DE102011117454B4 - Laser processing device - Google Patents

Laser processing device Download PDF

Info

Publication number
DE102011117454B4
DE102011117454B4 DE102011117454.4A DE102011117454A DE102011117454B4 DE 102011117454 B4 DE102011117454 B4 DE 102011117454B4 DE 102011117454 A DE102011117454 A DE 102011117454A DE 102011117454 B4 DE102011117454 B4 DE 102011117454B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mirror
laser
laser beam
laser processing
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102011117454.4A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011117454A1 (en
Inventor
Peter Gördes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Precitec GmbH and Co KG
Original Assignee
Precitec GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Precitec GmbH and Co KG filed Critical Precitec GmbH and Co KG
Priority to DE102011117454.4A priority Critical patent/DE102011117454B4/en
Publication of DE102011117454A1 publication Critical patent/DE102011117454A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011117454B4 publication Critical patent/DE102011117454B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/035Aligning the laser beam
    • B23K26/037Aligning the laser beam by pressing on the workpiece, e.g. pressing roller foot
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/044Seam tracking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen (9) mit- einem Laserbearbeitungskopf (10),- einer Halterung (14) für den Laserbearbeitungskopf (10), die an einem Industrieroboter anbringbar ist, um den Laserbearbeitungskopf entlang einer Bearbeitungslinie zu führen,- einem Anpresselement, das an der Halterung (14) angebracht ist, um die Bauteile (9) während der Bearbeitung zu spannen, wobei der Laserbearbeitungskopf (10) ein Gehäuse aufweist, durch das ein Arbeitsstrahlengang (23) für einen Laserstrahl (18) geführt ist und in demeine Kollimatoreinheit (41) mit einer Kollimatoroptik (50), welche den aus einer Lichtleitfaser (24) austretenden Laserstrahl (18) kollimiert,eine Pendelspiegeleinheit (42) mit einem drehbar gelagerten Spiegel (25) und einer Drehantriebseinheit (51),eine fokussierende Optik (26), die den Laserstrahl (18) in eine Wechselwirkungszone (19) zwischen dem Laserstrahl (18) und zu bearbeitenden Bauteilen (9) fokussiert, angeordnet sind,- wobei der Spiegel (25) so drehbar in dem kollimierten Arbeitsstrahlengang (23) angeordnet ist, dass die Fokuslage des Laserstrahls (18) in der Wechselwirkungszone (19) quer zu optischen Achse (29) der fokussierenden Optik (26) verschiebbar ist, und- wobei mittels der Drehantriebseinheit (51) der Spiegel (25) so einstellbar ist, dass die Fokuslage der Bearbeitungslinie folgt,- wobei zur Steuerung der Drehbewegung des Spiegels (25) ein Spiegel-Steuerkreis vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass einem Auslenksignal zur Verfolgung der Bearbeitungslinie ein periodisches, hochfrequentes Auslenksignal zur Verbreiterung einer Bearbeitungsspur überlagerbar ist,- wobei der Spiegel (25) um eine erste und eine zweite Drehachse (30; 33) drehbar ist, und wobei sich die beiden Drehachsen (30; 33) miteinander so schneiden, dass ihr Schnittpunkt mit der optischen Achse (29) der fokussierenden Optik (26) zusammenfällt.Laser processing device for processing components (9) with - a laser processing head (10), - a holder (14) for the laser processing head (10), which can be attached to an industrial robot in order to guide the laser processing head along a processing line, - a pressure element that is attached to the holder (14) in order to clamp the components (9) during processing, the laser processing head (10) having a housing through which a working beam path (23) for a laser beam (18) is guided and in which a collimator unit (41) with collimator optics (50) which collimate the laser beam (18) emerging from an optical fiber (24), a pendulum mirror unit (42) with a rotatably mounted mirror (25) and a rotary drive unit (51), a focusing optic (26 ) which focus the laser beam (18) in an interaction zone (19) between the laser beam (18) and the components (9) to be machined, - the mirror (2 5) is arranged rotatably in the collimated working beam path (23) that the focal position of the laser beam (18) in the interaction zone (19) can be displaced transversely to the optical axis (29) of the focusing optics (26), and - by means of the rotary drive unit (51) the mirror (25) is adjustable so that the focus position follows the processing line, - a mirror control circuit is provided to control the rotational movement of the mirror (25), which is designed so that a deflection signal for following the processing line periodic, high-frequency deflection signal can be superimposed to widen a machining track, - the mirror (25) about a first and a second axis of rotation (30; 33) is rotatable, and wherein the two axes of rotation (30; 33) intersect with one another in such a way that their point of intersection coincides with the optical axis (29) of the focusing optics (26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Löten, Schweißen und/oder Schneiden, insbesondere zum Schweißen und/oder Schneiden von zwei- oder mehrlagig angeordneten Blechbauteilen mittels Laserstrahlung sowie zum Pulverauftragsschweißen.The invention relates to a laser processing device for processing components. In particular, the invention relates to a laser processing device for soldering, welding and / or cutting, in particular for welding and / or cutting sheet metal components arranged in two or more layers by means of laser radiation and for powder deposition welding.

Aus der EP 0 892 692 B1 ist eine Schweißvorrichtung zum Schweißen und/oder Schneiden bekannt, die einen Laserbearbeitungskopf, eine Führungseinrichtung und mindestens eine Andruckrolle als Anpresselement zum Spannen der zu bearbeitenden Bauteile während der Bearbeitung aufweist. Die Führungseinrichtung ist mittels einer Halterung an der Hand eines Manipulators, also eines wie auch immer ausgestalteten Industrieroboters befestigbar. Um die bekannte Schweißvorrichtung flexibler und besser handhaben zu können, ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung eine ein- oder mehrachsig bewegliche Stellvorrichtung aufweist, mit der der Laserbearbeitungskopf relativ zur Andruckrolle verstellbar ist.From the EP 0 892 692 B1 a welding device for welding and / or cutting is known which has a laser processing head, a guide device and at least one pressure roller as a pressure element for clamping the components to be processed during processing. The guide device can be fastened by means of a holder to the hand of a manipulator, that is to say of an industrial robot of whatever configuration. In order to be able to handle the known welding device more flexibly and better, it is provided that the guide device has an adjusting device which is movable in one or more axes and with which the laser processing head can be adjusted relative to the pressure roller.

