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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laser-Remote Bearbeiten eines Werkstücks an einer Kehle sowie eine Vorrichtung hierfür und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Qualitätssteigerung für das Remote-Laserstrahlschweißen von Stirnkehlnähten.
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Unter Laser-Remote Bearbeiten wird ein Bearbeitungsverfahren verstanden, das unter Verwendung der Scanner-Technologie bzw. einer Scannervorrichtung erfolgt. Hierbei wird ein Laserstrahl über mindestens einen bewegbaren Spiegel abgelenkt und auf dem zu bearbeitendem Werkstück positioniert bzw. über dieses geführt, wodurch sich sehr hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten realisieren lassen. Weiterhin kann die Scannervorrichtung Linsensysteme zur Fokussierung des Laserstrahls und/oder weitere bewegbare oder feststehende Spiegel aufweisen. Die Bearbeitung mit dem Laserstrahl kann ein Schweißen, Schmelzen oder Schneiden sein.
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Die Scannervorrichtung kann weiterhin an einer beweglichen Mechanik montiert sein. Diese kann z. B. ein Roboter, ein Portal oder ähnliches sein, wodurch eine Bewegung der Scannervorrichtung entlang und/oder um zumindest zwei Achsen ermöglicht wird. Hierdurch wird der Arbeitsraum des Laser-Remote Systems vergrößert. Durch zeitgleiches Verfahren der Scannervorrichtung mittels der Mechanik und Bewegen des Laserstrahls mittels der Scannervorrichtung kann ein sogenanntes „on the fly”-Bearbeiten umgesetzt werden, wodurch die Bearbeitungszeiten weiter verringert werden. Die hierbei erforderliche Synchronisation der Bewegungen bringt jedoch gewisse Positionierungenauigkeiten mit sich. Verstärkt wird die Positionierungenauigkeit noch durch den großen Arbeitsabstand zwischen Scannervorrichtung und Werkstück, der bei Laser-Remote Systemen üblicherweise mindestens 0,5 Meter beträgt.
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Somit ergeben sich aufgrund der voranstehend beschriebenen Positionierungenauigkeiten Abweichungen zwischen dem Sollverlauf und der tatsächlichen Bahn des Lasers auf dem Werkstück. Diese Abweichungen sind insbesondere dann kritisch, wenn das Werkstück an einer Kehle bearbeitet werden soll.
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In der Nähe der Kehle weist das Werkstück eine deutliche Höhenänderung auf. Weicht der Laserstrahl von einer vorgegebenen Position ab, so kann der Laserstrahl nicht mehr richtig auf dem Werkstück fokussiert sein. Kommt als Bearbeitung ein Schweißen in Frage, wie z. B. das Ausbilden einer Kehlnaht in der Kehle, so führt eine Fehlpositionierung zu Schweißfehlern. Insbesondere beim Schweißen von zwei im Überlappstoß positionierten Blechen zum Ausbilden einer Stirnkehlnaht führt eine Positionierung auf dem Oberblech zu einer mangelnden Durchschweißung und starker Spritzerbildung durch mangelnde Zinkentgasung. Ebenso führt eine Positionierung auf dem Unterblech zu Löchern. Des Weiteren sinkt die Qualität der Naht, wenn eine vorgegebene Spaltbreite nicht eingehalten wird, da die Anbindungsbreite der Schweißnaht reduziert wird.
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Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Remote-Laser Bearbeiten eines Werkstücks an einer Kehle sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, mit denen die Prozessstabilität und Prozessgüte verbessert werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Maßnahmen nach Patentanspruch 1 sowie durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 13.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Arbeitsbereich des Laserstrahls auf dem Werkstück mit Beleuchtungsstrahlung beleuchtet und von mindestens einer ersten Bilderfassungseinrichtung erfasst. Die erfassten Bilddaten werden automatischen ausgewertet und anhand der Auswertung wird gegebenenfalls eine automatische Korrektur der Bahn des Laserstrahls vorgenommen.
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Das Werkstück kann ein einzelnes Bauteil sein. Alternativ kann das Werkstück auch aus zwei oder mehr Bauteilen bestehen. Als Bauteile können Metallformkörper, wie z. B. Metallprofile, verwendet werden. Die Bauteile können ebenso beispielsweise Bleche sein, wobei es sich um ebene Bleche oder räumlich geformte Bleche handeln kann. Vorzugsweise handelt es sich um Stahlbleche. Es kann sich z. B. um zink- oder aluminiumbeschichtete Stahlbleche handeln, die mit einer auf Zink bzw. Aluminium basierenden Antikorrosionsschicht versehen sind.
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Auf den Blechen können Befestigungselemente, z. B. zylinderförmige oder kugelsegmentförmige, befestigt sein.
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Als Kehle wird ein Werkstückbereich bezeichnet, in dem zwei benachbarte Oberflächen unter einem Winkel von weniger als 180 Grad zueinander geneigt sind. Die Kehle kann als Kante ausgebildet sein, alternativ kann die Kehle wannenförmig zwischen den beiden Oberflächen ausgeformt sein, d. h. die begrenzenden Oberflächen gehen im Bereich der Kehle mit einem Radius ineinander über. Die Kehle kann z. B. durch zwei benachbarte gerade Flächen gebildet werden, die als Überlappstoß, T-Stoß oder Eckstoß angeordnet sind, oder z. B. durch eine zylinder- oder kugelsegmentförmige Oberfläche, die benachbart zu einer gerade Fläche angeordnet ist. Die beiden die Kehle begrenzenden Flächen können aneinandergrenzen, jedoch kann ebenso ein Spalt zwischen beiden Flächen vorhanden sein. Die Kehle kann auf einem Bauteil ausgebildet sein, z. B. kann das Bauteil L-förmig ausgebildet sein oder es kann ein Steg von dem Bauteil hervorstehen. Die Kehle kann alternativ auch durch eine entsprechende Anordnung von zwei Bauteilen gebildet werden. Z. B. können zwei Bauteile teilweise überlappend angeordnet sein, wodurch sich die Kehle z. B. zwischen der Stirnseite des oberen Bauteils und der Oberfläche des unteren Bauteils ergibt. Ebenso kann die Kehle auch durch zwei Bauteile gebildet werden, die übereinander angeordnet sind und sich teilweise durchdringen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine optische Überwachung des Arbeitsbereichs des Lasers, wobei sowohl Daten hinsichtlich der tatsächlichen Position des Laserstrahls auf dem Werkstück, als auch Daten zur Lage der Kehle ausgewertet werden.
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Als Arbeitsbereich des Lasers wird hierbei ein Bereich bezeichnet, der sowohl die Prozesszone als auch die Prozessvorlaufzone umfasst. Als Prozesszone wird hier das Keyhole, d. h. die unmittelbare Wirkzone des Laserstrahls, und die angrenzende Schmelzzone bezeichnet. Die Prozessvorlaufzone liegt in Bearbeitungsrichtung vor der Schmelzzone. Die unmittelbare Prozessvorlaufzone bezeichnet das Gebiet, das sich in Bearbeitungsrichtung weniger als 2 mm vor der Schmelzzone befindet.
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Die Beleuchtungsstrahlung kann sichtbares Licht sein, alternativ kann auch UV- oder Infrarotstrahlung verwendet werden. In einer Ausgestaltung wird die Beleuchtungsstrahlung in den Strahlengang des Bearbeitungslaserstrahls eingekoppelt und koaxial zu diesem auf das Werkstück geführt. Hierzu kann eine zusätzliche Optik und/oder Spiegel in der Scannervorrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise werden die Beleuchtungsstrahlung und der Bearbeitungslaserstrahl gleichzeitig auf das Werkstück gelenkt. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Beleuchtungsstrahlung von einer zweiten Scannervorrichtung, d. h. einer anderen Scannervorrichtung als der für den Bearbeitungslaserstrahl verwendeten, über das Werkstück geführt werden. Bei der Beleuchtungsstrahlung handelt es sich vorzugsweise um gerichtete Strahlung, beispielsweise kann es sich um Laserstrahlung handeln. Die Wellenlänge der Beleuchtungsstrahlung ist vorzugsweise verschieden von der Wellenlänge des Laserstrahls zur Bearbeitung.
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Der Arbeitsbereich des (Bearbeitungs)Laserstrahls liegt im Sichtfeld mindestens einer ersten Bilderfassungseinrichtung. In einer Ausgestaltung liegt der Arbeitsbereich im Sichtfeld einer ersten und einer zweiten Bilderfassungseinrichtung. Die erste bzw. zweite Bilderfassungseinrichtung kann z. B. eine oder mehrere Sensoren oder Kameras aufweisen und ggf. eine Recheneinheit umfassen. Die Bilderfassungseinrichtung erfasst Bilder vom Arbeitsbereich des Lasers. Die Erfassung erfolgt vorzugsweise während des Bearbeitungsprozesses. Die Bilderfassungseinrichtung erfasst einen Teil der Beleuchtungsstrahlung, die vom Arbeitsbereich des Werkstücks reflektiert wird. Die Bilderfassungseinrichtung kann weiterhin Prozesslicht erfassen. Das Prozesslicht setzt sich zusammen aus Strahlung, die von der Bearbeitungsstelle reflektiert wird und aus Sekundärstrahlung, die bei der Bearbeitung aus einer Wechselwirkung zwischen Werkstück und Laserstrahl entsteht.
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Die aufgenommenen Bilddaten können automatisch ausgewertet werden. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt z. B. unter Berücksichtigung der Beleuchtungsdaten und/oder der Leistungsdaten des Bearbeitungslasers unter Verwendung eines Bildverarbeitungsalgorithmus. Eine Auswertung erfolgt z. B. hinsichtlich der Lage der Kehle und hinsichtlich der tatsächlichen Position des Bearbeitungslaserstrahls. Entsprechend den Ergebnissen der Auswertung wird die Bahn des Laserstrahls zur Bearbeitung angepasst, um dem Sollverlauf möglichst zu entsprechen.
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Erfindungsgemäß wird die Beleuchtungsstrahlung unter einem Anstellwinkel auf das Werkstück gerichtet, der in Abhängigkeit der Kehlgeometrie des Werkstücks eingestellt wird. Der Anstellwinkel ist hierbei der laterale Anstellwinkel, also die Neigung des Strahls quer zur Bearbeitungsrichtung bzw. Schweißnaht. Der Anstellwinkel bezeichnet den Winkel, unter dem der Laserstrahl gegenüber der Lotrechten auf die der Scannervorrichtung zugewandte Oberfläche des Werkstücks geneigt ist. Es hat sich gezeigt, dass durch die Wahl eines Anstellwinkels, der von der Geometrie der Kehle abhängt, eine sichere und genaue Kantenerkennung auch für schwierige Kehlgeometrien sichergestellt werden kann. Insbesondere wird der Anstellwinkel in Abhängigkeit des Kehlwinkels eingestellt, d. h. des Winkels, den die beiden die Kehle begrenzenden Flächen einschließen. Somit wird durch eine einfache Maßnahme die Prazessstabilität erheblich verbessert. Der Kehlwinkel kann beispielsweise durch eine Messung am Bauteil vor Beginn der Bearbeitung ermittelt werden. Somit eignet sich das Verfahren insbesondere zur Bearbeitung von schergeschnittenen Blechen, bei denen ein Scherwinkel von ungefähr 90 Grad häufig nicht sichergestellt werden kann bzw. die an der Stirnfläche Phasen oder Grat aufweisen.
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In einer Ausgestaltung wird für die Bestimmung der Lage der Kehle bzw. des Kantenverlaufs diejenige Beleuchtungsstrahlung ausgewertet, die aus der unmittelbaren Prozessvorlaufzone reflektiert wird. Hierdurch kann ein Abgleich zwischen der Ist-Position des Laserstrahls und dem weiteren Kantenverlauf bzw. Kehlverlauf bestimmt werden. Somit kann die Qualität der Strahlkorrektur verbessert werden gegenüber einer Bestimmung des Kantenverlaufs auf Höhe des Bearbeitungslasers.
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In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Kantenerkennung, indem eine zweite Scannervorrichtung mit einer zweiten Bilderfassungseinrichtung auf eine nachfolgende Bearbeitungsstelle gerichtet wird. Die nachfolgende Bearbeitungsstelle kann z. B. mehrere Millimeter oder mehrere Zentimeter von der augenblicklichen Bearbeitungsstelle entfernt sein, d. h. in Bearbeitungsrichtung vor der Bearbeitungsstelle liegen. So kann an der nachfolgenden Fügestelle bereits die tatsächliche Kantenposition erkannt werden und an die Steuerung als Regelwert zurückgeben werden, während die Bearbeitung noch an der vorherigen Bearbeitungsstelle erfolgt.
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Die Auswertung der Bilddaten erfolgt vorzugsweise anhand einer Grauwertbestimmung. Für die Daten aus der Prozessvorlaufzone gibt beispielsweise die Verteilung der Grauwerte quer zur Bearbeitungsrichtung Aufschluss über die Bauteilgeometrie. Beispielsweise kann aus einem Maximum bzw. Minimum der Grauwerte die Lage der Kehle bzw. der Kante bestimmt werden. Durch einen Abgleich mit der augenblicklichen Position des Lasers lässt sich die weitere Bahn des Lasers an den Verlauf der Kehle anpassen und zukünftige Fehlpositionierungen können vermieden werden.
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Weitere Prozesssicherheit kann erlangt werden, indem die Bilddaten hinsichtlich des Kontrasts ausgewertet werden. Eine zunehmende Verschmutzung des Schutzglases, welches die Bilderfassungseinrichtung vor einer Verschmutzung durch Prozessgase wie z. B. Schweißrauch und Spritzer schützt, geht mit einer Abnahme des Kontrasts der erfassten Bilder einher. Die Überwachung eines ausreichenden Kontrasts kann das Ausfallen der Kantenerfassung verhindern, indem z. B. bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes ein Signal zum Wechseln des Schutzglases gegeben wird.
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Aufgrund der voranstehend beschriebenen Steigerung der Prozesssicherheit bei der Kanten- bzw. Kehlerkennung eignet sich das Verfahren insbesondere dazu, eine Kehlnaht in der Kehle auszubilden. Die Kehlnaht kann als durchgängige Naht oder mit Nahtunterbrechungen ausgeführt werden.
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Zudem Ergeben sich durch das Vorsehen einer Kehlnaht ideale Entgasungsbedingungen, weshalb sich das Verfahren insbesondere dazu eignet, zwei im Überlappstoß angeordnete Bleche mittels Stirnkehlnaht, d. h. eine Naht zwischen Stirnfläche des einen Blechs und angrenzender Auflagefläche des anderen Blechs, miteinander zu verbinden. Vorzugsweise lassen sich die Bleche ohne Spalt (sogenannter Nullspalt) verbinden. Das Verfahren eignet sich insbesondere für das Schweißen von Blechen, die eine Beschichtung mit Zink oder Aluminium aufweisen. Somit eignet sich das Verfahren auch für den Serieneinsatz im Fahrzeug-Karosseriebau.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden die Bilddaten ausgewertet, um ein Spaltmaß an der Kehle zu bestimmen und ggf. die Position des Laserstrahls zu korrigieren. Hierdurch kann auf einfache aber effektive Art verhindert werden, dass es durch Abweichungen in den Spaltmaßen zu Schweißfehlern (z. B. durch eine reduzierte Anbindungsbreite) und dadurch zu einer Verringerung der Prozesssicherheit oder -güte kommt. Somit können Abweichungen in den Spaltmaßen, die sich aufgrund von Bauteiltoleranzen oder fehlerhafter Einspannung der Bauteile nicht vollständig verhindern lassen, durch entsprechende Anpassung der Bahn bzw. des Fokus des Laserstrahls kompensiert werden, beispielsweise kann durch Strahloszillation mehr Material für die Fügeverbindung aufgeschmolzen werden.
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Die Bestimmung des Spaltmaßes kann z. B. aus den Grauwerten der Bilddaten gewonnen werden. So erscheint ein Spalt in der Gaudarstellung z. B. als dunkler Bereich zwischen zwei hellen Bereichen. Aus der Breite des Bereichs kann auf die Spaltbreite geschlossen werden. Die Kontrollvorrichtung nimmt entsprechende Änderungen an der Strahlführung vor, z. B. Änderung der Position oder der Fokuslage.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die Prozesssicherheit weiter verbessert, indem zusätzlich das Prozesslicht ausgewertet wird, um behebbare Bearbeitungsfehler zu erkennen. Aufgrund einer Fehlpositionierung des Lasers relativ zur Kehle kann es zu einem fehlerhaften Bearbeitungsergebnis kommen, das jedoch noch behoben werden kann. Beispielsweise kann bei einer Kehlnahtschweißung am Überlappstoß der Laserstrahl nur auf dem Oberblech positioniert sein. Die hieraus resultierende mangelnde Durchschweißung lässt sich im Prozesslicht z. B. daran erkennen, dass in der Grauwertdarstellung kein schwarzer Fleck im Prozesslicht zu sehen ist. Ein solcher Prozessfehler lässt sich jedoch noch korrigieren und kann vorteilhafterweise bei dem vorliegenden Verfahren unmittelbar nach der Auswertung im Bearbeitungsverfahren vorgenommen werden. In diesem Fall nimmt die Kontrollvorrichtung eine entsprechende Korrektur der Bahn des Laserstrahls vor, um den Laserstrahl z. B. erneut über einen fehlerhaften Bahnabschnitt zu lenken.
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Weiterhin kann die Prozesssicherheit verbessert werden, indem die Bilddaten aus der Prozesszone ausgewertet werden, um nicht mehr behebbare Fehler zu erkennen und gegebenenfalls ein Fehlersignal zu erzeugen. Solche Fehler können z. B. vorliegen, wenn durch eine Fehlpositionierung Löcher im Werkstück entstanden sind. Beispielsweise ist die Entstehung von Löchern mit einem Zusammenbruch des Keyholes verbunden und lässt sich folglich anhand des Ausfalls des Prozesslichts erkennen. Ein Fehlersignal kann beispielsweise in Form eines elektrischen Signals gegeben werden, wodurch z. B. der Bearbeitungsvorgang unterbrochen wird. Alternativ kann das Fehlersignal auch eine Kennzeichnung des Werkstücks durch z. B. eine Markierung sein. Beispielsweise kann die Kontrollvorrichtung dazu eingerichtet sein, das Fehlersignal zu erzeugen, bzw. den Laserstrahl zur Anbringung der Kennzeichnung auf dem Werkzeug einzustellen und zu lenken. Anhand des Fehlersignals kann das Werkstück ausgesondert werden, ohne dass eine erneute Kontrolle notwendig wäre.
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Durch die Verwendung einer zweiten Scannereinrichtung mit einer zweiten Bilderfassungseinrichtung und einer zweiten Beleuchtungseinrichtung kann eine verbesserte Qualitätserkennung erreicht werden. Beispielsweise ist eine größere Flexibilität bei der Belichtung der betrachteten Stelle, wie z. B. der Schweißnaht möglich. Hierdurch wird die zuverlässige Bewertung der Schweißnaht gewährleistet.
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Für die beschriebenen Auswertungen werden geeignete Auswertealgorithmen verwendet, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Durch das voranstehend beschriebene Verfahren zur Nahtfolge in Kombination mit den verschiedenen beschriebenen Auswertungen wird eine Prozesssicherheit für die Laser-Remote Bearbeitung eines Bauteils mit einer Kehle, insbesondere für eine Kehlnahtschweißung, erreicht, die das für den industriellen Einsatz notwendige Maß erreicht.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Zusatzbearbeitungslaserstrahl über das Werkstück geführt. Der Zusatzbearbeitungslaserstrahl wird vorzugsweise mittels einer anderen Scannervorrichtung über das Bauteil geführt, als der Bearbeitungslaserstrahl, z. B. mittels der zweiten Scannervorrichtung. Hierdurch wird eine Nahtvorbereitung bzw. Nahtnachbereitung ermöglicht.
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Der Zusatzbearbeitungsstrahl kann auch koaxial zum Bearbeitungsstrahl geführt werden um die Prozessstabilität zu steigern.
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In einer Ausgestaltung wird der Zusatzbearbeitungslaserstrahl prozessnachlaufend auf die von dem Bearbeitungslaser bearbeitete Stelle, z. B. die geschweißte Naht, positioniert, wodurch z. B. eine nachträgliche Nahtglättung erzielt werden kann.
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Weiterhin kann der Zusatzbearbeitungslaserstrahl in einer Ausgestaltung zur vorlaufenden Bauteilvorbereitung, wie z. B. zum Vorwärmen, Entzinken oder Säubern, durch Positionieren auf die noch nicht geschweißte Kante/Fügeposition, eingesetzt werden.
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Wenn mit dem Verfahren eine Stirnkehlnaht zwischen einer Stirnfläche eines Oberblechs und einer angrenzenden Auflagefläche eines Unterblechs ausgebildet werden soll, so wird die Nahtfolgeregelung weiter verbessert, indem das Oberblech an seiner dem Unterblech abgewandten Oberfläche einen konvexen Abschnitt aufweist, der an die Stirnfläche angrenzt. Zumindest ein Teil des konvexen Abschnitts weist in Richtung der Scannervorrichtung, wodurch die Reflexion des Beleuchtungslichts verbessert wird und die Kanten- bzw. Kehlerkennung gesteigert werden kann. Eine entsprechende Formgebung am Oberblech lässt sich beispielsweise durch eine entsprechende Formgebung an den Presswerkzeugen zum Blechzuschnitt erzielen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Laser-Remote Bearbeiten eines Bauteils an einer Kehle umfasst mindestens eine erste Scannervorrichtung und mindestens eine Laserquelle, deren Laserstrahl mittels der ersten Scannervorrichtung über das Werkstück gelenkt werden kann. Als Laserquelle wird vorzugsweise ein Festkörperlaser verwendet, alternativ können jedoch auch Gas- oder Farbstofflaser verwendet werden. Die Laserquelle erzeugt vorzugsweise z. B. eine Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 1000 Nanometer.
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Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung auf, deren Beleuchtungsstrahl unter einem Anstellwinkel auf das Werkstück trifft, wobei der Anstellwinkel von einer Kehlengeometrie des Werkstücks abhängig ist. Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Lichtquelle sein, die Licht im sichtbaren Frequenzspektrum erzeugt oder UV- bzw. Infrarotlichtbeispielsweise eine Laserquelle sein. Die Beleuchtungseinrichtung erzeugt vorzugsweise eine gerichtete Strahlung. Die Beleuchtungseinrichtung kann vorzugsweise eine Laserquelle sei. Beispielsweise kann sie eine Laserquelle sein, die Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 800 Nanometer erzeugt. Die Beleuchtungseinrichtung kann an der Scannervorrichtung angebracht sein oder in diese eingebaut sein, alternativ kann die Beleuchtungseinrichtung an einer zweiten Scannervorrichtung angebracht sein. Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinrichtung so angebracht, dass die Beleuchtungsstrahlung in den Strahlengang des Bearbeitungslaserstrahls eingekoppelt wird und koaxial zu diesem von dem bewegbaren Spiegel der Scannervorrichtung gelenkt werden kann. Die Einstellung des Anstellwinkels der Beleuchtungsstrahlung kann z. B. über bewegliche Spiegel, wie z. B. den beweglichen Spiegel der Scannervorrichtung erfolgen. Wenn die Beleuchtungsstrahlung in den Strahlengang des Bearbeitungslasers eingekoppelt ist, erfolgt die Einstellung des Anstellwinkels vorzugsweise über denselben Spiegel, mit dem auch der Bearbeitungslaserstrahl über das Werkstück geführt wird.
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Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine, wie voranstehend beschriebene, Bilderfassungseinrichtung auf, die Bilddaten von dem Bearbeitungsbereich des Laserstrahls erfasst sowie eine Kontrollvorrichtung, die die Bahn des (Bearbeitungs)Laserstrahls anhand einer Auswertung der erfassten Bilddaten gegebenenfalls korrigiert.
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Die Auswertung kann von der mindestens einen Bilderfassungseinrichtung vorgenommen werden, alternativ kann die Auswertung auch von der Kontrollvorrichtung vorgenommen werden. Die Bilderfassungseinrichtung bzw. die Kontrollvorrichtung sind zur Auswertung entsprechend eingerichtet, z. B. können sie eine Auswerteeinheit, wie z. B. einen Mikrocontroller beinhalten.
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Um die Bahn des Laserstrahls und die Einstellung des Anstellwinkels der Beleuchtungsstrahlung einstellen bzw. nachführen zu können, ist die Kontrollvorrichtung entsprechend eingerichtet und beispielsweise über Schnittstellen mit der Bilderfassungseinrichtung, der Scannervorrichtung, der Laserquelle zur Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls und der Beleuchtungsquelle verbunden.
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In einer Ausgestaltung ist die Scannervorrichtung an einer beweglichen Mechanik, wie z. B. einem Roboter oder einem Portal montiert, wodurch ein Laserbearbeiten „on the fly” ermöglicht wird. Die Kontrollvorrichtung ist in diesem Fall eingerichtet um die erforderliche Synchronisation zwischen den Bewegungen der beweglichen Mechanik und des Laserscanners zu synchronisieren und zu steuern.
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Wenn mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das voranstehend beschriebene Verfahren durchgeführt wird, so werden dieselben dort beschriebenen Vorteile und technischen Wirkungen erreicht.
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In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine zweite Scannervorrichtung auf. Diese ist beispielsweise an der ersten Scannervorrichtung montiert. Steuerungstechnisch kann die zweite Scannervorrichtung in die Steuerung der ersten Scannervorrichtung eingebunden sein, z. B. als zusätzliche Achsen. Alternativ kann die zweite Scannervorrichtung eine eigene Steuerung aufweisen.
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Weiterhin kann die Vorrichtung einen Zusatzbearbeitungslaser aufweisen, der vorzugsweise über die zweite Scannervorrichtung auf das Bauteil gerichtet werden kann. Der Zusatzbearbeitungslaser kann z. B. ein Festkörperlaser oder auch ein Gas- oder Farbstofflaser sein. Vorzugsweise wird ein Diodenlaser verwendet.
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Weiterhin kann die Vorrichtung eine zweite Bilderfassungsvorrichtung aufweisen, die an der zweiten Scannervorrichtung montiert ist. Die Bilderfassungsvorrichtung ist vorzugsweise koaxial zum Strahlengang des Zusatzbearbeitungslasers angeordnet.
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Weiterhin kann an der zweiten Scannervorrichtung eine zweite Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sein. Das Licht der zweiten Beleuchtungseinrichtung wird von der zweiten Scannervorrichtung vorzugsweise koaxial zum Strahlengang des Zusatzbearbeitungslasers geführt.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff ”kann” verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
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1A eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laser-Remote Bearbeiten an einem Werkstück gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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1B eine Aufsicht A-A auf die Bearbeitungsstelle des Werkstücks 200 aus 1A entsprechend einem Sichtfenster der Bilderfassungseinrichtung
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2A bis 2D Querschnittsansichten von Werkstücken 200, 200A, 200B und 200C zur Veranschaulichung der Anpassung des Anstellwinkels in Abhängigkeit des Kehlwinkels
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3 eine schematische Grauwertdarstellung der Bilddaten des Prozessvorlaufgebiets für das Werkstück aus 2A
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4 eine schematische Grauwertdarstellung der Bilddaten der Prozesszone für das Werkstück aus 2A sowie
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5 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der verwendeten Bauteile
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6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der vorauslaufenden Kantenerkennung,
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7 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Qualitätssicherung und Nahtglättung
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In 1A ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Laser-Remote Bearbeiten gezeigt. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Laserquelle 110 sowie eine Scannervorrichtung 120. In der Scannervorrichtung 120 ist wenigstens ein bewegbarer Spiegel 130 angeordnet, mit dem ein von der Laserquelle 110 kommender Laserstrahl L auf ein Werkstück 200 gelenkt und über dieses bewegt werden kann. In der Scannervorrichtung 120 kann eine nicht dargestellte Optik zur Fokussierung des Laserstrahls L vorgesehen sein. Weiterhin ist die Scannervorrichtung 210 an einer beweglichen Mechanik 140 befestigt, die eine zusätzliche Bewegung der gesamten Scannervorrichtung 120 ermöglicht. Die Vorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Beleuchtungseinrichtung 150 in Form einer Laserquelle, mit der eine Beleuchtungsstrahlung B mittels der Scannervorrichtung 120 auf das Bauteil 200 gelenkt wird. Die Beleuchtungsstrahlung B wird zumindest in dem Abschnitt, in dem sie aus der Scannervorrichtung 120 in Richtung auf das Werkstück 200 austritt, koaxial zum Laserstrahl L geführt. Gemäß 1A wird die Beleuchtungsstrahlung als koaxialer Beleuchtungsstrahl in den Strahlengang des Laserstrahls I eingekoppelt und über den bewegbaren Spiegel 130 auf das Werkstück 200 gelenkt. Die aus der Scannervorrichtung 120 auf das Werkstück 200 treffenden Laserstrahlen L zur Bearbeitung und B zur Beleuchtung treten unter einem Anstellwinkel α aus der Scannervorrichtung 120 aus. Der Anstellwinkel α bezeichnet den Winkel, unter dem der Laserstrahl gegenüber der Lotrechten 160 auf die der Scannervorrichtung 120 zugewandte Oberfläche 212 des Werkstücks 200 geneigt ist. in 1A ist der laterale Anstellwinkel α dargestellt, d. h. der Anstellwinkel quer zur Bearbeitungsrichtung. Darüber hinaus können der Laserstrahl L bzw. B auch in Längsrichtung unter einem Winkel ungleich 90 Grad zum Werkstück verlaufen, je nachdem ob eine stechende oder schleppende Bearbeitung erwünscht ist.
