在用于求出板材（2）的激光可加工性的方法的范圍中，確定所涉及的板材（2）的表面的反射特性并且附加地由板材（2）的材料借助激光束產生等離子體并且使所產生的等離子體經受光譜分析。通過光譜分析這樣地確定至少一個對于板材（2）的可加工性重要的材料成分的板材材料含量，使得根據所確定的材料含量能夠確定板材（2）的稍后的激光加工的至少一個參數。在提到的第二種情況中，所產生的等離子體在一個在開始形成等離子體的時間點之后的時間點經受光譜分析。在本申請中也描述了一種用于執行開頭最先提到的方法的分析裝置（4）。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于求出板材的激光可加工性的方法，其中，在一種情況中確定板材表面的反射特性。本專利技術還涉及一種用于板材的激光加工的方法。本專利技術最后涉及一種用于求出板材的激光可加工性的分析裝置以及一種用于板材的激光加工的裝置。
技術介紹
由JP04339239A已知一種用于在確定板材表面的反射特性的條件下求出板材的激光可加工性的方法以及分析裝置。該文獻此外公開一種用于板材的激光加工的方法和裝置。在一個設置用于板材加工的激光機中，激光束指向一個待加工的板材并且檢測接下來在板材上表面上反射的光。由反射光的強度推導出板材的特性以及由此推導出板材的激光可加工性。 由文獻US2005/0061779A1公開了一種用于求出板材的激光可加工性的方法和分析裝置以及一種用于板材的激光加工的方法和裝置，在這種情況下不考慮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離子體通過光譜分析在其化學組成上被檢查。由等離子體云的化學組成獲得關于激光束在工件上的進入深度的知識。根據激光束的進入深度來控制工件加工。
技術實現思路
本專利技術的任務是，在求出板材的激光可加工性方面優化現有技術并且提供一種用于板材的激光加工的相應優化的方法和相應優化的裝置。該任務按照本專利技術通過根據獨立權利要求I、10和12的方法以及通過根據獨立權利要求14、16和17的裝置和通過根據權利要求19的計算機程序產品來解決。一方面本專利技術不滿足于，僅確定待加工板材的表面的反射特性或僅確定待加工板材的材料的化學組成。而是使這兩種措施相互結合。另一方面在保持不考慮待加工板材的表面的反射特性的情況中，在時間上在一個緊跟在開始形成等離子體的時間點后的時間點對所產生的等離子體進行光譜分析。在這兩種情況下都允許獲得關于所涉及的板材的激光可加工性的特別可靠的知識，這些知識又能夠為加工過程的控制提供特別合適的基礎。加工過程可以例如與待加工板材的交變表面特性和/或變化的材料類型協調，但是也可以與依賴于批次或制造商的材料差別相協調。尤其是在激光切割時的切口質量以顯著的程度受到所加工的板材的材料組成和表面特性(銹層、氧化皮層、漆層等)影響，但是也僅受材料組成本身的影響。對于激光切割本專利技術相應地保證了最佳的切割結果。按照本專利技術的光譜分析允許以傳統的光譜儀、例如借助光柵光譜儀執行。變換地可想到由合適的過濾器和測量接收器組成的結構。在光譜分析時，來源于所產生的等離子體的電磁輻射被分解為它們的光譜成分并且被分析。在所接收的光譜中根據材料組成出現不同的光譜線。由這些光譜線能夠推導出所加工的材料的化學組成和此外也能夠推導出所加工材料的種類。在運行實踐中必須特別頻繁地被加工的材料是結構鋼、不銹鋼和鋁合金。如果所產生的等離子體在一個緊跟在開始形成等離子體的時間點后的時間點受到光譜分析，那么能夠獲得關于所涉及的板材的化學組成的特別可靠的信息。在這里重要的是光譜儀的圖像拍攝和等離子體形成的開始的時間協調。等離子體形成的開始非常近似地與通過產生等離子體的激光束對板材進行加載的開始重合。必須保證的是，等離子體在一個其位于有表達能力的狀態中的時間點被光譜儀檢測。為此目的可以例如求出激光束離開激光束源時的時間點。然后在時間上延遲地對所產生的等離子體進行光譜儀圖像拍攝。光譜儀圖像拍攝的時間延遲可以通過實驗確定大小。在一種有表達能力的狀態中，所產生的等離子體可以大約出現在所產生的等離子體云開始萎縮的時間點。