在平面工件中沿预定轮廓产生撕裂线的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在平面工件中沿预定轮廓产生撕裂线的方法和装置，该撕裂线通过激光移除材料产生。所述方法通过脉冲激光移除材料来在平面工件上产生撕裂线，其中加工周期之前是用于产生和存储参考信号曲线(f(Ra))的方法步骤，所述参考信号曲线由沿所述撕裂线的轮廓经由移除位置(a1,...,an)的参考信号(Ra)形成，其导致所述脉冲激光的脉冲振幅。使用所述测量信号(Ma)实现了所述参考信号(Ra)的相应的预定百分比、或者所述测量信号(Ma)实现了距离所述参考信号(Ra)的绝对距离作为用于每个移除位置(a1,...,an)的在空间分辨上的不激活标准，所述测量信号(Ma)从相应的所述移除位置(a1,...,an)处的所述脉冲振幅的透射出来的部分获得。

【技术实现步骤摘要】
在平面工件中沿预定轮廓产生撕裂线的方法和装置
本专利技术涉及一种用于在平面工件中沿预定轮廓产生撕裂线的方法和装置，所述轮廓描述了一系列移除位置。
技术介绍
现在在许多应用领域中常见的是将一体撕裂线引入平面工件，以便视需要沿所述撕裂线打开这些工件。示例包括以下材料中的撕裂和分离辅助：包装材料、医疗辅助材料、信纸(stationery)或者安全服。特别高质量的要求应用于气囊盖板中的撕裂线，这种撕裂线一方面不应是可见的，另一方面当气囊被激活时允许气囊无阻碍地穿透。由于这种特殊性，关于用于产生撕裂线的方法，现有技术几乎全部都唯一参考气囊盖板进行描述。因此，本文公开的方法的说明也将分别参考气囊盖板或者气囊盖板的组件进行解释。在气囊盖板的高质量实施例中，稳定的成型层通常设置有构成覆盖材料的另外的层，通过覆盖材料，面对车厢的盖板元件的表面在光学和触觉上得到改进。这些覆盖材料通常为形成中间层或者间隔纤维织物的泡沫材料，以及用作装饰层的柔性且壁薄的材料，诸如塑料片、人造皮、纺织纤维织物、微纤维无纺布或者天然皮革。为了确保气囊的安全展开，撕裂线通常不仅被引入成型层中，而且也被引入覆盖材料中。撕裂线能够被沿轮廓引入最后一层结构，或者引入各个单独的层(在安装这些单独的层之前)。下文对平面工件的任何提及都可以涉及单层或者涉及层结构。从现有技术已知大量的方法，通过这些方法，经由激光将撕裂线引入气囊盖板的最后一层结构中，或者引入各个单独的层(组件)中，这些单独的层之后被装配在一起，以形成层结构。DE102013104138B3描述了一种通过材料移除将限定的撕裂线引入覆盖材料的方法，其中线性引导脉冲激光束，沿着由移除位置形成的线多次重复扫描运动，每个移除位置仅发射一个激光束。在这一例子中，激光脉冲的参数被选择为使得激光脉冲引起能量输入，该能量输入引起相应的移除位置上的覆盖材料被加热至高于消融阈值的温度，且因而导致材料移除，同时保持了与相应的移除位置相邻的覆盖材料的区域中的温度低于将导致覆盖材料的结构上的改变的上限温度。能够执行多次重复扫描运动，直至实现了较低的残留壁厚，然后在残留壁厚下，撕裂线下方的传感器阵列检测到透射出来的激光辐射。在扫描运动期间，在任意单个移除位置上实现最小的可允许的残留壁厚都导致激光束在空间分辨上的不激活。通过检测到预定量的透射出来的激光功率，确定实现了最小的允许残留壁厚。为了确保每个移除位置仅一个激光脉冲入射，将扫描运动的速度和脉冲激光束的脉冲重复频率彼此相对调节。作为脉冲激光束的替选，可使用连续激光束，其中在重复的扫描运动期间，有利地是根据固定规则开启和关闭连续激光束，并且沿具有狭槽-桥接部形式的线的形状的线引入撕裂线，该形状的线包括交替序列的狭槽和桥接部。通过检测每个移除位置的最小残留壁厚的实现并且执行相应的空间分辨上的不激活，能够与材料厚度的变化无关地产生在全部长度上都展现出恒定的撕裂强度的撕裂线。在这种情况下，不仅能够通过剩余的残留壁厚，而且也能够分别通过移除位置的数量或者所形成的穿孔的数量(亦即它们的间隔或者桥接部的长度)而调节撕裂强度水平，其中穿孔穿过材料直至达到残留壁。在专利EP0991551B1中公开的方法中，也通过在气囊盖板中形成由借助于脉冲激光束依次产生的多个穿孔组成的序列孔而产生撕裂线。可彼此重叠地或者通过残留桥接部间隔隔开地引入穿孔。一旦检测到激光辐射透射出来，则完成穿孔。