本公开涉及一种使用激光束加工工件、优选地利用激光束切割或焊接工件的激光加工系统。所述激光加工系统包括：具有壳体的加工头，所述壳体具有用于从所述加工头(101)发射所述激光束(10)的开口(212)；测量装置(120)，其配置为能够引导光学测量光束(13)通过所述开口(212)，以及用于使所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)对准的光学单元，所述光学单元能够被设定以在开口(212)的区域内垂直于所述加工头(101)的光轴调整所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)。测量装置(120)还配置为能够根据基于光学测量光束(13)对于光学单元的不同设定而言的反射的测量值来确定光学单元的与激光束(10)的居中对准相对应的设定。与激光束(10)的居中对准相对应的设定。与激光束(10)的居中对准相对应的设定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工系统及用于激光加工系统的方法
[0001]本公开涉及一种配置为能够使用激光束加工工件的激光加工系统和一种用于激光加工系统的方法。特别是，本公开涉及一种具有用于测量到工件的距离的光学相干层析成像器的激光加工头，例如用于激光焊接或激光切割的激光加工头。
技术介绍
[0002]在使用激光加工材料的装置中，例如在用于激光焊接或激光切割的激光加工头中，从激光光源或激光光纤的一端发出的激光束借助于光束引导和聚焦光学器件被聚焦或准直到待加工的工件上。
[0003]对于材料的激光加工，特别是对于激光切割或激光焊接，激光束必须从激光加工头居中地发射。特别是，激光束必须相对于激光加工头的使激光束通过开口离开加工头的所述开口居中或对中，以避免激光束在加工头内的不期望的反射，并确保优化的加工。所述开口例如可形成在喷嘴或切割喷嘴中。每次改变激光加工头的某个部件时，例如在改变喷嘴、激光束的光束路径中的光学器件、激光源等时，都必须执行激光束的这种居中对准。使激光束居中对准通常是一个繁琐的手动程序，例如重复下述步骤：将胶条粘附至开口、烧入激光束以及开口的位置、以及手动地与光束轴垂直地移动聚焦光学器件和进而的激光束的位置，直到确定激光束相对于开口的居中位置。为此，必须使用具有相当大的开口的喷嘴，然后可接着用具有较小的开口的喷嘴代替所述具有相当大的开口的喷嘴，以提高对中的准确度。
技术实现思路
[0004]本公开的目的在于提供一种使用激光束加工工件的激光加工系统和使用激光束加工工件的方法，从而使激光束能够准确且方便地对中。
[0005]该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中具体说明本专利技术的有利实施例。
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种用于使用激光束加工工件、优选地用于使用激光束切割或焊接工件的激光加工系统，所述激光加工系统包括：具有壳体的加工头，所述壳体具有用于从所述加工头发射所述激光束的开口；测量装置，其配置为能够引导光学测量光束通过所述开口。激光加工系统还包括用于使所述激光束和所述光学测量光束对准的光学单元，其中，所述光学单元可被设定以在所述开口的区域内垂直于所述加工头的光轴调整所述激光束和所述光学测量光束。测量装置还配置为能够根据基于所述光学测量光束在所述光学单元的不同设定的情况下的反射的测量值来确定所述光学单元的与所述激光束的居中对准相对应的设定。光学单元可包括用于使所述光学测量光束对准的测量光学器件，其中，所述测量光学器件可被设定以使得可在所述开口的区域内垂直于所述加工头的光轴调整所述光学测量光束。此外，光学单元可包括用于使所述激光束对准的激光光学器件，其中，所述激光光学器件可被设定以使得可在所述开口区域内垂直于所述加工头的光
轴调整所述激光束。测量装置可因此配置为能够根据基于所述光学测量光束的对于所述测量光学器件的不同设定而言的例如在基体的表面上或在加工头内的反射的测量值，确定所述激光光学器件的与所述激光束的居中对准相对应的设定。测量光学器件可包括至少一个光学元件，其布置在测量光束的光束路径中并且在垂直于其光轴和/或垂直于测量光束的光束轴的至少一个方向x和/或y上可移位或可调。类似地，激光光学器件可包括至少一个光学元件，其布置在激光束的光束路径中并且在垂直于其光轴和/或垂直于激光束的光束轴的至少一个方向x和/或y上可移位或可调。测量光学器件或激光光学器件的不同设定可包括测量光学器件或激光光学器件在与加工头的光轴垂直的至少一个方向x和/或y上的不同位置。换句话说，测量光学器件或激光光学器件可沿该方向可移位或可调。然而，测量光学器件或激光光学器件的不同设定也可包括测量光学器件或激光光学器件绕与加工头的光轴垂直的轴线的枢转或倾斜。测量装置还可配置为能够实现所确定的激光光学器件的设定，即相应地设定激光束在该方向x和/或y上的居中对准。
[0007]根据另一个方面，提供了一种使激光束在激光加工系统的加工头中居中对准以利用所述激光束加工工件的方法，其中，所述方法包括下述步骤：提供具有壳体的所述加工头，所述壳体具有用于从所述加工头发射所述激光束的开口；将光学测量光束引导到用于使所述激光束和所述光学测量光束对准的光学单元上；借助于所述光学单元在所述开口区域内在与所述加工头的光轴垂直的至少一个方向上调整所述光学测量光束；根据基于所述光学测量光束的对于所述光学单元在所述至少一个方向上的不同设定而言的反射的测量值，在所述至少一个方向上确定用于使所述激光束对准的所述光学单元的与所述激光束的居中对准相对应的设定。在一个实施例中，所述方法包括：提供具有壳体的所述加工头，所述壳体具有用于从所述加工头发射所述激光束的开口；将光学测量光束引导到用于使光学测量光束对准的光学单元上；借助于测量光学器件在所述开口区域内在与所述加工头的光轴垂直的至少一个方向上调整所述光学测量光束；根据基于所述光学测量光束的对于测量光学器件在所述至少一个方向上的不同设定而言的反射的测量值，在所述至少一个方向上确定用于使所述激光束对准的激光光学器件的与所述激光束的居中对准相对应的设定。调整光学测量光束可包括使测量光学器件在与测量光学器件的光轴和/或测量光束的光束轴垂直的相应的至少一个方向x和/或y上移位。换句话说，测量光学器件的不同设定可对应于测量光学器件在所述至少一个方向x和/或y上的不同位置。
