-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Laserschweißung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Solche
Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der
Druckschrift
DE
10 2006 015 383 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Laserschweißung eines ersten Werkstücks mit einem
zweiten Werkstück bekannt, wobei die Vorrichtung eine Laserquelle,
eine Bearbeitungsoptik und einen Sensor zur Prozessüberwachung
des Schweißvorgangs umfasst, wobei die Vorrichtung eine
Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung einer Bearbeitungsstelle
auf einem Werkstück aufweist, wobei der Sensor die Reflexion
oder Streuung der Beleuchtungseinrichtung auf dem Werkstück
auswertet und wobei die Vorrichtung ferner eine Strahlführungsvorrichtung
aufweist, wobei ein von der Laserquelle erzeugter Bearbeitungslaserstrahl
von der Strahlungsquelle mittels der Strahlführungsvorrichtung
zur Bearbeitungsstelle verlaufend vorgesehen ist. Eine Kopplungseinheit
zur Einkopplung der von der Bearbeitungsstelle ausgehenden Strahlung
in die Strahlführungsvorrichtung und zur gleichzeitigen
optischen Beeinflussung der Strahlung zur Optimierung, Anpassung
und/oder spektralen Filterung der Strahlung bzw. des Sensorsignals
ist jedoch nicht vorgesehen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Laserschweißung
und das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung
und/oder Regelung von Schweißprozessen gemäß den
nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem
Stand der Technik den Vorteil, dass eine Veränderung und
Anpassung einer Vielzahl von optischen und spektralen Parametern
bei der Analyse der Prozessstrahlung der Wechselwirkungszone des
Schweißprozesses ermöglicht wird, so dass die Überwachung
des Schweißprozesses an eine Vielzahl von unterschiedlichen
Schweißprozessen und an eine Vielzahl unterschiedlicher
zu detektierender Messgrößen anpassbar ist. Gleichzeitig
werden die Genauigkeit, wie beispielsweise die spektrale oder örtliche
Auflösung, und die Sensitivität der Überwachung
in erheblicher Weise gesteigert. Dies wird einerseits dadurch erreicht,
dass aufgrund der Anordnung einer Kopplungseinheit zwischen der
Bearbeitungsoptik und der Strahlführungseinrichtung der
von den Sensoren durch die Prozessstrahlung sensierte Messpunkt
in der Wechselwirkungszone durch eine Modifikation der Kopplungseinheit
und/oder der Strahlführungseinrichtung hinsichtlich seiner
Größe, Ausrichtung, Form, spektraler Verteilung,
sowie seines Ortes in der Wechselwirkungszone einstellbar ist, so
dass von den Sensoren lediglich ausgewählte bzw. eingeschränkte
Bereiche der Wechselwirkungszone auf einstellbare Weise ausgewertet
werden. Andererseits wird vorzugsweise eine Sensierung der Prozessstrahlung
von einer Mehrzahl von Sensoren in Abhängigkeit der Wellenlänge
ermöglicht, wobei die Prozessstrahlung von der Strahlteilungseinrichtung in
Abhängigkeit der Wellenlänge auf verschiedene Sensoren
geleitet wird, welche zur Detektion in dem jeweiligen Wellenlängenbereich
optimiert sind. Dadurch wird eine vergleichsweise präzise
Auswertung der Prozessstrahlung, insbesondere von einem variabel
einstellbaren Messfleck in der Wechselwirkungszone, in unterschiedlichen
Wellenlängenbereichen ermöglicht. Durch die Vielzahl
der Justagemöglichkeiten bezüglich der optischen
und spektralen Eigenschaften der Überwachungseinrichtung
ist eine Verwendung und Optimierung der Überwachungseinrichtungen
für eine Vielzahl von unterschiedlichen Laserschweißprozessen,
beispielsweise mit unterschiedlichen Spektren des Laserlichts, mit
unterschiedlichen zu bearbeitenden Werkstoffen, in unterschiedlichen
Umgebungen und/oder in unterschiedlichen Atmosphären, möglich.
Die Leitung der Prozessstrahlung durch die Strahlführungseinrichtung ermöglicht
ferner eine zur Wechselwirkungszone beabstandete Auswertung der
Prozessstrahlung, so dass keine Störkonturen oder Erschütterungen
entstehen und nur vergleichsweise bauraumkompakte Elemente der Überwachungseinrichtung
in der Bearbeitungszone angeordnet sind. Ferner wird somit die Wartung
und Einstellung der Überwachungseinrichtung in erheblicher
Weise erleichtert. Besonders vorteilhaft wird insbesondere eine
Justage der Überwachungseinheit ermöglicht ohne
die Laserschweißung unterbrechen zu müssen. Die
Justage der Kopplungseinheit im Zusammenspiel mit der Strahlführungseinrichtung
verhindert weiterhin eine Einstrahlung von Streulicht, beispielsweise
von der Wechselwirkungszone aus, in Richtung der Sensoren. Eine Anordnung
eines ersten Elements ”zwischen” zwei zweiten
Elementen im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere
die Anordnung des ersten Elements zwischen den zwei zweiten Elementen entlang
der das erste Element und die zweiten Elemente durchlaufenden Laser-
und/oder Prozessstrahlung. Prozessstrahlung im Sinne der vorliegenden
Erfindung umfasst beispielsweise Prozessemissionen wie Leuchten
des Metalldampfes, thermische Strahlung, rückreflektierte
Laserstrahlung und/oder Strahlung im Bereich von UV bis FIR). Die
Sensoren umfassen vorzugsweise Photodioden, wie beispielsweise Si-
oder InGaAs-Photodioden.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen,
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen der Wechselwirkungszone
und der Laserquelle eine Laserstrahlung von der Laserquelle auf
die Wechselwirkungszone führenden Bearbeitungsoptik angeordnet
ist und/oder dass die Überwachungseinrichtung wenigstens
eine Kopplungseinheit und/oder wenigstens eine Strahlführungseinrichtung
aufweist, so dass besonders vorteilhaft sowohl eine spektrale Aufteilung
der Prozessstrahlung auf einer Mehrzahl von Sensoren, welche jeweils
auf den entsprechenden Wellenlängenbereich optimiert sind,
und gleichzeitig durch die Kopplungseinheit angeordnet zwischen
der Bearbeitungsoptik und der Strahlführungseinrichtung
eine Einstellung des Messflecks in Größe, Form,
spektraler Verteilung und/oder Ort in der Wechselwirkungszone ermöglicht
wird. Besonders vorteilhaft fungiert die Strahlführungseinrichtung
zusätzlich als Homogenisator, da die Prozessstrahlung durch
Vielfachreflexionen in der Strahlführungseinrichtung homogenisiert wird,
so dass lokale Peaks und/oder optische Fehler der Linsen und/oder
Filter in der Prozessstrahlung ausgeglättet werden.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen
der Bearbeitungsoptik und der Kopplungseinheit wenigstens eine Strahlteilungseinrichtung
angeordnet ist, welche vorzugsweise Prozessstrahlung von der Wechselwirkungszone
zumindest teilweise aus einer im Wesentlichen zum Strahlengang der
Laserstrahlung parallelen Richtung ablenkt. Besonders vorteilhaft
wird somit eine Störung der Laserstrahlen durch Elemente der Überwachungseinrichtung
minimiert, da im Strahlengang der Laserstrahlung von der Laserquelle
zur Wechselwirkungszone hin lediglich ein einziges Element der Überwachungseinrichtung
angeordnet ist.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kopplungseinheit eine
justierbare Fokussier-, Filter-, Blenden-, Strahlformungs- und/oder
Ausrichtungseinheit zur zumindest teilweisen Einkopplung der Prozessstrahlung
in die Strahlführungseinrichtung umfasst, wobei die Strahlführungseinrichtung
bevorzugt eine Glasfasereinrichtung umfasst und wobei die Glasfasereinrichtung
besonders bevorzugt Mittel zur Änderung eines Transmissionsspektrums
bzw. eines Glasfaserdurchmessers der Glasfasereinrichtung aufweist,
so dass besonders bevorzugt mittels der Kopplungseinheit eine Anpassung
der Fokussierung, der spektralen Verteilung, der Größe,
der Form, der Ausrichtung und/oder des Ortes des Messflecks in der
Wechselwirkungszone ermöglicht wird. Ferner ist eine Anpassung
der Glasfaser an das Wellenlängenspektrum der Prozessstrahlung
und somit eine Anpassung der an einen oder mehrere Sensoren durch
die Glasfaser geleiteten Prozessstrahlung an die Sensiereigenschaften
des Sensors oder der mehreren Sensoren realisierbar. Die Größe
und Form des Messflecks wird vorzugsweise durch Blenden oder entsprechende
Linsen (bspw. Zylinderlinsen) im Strahlengang der Prozessstrahlung
eingestellt, so dass insbesondere auch ringförmige Messflecken
realisierbar sind, während eine Änderung des Ortes
des Messflecks in der Wechselwirkungszone, insbesondere relativ
zur Laserstrahlung, besonders bevorzugt durch eine relative Lageänderung
von Kopplungseinheit zur Strahlführungseinheit und/oder
durch eine Lageänderung einer Linsenposition in der Kopplungseinheit
erzielt wird. Die Filtereinheiten umfassen beispielsweise Kantenfilter,
Bandpässe und/oder Notch-Filter. Die Einstellung und Justage
der Überwachungseinrichtung ist besonders bevorzugt reproduzierbar
bzw. speicherbar.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Justiervorrichtung zur
Einstellung einer Relativposition zwischen der Kopplungseinheit
oder Elementen der Kopplungseinheit und der Strahlführungseinrichtung
oder Elementen der Strahlführungseinrichtung vorgesehen
ist, so dass besonders vorteilhaft die Einkopplung von Prozessstrahlung
in die Strahlführungseinrichtung in Abhängigkeit
der Wellenlänge oder der Eigenschaften des Messflecks anpassbar
ist.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Strahlführungseinrichtung
die Prozessstrahlung zumindest teilweise auf den Sensor leitet,
wobei zwischen der Strahlführungseinrichtung und dem Sensor
insbesondere eine weitere Kopplungseinheit und/oder eine weitere Strahlteilungseinrichtung
angeordnet ist, so dass besonders vorteilhaft auch auf der Ausgangsseite
bzw. der Sensorseite bzw. der Wechselwirkungszone gegenüberliegenden
Seite der Strahlführungseinrichtung eine Strahlteilungseinrichtung,
insbesondere zur Teilung der Prozessstrahlung in Abhängigkeit
der Wellenlänge auf eine Mehrzahl von Sensoren mit unterschiedlicher
spektraler Empfindlichkeit, vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft
ist eine weitere Anpassung der Eigenschaften der Prozessstrahlung
bzw. des Messflecks durch weitere Kopplungseinheiten auf der Ausgangsseite
bzw. der Sensorseite bzw. der Wechselwirkungszone gegenüberliegenden
Seite der Strahlführungseinrichtung möglich.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Prozessstrahlung von
wenigstens zwei Strahlteilungseinrichtungen, insbesondere über
wenigstens zwei Strahlführungseinrichtungen und/oder über
wenigstens zwei Kopplungseinheiten, auf wenigstens zwei Sensoren
gelenkt wird, wobei die wenigstens zwei Sensoren vorzugsweise eine
unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit aufweisen, so dass durch
die Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren zur Sensierung der Prozessstrahlung
eine Auswertung der Prozessstrahlung speziell auf verschiedene Eigenschaften
hin ermöglicht wird. So ist beispielsweise eine Untersuchung
der Prozessstrahlung in verschiedenen Wellenlängenbereich
mit Sensoren möglich, welche jeweils auf die verschiedenen
Wellenlängenbereiche optimiert sind. Ferner wird mittels
der Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren, Kopplungseinheiten und/oder
Strahlführungseinrichtungen mit nur einer einzigen Überwachungseinrichtung
vorzugsweise eine Auswertung unterschiedlicher Messflecken in der
Wechselwirkungszone getrennt voneinander ermöglicht.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Strahlteilungseinrichtung
und/oder die weitere Strahlteilungseinrichtung zur Teilung der Prozessstrahlung
in Abhängigkeit der Wellenlänge und/oder die Kopplungseinheiten
und/oder die weitere Kopplungseinheiten zur Filterung der Prozessstrahlung
in Abhängigkeit der Wellenlänge ausgebildet sind,
so dass besonders vorteilhaft eine Aufteilung der Prozessstrahlung
in Abhängigkeit der Wellenlänge durch die Strahlteilungseinrichtung,
die weitere Strahlteilungseinrichtung, die Kopplungseinheit und/oder
die weitere Kopplungseinheit erfolgt.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung
ferner eine Beleuchtungseinrichtung umfasst, welche zur Aussendung
von Licht auf die Wechselwirkungszone, insbesondere über
die Strahlteilungseinrichtung, die weitere Strahlteilungseinrichtung,
die Kopplungseinheit, die weitere Kopplungseinheit, die Strahlführungseinrichtung
und/oder die Bearbeitungsoptik, vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft
wird durch die Beleuchtung der Wechselwirkungszone mittels der Beleuchtungseinrichtung eine
Ausrichtung und Justage des Messflecks in der Wechselwirkungszone
in erheblicher Weise vereinfacht. Insbesondere wird eine Beleuchtung
im Spektralbereich des jeweiligen Sensors realisiert. Besonders
bevorzugt umfasst wenigstens ein Sensor eine Kamera, welche ganz
besonders bevorzugt zur Ausrichtung und/oder Justage des Messflecks
in der Wechselwirkungszone verwendet wird.
-
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung
zur Laserschweißung und/oder die Überwachungseinrichtung
modular aufgebaut sind und/oder dass Signale der Überwachungseinrichtung
zur Prozessregelung, insbesondere zur Regelung der Bearbeitungsoptik und/oder
zur Regelung der Laserquelle, vorgesehen sind. Besonders vorteilhaft
ermöglicht ein modularer Aufbau der Überwachungseinrichtung
eine flexible modulare Anpassung bzw. Erweiterung der Überwachungseinrichtung,
vorzugsweise um zusätzliche Strahlteilungseinrichtungen,
Strahlführungseinrichtungen, Sensoren und/oder Koppeleinrichtungen
und insbesondere an eine Vielzahl von Laserschweißprozessen
und Überwachungsaufgaben. Ebenso ist eine modulare Anbindung
der Überwachungseinrichtung an verschiedenste Optikaufbauten
denkbar.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Überwachung und/oder Regelung von Schweißprozessen,
wobei mittels eines Sensors in Abhängigkeit von Prozessstrahlung
einer Wechselwirkungszone des Schweißvorgangs ein Sensorsignal
zur Prozessüberwachung und/oder Prozessregelung des Schweißvorgangs
erzeugt wird und wobei ferner die Prozessstrahlung von der Wechselwirkungszone
zum Sensor nacheinander zumindest teilweise durch eine Bearbeitungsoptik,
eine Strahlteilungseinrichtung, eine Kopplungseinheit und eine Strahlführungseinrichtung
geleitet wird. Aufgrund der zumindest teilweisen Durchleitung der
Prozessstrahlung durch die Bearbeitungsoptik, die Strahlteilungseinrichtung,
die Kopplungseinheit und die Strahlführungseinrichtung
wird, wie oben bereits ausgeführt, im Vergleich zum Stand
der Technik bei der Einkopplung der Prozessstrahlung in die Strahlführungseinheit
eine Justage und/oder Anpassung der Prozessstrahlung bzw. des von
der Prozessstrahlung abgebildeten Messflecks in der Wechselwirkungszone
ermöglicht, wobei insbesondere die Größe,
die Form, die Ausrichtung, die spektrale Verteilung und/oder der
Ort des Messfleck in der Wechselwirkungszone flexibel und auf die
Bedürfnisse des gewünschten Sensorsignals angepasst
einstellbar sind. Das Sensorsignal wird insbesondere mittels einer
Auswerteelektronik ausgewertet und zur Überwachung und/oder
Regelung des Laserschweißprozesses verwendet, wobei insbesondere
die Laserquelle und/oder die Bearbeitungsoptik in Abhängigkeit
des Sensorsignals gesteuert werden.
-
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Überwachung und/oder Regelung von Schweißprozessen,
wobei mittels wenigstens zweier Sensoren in Abhängigkeit von
Prozessstrahlung einer Wechselwirkungszone des Schweißvorgangs
wenigstens zwei Sensorsignale zur Prozessüberwachung und/oder
Prozessregelung des Schweißvorgangs erzeugt werden, dadurch
gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Sensorsignale im Wesentlichen
in Abhängigkeit wenigstens zweier verschiedener Wellenlängenbereiche
der Prozessstrahlung erzeugt werden. Besonders vorteilhaft ist,
wie oben bereits ausgeführt, somit eine Regelung und/oder Überwachung
eines Laserschweißprozesses möglich, wobei verschiedene Wellenlängenbereiche
der Prozessstrahlung von verschiedenen und insbesondere auf die
entsprechenden Wellenlängenbereiche optimierten Sensoren ausgewertet
werden, so dass besonders vorteilhaft im Vergleich zum Stand der
Technik die spektrale und/oder örtliche Auflösung
in erheblicher Weise gesteigert wird.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Prozessstrahlung
von der Strahlteilungseinrichtung aus einer Richtung eines Strahlengangs
einer Laserstrahlung zwischen einer Laserquelle und der Bearbeitungsoptik
zumindest teilweise abgelenkt wird und mittels der Kopplungseinheit
in die Strahlführungseinrichtung geleitet wird, so dass
in besonders vorteilhafter Weise eine Auswertung der Prozessstrahlung
beabstandet von der Wechselwirkungszone ermöglicht wird
und die Laserstrahlung durch die Überwachungseinrichtung
vergleichsweise wenig beeinträchtigt wird.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass mittels der Kopplungseinheit,
der Strahlteilungseinrichtung und/oder der Strahlführungseinrichtung
zumindest eine teilweise eine Fokussierung, eine Filterung, eine
Strahlformung und/oder eine Ausrichtung der Prozessstrahlung durchgeführt
werden, wobei insbesondere eine Änderung eines Faserdurchmessers
einer als Glasfasereinrichtung ausgebildeten Strahlführungseinrichtung
durchgeführt wird, so dass besonders bevorzugt eine Anpassung
der Fokussierung, der spektralen Verteilung, der Größe,
der Form, der Ausrichtung und/oder des Ortes des Messflecks in der
Wechselwirkungszone ermöglicht wird. Ferner ist eine Anpassung
der Glasfaser an das Wellenlängenspektrum der Prozessstrahlung
und somit eine Anpassung der an einen oder mehrere Sensoren durch
die Glasfaser geleiteten Prozessstrahlung an die Sensiereigenschaften
des Sensors oder der mehreren Sensoren realisierbar.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass mittels der Kopplungseinheit,
der Strahlteilungseinrichtung und/oder der Strahlführungseinrichtung
eine Anpassung der Größe und der Position eines
von dem Sensor in der Wechselwirkungszone detektierten Messflecks,
insbesondere in allen drei Raumrichtungen, durchgeführt
wird, so dass besonders bevorzugt eine Eingrenzung der Überwachung
auf bestimmte Bereiche der Wechselwirkungszone ermöglicht
wird.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Es
zeigen
-
1 eine
schematische Ansicht einer ersten Teilansicht einer Vorrichtung
zur Laserschweißung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
-
2 eine
schematische Ansicht einer zweiten Teilansicht einer Vorrichtung
zur Laserschweißung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
-
3 eine
schematische Teilansicht einer Vorrichtung zur Laserschweißung
gemäß einer ersten oder zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
-
4 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Laserschweißung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
In
den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen
Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils
nur einmal benannt.
-
In 1 ist
eine schematische Ansicht einer ersten Teilansicht einer Vorrichtung 1 zur
Laserschweißung gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 eine
nicht abgebildete Laserquelle, eine Wechselwirkungszone 2 und
einer Laserstrahlung 3 von der Laserquelle auf die Wechselwirkungszone 2 führenden
Bearbeitungsoptik 4 aufweist. In der Wechselwirkungszone 2 ist
insbesondere ein erstes und ein zweites Werkstück angeordnet,
welche beispielsweise mittels der Laserstrahlung 3 miteinander
verschweißt werden, wobei die Bearbeitungsoptik 4 die
Laserstrahlung 3 zur Bearbeitung des ersten und zweiten
Werkstücks vorzugsweise entsprechend fokussiert, steuert,
bewegt und/oder bündelt. Von der Wechselwirkungszone 2 wird
Prozessstrahlung 10 zumindest teilweise im Wesentlichen
parallel zum Strahlengang 11 der Laserstrahlung 3 emittiert,
wobei eine erste Strahlungsteilungseinrichtung 9, insbesondere
ein halbdurchässiger Spiegel, die Prozessstrahlung 10 zumindest
teilweise in eine Richtung senkrecht zum Strahlengang 11 der
Laserstrahlung 3 aus dem Strahlengang 11 der Laserstrahlung 3 auf eine
zweite Strahlungsteilungseinrichtung 9 herausführt.
Die zweite Strahlungsteilungseinrichtung 9 führt
die Prozessstrahlung 10 in eine erste Kopplungseinheit 6,
welche die Prozessstrahlung 10 in eine erste Strahlungsführungseinrichtung 7,
insbesondere ein Glasfaserkabel, einkoppelt. Die ersten und zweiten
Strahlungsteilungseinrichtungen 9, die erste Kopplungseinheit 6 und
die erste Strahlungsführungseinrichtung 7 sind
Teil einer Überwachungseinrichtung 5 zur Überwachung
und/oder Regelung des Laserschweißprozesses. Die erste
Kopplungseinheit 6 umfasst eine justierbare Fokussier-,
Filter-, Blenden-, Strahlformungs- und/oder Ausrichtungseinheit,
so dass die Einkopplung der Prozessstrahlung 10 in die
erste Strahlführungseinrichtung 7 derart einstellbar
ist, dass ein der Prozessstrahlung 10 entsprechender Messfleck
in der Wechselwirkungszone 2 in seiner Größe,
Form, spektraler Verteilung, Ausrichtung und/oder in seinem Ort
in der Wechselwirkungszone 2 veränderbar und insbesondere
auf den gewünschten Laserschweißprozess, eine
spezielle der ersten Strahlführungseinheit 7 nachgeschalteten
Sensorik und/oder auf die gewünschten zur überwachenden
Messgrößen einstellbar ist.
-
In 2 ist
eine schematische Ansicht einer zweiten Teilansicht einer Vorrichtung 1' zur
Laserschweißung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform
im Wesentlichen der ersten Ausführungsform dargestellt
in 1 identisch ist, wobei die zweite Strahlungsteilungseinrichtung 9 Prozessstrahlung 10 sowohl
auf die erste Kopplungseinheit 7 zur Einkopplung von Prozessstrahlung 10 in die
erste Strahlungsführungseinrichtung 9, als auch Prozessstrahlung 10 auf
eine zweite Kopplungseinheit 7 der Überwachungseinrichtung 5 zur
Einkopplung von Prozessstrahlung 10 in eine zweite Strahlführungseinrichtung 7 der Überwachungseinrichtung 5 lenkt,
wobei die zweite Strahlungsteilungseinrichtung 9 insbesondere
in halbdurchlässiger Spiegel ist und/oder die Prozessstrahlung 10 in
Abhängigkeit der Wellenlänge auf die erste oder
zweite Kopplungseinheit 7 lenkt. In die erste Strahlungsführungseinrichtung 7 wird
somit Prozessstrahlung 10 im Wesentlichen eines ersten
Wellenlängenbereichs und in die zweite Strahlungsführungseinrichtung 7 Prozessstrahlung 10 im
Wesentlichen eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen
zweiten Wellenlängenbereichs eingekoppelt.
-
In 3 ist
eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung zur Laserschweißung
gemäß einer ersten oder zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die Teilansicht das jeweils
nicht abgebildete Ende der ersten oder zweiten Strahlführungseinrichtung 7, 7 der
Vorrichtung 1, 1' zur Laserschweißung
gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt in den 1 oder 2 umfasst. Die
in die erste und zweite Strahlführungseinrichtung 7, 7' eingekoppelte
Prozessstrahlung 10 wird am Ende der ersten oder zweiten
Strahlführungseinrichtung 7, 7' über
eine dritte weitere Kopplungseinheit 6' auf eine weitere
Strahlungsteilungseinrichtung 9' geführt, welche
die Prozessstrahlung 10, insbesondere in Abhängigkeit
der Wellenlänge, auf eine erste weitere Kopplungseinheit 6' oder
auf eine zweite weitere Kopplungseinheit 6' lenkt. Die
erste weitere Kopplungseinheit 6' führt Prozessstrahlung 10 auf
einen ersten Sensor 8 und die zweite weitere Kopplungseinheit 6' Prozessstrahlung 10 auf
einen zweiten Sensor 8'. Die Sensoren 8, 8' erzeugen
in Abhängigkeit der Prozessstrahlung zwei Sensorsignale
zur Überwachung und/oder Steuerung des Laserschweißvorgangs,
wobei insbesondere die Laserquelle und/oder die Bearbeitungsoptik 4 in
Abhängigkeit wenigstens eines der Sensorsignale gesteuert werden.
-
In 4 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 1'' zur Laserschweißung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform
identisch der ersten Ausführungsform dargestellt in den 1 und 3 ist,
wobei der zweite Sensor 8' durch eine Beleuchtungseinrichtung 12 ersetzt
ist, so dass Licht von der Beleuchtungseinrichtung durch die zweite weitere
Kopplungseinheit 6', die weitere Strahlungsteilungseinrichtung 9',
die dritte weitere Kopplungseinheit 6', die erste Strahlungsführungseinrichtung 7,
die erste Kopplungseinheit 6, die zweite Strahlungsteilungseinrichtung 9,
die erste Strahlungsteilungsvorrichtung 9 und die Bearbeitungsoptik 4 auf
die Wechselwirkungszone 2, insbesondere zur Justierung
und Anpassung des Messflecks in der Wechselwirkungszone, geleitet
wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006015383
A1 [0002]