传感器设施制造技术

本发明专利技术涉及一种传感器设施，该传感器设施用于借助能围绕转动点偏转的激光束对工件(0)进行扫描式激光加工，该传感器设施具有保持装置(1)和至少两个传感器(2)，其中，保持装置(1)具有由各个套管(3)组成的矩阵结构状或蜂窝结构状的布置方式，所述套管的套管轴线(3.0)在保持装置(1)之外于交点(P)处相交，并且其中，至少两个传感器(2)分别布置在套管(3)中，使得传感器的传感器轴线与套管轴线(3.0)重合。保持装置(1)有利地是以生成式的制造方法制成的一体式构件。

Sensor facilities

【技术实现步骤摘要】
传感器设施
本专利技术涉及一种传感器设施，其包含有传感器的布置方式，利用这些传感器在利用于工件上方扫描的激光束沿着预定断裂线对工件进行加工时去除材料，直到通过这些传感器探测到激光束的透射工件的份额。
技术介绍
借助激光来制造车辆的装备元件中的预定断裂线，例如用于仪表板中的、门饰件中的或方向盘毂中的气囊开口的预定断裂线，或者制造作为探伸到乘客舱中的构件、诸如杯架处的断裂位置的预定断裂线早已众所周知。由于一方面对在需要情况下使预定断裂线可靠断裂有高要求，而且另一方面对装备部件的美学外观也有高要求，在其中，车辆乘客不应用肉眼就察觉到预定断裂开口，使得沿着规划出预定断裂开口的预定断裂线进行的材料去除要受传感器控制。即使在其他应用中，例如在包装工业中也众所周知的是：引入预定断裂线来作为容器和类似物的分离辅助。为了借助激光通过材料去除来制造预定断裂线，将不完全切透的缝隙或孔眼或者是仅以非常小的孔眼穿过工件的所谓的微型穿孔引入到相关的工件中。在此，通过传感器监测能够通过如下方式沿着预定断裂线要么建立起能再现的剩余的限定的残余壁厚度要么制造出具有能再现的直径的小孔眼，其方式是：在探测到透射过残余壁或孔眼的辐射能量时将超出预设阈值用作控制参量。为此，在工件的与激光对置的一侧(观察侧)上布置有至少一个传感器，于是在加工期间，当工件在预定断裂线内部在各自的加工点处只是尚具有特定的残余壁厚度或已经具有微型穿孔时，该传感器探测到加工激光辐射的透射的份额。所需的用于借助能量辐射产生预定断裂线的相对运动原则上能够通过作为工具的激光束或工件来产生，其中，激光束的运动已被认为是更容易实现的。相比在预定断裂线之上并沿着该预定断裂线受机器人控制地引导激光源，使激光束沿预定断裂线进行二维或三维的扫描在技术上是能容易实施的，并且还能够允许明显更快的加工。然而，当通过反射镜偏转来使激光束扫描式地引导时，对这些在阵列中无法以与其传感器轴线相同的取向来布置的传感器的布置并且尤其是取向的设计是较为困难的，这是因为在此情况下激光束在沿着预定断裂线的每个处理点中以不同的角度照射到工件上。假设的是，激光束在沿着预定断裂线引导时被聚焦到工件的背侧上或在工件具有较大的壁厚的情况下可能在去除期间被再聚焦到当前的去除深度，这些传感器必须与观察侧相等的距离地布置并且必须分别朝向进行扫描的激光束的方向，也就是说，当激光束沿预定断裂线扫描时，在传感器的对辐射敏感的接收面上分别正交的传感器轴线在必要时直接照射的激光束的方向上取向。尤其是在延展的工件中具有体现出较大的断裂开口(诸如在仪表板中的气囊出口那样)的预定断裂线的情况下，制作并装配适用于此的传感器设施的耗费是高昂的，该传感器设施包含有传感器和使传感器相互布置在其中并取向的保持装置。如果要在同一工件上制造出具有经改变的走线的预定断裂线，则需要不同的保持装置或至少对保持装置进行结构上的改变。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供具有保持装置的、用于对工件进行扫描式激光加工的传感器设施，该保持装置允许对传感器进行方位上灵活且能改变的布置，并且能易于制造。该任务通过用于借助围绕转动点偏转的激光束对工件进行扫描式激光加工的传感器设施来解决，该传感器设施具有保持装置和至少两个传感器，其中，保持装置由呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的彼此牢固连接的套管形成，这些套管由各个至少一侧敞开的且分别具有套管轴线的套管构成，其中，套管轴线在保持装置之外于交点处相交，并且分别具有传感器轴线的至少两个传感器分别布置在其中一个套管中，使得它们的传感器轴线与套管轴线重合。有利的实施方案在从属权利要求中说明。特别有利地，保持装置通过也被称为3D打印的生成式方法来制造为一体式构件。该方法在材料投入最小的情况下除了其整个制造过程的快速性之外，尤其还提供了使构件也能够制造有侧凹部的优点，在将套管内部实施为针对传感器的插塞连接部的情况下很难避免这些侧凹部。当在保持装置中应有选择地布置具有高的局部分辨率的大量的传感器时，实施由呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的套管所形成的保持装置尤其是非常有利的，这些套管能够尽可能地降低传感器的尺寸并且一体式或材料锁合(stoffschlüssig)地彼此牢固连接。即使套管壁很薄地实施，这种彼此牢固连接的套管的布置方式也将导致构件的高的内部稳定性。在此，套管的外横截面和内横截面能够具有不同的形状，并且套管壁过渡成彼此。套管的布置在最广泛的意义下也能够由在一块板中的贯通孔或盲孔形成。套管的内轮廓被有利地实施成使得传感器经由插塞连接部居中地保持在套管中，从而使被装入的传感器的传感器轴线与套管轴线分别重合，并且在如下交点处相交，在对工件进行加工期间加工激光束能够围绕该交点偏转。由于在对工件加工期间透射过工件的辐射功率较低，使得保持装置能够由塑料制成并且因此理想地适用于被制造成注塑件或尤其适用于以3D打印制造。在需要时，例如在改变切割走线时，传感器能够转插到其他套管中。附图说明下面应结合实施例地借助附图详细阐述本专利技术。其中：图1示出所要加工的工件和为此所布置的传感器设施；图2a示出穿过经由配合面抵靠在工件上的传感器设施的截面图；图2b示出穿过经由间距保持器抵靠在工件上的传感器设施的截面图；图3a示出用于容纳传感器的套管的第一实施方案；图3b示出用于容纳传感器的套管的第二实施方案。具体实施方式在图1中示出了根据本专利技术的、按照规定布置在工件0的背侧上的用于借助扫描式的围绕转动点偏转的激光束对工件0进行加工的传感器设施。能围绕转动点偏转的激光束指向工件0的前侧，该激光束根据偏转的度数而定地以不同角度照射工件0。为了使激光束的透射工件0的份额能够最佳地被布置在工件0后面的传感器2探测到，传感器2的正交于传感器2的对辐射敏感的接收面的传感器轴线2.0(未在图中示出)必须朝进行照射的激光束的方向指向，也就是说所述传感器轴线2.0必须在转动点处相交。根据本专利技术的传感器设施原则上包括保持装置1和至少两个传感器2。保持装置1具有由各个套管3组成的矩阵结构状或如图1所示的蜂窝结构状的布置方式。套管3如在图2a和2b中所示的那样分别具有套管轴线3.0和套管壁3.5，套管壁通过第一端面3.1和第二端面3.2(参见图3b)或底部面3.3(参见图3a)限界出。为了使置入到套管3中的传感器2分别朝进行照射的激光束的方向取向，套管3彼此间布置成使得套管轴线3.0在第一端面3.1那侧在保持装置1之外于交点P处相交。在加工期间，激光束围绕该交点P偏移，也就是说，传感器设施朝着使激光束进行扫描的设备布置，使得交点P落在转动点(激光束围绕该转动点偏转)上。套管3的内轮廓实施成使得传感器2随着被导入到套管3中而被定心地保持在套管3之内，从而使其传感器轴线2.0与套管轴线3.0重合。有利地，第一端面3.1共同地形成连着的配合面，该配合面匹配于工件0在加工区域中的表面轮廓。匹配在此意味着，配合面具有与工件0在加工区域中所具有的表面轮廓相同的表面轮廓，或具有近似相同的表面结构，其中，第一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.传感器设施，所述传感器设施用于借助围绕转动点偏转的激光束对工件(0)进行扫描式激光加工，/n所述传感器设施具有保持装置(1)和至少两个传感器(2)，/n其中，所述保持装置(1)由呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的彼此牢固连接的套管形成，所述呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的套管由各个至少一侧敞开的且分别具有套管轴线(3.0)的套管(3)构成，其中，所述套管轴线(3.0)在所述保持装置(1)之外于交点(P)处相交，并且/n分别具有传感器轴线(2.0)的所述至少两个传感器(2)分别布置在其中一个套管(3)中，使得所述传感器的传感器轴线(2.0)与所述套管轴线(3.0)重合。/n

【技术特征摘要】
20180713 DE 102018116998.11.传感器设施，所述传感器设施用于借助围绕转动点偏转的激光束对工件(0)进行扫描式激光加工，
所述传感器设施具有保持装置(1)和至少两个传感器(2)，
其中，所述保持装置(1)由呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的彼此牢固连接的套管形成，所述呈矩阵结构状或蜂窝结构状布置的套管由各个至少一侧敞开的且分别具有套管轴线(3.0)的套管(3)构成，其中，所述套管轴线(3.0)在所述保持装置(1)之外于交点(P)处相交，并且
分别具有传感器轴线(2.0)的所述至少两个传感器(2)分别布置在其中一个套管(3)中，使得所述传感器的传感器轴线(2.0)与所述套管轴线(3.0)重合。


2.根据权利要求1所述的传感器设施，其特征在于，
所述套管(3)分别具有套管壁(3.5)，所述套管壁通过第一端面(3.1)和第二端面(3.2)或底部面(3.3)限界，并且所述交点(P)处于所述第一端面(3.1)那侧。


3.根据权利要求2所述的传感器设施，其特征在于，
所述第一端面(3.1)共同地形成连着的配合面，所述配合面匹配于待加工的工件(0)在加工区域中的表面轮廓。


4.根据权利要求2或3所述的传感器设施，其特征在于，
在其中至少一些第一端面(3.1)上构造有离开所述保持装置(1)地指向的间距保持器(5)，待加工的工件(0)能够贴靠在所述间距保持器...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·维滕贝歇尔，马丁·格里贝尔，
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