DE102009050784A1 - Method for image-based regulation of machining processes, comprises providing a pulsed high-energy machining beams such as a laser beam under application of spatially resolved detectors and an illumination source - Google Patents

Method for image-based regulation of machining processes, comprises providing a pulsed high-energy machining beams such as a laser beam under application of spatially resolved detectors and an illumination source Download PDF

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Abstract

The method for image-based regulation of machining processes, comprises providing a pulsed high-energy machining beams (2) such as a laser beam under application of spatially resolved detectors and an illumination source (7.1) independently by the machining beams for the illumination of the effective zone of the machining beams. The detector is irradiated successively with images of different lighting conditions and is evaluated together for assessment of process characteristics. The different light conditions are generated through automatic switching of the illumination source. The method for image-based regulation of machining processes, comprises providing a pulsed high-energy machining beams (2) such as a laser beam under application of spatially resolved detectors and an illumination source (7.1) independently by the machining beams for the illumination of the effective zone of the machining beams. The detector is irradiated successively with images of different lighting conditions and is evaluated together for assessment of process characteristics. The different light conditions are generated through automatic switching of the illumination source in a fixed rhythm and are generated by an image processing algorithm controlling the illumination source having single light source, which illuminates the machining zone respectively from an other direction. The illumination source projects a strip light and regular figure on the workpiece surface, whose distortion analysis allows conclusions on the topography. The different lighting conditions are produced by the movement of the illumination source, which is directed over an adjustable mirror at any places within the processing zone and on its marginal areas. The illumination source illuminates the workpiece before the machining zone. The different lighting conditions are controlled according to the beam pulses. The illumination source is controlled so that its process light is outshined. The position of the machining beam is detected and controlled with respect to the machining line. The illumination source in the switched-off condition is used as a sensor, which measures the reflecting back radiation of the machining beam, where the machining beam or a defect is additionally used for the repair of recognized defects. Three-dimensional information is gained by time measurement between the switches of the illumination and the striking of the light reflected by the scene for each single image point of the image sensor in light adjustment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bildgestützten Kontrolle und insbesondere Regelung von Bearbeitungsprozessen, vorzugsweise Schmelzfügeprozessen, mit einem hochenergetischen Bearbeitungs–, insbesondere einem Laserstrahl, unter Einsatz von ortsauflösenden Detektoren und mindestens einer vom Bearbeitungsstrahl unabhängigen Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung der Wirkzone des Bearbeitungsstrahls und deren Umgebung.The invention relates to a method for image-based control and in particular control of machining processes, preferably fusion processes, with a high-energy processing, in particular a laser beam, using spatially resolving detectors and at least one independent of the processing beam illumination source for illuminating the effective zone of the processing beam and its environment.

Beim Bearbeiten oder Fügen von Bauteilen mit Hilfe von Bearbeitungsstrahlen ist es von Vorteil, die Qualität des Prozesses schon während der Bearbeitung anhand eines Prozessmerkmals zu beurteilen. Neben der Beurteilung kann auch eine Regelung ausgewählter Parameter des Prozesses von Vorteil sein.When machining or joining components with the aid of machining jets, it is advantageous to assess the quality of the process already during machining using a process feature. In addition to the assessment, it may also be advantageous to regulate selected parameters of the process.

Stand der TechnikState of the art

Zur automatisierten Kontrolle oder Regelung von Bearbeitungsprozessen mit Hochenergiestrahlung ist es bekannt, die räumliche Verteilung der Sekundärstrahlung, die vom Bearbeitungsprozess ausgeht, als ein Prozessmerkmal auszuwerten. Zur Erfassung der Sekundärstrahlung werden üblicherweise ortsauflösende Sensoren und zur Auswertung Bildverarbeitungsalgorithmen auf datenverarbeitenden Anlagen verwendet. Die Beobachtung der Sekundärstrahlung erfolgt entweder durch koaxiale Beobachtung der Sekundärstrahlung über einen wellenlängen-selektiven Umlenkspiegel oder durch Beobachtungsbohrungen in einem Umlenkelement.For the automated control or regulation of machining processes with high-energy radiation, it is known to evaluate the spatial distribution of the secondary radiation emanating from the machining process as a process characteristic. For detecting the secondary radiation, spatially resolving sensors are usually used and image processing algorithms are used on data-processing systems for evaluation. The observation of the secondary radiation takes place either by coaxial observation of the secondary radiation via a wavelength-selective deflecting mirror or through observation bores in a deflecting element.

Eine Beobachtung des Bearbeitungsprozesses ist auch über so genannte Scraperspiegel möglich.An observation of the machining process is also possible via so-called scraper mirrors.

So betrifft beispielsweise die DE 197 16 293 A1 eine Vorrichtung zur Regelung von Schweißparametern beim Laserstrahlschweißen, bei der mit einer CCD-Kamera Bilder der Sekundärstrahlung des Schmelzbereiches aufgenommen werden, die von einer Datenverarbeitungseinheit ausgewertet werden.For example, the concerns DE 197 16 293 A1 a device for controlling welding parameters during laser beam welding, in which images of the secondary radiation of the melting region, which are evaluated by a data processing unit, are recorded with a CCD camera.

Die DE 101 03 255 B4 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur automatischen Beurteilung von Laserbearbeitungsprozessen, wobei die Sekundärstrahlung mittels einer hochdynamischen Kamera mit großer Aufnahmegeschwindigkeit erfasst wird.The DE 101 03 255 B4 also describes a method for the automatic evaluation of laser processing processes, wherein the secondary radiation is detected by means of a high-dynamic camera with high recording speed.

Aus der DE 10 2005 024 085 A1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines Laserbearbeitungsvorgangs bekannt, die zur Erfassung von Sekundärstrahlung aus der Wechselwirkungszone zwischen Laserstrahl und Werkstück aus mindestens einem nicht ortsauflösendem Empfänger, sowie einer ortsauflösenden Kamera besteht. Die Signale beider Emfangseinheiten werden zur Charakterisierung des Verlaufs des Laserbearbeitungsvorgangs zeitgleich einer Auswerteschaltung zugeführt.From the DE 10 2005 024 085 A1 a device for monitoring a laser processing operation is known, which consists for detecting secondary radiation from the interaction zone between the laser beam and the workpiece from at least one non-spatially resolving receiver, as well as a spatially resolving camera. The signals of both receiving units are fed to characterize the course of the laser processing operation at the same time an evaluation circuit.

Zur Kontrolle und Regelung von Fügeprozessen mit Bearbeitungsstrahl ist ein anderes Verfahren bekannt, bei dem die Fügezone mit einer äußeren, schmalbandigen Lichtquelle beleuchtet wird. Ein Bandpassfilter vor dem Bildsensor unterdrückt die Sekundärstrahlung und lässt das Licht der äußeren Lichtquelle passieren. Mit Hilfe einer solchen Anordnung lassen sich Merkmale des Fügeprozesses im Wellenlängenbereich einer äusseren Lichtquelle beobachten, ohne dass es zu einer Überstrahlung durch das Prozesslicht kommt.To control and regulate joining processes with processing beam, another method is known in which the joining zone is illuminated with an outer, narrow-band light source. A bandpass filter in front of the image sensor suppresses the secondary radiation and allows the light to pass through the external light source. Features of the joining process in the wavelength range of an external light source can be observed with the aid of such an arrangement, without causing over-radiation by the process light.

Eine bekannte Ausführung dieses Verfahrens verwendet als äußere Lichtquelle einen schmalbandigen Linienprojektor. Die Linie wird unter einem Triangulationswinkel auf das zu prüfende Objekt projiziert. Die Beobachtung der geometrischen Verzerrung der Linie auf dem Werkstück und der Naht mit einem ortsempfindlichen Sensor erfasst die Nahtgeometrie und ermöglicht so eine Kontrolle der Fügung.One known embodiment of this method uses a narrow band line projector as the external light source. The line is projected onto the object under test at a triangulation angle. The observation of the geometric distortion of the line on the workpiece and the seam with a position-sensitive sensor detects the seam geometry and thus allows a control of the joint.

Aus der DE 33 39 182 C1 ist eine Vorrichtung zur Überwachung eines Schweißvorgangs bekannt, welche die Bearbeitungszone lateral zum Bearbeitungsstrahl mit äußeren Strahlquellen hoher Leistungsdichte beleuchtet und lateral zum Bearbeitungsstrahl mit einer Kamera beobachtet. Auf diese Weise lässt sich der Schweißprozess auf einem Monitor in Echtzeit verfolgen.From the DE 33 39 182 C1 a device is known for monitoring a welding process, which illuminates the processing zone laterally to the processing beam with outer beam sources of high power density and observed laterally to the processing beam with a camera. In this way, the welding process can be tracked on a monitor in real time.

Die JP 2001-287064 beschreibt ein Verfahren zur Visualisierung des Bearbeitungsbereiches bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Bearbeitungsstrahl, bei dem die Bearbeitungszone zumindest annähernd koaxial zum Bearbeitungsstrahl mit optischer Strahlung beleuchtet wird und von der Bearbeitungszone reflektierte Beleuchtungsstrahlung mit einem optischen Detektor ortsaufgelöst erfasst wird. Das erhaltene Bild wird zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses auf einem Monitor in Echtzeit dargestellt.The JP 2001-287064 describes a method for visualizing the processing area when processing a workpiece with a processing beam, wherein the processing zone is at least approximately coaxial with the processing beam illuminated with optical radiation and reflected from the processing zone illumination radiation is detected spatially resolved with an optical detector. The resulting image is displayed in real-time to monitor the editing process on a monitor.

DE 10 2005 010 381 B4 beschreibt ein Verfahren zur Vermessung von Phasengrenzen eines Werkstoffes bei der Bearbeitung mit einem Bearbeitungsstrahl. Hierbei wird die Bearbeitungszone mit nahezu koaxial zum Bearbeitungsstrahl verlaufender optischer Strahlung beleuchtet. Die von der Bearbeitungszone reflektierte Beleuchtungsstrahlung wird mit einem optischen Detektor ortsaufgelöst erfasst, um ein optisches Reflexionsmuster der Bearbeitungszone zu erhalten. Ein Bildverarbeitungsalgorithmus ermittelt automatisiert den Verlauf einer oder mehrerer Phasengrenzen flüssig/fest in der Bearbeitungszone anhand eines Übergangs von einem Bereich mit großflächig homogenem Gebiet in einen Bereich mit kleinflächig homogenem Gebiet. Die Intensität der äußeren Lichtquelle, sowie die Eigenschaften des optischen Filters können so gewählt werden, dass auch die Sekundärstrahlung vom Detektor mit erfasst wird. DE 10 2005 010 381 B4 describes a method for measuring phase boundaries of a material during machining with a machining beam. Here, the processing zone is illuminated with almost coaxial to the processing beam extending optical radiation. The illumination radiation reflected by the processing zone is detected in an area-resolved manner with an optical detector in order to obtain an optical reflection pattern of the processing zone. An image processing algorithm automatically determines the course of one or more phase boundaries liquid / solid in the processing zone based on a transition from a region with a large homogeneous area to a region with a small area homogeneous area. The intensity of the external light source, as well as the properties of the optical filter can be chosen so that the secondary radiation is detected by the detector.

DE 10 2005 022 095 B4 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück mit Hilfe einer mit Fremdbeleuchtung ausgerüsteten Bearbeitungsoptik, wobei durch die an die Schweißoptik angeschlossene Kamera unmittelbar hintereinander zwei Bilder der Werkstückoberfläche aufgenommen werden. Über eine mathematische Korrelationsfunktion wird anschließend die laterale Verschiebung in x- und y-Richtung zwischen den beiden Aufnahmen bestimmt. Daraus kann die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Werkstück und Bearbeitungskopf ermittelt werden. DE 10 2005 022 095 B4 describes a method for determining a lateral relative movement between a machining head and a workpiece by means of a processing equipped with external illumination processing optics, being taken directly behind the other two images of the workpiece surface by the camera connected to the welding optics. A mathematical correlation function is then used to determine the lateral displacement in the x and y directions between the two images. From this, the speed of the relative movement between the workpiece and the machining head can be determined.

Bekannt ist es auch, mehrere Messverfahren nebeneinander durchzuführen. So ist es möglich, Prozesslicht und Lichtschnitt gleichzeitig in einer Aufnahme zu beobachten. Denkbar ist auch eine Beobachtung des Prozesses und dessen Umgebung im Sekundärlicht und gleichzeitig im Auflicht. Die gleichzeitige Aufnahme in einem Bild führt zu einer Überdeckung der zu beobachtenden Merkmale, womit eine Separierung nur teilweise möglich ist.It is also known to perform several measurement methods next to each other. Thus, it is possible to observe process light and light section simultaneously in one shot. It is also conceivable to observe the process and its surroundings in the secondary light and at the same time in incident light. The simultaneous inclusion in an image leads to an overlap of the observed features, whereby a separation is only partially possible.

Ein anderer Weg mehrere Messverfahren nebeneinander durchzuführen besteht darin, kurz nacheinander Teilbilder von unterschiedlichen Orten mit einer Kamera aufzunehmen. Die Einstellungen der Kamera zu Verstärkung und Belichtungszeit können von Teilbild zu Teilbild verschieden sein. Hierzu werden spezielle, aufwendige Kameras verwendet, die eine schnelle Einzelkonfiguration von Größe, Aufnahmeposition und Belichtungszeit für jede Aufnahme zulassen. Dieses Verfahren ermöglicht es, in jeder Aufnahme ein Teilbild zu erzeugen, dass dem jeweiligen Messverfahren angepasst ist und so die Extraktion der jeweiligen Messgröße im entsprechenden Teilbild erleichtert.
[Q1: Müller-Borhanian, J.: Integration optischer Messmethoden zur Prozesskontrolle beim Laserstrahlschweißen (INESS). Abschlussbericht zum Verbundprojekt, ISBN 3-8316-0531-9 ]Another way of carrying out several measurement methods next to one another is to record partial images of different locations with a camera in rapid succession. The settings of the camera for gain and exposure time may differ from field to field. Special, elaborate cameras are used for this, allowing fast individual configuration of size, shooting position and exposure time for each shot. This method makes it possible to generate a partial image in each image that is adapted to the respective measurement method and thus facilitates the extraction of the respective measured variable in the corresponding partial image.
[Q1: Müller-Borhanian, J .: Integration of Optical Measurement Methods for Process Control in Laser Beam Welding (INESS). Final report on the collaborative project, ISBN 3-8316-0531-9 ]

Nach dem Stand der Technik ist es bei der bildgebenden Prozesskontrolle nicht möglich, mehrere Beobachtungsmethoden simultan zu verwenden, ohne eine gegenseitige Störung durch Überlagerung von Strahlung aus den anderen Beobachtungsmethoden, die zu einem Informationsverlust führt. Eine Abstimmung von Beleuchtungsintensität und Filtern ist nur als Kompromiss möglich. Auch eine schnelle Umschaltung der Kameraeinstellung kann die prinzipielle Überlagerung von Strahlung aus den verschiedenen Beobachtungsmethoden nicht beseitigen.In the prior art, it is not possible in imaging process control to use multiple observation methods simultaneously, without mutual interference by superposition of radiation from the other observation methods resulting in information loss. Matching the illumination intensity and filters is only possible as a compromise. Even a quick switching of the camera setting can not eliminate the principle of superposition of radiation from the different observation methods.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass auf einfache Weise einander zugehörige Bilder mit deutlich unterscheidbaren Prozessmerkmalen erzeugt werden.Object of the present invention is to provide the method of the type mentioned in such a way that easily associated images with clearly distinguishable process characteristics are generated.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung entnehmen.This object is achieved by a method according to the feature of patent claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims or can be found in the following description.

Bei dem vorliegenden Verfahren werden nacheinander Bilder vom momentanen Wirkort des Bearbeitungsstrahls auf dem Werkstück und dessen Umgebung mit unterschiedlichen Einstellungen einer Beleuchtungsquelle beleuchtet. Das heißt, es wird nacheinander von der Werkstückoberfläche emittierte oder reflektierte optische Strahlung mit einem optischen Detektor ortsaufgelöst erfasst, um so ein optisches Emissionsmuster (Rückreflex- oder Sekundärstrahlung) und ein Reflexionsmuster (Fremdlicht) der Bearbeitungszone zu erhalten. Durch die Trennung von Aufnahmen mit äußerer Beleuchtung und ohne äußere Beleuchtung wird eine Überlagerung von Strahlung der jeweils anderen Beobachtungsmethode verhindert. Bei abgeschalteter äußerer Lichtquelle stört kein Fremdlicht die Aufnahme des Emissionsmusters. Die Fremdlichtquelle kann so hell ausgelegt werden, dass bei einer entsprechenden Filterung die Aufnahmen des Reflexionsmusters durch Emissionsstrahlung vom Schmelzbad oder Metalldampf nicht gestört werden.In the present method, successive images of the instantaneous location of action of the processing beam on the workpiece and its surroundings are illuminated with different settings of a source of illumination. That is, it is successively detected by the workpiece surface or reflected optical radiation with an optical detector spatially resolved, so as to obtain an optical emission pattern (back reflection or secondary radiation) and a reflection pattern (extraneous light) of the processing zone. By separating images with external illumination and without external illumination, a superposition of radiation of the other observation method is prevented. When the external light source is switched off, no extraneous light disturbs the recording of the emission pattern. The extraneous light source can do so be designed bright that with a corresponding filtering the images of the reflection pattern are not disturbed by emission radiation from the molten bath or metal vapor.

Durch Ein- und Ausschalten der Beleuchtungsquelle mittels einer Steuereinheit werden unmittelbar nacheinander Aufnahmen ohne äußere Beleuchtung oder mit äußerer Beleuchtung gewonnen. Wenn die äußere Beleuchtung aus mehreren Quellen besteht, kann die Beleuchtungsintensität und die Beleuchtungsrichtung in aufeinander folgenden Aufnahmen variieren. Es ergeben sich unmittelbar aufeinander folgende Bilder mit optimaler Darstellung der Sekundärstrahlung und optimaler Darstellung der Bearbeitungszone. In jedem dieser Bilder ist ein Prozessmerkmal besonders hervorgehoben und einfach separierbar. Beim Schweißen, zum Beispiel, lässt sich sehr einfach der Wirkort des Lasers vom flüssigen Schmelzbad und der Erstarrungszone unterscheiden.By switching the illumination source on and off by means of a control unit, recordings without external illumination or with external illumination are obtained in immediate succession. If the external illumination consists of multiple sources, the illumination intensity and direction of illumination may vary in successive shots. This results in immediately successive images with optimal representation of the secondary radiation and optimal representation of the processing zone. In each of these images, a process feature is highlighted and easily separable. When welding, for example, it is very easy to distinguish the location of action of the laser from the molten pool and the solidification zone.

Auch ist die Möglichkeit, von einem Bearbeitungsort Aufnahmen mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen zu erzeugen, vorteilhaft für die Erkennung von Löchern und Poren in der Fügezone durch einen veränderten Schattenwurf der Ränder.Also, the possibility of producing recordings with different directions of illumination from one processing location is advantageous for the recognition of holes and pores in the joining zone by a changed shadowing of the edges.

Die einzelnen Aufnahmen werden nach der Aufnahme zusammen mit der Beleuchtungsinformation automatisiert einem Bildverarbeitungsalgorithmus zugeführt. Die Genauigkeit und der Rechenaufwand des Bildverarbeitungsalgorithmus werden durch die Separierung der Merkmale in einzelne Aufnahmen deutlich verbessert, da der grundsätzliche Inhalt der jeweiligen Aufnahme durch die Beleuchtungseinstellung vorausgesetzt ist. Des Weiteren enthalten die Aufnahmen weniger Störkonturen.The individual images are automatically fed to an image processing algorithm after recording together with the illumination information. The accuracy and the computational complexity of the image processing algorithm are significantly improved by the separation of the features into individual images, since the basic content of the respective image is required by the illumination setting. Furthermore, the images contain less interference contours.

Das vorliegende Verfahren verwendet zum Ein- und Ausschalten der Beleuchtungsquellen eine Steuereinheit, die für jede Aufnahme die Beleuchtungsszene einstellt. Die unterschiedlichen Szenen wiederholen sich in einem rhythmischen Ablauf. Von der Aufnahmekamera oder dem optischen Sensor wird ein Signal zum Umschalten der Beleuchtungsszene nach Beendigung jeder vorhergehenden Aufnahme an die Steuereinheit gegeben.The present method uses a control unit for switching the lighting sources on and off, which sets the lighting scene for each shot. The different scenes are repeated in a rhythmic sequence. A signal for switching the lighting scene to the control unit after completion of each preceding recording is given by the recording camera or the optical sensor.

Mit dem vorliegenden Verfahren lässt sich während der Bearbeitung die zur Erfassung des jeweiligen Prozessmerkmals optimale Beleuchtung einschalten. Dadurch werden Störeinflüsse minimiert, die die Auswertung durch einen automatischen Bildverarbeitungsalgorithmus erschweren. Das Verfahren ist vor allem für die Lasermaterialbearbeitung vorteilhaft einsetzbar, wobei alle Arten von Laserstrahlquellen, beispielsweise CO2-Laser, Nd:YAG-Laser, Diodenlaser oder Faserlaser, als Strahlquellen für den Bearbeitungsstrahl eingesetzt werden können. Durch gezieltes Ausschalten aller Beleuchtungsquellen wird eine Aufnahme erzeugt, die lediglich die vom Prozess emittierte Sekundärstrahlung enthält. Das Einschalten aller Beleuchtungsquellen gleichzeitig führt zu einer sehr intensiven Beleuchtung, die auch die Erfassung von Merkmalen, wie die Position der Fügekante oder der Nahtgeometrie, in Randgebieten außerhalb der Wirkstelle ermöglicht. Wird lediglich eine oder ein Teil der Beleuchtungsquellen eingeschaltet, so erscheinen die Randgebiete deutlich dunkler. Stellen des sehr glatten und gerichtet reflektierenden Schmelzbads, die einem optimalen Winkel zwischen Beleuchtungsrichtung und Beobachtungsrichtung aufweisen, erscheinen trotz der reduzierten Beleuchtungsintensität weiterhin als sehr helle Flächen in der Aufnahme. Durch diese Schaltung der Beleuchtungsintensität können Merkmale aus dem Bereich des Schmelzbads erfasst werden, ohne auf eine Analyse der Randbereiche verzichten zu müssen, bzw. Störungen der Randbereiche mit aufzunehmen. Die Schaltung einer einseitigen Beleuchtung lässt Rückschlüsse auf die Geometrie der reflektierenden Oberfläche zu. Durch Vergleich zweier Aufnahmen mit jeweils gegenüberliegender Beleuchtung werden Störungen in der Nahtkontur, wie beispielsweise Poren, sichtbar.With the present method, it is possible to switch on the illumination which is optimal for detecting the respective process feature during processing. This minimizes interference that complicates the evaluation by an automatic image processing algorithm. The method can be advantageously used especially for laser material processing, wherein all types of laser beam sources, for example CO2 laser, Nd: YAG laser, diode laser or fiber laser, can be used as beam sources for the processing beam. By deliberately switching off all the illumination sources, a recording is generated which contains only the secondary radiation emitted by the process. The switching on of all the illumination sources at the same time leads to a very intensive illumination, which also enables the detection of features, such as the position of the joining edge or the seam geometry, in peripheral areas outside the active site. If only one or a part of the illumination sources is switched on, the peripheral areas appear considerably darker. Positions of the very smooth and directionally reflecting melt pool, which have an optimum angle between the direction of illumination and the direction of observation, continue to appear as very bright areas in the image despite the reduced illumination intensity. By means of this circuit of the illumination intensity, it is possible to detect features from the area of the molten bath, without having to forego an analysis of the edge areas, or to include disturbances of the edge areas. The circuit of a one-sided illumination allows conclusions about the geometry of the reflecting surface. By comparing two images, each with opposing illumination disturbances in the seam contour, such as pores, visible.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführung kann der Steuerrhythmus durch die Ergebnisse des Bildverarbeitungsalgorithmus beeinflusst werden. Eine Ausführung sieht dabei eine vollständige Steuerung der Beleuchtungsszenen durch die Auswerteinheit vor. Die Auswerteinheit stellt sich die Beleuchtung ein, die für eine sichere Bestimmung eines aktuell bearbeiteten Merkmals am besten geeignet ist. Hat beispielsweise ein Auswertalgorithmus eine mögliche Pore entdeckt, so ist es möglich einen Standardrhythmus zu unterbrechen, um eine Folge von Bildern mit wechselnder Beleuchtungsrichtung aufzunehmen und damit die Beurteilung abzusichern.In a further advantageous embodiment, the control rhythm can be influenced by the results of the image processing algorithm. One embodiment provides complete control of the lighting scenes by the evaluation unit. The evaluation unit adjusts the lighting that is best suited for a reliable determination of a currently processed feature. If, for example, an evaluation algorithm has detected a possible pore, it is possible to interrupt a standard rhythm in order to record a sequence of images with changing illumination direction and thus to secure the assessment.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens wird die Schaltung der äußeren Beleuchtung mit einem gepulsten Bearbeitungsstrahl synchronisiert. Während der aktiven Pulse des Bearbeitungsstrahls werden Aufnahmen der Sekundärstrahlung ohne äußeres Licht erfasst. In den Strahlpausen wird die Beleuchtung eingeschaltet und weitere Bilder aufgenommen. Ein Bildverarbeitungsalgorithmus kann aus den unterschiedlichen Aufnahmen die Lage der Wirkstelle zur Fügekante, sowie die Qualität der vorhergegangenen Bearbeitung ermitteln und gegebenenfalls regeln.In an advantageous development of the present method, the circuit of the external illumination is synchronized with a pulsed processing beam. During the active pulses of the processing beam, images of the secondary radiation are detected without external light. In the blasting pauses, the lighting is switched on and more pictures taken. An image processing algorithm may be off Determine the position of the active site to the joining edge as well as the quality of the previous processing and, if necessary, regulate the different images.

In einer Ausführung der Erfindung ist ein Filter vorgesehen, dessen Transmissionsverhalten elektrisch steuerbar ist. Die Steuerung dieses Filters erfolgt erfindungsgemäß durch eine Steuereinheit. Durch die Veränderung der Filtereigenschaft ist die Ausprägung der unterschiedlichen Beleuchtungsszenen weiter verbesserbar. In einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung wird eine äußere Lichtquelle nicht geschaltet, sondern nur das Transmissionsverhalten des Filters gesteuert, um nacheinander folgende Aufnahmen von der Sekundärstrahlung des Prozesses und von der Fügezone im Fremdlicht zu erzeugen.In one embodiment of the invention, a filter is provided whose transmission behavior is electrically controllable. The control of this filter is carried out according to the invention by a control unit. By changing the filter property, the expression of the different lighting scenes can be further improved. In a particularly simple embodiment of the invention, an external light source is not switched, but only the transmission behavior of the filter is controlled to successively produce subsequent recordings of the secondary radiation of the process and of the joining zone in extraneous light.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens projiziert mindestens eine der zuschaltbaren Beleuchtungsquellen ein Muster, welches unter Berücksichtigung des Beleuchtungswinkels Informationen über die dreidimensionale Geometrie des beleuchteten Bereiches wiedergibt. Die daraus gewonnene Information über die Nahtgeometrie eines Nahtabschnitts lässt sich mit Merkmalen aus vorher bestimmten Bildern mit anderer Beleuchtungseinstellung desselben Nahtabschnitts kombinieren. Die Kombination erlaubt eine sichere Unterscheidung von fehlerhaften Nahtabschnitten.In a further advantageous embodiment of the method, at least one of the switchable illumination sources projects a pattern which, taking into account the illumination angle, reproduces information about the three-dimensional geometry of the illuminated area. The information obtained about the seam geometry of a seam section can be combined with features from previously determined images with different lighting settings of the same seam section. The combination allows a reliable differentiation of defective seam sections.

Die Erzeugung von Projektionsmustern kann, statt durch eine starre Beleuchtungsoptik, auch durch einen schnell steuerbaren Spiegel erzeugt werden. Darüber hinaus ist eine Positionierung des beleuchteten Bereichs über einen steuerbaren Spiegel möglich. In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist eine der Lichtquellen als Punktlichtquelle ausgeführt. Diese Punktlichtquelle wird über einen Spiegel auf verschiedene Bereiche der Fügezone gelenkt.The generation of projection patterns can, instead of being produced by a rigid illumination optics, also be generated by a mirror which can be controlled quickly. In addition, a positioning of the illuminated area via a controllable mirror is possible. In a particular embodiment of the invention, one of the light sources is designed as a point light source. This point light source is directed via a mirror to different areas of the joining zone.

Eine weitere Ausführung des Verfahrens zur Prozesskontrolle mit wechselnder Beleuchtungseinstellung nutzt die Möglichkeit, Lichtemittierende Halbleiter auch als Empfänger von Strahlung zu nutzen. Es ist somit möglich, einen Schaltzustand der Beleuchtungssteuerung so zu gestalten, dass eine oder mehrere Lichtquellen vorübergehend an eine Verstärkerschaltung statt an eine Stromquelle angeschlossen werden. So kann eine Beleuchtungsquelle auch zur Messung von Prozessgrößen, beispielsweise reflektierter Primärstrahlung, sekundärer Prozesslichtstrahlung oder Temperaturstrahlung genutzt werden. Diese Messung kann regelmäßig oder von bestimmten Algorithmen des Bildverarbeitungsprogramms eingeschaltet werden.Another embodiment of the method for process control with changing illumination setting makes use of the possibility of also using light-emitting semiconductors as receivers of radiation. It is thus possible to design a switching state of the lighting control so that one or more light sources are temporarily connected to an amplifier circuit instead of a power source. Thus, an illumination source can also be used for measuring process variables, for example reflected primary radiation, secondary process light radiation or temperature radiation. This measurement can be switched on regularly or by certain algorithms of the image processing program.

Durch die erfindungsgemäße Wahl verschiedener Beleuchtungseinstellungen ist es in einer Weiterbildung des Verfahrens möglich, den Einschaltzeitpunkt einer sehr starken Lichtquelle, vorzugsweise einer Laserpulslichquelle, festzulegen. In Verbindung mit einem Sensor, der Informationen über die Laufzeiten des Reflexionsmusters speichert, ist es möglich die Topographie der Wirkzone und deren Umgebung zu berechnen. Aus der Topographie am Wirkort eines Schweißlaserstrahls lässt sich zum Besipiel die Tiefe eines Keyholes bestimmen und daraus wiederum Rückschlüsse auf die momentane Einschweißtiefe treffen. Die Topograhhie einer Schweißraupe eignet sich für die Beurteilung der Anbindung zwischen zwei Werkstücken.By selecting different illumination settings according to the invention, it is possible in a further development of the method to determine the switch-on time of a very strong light source, preferably a laser pulse source. In conjunction with a sensor that stores information about the transit times of the reflection pattern, it is possible to calculate the topography of the active zone and its surroundings. For example, the depth of a keyholes can be determined from the topography at the site of action of a welding laser beam and, in turn, conclusions can be drawn about the current welding depth. The topography of a weld bead is suitable for assessing the connection between two workpieces.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments in conjunction with the figures. Show it

1 eine Skizze einer Laserbearbeitungsvorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a sketch of a laser processing apparatus for explaining the method according to the invention,

2 ein Zeitdiagramm der Schaltlichtsteuerung, 2 a timing diagram of the switching light control,

3 eine Aufnahme ohne Fremdbeleuchtung, 3 a recording without external illumination,

4 eine Aufnahme mit einer Beleuchtungsquelle, 4 a recording with a lighting source,

5 eine Aufnahme mit zwei Beleuchtungsquellen und 5 a photograph with two sources of illumination and

6 eine Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels mit bewegter Projektionslinie und Spiegel. 6 a sketch of another embodiment with moving projection line and mirror.

Das vorliegende Verfahren wird anhand einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Laserbearbeitungsvorrichtung 1 erläutert.The present method is based on an embodiment of a laser processing device according to the invention 1 explained.

Der Bearbeitungsstrahl 2 wird von einem Laser 1 in eine Schweißoptik 3 geführt und dort über einem dichroitischen Umlenkspiegel 4 und eine Fokussieroptik 5 auf das Werkstück 6 gelenkt. An der Schweißoptik befinden sich zwei Beleuchtungsquellen 7.1 und 7.2, die unter einem Winkel gegenüber der optischen Achse geneigt sind und die Bearbeitungszone und dessen Umfeld auf dem Werkstück überlappend beleuchten 8.1 und 8.2. The processing beam 2 is from a laser 1 in a welding look 3 guided and there over a dichroic deflection mirror 4 and a focusing optics 5 on the workpiece 6 directed. There are two sources of illumination at the welding optics 7.1 and 7.2 which are inclined at an angle to the optical axis and overlap the processing zone and its surroundings on the workpiece 8.1 and 8.2 ,

Oberhalb des Umlenkspiegels 4 befindet sich eine Kamera 9. Ein Filter 11, der zur Wellenlänge der Beleuchtungsquellen 7.1 und 7.2 abgestimmt ist, reduziert das vom Schweißprozess ausgehende Prozesslicht. Eine Optik 10 dient der Anpassung von Abbildungsmaßstab und Bildschärfe des Kamerabilds. Eine Auswerteinheit 12 empfängt von der Kamera 9 Bilder der Werkstückoberfläche und vom Prozesslicht. Eine Steuereinheit für Schaltlicht 13 steuert die Beleuchtungsquellen 7.1 und 7.2 in der Folge 7.1 – 7.2 – 7.1 und 7.2 – keine. Die Taktung der Steuereinheit erfolgt mit dem Taktsignal 14 der Bildaufnahme durch die Kamera 9. So ergibt sich eine regelmäßige Abfolge von verschiedenen Beleuchtungsszenen.Above the deflecting mirror 4 there is a camera 9 , A filter 11 , which is the wavelength of the illumination sources 7.1 and 7.2 is tuned, reduces the process light emanating from the welding process. An optic 10 is used to adjust the image scale and image sharpness of the camera image. An evaluation unit 12 receives from the camera 9 Images of the workpiece surface and the process light. A control unit for switching light 13 controls the lighting sources 7.1 and 7.2 subsequently 7.1 - 7.2 - 7.1 and 7.2 - none. The clocking of the control unit takes place with the clock signal 14 the image capture by the camera 9 , This results in a regular sequence of different lighting scenes.

Der größte Vorteil regelmäßig wechselnder Beleuchtungsszenen liegt in der Nutzung optimaler Beleuchtungen ohne gegenseitige Überlagerungen für die automatische Vermessung verschiedener relevanter Prozessmerkmale, wie sie bei einer statischen Beleuchtungseinstellung sich nicht erzielen lässt.The biggest advantage of regularly changing lighting scenes is the use of optimal lighting without overlapping each other for the automatic measurement of various relevant process features, which can not be achieved with a static lighting setting.

Bei komplett ausgeschalteter Beleuchtung zum Zeitpunkt t = 22 gemäß 2, lässt sich das Prozesslicht sicher vermessen und damit, zum Beispiel, die eingebrachte Prozessleistung bestimmen. Außerdem ist es möglich, mit einem einfachen und sicheren Bildverarbeitungsalgorithmus den Ort und die Größe des mit 24 in 3 bezeichneten Bearbeitungsstrahls auf der Werkstückoberfläche zu vermessen.With the lights completely off at time t = 22 according to 2 , the process light can be safely measured and used, for example, to determine the process performance introduced. It is also possible to use a simple and secure image processing algorithm to determine the location and size of the image 24 in 3 designated machining beam on the workpiece surface to measure.

Bei eingeschalteten Beleuchtungsquellen t = 21 gemäß 2 ist es möglich, eine Fügekante 26, wie in 5 gezeigt, der zu verschweißenden Werkstücke mittels Bildverarbeitungsalgorithmen sicher zu bestimmen. Aus einem schnellen Wechsel zwischen den Beleuchtungsszenen t = 21 und t = 22 lässt sich die Lage des Bearbeitungsstrahls zur Bearbeitungslinie kontrollieren und regeln.With lighting sources switched on, t = 21 according to 2 is it possible to have a joining edge 26 , as in 5 shown to reliably determine the workpieces to be welded by means of image processing algorithms. From a quick change between the lighting scenes t = 21 and t = 22, the position of the processing beam to the processing line can be controlled and regulated.

Ein schneller Wechsel zwischen Beleuchtungsszenen mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen hebt Poren in der Schweißnaht durch einen unterschiedlichen Schattenwurf deutlich gegenüber oberflächlichen Schattierungen hervor. Ein Wechsel der Beleuchtungsrichtung wird erfindungsgemäß realisiert durch getrenntes Einschalten der Beleuchtungsquelle 7.1 und 7.2, wie im Zeitdiagramm 2 durch die Zeiten t = 19 und t = 20 dargestellt.A quick change between lighting scenes with different lighting directions clearly highlights pores in the weld by a different shadow cast over superficial shades. A change of the illumination direction is realized according to the invention by separately switching on the illumination source 7.1 and 7.2 as in the time diagram 2 represented by the times t = 19 and t = 20.

In einer weiteren, erfindungsgemäßen Ausführung, wirkt die Auswerteinheit 12 über eine Steuerleitung 15 auf die Steuereinheit 13. Dadurch ist es möglich, die Helligkeit jeder einzelnen Beleuchtungsszene durch Bildverarbeitungsalgorithmen direkt zu regeln. Außerdem kann durch Bildverarbeitungsalgorithmen in die Abfolge der Beleuchtungsszenen eingegriffen werden oder in einer Erweiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Beleuchtungsszenen von der Bildverarbeitungseinheit selbständig ausgewählt werden. Das Ausgangssignal der Auswerteinheit 12 wird einem Regler 16 zugeführt, der über einen Motor 20 die Lage des Werkstücks und/oder die Intensität des Bearbeitungsstrahls auf vorgegebene Sollwerte nachführt.In a further embodiment according to the invention, the evaluation unit acts 12 via a control line 15 on the control unit 13 , This makes it possible to directly control the brightness of each individual lighting scene by means of image processing algorithms. In addition, image processing algorithms can intervene in the sequence of illumination scenes or, in an extension of the method according to the invention, the illumination scenes can be selected independently by the image processing unit. The output signal of the evaluation unit 12 becomes a regulator 16 fed by a motor 20 tracking the position of the workpiece and / or the intensity of the processing beam to predetermined setpoints.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung kann die Auswerteinheit eine energiereiche Beleuchtungsquelle als Strahlquelle auf einen erkannten Defekt lenken, um diesen Defekt in situ zu reparieren.In a further embodiment of the invention, the evaluation unit can direct a high-energy illumination source as a beam source to a detected defect in order to repair this defect in situ.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung des Verfahrens ist in 6 dargestellt. Hier ist eine Lichtquelle 7.3 so ausgebildet, dass sie eine Linie auf die Werkstückoberfläche projiziert. Der Projektionsstrahl 8.3 wird dabei über einen elektrisch positionierbaren Kippspiegel 18 gelenkt. Der Kippspiegel 18 kann selbstständig oder von der Auswerteinheit 12 gesteuert werden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, eine Linie unter verschiedenen Winkeln auf einen Abschnitt der Fügung projizieren zu können. Somit lassen sich Reflexionen vermeiden und die Nahttopologie sicherer bestimmen. Bezeichnungsliste 1 Quelle Bearbeitungsstrahl 2 Bearbeitungsstrahl 3 Schweißoptik 4 Dichroitischer Umlenkspiegel 5 Fokussieroptik 6 Werkstück 7.1 Beleuchtungsquelle 1 7.2 Beleuchtungsquelle 2 7.3 Beleuchtungsquelle 3 8.1 Beleuchtungsstrahl 1 8.2 Beleuchtungsstrahl 2 8.3 Beleuchtungsstrahl 3 9 Kamera 10 Kameraoptik 11 Interferenzfilter 12 Auswerteinheit mit Bildverarbeitung 13 Steuereinheit für Schaltlicht 14 Bildaufnahmetakt 15 Steuerleitung 16 Regler für Werkstückpositionierung und Strahlquelle 17 Motor 18 Elektrisch positionierbarer Spiegel 19 Zeitpunkt Beleuchtung 7.1 20 Zeitpunkt Beleuchtung 7.2 21 Zeitpunkt Beleuchtung 7.1 + 7.2 22 Zeitpunkt keine Beleuchtung 23 Zeitpunkt Wiederholung 24 Sekundäre Prozesslichtstrahlung 25 Schmelze 26 Erkaltete Naht 27 Randgebiet 28 Fügekante Another embodiment of the method according to the invention is shown in FIG 6 shown. Here is a light source 7.3 designed so that it projects a line on the workpiece surface. The projection beam 8.3 is doing via an electrically positionable tilting mirror 18 directed. The tilting mirror 18 can be independent or from the evaluation unit 12 to be controlled. The advantage of this design is that it allows a line to be projected at different angles onto a portion of the joint. Thus, reflections can be avoided and the seam topology determined more safely. name list 1 Source processing beam 2 processing beam 3 welding optics 4 Dichroic deflecting mirror 5 focusing optics 6 workpiece 7.1 Illumination source 1 7.2 Illumination source 2 7.3 Illumination source 3 8.1 Illumination beam 1 8.2 Illumination beam 2 8.3 Illumination beam 3 9 camera 10 camera optics 11 interference filters 12 Evaluation unit with image processing 13 Control unit for switching light 14 Image capture clock 15 control line 16 Controller for workpiece positioning and beam source 17 engine 18 Electrically positionable mirror 19 Time lighting 7.1 20 Time lighting 7.2 21 Time lighting 7.1 + 7.2 22 Time no lighting 23 Timing repetition 24 Secondary process light radiation 25 melt 26 Cold seam 27 outskirts 28 joining edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (17)

Verfahren zur bildgestützten Kontrolle und insbesondere Regelung von Bearbeitungsprozessen mit einem hochenergetischen Bearbeitungs–, insbesondere einem Laserstrahl, unter Einsatz von ortsauflösenden Detektoren und mindestens einer vom Bearbeitungsstrahl unabhängigen Beleuchtungsquelle zur Beleuchtung der Wirkzone des Bearbeitungsstrahls und deren Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor nacheinander mit Bildern unterschiedlicher Lichtverhältnisse bestrahlt wird und diese gemeinsam zur Beurteilung von Prozessmerkmalen ausgewertet werden.Method for image-based control and in particular control of machining processes with a high-energy processing, in particular a laser beam, using spatially resolving detectors and at least one independent of the processing beam illumination source for illuminating the effective zone of the processing beam and its surroundings, characterized in that the detector successively with images different light conditions is irradiated and they are evaluated together to assess process characteristics. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverhältnisse durch selbsttätiges Schalten der Beleuchtungsquelle in einem festen Rhythmus erzeugt werden.A method according to claim 1, characterized in that the different light conditions are generated by automatically switching the illumination source in a fixed rhythm. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverhältnisse durch einen die Beleuchtungsquelle steuernden Bildverarbeitungsalgorithmus erzeugt werden.A method according to claim 1, characterized in that the different light conditions are generated by an illumination source controlling image processing algorithm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle aus mehreren Einzellichtquellen besteht, die die Bearbeitungszone jeweils aus einer anderen Richtung beleuchten.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination source consists of a plurality of individual light sources which illuminate the processing zone in each case from a different direction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle ein Streifenlicht auf die Werkstückoberfläche projiziert, deren Verzerrungsanalyse Rückschlüsse auf die Topographie erlaubt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination source projects a strip light onto the workpiece surface, the distortion analysis of which allows conclusions to be drawn about the topography. Verfahren nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle eine regelmäßige Figur auf die Werkstückoberfläche projiziert, deren Verzerrungsanalyse Rückschlüsse auf die Topographie erlaubt.Method according to one of claims, characterized in that the illumination source projects a regular figure on the workpiece surface whose distortion analysis allows conclusions about the topography. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverhältnisse durch die Bewegung der Beleuchtungsquelle erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the different light conditions are generated by the movement of the illumination source. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle über einen Kippspiegel an beliebige Stellen innerhalb der Bearbeitungszone und an deren Randbereiche gelenkt wird.A method according to claim 7, characterized in that the illumination source is directed via a tilting mirror to arbitrary locations within the processing zone and at the edge regions thereof. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle die Werkstückoberfläche auch vor der Bearbeitungszone beleuchtet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination source illuminates the workpiece surface also in front of the processing zone. Verfahren zur Kontrolle und insbesondere Regelung des Bearbeitungsprozesses mit einem gepulsten Bearbeitungsstrahl, insbesondere einem gepulstem Laserstrahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lichtverhältnisse nach Maßgabe der Strahlpulse gesteuert werden.Method for controlling and in particular regulating the machining process with a pulsed machining beam, in particular a pulsed laser beam according to one of the preceding claims, characterized in that the different light conditions are controlled in accordance with the beam pulses. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle so geregelt wird, daß sie das Prozesslicht nicht überstrahlt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination source is regulated so that it does not outshine the process light. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Lage des Bearbeitungsstrahls bezüglich der Bearbeitungslinie erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the position of the processing beam is detected with respect to the processing line. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Bearbeitungsstrahls bezüglich der Bearbeitungslinie geregelt wird.A method according to claim 12, characterized in that the position of the processing beam is regulated with respect to the processing line. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsquelle im ausgeschalteten Zustand als Messaufnehmer verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the illumination source is used in the off state as a sensor. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer die rückreflektierte Strahlung des Bearbeitungsstrahls misst.A method according to claim 14, characterized in that the sensor measures the back-reflected radiation of the processing beam. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder ein zusätzlicher Bearbeitungsstrahl zur Reparatur von erkannten Defekten verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the or an additional processing beam is used to repair detected defects. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Beleuchtungseinstellungen eine dreidimensionale Information durch die Zeitmessung zwischen dem Einschalten der Beleuchtung und dem Auftreffen des von der Szene reflektierten Lichts für jeden einzelnen Bildpunkt des Bildsensors gewonnen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in one of the illumination settings, three-dimensional information is obtained by the time measurement between the switching on of the illumination and the impact of the reflected light from the scene for each individual pixel of the image sensor.
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