CO2激光器作為激光束源特別適合于按照本專利技術的方法，因為它由于其波長能夠 特別簡單地產生等離子體。但是所述方法也允許通過其它激光器結構形式、尤其是通過固體激光器實現，它們最近也越來越多地被用于切割用途(例如圓盤形激光器、纖維激光器、棒式激光器、盤形激光器)。在所有情況中激光束源必須這樣地被運行，使得保證形成有表達能力的等離子體。按照獨立權利要求I、10和12的方法以及按照獨立權利要求14、16和17的裝置的特殊實施方式由從屬權利要求2至9、11、13、15和18得到。原則上在本專利技術的情況中在所涉及的板材的每個任意部位上產生有待進行光譜分析的等離子體。例如存在以下可能性，即等離子體在板材的不同部位上產生并且在光譜分析的范圍中每個所產生的等離子體經受光譜分析并且在每次光譜分析中確定對于板材可加工性很重要的該或這些材料成分的材料含量。板材的稍后的激光加工的至少一個參數可以根據所確定的材料含量的平均值進行確定。該措施保證了對所涉及的板材的很多區域的分析檢測。在板材上出現的材料組成的波動被抵消。按照本專利技術優選根據權利要求3的方法變型，根據該方法變型在板材的一個區域中產生等離子體，該區域在板材的稍后的激光加工中形成加工殘余。由于該措施，稍后的激光加工的結果不受預先進行的板材的激光可加工性的求取的影響。按照本專利技術，用于產生有待分析的等離子體的激光束以不同的方式和方法作用到所涉及的板材上。優選根據權利要求4使在激光束穿刺到板材中時產生的等離子體經受光譜分析。因為激光束在穿刺時完全穿過板材，所以所產生的等離子體云的組成對于板材材料的組成是具有特別代表性的。此外借助激光束的板材切割加工通常開始于穿刺過程。如果在穿刺過程中產生的等離子體用于光譜分析，那么板材的激光可加工性的求取允許最佳地集成到切割過程中。可想到的是，為了完全穿刺需要多個激光脈沖。在這種情況中能夠在每個激光脈沖時執行對板材材料的材料分析。各個分析結果可以被求平均，或者稍后的激光加工的參數根據導致最守恒的加工參數的分析結果被限定。不同的化學元素對板材的激光可加工性作用不同。為了簡化待執行的光譜分析以及對分析結果進行分析處理，推薦的是，在光譜分析時專注于所選擇的化學元素的材料含量。在這種情況中，不需要檢測和分析很寬帶的光譜。在該背景下，在本專利技術的一種優選設計方案中設置權利要求5的特征部分特征。因此通過光譜分析確定板材的鐵和/或鋁和/或合金成分和/或硅的材料含量。板材表面的反射特性的確定與由板材的材料產生的等離子體的光譜分析的組合能夠在更多方面優化板材的激光可加工性的求取。根據權利要求6，通過板材表面的反射特性的確定獲得的知識被直接用作確定板材的稍后的激光加工的至少一個參數的基礎。為此目的，板材表面的反射特性可以在產生有待光譜分析的等離子體之前、同時或之后被求出。與此不同，在根據權利要求7的按照本專利技術的方法的范圍中，板材表面的反射特性始終在產生等離子體之前被確定。如果在這里發現的反射特性表明板材表面具有覆層，那么在產生等離子體之前使板材表面經受清潔。作為板材表面的覆層尤其是銹層、氧化皮層或漆層。通過去處可能的表面覆層來保證接下來產生的等離子體僅僅獲得板材的材料 成分而不是表面覆層的成分。通過板材表面的覆層的等離子體產生的延遲被排除。一種特別可靠的關于板材表面的反射特性的信息提供了一種為此目的執行的光譜分析(專利權利要求8)。在這里，板材表面借助光源照射并且反射光借助一個光譜儀檢測。由獲得的光譜能夠推導出板材的表面特性。為了清潔板材表面，按照本專利技術提供了不同的可能性。優選地根據權利要求9借助激光束清潔板材表面。激光束可以優選地通過與用于產生有待光譜分析的等離子體的激光束和/或用于板材的稍后的激光加工的激光束相同的激光束源產生。借助一個激光束可以例如蒸發掉板材表面的覆層本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：A·謝爾瓦戈夫斯基，T·黑塞，M·施洛特爾，M·齊默爾曼，
申請(專利權)人：通快機床兩合公司，
類型：
國別省市：
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