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Das Werkstück 200 besteht aus einem ersten Bauteil 210 und einem darüber angeordneten zweiten Bauteil 220. Bei dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Bauteilen um Bleche. Als Bearbeitung ist das Verschweißen der Bauteile 210 und 220 mittels einer Stirnkehlnaht beabsichtigt, weshalb das Bauteil 220 teilweise überlappend über dem Bauteil 210 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich ein stufenförmiger Verlauf der Bautenoberfläche. Aufgrund dieses stufenförmigen Verlaufs wird ein Teil der auf das Werkstück 200 auftreffenden Beleuchtungsstrahlung B als gerichtete Reflexion koaxial zur Beleuchtungsstrahlung B zur Scannervorrichtung 120 zurückreflektiert. Diese reflektierte Strahlung R wird zu einer Bilderfassungseinrichtung 170 geführt, die an der Scannervorrichtung 120 angebracht ist. Der reflektierte Strahl R wird mittels der Spiegel 180, 182 zu der Bilderfassungseinrichtung 170 gelenkt. Weiterhin kann im Strahlengang der Beleuchtungsstrahlung B oder der reflektierten Strahlung R noch ein Optiksystem, wie z. B. eine oder mehrere (nicht dargestellte) Linsen angeordnet sein. Die Vorrichtung 100 umfasst weiterhin eine Kontrollvorrichtung 190, die über nicht dargestellte Schnittstellen mit der Bilderfassungseinrichtung 170, der Beleuchtungseinrichtung 150, der Scannervorrichtung 120 und der beweglichen Mechanik 140 verbunden ist.
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Zum Bearbeiten des Werkstücks 200 lenkt die Kontrollvorrichtung 190 die Position des Laserstrahls L über das Werkstück 200 entlang einer vorgegebenen Bahn, die den Sollschweißverlauf darstellt. Um Positionierfehler erkennen und entsprechend gegensteuern zu können, wird die Bearbeitungsstelle mittels Beleuchtungsstrahlung B beleuchtet und die reflektierte Strahlung R wird von der Bilderfassungseinrichtung 170 während des Bearbeitungsprozess erfasst und ausgewertet. Aus der Auswertung wird von der Kontrollvorrichtung 190 bestimmt, ob und in welchem Maße eine Änderung der Bahn des Laserstrahls I notwendig ist. Diese Änderung wird von der Kontrollvorrichtung 190 durch eine entsprechende Ansteuerung der Scannervorrichtung 120 bzw. der bewegliche Mechanik 140 vorgenommen. Die Art der Auswertung der erfassten Bilddaten wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
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1B stellt das Sichtfenster 300 der Bilderfassungseinrichtung 170 auf das Werkstück 200 dar. Es sind die beiden Bauteile 210 und 220 zu erkennen, sowie die Stirnfläche 230 des zweiten Bauteils 220, da die Aufsicht auf das Werkstück 200 unter dem Winkel α erfolgt. In 1B ist weiterhin das Keyhole 240 dargestellt, in welchem der Laserstrahl L unmittelbar wirksam wird. Das Keyhole 240 ist umgeben von der Schmelzzone 250. In Schweißrichtung vor der Schmelzzone 250 liegt das Prozessvorlaufgebiet.
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Bezüglich einer Kantenverfolgung bzw. zur Erkennung der Lage der Kehle werden diejenigen Bilddaten ausgewertet, die in einem Suchfenster 310 erfasst werden. Das Suchfenster 310 erstreckt sich quer zur Bearbeitungsrichtung und erfasst sowohl die Oberfläche des ersten als auch des zweiten Bauteils. Das Suchfenster 310 ist vor der Prozesszone 240 und der Schmelzzone 250 angeordnet und erfasst zumindest die unmittelbare Prozessvorlaufzone.
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Zur Erkennung von Fehlstellen und Schweißfehlern werden weiterhin Bilddaten ausgewertet, die in einem Prozessfenster 320 erfasst werden. Das Prozessfenster 320 ist in Bearbeitungsrichtung hinter dem Suchfenster 310 angeordnet. Es erfasst Strahlung aus der Prozesszone, also vom Bereich des Keyholes 240 und der angrenzenden Schmelzzone 250.
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Anhand der 2A bis 2D wird beispielhaft erläutert, wie eine Anpassung des Anstellwinkels α in Abhängigkeit des Kehlwinkels γ erfolgt.
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2A zeigt erneut das Werkstück 200 aus 1A sowie schematisch den Verlauf der Beleuchtungsstrahlung B und der reflektierten Strahlung R. Das Werkstück 200 besteht aus den im Überlappstoß übereinander angeordneten ersten und zweiten Bauteilen 210 und 220. Das zweite Bauteil 220 hat eine Stirnfläche 230, die zur Oberfläche 212 des ersten Bauteils 210 annähernd senkrecht verläuft. Der von der Stirnfläche 230 und der Oberfläche 212 des ersten Bauteils 210 eingeschlossene Winkel γ liegt zwischen 85 Grad und 95 Grad. Somit hat die durch die Stirnfläche 230 und die Oberfläche 212 begrenzte Kehle einen Öffnungs- oder Kehlwinkel γ. Für eine solche Kehlengeometrie ist eine sichere Kantenerkennung für einen weiten Bereich von Anstellwinkeln α möglich, z. B. kann der Anstellwinkel α in einem Bereich von 0 Grad bis 45 Grad oder in einem Bereich von 5 Grad bis 40 Grad liegen.
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Das in 2B gezeigte Werkstück 200A unterscheidet sich von dem Werkstück 200 dadurch, dass ein zweites Bauteil 220A mit einem spitzen Beschnittwinkel verwendet wird, wodurch sich ein spitzer Kehlwinkel γ zwischen der Stirnfläche 230A des zweiten Bauteils 200A und der Oberfläche 212 des ersten Bauteils ergibt, d. h. ein Kehlwinkel von 85 Grad oder weniger. Eine sichere Kantenerkennung ist hier nur möglich, wenn der Anstellwinkel als eine Funktion des Kehlwinkels γ eingestellt wird, d. h. für den Anstellwinkel α gilt: α = f(γ). Beispielsweise ist eine sichere Kantenerkennung gegeben, wenn gilt: α = 2 × (90 Grad – γ).
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Das in 2C gezeigte Werkstück 200B unterscheidet sich von dem Werkstück 200 dadurch, dass ein zweites Bauteil 220B mit einen stumpfen Beschnittwinkel verwendet wird, wodurch sich ein stumpfer Kehlwinkel γ zwischen der Stirnfläche 230B des zweiten Bauteils 200B und der Oberfläche 212 des ersten Bauteils ergibt, d. h. ein Kehlwinkel von 95 Grad oder größer. Eine sichere Kantenerkennung ist hier z. B. möglich, wenn die Beleuchtungsstrahlung als Auflicht auf die Bauteiloberfläche 212 oder die Stirnseite 230B gerichtet wird. Beispielsweise kann der Anstellwinkel in diesem Fall in einem Bereich von 0 Grad bis 10 Grad liegen oder es kann z. B. gelten: α = (γ – 90 Grad)
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2D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Werkstück 200C, mit einem ersten Bauteil 210C und einem darüber angeordneten zweiten Bauteil 220C. Das erste Bauteil 210C weist ein Befestigungselement 214C auf, das an dem ersten Bauteil 210C stoffschlüssig befestigt ist. Alternativ kann das Befestigungselement auch kraftschlüssig oder formschlüssig befestigt sein oder es können mehrere Befestigungselemente vorgesehen sein. Das Befestigungselement 214C durchdringt das zweite Bauteil 220C im Bereich einer Öffnung und ragt über die Oberfläche 222C des zweiten Bauteils 220C hinaus. Für eine Verschweißung des Befestigungselements 214C mit dem zweiten Bauteil 220C ergibt sich der zu berücksichtigende Kehlwinkel γ zwischen der Oberfläche 222C des zweiten Bauteils 220C an der gewünschten Fügestelle und der Tangente an die Oberfläche 222C des Befestigungselements 214C im Bereich der Fügestelle. Gemäß 2D ist der Kehlwinkel ein stumpfer Winkel und somit würde der Anstellwinkel wie zu 20 beschrieben gewählt.
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Durch die voranstehend beschriebene Einstellung des Anstellwinkels in Abhängigkeit der Geometrie an der Kehle wird eine hinreichende Reflektion der Beleuchtungsstrahlung B sichergestellt, wodurch eine Auswertung auch bei schwierigen Kantengeometrien sichergestellt wird.
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Die reflektierte Strahlung wird von der Bilderfassungseinrichtung 170 erfasst. Die Bilddaten werden hinsichtlich der Grauwerte ausgewertet. Bereiche, in denen eine Lichtreflexion erfolgt, erscheinen in der Grauwertdarstellung als helle Bereiche, wohingegen Bereiche ohne oder mit geringer Reflexion als dunkle Bereiche erscheinen. Hieraus lassen sich Rückschlüsse auf die vorliegende Geometrie, z. B. Lage einer Kante oder eines Spaltes gewinnen. Die somit gewonnenen Positionsdaten können genutzt werden, um die Position des Laserstrahls zu Überprüfen und ggf. zu korrigieren.
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3 zeigt beispielhaft eine schematische Grauwertdarstellung 400 der Bilddaten des Prozessvorlaufgebiets für das Bauteil 200 aus 2A. Die Grauwertdarstellung 400 zeigt zwei hellen Bereiche 410 und 420, und einen dazwischenliegenden dunklen Bereich 430. Die beiden hellen Bereiche entstehen durch Reflexion an der Stirnfläche 230 des Werkstücks 200. Der dunkle Bereich 430 entsteht aufgrund eines Spaltes zwischen dem ersten Bauteil 210 und dem zweitem Bauteil 220. Je nach Größe des Spaltes können Änderungen an den Schweißparametern vorgenommen werden oder der Laserstrahl kann anders auf dem Werkstück positioniert werden. Über eine Auswertung des dunklen Bereichs 430, wie z. B. der Breite des dunklen Bereichs 430, unter Verwendung von Auswertealgorithmen kann dies von der Kontrollvorrichtung 190 vorgenommen werden.
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Um die Prozesssicherheit weiter zu steigern, kann neben dem Prozessvorlaufgebiet auch die Prozesszone von der Bilderfassungseinrichtung erfasst und die Bilddaten ausgewertet werden. 4 zeigt eine beispielhafte Grauwertdarstellung 500 der Bilddaten der Prozesszone für das in 2A gezeigte Werkstück 200, wobei der Laserstrahl an der Kehle positioniert ist. Die Grauwertdarstellung zeigt einen dunklen Bereich bzw. Fleck 510, der von einem hellen Bereich 520 umgeben ist. Aus der Größe des dunklen Flecks 510 lassen sich Rückschlüsse auf die Position des Laserstrahls ziehen. Beispielsweise wäre bei einer Positionierung des Laserstrahls auf dem zweiten Bauteil 220 aufgrund mangelnder Durchschweißung kein dunkler Fleck vorhanden. Ebenso wäre ein Prozessfehler, wie z. B. ein Loch, anhand eines Ausfalls des Prozesslichts zu erkennen.
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5 zeigt ein Werkstück 600 mit einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der verwendeten Bauteile zur Erzeugung einer Stirnkehlnaht. In dieser Ausgestaltung wird ein Oberblech 620 auf einer Oberfläche 612 eines Unterblechs 610 angeordnet. Das Oberblech 620 weist an seiner dem Unterblech 610 abgewandten Oberfläche 622 einen konvexen Abschnitt 624 auf, der an die Stirnfläche 630 angrenzt. Der konvexe Abschnitt kann als abgerundete Kante mit vorgegebenem Radius ausgebildet werden und kantenlos in die Stirnfläche 630 übergehen. Alternativ kann der konvexe Abschnitt auch durch eine Kante von der Stirnfläche 630 getrennt sein. Zumindest ein Teil des konvexen Abschnitts 624 weist in Richtung der Scannervorrichtung, wodurch die Reflexion des Beleuchtungslichts verbessert wird und die Kanten- bzw. Kehlerkennung gesteigert werden kann. Eine entsprechende Formgebung am Oberblech 620 lässt sich beispielsweise durch eine entsprechende Formgebung an den Presswerkzeugen zum Blechzuschnitt erzielen.
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Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Bauteile 210, 210C, 220, 220A, 220B, 220C, 220D, 610 und 620 sind vorzugsweise Bleche, insbesondere mit Zink oder Aluminium beschichtete Bleche. Obwohl die Bauteile als ebene Bleche dargestellt sind, können alternativ auch räumlich geformte Bleche verwendet werden.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der vorauslaufenden Kantenerkennung. Die Vorrichtung 100A weist dieselben Komponenten auf wie die Vorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Auf eine erneute Beschreibung dieser Komponenten wird insoweit verzichtet. Zusätzlich weist die Vorrichtung 100A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine zweite Scannervorrichtung 120A und eine zweite Bilderfassungseinrichtung 170A auf. Die in der zweiten Scannervorrichtung 120A vorgesehenen Elemente zur Strahlführung, wie z. B. Spiegel oder Linsen, sind nicht dargestellt. Wie in 6 strichliert dargestellt, kann die Vorrichtung 100A einen optionalen Zusatzbearbeitungslaser 110A, und/oder eine optionale zweite Beleuchtungseinrichtung 150A aufweisen. Der Zusatzbearbeitungslaser 110A kann an der zweiten Scannervorrichtung 120A montiert sein, alternativ kann der Zusatzbearbeitungslaserstrahl L1 auch über eine Lichtfaserleitung in die Scannervorrichtung 120A eingekoppelt werden. Die Strahlung B1 der zweiten Beleuchtungseinrichtung 150A wird vorzugsweise zumindest teilweise koaxial zum Strahl L1 des Zusatzbearbeitungslasers 110A von der zweiten Scannervorrichtung 120A geführt. Ebenso wird die zur zweiten Bilderfassungseinrichtung 170A geführte Strahlung R1 vorzugsweise zumindest teilweise koaxial zum Zusatzbearbeitungslaserstrahl L1 geführt. Die Ansteuerung der zweiten Scannervorrichtung 120A, der zweiten Bilderfassungseinrichtung 170A, des Zusatzbearbeitungslasers 110A und der zweiten Beleuchtungseinrichtung 150A erfolgt vorzugsweise über die Kontrollvorrichtung 190. Ebenso können Daten von der Bilderfassungseinrichtung 170A an die Kontrollvorrichtung 190 gesendet werden.
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Zur vorauslaufenden Kantenerkennung erfasst die zweite Bilderfassungseinrichtung 170A einen Kehlen- bzw. Kantenabschnitt des Werkstücks, der in Bearbeitungsrichtung vor der Prozesszone liegt. Dies soll in 6 durch die zweifache Abbildung des Werkstücks 200 verdeutlicht werden, wobei die strichlierte Darstellung des Werkstücks 200 den Bereich der vorlaufenden Kantenerkennung darstellt. Der Vorlauf bei der Kantenerkennung kann mittels der zweiten Scannervorrichtung 170A unabhängig von der Bearbeitungsstelle durch den Bearbeitungslaserstrahl I gewählt werden. Der Vorlauf kann z. B. im Bereich der unmittelbaren Prozessvorlaufzone liegen. Vorteilhafter Weise kann bei Verwendung der zweiten Scannervorrichtung 120A, insbesondere zusammen mit der zweiten Beleuchtungseinrichtung 150A, auch eine vorlaufende Kantenerkennung in Bereichen deutlich vor, z. B. mehrere Millimeter oder Zentimeter vor, der unmittelbaren Prozessvorlaufzone erfolgen.
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7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Qualitätssicherung und Nahtglättung bzw. vorlaufende Bauteilvorbereitung.
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Für die Bauteilvorbereitung, z. B. ein Vorwärmen, Entzinken oder Säubern, wird der Zusatzbearbeitungslaserstrahl L1 von der zweiten Scannervorrichtung 120A zeitlich vor dem Bearbeitungslaserstrahl L über das Werkstück geführt. Ebenso kann der Zusatzbearbeitungslaserstrahl L1 eingesetzt werden, um prozessnachlaufend die von dem Bearbeitungslaser bearbeitete Stelle, z. B. die geschweißte Naht, zu vergüten, z. B. durch eine nachträgliche Nahtglättung oder Beseitigung erkannter und behebbarer Schweißfehler.
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Zur Qualitätssicherung wird gemäß 7 das Sichtfeld der zweiten Bilderfassungseinrichtung 170A mittels der zweiten Scannervorrichtung auf die Bearbeitungsstelle gerichtet. Die Auswertung der Daten der ersten und zweiten Bilderfassungseinrichtungen 170 und 170A ermöglicht eine verbesserte Fehlererkennung.
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Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 100, 100A
- Vorrichtung zum Laser-Remote Bearbeiten
- 110, 110A
- Laserquelle
- 120, 120A
- Scannervorrichtung
- 130
- bewegbarer Spiegel
- 140
- bewegliche Mechanik
- 150, 150A
- Beleuchtungseinrichtung
- 160
- Lotrechte
- 170, 170A
- Bilderfassungseinrichtung
- 180, 182
- Spiegel
- 190
- Kontrollvorrichtung
- 200, 200A, 200B, 200C, 600
- Werkstück
- 210, 210B, 210C
- erstes Bauteil
- 212, 222C
- Oberfläche
- 220, 220A, 220B, 220C
- zweites Bauteil
- 230, 230A, 230B
- Stirnfläche
- 240
- Keyhole
- 250
- Schmelzzone
- 300
- Sichtfenster
- 310
- Suchfenster
- 320
- Prozessfenster
- 400, 500
- Grauwertdarstellung
- 410, 420, 520
- helle Bereiche
- 430, 440, 450, 510
- dunkle Bereiche
- 610
- Unterblech
- 612, 622
- Oberfläche
- 620
- Oberblech
- 624
- konvexer Abschnitt
- 630
- Stirnfläche
- B, B1
- Beleuchtungsstrahlung
- L, L1
- Laserstrahl zur Bearbeitung
- R, R1
- reflektierte Strahlung
- α
- Anstellwinkel
- γ
- Kehlwinkel