[0008]所述方法还可包括例如在x和/或y方向上设定激光束的居中对准。所述方法还可包括下述步骤中的至少一个：确定对于测量光学器件在至少一个方向x和/或y上的不同设定而言的加工头与工件之间的距离分布，所述分布对应于开口的形状；基于所述分布在所述至少一个方向x和/或y上确定测量光学器件的与开口的中心相对应的设定或位置；以及基于该设定或位置确定激光光学器件的用于使激光束在所述方向x和/或y上居中对准的设定。对于测量光学器件的至少一个对应的设定而言，光学测量光束可通过开口被引导到表面上、例如到工件或基体上，基于光学测量光束从表面的反射可确定加工头与表面之间的距离。为此，测量光学器件可首先在第一方向x上移位，然后在第二方向y上移位，或者同时在两个方向上移位。所述至少一个方向可包括第一方向x和与之垂直的第二方向y。所述方法还可包括：烧入烧入部(Einbrands)以创建一空间结构，以及基于测量值确定烧入部的位置。烧入部的位置可相对于测量值分布的在至少一个方向上的中心来确定。确定激光光学
器件的与激光束居中对准相对应的设定可基于烧入部的位置。此外，加工头可配置为能够执行根据本公开的方法。
[0009]根据本公开的各方面的所述方法和/或激光加工系统可包括下述优选特征中的一个或多于一个：
[0010]测量光学器件优选地布置在测量光束的光束路径中。测量光学器件也可配置为能够依据测量光学器件的调整使测量光束的光束轴在开口区域内移位。
[0011]测量光束和激光束的光束路径可在一个区域中分开地形成。在这种情况下，所确定的设定可包括激光光学器件在激光束的光束路径中的位置。激光光学器件可在垂直于其光轴的至少一个方向X和/或y上可移位或可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工系统，其利用激光束(10)加工工件，所述激光加工系统包括：具有壳体(210)的加工头(101)，所述壳体(210)具有用于从所述加工头(101)发射所述激光束(10)的开口(212)，测量装置(120)，其配置为能够引导光学测量光束(13)通过所述开口(212)，以及用于使所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)对准的光学单元，所述光学单元能够被设定以在所述开口(212)的区域内垂直于所述加工头(101)的光轴调整所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)；其中，所述测量装置(120)配置为能够根据基于所述光学测量光束(13)的对于所述光学单元的不同设定而言的反射的测量值来确定所述光学单元的与所述激光束(10)的居中对准相对应的设定。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其中，所述光学单元包括：测量光学器件(122，124，138，222，224，238)，其用于使所述光学测量光束(13)对准，其中，所述测量光学器件(122，124，138；224，238)能够被设定以在所述开口(212)的区域内垂直于所述加工头(101)的光轴调整所述光学测量光束(13)，以及激光光学器件(137，124，238，222，224)，其用于使所述激光束(10)对准，其中，所述激光光学器件(137，124；238，222，224)能够被设定以在所述开口(212)的区域内垂直于所述加工头(101)的光轴调整所述激光束(10)，其中，所述测量装置(120)配置为能够基于所述光学测量光束(13)的对于所述测量光学器件的不同设定而言的反射，确定所述激光光学器件的与所述激光束(10)的居中对准相对应的设定。3.根据权利要求1所述的激光加工系统，其中，所述光学单元包括共同光学元件(124，222，224，238)，所述共同光学元件布置在所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)的共同的光束路径中，共同光学元件配置成能够通过使所述共同光学元件(124，222，224，238)相应地在与所述加工头(101)的光轴垂直的平面内移位而使所述激光束(10)和所述光学测量光束(13)的在离开所述开口(212)之后的光束轴移位。4.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述测量装置(120)还配置为能够确定对于所述光学单元的不同设定而言的基于所述光学测量光束(13)的反射的测量值的分布，其中，测量值分布与所述开口(212)的形状相对应。5.根据权利要求4所述的激光加工系统，其中，所述测量装置(120)配置为能够确定所述光学单元的与所述开口(212)的中心相对应的设定，并基于所述设定确定所述光学单元的用于使所述激光束(10)居中对准的设定。6.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述测量光学器件(124；222；224，238)配置为能够使用所述测量光束(13)在与所述加工头(101)的光轴垂直的平面内扫描所述开口(212)。7.根据前述权利要求中任一项所述的激光加工系统，其中，所述测量装置(120)包括光学相干层析成像器。8.根据权利要求1所述的激光加工系统，其中，所述光学单元配置为使得沿着一个方向(x，y)至少能够设定使所述测量光束(13)不穿过所述开口(212)的第一设定和使所述测量光束(13)穿过所述开口(212)并在表面(O)上反射的第二设定。
9.根据权利要求8所述的激光加工系统，其中，所述测量装置(120)配置为能够基于反射检测所述表面(O)中的烧入部(310...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：普雷茨特两合公司，
类型：发明
国别省市：
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