用于确定焦点位置的方法和用于确定激光束相对于孔的位置的方法以及激光加工喷嘴

摘要

本发明涉及用于确定聚焦的、穿过激光加工喷嘴(8)的喷嘴体(7)中的孔(6)射出的激光束(1)相对于板类物体(9)、优选金属薄板的基准焦点位置(FL)的方法，包括步骤：a)借助激光束(1)在同时地、优选阶梯式地改变激光束(1)焦点(F)与板类物体(9)之间在激光束轴线(Z)方向上的间距的情况下切去该物体(9)的一块(11)，以及b)侧向探测在该物体(9)上通过切去该块(11)形成的棱边(12)，以获知该棱边(12)的坐标，和c)借助所获知的坐标确定该棱边(12)的突出最远的区段(12a)并且将所对应的、焦点(F)与板类物体(9)之间间距的设定确定为激光束(1)的基准焦点位置(FL)。本发明还涉及用于确定穿过激光加工喷嘴(8)的喷嘴体(7)的孔(6)射出的激光束(1)在至少一个优选垂直于激光束轴线(Z)的第一空间方向(X)上相对于该孔(6)的位置的方法。本发明还涉及用在上述方法中的激光加工喷嘴(8)，

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定穿过激光加工喷嘴的喷嘴体中的孔射出的聚焦的激光束相对于板类物体、优选金属薄板的基准焦点位置的方法，以及一种用于确定穿过激光加工喷嘴的喷嘴体中的孔射出的激光束相对于该孔在优选垂直于激光束轴线的至少一个第一空间方向上的位置的方法。本发明还涉及一种用在这样的方法中的激光加工喷嘴，该激光加工喷嘴具有喷嘴体和在喷嘴体中形成的孔。

背景技术

对于工件的激光加工必要的是，非常精确地获知激光束相对于工件表面的焦点位置。因此通常在校准步骤中寻找激光束焦点位于工件表面上的焦点设定，这相当于基准焦点位置。在加工中根据要实施的任务(例如产生起始孔，切割，标记，……)相对于该基准焦点位置调整焦点位置偏置。

在激光加工机中，特别是在高激光功率下，例如由于聚焦光具脏污，因光束导向装置中的光学部件变热而发生加工光具与光束焦点之间的间距变化。由此改变工件上的焦点位置和激光加工机的精度。因此在运行中总是需要检查焦点位置，以便能够及早确定和校正与最佳焦点位置的偏差。

从文献DE 102 55 628A1，JP 02160191，JP 10258382，JP 10314966和JP 10076384已知用于确定激光束的基准焦点位置的方法，在这些方法中在焦点位置变化情况下通过激光束在工件表面上产生多个切割线。接着获取各个切割线的宽度并且确定具有最小宽度的切割缝隙。与最小切割宽度对应的焦点位置被看作为激光加工机的焦点设定。在上面所引用文献的前四个中描述的方法中，借助优选定位在激光加工头上的摄像机获取切割线宽度，在第五个文献中电容式确定线宽度，其方式是，激光加工头横向于切割线移动并且此时通过位于激光加工头的激光加工喷嘴上电容传感器测量电容变化。

在激光加工中，除了精确设定焦点位置外，还要根据应用情况精确到几个0.01毫米地调节聚焦的激光束在穿过激光加工喷嘴的喷嘴体的孔时的位置，因为这是获得与方向无关的加工结果的前提。激光束穿过的喷嘴体孔通常是圆形的，但也可以是任意的其他它形状，例如长孔。

在使用新的激光加工头时或者在更换或清洁其部件后进行聚焦激光束与激光加工喷嘴中心或者与激光束从激光加工喷嘴射出时的预定射出位置的相互对应的基本设定。可以在激光加工机运行中借助周期性测量或者在加工结果变坏时对这种对应实施检查。此外在焦点设定变化时这样的检查是有意义的。

