用于插入在激光加工系统的控制装置和激光加工头之间的内插式模块的制作方法

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本公开涉及一种内插式模块，其用于相互耦合或插入在激光加工系统的控制装置、特别是系统控制和激光加工头之间，例如用于控制装置和激光加工头之间的通信和/或用于将功能、例如用于监视和/或控制激光加工系统或加工头的功能加装到激光加工系统中。本公开还涉及具有这种内插式模块的激光加工系统。特别地，本公开涉及一种与控制装置和激光加工头分开形成或分离地形成的内插式模块。背景技术：2.在用于通过激光束加工工件2的激光加工系统100中，如图1所示，由激光束产生装置101(也称为激光光源)产生或从激光光纤的端部射出的激光束通过光束引导和聚焦光学器件被聚焦或会聚到待加工的工件。加工可以包括例如激光切割、钎焊或焊接工件2。激光加工过程可以包括各种步骤、例如穿孔、切割、焊接和/或蒸发操作。激光加工系统100可以包括激光加工装置102、例如激光加工头、激光切割头或激光焊接头。在激光切割、焊接或钎焊工件2时，对激光加工过程进行规范和监测以确保加工质量尤为重要。过程的开环控制通过控制装置103(也称为“系统控制”或“cnc”)来执行，而更复杂的功能、例如过程的监测或闭环控制则由附加的监测或控制单元执行。激光束产生装置101和激光加工头102均从控制装置103接收数据、特别是控制数据和/或加工参数。激光加工系统1的操作者或用户可以访问控制装置103。换言之，控制装置10包括用于从操作者接收数据、特别是输入数据并且用于向操作者输出数据、特别是输出数据的用户接口。例如，输入数据可以是为相应的加工过程预先确定的加工参数、特别是切削参数，或特定的工件和/或材料特性。3.通常，在激光切割中，除了激光辐射之外还需要同轴气体射流来驱动该过程。为了设置体积流量和压力，气源经由气体管线161连接到加工头102，并且通常地插入有由控制装置103控制的气体供应装置160、例如气阀。因此，控制装置能够使激光发射和气体供应与工艺顺序精确同步并相互协调。4.在激光材料加工中、特别是在激光切割中，初始系统启动之前的长设置程序是典型的。初始启动的一个重要部分是光束对中。在当前的激光加工系统中，每次插入光纤后都必须进行手动光束定心。此外，单个系统的各个构件、例如控制装置、激光束产生装置和激光加工头不协调。因此，加工参数可能因工厂而异。因此，初始启动非常耗时，并且系统的构件必须相互精确匹配。5.另外，必须设置加工参数，也可以称为激光加工过程或系统的参数化。激光材料加工过程的参数组通常根据经验值并根据材料和工件特性、特别是待加工的工件的材料类型和厚度进行调整。此外，加工参数可以基于所使用的构件、特别是光学构件、例如光学器件、镜子和透镜的特性以及构件差异、杂质和环境影响、特别是系统中的湿度和环境温度而变化。目前，激光加工过程的参数组必须通过实验来确定，并在专家知识的帮助下为每个系统重新调整。使参数组适应修改后的激光加工过程、特别是其它类型的材料、工件厚度等，需要大量的专有技术和专业知识，因此也很耗时。6.在激光材料加工过程期间、特别是在激光切割期间，激光加工头中的测量值或传感器值、例如防护镜的温度和杂散光传感器值根据经验或实验确定的阈值来监测和检查。这允许监测激光加工头、其光学构件和激光加工过程、例如切割过程的状态。然而，这些传感器值本身没有意义，必须与附加的边界条件、例如当前的激光功率、当前的环境温度、湿度等相关联。这些关系的解释还需要专业知识和长期处理激光加工系统、特别是激光切割系统的经验，并且不能简单地从单独的传感器读数中得出。7.对于激光加工系统、特别是激光切割系统的初始启动，以及对于控制和监测激光加工过程、特别是对于距离控制，以及对于监测激光加工过程或激光加工系统的一部分或构件、特别是激光切割头的状态，目前需要各种独立的单元、装置和/或设备。8.ep3159093b1涉及一种用于控制激光切割过程的方法。在该情况中，切割操作在第一次加工操作之后被中断，随之加工路径的至少一部分被扫描并且加工结果的至少一个质量特征被自动确定。9.de102016219927b4涉及一种用于监测工件上的热切割过程的装置和方法。相机从待监测的工件区域捕获图像。评估装置评估图像。这里，图像被聚类并且当前捕获的图像可以通过比较图像分析被分配给这些聚类。控制装置可以影响或改变至少一个受控变量、例如进给速率、激光功率、焦点位置和/或气体压力，从而实现始终如一的高切割质量。10.系统的计算能力和存储容量通常被精确地定制为在交付时可用的功能。提供大量储备是不经济的。但是，系统的使用寿命和耐用期可能超过10年。在此期间，计算和存储技术取得了长足的进步。调整现有激光加工系统的控制装置、例如系统控制、例如cnc的可能性是有限的，因为它具有有限的计算能力或存储容量。此外，必须处理越来越多来自传感器等的输入数据。原则上，cnc升级是可能的，但实用性和经济可行性普遍较差。现有系统(例如erp、cad/cam)的接口必须进行调整或重新编程，导致成本高昂且没有附加价值。技术实现要素：11.因此，本发明的一个目的是提供一种内插式模块，用于相互耦合或插入在激光加工系统的控制装置(特别是系统控制)和激光加工头之间，由此激光加工系统可以根据当前要求进行改造。12.本发明的另一个目的是提供一种内插式模块，用于相互耦合或插入在激光加工系统的控制装置、特别是系统控制器和激光加工头之间，以减少用于激光加工系统的系统控制的数据流、特别是传感器的数据流。13.本发明的另一个目的是提供一种内插式模块，用于相互耦合或插入在激光加工系统的控制装置、特别是系统控制和激光加工头之间，所述模块配置为提供存储容量和/或计算容量和/或接管用于控制、数据分析和监测中的至少一项功能。14.最后，本发明的一个目的是减少激光加工系统或激光加工过程的初始启动、监测、开环控制、闭环控制和/或适配所需的附加单元的数量并简化新功能、例如用于激光加工系统中激光加工或激光切割过程的参数化、控制和/或监测的新功能的添加。15.特别地，本发明的一个目的是提供一种内插式模块，该内插式模块配置为将至少一个功能改装到激光加工系统中。这些功能之一可以简化和自动化激光加工系统的初始启动。这些功能中的另一个可能包括立即对激光加工过程中的变化做出反应、特别是实时反应。这些功能中的另一个可以允许实时监测和/或控制激光加工过程和/或监测激光加工头的状态。这些功能中的另一个可以允许在激光加工过程中调整激光加工过程的参数、特别是实时调整。这些功能中的另一个可以允许独立于激光加工过程的其它步骤来调整激光加工过程的各个步骤的参数。16.这些目的中的一个或多个通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施例和其它的发展是从属权利要求的主题。17.本发明基于为激光加工系统提供内插式模块的基本思想，该内插式模块用于相互耦合或插入在激光加工系统、特别是激光切割系统的控制装置、特别是系统控制或cnc与激光加工头之间，所述内插式模块具有多个接口、处理单元以及可选地还有数据存储器或数据库。特别地，内插式模块具有与激光加工系统的激光加工头相连接的接口，以及与激光加工系统的控制装置、也称为系统控制相连接的接口。在此，内插式模块配置为激光加工系统的独立的附加构件，并且特别是与激光加工头和控制装置分开设置。因此，映射到控制装置(例如，cnc)的系统核心功能可以保持尽可能不受影响，而附加功能可以经由内插式模块的附接进行映射。18.典型的控制功能、特别是关于工件和/或激光加工头等的安全或运动的功能则可以保留在系统控制中。内插式模块用于为激光加工系统提供额外的计算能力，并为激光加工系统的上述构件提供大量接口。内插式模块的可能功能包括数据存储、特别是长期数据存储、数据处理和/或分析、特别是实时的处理和分析、例如通过人工智能处理和分析、与控制装置通信以及与激光加工头通信。19.内插式模块还可以具有到与激光加工头相关联的激光束产生装置、例如产生激光束的激光光源(简称为“激光器”)的至少一个接口，和/或到激光加工系统的至少一个传感器单元的至少一个接口。因此，内插式模块可以经由激光加工头或直接经由专用接口与传感器单元通信。内插式模块也可以具有到至少一个气体供应单元、例如气阀的至少一个接口，以用于控制进入加工头和/或到工件上的工艺气体供应。20.内插式模块用于在系统控制和激光加工头之间进行通信。内插式模块可以简化或支持激光加工系统或激光加工头的初始启动。例如，内插式模块可以帮助光束居中。特别是，内插式模块可以直接例如基于传感器数据校正、调整和/或优化由系统控制发送到激光加工头的加工参数，而无需将加工参数发送回系统控制。这允许在激光加工过程的闭环控制中加速响应激光加工过程和/或激光加工头状态的变化，并减轻系统控制的负担，系统控制通常只有专门定制的计算能力、即没有冗余或空闲的计算能力。激光加工过程的加工参数的校正、调整和/或优化既可以在线进行、即在激光加工过程执行期间进行，也可以离线进行、即在激光加工过程终止或中断之后进行。此外，可以独立于激光加工过程的其它步骤来调整、适配、校正和/或优化激光加工过程的各个步骤或相应的加工参数。内插式模块还可以使用激光加工系统的各种传感器的传感器信号或测量值、特别是相机图像和麦克风记录以及温度、压力、辐射和湿度传感器的测量值，不仅用于调整和控制激光加工过程，还提供了监测激光加工头状态的能力。这包括监测光学构件、特别是防护镜或镜片，以及监测易受机械磨损的部件、例如喷嘴、绝缘部件或密封件。此外，内插式模块可以向用户或激光加工系统的控制装置提出关于激光加工头的构件的更换或维护的建议(所谓的“预测性维护”)。这为激光加工头带来了简化的维护选项。此外，激光加工系统、激光加工头或激光加工过程的初始启动、控制或监测不再需要多个装置。相反，这些功能可以捆绑在一个内插式模块中。通过内插式模块，大量的设备和/或装置或其功能被组合成一个内插式模块。单个内插式模块为用户提供了多种好处：一次性启动并集成到激光加工系统中，降低成本并更深入地了解激光加工过程，通过不同传感器和数据源的组合进行监测，并且易于通过软件或通过更换内插式模块进行更新。21.根据本公开的一个方面，指定了一种用于相互耦合或插入在激光加工系统、特别是激光切割系统的控制装置和激光加工头之间的内插式模块，其中，所述内插式模块包括：第一接口，内插式模块配置为能够经由第一接口与激光加工头和/或激光加工系统的至少一个传感器装置交换数据；第二接口，内插式模块配置为能够经由第二接口与激光加工系统的控制装置交换数据；处理单元，其配置为处理从激光加工头和/或从控制装置和/或从至少一个传感器装置接收的数据，并将处理后的数据传输到激光加工头和/或控制装置和/或至少一个传感器装置。可以在每种情况下提供多个接口。除了激光加工头和控制装置(即，系统控制)之外，激光加工系统还可以包括至少一个传感器装置。激光加工系统可以是激光切割系统，激光加工头可以是激光切割头。22.内插式模块优选地包括壳体，该壳体限定内插式模块的外观并且包括内插式模块的接口。换言之，接口可以形成在壳体上。在壳体中，可以提供处理单元。23.内插式模块可以包括数据存储器或连接到数据存储器(例如，经由usb、经由通信接口、经由网络或在线连接)。数据存储器配置为存储接收的数据和/或处理后的数据。数据存储器特别是可以配置为存储激光加工过程的各个步骤、例如穿孔、切割、蒸发等、预定加工参数组、传感器数据和/或激光加工头的状态值。24.内插式模块还可以包括第三接口，内插式模块配置为经由第三接口和/或第四接口与激光加工系统的至少一个另外的传感器装置交换数据，内插式模块配置为经由第四接口与激光加工系统的激光束产生装置交换数据。该另外的传感器装置例如可以是距离传感器。第三接口可以配置为bnc接口。内插式模块还可以包括第五接口，内插式模块配置为经由第五接口与激光加工系统的至少一个气体供应装置交换数据，以控制供应到加工头中和/或到工件上的工艺气体。气体供应装置可以是或包括气阀。25.内插式模块因此包括多个接口以接收由至少一个传感器装置或至少一个另外的传感器装置检测到的传感器值和/或测量信号。至少一个传感器装置和/或至少一个另外的传感器装置可以布置在激光加工头上和/或工件上。传感器装置可以包括光传感器、光电传感器、温度传感器、振动传感器、oct传感器、湿度传感器、压力传感器、位置传感器、距离传感器、加速度传感器、激光功率传感器、辐射传感器、等离子传感器，流量传感器、声音传感器、麦克风单元或相机单元中的至少一种或其组合。至少一个传感器装置和/或至少一个另外的传感器装置优选用于确定工艺和材料特性、特别是激光加工头的状态。此外，用于确定激光功率和距离的数据可以通过接口接收并随后进行评估。26.处理单元可以配置为通过各种统计技术和机器学习方法、例如聚类方法、深度(卷积)神经网络方法和支持向量机利用高性能处理器处理数据、特别是来自数据存储器或数据库的数据。该处理可以完全在内插式模块内执行或由内插式模块执行。27.内插式模块还可以包括通信接口，内插式模块可经由通信接口连接到通信网络。通信网络可以是互联网或本地网络。内插式模块可以配置为经由通信网络提供接收的数据和/或处理后的数据和/或存储在数据存储器中的数据。在这种情况下，内插式模块的处理单元的数据处理可以通过与外部处理单元或计算单元、例如云服务器的交互来进行。内插式模块可以配置为将接收的数据和/或处理后的数据和/或存储在数据存储器中的数据经由通信网络传输到外部存储器。因此，通信接口允许将数据从内插式模块的数据存储器、特别是内插式模块的长期存储器经由通信网络传输到外部存储器，使得所述数据的至少一部分数据存储在外部存储器上。此外，提供通信接口以允许远程访问激光加工系统、特别是用于远程维护。28.通信接口也可以称为“通信装置”。通信接口配置为将内插式模块集成到通信网络中、特别是本地网络和/或互联网。可以经由通信网络访问内插式模块。特别地，可以经由通信网络访问存储在数据存储器中的数据，特别是处理后的数据和/或接收的数据。数据可以包括激光加工过程的加工参数和/或加工参数组、激光加工头的测量值和/或传感器值和状态值。经由通信网络对内插式模块的访问、也称为“远程连接”可以通过安全连接、特别是vpn连接或隧道进行。经由通信网络的访问允许激光加工头的远程控制、远程监测和/或远程维护，例如通过查询、评估和/或监测激光加工头的状态值来进行。29.内插式模块还可以包括至少一个用户界面、特别是图形用户界面(gui)。用户界面可以在内插式模块本身处提供。例如，内插式模块可能有屏幕。替代地，用户界面可以在单独的装置上提供并且经由通信网络连接到内插式模块。内插式模块的用户界面是作为控制装置的用户界面、即cnc的人机界面的补充或独立于控制装置的用户界面提供的。内插式模块可以配置为经由用户界面向内插式模块的用户输出数据、特别是存储在数据存储器中的数据和/或处理后的数据，和/或经由用户界面从内插式模块的用户接收数据。30.特别地，内插式模块可以包括屏幕和/或键盘、计算机鼠标等或经由接口与它们连接。内插式模块还可以配置为可由用户经由用户接口进行编程。31.总的来说，与内插式模块通信或操作内插式模块有三种方式：首先，内插式模块可以经由控制装置的第二接口402从控制装置接收数据或向控制装置发送数据。换言之，可以经由控制装置或控制装置的人机界面来操作内插式模块。其次，内插式模块本身可以经由内插式模块的用户界面接收或输出数据。这里，用户界面的图形用户界面可以显示在内插件模块本身上，也可以显示在与插件模块相连的屏幕上，或者显示在经由插件模块的通信接口连接的本地pc上。第三，通过将内插式模块的通信接口连接到互联网，可以使用与远程计算机或平板电脑的远程连接来与内插式模块进行通信。32.内插式模块可以配置为从至少一个传感器装置和/或从激光加工头接收传感器数据，和/或从控制装置接收加工参数。接收的传感器数据可以包括来自激光加工头的至少一个传感器、也称为“头部传感器系统”的至少一个测量值、传感器值、测量信号和/或传感器信号，和/或来自激光加工系统的至少一个另外的传感器、特别是另一个构件处的传感器、也称为“过程传感器系统”的至少一个测量值、传感器值、测量信号和/或传感器信号。33.内插式模块可以配置为将加工参数和/或控制信号传输到激光加工头和/或激光束产生装置和/或控制装置，和/或将传感器数据传输到控制装置。34.加工参数可以包括激光功率、气体压力、喷嘴类型、喷嘴直径、从激光加工头到工件的距离、进给速率、激光加工头的激光束的焦点位置、激光加工头的激光束的光束直径、加工方向和/或加工路径。35.内插式模块可以配置为将从至少一个传感器装置接收到的数据直接发送到控制装置和/或将从控制装置接收到的加工参数直接发送到激光加工头和/或到激光束产生装置。36.内插式模块可以配置为从至少一个传感器装置和/或激光加工头接收传感器数据，以便处理、特别是通过处理单元处理接收的传感器数据，以根据处理后的传感器数据调整从控制装置接收的加工参数，和/或将调整后的加工参数传输到激光加工头、激光束产生装置和控制装置中的至少一个构件。37.因此，内插式模块使得可以为激光加工系统的控制装置提供激光加工过程的最佳和/或优化加工参数的建议。此外，内插式模块可以离线、特别是在两个激光加工过程之间，或在线、特别是实时地为激光加工头提供经过调整、校正的最佳和/或优化的加工参数、例如激光加工头到工件的距离值和/或激光加工的透镜位置。此外，可以向控制装置提供z轴的加工参数或控制值、特别是激光加工头到工件的距离，以确保到工件的距离恒定。38.处理单元可以配置为实时处理接收的数据、特别是接收的传感器数据。39.处理单元还可配置为基于接收到的传感器数据确定激光加工头和/或激光加工过程的状态并将其发送给控制装置。40.内插式模块还可配置为基于接收的传感器数据检测激光加工过程的事件和/或加工结果。41.特别地，加工过程事件可以包括刺穿、切穿和切断或自燃的发生。42.内插式模块可以经由第一和第二接口连接到激光加工头和控制装置。43.内插式模块可以可更换和/或可移除地集成在激光加工系统的控制柜中。44.内插式模块可以布置成与控制装置和激光加工头分开、特别是在空间上分开，和/或布置在控制装置和激光加工头之外。45.根据本公开的另一方面，指定了一种激光加工系统，其中该激光加工系统包括控制装置、至少一个激光加工头、与至少一个激光加工头相关联的至少一个传感器装置和至少一个上述内插式模块。此外，激光加工系统可以包括激光束产生装置。46.因此，根据本公开，内插式模块用作激光加工系统的激光加工头和控制装置之间的中介，例如，以便以协作的方式捆绑或处理激光加工头和/或传感器装置和/或激光束产生装置的数据流，并将其接收、传输、发送或保存到激光加工系统的构件之一。附图说明47.在下文中，将参照附图详细描述本发明。在图中：48.图1示出了现有技术的激光加工系统；49.图2-7分别示出了根据本公开实施例的内插式模块和激光加工系统；以及50.图8示出了根据本公开的其它实施例的内插式模块和激光加工系统。具体实施方式51.在下文中，除非另有说明，相同的附图标记用于相同或相似的元件。52.图2-7均示出了根据本公开实施例的内插式模块40和激光加工系统。激光加工系统1包括控制装置10(也称为系统控制)、至少一个激光加工头20、与激光加工头相关联的激光束产生装置30、至少一个传感器装置(未示出)和用于监测和控制激光加工头20的至少一个内插式模块40。激光束产生装置30配置为产生激光束、例如通过光纤31将其传递到激光加工头20。为此，激光束产生装置30可以从控制装置10接收数据、特别是控制数据。53.控制装置10包括用户接口11，用于从操作者接收数据、特别是输入数据，并且用于向操作者输出数据、特别是输出数据。控制装置10还包括到激光束产生装置30的接口13，用于向其发送控制数据。控制装置10特别是可以构造成控制用于运动轴的驱动单元。54.内插式模块40包括到激光加工头20的至少一个第一接口401，并且被配置为经由第一接口401与激光加工头20交换数据。一方面，内插式模块40例如可以经由第一接口401向激光加工头20发送控制信号，以控制激光加工头20或包括在其中的构件、例如光学构件。另一方面，内插式模块40可以经由第一接口401从激光加工头20接收例如表征激光加工头20的状态的数据。特别地，内插式模块40可以经由第一接口401与激光加工系统的磁头驱动器和/或传感器装置21(参见图8)通信。例如，内插式模块40可以经由到激光加工头的第一接口401从至少一个传感器装置接收传感器数据。此外，内插式模块40可处理所述传感器数据并将所述数据传输至控制装置10或将所述数据作为控制信号输出至激光加工头20。换言之，内插式模块40可配置为便于控制装置10中的数据处理和/或加速激光加工头20的控制。第一接口401优选地配置为以高采样率从传感器装置接收模拟和/或数字形式的数据。55.内插式模块40还包括到控制装置10的第二接口402。内插式模块40配置为经由第二接口402与控制装置10交换数据。例如，内插式模块40可以从控制装置10接收加工参数和/或控制信号。这些加工参数和/或控制信号可以由操作员经由用户界面11输入或由控制装置10生成。此外，内插式模块40可以将优化的、调整的或校正的加工参数和/或控制信号和/或传感器数据传输到控制装置10。换句话说，内插式模块40可以配置为促进控制装置10和激光加工头20之间的通信。56.可选地，内插式模块40包括到至少一个另外的传感器装置22(见图8)的至少一个第三接口403。在图2-7中，示出了两个第三接口403。例如，距离传感器可以经由配置为bnc接口的第三接口403连接到内插式模块40。内插式模块40则配置为经由至少一个第三接口403与激光加工系统1的至少一个另外的传感器装置交换数据。例如，内插式模块40可以直接从至少一个另外的传感器装置接收数据。此外，内插式模块40可处理所述传感器数据并将所述数据传输至控制装置10或将所述数据作为控制信号输出至激光加工头20。换言之，内插式模块40可配置为便于控制装置10中的数据处理和/或加速激光加工头20的控制。第三接口403优选地配置为以高采样率从传感器装置接收模拟和/或数字形式的数据。57.传感器装置21或另外的传感器装置22可以布置在激光加工头20之上或之中或布置在工件2上。至少一个传感器装置可以包括选自由以下组成的组中的至少一个传感器：光传感器、光电传感器、温度传感器、声音传感器、振动传感器、湿度传感器、压力传感器、位置传感器、加速度传感器、辐射传感器、流量传感器、麦克风、相机、距离传感器、等离子传感器、激光功率传感器和oct传感器。传感器装置可以配置为检测加工过程和/或工件和/或激光加工头的特性。58.加工参数可以包括激光功率、从激光加工头到工件的距离、进给速率、激光加工头中的光学器件的位置、激光加工系统的激光束照射到工件上的焦点位置、激光加工系统的激光束的光束直径、加工方向和/或加工路径。59.可选地，内插式模块40包括第四接口404。内插式模块40配置为经由第四接口404与激光束产生装置30交换数据。例如，内插式模块40可以从激光束产生装置30接收关于当前激光功率的数据和/或将控制数据发送到激光束产生装置30。60.接口401至404可以组合成一个物理接口。61.内插式模块40还包括被配置为处理数据的处理单元(未示出)。例如，内插式模块40可以处理从激光加工头20和/或控制装置10和/或至少一个传感器装置和/或激光束产生装置30接收的数据，并将处理后的数据传输到这些单元中的相同或其它单元。处理单元优选地设置为实时处理和/或发送数据。在内插式模块的一个实施例中，处理单元配置为利用高性能处理器使用各种统计技术和机器学习方法、例如机器学习、聚类方法、深度神经网络和支持向量机来分析数据。处理单元优选地还配置为在各个处理步骤之间或在处理中实时地将加工参数的建议发送到控制装置10或向激光加工头提供优化的参数值、例如校正的透镜位置。此外，可以将z轴的控制值提供给控制装置10，以确保到工件的距离恒定。62.此外，内插式模块40可以包括被配置为存储接收的数据和/或处理后的数据的数据存储器(未示出)。替代地，内插式模块40可以与这样的数据存储器连接、例如经由通信接口(如下所述)连接。存储在数据存储器中的数据可以包括传感器数据和/或关于激光加工头20的状态的数据和/或由操作者和/或由控制装置10设置的加工参数。数据可以与单个激光器相加工步骤、例如穿孔或切割过程关联。63.内插式模块40还可以包括用户接口405。内插式模块40可以配置为经由用户接口405向用户输出数据和/或从用户接收数据。输出可以例如在屏幕406上进行。输入的数据可以是例如为相应的加工过程预先确定的加工参数、特别是切削参数或特定的工件和/或材料特性。64.在根据图2-7的实施例示出的内插式模块40与控制装置10和激光加工头20是分开的、特别是在空间上是分开的。换言之，内插式模块40设置在控制装置10和激光加工头20之外，并且可以经由至少一个接口连接到两者。内插式模块40可以包括形成内插式模块40的外观的壳体。到激光加工头20的至少第一接口401、到控制装置10的第二接口、以及到传感器装置的第三接口403形成在壳体上。65.内插式模块40可以形成为外部内插式模块或盒子。内插式模块40用作激光加工头20和控制装置10之间的“中介”，以便协作的方式捆绑和处理来自激光加工头20和激光束产生装置30的大量数据。66.此外，内插式模块40用于传感器数据或测量值的处理和/或存储及评估。67.图3中的激光加工系统1包括经由第五接口466连接到内插式模块40的气体供应装置60，其用于控制工艺气体供应、例如供应进入激光加工头20和/或到工件2上。在图3所示的示例中，气体供应装置60通过气体管线61连接到激光加工头20。气体供应装置60可以是或包括气阀。在一个实施例中，气体供应装置60可由内插式模块40经由第五接口466控制和/或读取和由控制装置10控制和/或读取。68.如图4所示，内插式模块40简化了激光加工系统1的初始启动或激光加工过程，并且特别允许激光加工头20的喷嘴的自动喷嘴对中。特别地，内插式模块40允许初始启动的基于传感器和/或相机的支持。69.如图5所示，内插式模块40还可实现激光加工头20和/或激光加工过程的传感器数据、加工参数和/或状态值的长期数据存储，以便启用对数据的手动评估、例如由专家进行的评估。70.如图5中进一步所示，内插式模块40可以执行预定义的测量周期以与参考测量周期进行比较，从而确定激光加工头20的状态和/或将激光加工头20与激光束产生装置30相匹配。因此，激光加工头20和/或激光束产生装置30的制造偏差可以得到补偿，并且可以支持初始启动。71.内插式模块40还允许例如通过人工智能和机器学习进行所谓的“实时数据处理”以调整加工参数、监测和控制激光加工过程、特别是监测和控制穿孔和切割过程。72.激光加工过程的控制可以包括对以下元件中的一个或多个的控制：激光加工头20的控制、特别是激光加工头20中包括的构件、例如聚焦光学器件、准直光学器件、光束整形光学器件、扫描镜等的控制，激光束产生装置30的控制、特别是激光功率、占空比、光束整形、背反射传感器等的控制，切割气体压力的控制，加工过程的轴的控制，以及从激光加工头20到工件的距离(即，喷嘴距离)的控制。73.这样，监测和控制从激光束产生装置30到激光加工头20出口的激光束的完整光路是可能的。例如，当出现错误或缺陷时，容易区分激光加工头20、激光束产生装置30以及激光束产生装置30和激光加工头20之间的光纤的缺陷。74.如图6所示，还可以监测和/或控制激光加工过程、特别是激光切割过程，自动补偿激光加工头20的光学构件的所谓“焦点偏移”。75.如图7所示，通过内插式模块40也可以通过自动穿刺或切穿检测来监测和/或控制激光加工过程。例如，检测借助于内插式模块40对传感器数据、特别是相机图像的评估来进行。借助该功能，可以优化穿刺过程。特别地，通过内插式模块，可选择正确的加工参数、例如正确的穿孔参数和/或最佳参数以更快地穿孔，并且可以防止切断。76.图8示出了根据本公开的其它实施例的激光加工系统。除了下面描述的差异，图8所示的激光加工系统对应于图2-7所示的激光加工系统。