CN116113515A - 用于激光工具的测量仪器、激光工具和工件加工设备以及用于测量距离的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于激光工具(2)的测量仪器(1、20)，其用于测量所述测量仪器(1、20)和物体(7)之间的距离(30)，所述测量仪器具有激光三角测量传感器(21、22)，通过该激光三角测量传感器能够将测量激光束(23)辐射到物体(7、25)上，该测量激光束在撞击到物体(7、25)上的情况下能够通过物体(7、25)被反射为反射测量激光束(28)并且能够由激光三角测量传感器(21、22)接收，并且所述测量仪器具有壳体(17)，所述激光三角测量传感器(21、22)布置在该壳体中。根据本发明，壳体(17)具有外部形状(18)，该外部形状与激光工具(2)的加工激光光学系统(4)的光学保护元件(5、16)的外部形状(19)相对应，由此，壳体(17)和因此测量仪器(1、20)能够插入激光工具(2)中。本发明还涉及一种具有这种测量仪器(1、20)的激光工具(2)、一种工件加工设备(3)、尤其是工件加工机器人以及一种用于测量距离(24)的方法。

Description

用于激光工具的测量仪器、激光工具和工件加工设备以及用于测量距离的方法

本发明根据权利要求1涉及一种用于激光工具的测量仪器。此外，本发明根据权利要求6涉及一种激光工具，该激光工具能配备有这种测量仪器。本发明根据权利要求7涉及一种工件加工设备，其具有激光工具。此外，本发明根据权利要求8涉及一种用于测量激光工具和工件之间的距离的方法。

基于激光束的制造方法或通过激光加工系统对工件进行加工的方法需要对加工激光束或加工激光束团的在加工点、也叫工具中心点(英文：Tool Center Point，缩写：TCP)上撞击到工件上的光束轮廓的确切且准确的了解。加工激光束的该光束轮廓由光束参数决定，如聚焦直径、光束腰位置、激光束功率、光束参数积(光束质量)和波长。易变的且强烈影响过程的参量是光束腰相对于工件或加工点的位置。当前，为了测量光束轮廓使用测量设备或原理，通过这些测量设备或原理在激光加工系统投入使用时虽然可以高精度地测量光束轮廓，但它们严重干扰工艺流程，因为这些传统的测量设备或原理特别耗费。因为例如用于在激光加工系统上/中使用这样的测量设备的调试时间不希望地较长。因此，激光加工系统需要特别长的停机时间，这导致了激光加工系统的不经济的运行。

因此，在批量生产运行期间、例如在车身批量制造中对光束参数的短期检查就这点而言特别耗费，因为激光加工系统必须为此而停止很长时间。因此，只通过特别高的耗费才能在生产过程中对过程干扰和负面的外部影响(例如加工激光光学系统上/中的、例如保护玻璃的污染，执行机构、例如机器人、激光加工系统的失调等)适宜且快速地做出反映。在某些情况下由此产生的、例如由于激光加工系统的元件与其它物体的(即使只是轻微的)碰撞和/或由于执行机构不再完全按规定起作用产生的加工点的不希望的位移可能导致光束腰的希望的位置不再精确地对准工件，这导致在一个批次内通过激光加工系统加工或制造的工件的接合连接或接合部位的尺寸稳定性和质量受损。因此需要能够对这些过程干扰特别迅速地做出反应，以便特别有利地产生过程可靠性和工件的尺寸稳定性。

专利文献US 2019/015931 A1公开了一种用于测量激光加工头和工件之间的距离的设备和方法，其中，测量光束被耦合到加工光束的加工光路径中并且通过加工光路径的聚焦透镜聚焦到工件的表面上，其中，将反射的测量光束和参考测量光束叠加并且提供给分析单元，所述分析单元基于干涉测量法检测激光加工头和工件之间的距离。

然而，这种传统设备或传统方法一方面特别耗费，因为测量光束必须多次偏转以便将测量光束耦合到加工光路径中，因此这种设备的构造特别复杂。此外，干涉测量法的特别复杂的测量原理导致通过这种传统设备测量激光加工头和工件之间的距离需要特别高的耗费。

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量仪器，通过该测量仪器可以特别有效率地测量工件和测量仪器之间的距离。

该技术问题通过具有在权利要求1中给出的特征的测量仪器解决。此外，该技术问题通过具有在权利要求6中给出的特征的激光工具以及通过具有在权利要求7中给出的特征的工件加工设备解决。此外，该技术问题通过具有在权利要求8中给出的特征的方法解决。

根据本发明的测量仪器的特征、优点和有利设计应当视为根据本发明的激光工具的特征、优点和有利设计并且反之亦然。根据本发明的激光工具的特征、优点和有利设计应当视为根据本发明的工件加工设备的特征、优点和有利设计并且反之亦然。根据本发明的设备的特征、优点和有利设计应当视为根据本发明的方法的特征、优点和有利设计，其中，设备的器件可用于或被用于实施方法的步骤。关于根据本发明的方法描述的特征、优点和有利设计同样应当视为根据本发明的设备的特征、优点和有利设计。

根据本发明的测量仪器设置用于激光工具，其中，激光工具尤其设计用于将加工激光束投射到工件处、工件上和/或工件中，以便通过加工激光束加工所述工件。这种激光加工例如包括去除或分离材料、连接、例如焊接材料、改善工件的表面等。对于激光加工而言特别重要的是，工件相对于激光工具特别精确地定向，或者激光工具相对于工件特别精确地定向，以便确保激光加工和因此工件的特别高的质量。因为在激光工具的运行中通过激光工具的加工激光光学系统形成具有光束腰的加工激光束，光束腰的位置表征激光工具的加工点(TCP：工具中心点)。因此，如果激光工具和工件之间的实际距离和目标距离以不希望的方式彼此不同，则光束腰和因此加工点相对于工件会以不希望的方式错置。因此，在工件的激光加工中，激光加工的质量和/或被加工的工件的质量受此损害。

为了测量所述测量仪器和物体、尤其工件之间的距离(即实际距离)，测量仪器具有激光三角测量传感器，通过该激光三角测量传感器可以将测量激光束从测量仪器辐射到物体上(或者说向物体辐射)。在撞击到物体或工件的情况下，测量激光束可以通过物体、尤其通过物体的外表面被反射为反射测量激光束，从而反射测量激光束被投向激光三角测量传感器的方向，其中，反射测量激光束随即可以被激光三角测量传感器接收。在此，测量激光束(至少部分地)作为反射测量激光束在形成测量激光束和反射测量激光束之间的反射角的情况下朝激光三角测量传感器的方向被投回到物体或工件的表面处/表面上，其中，该反射角与物体或工件的在测量仪器与工件之间的距离相对应。这意味着，反射测量激光束以与反射角相关的入射角到达激光三角测量传感器上/中，其中，借助于合适的分析单元通过处理入射角的量值可以检测或确定测量仪器和物体之间的距离。

所述测量仪器还具有壳体，激光三角测量传感器布置在该壳体中。在此，壳体至少部分是透光的，从而能够实现，可由激光三角测量传感器发射的测量激光束可以按规定地从壳体出来并且反射测量激光束可以按规定地进入壳体中。换而言之，就反射测量激光束和测量激光束的使用的波长而言，壳体具有透射性。

现在为了如此改进测量仪器，使得能够特别有效率地测量工件和测量仪器之间的距离，根据本发明规定，壳体具有外部形状，该外部形状与激光工具的加工激光光学系统的光学保护元件的外部形状相对应。由此，壳体和因此激光三角测量传感器(即测量仪器整体)能插入激光工具中，例如能插入激光工具的壳体中、尤其能插入加工激光光学系统中。加工激光光学系统尤其具有多个光学元件，例如透镜、镜子(或者说镜面)、棱镜等和/或它们的组合。为了保护这些折射光线的光学元件不受外部污染(例如防止被加工激光束熔融、汽化、撕裂或扬起的工件材料)，加工激光光学系统尤其具有例如设计为保护玻璃板的光学保护元件。这样的光学保护元件、即例如保护玻璃板尤其设计用于让光线尽可能不受干扰地通过，尤其不折射或者只特别轻微地折射光线。尤其是激光工具的壳体、例如加工激光光学系统的壳体至少部分由光学保护元件或者由保护玻璃板形成，从而确保从光学元件中出来的加工激光束在激光工具的运行中在照射透过光学元件的情况下从壳体中并且朝工件的方向射出。

因此，测量仪器的壳体和光学保护元件如此相互对应，使得测量仪器的壳体可以代替光学保护元件插入激光工具的加工激光光学系统中并且相反地，光学保护元件也可以代替测量仪器的壳体插入激光工具的加工激光光学系统中。

测量仪器设计为相对于激光工具尤其可移动的，即相对于激光工具单独地构造。例如，测量仪器、尤其它的壳体设计为与激光工具的容纳元件相对应的插入元件，其中，激光工具的容纳元件既与测量仪器的壳体相对应，又与光学保护元件相对应，因此测量仪器或光学保护元件可以分别作为相应的插入元件插入激光工具的容纳元件中。有利的是，用于光学保护元件(“保护玻璃抽拉件”)的容纳元件是标准化的，因此，光学保护元件相对于激光工具的加工点的位置是已知的。由此，在测量仪器被插入激光工具中的情况下，该测量仪器相对于激光工具的加工点的位置是已知的。因此能够实现，通过测量仪器基于加工点和光学保护元件之间的距离来确定激光工具和工件之间的距离。

总体上，对于测量仪器可以考虑的是，使用与激光三角测量传感器不同地设计的距离传感器、例如超声波传感器等作为距离传感器(作为对激光三角测量传感器的备选或补充)。

在测量仪器的另外的设计方案中，该测量仪器在其壳体中具有镜子元件，通过该镜子元件能够将测量激光束朝物体或工件的方向偏转并且能够将反射测量激光束朝激光三角测量传感器的方向偏转。尤其地，测量激光束和反射测量激光束均通过镜子元件偏转大约90度。由此确保测量仪器的特别紧凑的形状，因为例如可以实现卧式的构造，其中，测量激光束离开激光三角测量传感器的辐射方向横向于激光工具的加工激光光学系统的光学中间轴线延伸，其中，横向于光学中间轴线延伸的测量激光束通过镜子元件被偏转，从而最终测量激光束指向物体或工件的方向。因此，通过镜子元件、例如偏转镜，测量激光束的光路或光束路径可以改道到加工激光光学系统的光路或光束路径中，由此还有利地实现，激光工具或测量仪器与物体或工件之间的距离能够直接在激光工具的加工点上被检测，这尤其对不平坦的工件特别重要。换而言之，在测量仪器的运行中测量直接在加工激光光学系统和物体之间形成的距离。因为通过镜子元件，可由测量激光束发射的测量激光束能够相对于加工激光束的光束路径或光路同轴地并且尤其至少部分地通过加工激光光学系统投射到加工点上。

根据测量仪器的另外的有利的设计方案，该测量仪器具有输出单元，通过该输出单元能够提供表征测量仪器和物体之间的距离的距离值。例如，输出单元具有显示器，通过该显示器能够提供所述距离值，该距离值可以例如以文本的形式、尤其数字的形式显示。如此例如使得测量仪器和/或激光工具的操作者(人)能够从输出单元、尤其从显示器读取距离值，以便此后基于该距离值调整或重新调整激光工具来确保激光加工和因此工件的特别高的质量。

与之相关地已进一步证明有利的是，输出单元具有数据通信元件(作为对显示器的备选或补充)，通过该数据通信元件能够将距离值以数据形式提供给工件加工设备。换而言之规定，在测量仪器的运行中，尤其是在尤其作为工件加工设备的一部分的激光工具的运行中，通过工件加工设备的输出单元、尤其工件加工设备的控制单元提供距离值，其中，工件加工设备的控制单元例如设计用于，基于所提供的距离值调整或重新调整工件加工设备的执行机构、例如机器人臂。因为例如激光工具可以设计为机器人的远端的端部部件，其中，该机器人形成工件加工设备。但一样好地可以考虑，激光工具布置在机器人或工件加工设备的远端的端部部件上。特别有利的是，通过工件加工设备的控制单元既可以控制工件加工设备的执行机构又可以控制激光工具和尤其测量仪器，为此，例如测量仪器与控制单元耦连或者能够耦连。根据该设计方案可以至少针对调整或重新调整省去操作人员，因为通过以描述的方式与工件加工设备配合作用的测量仪器能够实现自动的调整或重新调整过程。操作人员(例如为了触发该调整或重新调整)有利地只需要将测量仪器取代光学保护元件地插入激光工具的加工激光光学系统中。由此消除来自调整或重新调整的过程的人为错误源，方式为通过数据通信元件将距离值直接提供给工件加工设备。

在另外的(第二)方面，本发明涉及一种用于对物体、尤其工件进行激光加工的激光工具，该激光工具具有根据上文所述地设计的测量仪器。基于设计用于测量所述测量仪器和工件之间的距离的测量仪器，激光工具设置用于确定物体或工件和激光工具之间的距离，方式为通过测量仪器测量所述测量仪器与物体或工件之间的距离并且从中确定、例如计算物体/工件与激光工具之间的距离。在此，激光工具具有激光光源和加工激光光学系统，其中，加工激光光学系统包括容纳元件，通过该容纳元件能够将加工激光光学系统的光学保护元件可逆地无损地可拆卸地从加工激光光学系统取出和/或能够插入加工激光光学系统中。

现在为了能够通过激光工具特别有效率地测量工件和激光工具之间的距离，根据本发明在本发明的这方面规定，测量仪器的壳体具有外部形状，该外部形状与光学保护元件的外部形状相对应，由此，壳体和因此测量仪器能够可逆地无损地可拆卸地插入加工激光光学系统中和/或能够从加工激光光学系统取出。这意味着，当光学保护元件按规定地从加工激光光学系统取出时，测量仪器能够按规定地插入加工激光光学系统中。再换而言之，光学保护元件和测量仪器均分别与加工激光光学系统相对应地设计，因此，对该加工激光光学系统而言，光学保护元件和测量仪器可以互换。

本发明还包括根据本发明的激光工具的具有关于根据本发明的测量仪器的扩展设计已经描述的特征的扩展设计。因此，此处不再次描述根据本发明的激光工具的相应的扩展设计。

根据本发明的另外的(第三)方面，工件加工设备、尤其工件加工机器人具有根据上文所述地设计的激光工具。这意味着，该工件加工设备设计用于，通过尤其包括测量仪器的激光工具特别有效率地测量工件和激光工具或测量仪器之间的距离，以便确保激光加工和因此(加工的)工件的特别高的质量。

本发明还包括根据本发明的工件加工设备的具有关于根据本发明的测量仪器的扩展设计和/或关于根据本发明的激光工具的扩展设计已经描述的特征的扩展设计。因此，此处不再次描述根据本发明的工件加工设备的相应的这些扩展设计。

在另外的(第四)方面中，本发明还涉及一种用于确定激光工具和例如设计为工件的物体之间的距离的方法，其中，将激光工具的光学保护元件可逆地无损地从激光工具的加工激光光学系统取出，并且将测量仪器代替光学保护元件地插入加工激光光学系统中。这意味着，激光工具和测量仪器根据上文所述来设计。

本发明还包括根据本发明的方法的具有关于根据本发明的激光工具的根据本发明的测量仪器和/或根据本发明的工件加工设备已经描述的特征的扩展设计。因此，此处不再次描述根据本发明的方法的相应的这些扩展设计。

本发明也包括所描述的实施方式的特征的组合。

以下描述本发明的实施例。为此，附图示出具有加工激光光学系统的激光工具的示意图，测量仪器或光学保护元件能插入该加工激光光学系统中。

以下阐述的实施例是本发明的优选实施方式。在该实施例中，实施方式的所描述的部件分别是本发明的各个单独的、能彼此独立地看待的特征，这些特征也分别彼此独立地形成本发明的扩展设计并且因此也能够单独或者以与所示组合不同的组合被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也可以通过本发明的已描述的其它特征补充。

在附图中，功能相同的元件分别配设有相同的附图标记。

以下共同描述测量仪器1、激光工具2、工件加工设备3和测量方法。

附图示出具有加工激光光学系统4的激光工具2的示意图，测量仪器1或光学保护元件5能插入该加工激光光学系统中。首先描述激光工具2，其中，光学保护元件5被插入加工激光光学系统4中。激光工具2设计用于，将加工激光束6投射到工件7上，其中，加工激光束6的光束腰8表征激光工具2的加工点9。例如，光束腰8与加工点9重合。光束腰8的位置和因此加工点9的位置决定性地由整体用附图标记4表示的加工激光光学系统决定。为此，加工激光光学系统4具有至少两个光学元件10，例如透镜、镜子等。通过这些光学元件10，在激光工具2的运行中将耦合到加工激光光学系统4中的激光利用光学物理规律改造成加工激光束6，即例如将激光聚焦、折射、偏转、反射等，从而最终产生光束腰8的位置并且因此产生激光工具2的加工点9。在此，加工激光光学系统4具有光学中间轴线11，该光学中间轴线例如形成加工激光光学系统4的纵向中心轴线。加工激光光学系统4的光学中间轴线11或纵向中心轴线例如表征加工激光束6的光束路径或光路。

通过加工激光光学系统4改造成加工激光束6的激光在加工激光光学系统4的输入侧12上通过加工激光光源13耦合到加工激光光学系统4的光学元件10中，从而所述激光作为加工激光束6在加工激光光学系统4的输出侧14上射出。加工激光光源13可以是例如激光二极管和/或其它激光光源，其中，尤其应当理解的是，加工激光光源13可以远离加工激光光学系统4布置，从而加工激光可以例如通过光传导元件、例如光传导缆线在输入侧12上耦合到加工激光光学系统4中。

加工激光光学系统4和因此激光工具2还具有光学保护元件5，当工件7的在其激光加工期间熔融的材料被喷出或扬起时，光学元件10被所述光学保护元件保护以防被污染或损坏。为此，例如设计为保护玻璃板的光学保护元件5插入加工激光光学系统4中，尤其是相对于光学中间轴线11同轴地插入。为此，激光工具2、尤其加工激光光学系统4具有与光学保护元件5相对应的容纳元件15，其中，光学保护元件5形成(第一)插入元件16，因此激光工具2或加工激光光学系统4的光学保护元件5或第一插入元件16和容纳元件15设计用于形成固持装置。在此，该固持装置具有容纳元件15和插入该容纳元件中的第一插入元件16、即光学保护元件5。例如规定，在插入元件16和容纳元件15之间并且因此在光学保护元件5和容纳元件之间形成摩擦配合和/或形状配合，由此，作为第一插入元件16的光学保护元件5摩擦配合和/或形状配合地固持或者能够固持在加工激光光学系统4的容纳元件15中。此外与之相关地规定，在插入元件16和容纳元件15之间起作用或可达成的摩擦和/或形状配合能够无损地可逆地解除，因此，作为第一插入元件16的光学保护元件5可以无损地可逆地从容纳元件15并且因此从加工激光光学系统4取出来。

如同下文还将详细解释的那样，测量仪器1具有壳体17，该壳体的外部形状18设计为，使得测量仪器1和光学保护元件5具有相同的外部形状18、19。换而言之，测量仪器1的壳体17如此设计，使得测量仪器1的外部形状18和光学保护元件5的外部形状19至少在测量仪器1可以取代光学保护元件5插入加工激光光学系统4的程度上相对应。这例如意味着，测量仪器1的壳体17具有用于达成测量仪器1和加工激光光学系统4的容纳元件15之间的摩擦和/或形状配合的器件。换而言之，由测量仪器1形成用于容纳元件15的另外的(例如第二)插入元件20。因此，测量仪器1或第二插入元件20和激光工具2或加工激光光学系统4的容纳元件15设计用于形成固持装置。在此，该固持装置具有容纳元件15和(作为对光学保护元件5的替代的)插入该容纳元件中的第二插入元件20、即测量仪器1。

测量仪器1具有距离传感器21、尤其激光三角测量传感器22，通过该距离传感器可以发射或辐射出测量激光束23，该测量激光束可以对准工件7、尤其对准工件7的表面25，以便测量距离24。为此，激光三角测量传感器22或距离传感器21在本例中具有测量激光光源26，该测量激光光源尤其与加工激光光源13不同地设计。此外，测量仪器1具有镜子元件27，在测量仪器1的运行中，通过该镜子元件将测量激光束23对准工件7或工件7的表面25。在测量激光束23撞击到工件7的表面25上的情况下，该测量激光束被工件7的表面25反射为反射测量激光束28，其中，在测量激光束23和反射测量激光束28之间形成反射角，通过该反射角可以表征距离24。在本例中还规定，通过镜子元件27将测量激光束23和反射测量激光束28分别偏转大约90度，从而能够实现测量仪器1的特别紧凑的构造，例如在激光三角测量传感器22的结构特别高时，将其卧式地安装。

为了能够在批量生产过程中特别快速且有效率地确定激光工具2、尤其激光工具2的输出侧14与工件7、尤其工件的表面25彼此间隔的距离24，根据用于测量距离24的方法可以将光学保护元件5或第一插入元件16从激光工具2、尤其从加工激光光学系统4取出。此后可以将测量仪器1或(第二)插入元件20插入激光工具2、尤其加工激光光学系统4中，方式为将测量仪器1插入激光工具2或加工激光光学系统4的容纳元件15中。换而言之，为了测量距离24将光学保护元件5替换为测量仪器1。在此之前，加工激光束6必须被停用，例如方式为关闭加工激光光源13。

因此，在下文中描述激光工具2，其中，测量仪器1被插入加工激光光学系统4中。可以看到，通过激光三角测量传感器22并且通过镜子元件27将测量激光束23辐射到工件7的表面25上，使得测量激光束23通过表面25作为反射测量激光束28被反射至激光三角测量传感器22。在此，反射测量激光束28在本例中通过镜子元件27被偏转。由于容纳元件15相对于激光工具2的朝向工件7的端部29的几何布置是已知的，因此插入容纳元件15中的测量仪器1相对于激光工具2的端部29的几何布置也是已知的。在该方法中例如规定，通过测量仪器1检测或测量所述测量仪器1和工件7的表面25彼此间隔的距离30。由于这时测量仪器1相对于激光工具2的端部29的几何布置是已知的，可以通过简单的数学运算(这些数学运算尤其可以由测量仪器1的(未示出的)控制单元或计算单元实施)确定激光工具2和工件7彼此间隔的距离24。如此可以在特别短的测量时间内、例如在几秒内精确地确定距离24，从而以此方式可以特别简单地确定光束腰8或加工点9是否以希望的方式相对于工件7布置，以便确保激光加工和因此通过激光加工所加工的工件7的特别高的或有利的质量。

备选地或附加地可以规定，在激光工具2或工件加工设备3投入使用时，对激光工具2或具有激光工具2的工件加工设备3连同测量仪器1进行校准，其中，例如手动调节形成激光工具2的端部29与工件7的表面25之间的希望的或理想的距离。在这种情况下例如可以如此调节测量仪器1，使得通过测量仪器1检测激光工具2和/或工件7与该理想距离的偏差，方式为通过测量仪器1测量或检测到比理想距离更大或更小的距离。

在本例中，测量仪器1还具有输出单元31，通过该输出单元可以提供表征距离24和/或距离30的距离值。例如规定，输出单元31具有显示器32，从而可以将该距离值例如以文本、尤其数字的形式提供给激光工具2或测量仪器1的操作人员。在测量仪器1的另外的有利的设计方案中，输出单元31具有数据通信元件33作为对显示器32的备选或补充，通过该数据通信元件可以将距离值以数据形式提供给工件加工设备3、尤其工件加工设备的控制装置。这例如意味着，在测量或检测距离24时，由测量仪器1通过数据通信元件33将表征距离24的距离值提供给工件加工设备3的控制装置。在此尤其规定，工件加工设备3的控制装置设计用于接收作为输入控制信号的距离值，这意味着，可以由控制装置基于距离值控制工件加工设备3的执行机构34。换而言之，在工件加工设备3中能够实现，一旦测量仪器1按规定地插入加工激光光学系统4或激光工具2的容纳元件15中，就自动或自主地调节距离24。

工件加工设备3具有激光工具2并且因此(如果测量仪器1被插入激光工具2中)具有测量仪器1。在此，工件加工设备3设计为工件加工机器人或者至少具有工件加工机器人。这意味着，工件加工设备3的执行机构34例如可以设计为机器人执行机构，其中，激光工具2例如形成工件加工机器人的远端的端部部件或者布置在这个远端的端部部件上。相应地，工件加工设备3的控制装置设计为机器人控制装置，尤其通过输出单元31的数据通信元件33将距离值以数据形式提供给该机器人控制装置，从而(在距离24已通过测量仪器1被检测到之后)机器人控制装置相应地控制工件加工机器人、即执行机构34，以便进行调整或重新调整。因此，如果存在距离24的失调，使得形成工件加工设备3的加工点的激光工具2的加工点9相对于工件7以不希望的方式错置，则可以例如通过机器人控制装置对机器人编程施加影响，根据该机器人编程能够控制或控制执行机构34或机器人执行机构，以便(重新)如此调节距离24，使得激光工具2或工件加工设备3的加工点9按照希望地相对于工件7布置或被布置。

本发明在总体上指明如何通过测量仪器1、通过激光工具2、通过工件加工设备3和/或通过用于测量距离24的方法特别有效率地测量该距离，而尤其不必以不利的方式特别久地中断批量生产过程或批量加工过程。由于测量仪器1可以按规定地插入加工激光光学系统4的容纳元件15中，因此省去了激光工具2的用于对它进行改装以便测量距离24的特别长且不利的装调时间。取而代之地，以简单的方式将光学保护元件5或保护玻璃板特别有效率地从容纳元件15、即从加工激光光学系统4取出，之后，测量仪器1可以同样有效率或简单地插入容纳元件15中，即插入加工激光光学系统4中。由此实现极短的测量时间以及特别快的投入使用，并且实施这种测量不需要人员具有超出操作激光工具2和更换或者替代光学保护元件5的专门知识。

此外，测量仪器1具有特别低的成本，因为它与传统的(可能花费数万欧元的)测量系统相比特别便宜，尤其花费不到一千欧元。由此实现经济上特别有利的测量方法，这有助于实现工件7的特别高且尤其是稳定的质量。

此外，通过将测量激光束23沿加工激光束6的光束路径、例如沿光学中间轴线11投射到工件7的表面25上，可以特别精确地检测激光工具2和工件7的表面25之间的距离24。由于在此直接在加工点9处测量或检测距离24，这比在加工点9的远处检测距离24要好。

附图标记列表

1测量仪器

2激光工具

3工件加工设备

4加工激光光学系统

5光学保护元件

6加工激光束

7工件

8光束腰

9加工点

10光学元件

11光学中间轴线

12输入侧

13加工激光光源

14输出侧

15容纳元件

16插入元件

17壳体

18外部形状

19外部形状

20插入元件

21距离传感器

22激光三角测量传感器

23测量激光束

24距离

25表面

26测量激光光源

27镜子元件

28反射测量激光束

29端部

30距离

31输出单元

32显示器

33数据通信元件

34执行机构

Claims (8)

1.一种用于激光工具(2)的测量仪器(1、20)，用于测量所述测量仪器(1、20)和物体(7)之间的距离(30)，所述测量仪器具有激光三角测量传感器(21、22)，通过该激光三角测量传感器能够将测量激光束(23)辐射到物体(7、25)上，该测量激光束在撞击到物体(7、25)上的情况下能够通过物体(7、25)被反射为反射测量激光束(28)并且能够由激光三角测量传感器(21、22)接收，并且所述测量仪器具有壳体(17)，所述激光三角测量传感器(21、22)布置在该壳体中，

其特征在于，

壳体(17)具有外部形状(18)，该外部形状与激光工具(2)的加工激光光学系统(4)的光学保护元件(5、16)的外部形状(19)相对应，由此，壳体(17)和因此测量仪器(1、20)能够插入激光工具(2)中。

2.根据权利要求1所述的测量仪器(1、20)，

其特征在于，

设有布置在壳体(17)中的镜子元件(27)，通过该镜子元件能够将测量激光束(23)朝物体(7、25)的方向偏转并且能够将反射测量激光束(28)朝激光三角测量传感器(21、22)的方向偏转。

3.根据权利要求1或2所述的测量仪器(1、20)，

其特征在于，

设有输出单元(31、32、33)，通过该输出单元能够提供表征测量仪器(1、20)和物体(7、25)之间的距离(30)的距离值。

4.根据权利要求3所述的测量仪器(1、20)，

其特征在于，

输出单元(31)具有显示器(32)，通过该显示器能够提供所述距离值。

5.根据权利要求3或4所述的测量仪器(1、20)，

其特征在于，

输出单元(31)具有数据通信元件(33)，并且所述距离值能够以数据形式提供给工件加工设备(3)。

6.一种用于对物体(7)进行激光加工的激光工具(2)，具有根据前述权利要求中任一项所述地设计的测量仪器(1、20)，以便能够通过激光工具(2)确定激光工具(2)和物体(7)之间的距离(24)，所述激光工具具有加工激光光源(13)和加工激光光学系统(4)，该加工激光光学系统具有容纳元件(15)，通过该容纳元件能够将加工激光光学系统(4)的光学保护元件(5、16)可逆地无损地可拆卸地从加工激光光学系统(4)取出，

其特征在于，

测量仪器(1)的壳体(17)具有外部形状(18)，该外部形状与光学保护元件(5、16)的外部形状(19)相对应，由此，壳体(17)和因此测量仪器(1、20)能够可逆地无损地可拆卸地插入加工激光光学系统(4)中。

7.一种工件加工设备(3)，具有根据权利要求6所述地设计的激光工具(2)。

8.一种用于确定根据权利要求6所述地设计的激光工具(2)与物体(7)之间的距离(24)的方法，其中，将激光工具(2)的光学保护元件(5、16)可逆地无损地从激光工具(2)的加工激光光学系统(4)取出，并且将根据权利要求1至5中任一项所述地设计的测量仪器(1、20)代替光学保护元件(5、16)地插入加工激光光学系统(4)中。

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