除了穿孔之外，也能够产生撕裂线、多段撕裂线或者多个单独的孔，而不完全穿透材料。能够基于用以产生穿孔所需的脉冲数目和/或脉冲持续时间来评估和调节这种非穿透弱化的深度。该专利未公开关于所述深度的调节的任何细节。从DE102014108133B4已知的方法与目前的方法不同之处在于，与引入第二部分中的相比，更高的能量输入被以交替方式引入撕裂线的第一部分，并且透射出来的激光辐射导致信号穿过第一部分的残留壁，从中得出的结论是：未检测第二部分的残留壁的壁厚。上述方法都共同的是：通过激光实现了沿所要产生的撕裂线的轮廓进行移除，其中材料被移除，由此减少了相应的移除位置下方的剩余的残留壁。取决于材料的透明度，一旦残留壁低于一定厚度，则激光辐射功率就透射通过残留壁。当激光脉冲的透射出来的激光辐射功率高于传感器的灵敏度范围的下限时，检测到该激光脉冲的透射出来的激光辐射功率，使得传感器产生信号。对于具有非常低透明度的材料，产生信号将刚好在完全贯穿或者直到微孔形成才发生。在具有比较高透明度的材料中，可以甚至在残留壁厚仍太高时产生信号。在这种情况下，可通过与残留壁的期望厚度相关联的在先的测试来找到该信号的阈值。可假定，在上述方法中，所获得的信号直接起到激光的不激活标准的作用。从EP0827802B1已知一种方法，其中，对传感器的所获得信号向上积分，并且将由此形成的积分值作为不激活标准与目标值比较，该目标值与期望的残留壁厚相关联。然而，在这一例子中，通过依次完成形成撕裂线的盲孔来产生该撕裂线。形成积分值是为了使得能够产生不激活标准，该不激活标准特别考虑了在形成盲孔时产生的燃烧残留物和蒸发气体。DE102007024510B3公开了一种通过在平面工件上移除材料而产生撕裂线的方法，其中沿撕裂线的预定轮廓引导激光束。在这一例子中，在每种情况下，使每个移除位置的材料移除都达到预定的残留壁厚。为了实现高精度的残留壁厚，在该方法中，借助于传感器，分别通过测量或者测试加工参考工件而获得参考测量值，并且将其存储起来，指定给相应的加工位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进通过激光在平面工件中产生撕裂线的方法，其中通过传感器阵列检测在沿撕裂线的轮廓的移除位置处的透射出来的激光辐射。本专利技术的目的也在于发现一种装置，通过该装置，能够应用产生撕裂线的多样轮廓的上述改进方法。通过一种用于通过在平面工件上移除材料而产生撕裂线的方法实现该目的。为了清楚说明起见，平面工件具有可视侧和与可视侧相反的反面侧。这种用辞方式来自工件(诸如气囊盖板)的典型用途。为了执行该方法，由激光发生器产生脉冲激光束，所述激光束具有由脉冲振幅和脉冲长度确定的能量的激光脉冲。在每种情况下，每个激光脉冲都在一相应的移除位置处从反面侧沿着用于撕裂线的预定轮廓以被重复多次的加工周期的方式依次地引入。在每种情况下，都对每个移除位置实现材料移除，达到预定的残留壁厚的程度，残留壁厚甚至可能为零。在这种情况下，当达到针对相应的预定的残留壁厚的不激活(deactivation)标准时，关于移除位置以空间分辨(space-resolved)的方式终止引入激光脉冲。对于每个加工周期，都产生一个测量信号曲线，其由测量信号经由移除位置而形成，每个测量信号都由借助于每个移除位置的传感器阵列中的至少一个传感器检测到其中一个激光脉冲的脉冲振幅的透射出来的部分引起。如果任意一个移除位置中的脉冲振幅的透射出来的部分低于传感器的灵敏度范围的下限阈值，或者如果没有脉冲振幅的部分透射出来，则对于该相应的移除位置不产生测量信号。本专利技术的关键在于：加工周期之前是临时性的产生和存储参考信号曲线的方法步骤。参考信号曲线由参考信号形成，在该方法步骤中，在激光发生器和传感器阵列之间不存在平面工件的情况下，参考信号经由移除位置引起脉冲振幅。在临时性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过移除材料而在平面工件(4)上产生撕裂线的方法，所述平面工件具有可视侧(4.2)和与所述可视侧(4.2)相反的反面侧(4.1)，其中激光发生器(1)产生脉冲激光束，所述激光束具有由脉冲振幅和脉冲长度确定的能量的激光脉冲(1.1)，所述激光脉冲在相应的移除位置(a1,...,an)处从所述反面侧(4.1)沿着用于所述撕裂线的预定轮廓以被重复多次的加工周期的方式依次地引入，并且其中对每个移除位置(a1,...,an)都执行材料移除，达到相应的预定残留壁厚的程度，预定残留壁厚甚至可能为零，其中一旦达到与所述相应的预定残留壁厚相关的不激活标准，则关于所述移除位置(a1,...,an)以空间分辨的方式终止引入所述激光脉冲(1.1)，并且对于每个加工周期都产生一个测量信号曲线，其由测量信号(Ma)经由所述移除位置(a1,...,an)而形成，每个测量信号都由借助于用于每个移除位置(a1,...,an)的传感器阵列(3)中的至少一个传感器(31,...,3m)检测到一个所述激光脉冲(1.1)的脉冲振幅的透射出来的部分引起，其特征在于，所述加工周期之前是临时性的产生和存储参考信号曲线(f(Ra))的方法步骤，所述参考信号曲线由参考信号(Ra)形成，在该方法步骤中，在所述激光发生器(1)和所述传感器阵列(3)之间不存在平面工件(4)的情况下，所述参考信号经由所述移除位置(a1,...,an)引起所述脉冲振幅，并且在临时性地在先的方法步骤以及所述加工周期中，所述激光脉冲(1.1)的脉冲振幅保持恒定，并且使用所述测量信号(Ma)实现了所述参考信号(Ra)的相应的预定百分比，或者所述测量信号(Ma)实现了距离所述参考信号(Ra)预定的距离，作为用于每个移除位置(a1,...,an)的在空间分辨上的不激活标准。...

【技术特征摘要】
2016.11.11 DE 102016121644.51.一种用于通过移除材料而在平面工件(4)上产生撕裂线的方法，所述平面工件具有可视侧(4.2)和与所述可视侧(4.2)相反的反面侧(4.1)，其中激光发生器(1)产生脉冲激光束，所述激光束具有由脉冲振幅和脉冲长度确定的能量的激光脉冲(1.1)，所述激光脉冲在相应的移除位置(a1,...,an)处从所述反面侧(4.1)沿着用于所述撕裂线的预定轮廓以被重复多次的加工周期的方式依次地引入，并且其中对每个移除位置(a1,...,an)都执行材料移除，达到相应的预定残留壁厚的程度，预定残留壁厚甚至可能为零，其中一旦达到与所述相应的预定残留壁厚相关的不激活标准，则关于所述移除位置(a1,...,an)以空间分辨的方式终止引入所述激光脉冲(1.1)，并且对于每个加工周期都产生一个测量信号曲线，其由测量信号(Ma)经由所述移除位置(a1,...,an)而形成，每个测量信号都由借助于用于每个移除位置(a1,...,an)的传感器阵列(3)中的至少一个传感器(31,...,3m)检测到一个所述激光脉冲(1.1)的脉冲振幅的透射出来的部分引起，其特征在于，所述加工周期之前是临时性的产生和存储参考信号曲线(f(Ra))的方法步骤，所述参考信号曲线由参考信号(Ra)形成，在该方法步骤中，在所述激光发生器(1)和所述传感器阵列(3)之间不存在平面工件(4)的情况下，所述参考信号经由所述移除位置(a1,...,an)引起所述脉冲振幅，并且在临时性地在先的方法步骤以及所述加工周期中，所述激光脉冲(1.1)的脉冲振幅保持恒定，并且使用所述测量信号(Ma)实现了所述参考信号(Ra)的相应的预定百分比，或者所述测量信号(Ma)实现了距离所述参考信号(Ra)预定的距离，作为用于每个移除位置(a1,...,an)的在空间分辨上的不激活标准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光脉冲(1.1)在所述加工周期中的第一加工周期期间比在之后的加工周期期间具有较短的脉冲长度，使得所述激光脉冲(1.1)的能量低得不产生材料移除。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一加工周期中，对于其中一些移除位置(a1,...,an)，已经产生了等于所述参考信号(Ra)的测量信号(Ma)，并且在之后的加工周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特·卢策，马丁·格里贝尔，于尔根·魏瑟尔，弗兰克·塞德尔，
申请(专利权)人：詹诺普蒂克自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE