用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于利用激光射线进行材料加工，尤其是用于激光射线焊接的机器，该机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线。为了提供一种用于激光射线焊接的机器，该机器无需对机器完整加罩就确保改进的人员安全性，提出为保护壳体配属至少一个传感器，该传感器检测特定的化学或物理特性作为测量参数，该传感器与控制装置连接，该控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线和/或禁止其被激活。此外还说明了一种用于在这种机器的运行中改进人员安全性的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于利用激光射线进行材料加工，尤其是用于激光射线焊接的机器，该机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线。为了提供一种用于激光射线焊接的机器，该机器无需对机器完整加罩就确保改进的人员安全性，提出为保护壳体配属至少一个传感器，该传感器检测特定的化学或物理特性作为测量参数，该传感器与控制装置连接，该控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线和/或禁止其被激活。此外还说明了一种用于在这种机器的运行中改进人员安全性的装置和方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器，该机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工中对准至少一个工件的激光射线。此外，本专利技术还涉及一种用于利用这种机器以激光射线对工件进行材料加工的方法。
技术介绍
现代的大功率激光在工业制造中用于材料加工。激光射线焊接尤其变得越来越重要。激光射线焊接尤其用于焊接工件，这些工件必须以很高的焊接速度、很窄的焊接缝和很小的热变形来接合。激光射线焊接通常无需输入附加材料地实施。为了将激光辐射灵活地导向至工件，用于激光射线焊接的装置通常具有辐射源和射线引导系统。射线引导系统尤其包括灵活的光波导体(LWL)，利用该光波导体将激光辐射从辐射源通过用于激光射线的射出开口导向至加工头。加工头尤其布置在工业机械人的可多轴运动的臂上。与此同时辐射源，例如固体激光器优选静止地布置。激光装置会产生明显的健康危害。对于激光装置的使用者，集中的电磁辐射可能引起生物学上的伤害。如果激光射线或其散射辐射出现到皮肤或角膜上，那么根据辐射的波长会导致灼烧和/或组织伤害。由于这种潜在性危害，严格的防事故规程适用于激光装置。根据这个防事故规程，激光装置被划分成不同的级别。针对被用于汽车生产中的用于激光射线焊接的机器，要求最小的潜在性危害，据此激光装置的可接近激光辐射必须是不危险的(等级I)。根据这个防事故规程，保护壳体可以理解为激光装置的被设置用于防止可接近辐射的部分，该辐射超过可接近辐射的预定极限值。为了在用于激光射线焊接的机器中避免健康危害，迄今为止都用大多由金属制成的保护壁为整个机器加罩。通过这种加罩，将防事故规程考虑在内。但是，为机器完整加罩妨碍了将其整合到汽车工业中的连续生产过程中。由DE 20 2007 012 255 Ul公知有一种用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器的完整的罩壳，其中，罩壳实施为双壁。发射器-接收器单元对罩壳的壁之间的空腔进行监控。一旦在这个空腔内出现激光辐射，那么接收元件发出请求并触发激光装置的安全回路。DE 10 2006 053 579 Al同样公开了一种完整加罩的带有主动激光保护壁的激光材料加工机组。主动激光保护壁不仅被动地防止了激光辐射穿透，而且他们还导致在激光辐射出现到保护壁上之后马上切断激光辐射。在激光射线的方向上在主动保护壁之前布置有激光保护膜，其引起在存在激光辐射时能被探测到变化并且具有至少一个传感器，该传感器通过阈值开关与激光器连接，以便在超过阈值时利用探测信号来切断激光器。DE 100 59 246 Al公开了一种由手引导的激光材料加工仪器，其具有带有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线。保护壳体的内部空间通过将仪器安置到要加工的工件上被不透光地封闭。在保护壳体的内部空间中的光敏传感器确保激光射线存在，只要保护壳体的内部空间通过工件被封闭。EP 2 149 421 Al公开了一种用于在汽车工业中的连续生产程序中进行激光射线焊接的机器，其中，辐射源通过光波导体与聚焦光学系统连接，其中，光学系统布置在由机器引导的保护壳体内，该保护壳体具有用于激光射线的射出开口。在焊接时对准至少一个工件的激光射线由聚焦光学系统如此定向，即，使激光射线仅穿过裂缝状的射出开口从保护壳体中射出。为了改进人员安全性，当保护壳体的射出开口置放在工件上时，辐射源才能被激活。这个用于激光射线焊接的机器可以整合到汽车工业的传统电阻焊接线的基础设施中。尽管在EP 2 149 421 Al中提出了用于改进人员安全性的措施，但是针对激光装置的防事故规章所要求的等级I并不是在所有运行条件下都能达到。如果保护壳体的具有射出开口的压件受到磨损，那么它会导致激光辐射在射出开口区域内不受控制地射出。最后，保护壳体通过直接或间接的激光辐射可能如此严重地受到损坏，以致它导致激光辐射从保护壳体中不受控制地射出。这种损坏例如可能由在由机器引导的保护壳体内在光波导体与聚焦光学系统之间坏了的连接引起。此外，激光射线的不受控制的反射不仅可能从内部而且还可能从外部毁坏保护壳体。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术的任务是，提供一种本文开头提到类型的用于对工件进行材料加工的机器，尤其是用于激光射线焊接的机器，该机器无需对机器完整加罩就在保护壳体被损坏的情况下确保了改进的人员安全性。此外，还应当说明一种用于在这种机器的运行中改进人员安全性的装置和方法。该任务在本文开头提到类型的用于对工件进行材料加工的机器中如下这样来解决，即，为保护壳体配属至少一个传感器，该传感器检测特定的化学和/或物理特性作为测量参数，将该传感器与控制装置连接，该控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线或禁止其被激活，并且其中至少一个传感器是电阻传感器，其检测由保护壳体(8)的损坏引起的电阻变化。此外，本专利技术还通过具有权利要求12的特征部分的用于对工件进行材料加工的方法以及具有权利要求11的特征部分的装置来解决。电阻传感器检测由保护壳体的损坏引起的电阻变化。保护壳体的射出开口通常布置在被保护壳体包围的、在朝向射出开口的方向上逐渐变细的压件上。保护壳体的损坏尤其出现在高负载的压件区域内，该压件在每个焊接过程中都被压向工件。电阻传感器优选布置在压件上。例如实施为装入压件的壁中的导线的电阻传感器优选以至少一圈围绕压件。如果现在特别以与射出开口 10?15mm的间距布置的导线由于压件的损坏而被毁坏，那么电阻传感器的电阻发生变化。该变化可以在电阻传感器所接入的电路中得到检测。将电阻传感器与射出开口相邻布置此外还导致压件由磨损引起的损坏也被检测到。如果压件的一些部分发生由磨损导致的断裂，那么相对比较薄的导线被撕裂，由此电阻会发生变化。此外，通过沿着由压件到保护壳体的其余部分的过渡部引导导线可以检测到整个压件从保护壳体上脱落。在本专利技术的优选设计方案中，电阻传感器是本来就存在的安全回路的组成部分，当保护壳体的射出开口置放在工件上时，该安全回路才能被激活。这种保护线路在EP 2149 421 Al中被公开，其公开内容明确被引入本申请。安全回路包括例如布置在保护壳体上的开关元件，该开关元件在射出开口被置放好时接通辐射源的供能装置。当电阻传感器插入这个开关线路中时，那么在压件当前被损坏的情况下，不依赖于开关元件的开关位置地去活供能装置。为了将用于激光射线焊接的机器最优地整合到生产环境中，用于尤其布置在机械臂上的由机器引导的保护壳体的高程度的可运动性是必需的。将本文档来自技高网...

【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：安德烈亚斯·西韦尔特，曼弗雷德·巴尔兹，约尔格·蒂摩，尔特约姆·富克斯胡，英戈·施拉姆，
申请(专利权)人：IPG光子公司，
类型：
国别省市：