DE102019112944A1

DE102019112944A1 - Method and device for laser processing

Info

Publication number: DE102019112944A1
Application number: DE102019112944.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Siggelkow; Christian Schmitz; Robert Hillmann; Thomas Forstner; Manuel Anasenzl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; 4JET Technologies GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; 4JET Technologies GmbH
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks (106) mit einem Laserstrahl (112), wobei der Laserstrahl (112) auf dem Werkstück (106) einen Laserspot (118) erzeugt. Der Laserspot (118) wird zur Bearbeitung eines Oberflächenabschnitts (110) des Werkstücks (106) über den Oberflächenabschnitt (110) bewegt. Dabei erfolgt die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts (110) in mindestens zwei Teiloberflächen (142, 144) mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien.A method is disclosed for machining a workpiece (106) with a laser beam (112), the laser beam (112) generating a laser spot (118) on the workpiece (106). The laser spot (118) is moved over the surface section (110) to process a surface section (110) of the workpiece (106). The surface section (110) is machined in at least two sub-surfaces (142, 144) with different machining strategies.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die hierin offenbarten Gegenstände betreffen das Gebiet der Laserbearbeitung.The subjects disclosed herein relate to the field of laser machining.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Es ist bekannt, Oberflächen mit Laserstrahlung zu bearbeiten, beispielsweise um die Oberfläche zu reinigen oder durch Materialabtrag eine Struktur in der Oberfläche zu erzeugen.It is known to process surfaces with laser radiation, for example to clean the surface or to create a structure in the surface by removing material.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Angesichts der oben beschriebenen Situation gibt es ein Bedürfnis für eine Technik, welche eine Laserbearbeitung mit verbesserten Charakteristika erlaubt.In view of the above-described situation, there is a need for a technique which allows laser machining with improved characteristics.

Diesem Bedürfnis wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This need is taken into account by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß dem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren offenbart, insbesondere ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl.According to the first aspect of the subject matter disclosed herein, a method is disclosed, in particular a method for machining a workpiece with a laser beam.

Gemäß Ausführungsformen des ersten Aspektes wird ein Verfahren offenbart zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl, wobei der Laserstrahl auf dem Werkstück einen Laserspot erzeugt; wobei der Laserspot zur Bearbeitung eines Oberflächenabschnitt des Werkstücks über den Oberflächenabschnitt bewegt wird, wobei (i) ein Abstrahlwinkel des Laserstrahles und/oder (ii) eine Fokusposition in Strahlrichtung des Laserstrahl mindestens zeitweise variiert wird; und wobei die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts in mindestens zwei Teiloberflächen mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien erfolgt.According to embodiments of the first aspect, a method is disclosed for machining a workpiece with a laser beam, the laser beam generating a laser spot on the workpiece; wherein the laser spot for machining a surface section of the workpiece is moved over the surface section, wherein (i) a radiation angle of the laser beam and / or (ii) a focus position in the beam direction of the laser beam is varied at least temporarily; and wherein the machining of the surface section takes place in at least two sub-surfaces with different machining strategies.

Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Werkstück offenbart.According to a second aspect of the subject matter disclosed herein, a workpiece is disclosed.

Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes wird ein Werkstück offenbart, mit einem Oberflächenabschnitt, wobei der Oberflächenabschnitt mindestens zwei Teiloberflächen aufweist, die sich in mindestens einem Merkmal unterscheiden, insbesondere in einem der folgenden Merkmale: (i) die mindestens zwei Teiloberflächen weisen jeweils eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen auf, wobei mindestens ein Teil der Bearbeitungsstellen eine Kontur aufweist, die sich in einem Konturabschnitt von einer Kreisform unterscheidet, und wobei in den zwei Teiloberflächen sich die Konturabschnitte in einer Orientierung der Konturabschnitte unterscheiden, insbesondere wobei die Vielzahl von Bearbeitungsstellen entlang einer Zeile angeordnet ist, wobei die Bearbeitungsstellen eine Kontur mit einer geradlinigen Kante aufweisen und eine Längsrichtung der Zeilen sich quer, insbesondere senkrecht, zu der Kante erstreckt; (ii) die mindestens zwei Teiloberflächen sind mindestens teilweise zeilenweise bearbeitet, wobei Zeilenlängsrichtungen der mindestens zwei Teiloberflächen sich voneinander unterscheiden; (iii) die mindestens zwei Teiloberflächen weisen eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen auf, die sich in Art und Umfang einer Überlappung benachbarter Bearbeitungsstellen unterscheiden.According to embodiments of the second aspect, a workpiece is disclosed with a surface section, wherein the surface section has at least two sub-surfaces that differ in at least one feature, in particular in one of the following features: (i) the at least two sub-surfaces each have a plurality of processing points wherein at least some of the processing points have a contour that differs in a contour section from a circular shape, and wherein in the two sub-surfaces the contour sections differ in an orientation of the contour sections, in particular wherein the plurality of processing points is arranged along a line, wherein the processing points have a contour with a straight edge and a longitudinal direction of the lines extends transversely, in particular perpendicularly, to the edge; (ii) the at least two sub-surfaces are at least partially machined line-by-line, the longitudinal lines of the at least two sub-surfaces differing from one another; (iii) the at least two partial surfaces have a multiplicity of processing points which differ in the type and extent of an overlap of adjacent processing points.

Gemäß einer Ausführungsform eines dritten Aspektes wird eine Laservorrichtung offenbart.According to an embodiment of a third aspect, a laser device is disclosed.

Gemäß Ausführungsformen des dritten Aspektes wird eine Laservorrichtung offenbart zur Bearbeitung eines Oberflächenabschnitts eines Werkstücks mit einem Laserstrahl, die Laservorrichtung aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche konfiguriert ist, um den zu bearbeitenden Oberflächenabschnitt in mindestens zwei Teiloberflächen mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien zu bearbeiten.According to embodiments of the third aspect, a laser device is disclosed for machining a surface section of a workpiece with a laser beam, the laser device comprising: a control device which is configured to machine the surface section to be machined in at least two sub-surfaces with different machining strategies.

Gemäß einem vierten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein nicht-transientes Computerprogrammprodukt offenbart.According to a fourth aspect of the subjects disclosed herein, a computer program product, in particular a non-transient computer program product, is disclosed.

Gemäß Ausführungsformen des vierten Aspektes wird ein Computerprogrammprodukt, insbesondere ein nicht-transientes Computerprogrammprodukt offenbart, welches ein Programmelement aufweist, wobei das Computerprogrammprodukt eingerichtet ist um, wenn das Programmelement auf einer Prozessorvorrichtung ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform davon auszuführen.According to embodiments of the fourth aspect, a computer program product, in particular a non-transient computer program product, is disclosed which has a program element, the computer program product being set up to execute a method according to the first aspect or an embodiment thereof when the program element is executed on a processor device.

Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände basieren auf der Idee, dass eine Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl optimiert werden kann, indem mindestens zwei Teiloberflächen des Werkstücks mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien bearbeitet werden.Various aspects and embodiments of the subject matter disclosed herein are based on the idea that machining of a workpiece with a laser beam can be optimized by machining at least two partial surfaces of the workpiece with different machining strategies.

Gemäß Ausführungsformen des ersten Aspektes ist das Verfahren ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Aspektes.According to embodiments of the first aspect, the method is designed to provide the functionality of one or more of the embodiments disclosed herein and / or to provide the functionality as it is required for one or more of the embodiments disclosed herein, in particular the embodiments of the first, second, third and / or fourth aspect.

Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes ist das Werkstück ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Aspektes.According to embodiments of the second aspect, the workpiece is designed to provide the functionality of one or more of the embodiments disclosed herein and / or to provide the functionality as is required for one or more of the embodiments disclosed herein, in particular the embodiments of the first, second, third and / or fourth aspect.

Gemäß Ausführungsformen des dritten Aspektes ist die Laservorrichtung ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Aspektes.According to embodiments of the third aspect, the laser device is designed to provide the functionality of one or more of the embodiments disclosed herein and / or to provide the functionality as is required for one or more of the embodiments disclosed herein, in particular the embodiments of the first, second, third and / or fourth aspect.

Gemäß Ausführungsformen des vierten Aspektes ist das Computerprogrammprodukt ausgebildet zum Liefern der Funktionalität von einer oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich ist, insbesondere der Ausführungsformen des ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Aspektes.According to embodiments of the fourth aspect, the computer program product is designed to deliver the functionality of one or more of the embodiments disclosed herein and / or to deliver the functionality as is required for one or more of the embodiments disclosed herein, in particular the embodiments of the first, second, third and / or fourth aspect.

Weitere Vorteile und Merkmale der hierin offenbarten Gegenstände ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen, auf welche die vorliegende Offenbarung jedoch nicht beschränkt ist. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch und als nicht notwendigerweise maßstabsgetreu anzusehen.Further advantages and features of the subject matter disclosed herein emerge from the following exemplary description of currently preferred embodiments, to which the present disclosure is not limited. The individual figures of the drawings of this application are only to be viewed as schematic and not necessarily true to scale.

FigurenlisteFigure list

1 FIG. 12 schematically shows a laser device according to embodiments of the subjects disclosed herein.
2 FIG. 11 shows a plan view of part of a laser device according to embodiments of the subjects disclosed herein.
3 Figure 11 shows a workpiece in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
4th Figure 11 shows a portion of a laser device according to embodiments of the subjects disclosed herein.

BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände beschrieben, wobei beispielsweise auf ein Verfahren, ein Werkstück, eine Laservorrichtung und ein Computerprogrammprodukt Bezug genommen wird. Es sollte hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von Merkmalen verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele möglich ist. Insbesondere werden einige Ausführungsformen mit Bezug auf ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf ein Werkstück oder eine Laservorrichtung beschrieben werden. Jedoch wird der Fachmann der vorstehenden und der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmen, dass, solange es nicht anders angegeben ist, Merkmale verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele kombinierbar sind und solche Kombinationen von Merkmalen als durch diese Anmeldung offenbart anzusehen sind. Beispielsweise ist selbst ein Merkmal, welches sich auf ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt bezieht, mit einem Merkmal kombinierbar, welches sich auf ein Werkstück oder eine Laservorrichtung bezieht. Ferner ist ein Merkmal einer Ausführungsform, welches sich auf ein Werkstück oder auf eine Laservorrichtung bezieht, mit einem korrespondierenden Merkmal kombinierbar, welches sich auf ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt bezieht. Mit der Offenbarung eines Verfahrens, einer Ausführungsform eines Verfahrens oder einer Funktion sind ferner ein oder mehrere Aktoren sowie eine mit den Aktoren zusammenwirkende Funktionalität einer Steuervorrichtung als offenbart anzusehen, welche zur Ausführung des Verfahrens bzw. der Funktion ausgebildet sind. Ferner ist mit der Offenbarung einer Funktion einer Vorrichtung ein entsprechendes Verfahren, welches die Funktion ohne Vorrichtungsmerkmale definiert, als offenbart anzusehen.In the following, exemplary embodiments of the subject matter disclosed herein are described, reference being made, for example, to a method, a workpiece, a laser device and a computer program product. It should be emphasized that any combination of features from various aspects, embodiments and examples is of course possible. In particular, some embodiments are described with reference to a method or a computer program product, while other embodiments are described with reference to a workpiece or a laser device. However, those skilled in the art from the above and the following description, the claims and the drawings will understand that, unless otherwise stated, features of various aspects, embodiments and examples can be combined and such combinations of features are to be regarded as disclosed by this application. For example, even a feature that relates to a method or a computer program product can be combined with a feature that relates to a workpiece or a laser device. Furthermore, a feature of an embodiment which relates to a workpiece or a laser device can be combined with a corresponding feature which relates to a method or a computer program product. With the disclosure of a method, an embodiment of a method or a function, one or more actuators and a functionality of a control device that interacts with the actuators are also to be regarded as disclosed, which are designed to carry out the method or the function. Furthermore, with the disclosure of a function of a device, a corresponding method which defines the function without device features is to be regarded as disclosed.

Wie hierin verwendet, ist eine Bezugnahme auf das Computerprogrammprodukt mit einem Programmelement äquivalent zu einer Bezugnahme auf das Programmelement und/oder ein computerlesbares Medium, welches ein Programmelement enthält, wobei das Programmelement eingerichtet ist zum Steuern der Prozessorvorrichtung (beispielsweise eines Computersystems) zum Bewirken und/oder Koordinieren der Ausführung von einem oder mehreren der oben beschriebenen Verfahren.As used herein, a reference to the computer program product with a program element is equivalent to a reference to the program element and / or a computer-readable medium which contains a program element, the program element being set up to control the processor device (for example a computer system) for effecting and / or coordinating the execution of one or more of the methods described above.

Das Programmelement kann implementiert sein als computerlesbarer Instruktionscode durch Verwendung von irgendeiner geeigneten Programmiersprache, wie beispielsweise, zum Beispiel, JAVA, C#, etc. und kann gespeichert sein auf einem computerlesbaren Medium (entfernbare Disc, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, Embedded Speicher/Prozessor etc.). Der Instruktionscode ist betreibbar zum Programmieren eines Computers oder irgendeiner anderen programmierbaren Prozessorvorrichtung zum Ausführen der beabsichtigten Funktionen. Das Programmelement kann von einem Netzwerk verfügbar sein, beispielsweise von dem WorldWideWeb, von welchem es heruntergeladen werden kann.The program element can be implemented as computer-readable instruction code using any suitable programming language such as, for example, JAVA, C #, etc., and can be stored on a computer-readable medium (removable disc, volatile or non-volatile memory, embedded memory / processor Etc.). The instruction code is operable to program a computer or any other programmable processor device to perform the intended functions. The program element can be available from a network, for example from the WorldWideWeb, from which it can be downloaded.

Die hierin offenbarten Gegenstände können realisiert werden mittels eines Programmelements bzw. Software. Jedoch können die hierin offenbarten Gegenstände auch realisiert werden mittels einem oder mehreren spezifischen elektronischen Schaltungen bzw. Hardware. Ferner können die hierin offenbarten Gegenstände auch in Hybridform realisiert werden, d.h. in einer Kombination von Softwaremodulen und Hardwaremodulen.The subjects disclosed herein can be implemented by means of a program element or software. However, the objects disclosed herein can also be implemented using one or more specific electronic circuits or hardware. Furthermore, the objects disclosed herein can also be realized in hybrid form, i. in a combination of software modules and hardware modules.

Sofern nichts anderes angegeben ist, sind Zahlenwerte einschließlich eines ±5 %-Fensters zu verstehen, d. h. beispielsweise eine Angabe von 1 cm umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Abmessung innerhalb eines Intervalls von (1 cm ± 5 %) = [0,95 cm; 1,05 cm] und eine Prozentangabe von 80 % umfasst gemäß einer Ausführungsform eine Prozentangabe innerhalb eines Intervalls von 80 % ± 5 % = [76 %; 84 %]. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Zahlenwerte einschließlich eines ±10 %-Fensters zu verstehen.Unless otherwise stated, numerical values are to be understood as including a ± 5% window, i.e. H. For example, an indication of 1 cm comprises, according to one embodiment, a dimension within an interval of (1 cm ± 5%) = [0.95 cm; 1.05 cm] and a percentage of 80% includes, according to one embodiment, a percentage within an interval of 80% ± 5% = [76%; 84%]. According to a further embodiment, numerical values are to be understood as including a ± 10% window.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl, wobei der Laserstrahl auf dem Werkstück einen Laserspot erzeugt, offenbart. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts in mindestens zwei Teiloberflächen mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Laserspot zur Bearbeitung eines Oberflächenabschnitts des Werkstücks über den Oberflächenabschnitt bewegt. Gemäß einer Ausführungsform wird während der Bewegung des Laserspots über den Oberflächenabschnitt ein Abstrahlwinkel des Laserstrahles und/oder eine Fokusposition (des Laserstrahles) in Strahlrichtung des Laserstrahles mindestens zeitweise variiert. Eine Veränderung des Abstrahlwinkels kann beispielsweise durch einen Scanner erfolgen. eine Änderung der Fokusposition in Strahlrichtung kann beispielsweise erfolgen, um den Fokus einer Kontur des Oberflächenabschnitts nachzuführen.According to one embodiment, a method for machining a workpiece with a laser beam, the laser beam generating a laser spot on the workpiece, is disclosed. According to one embodiment, the surface section is machined in at least two sub-surfaces with different machining strategies. According to a further embodiment, the laser spot is moved over the surface section for machining a surface section of the workpiece. According to one embodiment, an emission angle of the laser beam and / or a focus position (of the laser beam) in the beam direction of the laser beam is varied at least temporarily during the movement of the laser spot over the surface section. The radiation angle can be changed, for example, by a scanner. the focus position can be changed in the beam direction, for example, in order to track the focus of a contour of the surface section.

Entsprechend weist gemäß einer Ausführungsform ein Werkstück eine oder mehrere der folgenden Ausführungsformen auf. Gemäß einer Ausführungsform weist das das Werkstück mindestens zwei Teiloberflächen auf, die sich in mindestens einem Merkmal unterscheiden.Accordingly, according to one embodiment, a workpiece has one or more of the following embodiments. According to one embodiment, the workpiece has at least two sub-surfaces that differ in at least one feature.

Entsprechend weist gemäß einer Ausführungsform eine Laservorrichtung eine Steuervorrichtung auf, welche konfiguriert ist, um einen zu bearbeitenden Oberflächenabschnitt in mindestens zwei Teiloberflächen mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien zu bearbeiten.Correspondingly, according to one embodiment, a laser device has a control device which is configured to machine a surface section to be machined in at least two partial surfaces with different machining strategies.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Laserstrahl eine Laserstrahlung, welche sich von einer Quelle entlang eines Strahlungsweges, beispielsweise eines einzigen Strahlungsweges, bis zu dem Oberflächenabschnitt hin ausbreitet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Strahlungsweg mindestens zwei verschiedene Wegabschnitte auf, welche einen ersten Wegabschnitt und einen zweiten Wegabschnitt umfassen, wobei sich ein erster Teil der Laserstrahlung entlang des ersten Wegabschnitts ausbreitet und ein zweiter Teil der Laserstrahlung sich entlang des zweiten Wegabschnitts ausbreitet. Gemäß einer Ausführungsform wird der Laserspot durch den ersten Teil der Laserstrahlung und den zweiten Teil der Laserstrahlung gebildet. According to one embodiment, the laser beam is laser radiation which propagates from a source along a radiation path, for example a single radiation path, up to the surface section. According to a further embodiment, the radiation path has at least two different path sections, which include a first path section and a second path section, a first part of the laser radiation propagating along the first path section and a second part of the laser radiation propagating along the second path section. According to one embodiment, the laser spot is formed by the first part of the laser radiation and the second part of the laser radiation.

Beispielsweise sind der erste Wegabschnitt und der zweite Wegabschnitt eingerichtet, so dass der erste Teil der Laserstrahlung und der zweite Teil der Laserstrahlung einen Gangunterschied (eine Phasenverschiebung) aufweisen.For example, the first path section and the second path section are set up so that the first part of the laser radiation and the second part of the laser radiation have a path difference (a phase shift).

Gemäß einer Ausführungsform ist der Laserspot ein Lichtfleck, welcher von dem Laserstrahl (d. h. der Laserstrahlung) erzeugt wird. Der Begriff „Licht“ ist hier nicht einschränkend zu verstehen, sondern umfasst vielmehr elektromagnetische Strahlung jeder geeigneten Wellenlänge, insbesondere auch elektromagnetische Strahlung außerhalb des sichtbaren Spektrums, beispielsweise Infrarot-Strahlung. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt jeder Laserspot auf dem Oberflächenabschnitt (bzw. der Teiloberfläche) eine Bearbeitungsstelle.According to one embodiment, the laser spot is a light spot which is generated by the laser beam (i.e. the laser radiation). The term “light” is not to be understood as restrictive here, but rather includes electromagnetic radiation of any suitable wavelength, in particular also electromagnetic radiation outside the visible spectrum, for example infrared radiation. According to one embodiment, each laser spot generates a processing point on the surface section (or the partial surface).

Gemäß einer Ausführungsform weist der Laserspot eine Spotgröße auf, die größer als 0,5 cm x 0,5 cm ist. Gemäß einer Ausführungsform bedeutet die Angabe „Spotgröße von p cm x q cm“, dass der Spot von einem Rechteck mit den Kantenlängen p und q umschreibbar ist. Gemäß einer Ausführungsform liegen p und q jeweils zwischen 0,5 cm und 5 cm, beispielsweise bei 1,8 cm. Gemäß einer Ausführungsform ist der Spot quadratisch oder annähernd quadratisch.According to one embodiment, the laser spot has a spot size that is larger than 0.5 cm × 0.5 cm. According to one embodiment, the indication “spot size of p cm x q cm” means that the spot can be circumscribed by a rectangle with edge lengths p and q. According to one embodiment, p and q are each between 0.5 cm and 5 cm, for example 1.8 cm. According to one embodiment, the spot is square or approximately square.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Strahlungsweg eingerichtet, um eine Interferenz zu erzeugen (beispielsweise von dem ersten Teil der Laserstrahlung und dem zweiten Teil der Laserstrahlung). Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Interferenz eine Intensitätsvariation in dem Laserspot. Gemäß einer Ausführungsform ist die Intensitätsvariation eingerichtet, um in dem Oberflächenabschnitt eine Oberflächenstruktur zu erzeugen. Durch die Oberflächenstruktur kann eine Oberfläche des Oberflächenabschnitts vergrößert werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Laserstrahl eingerichtet, um den Oberflächenabschnitt zu glätten und somit eine Oberfläche des Oberflächenabschnitts zu reduzieren. According to one embodiment, the radiation path is set up to generate interference (for example from the first part of the laser radiation and the second part of the laser radiation). According to one embodiment, the interference generates an intensity variation in the laser spot. According to one embodiment, the intensity variation is set up to produce a surface structure in the surface section. A surface of the surface section can be enlarged by the surface structure. According to another embodiment, the laser beam is set up to smooth the surface section and thus to reduce a surface of the surface section.

Insbesondere zum Glätten der Oberfläche kann das Intensitätsprofil ein flaches Intensitätsprofil sein, beispielsweise ein Tophat-Profil.In particular for smoothing the surface, the intensity profile can be a flat intensity profile, for example a tophat profile.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Bewegen des Laserspots über den Oberflächenabschnitt kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Beispielsweise entspricht auch eine Erzeugung des Laserspots an einer ersten Position und eine Erzeugung des Laserspots an einer zweiten Position einer Bewegung des Laserspots von der ersten Position zu der zweiten Position. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Form des Laserspots sich während der Bewegung des Laserspots über den Oberflächenabschnitt verändern. Gemäß einer Ausführungsform ist die Form des Laserspots definiert durch einen Bereich des Laserspots, in welchem der Laserspot eine konstante Intensität (beispielsweise 30 % einer Maximalintensität des Spots) aufweist.According to one embodiment, the laser spot can be moved continuously or discontinuously over the surface section. For example, generating the laser spot at a first position and generating the laser spot at a second position also correspond to a movement of the laser spot from the first position to the second position. According to one embodiment, a shape of the laser spot can change during the movement of the laser spot over the surface section. According to one embodiment, the shape of the laser spot is defined by a region of the laser spot in which the laser spot has a constant intensity (for example 30% of a maximum intensity of the spot).

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Identifizieren des Oberflächenabschnitts auf. Beispielsweise kann das Identifizieren des Oberflächenabschnitts gemäß einer Ausführungsform durch eine Sensoranordnung erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensoranordnung mindestens einen Sensor auf, beispielsweise mindestens einen von einem Bildsensor (beispielsweise eine Kamera), einem Lichtschnittsensor, etc.According to one embodiment, the method includes identifying the surface section. For example, according to one embodiment, the surface section can be identified by a sensor arrangement. According to one embodiment, the sensor arrangement has at least one sensor, for example at least one of an image sensor (for example a camera), a light section sensor, etc.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ein Aufteilen des Oberflächenabschnitts in die mindestens zwei Teiloberflächen auf. Das Aufteilen des Oberflächenabschnitts resultiert gemäß einer Ausführungsform in einer Aufteilung des Oberflächenabschnitts. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aufteilung des Oberflächenabschnitts vorbestimmt, beispielsweise in einer Speichervorrichtung gespeichert. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Aufteilen nach vorbestimmten Regeln. Beispielsweise können die vorbestimmten Regeln in einer Speichervorrichtung gespeichert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Oberflächenabschnitt in rechteckige Teiloberflächen aufgeteilt wird (Regel 1). Ferner kann vorgesehen sein, dass die rechteckigen Teiloberflächen so gewählt werden, dass sie eine möglichst große Erstreckung in einer Längsrichtung aufweisen (Regel 2). Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung der Teiloberflächen zeilenweise, wobei die Zeilen so ausgerichtet werden, dass sie parallel zu der Längsrichtung (d. h. parallel zu der größten Erstreckung der Teiloberflächen) verlaufen.According to one embodiment, the method comprises dividing the surface section into the at least two sub-surfaces. According to one embodiment, the division of the surface section results in a division of the surface section. According to one embodiment, the division of the surface section is predetermined, for example stored in a storage device. According to one embodiment, the division takes place according to predetermined rules. For example, the predetermined rules can be stored in a storage device. For example, it can be provided that the surface section is divided into rectangular sub-surfaces (rule 1 ). Furthermore, it can be provided that the rectangular partial surfaces are selected so that they have the largest possible extent in a longitudinal direction (rule 2 ). According to one embodiment, the partial surfaces are processed line by line, the lines being aligned such that they run parallel to the longitudinal direction (ie parallel to the greatest extent of the partial surfaces).

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Benutzerschnittstelle vorgesehen, über welche ein Benutzer die Aufteilung des Oberflächenabschnitts manuell vornehmen kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Aufteilung durch die Steuervorrichtung ohne Benutzereingriff. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstellt die Steuervorrichtung einen Vorschlag für eine Aufteilung, welcher über eine Anzeigevorrichtung dem Benutzer angezeigt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Eingabevorrichtung vorgesehen, mittels welcher der Benutzer den Vorschlag für eine Aufteilung annehmen oder ablehnen kann oder, gemäß einer weiteren Ausführungsform, verändern kann.According to one embodiment, a user interface is provided, via which a user can manually divide the surface section. According to a further embodiment, the division is carried out by the control device without user intervention. According to a further embodiment, the control device creates a proposal for a division, which is displayed to the user via a display device. According to a further embodiment, an input device is provided by means of which the user can accept or reject the proposal for a division or, according to a further embodiment, change it.

Gemäß einer Ausführungsform wird für jede der mindestens zwei Teiloberflächen eine Bearbeitungsstrategie festgelegt, beispielsweise manuell oder automatisch.According to one embodiment, a machining strategy is defined for each of the at least two sub-surfaces, for example manually or automatically.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Aufteilung in die mindestens zwei Teiloberflächen und/oder die Festlegung einer Bearbeitungsstrategie für die mindestens zwei Teiloberflächen durch automatische Optimierung von mindestens einem Parameter, beispielsweise einer Orientierung der Längsrichtung, wobei die Optimierung anhand von mindestens einem Bewertungskriterium durchgeführt wird. Ein Bewertungskriterium kann beispielsweise eine Bearbeitungszeit (Taktzeit) sein, die erforderlich ist, um den Oberflächenabschnitt zu bearbeiten.According to a further embodiment, the division into the at least two sub-surfaces and / or the definition of a machining strategy for the at least two sub-surfaces takes place through automatic optimization of at least one parameter, for example an orientation of the longitudinal direction, the optimization being carried out on the basis of at least one evaluation criterion. An evaluation criterion can be, for example, a machining time (cycle time) that is required to machine the surface section.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Werkstück aus Metall. Beispielsweise besteht gemäß einer Ausführungsform das Werkstück aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Beispielsweise besteht das Werkstück aus einem Aluminiumdruckguss oder ist ein Aluminiumstrangpressteil.According to one embodiment, the workpiece is made of metal. For example, according to one embodiment, the workpiece is made of aluminum or an aluminum alloy. For example, the workpiece consists of a die-cast aluminum or is an aluminum extrusion.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Werkstück aus Eisen, beispielsweise aus Gussstahl oder Gusseisen.According to a further embodiment, the workpiece is made of iron, for example cast steel or cast iron.

Gemäß einer Ausführungsform besteht das Werkstück aus Kunststoff, beispielsweise einem verstärkten Kunststoff und insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff. Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Werkstück aus Kohlenstoff, beispielsweise einem faserverstärktem Kohlenstoff.According to one embodiment, the workpiece is made of plastic, for example a reinforced plastic and in particular a fiber-reinforced plastic. According to a further embodiment, the workpiece consists of carbon, for example a fiber-reinforced carbon.

Die Angabe, dass das Werkstück aus einem bestimmten Material (beispielsweise Aluminium oder Gussstahl) besteht, schließt hierbei ein, dass in dem Material bis zu 10 % Fremdbestandteile enthalten sein können und/oder dass das Material Verstärkungsstoffe (beispielsweise Fasern) aufweisen kann und/oder dass das Material Füllstoffe aufweisen kann.The statement that the workpiece is made of a certain material (for example aluminum or cast steel) includes that the material can contain up to 10% foreign components and / or that the material can have reinforcing materials (for example fibers) and / or that the material can have fillers.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Werkstück nicht aus den angegebenen Materialen, sondern weist eines oder mehrere der angegebenen Materialien auf.According to a further embodiment, the workpiece does not consist of the specified materials, but has one or more of the specified materials.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Werkstück eine minimale Wandstärke d von mindestens 0,7 Millimeter (d ≥ 0,7 mm) auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt die minimale Wandstärke des Werkstücks in einem Bereich zwischen 0,7 mm und 2,5 mm (0,7 mm ≤ d ≤ 2,5 mm).According to one embodiment, the workpiece has a minimum wall thickness d of at least 0.7 millimeters (d 0.7 mm). According to a further embodiment, the minimum wall thickness of the workpiece is in a range between 0.7 mm and 2.5 mm (0.7 mm d 2.5 mm).

Gemäß einer Ausführungsform ist das Werkstück ein 3D-Formteil (3D-Freiformteil). Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Oberflächenabschnitt in drei (linear unabhängige) Raumrichtungen.According to one embodiment, the workpiece is a 3D molded part (3D free-form part). According to one embodiment, the surface section extends in three (linearly independent) spatial directions.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Position des Oberflächenabschnitts identifiziert über seine bekannte Position auf dem Werkstück und/oder durch sensorische Erfassung eines Merkmals des Werkstücks und eine bekannte relative Position des Oberflächenabschnitts bezüglich des Merkmals. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Position des Oberflächenabschnitts sensorisch erfasst, beispielsweise durch eine Sensoranordnung. Die sensorische Erfassung des Oberflächenabschnitts wird hierin auch als direkte Erfassung des Oberflächenabschnitts bzw. direkte Erfassung der Position des Oberflächenabschnitts bezeichnet.According to one embodiment, a position of the surface section is identified via its known position on the workpiece and / or by sensory detection of a feature of the workpiece and a known relative position of the surface section with respect to the feature. According to a further embodiment, a position of the surface section is detected by sensors, for example by a sensor arrangement. The sensory detection of the surface section is also referred to herein as direct detection of the surface section or direct detection of the position of the surface section.

Beispielsweise wird gemäß einer Ausführungsform eine Position des Oberflächenabschnitts identifiziert über seine bekannte Position auf dem Werkstück. Mit anderen Worten weist gemäß einer Ausführungsform der Oberflächenabschnitt eine vorbestimmte (bekannte) Position bezüglich des Werkstücks auf. Eine Identifizierung der Position des Werkstücks erlaubt daher die Bestimmung der Position des Oberflächenabschnitts über die vorbestimmte Position des Oberflächenabschnitts bezüglich des Werkstücks. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Position des Oberflächenabschnitts einen Ort und/oder eine Orientierung des Oberflächenabschnitts. Die Position des Werkstücks kann beispielsweise durch eine Transportvorrichtung definiert sein.For example, according to one embodiment, a position of the surface section is identified via its known position on the workpiece. In other words, according to one embodiment, the surface section has a predetermined (known) position with respect to the workpiece. Identification of the position of the workpiece therefore allows the position of the surface section to be determined via the predetermined position of the surface section with respect to the workpiece. According to one embodiment, the position of the surface section comprises a location and / or an orientation of the surface section. The position of the workpiece can for example be defined by a transport device.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Position des Oberflächenabschnitts identifiziert durch eine sensorische Erfassung eines Merkmals des Werkstücks und eine bekannte relative Position des Oberflächenabschnitts bezüglich des Merkmals.According to one embodiment, the position of the surface section is identified by a sensory detection of a feature of the workpiece and a known relative position of the surface section with respect to the feature.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Laserstrahl von einem Laserkopf abgegeben. Entsprechend weist gemäß einer Ausführungsform die Laservorrichtung einen Laserkopf auf.According to one embodiment, the laser beam is emitted from a laser head. According to one embodiment, the laser device accordingly has a laser head.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die sensorische Erfassung des Merkmals nach einer Positionierung des Werkstücks (bzw. des Oberflächenabschnitts) gegenüber dem Laserkopf der Laserbearbeitungsvorrichtung (beispielsweise durch eine Transportvorrichtung, mit welcher das Werkstück in den Arbeitsbereich des Laserkopfes transportiert wird). Gemäß einer Ausführungsform umfasst die sensorische Erfassung des Merkmals eine Identifikation des Merkmals auf dem Werkstück. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die sensorische Erfassung des Merkmals die Erfassung einer Position des Merkmals. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Merkmal mindestens eines von einer äußeren Kontur oder Teilen davon, einer Form oder Teilen davon, einem Aufdruck, einem Oberflächenprofil, etc. beispielsweise umfasst das Merkmal mindestens eines von mindestens einer Kante, mindestens einem Loch, mindestens einem Muster. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die sensorische Erfassung durch eine Sensoranordnung, insbesondere eine Sensoranordnung, die gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände ausgebildet ist.According to one embodiment, the feature is sensed after the workpiece (or the surface section) has been positioned relative to the laser head of the laser processing device (for example by a transport device with which the workpiece is transported into the working area of the laser head). According to one embodiment, the sensory detection of the feature includes an identification of the feature on the workpiece. According to one embodiment, the sensory detection of the feature includes the detection of a position of the feature. According to a further embodiment, the feature comprises at least one of an outer contour or parts thereof, a shape or parts thereof, an imprint, a surface profile, etc., for example, the feature comprises at least one of at least one edge, at least one hole, at least one pattern. According to one embodiment, the sensory detection is carried out by a sensor arrangement, in particular a sensor arrangement which is designed according to embodiments of the objects disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform wird die Position des Oberflächenabschnitts bezüglich des Laserkopfes identifiziert, beispielsweise indem das Werkstück über mindestens einen Anschlagpunkt in eine definierte Position gebracht wird und die relative Position das Oberflächenabschnitts zu dem mindestens einen Anschlagpunkt bekannt ist (beispielsweise in der Steuervorrichtung der Laservorrichtung gespeichert ist).According to one embodiment, the position of the surface section with respect to the laser head is identified, for example by bringing the workpiece into a defined position via at least one stop point and the relative position of the surface section to the at least one stop point is known (for example is stored in the control device of the laser device) .

Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien hinsichtlich einer Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen dem Laserkopf und dem Werkstück während der Bearbeitung des Oberflächenabschnitts. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Laserkopf während der Bearbeitung kontinuierlich oder intermittierend bezüglich des Werkstücks bewegt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Laserstrahl in einer Fokusebene ein Strahlprofil auf und die unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien unterscheiden sich hinsichtlich einer Orientierung des Strahlprofils relativ zu der Oberfläche. Gemäß einer Ausführungsform ist das Strahlprofil ein nicht kreisförmiges Strahlprofil. Mit anderen Worten weist gemäß einer Ausführungsform eine Form des Strahlprofils von einer Kreisform ab.According to one embodiment, the different machining strategies differ with regard to a speed of a relative movement between the laser head and the workpiece during the machining of the surface section. For example, it can be provided according to one embodiment that the laser head is moved continuously or intermittently with respect to the workpiece during processing. According to a further embodiment, the laser beam has a beam profile in a focal plane and the different processing strategies differ with regard to an orientation of the beam profile relative to the surface. According to one embodiment, the beam profile is a non-circular beam profile. In other words, according to one embodiment, a shape of the beam profile differs from a circular shape.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Laserstrahl ein gepulster Laserstrahl. Beispielsweise beträgt eine Pulsdauer gemäß einer Ausführungsform zwischen 1 ns (Nanosekunde) und 10 ns. Gemäß einer Ausführungsform weist der Laserstrahl eine Wellenlänge zwischen 1 µm (Mikrometer) und 2 µm auf, beispielsweise eine Wellenlänge von 1,06 µm. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die Rayleigh-Länge des Laserstrahls mindestens 10 mm, beispielsweise zwischen 15 mm und 50 mm. Gemäß einer Ausführungsform beträgt die Rayleigh-Länge 28 mm.According to one embodiment, the laser beam is a pulsed laser beam. For example, a pulse duration according to one embodiment is between 1 ns (nanosecond) and 10 ns. According to one embodiment, the laser beam has a wavelength between 1 μm (micrometer) and 2 μm, for example a wavelength of 1.06 μm. According to a further embodiment, the Rayleigh length of the laser beam is at least 10 mm, for example between 15 mm and 50 mm. According to one embodiment, the Rayleigh length is 28 mm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform unterscheiden sich die unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien hinsichtlich Art und/oder Umfang einer Überlappung benachbarter Laserpulse auf dem Oberflächenabschnitt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Überlappung benachbarter Laserpulse eine Überlappung von zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Laserpulsen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Überlappung benachbarter Laserpulse eine Überlappung von Laserpulsen, die quer (beispielsweise senkrecht oder schräg) zu einer Bewegungsrichtung des Laserspots benachbart sind, wobei die Bewegungsrichtung des Laserspots eine Richtung der Bewegung des Laserspots über den Oberflächenabschnitt (am Ort der Überlappung) angibt.According to a further embodiment, the different processing strategies differ with regard to the type and / or extent of an overlap of adjacent laser pulses on the surface section. According to one embodiment, the overlap of adjacent laser pulses is an overlap of laser pulses which immediately follow one another in time. According to a further embodiment, the overlap of adjacent laser pulses is an overlap of laser pulses that are adjacent transversely (for example perpendicular or obliquely) to a direction of movement of the laser spot, the direction of movement of the laser spot being a direction of movement of the laser spot over the surface section (at the location of the overlap) indicates.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts mindestens teilweise in parallelen Zeilen, wobei die Zeilen eine Zeilenlängsrichtung definieren und eine Länge aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform unterscheidet sich die Zeilenlängsrichtung in den mindestens zwei Teiloberflächen. Gemäß einer Ausführungsform wird hierin ein Bereich, der durch unmittelbar aufeinander folgende Laserpulse bearbeitet ist, als eine Laserlinie bezeichnet. Mit anderen Worten ist hierin eine Laserlinie definiert durch eine Reihe von unmittelbar aufeinanderfolgenden Laserpulsen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Zeilenlängsrichtung der betreffenden Teiloberfläche so gewählt, dass für mindestens eine der mindestens zwei Teiloberflächen die Anzahl der parallel liegenden und in der Zeilenlängsrichtung verlaufenden Zeilen höchstens 120 % einer Minimalanzahl an Zeilen ist. Beispielsweise wird gemäß einer weiteren Ausführungsform die Zeilenlängsrichtung für die betreffende Teiloberfläche so gewählt, dass die Anzahl der Zeilen minimal wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Zeilenlängsrichtung der betreffenden Teiloberfläche so gewählt, dass für mindestens eine der mindestens zwei Teiloberflächen die Länge der parallel liegenden und in der Zeilenlängsrichtung verlaufenden Zeilen mindestens 80 % einer Maximallänge ist. Beispielsweise wird die Zeilenlängsrichtung der betreffenden Teiloberfläche so gewählt, dass die Länge der Zeilen maximal wird.According to one embodiment, the surface section is processed at least partially in parallel lines, the lines defining a line longitudinal direction and having a length. According to one embodiment, the longitudinal direction of the rows differs in the at least two sub-surfaces. According to one embodiment, an area which is processed by laser pulses which are immediately consecutive is referred to herein as a laser line. In other words, a laser line is defined here by a series of directly successive laser pulses. According to one embodiment, the longitudinal direction of the row of the relevant partial surface is selected such that for at least one of the at least two partial surfaces, the number of parallel lines running in the longitudinal direction of the row is at most 120% of a minimum number of rows. For example, according to a further embodiment, the longitudinal direction of the rows for the relevant partial surface is selected such that the number of rows is minimal. According to a further embodiment, the longitudinal direction of the row of the relevant partial surface is selected such that for at least one of the at least two partial surfaces the length of the parallel lines and running in the longitudinal direction of the row is at least 80% of a maximum length. For example, the longitudinal direction of the lines of the relevant partial surface is selected such that the length of the lines becomes a maximum.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Wählen einer Zeilenlängsrichtung ein Orientieren einer Zeilenlängsrichtung (so, dass die angegebene Bedingung erfüllt ist) oder eine Auswahl der Zeilenlängsrichtung aus einer Anzahl von Möglichkeiten (so, dass die angegebene Bedingung im Rahmen der Anzahl von Möglichkeiten bestmöglich erfüllt ist).According to one embodiment, choosing a longitudinal direction of the row comprises orienting a longitudinal direction of the row (such that the specified condition is met) or a selection of the longitudinal direction of the row from a number of possibilities (such that the specified condition is fulfilled as best as possible within the scope of the number of possibilities).

Gemäß einer Ausführungsform weist das Strahlprofil in der Fokusebene eine Kante auf und die Zeilenlängsrichtung erstreckt sich quer (beispielsweise senkrecht) zu der Kante.According to one embodiment, the beam profile has an edge in the focal plane and the longitudinal direction of the lines extends transversely (for example perpendicularly) to the edge.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt ein erster Oberflächenabschnitt und das Verfahren umfasst die Bearbeitung eines weiteren Oberflächenabschnitts. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Bearbeitung des weiteren Oberflächenabschnitts mindestens teilweise unter Verwendung der Bearbeitungsstrategie der ersten Teiloberfläche oder der Bearbeitungsstrategie der zweiten Teiloberfläche. Gemäß einer Ausführungsform wird zwischen der Bearbeitung einer der Teiloberflächen des ersten Oberflächenabschnitts und der Bearbeitung des mindestens einen weiteren Oberflächenabschnitts die relative Position zwischen dem Laserkopf und dem Werkstück nicht verändert. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Oberflächenabschnitt und der mindestens eine weitere Oberflächenabschnitt durch einen Oberflächenbereich des Werkstücks, der nicht zur Bearbeitung vorgesehen ist, voneinander separiert. Mit anderen Worten ist gemäß einer Ausführungsform mindestens ein Oberflächenabschnitt zur Bearbeitung vorgesehen, von denen ein erster Oberflächenabschnitt in zwei Teiloberflächen mit verschiedenen Strategien bearbeitet wird und optional ein zweiter Oberflächenabschnitt gemäß der Bearbeitungsstrategie von einem der beiden Teiloberflächen bearbeitet wird. Gemäß einer Ausführungsform werden der erste Oberflächenabschnitt und der weitere Oberflächenabschnitt als zu bearbeitende Oberflächenabschnitte identifiziert (beispielsweise übergeben oder ermittelt), nicht jedoch der Oberflächenbereich welcher den ersten Oberflächenabschnitt und den mindestens einen weiteren Oberflächenabschnitt voneinander separiert.According to one embodiment, the surface section is a first surface section and the method comprises the processing of a further surface section. According to a further embodiment, the further surface section is machined at least partially using the machining strategy of the first partial surface or the machining strategy of the second partial surface. According to one embodiment, the relative position between the laser head and the workpiece is not changed between the machining of one of the partial surfaces of the first surface section and the machining of the at least one further surface section. According to a further embodiment, the first surface section and the at least one further surface section are separated from one another by a surface area of the workpiece that is not intended for machining. In other words, according to one embodiment, at least one surface section is provided for processing, of which a first surface section is processed in two partial surfaces with different strategies and optionally a second surface section is processed according to the processing strategy of one of the two partial surfaces. According to one embodiment, the first surface section and the further surface section are identified (for example transferred or determined) as surface sections to be processed, but not the surface area which separates the first surface section and the at least one further surface section from one another.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Strahlungsweg des Laserstrahles eine Faser auf zum Beeinflussen eines Strahlprofils des Laserstrahles in einer Fokusebene. Mit anderen Worten wird gemäß einer Ausführungsform der Laserstrahl durch eine Faser geführt, welche ein Strahlprofil des Laserstrahles beeinflusst (beispielsweise an ein gewünschtes Strahlprofil annähert). Gemäß einer Ausführungsform weist der Laserstrahl nach dem Passieren der Faser senkrecht zu einer Strahlrichtung in einer Fokusebene ein Strahlprofil auf, welches von einer Kreisform abweicht. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Orientierung des Strahlprofils bezüglich des Oberflächenabschnitts durch eine Rotation der Faser bezüglich des Laserkopfes eingestellt. Mit anderen Worten wird gemäß einer Ausführungsform ausgenutzt, dass ein Strahlprofil eines Laserstrahles sich beim Durchgang durch eine Faser an einen Querschnitt der Faser annähert.According to one embodiment, a radiation path of the laser beam has a fiber for influencing a beam profile of the laser beam in a focal plane. In other words, according to one embodiment, the laser beam is guided through a fiber which influences a beam profile of the laser beam (for example approximates a desired beam profile). According to one embodiment, after passing through the fiber, the laser beam has a beam profile in a focal plane perpendicular to a beam direction which deviates from a circular shape. According to one embodiment, an orientation of the beam profile with respect to the surface section is set by rotating the fiber with respect to the laser head. In other words, one embodiment makes use of the fact that a beam profile of a laser beam approaches a cross section of the fiber as it passes through a fiber.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Aufteilung des Oberflächenabschnitts in die mindestens zwei Teiloberflächen durch Auswahl einer Art der Aufteilung aus mindestens zwei alternativen Arten der Austaufteilung.According to one embodiment, the surface section is divided into the at least two sub-surfaces by selecting a type of division from at least two alternative types of division.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Reihenfolge der Bearbeitung von mindestens zwei der mindestens zwei Teiloberflächen durch Auswahl einer Reihenfolge aus mindestens zwei alternativen Reihenfolgen.According to one embodiment, an order of processing of at least two of the at least two partial surfaces takes place by selecting an order from at least two alternative orders.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Festlegung von mindestens einer der unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien durch Auswahl einer Bearbeitungsstrategie aus mindestens zwei alternativen Bearbeitungsstrategien. Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die mindestens zwei alternativen Bearbeitungsstrategien hinsichtlich mindestens einem der folgenden Aspekte: (i) Art und Umfang der Überlappung benachbarter Laserpulse; (ii) Zeilenrichtung von mindestens einer der Teiloberflächen; (iii) Orientierung des Strahlprofils in der Fokusebene relativ zu dem Werkstück, insbesondere wobei das Strahlprofil ein nicht-kreisförmiges Strahlprofil ist.According to one embodiment, at least one of the different machining strategies is determined by selecting a machining strategy from at least two alternative machining strategies. According to one embodiment, the at least two alternative processing strategies differ with regard to at least one of the following aspects: (i) the type and extent of the overlap of adjacent laser pulses; (ii) row direction of at least one of the partial surfaces; (iii) Orientation of the beam profile in the focal plane relative to the workpiece, in particular wherein the beam profile is a non-circular beam profile.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Festlegung von mindestens einer der Bearbeitungsstrategien und/oder von mindestens einer der Arten der Aufteilung und/oder von mindestens einer der Reihenfolgen ein Anwenden von mindestens einem numerischen Verfahren zur Optimierung der Bearbeitungsstrategie. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine numerische Verfahren eines oder mehrere der folgenden: (i) aus einer Gesamtzahl an möglichen Parameterkombinationen wird nur eine Teilmenge untersucht; (ii) in einem iterativen Prozess wird ausgehend von einer Ausgangs-Parameterkombination durch Variation von mindestens einem Parameter mindestens eine weitere Parameterkombination gefunden.According to one embodiment, the definition of at least one of the machining strategies and / or of at least one of the types of division and / or of at least one of the sequences comprises applying at least one numerical method to optimize the machining strategy. According to one embodiment, the at least one numerical method comprises one or more of the following: (i) only a subset of a total number of possible parameter combinations is examined; (ii) in an iterative process, starting from an initial parameter combination, at least one further parameter combination is found by varying at least one parameter.

Gemäß einer Ausführungsform ist der mindestens eine Parameter ein Parameter, welcher die Bearbeitungsstrategie für mindestens eine der mindestens zwei Teiloberflächen (mindestens teilweise) definiert. Eine Bewertung der Parameterkombinationen (beispielsweise der Ausgangs-Parameterkombination und/oder der mindestens einen weiteren Parameterkombination) erfolgt gemäß einer Ausführungsform gemäß mindestens einem der folgenden Kriterien: Taktzeit für die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts, Güte der resultierenden Oberfläche des bearbeiteten Oberflächenabschnitts, Anzahl an Positionen, die der Laserkopf relativ zum Werkstück einnimmt, etc. Es versteht sich, dass die vorstehende Liste an Kriterien nicht abschließend ist und dass gegebenenfalls weitere Kriterien für die Bewertung der Parameterkombinationen herangezogen werden können. Insbesondere können alle für den betreffenden Bearbeitungsvorgang relevanten Parameter berücksichtigt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass es ein unteres Limit für die Güte der resultierenden Oberfläche gibt. Ferner weist der Laserkopf gemäß einer Ausführungsform einen Scanner auf zum Scannen (Verschwenken) des Laserstrahles. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Verschwenken des Laserstrahles über mindestens einen Teil des Oberflächenabschnitts. Gemäß einer Ausführungsform erfordert eine Positionierung des Laserkopfes mehr Zeit als eine Scanbewegung eines Scanners in dem Laserkopf - in diesem Fall kann beispielsweise eine Scanbewegung gegenüber einer Positionierung des Laserkopfes bevorzugt sein, sofern die anderen Kriterien für die Bearbeitung der betreffenden Teiloberfläche erfüllt sind (oder in einem ausreichenden Maße erfüllt sind).According to one embodiment, the at least one parameter is a parameter which (at least partially) defines the machining strategy for at least one of the at least two sub-surfaces. An evaluation of the parameter combinations (for example the output parameter combination and / or the at least one further parameter combination) takes place according to an embodiment according to at least one of the following criteria: cycle time for the processing of the surface section, quality of the resulting surface of the processed surface section, number of positions that the laser head assumes relative to the workpiece, etc. It goes without saying that the above list of criteria is not exhaustive and that, if necessary, further criteria can be used to evaluate the parameter combinations. In particular, all parameters relevant to the machining process in question can be taken into account. For example, it can be provided that there is a lower limit for the quality of the resulting surface. Furthermore, according to one embodiment, the laser head has a scanner for scanning (pivoting) the laser beam. According to one embodiment, the laser beam is pivoted over at least part of the surface section. According to one embodiment, a positioning of the laser head requires more time than a scanning movement of a scanner in the laser head - in this case, for example, a scanning movement can be preferred over positioning the laser head, provided that the other criteria for the processing of the respective partial surface are met (or in one sufficient measure are met).

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Scanner einen Scanbereich (auch als Scan-Fenster bezeichnet) von mindestens 150 mm x 150 mm auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Scanner einen Scanbereich von mindestens 200 mm x 200 mm, beispielsweise einen Scanbereich von 280 mm x 280 mm auf.According to one embodiment, a scanner has a scan area (also referred to as a scan window) of at least 150 mm × 150 mm. According to a further embodiment, the scanner has a scanning area of at least 200 mm × 200 mm, for example a scanning area of 280 mm × 280 mm.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Fokusabstand kleiner als 1 m, beispielsweise zwischen 0,2 m und 0,7 m. Beispielsweise beträgt der Fokusabstand in einer Ausführungsform 0,5 m. Wie üblich ist der Fokusabstand definiert als der Abstand einer Fokusebene des Laserstahls von einem fokussierenden optischen Element, welches die Fokusebene des Laserstahls definiert.According to one embodiment, a focus distance is less than 1 m, for example between 0.2 m and 0.7 m. For example, the focus distance in one embodiment is 0.5 m. As usual, the focus distance is defined as the distance of a focus plane of the laser beam from a focusing optical element which defines the focus plane of the laser beam.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Werkstück einen Oberflächenabschnitt, wobei der Oberflächenabschnitt mindestens zwei Teilflächen aufweist, die sich in mindestens einem Merkmal unterscheiden. Gemäß einer Ausführungsform ist das Werkstück mittels eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände hergestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Werkstück durch eine Laservorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände hergestellt.According to one embodiment, a workpiece comprises a surface section, the surface section having at least two partial surfaces that differ in at least one feature. According to one embodiment, the workpiece is produced by means of a method according to embodiments of the subjects disclosed herein. According to a further embodiment, the workpiece is produced by a laser device according to embodiments of the subjects disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die mindestens zwei Teilflächen in mindestens einem der folgenden Merkmale: (i) die mindestens zwei Teiloberflächen weisen jeweils eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen auf, wobei mindestens ein Teil der Bearbeitungsstellen eine Kontur aufweist, die sich in einem Konturabschnitt von einer Kreisform unterscheidet, und wobei in den zwei Teiloberflächen sich die Konturabschnitte in einer Orientierung der Konturabschnitte unterscheiden (insbesondere wobei die Vielzahl von Bearbeitungsstellen entlang einer Zeile angeordnet ist, wobei die Bearbeitungsstellen eine Kontur mit einer geradlinigen Kante aufweisen und eine Längsrichtung der Zeilen sich quer, insbesondere senkrecht, zu der Kante erstreckt); (ii) die mindestens zwei Teiloberflächen sind mindestens teilweise in Zeilen (d. h. zeilenweise) bearbeitet, wobei die Zeilenlängsrichtung der Zeilen in den mindestens zwei Teiloberflächen sich voneinander unterscheiden; (iii) die mindestens zwei Teiloberflächen weisen eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen auf, die sich in Art und Umfang einer Überlappung benachbarter Bearbeitungsstellen unterscheiden.According to one embodiment, the at least two partial surfaces differ in at least one of the following features: (i) the at least two partial surfaces each have a plurality of processing points, at least some of the processing points having a contour that differs from a circular shape in a contour section , and wherein the contour sections in the two sub-surfaces differ in an orientation of the contour sections (in particular wherein the plurality of processing points are arranged along a line, the processing points have a contour with a straight edge and a longitudinal direction of the lines is transverse, in particular perpendicular, extends to the edge); (ii) the at least two sub-surfaces are at least partially processed in rows (ie row-by-row), the longitudinal direction of the rows in the at least two sub-surfaces differing from one another distinguish; (iii) the at least two partial surfaces have a multiplicity of processing points which differ in the type and extent of an overlap of adjacent processing points.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Zeilenlängsrichtung von mindestens einer der Teiloberflächen so gewählt, dass die Anzahl der parallel liegenden und in der Zeilenlängsrichtung verlaufenden Zeilen höchstens 120 % einer Minimalanzahl an Zeilen ist (insbesondere so, dass die Anzahl der Zeilen minimal ist). Mit anderen Worten wird die Zeilenlängsrichtung so gewählt, dass die angegebene Anzahl an Zeilen, die in der Zeilenlängsrichtung verlaufen, ausreicht, um die Teiloberfläche zu bearbeiten. Wenn diese Anzahl relativ gering ist, so sind auch relativ wenige Umkehrpunkte erforderlich, um die gesamte Teiloberfläche zu bearbeiten.According to one embodiment, the lengthwise direction of the lines of at least one of the partial surfaces is selected such that the number of lines lying parallel and running in the lengthwise direction of the lines is at most 120% of a minimum number of lines (in particular such that the number of lines is minimum). In other words, the lengthwise direction of the lines is selected such that the specified number of lines running in the lengthwise direction of the lines is sufficient to process the partial surface. If this number is relatively small, relatively few reversal points are also required in order to machine the entire surface of the part.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Zeilenlängsrichtung von mindestens einer der Teiloberflächen so gewählt, dass die Länge von mindestens einer der parallel liegenden und in der Zeilenlängsrichtung verlaufenden Zeilen mindestens 80 % einer Maximallänge ist (insbesondere so, dass die Länge der Zeilen maximal ist oder, gemäß einer anderen Ausführungsform so, dass eine mittlere Länge der Zeilen maximal ist). Eine relativ große Länge der in der Zeilenlängsrichtung verlaufenden Zeilen bedeutet, dass ebenfalls relativ wenige Umkehrpunkte erforderlich sind, um die gesamte Teiloberfläche zu bearbeiten.According to one embodiment, the lengthwise direction of the lines of at least one of the partial surfaces is selected such that the length of at least one of the lines lying parallel and running in the lengthwise direction of the lines is at least 80% of a maximum length (in particular such that the length of the lines is a maximum or, according to a another embodiment so that an average length of the lines is a maximum). A relatively large length of the lines running in the longitudinal direction of the lines means that relatively few reversal points are also required in order to machine the entire surface of the part.

Wenige Umkehrpunkte erlauben eine rasche Bearbeitung und eine geringe mechanische Belastung der Laservorrichtung.A few reversal points allow rapid processing and low mechanical stress on the laser device.

Gemäß einer Ausführungsform sind zwei Teiloberflächen durch einen dazwischen liegenden Oberflächenbereich separiert. Gemäß einer Ausführungsform ist der dazwischenliegende Oberflächenbereich nicht bearbeitet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der dazwischenliegende Oberflächenbereich bearbeitet, d. h. gemäß einer Ausführungsform bildet der dazwischenliegende Oberflächenbereich eine Teiloberfläche, wie sie hierin beschrieben ist. Gemäß einer Ausführungsform weisen Bearbeitungsstellen solcher Teiloberflächen, die durch einen dazwischen liegenden Oberflächenbereich getrennt sind, eine gleiche Orientierung auf. Gemäß einer Ausführungsform sind die Bearbeitungsstellen der Teiloberflächen, die durch den Oberflächenbereich separiert sind, fluchtend angeordnet. Beispielsweise Fluchten gemäß einer Ausführungsform die Zeilenlängsrichtungen der Teiloberflächen, die durch den dazwischen liegenden Oberflächenbereich getrennt sind.According to one embodiment, two sub-surfaces are separated by a surface area lying in between. According to one embodiment, the surface area in between is not machined. According to a further embodiment, the intermediate surface area is machined, i. H. According to one embodiment, the intermediate surface area forms a partial surface as described herein. According to one embodiment, processing points of such partial surfaces, which are separated by a surface area lying in between, have the same orientation. According to one embodiment, the processing points of the partial surfaces, which are separated by the surface area, are arranged in alignment. For example, in accordance with one embodiment, the line longitudinal directions of the partial surfaces that are separated by the surface area lying in between are aligned.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Zeilenlängsrichtung der Bearbeitungsstellen (beispielsweise von Bearbeitungsstellen solcher Teiloberflächen, die durch einen dazwischen liegenden Oberflächenbereich getrennt sind) senkrecht zu einer Kante von einer der Bearbeitungsstellen angeordnet. Beispielsweise wird gemäß einer Ausführungsform der Laserspot bezüglich des (dazwischenliegenden) Oberflächenbereichs so orientiert, dass eine Kante des Laserspots senkrecht zu einer Zeilenlängsrichtung (d. h. senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Laserspots und des Oberflächenabschnitts relativ zueinander) angeordnet ist.According to one embodiment, a line longitudinal direction of the processing points (for example of processing points of such partial surfaces, which are separated by a surface area lying in between) is arranged perpendicular to an edge of one of the processing points. For example, according to one embodiment, the laser spot is oriented with respect to the (intermediate) surface region in such a way that an edge of the laser spot is arranged perpendicular to a line longitudinal direction (i.e. perpendicular to a direction of movement of the laser spot and the surface section relative to one another).

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Aktoranordnung vorgesehen, um den Laserspot und den Oberflächenabschnitt relativ zueinander zu bewegen. Beispielsweise weist die Laservorrichtung eine solche Aktoranordnung auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Aktoranordnung extern bezüglich der Laservorrichtung angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktoranordnung eingerichtet, um das Werkstück bezüglich des Laserkopfes zu bewegen und/oder um den Laserkopf bezüglich des Werkstücks zu bewegen.According to one embodiment, an actuator arrangement is provided in order to move the laser spot and the surface section relative to one another. For example, the laser device has such an actuator arrangement. According to a further embodiment, the actuator arrangement can be arranged externally with respect to the laser device. According to one embodiment, the actuator arrangement is set up to move the workpiece with respect to the laser head and / or to move the laser head with respect to the workpiece.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktoranordnung mindestens teilweise durch mindestens einen Roboter gebildet.According to one embodiment, the actuator arrangement is at least partially formed by at least one robot.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts eine oder mehrere der folgenden Anwendungen umfassen: Reinigen (zum Beispiel Entlacken, Entölen, Entrosten, Entschlacken, Entfernen von Zunder zur Klebe- und/oder Schweißvorbereitung), Oberflächenvergrößerung, Oberflächenstrukturierung, selektives Entfernen von Schichten (insbesondere Zink), Härten, Anschmelzen, Sintern, Polieren, Vorbereitung von Klebeprozessen, Vorbereitung von Schwei ßprozessen.According to one embodiment, the processing of the surface section can include one or more of the following applications: cleaning (for example, paint removal, oil removal, rust removal, deslagging, removal of scale for bonding and / or welding preparation), surface enlargement, surface structuring, selective removal of layers (in particular Zinc), hardening, melting, sintering, polishing, preparation of bonding processes, preparation of welding processes.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Werkstück ein Bauteil mit zwei oder mehr Oberflächenabschnitten, die gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände bearbeitet werden (bzw. bearbeitet sind). Gemäß einer Ausführungsform ist das Werkstück ein Bauteil mit mehr als fünf Oberflächenabschnitten (oder, gemäß anderer Ausführungsform mehr als zehn, mehr als fünfzehn oder mehr als dreißig Oberflächenabschnitt), die gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände bearbeitet werden (bzw. bearbeitet sind). Insbesondere kann das Bauteil ein großes, komplexes (3D) Bauteil sein.According to one embodiment, the workpiece is a component with two or more surface sections which are machined (or machined) in accordance with embodiments of the objects disclosed herein. According to one embodiment, the workpiece is a component with more than five surface sections (or, according to another embodiment, more than ten, more than fifteen or more than thirty surface sections) that are machined (or are machined) in accordance with embodiments of the subjects disclosed herein. In particular, the component can be a large, complex (3D) component.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Oberflächenabschnitte einen Abstand voneinander auf, der in einem Bereich zwischen 5 cm und 50 cm liegt, beispielsweise in einem Bereich zwischen 7 cm und 30 cm.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Oberflächenabschnitte unmittelbar benachbart und berühren oder überlappen einander.According to one embodiment, the surface sections are spaced apart from one another in a range between 5 cm and 50 cm, for example in a range between 7 cm and 30 cm.
According to one embodiment, the surface sections are directly adjacent and touch or overlap one another.

Gemäß einer Ausführungsform kann eine Absaugung vorgesehen sein zum Absaugen von Bearbeitungsrückständen, die bei der Bearbeitung des Werkstücks mit dem Laserstrahl entstehen. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Absaugeinlass, durch welchen die Bearbeitungsrückstände eingesaugt werden, nahe des Laserkopfes oder an dem Laserkopf angeordnet.According to one embodiment, a suction device can be provided for suctioning off machining residues that arise during machining of the workpiece with the laser beam. According to one embodiment, a suction inlet through which the processing residues are sucked in is arranged near the laser head or on the laser head.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Strömungsvorrichtung vorgesehen zum Erzeugen einer Luftströmung (beispielsweise zum Erzeugen eines sogenannten Crossjets) über einer Optik des Laserkopfes, um so die Optik des Laserkopfes vor den Bearbeitungsrückständen zu schützen. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Strömungsauslass, durch welchen die Luftströmung austritt, benachbart zu der Optik des Laserkopfes angeordnet.According to one embodiment, a flow device is provided for generating an air flow (for example for generating a so-called crossjet) over an optics of the laser head in order to protect the optics of the laser head from the processing residues. According to one embodiment, a flow outlet through which the air flow exits is arranged adjacent to the optics of the laser head.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nachfolgend werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass in verschiedenen Figuren ähnliche oder identische Elemente oder Komponenten teilweise mit denselben Bezugszahlen versehen sind, oder mit Bezugszahlen, die sich nur in der ersten Ziffer und/oder einer angehängten Ziffer unterscheiden. Merkmale bzw. Komponenten, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten in einer anderen Figur gleich oder zumindest funktionsgleich sind, werden nur bei ihrem ersten Auftreten in dem nachfolgenden Text detailliert beschrieben und die Beschreibung wird bei nachfolgendem Auftreten dieser Merkmale und Komponenten (bzw. der entsprechenden Bezugszahlen) nicht wiederholt. Die vorstehenden Definitionen gelten gemäß einer Ausführungsform für die nachfolgenden Ausführungsformen, und umgekehrt. Ferner sind die vorstehend beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen mit den nachfolgend beschriebenen Merkmalen und Ausführungsformen kombinierbar.Exemplary embodiments of the subject matter disclosed herein are described below with reference to the drawings. It is noted that in different figures similar or identical elements or components are partially provided with the same reference numbers, or with reference numbers that differ only in the first digit and / or an appended digit. Features or components that are identical or at least functionally identical to the corresponding features or components in another figure are only described in detail when they appear for the first time in the following text and the description is replaced when these features and components (or the corresponding reference numbers) are not repeated. According to one embodiment, the above definitions apply to the following embodiments, and vice versa. Furthermore, the features and embodiments described above can be combined with the features and embodiments described below.

1 zeigt schematisch eine Laservorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 1 shows schematically a laser device 100 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 eine Steuervorrichtung 102 auf, welche konfiguriert ist, um einen zu bearbeitenden Oberflächenabschnitt 104 eines Werkstücks 106 in mindestens zwei Teiloberflächen (in 1 nicht dargestellt) mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien zu bearbeiten.According to one embodiment, the laser device 100 a control device 102 which is configured to be a surface portion to be machined 104 of a workpiece 106 in at least two partial surfaces (in 1 not shown) with different machining strategies.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 eine Sensoranordnung auf. Gemäß einer Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine Kamera 108 auf, mit deren Hilfe die Steuervorrichtung 102 eine Position eines Oberflächenabschnitts 110 identifiziert, welcher mit einem Laserstrahl 112 bearbeitet werden soll. Gemäß einer Ausführungsform ist die Sensoranordnung (beispielsweise die Kamera 108) mit der Steuervorrichtung 102 signalübertragungsmäßig gekoppelt, wie beispielsweise in 1 schematisch bei 109 angegeben. Die signalübertragungsmäßige Kopplung 109 kann beispielsweise zur Übertragung von Sensorsignalen der Sensoranordnung (beispielsweise der Kamera 108) und optional zur Steuerung der Sensoranordnung (beispielsweise der Kamera 108) eingerichtet sein.According to one embodiment, the laser device 100 a sensor arrangement. According to one embodiment, the sensor arrangement has a camera 108 on, with the help of which the control device 102 a position of a surface patch 110 identified which one with a laser beam 112 should be edited. According to one embodiment, the sensor arrangement (for example the camera 108 ) with the control device 102 coupled in terms of signal transmission, for example in 1 schematically at 109 specified. The signal transmission coupling 109 can, for example, be used to transmit sensor signals from the sensor arrangement (for example the camera 108 ) and optionally to control the sensor arrangement (for example the camera 108 ) must be set up.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Kamera ein Sichtfeld 114 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt 110 außerhalb des Sichtfeldes angeordnet (indirekte Identifizierung des Oberflächenabschnitts, beispielsweise über mindestens ein vorbestimmtes Merkmal des Werkstücks), beispielsweise wie in 1 dargestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt 110 innerhalb des Sichtfeld des angeordnet, beispielsweise zum direkten Identifizieren des Oberflächenabschnitts 110.According to one embodiment, the camera has a field of view 114 on. According to one embodiment, the surface section is 110 arranged outside the field of view (indirect identification of the surface section, for example via at least one predetermined feature of the workpiece), for example as in FIG 1 shown. According to a further embodiment, the surface section is 110 arranged within the field of view of the, for example for direct identification of the surface section 110 .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 einen Laserkopf 116 auf, welcher eingerichtet ist zum Abgeben des Laserstrahles 112 auf den Oberflächenabschnitt 110 und dadurch Erzeugen eines Laserspots 118 auf dem Oberflächenabschnitt 110. Gemäß einer Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt 110 in einem Abstand 120 von einem letzten fokussierenden Element des Laserkopfes angeordnet, der dem Fokusabstand entspricht. Mit anderen Worten ist der Oberflächenabschnitt 110 in einer Fokusebene (oder zumindest nahe der Fokusebene) des Laserstrahls 112 angeordnet.According to a further embodiment, the laser device 100 a laser head 116 on which is set up to emit the laser beam 112 on the surface section 110 and thereby generating a laser spot 118 on the surface section 110 . According to one embodiment, the surface section is 110 at a distance 120 arranged by a last focusing element of the laser head, which corresponds to the focus distance. In other words, is the surface portion 110 in a focal plane (or at least close to the focal plane) of the laser beam 112 arranged.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung eine Aktoranordnung auf, mit welcher der Laserspot 118 über den Oberflächenabschnitt 110 bewegbar ist (und während des Betriebes der Laservorrichtung 100 über den Oberflächenabschnitt 110 bewegt wird), beispielsweise durch Bewegen des Oberflächenabschnitts 110 (bzw. des Werkstücks 106) und/oder durch Bewegen des Laserkopfes 116 und/oder durch Ändern eines Abstrahlwinkels des Laserstrahles 112 bezüglich des Laserkopfes 116 und/oder durch Variation einer Fokusposition in Strahlrichtung des Laserstrahles 112. Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktoranordnung eingerichtet, um den Oberflächenabschnitt am Ort des Laserspots in der Fokusebene oder in einem Fokusbereich des Laserstrahls 112 zu halten.According to one embodiment, the laser device has an actuator arrangement with which the laser spot 118 over the surface section 110 is movable (and during operation of the laser device 100 over the surface section 110 is moved), for example by moving the surface section 110 (or the workpiece 106 ) and / or by moving the laser head 116 and / or by changing a radiation angle of the laser beam 112 regarding the laser head 116 and / or by varying a focus position in the beam direction of the laser beam 112 . According to one embodiment, the actuator arrangement is set up to adjust the surface section at the location of the laser spot in the focal plane or in a focal area of the laser beam 112 to keep.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Aktoranordnung einen Aktor 122 zum Bewegen des Laserkopfes auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Aktoranordnung einen Aktor 124 zum Bewegen des Werkstücks 106 auf.According to one embodiment, the actuator arrangement has an actuator 122 to move the laser head. According to a further embodiment, the actuator arrangement has an actuator 124 to move the workpiece 106 on.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Aktoren 122, 124 der Aktoranordnung steuerungsmäßig mit der Steuervorrichtung 102 gekoppelt, beispielsweise wie in 1 schematisch bei 125 dargestellt.According to one embodiment, the actuators are 122 , 124 the actuator arrangement in terms of control with the control device 102 coupled, for example as in 1 shown schematically at 125.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuervorrichtung 102 eine Speichervorrichtung 126 auf zum Speichern von Informationen gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände, beispielsweise zum Speichern von mindestens einem Kriterien, mindestens einem Parameterwert, einer Position des Oberflächenabschnitts relativ zu dem Werkstück oder zu einem Merkmal des Werkstücks, mindestens einer Regel, mindestens einer Bearbeitungsstrategie, mindestens einer Parameterkombination, etc. Gemäß einer Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 126 eingerichtet zum Speichern eines Programmelements gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.According to one embodiment, the control device 102 a storage device 126 to store information according to embodiments of the subjects disclosed herein, for example to store at least one criteria, at least one parameter value, a position of the surface section relative to the workpiece or to a feature of the workpiece, at least one rule, at least one machining strategy, at least one parameter combination , etc. According to one embodiment, the storage device is 126 configured to store a program element in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Steuervorrichtung 102 eine Prozessorvorrichtung 128 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände auf. Insbesondere ist gemäß einer Ausführungsform die Prozessorvorrichtung 128 ausgebildet, um durch Ausführung des Programmelements ein oder mehrere Verfahren gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände durchzuführen.According to a further embodiment, the control device 102 a processor device 128 according to embodiments of the subjects disclosed herein. In particular, according to one embodiment, the processor device 128 designed to carry out one or more methods according to embodiments of the subjects disclosed herein by executing the program element.

2 zeigt in einer Aufsicht einen Teil einer Laservorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 2 shows a part of a laser device in a plan view 100 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 eine Transportvorrichtung 130 auf, mit welcher das Werkstück 106 in einem Arbeitsbereich des Laserkopfes 116 positionierbar ist. Gemäß einer Ausführungsform weist die Transportvorrichtung 130 ein Förderband auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 mindestens eine Anschlagfläche 132 auf, beispielsweise zwei Anschlagflächen 132, beispielsweise wie in 2 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform definiert die mindestens eine Anschlagfläche 132 eine Position des Werkstücks 106 in einer X-Richtung 134. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Laservorrichtung eine Positioniervorrichtung 136 aufweisen, welche eine Position des Werkstücks 106 in einer Y Richtung 138 definiert. Beispielsweise kann die Positioniervorrichtung 136 eine Zentriervorrichtung sein, welche das Werkstück 106 auf der Transportvorrichtung 130 zentriert, beispielsweise wie in 2 dargestellt.According to one embodiment, the laser device 100 a transport device 130 with which the workpiece 106 in a working area of the laser head 116 is positionable. According to one embodiment, the transport device 130 a conveyor belt. According to a further embodiment, the laser device 100 at least one stop surface 132 on, for example, two stop surfaces 132 , for example as in 2 shown. According to one embodiment, the at least one stop surface defines 132 a position of the workpiece 106 in an X direction 134 . According to a further embodiment, the laser device can be a positioning device 136 have which a position of the workpiece 106 in a Y direction 138 Are defined. For example, the positioning device 136 be a centering device, which the workpiece 106 on the transport device 130 centered, for example as in 2 shown.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Laservorrichtung 100 eingerichtet, um mit dem Laserstrahl, der von dem Laserkopf 116 abgegeben wird, einen Oberflächenabschnitt 110 des Werkstücks 106 zu bearbeiten. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung der Laservorrichtung 100 eingerichtet, um den Oberflächenabschnitt 110 in zwei Teiloberflächen 142, 144 aufzuteilen und die zwei Teiloberflächen 142, 144 mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien zu bearbeiten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die zwei Teiloberflächen 142, 144 zeilenweise bearbeitet sind, beispielsweise wie in 2 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist hierbei eine erste Zeilenlängsrichtung 146 einer ersten Teiloberfläche 142 verschiedenen von einer Zeilenlängsrichtung 148 einer zweiten Teiloberfläche 144, beispielsweise wie in 2 dargestellt.According to one embodiment, the laser device is 100 set up to use the laser beam coming from the laser head 116 is released, a surface portion 110 of the workpiece 106 to edit. According to one embodiment, the control device is the laser device 100 set up to the surface section 110 in two part surfaces 142 , 144 and split the two partial surfaces 142 , 144 edit with different machining strategies. For example, it can be provided that the two partial surfaces 142 , 144 edited line by line, for example as in 2 shown. According to one embodiment, this is a first line longitudinal direction 146 a first partial surface 142 different from one line length direction 148 a second partial surface 144 , for example as in 2 shown.

Gemäß einer Ausführungsform ist für jede der Teiloberflächen 142, 144 die Zeilenlängsrichtung 146, 148 so gewählt, dass die mittlere Zeilenlänge 150 der ersten Teiloberfläche 142 und die mittlere Zeilenlänge 152 der zweiten Teiloberfläche 144 maximal sind, beispielsweise wie in 2 dargestellt. Es versteht sich, dass für eine kompliziertere Form des Oberflächenabschnitts 110 die Wahl der Zeilenlängsrichtungen 146, 148 (d. h. die Wahl der Orientierung der Zeilenlängsrichtungen 146, 148) weniger offensichtlich sein kann und dass es möglicherweise mehrere Orientierungen der Zeilenlängsrichtungen 146, 148 geben kann, für die die mittlere Zeilenlänge maximal ist.According to one embodiment, for each of the partial surfaces 142 , 144 the line length direction 146 , 148 chosen so that the mean line length 150 the first part surface 142 and the mean line length 152 the second part surface 144 are maximal, for example as in 2 shown. It is understood that for a more complex shape of the surface portion 110 the choice of the longitudinal directions of the lines 146 , 148 (ie the choice of the orientation of the line longitudinal directions 146 , 148 ) may be less obvious and that there may be multiple orientations of the line length directions 146 , 148 for which the mean line length is maximum.

Gemäß einer Ausführungsform überlappen die erste Teiloberfläche 142 und die zweite Teiloberfläche 144 in einem Überlappungsbereich 145. Es versteht sich, dass in dem Überlappungsbereich 145 insbesondere die Zeilenrichtung möglicherweise nicht mehr eindeutig identifizierbar ist.According to one embodiment, the first partial surface overlap 142 and the second part surface 144 in an overlap area 145 . It is understood that in the overlap area 145 in particular the line direction may no longer be clearly identifiable.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Oberflächenabschnitt 110 ein erster Oberflächenabschnitt und die Bearbeitung des Werkstücks 106 umfasst die Bearbeitung eines weiteren Oberflächenabschnitts 210. Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Oberflächenabschnitt 110 und der weitere (zweite) Oberflächenabschnitt 210 durch einen Oberflächenbereich 180 des Werkstücks separiert, insbesondere durch einen Oberflächenbereich 180, welcher nicht zur Bearbeitung mit dem Laserstrahl vorgesehen ist.According to one embodiment, the surface section is 110 a first surface section and the machining of the workpiece 106 includes the machining of a further surface section 210 . According to one embodiment, the first surface section 110 and the further (second) surface section 210 through a surface area 180 the workpiece separated, in particular by a surface area 180 which is not intended for processing with the laser beam.

Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Oberflächenabschnitt 210 ebenfalls zeilenweise bearbeitet, insbesondere entlang einer Zeilenlängsrichtung 182, die parallel zu der Zeilenlängsrichtung von einer der Teiloberflächen des ersten Oberflächenabschnitts 110, beispielsweise parallel zu der Zeilenlängsrichtung 146 der ersten Teiloberfläche 142 des ersten Oberflächenabschnitts 110 ist, beispielsweise wie in 2 dargestellt.According to one embodiment, the second surface section is 210 also processed line by line, in particular along a line longitudinal direction 182 that are parallel to the longitudinal direction of the rows of one of the partial surfaces of the first surface section 110 , for example parallel to the line length direction 146 the first part surface 142 of the first surface section 110 is, for example as in 2 shown.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Werkstück 106 ein Merkmal, beispielsweise ein vordefiniertes Merkmal 154 auf, welches sensorisch erfassbar ist, beispielsweise durch die Kamera 108 in 1, und welches bezüglich des Oberflächenabschnitts 110 eine bekannte relative Position aufweist. Auf diese Weise ist die Position des Oberflächenabschnitts 110 unter Verwendung des vordefinierten Merkmals 154 identifizierbar (beispielsweise bestimmbar oder verifizierbar).According to one embodiment, the workpiece 106 a feature, for example a predefined feature 154 which can be detected by sensors, for example by the camera 108 in 1 , and which one with respect to the surface section 110 has a known relative position. This is the position of the surface patch 110 using the predefined feature 154 identifiable (e.g. determinable or verifiable).

3 zeigt ein Werkstück 206 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 3 shows a workpiece 206 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Zur Veranschaulichung von Merkmalen eines Verfahrens gemäß hierin offenbarten Gegenständen ist in 3 ferner ein Laserspot 118 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform weist der Laserspot in einer Richtung größter Längserstreckung eine erste Ausdehnung 156 auf und in einer Richtung senkrecht zu der größten Längserstreckung eine zweite Ausdehnung 158. