DE102006030130B3 - Workpiece machining method for, e.g., industrial robot, involves compensating deviation of determined actual-position from reference-movement path and deviation of determined actual-speed vector from measured reference-speed vector - Google Patents

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Abstract

The method involves determining an actual-position and actual-speed vector of an operating point relative to a workpiece (4). The determined actual-position is compared with a reference-movement path produced from reference-positions interpolation. The determined vector is compared with a measured reference-speed vector, which lead to the path based on the determined actual-position. The deviation of the determined actual-position from the path and the deviation of the determined actual-speed vector from the measured reference-speed vector are compensated by refraction of an energy beam. An independent claim is also included for a device for machining a workpiece by an energy beam, e.g. laser beam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls, bei dem eine Soll-Bewegungsbahn eines Arbeitspunktes des Energiestrahls als Abfolge von Soll-Positionen mit zugeordneten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten vorgegeben und/oder gespeichert und ein den Energiestrahl in Bezug zum Werkstück positionierender adaptiver Bearbeitungskopf mittels einer Führungsmaschine oder manuell geführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls.The The invention relates to a method for processing a workpiece by means of an energy beam, in particular a laser beam, in which a desired trajectory an operating point of the energy beam as a sequence of desired positions with associated Speed and acceleration data specified and / or stored and an adaptive one positioning the energy beam with respect to the workpiece Processing head by means of a guiding machine or manually guided becomes. Furthermore, the invention relates to a corresponding device for Editing a workpiece by means of an energy beam, in particular a laser beam.

Unter einem „adaptiven Bearbeitungskopf" wird hier ein Bearbeitungskopf verstanden, der strahlformende Elemente und mindestens eine strahlpositionierende Achse (Zusatzachse) aufweist.Under an "adaptive Machining head " understood here a machining head, the beam-forming elements and at least one beam-positioning axis (additional axis).

Laservorrichtungen werden zunehmend zur Materialbearbeitung, insbesondere zum thermischen Fügen von Werkstückteilen eingesetzt. Dabei ist das Bedürfnis gewachsen, die Produktivität der Laserbearbeitungsvorrichtungen zu steigern. Da der Einsatz von Lasern mit relativ hohen Investitionskosten verbunden ist, geht es mithin um die Maximierung der Prozessgeschwindigkeit und die Minimierung der Pausenzeiten, in denen die Laserbearbeitungsvorrichtung unproduktiv ist.laser devices are increasingly used for material processing, in particular for the thermal joining of Workpiece parts used. This is the need grown, productivity increase the laser processing devices. Since the use of Lasers associated with relatively high investment costs goes it's about maximizing process speed and minimizing it the break times in which the laser processing device is unproductive is.

Ein Weg zur Steigerung der Produktivität einer Laserschweißvorrichtung ist der Einsatz eines nach der Technologie des Remote-Laser-Welding arbeitenden Laserbearbeitungskopfes. Durch die Anwendung dieser Technologie können sowohl hohe Prozessgeschwindigkeiten erreicht werden, als auch hohe Positioniergeschwindigkeiten zwischen den eigentlichen Bearbeitungsstellen, so dass die Pausenzeiten minimiert werden. Bei den mit dem Remote-Laser-Welding erreichbaren hohen Prozessgeschwindigkeiten stoßen heutige Führungsmaschinen (Roboter) allerdings an ihre Grenzen.One Way to increase the productivity of a laser welding device is the use of one of the technology of remote laser welding working laser processing head. By applying this Technology can Both high process speeds can be achieved, as well as high Positioning speeds between the actual processing stations, so that the break times are minimized. In the case of remote laser welding achievable high process speeds encounter today's leadership machines (robots) but to their limits.

Problematisch ist beim Einsatz des Remote-Laser-Welding, dass mehrere Zusatzachsen des Laserbearbeitungskopfes in ein komplexes System, und zwar in der Regel in die Steuerung eines 6-achsigen Industrieroboters eingebunden werden müssen. Diese Einbindung führt dazu, dass man für einen Remote-Laser-Bearbeitungskopf verschiedene Anbindungen für verschiedene Steuerungen der Führungsmaschinen (Roboter) benötigt, dass die Programmierung der Anwendung sehr komplex und schwer nachvollziehbar wird, und dass die Synchronisation der aus Führungsmaschine und Remote-Laser-Bearbeitungskopf bestehenden Systeme komplex und anfällig wird.Problematic When using the Remote Laser Welding, that is several auxiliary axes of the laser processing head in a complex system, in usually integrated in the control of a 6-axis industrial robot Need to become. This integration leads to that one for a remote laser machining head different connections for different Controls of the leading machines (Robot) needed, that programming the application is very complex and difficult to understand is, and that the synchronization of the guide machine and remote laser machining head existing systems becomes complex and vulnerable.

Als Beispiel sei in diesem Zusammenhang das Laserschweißen „on the fly" genannt. Dabei „schreibt" der Remote-Laser-Bearbeitungskopf eine zuvor festgelegte Figur auf das Werkstück, während die Führungsmaschine die Vorschubbewegung ausführt. Der Remote-Laser-Bearbeitungskopf verschiebt hierzu permanent seinen Werkzeugpunkt (Arbeitspunkt) bezogen auf sein Gehäuse. Diese Verschiebebewegung kann auch als Schreibbewegung bezeichnet werden. Gleichzeitig wird durch die Führungsmaschine der Werkzeugpunkt bezogen auf das Werkstück verschoben (überlagerte Vorschubbewegung) oder alternativ das Werkstück bezogen auf den Werkzeugpunkt verschoben. Wenn die überlagerte Vorschubbewegung durch den Remote-Laser-Bearbeitungskopf nicht kompensiert wird, „schreibt" er eine verzerrte Figur auf das Werkstück. Außerdem wäre eine konstante Geschwindigkeit der Schreibbewegung nicht gewährleistet und somit auch kein stabiler Prozess gesichert.When Example in this context is the laser welding "on the fly ", where the remote laser processing head" writes " a predetermined figure on the workpiece, while the guide machine, the feed movement performs. The remote laser processing head permanently shifts its Tool point (working point) related to its housing. These Movement movement can also be referred to as writing movement. At the same time, the leadership machine the tool point shifted with respect to the workpiece (superimposed Feed movement) or alternatively the workpiece with respect to the tool point postponed. If the superimposed feed motion through the remote laser machining head is not compensated, he "writes" a distorted Figure on the workpiece. Besides, one would be constant speed of the writing movement is not guaranteed and therefore no stable process secured.

Ein weiteres Problem besteht beim „Schreiben" von Figuren, d.h. dem Ausführen einer Bewegungsbahn, wenn der Remote-Laser-Bearbeitungskopf nicht mittels einer Führungsmaschine (Roboter), sondern von Hand über das Werkstück geführt werden soll. Für dieses Problem gibt es bislang noch keine zufriedenstellende Lösung.One Another problem is the "writing" of figures, i. the run a trajectory when the remote laser machining head is not by means of a guiding machine (Robot), but by hand over the workpiece guided shall be. For There is still no satisfactory solution to this problem.

Ein weiteres Problem ist der Ausgleich mangelnder Dynamik von Führungsmaschinen bei hoher Vorschubgeschwindigkeit und schnellen Orientierungen. Dabei treten schnell Überschleifungen (Überlagerungen) der eigentlich programmierten Bewegungsbahn auf. Des weiteren können Vibrationen dazu führen, dass beispielsweise eine als geradlinig programmierte Linie nicht als solche, sondern als Schlängellinie „geschrieben" wird. Da sich durch diese ungewollten Überlagerungen eine veränderte abgewickelte Länge der geschriebenen Bahn ergibt, ist die spezifische Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Figur auf das Werkstück geschrieben wird, eine andere als diejenige, die ursprünglich programmiert wurde. Das Bearbeitungsergebnis entspricht demnach weder hinsichtlich der geschriebenen Figur noch hinsichtlich des spezifischen Energieeintrages den jeweiligen Vorgaben.One Another problem is the balance of lack of dynamics of leadership machines at high feed rate and fast orientations. In this case, fast over-grinding occurs (Overlays) the actually programmed trajectory. Furthermore, vibrations can do so to lead, that, for example, a straight-line programmed line is not As such, it is "written" as a meandering line these unwanted overlays a changed one unwound length the written path, is the specific feed rate, with the figure on the workpiece is written, other than the one that was originally programmed. The processing result therefore corresponds neither to the written Figure still with regard to the specific energy input the respective Requirements.

Aus der DE 103 35 501 A1 ist ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls bekannt, bei dem eine Soll-Bewegungsbahn eines Arbeitspunktes des Laserstrahls als Abfolge von Soll-Positionen in einer Steuerung gespeichert wird. Ferner wird bei diesem Verfahren ein Laserkopf, der über ein Strahlleitsystem den Laserstrahl auf einen Prozessort fokussiert, durch eine programmierbare Führungsmaschine entlang einer vorgegebenen Bearbeitungsbahn geführt. Der Prozess wird dabei mit einer in den Strahlengang eingekoppelten Kamera beobachtet, welche mit einem erweiterten Gesichtsfeld den Prozessort und dessen weitere Umgebung abwechselnd optisch erfasst und auswertet. Dabei wird zum Erfassen der Umgebung der Prozessort durch eine dynamische Blendeneinrichtung temporär ausgeblendet. Während der Bearbeitung wird mittels einer in dem Laserkopf angeordneten Abstandsmesseinrichtung der Fokusabstand zeitbezogen erfasst und ausgewertet. Mittels der Kamera werden zudem im Vorlauf Ist-Positionen der Bearbeitungsbahn in der Ebene senkrecht zu der Abstandsrichtung anhand charakteristischer Oberflächenmerkmale zeitbezogen ermittelt. Aus einem Vergleich der Ist-Positionen der Bearbeitungsbahn mit entsprechenden Werten der Soll-Bewegungsbahn werden dann Stellgrößen zum Nachregeln der Ablenkung des Laserstrahls gewonnen.From the DE 103 35 501 A1 a method for machining a workpiece by means of a laser beam is known in which a desired trajectory of an operating point of the laser beam is stored as a sequence of desired positions in a controller. Furthermore, in this method, a laser head, which focuses the laser beam onto a processing location via a beam guidance system, is guided along a predetermined machining path by a programmable guiding machine. The process is observed with a coupled into the beam path camera, which with a erwei The visual field alternately optically records and evaluates the processor and its surroundings. In this case, the process location is temporarily hidden by a dynamic aperture device for detecting the environment. During processing, the focal distance is recorded and evaluated in a time-related manner by means of a distance measuring device arranged in the laser head. By means of the camera, actual positions of the machining path in the plane perpendicular to the distance direction are also determined in a timely manner on the basis of characteristic surface features. From a comparison of the actual positions of the machining path with corresponding values of the desired movement path, manipulated variables for readjusting the deflection of the laser beam are then obtained.

Des weiteren ist aus der EP 1 219 380 A2 ein Laserschweißverfahren bekannt, bei dem mit einer Laserstrahl- Projektionseinrichtung ein Laserstrahl auf eine zuvor erfasste Schweißposition projiziert wird. Dabei werden einzelne Daten betreffend Schweißpositionen, die mit einer Schweißabschnitt-Erfassungseinrichtung sequentiell zeitbezogen erfasst werden, und Bewegungsgeschwindigkeiten, mit denen die mit der Laserstrahl-Projektionseinrichtung gekoppelte Schweißabschnitt-Erfassungseinrichtung bewegt wird, in Kombination mit Zeiten, bei denen die einzelnen Daten betreffend die Schweißpositionen erhalten werden, gespeichert. Basierend auf den gespeicherten Zeiten und Bewegungsgeschwindigkeiten wird die Zeit berechnet, bei der die Schweißabschnitt-Erfassungseinrichtung einen Punkt passiert hat, an dem eine Laserstrahl-Projektionseinrichtung gerade angekommen ist. Der Laserstrahl wird dann zu der berechneten Zeit durch die Laserstrahl-Projektionseinrichtung auf den jeweiligen Schweißabschnitt projiziert, der durch die Schweißabschnitt-Erfassungseinrichtung erfasst wurde.Furthermore, from the EP 1 219 380 A2 a laser welding method is known in which a laser beam is projected onto a previously detected welding position with a laser beam projection device. At this time, individual data concerning welding positions sequentially timed with a welding portion detecting means and moving speeds with which the welding portion detecting means coupled with the laser beam projecting means are moved are obtained in combination with times at which the individual data concerning the welding positions are obtained be saved. Based on the stored times and moving speeds, the time at which the welding portion detecting means has passed a point where a laser beam projecting means has just arrived is calculated. The laser beam is then projected onto the respective welding portion detected by the welding portion detecting means at the calculated time by the laser beam projecting means.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der tatsächliche Arbeitspunkt (Werkzeugpunkt) stets weitestgehend dem gewünschten, durch Programmierung vorgegebenen Arbeitspunkt des Energiestrahls entspricht. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches verbessertes Verfahren auch für manuell geführte Bearbeitungsköpfe zu schaffen. Ferner soll bei einem gattungsgemäßen Verfahren die Anbindung des adaptiven Bearbeitungskopfes an verschiedene Steuerungen von Führungsmaschinen sowie die Anwendungsprogrammierung des Bearbeitungskopfes vereinfacht werden. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Durchführung des so verbesserten Verfahrens angegeben werden.Of the The present invention is based on the object, a method of the type mentioned above to improve that the actual operating point (Tool point) always largely the desired, by programming corresponds to the predetermined operating point of the energy beam. Especially the invention has the object, such an improved Procedure also for manual guided processing heads to accomplish. Furthermore, in a generic method, the connection of the adaptive machining head to various controls of Guiding machines as well simplifies the application programming of the machining head become. About that In addition, a device for carrying out the method thus improved be specified.

Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.These Tasks are according to the invention by a method having the features of claim 1 or by a device with the features of claim 17 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird während der Bearbeitung des Werkstücks die Positionsänderung des Arbeitspunktes des Energiestrahls in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche und in der Ebene senkrecht zu der Abstandsrichtung mit mindestens einem im oder am Bearbeitungskopf angeordneten Sensor zeitbezogen erfasst, wobei mit dem Sensor charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale des Werkstücks und/oder charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale einer das Werkstück aufnehmenden Vorrichtung erfasst und in Signale umgesetzt werden. Anhand der so erlangten Signale werden die Ist-Position des Arbeitspunktes und dessen Ist-Geschwindigkeitsvektor im Raum relativ zum Werkstück ermittelt. Die ermittelte Ist-Position des Arbeitspunktes wird dann mit der sich aus der Interpolation der Soll-Positionen ergebenden Soll-Bewegungsbahn des Arbeitspunktes verglichen. Ferner wird der ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor des Arbeitspunktes mit einem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor, der ausgehend von der ermittelten Ist-Position des Arbeitspunktes zu dessen sich aus der Interpolation der Soll-Positionen ergebenden Soll-Bewegungsbahn führt, verglichen. Ergibt der Vergleich eine Abweichung der ermittelten Ist-Position von der besagten nächstfolgenden Soll-Position des Arbeitspunktes und/oder eine Abweichung des ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektors von dem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor, so wird die jeweilige Abweichung durch eine Ablenkung des Energiestrahls kompensiert (korrigiert).at the method according to the invention is during the machining of the workpiece the position change the operating point of the energy beam in the distance direction to the workpiece surface and in the plane perpendicular to the pitch direction with at least one sensor arranged in or on the machining head is recorded in a time-related manner, wherein with the sensor characteristic surface and / or contour features of the workpiece and / or characteristic surface and / or contour features of a workpiece receiving device be captured and converted into signals. Based on the thus obtained Signals become the actual position of the operating point and its actual velocity vector in Space relative to the workpiece determined. The determined actual position of the operating point then becomes with the resulting from the interpolation of the target positions Target path of the operating point compared. Furthermore, the determined actual velocity vector of the operating point with a calculated target velocity vector, based on the determined Actual position of the operating point to which results from the interpolation the target positions resulting target trajectory leads, compared. results the comparison a deviation of the determined actual position of the said next desired position the operating point and / or a deviation of the determined actual speed vector from the calculated target velocity vector, Thus, the respective deviation by a deflection of the energy beam compensated (corrected).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit einen autonomen Betrieb eines adaptiven Laserbearbeitungskopfes an einer ein- oder mehrachsigen Führungsmaschine, insbesondere einem Industrieroboter, und ebenso einen manuellen Betrieb, d.h. eine Führung eines adaptiven Laserbearbeitungskopfes von Hand zum Bearbeiten eines Werkstückes. Der adaptive Laserbearbeitungskopf detektiert dabei selbst die Geschwindigkeit und den Geschwindigkeitsvektor und kann hierdurch unabhängig von und überlagert zur Bewegung der Führungsmaschine bzw. der Bewegung des damit arbeitenden Menschen agieren und schreibt die zuvor in eine zugehörige Steuerung programmierte Figur (Soll-Bearbeitungsbahn), z.B. eine Schweißnaht oder Gravur, mit der zuvor programmierten Vorschubgeschwindigkeit, ausgelöst durch ein externes Startsignal, auf das Werkstück.The inventive method allows thus an autonomous operation of an adaptive laser processing head on a single or multi-axis guide machine, in particular an industrial robot, as well as a manual operation, i. a guide an adaptive laser processing head by hand for editing a workpiece. The adaptive laser processing head detects the speed itself and the velocity vector and thereby independent of and superimposed to move the leadership machine or the movement of the people working with it and write the previously in an associated Control programmed figure (target machining path), e.g. a Weld or Engraving, with the previously programmed feed rate, triggered by an external start signal, on the workpiece.

Dynamische Fehler der Führungsmaschine in Position und Geschwindigkeit bzw. entsprechende Fehler bei der Führung durch die mit dem adaptiven Laserbearbeitungskopf arbeitenden Person werden durch das erfindungsgemäße Verfahren kompensiert.dynamic Error of the leading machine in Position and speed or corresponding errors in the leadership by the person working with the adaptive laser processing head will go through the inventive method compensated.

Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete adaptive Bearbeitungskopf kann insbesondere als Remote-Laser-Bearbeitungskopf ausgebildet sein.Of the used in the process according to the invention In particular, adaptive machining head can be used as a remote laser machining head be educated.

Die Startorientierung der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes wird vorzugsweise relativ zum Bearbeitungskopf gewählt. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Startorientierung und/oder den Startpunkt der Bewegungsbahn des Arbeitspunktes relativ zu markanten Strukturelementen des Werkstückes und/oder markanten Strukturelementen einer das Werkstück haltenden Vorrichtung zu wählen.The Start orientation of the trajectory of the energy beam operating point is preferably selected relative to the machining head. Also it is within the scope of the invention, the start orientation and / or the starting point of the trajectory of the working point relative to striking Structural elements of the workpiece and / or distinctive structural elements of a workpiece holding Device to choose.

Des weiteren liegt es im Rahmen der Erfindung, die Startorientierung und/oder den Startpunkt der Bewegungsbahn des Arbeitspunktes relativ zu einer Werkstückkontur oder einer Kontur einer das Werkstück haltenden Vorrichtung zu wählen, wobei die Kontur, insbesondere Werkstückkontur, dann vorzugsweise mit einer Kamera erfasst wird.Of further it is within the scope of the invention, the start orientation and / or the starting point of the movement path of the operating point relative to a workpiece contour or a contour of a device holding the workpiece choose, wherein the contour, in particular workpiece contour, then preferably captured with a camera.

Zur Erzielung eines gleichmäßigen Energieeintrages wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Leistung des Energiestrahls in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes geregelt. Alternativ hierzu ist auch vorgesehen, dass die Vorschub geschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes in Abhängigkeit von der Leistung des Energiestrahls geregelt wird.to Achieving a uniform energy input is in the inventive method the power of the energy beam as a function of the feed rate of the energy beam operating point. Alternatively, this is also provided that the feed rate of the energy beam operating point in dependence of the power of the energy beam is regulated.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes in Abhängigkeit vom Abstand des Arbeitspunktes zur Werkstückoberfläche und/oder in Abhängigkeit von der Einstrahlrichtung des Energiestrahls geregelt wird.In a further embodiment of the method according to the invention is provided that the feed rate of the energy beam operating point dependent on from the distance of the working point to the workpiece surface and / or in dependence is controlled by the irradiation direction of the energy beam.

Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Leistung des Energiestrahls in Abhängigkeit vom Abstand des Arbeitspunktes zur Werkstückoberfläche und/oder in Abhängigkeit von der Einstrahlrichtung des Energiestrahls geregelt wird.Finally is it also advantageous if according to a further embodiment of the method according to the invention, the performance the energy beam in dependence from the distance of the working point to the workpiece surface and / or in dependence is controlled by the irradiation direction of the energy beam.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred and advantageous embodiments of the method according to the invention are in the subclaims specified.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:following the invention with reference to several embodiments with reference to the enclosed drawing closer explained. Therein show in a schematic representation:

1 eine Führungsmaschine mit einem herkömmlichen Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung eines Werkstücks; 1 a guide machine with a conventional laser processing head for machining a workpiece;

2 eine Führungsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung eines Werkstücks; 2 a guide machine with a laser processing head according to the invention for machining a workpiece;

3 ein beobachteter Bereich einer Werkstückoberfläche; 3 an observed area of a workpiece surface;

4 der Beobachtungsbereich gemäß 3 zu einem Zeitpunkt t1; 4 the observation area according to 3 at a time t 1 ;

5 der Beobachtungsbereich gemäß 4 zu einem späteren Zeitpunkt t2; 5 the observation area according to 4 at a later time t 2 ;

6 eine durch mehrere Soll-Positionen definierte Soll-Bewegungsbahn eines Energiestrahl-Arbeitspunktes mit abweichenden Ist-Positionen und zugehörigen Ist-Geschwindigkeitsvektoren des Energiestrahl-Arbeitspunktes; 6 a desired movement path of an energy beam operating point defined by a plurality of desired positions with deviating actual positions and associated actual speed vectors of the energy beam operating point;

7 eine weitere Soll-Bewegungsbahn eines Energiestrahl-Arbeitspunktes mit abweichenden Ist-Positionen und zugehörigen Ist-Geschwindigkeitsvektoren des Energiestrahl-Arbeitspunktes. 7 a further desired trajectory of an energy beam operating point with different actual positions and associated actual velocity vectors of the energy beam operating point.

Zunächst werden anhand der 1 die beim Remote-Laser-Welding nach dem derzeitigen Stand der Technik vorhandenen Probleme erläutert.First, based on the 1 explains the problems present in remote laser welding of the current state of the art.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine mehrachsige Führungsmaschine 3, an der ein herkömmlicher Remote-Laser-Bearbeitungskopf 1 als Werkzeug zum Laserschweißen eines Werkstückes 4 montiert ist. 1 shows a schematic representation of a multi-axis guide machine 3 at which a conventional remote laser machining head 1 as a tool for laser welding a workpiece 4 is mounted.

Die Lage des Arbeitspunktes 2 des Laserstrahls (Bearbeitungsmittelpunkt) ist nicht relativ zur Lage des zu bearbeitenden Werkstückes 4, sondern relativ zur Lage der Führungsmaschine 3 festgelegt. Dadurch führen dynamische Fehler der Führungsmaschine 3, wie zum Beispiel an der Führungsmaschine auftretende Vibrationen, zu Positionier- und Geschwindigkeitsfehlern des Werkzeuges am Werkstück 4. Denn herkömmliche Remote-Laser-Bearbeitungsköpfe 1 sind nicht in der Lage, die dynamischen Fehler der Führungsmaschine 3 zu ermitteln und zu kompensieren. Die Ist-Position des Arbeitspunktes 2 des Laserstrahls, dargestellt durch den mit dem Bezugszeichen 7 markierten Ortsvektor xa(t), entspricht daher regelmäßig nicht der Soll-Position, die durch den mit dem Bezugszeichen 8 markierten Ortsvektor xb(t) dargestellt ist. Der Bearbeitungspunkt 2 des Werkzeuges 1 befindet sich somit nicht in der gewünschten Bearbeitungsposition 6. Auch entspricht der Ist-Geschwindigkeitsvektor va(t), der hier zusätzlich mit dem Bezugszeichen 9 versehen ist, nicht dem mit dem Bezugszeichen 10 versehenen Soll-Geschwindigkeitsvektor vb(t). Das Bezugszeichen 5 bezeichnet den Ortsvektor des Positionierfehlers.The location of the working point 2 The laser beam (machining center) is not relative to the position of the workpiece to be machined 4 but relative to the location of the guiding machine 3 established. This leads to dynamic mistakes of the leading machine 3 , such as, for example, vibrations occurring at the guide machine, to positioning and speed errors of the tool on the workpiece 4 , Because conventional remote laser machining heads 1 are not capable of the dynamic mistakes of the leading machine 3 to determine and compensate. The actual position of the operating point 2 the laser beam represented by the reference numeral 7 marked location vector xa (t), therefore regularly does not correspond to the desired position by the reference numeral 8th marked location vector xb (t) is shown. The edit point 2 of the tool 1 is thus not in the desired machining position 6 , The actual velocity vector va (t) also corresponds here to the reference symbol 9 is provided, not with the reference numeral 10 provided target velocity vector vb (t). The reference number 5 denotes the position vector of the positioning error.

