本发明涉及一种用于利用激光射线进行材料加工，尤其是用于激光射线焊接的机器，该机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线。为了提供一种用于激光射线焊接的机器，该机器无需对机器完整加罩就确保改进的人员安全性，提出为保护壳体配属至少一个传感器，该传感器检测特定的化学或物理特性作为测量参数，该传感器与控制装置连接，该控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线和/或禁止其被激活。此外还说明了一种用于在这种机器的运行中改进人员安全性的装置和方法。
1.一种用于利用激光射线进行材料加工的机器，所述机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，所述射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线，其特征在于，-在保护壳体(8)上布置有至少一个传感器(12、16、19、20)，所述传感器检测特定的物理特性作为测量参数，-所述传感器(12、16、19、20)与控制装置连接，所述控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线(3)和/或禁止激光射线被激活，-所述传感器(12、16、19、20)中的至少一个是电阻传感器(20)，所述电阻传感器检测由保护壳体(8)的损坏引起的电阻变化。
2.根据权利要求1所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述保护壳体(8)的射出开口(9)布置在被保护壳体(8)包围的压件(21)上，并且电阻传感器(20)布置在所述压件(21)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述电阻传感器(20)是安全回路(24)的组成部分，当保护壳体(8)的射出开口(9)置放在工件(2)上时，所述安全回路才激活辐射源。
4.根据权利要求1或2所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，在所述保护壳体(8)内部布置有至少一个另外的传感器(12、16、19)，所述至少一个另外的传感器检测空腔(11)内的特定的化学或物理特性作为测量参数。
5.根据权利要求3所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，在所述保护壳体(8)内部布置有至少一个另外的传感器(12、16、19)，所述至少一个另外的传感器检测空腔(11)内的特定的化学或物理特性作为测量参数。
6.根据权利要求1或2所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述保护壳体(8)实施为双壁式，其中，所述保护壳体(8)的彼此相间隔布置的壁围成至少一个空腔(11)，并且在所述空腔(11)内布置有至少一个另外的传感器(12、16、19)，所述至少一个另外的传感器检测空腔(11)内的特定的化学或物理特性作为测量参数。
7.根据权利要求3所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述保护壳体(8)实施为双壁式，其中，所述保护壳体(8)的彼此相间隔布置的壁围成至少一个空腔(11)，并且在所述空腔(11)内布置有至少一个另外的传感器(12、16、19)，所述至少一个另外的传感器检测空腔(11)内的特定的化学或物理特性作为测量参数。
8.根据权利要求4所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器(12)是用于电磁辐射的传感器，所述传感器检测从外部射入保护壳体(8)内部的电磁辐射(R)。
9.根据权利要求4所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器是压力传感器(16)，所述压力传感器检测保护壳体(8)内部的压力变化。
10.根据权利要求4所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器是用于检测声级的传感器，所述传感器检测保护壳体(8)内部的声级变化。
11.根据权利要求4所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器是化学传感器，所述化学传感器检测保护壳体内部的气体的化学组成的变化。
12.根据权利要求6所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器(12)是用于电磁辐射的传感器，所述传感器检测从外部射入所述空腔(11)内的电磁辐射(R)。
13.根据权利要求6所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器是压力传感器(16)，所述压力传感器检测所述空腔(11)内的压力变化。
14.根据权利要求6所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，所述传感器是化学传感器，所述化学传感器检测所述空腔(11)内的气体的化学组成的变化。
15.根据权利要求1或2所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，-所述保护壳体(8)具有入口，通过所述入口能给保护壳体(8)的内部输入气态介质(13)，-所述保护壳体(8)具有出口，通过所述出口能将气态介质(14)输出，
-在所述保护壳体上布置有至少一个流量传感器(19)，所述流量传感器用于检测被输入的和/或被输出的气态介质(13、14)的体积流量(F)变化。
16.根据权利要求3所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器，其特征在于，-所述保护壳体(8)具有入口，通过所述入口能给保护壳体(8)的内部输入气态介质(13)，-所述保护壳体(8)具有出口，通过所述出口能将气态介质(14)输出，
-在所述保护壳体上布置有至少一个流量传感器(19)，所述流量传感器用于检测被输入的和/或被输出的气态介质(13、14)的体积流量(F)变化。
17.一种包括用于激光辐射的辐射源的装置，所述装置还包括射线引导系统，所述射线引导系统将激光辐射从辐射源导向至根据权利要求1至16中任一项或多项所述的用于利用激光射线进行材料加工的机器的保护壳体内的聚焦光学系统。
18.一种用于利用激光射线对工件进行材料加工的方法，其中，将机器引导的具有射出开口的保护壳体置放在工件上，所述射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线，其特征在于，-借助至少一个布置在保护壳体上的电阻传感器来检测由保护壳体的损坏引起的电阻变化，-将电阻的检测到的实际值与用于电阻的额定值进行比较，以及
-根据额定值与实际值的比较来中断激光射线或禁止激光射线被激活。
19.根据权利要求18所述的用于利用激光射线对工件进行材料加工的方法，其特征在于，-借助至少一个另外的布置在保护壳体上的传感器来检测特定的化学和/或物理特性作为测量参数,-将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较，以及-根据额定值与实际值的比较来中断激光射线或禁止激光射线被激活。
20.根据权利要求19所述的用于利用激光射线对工件进行材料加工的方法，其特征在于，在所述保护壳体内部检测测量参数的实际值。
21.根据权利要求19所述的用于利用激光射线对工件进行材料加工的方法，其特征在于，在空腔内检测测量参数的实际值，空腔由保护壳体的彼此相间隔布置的壁围成。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的用于利用激光射线对工件进行材料加工的方法，其特征在于，所述保护壳体借助于机械人来运动。
用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器，该机器包括由机器引导的具有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工中对准至少一个工件的激光射线。此外，本发明还涉及一种用于利用这种机器以激光射线对工件进行材料加工的方法。
背景技术
[0002] 现代的大功率激光在工业制造中用于材料加工。激光射线焊接尤其变得越来越重要。激光射线焊接尤其用于焊接工件，这些工件必须以很高的焊接速度、很窄的焊接缝和很小的热变形来接合。激光射线焊接通常无需输入附加材料地实施。为了将激光辐射灵活地导向至工件，用于激光射线焊接的装置通常具有辐射源和射线引导系统。射线引导系统尤其包括灵活的光波导体（LWL），利用该光波导体将激光辐射从辐射源通过用于激光射线的射出开口导向至加工头。加工头尤其布置在工业机械人的可多轴运动的臂上。与此同时辐射源，例如固体激光器优选静止地布置。
[0003] 激光装置会产生明显的健康危害。对于激光装置的使用者，集中的电磁辐射可能引起生物学上的伤害。如果激光射线或其散射辐射出现到皮肤或角膜上，那么根据辐射的波长会导致灼烧和/或组织伤害。由于这种潜在性危害，严格的防事故规程适用于激光装置。根据这个防事故规程，激光装置被划分成不同的级别。针对被用于汽车生产中的用于激光射线焊接的机器，要求最小的潜在性危害，据此激光装置的可接近激光辐射必须是不危险的（等级1）。根据这个防事故规程，保护壳体可以理解为激光装置的被设置用于防止可接近辐射的部分，该辐射超过可接近辐射的预定极限值。
[0004] 为了在用于激光射线焊接的机器中避免健康危害，迄今为止都用大多由金属制成的保护壁为整个机器加罩。通过这种加罩，将防事故规程考虑在内。但是，为机器完整加罩妨碍了将其整合到汽车工业中的连续生产过程中。
[0005] 由DE 20 2007 012 255 U1公知有一种用于利用激光射线对工件进行材料加工的机器的完整的罩壳，其中，罩壳实施为双壁。发射器-接收器单元对罩壳的壁之间的空腔进行监控。一旦在这个空腔内出现激光辐射，那么接收元件发出请求并触发激光装置的安全回路。
[0006] DE 10 2006 053 579 A1同样公开了一种完整加罩的带有主动激光保护壁的激光材料加工机组。主动激光保护壁不仅被动地防止了激光辐射穿透，而且他们还导致在激光辐射出现到保护壁上之后马上切断激光辐射。在激光射线的方向上在主动保护壁之前布置有激光保护膜，其引起在存在激光辐射时能被探测到变化并且具有至少一个传感器，该传感器通过阈值开关与激光器连接，以便在超过阈值时利用探测信号来切断激光器。
[0007] DE 100 59 246 A1公开了一种由手引导的激光材料加工仪器，其具有带有射出开口的保护壳体，该射出开口围绕在材料加工时对准工件的激光射线。保护壳体的内部空间通过将仪器安置到要加工的工件上被不透光地封闭。在保护壳体的内部空间中的光敏传感器确保激光射线存在，只要保护壳体的内部空间通过工件被封闭。
[0008] EP 2 149 421 A1公开了一种用于在汽车工业中的连续生产程序中进行激光射线焊接的机器，其中，辐射源通过光波导体与聚焦光学系统连接，其中，光学系统布置在由机器引导的保护壳体内，该保护壳体具有用于激光射线的射出开口。在焊接时对准至少一个工件的激光射线由聚焦光学系统如此定向，即，使激光射线仅穿过裂缝状的射出开口从保护壳体中射出。为了改进人员安全性，当保护壳体的射出开口置放在工件上时，辐射源才能被激活。这个用于激光射线焊接的机器可以整合到汽车工业的传统电阻焊接线的基础设施中。
[0009] 尽管在EP 2 149 421 A1中提出了用于改进人员安全性的措施，但是针对激光装置的防事故规章所要求的等级1并不是在所有运行条件下都能达到。如果保护壳体的具有射出开口的压件受到磨损，那么它会导致激光辐射在射出开口区域内不受控制地射出。最后，保护壳体通过直接或间接的激光辐射可能如此严重地受到损坏，以致它导致激光辐射从保护壳体中不受控制地射出。这种损坏例如可能由在由机器引导的保护壳体内在光波导体与聚焦光学系统之间坏了的连接引起。此外，激光射线的不受控制的反射不仅可能从内部而且还可能从外部毁坏保护壳体。
发明内容
[0010] 从现有技术出发，本发明的任务是，提供一种本文开头提到类型的用于对工件进行材料加工的机器，尤其是用于激光射线焊接的机器，该机器无需对机器完整加罩就在保护壳体被损坏的情况下确保了改进的人员安全性。此外，还应当说明一种用于在这种机器的运行中改进人员安全性的装置和方法。
[0011] 该任务在本文开头提到类型的用于对工件进行材料加工的机器中如下这样来解决，即，为保护壳体配属至少一个传感器，该传感器检测特定的化学和/或物理特性作为测量参数，将该传感器与控制装置连接，该控制装置将测量参数的检测到的实际值与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线或禁止其被激活，并且其中至少一个传感器是电阻传感器，其检测由保护壳体（8）的损坏引起的电阻变化。
[0012] 此外，本发明还通过具有权利要求12的特征部分的用于对工件进行材料加工的方法以及具有权利要求11的特征部分的装置来解决。
[0013] 电阻传感器检测由保护壳体的损坏引起的电阻变化。保护壳体的射出开口通常布置在被保护壳体包围的、在朝向射出开口的方向上逐渐变细的压件上。保护壳体的损坏尤其出现在高负载的压件区域内，该压件在每个焊接过程中都被压向工件。电阻传感器优选布置在压件上。例如实施为装入压件的壁中的导线的电阻传感器优选以至少一圈围绕压件。如果现在特别以与射出开口10～15mm的间距布置的导线由于压件的损坏而被毁坏，那么电阻传感器的电阻发生变化。该变化可以在电阻传感器所接入的电路中得到检测。将电阻传感器与射出开口相邻布置此外还导致压件由磨损引起的损坏也被检测到。如果压件的一些部分发生由磨损导致的断裂，那么相对比较薄的导线被撕裂，由此电阻会发生变化。此外，通过沿着由压件到保护壳体的其余部分的过渡部引导导线可以检测到整个压件从保护壳体上脱落。
[0014] 在本发明的优选设计方案中，电阻传感器是本来就存在的安全回路的组成部分，当保护壳体的射出开口置放在工件上时，该安全回路才能被激活。这种保护线路在EP 2149 421 A1中被公开，其公开内容明确被引入本申请。安全回路包括例如布置在保护壳体上的开关元件，该开关元件在射出开口被置放好时接通辐射源的供能装置。当电阻传感器插入这个开关线路中时，那么在压件当前被损坏的情况下，不依赖于开关元件的开关位置地去活供能装置。
[0015] 为了将用于激光射线焊接的机器最优地整合到生产环境中，用于尤其布置在机械臂上的由机器引导的保护壳体的高程度的可运动性是必需的。将电阻传感器以及可能的其他传感器布置在由机器引导的保护壳体上能实现这种灵活性。与此同时，在运行期间连续地多轴运动的保护壳体的周围环境中布置传感器以及监控测量值都是不能实现的。
[0016] 在单壁的保护壳体中布置有另外的传感器，如果存在的话，优选布置在保护壳体内部，例如通过安设在保护壳体和/或聚焦光学系统的内面上。如果为了提高安全性保护壳体已经实施为双壁，那么另外的传感器可以布置在空腔内，该空腔由彼此相间隔布置的壁围成。如果在保护壳体上除了每个电阻传感器之外还布置有多个其他传感器，那么在双壁的保护壳体中至少一个传感器布置在空腔内而至少一个传感器布置在保护壳体中。
[0017] 传感器在保护壳体内部或在保护壳体的壁之间的空腔内部检测化学或物理测量参数的实际值，这些测量参数在用于激光射线的射出开口区域内受到侵蚀和/或保护壳体的壁受到损坏的情况下发生变化。控制装置将检测到的实际值连续地与用于测量参数的额定值进行比较并根据额定值与实际值的比较来中断激光射线和/或禁止其被激活。中断或禁止激活尤其可以借助电开关机构来实现，该电开关机构将辐射源与供电装置断开。另一可能性是激光射线自身被中断。这例如可以利用滤光元件或辐射截止装置来实现，该辐射截止装置在光路上直接被推至聚焦光学系统的后面。
[0018] 在本发明的实施例中，除了电阻传感器之外为用于材料加工的机器的保护壳体额外配属至少一个用于电磁辐射的传感器。传感器布置在保护壳体内部和/或双壁的空腔内。如果由于壁的损坏而使周围环境光线射入保护壳体内，那么传感器的电平发生变化。电平变化由控制装置来检测，该控制装置根据该电平变化来中断激光射线，或者如果这个激光射线还没有被激活则禁止其被激活。如果保护壳体的包围射出开口的压件是磨损的，那么由于压件不再与要焊接的工件齐平地置放同样会导致周围环境光线射入保护壳体内部，该周围环境光线由传感器来检测。
[0019] 用于电磁射线的传感器的敏感区域与在用于材料加工的机器的周围环境中的电磁辐射协调。用于电磁辐射的传感器优选对在激光射线的波长范围内的电磁辐射不敏感。这种不敏感性尤其可以通过过滤器来实现，该过滤器接在用于电磁辐射的传感器之前并且不让在激光射线的波长范围内的电磁辐射穿过。
[0020] 作为用于电磁辐射的传感器尤其考虑到光电阻或光电二极管。
[0021] 作为备选或补充，只要保护壳体具有入口，通过该入口能以特定的第一体积流量给保护壳体的内部空间输入气态介质；并且保护壳体具有出口，通过该出口气态介质能以特定的第二体积流量被输出，那么保护壳体的损坏就可以利用流量传感器来确定。用于激光射线焊接的机器具有通常是交叉射流（Cross-Jet）或等离子体射流（Plasma-Jet）形式的气体流，以便防止保护壳体内部的污染物和颗粒对激光射线造成不利影响。出口通常与吸走设备连接，该吸走设备将被输入的气态介质以限定的体积流量吸走。如果由于保护壳体的损坏导致泄漏，那么部分气态介质通过泄漏部泄出。由此，被输出的气体介质的体积流量变小。这个体积流量变化由布置在保护壳体内部的流量传感器来检测。流量传感器尤其布置在用于气体介质的出口区域内。但是，它也可以布置在联接到出口上的、与吸走设备连接的管内。附加地，用于气体介质的入口也可以持续地由流量传感器来探测，以便在用于中断或禁止激光射线的控制装置中考虑到被输入的气态介质可能的体积流量波动。
[0022] 为了在出口或入口处检测体积流量，流量传感器测量气态介质的流动速度，并且由被穿流过的横截面面积与在那里测到的流动速度的积确定出流量。气态介质的流动速度例如可以利用叶轮气流计来检测。此外考虑到磁感应流量传感器以及尤其是超声波流量传感器以测量流动速度。超声波流量传感器的主要优点在于，测量在很大程度上不依赖于气态介质特性。此外，超声波流量传感器没有运动的机械部件，从而维护费用很小，这尤其对于在汽车工业的自动化生产过程中的使用而言是有利的。
[0023] 在本发明的另一设计方案中，除了电阻传感器之外，在保护壳体上还布置有至少一个压力传感器，该压力传感器检测保护壳体内部和/或空腔内的压力变化。
[0024] 在由机器引导的保护壳体的特定运行状况（例如当这个保护壳体与射出开口齐平地置放在要焊接的工件上时）中，在保护壳体内部存在限定的压力。如果该压力由于在保护壳体的壁中受到损坏或保护壳体的具有射出开口的压件受到磨损而发生变化，那么控制装置识别出这个压力变化并中断激光射线。
[0025] 如果探测到双壁的保护壳体的空腔内的压力变化，那么就能可靠地确定保护壳体的壁的损坏。与此同时，通过对空腔的压力探测并不能确定保护壳体在射出开口区域内，尤其在具有射出开口的压件上的磨损。由于这个原因建议了，保护壳体内部的压力和可能存在的双壁的空腔内的压力都要检测。
[0026] 例如考虑到压电式压力传感器以及尤其是压阻式压力传感器以检测压力。压阻式压力传感器具有针对应用情况所要求的高敏感性，并且此外还能成本低廉地来提供。可以通过差异形成（differenz-bildend）电路使压阻式压力传感器的温度依赖性不起作用。
[0027] 在本发明的另一设计方案中，除了电阻传感器之外，在保护壳体上还布置有至少一个用于检测声级的传感器，该传感器检测保护壳体内部的声级变化。使用声级传感器提供了如下额外的优点，即，可以提前识别出伴随可运动的部件，例如聚焦光学系统的故障的附带噪音。
[0028] 尤其考虑到麦克风以检测声级。麦克风将保护壳体内部的声级转换为相应的模拟电压。该电压在控制装置中被评估并中断激光射线或禁止其被激活。
[0029] 在本发明的另一设计方案中，除了电阻传感器之外，在保护壳体上还布置有至少一个化学传感器，其检测保护壳体内部和/或空腔内的气体的化学组成的变化。如果保护壳体的壁被损坏，那么在运行期间外来空气进入保护壳体内部和/或空腔内。由此，被传感器检测到的气体的化学组成发生变化。控制装置根据气体的化学组成的变化来禁止激光射线或禁止其被激活。
[0030] 化学传感器是将关于围绕它的气体的信息转换为可用的电信号的气体传感器，该电信号可以由控制装置来处理。作为气体传感器考虑到按化学抗性原理工作的传感器。周围环境气体直接影响对气体敏感的传感层的传导能力。电阻变化充当测量参数。作为对气体敏感的层例如考虑到无机的金属氧化物半导体（Mox）或有传导能力的聚合物。作为备选，气体传感器可以按电容原理工作。在此，对气体敏感的电介质使电容器的电容发生变化。电容变化于是充当测量参数。
[0031] 根据本发明的措施的结果是，保护壳体可以固定在机械人的机械臂上并且以与传统电阻焊钳的焊接头相同的方式向工件运动，而不会由用于激光焊接的机器导致对在该机器的周围环境中的人的健康危害。
[0032] 尤其是在激光射线焊接中用于提高人员安全性的有利的装置包括用于激光射线的辐射源以及射线引导系统，该射线引导系统将激光射线从辐射源导向至在根据权利要求1至10中任一项或多项所述的用于材料加工的机器的保护壳体内的聚焦光学系统。
[0033] 辐射源优选是纤维激光器。纤维激光器提供很高的电光效率、卓越的射线品质、很高的使用寿命以及紧凑的、无需维护的且不脆弱的结构，因此他们特别适用于所设定的应用情况。
[0034] 玻璃纤维的至少一个掺杂芯构成了活性介质。纤维激光通常以光学方式被泵激出，其中辐射自身平行于纤维芯地被耦合到其护套中或这些纤维激光中。泵激辐射优选来自包括多个单模纤维激光器的泵激装置。作为用于每个激光活性的纤维芯的掺杂元素考虑到用于所要求的大功率应用的镱（Ytterbium）和钕（Neodym）。
[0035] 激光射线在从掺杂芯射出之后到达射线引导系统，尤其是包含玻璃纤维的光波导体中，该光波导体将辐射导向至材料加工机器的聚焦光学系统。
附图说明
[0036] 下面借助附图对本发明进行详细阐释。在附图中：
[0037] 图1示出根据现有技术在保护罩体中的用于激光焊接的机器；
[0038] 图2a示出在正常运行中的根据本发明用于激光焊接的机器的第一实施例，该机器带有用于电磁辐射的传感器；
[0039] 图2b示出在故障运行中的根据图2的机器；
[0040] 图3a示出在正常运行中的根据本发明用于激光焊接的机器的第二实施例，该机器带有流量传感器；
[0041] 图3b示出在故障运行中的根据图3a带有流量传感器的机器；
[0042] 图4a示出在正常运行中的根据本发明用于激光焊接的机器的第三实施例，该机器带有压力传感器；
[0043] 图4b示出在故障运行中的根据图4a带有压力传感器的机器；
[0044] 图5示出根据本发明用于激光焊接的带有双壁的保护壳体的机器的保护壳体的图示；
[0045] 图6示出根据本发明用于激光焊接的带有电阻传感器的机器的保护壳体；
具体实施方式
[0046] 图1示出用于利用大功率激光器的激光射线（3）对工件（2）进行材料加工的机器（1）的原理性结构。具有机械臂（7）的机械人（4）允许使用者将激光辐射灵活地导向至工件（2）。利用未示出的光波导体将激光能量导向至加工头，激光射线（3）从该加工头射出。为了提供所需的激光安全性，这个激光加工机器布置在保护罩体（6）内，该保护罩体防止激光辐射从该保护罩体射出。
[0047] 在图2至图4中示出的根据本发明用于激光焊接的机器包括具有机械臂7的机械人（4），在该机械臂的端部上布置有由机械人（4）引导的保护壳体（8）。保护壳体在与机械臂（7）的抵靠点对置的端侧上具有射出开口（9），该射出开口围绕在材料加工时对准工件（2）的激光射线（3）。如果用于激光焊接的机器（1）被用于汽车工业中，那么保护壳体（8）的射出开口（9）布置在由保护壳体（8）包围的、在朝向射出开口（9）的方向上延伸的压件（21）上（参见图6）。相对于其余的保护壳体（8），压件（21）逐渐变细，该压件在焊接时与射出开口（9）齐平地置放在工件上。
[0048] 射出开口尤其具有裂缝形状。当射出开口（9）置放在工件上时，激光才能被激活。为此，在保护壳体（8）上可以布置有开关元件，在将射出裂缝置放在其中一个工件上时，该开关元件接通辐射源的供能装置。就此方面参考EP2149421A1，其公开内容明确被引入本申请。图2a、3a和4a分别示出带有置放在工件（2）上的完好的保护壳体（8）的根据本发明的机器（1）。图2b、3b和4b示出带有示意性示出的在保护壳体8的侧壁区域内的损坏部（10）的保护壳体（8）。
[0049] 图6仅示出用于激光焊接的机器（1）的保护壳体（8），该保护壳体带有布置在其上的电阻传感器（20），该电阻传感器检测由保护壳体的损坏引起的电阻变化。在根据图2至图4的实施例中为了清楚起见没有示出电阻传感器（20）。
[0050] 实施为装入压件（21）的壁中的导线的电阻传感器（20）优选以至少一圈围绕压件（20）。为此，导线可以贴在壳体壁中的环绕的槽中。线圈与射出开口（9）的间距为大约10～15mm。导线也可以附着在压件内部在其壁上。电阻传感器（20）的导线由所述圈沿着压件（21）的过渡部22引导至到保护壳体（8）的其余部分。
[0051] 电阻传感器（20）是本来就存在的保险线路（24）的组成部分，当保护壳体的射出开口（9）置放在工件（2）上时，该安全回路才能激活辐射源。安全回路（24）包括两个布置在保护壳体（8）上的开关元件（23），例如按压开关，它们在射出开口（9）被置放好时接通辐射源的供能装置。电阻传感器（20）插入按压开关的开关电路中，从而在压件（21）当前被损坏以及随之而来电阻传感器（20）的导线被损坏的情况下，不依赖于开关元件（23）的开关位置地不激活供能装置。
[0052] 根据本发明的机器（1）根据图2至图4的实施方式之间的区别在于配属于保护壳体（8）的传感器，这些传感器检测特定的化学和/或物理特性作为测量参数。将测量参数的由传感器检测到的实际值在图中未示出的控制装置中与用于测量参数的相应的额定值进行比较。根据额定值与实际值的比较，控制装置利用调整环节中断激光射线或禁止其被激活。
[0053] 在根据图2至图4所示的实施例中，保护壳体（8）由单壁构成。但是为了提高安全性，保护壳体（8）也可以如在图5中所示那样实施为双壁。保护壳体（8）的彼此相间隔布置的壁围成空腔（11）。
[0054] 以下根据图2至图4所描述的全部实施例既可以实施为单壁的保护壳体（8）也可以实施为双壁的保护壳体（8）。除了电阻传感器（20）之外，每个机器（1）仅可以具有在相应的图中所示的传感器或在图2至图4中所示的或者说前面所描述的传感器的组合。这些传感器既可以布置在保护壳体（8）的内部也可以（如果存在的话）布置在保护壳体（8）的空腔（11）内。
[0055] 在根据图2的实施例中，在保护壳体（8）的内部布置有用于电磁辐射的传感器（12）。在传感器（12）之前可以布置过滤器，其对于激光辐射（3）而言是不能穿透的。这导致用于电磁辐射的传感器（12）仅对其余的到达保护壳体（8）内的辐射做出反应。这可以是保护壳体周边环境中的电磁辐射，其在将保护壳体从工件（2）提起时通过射出开口（9）到达保护壳体（8）的内部，或者可以是如下电磁辐射，其在激光保护壳体置放在工件（2）上的情况下穿过可能的损坏部（10）侵入保护壳体（8）内。为了在保护壳体之外的工作区内域确保限定的电磁辐射，在由机器引导的保护壳体（8）的工作区域内可以布置一个或多个辐射源（18）。辐射源（18）的电磁辐射的波长优选与用于电磁辐射的传感器（12）协调。
[0056] 用于电磁辐射的传感器（12）检测从外部射入保护壳体18内部的电磁辐射。如果控制装置识别出检测到的用于电磁辐射的额定值与实际值的、由保护壳体的壁中的损坏部（10）引起在公差范围之外的偏差，那么就中断激光射线（3）。
[0057] 一旦在正常运行中将保护壳体（8）从工件（3）上提起，那么电磁辐射同样通过射入开口（9）射入壳体内，并且在那里由传感器（12）来检测。只要激光射线的射出开口还没有置放在工件（2）上，射入的辐射就禁止激光射线被激活。
[0058] 在根据图3的保护壳体（8）上布置有流量传感器（19）。流量传感器（19）检测被输入的气态介质（13）与被强制性输出的气态介质（14）之间的体积流量变化。气态介质（13、14）通过未示出的入口被输入到保护壳体（8）内并通过未示出的出口从保护壳体（8）被输出。如果体积流量例如由于保护壳体（8）的壁中的损坏部（10）而发生变化，那么流量传感器（19）检测气态介质的体积流量的变化。由于损坏部（10），气态介质的泄漏部位体积流量（15）从保护壳体（8）流出，从而流量传感器（19）在出口处检测到被输出的气态介质（14）的较小的体积流量。这个与流量传感器（19）所测到的实际值的偏差在控制装置中被评估，并且根据额定值与实际值的比较来中断激光射线。
[0059] 图4示出用于激光焊接的机器（1）的实施例，在该实施例中，在保护壳体（8）上布置有压力传感器，该压力传感器检测保护壳体（8）内部的压力变化。如果在保护壳体（8）的壁中出现损坏部（10），那么压力发生变化并且控制装置中断激光射线（3）。
[0060] 所描述的测量装置和测量方法的主要优点是，相对于在图1中所示的全罩体（6），成本明显更小。此外，用于材料加工，尤其是用于激光焊接的机器（1）可以更好地接入连续的生产过程中。
[0061] 附图标记列表
[0062] 编号 名称
[0063] 1 机器
[0064] 2 工件
[0065] 3 激光射线
[0066] 4 机械人
[0067] 5 加工头
[0068] 6 保护罩体
[0069] 7 机械臂
[0070] 8 保护壳体
[0071] 9 射出开口
[0072] 10 损坏部
[0073] 11 空腔
[0074] 12 用于电磁辐射的传感器
[0075] 13 被输入的气态介质
[0076] 14 被输出的气态介质
[0077] 15 泄露体积流量
[0078] 16 压力传感器
[0079] 17 用于检测声级的传感器
[0080] 18 辐射源
[0081] 19 流量传感器
[0082] 20 电阻传感器
[0083] 21 压件
[0084] 22 过渡部
[0085] 23 开关元件
[0086] 24 安全回路
