用于控制工件表面激光加工过程的方法和控制设备及籍该加工过程加工工件表面的加工系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制工件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制工件表面激光加工过程的方法和控制设备及籍该加工过程加工工件表面的加工系统
[0001]本专利技术涉及一种用于控制工件表面的激光加工过程的方法
、
一种对应的控制设备以及一种借助于激光加工过程加工工件表面的加工系统
。
[0002]在塑料领域中制造具有
3D
表面的构件
(
例如汽车构件
)
时，例如可以借助于金属工具对这些构件进行冲洗
。
工具尤其可以与设计该工具所用的
CAD
或计算机辅助绘图程序基本对应
。
而构件例如可能受到如收缩或翘曲等材料特定过程的影响，因此在生产后的情况下，构件例如可能与其注塑模具以及因此
CAD
偏离几毫米
。
如果要加工这样的
3D
表面，则例如可以使用
3D
测量系统检测该表面，并且通过方法
(
例如，最佳适配法
)
尽可能好地使测量的表面与
CAD
表面相互重叠
。
然而，由于
CAD
设计和真实构件可能相差几毫米，则只能在这种准确性下进行这种对齐
。DE 10 2019123 654B3
公开了一种借助于激光器制造至少一个包括多个图案元素的图案图形的方法
。
[0003]在此背景下，通过在此提出的方案，提出了根据独立权利要求所述的一种用于控制工件表面的激光加工过程的经改进的方法
、
一种用于控制工件表面的激光加工过程的经改进的控制设备以及一种借助于激光加工过程加工工件表面的经改进的加工系统
。
本专利技术的有利的设计方案和改进方案从以下的从属权利要求中得出
。
[0004]根据实施方式，尤其可以提供一种用于加工工件
(
例如
3D
成形构件或具有
3D
表面的构件
)
的方法，其中加工头可以相对于工件移动，该加工头可以配备有例如藉由检流计式扫描仪改变射束方向的激光器和光学检测装置
(
例如不同的相机或相机系统
)。
光学检测装置和用于移动激光束的计算机尤其可以与控制设备连接，该计算机可以对数据进行评估和校正
。
在对应的校正之后，可以例如通过具有脉冲能量
、
脉冲宽度
、
脉冲重复频率和波长的激光脉冲的确立的参数集并使用校正数据借助于激光束加工工件
。
[0005]因此，尤其可以以有利的方式改善加工过程的工艺稳定性
。
尤其在使用激光器加工期间，焦点位置可以保持在一定公差内，因此可以实现稳定的去除过程
。
例如还可以考虑工件
(
例如注塑构件
)
的借助于
CAD
的计算机辅助设计与真实构件的偏差，并且将偏差对加工过程的影响降到最低
。
此外，多个加工区域例如可以无偏移地相接在一起
。
因此还可以实现对大型构件的精确加工，这些构件要通过多于一个加工区域来进行加工
。
此外，尤其可以通过在线图像采集
(
即，在过程中
)
对工件进行测量
。
[0006]提出了一种用于控制工件表面的激光加工过程的方法，其中该方法能够结合加工系统实施，该加工系统具有：加工头，该加工头具有光学检测装置
、
激光器和用于使激光器的激光束相对于工件移动的第一移动装置；以及用于使加工头和工件相对于彼此移动的第二移动装置，其中该方法具有以下步骤：
[0007]借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的相对移动，以使加工头布置在工件的第一加工区域的范围中；
[0008]借助于光学检测装置触发加工区域的图像数据的记录；
[0009]使用校正值校正用于加工该加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工该加工区域的经校正的加工坐标，其中使用从加工区域的图像数据确定的图像坐标与预先定
义的加工坐标进行比较来获取校正值；
[0010]使用经校正的加工坐标操控激光器和第一移动装置，以对加工区域进行加工；以及
[0011]借助于第二移动装置实现加工头与工件之间的进一步的相对移动，以使加工头布置在工件的与第一加工区域不同的第二加工区域的范围中
。
[0012]工件可以是毛坯
、
在制品
、
半成品等
。
工件表面可以是三维成形的
。
因此，表面还可以被称为
3D
表面
。
加工区域可以由第一移动装置限定的激光束的最大移动或偏转来定义
。
第一加工区域和第二加工区域可以彼此邻接
、
彼此间隔开并且附加地或替代性地彼此部分重叠地布置
。
加工区域可以根据工件上的尺寸和定位来预先定义
。
第一移动装置可以具有检流计式扫描仪或振镜扫描仪
