DE102013225108A1 - Measuring method and processing device - Google Patents

Measuring method and processing device Download PDF

Info

Publication number
DE102013225108A1
DE102013225108A1 DE102013225108.4A DE102013225108A DE102013225108A1 DE 102013225108 A1 DE102013225108 A1 DE 102013225108A1 DE 102013225108 A DE102013225108 A DE 102013225108A DE 102013225108 A1 DE102013225108 A1 DE 102013225108A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
processing
measuring
workpiece
unit
machining
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.)
Withdrawn
Application number
DE102013225108.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Jens Dietrich
Arturo Flores Renteria
Jan Münzer
Dimitrios Thomaidis
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102013225108.4A priority Critical patent/DE102013225108A1/en
Publication of DE102013225108A1 publication Critical patent/DE102013225108A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • 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
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • 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
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • 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
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry

Abstract

Die Erfindung betrifft Messverfahren, bei dem ein Messstrahl (24) während einer mittels eines Bearbeitungsstrahls (16) erfolgenden Bearbeitung eines Werkstücks (17) emittiert, zu einem Bearbeitungsort (32) geleitet und anschließend mittels Interferometrie ausgewertet wird. Der Messstrahl (24) wird dabei durch eine Fokussieroptik (18) geleitet, durch die hindurch auch der Bearbeitungsstrahl (16) zum Bearbeitungsort (32) zur Bearbeitung des Werkstücks (17) geleitet wird.The invention relates to measuring methods in which a measuring beam (24) is emitted during processing of a workpiece (17) by means of a machining beam (16), conducted to a processing location (32) and subsequently evaluated by means of interferometry. The measuring beam (24) is guided by focusing optics (18), through which the processing beam (16) is also directed to the processing location (32) for processing the workpiece (17).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messverfahren zur in situ Überwachung einer mit einer Bearbeitungsvorrichtung mittels eines Bearbeitungsstrahls vorgenommenen Bearbeitung eines Werkstücks sowie die Bearbeitungsvorrichtung selbst. The present invention relates to a measuring method for in situ monitoring of a processing of a workpiece by means of a machining beam, as well as the processing device itself.

Im Stand der Stand der Technik ist es bekannt, Bearbeitungsergebnisse, insbesondere beim Laserstrahlbohren, über eine Voreinstellung der Verfahrensparameter, wie beispielsweise Pulsdauer, Pulsfrequenz, Pulsenergie, Prozessgasart und Prozessdruck, einzustellen. In the state of the art, it is known to set machining results, in particular in laser drilling, by presetting the process parameters, such as pulse duration, pulse frequency, pulse energy, process gas type and process pressure.

Eine Bestimmung des Bearbeitungsstatus während einer Laser-Bearbeitung geht aus der EP 2479533 A1 hervor. Die EP 2479533 A1 zeigt ein Lasersystem und ein Verfahren zur Messung der Veränderung der Tiefe durch Laserabtragung in Echtzeit mittels selbstmischender Interferometrie. A determination of the processing status during a laser processing comes from the EP 2479533 A1 out. The EP 2479533 A1 shows a laser system and a method for measuring the change in depth by laser ablation in real time by means of self-mixing interferometry.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Messverfahren zur in situ Überwachung einer Bearbeitung und eine dazu geeignete Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen. The object of the present invention is to provide an improved measuring method for in situ monitoring of a machining and a machining device suitable for this purpose.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Messverfahren nach Anspruch 1 sowie einer Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben. This object is achieved with a measuring method according to claim 1 and a processing apparatus according to claim 6. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description.

Bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren wird ein Messstrahl während einer mittels eines Bearbeitungsstrahls erfolgenden Bearbeitung eines Werkstücks emittiert, zu einem Bearbeitungsort geleitet und anschließend mittels Interferometrie ausgewertet. Der Messstrahl wird erfindungsgemäß durch eine Fokussieroptik geleitet, durch die hindurch auch der Bearbeitungsstrahl zum Bearbeitungsort zur Bearbeitung des Werkstücks geleitet wird. In the measuring method according to the invention, a measuring beam is emitted during machining of a workpiece taking place by means of a machining beam, conducted to a processing location and subsequently evaluated by means of interferometry. According to the invention, the measuring beam is passed through a focusing optics, through which the processing beam is also directed to the processing location for processing the workpiece.

