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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit
einem Laserstrahl, insbesondere mit einem Laserstrahl eines Laserroboters,
wobei die aktuelle Leistung der Laserstrahlung unter Verwendung
eines Sensors erfasst wird, und die Laserleistung auf den jeweiligen
Bearbeitungsvorgang eingestellt wird sowie eine Roboterhand, durch
die ein Laserstrahl auf ein Werkstück zu lenken ist, mit einem
optischen Element, durch das der Laserstrahl vor dem Auftreffen
auf das Werkstück
hindurchtritt oder auf das der Laserstrahl vor dem Auftreffen auf
das Werkstück
auftrifft,.
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Im
Stand der Technik wird zur Kontrolle der Laserleistung eines Roboters
ein Teil des Laserstrahls durch ein Prisma, das unmittelbar nach
dem Laser eingesetzt ist, ausgekoppelt. Daraus wird die Laserleistung
gemessen und proportional zum Auskoppelverhältnis, beispielsweise etwa
1 % der Gesamtleistung, hochgerechnet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile
des Stands der Technik die Abtragungsleistung des Lasers auf einfache
Weise genau zu überprüfen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein einführend dargestelltes
Verfahren, wobei eine mit der (aktuellen) Absorptionsleistung des
Laserstrahls in einem optischen Element im Strahlungsweg korrespondierende
Messgröße erfasst
wird und die Laserleistung unter Verwendung der Messgröße bestimmt
wird Die Absorption in einem optischen Element gibt an, wieviel
Energie aus dem auf- und/oder
durchtretenden Laserstrahl in und/oder an dem optischen Element verbleibt.
Durch Bestimmung der absorbierten Energiemenge bzw. einer damit
korrespondierenden Messgröße wird
dann erfindungsgemäß mittels
eines Berechnungsver fahrens die auftreffende und/oder die Laserstrahlleistung
unmittelbar nach Austritt aus dem Laser ermittelt. Die aktuelle
(momentane) Absorption wird genutzt, um die Laserleistung der Durchstrahlung
durch eine Ableitung zu ermitteln. Die Einwirkleistung des Lasers
kann im gesamten Prozess erfasst und protokolliert werden, um eine
reproduzierbare, konstante Abtragtiefe zu erreichen. Das vorgeschlagene
Verfahren erlaubt auch die reproduzierbare Kontrolle von Bearbeitungen
bei komplexen Werkstückgeometrien.
Die Messung kann durch einfache Sensoren für eine der Absorption entsprechenden
Messgröße erfolgen,
die sehr klein und kompakt aufgebaut sein können und in die Roboterhand
eingebaut sein können.
Es wird in einem direkten Verfahren die Leistung der auf das Werkstück auftreffenden,
materialabtragenden Strahlung gemessen, ohne dass beispielsweise
ein Teil der Strahlung ausgekoppelt werden müsste.
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Die
Anordnung eines die Messgröße messenden
Sensors sowie die Messung an sich kann an allen optischen Elementen
der Roboterhand, die im Weg des Laserstrahls liegen, erfolgen, vorteilhaft
dabei ist insbesondere das letzte optische Element. Optische Elemente
können
dabi Lisnesn oder bespielsweis eauch Spiegel sein. Durch die Messung
der aktuellen Absorption werden insbesondere auch sich zeitlich ändernde
Verschmutzungseffekte erfasst, die eine ebenfalls zeitabhängige Änderung
der hindurchtretenden Laserleistung bewirken.
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Durch
das vorgeschlagene Messverfahren wird eine große Flexibilität bei der
Messung und den Messverfahren ermöglicht. Auch geringe Losgrößen können exakt
ohne größeren Einrichtungsaufwand bearbeitet
werden. Es können
Werkstücke
mit beliebigen Dicken bearbeitet werden, wodurch die Konstruktion
von Werkstücken
vereinfacht ist. Durch die Messung ist eine exakte Einstellung der
Laserstrahlleistung möglich,
wodurch manuelle Nacharbeit entfällt
und eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit bei der Bearbeitung
des Werkstücks
gegeben ist. Auch Material mit Dickensprüngen hinter Trägern, beispielsweise
Rippen, ist durch das erfindungsgemäße Verfahren unproblematisch
zu bearbeiten.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die aktuelle Temperatur des optischen Elements, das
insbesondere eine laserstrahlungsdurchlässige Linse, insbesondere eine
Zinkselenid-Linse,
ist, temperatursensorisch bestimmt wird. Durch den absorbierten
Teil der Strahlungsleistung, also beispielsweise durch eine erhöhte Verschmutzung
des optischen Elements, erhöht
sich die in dem optischen Element enthaltenen Wärmeenergie. und damit die Temperatur.
