在用于求出板材（2）的激光可加工性的方法的范围中，确定所涉及的板材（2）的表面的反射特性并且附加地由板材（2）的材料借助激光束产生等离子体并且使所产生的等离子体经受光谱分析。通过光谱分析这样地确定至少一个对于板材（2）的可加工性重要的材料成分的板材材料含量，使得根据所确定的材料含量能够确定板材（2）的稍后的激光加工的至少一个参数。在提到的第二种情况中，所产生的等离子体在一个在开始形成等离子体的时间点之后的时间点经受光谱分析。在本申请中也描述了一种用于执行开头最先提到的方法的分析装置（4）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于求出板材的激光可加工性的方法，其中，在一种情况中确定板材表面的反射特性。本专利技术还涉及一种用于板材的激光加工的方法。本专利技术最后涉及一种用于求出板材的激光可加工性的分析装置以及一种用于板材的激光加工的装置。
技术介绍
由JP04339239A已知一种用于在确定板材表面的反射特性的条件下求出板材的激光可加工性的方法以及分析装置。该文献此外公开一种用于板材的激光加工的方法和装置。在一个设置用于板材加工的激光机中，激光束指向一个待加工的板材并且检测接下来在板材上表面上反射的光。由反射光的强度推导出板材的特性以及由此推导出板材的激光可加工性。 由文献US2005/0061779A1公开了一种用于求出板材的激光可加工性的方法和分析装置以及一种用于板材的激光加工的方法和装置，在这种情况下不考虑待加工的板材表面的反射特性。在激光束的加工部位上形成的等离子体通过光谱分析在其化学组成上被检查。由等离子体云的化学组成获得关于激光束在工件上的进入深度的知识。根据激光束的进入深度来控制工件加工。
技术实现思路
本专利技术的任务是，在求出板材的激光可加工性方面优化现有技术并且提供一种用于板材的激光加工的相应优化的方法和相应优化的装置。该任务按照本专利技术通过根据独立权利要求I、10和12的方法以及通过根据独立权利要求14、16和17的装置和通过根据权利要求19的计算机程序产品来解决。一方面本专利技术不满足于，仅确定待加工板材的表面的反射特性或仅确定待加工板材的材料的化学组成。而是使这两种措施相互结合。另一方面在保持不考虑待加工板材的表面的反射特性的情况中，在时间上在一个紧跟在开始形成等离子体的时间点后的时间点对所产生的等离子体进行光谱分析。在这两种情况下都允许获得关于所涉及的板材的激光可加工性的特别可靠的知识，这些知识又能够为加工过程的控制提供特别合适的基础。加工过程可以例如与待加工板材的交变表面特性和/或变化的材料类型协调，但是也可以与依赖于批次或制造商的材料差别相协调。尤其是在激光切割时的切口质量以显著的程度受到所加工的板材的材料组成和表面特性(锈层、氧化皮层、漆层等)影响，但是也仅受材料组成本身的影响。对于激光切割本专利技术相应地保证了最佳的切割结果。按照本专利技术的光谱分析允许以传统的光谱仪、例如借助光栅光谱仪执行。变换地可想到由合适的过滤器和测量接收器组成的结构。在光谱分析时，来源于所产生的等离子体的电磁辐射被分解为它们的光谱成分并且被分析。在所接收的光谱中根据材料组成出现不同的光谱线。由这些光谱线能够推导出所加工的材料的化学组成和此外也能够推导出所加工材料的种类。在运行实践中必须特别频繁地被加工的材料是结构钢、不锈钢和铝合金。如果所产生的等离子体在一个紧跟在开始形成等离子体的时间点后的时间点受到光谱分析，那么能够获得关于所涉及的板材的化学组成的特别可靠的信息。在这里重要的是光谱仪的图像拍摄和等离子体形成的开始的时间协调。等离子体形成的开始非常近似地与通过产生等离子体的激光束对板材进行加载的开始重合。必须保证的是，等离子体在一个其位于有表达能力的状态中的时间点被光谱仪检测。为此目的可以例如求出激光束离开激光束源时的时间点。然后在时间上延迟地对所产生的等离子体进行光谱仪图像拍摄。光谱仪图像拍摄的时间延迟可以通过实验确定大小。在一种有表达能力的状态中，所产生的等离子体可以大约出现在所产生的等离子体云开始萎缩的时间点。CO2激光器作为激光束源特别适合于按照本专利技术的方法，因为它由于其波长能够 特别简单地产生等离子体。但是所述方法也允许通过其它激光器结构形式、尤其是通过固体激光器实现，它们最近也越来越多地被用于切割用途(例如圆盘形激光器、纤维激光器、棒式激光器、盘形激光器)。在所有情况中激光束源必须这样地被运行，使得保证形成有表达能力的等离子体。按照独立权利要求I、10和12的方法以及按照独立权利要求14、16和17的装置的特殊实施方式由从属权利要求2至9、11、13、15和18得到。原则上在本专利技术的情况中在所涉及的板材的每个任意部位上产生有待进行光谱分析的等离子体。例如存在以下可能性，即等离子体在板材的不同部位上产生并且在光谱分析的范围中每个所产生的等离子体经受光谱分析并且在每次光谱分析中确定对于板材可加工性很重要的该或这些材料成分的材料含量。板材的稍后的激光加工的至少一个参数可以根据所确定的材料含量的平均值进行确定。该措施保证了对所涉及的板材的很多区域的分析检测。在板材上出现的材料组成的波动被抵消。按照本专利技术优选根据权利要求3的方法变型，根据该方法变型在板材的一个区域中产生等离子体，该区域在板材的稍后的激光加工中形成加工残余。由于该措施，稍后的激光加工的结果不受预先进行的板材的激光可加工性的求取的影响。按照本专利技术，用于产生有待分析的等离子体的激光束以不同的方式和方法作用到所涉及的板材上。优选根据权利要求4使在激光束穿刺到板材中时产生的等离子体经受光谱分析。因为激光束在穿刺时完全穿过板材，所以所产生的等离子体云的组成对于板材材料的组成是具有特别代表性的。此外借助激光束的板材切割加工通常开始于穿刺过程。如果在穿刺过程中产生的等离子体用于光谱分析，那么板材的激光可加工性的求取允许最佳地集成到切割过程中。可想到的是，为了完全穿刺需要多个激光脉冲。在这种情况中能够在每个激光脉冲时执行对板材材料的材料分析。各个分析结果可以被求平均，或者稍后的激光加工的参数根据导致最守恒的加工参数的分析结果被限定。不同的化学元素对板材的激光可加工性作用不同。为了简化待执行的光谱分析以及对分析结果进行分析处理，推荐的是，在光谱分析时专注于所选择的化学元素的材料含量。在这种情况中，不需要检测和分析很宽带的光谱。在该背景下，在本专利技术的一种优选设计方案中设置权利要求5的特征部分特征。因此通过光谱分析确定板材的铁和/或铝和/或合金成分和/或硅的材料含量。板材表面的反射特性的确定与由板材的材料产生的等离子体的光谱分析的组合能够在更多方面优化板材的激光可加工性的求取。根据权利要求6，通过板材表面的反射特性的确定获得的知识被直接用作确定板材的稍后的激光加工的至少一个参数的基础。为此目的，板材表面的反射特性可以在产生有待光谱分析的等离子体之前、同时或之后被求出。与此不同，在根据权利要求7的按照本专利技术的方法的范围中，板材表面的反射特性始终在产生等离子体之前被确定。如果在这里发现的反射特性表明板材表面具有覆层，那么在产生等离子体之前使板材表面经受清洁。作为板材表面的覆层尤其是锈层、氧化皮层或漆层。通过去处可能的表面覆层来保证接下来产生的等离子体仅仅获得板材的材料 成分而不是表面覆层的成分。通过板材表面的覆层的等离子体产生的延迟被排除。一种特别可靠的关于板材表面的反射特性的信息提供了一种为此目的执行的光谱分析(专利权利要求8)。在这里，板材表面借助光源照射并且反射光借助一个光谱仪检测。由获得的光谱能够推导出板材的表面特性。为了清洁板材表面，按照本专利技术提供了不同的可能性。优选地根据权利要求9借助激光束清洁板材表面。激光束可以优选地通过与用于产生有待光谱分析的等离子体的激光束和/或用于板材的稍后的激光加工的激光束相同的激光束源产生。借助一个激光束可以例如蒸发掉板材表面的覆层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·谢尔瓦戈夫斯基，T·黑塞，M·施洛特尔，M·齐默尔曼，
申请(专利权)人：通快机床两合公司，
类型：
国别省市：
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