Des weiteren ergibt sich durch die Festlegung der Position des Werkzeuges bzw. Bearbeitungspunktes 2 relativ zur Position der Führungsmaschine 3, dass Änderungen der Werkstückform und/oder der Werkstücklage zu Positionier- und Geschwindigkeitsfehlern des Werkzeuges am Werkstück 4 führen.Furthermore, results from the Festle tion of the position of the tool or machining point 2 relative to the position of the guide machine 3 in that changes in the workpiece shape and / or the workpiece position lead to positioning and speed errors of the tool on the workpiece 4 to lead.

Die Einbindung eines herkömmlichen Remote-Laser-Bearbeitungskopfes 1 erfordert bislang für jede neue Führungsmaschine 3 eine spezifische Schnittstelle. Ferner ist die Programmierung einer einen herkömmlichen Remote-Laser-Bearbeitungskopf 1 aufweisenden Führungsmaschine 3 kompliziert und fehleranfällig.The integration of a conventional remote laser machining head 1 requires so far for every new leadership machine 3 a specific interface. Further, programming is a conventional remote laser machining head 1 having guiding machine 3 complicated and error prone.

Unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 wird nun die vorliegende Erfindung näher erläutert.With reference to the 2 to 7 Now, the present invention will be explained in more detail.

In 2 ist wiederum eine mehrachsige Führungsmaschine 3 schematisch dargestellt. An der Führungsmaschine 3 ist ein adaptiver Laserbearbeitungskopf 11 zum Bearbeiten eines Werkstückes (Bauteils) 4 montiert. Das Werkstück 4 ist dreidimensional geformt. Als adaptiver Laserbearbeitungskopf 11 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise ein nach dem sogenannten Remote-Laser-Welding arbeitender Laserbearbeitungskopf verwendet. Bei der Bearbeitung des Werkstückes 4 kann es sich beispielsweise um Laserschweißen, Lasergravieren oder Laserbeschriften handeln.In 2 is again a multi-axis leadership machine 3 shown schematically. At the leading machine 3 is an adaptive laser processing head 11 for machining a workpiece (component) 4 assembled. The workpiece 4 is shaped in three dimensions. As an adaptive laser processing head 11 In the method according to the invention, it is preferable to use a laser processing head operating according to the so-called remote laser welding. When machining the workpiece 4 it may be, for example, laser welding, laser engraving or laser marking.

Der adaptive Laserbearbeitungskopf 11 beinhaltet ein optisches System, das strahlformende Elemente und eine oder mehrere strahlpositionierende Zusatzachsen aufweist, die den Laserstrahl formen bzw. positionieren. Ferner ist der adaptive Laserbearbeitungskopf 11 mit einem oder mehreren Sensoren zur Messung des Abstandes zum Werkstück 4 und zur Messung des Geschwindigkeitsvektors des Laser-Arbeitspunktes in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung versehen. Die Sensoren bestehen vorzugsweise aus optischen Sensoren und sind vorzugsweise im Laserbearbeitungskopf 11 integriert. Die Sensoren nutzen dabei vorzugsweise einen Teil des Strahlengangs und der optischen Komponenten, die der Formung und Führung des Arbeitslaserstrahls dienen. Des weiteren ist dem adaptiven Laserbearbeitungskopf 11 eine Einheit zur Verarbeitung der Sensorsignale zugeordnet, wobei diese Verarbeitungseinheit auch die Verarbeitung der Bedienereingabe sowie die Ansteuerung der strahlpositionierenden Zusatzachsen ausführt. Darüber hinaus besitzt eine erfindungsgemäße Laser-Bearbeitungsanlage eine Schnittstelle zur Programmierung des adaptiven Laserbearbeitungskopfes 11 sowie eine Schnittstelle zur informationstechnischen Einbindung in die Anlage.The adaptive laser processing head 11 includes an optical system having beam-shaping elements and one or more beam-positioning auxiliary axes that shape or position the laser beam. Further, the adaptive laser processing head 11 with one or more sensors for measuring the distance to the workpiece 4 and for measuring the velocity vector of the laser operating point in the plane perpendicular to the pitch direction. The sensors preferably consist of optical sensors and are preferably in the laser processing head 11 integrated. The sensors preferably use a part of the beam path and of the optical components which serve to shape and guide the working laser beam. Furthermore, the adaptive laser processing head 11 assigned to a unit for processing the sensor signals, said processing unit also performs the processing of the operator input and the control of the beam-positioning additional axes. In addition, a laser processing system according to the invention has an interface for programming the adaptive laser processing head 11 as well as an interface for information technology integration into the system.

Die vom adaptiven Laserbearbeitungskopf 11 auf das Werkstück 4 zu „schreibende" Figur, d.h. die Soll-Bewegungsbahn des Bearbeitungsmittelpunktes wird der Steuerung des Laserbearbeitungskopfes 11 als Abfolge von relativen Bahnpunkten mit zugehörigen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten vorgegeben und/oder in der Steuerung gespeichert. Durch den erwähnten mindestens einen Sensor, vorzugsweise optischen Sensor, wird die inkrementelle Positionsänderung des Bearbeitungsmittelpunktes in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung und in Abstandsrichtung in Bezug auf den letzten Messwert online ermittelt. Dies erfolgt hinsichtlich der Positionsänderung des Bearbeitungsmittelpunktes in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung durch Sensoren, wie sie beispielsweise aus der EP 0 448 615 B1 oder DE 102 46 482 B4 bekannt sind und zur Geschwindigkeitsermittlung genutzt werden. Die Messung der inkrementellen Positionsänderung des Bearbeitungsmittelpunktes in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche erfolgt mit herkömmlichen Abstandsmessverfahren, beispielsweise mittels Lasertriangulation.The from the adaptive laser processing head 11 on the workpiece 4 to "writing" figure, ie the desired movement path of the processing center is the control of the laser processing head 11 predetermined as a sequence of relative orbital points with associated speed and acceleration data and / or stored in the controller. By the mentioned at least one sensor, preferably optical sensor, the incremental position change of the processing center point in the plane perpendicular to the distance direction and in the distance direction with respect to the last measured value is determined online. This is done with respect to the change in position of the processing center point in the plane perpendicular to the distance direction by sensors, such as those from the EP 0 448 615 B1 or DE 102 46 482 B4 are known and used for speed determination. The measurement of the incremental change in position of the machining center in the distance direction to the workpiece surface is carried out with conventional distance measuring methods, for example by means of laser triangulation.

Wie unten noch näher erläutert wird, erfasst der Sensor charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale des Werkstücks und/oder charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale einer das Werkstück aufnehmenden Vorrichtung.As closer still below explained the sensor detects characteristic surface and / or contour features of the workpiece and / or characteristic surface and / or contour features of a workpiece receiving Contraption.

Aus der Positionsänderung wird auch der Geschwindigkeitsvektor va(t) des Bearbeitungsmittelpunktes 2 im Raum relativ zum Werkstück 4 ermittelt. Die Ist-Position des Bearbeitungsmittelpunktes 2 wird somit in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche und die Geschwindigkeit des Bearbeitungsmittelpunktes 2 in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung bezüglich des Werkstückes 4 absolut und online gemessen. Hieraus wird die Ist-Geschwindigkeit des Bearbeitungsmittelpunktes 2 als Vektor va(t) im Raum in Relation zum Werkstück 4 ermittelt.The change in position also causes the speed vector va (t) of the machining center 2 in space relative to the workpiece 4 determined. The actual position of the machining center 2 thus becomes in the distance direction to the workpiece surface and the speed of the processing center 2 in the plane perpendicular to the distance direction with respect to the workpiece 4 measured absolutely and online. From this the actual speed of the processing center becomes 2 as vector va (t) in space in relation to the workpiece 4 determined.

Fehlpositionierungen des Bearbeitungsmittelpunktes 2 in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung und in Abstandsrichtung werden so erkannt und mittels des adaptiven Laserbearbeitungskopfes 11 durch eine entsprechende Ablenkung des Laserstrahls korrigiert. Fehlerhafte Ist-Geschwindigkeitsvektoren des Bearbeitungsmittelpunktes können insbesondere durch einen Vergleich mit einem der Steuerung vorgegebenen und/oder darin abgelegten Soll-Geschwindigkeitsvektor erkannt und mittels des adaptiven Laserbearbeitungskopfes 11 durch eine entsprechende Ablenkung des Laserstrahls korrigiert werden. Dadurch wird erreicht, dass die „geschriebene" Figur in sich korrekt ist und der Bearbeitungsmittelpunkt 2 des Laserstrahls immer auf der Werkstückoberfläche liegt. Des weiteren wird erreicht, dass die Ist-Geschwindigkeit auf der Werkstückoberfläche immer der Soll-Geschwindigkeit entspricht und somit die eingebrachte Streckenenergie der vorgegebenen Streckenenergie entspricht.Incorrect positioning of the machining center 2 in the plane perpendicular to the distance direction and in the distance direction are thus recognized and by means of the adaptive laser processing head 11 corrected by a corresponding deflection of the laser beam. Faulty actual velocity vectors of the processing center point can be detected, in particular, by a comparison with a setpoint velocity vector which is predetermined and / or stored in the control, and by means of the adaptive laser processing head 11 be corrected by a corresponding deflection of the laser beam. This ensures that the "written" figure is correct in itself and the processing center point 2 of the laser beam always lies on the workpiece surface. Furthermore, it is achieved that the actual speed on the workpiece surface always corresponds to the desired speed and thus corresponds to the introduced path energy of the given path energy.

Die Einhaltung der Soll-Bewegungsbahn des Bearbeitungsmittelpunktes erfordert somit keine genaue Kenntnis der Ortsvektoren xa(t) oder xb(t). Beide Ortsvektoren sind prinzipbedingt fehlerbehaftet und werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht benötigt. Dies ist ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren, da der Ortsvektor xa(t) durch Bahndaten der Führungsmaschine 3 verkörpert wird, die mit statischen und dynamischen Fehlern behaftet sind und deren Einbindung in ein Korrektursystem problematisch und aufwändig ist. Der Ortsvektor xb(t) wird üblicherweise durch CAD-Daten verkörpert oder durch manuelle Programmierung eingelernt. Diese Daten unterliegen jedoch Streuungen der Form und Lage des Werkstückes, Toleranzen der das Werkstück haltenden Spannsysteme, Deformationen sowie thermischen Einflüssen und stehen daher als absolute Online-Werte in der Realität nicht zur Verfügung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden dagegen die vorhandenen Streuungen online ermittelt und korrigiert. Der Startpunkt und die Startorientierung für die zu „schreibende" Figur werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise durch eine Online-Suchfahrt anhand charakteristischer Merkmale des Werkstücks und/oder der das Werkstück aufnehmenden Haltevorrichtung ermittelt. Für den Fall, dass Position und Orientierung der zu „schreibenden" Figur nicht allzu genau sein müssen, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren aber auch die Möglichkeit, dass Startpunkt und die Startorientierung fest programmiert werden.Compliance with the desired path of movement of the processing center thus does not require precise knowledge of the location vectors xa (t) or xb (t). Both position vectors are error-prone in principle and are not required in the method according to the invention. This is a considerable advantage of the method according to the invention, since the location vector xa (t) is determined by path data of the guiding machine 3 which are subject to static and dynamic errors and whose integration into a correction system is problematic and time-consuming. The position vector xb (t) is usually embodied by CAD data or learned by manual programming. However, these data are subject to variations in the shape and position of the workpiece, tolerances of the workpiece holding clamping systems, deformations and thermal influences and are therefore not available as absolute online values in reality. On the other hand, the existing scatters are determined and corrected online by the method according to the invention. In the method according to the invention, the starting point and the starting orientation for the figure to be "written" are preferably determined by an online search on the basis of characteristic features of the workpiece and / or of the holding device receiving the workpiece "Figure need not be too accurate, but the method of the invention also includes the possibility that start point and the start orientation are permanently programmed.

Gemäß der Erfindung wird die inkrementelle, relative Positionsänderung des Bearbeitungsmittelpunktes 2 des Werkzeuges bezüglich des Werkstücks 4 online ermittelt und eine Ablenkung des Laserstrahls des adaptiven Laserbearbeitungskopfes 11 zur Fehlerkompensation genutzt, so dass der tatsächliche Bearbeitungspunkt des Laserstrahls zu jeder Zeit weitestgehend dem optimalen Bearbeitungspunkt entspricht und der Bearbeitungs mittelpunkt 2 praktisch immer auf der Werkstückoberfläche liegt. Die Ist-Geschwindigkeit des Bearbeitungsmittelpunktes 2 auf der Werkstückoberfläche entspricht dabei praktisch der Soll-Geschwindigkeit auf der Werkstückoberfläche (vgl. 2).According to the invention, the incremental, relative position change of the processing center 2 of the tool relative to the workpiece 4 determined online and a deflection of the laser beam of the adaptive laser processing head 11 used for error compensation, so that the actual processing point of the laser beam at any time largely corresponds to the optimal processing point and the machining center 2 practically always lies on the workpiece surface. The actual speed of the machining center 2 on the workpiece surface practically corresponds to the target speed on the workpiece surface (see. 2 ).

Der mindestens eine, vorzugsweise im Laserbearbeitungskopf integrierte Sensor zur Erfassung des Ist-Geschwindigkeitsvektors sendet beispielsweise einen Lichtstrahl zur Lichtprojektion eines Kreises. Der Sensor ist hierzu mit einem hohlen Kreiskegelstumpf versehen. Das Bild des projizierten Kreises wird aus der selben Richtung detektiert, aus der es projiziert wird, wobei zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in Vorschubrichtung und quer zur Vorschubrichtung die Abfolge der reflektierten Lichtpunkte kreuzkorreliert werden. Eine Ähnlichkeit ergibt sich dabei nur in den zwei Kreissegmenten, deren Tangente parallel zum Ist-Geschwindigkeitsvektor liegt. Zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche werden die Abstandsinformationen in jedem Lichtpunkt genutzt, die sich aus der zeitlichen Änderung der Linienbreite und/oder des Radius des projizierten Lichtkreises bzw. Kreissegmentes ergeben.Of the at least one, preferably integrated in the laser processing head Sensor for detecting the actual speed vector sends, for example a light beam for the light projection of a circle. The sensor is for this purpose provided with a hollow circle truncated cone. The picture of the projected circle is detected from the same direction, from which it is projected, wherein for determining the actual velocity vector in the feed direction and transverse to the feed direction, the sequence of reflected light points are cross-correlated. A similarity results only in the two circle segments, whose tangents are parallel to the actual velocity vector is located. To determine the actual velocity vector in the direction of distance to the workpiece surface the distance information used in each spot of light that is from the temporal change of Line width and / or the radius of the projected light circle or Circle segment result.

In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Sensor zur Erfassung des Ist-Geschwindigkeitsvektors wiederum einen Lichtkreis auf die Werkstückoberfläche projiziert, jedoch für eine abtastende Triangulation ausgebildet ist. Zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in Vorschubrichtung und quer zur Vorschubrichtung werden dann wiederum die aufeinanderfolgenden reflektierten Lichtpunkte kreuzkorreliert, wobei sich eine Ähnlichkeit nur in den zwei Kreissegmenten ergibt, deren Tangente parallel zum Ist-Geschwindigkeitsvektor liegt. Zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche werden die Abstandsinformationen in jedem Lichtpunkt genutzt, die sich aus dem Triangulationsergebnis in jedem Abtastpunkt ergeben.In an alternative embodiment of the method according to the invention it is provided that the sensor for detecting the actual speed vector again projected a circle of light on the workpiece surface, but for a scanning Triangulation is formed. To determine the actual velocity vector in the feed direction and transverse to the feed direction are then turn the successive reflected points of light cross-correlate, being a similarity only in the two circle segments, whose tangent parallel to Actual velocity vector lies. To determine the actual velocity vector in the direction of distance to the workpiece surface the distance information used in each spot of light that is from the triangulation result in each sample point.

Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in der Ebene der Werkstückoberfläche bzw. in der Ebene quer zur Abstandsrichtung der Positionsänderung des Bearbeitungspunktes zur Werkstückoberfläche das Kreuzkorrelationsverfahren auf einen Bildausschnitt rund um den Laserfokus angewandt wird, ohne dass hierbei eine gesonderte Lichtprojektion erfolgt (vgl. 3 bis 5). Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass es entweder genügend markante Punkte in dem Bildausschnitt gibt, die man mit ausreichender Auflösung mit einer Empfängerkamera aufnimmt, oder, dass die Auflösung und Kontrastschärfe der Empfängerkamera hoch genug sind, um die gerichtet, geordnet oder chaotisch verteilten Oberflächenmerkmale des Werkstückes zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors nutzen zu können.According to another preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the cross-correlation method is applied to an image section around the laser focus to determine the actual velocity vector in the plane of the workpiece surface or in the plane transverse to the distance direction of the position change of the processing point to the workpiece surface, without that in this case a separate light projection takes place (cf. 3 to 5 ). The prerequisite for this, however, is that there are either enough prominent points in the image section that are recorded with sufficient resolution with a receiver camera, or that the resolution and contrast sharpness of the receiver camera are high enough to the directional, ordered or chaotically distributed surface features of the workpiece to use for determining the actual speed vector.

In 3 ist ein kreisflächenförmiger Bereich 12 einer Werkstückoberfläche skizziert, der durch eine Empfängerkamera beobachtet wird. Die Werkstückoberfläche weist im Beobachtungsbereich 12 mehrere charakteristische Oberflächenmerkmale 13 auf. Mit 14 ist ein zugehöriges Messkoordinatensystem bezeichnet.In 3 is a circular area 12 sketched a workpiece surface, which is observed by a receiver camera. The workpiece surface points in the observation area 12 several characteristic surface features 13 on. With 14 is called an associated measurement coordinate system.

4 zeigt den Beobachtungsbereich gemäß 3 zu einem Zeitpunkt t1. Die charakteristischen Oberflächenmerkmale und das zugehörige Messkoordinatensystem zur zeit t1 sind mit 13' bzw. 14' bezeichnet. 4 shows the observation area according to 3 at a time t 1 . The characteristic surface features and the associated measurement coordinate system at time t 1 are with 13 ' respectively. 14 ' designated.

5 zeigt den Beobachtungsbereich gemäß 4 zu einem späteren Zeitpunkt t2. Es ist zu erkennen, dass die charakteristischen Oberflächenmerkmale in dem Beobachtungsbereich nicht mehr die gestrichelt dargestellte Position des Zeitpunktes t1 einnehmen, sondern verschoben sind. Mit 15 sind die resultierenden Verschiebungsvektoren der charakteristischen Oberflächenmerkmale bezeichnet, wobei zu erkennen ist, dass die Verschiebungsvektoren verschiedener charakteristischer Oberflächenmerkmale 13'' in Betrag und Richtung unterschiedlich sind. Der anhand der Positionsänderung der erfassten charakteristischen Oberflächenmerkmale gemessene Vektor ist mit 16 bezeichnet. 5 shows the observation area ge Mäss 4 at a later time t 2 . It can be seen that the characteristic surface features in the observation area no longer occupy the dashed position of the time t 1 , but are shifted. With 15 the resulting displacement vectors of the characteristic surface features are designated, it being understood that the displacement vectors of various characteristic surface features 13 '' in amount and direction are different. The vector measured by the change in position of the detected characteristic surface features is 16 designated.

In 6 ist eine Soll-Bewegungsbahn des Arbeitspunktes (Bearbeitungsmittelpunktes) eines Laserstrahls skizziert. Die Bewegungsbahn des Arbeitspunktes wird als Abfolge von Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 mit zugeordneten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten vorgegeben. Bei dem zu bearbeitenden Werkstück handelt es sich beispielsweise um ein dreidimensional geformtes Blech einer Kraftfahrzeugkarosserie.In 6 is a desired trajectory of the operating point (processing center) of a laser beam sketched. The trajectory of the operating point is specified as a sequence of desired positions x 0 , x 1 , x 2 ... X 8 with associated velocity and acceleration data. The workpiece to be machined is, for example, a three-dimensionally shaped metal sheet of a motor vehicle body.

Mit einem oder mehreren im oder am Laserbearbeitungskopf angeordneten Sensoren wird die Positionsänderung des Arbeitspunktes während der Bearbeitung des Werkstückes in Abstandrichtung zur Werkstückoberfläche und in der Ebene senkrecht zu der Abstandsrichtung zeitbezogen erfasst.With one or more arranged in or on the laser processing head Sensors becomes the position change of the working point during the machining of the workpiece in the distance direction to the workpiece surface and detected in the plane perpendicular to the distance direction time related.

Dabei werden mit dem mindestens einen Sensor charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale des Werkstücks und/oder charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale einer das Werkstück aufnehmenden Vorrichtung erfasst und in Signale umgesetzt.there become with the at least one sensor characteristic surface and / or contour features of the workpiece and / or characteristic surface and / or contour features of a workpiece receiving Device detected and converted into signals.

Anhand der Signale werden die Ist-Position des Arbeitspunktes sowie dessen Ist-Geschwindigkeitsvektor im Raum relativ zum Werkstück ermittelt.Based The signals become the actual position of the operating point and its Actual velocity vector determined in space relative to the workpiece.

Die jeweilige ermittelte Ist-Position des Arbeitspunktes wird mit dessen auf die jeweilige vorherige Soll-Position nächstfolgende Soll-Position aus der Abfolge von Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 verglichen.The respective determined actual position of the operating point is compared with its next to the respective previous target position desired position from the sequence of desired positions x 0 , x 1 , x 2 ... x 8 .

Bezogen beispielsweise auf die Ist-Position x5IST ist die vorherige Soll-Position die Soll-Position x4 und die darauf nächstfolgende Soll-Position die Soll-Position x5.For example, referring to the actual position x 5IST , the previous target position is the target position x 4 and the next target position is the target position x 5 .

In 6 sind beispielhaft die Ist-Positionen x1IST, x5IST und x7IST dargestellt, die von den vorgegebenen Soll-Positionen x1, x5 bzw. x7 abweichen.In 6 By way of example, the actual positions x 1IST , x 5IST and x 7IST are shown, which deviate from the predefined setpoint positions x 1 , x 5 or x 7 .

In dem dargestellten Beispiel liegt die Ist-Position x1IST des Arbeitspunktes in der vom Startpunkt x0 ausgehenden Bewegungsrichtung hinter der vorgegebenen Soll-Position x1.In the illustrated example, the actual position x of the operating point 1is in the outgoing from the starting point x 0 downstream of the predetermined nominal position x 1.

Auf der Grundlage der ermittelten Ist-Position und der diesbezüglichen Soll-Position wird ein Soll-Geschwindigkeitsvektor berechnet, der ausgehend von der Ist-Position des Arbeitspunktes zu dessen bezogen auf die jeweilige vorherige Soll-Position übernächsten Soll-Position führt.On the basis of the determined actual position and the related Target position, a desired velocity vector is calculated, the based on the actual position of the operating point related to it to the respective previous target position after next target position leads.

Bezogen auf die Ist-Position x1IST ist die vorherige Soll-Position die Startposition x0 und die hierzu übernächste Soll-Position die Soll-Position x2.Relative to the actual position x 1IST , the previous target position is the start position x 0 and the target position next to it next to the target position x 2 .

Der zeitgleich zu der jeweiligen Ist-Position ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor wird mit dem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor verglichen.Of the detected at the same time to the respective actual position actual velocity vector is calculated with the calculated target velocity vector compared.

In dem Beispiel gemäß 6 ist der ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor v1IST des Arbeitspunktes nicht auf die nächstfolgende Soll-Position x2 gerichtet.In the example according to 6 the determined actual velocity vector v 1IST of the operating point is not directed to the next following desired position x 2 .

Eine Abweichung der ermittelten Ist-Position von der besagten Soll-Position des Arbeitspunktes sowie eine Abweichung des ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektors von dem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor werden durch eine Ablenkung des Laserstrahls kompensiert (korrigiert).A Deviation of the determined actual position from the said desired position of the operating point and a deviation of the determined actual speed vector from the calculated target velocity vector are represented by a Distraction of the laser beam compensated (corrected).

Gemäß dem in 6 skizzierten Beispiel entspricht die Ist-Position x7IST nicht der Soll-Position x7. Die Ist-Position x7IST liegt in Richtung der Bewegungsbahn des Arbeitspunktes betrachtet noch vor der Soll-Position x7. Der zeitgleich ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor v7IST weist zwar in Richtung der Soll-Position x7, entspricht jedoch nicht einem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor v7SOLL, der ausgehend von der Ist-Position x7IST des Arbeitspunktes zu dessen bezogen auf die vorherige Soll-Position x6 übernächsten Soll-Position x8 führt. Diese Abweichung wird wiederum durch eine Ablenkung des Laserstrahls kompensiert, so dass der Arbeitspunkt dann entsprechend dem Soll-Geschwindigkeitsvektor v7SOLL zur Soll-Position x8 hin korrigiert wird.According to the in 6 sketched example corresponds to the actual position x 7IST not the target position x 7 . The actual position x 7IST, viewed in the direction of the movement path of the operating point, is still in front of the desired position x 7 . Although the actual velocity vector v 7IST determined at the same time points in the direction of the setpoint position x 7 , it does not correspond to a calculated setpoint velocity vector v 7SOLL , which, based on the actual position x 7IST of the operating point, relative to the previous setpoint position x 6 after next target position x 8 leads. This deviation is in turn compensated by a deflection of the laser beam, so that the operating point is then corrected according to the desired velocity vector v 7SOLL toward the desired position x 8 .

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun anhand der 7 erläutert.A further embodiment of the method according to the invention will now be described with reference to FIG 7 explained.

In 7 ist wiederum eine Soll-Bewegungsbahn des Arbeitspunktes eines Laserstrahls skizziert, mit dem ein Werkstück bearbeitet wird. Die Bewegungsbahn des Arbeitspunktes wird als Abfolge von Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 mit zugeordneten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten vorgegeben.In 7 In turn, a target trajectory of the operating point of a laser beam is sketched, with which a workpiece is processed. The trajectory of the operating point is specified as a sequence of desired positions x 0 , x 1 , x 2 ... X 8 with associated velocity and acceleration data.

Die Positionsänderung des Arbeitspunktes während der Bearbeitung des Werkstückes wird mittels mindestens einem Sensor in Abstandrichtung zur Werkstückoberfläche und in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung zeitbezogen erfasst, wobei charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale des Werkstücks und/oder einer das Werkstück tragenden Vorrichtung erfasst und in Signale umgesetzt werden.The change in position of the operating point during machining of the workpiece is with Detected at least one sensor in the distance direction to the workpiece surface and in the plane perpendicular to the distance direction in time, wherein characteristic surface and / or contour features of the workpiece and / or a workpiece-carrying device detected and converted into signals.

Anhand der so erlangten Signale werden die Ist-Position des Arbeitspunktes sowie dessen Ist-Geschwindigkeitsvektor im Raum relativ zum Werkstück ermittelt.Based The signals thus obtained become the actual position of the operating point and its actual velocity vector in space relative to the workpiece determined.

Die jeweilige ermittelte Ist-Position des Arbeitspunktes wird mit der sich aus der Interpolation der Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 ergebenden Soll-Bewegungsbahn verglichen.The respective determined actual position of the operating point is compared with the desired movement path resulting from the interpolation of the desired positions x 0 , x 1 , x 2 ... X 8 .

Außerdem wird der ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor mit einem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor verglichen, der ausgehend von der ermittelten Ist-Position des Arbeitspunktes auf kürzestem Weg oder einem anderen vorteilhaften Weg zu der durch Interpolation der Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 berechneten Soll-Bewegungsbahn führt.In addition, the determined actual velocity vector is compared with a calculated desired velocity vector, which, starting from the determined actual position of the operating point by the shortest path or another advantageous path to that by interpolation of the desired positions x 0 , x 1 , x 2 . .. x 8 calculated target trajectory leads.

Eine Abweichung der ermittelten Ist-Position des Laserarbeitspunktes von dessen Soll-Bewegungsbahn und eine Abweichung des ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektors des Laserarbeitspunktes von dem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor wird durch eine entsprechende Ablenkung des Laserstrahls korrigiert.A Deviation of the determined actual position of the laser working point from its desired trajectory and a deviation of the determined actual speed vector of the laser working point of the calculated target velocity vector is replaced by a Corresponding deflection of the laser beam corrected.

In dem in 7 dargestellten Beispiel weichen die Ist-Positionen x1IST und x5IST von der Soll-Bewegungsbahn ab. Ebenfalls weichen in dem dargestellten Beispiel die zeitgleich zu den Ist-Positionen ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektoren x1IST und x5IST an den Ist-Positionen x1IST und x5IST von dem jeweiligen Soll-Geschwindigkeitsvektor ab, der ausgehend von der ermittelten Ist-Position x1IST und x5IST auf kürzestem Weg zu der durch Interpolation der Soll-Positionen x0, x1, x2 ... x8 berechneten Soll-Bewegungsbahn führt.In the in 7 As shown, the actual positions x 1IST and x 5IST deviate from the desired trajectory . Also, in the illustrated example, the actual velocity vectors x 1IST and x 5IST determined at the same time as the actual positions deviate from the respective desired velocity vector at the actual positions x 1IST and x 5IST, which starts from the determined actual position x 1IST and x 5IST results in the shortest path to the desired trajectory calculated by interpolation of the desired positions x 0 , x 1 , x 2 ... x 8 .

11
Remote-Laser-BearbeitungskopfRemote laser processing head
22
Arbeitspunkt des Werkzeuges (Laserstrahls)working of the tool (laser beam)
33
Führungsmaschineguiding machine
44
Werkstück (Bauteil)Workpiece (component)
55
Ortsvektor der Positionierfehlerposition vector the positioning error
66
gewünschte Bearbeitungspositiondesired machining position
77
Ortsvektor der Ist-Lage des Arbeitspunktesposition vector the actual position of the working point
88th
Ortsvektor der Soll-Lage des Arbeitspunktesposition vector the desired position of the operating point
99
Ist-GeschwindigkeitsvektorActual velocity vector
1010
Soll-GeschwindigkeitsvektorTarget velocity vector
1111
adaptiver Laserbearbeitungskopfadaptive Laser processing head
1212
Beobachtungsbereichobservation area
1313
charakteristische Oberflächenmerkmalecharacteristic surface features
13'13 '
charakteristische Oberflächenmerkmale zur Zeit t1 characteristic surface features at time t 1
13''13 ''
charakteristische Oberflächenmerkmale zur Zeit t2 characteristic surface features at time t 2
1414
MesskoordinatensystemMeasurement coordinate system
14'14 '
Messkoordinatensystem zur Zeit t1 Measuring coordinate system at time t 1
14''14 ''
Messkoordinatensystem zur Zeit t2 Measuring coordinate system at time t 2
1515
resultierende Verschiebungsvektoren derresulting Displacement vectors of
charakteristischen Oberflächenmerkmalecharacteristic surface features
1616
gemessener Vektormeasured vector

Claims (21)

Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (4) mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls, bei dem eine Soll-Bewegungsbahn eines Arbeitspunktes (2) des Energiestrahls als Abfolge von Soll-Positionen mit zugeordneten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten vorgegeben und/oder gespeichert wird, bei dem ein den Energiestrahl in Bezug zum Werkstück positionierender adaptiver Bearbeitungskopf (11) mittels einer Führungsmaschine oder manuell geführt wird, bei dem während der Bearbeitung des Werkstücks die Positionsänderung des Arbeitspunktes (2) des Energiestrahls in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche und in der Ebene senkrecht zu der Abstandsrichtung mit mindestens einem im oder am Bearbeitungskopf angeordneten Sensor zeitbezogen erfasst wird, wobei mit dem Sensor charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale des Werkstücks und/oder charakteristische Oberflächen- und/oder Konturmerkmale einer das Werkstück (4) aufnehmenden Vorrichtung erfasst und in Signale umgesetzt werden, bei dem anhand der so erlangten Signale die Ist-Position des Arbeitspunktes und dessen Ist-Geschwindigkeitsvektor im Raum relativ zum Werkstück ermittelt werden, bei dem die ermittelte Ist-Position des Arbeitspunktes mit der sich aus der Interpolation der Soll-Positionen ergebenden Soll-Bewegungsbahn verglichen wird, bei dem der ermittelte Ist-Geschwindigkeitsvektor des Arbeitspunktes mit einem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor, der ausgehend von der ermittelten Ist-Position des Arbeitspunktes zu dessen sich aus der Interpolation der Soll-Positionen ergebenden Soll-Bewegungsbahn führt, verglichen wird, und bei dem eine Abweichung der ermittelten Ist-Position von der Soll-Bewegungsbahn des Arbeitspunktes und eine Abweichung des ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektors von dem berechneten Soll-Geschwindigkeitsvektor durch eine Ablenkung des Energiestrahls kompensiert werden.Method for processing a workpiece ( 4 ) by means of an energy beam, in particular a laser beam, in which a desired movement path of an operating point ( 2 ) of the energy beam are predetermined and / or stored as a sequence of desired positions with associated speed and acceleration data, in which an adaptive machining head (30) positioning the energy beam relative to the workpiece ( 11 ) is guided by means of a guide machine or manually, wherein during the processing of the workpiece, the change in position of the operating point ( 2 ) of the energy beam in the distance direction to the workpiece surface and in the plane perpendicular to the distance direction with at least one arranged in or on the processing head sensor is detected time-related, with the sensor characteristic surface and / or contour features of the workpiece and / or characteristic surface and / or Contour features of a workpiece ( 4 Receiving device detected and converted into signals in which the actual position of the operating point and its actual velocity vector in the space are determined relative to the workpiece in which the determined actual position of the operating point with the resulting from the Interpolation of the target positions resulting target trajectory is compared, wherein the determined actual speed vector of the operating point with a calculated target speed vector, starting from the determined actual position of the operating point to its resulting from the interpolation of the desired positions target Moving path is compared, and in which a deviation of the determined actual position of the desired movement path of the operating point and a deviation of the determined actual speed vector of the calculated target speed vector by a deflection of the energy beam can be compensated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bearbeitungskopf ein adaptiver Laserbearbeitungskopf (11) verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that as a processing head an adaptive Laser processing head ( 11 ) is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Arbeitspunktes des Energiestrahls in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche und in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung absolut und online gemessen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that the speed of the working point of the energy beam in Distance direction to the workpiece surface and is measured absolutely in the plane perpendicular to the distance direction and online. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Startorientierung der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes relativ zum Anfahrtsvektor der Relativbewegung zwischen Bearbeitungskopf und Werkstück gewählt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the start orientation of the trajectory of the energy beam operating point relative to the approach vector of the relative movement between machining head and workpiece is selected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Startorientierung der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes relativ zum Bearbeitungskopf gewählt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the start orientation of the trajectory of the energy beam operating point relative selected for the machining head becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Startorientierung und/oder der Startpunkt der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes relativ zu markanten Strukturelementen des Werkstückes und/oder markanten Strukturelementen einer das Werkstück haltenden Vorrichtung gewählt wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the start orientation and / or the starting point of the trajectory the energy beam operating point relative to prominent structural elements of the workpiece and / or distinctive structural elements of a workpiece holding Device selected becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Startorientierung und/oder der Startpunkt der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes relativ zu einer Werkstückkontur oder einer Kontur einer das Werkstück haltenden Vorrichtung gewählt wird, wobei die Kontur, insbesondere Werkstückkontur, mit einer Kamera erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the start orientation and / or the starting point of the trajectory the energy beam operating point relative to a workpiece contour or a contour of a workpiece holding device is selected, wherein the contour, in particular workpiece contour, detected by a camera becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Startpunkt und die Startorientierung der Bewegungsbahn des Energiestrahl-Arbeitspunktes fest programmiert werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the starting point and the start orientation of the trajectory of the energy beam operating point. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Energiestrahls in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the power of the energy beam depending on the feed rate of the energy beam operating point is regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes in Abhängigkeit von der Leistung des Energiestrahls geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the feed rate of the energy beam operating point dependent on is regulated by the power of the energy beam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Energiestrahl-Arbeitspunktes in Abhängigkeit vom Abstand des Arbeitspunktes zur Werkstückoberfläche und/oder von der Einstrahlrichtung des Energiestrahls geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized that the feed rate of the energy beam operating point dependent on from the distance of the operating point to the workpiece surface and / or from the direction of irradiation of the energy beam is regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Energiestrahls in Abhängigkeit vom Abstand des Arbeitspunktes zur Werkstückoberfläche und/oder von der Einstrahlrichtung des Energiestrahls geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized that the power of the energy beam depending on the distance of the working point to the workpiece surface and / or is controlled by the irradiation direction of the energy beam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors ein Lichtkreis auf die Oberfläche des Werkstückes projiziert und das Bild des Lichtkreises aus der selben Richtung detektiert wird aus der es projiziert wird, wobei zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors in Vorschubrichtung des Energiestrahl-Arbeitspunktes und quer zur Vorschubrichtung die Abfolge der von der Werkstückoberfläche reflektierten Lichtpunkte kreuzkorreliert werden.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that for determining the actual velocity vector, a light circle on the surface of the workpiece projected and the image of the circle of light from the same direction is detected from which it is projected, wherein to determine the Actual velocity vector in the feed direction of the energy beam operating point and transverse to the feed direction, the sequence of reflected from the workpiece surface Points of light are cross-correlated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Ist-Geschwindigkeitsvektors ein Lichtkreis auf die Oberfläche des Werkstückes projiziert und das Bild des Lichtkreises aus der selben Richtung detektiert wird aus der es projiziert wird, wobei der Ist-Geschwindigkeitsvektor in Abstandsrichtung zur Werkstückoberfläche anhand der zeitlichen Änderung der Linienbreite und/oder des Radius des projizierten Lichtkreises ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that for determining the actual velocity vector, a light circle on the surface of the workpiece projected and the image of the circle of light from the same direction is detected from which it is projected, where the actual velocity vector in the distance direction to the workpiece surface based the temporal change the line width and / or the radius of the projected light circle is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Geschwindigkeitsvektor und/oder der Abstand des Energiestrahl-Arbeitspunktes zur Werkstückoberfläche durch Triangulation ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized that the actual velocity vector and / or the distance of the energy beam operating point to the workpiece surface by triangulation is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dabei ein nach dem Remote-Laser-Welding arbeitender Laserbearbeitungskopf verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 15, characterized while doing a working after remote laser welding laser processing head is used. Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls, mit einem mindestens eine strahlpositionierende Achse aufweisenden adaptiven Bearbeitungskopf (11), mit mindestens einem an oder in dem Bearbeitungskopf (11) angeordneten Sensor zur Ermittlung des Geschwindigkeitsvektors des Bearbeitungspunktes (2) des Energiestrahls im Raum relativ zum Werkstück (4), und mit einer Verarbeitungseinheit, welche von dem mindestens einen Sensor abgegebene Signale verarbeitet, einen anhand der Sensorsignale ermittelten Ist-Geschwindigkeitsvektor mit mindestens einem vorgegebenen oder gespeicherten Soll-Geschwindigkeitsvektor vergleicht und die mindestens eine strahlpositionierende Achse des Bearbeitungskopfes (11) so ansteuert, dass eine Abweichung des Ist-Geschwindigkeitsvektors zum Soll-Geschwindigkeitsvektor durch eine Ablenkung des Energiestrahls kompensiert wird.Device for processing a workpiece by means of an energy beam, in particular a laser beam, with an adaptive machining head having at least one beam-positioning axis ( 11 ), with at least one on or in the processing head ( 11 ) arranged sensor for determining the speed vector of the processing point ( 2 ) of the energy beam in space relative to the workpiece ( 4 ), and with a processing unit, which processes signals emitted by the at least one sensor, an actual velocity vector, determined on the basis of the sensor signals, having at least one predetermined or stored desired velocity digkeitsvektor compares and the at least one beam-positioning axis of the machining head ( 11 ) is controlled such that a deviation of the actual velocity vector to the desired velocity vector is compensated by a deflection of the energy beam. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (11) ein Remote-Laser-Bearbeitungskopf ist.Device according to claim 17, characterized in that the machining head ( 11 ) is a remote laser processing head. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor ein optischer Sensor ist, der die Oberfläche des Werkstücks (4) über einen Strahlengang des Bearbeitungskopf (11) abtastet.Apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that the at least one sensor is an optical sensor which detects the surface of the workpiece ( 4 ) via a beam path of the machining head ( 11 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor den Abstand des Bearbeitungspunktes (2) des Energiestrahls zum Werkstück (4) und den Geschwindigkeitsvektor des Bearbeitungspunktes (2) des Energiestrahls in der Ebene senkrecht zur Abstandsrichtung misst.Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the at least one sensor, the distance of the processing point ( 2 ) of the energy beam to the workpiece ( 4 ) and the velocity vector of the processing point ( 2 ) of the energy beam in the plane perpendicular to the pitch direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit eine Schnittstelle zur Programmierung des adaptiven Bearbeitungskopfes (11) aufweist.Device according to one of Claims 17 to 20, characterized in that the processing unit has an interface for programming the adaptive machining head ( 11 ) having.
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