[发明专利]用于在工件的热辅助刺穿时进行刺穿识别的方法和装置

说明书

本发明涉及在工件的热辅助刺穿时进行刺穿识别的方法和装置，在所述方法中工件被加载有第一交变信号。为了以此为出发点提供对所实现的刺穿快速并且精确的识别的方法，根据本发明提出所述方法包括以下方法步骤：a）检测由所述第一交变信号在与工件间隔开的测量电极中所引起的第二交变信号；b）在输出相位偏移信号的情况下获取第一交变信号与第二交变信号之间的相位偏移；c）检测所述相位偏移信号或者由所述相位偏移信号所推导出的测量参量在预先给定的时间间隔内关于时间的变化曲线；其中借助于以下方面来识别所实现的工件刺穿：所述相位偏移信号或者由所述相位偏移信号所推导出的测量参量在所述时间间隔内处于预先给定的波动范围之内。

技术领域

本发明涉及一种用于在工件的热辅助刺穿时进行刺穿识别的方法，在所述方法中，所述工件被加载有第一交变信号。

此外，本发明涉及一种用于在工件的热辅助刺穿时进行刺穿识别的装置，所述装置具有用于产生第一交变信号的交变信号发生器。

背景技术

工件的热切割通常通过经过聚焦的激光射束和气体射流的组合使用来实现。在此根据分离机理在激光射束-熔化切割、激光射束-汽化切割或者激光-火焰切割之间进行区分。广泛传播的是所述激光射束-熔化切割。在此通过下述方式实现材料分离：材料通过激光射束在切割前部区域中的加热功率熔化并且通过切割气体射流的同时的脉冲传输而从切缝中排出。高功率激光器、尤其CO₂激光器、纤维激光器、片状激光器和二极管激光器被使用，其中大多数使用圆偏振或者非偏振激光射束（zirkular polarisierte oderunpolarisierte Laserstrahlung），以避免在轮廓切割时吸收特性中的方向依赖性。

在刺入过程或者刺穿过程中，在所述工件中产生第一孔。在此，通常利用激光射束仅以脉冲运行的方式工作，以便尽可能快速地、同时却尽可能受保护地刺入到材料中。对所实现的刺穿的识别是难以解决的。在手动编程的刺入过程中，对于工件类型和工件厚度的每种特定的情况来说，将刺入参数包括典型的刺入持续时间保存在数据库中。但是由于不可预见的材料偏差和工序中的变化，所述刺入持续时间在此必须设有时间上的安全缓冲（Sicherheitspuffer）。所述安全缓冲应当确保：在生产运行中刺入开始与切割之间的时间不被选择得过短并且不生产废料。但是如果时间过长，那么不必要地延长了用于加工的总时间，并且尽管刺入过程原本已经结束仍向所述工件中引入其他工序能量。该能量可能改变材料的特性并且使可再生地维持不变的切割质量变得困难。

用于自动地识别所实现的刺穿的装置避免了该缺点。该装置例如拥有光学传感器，所述光学传感器检测在刺入过程中所反射的光线并且将反射光线在阈值之上的变化解释为所述刺入过程的结束。但是，光学传感器的使用需要一定的结构空间。此外，要么所述传感器布置在所述工件的近旁，从而使得所述传感器在分离条件下承受高的热负荷，要么所述传感器相对于分离工序以一定的间距来布置，这导致不利的信噪比，从而使得所述传感器的信号通常必须得到增强。此外，光学传感器具有下述缺点：在辐射过程中存在影响因素，所述影响因素改变传感器信号，所述影响因素例如是喷嘴直径。

DE 10 2010 039 525 A1描述了另一种途径，由DE 10 2010 039 525 A1公开了用于根据开头所提及的类型进行刺穿识别的方法和装置。为了自动地识别所述刺穿使用了电容式间距传感器，如所述电容式间距传感器也在切割过程期间用于无接触的间距测量那样并且在此确保在激光喷嘴与工件上侧面之间的间距。在电容式间距测量系统中，金属间距传感器和金属工件形成可变的电容器，所述可变的电容器被连接到LC-谐振电路中。如果所述工件被加载有第一交变信号，那么通过传感器与工件之间的间距来确定该电容器的电容。在所述刺穿的区域中经过所述工件时，由于突然的间距变化，所述间距传感器探测到：在所述工件中已经形成刺穿。

发明内容