Die Wärmeenergie wird
dann mittels eines Temperatursensors bestimmt. Hierdurch ist eine
sehr genaue und von geometrischen Effekten unabhängige Messung möglich. Zudem
ist die Messung unabhängig
von dem zu bearbeitenden Werkstoff und der Werkstückanordnung. Zur
Gewährleistung
einer gleichmäßige Bearbeitung eines
Werkstücks
ist es jedoch bei gleichbleibenden Werkstückeigenschaften ein Ziel, dass
die Laserleistung am Werkstück
konstant bleibt. Um dies zu erreichen wird die aus dem Laser austretende
Leistung erhöht.
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Eine
einfache und zugleich sehr genaue Messung ist möglich, wenn die Messung pyrometrisch,
insbesondere. berührungslos,
erfolgt. Durch die berührungslose
Anordnung wird zudem eine eventuelle Beschädigung der Oberfläche des
optischen Elements vermieden. Die Pyrometer können in der Roboterhand versteckt
angeordnet werden, so dass keine Behinderung bei einer Werkstückbearbeitung
oder einem Werkzeugwechsel auftritt. Die Sensoren weisen zudem keinen
Verschleiß auf.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Wärmeenergie oder
eine korrespondierende Messgröße, insbesondere
die Temperatur, am bezogen auf den Strahlungsweg letzten optischen,
einen Teil der Wärmeleistung
absorbierenden Element bestimmt wird. Da die Messung der Absorptionsenergie
lediglich an derm letzten Element, insbesondere der letzten Linse,
erfolgt, wird nur die Leistung des bis dorthin gelangten Laserstrahls
gemessen und es werden somit keine Reflektionstoleranzen der vorhergehenden Spiegel
oder Fehler/Toleranzen des Laserkopfes/der Laserquelle mit einbezogen.
An diesem letzten Element ist die Strahlungsleistung repräsentativ
für die gesamte
nach dem Austritt aus dem Laser auf dem Weg durch die Roboterhand
absorbierte Strahlung. Alle bisherigen Toleranzen aus dem Laserkopf,
insbesondere den optischen Elementen der Strahlführung, werden hierdurch ausgeschlossen.
Zudem ist hier die direkt auf das Werkstück auftreffende Laserleistung
zu messen, so dass unmittelbar überprüft werden
kann, ob eine zur Bearbeitung ausreichende Laserleistung vorliegt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Temperatursensor die Wärmeleistung an einer dem Laser
zugewandten Innenseite des optischen Elements misst. Die Absorption
findet hauptsächlich
auf der Oberfläche
der Linse statt. An der Innenseite des Elements sind keine Verschmutzungen
aus Bereichen außerhalb
der Roboterhand vorhanden. Der Sensor ist zudem vorzugsweise im
Kopf des Roboters untergebracht und schaut insbesondere mittig auf
die Linse, auf die gleiche Fläche
wie der durchdringende Strahl, so dass kein Einfluss der Trägheit durch
Wärmewiderstand
und Wärmekapazität stattfindet.
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Eine
gute lokale Auflösung
der zu messenden Bereich des optischen Elements wird möglich, wenn
mehrere Temperatursensoren zur Messung eingesetzt werden, die insbesondere
ringförmig
unter Winkeln von etwa 45° und/oder
etwa 90 ° zueinander angeordnet
werden, und insbesondere mehrere Einheiten mit ringförmig angeordneten
Temperatursensoren vorgesehen sind. Zudem ist hierdurch eine weitere
Absicherung der Messwerte gegeneinander gegeben, so dass Abweichungen
eines Sensors leicht eliminiert werden können.
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Arbeiten
mit sehr niedrigen Leistungen und Bearbeitungstiefen können durchgeführt werden, wenn
ein CO2-Laser verwendet wird, insbesondere zur Bearbeitung von Werkstücken, welche
aus Kunststoffen bestehen oder mit Kunststoffen hergestellt sind.
Kunststoffbauteile können
auf diese Weise mit einer erfindungsgemäß gesteuerten CO2-Laserstrahlung
so gezielt perforiert werden, dass sichtbare Oberflächen dabei
nicht beschädigt
werden. Dies kann eingesetzt werden, um hinterspritzte Teile mit Sollbruchstellen
für Airbags
auszustatten, beispielsweise in Tür- und Innenverkleidungsteilen
und in Sitzen sowie in stoffbezogenern Instrumententafeln. Durch
die vorliegende Erfindung wird eine prozesssichere Technologie für die Erzeugung
von Sollbruchstellen mit Laser bereitgestellt.
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Durch
Mikroperforationslinie wird Material so geschwächt, dass es im Fall der Auslösung des
Airbags genau an der Stelle reißt.
Damit können
die Bauteile definiert geschwächt
werden, ohne die optische Qualität
der sichtbaren Vorderseite des Materials einzuschränken. Durch
die genaue Messung und Steuerung der Laserleistung ist eine Erzeugung
von Mikroperforationslöchern
mit einer definierten Restwanddicke aufgrund der exakten Kontrolle
des Materialabtrags mit dem Laser auf einfache Weise möglich. Das
Werkstück
wird dabei zwischen Laserquelle und Sensor bewegt. Der Strahl des
CO2-Lasers mit einer Wellenlänge
von beispielsweise 10,6 μm
bohrt sich so lange in das Material bis ein "Sackloch" gebohrt ist, das von der Gutseite nicht
sichtbar ist. Durch Aneinanderreihen von vielen derartigen Löchern entsteht
eine Sollbruchlinie. Sehr kleine Mikroperforationslöcher können eng
aneinander gereiht werden, wobei die Tiefe jedes Loches über die
schon beschriebene Sensorik geregelt wird. Auf diese Weise ist die
reproduzierbare Herstellung einer konstanten Restwandstärke möglich. Es
kann auch eine Bearbeitung geringer Lochtiefen oder lediglich eines Oberflächenabtrags
vorgenommen werden. Ein CO2-Laser mit 300 W Leistung kann beispielsweise Abtragsgeschwindigkeiten
zwischen 30 mm/s bei einem Tiefenschnitt beispielsweise in ABS und
bis 500 mm/s beispielsweise auf einer Oberfläche von Silikate/Gläsern erreichen.
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Zur
Anwendung des Verfahrens kann vorteilhaft auch ein YAG-Laser, beispielsweise
Neodym oder Yitter, oder ein Diodenlaser verwendet werden, um unterschiedliche
Werkstückmaterialien
und/oder Werkstückgeometrien
bearbeiten zu können.
Dazu wird dann jeweils ein an die Laserleitung und die jeweilige
Geometrie des Roboters angepasster Sensor zur Messung der mit der
Absorption korrespondierenden Messgröße eingesetzt.
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Eine
nahezu unmittelbare Bestimmung der Laserleistung des jeweiligen
Bearbeitungsprozesses liegt vor, wenn die Laserleistung während eines
Bearbeitungsprozesses und/oder vor und/oder nach einem Bearbeitungsprozess
bestimmt wird.
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Vorteilhaft
ist es, wenn eine Steuerung und/oder Regelung des Bearbeitungsprozesses
mittels Bestimmung der Laserleistung, Auswertung der Messgröße und Anpassung
der Laserleistung vorgenommen wird. Zur Bestimmung und Protokollierung der
einwirkenden Laserenergie auf das Bauteil wird mittels eines Pyrometers
berührungslos
die Oberflächentemperatur
des durch die Laserstrahlung erwärmten
letzten optischen Elements, beispielsweise einer Zinkselenid-Linse
mit einem Absorptionsgrad von 0,2-0,3 Absorption gemessen und einer
Auswerteeinheit zugeführt.
Hierruch kann aus der Messgröße, die
unter Berücksichtigung
des Reflektionsgrads bzw. Durchlässigkeitsgrads
eine Abhängigkeit
zur ursprünglich
emittierten Laserleistung zum aufweist, die vom Laser ursprünglich emittierte
Laserleistung ermittelt werden.
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Vorteilhaft
ist es, wenn zur Abstimmung der Laserleistung ein Vergleich mit
Referenzdaten, insbesondere materialspezifischer Referenzdaten,
zur Bearbeitungstiefe bei der entsprechenden Laserleistung erfolgt.
Durch Vergleich und Abstimmung mit einer Datensammlung des zu bearbeitenden
Werkstücks
kann eine besonders zuverlässige
Bearbeitung erfolgen.
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Vorteilhaft
zur zeitunabhängiggen
Auswertung und zum Vergleich mit vorbestimmten Referenzdaten ist
es, wenn die ermittelten Daten zur Kontrolle der Laserleistung einer
Auswerteeinheit zugeführt werden.
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Eine
sehr genaue Laserleistungseinstellung kann vorgenommen werden, wenn
Parameter der Regelung die Laservorschubgeschwindigkeit und die Materialdicke
und/oder die Materialdichte sind. Die Laserstrahlung wird wesentlich
in Abhängigkeit
von der Dicke des Materials sowie durch seine Dichte absorbiert,
wodurch das Werkstück
bearbeitet werden kann. Je langsamer der Laserstrahl über die
zu bearbeitenden Bereich fährt,
desto mehr Energie wird dort eingebracht, was zu einer verstärkten Abtragung führt. Die
Regelung der Laserleistung, die aus der durch den Sensor bestimmten
Messgröße ermittelt wird,
kann somit effektiv in Abhängigkeit
dieser Parameter erfolgen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Dickenmessung, insbesondere beispielsweise mit
Hilfe einer Befestigung eines Messorgans an einem Spannbügel, und/oder
eine Messung der Materialeigenschaften, insbesondere der Dichte,
offline oder online erfolgt. Somit kann die Sensormessung zur Leistungsbestimmung
und somit indirekten Dickenbestimmung mit einem Verfahren zur direkten
Messung der Restwandstärke
verglichen werden.
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Um
eine gleichmäßig hohe
Qualität
der Bearbeitung zu gewährleisten,
wird vorgeschlagen, dass zur Referenzierung der Bestimmung der Laserleistung,
insbesondere des Temperatursensors, eine externe Lasermessung mittels
eines Leistungsmessgeräts,
insbesondere eines Powermeters, insbesondere vor jedem Bearbeitungsprozess,
und/oder für
eine vorbestimmte Anzahl von Bearbeitungsprozessen, vorgenommen
wird. Vor dem Abtragungsprozess wird der momentane Absorptionsgrad
der Linsenoberfläche
mit einem externen Laserleistungsmessgerät, besipeilsweise einem Powermeter,
abgeglichen. Hierdurch wird verhindert, dass eventuelle Verschmutzungen
oder Verschleiß in
bestimmten Bereichen des Laserkopfes Einfluss auf die einwirkende Laserenergie
auf das Bauteil haben. Es wird somit die Laserleistung am Austritt
der Roboterhand mit dem Powermeter gemessen und bei Verschleiss
der Laserstrahlquelle und/oder zu hoher Absorption durch Erhöhung des
Verschmutzungsgrads durch Verlängerung
des Zyklus am Laser nachgestellt. Durch die zusätzliche, externe Referenzmessung
der Laserleitung wird durch Vergleich mit den Ergebnissen des Temperatursensors
sichergestellt, dass ein fester Wert als Laserleistung auf das Werkstück trifft und
beispielsweise keine Drift oder veränderte Funktionalität des Temperatursensors
zu einer Veränderung
der eigentlichen Messgröße führt. Zur
Vereinfachung und Beschleunigung des Bearbeitungsprozesse kann eine
derartige Referenz- und Kontrollmessung regelmäßig nach einer vorbestimmten
Anzahl von Bearbeitungsvorgängen
erfolgen, wobei die Anzahl an die Ergebnisse der Messung angepasst
werden kann.
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Vorteilhaft
ist es, wenn mittels der Bestimmung der Laserleistung eine Qualitätsbewertung, insbesondere
eine „in
Ordnung"/"nicht in Ordnung"-Auswertung, für die Werkstücke vorgenommen
wird. Wird bei einer an die Bearbeitung des Werkstücks anschließenden,
beispielsweise zerstörenden
Prüfung
ein fehlerhaftes Werkstück
ermittelt, dessen Eigenschaften außerhalb eines Toleranzfeldes
liegen, müssen
nicht alle vorhergehenden Werkstücke
aussortiert werden, sondern anhand der ermittelten Daten kann diese
Sortierung auf das gemessene Werkstück bzw. auf die Werkstücke beschränkt werden,
die innerhalb eines Powermeterkontrollmesszyklus bearbeitet wurden.
Die Auswertungsdaten können
dann an eine Einheit zur IO/NIO Deklarierung des Bauteils geschickt
werden.
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Ein
besonders vorteilhafter Einsatzbereich ist es, wenn die Bearbeitung
Trennen, Schweißen und/oder
Materialabtragung, insbesondere eine Materialschwächung, insbesondere
eine Oberflächenbearbeitung
oder eine Perforation ist. Auch Materialien mit unterschiedlichen
Dicken oder Qualitäten können mit
dem vorgeschlagenen Verfahren so getrennt werden, dass die Steuerung
durch die Sensorsignalauswertung nicht beschädigt wird. Der Sensor ist in
jedem Trenn – bzw.
Schneidzustand auch bei hohen Laserleistungen voll einsatzfähig und
immer in seinem normalen Einsatzbereich.
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Vorteilhaft
ist es, wenn zur Herstellung eines Schwächungsbereichs des Werkstücks, insbesondere
einer resultierenden Schwächungslinie,
Materialschwächungslöcher, insbesondere
materialschwächende
Sacklöcher
oder Perforationslöcher,
eingebracht werden, wobei die Art der Materialschwächungslöcher, der
Abstand der Materialschwächungslöcher zueinander
und/oder die Kontur der Materialschwächungslöcher an die Material- und/oder
Werkstückanforderungen
angepasst werden. Die Materialschwächung kann aus einem Abtragen
des Werkstückmaterial
bis in eine vorbestimmte Tiefe bestehen. Die Materialschwächung kann
lokal begrenzt vorgenommen werden, beispielsweise in vorbestimmten
Linienformen, wobei die Linien auf ihrer ganzen Länge bis
in eine bestimmte Tiefe abgetragen werden oder lediglich kurze Linienstücke jeweils
tief abgetragen werden und dazwishen Haltestege stehen bleiben.
Die kurzen Linienstücke
können
bis zu einer annähernden
Pubktlochform verkürzt
werden, wobei dann eine große
Anzahl Löche, perlenschnurähnlich in
dem vorbestimmten Linienbereich eingebracht werden. Die Löcher können Sacklöcher sein,
also noch einen Boden aus dem Material aufweisen oder im Sinne einer
Perforierung das Material jeweils an der Lochstelle durchbrechen.
Durch das vorgeschlagene Verfahren ist eine leicht und genau regel- und/oder steuerbare
Vorrichtung zur Abtragung gegeben.
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Vorteilhaft
ist es, wenn Sacklöcher
mit alternierender Restwandstärke
in einen Mehrschicht-Verbundwerkstoff, auf die Dicke des jeweiligen
Materials abgestimmt, eingebracht werden. Hierdurch wird einerseits
eine ausreichende Stabilität
des Wandmaterials im täglichen
Gebrauch gewährleistet.
Auch eventuell schwer zu durchdringende Schichten können somit
in einem Airbagsystem verwendet werden, wenn die angrenzenden, bearbeitbaren
Schichten bis an die erstgenannte Schicht heran abgetragen werden.
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Zur
Herstellung von beispielsweise Airbagabdeckungen, ist es vorteilhaft,
wenn die Materialschwächung
in kunststoffbasierten, einschichtigen oder mehrschichtigen Werkstücken, insbesondere Instrumententafeln
eingebracht wird.
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Vorteilhaft
ist es, wenn eine prozessadaptive Steuerungs- und/oder Regelungssoftware
verwendet wird, die auf Basis der jeweils aktuellen Prozessparameter
die Folgeparameter definiert. Zur Kontrolle der einzelnen Ausdünnungsschritte
wird der Sensor innerhalb eines Toleranzbereichs um einen Mittelwert als
Ausgabewert des Sensors gehalten. Dieser Wert entspricht einer bestimmten
Linsentemperatur. Die Auswertung der Messgrößen kann während und/oder nach Abschluss
des Abtragungsprozesses erfolgen, beispielsweise kann eine Übertragung
im Abstand von 30 ms in einen Messwertspeicher, sowie Auswertung
nach Abschluss der Bearbeitung erfolgen.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Roboterhand,
durch die ein Laserstrahl auf ein Werkstück zu lenken ist, mit einem optischen
Element, durch das der Laserstrahl vor dem Auftreffen auf das Werkstück hindurchtritt
oder auf das der Laserstrahl vor dem Auftreffen auf das Werkstück auftrifft,
insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
21, wobei ein Temperatursensor zur Messung von Wärmeenergie an oder in der Nähe der Roboterhand
angeordnet ist, der die Wärmeenergie
des optischen Elements misst.
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Durch
die Roboterhand wird somit einerseits der Laserstrahl auf das Werkstück gelenkt
und zugleich kann eine Messung der Laserleistung direkt vor dem
Auftreffen auf das Werkstück
gemessen werden. Die Anordnung ist wenig störanfällig, weil der Sensor an oder
in der Nähe
der Roboterhand untergebracht ist. Es ist keine zusätzliche
Vorrichtung zur Messung der Laserleistung erforderlich, die den Arbeitsbereich
des Roboters einschränken
und stören
könnte.
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Wenn
der Temperatursensor so angeordnet ist, dass die Temperatur an der
dem Laserstrahl zugewandten Seite des optischen Elements zu messen ist.
kann die Laserleitung in einem zusätzlich durch Prozessgas geschützten Raum
erfolgen. Die Messung wird nicht durch Umgebungsparameter beeinflusst.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Temperatursensor ein Pyrometer ist. Hierdurch kann
bei zugleich kompakter Bausweise eine zuverlässige, berührungslose Messung erfolgen.
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Eine
besonders kompakte Anordnung liegt vor, wenn der Temperatursensor
in der Wand der Roboterhand angeordnet ist, insbesondere in einem Winkel
zum optischen Element, insbesondere etwa einem 45° Winkel.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands
der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.
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Es
zeigen:
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1 einen
seitlichen Querschnitt durch eine Roboterhand mit einem Sensor und
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2 eine
Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Roboterhand mit einem Sensor.
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1 zeigt
einen seitlichen Querschnitt durch eine Roboterhand 6 mit
einem Sensor 1. Der Sensor 1 ist hier ein Temperatursensor,
der pyrometrisch die momentane Temperatur des letzten optischen
Elements 3, bestehend hier insbesondere aus einer Linse 4,
misst. Der Sensor 1 ist in einer Außenwand 5 der Roboterhand 6 so
angeordnet, dass er die Temperatur an einer Innenseite 7 der
Linse 4 misst. Durch diese Linse tritt der Laserstrahl 2,
der durch die Roboterhand 6, reflektiert beispielsweise an
einem Spiegel 8 bis zum Austrittsbereich 9 der Roboterhand 6 geführt wird.
In diesem Austrittsbereich 9 ist die Linse 4 zur
Fokussierung des Laserstrahls 2 angeordnet, der anschließend zur
Bearbeitung auf eine Werkstück
geleitet wird. Der Sensor 1 ist vorzugsweise winklig, etwa
in einer 45° Position
zu der Innenseite 7 der Linse 4 angeordnet. Hierdurch wird
eine Störung
des Laserstrahls 2 in der Roboterhand 6 vermieden
und zugleich ein kompakter Aufbau der Roboterhand 6 gewährleistet.
Der Sensor 1 kann leicht mit Hilfe von vorzugsweise verdeckt
geführten
Kabeln versehen werden, wobei die Kabel in oder durch eine Abdeckung 10 angeordnet
werden.
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Durch
die vorgeschlagene Vorrichtung ist eine prozessunabhängige Messung
und Kontrolle der Laserleistung am Werkstück möglich. An diesem letzten Element,
an dem die Laserleitung bestimmt wird, ist die Strahlungsleistung
repräsentativ
für die gesamte
nach dem Austritt aus dem Laser auf dem Weg durch die Roboterhand
absorbierte Strahlung. Die Laserleistung wird hierzu empirisch mit
Hilfe des Sensors 1 bestimmt, insbesondere in Abhängigkeit von
der Geschwindigkeit des Laserstrahls. Die Laserleistung wird während des
Materialabtrags auf dem Werkstück
ständig
gemessen, wodurch somit eine Ermittlung über die werkstücknahe Linse
in das Werkstück
eingebrachte Absorptionsenergie ermöglicht wird.
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Die
Messdaten, die vom Sensor in der Roboterhandaußenwand gemessen werden, werden über die
Kabel weitere an eine Auswerteeinheit geleitet, um dort über eine
Auswertesoftware die eventuell notwendigen Änderungen an der Laserleitung
des Lasers vornehmen zu können.
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2 eine
Aufsicht auf einen Ausschnitt einer Roboterhand 6 mit einem
Sensor 1. Der Sensor 1 ist seitlich in der Außenwand 5 eingebracht
und auf einfache Weise über
eine Abdeckung 10 befestigt.
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- 1
- Sensor
- 2
- Laserstrahl
- 3
- optisches
Element
- 4
- Linse
- 5
- Außenwand
- 6
- Roboterhand
- 7
- Innenseite
- 8
- Spiegel
- 9
- Austrittsbereich
- 10
- Abdeckung