在现有技术中通常手动进行激光束在激光加工喷嘴的孔中的定向。为此在喷嘴孔上粘贴一胶粘带并且以小的激光功率在胶粘带上烧出一小洞。用裸眼和放大镜确定激光束的光束位置与喷嘴中心的偏差。相应的具有校正螺钉的定位单元用于校正光束位置，借助校正螺钉可以在喷嘴体中的孔的与喷嘴轴线成直角延伸的X-Y-平面中在X和Y方向上改变激光束的位置。该过程是不准确的、费时间的，并且由于必要的人工干预而不适合于自动化工艺过程。

从JP06328281已知，为了激光束在激光加工喷嘴中的对中首先用激光束在工件中切出一圆形洞，该洞的中心点相应于激光束的中心点。激光加工喷嘴中的圆形孔的中心通过用喷嘴体探测该洞的相对置的棱边来确定，其中，通过在喷嘴体与工件之间施加的电压的短路检测喷嘴体与棱边的接触。如果激光束的中心点与喷嘴孔的中心点不一致，那么使光束对准激光加工喷嘴中的孔的中心点。但如果开始时激光束非常偏离中心该方法可能导致不准确的结果，因为该这种情况下该圆形切口具有非常斜的棱边并且在以激光加工喷嘴探测时产生不准确的结果。

此外从申请人的WO 2006/027085A1中已知，相对于过程气体射流的射流轴线确定激光束轴线的位置，其方式是，该过程气体射流探测轴线位置识别元件上的棱边，其中，通过轴线位置识别元件的偏转检测到棱边的接触。随后通过过程光线测量来检测激光束在轴线位置识别元件棱边上的接触并且通过比较各个获得的接触点获知相对于过程气流射流轴线位置的激光束轴线位置。

发明内容

本发明的任务是，提供一些方法，通过这些方法能够简单地并且优选自动地使得激光束相对于物体的焦点位置或者说激光束相对于孔的位置能够被可靠地、可重复地并且尽可能准确地确定，并且在这些方法中能够在必要时校正激光束相对于孔的焦点位置或者说位置。此外本发明的任务是提供一种激光加工喷嘴，该激光加工喷嘴特别适合用于探测棱边。

根据本发明，通过开始所述类型的用于确定激光束的基准焦点位置的方法解决该任务，该方法包括下面的步骤：a)借助激光束在同时地、优选阶梯式地改变激光束焦点与板类物体之间在激光束轴线方向上的间距的情况下将该物体切下一块；b)从侧面探测在物体上由于切下该块而形成的棱边，以便获知棱边的坐标；以及c)根据获知的坐标确定突出最远的棱边区段，并且，确定所对应的、焦点与板类物体之间间距的设定作为激光束的基准焦点位置。

根据本发明在用作测试工件的板类物体中产生唯一的连贯的切割线，该切割线与激光切割期间的焦点位置相关地具有可变的宽度。在切下所述块后在剩余工件上形成的可自由触及的切割棱边的轮廓相应地变化，使得从它们的坐标能够反推出焦点位置。在此，该切割线的最窄区段的或者说在棱边上突出最远的区段的焦点设定给出焦点位置的这种设定：在该设定情况下激光束的焦点位于工件表面上的基准焦点位置处。

本发明方法能够例如使用在更换激光加工头后或者在更换或清洁聚焦光具后用于激光加工头的基本设定。此外本发明方法能够在焦点位置过程监视范围内使用。在此，焦点位置检查或者以确定的时间间隔周期性进行，以便补偿逐渐的焦点位置变化，或者在出现加工问题时(例如切割结果的质量变差)有针对性地进行。

优选在高激光功率下切下所述块，但也可以在低于通常为工件加工所使用的额定功率的激光功率下切下，如果确定，该测试工件即使在小激光功率下也能够被完全切透。这里优选在供应氮气切割气体的情况下产生板状测试工件中的切割缝隙。

在一优选方案中所述探测借助机械探测工具进行，优选借助激光加工喷嘴的喷嘴体或者借助安装在激光加工头上的测量探测器。激光加工喷嘴的合适地构造的喷嘴体能够用作探测工具。但为了提高探测的精度也可以使用测量探测器，该测量探测器替换激光加工喷嘴或者除激光加工喷嘴之外附加地安装在激光加工头上。该测量探测器能够例如圆柱形地构造并且因此相对于常规的激光加工喷嘴具有形状公差较小的优点。该测量探测器为了测量能够例如通过自动喷嘴更换装置旋拧在激光加工头上的激光加工喷嘴的位置上或者定位在激光加工喷嘴旁边并与激光加工头固定连接。

在一优选扩展构造中，通过板类物体与机械式探测工具之间出现的短路来检测棱边的接触。在此在探测工具与板类物体之间施加电压。如果喷嘴体作为探测工具，那么能够例如通过激光加工头的距离传感器检测短路，该距离传感器与激光加工喷嘴电连接。当然，在该方案中不仅板类物体而且探测工具都由导电的材料制成。

在另一优选扩展构造中，通过棱边与机械式探测工具之间的间距的电容式测量来检测棱边的接触。在这样的情况下可通过对电容测量式距离传感器的间距信号的持续求值获得棱边与探测工具之间的间距。如果该间距信号低于事先确定的值，则将此识别为接触。在此距离传感器测量导电的探测工具与导电的物体之间的电容。该电容与间距相关并且随着探测工具与物体之间的间距增大而减小。可以借助振荡电路进行电容测量，该振荡电路的频率与电容相关地失调。通过特性曲线建立确定间距与频率之间的关联。

在一优选方案中，借助激光束进行棱边的探测。在此，当激光束碰到棱边时，检测从激光束与物体之间的相互作用区的区域中发射的射线(例如等离子发光或过程光线)的强度。替换地，也可以测量激光束的透射功率或者反射功率，当激光束碰到切割棱边时，该功率减小或者提高。

在确定基准焦点位置后可以在激光束轴线的方向上移动激光束焦点，使得焦点位于板类物体的表面上。该设定在对焦点位置编程时被定义为“0毫米设定”。焦点位置编程的该校正过程是接着能够与加工方式相关地计算和调节最佳焦点位置的前提。

通过特别是循环地检查焦点位置能够自动补偿最大为规定极限值的焦点位置变化。当焦点位置变化太大时，自动补偿不再有意义，此时可以通过报警来中断进一步的工件加工，以便防止产生废品或者由于逐渐产生的脏污以及伴随的激光束吸收增加而破坏聚焦透镜。

在另一有利方案中，为了改变焦点与板类物体之间的间距，使设置在激光束的光路中的聚焦光具在激光束轴线的方向上移动和/或改变至少一个设置在激光束的光路中的适配偏转镜的曲率半径。该聚焦光具和该适配偏转镜可以都位于激光加工头中，激光加工喷嘴也安装在该激光加工头上。但该适配偏转镜也可以在激光机的光束通路中位于激光加工头前面。为了改变焦点位置，不仅可以移动聚焦透镜，而且也可以调节安置在聚焦透镜前面的适配偏转镜的曲率，该偏转镜在其背面被水冲淋，使得变化的水压引起曲率半径的变化并由此引起焦点位置的变化。在这两种情况下激光加工头与加工平面之间的间距可以保持恒定。

在另一有利方案中选择板类物体具有1.5毫米到2毫米之间的厚度。如果板类物体具有在上述范围中的足够厚度，则按照本发明测量切割棱边与通过切割缝隙的视觉评估来得知焦点位置相比具有该优点：在物体下棱边上出现的毛刺不影响在物体的上棱边上的测量。

在另一特别有利的方案中，选择呈带的形式的板类物体。在板类物体足够大的情况下，在物体最终必须被操作人员更换之前可以在该物体上实施多个焦点位置确定。当该物体构造为连续的无端部带时可以实现更多数量的测量，该无端部带在每次测量后例如通过卷绕系统移走。

本发明还通过一种开始所述类型的用于确定激光束相对于喷嘴体中的孔的位置的方法来实现，该方法包括这些步骤：a)探测优选板类物体(特别是金属薄板)的两个在第一空间方向上相对置的棱边，通过喷嘴体和该物体至少在第一空间方向上的彼此相对运动，以便获取第一接触点，b)通过该物体和激光束至少在第一空间方向上的彼此相对运动探测物体的这两个或者另外两个在第一空间方向上相对置的棱边，以便获取第二接触点，以及c)通过比较第一和第二接触点确定激光束在第一空间方向上相对于喷嘴体孔的位置。

在根据本发明的方法中可以首先确定在第一空间方向上(下面简称：X方向)借助喷嘴体探测的两个第一接触点的平均值并且与通过借助激光束探测获取的第二接触点的平均值比较。借助喷嘴体的探测的平均值与借助激光束的探测的平均值的差描述了聚焦的激光束在X方向的偏心。

相互对置的棱边例如可以在物体中的冲裁的或者切割的洞中形成或者在物体的相对置的侧边缘上形成并且优选直线地、相互平行地延伸，以便允许确定地探测。在此喷嘴体和激光束可以分别探测同一洞的相对置的棱边，或者可以使用两个分开的洞，其中，第一洞的棱边借助喷嘴体探测并且第二洞的棱边借助激光束探测。在这种情况下必须精确地知道两个洞的几何对应并且在计算激光束相对于孔的位置时相应地考虑该几何对应。

当然，也可以在物体中设置多个分开的洞用于借助激光束探测，因为与借助喷嘴体探测相反，在借助激光束探测时小的材料去除是不可避免的。因此优选从一次测量到另一次测量或者在几次测量之后当在棱边上探测时规定激光束侧向错开，由此始终存在“无伤的”测量棱边。但该做法受到可供使用的棱边长度的限制。当一个洞因为在它上面不再存在所定义的测量棱边而不能再用于通过激光束探测时，可以换到另一洞，使得能够避免频繁更换物体。

在一特别有利的扩展构造中，为了在第二空间方向(下面简称：Y方向)上确定激光束相对于孔的位置，对于第二空间方向类似地进行步骤a)到c)。在Y方向上借助喷嘴体的探测的平均值与借助激光束的探测的平均值的差描述了聚焦的激光束在Y方向上的偏心。通过确定激光束在两个优选垂直的空间方向X，Y上的偏心知道了校正量，激光束和喷嘴体必须在X和Y方向上以该校正量彼此相对运动，以便相互同心。

在一优选方案中，在步骤c)中确定在各自空间方向上的第一和第二接触点的算术平均值的差。如上面所指出的，比较平均值是一种特别简单的用于确定激光束的偏心的可能性。当然，为了根据接触点确定激光束相对于喷嘴体中的孔的位置，其它做法也是可能的，例如其方式是，首先计算分别在相同的或者相应的棱边上获取的第一与第二接触点之间的差，随后才确定这些差的平均值。

如果知道了用于X方向和Y方向的校正量，则将激光束在孔中定位在应有位置上，其方式是使激光束和喷嘴体彼此相对运动。如果激光束在孔中偏心地设置，则可以根据调节机构不同而使聚焦激光束的位置或者使喷嘴体的位置以计算出的差移动，以使激光束在孔中对中。

在另一有利方案中，在喷嘴体探测时通过物体与喷嘴体之间的短路来检测棱边的接触。在此在喷嘴体与物体之间施加电压并且在接触时例如通过激光加工头的距离传感器检测短路，该距离传感器与激光加工喷嘴电连接。当然，在该方案中不仅物体而且喷嘴体都由导电材料制成。

在另一有利方案中，在喷嘴体探测时通过棱边与喷嘴体之间的间距的电容测量来检测棱边的接触。距离传感器测量导电的喷嘴体与导电的物体之间的电容。在此该电容与间距相关并且随着到棱边的间距的增大而减小，由此在低于所确定的阈值时识别为喷嘴体在棱边上接触。在此电容测量可以借助振荡电路进行。

在一特别优选的方案中，在板类物体中设置具有用于通过喷嘴体探测的棱边的销子，其中借助喷嘴体的孔的内侧面进行探测。在此该该销子必须如此构造：使得该销子能够“伸入”喷嘴出口中。该销子必须还具有已知的与洞的几何对应，该几何对应借助激光束测量。在此销子的探测可以在X方向和Y方向上分开进行或者例如通过三个错开120度的探测运动实施。对于用于借助激光束探测的洞的形状具有多种可能性：例如可以在销子旁边或者围绕销子周围产生一方形切口，或者该物体可以构造为具有例如设置在中心的销子的回转件。

在另一有利方案中，在激光束探测时在步骤b)中检测在激光束被该板类物体接触时发出的射线。在此检测从激光束和物体之间的相互作用区的区域中发出的射线(例如等离子光或过程光线)的强度，该射线在激光束碰到棱边时出现。替换地，也可以测量激光束的透射功率或者反射功率。

在另一有利方案中，在一在先的步骤中，借助激光束优选从规定的中心点出发切去板类物体的一块，同时优选阶梯式地改变激光束焦点与该物体之间在激光束轴线方向上的间距，以便在物体中形成具有至少两个在第一空间方向上相对置的棱边的洞。物体中的该洞优选是具有多个平行的、相对置的棱边的多角形(例如等边六角形)。在切割各个棱边时改变该焦点的Z向调准，但应当以相同的焦点调准切出至少两个相对置的棱边，以便能够以高精度利用这些相对置的棱边来确定激光束在喷嘴体孔中的位置。在检查激光束在X-Y-方向的位置并且必要时校正后，可以在洞的棱边上附加获取基准焦点位置。

在一有利扩展构造中，为了确定聚焦激光束相对于板类物体的基准焦点位置，优选从规定的中心点出发实施上面描述的用于确定聚焦的激光束的基准焦点位置的方法的步骤b)和c)。可以从洞的中心点出发借助喷嘴体或者借助激光束来探测该洞的每个棱边，以便获知突出最远的棱边并且由此获知基准焦点位置。

此外本发明在开始所述的类状激光加工喷嘴中实现，在该激光加工喷嘴中，在喷嘴体的外侧面上形成圆柱形的、以恒定间距平行于喷嘴轴线延伸的、用于探测棱边的测量面。

在一优选实施方式中，测量面构造成喷嘴体中的缩回部。该缩回部可通过车削部形成，该车削部在用喷嘴出口夹紧的情况下制成，使得以特别简单的方式实现所需的与喷嘴出口或喷嘴轴线的同心。该缩回部可以这样设置在喷嘴体上：使得它被喷嘴体的在径向上更突出的区域保护防散射并且防止加工时向上排出的材料的影响或者防止通常在运行中出现的碰撞，由此使测量面既不被污染也不被损坏。

本发明也在用于实施上面描述的方法的激光加工机中实现。在这里使用NC(数控)程序用于实施测量运动或探测运动、用于激活测量、用于存储测量值和用于计算，该程序例如能够在激光加工机的控制单元或者分析单元中运行。

从说明书和附图中得出本发明的其它优点。前面所述的以及还进一步提出的特征也可以单个地或者成多个任意组合地使用。所示出的和描述的实施方式不应被理解为穷举，而是对于描述本发明具有示例性特性。

附图说明

附图示出：

图1a，b在侧视图(图1a)中和俯视图(图1b)中示出从板状物体切下一块的示意图，同时阶梯式地改变激光束焦点与该物体之间的距离；

图2探测通过切下该块在板类物体上形成的棱边以确定激光束的基准焦点位置的示意图；

图3借助激光加工喷嘴的喷嘴体探测板类物体中的洞的各两个相互对置的棱边的示意图；

图4借助激光束探测图3中的板类物体中的洞的各两个相互对置的棱边的示意图，和

图5具有按照现有技术的喷嘴体的激光加工喷嘴(图5a)和具有在喷嘴体外侧面上形成的圆柱形测量面的激光加工喷嘴(图5b)。

具体实施方式

图1a示出激光束1，该激光束在(未示出的)激光加工机的激光加工头2中被第一和第二偏转镜3，4偏转并且借助聚焦透镜5聚焦到焦点F上。自适应地构造的第二偏转镜4可以附加地用于聚焦激光束1，这就是说，在第二偏转镜的背面加载以水，使得水压的变化改变第二偏转镜的曲率半径并且由此改变焦点F沿着激光束轴线(Z方向)的位置。

聚焦的激光束1穿过安置在激光加工头2上的激光加工喷嘴8的喷嘴体7的孔6并且落到放置在喷嘴体7下面的、呈金属薄板形的板类物体9上。激光加工头2连续地在X方向(即横向于激光束轴线Z)运动，由此在物体9中形成在X方向延伸的切割线10，该切割线在图1b示出。当激光加工头2或者说激光束1在X方向运动时，焦点F的位置在激光束方向Z上阶梯式地改变，如虚线所示。为此，使聚焦透镜5在Z方向上移动和/或使自适应偏转镜4适当地变形。通过改变焦点F与板类物体9表面之间的距离，照射到板类物体9上的激光束1的直径也阶梯式地变化，使得切割线10具有多个分别有恒定切割宽度的区段。

激光束1在额定激光功率下运行，即在例如5千瓦的功率下运行，在该功率下典型地实施激光切割过程，使得具有约1.5至2毫米厚度的板类物体9沿着切割线10被完全切透。该板类物体9在一侧被支承，即在激光束切割时从物体9上切下的块11不被支承，使得该块向下掉落并且在图2中示出的、通过激光切割在物体9中形成的棱边12可被自由触及。该棱边12根据切割线10的区段的宽度而在垂直于激光加工头2运动方向X的方向Y上突出得不一样远。该棱边在区段12a中突出得最远，在该区段上切割线10具有最小宽度，即，在区段12a中所选择的焦点设定中激光束1的焦点F直接位于物体9的上侧面上，使得在该设定中达到激光加工机的激光束1的基准焦点位置FL。在确定基准焦点位置FL后，可以在Z轴方向上移动焦点F，使得编程中的“焦点位置0毫米”的焦点位于物体9的上侧面上。然后可以根据应有情况编程焦点位置偏置。以此方式能够通过特别是周期性地检查焦点位置来自动补偿焦点位置变化，最大为所确定的极限值。当焦点位置变化太大时，自动补偿不再有意义，此时可通过报警来中断继续加工，以防止生产废品工件或破坏聚焦透镜5。

为了鉴别切割线10的具有最小宽度的区段12a并由此鉴别基准焦点位置FL，借助喷嘴体7的外侧面在切割线10宽度恒定的各个区段中探测物体9的棱边12，如在图2中所示。为此激光加工头2分别在Y方向上移动这样远：直到喷嘴体7的外侧面接触到物体9的棱边12。对于每次接触，存储激光加工机的机器轴设定并且在NC控制单元中存储棱边12上的每个接触点的坐标，该坐标由激光加工头2的控制单元提供使用，其中，将每个接触点分别与从属的、编程的、在激光切割时激光束1焦点F的位置相对应。在此，在图2示出的实施例中Y坐标最小的那个接触点相当于基准焦点位置FL，在该基准焦点位置，激光束1聚焦在物体2的上侧面。

也可以与图2中所示不同借助测量头作为探测工具来实施探测，该测量头可以例如借助喷嘴更换器(没有示出)置换激光加工头2上的激光加工喷嘴8或者与该激光加工头固定连接。当在导电的探测工具与导电的物体9之间施加电压时，在两种情况下都可以通过板类物体9与机械探测工具之间出现的短路检测到对应的探测工具在棱边12上的接触。替换地或者附加地，也可以通过棱边与探测工具之间的电容式间距测量来检测棱边9上的接触，为此通常使用振荡电路。

除了以机械方式确定棱边9的坐标外也能够以光学方式进行，其方式例如是，使用激光束1来探测棱边12。在这种情况下，检测从激光束与物体9之间相互作用区的区域中发出的射线(例如等离子光或过程光线)的强度，该射线在激光束1照射在棱边12上时出现。替换地，也可以测量激光束1的透射功率或者反射功率，当该激光束1照射在物体9的棱边12上时该透射功率或者反射功率减小或增大。

当然，为了实施上面描述的方法不必一定设置直线切割线，而是切割线的区段也可以分别相互围成一个角度。此外也可以不是如图2所示从边缘区域切下一块，而是从物体的9内部区域切下，使得在物体9内形成洞。这尤其在此时是有利的：如果切下的块足够小以致能够被在激光加工机中设置的用于移走工件块的卸料装置收纳，使得该块能够以简单的方式从物体9移走并且该物体9的切割棱边可被自由触及到。

此外，以焦点与物体之间恒定间距实施激光束切割的区段的数量可视所希望的测量结果精度而定选择得比图2所示更小或更大。为了实施尽可能大数量的测量，有利的是，物体9在激光束1的运动方向(X方向)上具有尽可能大的延伸。

物体9可以特别是带状地并且几乎无端部地构造，并且借助合适的输送装置在彼此相继的焦点位置确定之间在激光束的运动方向上移动。当然，替换地，激光加工头2也可以在Y方向上移动如此远：使得激光束1可在图2所示的、在切下块11之后留下的剩余物体9上产生新的切割线。

除了确定基准焦点位置FL外对用于获得与方向无关的加工结果的激光加工重要的是，激光束1同心地定位在激光加工喷嘴8的圆形孔6中。为此必须获知激光束1在孔6中的位置并且在与中心位置有偏差时必要时校正。也可以借助板类物体9来确定激光束1在孔6中的位置，在图3和4中示出该物体的部分区域，在该部分区域中设置了正方形的洞，该洞例如通过激光束切割或通过冲裁在物体9上形成。

在第一步骤中确定正方形洞13在X方向上的中心，其方式是，在关断激光束后借助激光加工喷嘴8的喷嘴体7的外侧面探测两个在X方向上相对置的棱边14a，14b，其方式是适当地移动激光加工头2，如箭头所示。喷嘴体7在棱边14a，14b上的接触例如可通过在喷嘴体7与棱边14a，14b之间的电短路或者通过电容测量来检测，如上面详细解释的那样。

在此，每次在接触后立即停止探测运动并且将喷嘴体7的中心的当时位置以X方向上的第一接触点X1，X2的形式存储，该中心通过在图1a中示出的喷嘴轴线15定义。随后相应地对于洞13的在Y方向上相对置的两个棱边16a，16b重复该探测，其中，确定和存储Y方向上的第一接触点Y1，Y2。通过形成X方向的和Y方向的第一接触点的平均值，可以确定在借助喷嘴体7探测时物体9中的洞13的中心的坐标，有MXD＝(X1+X2)/2或MYD＝(Y1+Y2)/2。

在随后的步骤中通过用聚焦激光束1探测来测量洞13在X方向和Y方向上的中心，该激光束在图4中用喷嘴体7的孔6中的一个点表示。为此喷嘴体7的下棱边必须在Z方向上在板类物体9上方具有确定的间距，该间距典型地为约1毫米左右。在此，图1a的激光束1的焦点F优选被设定到物体1表面上方几毫米的位置，其中，原则上其它焦点位置设定(在物体的表面上或者在该表面下方)也是可行的。在此可以如上面所述例如通过在达到棱边14a，14b，16a，16b时产生的过程光线或等离子光来检测激光束1在洞13的相应棱边14a，14b，16a，16b上的接触。两种效果可以通过不同的传感器来检测。一旦检测到光线，就关断激光束1，停止轴运动，使得仅最少的材料被从当时探测的棱边14a，14b，16a，16b去除。

通过探测在X方向上相对置的棱边14a，14b来确定X方向上的第二接触点X3，X4。类似地确定Y方向上的第二点接触点Y3，Y4，其方式是，探测在Y方向上相对置的两个棱边16a，16b。如上面所述通过对X方向及Y方向上的第二接触点形成平均值来确定在用激光束1探测时产生的洞13中心坐标，即MXL＝(X3+X4)/2或MYL＝(Y3+Y4)/2。

在借助喷嘴体7探测时求得的洞中心X坐标MXD与借助激光束1探测时求得的X坐标MXL的差描述了聚焦的激光束1在喷嘴体1的孔6中在X方向上的偏心。类似地，Y方向上的坐标MYD和MYL之间的相应差描述了聚焦的激光束1在Y方向上的偏心。由此知道校正量，激光束1或激光加工喷嘴8必须以该校正量在X方向上和Y方向上运动，以便实现相互同心。随后可以将激光束1在孔6的中心定位在(没有示出的)应有位置上，其方式是，借助具有校正螺钉的定位装置或者通过合适的电机在X方向或Y方向上改变激光加工喷嘴8相对于激光束1的位置。替换地或者附加地，也可以利用激光加工头2中的聚焦光具，以便实现激光束1相对于喷嘴体7的移动。替换地或者附加地，也可以为此利用位于聚焦光具前面的自适应偏转镜的翻转，以便实现激光束相对于喷嘴体7的移动。

当然，并非必须实施在两个相互垂直的空间方向(X及Y)上的探测以确定激光束1相对于孔6的位置，而是为此也可以使用相互以其它角度设置的棱边，例如相互围成120度的角。

替换在图3中示出的借助喷嘴体7的外侧面探测棱边14a，14b，16a，16b，也可以使用喷嘴体7的孔6的内侧面17来探测。为此在物体9中设置圆柱形的销子18，其中，也可以是其它的例如针状的或者圆锥状的形状。销子18在圆柱形构造的情况下必须具有很小的、十分之几毫米的直径，以便能够被喷嘴体7中的典型地具有约0.8-3毫米直径的孔6的侧面17探测。销子18还必须具有与借助激光束1测量的洞13的已知的几何对应配置。在此，对销子18的探测可以在X方向和Y方向上分开进行，或者例如通过相互错开120度的三个探测运动实施。喷嘴体7中的孔6的侧面17在销子18的棱边上的接触可以如上所述例如通过电短路来检测。用于借助激光束1探测的洞相对于销子18的成型有多种可能性：例如可以如图4中所示在销子18旁边产生一正方形的洞13，但该洞也可以围绕销子周围产生，或者该物体可以构造为具有例如设置在中心的销子的回转件。

当然，洞13并非必须构成物体9中的通穿的开口。该洞13仅须足够深，以便能够通过喷嘴体7探测。与销子18类似，用于通过激光束1探测的棱边也可以形成物体9的一个突出的部分区域的外棱边。

用于确定焦点位置的该方法也可以有利地与用于确定激光束1相对于喷嘴体7的孔6的位置的方法相结合。为此可以制造物体9中的洞13，在该洞上实施用于确定激光束1相对于孔6的位置的探测，其方式是，借助激光束1在同时地阶梯式地改变激光束1焦点F与板类物体9之间间距的情况下切去该板类物体9的(没有示出的)一块，使得通过探测洞的棱边14a，14b，16a，16b也能够附加地确定激光束1相对于物体9的基准焦点位置FL。除了在图4中示出的具有正方形基本形状的洞13外，也可以在物体9上构成具有其它基体形状的洞，例如具有优选相同棱长的多角形。

对于物体9的棱边12或者14a，14b，16a，16b上的探测，如在图5a中以俯视图和侧视图示出的常规激光加工喷嘴8′不很适合，因为该激光加工喷嘴在其最大径向尺寸区域中具有铣出的或者设置有滚花的、用于夹紧该基本呈圆锥形的喷嘴体7的外侧面19，这使得对棱边的确定探测变得困难。因此在上述方法中为了探测使用特殊成型的激光加工喷嘴8，如图5b中所示。与图5a中示出的常规激光加工喷嘴8′不同，激光加工喷嘴8在喷嘴体7的外侧面19上具有圆柱形的、以恒定间距平行于喷嘴轴线15延伸的测量面20，该测量面相对于具有最大径向尺寸的外侧面19形成一个缩回部。设置在圆锥形喷嘴体7的背离工件的一侧的测量面20在激光加工时被喷嘴体7的处于径向更外部的部分保护，使得该测量面既不会被散射光束也不会被在加工中排出的材料污染或者损坏。

在此，具有测量面20的缩回部可以作为在用喷嘴体7的孔6夹紧的情况下制成的车削部，由此实现所需的与孔6或者说喷嘴轴线15的同心。通过测量面20到喷嘴轴线15的恒定间距确保，激光加工喷嘴8能够始终确定地移动到棱边上。

以上面所述方式能够自动化地获知激光加工机的相对于工件的焦点位置以及自动化地获知穿过激光加工喷嘴的喷嘴体中的孔的激光束相对于该孔的位置，在两种情况下在出现偏差时都能够在必要时进行校正。在此可以使用数控程序分别用于实施探测运动、用于启动测量、用于存储测量值和用于计算，该程序在激光加工机的合适的控制装置或分析装置中运行。