用于监控工件的射束处理的装置及其用途、用于工件的射束处理的装置及其用途、用于监控工件的射束处理的方法、用于工件的射束处理的方法制造方法及图纸

提供了一种用于监控工件的射束处理的装置和方法。该装置包括：至少一个照射装置(12)，所述至少一个照射装置用于在第一时间间隔期间照射工件的处理区域；检测装置(15)，该检测装置用于检测从处理区域发出的电磁辐射；以及处理装置(19)，该处理装置用于对在第一时间间隔内和第二时间间隔内检测到的电磁辐射进行单独的处理。此外，提供了一种用于工件的激光射束处理的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控工件的射束处理的装置及其用途、用于工件的射束处理的装置及其用途、用于监控工件的射束处理的方法、用于工件的射束处理的方法
本专利技术涉及用于监控工件的射束处理的装置及其用途、用于工件的射束处理的装置及其用途、用于监控工件的射束处理的方法以及用于工件的射束处理的方法。
技术介绍
工件的射束处理、比如激光射束切割的主要需求是改进所处理的工件的质量，从而避免例如粗糙的切割边缘、毛刺和挂渣形成。另外，自主处理机和自主处理过程对于节省人员支出是有用的。因此，需要允许控制和调节工件的射束处理的装置和方法。DE102009050784B4公开了一种用于通过在空间分辨检测器和照射源的应用下提供机加工射束来基于图像而调节机加工过程的方法。将不同照度下的图像组合以用于评估。缺点在于，对所有图像进行联合评估，这可能会导致结果生成缓慢。此外，这种评估需要复杂的算法来执行图像分析。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种用于改进对工件的射束处理、特别是激光射束切割的监控的装置和方法。本专利技术的另一任务是提供一种用于改进对工件的射束处理的监控的装置和方法，通过该装置和方法可以实现自主的射束处理和高质量的被处理工件。这些任务通过根据权利要求1所述的用于监控工件的射束处理的装置、根据权利要求10所述的用于工件的射束处理的装置、根据权利要求13所述的用途、根据权利要求14所述的用途、根据权利要求15所述的用于监控工件的射束处理的方法以及根据权利要求23所述的用于工件的射束处理的方法来实现。根据有利的实施方式，提供了一种用于监控工件的射束处理、特别是激光射束处理的装置，该装置包括：至少一个照射装置，所述至少一个照射装置用于在多个第一时间间隔期间照射工件的处理区域，第一时间间隔通过第二时间间隔而彼此间隔开，在第二时间间隔期间，处理区域未被照射装置照射；检测装置，该检测装置用于检测从处理区域发出的电磁辐射；以及处理装置，该处理装置用于对在第一时间间隔内检测到的电磁辐射和在第二时间间隔内检测到的电磁辐射进行单独的处理；其中，检测装置适于通过以一定帧频提供具有多个帧的视频流来检测电磁辐射，所述帧包括电磁辐射的图像，第一时间间隔和第二时间间隔与该帧频同步。使用以上实施方式的装置来监控射束处理允许对射束处理过程进行在线和/或实时观察、自动控制和/或反馈控制。由此，可以实现自主射束处理机和自主射束处理过程，以便节省时间和人员支出。另外，由于对在第一时间间隔和第二时间间隔内检测到的电磁辐射进行了单独的处理，因此可以获得示出处理区域的不同类型的检测结果。例如，一方面，在第一时间间隔内，可以在处理期间检测到被照射的处理区域，从而呈现出第一类型的检测结果。另一方面，在第二时间间隔内，可以在没有附加照射的情况下观察到第二类型的检测结果，该结果仅反映了由工件本身在处理期间发出的电磁辐射，例如在处理区域处产生的被加热材料和/或熔融材料的辉光。因此，可以将相同类型的多个检测结果进行组合以用于评估，从而允许在长时间的射束处理期间连续或不连续地观察处理区域。由于第一时间间隔和第二时间间隔与帧频同步，所以允许将在第一时间间隔内拍摄的帧与在第二时间间隔内拍摄的帧直接分离。此外，在第一时间间隔内检测到的帧的组合仅示出了被照射的处理区域，而在第二时间间隔内检测到的帧的单独组合提供了仅示出由工件本身在处理期间发射的电磁辐射的多个帧。因此，可以对相同照射场景的帧进行组合以用于评估。在一些实施方式中，检测装置可以适于通过提供视频流来记录检测到的电磁辐射。因此，所记录的视频流、即示出了检测到并记录的电磁辐射的视频流和/或所记录的视频流中所包括的帧的任意组合可以用于存储有关处理过程的信息并用于该信息的比较。根据其他实施方式，处理装置可以适于提供包括在第一时间间隔内检测到的电磁辐射的图像的第一帧流和包括在第二时间间隔内检测到的电磁辐射的图像的第二帧流。由此，可以获得两个单独地且/或以不同方式处理的帧流，每个帧流示出了检测到的电磁辐射和处理区域。使用该实施方式的处理减少了随后分析监控数据所需的时间，因为可以并行分析第一流和第二流。处理装置可以适于通过处理由检测装置提供的视频流来提供第一帧流和第二帧流。例如，处理装置可以从视频流中选择出在第一时间间隔内检测到的帧中的一些或全部帧，并将它们组合以产生一个帧流。对于在第二时间间隔内检测到的帧也是如此。此外，在相同类型的时间间隔内检测到的帧可以直接组合，或者在进一步处理后组合。此外，处理装置可以适于通过处理由检测装置提供的所记录的视频流来提供第一帧流和第二帧流。根据其他实施方式，可以在检测装置与处理区域之间布置滤波装置，该滤波装置适于或可以适于选择性地使由照射装置发射并被处理区域反射的在一定波长范围内的电磁辐射通过。这允许主要地或选择性地检测由一个或多个照射装置照射的处理区域，因为由处理区域反射并到达检测装置的电磁辐射可以被滤波从而比由工件本身在处理期间发射的电磁辐射更强。在一些实施方式中，用于监控工件的射束处理的装置可以具有中心轴线，并且所述至少一个照射装置、检测装置和滤波装置中的至少一者可以与中心轴线同轴地布置并且/或者可以轴向对称地形成。由此，可以实现用于监控射束处理的装置的一个或更多个部件的轴向对称或同轴对称。这进一步允许用于监控的装置与轴向对称的射束处理装置、例如包括激光射束源的射束处理装置进行组合或一体式布置。另外，在同轴布置的一个或多个照射装置的情况下，可以均匀地照射处理区域。此外，检测装置可以包括光电二极管阵列、光敏元件阵列和/或摄像机。此外，检测装置可以适于为图像的至少一部分提供可选择的和/或变化的曝光时间。根据实施方式，所述至少一个照射装置可以适于发射在200nm至900nm的波长范围内、优选地在300nm至850nm的范围内、更优选地在380nm至820nm的范围内的电磁辐射。另外或替代性地，所述至少一个照射装置可以构造成用于均匀地照射处理区域。用于监控射束处理的装置可以包括放大装置，该放大装置用于对从处理区域发出并至少在第一时间间隔内和/或在第二时间间隔内被检测到的电磁辐射的至少一部分进行放大。例如，检测装置可以包括提供对检测到的电磁辐射的电子放大的放大装置。根据其他示例，放大可以是选择性的。另一实施方式涉及用于工件的射束处理、特别是用于激光射束处理的装置，该装置包括用于工件的射束处理的射束源和根据前述实施方式中的任一实施方式的用于监控射束处理的装置。根据实施方式，用于射束处理的装置和用于监控射束处理的装置可以各自具有中心轴线，并且可以彼此同轴地布置。这样允许两个装置的节省空间的构型。在其他实施方式中，用于工件的射束处理的装置可以包括布置在检测装置与处理区域之间的二向色镜，该二向色镜使处理射束或使从处理区域发出的电磁辐射的至少一部分偏转。这允许了用于射束处理的装置的例如下述构型：在该构型中，由于处理射束在二向色镜处偏转，因此射束源不相对于用于射束处理的装置的中心轴线同轴地布置。另外，通过这些实施方式，可以避免对源自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监控工件的射束处理、特别是激光射束处理的装置，/n所述装置包括：/n至少一个照射装置(12)，所述至少一个照射装置用于在多个第一时间间隔期间照射所述工件(11)的处理区域(11a)，所述第一时间间隔通过第二时间间隔而彼此间隔开，在所述第二时间间隔期间，所述处理区域未被所述照射装置照射；/n检测装置(15)，所述检测装置用于检测从所述处理区域发出的电磁辐射；/n以及/n处理装置(19)，所述处理装置用于对在所述第一时间间隔内检测到的电磁辐射和在所述第二时间间隔内检测到的电磁辐射进行单独的处理；/n其中，所述检测装置适于通过以一定帧频提供所述电磁辐射的具有多个帧的视频流来检测所述电磁辐射，每个帧包括所述电磁辐射的图像，所述第一时间间隔和所述第二时间间隔与所述帧频同步。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 EP PCT/EP2017/0819011.一种用于监控工件的射束处理、特别是激光射束处理的装置，
所述装置包括：
至少一个照射装置(12)，所述至少一个照射装置用于在多个第一时间间隔期间照射所述工件(11)的处理区域(11a)，所述第一时间间隔通过第二时间间隔而彼此间隔开，在所述第二时间间隔期间，所述处理区域未被所述照射装置照射；
检测装置(15)，所述检测装置用于检测从所述处理区域发出的电磁辐射；
以及
处理装置(19)，所述处理装置用于对在所述第一时间间隔内检测到的电磁辐射和在所述第二时间间隔内检测到的电磁辐射进行单独的处理；
其中，所述检测装置适于通过以一定帧频提供所述电磁辐射的具有多个帧的视频流来检测所述电磁辐射，每个帧包括所述电磁辐射的图像，所述第一时间间隔和所述第二时间间隔与所述帧频同步。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述检测装置适于通过提供所述视频流来记录检测到的所述电磁辐射。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述处理装置适于提供在所述第一时间间隔内检测到的所述电磁辐射的第一帧流(21)和在所述第二时间间隔内检测到的所述电磁辐射的第二帧流(22)。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述处理装置适于通过处理由所述检测装置提供的所述视频流来提供所述第一帧流和所述第二帧流。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，在所述检测装置与所述处理区域之间布置有滤波装置(18)，所述滤波装置适于或能够适于选择性地使由所述照射装置发射并被所述处理区域反射的在一定波长范围内的电磁辐射通过。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，用于监控工件的射束处理的所述装置具有中心轴线，并且其中，所述至少一个照射装置、所述检测装置和所述滤波装置中的至少一者与所述中心轴线同轴地布置并且/或者各自轴向对称地形成。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述检测装置包括光电二极管阵列、光敏元件阵列和/或摄像机。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述至少一个照射装置适于发射在200nm至900nm的波长范围内、优选地在300nm至850nm的范围内、更优选地在380nm至820nm的范围内的电磁辐射，并且/或者所述至少一个照射装置构造成用于对所述处理区域进行均匀的照射。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，所述装置包括放大装置，所述放大装置用于对从所述处理区域发出并至少在所述第一时间间隔内和/或在所述第二时间间隔内被检测到的所述电磁辐射的至少一部分进行放大。


10.一种用于工件的射束处理、特别是用于激光射束处理的装置，所述装置包括用于所述工件的射束处理的射束源和根据前述权利要求中的任一项所述的用于监控射束处理的装置。


11.根据权利要求10所述的装置，其中，用于射束处理的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·吕迪，
申请(专利权)人：百超激光有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH