DE10048583A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer Bohrung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer BohrungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche (10) einer Bohrung (12), vorzugsweise einer Lauffläche eines Kolbens auf einer Innenfläche (10) einer Zylinderbohrung (12) eines Zylinderkurbelgehäuses (13) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Leichtmetall- oder Aluminium-Zylinderkurbelgehäuse, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer Umlenkoptik (14), welche einen Laserstrahl (16) eines Lasers (18) in die Bohrung (12) führt und auf einen Bearbeitungsort (20) der Innenwandfläche (10) fokussiert, wobei die Umlenkoptik (14) derart rotiert, daß der Bearbeitungsort (20) einen vorbestimmten Bereich der Innenwandfläche (10) überstreicht. Hierbei ist eine Einrichtung (30, 32, 34; 44) zum Aufnehmen einer von dem Bearbeitungsort (20) ausgehenden Prozeßstrahlung (28) sowie eine der Einrichtung (30, 32, 34; 44) zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung (28) nachgeschaltete Einrichtung (36, 38, 40; 46, 48) zum Auswerten der Prozeßstrahlung (28) vorgesehen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche
einer Bohrung, vorzugsweise einer Lauffläche eines Kolbens auf einer Innenfläche einer
Zylinderbohrung eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, insbesondere
eines Leichtmetall- oder Aluminium-Zylinderkurbelgehäuses, insbesondere eines
Kraftfahrzeuges, wobei ein Laserstrahl eines Lasers mittels einer Umlenkoptik in die
Bohrung geführt und auf einen Bearbeitungsort der Innenwandfläche fokussiert wird,
wobei die Umlenkoptik derart rotiert wird, daß der Bearbeitungsort einen vorbestimmten
Bereich der Innenwandfläche überstreicht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen
Innenwandfläche einer Bohrung, vorzugsweise einer Lauffläche eines Kolbens auf einer
Innenfläche einer Zylinderbohrung eines Zylinderkurbelgehäuses einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Leichtmetall- oder Aluminium-
Zylinderkurbelgehäuses, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer Umlenkoptik,
welche einen Laserstrahl eines Lasers in die Bohrung führt und auf einen
Bearbeitungsort der Innenwandfläche fokussiert, wobei die Umlenkoptik derart rotiert,
daß der Bearbeitungsort einen vorbestimmten Bereich der Innenwandfläche überstreicht,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Die für Zylinderkurbelgehäuse vorwiegend eingesetzten untereutektischen Aluminium-
Silizium-Legierungen sind aufgrund des zu geringen Anteils der verschleißfesten
Siliziumphase für die tribologische Beanspruchung des Systems Kolben-Kolbenring-
Zylinderlaufbahn ungeeignet. Übereutektische Legierungen, z. B. die Legierung
AlSil7Cu4Mg, besitzen einen ausreichenden Anteil an Siliziumkristalliten. Dieser harte,
verschleißbeständige Gefügebestandteil wird durch chemische und/oder mechanische
Bearbeitungsstufen gegenüber der aus dem Aluminiummischkristall bestehenden Matrix
hervorgehoben und bildet einen erforderlichen Tragflächenanteil. Nachteilig wirkt sich
jedoch die gegenüber den untereutektischen und naheutektischen Legierungen
mangelhafte Vergießbarkeit, die schlechte Bearbeitbarkeit und die hohen Kosten für
diese Legierung aus.
Eine Möglichkeit zur Umgehung dieses Nachteils ist das Eingießen von Laufbuchsen aus
verschleißbeständigem Material wie z. B. Grauguß. Problematisch ist hier jedoch die
Verbindung zwischen Buchse und Umguß, welcher alleine durch eine mechanische
Verzahnung gewährleistet wird. Durch Einsatz eines porösen keramischen
Buchsenwerkstoffs ist es möglich, beim Gießprozeß diesen zu infiltrieren und zu einer
stofflichen Verbindung zu gelangen. Dazu ist eine langsame Formfüllung sowie die
Anwendung von hohem Druck erforderlich, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
erheblich herabsetzt.
Alternativ werden unter- und naheutektische Legierungen als galvanische
Beschichtungen direkt auf die Laufbahnen aufgebracht. Dies ist jedoch teuer und
tribochemisch nur ungenügend beständig. Eine weitere Alternative bilden thermische
Spritzschichten, welche ebenfalls direkt auf die Laufflächen appliziert werden. Die
Haftfestigkeit dieser Schichten ist jedoch aufgrund einer alleinigen mikromechanischen
Verklammerung nur ungenügend.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Oberflächenmodifikationen Umschmelzen,
Einlegieren, Dispergieren und Beschichten durch den Einsatz eines Lasers auszuführen,
wie beispielsweise aus der EP 0 950 461 A2 bekannt. Hierbei wird üblicherweise ein zu
bearbeitender Hohlkörper, welcher zylinderförmig mit einer rotationssymmetrischen
Zylinderachse ausgebildet ist, ortsfest gehalten und eine Umlenkoptik für den Laserstrahl
sowie eine Zuführung für Legierungspulver rotiert und gleichzeitig entlang der
Zylinderachse vorgeschoben. Der auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Körpers
fallende Laserstrahl erzeugt an der Zylinderwand im Bereich einer Kolbenlauffläche ein
Schmelzbad, in welches hier vorzugsweise Silizium oder andere Hartstoffe eingebracht
werden, um eine verschleißfeste, tribologisch geeignete Lauffläche zu erhalten.
Eine Qualitätsprüfung der derart hergestellten Oberflächenveredelung kann erst nach
Beendigung der Bearbeitung durchgeführt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß
Fehler bei der Oberflächenbearbeitung nicht erkannt werden können, so daß es zu
hohen Ausschußzahlen kommt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der obengenannten Art bzgl. der Qualität der Oberflächenveredelung zu
verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o. g. Art mit den in
Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch eine Vorrichtung der o. g. Art mit
den in Anspruch 10 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine von
dem Bearbeitungsort ausgehende Prozeßstrahlung aufgenommen und zur Beurteilung
einer Qualität der Bearbeitung ausgewertet wird.
Dies hat den Vorteil, daß bereits während des Bearbeitungsvorganges selbst im
Onlineverfahren eine Qualitätsprüfung der Oberflächenbearbeitung erfolgt und so bereits
während der Bearbeitung etwaige Mängel, beispielsweise durch Veränderung der
Einstellungen der Prozeßparameter, behoben werden können. Gleichzeitig können
Defekte in den Strahlführungskomponenten rechtzeitig erkannt und behoben werden.
Hierdurch wird eine Ausschußzahl erheblich reduziert.
Das Beheben von Mängeln der Oberflächenbearbeitung erfolgt beispielsweise durch
Veränderung von Prozeßparametern, wie beispielsweise Fokuslänge, Strahlintensität,
Strahlausrichtung o. ä.. In Extremfällen werden Mängel in der Strahlführung erkannt, so
daß der Bearbeitungsprozeß zum Auswechseln von Strahlführungskomponenten, wie
beispielsweise Umlenkspiegel oder Fokussierlinse, unterbrochen wird.
Beispielsweise wird die Prozeßstrahlung durch die Umlenkoptik aus der Bohrung heraus
und bevorzugt parallel zum Laserstrahl oder durch den Laserstrahl geführt.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Prozeßstrahlung über ein bzgl. der
Umlenkoptik externes, optisches Übertragungssystem aus der Bohrung heraus geführt.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Auswertung der Prozeßstrahlung mittels eines
Computersystems, wobei bevorzugt die aufgenommene Prozeßstrahlung mit
Referenzdaten verglichen wird.
Als Prozeßstrahlung wird beispielsweise Wärmestrahlung, Metalldampfleuchten,
Plasmastrahlung und/oder eine von dem Bearbeitungsort reflektierte Strahlung einer
zusätzlichen monochromatischen Strahlungsquelle aufgenommen.
Ferner ist es bei einer Vorrichtung der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine
Einrichtung zum Aufnehmen einer von dem Bearbeitungsort ausgehenden
Prozeßstrahlung sowie eine der Einrichtung zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung
nachgeschaltete Einrichtung zum Auswerten der Prozeßstrahlung vorgesehen ist.
Dies hat den Vorteil, daß bereits während des Bearbeitungsvorganges selbst im
Onlineverfahren eine Qualitätsprüfung der Oberflächenbearbeitung erfolgt und so bereits
während der Bearbeitung etwaige Mängel, beispielsweise durch Veränderung der
Einstellungen der Prozeßparameter, behoben werden können. Gleichzeitig können
Defekte in den Strahlführungskomponenten rechtzeitig erkannt und behoben werden.
Hierdurch wird eine Ausschußzahl erheblich reduziert.
Beispielsweise ist die Einrichtung zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung in eine
Laserstrecke der Umlenkoptik integriert und umfaßt einen optischen Sensor, der
beispielsweise in den Laser integriert und dem bevorzugt ein optischer Filter
vorgeschaltet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der optische Sensor als CCD-Kamera
ausgebildet, wobei bevorzugt der CCD-Kamera eine Bildverarbeitung nachgeschaltet ist.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Einrichtung zum Aufnehmen der
Prozeßstrahlung als bzgl. der Umlenkoptik externes, optisches Übertragungssystem,
insbesondere endoskopartig, ausgebildet. Das externe, optische Übertragungssystem ist
dabei an der Umlenkoptik befestigt, so daß es sich mit dieser mitdreht.
Zweckmäßigerweise umfaßt das externe, optische Übertragungssystem eine
Bildtransportleitung, insbesondere mit einer oder mehreren Glasfasern.
Zur Bildabstimmung und Bilddarstellung umfaßt das externe, optische
Übertragungssystem optische Filter und Linsen im Strahlengang. Ferner ist das externe,
optische Übertragungssystem mit einer Kamera und einer nachgeordneten Einrichtung
zur visuellen Bilddarstellung verbunden.
Zum Auswerten der Prozeßstrahlung ist bevorzugt ein Rechnersystem vorgesehen.
Die aufgenommene und ausgewertete Prozeßstrahlung ist beispielsweise
Wärmestrahlung, Metalldampfleuchten, Plasmastrahlung und/oder eine von dem
Bearbeitungsort reflektierte Strahlung einer zusätzlichen monochromatischen
Strahlungsquelle.
Zum sofortigen Modifizieren des Prozesses bei mangelhafter Qualität der
Oberflächenbearbeitung ist die Einrichtung zum Auswerten der Prozeßstrahlung mit einer
Einrichtung zum Verändern von Prozeßparametern verbunden. Diese Prozeßparameter
sind beispielsweise Fokuslänge, Strahlintensität und/oder Strahlausrichtung.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in Fig. 1 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche 10 einer Bohrung 12
eines Bauteils 13, beispielsweise einer Zylinderbohrung 12 in einem
Zylinderkurbelgehäuse 13, umfaßt eine Umlenkoptik 14, welche einen Laserstrahl 16
eines Lasers 18 in die Bohrung 12 führt und auf einen Bearbeitungsort 20 der
Innenwandfläche 10 fokussiert. Hierbei rotiert die Umlenkoptik in Pfeilrichtung 22 und
wird entlang einer Symmetrieachse 23 der Bohrung 12 derart vorgeschoben, daß der
Bearbeitungsort 20 einen vorbestimmten Bereich der Innenwandfläche 12 überstreicht.
Die Umlenkoptik 14 umfaßt Umlenkspiegel 24, 25 und eine nicht dargestellte
Fokussierlinse. Im Laser 18 ist ebenfalls ein Umlenkspiegel 26 angeordnet.
Eine von dem Bearbeitungsort 20 ausgehende Prozeßstrahlung 28 wird durch die
Umlenkoptik 14 entlang des Laserstrahls 16 aber in entgegengesetzter Richtung geführt
und aufgenommen. Hierzu ist beispielsweise ein erster Sensor 30 oberhalb der
Umlenkoptik 14 vorgesehen und der Umlenkspiegel 25 halbdurchlässig (ggf.
Frequenzselektiv) ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist ein zweiter Sensor 32 im
Laser 18 vorgesehen, wobei der Umlenkspiegel 26 halbdurchlässig (ggf.
Frequenzselektiv) ausgebildet ist. Zusätzlich ist vor dem zweiten Sensor 32 ein optischer
Filter 34 im Strahlengang der Prozeßstrahlung 28 angeordnet.
Den Sensoren 30, 32 ist eine Einrichtung zum Auswerten der Prozeßstrahlung
nachgeordnet. In Fig. 1 ist dies lediglich beispielhaft für den zweiten Sensor 32
dargestellt. Diesem ist ein Verstärker 36, ein Filter 38 und ein Rechner 40 nachgeordnet.
Bei 42 ist ggf. eine visuelle Darstellung, wie beispielsweise des Prozeßleuchtens von der
Bearbeitungsstelle 20 oder ein Abbild der Bearbeitungsstelle 20 selbst, vorgesehen.
Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Laserbearbeitung der Innenfläche 10 der
Bohrung 12 steht ein Prozeßüberwachungssystem zur Verfügung, das verändertes
Prozeßleuchten 28 während der Durchführung der Oberflächenbearbeitung, d. h. mit
anderen Worten "Online", detektiert und entsprechende, aus derartigen Veränderungen
abgeleitete Fehler der Oberflächenbearbeitung meldet. Dieses
Prozeßüberwachungssystem ist in die Laserstrecke integriert.
Entscheidend für die Qualität der Oberflächenveredelung ist nicht die im Laser 18
erzeugte, sondern die ausschließlich am Bearbeitungsort 20 eingekoppelte Strahlung
bzw. die am Bearbeitungsort 20 vorliegende Leistungsdichte. Es wird die
Prozeßstrahlung, wie Wärmestrahlung, Metalldampfleuchten oder Plasmastrahlung im
entsprechenden Frequenzbereich erfaßt und über den Filter 34 mit in den Laser 18
integrierten Sensor 32 von der Auswertestation 36, 38, 40 ausgewertet.
Heutige moderne Festkörperlaser, wie beispielsweise Nd:YAG-Laser, beinhalten eine
Aufnahme für einen optischen Filter, der erfindungsgemäß zur Aufnahme des Filters 34
und des Sensors 32 dient. Wesentlich bei dieser Online-Messung ist, daß die Frequenz
des Prozeßleuchtens 28 beim Durchgang durch den Laser 18, d. h. durch den Nd:YAG-
Spiegel 26 und den optischen Filter 34 zum Sensor 32 hin, nicht verändert wird
(Transmission). Über den Verstärker 36 und den nochmaligen Filter 38 werden die
entsprechenden Informationen zum Rechner 40 übertragen, der die Daten durch
Modulation aufbereitet und mit entsprechenden Referenzdaten vergleicht. Durch diesen
Abgleich werden Fehler sofort erkannt, so daß der Fertigungsprozeß bei Vorliegen eines
Fehlers sofort nachgeregelt werden kann.
Da die Erkennung von Fehlern durch rechnergestützte Bewertung des Ist-Signals und
seine Abweichung von den Referenzdaten sofort festgestellt werden, ergibt sich ein
verminderter Ausschuß von bearbeiteten Teilen. Erkannte Fehler sind hierbei
beispielsweise nicht ausreichende Intensität der Strahlung am Bearbeitungsort 20 oder
ein verschmutztes oder gebrochenes Schutzglas. Durch entsprechendes Nachregeln der
Prozeßparameter oder kurzfristiges Unterbrechen der Bearbeitung und Ersetzen eines
gebrochenen Schutzglases, Umlenkspiegels oder einer Fokussierlinse, kann der
Laseroberflächenveredelungsprozeß sofort korrigiert werden.
Die optischen Sensoren 30 bzw. 32 sind alternativ als Kamera, insbesondere CCD-
Kamera, mit nachfolgender Bildverarbeitung ausgebildet. Dabei wird die
Bearbeitungszone mit einer zusätzlichen monochromatischen Lichtquelle ausgeleuchtet
und das helle Prozeßleuchten frequenzselektiv überstrahlt. Mittels geeigneter
Filtertechnik wird dann ein überstrahlungsfreies und hochauflösendes Online-Bild der
Laseroberflächenveredelung generiert. Neben der Qualitätsüberwachung kann auch hier
eine Steuerung des Prozesses erfolgen, z. B. Erhöhung eines Laservorschubes oder
Erhöhung einer Pulverzugabe.
Die erfindungsgemäße Prozeßüberwachung und Prozeßkontrolle gibt Auskunft über die
Einschmelztiefe, Schmelzgrad, Pulverzuführung, Laserintensität am Arbeitsort,
Raupenform, Fehler in der Raupe, verschmutztes oder gebrochenes Schutzglas,
Standzeiten der Umlenkspiegel usw. Alle diese Prozeßparameter werden somit online,
d. h. während des Bearbeitungsprozesses selbst, überwacht und ggf. korrigiert.
Ggf. ist der Computer 40 mit einer nicht dargestellten Einrichtung zum Verändern von
Prozeßparametern, wie beispielsweise Strahlintensität, Vorschub 1 Rotation der
Umlenkoptik, o. ä., verbunden, so daß der Rechner 40 automatisch eine Anpassung der
Prozeßparameter durchführen kann.
Bei der in Fig. 2 veranschaulichten alternativen Ausführungsform ist ein Kamerasystem
vorgesehen, das die Bildinformationen nicht, wie die erste Ausführungsform gemäß
Fig. 1, durch das Durchführen durch die Umlenkoptik 14 erhält, sondern durch eine oder
mehrere Glasfasern oder andere Bildtransporteinrichtungen innerhalb eines bzgl. der
Umlenkoptik 14 externen, optischen Übertragungssystems 44, welches an der
Umlenkoptik 14 außen befestigt ist. Dieses externe, optische Übertragungssystem 44 ist
in Analogie zu medizinischen, endoskopischen Geräten ausgebildet. Durch den Einsatz
entsprechender optischer Filter und Linsen wird die gewünschte Bildabstimmung und
Bilddarstellung erstellt. Eine Kamera 46 nimmt die Bildinformationen auf und ein
nachgeschalteter Monitor 48 stellt die Bildinformationen visuell dar. Ggf. ist auch hier
eine rechnergestützte Bildverarbeitung mit optionaler Steuerung bzw. Regelung des
Bearbeitungsprozesses, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, vorgesehen.
10
Innenwandfläche
12
Bohrung/Zylinderbohrung
13
Bauteil/Zylinderkurbelgehäuse
14
Umlenkoptik
16
Laserstrahl
18
Laser
20
Bearbeitungsort
22
Drehrichtung der Laseroptik
23
Symmetrieachse der Bohrung
24
Umlenkspiegel (Umlenkoptik)
25
Umlenkspiegel (Umlenkoptik)
26
Umlenkspiegel (Laser)
28
Prozeßstrahlung
30
erster Sensor
32
zweiter Sensor
34
optischer Filter
36
Verstärker
38
Filter
40
Rechner
42
visuelle Darstellung
44
externes, optisches Übertragungssystems
46
Kamera
48
Monitor
Claims (26)
1. Verfahren zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer Bohrung,
vorzugsweise einer Lauffläche eines Kolbens auf einer Innenfläche einer
Zylinderbohrung eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine,
insbesondere eines Leichtmetall- oder Aluminium-Zylinderkurbelgehäuses,
insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei ein Laserstrahl eines Lasers mittels
einer Umlenkoptik in die Bohrung geführt und auf einen Bearbeitungsort der
Innenwandfläche fokussiert wird, wobei die Umlenkoptik derart rotiert wird, daß der
Bearbeitungsort einen vorbestimmten Bereich der Innenwandfläche überstreicht,
dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Bearbeitungsort ausgehende
Prozeßstrahlung aufgenommen und zur Beurteilung einer Qualität der Bearbeitung
ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der
Prozeßstrahlung Prozeßparameter, wie beispielsweise Fokuslänge, Strahlintensität,
Strahlausrichtung, verändert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Bearbeitungsprozeß in Abhängigkeit von der Prozeßstrahlung zum Auswechseln von
Strahlführungskomponenten, wie beispielsweise Umlenkspiegel oder Fokussierlinse,
unterbrochen wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prozeßstrahlung durch die Umlenkoptik aus der Bohrung
heraus geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßstrahlung
parallel zum Laserstrahl oder durch den Laserstrahl aus der Bohrung heraus geführt
wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prozeßstrahlung über ein bzgl. der Umlenkoptik externes,
optisches Übertragungssystem aus der Bohrung heraus geführt wird.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prozeßstrahlung von einem Computersystem ausgewertet
wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die aufgenommene Prozeßstrahlung mit Referenzdaten
verglichen wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Prozeßstrahlung Wärmestrahlung, Metalldampfleuchten,
Plasmastrahlung und/oder eine von dem Bearbeitungsort reflektierte Strahlung einer
zusätzlichen monochromatischen Strahlungsquelle aufgenommen wird.
10. Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche (10) einer
Bohrung (12), vorzugsweise einer Lauffläche eines Kolbens auf einer
Innenfläche (10) einer Zylinderbohrung (12) eines Zylinderkurbelgehäuses (13) einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Leichtmetall- oder Aluminium-
Zylinderkurbelgehäuses, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer
Umlenkoptik (14), welche einen Laserstrahl (16) eines Lasers (18) in die
Bohrung (12) führt und auf einen Bearbeitungsort (20) der Innenwandfläche (10)
fokussiert, wobei die Umlenkoptik (14) derart rotiert, daß der Bearbeitungsort (20)
einen vorbestimmten Bereich der Innenwandfläche (10) überstreicht, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (30, 32, 34; 44) zum Aufnehmen einer von
dem Bearbeitungsort (20) ausgehenden Prozeßstrahlung (28) sowie eine der
Einrichtung (30, 32, 34; 44) zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung (28)
nachgeschaltete Einrichtung (36, 38. 40; 46, 48) zum Auswerten der
Prozeßstrahlung (28) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30,
32, 34) zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung (28) in eine Laserstrecke der
Umlenkoptik (14) integriert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30,
32, 34) zum Aufnehmen der Prozeßstrahlung (28) einen optischen Sensor (30 bzw.
32) umfaßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische
Sensor (32) in den Laser (18) integriert ist.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Sensor (32) ein optischer Filter (34) vorgeschaltet ist.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der optische Sensor als CCD-Kamera ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der CCD-Kamera
eine Bildverarbeitung nachgeschaltet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum
Aufnehmen der Prozeßstrahlung (28) als bzgl. der Umlenkoptik externes, optisches
Übertragungssystem (44) ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das externe,
optische Übertragungssystem (44) an der Umlenkoptik (14) befestigt ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das externe,
optische Übertragungssystem (44) eine Bildtransportleitung, insbesondere mit einer
oder mehreren Glasfasern, umfaßt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das externe optische Übertragungssystem (44) endoskopartig ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
das externe, optische Übertragungssystem (44) optische Filter und Linsen im
Strahlengang aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zum Auswerten der Prozeßstrahlung (28) eine Kamera (46) und eine
nachgeordnete Einrichtung zur visuellen Bilddarstellung (48) umfaßt.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36, 38, 40; 46, 48) zum Auswerten der
Prozeßstrahlung (28) ein Rechnersystem (40) umfaßt.
24. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die aufgenommene und ausgewertete Prozeßstrahlung (28)
Wärmestrahlung, Metalldampfleuchten, Plasmastrahlung und/oder eine von dem
Bearbeitungsort (20) reflektierte Strahlung einer zusätzlichen monochromatischen
Strahlungsquelle ist.
25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36, 38, 40; 46, 48) zum Auswerten der
Prozeßstrahlung mit einer Einrichtung zum Verändern von Prozeßparametern
verbunden ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Prozeßparameter Fokuslänge, Strahlintensität und/oder Strahlausrichtung sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10048583A DE10048583A1 (de) | 2000-09-30 | 2000-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer Bohrung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10048583A DE10048583A1 (de) | 2000-09-30 | 2000-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer Bohrung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10048583A1 true DE10048583A1 (de) | 2002-04-11 |
Family
ID=7658285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10048583A Ceased DE10048583A1 (de) | 2000-09-30 | 2000-09-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten einer zylindrischen Innenwandfläche einer Bohrung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10048583A1 (de) |
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2000
- 2000-09-30 DE DE10048583A patent/DE10048583A1/de not_active Ceased
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