Mittels der Stellvorrichtung lässt sich somit der Laserkopf, insbesondere quer oder schräg zur verfolgten Bahn verschieben, so dass es möglich ist, die Bahnbewegung des Laserbearbeitungskopfes anhand der Istlage der Schweiß- oder Schneidnaht mittels eines Nahtdetektors zu korrigieren. Hierzu sind allerdings sehr schnelle Bewegungen erforderlich, was infolge der großen Masse des Laserbearbeitungskopfes entsprechend aufwendige Antriebe für die Stellvorrichtung erforderlich macht. Schnelle Bewegungen sind jedoch nicht möglich, wenn die bewegte Masse wie beim Bewegen des gesamten Laserkopfes groß ist.By means of the adjusting device, the laser head can thus be shifted, in particular transversely or obliquely to the track being followed, so that it is possible to correct the path movement of the laser processing head based on the actual position of the weld or cut seam using a seam detector. For this, however, very fast movements are required, which, due to the large mass of the laser processing head, makes correspondingly complex drives for the actuating device necessary. However, rapid movements are not possible if the moving mass is large, as is the case when moving the entire laser head.

Aus der DE 10 2004 007 178 A1 ist ein Laserbearbeitungskopf mit einem Gehäuse bekannt, durch das ein Arbeitsstrahlengang für den Laserstrahl geführt ist. Als Fokussieroptik ist ein abbildender Spiegel vorgesehen, der den einfallenden Laserstrahl in einen Arbeitsfokus fokussiert, der außerhalb des Gehäuses mit Abstand dazu vorgesehen ist. Um bei dem bekannten Laserbearbeitungskopf eine Scann- oder Abtastbewegung des Arbeitsfokus 1 zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Fokussieroptik um eine Drehachse drehbar ist, die mit der optischen Achse des einfallenden Arbeitsstrahlengangs koaxial ist.From the DE 10 2004 007 178 A1 a laser processing head is known with a housing through which a working beam path for the laser beam is guided. An imaging mirror is provided as the focusing optics, which focuses the incident laser beam into a working focus that is provided outside the housing at a distance from it. In order to enable a scanning or scanning movement of the working focus 1 in the known laser processing head, provision is made for the focusing optics to be rotatable about an axis of rotation which is coaxial with the optical axis of the incident working beam path.

DE 10 2004 010 483 A1 beschreibt eine Laserschweißvorrichtung mit einem Laserkopf mit einer Laserlichtquelle, einem beweglichen Umlenkspiegel und einem Fokussystem. Ein von der Laserlichtquelle emittierter Laserstrahl wird zuerst durch den beweglichen Umlenkspiegel umgelenkt, dann durch das Fokussystem fokussiert und auf Karosserieteile gerichtet, die mit einer Spannvorrichtung in Position gehalten werden. Der Umlenkspiegel kann mit zwei separat ansteuerbaren Motoren ausgestattet sein, um den Laserstrahl in einer Arbeitsebene abzulenken. DE 10 2004 010 483 A1 describes a laser welding device with a laser head with a laser light source, a movable deflecting mirror and a focus system. A laser beam emitted by the laser light source is first deflected by the movable deflecting mirror, then focused by the focus system and directed onto body parts that are held in position with a clamping device. The deflection mirror can be equipped with two separately controllable motors in order to deflect the laser beam in a working plane.

DE 10 2010 029 477 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Laserfügen von Blechteilen. Die Vorrichtung weist Spannmittel zum Spannen der zu fügenden Blechteile und eine Strahlführungseinrichtung für einen Laserstrahl auf. Die Strahlführungseinrichtung weist wenigstens einen Schwenkspiegel auf, über den der Laserstrahl zu einem Bearbeitungspunkt geleitet wird. DE 10 2010 029 477 A1 describes a device for laser joining of sheet metal parts. The device has clamping means for clamping the sheet metal parts to be joined and a beam guiding device for a laser beam. The beam guiding device has at least one swivel mirror, via which the laser beam is guided to a processing point.

DE 10 2009 051 715 A1 beschreibt einen Bearbeitungskopf zum Bearbeiten von Werkstücken. Im Bearbeitungskopf ist eine optische Einheit angeordnet, mittels welcher ein Laserstrahl auf dem Werkstück positionierbar und fokussierbar ist. Die optische Einheit umfasst zwei Spiegel und eine optische Linse. Mittels der Spiegel ist der Laserstrahl zur exakten Positionierung umlenkbar, wobei die optische Linse einen auf das Werkstück gerichteten Laserstrahl fokussiert. DE 10 2009 051 715 A1 describes a machining head for machining workpieces. An optical unit is arranged in the processing head, by means of which a laser beam can be positioned and focused on the workpiece. The optical unit comprises two mirrors and an optical lens. The mirror can be used to deflect the laser beam for exact positioning, with the optical lens focusing a laser beam directed onto the workpiece.

EP 1 005 944 A2 beschreibt ein Laserstrahl-Schweißverfahren für Überlappnähte. Zur Durchführung des Schweißverfahrens ist ein Fokussierspiegel quer zu einem Schweißnahtverlauf verfahrbar. EP 1 005 944 A2 describes a laser beam welding process for lap seams. To carry out the welding process, a focusing mirror can be moved transversely to a weld seam.

EP 1 716 963 A1 beschreibt eine optische Anordnung, bei der ein Ablenksystem mindestens einen drehbar gelagerten Spiegel sowie einen Antrieb für die Winkelverstellung des Spiegels umfasst. EP 1 716 963 A1 describes an optical arrangement in which a deflection system comprises at least one rotatably mounted mirror and a drive for the angle adjustment of the mirror.

DE 196 41 125 A1 beschreibt einen Elektrolyseapparat zur Herstellung von Halogengasen. Bei der Herstellung des Elektrolyseapparats wird ein Laserstrahl-Schweißverfahren verwendet. Eine verbreitete Nahtform wird dadurch erzeugt, dass ein Fokussierspiegel mit einer Amplitude von zum Beispiel 0,5 mm hochfrequent gescannt wird. DE 196 41 125 A1 describes an electrolysis apparatus for the production of halogen gases. A laser beam welding process is used in the manufacture of the electrolysis apparatus. A common seam shape is produced by high-frequency scanning of a focusing mirror with an amplitude of, for example, 0.5 mm.

DE 103 55 051 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Laserstrahl schweißen, bei der die Schweißnaht verbreitert wird durch Überlagerung der Vorschubbewegung des Laserstrahls mit einer lokalen lateralen Bewegungskomponente. DE 103 55 051 A1 describes a device for laser beam welding, in which the weld seam is widened by superimposing the feed movement of the laser beam with a local lateral movement component.

DE 10 2004 043 076 A1 beschreibt ein Verfahren zum Überwachen eines Laserstrahlbearbeitungsvorgangs eines Schweißkopfs, bei dem, wenn zwischen zu verbindenden Werkstücken ein Spalt besteht, der Laserstrahl in einer Pendelbewegung geführt wird. DE 10 2004 043 076 A1 describes a method for monitoring a laser beam machining process of a welding head, in which, when there is a gap between the workpieces to be joined, the laser beam is guided in a pendulum motion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Arbeitsfokus eines Laserstrahls auf einfache Weise relativ zu einem, die zu bearbeitenden Bauteile spannenden Anpresselement verschoben werden kann.The invention is based on the object of providing a laser processing device in which a working focus of a laser beam is simple Way can be moved relative to a clamping element that clamps the components to be machined.

Diese Aufgabe wird durch die Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the laser processing device according to claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist also im Arbeitsstrahlengang eines Laserbearbeitungskopfes, der zusammen mit einem Anpresselement, insbesondere eine Andruckrolle von einem Industrieroboter entlang einer Bearbeitungslinie geführt werden kann, ein drehbarer Spiegel so angeordnet, dass der von der fokussierenden Optik erzeugte Arbeitsfokus aufgrund der Drehbewegung des Spiegels, insbesondere quer zur Vorschubbewegung von Laserbearbeitungskopf und Andruckrolle, zur präzisen Nahtverfolgung verschoben werden kann. Somit sind jetzt deutlich schnellere Bewegungen des Laserfokus (Tool Center Point TCP) als beim eingangs beschriebenen Stand der Technik möglich, da sich die bewegte Masse auf einen leichten Spiegel reduziert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass schnellere Ablenkbewegungen des TCPs quer zur Trajektorie also zur Bewegungsbahn von Laserbearbeitungskopf und Anpresselement möglich sind.According to the invention, a rotatable mirror is arranged in the working beam path of a laser processing head, which can be guided along a processing line by an industrial robot together with a pressure element, in particular a pressure roller, so that the working focus generated by the focusing optics due to the rotating movement of the mirror, in particular transversely to Feed movement of the laser processing head and pressure roller, which can be moved for precise seam tracking. This means that significantly faster movements of the laser focus (tool center point TCP) are now possible than in the prior art described at the beginning, since the moving mass is reduced to a light mirror. This results in the advantage that faster deflection movements of the TCP are possible transversely to the trajectory, that is to say to the movement path of the laser processing head and pressure element.

Aufgrund der vergleichsweise geringen Masse des drehbaren Spiegels lassen sich sehr schnelle Auslenkbewegungen des Arbeitsfokus ausführen, so dass auch bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten eine präzise Verfolgung der Bearbeitungslinie erzielt werden kann.Due to the comparatively low mass of the rotatable mirror, very rapid deflection movements of the working focus can be carried out, so that precise tracking of the processing line can be achieved even at high processing speeds.

Obwohl es grundsätzlich, insbesondere bei langen Fokussierbrennweiten möglich ist den beweglichen Spiegel in Laserstrahlrichtung hinter der fokussierenden Optik anzubringen, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung Erfindung vorgesehen, dass der Spiegel in Laserstrahlrichtung gesehen vor der fokussierenden Optik angeordnet ist. Er ist somit im Innern des Laserbearbeitungskopfes vor Verschmutzungen geschützt.Although it is basically possible, especially with long focal lengths, to mount the movable mirror in the laser beam direction behind the focusing optics, an advantageous embodiment of the invention provides that the mirror is arranged in front of the focusing optics as seen in the laser beam direction. It is thus protected from contamination inside the laser processing head.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spiegel um eine in der Spiegelebene liegende Drehachse drehbar ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Betätigung des Spiegels. Hierbei ist die Drehachse so anzuordnen, dass sie die optische Achse der fokussierenden Optik schneidet.It is particularly advantageous if the mirror can be rotated about an axis of rotation lying in the mirror plane. This enables a particularly simple actuation of the mirror. The axis of rotation is to be arranged in such a way that it intersects the optical axis of the focusing optics.

Um eine besonders flexible Verschiebung der Fokuslage des Laserstrahls in der Wechselwirkungszone zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Spiegel um eine erste und eine zweite Drehachse drehbar ist, und dass sich die beiden Drehachsen miteinander so schneiden, dass ihr Schnittpunkt mit der optischen Achse der fokussierenden Optik zusammenfällt. Die zweite Drehachse kommt der Funktion eines Scanners gleich, daraus folgt eine Ablenkung des TCP zusätzlich in Vorschubrichtung.In order to achieve a particularly flexible shift of the focus position of the laser beam in the interaction zone, it is provided that the mirror can be rotated about a first and a second axis of rotation, and that the two axes of rotation intersect with each other so that their intersection point with the optical axis of the focusing Optics coincide. The second axis of rotation has the same function as a scanner, resulting in an additional deflection of the TCP in the feed direction.

Zu einer Realisierung der Verbreiterung einer Bearbeitungsspur ist es zweckmäßig, wenn zur Steuerung der Drehbewegung des Spiegels ein Spiegelsteuerkreis vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass einem Auslenksignal zur Verfolgung einer Bearbeitungslinie ein periodisches, hochfrequentes Auslenksignal zur Verbreiterung der Bearbeitungsspur überlagert also aufmoduliert wird. Der Auslenkbewegung des Arbeitsfokus zur Verfolgung der Bearbeitungslinie kann also eine sehr schnelle periodische Auslenkbewegung überlagert werden, so dass die effektive Bearbeitungsspur eine größere Breite aufweist, als der Arbeitsfokus selber.To implement the widening of a machining track, it is useful if a mirror control circuit is provided to control the rotational movement of the mirror, which is designed so that a periodic, high-frequency deflection signal for widening the machining track is superimposed on a deflection signal for tracking a machining line, i.e. modulated. A very rapid periodic deflection movement can therefore be superimposed on the deflection movement of the working focus for tracking the machining line, so that the effective machining track has a greater width than the working focus itself.

Auf diese Weise lässt sich auch mit einem kleinen, präzisen Arbeitsfokus eine Bearbeitungslinie, insbesondere eine Fügelinie oder Fügenaht bearbeiten, selbst wenn ein Spalt zwischen den zu fügenden Werkstücken breiter als der Arbeitsfokus ist. Insbesondere ist es hierbei auch möglich, wenn die Nahtverfolgungsvorrichtung nicht nur die tatsächliche Lage der Bearbeitungslinie, sondern auch gegebenenfalls die Breite eines zwischen zu fügenden Bauteilen liegenden Spalts erfasst, den Arbeitsfokus so zu führen, also so oszillieren zu lassen, dass er auch eine toleranzbedingte variierende Spaltbreite abdeckt. Somit lässt sich auch bei großen Toleranzen eine zuverlässige Bearbeitung, insbesondere ein zuverlässiges Fügen oder Schweißen von miteinander zu verbindenden Bauteilen erreichen.In this way, a processing line, in particular a joining line or joining seam, can also be machined with a small, precise work focus, even if a gap between the workpieces to be joined is wider than the work focus. In particular, if the seam tracking device detects not only the actual position of the machining line, but also, if necessary, the width of a gap between the components to be joined, it is also possible to guide the work focus in such a way, i.e. to allow it to oscillate, that it also varies a tolerance-related gap Gap width covers. Reliable machining, in particular reliable joining or welding of components to be connected to one another, can thus be achieved even with large tolerances.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Laserbearbeitungsvorrichtung;
  • 2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen Laserbearbeitungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante des Arbeitsstrahlengangs in einem Laserbearbeitungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
The invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a simplified schematic representation of a laser processing device;
  • 2 a greatly simplified schematic representation of the basic principle of the present invention;
  • 3 a laser machining head according to the present invention;
  • 4th a schematic representation of an embodiment variant of the working beam path in a laser processing head according to the present invention; and
  • 5 a diagram to explain the operation of a machining device according to the invention.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Elemente und Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the various figures of the drawing, elements and components that correspond to one another are provided with the same reference symbols.

Wie in 1 gezeigt, weist eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen, hier von zweilagig angeordneten Blechbauteilen 9, einen Laserbearbeitungskopf 10 und als Anpresselement eine Andruckrolle 11 auf, die zusammen mit dem Laserbearbeitungskopf 10 zur gemeinsamen Bewegung mit diesem an einer Montageplatte 12 einer Halterung 14 angebracht ist. Anstelle der in 1 dargestellten Montageplatte 12 kann auch ein anderes geeignetes Bauelement vorgesehen sein, das gewährleistet, dass Laserbearbeitungskopf 10 und Andruckrolle 11 bei der Bewegung entlang einer Bearbeitungslinie ihre eingestellte räumliche Lage zueinander präzise beibehalten. Die Montageplatte 12 kann unmittelbar an der Hand eines Industrieroboters angebracht werden oder unter Zwischenschaltung einer Verstelleinrichtung 15, mit der die Lage von Laserbearbeitungskopf 10 und Andruckrolle 11 gegenüber der Hand eines Industrieroboters (nicht dargestellt) verstellt werden kann. Die Verstelleinrichtung 15 ist über ein weiteres Montageelement 16 und einem Verbindungsflansch 17 an der Hand des Industrieroboters anbringbar.As in 1 shown, comprises a laser processing device for processing Components, here of sheet metal components arranged in two layers 9 , a laser processing head 10 and a pressure roller as a pressure element 11 on that together with the laser processing head 10 for joint movement with this on a mounting plate 12th a bracket 14th is appropriate. Instead of the in 1 mounting plate shown 12th Another suitable component can also be provided which ensures that the laser processing head 10 and pressure roller 11 precisely maintain their set spatial position relative to one another when moving along a machining line. The mounting plate 12th can be attached directly to the hand of an industrial robot or with the interposition of an adjustment device 15th with which the position of the laser processing head 10 and pressure roller 11 can be adjusted in relation to the hand of an industrial robot (not shown). The adjustment device 15th is via another mounting element 16 and a connecting flange 17th attachable to the hand of the industrial robot.

Ein aus dem Laserbearbeitungskopf 10 austretender Laserstrahl 18 wird so auf das Werkstück oder Bauteil 9 fokussiert, dass sein Arbeitsfokus definiert in der Wechselwirkungszone 19 zwischen Laserstrahl 18 und Werkstück 9 liegt.One from the laser processing head 10 emerging laser beam 18th is applied to the workpiece or component 9 focused that his work focus is defined in the interaction zone 19th between laser beam 18th and workpiece 9 lies.

Wie in 2 vereinfacht schematisch dargestellt ist, weist ein Laserbearbeitungskopf 10 ein Gehäuse 20 mit einer Einlassöffnung 21 und einer Auslassöffnung 22 auf, durch das ein Arbeitsstrahlengang 23 für den Laserstrahl 18 geführt ist. In der Einlassöffnung 21 ist eine Lichtleitfaser 24 mit ihrem Auslassende für den Laserstrahl 18 in geeigneter Weise angeordnet. Der aus der Lichtleitfaser 24 austretende Laserstrahl 18 wird auf einen im Arbeitsstrahlengang 23 angeordneten Umlenkspiegel 25 gerichtet, der den Laserstrahl 18 in Richtung einer fokussierenden Optik 26 umlenkt, die den Laserstrahl 18 in einen Arbeitsfokus 28 fokussiert, der in gewünschter Weise im Bereich der Wechselwirkungszone 19 auf das Werkstück 9 auftrifft. Um eine Verschiebung des Arbeitsfokus 28 quer zur optischen Achse 29 der fokussierenden Optik 26 zu ermöglichen, ist der Umlenkspiegel 25 beispielsweise um eine Achse 30 drehbar, wie durch den Doppelpfeil 31 angedeutet ist. Die Achse 30 steht dabei im dargestellten Ausführungsbeispiel in 2 senkrecht zur Zeichenebene und schneidet die optische Achse 29. Eine Drehbewegung des Spiegels 25 um die Drehachse 30 entsprechend dem Doppelpfeil 31 bewirkt eine Verschiebung des Arbeitsfokus nach rechts oder links in 2, wie durch den linearen Doppelpfeil 32 angedeutet ist. Insbesondere bei Verwendung einer fokussierenden Optik mit langer Brennweite ist es möglich zur Strahlablenkung und somit zur Verschiebung des Arbeitsfokus oder TCPs einen Dreh- oder Pendelspiegel hinter der fokussierenden Optik anzuordnen.As in 2 is shown in simplified schematic form, has a laser processing head 10 a housing 20th with an inlet port 21 and an outlet port 22nd on, through which a working beam path 23 for the laser beam 18th is led. In the inlet port 21 is an optical fiber 24 with its outlet end for the laser beam 18th appropriately arranged. The one from the optical fiber 24 emerging laser beam 18th becomes on one in the working beam path 23 arranged deflection mirror 25th directed the laser beam 18th in the direction of focusing optics 26th that redirects the laser beam 18th into a work focus 28 focused in the desired manner in the area of the interaction zone 19th on the workpiece 9 hits. To shift the focus of work 28 across the optical axis 29 the focusing optics 26th to enable is the deflection mirror 25th for example around an axis 30th rotatable, as indicated by the double arrow 31 is indicated. The axis 30th stands in the illustrated embodiment in 2 perpendicular to the plane of the drawing and intersects the optical axis 29 . A twisting motion of the mirror 25th around the axis of rotation 30th according to the double arrow 31 causes the working focus to be shifted to the right or left in 2 , as indicated by the linear double arrow 32 is indicated. Particularly when using focusing optics with a long focal length, it is possible to arrange a rotating or pendulum mirror behind the focusing optics for beam deflection and thus for shifting the working focus or TCP.

Alternativ oder zusätzlich kann der Spiegel 25 auch um eine in der Zeichenebene liegende Drehachse 33 gedreht werden, wie durch den Doppelpfeil 34 angedeutet. Eine derartige Drehbewegung hat eine Verschiebung des Arbeitsfokus 28 in Richtung senkrecht zur Zeichenebene zur Folge.Alternatively or additionally, the mirror can 25th also about an axis of rotation lying in the plane of the drawing 33 be rotated, as indicated by the double arrow 34 indicated. Such a rotary movement has a shift in the working focus 28 in the direction perpendicular to the plane of the drawing.

Es ist aber auch denkbar, den Spiegel 25 um eine an seinem Rand, in nicht näher dargestellter Weise, angeordnete Dreh- und Schwenkachse dreh- oder schwenkbar anzuordnen. Auch mit einer solchen Anordnung ist eine Verschiebung des Arbeitsfokus 28 quer zur optischen Achse 29 möglich.But it is also conceivable, the mirror 25th in order to be able to rotate or pivot a pivot and pivot axis arranged at its edge in a manner not shown in detail. Even with such an arrangement there is a shift in the working focus 28 across the optical axis 29 possible.

Wird nun die Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks oder Bauteils 9 entlang einer Bearbeitungslinie, z.B. entlang einer Fügenaht 34 in 5 geführt, so läuft beispielsweise die Andruckrolle 11 zum Spannen des Werkstücks oder Bauteils 9 entlang einer Line 35 im Wesentlichen parallel zur Fügenaht 34, während der Arbeitsfokus 28 durch seitliches Verstellen seiner Lage gegenüber der optischen Achse 29 der fokussierenden Optik 26 entlang der Fügenaht oder Fügelinie 34 geführt wird, wie dies im unteren Teil von 5 durch die Doppellinie 34, 36 angedeutet ist. Falls die Bearbeitungslinie oder Fügenaht 34 einen breiteren Arbeitsfokus erfordert als der Laserstrahl 18 mit seinem Arbeitsfokus 28 bereitstellen kann, so kann der relativ langsamen Drehbewegung des Umlenkspiegels 25 zur Nahtverfolgung eine sehr schnelle periodische Drehbewegung mit einer Auslenkung entsprechend der gewünschten Nahtbreite überlagert werden, so dass der Arbeitsfokus 28 einer periodischen, z.B. sinusförmigen Spur folgt, deren Nulldurchgänge jeweils im Wesentlichen mit der zu verfolgenden Fügenaht zusammenfallen.The laser processing device is now used for processing a workpiece or component 9 along a machining line, e.g. along a joint 34 in 5 out, for example, the pressure roller runs 11 for clamping the workpiece or component 9 along a line 35 essentially parallel to the joint 34 while the work focus 28 by laterally adjusting its position relative to the optical axis 29 the focusing optics 26th along the joint or joint line 34 as shown in the lower part of 5 through the double line 34 , 36 is indicated. If the machining line or seam 34 requires a wider work focus than the laser beam 18th with his work focus 28 can provide, so can the relatively slow rotational movement of the deflection mirror 25th For seam tracking, a very fast periodic rotary movement with a deflection corresponding to the desired seam width can be superimposed, so that the work focus 28 follows a periodic, for example sinusoidal, track, the zero crossings of which essentially coincide with the joint to be followed.

3 zeigt einen weiteren Laserbearbeitungskopf 10, der eine Kollimatoreinheit 41, eine Dreh- oder Pendelspiegeleinheit 42, eine Umlenkspiegeleinheit 43 und eine Fokussiereinheit 44 aufweist. Um eine Nahtverfolgung in Echtzeit zu realisieren, ist ein Liniengenerator 45 vorgesehen, der z.B. mittels eines Lichtfächers 46 eine Lichtlinie 47 auf dem Werkstück 9 quer zur Bearbeitungslinie oder Fügenaht vor der Wechselwirkungszone 19 erzeugt. Die Lichtlinie 47 wird, wie später genauer erläutert, mittels einer Kamera beobachtet, um Regel- oder Steuersignale für die Lage des Arbeitsfokus 19 zu erzeugen, so dass dieser exakt der erfassten, tatsächlichen Bearbeitungslinie oder Fügenaht folgt. 3 shows another laser processing head 10 , which is a collimator unit 41 , a rotating or pendulum mirror unit 42 , a deflecting mirror unit 43 and a focusing unit 44 having. A line generator is used to implement seam tracking in real time 45 provided, for example by means of a light fan 46 a line of light 47 on the workpiece 9 across the processing line or joint in front of the interaction zone 19th generated. The line of light 47 is, as will be explained in more detail later, observed by means of a camera in order to receive regulation or control signals for the position of the working focus 19th so that it exactly follows the recorded, actual machining line or joint.

Wie in 4 gezeigt, ist in dem Arbeitsstrahlengang 23 eines Laserbearbeitungskopfes 10 entsprechend 3 im Bereich der Kollimatoreinheit 41 eine Kollimatoroptik 50 vorgesehen, die den aus der Lichtleitfaser 24 austretenden Laserstrahl 18 kollimiert. Der parallele Laserstrahl 18' wird dann auf einen Umlenkspiegel 25 gelenkt, der, wie anhand von 2 erläutert wurde, um ein oder zwei Drehachsen gedreht werden kann. Die Dreh- oder Pendelspiegeleinheit 42 weist zur Drehung des Umlenkspiegels 25 eine Drehantriebseinheit 51 auf, die den Umlenkspiegel 25 um eine oder zwei Drehachsen so einstellt, dass der Arbeitsfokus 28 der Bearbeitungslinie oder Fügenaht 34 (5) präzise folgt. Der parallele Laserstrahl 18' wird vom drehbar gelagerten Umlenkspiegel 25 auf einen weiteren Umlenkspiegel 52 der Spiegeleinheit 43 gelenkt und von diesem dann zur fokussierenden Optik 26 reflektiert, die den parallelen Laserstrahl 18' in den Arbeitsfokus 28 fokussiert (konvergenter Laserstrahl 18). Da hier der kollimierte Laserstrahl auf den Umlenkspiegel 25 und den weiteren Umlenkspiegel 52 gerichtet ist, lässt sich die reflektierende Schicht der Spiegel einfacher herstellen, als für einen Spiegel der einen divergenten Laserstrahl umlenken muss.As in 4th shown is in the working beam path 23 of a laser processing head 10 corresponding 3 in the area of the collimator unit 41 a collimator optics 50 provided that the from the optical fiber 24 emerging laser beam 18th collimated. The parallel laser beam 18 ' is then on a deflection mirror 25th steered, which, as based on 2 has been explained can be rotated about one or two axes of rotation. The rotating or pendulum mirror unit 42 points to the rotation of the deflecting mirror 25th a rotary drive unit 51 on that the deflector mirror 25th around one or two axes of rotation so that the working focus 28 the machining line or joint 34 ( 5 ) precisely follows. The parallel laser beam 18 ' is from the pivoted deflector mirror 25th onto another deflecting mirror 52 the mirror unit 43 steered and from this then to the focusing optics 26th which reflects the parallel laser beam 18 ' in the work focus 28 focused (convergent laser beam 18th ). Because here the collimated laser beam on the deflecting mirror 25th and the other deflecting mirror 52 is directed, the reflective layer of the mirror can be produced more easily than for a mirror that has to deflect a divergent laser beam.

Für die Prozessüberwachung und zur Nahtverfolgung ist einer Kamera 53 mit einem Objektiv 54 und einer strahlungsempfindlichen Empfängeranordnung 55 vorgesehen, die Strahlung aus dem Wechselwirkungsbereich 19 und seiner Umgebung, insbesondere auch Strahlung von der Lichtlinie 47 zur Nahtverfolgung durch die fokussierende Optik 26 und den für diese Strahlung im Wesentlichen durchlässigen Umlenkspiegel 25 hindurch erfasst. Die Ausgangssignale der strahlungsempfindlichen Empfängeranordnung 55 werden zur weiteren Verarbeitung, insbesondere für die Prozessüberwachung und die Nahtverfolgung an eine Auswerteschaltung 56 geliefert. Die Auswerteschaltung 56 liefert über den Steuersignalausgang 57 die Steuersignale für den Drehantrieb 51, die diesem über dem Signaleingang 57 zugeführt werden.There is a camera for process monitoring and seam tracking 53 with a lens 54 and a radiation-sensitive receiver arrangement 55 provided, the radiation from the interaction area 19th and its surroundings, especially radiation from the light line 47 for seam tracking through the focusing optics 26th and the deflecting mirror which is essentially transparent to this radiation 25th captured through. The output signals of the radiation-sensitive receiver arrangement 55 are sent to an evaluation circuit for further processing, in particular for process monitoring and seam tracking 56 delivered. The evaluation circuit 56 supplies via the control signal output 57 the control signals for the rotary actuator 51 that this above the signal input 57 are fed.

Zur Steuerung der Drehbewegung des Spiegels 25 ist ein Spiegel-Steuerkreis in der Auswerteschaltung 56 vorgesehen, der so ausgebildet ist, dass einem Auslenksignal zur Verfolgung einer Bearbeitungslinie ein periodisches, hochfrequentes Auslenksignal zur Verbreiterung einer Bearbeitungsspur überlagerbar ist.To control the rotation of the mirror 25th is a mirror control circuit in the evaluation circuit 56 provided, which is designed so that a deflection signal for following a machining line can be superimposed with a periodic, high-frequency deflection signal for widening a machining track.

Um weitere Prozessparameter, wie z.B. die Leistung des Laserstrahls 18 zu überwachen, können weitere Sensormodule 58 vorgesehen sein, wie zwischen der Kollimatoreinheit 41 und der Pendelspiegeleinheit 42 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.About other process parameters, such as the power of the laser beam 18th can be monitored by additional sensor modules 58 be provided, such as between the collimator unit 41 and the pendulum mirror unit 42 is indicated by dashed lines.

Wird nun bei der Bearbeitung der Laserbearbeitungskopf 10 zusammen mit der Andruckrolle 11 entlang der Bearbeitungslinie geführt, wobei die Andruckrolle 11 neben der eigentlichen Bearbeitungslinie oder Fügenaht 34 (siehe 5) entlang der Linie 35 geführt wird, so wird die Lage der Naht, also die Lage der zu fügenden Fügestelle vor dem Bearbeitungspunkt mit einer geeigneten Nahterkennungsvorrichtung, beispielsweise mit Hilfe einer von einem Liniengenerator 45 erzeugten Lichtlinie erfasst, was zweckmäßiger Weise mit einer Kamera 53 erfolgt. Aufgrund der erfassten Abweichung der tatsächlichen Lage der Fügenaht 34 von der programmierten Fügelinie wird dann der als Dreh- oder Pendelspiegel ausgebildete Umlenkspiegel 25 mit Hilfe des Drehantriebs 51 so betätigt, dass der Arbeitsfokus 28 relativ zur optischen Achse 29 der fokussierenden Optik 26 so verstellt wird, dass er exakt der tatsächlichen Fügelinie 34 folgt.The laser processing head is now used when processing 10 together with the pressure roller 11 guided along the processing line, the pressure roller 11 next to the actual machining line or joint 34 (please refer 5 ) along the line 35 is guided, the position of the seam, that is to say the position of the joint to be joined in front of the processing point, is determined with a suitable seam detection device, for example with the aid of a line generator 45 generated light line captured, which is expedient way with a camera 53 he follows. Due to the detected deviation of the actual position of the joint 34 The deflection mirror, designed as a rotating or pendulum mirror, is then derived from the programmed joining line 25th with the help of the rotary drive 51 operated so that the work focus 28 relative to the optical axis 29 the focusing optics 26th is adjusted so that it exactly matches the actual joint line 34 follows.

Wie oben erläutert, kann auch hier zur Verbreiterung der Bearbeitungslinie dem Stellsignal für den drehbaren Umlenkspiegel 25 ein hochfrequentes Signal mit kleiner Amplitude überlagert oder aufmoduliert werden, so dass eine scheinbare Verbreiterung des Arbeitsfokus 28 vorliegt.As explained above, the control signal for the rotatable deflecting mirror can also be used here to widen the processing line 25th a high-frequency signal with a small amplitude can be superimposed or modulated, so that an apparent broadening of the working focus 28 is present.

Üblicherweise wird der Arbeitsfokus 28 mit Hilfe des drehbaren Umlenkspiegels 25 so verstellt, dass sein Abstand vom Andruckpunkt der Andruckrolle 11 entsprechend der Fügenaht 34 variiert.Usually the work focus 28 with the help of the rotatable deflection mirror 25th adjusted so that its distance from the pressure point of the pressure roller 11 according to the joint 34 varies.

Erfindungsgemäß lässt sich somit der Arbeitsfokus 28 exakt entlang einer tatsächlichen Bearbeitungslinie 34 oder Fügenaht führen, ohne dass dazu große Massen innerhalb der Laserbearbeitungsvorrichtung bewegt werden müssen. Somit lässt sich auf einfache Weise eine präzise Führung des Arbeitsfokus entlang einer Bearbeitungslinie, insbesondere entlang einer zu fügenden Naht führen.According to the invention, the work focus can thus 28 exactly along an actual machining line 34 or join seam without large masses having to be moved within the laser processing device. In this way, precise guidance of the working focus along a processing line, in particular along a seam to be joined, can be carried out in a simple manner.

Claims (4)

Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Bauteilen (9) mit - einem Laserbearbeitungskopf (10), - einer Halterung (14) für den Laserbearbeitungskopf (10), die an einem Industrieroboter anbringbar ist, um den Laserbearbeitungskopf entlang einer Bearbeitungslinie zu führen, - einem Anpresselement, das an der Halterung (14) angebracht ist, um die Bauteile (9) während der Bearbeitung zu spannen, wobei der Laserbearbeitungskopf (10) ein Gehäuse aufweist, durch das ein Arbeitsstrahlengang (23) für einen Laserstrahl (18) geführt ist und in dem eine Kollimatoreinheit (41) mit einer Kollimatoroptik (50), welche den aus einer Lichtleitfaser (24) austretenden Laserstrahl (18) kollimiert, eine Pendelspiegeleinheit (42) mit einem drehbar gelagerten Spiegel (25) und einer Drehantriebseinheit (51), eine fokussierende Optik (26), die den Laserstrahl (18) in eine Wechselwirkungszone (19) zwischen dem Laserstrahl (18) und zu bearbeitenden Bauteilen (9) fokussiert, angeordnet sind, - wobei der Spiegel (25) so drehbar in dem kollimierten Arbeitsstrahlengang (23) angeordnet ist, dass die Fokuslage des Laserstrahls (18) in der Wechselwirkungszone (19) quer zu optischen Achse (29) der fokussierenden Optik (26) verschiebbar ist, und - wobei mittels der Drehantriebseinheit (51) der Spiegel (25) so einstellbar ist, dass die Fokuslage der Bearbeitungslinie folgt, - wobei zur Steuerung der Drehbewegung des Spiegels (25) ein Spiegel-Steuerkreis vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass einem Auslenksignal zur Verfolgung der Bearbeitungslinie ein periodisches, hochfrequentes Auslenksignal zur Verbreiterung einer Bearbeitungsspur überlagerbar ist, - wobei der Spiegel (25) um eine erste und eine zweite Drehachse (30; 33) drehbar ist, und wobei sich die beiden Drehachsen (30; 33) miteinander so schneiden, dass ihr Schnittpunkt mit der optischen Achse (29) der fokussierenden Optik (26) zusammenfällt. Laser processing device for processing components (9) with - a laser processing head (10), - a holder (14) for the laser processing head (10), which can be attached to an industrial robot in order to guide the laser processing head along a processing line, - a pressure element that is attached to the holder (14) in order to clamp the components (9) during processing, the laser processing head (10) having a housing through which a working beam path (23) for a laser beam (18) is guided and in which one Collimator unit (41) with collimator optics (50) which collimate the laser beam (18) emerging from an optical fiber (24), a pendulum mirror unit (42) with a rotatably mounted mirror (25) and a rotary drive unit (51), a focusing optic ( 26), which focus the laser beam (18) in an interaction zone (19) between the laser beam (18) and the components to be processed (9), - the Spi egel (25) is arranged rotatably in the collimated working beam path (23) that the focus position of the laser beam (18) in the Interaction zone (19) is displaceable transversely to the optical axis (29) of the focusing optics (26), and - the mirror (25) being adjustable by means of the rotary drive unit (51) so that the focus position follows the processing line, Rotational movement of the mirror (25) a mirror control circuit is provided, which is designed so that a deflection signal for tracking the processing line, a periodic, high-frequency deflection signal for widening a processing track can be superimposed, - the mirror (25) by a first and a second The axis of rotation (30; 33) is rotatable, and wherein the two axes of rotation (30; 33) intersect with one another in such a way that their point of intersection coincides with the optical axis (29) of the focusing optics (26). Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Spiegel (25) um eine in der Spiegelebene liegende Drehachse (30; 33) drehbar ist.Laser processing device according to Claim 1 , wherein the mirror (25) is rotatable about an axis of rotation (30; 33) lying in the mirror plane. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zwischen der Pendelspiegeleinheit (42) und der fokussierenden Optik (26) eine Umlenkspiegeleinheit (43) mit einem Umlenkspiegel (25) angeordnet ist, welcher für Strahlung aus dem Wechselwirkungszone (19) im Wesentlichen durchlässig ist.Laser processing device according to one of the Claims 1 or 2 wherein a deflecting mirror unit (43) with a deflecting mirror (25) is arranged between the pendulum mirror unit (42) and the focusing optics (26), which is essentially transparent to radiation from the interaction zone (19). Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Anpresselement eine Andruckrolle (11) ist.Laser processing device according to one of the preceding claims, wherein the pressure element is a pressure roller (11).
DE102011117454.4A 2011-10-31 2011-10-31 Laser processing device Expired - Fee Related DE102011117454B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011117454.4A DE102011117454B4 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Laser processing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011117454.4A DE102011117454B4 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Laser processing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011117454A1 DE102011117454A1 (en) 2013-05-02
DE102011117454B4 true DE102011117454B4 (en) 2021-11-25

Family

ID=48084341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011117454.4A Expired - Fee Related DE102011117454B4 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Laser processing device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011117454B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110066104A (en) * 2019-04-26 2019-07-30 中国人民武装警察部队工程大学 A kind of device and processing method of laser double-surface processing glass
CN111531275B (en) * 2020-05-27 2024-09-03 岗春激光科技(江苏)有限公司 Multifunctional laser processing head
CN117644306B (en) * 2024-01-30 2024-05-03 武汉新耐视智能科技有限责任公司 Focus detection device and method for robot laser remote welding equipment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19641125A1 (en) 1996-10-05 1998-04-16 Krupp Uhde Gmbh Electrolysis apparatus for the production of halogen gases
EP0892692B1 (en) 1996-04-04 2000-03-22 KUKA Schweissanlagen GmbH Welding and/or cutting device
EP1005944A2 (en) 1998-11-24 2000-06-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Laser beam welding process for overlap seams on coated metal sheets
DE102004043076A1 (en) 2003-09-17 2005-04-21 Daimler Chrysler Ag Monitoring and control of position of laser output from a robot mounted welding unit used on workpieces
DE10355051A1 (en) 2003-11-25 2005-07-07 Daimlerchrysler Ag Laser beam welding method for joining at least two workpieces in which the energy application by the laser beam per surface area and time units is limited to a maximum value to prevent the occurrence of weld undercut
DE102004010483A1 (en) 2004-01-16 2005-08-11 Daimlerchrysler Ag Laser welding of automobile body parts has actuated parts clamping system that operates separately from the laser head
DE102004007178A1 (en) 2004-02-13 2005-09-08 Precitec Kg Laser shaping tool head has housing with convex focusing mirror mounted on focusing tilt pivot
EP1716963A1 (en) 2005-04-26 2006-11-02 Highyag Lasertechnologie GmbH Optical arrangement for remote laser machining which creates a 3D working area
DE102009051715A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 Daimler Ag Apparatus for laser processing of workpieces, e.g. for welding thick metal plates, includes movable head fixed on arm and having specifically located processing modules
DE102010029477A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Scansonic Mi Gmbh Method and device for laser joining sheet metal parts

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0892692B1 (en) 1996-04-04 2000-03-22 KUKA Schweissanlagen GmbH Welding and/or cutting device
DE19641125A1 (en) 1996-10-05 1998-04-16 Krupp Uhde Gmbh Electrolysis apparatus for the production of halogen gases
EP1005944A2 (en) 1998-11-24 2000-06-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Laser beam welding process for overlap seams on coated metal sheets
DE102004043076A1 (en) 2003-09-17 2005-04-21 Daimler Chrysler Ag Monitoring and control of position of laser output from a robot mounted welding unit used on workpieces
DE10355051A1 (en) 2003-11-25 2005-07-07 Daimlerchrysler Ag Laser beam welding method for joining at least two workpieces in which the energy application by the laser beam per surface area and time units is limited to a maximum value to prevent the occurrence of weld undercut
DE102004010483A1 (en) 2004-01-16 2005-08-11 Daimlerchrysler Ag Laser welding of automobile body parts has actuated parts clamping system that operates separately from the laser head
DE102004007178A1 (en) 2004-02-13 2005-09-08 Precitec Kg Laser shaping tool head has housing with convex focusing mirror mounted on focusing tilt pivot
EP1716963A1 (en) 2005-04-26 2006-11-02 Highyag Lasertechnologie GmbH Optical arrangement for remote laser machining which creates a 3D working area
DE102009051715A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 Daimler Ag Apparatus for laser processing of workpieces, e.g. for welding thick metal plates, includes movable head fixed on arm and having specifically located processing modules
DE102010029477A1 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Scansonic Mi Gmbh Method and device for laser joining sheet metal parts

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011117454A1 (en) 2013-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3484656B1 (en) Method and laser machining device for laser welding of a first and a second workpiece section
DE102006030130B3 (en) Workpiece machining method for, e.g., industrial robot, involves compensating deviation of determined actual-position from reference-movement path and deviation of determined actual-speed vector from measured reference-speed vector
DE102010011253B4 (en) Laser processing head, robot apparatus and method for processing a workpiece by means of a laser beam
EP1979124B1 (en) Laser beam welding head, its use and beam welding method
EP2762259B1 (en) Method for processing a surface of a workpiece by means of a laser beam
DE102008049821B4 (en) Distance sensor and method for determining a distance and / or distance variations between a processing laser and a workpiece
DE19615069A1 (en) Procedure for panning machine tool esp. laser beam cutter using edge tracking on workpiece
DE19963010B4 (en) Method and device for laser processing of workpieces
DE10297255B4 (en) Method and device for monitoring and adjusting a laser welding process
EP0707920A2 (en) Compact laser processing head for laser processing of material, with an integrated on-line track control
EP1773534A1 (en) Laser device and operating method
DE102009017900B4 (en) Laser processing head for brazing or welding with a wire feeder with integrated light-section module
DE102010005896A1 (en) Laser welding robot for connecting components by a welding seam, comprises a laser welding device arranged on an arm of the robot, a coupling device for laser radiation, a laser head and an electronic control
EP1125672A2 (en) Method and apparatus for joining workpieces by using a beam of energy, especially a laserbeam
WO2010088873A1 (en) Apparatus having scanner lens for material processing by way of laser
DE202006005916U1 (en) Monitoring device for jet mechanisms e.g. remote lasers, has jet e.g. laser beam for treatment of workpiece and movable jet head e.g. laser head, where monitoring device has sensor unit attached to jet head, preferably at exit of jet optics
DE102011117454B4 (en) Laser processing device
DE102018217940A1 (en) Method and processing machine for processing a workpiece
DE102005033605A1 (en) Laser scanner II
DE102009003355A1 (en) Laser welding head for welding metal components, comprises an optical path for welding beam, a rotatable positioning element in optical path of the welding beam, and means for rotating the rotatable position elements
EP2056990B1 (en) Method and device for processing workpieces with the help of a laser beam
DE3117606A1 (en) "AUTOMATIC, CONTACTLESS TORCH GUIDE AT JOINT CENTER WHEN PROTECTIVE GAS ARC WELDING"
DE102019127973A1 (en) Device for processing a substrate by means of a laser processing head
EP3565687B1 (en) Laser tool with a focus adjustment unit
EP3565686B1 (en) Laser tool having a hollow shaft drive and non-rotating lens; method for setting the focal position of the laser beams in such a laser tool

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026040000

Ipc: B23K0026035000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026040000

Ipc: B23K0026035000

Effective date: 20131216

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: PRECITEC GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: PRECITEC KG, 76571 GAGGENAU, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: TER MEER STEINMEISTER & PARTNER PATENTANWAELTE, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee