DE102010032800A1 - Method and device for calibrating a laser processing machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätssicherung des Bearbeitungsergebnisses bei der Bearbeitung eines Werkstückes mittels Laser, insbesondere was die Positionierung und Leistungskontrolle der auf dem Werkstück auftreffenden Energiemenge inklusive Selbstkalibrierung und Driftkompensation betrifft, was erst die zentrale Administrierung dezentral aufgestellter Geräte ermöglicht. Vor dem Bearbeiten des Werkstückes wird wenigstens ein Laserlicht-Sensor mit geringer räumlicher Ausdehnung mit der Maschine fest verbunden und seine Position im Maschinen-Koordinatensystem ermittelt, der wenigstens eine Laserlicht-Sensor mit Laserlicht abgetastet, beim maximalen Sensor-Signal die Auftreffposition des Laserstrahls als übereinstimmend mit der Position des Laserlicht-Sensors unterstellt und im Laser-Koordinatensystem bestimmt, aus der Differenz der Position des Sensors im Maschinen-Koordinatensystem und der Auftreffposition des Laserstrahls im Laser-Koordinatensystem wenigstens ein Punkt-Korrekturwert automatisch errechnet zur Anpassung des Laser-Koordinatensystems an das Maschinen-Koordinatensystem und bei der anschließenden Bearbeitung des Werkstückes der Laserstrahl nach dem Laser-Koordinatensystem unter Berücksichtigung des wenigstens einen Korrekturwertes ausgelenkt wird.The invention relates to a method and a device for quality assurance of the processing result when processing a workpiece by means of laser, in particular with regard to the positioning and performance control of the amount of energy incident on the workpiece, including self-calibration and drift compensation, which only enables the central administration of decentralized devices. Before processing the workpiece, at least one laser light sensor with a small spatial extent is firmly connected to the machine and its position is determined in the machine coordinate system, which scans at least one laser light sensor with laser light, with the maximum sensor signal the position of the laser beam as corresponding Assumed with the position of the laser light sensor and determined in the laser coordinate system, from the difference between the position of the sensor in the machine coordinate system and the position of the laser beam in the laser coordinate system, at least one point correction value is automatically calculated to adapt the laser coordinate system to the Machine coordinate system and during the subsequent machining of the workpiece, the laser beam is deflected according to the laser coordinate system, taking into account the at least one correction value.

Description

I. AnwendungsgebietI. Field of application

Die Erfindung betrifft Maschinen und Bearbeitungsvorgänge, bei denen ein Werkstück mittels Laser bearbeitet werden soll, also beispielsweise geschnitten, graviert oder beschriftet werden soll.The invention relates to machines and machining operations in which a workpiece is to be processed by laser, so for example cut, engraved or labeled.

II. Technischer HintergrundII. Technical background

Wie bei jedem Bearbeitungsvorgang, kommt es auch hier darauf an, dass dieses Gravieren oder Beschriften auf dem Werkstück an der exakten dafür vorgesehenen Soll-Position durchgeführt wird.As with any machining operation, it is also important here that this engraving or marking on the workpiece is carried out at the exact designated target position.

Häufig soll die Bearbeitung dabei jedoch nicht an einer bezüglich des Werkstückes fest vorgegebenen Position durchgeführt werden, sondern abhängig von der Position einer Vorbearbeitung, die am Werkstück zuvor durchgeführt wurde, und deren Position auf dem Werkstück produktionsbedingt eine jeweils andere sein kann.Frequently, however, the processing should not be performed at a fixed position with respect to the workpiece, but depending on the position of a pre-processing, which was previously carried out on the workpiece, and their position on the workpiece production-related may each be another.

Hinzu kommt, dass der Laserstrahl zwischen der Laserlichtquelle und seinem Auftreffpunkt auf dem Werkstück häufig – über einen oder mehrere Ablenkspiegel abgelenkt wird, und diese Ablenkspiegel beweglich sind und angesteuert werden, um den Auftreffpunkt des Laserstrahles entlang einem gewünschten Pfad zu bewegen.In addition, the laser beam between the laser light source and its point of impingement on the workpiece is often deflected by one or more deflecting mirrors, and these deflecting mirrors are movable and driven to move the point of incidence of the laser beam along a desired path.

Die Präzisionsbearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlung erfordert eine Kalibrierung des Bearbeitungssystems bezüglich der Einstellung der Laserleistungsdichte im Fokus und der Strahlablenkeinheit für die Laserstrahlpositionierung Stand der Technik ist, dass für das Erreichen der erforderlichen Genauigkeiten (Schwankungen, so genannte Drift, der o. g. Parameter durch Temperatur, Verschleiß, Alterung, etc.) vor einer Bearbeitung Probebearbeitungen durchgeführt werden, die es ermöglichen, die Abweichungen von Soll- und Istwerten zu bestimmen und eine Kalibrierung des Systems bis zum Erreichen der erforderlichen Bearbeitungspräzision durchzuführen. Die Durchführung der Kalibrierung in dieser Weise erfordert in aller Regel Spezialkenntnisse und ist mit hohem Zeitaufwand und ggf. Materialverbrauch verbunden. Die Kenntnisse gehen weit über das Maß an Fachwissen hinaus, das ein Maschinenbediener für die Durchführung der eigentlichen Bearbeitungen benötigt.The precision machining of workpieces by means of laser radiation requires a calibration of the processing system with respect to the adjustment of the laser power density in the focus and the beam deflection unit for laser beam positioning. The state of the art is that for achieving the required accuracies (so-called drift, the above parameters by temperature, wear , Aging, etc.) are carried out prior to a machining trial work, which allow to determine the deviations of set and actual values and to perform a calibration of the system until the required machining precision. Performing the calibration in this way usually requires special knowledge and is associated with high expenditure of time and possibly material consumption. The knowledge goes far beyond the level of expertise that a machine operator needs to perform the actual machining.

Die Folge ist nur, dass derartige Laserbearbeitungssysteme in zentralen Fertigungszentren eingesetzt werden, wo die Möglichkeit besteht, dass eine Fachkraft mehrere Maschinen betreut, die dann von geringer geschultem Personal bedient werden.The result is only that such laser processing systems are used in central manufacturing centers, where there is the possibility that a specialist cared for several machines, which are then operated by less trained personnel.

Ein typischer Anwendungsfall ist die Personalisierung von Kunststoffkarten, etwa Kreditkarten oder Ausweiskarten, mittels Laser:
Dabei werden die Kartenrohlinge zunächst bedruckt und ggf. auch geprägt, wobei die Position der Bedruckung oder Prägung auf der Karte die Position der anschließenden Laserbeschriftung vorgibt.
A typical application is the personalization of plastic cards, such as credit cards or ID cards, using a laser:
The card blanks are first printed and possibly also embossed, the position of the printing or embossing on the card specifying the position of the subsequent laser inscription.

So soll beispielsweise unter dem vorher aufgedruckten Wort ”Name” exakt in x- und y-Richtung dazu positioniert der konkrete Name des Karteninhabers aufgebracht werden.Thus, for example, under the previously printed word "name", the specific name of the cardholder is to be positioned exactly in the x and y direction.

Da bei der Personalisierung solcher Karten sehr große Stückzahlen bearbeitet werden, werden diese Karten automatisch in die Laserbearbeitungsmaschine eingezogen und ausgeworfen und dazwischen mittels Laser bearbeitet.Since the personalization of such cards very large numbers are processed, these cards are automatically fed into the laser processing machine and ejected and processed in between by means of laser.

Als mögliche Abweichungsquellen der Ist-Position der Laserbeschriftung hinsichtlich ihrer Soll-Position kommen deshalb in Frage:

  • – ungenaue Positionierung der Karte im Kartenhalter der Maschine, bedingt durch Spiel im Einzugs- und Haltemechanismus, insbesondere die Führungsbahnen für den Einzug und die Positionierung des Kartenhalters in der Maschine,
  • – Abweichung der Ist-Position der Bedruckung oder Prägung von der Soll-Position relativ zum Kartengrundkörper,
  • – Umwelteinflüsse, insbesondere Erschütterungen und Temperatureinflüsse, die die gesamte Maschine beeinflussen und vor allem Temperaturdehnungen im Grundgestell der Maschine bewirken und dadurch die Schwenkachsen der am Grundgestell befestigten Spiegel der Laserstrahlführung verlagern.
Possible sources of deviation of the actual position of the laser marking in terms of their desired position are therefore:
  • Inaccurate positioning of the card in the card holder of the machine, due to play in the retraction and holding mechanism, in particular the guideways for the insertion and the positioning of the card holder in the machine,
  • Deviation of the actual position of the printing or embossing from the desired position relative to the card main body,
  • - Environmental influences, especially vibrations and temperature influences that affect the entire machine and especially cause temperature expansion in the base frame of the machine and thereby shift the pivot axes of the base frame mounted mirror of the laser beam guide.

Erschwerend ist es, wenn derartige Maschinen klein, leicht und kompakt gebaut werden sollen, um sie dezentral einsetzen zu können. Dies bedingt zum einen eine leichte Bauweise und damit ein tragendes Grundgestell der Maschine aus z. B. Kunststoff statt aus Stahl.To make matters worse, if such machines are to be built small, lightweight and compact in order to use them decentrally. This requires on the one hand a lightweight design and thus a supporting base frame of the machine from z. B. plastic instead of steel.

Sollen derartige Geräte dezentral genutzt werden, d. h. über mehrere, weit verstreute Standorte verteilt, ergibt sich die organisatorisch kaum zu bewältigende Aufgabe, diese Systeme von hinreichend qualifiziertem Fachpersonal kalibrieren und einstellen zu lassen.Should such devices be used decentrally, d. H. Distributed over several scattered locations, the task, which can hardly be managed organisationally, is to have these systems calibrated and set up by adequately qualified specialist personnel.

Des Weiteren kann zwecks Vermeidung zu großer baulicher Abmessungen der Maschine die Laserlichtquelle nicht in großem Abstand und lotrecht auf die Kartenebene gerichtet angeordnet werden, sondern statt dessen wird die Laserlichtquelle in oder parallel zur Kartenebene angeordnet und der Strahl durch vielfache Umlenkung lotrecht zur Kartenebene ausgerichtet und ausgelenkt, wobei jede Umlenkung spielbehaftet ist und durch unerwünschte Verlagerung ihrer Schwenkachse eine weitere Fehlerquelle darstellt.Furthermore, in order to avoid too large structural dimensions of the machine, the laser light source can not be arranged at a great distance and directed perpendicular to the map plane, but instead the laser light source is arranged in or parallel to the map plane and the beam aligned and deflected by multiple deflection perpendicular to the map plane , each one Deflection is fraught with play and represents another source of error by unwanted displacement of its pivot axis.

Ein weiteres Problem stellen Leistungsschwankungen des Lasers dar:
Zum einen können einzelne Dioden des Lasers defekt werden und dadurch kann die Leistung sinken, zum anderen unterliegen Laser einem natürlichen Alterungsprozess, der ebenfalls mit einem Leistungsverlust einhergeht.
Another problem is power fluctuations of the laser:
On the one hand, individual diodes of the laser can become defective and as a result the power can decrease, on the other hand, lasers are subject to a natural aging process, which is also accompanied by a loss of power.

Da abnehmende Leistung bei ansonsten gleichen Einstellparametern jedoch eine zurückgehende Schwärzung des Beschriftungs-Ergebnisses bewirkt, was sich vor allem bei Graustufenbildern auf einer Karte nachteilig auswirkt, sollte für die Erzielung gleichbleibender Qualität auch die auf dem Werkstück auftreffende Laserleistung einer Kontrolle unterworfen werden. Diese kann nicht nur durch Veränderungen an der Laserlichtquelle, sondern auch durch z. B. Verschmutzung der Spiegel im Strahlengang des Laserlichts oder andere Faktoren beeinflusst werden, etwa mangelhafte Fokussierung des Laserstrahls auf die Oberfläche des Werkstückes.However, as decreasing power, with otherwise equal adjustment parameters, causes a declining blackening of the label result, which is detrimental to grayscale images on a card in particular, the laser power impinging on the workpiece should also be subjected to inspection to obtain consistent quality. This can not only by changes to the laser light source, but also by z. As contamination of the mirror in the beam path of the laser light or other factors are affected, such as poor focusing of the laser beam on the surface of the workpiece.

III. Darstellung der ErfindungIII. Presentation of the invention

a) Technische Aufgabea) Technical task

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätssicherung des Bearbeitungsergebnisses bei der Bearbeitung eines Werkstückes mittels Laser zur Verfügung zu stellen, insbesondere was die Positionierung und Leistungskontrolle der auf dem Werkstück auftreffenden Energiemenge inklusive Selbstkalibrierung und Driftkompensation betrifft, was erst die zentrale Administrierung dezentral aufgestellter Geräte ermöglicht.It is therefore the object of the invention to provide a method and a device for quality assurance of the machining result in the machining of a workpiece by means of laser, in particular as regards the positioning and power control of the incident on the workpiece amount of energy including self-calibration and drift compensation, which only enables the central administration of decentralized devices.

b) Lösung der Aufgabeb) Solution of the task

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is solved by the features of claims 1 and 12. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Vorausgeschickt werden soll, dass es unterschiedliche Laser-Ablenkungssysteme gibt:It should be said that there are different laser deflection systems:

Einachssystem:single-axis:

  • 1. Der Laserstrahl wird über einen beweglichen Spiegel nur in x-Richtung abgelenkt.1. The laser beam is deflected by a movable mirror only in the x direction.
  • 2. Die Karte, also das Werkstück, wird während der Bearbeitung in y-Richtung verschoben.2. The card, ie the workpiece, is moved in y-direction during machining.
  • a) Es gibt meist keine Kissen-Tonnen-Verzerrung.a) There is usually no pillow-ton distortion.
  • b) Eine Positionskalibrierung kann nur dann in y-Richtung erfolgen, wenn der Sensor mit dem Kartenhalter bewegt wird.b) A position calibration can only be done in the y direction when the sensor is moved with the card holder.

Zweiachssystem:two-axis system:

  • 1. Der Laserstrahl wird über zwei bewegliche Spiegel abgelenkt in x- und y-Richtung.1. The laser beam is deflected by two movable mirrors in the x and y directions.
  • 2. Die Karte wird bei der Beschriftung nicht bewegt.2. The card is not moved at the label.
  • 3. Es gibt immer eine Kissen-Tonnen-Verzerrung.3. There is always a cushion-ton distortion.
  • 4. Der Sensor kann ortsfest in der Maschine fixiert sein.4. The sensor can be fixed in place in the machine.

Wenn ein in spezifischer Art und Weise in der Laserbearbeitungsmaschine ausgelenkter Lichtstrahl der Laserlichtquelle reproduzierbar immer exakt auf dem gleichen Punkt des Werkstückes auftreffen würde, läge das der Erfindung zugrunde liegende Problem gar nicht vor.If a light beam of the laser light source deflected in a specific manner in the laser processing machine would reproducibly always impinge exactly on the same point of the workpiece, the problem underlying the invention would not exist at all.

Es würde ein einziges Laser-Koordinatensystem existieren, in dem der Auftreffpunkt des Laserstrahls bezüglich der Karte angegeben werden könnte, wenn die Kartenposition bekannt ist.There would be a single laser coordinate system in which the point of impact of the laser beam with respect to the map could be indicated if the map position is known.

In der Praxis ist dies jedoch nicht so, da zweckmäßigerweise zwei unterschiedliche Koordinatensysteme definiert werden, die nicht identisch sind:In practice, however, this is not the case, since it is expedient to define two different coordinate systems which are not identical:

– Zum einen das Laser-Koordinatensystem:- First, the laser coordinate system:

Die Laserlichtquelle ist im Laser-Koordinatensystem fest positioniert und der Auftreffpunkt des Lasers auf dem Werkstück in diesem Laserkoordinatensystem wird durch die Auslenkungen des Laserstrahls verursacht und auch die Fehler und Ungenauigkeiten sowohl der Austrittsposition des Laserstrahls aus der Laserlichtquelle und seiner Richtung, als auch die Fehler in den Umlenkungen des Laserstrahles.The laser light source is fixedly positioned in the laser coordinate system and the point of impact of the laser on the workpiece in this laser coordinate system is caused by the deflections of the laser beam and also the errors and inaccuracies of both the exit position of the laser beam from the laser light source and its direction, as well as the errors in the deflections of the laser beam.

– Zum anderen das Maschinen-Koordinatensystem:- On the other hand, the machine coordinate system:

Dieses Koordinatensystem ist auf die Maschine als Ganzes bezogen, oder auf eines ihrer Teile, insbesondere den beweglichen Kartenhalter, wobei es sich dann um ein bezüglich der Gesamtmaschine bewegliches Koordinatensystem handelt, das dann jedoch wiederum insgesamt Toleranzen gegenüber dem festen Teil der Maschine besitzt.This coordinate system is related to the machine as a whole, or to one of its parts, in particular the movable card holder, which then is a coordinate system movable with respect to the overall machine, but which in turn has overall tolerances relative to the fixed part of the machine.

Dieses Koordinatensystem ist beeinflusst von Temperaturdehnungen und Führungsungenauigkeiten, z. B. des Kartenschlittens gegenüber dem Grundgestell der Maschine den Erschütterungen des Grundgestells der gesamten Maschine und ähnlichen Faktoren.This coordinate system is influenced by thermal expansions and guiding inaccuracies, e.g. As the card slide relative to the base frame of the machine, the vibrations of the base frame of the entire machine and similar factors.

Da mit dem Maschinenkoordinatensystem Positionen auf dem Werkstück definiert werden sollen, wäre das Maschinenkoordinatensystem im Idealfall ein Koordinatensystem, welches bezüglich des Werkstückes selbst festgelegt ist, was im vorliegenden Fall jedoch wegen der Beweglichkeit des Werkstückes nicht möglich ist, so dass Fehler der Positionierung des Werkstückes im Kartenhalter und dessen Halterkoordinatensystem, erst recht gegenüber dem Maschinen-Koordinatensystem, zusätzlich kompensiert werden müssen.Since positions on the workpiece are to be defined with the machine coordinate system, the machine coordinate system would ideally be a coordinate system, which is fixed with respect to the workpiece itself, which in the However, this case is not possible because of the mobility of the workpiece, so that errors in the positioning of the workpiece in the card holder and its holder coordinate system, especially compared to the machine coordinate system, must be additionally compensated.

Die mangelnde Übereinstimmung zwischen dem Laserkoordinatensystem und dem Maschinenkoordinatensystem, beispielsweise dem speziellen Halter-Koordinatensystem (worunter bei diesem beweglichen Koordinatensystem die Lage des Halterkoordinatensystems in der Bearbeitungsposition des Werkstückhalters zu verstehen ist) kann sich auf unterschiedliche Art und Weise darstellen:

  • a) Die Ursprünge der beiden Koordinatensysteme – wenn sie analog zueinander festgelegt werden – können differieren, entweder in X-Richtung oder in Y-Richtung, also den beiden Auslenkrichtungen des Laserstrahles, oder in beiden Richtungen,
  • b) Die Skalierung der beiden Koordinatensysteme kann differieren, indem ihre Längeneinheiten in einer übereinstimmenden Richtung unterschiedlich lang sind.
  • c) Die geometrische Form der Koordinatensysteme kann sich unterscheiden.
  • – Das Maschinenkoordinatensystem ist idealerweise ein kartesisches Koordinatensystem, also mit lotrecht aufeinander stehender X- und Y-Richtung.
The mismatch between the laser coordinate system and the machine coordinate system, such as the special holder coordinate system (which is understood in this movable coordinate system, the position of the holder coordinate system in the machining position of the workpiece holder) can be represented in different ways:
  • a) The origins of the two coordinate systems - if they are determined analogously to one another - can differ, either in the X direction or in the Y direction, ie the two deflection directions of the laser beam, or in both directions,
  • b) The scaling of the two coordinate systems can differ by their length units in a matching direction have different lengths.
  • c) The geometric shape of the coordinate systems may differ.
  • - The machine coordinate system is ideally a Cartesian coordinate system, so with perpendicular to each other X and Y direction.

Bei dem Laserkoordinatensystem definiert der mögliche Ablenkungsbereich des Lasers (nach der letzten Umlenkung) bis zum Focuspunkt einen Kegel oder einen Kegelstumpf mit einer Kugel-Segment-förmigen Bodenfläche, so dass die letzte Linse im Strahlengang immer eine sogenannte Planfeldlinse ist, die die Focuspunkte des Lasers von diesem Kugelsegment in eine plane Ebene verteilen soll.In the laser coordinate system, the possible deflection range of the laser (after the last deflection) to the focal point defines a cone or truncated cone with a spherical segment-shaped bottom surface, so that the last lens in the beam path is always a so-called plan field lens, which is the focus points of the laser of this ball segment to distribute in a plane plane.

Dadurch wird jedoch leider auch bewirkt, dass das Laserkoordinatensystem in der planen Ebene, der Kartenebene, kein exakt kartesisches Koordinatensystem ist, sondern tonnenförmige, Ein- oder Ausbuchtungen aufweist gegenüber einem exakt kartesischen wie dem Maschinenkoordinatensystem.

  • – Die Richtung der einander entsprechenden X- oder Y-Richtungen können voneinander abweichen, so dass die Koordinatensysteme relativ um ihre Lotrechte (Z-Richtung) zueinander geringfügig verdreht sein können.
  • d) – Die durch die jeweiligen Koordinatensysteme definierten Ebenen, insbesondere die X-Y-Ebenen, sind nicht identisch und auch nicht parallel, sondern bilden einen leichten Winkel zueinander, indem beispielsweise die Ursprünge der beiden Koordinatensysteme miteinander identisch sind, davon abweichende Punkte jedoch einen zunehmenden Versatz in Z-Richtung aufweisen.
However, this unfortunately also causes the laser coordinate system in the plane plane, the map plane, is not an exact Cartesian coordinate system, but has barrel-shaped, indentations or bulges compared to an exact Cartesian as the machine coordinate system.
  • - The direction of the mutually corresponding X or Y directions may differ, so that the coordinate systems relative to their perpendicular (Z-direction) to each other may be slightly twisted.
  • d) - The planes defined by the respective coordinate systems, in particular the XY planes, are not identical and also not parallel, but form a slight angle to each other, for example by the origins of the two coordinate systems being identical to each other, but deviating points being an increasing offset in the Z direction.

Die beiden Koordinatensysteme, also Laserkoordinatensystem und Maschinenkoordinatensystem, sind keine real an der Maschine eingezeichneten Koordinatensysteme, sondern gedanklich festgelegte Koordinatensysteme, beispielsweise auch in der Steuerung der Maschine hinterlegte Koordinatensysteme, wobei nicht unbedingt beide in der Steuerung separat hinterlegt sein müssen. Es kann auch nur eines von beiden hinterlegt sein.The two coordinate systems, ie laser coordinate system and machine coordinate system, are not real coordinate systems drawn on the machine, but conceptually defined coordinate systems, for example, also in the control of the machine deposited coordinate systems, although not necessarily both must be stored separately in the control. It can also be deposited only one of two.

Laserkoordinatensystem einerseits und Maschinenkoordinatensystem andererseits können deshalb auch als Soll-Position und Ist-Position der gewünschten Laserauftreffpunkte gesehen werden. Wenn nur eines davon, z. B. das Laser-Koordinatensystem, in der Steuerung körperlich, also durch Definierung des Nullpunktes und der Achsrichtungen, hinterlegt ist, sind Soll-, also auch Ist-Position in den Koordinaten dieses Koordinatensystems hinterlegt.Laser coordinate system on the one hand and machine coordinate system on the other hand can therefore also be seen as the desired position and actual position of the desired laser impact points. If only one of them, z. B. the laser coordinate system, in the control physically, ie by defining the zero point and the axial directions, is deposited, the target, so also actual position deposited in the coordinates of this coordinate system.

Der Laserauftreffpunkt auf dem Werkstück, z. B. der Karte, findet sich dann an der gewünschten Soll-Position wieder, wenn die Abweichungen des Laserkoordinatensystems, also der Ist-Position potentieller Auftreffpunkte, vom Maschinenkoordinatensystem, den Soll-Positionen potentieller Auftreffpunkte des Laserstrahls, bekannt ist und die Ist-Position durch Berücksichtigen der daraus errechneten Korrekturwerte in die gewünschte Soll-Position überführt werden kann.The laser impact point on the workpiece, z. As the map, is then at the desired target position again, if the deviations of the laser coordinate system, ie the actual position of potential impact points of the machine coordinate system, the desired positions of potential points of incidence of the laser beam is known and the actual position by Taking into account the calculated therefrom correction values can be transferred to the desired position desired.

Zu diesem Zweck wird zunächst für eine oder mehrere konkrete Positionen im Bearbeitungsbereich der Maschine ermittelt, wie stark die Ist-Position (Laserkoordinatensystem) von der Soll-Position (Maschinenkoordinatensystem oder Halterkoordinatensystem) abweicht.For this purpose, it is first determined for one or more specific positions in the machining area of the machine how much the actual position (laser coordinate system) deviates from the desired position (machine coordinate system or holder coordinate system).

Zu diesem Zweck sind an diesen konkreten Positionen Laserlichtsensoren im Bearbeitungsbereich ortsfest an der Maschine, oder vorzugsweise ortsfest an dem beweglichen Werkstückhalter, angeordnet, sodass deren Position im Maschinenkoordinatensystem oder Halterkoordinatensystem bekannt ist.For this purpose, at these specific positions laser light sensors in the processing area fixed to the machine, or preferably fixed to the movable workpiece holder, arranged so that their position in the machine coordinate system or holder coordinate system is known.

Anschließend werden dieses Sensoren und damit deren Position im z. B. Halterkoordinatensystem mit dem Laserstrahl angefahren und festgehalten, um welche Position es sich bei dem Auftreffpunkt, und damit der Sensorposition gemessen im Laserkoordinatensystem, handelt.Subsequently, these sensors and thus their position in z. B. holder coordinate system is approached with the laser beam and recorded what position it is at the point of impact, and thus the sensor position measured in the laser coordinate system is.

Daraus wird für jeden einzelnen dieser Sensorpositionen ein Punkt-Korrekturwert zwischen den beiden Koordinatensystemen ermittelt, um den das Laserkoordinatensystem (Ist-Position) oder der Auftreffpunkt nach dem Laserkoordinatensystem, also die Ist-Position, zusätzlich verschoben werden muss, um den korrekten Punkt nach dem z. B. Halterkoordinatensystem (Soll-Position) zu erreichen.From this, a point correction value between the two coordinate systems is determined for each of these sensor positions by which the laser coordinate system (actual position) or the point of impact after the laser coordinate system, ie the actual position, must be additionally shifted, to the correct point after the z. B. holder coordinate system (target position) to achieve.

Dieser Korrekturwert wird bei der anschließenden Bearbeitung des Werkstückes für die Auslenkung des Laserstrahls nach dem Laserkoordinatensystem mit berücksichtigt.This correction value is taken into account in the subsequent machining of the workpiece for the deflection of the laser beam according to the laser coordinate system.

Sofern nur ein einziger Sensor vorhanden ist, kann nur ein einziger Punkt-Korrekturwert ermittelt werden und dessen Komponenten in X- und Y-Richtung.If only a single sensor is present, only a single point correction value can be determined and its components in the X and Y directions.

Nur wenn die beiden Koordinatensysteme außer eine Nullpunktsverschiebung keine anderen Unterschiede aufweisen, lässt sich mit einem solchen einzelnen Punkt-Korrekturwert eine Korrelation der beiden Koordinatensysteme herbeiführen.Only if the two coordinate systems have no other differences apart from a zero offset can such a single point correction value bring about a correlation of the two coordinate systems.

Da dies nicht sicher ist, werden für jede der beiden Auslenkrichtungen des Laserstrahls, also X- und Y-Richtung, zwei beabstandete Sensoren verwendet und für jeden Sensor ein Punkt-Korrekturwert bestimmt.Since this is not certain, two spaced sensors are used for each of the two deflection directions of the laser beam, ie the X and Y directions, and a point correction value is determined for each sensor.

Unter Umständen kann ein Sensor – abhängig von seiner Bauart – für die Ermittlung des Korrekturwertes in beide dieser Richtungen genutzt werden.Under certain circumstances, depending on its design, a sensor can be used to determine the correction value in both of these directions.

Aus den beiden Punkt-Korrekturwerten derselben Richtung kann somit automatisch ermittelt werden, ob die Skalierung der beiden Koordinatensysteme in dieser Richtung übereinstimmt oder zusätzlich ein Skalierungsunterschied besteht. Durch die beiden Punkt-Korrekturwerte der anderen Richtung kann zusätzlich ermittelt werden, ob ein Verdrehen der Koordinatensysteme um ihre Hochachse (Z-Achse) zueinander vorliegt.From the two point correction values of the same direction can thus be determined automatically whether the scaling of the two coordinate systems in this direction coincides or in addition there is a scaling difference. The two point correction values of the other direction can additionally be used to determine whether there is a rotation of the coordinate systems about their vertical axis (Z axis) relative to one another.

Auf diese Art und Weisen können aus diesen Punkt-Korrekturwerten zum einen ein Skalierungskorrekturwert für jede der X- und Y-Richtungen ermittelt werden und gegebenenfalls auch ein Drehungs-Korrekturwert bei Vorliegen einer Verdrehung der beiden X-Y-Koordinatensysteme um deren Lot zueinander.In this way, from these point correction values, a scaling correction value for each of the X and Y directions can be determined, and optionally also a rotation correction value in the presence of a rotation of the two X-Y coordinate systems relative to each other.

In diesem Sinne wäre die Anordnung von drei oder vier Sensoren vorzugsweise jeweils in den Ecken eines z. B. rechteckigen Bearbeitungsbereiches, bei einer rechteckigen Karte als Werkstück dann knapp außerhalb des Kartenbereiches im Halterahmen, der dann den Werkstückhalter darstellt, am sinnvollsten.In this sense, the arrangement of three or four sensors would preferably each in the corners of a z. B. rectangular processing area, in a rectangular card as a workpiece then just outside the map area in the holding frame, which then represents the workpiece holder, the most meaningful.

Will man dagegen auch die Größe oder das Vorhandensein einer tonnen förmigen Verzerrung des Laserkoordinatensystems feststellen, so wird für jede Richtung vorzugsweise je ein Sensor in der Mitte der Erstreckung des Randbereiches und einer am Ende des Randbereiches, also in einer Ecke, vorgesehen, da hierdurch am besten eine tonnenförmige Ein- oder Ausbuchtung im mittleren Bereich des Randes ermittelt werden kann und hieraus wiederum für jede Auslenk-Richtung ein Tonnen-Korrekturwert automatisch errechnet werden kann.If, on the other hand, one wishes to determine the size or the presence of a ton-shaped distortion of the laser coordinate system, one sensor is preferably provided for each direction in the middle of the extension of the edge region and one at the end of the edge region, ie in a corner best a barrel-shaped indentation or bulge in the central region of the edge can be determined and from this in turn a tonnage correction value can be calculated automatically for each deflection direction.

Die einzelnen Korrekturwerte werden in der Steuerung hinterlegt und abhängig von der Position des aktuell zu berechnenden Laserauftreffpunktes im Bearbeitungsbereich, also bezüglich des Laserkoordinatensystems, für diesen konkreten Auftreffpunkt exakt berechnet und ggf. addiert, was anhand der Art des Korrekturwertes und des Abstandes des konkreten Auftreffpunktes vom rechnerischen Ursprung des Koordinatensystems möglich ist.The individual correction values are stored in the control system and, depending on the position of the laser incidence point currently to be calculated in the processing region, ie with respect to the laser coordinate system, calculated and possibly added exactly for this specific impact point, which is based on the type of correction value and the distance of the concrete impingement point mathematical origin of the coordinate system is possible.

Erschwerend kann hinzu kommen, dass der Laserauftreffpunkt nicht an einer festen Position des Werkstückes auftreffen soll, sondern in einer festen Positionierung bezüglich einer auf dem Werkstück vorhandenen sichtbaren Vorbearbeitung, beispielsweise einer Vorbedruckung, die sich jedoch herstellungsbedingt nicht immer an der exakt gleichen Kartenposition befindet.To make matters worse, that the laser impingement should not impinge on a fixed position of the workpiece, but in a fixed positioning with respect to an existing on the workpiece visible pre-processing, such as a pre-printing, however, is not always due to production at the exact same card position.

Für diesen Fall wird das Vorbearbeitungsresultat, beispielsweise die Vorbedruckung, von einer in der Maschine fest eingebauten Kamera aufgenommen und damit dessen Position im Halterkoordinatensystem bestimmt, sobald sich das Werkstück, beispielsweise die Karte, samt Werkstückhalter in der Bearbeitungsposition befindet und hieraus ein Vorbearbeitungs-Korrekturwert ermittelt, der bei der anschließenden Laserbearbeitung zusätzlich zu den anderen Korrekturwerten bei der Auslenkung des Laserstrahles nach dem Laserkoordinatensystem berücksichtigt werden muss.In this case, the pre-processing result, for example the pre-printing, is recorded by a camera permanently installed in the machine and thus determines its position in the holder coordinate system as soon as the workpiece, for example the card, with the workpiece holder is in the processing position and determines a pre-processing correction value which must be taken into account in the subsequent laser processing in addition to the other correction values in the deflection of the laser beam according to the laser coordinate system.

Für die Laserbearbeitung muss neben der exakten Positionierung des Auftreffpunktes des Laserstrahls auf dem Werkstück dort jedoch auch der korrekte Energieeintrag in das Werkstück bewirkt werden, denn eine falsche Energiemenge führt zu einem falschen Bearbeitungsergebnis, beispielsweise beim Beschriften mittels Laser zu einem zu hohen oder zu niedrigen Schwärzungsgrad oder Graustufengrad.For the laser processing, however, in addition to the exact positioning of the point of impact of the laser beam on the workpiece there, the correct energy input must be effected in the workpiece, because an incorrect amount of energy leads to a wrong processing result, for example when labeling by laser to a high or low degree of blackening or gray scale level.

Dies kann beispielsweise daran liegen, dass der Laserstrahl nicht auf die Oberfläche des Werkstückes, also die x-y-Ebene z. B. des Maschinen-Koordinatensystems, fokussiert ist. Aus diesem Grund wird bei jedem einzelnen Laserlicht-Sensor der Laserstrahl mit seiner Fokalebene auf die Höhe (in z-Richtung) des Sensors, also die x-y-Ebene z. B. im Maschinen-Koordinatensystem, eingestellt:
Zu diesem Zweck wird nach dem Abtasten des Sensors in x- und/oder y-Richtung und Ermitteln der genauen Position des Sensors in x-y-Richtung im Laser-Koordinatensystem der Laser auf die exakte x-y-Position des Sensors eingestellt, zunächst mit beispielsweise Z = 0 nach dem Laser-Koordinatensystem.
This may for example be because the laser beam is not on the surface of the workpiece, so the xy plane z. B. the machine coordinate system, is focused. For this reason, with each individual laser light sensor, the laser beam with its focal plane to the height (in the z direction) of the sensor, so the xy plane z. In the machine coordinate system:
For this purpose, after scanning the sensor in the x and / or y direction and determining the exact position of the sensor in the xy direction in the laser coordinate system, the laser is limited to the exact xy direction. Position of the sensor is set, first with Z = 0 for example according to the laser coordinate system.

Anschließend wird die Z-Koordinate an dieser Stelle variiert und daraus eine Relation zwischen der Signalstärke des Sensors in Abhängigkeit von der Z-Position des Fokus des Laserstrahls in Form einer Glockenkurve ermittelt. Bei der Einstellung des Fokus in Z-Richtung sollte eine Verschiebung der Fokusposition in x- und y-Richtung vermieden werden, wie sie etwa bei einer Abstandsänderung zwischen Planfeldlinse und Werkstück bei Verwendung eines nicht telezentrischen f-Theta Objektivs zwangsläufig der Fall wäre. Die Änderung der Z-Position kann beispielsweise durch eine Änderung per Strahldivergenz vor der Planfeldlinse erreicht werden.Subsequently, the Z coordinate is varied at this point and from this a relation between the signal strength of the sensor is determined as a function of the Z position of the focus of the laser beam in the form of a bell curve. When adjusting the focus in the Z direction, a shift of the focus position in the x and y direction should be avoided, as would inevitably be the case, for example, for a change in distance between the plane field lens and workpiece using a non-telecentric f-theta objective. The change in the Z position can be achieved, for example, by a change by beam divergence in front of the plane field lens.

Durch Bestimmung des Maximums dieser Glockenkurve, was automatisch erfolgen kann, wird bestimmt, bei welchem Z-Wert die Signalstärke maximal ist, was dann der Z-Wert ist, an dem sich in Z-Richtung der Fokus des Laserstrahls genau auf der Höhe des Lichtsensors befindet. Stimmt dies nicht mit Z = 0 nach dem Laser-Koordinatensystem überein, ergibt sich daraus ein Z-Korrekturwert für das Laser-Koordinatensystem.By determining the maximum of this bell curve, which can be done automatically, it is determined at which Z value the signal strength is maximum, which is the Z value at which the focus of the laser beam in the Z direction is exactly at the height of the light sensor located. If this does not agree with Z = 0 according to the laser coordinate system, this results in a Z-correction value for the laser coordinate system.

Wenn dies für alle Laserlichtsensoren durchgeführt wird, können aus den so erhaltenen einzelnen Z-Korrekturwerten wiederum Z-Skalierungs-Korrekturwerte für die Skalierung des Z-Korrekturwertes in X- und Y-Richtung automatisch bestimmt werden, die für die nachfolgende Laserbearbeitung zusätzlich beachtet werden. Dadurch wird sichergestellt, dass an jedem Bearbeitungspunkt der Laser mit seinem Fokus auf die Bearbeitungsebene eingestellt ist.If this is carried out for all the laser light sensors, Z scale correction values for the scaling of the Z correction value in the X and Y directions, which are additionally taken into account for the subsequent laser processing, can be automatically determined from the individual Z correction values thus obtained. This ensures that the laser is focused on the working plane at each machining point.

Selbst wenn dies für einen Punkt des Koordinatensystems bei Z = 0 ohnehin gegeben ist, beispielsweise für den Ursprung des Koordinatensystems, muss dies nicht für die Laserlichtsensoren gelten, die abseits des Ursprunges liegen, da die x-y-Ebene des Laser-Koordinatensystems unter Umständen in einem leichten Winkel zur x-y-Ebene des Maschinen-Koordinatensystems liegen kann.Even if this is the case anyway for a point of the coordinate system at Z = 0, for example for the origin of the coordinate system, this does not have to apply to the laser light sensors which are off the origin, since the xy plane of the laser coordinate system may be in one slight angle to the xy plane of the machine coordinate system.

Vorzugsweise kann die Korrelation zwischen Fokusabstand und Signalstärke des Laserlichtsensors für den jeweiligen Sensor auch vor dem Einbau des Sensors in die Maschine in einer separaten Testvorrichtung ermittelt werden, statt oder zusätzlich zur anschließenden erneuten Überprüfung im eingebauten Zustand in der Maschine.Preferably, the correlation between focus distance and signal strength of the laser light sensor for the respective sensor can also be determined prior to installation of the sensor in the machine in a separate test device, instead of or in addition to the subsequent re-examination in the installed state in the machine.

Ein weiterer Grund, warum nicht die richtige Laserleistung bei der Laserbearbeitung auf der Werkstückoberfläche abgegeben wird, kann an der Laserlichtquelle oder am Strahlengang des Lasers liegen, beispielsweise weil jede Laserlichtquelle produktionsbedingt eine andere Leitung liefert oder indem die Leistung der Laserlichtquelle abnimmt – z. B. alterungsbedingt – oder indem einer oder mehrere der Umlenkspiegel im Strahlengang verschmutzt sind und das Laserlicht nicht vollständig in die gewünschte Richtung reflektieren, sondern teilweise absorbieren, teilweise in unerwünschte andere Richtungen streuen.Another reason why the right laser power is not given off on the workpiece surface during laser processing may be due to the laser light source or the beam path of the laser, for example because each laser light source is producing a different line due to production or the power of the laser light source is decreasing - e.g. B. due to aging - or by one or more of the deflecting mirrors are dirty in the beam path and the laser light is not completely reflected in the desired direction, but partially absorb, partially scatter in undesirable other directions.

Zu diesem Zweck wird eine Leistungskalibrierungskurve für jeden der Laserlichtsensoren in einer Testvorrichtung erstellt, bevor dieser in die Bearbeitungsmaschine eingebaut wird. Dabei wird der Laserlichtsensor von einer baugleichen oder im Idealfall der identischen späteren Laserlichtquelle aus der späteren Bearbeitungsmaschine direkt und ohne Umlenkspiegel treffgenau und mit exakter Fokussierung beaufschlagt und dabei die Laserleistung schrittweise variiert, vorzugsweise von 0–100% der Laserleistung, und die zugehörigen Signalstärken, beispielsweise Diodenspannungen, des Laserlichtsensors aufgezeichnet.For this purpose, a power calibration curve is created for each of the laser light sensors in a test apparatus before it is installed in the processing machine. In this case, the laser light sensor of a similar or ideally identical later laser light source from the subsequent processing machine is applied accurately and without deflecting accurately and with exact focus while the laser power varies gradually, preferably 0-100% of the laser power, and the associated signal strengths, for example Diode voltages recorded by the laser light sensor.

Damit kann bei dem anschließenden Anfahren der Laserlichtsensoren im eingebauten Zustand in der Maschine – wenn die x-y-Positionierung und die richtige Fokussierung erfolgt ist – aus den dann gemessenen Signalstärken rückgeschlossen werden, welche Leistung auf dem Werkstück auftrifft und ob dies der gewünschten Soll-Leistung entspricht.Thus, in the subsequent start-up of the laser light sensors in the installed state in the machine - if the xy positioning and the correct focus is done - be deduced from the then measured signal strengths, which hits power on the workpiece and whether this corresponds to the desired target power ,

Bei Abweichung der Ist-Leistung von der Soll-Leistung im Auftreffpunkt, also auf dem Laserlichtsensor, kann die Steuerung zum Ausgleich die aufgenommene Leistung der Laserlichtquelle entsprechend nachregeln oder – bei zu starker Abweichung – wird eine Fehlermeldung abgegeben, um die Ursache für diese starke Abweichung zu beheben, beispielsweise einen verschmutzten oder beschädigten Ablenkspiegel oder eine ganz oder teilweise defekte Laserlichtquelle.In case of deviation of the actual power from the target power at the point of impact, so on the laser light sensor, the control to compensate the recorded power of the laser light source readjust accordingly or - in case of excessive deviation - an error message is issued to the cause of this strong deviation to remedy, for example, a dirty or damaged deflecting mirror or a completely or partially defective laser light source.

Für die vorstehend beschriebene Vorgehensweise wird – neben einer entsprechenden Steuerung – vor allem ein geeigneter Laserlicht-Sensor benötigt.For the procedure described above, a suitable laser light sensor is needed in addition to a corresponding control.

c) Ausführungsbeispielec) embodiments

Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments according to the invention are described in more detail below by way of example. Show it:

1: das Werkstück, den Werkstückhalter sowie die relevanten Koordinatensysteme, 1 : the workpiece, the workpiece holder and the relevant coordinate systems,

2: die Verzerrung des Laserkoordinatensystems sowie die Positionsbestimmung der Laserlichtsensoren in der Maschine, 2 : the distortion of the laser coordinate system and the position of the laser light sensors in the machine,

3: das Festlegen der Fokuseinstellung der einzelnen Laserlichtsensoren, 3 : setting the focus setting of each laser light sensor,

4: die Leistungskalibrierungskurve eines Laserlichtsensors, 4 : the power calibration curve of a laser light sensor,

5a: die Laserbearbeitungsmaschine nach dem Einachssystem in Prinzipdarstellung, an der eine Kalibrierung vorgenommen werden soll, 5a : the laser processing machine according to the single-axis system in schematic representation, at which a calibration is to be made,

5b: nur eine Strahlablenkung nach dem Zwei-Achs-System in Prinzipdarstellung. 5b : only one beam deflection according to the two-axis system in schematic representation.

Gemäß 5a ist innerhalb der – hier in der Aufsicht dargestellten – Laserbearbeitungsmaschine 22 der Werkstückhalter 3 zwischen einer gestrichelt dargestellten Beladeposition und einer durchgezogen dargestellten Bearbeitungsposition verfahrbar, wobei sich in dem Werkstückhalter 3 ein eingelegtes Werkstück 4, in der Regel eine Kunststoffkarte, befindet.According to 5a is within the laser processing machine shown here in the top view 22 the workpiece holder 3 be moved between a loading position shown in dashed lines and a processing position shown in solid lines, wherein in the workpiece holder 3 an inserted workpiece 4 , usually a plastic card, is located.

Zusätzlich ist in der Bearbeitungsposition der Werkstückhalter 3 in Y-Richtung gesteuert verfahrbar, während nur die X-Bewegung durch entsprechende Auslenkung des Laserstrahls 2 erfolgt. Es handelt sich somit um ein Ein-Achs-System der Laser-Auslenkung.In addition, in the machining position, the workpiece holder 3 Controlled in Y-direction movable, while only the X-movement by appropriate deflection of the laser beam 2 he follows. It is therefore a one-axis system of laser deflection.

Der mögliche Bearbeitungsbereich 7 entspricht dabei mindestens den Außenabmessungen des Werkstückhalters 3.The possible editing area 7 corresponds to at least the outer dimensions of the workpiece holder 3 ,

Der Laserstrahl 2 wird von einer Laserlichtquelle 1 in einer Richtung in der X-Y-Ebene neben dem Bereich des Werkstückhalters 3 abgegeben.The laser beam 2 is from a laser light source 1 in a direction in the XY plane adjacent to the area of the workpiece holder 3 issued.

Es ist oberhalb des Werkstückhalters 3 ein fünfeckiger Rahmen zu erkennen, in dessen Hauptschenkeln Ablenkspiegel 20a, b, c montiert sind, die z. B. schwenkbar, gesteuert von der Steuerung 10 der Maschine 1, sind.It is above the workpiece holder 3 to recognize a pentagonal frame, in whose main legs deflecting mirror 20a , b, c are mounted, the z. B. pivotable, controlled by the controller 10 the machine 1 , are.

Ein analog gleicher Rahmen mit ebenfalls drei Ablenkspiegeln ist in Blickrichtung der 5 fluchtend unter dem Werkstückhalter 3 positioniert.An analogous same frame with also three deflecting mirrors is in the direction of the 5 aligned under the workpiece holder 3 positioned.

Der Laserstrahl 2 trifft im Bereich seitlich neben dem Werkstückhalter 3 in der Höhe zwischen diesen beiden fest im Gestell der Maschine 1 montierten Rahmen auf einen schwenkbaren Auswahlspiegel 2, 4 der den Laserstrahl beispielsweise – wie in 5 dargestellt – nach oben zum oberen fünfeckigen Rahmen und auf den dortigen Ablenkspiegel 20a leitet, von dort auf den zweiten Ablenkspiegel 20b und den dritten Ablenkspiegel 20c und von dort in die Zeichenebene hinein auf die Oberseite der im rahmenförmigen Werkstückhalter 3 liegenden Werkstückes 4.The laser beam 2 meets in the area next to the workpiece holder 3 in height between these two stuck in the frame of the machine 1 mounted frame on a pivoting selection mirror 2 . 4 the laser beam, for example - as in 5 shown - up to the upper pentagonal frame and the local deflection mirror 20a leads, from there to the second deflection mirror 20b and the third deflecting mirror 20c and from there into the plane of the drawing on top of the frame-shaped workpiece holder 3 lying workpiece 4 ,

In gleicher Art und Weise kann durch den schwenkbaren Auswahlspiegel 24 der Laserstrahl 2 auch zum unteren fünfeckigen Rahmen und den dortigen Ablenkspiegeln umgelenkt werden, was eine Beschriftung des Werkstückes 4 von der Unterseite her bewirkt.In the same way can by the pivoting selection mirror 24 the laser beam 2 be deflected to the lower pentagonal frame and the local deflection mirrors, which is a caption of the workpiece 4 caused from the bottom.

Unabhängig davon, ob Oberseite oder Unterseite des Werkstückes 4 beschriftet werden sollen, wird mit einem X-Ablenkspiegel, der der jeweils letzte Ablenkspiegel 20c des Laserstrahls 2 oder ein weiter vorne im Strahlengang, z. B. zwischen Laserlichtquelle und Auswahlspiegel 24 angeordneter X-Ablenkspiegel sein kann, in X-Richtung gesteuert ausgelenkt, während die Y-Positionierung des Auftreffpunktes für den Laserstrahl durch entsprechende Verfahrung des Werkstückhalters 3 erfolgt, die vorzugsweise immer nur dann geändert wird, wenn eine in X-Richtung verlaufende Zeile der Beschriftung vom Laserstrahl 2 beendet wurde.Regardless of whether top or bottom of the workpiece 4 To be labeled is with an X-deflecting mirror, which is the last deflecting mirror 20c of the laser beam 2 or a further forward in the beam path, z. B. between laser light source and selection mirror 24 arranged X-deflecting mirror may be deflected controlled in the X direction, while the Y-positioning of the impact point for the laser beam by corresponding movement of the workpiece holder 3 takes place, which is preferably always changed only when a running in the X direction line of the label from the laser beam 2 has ended.

5b zeigt demgegenüber in Prinzipdarstellung eine Anordnung, bei der der Laserstrahl nacheinander durch zwei schwenkbare Spiegel, deren Schwenkachsen nicht identisch sind, sondern vorzugsweise senkrecht aufeinander stehen, in zwei Raumrichtungen (x und y) ausgelenkt werden kann, also ein sogenanntes Zweiachssystem. 5b shows in contrast a schematic representation of an arrangement in which the laser beam successively by two pivotable mirrors whose pivot axes are not identical, but preferably perpendicular to each other, in two spatial directions (x and y) can be deflected, ie a so-called two-axis system.

Der Rest der Laserbearbeitungsmaschine ist dabei nicht dargestellt.The rest of the laser processing machine is not shown.

Dabei ist ersichtlich, dass im Strahlengang des Lasers nacheinander ein X-Ablenkspiegel und ein Y-Ablenkspiegel, die jeweils mittels eines Galvomotors angesteuert von der Steuerung der Laserbearbeitungsmaschine, um ihre Schwenkachse gesteuert schräg gestellt werden, angeordnet sind.It can be seen that in the beam path of the laser in succession, an X-deflecting mirror and a Y-deflecting mirror, each driven by a Galvomotors controlled by the control of the laser processing machine to be placed tilted about its pivot axis, are arranged.

Zwischen dem letzten Ablenkspiegel und dem Werkstück 4, welches sich im Werkstückhalter 3 befindet, ist eine so genannte Planfeldlinse angeordnet, welche die tonnenförmige Verzerrung des Koordinatensystems auf der Werkstückoberfläche, wie sie durch den kegelförmig ausgelenkten Laserstrahl 2 möglichst gut ausgleichen soll, was jedoch nur begrenzt möglich ist.Between the last deflecting mirror and the workpiece 4 , which is located in the workpiece holder 3 A so-called plan field lens is arranged, which is the barrel-shaped distortion of the coordinate system on the workpiece surface, as by the conically deflected laser beam 2 should balance as well as possible, but this is only possible to a limited extent.

Aus dieser Grundsituation wird klar, dass das Laserkoordinatensystem x, y, in welchem die Auslenkung des Laserstrahls und damit die notwendigen Bewegungen der Ablenkspiegel 20a, b, c festgelegt werden, nicht immer mit z. B. dem in der Maschine ortsfesten Maschinenkoordinatensystem X', Y' übereinstimmt aufgrund von Temperaturdrift der Spiegelaufhängungen, Dehnungen und Schrumpfungen des Grundgestells der Laserbearbeitungsmaschine 22 aufgrund von Luftfeuchtigkeitsänderungen, Temperaturänderungen oder Verformungen aufgrund Erschütterungen oder ähnlichen Gründen.From this basic situation it becomes clear that the laser coordinate system x, y, in which the deflection of the laser beam and thus the necessary movements of the deflection mirror 20a , b, c are set, not always with z. B. the stationary in the machine machine coordinate system X ', Y' coincides due to temperature drift of the mirror suspensions, strains and shrinkages of the base frame of the laser processing machine 22 due to humidity changes, temperature changes or deformations due to vibration or similar reasons.

Erst recht stimmt das Laserkoordinatensystem x, y nicht mit dem Halter-Koordinatensystem X, Y überein, welches ortsfest bezüglich des Werkstückhalters 3 festgelegt ist, welcher in Y-Richtung beweglich ist und in X-Richtung in seinen Führungen spielbehaftet ist, was trotz Kenntnis seiner Soll-Positionen vor allem in X-Richtung weitere Übereinstimmungsfehler bereits gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem X', Y' darstellt, und erst recht gegenüber dem Laserkoordinatensystem x, y. It is only right that the laser coordinate system x, y does not coincide with the holder coordinate system X, Y, which is stationary with respect to the workpiece holder 3 is set, which is movable in the Y direction and in the X-direction play in its guides, which is despite knowing its nominal positions, especially in the X direction further match error already compared to the machine coordinate system X ', Y', and even more opposite to the laser coordinate system x, y.

Um die Übereinstimmungsfehler zwischen dem Laserkoordinatensystem x, y, in dem die Auslenkungen des Laserstrahls festgelegt werden, und vor allem dem Halter-Koordinatensystem X, Y zu beseitigen und damit die Laserbearbeitung an der richtigen Sollposition bezogen auf das Werkstück 4 anzubringen – wobei das Maschinenkoordinatensystem X' Y' als Zwischenschritt benutzt werden kann –, werden zwischen den einzelnen Koordinatensystemen Korrekturwerte, vor allem zwischen den L ...–K ... x, y und den H ...–K ... X, Y, ermittelt, was wie folgt abläuft:
Die für das Verhältnis zwischen Laserkoordinatensystem x, y und Maschinenkoordinatensystem X', Y' ermittelten Korrekturwerte gelten für das (ortsfeste) Maschinenkoordinatensystem X', Y' generell, während bei der Ermittlung von Korrekturwerten zwischen dem Laserkoordinatensystem x, y und dem Halterkoordinatensystem X, Y diese nur für eine bestimmte Positionierung des Werkstückhalters 3 in der Laserbearbeitungsmaschine 22 gelten, so dass diese Korrekturwerte unter Umständen für mehrere Positionierungen des Werkstückhalters 3, zumindest der Anfangs- und Endposition des Werkstückhalters 3 im Bearbeitungsbereich der Laserbearbeitungsmaschine 22 separat festgelegt werden und daraus möglicherweise auch ein Verlauf dieser Korrekturwerte je nach z. B. Y-Positionierung des Werkstückhalters 3 ermittelt werden muss.
In order to eliminate the coincidence errors between the laser coordinate system x, y, in which the deflections of the laser beam are fixed, and especially the holder coordinate system X, Y and thus the laser processing at the correct target position with respect to the workpiece 4 - whereby the machine coordinate system X 'Y' can be used as an intermediate step -, between the individual coordinate systems correction values, especially between the L ... -K ... x, y and the H ...- K ... X, Y, determines what happens as follows:
The correction values determined for the relationship between laser coordinate system x, y and machine coordinate system X ', Y' apply to the (fixed) machine coordinate system X ', Y' in general, while in the determination of correction values between the laser coordinate system x, y and the holder coordinate system X, Y this only for a specific positioning of the workpiece holder 3 in the laser processing machine 22 apply, so these correction values may be for multiple positions of the workpiece holder 3 , At least the initial and final position of the workpiece holder 3 in the processing area of the laser processing machine 22 be determined separately and possibly also a course of these correction values depending on z. B. Y positioning of the workpiece holder 3 must be determined.

Der vom Laserstrahl 2 erreichbare Bearbeitungsbereich 7 ist dabei bezogen auf die Laserbearbeitungsmaschine 22 nur eine in X-Richtung verlaufende Linie unter dem Ablenkspiegel 20c, aufgrund der Y-Beweglichkeit des Werkstückhalters 3 jedoch bezogen auf den Werkstückhalter 3 dessen Gesamtfläche einschließlich der z. B. mittigen großen Ausnehmung, in der das Werkstück 4 nur auf einem schmalen seitlichen Rand aufliegt.The laser beam 2 reachable processing area 7 is related to the laser processing machine 22 only one X-directional line under the deflecting mirror 20c due to the Y-mobility of the workpiece holder 3 however, based on the workpiece holder 3 whose total area including the z. B. central large recess in which the workpiece 4 only rests on a narrow lateral edge.

In 1a sind in einer vergrößerten Darstellung nur des Werkstückhalters 3 mit eingelegtem Werkstück 4 gegenüber 5 das Laserkoordinatensystem x, y und das Halterkoordinatensystem X, Y eingezeichnet, die sich nicht decken.In 1a are in an enlarged view of only the workpiece holder 3 with inserted workpiece 4 across from 5 the laser coordinate system x, y and the holder coordinate system X, Y drawn, which do not coincide.

Wird der Laserstrahl 2 in dem ihn bestimmenden Laserkoordinatensystem x, y ausgelenkt, so gibt das Laserkoordinatensystem x, y den Ist-Auftreffpunkt des Laserstrahls auf der Karte wieder, der in aller Regel nicht mit der Sollposition auf dem Werkstück 4 übereinstimmt, wie sie sich aus der Vorgabe nach dem Halterkoordinatensystem X, Y ergibt, welches ortsfest bezüglich des Werkstückhalters 3 definiert ist.Will the laser beam 2 in the laser coordinate system x, y deflecting it, the laser coordinate system x, y represents the actual point of impact of the laser beam on the map, which as a rule does not coincide with the desired position on the workpiece 4 matches, as it results from the specification according to the holder coordinate system X, Y, which stationary with respect to the workpiece holder 3 is defined.

Gemäß 1a wird an einem definierten Punkt des Halterkoordinatensystems X, Y, beispielsweise dessen Nullpunkt, jedenfalls vorzugsweise am Werkstückhalter 3 außerhalb des Bereichs des Werkstückes 4, ein Laserlichtsensor 5.1 montiert, der mit der Steuerung 10 gekoppelt ist, und beim Auftreffen von Laserlicht 2 ein insbesondere quantitatives Signal abgibt.According to 1a is at a defined point of the holder coordinate system X, Y, for example, its zero point, in any case, preferably on the workpiece holder 3 outside the area of the workpiece 4 , a laser light sensor 5.1 mounted, with the controller 10 is coupled, and when hitting laser light 2 in particular emits a quantitative signal.

Da die ungefähre Position dieses Laserlichtsensors 5.1 auch nach dem Laserkoordinatensystem x, y bekannt ist, kann durch mehrfaches Überfahren des ungefähren Positionsbereiches in x- und y-Richtung die genaue Position dieses Sensors im Laserkoordinatensystem x, y bestimmt werden.Because the approximate position of this laser light sensor 5.1 Also known according to the laser coordinate system x, y, the exact position of this sensor in the laser coordinate system x, y can be determined by repeatedly traversing the approximate position range in the x and y directions.

2b zeigt, wie die vermutete Position des Laserlichtsensors 5.1 in einer Abtastrichtung, x oder y, überfahren wird und dabei in regelmäßigen zeitlichen Abständen Laserlicht-Pulse abgesandt werden, und die entsprechenden vom Laserlichtsensor 5.1 dadurch abgegebenen Sensorsignale SS aufgezeichnet werden. Die Spitzen dieser Sensorsignale SS ergeben eine Glockenkurve 19, die von der Steuerung 10 automatisch ermittelt wird, und die für jede Abtastrichtung und erst recht für unterschiedliche Sensoren eine unterschiedliche Amplitude und auch eine unterschiedliche Mittenlage aufweisen kann. 2 B shows how the suspected position of the laser light sensor 5.1 is traversed in a scanning direction, x or y, and thereby laser light pulses are sent at regular time intervals, and the corresponding from the laser light sensor 5.1 thereby emitted sensor signals SS are recorded. The peaks of these sensor signals SS give a bell curve 19 that from the controller 10 is determined automatically, and may have a different amplitude and also a different center position for each scanning direction and certainly for different sensors.

Die Steuerung 10 ist ebenfalls automatisch in der Lage, mittels bekannter Algorithmen den höchsten Punkt dieser Glockenkurve 19 zu bestimmen, was dann der exakte Wert in der Abtastrichtung, also x oder y, dieses Laserlichtsensors 5.1 im Laserkoordinatensystem x, y ist.The control 10 is also automatically capable of using known algorithms the highest point of this bell curve 19 to determine what then the exact value in the scanning direction, so x or y, this laser light sensor 5.1 in the laser coordinate system x, y.

Wenn der Istwert im Laserkoordinatensystem x, y der Nullpunkt war, ist der so gemäß 2b ermittelte x- oder y-Wert der höchsten Stelle der Glockenkurve 19 die jeweilige Komponente PKX1 oder PKY1, die in Summe den Punktkorrekturwert PK1 ergeben, um den der in diesem Fall Nullpunkt des Halterkoordinatensystems X, Y sich von der Istposition, dem Nullpunkt des Laserkoordinatensystems x, y, unterscheidet. Dies gilt natürlich nicht nur für den Nullpunkt, sondern für jeden Punkt im Bearbeitungsbereich.If the actual value in the laser coordinate system x, y was the zero point, it is so according to 2 B determined x or y value of the highest point of the bell curve 19 the respective component PKX1 or PKY1, which in total yield the point correction value PK1, by which in this case the zero point of the holder coordinate system X, Y differs from the actual position, the zero point of the laser coordinate system x, y. Of course, this does not only apply to the zero point, but to every point in the processing area.

Um die Sollposition mit dem Auftreffpunkt des Laserstrahls 2 auf dem Werkstück 4 zu erreichen, muss also zu den hierfür bisher vorgesehenen Einstellungen der Auslenkspiegel im Laserkoordinatensystem x, y der Punktkorrekturwert PK1 oder ein individueller, für diesen Auftreffpunkt maßgeblicher Punktkorrekturwert im Laserkoordinatensystem x, y hinzuaddiert werden, was von der Steuerung automatisch erfolgt.Around the nominal position with the point of impact of the laser beam 2 on the workpiece 4 In order to achieve this, the point correction value PK1 or an individual, relevant for this point of impact must therefore be used for the previously provided settings of the deflection mirrors in the laser coordinate system x, y Point correction value in the laser coordinate system x, y are added, which is done automatically by the controller.

Ein solcher Punktkorrekturwert kann natürlich nicht nur für die Nullpunkte dieser beiden Koordinatensysteme festgelegt werden, sondern für jeden beliebigen Punkt im Bearbeitungsbereich 7, also im Bereich des Werkstückhalters 3. Dementsprechend sind gemäß 1b nicht nur der Laserlichtsensor 5.1 in der rechten unteren Ecke des rahmenförmigen Werkstückhalters 3 vorhanden, sondern auch Laserlichtsensoren 5.25.4 in den übrigen Ecken.Of course, such a point correction value can be set not only for the zero points of these two coordinate systems, but for any point in the processing area 7 , ie in the area of the workpiece holder 3 , Accordingly, according to 1b not just the laser light sensor 5.1 in the lower right corner of the frame-shaped workpiece holder 3 present, but also laser light sensors 5.2 - 5.4 in the other corners.

Für jeden dieser Laserlichtsensoren 5.15.4 werden entsprechende Punktkorrekturwerte PK1–PK4 ermittelt, jeweils getrennt nach ihren Komponenten in x- und y-Richtung, z. B. PK2x, PK2y.For each of these laser light sensors 5.1 - 5.4 Corresponding point correction values PK1-PK4 are determined, each separated according to their components in the x- and y-direction, z. Eg PK2x, PK2y.

Die beiden Koordinatensysteme x, y und X, Y sind häufig nicht nur relativ zueinander verschoben, sondern besitzen auch eine nicht übereinstimmende Skalierung, so dass also eine Größeneinheit z. B. in y-Richtung des Laserkoordinatensystems x, y eine andere ist als eine Y-Einheit im Halterkoordinatensystem X, Y und ebenso in X-Richtung.The two coordinate systems x, y and X, Y are often not only shifted relative to each other, but also have a non-matching scale, so that a size unit z. B. in the y-direction of the laser coordinate system x, y is another than a Y-unit in the holder coordinate system X, Y and also in the X direction.

Um dies zu ermitteln, werden – wiederum getrennt für die beiden Richtungen x und y – zwei in dieser Richtung beabstandete Laserlichtsensoren, z. B. 5.1 und 5.2, verwendet und aus z. B. den y-Komponenten PK1y und PK2y aus deren Punktkorrekturwerten PK1 und PK2 ein Skalierungs-Korrekturwert für diese Y-Richtung ermittelt insbesondere nach der Formel

Figure 00210001
wobei der Nenner des Bruches der Abstand in Einheiten des Laserkoordinatensystems in Positionen der beiden benutzten Sensoren 5.1 und 5.2 ist.To determine this, - again separated for the two directions x and y - two spaced apart in this direction laser light sensors, z. B. 5.1 and 5.2 , used and made of z. B. the y-components PK1y and PK2y from the point correction values PK1 and PK2 a scaling correction value for this Y-direction determined in particular according to the formula
Figure 00210001
where the denominator of the fraction is the distance in units of the laser coordinate system in positions of the two sensors used 5.1 and 5.2 is.

Dieser Skalierungs-Korrekturwert SKX, SKY ist somit ein Korrekturwert, der abhängig von der Position des Laserstrahls im Koordinatensystem pro Längeneinheit zu dem Wert nach dem Laserkoordinatensystem x, y hinzugerechnet werden muss, was ebenfalls in der Steuerung 10 automatisch erfolgt. Wenn bereits die Ursprünge der Koordinatensysteme gemäß 1a zueinander versetzt waren, kommt dieser Punktkorrekturwert des Ursprungs des Laserkoordinatensystems x, y natürlich einmalig hinzu.This scaling correction value SKX, SKY is thus a correction value which, depending on the position of the laser beam in the coordinate system per unit length, must be added to the value after the laser coordinate system x, y, which is also in the control 10 automatically done. If already the origins of the coordinate systems according to 1a Of course, this point correction value of the origin of the laser coordinate system x, y is unique.

Ein weiteres Problem ist, dass aufgrund der Auslenkung des Laserstrahls 2 durch zwei, um eine Achse schwenkbare Ablenkungsspiegel die Auftreffpunkte der Laserstrahlen 2 in x- und y-Richtung nach dem Laserkoordinatensystem in x- oder in y-Richtung meist keine geraden Linien durchlaufen, sondern höchstens in der Mitte des Bearbeitungsbereiches, und somit das Laserkoordinatensystem x, y tonnenförmig verzerrt ist, was in 2a übertrieben dargestellt ist.Another problem is that due to the deflection of the laser beam 2 by two deflecting mirrors, which can be pivoted about an axis, the points of impact of the laser beams 2 in x- and y-direction after the laser coordinate system in the x or y-direction usually no straight lines, but at most in the middle of the processing area, and thus the laser coordinate system x, y is distorted barrel-shaped, which in 2a is exaggerated.

Meist sind zwei einander gegenüberliegende Kanten ballig konvex, die anderen beiden ballig konkav ausgebildet.Most two opposite edges are convex convex, the other two spherically concave.

Um die Abweichung des Laserkoordinatensystems x, y vor allem hinsichtlich der äußersten x- und y-Linien des Bearbeitungsbereiches 7 an das karthesische, rechteckige Koordinatensystem X, Y bzw. X', Y' mittels Korrekturwerten anzugleichen, werden Tonnenkorrekturwerte TKX und TKY für die beiden Richtungen x und y ermittelt, was wie folgt geschieht:
Gemäß 2a werden zu diesem Zweck Sensoren in x- und y-Richtung beabstandet an den Rändern des Bearbeitungsbereiches 7 angeordnet, und zwar sowohl an den beiden Ecken des Bearbeitungsbereiches in dieser Richtung als auch in der Mitte dieses Randes, sodass die Abweichung vom karthesischen Koordinatensystem detektierbar ist.
To the deviation of the laser coordinate system x, y, especially with respect to the outermost x and y lines of the machining area 7 To compensate for the Cartesian, rectangular coordinate system X, Y or X ', Y' by means of correction values, barrel correction values TKX and TKY are determined for the two directions x and y, which is done as follows:
According to 2a For this purpose, sensors are spaced in the x and y directions at the edges of the processing area 7 arranged, both at the two corners of the processing area in this direction and in the middle of this edge, so that the deviation from the Cartesian coordinate system is detectable.

Wenn also in Y-Richtung die Sensoren 5.1 und 5.4 die entlang des in Y-Richtung verlaufenden Randes am weitesten voneinander entfernten Positionen einnehmen, ist dazwischen in der Mitte dieses Randes ein weiterer Laserlichtsensor 5.2 angeordnet.So if in the Y direction the sensors 5.1 and 5.4 which occupy positions furthest away from each other along the Y-direction edge, there is another laser light sensor in the middle of this edge therebetween 5.2 arranged.

Sofern keine zusätzliche Verdrehung der Koordinatensysteme stattfindet, liegt eine Y-Linie des X, Y- oder X', Y'-Koordinatensystems so, dass sie durch die beiden entfernten Sensoren 5.1 und 5.4. verläuft.If there is no additional rotation of the coordinate systems, a Y-line of the X, Y or X ', Y' coordinate system is located through the two remote sensors 5.1 and 5.4 , runs.

Der mittlere Sensor 5.2. ist dagegen im Laserkoordinatensystem x, y um einen Tonnenkorrekturwert TKYmax von dieser Linie entfernt.The middle sensor 5.2 , on the other hand, is in the laser coordinate system x, y removed by a ton correction value TKYmax from this line.

Daraus lässt sich – unter Berücksichtigung des Maßes der Annäherung einer konkreten Laserauftreffposition an den oberen oder unteren Rand des Bearbeitungsbereiches 7 in Y-Richtung – ein für diesen Punkt jeweils zu ermittelnder Tonnenkorrekturwert TKY ermitteln, und ebenso in der x-Richtung ein Tonnenkorrekturwert TKX, berechnet basierend auf den beim in X-Richtung mittleren Sensor 5.3 ermittelten maximalen Tonnenkorrekturwert TKXmax.This can be - taking into account the degree of approach of a specific laser impact position to the upper or lower edge of the processing area 7 in the Y direction - determine a tonal correction value TKY to be determined for this point in each case, and also in the x direction a tonal correction value TKX, calculated based on the sensor centered in the X direction 5.3 determined maximum tonnage correction value TKXmax.

Weiterhin sind Korrekturwerte für die Einstellung der Fokusposition in Z-Richtung notwendig, wie in den 3 dargestellt.Furthermore, correction values for the adjustment of the focus position in the Z direction are necessary, as in the 3 shown.

Bisher wurde von den Abweichungen der zweidimensionalen Koordinatensysteme gesprochen, die in der Zeichenebene der 5 und 1 liegen.So far, it has been spoken of the deviations of the two-dimensional coordinate systems, which in the plane of the 5 and 1 lie.

Senkrecht hierzu, in der Z-Richtung, ist für die vorliegende Anmeldung lediglich die Brennpunkte des Laserstrahls 2 von Bedeutung, die gezielt auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes 4 oder auch um eine vorgegebene Differenz in dessen Tiefe oder oberhalb dessen Oberfläche liegen soll. Perpendicular to this, in the Z-direction, is for the present application, only the focal points of the laser beam 2 of importance, targeted to the machined surface of the workpiece 4 or should also be at a predetermined difference in the depth or above the surface.

Da es jedoch beabsichtigt ist, eine optimale Schwärzung auf dem Werkstück 4 durchführen zu können, soll in aller Regel der Fokus genau auf der Oberfläche des Werkstückes 4 eingestellt werden, und dies wird als Nullpunkt der Z-Achse gewählt.However, as it is intended, optimum blackening on the workpiece 4 As a rule, the focus should be precisely on the surface of the workpiece 4 are set, and this is selected as the Z-axis zero point.

Um zu ermitteln, ob dies auch zutrifft, wird – für jeden der in der Maschine verwendeten Laserlichtsensoren 5.1 bis 5.4 und gegebenenfalls getrennt für Oberseite – der Laserstrahl 2 in X-Y-Richtung exakt auf den jeweiligen Sensor z. B. 5.1 ausgerichtet und die Fokuseinstellung, also die Lage in Z-Richtung des Brennpunktes bezüglich des Laserkoordinatensystems auch mehrfach unterschiedlich, vorzugsweise beidseits von Z = 0, eingestellt und das sich jeweils ergebende Sensorsignal SS aufgezeichnet, woraus sich ein Zusammenhang gemäß 3a ergibt.To determine if this is true, will - for each of the laser light sensors used in the machine 5.1 to 5.4 and optionally separated for top - the laser beam 2 in the XY direction exactly to the respective sensor z. B. 5.1 aligned and the focus adjustment, so the position in the Z direction of the focal point with respect to the laser coordinate system also several times differently, preferably both sides of Z = 0, set and recorded each resulting sensor signal SS, resulting in a context according to 3a results.

Findet sich nun das maximale Sensorsignal SS max. nicht bei Z = 0 sondern einem anderen Z-Wert, etwa Z = 1, so ist die Differenz der Fokuskorrekturwert ZK, um den die Einstellung der Höhe des Fokuspunktes in Z-Richtung verändert werden muss, um auf der Oberfläche des Werkstückes 4 eine optimale Schwärzung hervorzurufen.Now finds the maximum sensor signal SS max. not at Z = 0 but at another Z value, such as Z = 1, the difference is the focus correction value ZK by which the adjustment of the height of the focal point in the Z direction must be changed to on the surface of the workpiece 4 to cause optimal blackening.

Diese Fokuseinstellung ZK wird in der Regel an den einzelnen Sensoren durchgeführt, nachdem diese bereits in der Laserbearbeitungsmaschine fest positioniert, also eingebaut, sind.This focus adjustment ZK is usually performed on the individual sensors, after they are already firmly positioned in the laser processing machine, ie built-in.

Dann ist natürlich auch die Kenntnis der Höhenlage (Z-Richtung) dieser Sensoren gegenüber dem Null-Höhe (X-/Y-Ebene) notwendig, zu der der Fokuskorrekturwert gegebenenfalls hinzuaddiert werden muss.Then of course the knowledge of the altitude (Z-direction) of these sensors compared to the zero height (X- / Y-plane) is necessary, to which the focus correction value may have to be added.

In einigen Fällen kann aus konstruktiven Gründen diese Fokuseinstellung in der Maschine nicht durchgeführt werden.In some cases, for structural reasons, this focus adjustment in the machine can not be performed.

In diesem Fall werden die Laserlichtsensoren vor dem Einbau in die Maschine 22 in eine spezielle Testvorrichtung eingebaut und dort diese Fokuseinstellung durchgeführt.In this case, the laser light sensors become in the machine before installation 22 installed in a special test device and there performed this focus adjustment.

Ferner können für die in X- und Y-Richtung beabstandeten Laserlichtsensoren und den daran festgestellten Fokus-Korrekturwerten ZK1, ZK2, ZK3 aus den in einer Richtung, z. B. der Y-Richtung, beabstandeten Sensoren und Fokuskorrekturwerten ZK1 und ZK2 wiederum ein Fokus-Skalierungs-Korrekturwert ZSKY für die Y-Richtung und analog ZSKX für die X-Richtung ermittelt werden, falls bei den in dieser z. B. Y-Richtung beabstandeten Sensoren 5.1 und 5.2 die entsprechenden Z-Korrekturwerte ZK1 und ZK2 nicht gleich groß waren.Further, for the laser light sensors spaced apart in the X- and Y-direction and the focus correction values ZK1, ZK2, ZK3 detected therefrom, it is possible to read in one direction, e.g. B. the Y direction, spaced sensors and focus correction values ZK1 and ZK2 turn a focus scale correction value ZSKY for the Y direction and ZSKX analog for the X direction are determined, if in the z in this z. B. Y-direction spaced sensors 5.1 and 5.2 the corresponding Z correction values ZK1 and ZK2 were not the same size.

Denn dies bedeutet, dass die x-y-Ebene im Laserkoordinatensystem xy nicht parallel sondern unter einem Winkel zur x-y-Ebene im Halterkoordinatensystem X, Y oder Maschinenkoordinatensystem X', Y' liegt, was mit diesem Fokus-Skalierungs-Korrekturwert ZSKX, ZSKY ausgeglichen werden kann.Because this means that the xy plane in the laser coordinate system xy is not parallel but at an angle to the xy plane in the holder coordinate system X, Y or machine coordinate system X ', Y', which can be compensated with this focus scale correction value ZSKX, ZSKY ,

Dagegen wird immer außerhalb der Maschine – in 4 dargestellt – der Zusammenhang zwischen der am Laser 1 eingestellten Leistung und der sich daraus ergebenden Signalhöhe des Sensorsignals SS als Leistungs-Kalibrierungskurve 8 aufgezeichnet.In contrast, always outside the machine - in 4 shown - the relationship between the at the laser 1 adjusted power and the resulting signal level of the sensor signal SS as a power calibration curve 8th recorded.

Dies ist notwendig, um später andersherum aus der Signalhöhe des Sensorsignals SS einen Rückschluss auf die auf dem Werkstück ankommende Leistung durchführen zu können, die trotz unveränderter Leistungseinstellung – die Laserkalibrierkurve 8 wird mit der neuen Laserlichtquelle durchgeführt – nicht gleich bleibt, sondern einen Abfall als Alterserscheinung oder aufgrund einer Spiegelverschmutzung aufweist.This is necessary in order later to be able to reverse the signal level of the sensor signal SS to the power arriving on the workpiece, which despite the unchanged power setting - the laser calibration curve 8th is carried out with the new laser light source - does not remain the same, but has a drop as an aging phenomenon or due to a mirror contamination.

Diese Alterungserscheinung kann mittels Steuerung ausgeglichen werden, so dass an einer gewünschten Bearbeitungsstelle immer der gleiche Wert des Sensorsignals SS und damit der dort auftreffenden Leitung vorliegt.This aging phenomenon can be compensated for by means of control, so that the same value of the sensor signal SS and thus the line impinging there is always present at a desired processing location.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

  • x, y Laser-Koordinatensystemx, y laser coordinate system
  • X, Y Halter-KoordinatensystemX, Y holder coordinate system
  • X', Y' Maschinen-KoordinatensystemX ', Y' machine coordinate system
  • VK1 Vorbearbeitungs-KorrekturwertVK1 pre-processing correction value
  • TKX, TKY Tonnen-KorrekturwertTKX, TKY tons correction value
  • K1 KorrekturwertK1 correction value
  • PK1, PK2 Punkt-Korrekturwert, AbweichungPK1, PK2 point correction value, deviation
  • VK1 Vorbearbeitungs-KorrekturwertVK1 pre-processing correction value
  • SKX, SKY Skalierungs-KorrekturwertSKX, SKY Scaling correction value
  • ZK1 Fokus-KorrekturwertZK1 focus correction value
  • ZSKX, ZSKY Fokus-Skalierungs-KorrekturwertZSKX, ZSKY focus scale correction value
  • Z FokuseinstellungZ focus adjustment
  • SS SensorsignalSS sensor signal
  • Figure 00260001
    Werte im Koordinatensystem
    Figure 00260001
    Values in the coordinate system

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
LaserlichtquelleLaser light source
22
Laserlicht, LaserstrahlLaser light, laser beam
33
WerkstückhalterWorkpiece holder
44
Werkstückworkpiece
5.1, 5.1', 5.2, 5.3, 5.45.1, 5.1 ', 5.2, 5.3, 5.4
Laserlicht-SensorLaser light sensor
66
VorbearbeitungsresultatVorbearbeitungsresultat
6'6 '
Sollpositiontarget position
77
Bearbeitungsbereichediting area
88th
Leistungs-Kalibrierungs-KurvePower calibration curve
99
Fokus-Kalibrierungs-KurveFocus calibration curve
1010
Steuerungcontrol
1111
Glasfaserglass fiber
11a11a
freies Endefree end
1212
Glasfaser-AbdeckungFiber Cover
1313
Fotodiodephotodiode
1414
Blendecover
1515
StreulichtscheibeLight diffuser
1616
Verstärker-SchaltungAmplifier circuit
1818
Laserlicht-PulsLaser light pulse
1919
Glockenkurvebell curve
20a, b, c20a, b, c
Ablenk-SpiegelDeflection mirror
2222
LaserbearbeitungsmaschineLaser processing machine
2323
elektrische Leitungelectrical line
2424
Auswahlspiegelselection mirror

Claims (15)

(x-y-Positionierung) Verfahren zum Kalibrieren einer Laserbearbeitungsmaschine (22), mit – einer Laserlichtquelle (1), – einem Laserstrahl (2), der in den beiden Auslenk-Richtungen (x und y) des Laser-Koordinatensystems (x, y) auslenkbar ist, – einem Werkstückhalter (3), in dem ein mittels Laserlicht (2) zu bearbeitendes Werkstück (4) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bearbeiten des Werkstückes (4) – wenigstens ein Laserlicht-Sensor (5) mit geringer räumlicher Ausdehnung mit der Maschine, insbesondere dem Werkstückhalter (3), fest verbunden wird und seine Position im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), besser im Halter-Koordinatensystem (X, Y), ermittelt wird, – der wenigstens eine Laserlicht-Sensor (5) mit Laserlicht (2) abgetastet wird, – beim maximalen Sensor-Signal (SS) des Sensors (5) die Auftreffposition des Laserstrahls (2) als übereinstimmend mit der Position des Laserlicht-Sensors (5) unterstellt und im Laser-Koordinatensystem (x, y) bestimmt wird, insbesondere einschließlich der dafür notwendigen Auslenkung des Laserstrahls (2), – aus der Differenz der Position des Sensors (5) im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), besser im Halter-Koordinatensystem (X, Y), und der Auftreffposition des Laserstrahls (2) im Laser-Koordinatensystem (x, y) wenigstens ein Punkt-Korrekturwert (PK1) automatisch errechnet wird zur Anpassung des Laser-Koordinatensystems (x, y) an das Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), besser das Halter-Koordinatensystem (X, Y), und – bei der anschließenden Bearbeitung des Werkstückes (4) der Laserstrahl (2) nach dem Laser-Koordinatensystem (x, y) unter Berücksichtigung des wenigstens einen Korrekturwertes (PK1) ausgelenkt wird.(xy Positioning) Method for Calibrating a Laser Processing Machine ( 22 ), with - a laser light source ( 1 ), - a laser beam ( 2 ), which is deflectable in the two deflection directions (x and y) of the laser coordinate system (x, y), - a workpiece holder ( 3 ), in which a laser light ( 2 ) workpiece to be machined ( 4 ), characterized in that before machining the workpiece ( 4 ) - at least one laser light sensor ( 5 ) with a small spatial extent with the machine, in particular the workpiece holder ( 3 ), and its position in the machine coordinate system (X ', Y'), better in the holder coordinate system (X, Y), is determined, - the at least one laser light sensor ( 5 ) with laser light ( 2 ) is sampled, - at the maximum sensor signal (SS) of the sensor ( 5 ) the impact position of the laser beam ( 2 ) as coincident with the position of the laser light sensor ( 5 ) and in the laser coordinate system (x, y) is determined, in particular including the necessary deflection of the laser beam ( 2 ), - from the difference of the position of the sensor ( 5 ) in the machine coordinate system (X ', Y'), better in the holder coordinate system (X, Y), and the impact position of the laser beam ( 2 ) in the laser coordinate system (x, y) at least one point correction value (PK1) is automatically calculated to adapt the laser coordinate system (x, y) to the machine coordinate system (X ', Y'), better the holder coordinate system (X, Y), and - in the subsequent processing of the workpiece ( 4 ) the laser beam ( 2 ) is deflected after the laser coordinate system (x, y) taking into account the at least one correction value (PK1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtasten der Laserlicht-Sensor (5) mit dem Laserstrahl (2) in derjenigen Richtung (x oder y) überlaufen wird, in der die Abweichung (PK1X, PK1Y) oder zwischen Sensor-Position und Auftreff-Position bestimmt werden soll.A method according to claim 1, characterized in that for scanning the laser light sensor ( 5 ) with the laser beam ( 2 ) is overrun in the direction (x or y) in which the deviation (PK1X, PK1Y) or between the sensor position and the impact position is to be determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Richtung (x oder y), in der die Abweichung (PK1X, PK1Y) oder zwischen Sensor-Position und Auftreff-Position bestimmt werden soll, beabstandet zwei Laserlicht-Sensoren (5.1 und 5.2 oder 5.1 und 5.3) angebracht werden und jeweils ein Punkt-Korrekturwert (PK1 und PK2 oder PK1 und PK3) ermittelt wird, und aus den beiden Punkt-Korrekturwerten (PK1, PK2) einer Richtung ein Skalierungs-Korrekturwert (SKX, SKY) für diese Richtung automatisch ermittelt wird, aus dem automatisch weitere Punkt-Korrekturwerte für jeden beliebigen Punkt in dieser Richtung ermittelt werden können.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the direction (x or y), in which the deviation (PK1X, PK1Y) or between the sensor position and the impact position is to be determined, spaced apart two laser light sensors ( 5.1 and 5.2 or 5.1 and 5.3 ) and a respective point correction value (PK1 and PK2 or PK1 and PK3) is determined, and from the two point correction values (PK1, PK2) of one direction, a scaling correction value (SKX, SKY) for this direction is automatically determined from which additional point correction values can be automatically determined for any point in this direction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Auslenk-Richtung (X, Y) des Laser-Strahls (2) zwei beabstandete Laserlicht-Sensoren ((5.1 und 5.2, 5.1 und 5.3)) verwendet werden, von denen mindestens ein Laserlicht-Sensor (5.1) für beide Richtungen benutzt wird. (Laser-Fokussierung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that for each deflection direction (X, Y) of the laser beam ( 2 ) two spaced laser light sensors (( 5.1 and 5.2 . 5.1 and 5.3 )), of which at least one laser light sensor ( 5.1 ) is used for both directions. (Laser-focusing) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bearbeiten des Werkstückes (4) bei mindestens einem der in der Maschine eingebauten Sensoren (5.1), insbesondere bei allen Sensoren (5.15.4), der Laserstrahl (2) mit der Fokuseinstellung Z = 0 im Laser-Koordinatensystem (x, y) auf die x-y-Position des maximalen Sensorsignals (SS) des Sensors (5.1) eingestellt wird und in dieser Position die Fokuseinstellung (Z) des Laserstrahls (2) variiert wird sowie die sich dabei ergebenden Werte des Sensorsignals (SS) aufgezeichnet und in der Steuerung (10) abgespeichert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the machining of the workpiece ( 4 ) on at least one of the sensors installed in the machine ( 5.1 ), especially for all sensors ( 5.1 - 5.4 ), the laser beam ( 2 ) with the focus setting Z = 0 in the laser coordinate system (x, y) to the xy position of the maximum sensor signal (SS) of the sensor ( 5.1 ) and in this position the focus setting (Z) of the laser beam ( 2 ) and the resulting values of the sensor signal (SS) are recorded and stored in the controller ( 10 ) are stored. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Fokuseinstellung (Zmax), bei der sich ein maximales Sensorsignal (SSmax) des Sensors (5.1) ergibt, im Vergleich zur Fokuseinstellung Z = 0 ein Fokus-Korrekturwert (ZK1) für diesen Sensor (5.1) ermittelt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the focus adjustment (Zmax), in which a maximum sensor signal (SSmax) of the sensor ( 5.1 ) results in a focus correction value (ZK1) for this sensor compared to the focus setting Z = 0 ( 5.1 ) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Fokus-Korrekturwerten (ZK1, ZK2, ...) aller Sensoren (5.15.4) Fokus-Skalierungs-Korrekturwerte (ZSKX, ZSKY) für die X- und Y-Richtung automatisch bestimmt werden, die die Abweichung von der Parallelität zwischen Maschinen-Koordinatensystem (X', Y') und Laser-Koordinatensystem (x, y) wiedergeben und aus denen automatisch für jeden Punkt des Bearbeitungsbereiches ein Fokus-Korrekturwert automatisch berechnet und bei der Bearbeitung mittels Laserstrahl (2) berücksichtigt wird. (Vorbedruckung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the focus correction values (ZK1, ZK2, ...) of all sensors ( 5.1 - 5.4 ) Focus scale correction values (ZSKX, ZSKY) are automatically determined for the X and Y directions representing the deviation from the parallelism between machine coordinate system (X ', Y') and laser coordinate system (x, y) and from which a focus correction value is automatically calculated automatically for each point of the machining area and 2 ) is taken into account. (Pre-printed) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – vor dem Bearbeiten die Position der Vorbearbeitungsresultate (6), insbesondere Vorbedruckung oder Vorprägung, des Werkstückes (4) im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), insbesondere im Halter-Koordinatensystem (X, Y) als auch im Laserkoordinatensystem (x, y) bestimmt wird und daraus ein Vorbearbeitungs-Korrekturwert (VK1) bestimmt wird und – bei der anschließenden Bearbeitung des Werkstückes (3) die Laserbearbeitung in gewünschter örtlicher Relation zu dem Vorbearbeitungsresultat (6) aufgebracht wird, indem die Position der Vorbearbeitungsresultate (6) im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y') als auch ein Vorbearbeitungs-Korrekturwert (VK1) für diese Position zwischen Laser-Koordinatensystem (x, y) und Maschinen-Koordinatensystem (X', Y') berücksichtigt wird. (Tonnen-Korrektur)Method according to one of the preceding claims, characterized in that - before processing, the position of the pre-processing results ( 6 ), in particular pre-printing or pre-embossing, of the workpiece ( 4 ) in the machine coordinate system (X ', Y'), in particular in the holder coordinate system (X, Y) as well as in the laser coordinate system (x, y) is determined and from a Vorbearbeitungs correction value (VK1) is determined and - in the subsequent Machining the workpiece ( 3 ) the laser processing in the desired local relation to the pre-processing result ( 6 ) is applied by the position of the pre-processing results ( 6 ) in the machine coordinate system (X ', Y') as well as a preprocessing correction value (VK1) for this position between the laser coordinate system (x, y) and the machine coordinate system (X ', Y'). (Tons correction) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anordnung der zwei in einer Richtung (x oder y) beabstandeten Laserlicht-sensoren (5.1 und 5.2, 5.1 und 5.3) am Rand des Bearbeitungsbereiches, einerseits in der Mitte des Randes (5.2) und andererseits am einen Ende des Randes (5.1), aus den beiden Punkt-Korrekturwerten (z. B. PK1, PK2) zusätzlich ein Tonnen-Korrekturwert (TKX, TKY) für jede Richtung automatisch errechnet wird für die Formabweichung des tonnenförmig verzerrten Laser-Koordinatensystems (x, y) in dieser Richtung im Vergleich zum kartesischen Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), insbesondere Halter-Koordinatensystem (X, Y). (Leistungs-Bestimmung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that by arrangement of the two in one direction (x or y) spaced laser light sensors ( 5.1 and 5.2 . 5.1 and 5.3 ) at the edge of the processing area, on the one hand in the middle of the edge ( 5.2 ) and at one end of the edge ( 5.1 ), from the two point correction values (eg PK1, PK2) an additional ton correction value (TKX, TKY) for each direction is automatically calculated for the shape deviation of the barrel-shaped distorted laser coordinate system (x, y) in this direction in comparison to the Cartesian machine coordinate system (X ', Y'), in particular holder coordinate system (X, Y). (Power determination) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je der Laserlicht-Sensor (z. B. 5.1) vor dem Einbau in die Maschine mit dem Licht einer Laserlichtquelle (1) gleicher Bauart, insbesondere der identischen Laserlichtquelle (1), treffgenau zentral und mit Fokuseinstellung (Z = 0) beaufschlagt wird und durch Variation der Leistung der Laserlichtquelle (1) sowie der zugehörigen Stärken des Sensorsignals (SS) des Laserlicht-Sensors (1) eine Leistungskalibrierungskurve (8) automatisch erstellt und insbesondere in der Steuerung (10) der Maschine hinterlegt wird. (Fokus-Abweichung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that each of the laser light sensor (eg. 5.1 ) before installation in the machine with the light of a laser light source ( 1 ) of the same type, in particular the identical laser light source ( 1 ), precisely and centrally with focus adjustment (Z = 0) is applied and by varying the power of the laser light source ( 1 ) and the associated strengths of the sensor signal (SS) of the laser light sensor ( 1 ) a power calibration curve ( 8th ) and especially in the controller ( 10 ) of the machine is deposited. (Focus error) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserlicht-Sensor (5) vor dem Einbau in die Maschine mit dem Licht einer Laserlichtquelle (1) gleicher Bauart, insbesondere der identischen Laserlichtquelle (1), treffgenau zentral beaufschlagt wird und durch Variation der Fokuseinstellung (Z) des Fokuspunktes des Laserstrahls (2) vom Laserlicht-Sensor (5) sowie des zugehörigen Sensorsignal (SS) des Laserlicht-Sensors (5) eine Focus-Kalibrierungskurve (9) automatisch erstellt und insbesondere in der Steuerung (10) der Maschine hinterlegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the laser light sensor ( 5 ) before installation in the machine with the light of a laser light source ( 1 ) of the same type, in particular the identical laser light source ( 1 ) is precisely applied centrally and by varying the focus setting (Z) of the focal point of the laser beam ( 2 ) from the laser light sensor ( 5 ) and the associated sensor signal (SS) of the laser light sensor ( 5 ) a focus calibration curve ( 9 ) and especially in the controller ( 10 ) of the machine is deposited. Vorrichtung zum Kalibrieren einer Laserbearbeitungsmaschine (22) mit einem Maschinen-Koordinatensystem (X', Y') die umfasst – eine Laserlichtquelle (1), die – einen Laserlichtstrahl (2) abgibt, der über bewegliche Ablenk-Spiegel (20) in den beiden Auslenkrichtungen (X und Y) des Laser-Koordinatensystems (x, y) auslenkbar ist, – einen Werkstückhalter (3), in dem ein mittels Laserlicht (2) zu bearbeitendes Werkstück (4) aufgenommen ist, und das in den Bearbeitungsbereich (7) des Laserstrahls (2) bringbar ist, – eine Steuerung (10), in der sowohl das Laser-Koordinatensystem (x, y) als auch das Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), insbesondere dessen Halter-Koordinatensystem (X, Y) hinterlegt ist und die eine Recheneinheit umfasst und die die Stellung der beweglichen Ablenk-Spiegel (20) steuert, gekennzeichnet durch wenigstens einem Laserlichtsensor (5.1), dessen Position im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), insbesondere im Halter-Koordinatensystem (X, Y) bekannt ist.Device for calibrating a laser processing machine ( 22 ) comprising a machine coordinate system (X ', Y') comprising - a laser light source ( 1 ), which - a laser light beam ( 2 ), which has movable deflection mirrors ( 20 ) in the two deflection directions (X and Y) of the laser coordinate system (x, y) is deflectable, - a workpiece holder ( 3 ), in which a laser light ( 2 ) workpiece to be machined ( 4 ), and that in the editing area ( 7 ) of the laser beam ( 2 ), - a controller ( 10 ), in which both the laser coordinate system (x, y) and the machine coordinate system (X ', Y'), in particular its holder coordinate system (X, Y) is deposited and which comprises a computing unit and the position of the movable deflecting mirror ( 20 ), characterized by at least one laser light sensor ( 5.1 ), whose position in the machine coordinate system (X ', Y'), in particular in the holder coordinate system (X, Y) is known. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Blende (14) und der Fotodiode (13) eine Streulichtscheibe (15) angeordnet ist.Device according to one of the preceding device claims, characterized in that between the diaphragm ( 14 ) and the photodiode ( 13 ) a scattered light disc ( 15 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, gekennzeichnet durch einen optischen Sensor, insbesondere einen CCD-Sensor, zum Bestimmen des wenigstens einen Vorbearbeitungsresultates (6) auf dem in dem Bearbeitungsbereich (7) befindlichen Werkstück (4) im Maschinen-Koordinatensystem (X', Y'), insbesondere im Halter-Koordinatensystem (X, Y), wobei der optische Sensor signaltechnisch mit der Steuerung (10) verbunden ist.Device according to one of the preceding device claims, characterized by an optical sensor, in particular a CCD sensor, for determining the at least one pre-processing result ( 6 ) on the in the processing area ( 7 ) workpiece ( 4 ) in the machine coordinate system (X ', Y'), in particular in the holder coordinate system (X, Y), wherein the optical sensor signal-wise with the controller ( 10 ) connected is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Prüfstand außerhalb der Laserbearbeitungsmaschine (22) für Laserlichtsensoren (5.1 ff.) umfasst, der eine Laserlichtquelle (1), insbesondere die gleiche Laserlichtquelle (1) wie die Laserbearbeitungsmaschine (22), umfasst und in der der Laserstrahl (2) der Laserlichtquelle (1) exakt auf das vorstehende freie Ende der Glasfaser (11) oder die Blende (14) des Laserlichtsensors (5.1) ausgerichtet werden kann und die Leistung der Laserlichtquelle (1) und/oder die Fokuseinstellung (Z) des Laserstrahls (2) variiert werden kann und die Signalstärken (SS) des Laserlichtsensors (5) einer Steuerung, die auch eine Recheneinheit umfasst, insbesondere der Steuerung (10), zugehen.Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the device has a test stand outside the laser processing machine ( 22 ) for laser light sensors ( 5.1 ff.) comprising a laser light source ( 1 ), in particular the same laser light source ( 1 ) like the laser processing machine ( 22 ), and in which the laser beam ( 2 ) of the laser light source ( 1 ) exactly on the protruding free end of the optical fiber ( 11 ) or the aperture ( 14 ) of the laser light sensor ( 5.1 ) and the power of the laser light source ( 1 ) and / or the focus setting (Z) of the laser beam ( 2 ) and the signal strengths (SS) of the laser light sensor ( 5 ) a control, which also comprises a computing unit, in particular the controller ( 10 ).
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