、
多边形扫描仪等
。
第二移动装置可以具有机器人
、
机械臂
、
可变形加工台等
。
在实施方法步骤的至少一个子集时，可以分别产生用于实施相应步骤的至少一个控制信号
。
[0013]在实现进一步的相对移动的步骤之后，可以针对作为加工区域的第二加工区域实施触发步骤
、
校正步骤和操控步骤
。
换种表述方式，可以针对工件的每个加工区域实施触发步骤
、
校正步骤和操控步骤，其中可以实施实现进一步的相对移动的步骤，以使加工头从一个加工区域行进到另一个加工区域
。
这样的实施方式提供如下优点：可以精确地加工具有多个或大量要加工的加工区域的工件，其中可以在加工过程期间执行加工区域的测量
。
[0014]根据实施方式，在实现相对移动的步骤中，可以使用预先定义的工件坐标和附加地或替代性地使用借助于光学检测装置检测到的工件的特征坐标来实现相对移动
。
附加地或替代性地，在实现进一步的相对移动的步骤中，可以使用预先定义的工件坐标和附加地或替代性地使用借助于光学检测装置检测到的工件的特征坐标来实现进一步的相对移动
。
特征坐标可以代表工件的至少一个已经加工的加工区域的至少一个压花
、
凹部
、
裂隙
、
标记
、
浇口部分
、
标签和
/
或边界
。
这样的实施方式提供如下优点：在加工随后加工的加工区域时，可以无缝地衔接之前加工过的加工区域
。
[0015]该方法还可以包括借助于光学检测装置触发加工区域在加工状态下的其他图像数据的进一步记录的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于控制工件
(X)
表面的激光加工过程的方法
(200)
，其中所述方法
(200)
能够结合加工系统
(100)
实施，所述加工系统具有：加工头
(110)
，所述加工头具有光学检测装置
(111
，
112)、
激光器
(115)
和用于使所述激光器
(115)
的激光束
(116)
相对于所述工件
(X)
移动的第一移动装置
(114)
；以及用于使所述加工头
(110)
和所述工件
(X)
相对于彼此移动的第二移动装置
(105)
，其中所述方法
(200)
具有以下步骤：借助于所述第二移动装置
(105)
实现
(210)
所述加工头
(110)
与所述工件
(X)
之间的相对移动，以使所述加工头
(110)
布置在所述工件
(X)
的第一加工区域
(317A)
的范围中；借助于所述光学检测装置
(111
，
112)
触发
(220)
所述加工区域的图像数据的记录；使用校正值校正
(230)
用于加工所述加工区域的预先定义的加工坐标，以产生用于加工所述加工区域的经校正的加工坐标，其中使用从所述加工区域的图像数据确定的图像坐标与所述预先定义的加工坐标进行比较来获取所述校正值；使用所述经校正的加工坐标操控
(240)
所述激光器
(115)
和所述第一移动装置
(114)
，以对所述加工区域进行加工；以及借助于所述第二移动装置
(105)
实现
(250)
所述加工头
(110)
与所述工件
(X)
之间的进一步的相对移动，以使所述加工头
(110)
布置在所述工件
(X)
的与所述第一加工区域
(317A)
不同的第二加工区域
(317B)
的范围中
。2.
根据权利要求1所述的方法
(200)
，其特征在于，在实现所述进一步的相对移动的步骤
(250)
之后，针对作为加工区域的所述第二加工区域
(317B)
实施所述触发步骤
(220)、
所述校正步骤
(230)
和所述操控步骤
(240)。3.
根据前述权利要求之一所述的方法
(200)
，其特征在于，在实现所述相对移动的步骤
(210)
中，使用预先定义的工件坐标和
/
或使用借助于所述光学检测装置
(111
，
112)
检测到的所述工件
(X)
的特征坐标实现所述相对移动，和
/
或其中在实现所述进一步的相对移动的步骤
(250)
中，使用预先定义的工件坐标和
/
或使用借助于所述光学检测装置
(111
，
112)
检测到的所述工件
(X)
的特征坐标实现所述进一步的相对移动，其中所述特征坐标代表所述工件
(X)
的至少一个已经加工的加工区域
(317A
，
317B)
的至少一个压花
、
凹部
、
裂隙
、
标记
、
浇口部分
、
标签和
/
或边界
。4.
根据前述权利要求之一所述的方法
(200)
，其特征在于借助于所述光学检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：业纳自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：