DE102006043822A1 - Laser arrangement used in a machine tool for cutting, welding and boring comprises a laser source, a power measuring unit for measuring the power of the beam and a position changing unit for changing the position of the power measuring unit - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laservorrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einer integrierten Leistungsmesseinrichtung.The The present invention relates to a laser device for generation a laser beam with an integrated power measuring device.
Laservorrichtungen sind beispielsweise in der Materialbearbeitung als Werkzeugmaschinen z.B. zum Schneiden, Schweißen, Bohren, Formen oder Beschriften, oder als Messmaschinen zur Bestimmung von Abmessungen oder Abständen usw. bekannt. Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt dabei mittels eines Laserstrahls, welcher aus verschiedenen Quellen stammen kann. Die Bearbeitungsvorgänge finden dabei häufig innerhalb eines kontinuierlichen Bearbeitungsprozesses statt, weshalb ein zuverlässiger Dauerbetrieb der Laservorrichtung notwendig ist. Aufgrund von Alterung und/oder Verschleiß z.B. der Laserdioden bzw. der Pumplampe der Laservorrichtung, welche zur Erzeugung des Laserstrahls verwendet wird, erfolgt eine Degradation der Laserleistung. Von daher wird im Fertigungsprozess in bestimmten Intervallen die Laserleistung gemessen, um Abweichungen oder einen bevorstehenden Ausfall möglichst frühzeitig erkennen zu können. Hierzu wird üblicherweise ein portables Leistungsmessgerät verwendet, welches an der Laservorrichtung aufgebaut wird und angeschlossen werden muss. Dies benötigt jedoch eine gewisse Zeit und ist aufwendig. Die hierbei erzielten Messergebnisse hängen ferner stark von dem jeweiligen Bediener ab, so dass reproduzierbare Messbedingungen nicht immer gegeben sind.laser devices For example, in material processing as machine tools, e.g. for cutting, welding, Drilling, molding or marking, or as measuring machines for determination of dimensions or distances etc. known. The machining of the workpieces is done by means of a Laser beam, which can come from different sources. The edits find it often within a continuous processing process, which is why a reliable one Continuous operation of the laser device is necessary. Due to aging and / or wear e.g. the laser diodes or the pumping lamp of the laser device, which is used to generate the laser beam, there is a degradation of Laser power. Therefore, in the manufacturing process in certain Intervals the laser power measured to deviations or one possible breakdown as possible early to be able to recognize. For this becomes common a portable power meter used, which is built on the laser device and connected must become. This is needed However, it takes some time and is expensive. The achieved here Hanging results Furthermore, strongly from the respective operator, so that reproducible Measuring conditions are not always given.
Aus
der
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Laservorrichtung zur Erzeugung eines Laserstrahls mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein reproduzierbares und sicheres Überwachen der Laserleistung des Lasers möglich ist. Dadurch kann eine Leistung des Lasers korrigiert werden bzw. eine notwendige Reparatur oder ein Austausch des Lasers frühzeitig geplant werden, um einen Fertigungsausfall zu vermeiden. Ferner kann erfindungsgemäß eine hohe Qualität in der Fertigung bzw. Messung mittels Laser erhalten werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Leistungsmesseinrichtung zur Messung einer Leistung des Lasers in die Laservorrichtung integriert ist. Die Laservorrichtung umfasst hierbei eine Positionsänderungsvorrichtung, um eine Position der Leistungsmesseinrichtung derart zu ändern, dass die Leistungsmesseinrichtung in den Laserstrahl gebracht werden kann, um die Leistung des Lasers zu messen. Hierdurch kann erfindungsgemäß bei einem einfachen und kostengünstigen Aufbau eine deutliche Qualitätssteigerung insbesondere in Fertigungsmaschinen mit einem Laser erreicht werden.The Inventive laser device for generating a laser beam having the features of the claim 1 shows in contrast the advantage that a reproducible and secure monitoring the laser power of the laser is possible. As a result, a power of the laser can be corrected or a necessary repair or replacement of the laser early planned to avoid a loss of production. Further can according to the invention a high quality be obtained in the production or measurement by means of laser. this will according to the invention thereby achieved that a power measuring device for measuring a power of the laser is integrated into the laser device. The laser device here comprises a position change device, to change a position of the power measuring device such that the power measuring device are brought into the laser beam can measure the power of the laser. As a result, according to the invention in a simple and cost-effective Construction a significant increase in quality can be achieved in particular in production machines with a laser.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments the invention.
Die Laservorrichtung umfasst vorzugsweise eine als Schwenkeinrichtung ausgebildete Positionsänderungsvorrichtung. Die Schwenkeinrichtung ermöglicht es, dass die Leistungsmesseinrichtung um eine Schwenkachse in den Laserstrahl und zurück geschwenkt werden kann. Dieser Schwenkvorgang kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen.The Laser device preferably comprises a pivoting device trained position changing device. The pivoting device allows it that the power measuring device about a pivot axis in the Laser beam and panned back can be. This pivoting process can be done manually or automatically respectively.
Alternativ umfasst die Positionsänderungsvorrichtung eine Linearverschiebungseinrichtung, um die Leistungsmesseinrichtung linear zu verschieben. Dadurch kann eine besonders einfache Positionsänderung der Leistungsmesseinrichtung in den Laserstrahl und zurück ermöglicht werden. Die Positionsänderung kann dabei ebenfalls manuell oder automatisiert erfolgen.alternative includes the position changing device a linear displacement device around the power measuring device to move linearly. This can be a particularly simple change in position the power measuring device in the laser beam and back are made possible. The position change can also be done manually or automatically.
Um eine möglichst sichere und schnelle Verwendung der Leistungsmesseinrichtung zu ermöglichen, umfasst die Positionsänderungsvorrichtung vorzugsweise einen Pneumatikzylinder oder einen Hydraulikzylinder zur Positionsänderung der Leistungsmesseinrichtung. Hierdurch kann eine sicher reproduzierbare Bewegung der Leistungsmesseinrichtung erreicht werden. Ferner kann durch einen Anschlag, z.B. am Antrieb der Leistungsmesseinrichtung wie z.B. ein Anschlag für den Kolben des Zylinders, eine für jeden Messvorgang gleiche Endposition sichergestellt werden.Around one possible safe and quick use of the power meter too enable, includes the position changing device preferably a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder for position change the power measuring device. This allows a safe reproducible Movement of the power measuring device can be achieved. Furthermore, can by a stop, e.g. at the drive of the power measuring device such as. a stop for the piston of the cylinder, one for every measuring process the same end position can be ensured.
Vorzugsweise ist die integrierte Leistungsmesseinrichtung mit einer Steuerungseinheit der Laservorrichtung verbunden. Hierdurch können beispielsweise bei Feststellen von Abweichungen der Leistung des Lasers durch die Steuerungseinheit der Laservorrichtung unmittelbar Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Dies erhöht die Qualität der Laserverwendung.Preferably is the integrated power measuring device with a control unit connected to the laser device. This can be used, for example, when detecting deviations of the power of the laser by the control unit the laser device countermeasures are initiated immediately. This increases the quality the laser usage.
Um frühzeitig eine Verschlechterung der Laserleistung zu erkennen, führt die Steuerungseinheit der Laservorrichtung vorzugsweise periodisch eine Messung der Leistung des Lasers durch. Dies kann beispielsweise basierend auf Betriebsstunden des Lasers oder basierend auf einem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt werden. Somit können gegebenenfalls vorhandene Leistungsminderungen des Lasers frühzeitig erkannt werden und gegebenenfalls ein Austausch frühzeitig geplant werden, ohne den Produktionsprozess dabei zu stören.In order to detect early deterioration of the laser power, the control unit of the laser device preferably performs a periodic measurement of the power of the laser. This may be, for example, based on operating hours of the laser or based on a predetermined time tintervall be performed. Thus, any existing reductions in performance of the laser can be detected early and, where appropriate, a replacement can be planned early, without disturbing the production process.
Weiter bevorzugt ist die Leistungsmesseinrichtung mit einer Kühlwasserversorgung der Laservorrichtung verbunden. Dadurch muss für die Lasermesseinrichtung keine separate Kühlwasserversorgung bereitgestellt werden.Further preferred is the power measuring device with a cooling water supply connected to the laser device. As a result, must for the laser measuring device no separate cooling water supply to be provided.
Um einen ausreichenden Schutz der Leistungsmesseinrichtung sicherzustellen, ist die Leistungsmesseinrichtung vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet.Around to ensure adequate protection of the power meter the power measuring device is preferably arranged in a housing.
Somit kann erfindungsgemäß eine vollautomatisierte Überprüfung des Lasers durchgeführt werden, wodurch insbesondere in der Fertigung auch eine Qualitätssteigerung erzielt werden kann.Consequently can according to the invention a fully automated verification of Lasers performed become, whereby in particular in the production also a quality increase can be achieved.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following become preferred embodiments the invention with reference to the accompanying drawings in Detail described. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die
Die
Laservorrichtung
Die
Laservorrichtung
Wenn
eine Leistung des von der Laserquelle
Die Leistungsmessung kann dabei beispielsweise abhängig von den Betriebsstunden der Laservorrichtung oder basierend auf vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt werden. Die Leistungsmessung wird dabei vorzugsweise in sowieso vorhandenen Fertigungspausen, z.B. während eines Schichtwechsels oder notwendigen Rüstzeiten der Laservorrichtung durchgeführt.The power measurement can be carried out, for example, depending on the operating hours of the laser device or based on predetermined time intervals. The power measurement is preferably in anyway existing production breaks, eg during a shift change or necessary set-up times of Laservor direction.
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die
Die
Laservorrichtung
Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.Otherwise corresponds to the second embodiment the first embodiment, so that reference can be made to the description given there.
Betreffend
der Verwendung der erfindungsgemäßen Laservorrichtung
Claims (8)
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2006
- 2006-09-19 DE DE102006043822A patent/DE102006043822A1/en not_active Withdrawn
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US8303886B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-11-06 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method of manufacturing a three-dimensional object |
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