77.根据实施例，内插式模块40还包括通信接口408(参见图8)，内插式模块40可经由通信接口连接到通信网络、例如局域网或互联网。内插式模块40可以配置为经由通信网络提供接收的数据和/或处理后的数据和/或存储在数据存储器上的数据。这可以实现所谓的“远程监测”并访问激光加工头进行远程维护。通信接口可以经由通过安全连接、例如vpn隧道提供通信网络到内插式模块40的用户界面和存储在内插式模块中的数据、例如参数组、工艺特性、传感器值、激光加工或切割头的状态值的访问。经由安全的网络连接的访问允许通过访问数据以及远程控制内插式模块的功能范围来远程维护激光加工系统或加工头。78.图8所示的激光加工系统1的内插式模块40包括另一个接口408，用于与服务器50、特别是云或网络、特别是互联网或本地网络通信。经由通信接口408的通信可以是无线的或有线的。图8所示的内插式模块40可以是上面图2-7所示的内插式模块40之一，附加地还具有所述通信接口408。如上所述，数据存储器409是可选的。附加地或替代地，可以例如通过服务器50提供外部数据库501，该外部数据库通过经由通信接口408连接到内插式模块40。服务器50可以配置为本地服务器。内插式模块40的处理单元407经由通信接口408与数据库501和/或服务器50的处理单元502连接，用于与数据库501或处理单元502进行通信。这样，关于数据处理的任务和/或步骤可以由内插式模块40的处理单元407外包给处理单元502。此外，数据可以外部存储在数据库501中并且外部地存储在数据库501中的数据可以由内插式模块访问。此外，数据库501允许为多个内插式模块40存储数据。与通信接口一样，用户接口405可以配置用于无线通信。还可以将通信接口408用作用户接口405，并经由通信接口408和网络将来自pc或平板电脑的用户输入数据传输到内插式模块40。79.通过在激光加工系统中提供根据本公开的实施例的内插式模块，其中所述内插式模块与控制装置和激光加工头分开形成并且可经由相应的接口连接到这些元件和传感器装置以交换数据，可以实现以下优点：80.通过不在控制装置或系统控制(通常是cnc)内实现内插式模块的所述功能，可以防止对控制装置的过度需求。此外，内插式模块可以提供超出传统系统控制的计算和/或存储容量。内插式模块还可以提供特殊或专门的计算架构、例如ai处理器，这些架构不包括在传统的系统控制中。此外，内插式模块可以接管传感器装置和激光加工头的数据的预处理，以减少待存储的数据量。这些功能需要传统系统控制无法提供的专业知识、开发环境和计算能力。系统控制通常仅具有标准接口、特别是i/o、总线，但通常没有图像采集卡等。此外，系统控制未配置为以高数据速率与许多构件进行特别快速的通信。此外，激光加工系统的安全性得到提高，因为远程连接或远程维护的可能性对系统控制的安全性比对单独构件的安全性更有害。这导致较低的破坏风险。最后，现有的激光加工系统可以通过更换或改装内插式模块来轻松且廉价地改装现代功能，而无需更换系统控制本身。81.通过不在激光加工头内而是在单独的模块中实现内插式模块的所述功能，激光加工头保持紧凑和轻巧。此外，可以更轻松地保护激光加工头免受工艺影响、例如灰尘、飞溅、高温和高温波动、高加速度、碰撞等的影响。在维护时，只需更换激光加工头。内插式模块不需要更换。82.通过不在激光束产生装置内而是在单独的模块中实现内插式模块的所述功能，也可以确保激光束产生装置的快速和容易的可更换性。激光束产生装置的计算能力可以限于基本功能。因此，可以廉价地制造激光束产生装置。83.通过根据本发明的内插式模块，用于优化激光加工过程的功能的许多单独的单元和装置被组合并融合到一个单元中。一个单独的模块为用户提供了多种好处：一次性设置和集成到激光加工系统中，降低成本和更深入地了解激光加工过程，以及经由不同传感器和数据源的组合进行监测。









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