但在所示的例子中不是这种情况。而是由激光切割头5在切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上与激光切割射束刺入轴线位置感测元件18中之间走过一个位移段1/2D+dSY。由此以dSY在后面说明的、相对于开始提出的方法变化了的方法中得到激光射束轴线8与气体射束轴线17在Y方向上的错位。
修改了的方法的特点在于其精度特别高。由此，作为用于求出激光射束轴线8与气体射束轴线17的可能的错位的基础使用切割气体射束16在Y方向的实际尺寸而不是如在开始说明的方法中那样使用激光喷嘴20上的喷嘴口21的直径。例如由于喷嘴口21的脏污，切割气体射束16的实际尺寸可能与喷嘴口21的直径有偏差。如果已知脏污的喷嘴口的直径，则所描述的切割气体射束16直径测量也可以用于检验激光喷嘴20的脏污程度。
如果由切割气体射束16造成的轴线位置感测元件18偏移的程度不能以足够的精度感测，为了确定切割气体射束16在Y方向上的尺寸，轴线位置感测元件18被切割气体射束16不仅如前面所述在Y+方向上、而且还在Y-方向上“碰触”。
如从图5中看出，在此激光切割头5带着起先还与轴线位置感测元件18离开距离的切割气体射束16(图5的部分图(1))并在激光切割射束关闭的情况下在Y-方向上移动，直至切割气体射束16首次冲击到轴线位置感测元件18上(图5的部分图(2))。与此相关的轴线位置感测元件18偏移开始借助距离测量装置24可在任何情况下明确断定。相应地首先明确确认在Y+方向上运动的切割气体射束16的首次冲击或与此联系的轴线位置感测元件18偏移开始(图4的部分图(2))。
不仅在轴线位置感测元件18由于在Y+方向上运动的切割气体射束16而开始偏移的时间点、而且在轴线位置感测元件18由于在Y-方向上运动的切割气体射束16而开始偏移的时间点感测激光切割头5在Y方向上的位置。在两个切割头位置之间存在一个位移段，它相当于切割气体射束16在Y方向的尺寸包括轴线位置感测元件18在Y方向的宽度在内的两倍。轴线位置感测元件18的宽度以及所述两个切割头位置之间的位移段是已知的，因此可以计算切割气体射束16在Y方向的尺寸或者说切割气体射束的直径D。
除了激光射束轴线8与气体射束轴线17在Y方向的错位外，此外在所示的例子中也确定在X方向的错位dSX。为此，激光切割头5带着激光切割射束和切割气体射束16在X轴方向上被向轴线位置感测元件19上引导。具体说，在此，如在求出激光射束轴线8与气体射束轴线17的错位dSY时那样进行。在图6和7中阐明了求出激光射束轴线8与气体射束轴线17的错位dSX包括求出切割气体射束16在X轴方向上的尺寸D。
借助在Y方向以及在X方向上存在的激光射束轴线8与气体射束轴线17的错位由数控装置15的为此设置的计算机单元产生修正值。基于该修正值，由激光切割机1的数控装置15控制聚集光学元件13的保持架25的伺服驱动装置26。保持架25与聚集光学元件13一起在由X轴及Y轴展开的平面中调节到一个位置中，在占据该位置时，聚集光学元件13使激光切割射束与切割气体射束16同轴心地对准板6。

Claims (21)

1.用于求出用于加工工件的激光加工机(1)上一方面激光加工射束的激光射束轴线(8)与另一方面过程气体射束(16)的气体射束轴线(17)的相互位置的方法，其特征在于，一方面具有相对于激光射束轴线(8)确定布置的第一射束轴线的第一轴线位置感测射束和具有相对于气体射束轴线(17)确定布置的第二射束轴线的第二轴线位置感测射束、另一方面轴线位置感测元件(18，19)以轴线位置感测运动在射束轴线横向上彼此相对运动，与第一射束轴线确定地在空间上对应配置的、用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和与第二射束轴线确定地在空间上对应配置的、用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或与轴线位置感测元件(18，19)确定地在空间上对应配置的、用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件与所述轴线位置感测运动相耦合地运动，并且将用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(9)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件的、与第一射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置相对应的实际位置与用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件在激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)具有给定相互位置情况下的给定位置相比较。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，一方面作为第一轴线位置感测射束的具有激光射束轴线(8)的激光射束和/或作为第二轴线位置感测射束的具有气体射束轴线(17)的气体射束和另一方面轴线位置感测元件(18，19)以轴线位置感测运动在射束轴线横向上彼此相对运动。
3.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共的参考元件(5)与所述轴线位置感测运动相耦合地运动并且将用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共参考元件(5)的、与第一射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置相对应的位置与用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共参考元件(5)在激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)具有给定相互位置情况下的给定位置相比较。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共参考元件(5)与所述轴线位置感测运动相耦合地运动并且检验，第一射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置是否与用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共参考元件(5)的相同相互位置相对应。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件的、与第一射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上以及第二射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上相对应的实际位置与用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件在激光射束轴线(8)与气体射束轴线(17)具有给定相互位置情况下的给定位置相比较。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为轴线位置感测元件(18，19)对一个可切割的、尤其是可激光切割的轴线位置感测元件(18，19)加载以呈切割射束形式、尤其是呈激光切割射束形式的第一轴线位置感测射束并且通过轴线位置感测元件(18，19)被该切割射束或者在激光切割射束情况下被该激光切割射束切割来确定第一射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，轴线位置感测元件(18，19)被该切割射束或者在激光切割射束情况下被该激光切割射束切割通过与该切割相联系的过程光线产生来感测。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为轴线位置感测元件(18，19)对一个可偏移的轴线位置感测元件(18.，19)加载以呈压力介质射束形式、尤其是呈气体射束形式的第二轴线位置感测射束，其中，该压力介质射束或者气体射束在所述轴线位置感测运动的方向上运动到轴线位置感测元件(18，19)上方，第二射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上通过轴线位置感测元件(18，19)由于所述压力介质或所述气体射束而首次偏移来确定。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，轴线位置感测元件(18，19)由于所述压力介质或所述气体射束的偏移借助距离测量来确定。
10.用于调整激光加工机(1)上一方面激光加工射束的激光射束轴线(8)与另一方面过程气体射束(16)的气体射束轴线(17)的相互位置的方法，其特征在于，按照如权利要求1至9之一所述的方法求出一方面激光加工射束激光射束轴线(8)与另一方面过程气体射束(16)的气体射束轴线(17)的相互位置，当激光射束轴线(8)与气体射束轴线(17)的相互位置与给定相互位置存在偏差时产生与该位置偏差相协调的调整参量并基于这些调整参量通过调节激光射束轴线(8)的位置和/或通过调节气体射束轴线(17)的位置来修正该位置偏差。
11.用于加工工件(6)的激光加工机，具有激光加工头(5)，由该激光加工头出发可将具有激光射束轴线(8)的激光加工射束和具有气体射束轴线(17)的过程气体射束(16)对准工件(6)；以及具有用于求出激光射束轴线(8)与气体射束轴线(17)的相互位置的装置，其特征在于，所述用于求出激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的相互位置的装置包括一个轴线位置感测元件(18，19)，一个用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)，一个用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或一个用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件以及一个求值装置，其中，一方面具有相对于激光射束轴线(8)确定布置的第一射束轴线的第一轴线位置感测射束和具有相对于气体射束轴线(17)确定布置的第二射束轴线的第二轴线位置感测射束与另一方面轴线位置感测元件(1 8，19)可彼此相对以轴线位置感测运动在射束轴线横向上运动，用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)与第一射束轴线确定地在空间上对应配置，用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)与第二射束轴线确定地在空间上对应配置和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件与所述轴线位置感测元件(18，19)确定地在空间上对应配置，用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件可以与所述轴线位置感测运动相耦合地运动，借助求装置可感测用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件的实际位置，这些实际位置与第一射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线和轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置相对应并且借助求值装置可将感测的实际位置与用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件在激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)具有给定相互位置的情况下的给定位置相比较。
12.如权利要求11所述的激光加工机，其特征在于，作为第一轴线位置感测射束设置具有激光射束轴线(8)的激光射束和/或作为第二轴线位置感测射束设置具有气体射束轴线(17)的气体射束。
13.如权利要求11或12所述的激光加工机，其特征在于，设置有用于激光射束轴线(8)以及气体射束轴线(17)的公共的参考元件(5)，借助求值装置可求出该公共的参考元件(5)的、与第一射束轴线与轴线位置感测元件(18，19)和第二射束轴线与轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置相对应的实际位置并可与公共的参考元件(5)在激光射束轴线(8)与气体射束轴线(17)具有给定相互位置情况下的给定位置相比较。
14.如权利要求11至13之一所述的激光加工机，其特征在于，激光加工机(1)的加工头被设置为用于激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的公共的参考元件(5)。
15.如权利要求11至14之一所述的激光加工机，其特征在于，借助求值装置可检验，第一射束轴线与轴线位置感测元件(18，19)以及第二射束轴线与轴线位置感测元件(18，19)的相同相互位置是否与用于激光射束轴线(8)及气体射束轴线(17)的公共的参考元件(5)下相同相互位置相对应。
16.如权利要求11至15之一所述的激光加工机，其特征在于，借助求值装置可感测第一射束轴线或第二射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上时的位置作为用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件的实际位置并与给定位置相比较。
17.如权利要求11至16之一所述的激光加工机，其特征在于，设置切割射束、尤其是激光切割射束作为第一轴线位置感测射束和可切割的、尤其是可激光切割的轴线位置感测元件(18，19)作为轴线位置感测元件(18，19)，通过轴线位置感测元件(18，19)被切割射束、在可能情况下被激光切割射束切割来感测第一射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上。
18.如权利要求11至17之一所述的激光加工机，其特征在于，求值装置包括一个过程光线传感器，借助它通过与轴线位置感测元件(18，19)被切割射束、在可能情况下被激光切割射束的切割相联系的过程光线产生可感测该切割。
19.如权利要求11至18之一所述的激光加工机，其特征在于，设置一个压力介质射束、尤其是气体射束作为第二轴线位置感测射束和一个在该压力介质射束、可能情况下气体射束的作用下可偏移的轴线位置感测元件(18，19)作为轴线位置感测元件(18，19)，该压力介质射束、可能情况下气体射束可在轴线位置感测运动方向上向轴线位置感测元件(18，19)方向上运动，通过轴线位置感测元件(18，19)由于在该压力介质射束、可能情况下由于气体射束而首次偏移来确定第二射束轴线首次冲击到轴线位置感测元件(18，19)上。
20.如权利要求11至19之一所述的激光加工机，其特征在于，求值装置包括一个距离传感器，借助它可感测轴线位置感测元件(18，19)的偏移。
21.如权利要求11至20之一所述的激光加工机，其特征在于，用于求出激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的相互位置的装置构成用于调整激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的相互位置的装置的一部分，所述调整装置附加包括一个计算机单元以及一个用于激光射束轴线(8)和/或气体射束轴线(17)的位置控制装置，其中，计算机单元与用于求出激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的相互位置的装置相连接，通过该计算机单元借助于由所述求出装置进行的用于激光射束轴线(8)的参考元件(5)和用于气体射束轴线(17)的参考元件(5)和/或用于轴线位置感测元件(18，19)的参考元件的实际位置与给定位置的比较在实际位置与给定位置出现偏差时可产生用于激光射束轴线(8)和/或气体射束轴线(17)的位置控制的调整参量，激光射束轴线(8)和/或气体射束轴线(17)的位置控制可基于该调整参量控制，将激光射束轴线(8)和气体射束轴线(17)的实际相对位置转变到给定相互位置中。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103170748A (zh) * 2011-12-26 2013-06-26 苏州领创激光科技有限公司 高速大幅面激光切割机
CN101873909B (zh) * 2007-11-24 2013-08-07 通快机床两合公司 用于支撑板状材料和用于处理从其上分离的部分的方法和装置
CN112218736A (zh) * 2018-05-02 2021-01-12 通快机床两合公司 激光加工头和激光加工机

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007047298B3 (de) * 2007-10-02 2009-04-09 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Fokuslagenbestimmung und Laserbearbeitungsdüse
DE102007063627B4 (de) 2007-10-02 2010-08-12 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Laserstrahls relativ zu einer Öffnung, sowie Laserbearbeitungsmaschine
DE102008030783B3 (de) * 2008-06-28 2009-08-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Laserstrahlschrägschneiden und Laserbearbeitungsmaschine
WO2011127601A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 National Research Council Of Canada Laser processing control method
EP2409808A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-25 Bystronic Laser AG Laserbearbeitungsmaschine
JP5091287B2 (ja) * 2010-08-06 2012-12-05 ファナック株式会社 加工点にエネルギー又は物質を供給する加工機における加工情報取得装置
US20130032580A1 (en) * 2010-11-29 2013-02-07 Mitsubishi Electric Corporation Optical path structure of laser processing machine
US9289852B2 (en) 2011-01-27 2016-03-22 Bystronic Laser Ag Laser processing machine, laser cutting machine, and method for adjusting a focused laser beam
EP2667998B1 (de) 2011-01-27 2020-11-18 Bystronic Laser AG Laserbearbeitungsmaschine sowie verfahren zum zentrieren eines fokussierten laserstrahles
EP2490273B1 (en) * 2011-02-18 2013-05-01 Bruker HTS GmbH Method for manufacturing a HTS coated tape with laser beam cutting
JP5928575B2 (ja) * 2012-02-14 2016-06-01 村田機械株式会社 レーザ加工機
EP2883647B1 (de) 2013-12-12 2019-05-29 Bystronic Laser AG Verfahren zur Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung
US10307864B2 (en) * 2013-12-13 2019-06-04 Avonisys Ag Methods and systems to keep a work piece surface free from liquid accumulation while performing liquid-jet guided laser based material processing
JP6583415B2 (ja) * 2015-07-03 2019-10-02 村田機械株式会社 板材加工システム、及び板材加工方法
DE102015224115B4 (de) * 2015-12-02 2021-04-01 Avonisys Ag Laserstrahl-bearbeitungsvorrichtung mit einer einkoppelvorrichtung zum einkoppeln eines fokussierten laserstrahls in einen flüssigkeitsstrahl
DE102017213511A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Lasermaterialbearbeitung und Lasermaschine
CN107598368B (zh) * 2017-10-17 2024-05-24 河北睿高机器人科技有限公司 激光切割机
DE102018123363B4 (de) * 2018-09-24 2021-01-07 Bystronic Laser Ag Verfahren zur Kollisionsvermeidung und Laserbearbeitungsmaschine
DE102018125620A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Schuler Pressen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden einer Blechplatine aus einem kontinuierlich geförderten Blechband
EP3914415A4 (en) 2019-01-23 2023-02-01 Vulcanforms Inc. LASER CONTROL SYSTEMS FOR ADDITIVE MANUFACTURING
KR102534373B1 (ko) * 2022-12-20 2023-05-26 주식회사 디알오토텍 주조방안의 절단용 레이저 헤드 모듈 및 이를 이용한 비철금속 주조 레이저 절단방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4427873A (en) * 1982-03-18 1984-01-24 Amada Engineering & Service Co. Method and apparatus for aligning axes of assisting gas nozzles with laser beam axes in laser processing machines
US4689467A (en) * 1982-12-17 1987-08-25 Inoue-Japax Research Incorporated Laser machining apparatus
JPS60221187A (ja) * 1984-04-18 1985-11-05 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ光とノズルの軸合せ装置
DK160136C (da) * 1986-09-01 1991-07-08 Aga Ab Dyse til laserbearbejdning
JPH02205682A (ja) * 1989-02-02 1990-08-15 Mitsubishi Electric Corp 荷電ビーム式加工装置
JP2628926B2 (ja) * 1990-04-26 1997-07-09 ファナック株式会社 加工ヘッドの干渉防止方式
JPH05253685A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Toshiba Corp レーザ加工装置
JP2720744B2 (ja) * 1992-12-28 1998-03-04 三菱電機株式会社 レーザ加工機
DK0770445T3 (da) * 1995-10-06 2002-02-18 Elpatronic Ag Fremgangsmåde til at kontrollere og postionere en stråle til bearbejdning af emner
JP3664904B2 (ja) * 1999-01-14 2005-06-29 三菱重工業株式会社 レーザ加工ヘッド
US6407360B1 (en) * 1998-08-26 2002-06-18 Samsung Electronics, Co., Ltd. Laser cutting apparatus and method
AT413667B (de) * 2004-05-10 2006-04-15 Fronius Int Gmbh Schweissverfahren und laser-hybrid-schweissbrenner

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101873909B (zh) * 2007-11-24 2013-08-07 通快机床两合公司 用于支撑板状材料和用于处理从其上分离的部分的方法和装置
CN103170748A (zh) * 2011-12-26 2013-06-26 苏州领创激光科技有限公司 高速大幅面激光切割机
CN112218736A (zh) * 2018-05-02 2021-01-12 通快机床两合公司 激光加工头和激光加工机
CN112218736B (zh) * 2018-05-02 2023-03-10 通快机床两合公司 激光加工头和激光加工机

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Granted publication date: 20100804