Mit dem erfindungsgemäßen Messverfahren kann der Bearbeitungsstatus in situ ermittelt werden. Der Bearbeitungsfortschritt kann somit bestimmt und die Bearbeitung daran angepasst werden. So kann der Bearbeitungslaser beispielsweise rechtzeitig abgeschaltet werden, wenn eine gewünschte Bohrtiefe erreicht ist. With the measuring method according to the invention, the processing status can be determined in situ. The processing progress can thus be determined and the processing adapted to it. For example, the processing laser can be switched off in good time when a desired drilling depth has been reached.

In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird der Messstrahl mittels einer Ablenkeinheit abgelenkt und zu der Fokussieroptik geleitet. In an advantageous embodiment of the measuring method according to the invention, the measuring beam is deflected by means of a deflection unit and directed to the focusing optics.

Dadurch kann der Strahlengang des Messstrahls der Position von Messstrahlquelle und Bearbeitungsort angepasst werden. As a result, the beam path of the measuring beam can be adapted to the position of measuring beam source and processing location.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird ein Abscannen des Werkstücks dadurch vorgenommen, dass die Ablenkeinheit in einem Ablenkverstellen verstellt wird, wodurch die Ablenkung des Messstrahls variiert wird. In a further advantageous embodiment of the measuring method according to the invention, a scanning of the workpiece is performed by adjusting the deflection unit in a deflection adjustment, whereby the deflection of the measuring beam is varied.

Damit wird der Bearbeitungsort abgescannt. Es ist möglich sowohl die Tiefe als auch die Breite und Länge der Bearbeitung zu ermitteln. Die Geometrie der Bearbeitung und damit der Bearbeitungsstand und Bearbeitungsfortschritt in allen drei Dimensionen können erfasst werden. This scans the processing location. It is possible to determine both the depth and the width and length of the machining. The geometry of the machining and thus the processing status and machining progress in all three dimensions can be recorded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird der Bearbeitungsstrahl in Bearbeitungspulsen emittiert und das Messverfahren in einer Pulspause zwischen zwei der Bearbeitungspulse durchgeführt. In a further advantageous embodiment of the measuring method according to the invention, the processing beam is emitted in processing pulses and the measuring method is carried out in a pulse pause between two of the processing pulses.

Damit wird vermieden, dass Prozessemissionen von der Bearbeitung des Werkstücks die Messung nicht verfälscht oder die Signalauswertung stört. This avoids that process emissions from the machining of the workpiece do not falsify the measurement or disturb the signal evaluation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens ist die Bearbeitung ein Bohren. In a further advantageous embodiment of the measuring method according to the invention, the machining is a drilling.

Damit kann die Bohrgeometrie in jedem Bearbeitungsstatus überwacht werden, was insbesondere bei sehr schmalen Bohrungen aufwendige Nacharbeiten verhindern kann. Thus, the drilling geometry can be monitored in any processing status, which can prevent costly rework especially for very narrow holes.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Bearbeitungsstrahls umfasst eine den Bearbeitungsstrahl zu emittieren ausgebildete Bearbeitungsstrahlquelle sowie einen den Bearbeitungsstrahl umzulenken vermögenden Spiegel sowie eine den Bearbeitungsstrahl zu bündeln ausgebildete Fokussieroptik sowie eine Messeinheit zur Messung der Bearbeitung mittels eines Messstrahls sowie eine mit der Bearbeitungsstrahlquelle und der Messeinheit signalleitend verbundene Kontrolleinheit. Die Messeinheit weist dabei eine den Messstrahl zu emittieren ausgebildete Messstrahlquelle und einen den vom Werkstück reflektierten Messstrahl zu empfangen ausgebildeten Detektor auf. Der Spiegel ist dabei ein dichroitischer Spiegel, der den Bearbeitungsstrahl reflektiert und den Messstrahl transmittiert. Der Messstrahl ist durch den dichroitischen Spiegel und die Fokussieroptik geführt. The processing apparatus according to the invention for processing a workpiece by means of a processing beam comprises a processing beam source designed to emit the processing beam and a wealthy mirror deflecting the processing beam and a focusing optics formed to focus the processing beam and a measuring unit for measuring the processing by means of a measuring beam and one with the processing beam source and the Measuring unit signal-conducting connected control unit. The measuring unit has a measuring beam source designed to emit the measuring beam and a detector designed to receive the measuring beam reflected by the workpiece. The mirror is a dichroic mirror which reflects the processing beam and transmits the measuring beam. The measuring beam is guided by the dichroic mirror and the focusing optics.

Mit dieser Anordnung ist es vorteilhaft ermöglicht das erfindungsgemäße Messverfahren auszuführen und den Bearbeitungsstatus der Bearbeitung in situ zu bestimmen. With this arrangement, it is advantageously possible to carry out the measuring method according to the invention and to determine the processing status of the processing in situ.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung weist die Messeinheit eine Ablenkeinheit zum Ablenken des Messstrahls auf. In an advantageous embodiment of the processing device according to the invention, the Measuring unit on a deflection unit for deflecting the measuring beam.

Damit braucht die Messstrahlquelle nicht direkt auf die Fokussieroptik zielend angeordnet sein. Mehr Gestaltungsfreiheiten sind damit gegeben. Thus, the measuring beam source does not need to be aimed directly at the focusing optics. More design freedom is given.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung ist die Ablenkeinheit verstellbar. In a further advantageous embodiment of the processing device according to the invention, the deflection unit is adjustable.

Damit ist ein Abscannen des Werkstücks ermöglicht. This allows a scanning of the workpiece.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung weist die Kontrolleinheit ein Steuerungsmodul, welches ausgebildet ist, den Bearbeitungsstrahl in Bearbeitungspulsen von der Bearbeitungsstrahlquelle emittieren zulassen, und ein Synchronisationsmodul, welches ausgebildet ist, den Messstrahl in einer Pulspause zwischen zwei Bearbeitungspulsen von der Messstrahlquelle emittieren zu lassen, auf. In a further advantageous embodiment of the processing device according to the invention, the control unit has a control module, which is designed to allow the processing beam to emit in processing pulses from the processing beam source, and a synchronization module, which is designed to emit the measuring beam in a pulse pause between two processing pulses from the measuring beam source , on.

Damit ist es ermöglicht, die Messung in Pulspausen durchzuführen. This makes it possible to perform the measurement in pulse pauses.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung während der Ausführung eines erfindungsgemäßen Messverfahrens. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing and the description below. The figure shows a processing device according to the invention during the execution of a measuring method according to the invention.

In der Figur ist eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung 10 in einer beispielhaften Ausgestaltung schematisch dargestellt. Die Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst zur Bearbeitung eines Werkstücks 17 eine Bearbeitungsstrahlquelle 15, die ausgebildet ist, einen Bearbeitungsstrahl 16 zu emittieren. Der Bearbeitungsstrahl 16 ist ein Laserstrahl. Und die Bearbeitungsvorrichtung 10 ist insbesondere eine Laser-Bohrvorrichtung. In the figure is a processing device according to the invention 10 shown schematically in an exemplary embodiment. The processing device 10 includes for machining a workpiece 17 a machining beam source 15 formed, a processing beam 16 to emit. The processing beam 16 is a laser beam. And the processing device 10 is in particular a laser drilling device.

Die Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst zudem eine Fokussieroptik 18. Die Fokussieroptik 18 ist ausgebildet, den Bearbeitungsstrahl 16 zu bündeln und auf einen Bearbeitungsort 32 zu fokussieren. Mit der Fokussieroptik 18 ist der Bearbeitungsstrahl 16 auf den Bearbeitungsort 32 am Werkstück 17 fokussiert. Der Bearbeitungsstrahl 16 passiert die Fokussieroptik 18 bevor er auf das Werkstück 17 trifft. The processing device 10 also includes a focusing optics 18 , The focusing optics 18 is formed, the processing beam 16 to bundle and to a processing location 32 to focus. With the focusing optics 18 is the processing beam 16 on the processing site 32 on the workpiece 17 focused. The processing beam 16 happens the focusing optics 18 before going to the workpiece 17 meets.

Die Bearbeitungsvorrichtung 10 weist zudem eine Messeinheit 11 auf. Die Messeinheit 11 ist ausgebildet, den Bearbeitungsstatus am Werkstück 17 zu detektieren. Dazu umfasst die Messeinheit 11 eine Messstrahlquelle 23, die ausgebildet ist, einen Messstrahl 24 zu emittieren, und einen Detektor 14, der ausgebildet ist, den ausgesendeten und vom Werkstück 17 reflektierten Messstrahl 24 zu detektieren. Der Messstrahl 24 ist ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laserstrahl, der eine vom Bearbeitungsstrahl 16 verschiedene Wellenlänge aufweist. The processing device 10 also has a measuring unit 11 on. The measuring unit 11 is trained, the processing status on the workpiece 17 to detect. This includes the measuring unit 11 a measuring beam source 23 , which is designed, a measuring beam 24 to emit, and a detector 14 formed, the emitted and the workpiece 17 reflected measuring beam 24 to detect. The measuring beam 24 is a light beam, in particular a laser beam, one of the processing beam 16 has different wavelength.

In der gezeigten Ausgestaltung weist die Bearbeitungsvorrichtung 10 zur Umlenkung des Bearbeitungsstrahls 16 einen dichroitischen Spiegel 19 auf. Der dichroitische Spiegel 19 ist ausgebildet, den Bearbeitungsstrahl 16 im Wesentlichen zu reflektieren und den Messstrahl 24 im Wesentlichen zu transmittieren. Dadurch ist es ermöglicht, den Messstrahl 24 durch die Fokussieroptik 18 zu leiten. In the embodiment shown, the processing device 10 for deflecting the machining beam 16 a dichroic mirror 19 on. The dichroic mirror 19 is formed, the processing beam 16 essentially to reflect and the measuring beam 24 essentially to transmit. This makes it possible to measure the measuring beam 24 through the focusing optics 18 to lead.

Der Strahlengang des Bearbeitungsstrahls 16 führt von der Bearbeitungsstrahlquelle 15 über den dichroitischen Spiegel 19 durch die Fokussieroptik 18 zu dem Bearbeitungsort 32 am Werkstück 17. Der Strahlengang des Messstrahls 24 führt von der Messstrahlquelle 23 durch den dichroitischen Spiegel 19 durch die Fokussieroptik 18 hin zum Bearbeitungsort 32. The beam path of the processing beam 16 leads from the machining beam source 15 over the dichroic mirror 19 through the focusing optics 18 to the processing location 32 on the workpiece 17 , The beam path of the measuring beam 24 leads from the measuring beam source 23 through the dichroic mirror 19 through the focusing optics 18 to the processing location 32 ,

Die Messeinheit 11 weist insbesondere eine Ablenkeinheit 20 auf, die den Messstrahl 24 ablenkt. Die Messstrahlquelle 23 braucht dadurch nicht in gerader Linie zum dichroitischen Spiegel 19 und zur Fokussieroptik 18 angeordnet sein, sondern kann in einem Winkel hierzu positioniert sein. In dieser Weise ist es in der Figur dargestellt. Die Ablenkeinheit 20 ist insbesondere verstellbar. Der Winkel, mit dem der Messstrahl 24 von der Ablenkeinheit 20 abgelenkt wird, ist dadurch variabel. The measuring unit 11 in particular has a deflection unit 20 on that the measuring beam 24 distracting. The measuring beam source 23 does not need it in a straight line to the dichroic mirror 19 and to the focusing optics 18 but may be positioned at an angle thereto. In this way it is shown in the figure. The deflection unit 20 is especially adjustable. The angle with which the measuring beam 24 from the deflection unit 20 is deflected, is variable by.

Die Messeinheit 11 umfasst zudem ein Überlagerungssystem 33, bestehend aus einem Strahlteiler 22, einem verstellbaren Referenzspiegel 25 und einer Detektoroptik 21. Der Strahlenteiler 22 und der Referenzspiegel 25 sind dabei so angeordnet, dass der vom Werkstück 17 reflektierte Messstrahl 24 mit dem ausgesendeten Messstrahl 24 überlagert und von der Detektoroptik 21 gebündelt werden kann. Die Messeinheit 11 ist damit ausgebildet, um eine Interferometrie durchzuführen. Das Überlagerungssystem 33 ist ein Interferometer. The measuring unit 11 also includes an overlay system 33 consisting of a beam splitter 22 , an adjustable reference mirror 25 and a detector optics 21 , The beam splitter 22 and the reference level 25 are arranged so that the workpiece 17 reflected measuring beam 24 with the emitted measuring beam 24 superimposed and from the detector optics 21 can be bundled. The measuring unit 11 is thus designed to perform an interferometry. The overlay system 33 is an interferometer.

Die Bearbeitungsvorrichtung 10 weist zudem eine Kontrolleinheit 12. Die Kontrolleinheit 12 ist über Signalverbindungen 13 signalleitend mit der Messeinheit 11 und der Bearbeitungsstrahlquelle 15 verbunden. In der gezeigten Ausführung ist die Kontrolleinheit 12 mit dem Detektor 14 und der Messstrahlquelle 23 sowie der Ablenkeinheit 20 und dem Referenzspiegel 25 verbunden. The processing device 10 also has a control unit 12 , The control unit 12 is via signal connections 13 signal conducting with the measuring unit 11 and the machining beam source 15 connected. In the embodiment shown is the control unit 12 with the detector 14 and the measuring beam source 23 and the deflection unit 20 and the reference mirror 25 connected.

Die gezeigte Kontrolleinheit 12 umfasst ein Steuerungsmodul 31 zum Steuern beziehungsweise zum Regeln der Bearbeitungsvorrichtung 10. Zudem umfasst die Kontrolleinheit 12 ein Auswertemodul 29 zum Auswerten von Messwerten der Messeinheit 11. Ferner umfasst die Kontrolleinheit 12 ein Synchronisationsmodul 30 zum Abstimmen der Zeiten, in denen der Bearbeitungsstrahl 16 und der Messstrahl 24 zum Einsatz kommen. The control unit shown 12 includes a control module 31 for controlling or regulating the processing device 10 , It also includes the control unit 12 an evaluation module 29 for evaluating measured values of the measuring unit 11 , Furthermore, the control unit comprises 12 a synchronization module 30 to adjust the times in which the machining beam 16 and the measuring beam 24 be used.

Das Steuerungsmodul 31 ist insbesondere dazu ausgebildet, die Bearbeitungsstrahlquelle 15 den Bearbeitungsstrahl 16 pulsweise in Bearbeitungspulsen emittieren zu lassen. Zudem ist das Steuerungsmodul 31 in der Weise ausgebildet, die Messstrahlquelle 23 den Messstrahl 24 pulsweise emittieren zu lassen. Das Steuerungsmodul 31 ist ausgebildet, die Bearbeitung aufgrund der Ergebnisse des Auswertemoduls 29 zu steuern. The control module 31 is particularly adapted to the machining beam source 15 the processing beam 16 to emit pulsewise in processing pulses. In addition, the control module 31 formed in the way, the measuring beam source 23 the measuring beam 24 to emit pulse-wise. The control module 31 is formed, the processing based on the results of the evaluation module 29 to control.

Mittels des Synchronisationsmoduls 30 ist die Kontrolleinheit 12 in der Lage, den Bearbeitungsstrahl 16 und den Messstrahl 24 in der Weise anzuwenden, dass der Messstrahl 24 den Bearbeitungsort 32 in einer Pulspause des Bearbeitungsstrahls 16 zwischen zwei Bearbeitungspulsen erreicht. Das Synchronisationsmodul 30 zeitet den Bearbeitungsstrahl 16 und den Messstrahl 24. By means of the synchronization module 30 is the control unit 12 capable of the machining beam 16 and the measuring beam 24 apply in the way that the measuring beam 24 the processing location 32 in a pulse pause of the processing beam 16 reached between two processing pulses. The synchronization module 30 time the machining beam 16 and the measuring beam 24 ,

Die Bearbeitungsvorrichtung 10 ist während der Ausübung eines erfindungsgemäßen Messverfahrens gezeigt. Das Messverfahren ist dabei in einer beispielhaften Ausführung veranschaulicht. The processing device 10 is shown during the exercise of a measuring method according to the invention. The measuring method is illustrated in an exemplary embodiment.

Bei dem gezeigten Messverfahren wird ein Messstrahl 24 während einer Bearbeitung des Werkstücks 17 emittiert und durch den dichroitischen Spiegel 19 sowie durch die Fokussieroptik 18 zum Bearbeitungsort 32 geleitet. Die Bearbeitung erfolgt durch den Bearbeitungsstrahl 16 am Bearbeitungsort 32. Insbesondere wird während der Bearbeitung ein Loch, Sackloch oder Durchgangsloch, gebohrt. In the measuring method shown becomes a measuring beam 24 during a machining of the workpiece 17 emitted and through the dichroic mirror 19 as well as through the focusing optics 18 to the processing location 32 directed. The processing is done by the processing beam 16 at the processing site 32 , In particular, a hole, blind hole or through hole is drilled during machining.

Der Messstrahl 24 wird an dem Werkstück 17 reflektiert und durch das Überlagerungssystem 33 zum Detektor 14 geleitet. Mit der Messeinheit 11 wird eine Interferometrie mit dem Messstrahl 24 durchgeführt. Für ein Kalibrieren 28 wird der Referenzspiegel 25 in seinem Abstand zum Detektor 14 verstellt. The measuring beam 24 becomes on the workpiece 17 reflected and through the overlay system 33 to the detector 14 directed. With the measuring unit 11 becomes an interferometry with the measuring beam 24 carried out. For a calibration 28 becomes the reference mirror 25 in its distance to the detector 14 adjusted.

Der Messstrahl 24 wird im gezeigten Messverfahren durch die Ablenkeinheit 20 abgelenkt. In einem Ablenkverstellen 27 wird die Ablenkung des Messstrahls 24 variiert. Dadurch wird ein Abscannen 26 des Bearbeitungsorts 32 vorgenommen. Eine Tiefe sowie eine Breite beziehungsweise Länge der Bearbeitung können in situ festgestellt werden. The measuring beam 24 is in the measuring method shown by the deflection 20 distracted. In a deflection adjustment 27 becomes the deflection of the measuring beam 24 varied. This will scan 26 of the machining location 32 performed. A depth and a width or length of processing can be determined in situ.

In der Figur sind der Bearbeitungsstrahl 16 sowie der Messstrahl 24 zur Veranschaulichung beider Strahlengänge gleichzeitig dargestellt. Bei dem Messverfahren wird der bearbeitungsstrahl 16 insbesondere in Bearbeitungspulsen emittiert und der Messstrahl 24 wird in einer Pulspause zwischen zwei Bearbeitungspulsen verwendet. In the figure, the processing beam 16 as well as the measuring beam 24 to illustrate both beam paths displayed simultaneously. In the measuring method, the processing beam 16 especially emitted in processing pulses and the measuring beam 24 is used in a pulse pause between two processing pulses.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2479533 A1 [0003, 0003] EP 2479533 A1 [0003, 0003]

Claims (9)

Messverfahren, bei dem ein Messstrahl (24) während einer mittels eines Bearbeitungsstrahls (16) erfolgenden Bearbeitung eines Werkstücks (17) emittiert, zu einem Bearbeitungsort (32) geleitet und anschließend mittels Interferometrie ausgewertet wird, wobei der Messstrahl (24) durch eine Fokussieroptik (18) geleitet wird, durch die hindurch auch der Bearbeitungsstrahl (16) zum Bearbeitungsort (32) zur Bearbeitung des Werkstücks (17) geleitet wird. Measuring method in which a measuring beam ( 24 ) while using a processing beam ( 16 ) processing a workpiece ( 17 ), to a processing location ( 32 ) and then evaluated by means of interferometry, the measuring beam ( 24 ) by focusing optics ( 18 ), through which also the processing beam ( 16 ) to the processing location ( 32 ) for machining the workpiece ( 17 ). Messverfahren nach Anspruch 1, wobei der Messstrahl (24) mittels einer Ablenkeinheit (20) abgelenkt und zu der Fokussieroptik (18) geleitet wird. Measuring method according to claim 1, wherein the measuring beam ( 24 ) by means of a deflection unit ( 20 ) and to the focusing optics ( 18 ). Messverfahren nach Anspruch 2, wobei ein Abscannen (26) des Werkstücks (17) dadurch vorgenommen wird, dass die Ablenkeinheit (20) in einem Ablenkverstellen (27) verstellt wird, wodurch die Ablenkung des Messstrahls (24) variiert wird. Measuring method according to claim 2, wherein a scanning ( 26 ) of the workpiece ( 17 ) is performed by the deflection unit ( 20 ) in a deflection adjustment ( 27 ), whereby the deflection of the measuring beam ( 24 ) is varied. Messverfahren nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Bearbeitungsstrahl (16) in Bearbeitungspulsen emittiert wird und das Messverfahren in einer Pulspause zwischen zwei der Bearbeitungspulse durchgeführt wird. Measuring method according to claim 1 to 3, wherein the processing beam ( 16 ) is emitted in processing pulses and the measuring method is carried out in a pulse pause between two of the processing pulses. Messverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bearbeitung ein Bohren ist.  The measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein the machining is boring. Bearbeitungsvorrichtung (10) zur Bearbeitung eines Werkstücks (17) mittels eines Bearbeitungsstrahls (16), wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) eine den Bearbeitungsstrahl (16) zu emittieren ausgebildete Bearbeitungsstrahlquelle (15) und einen den Bearbeitungsstrahl (16) umzulenken vermögenden Spiegel (19) und eine den Bearbeitungsstrahl (16) zu bündeln ausgebildete Fokussieroptik (18) und eine Messeinheit (11) zur Messung der Bearbeitung mittels eines Messstrahls (24) und eine mit der Bearbeitungsstrahlquelle (15) und der Messeinheit (11) signalleitend verbundene Kontrolleinheit (12) umfasst, wobei die Messeinheit (11) eine den Messstrahl (24) zu emittieren ausgebildete Messstrahlquelle (23) und einen den vom Werkstück (17) reflektierten Messstrahl (24) zu empfangen ausgebildeten Detektor (14) umfasst, wobei der Spiegel (19) ein dichroitischer Spiegel (19) ist, der den Bearbeitungsstrahl (16) reflektiert und den Messstrahl (24) transmittiert und wobei der Messstrahl (24) durch den dichroitischen Spiegel (19) und die Fokussieroptik (18) geführt ist. Processing device ( 10 ) for machining a workpiece ( 17 ) by means of a processing beam ( 16 ), wherein the processing device ( 10 ) a the processing beam ( 16 ) to emit processed beam source ( 15 ) and a processing beam ( 16 ) to redirect wealthy mirror ( 19 ) and a processing beam ( 16 ) focused focusing optics ( 18 ) and a measuring unit ( 11 ) for measuring the processing by means of a measuring beam ( 24 ) and one with the processing beam source ( 15 ) and the measuring unit ( 11 ) signal-conducting connected control unit ( 12 ), wherein the measuring unit ( 11 ) one the measuring beam ( 24 ) to emit formed measuring beam source ( 23 ) and one of the workpiece ( 17 ) reflected measuring beam ( 24 ) to receive trained detector ( 14 ), wherein the mirror ( 19 ) a dichroic mirror ( 19 ), which is the processing beam ( 16 ) and the measuring beam ( 24 ) and wherein the measuring beam ( 24 ) through the dichroic mirror ( 19 ) and the focusing optics ( 18 ) is guided. Bearbeitungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Messeinheit (11) eine Ablenkeinheit (20) zum Ablenken des Messstrahls (24) aufweist. Processing device ( 10 ) according to claim 6, wherein the measuring unit ( 11 ) a deflection unit ( 20 ) for deflecting the measuring beam ( 24 ) having. Bearbeitungsvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei die Ablenkeinheit (20) verstellbar ist. Processing device ( 10 ) according to claim 7, wherein the deflection unit ( 20 ) is adjustable. Bearbeitungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kontrolleinheit (12) ein Steuerungsmodul (31), welches ausgebildet ist, den Bearbeitungsstrahl (16) in Bearbeitungspulsen von der Bearbeitungsstrahlquelle (15) emittieren zulassen, und ein Synchronisationsmodul (30), welches ausgebildet ist, den Messstrahl (24) in einer Pulspause zwischen zwei Bearbeitungspulsen von der Messstrahlquelle (23) emittieren zu lassen. Processing device ( 10 ) according to one of claims 6 to 8, wherein the control unit ( 12 ) a control module ( 31 ), which is formed, the processing beam ( 16 ) in processing pulses from the processing beam source ( 15 ) and a synchronization module ( 30 ), which is designed to measure the measuring beam ( 24 ) in a pulse pause between two processing pulses from the measuring beam source ( 23 ) to emit.
DE102013225108.4A 2013-12-06 2013-12-06 Measuring method and processing device Withdrawn DE102013225108A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013225108.4A DE102013225108A1 (en) 2013-12-06 2013-12-06 Measuring method and processing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013225108.4A DE102013225108A1 (en) 2013-12-06 2013-12-06 Measuring method and processing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013225108A1 true DE102013225108A1 (en) 2015-06-11

Family

ID=53185148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013225108.4A Withdrawn DE102013225108A1 (en) 2013-12-06 2013-12-06 Measuring method and processing device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013225108A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017114033A1 (en) 2017-06-23 2018-12-27 Precitec Gmbh & Co. Kg Device and method for distance measurement for a laser processing system, and laser processing system
EP3536485A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
WO2020104101A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Precitec Gmbh & Co. Kg Method for laser processing, and laser machining system for carrying out the method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207169A1 (en) * 1992-03-06 1993-09-09 Siemens Solar Gmbh Laser operations on a workpiece with uneven surface - where distances between workpiece and laser are measured during intervals between working pulses
US20030016353A1 (en) * 2001-07-17 2003-01-23 Vincent Detalle Method and apparatus for depth profile analysis by laser induced plasma spectros copy
EP1977850A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-08 Precitec Optronik GmbH Processing device and method for material processing
US20100288739A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Laser processing device
DE102010016862A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Precitec Optronik Gmbh Material processing device with in-situ measurement of the machining distance
EP2479533A1 (en) 2011-01-24 2012-07-25 Universita' Degli Studi di Bari Laser system for ablation monitoring

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4207169A1 (en) * 1992-03-06 1993-09-09 Siemens Solar Gmbh Laser operations on a workpiece with uneven surface - where distances between workpiece and laser are measured during intervals between working pulses
US20030016353A1 (en) * 2001-07-17 2003-01-23 Vincent Detalle Method and apparatus for depth profile analysis by laser induced plasma spectros copy
EP1977850A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-08 Precitec Optronik GmbH Processing device and method for material processing
US20100288739A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Laser processing device
DE102010016862A1 (en) * 2010-05-10 2011-11-10 Precitec Optronik Gmbh Material processing device with in-situ measurement of the machining distance
EP2479533A1 (en) 2011-01-24 2012-07-25 Universita' Degli Studi di Bari Laser system for ablation monitoring

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017114033A1 (en) 2017-06-23 2018-12-27 Precitec Gmbh & Co. Kg Device and method for distance measurement for a laser processing system, and laser processing system
WO2018234500A1 (en) 2017-06-23 2018-12-27 Precitec Gmbh & Co. Kg Device and method for distance measurement for a laser processing system and laser processing system
US10422632B2 (en) 2017-06-23 2019-09-24 Precitec Gmbh & Co. Kg Device and method for distance measurement for a laser processing system, and a laser processing system
DE102017114033B4 (en) 2017-06-23 2021-11-25 Precitec Gmbh & Co. Kg Device and method for distance measurement for a laser processing system, and laser processing system
EP3536485A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-11 CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
US20190275734A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Concept Laser Gmbh Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
CN110239089A (en) * 2018-03-09 2019-09-17 Cl产权管理有限公司 For adding type manufacture the equipment of three-dimension object
JP2019155913A (en) * 2018-03-09 2019-09-19 ツェーエル・シュッツレヒツフェアヴァルトゥングス・ゲゼルシャフト・ミト・べシュレンクテル・ハフツング Additive manufacturing apparatus of three-dimensional object
US11072113B2 (en) 2018-03-09 2021-07-27 Concept Laser Gmbh Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
WO2020104101A1 (en) * 2018-11-22 2020-05-28 Precitec Gmbh & Co. Kg Method for laser processing, and laser machining system for carrying out the method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007029787B3 (en) Method for determining a point of contact of a laser beam at an edge of a body and laser processing machine
DE102012219196B3 (en) Method and machine for grooving, drilling or cutting metal workpieces
DE102005010381B4 (en) Method for measuring phase boundaries of a material during machining with a machining beam and associated apparatus
DE102011004117A1 (en) Method for controlling a cutting operation on a workpiece
DE102007013623A1 (en) Method for aligning a laser beam passing through an opening of a bore of a laser processing nozzle on a laser processing head comprises activating the beam with a defined energy, passing the beam along a first line and further processing
DE102007003777A1 (en) Measuring device and method for the optical measurement of an object
DE102020000630A1 (en) Method and device for performing and monitoring a machining process for a workpiece
DE102013225108A1 (en) Measuring method and processing device
DE102017010055A1 (en) Laser beam welding of geometric figures with OCT seam guide
DE102004030381B3 (en) Online quality testing method for use during friction stir welding comprises feeding a friction tool under rotation and pressure into the material of the workpieces being welded and guiding along a joining site of the workpieces
DE102013204151B4 (en) Control device for operating a machine tool and machine tool
EP3768459A1 (en) Device for laser-processing a workpiece, use and method
DE102010040871B3 (en) Checking gas nozzle, comprises carrying out spatially resolved measurement of the pressure of a gas jet leaked from the integrated gas nozzle in a measuring surface, which extends in an angle other than 0 degree to a nozzle axis
WO2018196927A1 (en) Method for monitored laser cutting for metal workpieces
DE102018105592A1 (en) Method of piercing a metallic workpiece using a laser beam and apparatus therefor
DE102020214566A1 (en) Determining device for determining the position and direction of a laser beam and system and method for adjusting the position and direction of a laser beam
WO2018153560A1 (en) Method and measuring device for detecting at least one quality feature within a laser weld seam and a laser welding device equipped therewith
DE102019103211A1 (en) Method and system for machining a workpiece with a machining steel as well as a device for determining the position of a workpiece to be machined relative to a machining steel and using such a tool
DE10248458A1 (en) Adjusting the focus of a laser beam directed onto a workpiece used in laser welding comprises constantly maintaining the distance between a processing head and the workpiece
DE10305876B4 (en) Laser ablation process and apparatus for carrying out the process
DE102005026625A1 (en) Method for monitoring quality of joint seam, uses measurement signals in common analysis method for evaluating seam quality
WO2004003528A2 (en) Method and device for carrying out emission spectrometry
DE102019220319A1 (en) Method and device for laser welding two components
DE102012111797B4 (en) Machining device for a workpiece
DE102020000636B4 (en) Method and device for performing and monitoring a machining process for a workpiece

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee