專利名稱：用于檢測激光束在物體的棱邊上的接觸點(diǎn)的方法和激光加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測聚焦的脈沖激光束在物體棱邊上的接觸點(diǎn)的方法，該棱邊優(yōu)選地形成在物體的孔上，還涉及一種具有位于激光加工頭上的激光加工噴嘴的激光加工機(jī)。
背景技術(shù)：
在激光加工機(jī)中，需要盡可能精確地識別激光束在激光加工噴嘴內(nèi)部
的實(shí)際位置(XY位置)和激光束相對于工件表面的聚焦位置(Z位置)或者使激光束對準(zhǔn)，也就是說將激光束定位在相對于噴嘴孔和/或相對于工件表面的應(yīng)有位置上。為此可以檢測激光束在噴嘴孔的棱邊上的接觸點(diǎn) 或者在其它的適當(dāng)定位的物體的棱邊上的接觸點(diǎn)。
激光束相對于激光加工噴嘴的應(yīng)有位置通常位于噴嘴孔的中心。在現(xiàn)有技術(shù)中，所述對準(zhǔn)通常人工地進(jìn)行。為此，在噴嘴孔上粘貼膠帶并且用小的激光功率在膠帶上燒出一個小孔。射束位置從噴嘴中心的偏移通過肉眼和放大鏡來確定。帶有校準(zhǔn)螺釘?shù)南鄳?yīng)的定位單元被用于修正射束位置，借助該定位單元能夠在X方向和Y方向上改變激光束在噴嘴孔的與噴嘴軸線成直角地延伸的XY平面中的位置。該過程是不精確的、耗時的并且由于需要人工干預(yù)而不適合自動化的工藝流程。
由US 5， 574， 225和JP 04295711 A已知用于借助兩個或者更多的聲學(xué)傳感器來確定脈沖激光束的位置的裝置和方法，這些聲學(xué)傳感器具有相對于板狀的光學(xué)元件的精確位置，該板狀的光學(xué)元件設(shè)置在射束通路上。該脈沖激光束通過光聲效應(yīng)在光學(xué)元件中激發(fā)出聲波，該聲波被聲學(xué)傳感器檢測到。時間上錯置地進(jìn)入到這些聲學(xué)傳感器中的信號的相位差用作激光束相對于延伸經(jīng)過光學(xué)元件的中心的光學(xué)軸的偏差的尺度。為了射束的準(zhǔn)確對準(zhǔn)，在US 5, 574， 225和JP 04295711 A中描述的裝置需要這些聲學(xué)傳感器的非常精確的定位。為了確定激光束的聚焦位置，即射束焦點(diǎn)相對于工件表面的位置，已
知了各種不同的方法。在JP 63108985 A中描述了一種應(yīng)用光聲效應(yīng)的方法。在激光加工機(jī)的激光加工頭沿著射束的傳播方向運(yùn)動時，工件上的射束直徑發(fā)生變化。原則上，工件上的射束直徑小，則產(chǎn)生的聲學(xué)信號的強(qiáng)度就大，反之亦然。如果焦點(diǎn)落在工件的平面中，則材料表面上的激光斑點(diǎn)的直徑最小且光聲信號的強(qiáng)度最大。如果在分析處理聲學(xué)信號時檢測到最大強(qiáng)度，則焦點(diǎn)位于工件的平面中并由此確定聚焦位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種開頭所述類型的方法和激光加工機(jī)，其允許檢測激光束在一個優(yōu)選形成于激光加工噴嘴的或工件的孔上的棱邊上的接觸點(diǎn)并由此允許以簡單且可自動化的方式使激光束對準(zhǔn)。
按本發(fā)明，該目的通過包括以下步驟的方法實(shí)現(xiàn)a)使激光束相對于
一棱邊在至少一個空間方向上優(yōu)選與激光束軸成直角地運(yùn)動，直至所述激光束掃過所述棱邊，b)測量在激光束的運(yùn)動過程中由所述激光束光聲地產(chǎn)
生的聲學(xué)振動，和c)通過分析處理測得的聲學(xué)振動來檢測所述激光束在所
述棱邊上的接觸點(diǎn)。接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)隨后可以存儲在存儲裝置中，該存儲裝置例如構(gòu)造在控制單元中。
為了檢測激光束的接觸點(diǎn)，按本發(fā)明利用了光聲效應(yīng)。沿著基本上與
噴嘴軸線的方向相應(yīng)的傳播方向(Z方向)穿過噴嘴孔的脈沖激光束在噴嘴體中的孔內(nèi)部或者向著棱邊或者說在(測試)工件的孔內(nèi)部在與該傳播方向垂直的平面(XY平面)中移動，直到該激光束出現(xiàn)在通常金屬的噴嘴體或者工件上并且在那里產(chǎn)生一個聲波，該聲波可以被聲學(xué)傳感器、優(yōu)選麥克風(fēng)接收。因此，對于按本發(fā)明的方法，只需要一個傳感器，該傳感器的精確定位并不起決定性作用。通過按本發(fā)明的方法確定激光束在棱邊上的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)。此外，在知道激光束運(yùn)動之前起始點(diǎn)的位置坐標(biāo)的情況下，確定激光束直到接觸到棱邊時的路程，由此也確定了射束在XY平面中的延伸尺寸。
如果在調(diào)節(jié)了激光束在激光束軸的方向(Z方向)上的聚焦位置之后重新執(zhí)行按本發(fā)明的方法，則允許通過多次重復(fù)來確定激光束相對于棱邊在Z方向上的形狀(射束焦散)和最小的射束直徑的位置。以這種方式檢
7測激光束相對于激光加工噴嘴的孔或者相對于工件的聚焦位置。
在按本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選變型中，為了檢測在棱邊上的接觸點(diǎn)，
與位置相關(guān)地測量在棱邊的邊緣上在側(cè)沿中(Flanken)上升的振動功率并且使所述接觸點(diǎn)對應(yīng)于最大振動功率的給定的百分比，例如50%。在理想情況下，只要激光束無接觸地通過孔或者從棱邊旁經(jīng)過，則麥克風(fēng)接收不到任何信號。只有當(dāng)激光束開始擦過孔的邊緣并由此擦過棱邊時，隨著接觸份額的增加，觀察到的信號強(qiáng)度上升，這可作為特征曲線中的側(cè)沿識別，在該特征曲線中，聲學(xué)功率與位置相關(guān)地分布。
在按本發(fā)明的方法中，激光束優(yōu)選這樣地運(yùn)動，使得該激光束在第一空間方向上、例如在X方向上完全掃過所述孔，g口，該激光束出現(xiàn)在噴嘴體上或者工件上的相對置的兩個接觸點(diǎn)上，這可以通過聲學(xué)信號的上升(信號側(cè)沿)確定。激光束在此優(yōu)選沿著第一空間方向上的線運(yùn)動。替代地，也可以使激光束沿著圓形軌跡或者其它的曲線相對于孔運(yùn)動，直到該激光束出現(xiàn)在噴嘴體或者工件上的兩個相對置的接觸點(diǎn)上。在這種情況下，第一空間方向(在該第一空間方向上確定實(shí)際位置或應(yīng)有位置)被確定為這樣的線，該線使所述兩個接觸點(diǎn)彼此相連。
如上所述，可以借助于測得的聲學(xué)信號在第一空間方向上檢測所述兩個接觸點(diǎn)。在知道激光束相對于孔運(yùn)動過程中的接觸點(diǎn)和運(yùn)動軌跡時，可以確定激光束相對于孔的實(shí)際位置。替代地或者附加地，在知道接觸點(diǎn)的情況下，也可以確定激光束的應(yīng)有位置，該應(yīng)有位置通常落在這兩個接觸點(diǎn)之間的中心，因為通常希望激光束在所述孔中定心地對準(zhǔn)。顯然，以上述方式不僅可以確定X方向上的而且可以確定Y方向上的實(shí)際位置或應(yīng)有位置。如果已知兩個方向上的應(yīng)有位置，則激光束可以對準(zhǔn)在孔的中心中，優(yōu)選地也對準(zhǔn)在噴嘴中心中。
在一種有利的變型中，在確定了優(yōu)選位于兩個接觸點(diǎn)之間的中心中的應(yīng)有位置之后，激光束運(yùn)動到該應(yīng)有位置。因此，在確定了兩個方向上的應(yīng)有位置的情況下，激光束可以定位在噴嘴中心中。在運(yùn)動到噴嘴中心之前，首先根據(jù)上述方法確定XY平面的兩個空間方向上的相應(yīng)應(yīng)有位置。但是，優(yōu)選地，首先確定X方向上的應(yīng)有位置并且隨后在X方向上使激光束在孔中定心。之后才確定Y方向上的應(yīng)有位置并且在該方向上對激光束定心。由此保證在例如圓形的孔的情況下，該孔在Y方向上的總直徑用于確定應(yīng)有值，由此可以提高在檢測接觸點(diǎn)時的精度并且由此可以提高在
確定Y方向上的應(yīng)有值時的精度。
尤其地，如果在確定X方向上的應(yīng)有值之前激光束被定位在孔的邊緣 附近，以至于檢測到的兩個接觸點(diǎn)相互間在X方向上具有小的間距，則為 了提高所述精度，可以在激光束運(yùn)動到Y(jié)方向上的應(yīng)有位置中之后重新確 定X方向上的應(yīng)有位置。在再次確定X方向上的應(yīng)有位置時，在例如圓形 孔的情況下，這兩個接觸點(diǎn)之間有較大的間距供使用，這提高了在確定應(yīng) 有位置時的精度。顯然，第二方向并不一定必須與第一方向成直角地延伸。 而是這兩個方向也可以相互間具有例如120°或60°的角度并且不必與激 光加工機(jī)的運(yùn)動軸線(X或Y)重合。
在知道兩個接觸點(diǎn)的情況下，要么可以確定孔的直徑，優(yōu)選是噴嘴孔 的直徑，要么可以在已知孔直徑的情況下由激光束從運(yùn)動起始點(diǎn)至相對置 的接觸點(diǎn)的相應(yīng)運(yùn)動路程確定激光束在第一空間方向上的直徑。
在一種有利的變型中，從這兩個接觸點(diǎn)之間在第一空間方向上的間距 和另外兩個接觸點(diǎn)之間在第二空間方向上的間距確定孔的橫截面尺寸。尤 其是在圓形的噴嘴孔的情況下，以這種方式可以確定孔直徑。因此，按本 發(fā)明的方法作為噴嘴更換之后的可信性控制使用，其中，引入了用于使測 得的值與實(shí)際直徑相關(guān)的標(biāo)定測量。
在另一種有利的變型中，激光束相對于位置固定的棱邊運(yùn)動，其中， 要么激光加工頭運(yùn)動，要么優(yōu)選地一個設(shè)置在射束通路上的光學(xué)聚焦裝置 尤其是自動地傾斜和域橫向于激光束移動，禾口/或，至少一個在射束通路上 設(shè)置在所述棱邊前面的轉(zhuǎn)向鏡尤其是自動地傾斜或者改變所述轉(zhuǎn)向鏡的曲 率半徑。在橫向于激光束移動的過程中，光學(xué)聚焦裝置在垂直于其光學(xué)軸 的平面中運(yùn)動。替代地或附加地，激光束的運(yùn)動可以通過例如光學(xué)聚焦裝 置之前的最后一個或倒數(shù)第二個轉(zhuǎn)向鏡的傾斜進(jìn)行，或者，在激光束保持 位置固定的情況下可以移動噴嘴體。為了使激光束焦點(diǎn)沿著激光束軸(在Z 方向上)運(yùn)動，優(yōu)選的是改變設(shè)置在光學(xué)聚焦裝置前面的轉(zhuǎn)向鏡的曲率半 徑。
在另一種特別有利的變型中，所述振動借助至少一個聲學(xué)傳感器、優(yōu) 選麥克風(fēng)測量。該麥克風(fēng)如此地定向，使得其盡可能只接收光聲地產(chǎn)生的 聲學(xué)信號。該麥克風(fēng)要么接收來自噴嘴體或工件本身的固體聲，要么接收
9來自空氣的聲學(xué)信號。測量裝置將麥克風(fēng)輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
由數(shù)字信號計算出頻普(傅里葉分析)并且表示為與頻率相關(guān)的功率(FFT 功率)。一個或多個其它的聲學(xué)傳感器可以設(shè)置用于控制測量或者用于改善 精度。
在一種優(yōu)選的變型中，在分析處理測得的振動的過程中，將該振動的 特性與脈沖激光束的特征量進(jìn)行比較。在這種情況下，將測得的振動的特 性、尤其是頻率和相位與脈沖激光束的脈沖寬度、脈沖頻率和相位比較， 以便排除錯誤測量(例如來自驅(qū)動裝置的干擾噪聲)。
在另一種優(yōu)選的變型中，所述運(yùn)動和測量在保護(hù)氣體下進(jìn)行。為了保 護(hù)光學(xué)聚焦裝置和噴嘴體，在此可以產(chǎn)生保護(hù)氣體流動，其中，作為保護(hù) 氣體使用例如氮?dú)狻１Ｗo(hù)氣體即便在高的激光功率、尤其是工作功率的情 況下也允許執(zhí)行測量，以至于也可以控制對射束通路中在噴嘴之前的光學(xué) 元件的熱變化的影響，并且，尤其是可以控制射束位置與光學(xué)軸的偏差。
在一種特別有利的變型中，測得的振動由一個在射束通路中設(shè)置在噴 嘴體之后的、優(yōu)選板狀的物體(工件)產(chǎn)生。如果激光束在噴嘴孔的XY 平面上移動并且出現(xiàn)在噴嘴孔的邊緣上，則在板狀物體上可供使用的激光 功率小。這導(dǎo)致在該物體中產(chǎn)生的聲學(xué)信號的強(qiáng)度減弱。顯然，在這種情 況下，在噴嘴體內(nèi)產(chǎn)生的聲學(xué)信號必須被屏蔽，以便能夠通過聲學(xué)傳感器 僅僅測量到由板狀物體產(chǎn)生的信號。
在該變型的一種有利的擴(kuò)展方案中，為了確定激光束的聚焦位置，即 為了確定焦點(diǎn)和工件平面之間的間距，激光束的焦點(diǎn)和板狀物體之間沿著 激光束的傳播方向的間距發(fā)生變化，如由JP 63108985 A在原理上所公開的 那樣。在物體沿著傳播方向運(yùn)動的過程中，板狀物體上的聚焦直徑變化。 通常，物體上的聚焦直徑小會導(dǎo)致所產(chǎn)生的聲學(xué)信號的強(qiáng)度高，反之亦然。 如果焦點(diǎn)落在物體的平面中，則材料表面上的激光斑點(diǎn)的直徑最小且光聲 信號的強(qiáng)度最大。如果在分析處理聲學(xué)信號時檢測到最大強(qiáng)度，則聚焦位 置位于板狀物體的平面中，由此確定了聚焦位置。以這種方式確定的聚焦 位置可以與給定的應(yīng)有聚焦位置比較，該應(yīng)有聚焦位置通常這樣地選擇， 使得焦點(diǎn)落在工作平面或工件平面中。如果給定的應(yīng)有聚焦位置和借助測
量檢測到的聚焦位置相互偏離，則可以借助測量結(jié)果修正聚焦位置。
為了改變聚焦位置并由此改變物體上的聚焦直徑，存在以下可能性-用于激光束的光學(xué)聚焦裝置和/或板狀物體可以在激光束的傳播方向上行
進(jìn)。替代地或附加地，整個激光加工頭在z方向上行進(jìn)，而板狀物體靜止。
但是優(yōu)選的是，調(diào)節(jié)一個在射束通路上在噴嘴體前面的適應(yīng)性的轉(zhuǎn)向鏡。 這樣的適應(yīng)性的轉(zhuǎn)向鏡例如在其背面被水沖刷。通過不同的水壓來改變該 鏡的曲率半徑并且由此改變焦點(diǎn)。
在另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，板狀物體的材料被這樣地選擇，使得該 材料比噴嘴體的材料吸收的激光功率多。如果為板狀物體使用一種比噴嘴 體的通常金屬的材料吸收更多能量的材料，例如陶瓷，則聲學(xué)信號被加強(qiáng) 并且可以以更小的激光功率執(zhí)行所述測量，以至于噴嘴體遇到的功率小并 且由此得到保護(hù)。
按本發(fā)明的方法也能夠?qū)崿F(xiàn)激光束在激光加工噴嘴中的定心，以及檢 測和調(diào)節(jié)激光束相對于激光加工噴嘴或者(測試)工件的聚焦位置。當(dāng)聲 學(xué)信號直接在噴嘴孔的邊緣上產(chǎn)生時，該方法允許僅借助于激光加工噴嘴 作為測量目標(biāo)進(jìn)行定心以及調(diào)節(jié)聚焦位置。以這種方式不必為了測量而強(qiáng) 制性地在射束通路中插入一個特別的物體。
在一種激光加工機(jī)中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，該激光加工機(jī)包括位于激光加 工頭上的激光加工噴嘴，脈沖的、聚焦的激光束穿過該激光加工噴嘴的孔， 其中，激光束和所述孔可相對于彼此在至少一個空間方向上與激光束軸成 直角地運(yùn)動，直到所述激光束掃過一個物體的棱邊，所述棱邊優(yōu)選地形成
在所述物體的孔上；至少一個聲學(xué)傳感器、優(yōu)選麥克風(fēng)，用于測量在所述 激光束的運(yùn)動過程中光聲地產(chǎn)生的聲學(xué)振動；和分析處理裝置，該分析處 理裝置被設(shè)計成通過分析所測得的振動來檢測所述激光束在所述棱邊上的 接觸點(diǎn)。
在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，激光加工機(jī)還包括一個優(yōu)選自動化的運(yùn)動 裝置，用于使在射束通路中設(shè)置在所述噴嘴體前面的光學(xué)聚焦裝置傾斜和/ 或橫向于所述激光束移動。該移動可以例如借助步進(jìn)電機(jī)發(fā)生，由此同時 提供關(guān)于運(yùn)動路程的信息。
在另一種有利的實(shí)施形式中，該運(yùn)動裝置設(shè)置在激光加工機(jī)的激光加 工頭中或者在激光加工機(jī)的校準(zhǔn)站上，所述激光加工頭被帶到所述校準(zhǔn)站 中，以便確定所述激光束在所述孔中的實(shí)際位置或應(yīng)有位置和/或應(yīng)有聚焦 位置并且能夠使所述激光束運(yùn)動到所述應(yīng)有位置和/或應(yīng)有聚焦位置。在第
ii一種情況下，用作運(yùn)動裝置的步進(jìn)電機(jī)直接安裝在激光加工頭上在通常的 校準(zhǔn)螺釘?shù)奈恢锰?，使得能夠?qū)崿F(xiàn)激光束相對于噴嘴邊緣的自動對準(zhǔn)。在 后一種情況下，步進(jìn)電機(jī)位于調(diào)節(jié)主軸上，該調(diào)節(jié)主軸耦接在位于校準(zhǔn)位 置的校準(zhǔn)站中，激光加工機(jī)能夠行進(jìn)到該校準(zhǔn)站中以調(diào)節(jié)射束位置。
在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，激光加工機(jī)還具有一個優(yōu)選板狀的物體， 該物體設(shè)置在射束通路上在噴嘴體之后并且優(yōu)選具有一個尤其形成在所述 板狀物體的孔上的棱邊。如上所述，該物體的材料可以如此地選擇，使得 該材料比噴嘴體的材料吸收更多的激光輻射，以至于可以在射束功率較小 的情況下執(zhí)行所述測量，由此保護(hù)噴嘴體。此外，物體可以具有孔或棱邊， 使得可以調(diào)節(jié)激光束相對于該孔或棱邊的聚焦位置。
在一種有利的實(shí)施形式中，激光加工機(jī)還包括一個射束陷阱，用于保 護(hù)所述聲學(xué)傳感器免受散射光影響。該射束陷阱與孔邊緣相距適當(dāng)距離地 設(shè)置在射束通路中在噴嘴體下方并且吸收激光束，由此保護(hù)聲學(xué)傳感器免 受激光輻射的破壞。
在一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式中，所述聲學(xué)傳感器在一個空間方向上相 對于激光束軸錯位地定位在射束通路之外并且相對于激光束軸成一角度地 定向。以這種方式減小了干擾噪聲的影響，該干擾噪聲不是通過光聲效應(yīng) 產(chǎn)生的。但是，聲學(xué)傳感器的定位不僅用于通過相對于噴嘴或相對于板狀 物體的適宜對準(zhǔn)來減弱干擾噪聲，而且對測得的強(qiáng)度有決定性的影響。在 激光功率不變的情況下，在光學(xué)傳感器的一定的位置/角度下測得的最大值 比在其它的位置/角度下測得最大值明顯更大。特征曲線中的最大值越強(qiáng)， 在確定接觸點(diǎn)時的精度就越高，因為在這種情況下特征曲線的側(cè)沿更加陡 峭。同樣在圓形的孔情況下，角度以及空間方向(聲學(xué)傳感器在該空間方 向上相對于噴嘴軸錯位地定位)對強(qiáng)度最大值有決定性的影響，因為在激 光加工機(jī)中相對于孔非旋轉(zhuǎn)對稱地設(shè)置的構(gòu)件可以影響所述測量。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)由說明書和附圖得出。同樣，以上所述的和尚待進(jìn) 一步說明的特征可以各自應(yīng)用或者成組地以任意組合應(yīng)用。所示的和所述 的實(shí)施形式不應(yīng)理解為窮盡性的列舉，而是具有用于用于描述本發(fā)明的很 多示例性的特征。附圖中-圖1示出按本發(fā)明的激光加工機(jī)的一種實(shí)施形式的示意性視圖； 圖2a， b示出圖1的激光加工機(jī)的激光加工頭的剖面的示意性視圖； 圖3a-c示出激光束從初始位置向孔的邊緣的第一側(cè)運(yùn)動的示意性視
圖4a-c示出圖3a-c的激光束向孔的邊緣的相對一側(cè)運(yùn)動的示意性視
圖5示出聲學(xué)功率的測量曲線的示意性視圖，該聲學(xué)功率在圖3a-c和 圖4a-c中的激光束的運(yùn)動中產(chǎn)生；禾口
圖6以俯視圖示出激光加工噴嘴的孔的示意性視圖，其中激光束的應(yīng) 有位置在孔的接觸點(diǎn)之間。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一種激光加工機(jī)1，其帶有一個具有多個光學(xué)元件2.1至2.5 的光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置用于將激光束3射束導(dǎo)向到用于加工(未示出的) 工件的激光加工頭4上。為了使激光加工頭4沿著一個定義了工作平面5 的加工臺在XYZ坐標(biāo)系的第一空間方向X上運(yùn)動，該激光加工頭4固定 在一個可在第一空間方向X上行進(jìn)的滑座6上，如通過雙箭頭所示的那樣。 該激光加工頭4還可以沿第二空間方向Y在工作平面5中行進(jìn)，其方式是 激光加工頭4沿著滑座6移動，如同樣通過雙箭頭所示的那樣。該激光加 工頭4能夠以這種方式在兩個空間方向X、Y上在加工臺的整個工作平面5 上移動并且對定位在該加工臺上的工件進(jìn)行加工。激光加工頭4還可以被 帶到位于加工臺5邊緣處的校準(zhǔn)位置中，在那里設(shè)置有一個校準(zhǔn)站7，在該 校準(zhǔn)站7上可以對激光加工頭4進(jìn)行校準(zhǔn)，如繼續(xù)在下面詳細(xì)描述的那樣。
脈沖激光束3從未示出的激光源出發(fā)經(jīng)過第一鏡2.1被導(dǎo)向到補(bǔ)償元件 8，該補(bǔ)償元件8具有兩個另外的鏡2.2和2.3并且可在第一空間方向X上 移動，如通過另一個雙箭頭所示的那樣。通過補(bǔ)償元件8的移動可以保持 激光束3在激光加工機(jī)1中的射束路程恒定。在借助兩個另外的、設(shè)置在 滑座6中的鏡2.4和2.5使激光束3從第一空間方向X轉(zhuǎn)向至第二空間方向 Y之后，激光束3進(jìn)入到激光加工頭4內(nèi)，在那里借助第一和第二轉(zhuǎn)向鏡 9.1和9.2使激光束3從第二空間方向Y轉(zhuǎn)向至第三空間方向Z。第二轉(zhuǎn)向 鏡9.2在此構(gòu)造為適應(yīng)性的鏡，即該第二轉(zhuǎn)向鏡9.2能夠改變其形狀，以便最終地形成激光束3。在第二轉(zhuǎn)向鏡9,2之后，激光束3通過用于聚焦激 光束3的光學(xué)聚焦裝置10出現(xiàn)在激光加工噴嘴11的工作平面5中的焦點(diǎn)F 上，如在圖2a， b中詳細(xì)地在激光加工頭4的剖視圖中示出的那樣。激光 加工噴嘴11具有一個金屬的噴嘴體12，在該噴嘴體12內(nèi)設(shè)置有一個具有 圓形孔14的噴嘴孔13，在圖2a， b中，激光束軸15延伸通過該孔14的中 心。
為了確定激光束3相對于孔14的位置，激光加工頭4被帶至所述校準(zhǔn) 站7。如圖3a所示，在該校準(zhǔn)站7上如此設(shè)置一個作為聲學(xué)傳感器的麥克 風(fēng)16，使得在激光加工頭4行進(jìn)到該校準(zhǔn)位置時，麥克風(fēng)16在第一空間方 向X上相對于激光束軸15錯位地在噴嘴體12之后的射束通路外部且以相 對于激光束軸15成30。的角度a定向。為了保護(hù)麥克風(fēng)16免受由激光束 3引起的漫射光影響，激光束3被射束陷阱17吸收。此外，為了保護(hù)噴嘴 體12免受損害，該噴嘴體12被(未示出的)由氮?dú)饨M成的保護(hù)氣流保護(hù)。
為了將激光束3定位在噴嘴中心的應(yīng)有位置上(在圓形的孔14的情況 下該應(yīng)有位置與激光束軸15在噴嘴中心中的位置重合)，需要的是首先 確定第一空間方向X (以下簡稱X方向)上的應(yīng)有位置。為此目的，激 光束3從圖3a中所示的初始位置沿著正的X方向運(yùn)動，其方式是在圖2 中示出的光學(xué)聚焦裝置10在X方向上移動。在該運(yùn)動過程中，激光束3 首先接觸孔14的邊緣(見圖3b)，隨后繼續(xù)在X方向上移動，直到激光束 3完全出現(xiàn)在噴嘴體12上，見圖3c。隨后，如在圖4a中所示，激光束3 沿著負(fù)的X方向首先往回運(yùn)動到初始位置，隨后在激光束3完全出現(xiàn)在噴 嘴體12上(見圖4b)之前首先接觸噴嘴孔14的邊緣(圖4b)。因此，在 激光束3的如圖3a-c和圖4a-c所示的運(yùn)動過程中，該激光束3在X方向上 完全掃過該噴嘴孔14并且出現(xiàn)在該孔14棱邊20上的相對兩側(cè)上。
如果脈沖激光束3在以上描述的運(yùn)動過程中出現(xiàn)在金屬的噴嘴體12上 (見圖3b, c和圖4b， c)，則該激光束3在那里激發(fā)一個光聲波。因此， 該脈沖激光束3激發(fā)一個聲學(xué)信號，該聲學(xué)信號的頻率相應(yīng)于該激光束的 脈沖頻率。對于相應(yīng)地選擇的脈沖頻率，聲學(xué)信號處于聽得見的范圍內(nèi)并 且可以通過麥克風(fēng)16檢測到，其中，激光頻率的增加由于慣量而按期待的 那樣導(dǎo)致信號強(qiáng)度的降低。但是，空氣的氣壓也直接地因為由激光輻射引 起的加熱而改變。然而，對于以傳統(tǒng)的麥克風(fēng)進(jìn)行測量而言，該壓力波動通常太弱或者說環(huán)境噪聲太強(qiáng)。
為了從圖3a-c和圖4a-c中所示的、激光束在X方向上的運(yùn)動中檢測孔 14的所述接觸點(diǎn)(在這些接觸點(diǎn)之間可以確定一個應(yīng)有位置)，在激光加工 機(jī)1的分析處理單元18 (見圖1)中將在激光束的運(yùn)動過程中用麥克風(fēng)16 測得的并且被轉(zhuǎn)化為模擬的電壓信號的聲學(xué)振動轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。由所述 數(shù)字信號計算出頻譜(傅里葉分析)并且表示為與頻率相關(guān)的功率(快速 傅里葉變換，F(xiàn)FT功率)。在此，將數(shù)字信號的頻率和相位與激光束3的激 光脈沖的脈沖頻率和相位進(jìn)行比較，以便排除錯誤測量(例如來自驅(qū)動裝 置的干擾噪聲)。
在圖5中示出一條在分析處理過程中產(chǎn)生的測量曲線19,在該測量曲 線19中，與頻率相關(guān)的功率P、也就是說在所述脈沖頻率下測得的功率P 分布在沿著X方向的位置上。在分析處理過程中，在多個測量點(diǎn)處測量聲 學(xué)信號的最大聲強(qiáng)并且將其表示為與頻率相關(guān)的功率。如圖5所示，只要 激光束3無接觸地穿過孔12，則麥克風(fēng)16接收不到任何信號。只有當(dāng)激光 束3開始擦過孔14的棱邊20時，隨著接觸份額的增加，觀察到的信號強(qiáng) 度上升，這可作為測量曲線19中的側(cè)沿19a、 19b，側(cè)沿19a、 19b的坡度 尤其與麥克風(fēng)16相對于孔14的位置有關(guān)。當(dāng)在噴嘴體12上出現(xiàn)完整的射 束直徑吋，在繼續(xù)偏移的過程中測量曲線19的信號強(qiáng)度減小。由此在每個 側(cè)沿19a、 19b上形成一個定義的最大值Ml、 M2。
在所示的例子中，光學(xué)聚焦裝置10在X方向上在整個可能的士2mm 的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)移動，由此使激光束3在該方向上運(yùn)動，如在圖5中通過重 疊的射束橫截面示出的那樣。在圖5所示的測量曲線19中，激光束3的激 光功率為1.5kW，而激光束3的脈沖頻率為500Hz。分別以90nm的間隔對 聲學(xué)信號進(jìn)行測量。 一旦激光束3接觸到孔14的棱邊20，測量曲線19的 走向在此示出一個上升，這同樣在圖5中示出。
為了確定接觸點(diǎn)，在兩個測量側(cè)沿19a、 19b上確定一個位置，在該位 置上，相對于各自的最大值M1、 M2的相對強(qiáng)度具有相同的百分率，其在 當(dāng)前情況下為50%。這樣確定的位置通過孔14的、在X方向上相對置的 第一和第二接觸點(diǎn)B1、 B2識別，見圖6a。作為接觸點(diǎn)B1、 B2在X方向 上的中點(diǎn)確定用于使激光束3在噴嘴中心中定心的應(yīng)有位置Sl。替代地或 者附加地，在知道激光束3的接觸點(diǎn)B1、 B2和運(yùn)動軌跡的情況下，也可
15以確定激光束3相對于孔14的實(shí)際位置。
在確定了應(yīng)有位置Sl之后，激光束3運(yùn)動到該應(yīng)有位置并且在第二空 間方向Y (以下簡稱Y方向)上重復(fù)以上所述的測量過程。在此，檢測 孔14的第三和第四接觸點(diǎn)B3、 B4并且確定第三和第四接觸點(diǎn)B3、 B4之 間的中點(diǎn)上的第二應(yīng)有位置S2，見圖6b。在激光束3運(yùn)動到該第二應(yīng)有位 置S2之后，在理想情況下，該激光束3就被定位在孔14的中心。然而， 在以上情況下，為了確定第一應(yīng)有值Sl而提供的、在第一和第二接觸點(diǎn) Bl、 B2之間的間隔非常小，以至于可能無法以足夠的精度來確定第一應(yīng)有 值。因此，如圖6c所示，再一次在X方向上執(zhí)行以上所述的測量，其中， 得到了第五和第六接觸點(diǎn)B5、 B6。通過第五和第六接觸點(diǎn)B5、 B6之間較 大的間隔可以確定第三應(yīng)有位置S3，該第三應(yīng)有位置S3比X方向上的第 一應(yīng)有位置S1更精確。
在激光束3運(yùn)動到第三應(yīng)有位置S3之后，該激光束3最終地對準(zhǔn)在孔 12的中心。附加地，也可以由檢測到的接觸點(diǎn)Bl至B6確定圓形的孔12 的直徑，然而為此附加地需要一次標(biāo)定，在該標(biāo)定中確定在與頻率相關(guān) 的最大功率的何種份額下可以最精確地確定所述直徑。這樣確定的噴嘴直 徑可以在更換激光加工噴嘴11時用于可信性控制。
在將激光束3對準(zhǔn)在激光加工噴嘴11的中心中之后，確定并調(diào)節(jié)激光 束焦點(diǎn)相對于激光加工噴嘴的位置。為此，從XY平面中的起始點(diǎn)SP出發(fā)， 如上所述地檢測激光束3在噴嘴孔上的一個接觸點(diǎn)(B1至B6)，該起始點(diǎn) SP的坐標(biāo)存儲在控制單元中。為此目的，如圖3a所示，激光束3從起始 點(diǎn)SP出發(fā)沿著正的X方向或Y方向運(yùn)動，其方式是圖2a、 b中所示的光 學(xué)聚焦裝置IO在X方向或Y方向上移動。在該運(yùn)動過程中，激光束3首 先接觸到孔14的棱邊20，見圖3b，隨后繼續(xù)在X方向上移動，直到該激 光束3完全出現(xiàn)在噴嘴體12上，見圖3c。檢測到的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)同樣被存 儲在控制單元中。由所儲存的坐標(biāo)允許獲得從起始點(diǎn)SP直至激光束出現(xiàn)在 噴嘴孔上的路程，并且由該路程允許獲得激光束在XY平面中的延伸尺寸。 如果從起始點(diǎn)出發(fā)在負(fù)的X或Y方向上重復(fù)該測量，則以這種方式在噴嘴 孔的直徑已知的情況下確定激光束的直徑。接著，激光束的在Z方向上的 焦點(diǎn)通過適應(yīng)性的轉(zhuǎn)向鏡9.2的曲率半徑的變化而移動并且重新執(zhí)行該測 量。因此，在多次重復(fù)的過程中，能夠相對于噴嘴孔確定激光束的形狀，即射束焦散。該z調(diào)節(jié)(在該z調(diào)節(jié)中測量射束的最小延伸尺寸或者說最
小直徑)在此表明激光束的焦點(diǎn)正好落在噴嘴孔的XY平面中。接著，
所述焦點(diǎn)按定義地移動到噴嘴孔下方的一個平面中，大多正好移動到工作
平面5中。聚焦位置的確定不必借助噴嘴體進(jìn)行，而是也可以以類似的方 式在(測試)工件上進(jìn)行，該工件位于加工平面5上并且具有一個定義的 棱邊或者一個正方形的或圓形的孔，激光束"觸碰"所述棱邊或孔。然而，
將激光加工噴嘴用作測量物提供了如下優(yōu)點(diǎn)在射束通路上不必插入任何
附加的工件。
為了使激光束3在XY平面中運(yùn)動，圖2中所示的光學(xué)聚焦裝置10在 X和Y方向上移動。該運(yùn)動借助于(未示出的、通過雙箭頭B表示的)步 進(jìn)電機(jī)進(jìn)行，由此同時提供了關(guān)于運(yùn)動路程的信息。該步進(jìn)電機(jī)處于調(diào)節(jié) 主軸上，該調(diào)節(jié)主軸耦接在圖1的校準(zhǔn)站7中，激光加工頭4必須行進(jìn)到 該校準(zhǔn)站中以便調(diào)節(jié)射束位置。替代地或附加地，激光束可以通過在光學(xué) 聚焦裝置10前面的最后一個或者倒數(shù)第二個轉(zhuǎn)向鏡9.1、 9.2的傾斜進(jìn)行偏 移。
作為將聲學(xué)傳感器設(shè)置在噴嘴體12之后的射束通路上的替代，該聲學(xué) 傳感器也可以直接設(shè)置在噴嘴體12本身上，以便接收該噴嘴體的固體聲。 在該情況下有利的是，用于使光學(xué)聚焦裝置IO運(yùn)動的步進(jìn)電機(jī)直接設(shè)置在 激光加工頭4上，具體地說設(shè)置在常見的校準(zhǔn)螺釘?shù)奈恢蒙稀Ｔ诖?，可?取消調(diào)節(jié)站的設(shè)置，即，校準(zhǔn)在原則上可以在加工平面5中的任何位置進(jìn) 行，因為除了分析處理裝置18，為此所需的所有部件都設(shè)置在激光加工頭 4上。
此外，作為以上所述的措施的替代，測量可以通過以下方式進(jìn)行，即 通過在由噴嘴體12產(chǎn)生的聲學(xué)振動的位置處測量由圖2a中所示的、板狀 物體21發(fā)出的聲學(xué)振動，噴嘴體12下方的激光束3出現(xiàn)在該物體21上。 在該情況下，設(shè)置有壓電傳感器16'，該壓電傳感器設(shè)置在物體21的背離 噴嘴體12的一側(cè)上，使得物體21屏蔽了由噴嘴體12發(fā)出的聲學(xué)振動。
在激光束3在噴嘴孔14的XY平面中運(yùn)動的過程中，只要該激光束3 出現(xiàn)在孔14的棱邊20上，則板狀物體21上可供使用的激光功率少，這導(dǎo) 致由激光束3在板狀物體21中產(chǎn)生的聲學(xué)信號強(qiáng)度減弱。為了確定噴嘴中 心，激光束3向外移動這么長，直到激光束3例如一半由噴嘴體12屏蔽，
17因此由板狀物體21發(fā)出的信號的強(qiáng)度也下降到最大值的50%。在該方法中， 可以將這樣的材料(例如陶瓷)用于板狀物體21，所述材料比噴嘴體12 的通常的金屬材料吸收的能量多。通過這種方式能夠以更小的激光功率執(zhí) 行所述測量，以便保護(hù)噴嘴體12。
在使用板狀物體12的情況下，同樣可以附加地檢查激光束3的聚焦位 置FL。激光束3的焦點(diǎn)F通常借助光學(xué)聚焦裝置10和適應(yīng)性的轉(zhuǎn)向鏡9.2 這樣地調(diào)節(jié)，使得該焦點(diǎn)落在加工平面5中的應(yīng)有聚焦位置FL上。然而， 設(shè)置在激光束3的射束通路上的光學(xué)元件在激光加工機(jī)1的運(yùn)行過程中被 加熱，因此焦點(diǎn)F可能從應(yīng)有聚焦位置FL離開。為了檢查聚焦位置是否仍 然正確，使焦點(diǎn)F沿著第三空間方向Z (以下簡稱Z方向)移動，例如， 其方式是調(diào)節(jié)適應(yīng)性的轉(zhuǎn)向鏡9.2。原則上，板狀物體21上的小聚焦直徑 導(dǎo)致所產(chǎn)生的聲學(xué)信號的高強(qiáng)度，反之亦然。在焦點(diǎn)F的變化過程中，板 狀物體21上的聚焦直徑也變化。如果焦點(diǎn)F落在板狀物體21的平面中， 則物體21上的激光斑點(diǎn)的直徑最小并且光聲信號的強(qiáng)度最大。如果沿著Z 方向檢測到的最大值在不同于應(yīng)有聚焦位置FL的其它位置上，則焦點(diǎn)F 必須沿著Z方向移動，這例如可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)適應(yīng)性的鏡9.2來進(jìn)行。
替代地，如圖2b所示，在確定噴嘴中心和聚焦位置的過程中，板狀物 體21可以具有一個穿透材料的區(qū)域和一個均勻的棱邊22，所述區(qū)域大于噴 嘴孔13，所述棱邊22形成在板狀物體21中的正方形的或圓形的孔23上。 在該情況下，在各種不同的聚焦調(diào)節(jié)中，激光束3的聚焦位置FL也可以如 上所述地通過"觸碰"板狀物體21的孔23的棱邊22來確定。此外，該方 法不僅能夠確定焦點(diǎn)的位置，而且也能夠確定激光束在焦點(diǎn)區(qū)域中的形狀 (射束焦散)。
以上述方式可以確定激光束3在孔14、 23內(nèi)部的射束位置并且使激光 束3對準(zhǔn)在該射束位置中，其中，二者可以自動地進(jìn)行。附加地，可以檢 査聚焦位置并且必要時予以修正?？梢韵氲剑陨纤龅姆椒ú⒉幌抻谟?在激光加工機(jī)中，而是也可以有利地用在其它一些裝置領(lǐng)域中，在這些裝 置領(lǐng)域中，應(yīng)當(dāng)確定和調(diào)節(jié)、尤其是對準(zhǔn)激光束在任意孔內(nèi)的位置。
權(quán)利要求
1.用于檢測聚焦的脈沖激光束(3)在物體(12，21)的棱邊(20，22)上的接觸點(diǎn)(B1至B6)的方法，所述棱邊(20，22)優(yōu)選形成在物體(12，21)的孔(14，23)上，該方法包括以下步驟a)使激光束(3)相對于棱邊(20，22)在至少一個空間方向(X，Y)上優(yōu)選與激光束軸(15)成直角地運(yùn)動，直至所述激光束(3)掃過所述棱邊(20，22)，b)測量在激光束(3)的運(yùn)動過程中由所述激光束(3)光聲地產(chǎn)生的聲學(xué)振動，和c)通過分析處理測得的聲學(xué)振動來檢測所述激光束(3)在所述棱邊(20，22)上的接觸點(diǎn)(B1至B6)。
2. 如權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟-調(diào)節(jié)所述激光束(3)的焦點(diǎn)(F)在激光束軸(15)的方向上的位置， 并且，重復(fù)所述步驟a)至c)。
3. 如權(quán)利要求1或2的方法，在該方法中，為了檢測所述棱邊(20，22) 上的接觸點(diǎn)(B1至B6)，與位置相關(guān)地測量在所述棱邊(20， 22)上 在側(cè)沿(19a， 1%)中上升的振動功率，并且，將所述接觸點(diǎn)(B1至B6) 對應(yīng)于最大振動功率(Ml， M2)的給定的百分比，例如50%。
4. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，所述激光束(3)在第 一空間方向(X)上完全掃過所述孔(14， 23)，其中，檢測在所述孔(14，23) 的棱邊(20， 22)上的兩個相對置的接觸點(diǎn)(Bl， B2; B5， B6)，并 且，借助檢測到的兩個接觸點(diǎn)(Bl， B2; B5， B6)確定所述激光束(3) 在孔(14， 23)中的實(shí)際位置或應(yīng)有位置(Sl， S3)。
5. 如權(quán)利要求4的方法，在該方法中，在確定了優(yōu)選位于所述兩個接 觸點(diǎn)(Bl， B2; B5， B6)之間的中心上的應(yīng)有位置(Sl; S3)之后，使 所述激光束(3)運(yùn)動到所述應(yīng)有位置(Sl; S3)。
6. 如權(quán)利要求4或5的方法，在該方法中，由所述兩個接觸點(diǎn)(Bl， B2; B5， B6)之間在第一空間方向(X)上的間距和另外兩個接觸點(diǎn)(B3， B4)之間在第二空間方向(Y)上的間距確定所述孔(14， 23)的橫截面 尺寸。
7. 如權(quán)利要求4至6之一的方法，在該方法中，由所述激光束(3) 從運(yùn)動的起始點(diǎn)(SP)直至所述兩個相對置的接觸點(diǎn)(Bl， B2)的相應(yīng)運(yùn) 動路程確定所述激光束(3)的直徑。
8. 如前列權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，所述棱邊(20， 22)構(gòu) 造在激光加工噴嘴(11)的噴嘴體(12)中的孔(14， 23)上。
9. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，所述激光束(3)相對 于位置固定的棱邊(20， 22)運(yùn)動，其方式是一個在射束通路上設(shè)置在所 述棱邊(20， 22)前面的光學(xué)聚焦裝置(10)尤其是自動地傾斜和/或橫向 于激光束軸(15)地移動，和/或，至少一個在射束通路上設(shè)置在所述棱邊(20， 22)前面的轉(zhuǎn)向鏡(9.1， 9.2)尤其是自動地傾斜或者改變所述轉(zhuǎn)向 鏡(9.1， 9.2)的曲率半徑。
10. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，借助至少一個聲學(xué)傳 感器(16， 16')、優(yōu)選麥克風(fēng)(16)測量所述振動。
11. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，在分析處理所測得的 振動時，將所述振動的特性與脈沖激光束(3)的特征量進(jìn)行比較。
12. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，在保護(hù)氣體下進(jìn)行所 述運(yùn)動和所述測量。
13. 如前列權(quán)利要求之一的方法，在該方法中，由在射束通路中設(shè)置 在噴嘴體(12)之后的、優(yōu)選板狀的物體(21)產(chǎn)生所測得的振動。
14. 如權(quán)利要求13的方法，在該方法中，為了確定所述激光束(3) 的聚焦位置(FL)，改變所述激光束(3)的焦點(diǎn)(F)和板狀物體(21)之 間沿著所述激光束(3)的激光束軸(15)的間距。
15. 如權(quán)利要求13或14的方法，在該方法中，這樣地選擇所述板狀 物體(21)的材料，使得該材料比所述噴嘴體(12)的材料吸收更多的激 光功率。
16. 激光加工機(jī)(1),包括位于激光加工頭(4)上的激光加工噴嘴(11)，脈沖的、聚焦的激光 束(3)穿過所述激光加工噴嘴(11)的孔(14)，其中，所述激光束(3) 和所述孔(14)可相對于彼此在至少一個第一空間方向(X， Y)上與激光 束軸(15)成直角地運(yùn)動，直到所述激光束(3)掃過一個物體(12， 21) 的棱邊(20， 22)，所述棱邊(20， 22)優(yōu)選地形成在所述物體(12， 21) 的孔(14， 23)上，至少一個聲學(xué)傳感器(16， 16，)，優(yōu)選麥克風(fēng)(16)，用于測量在所述 激光束(3)的運(yùn)動過程中光聲地產(chǎn)生的聲學(xué)振動，和分析處理裝置(18)，該分析處理裝置被設(shè)計成通過分析處理所測得的 振動來檢測所述激光束(3)在所述棱邊(20， 22)上的接觸點(diǎn)(Bl， B2; B5， B6)。
17. 如權(quán)利要求16的激光加工機(jī)，還包括一個優(yōu)選自動化的運(yùn)動裝置 (B)，用于使在射束通路中設(shè)置在所述噴嘴體(12)前面的光學(xué)聚焦裝置 (10)橫向于所述激光束(3)傾斜和/或移動。
18. 如權(quán)利要求17的激光加工機(jī)，在該激光加工機(jī)中，所述運(yùn)動裝置 (B)設(shè)置在激光加工機(jī)(1)的激光加工頭(4)中或者在激光加工機(jī)(1)的校準(zhǔn)站(7)上，所述激光加工頭(4)能夠被帶到所述校準(zhǔn)站(7)中， 以便確定所述激光束(3)在所述孔(14， 23)中的實(shí)際位置或應(yīng)有位置(Sl 至S3)和/或應(yīng)有聚焦位置(FL)，并且以便使所述激光束(3)運(yùn)動到所述 應(yīng)有位置(S1至S3)和/或應(yīng)有聚焦位置(FL)。
19. 如權(quán)利要求16至18之一的激光加工機(jī)，還包括一個優(yōu)選板狀的物體(21)，該物體(21)在射束通路上設(shè)置在噴嘴體(12)之后并且優(yōu)選具有一個尤其形成在所述板狀物體(21)的孔(23)上的棱邊(22)。
20. 如權(quán)利要求16至19之一的激光加工機(jī)，還包括一個射束陷阱(17)，用于保護(hù)所述聲學(xué)傳感器(16)免受散射光。
21. 如權(quán)利要求16至20之一的激光加工機(jī)，在該激光加工機(jī)中，所述聲學(xué)傳感器(16)設(shè)置在所述噴嘴體(12)上或者在一個空間方向(X)上相對于激光束軸(15)錯位地定位在射束通路之外并且以相對于激光束軸(15)的角度(a)定向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測聚焦的脈沖激光束(3)在物體(12)的棱邊(20)上的接觸點(diǎn)的方法，所述棱邊(20)優(yōu)選形成在物體(12)的孔(14)上，該方法包括以下步驟a)使激光束(3)相對于一棱邊(20)在至少一個空間方向上優(yōu)選與激光束軸(15)成直角地運(yùn)動，直至所述激光束(3)掃過所述棱邊(20)，b)測量在激光束(3)的運(yùn)動過程中由所述激光束(3)光聲地產(chǎn)生的聲學(xué)振動，和c)通過分析處理測得的聲學(xué)振動來檢測所述激光束(3)在所述棱邊(20)上的接觸點(diǎn)。如果所述激光束(3)在第一空間方向(X)上完全掃過所述孔(14)，則能夠檢測到所述激光束(3)在所述孔(14)的棱邊(20)上的兩個相對置的接觸點(diǎn)并且由此確定所述激光束(3)在所述孔(14)中的應(yīng)有位置。本發(fā)明還涉及一種激光加工機(jī)，其包括位于激光加工頭上的激光加工噴嘴(12)，在所述激光加工機(jī)上可以執(zhí)行上述方法。
文檔編號B23K26/04GK101687280SQ200880021925
公開日2010年3月31日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者A·米利希, J-M·韋克, U·里特爾 申請人:通快機(jī)床兩合公司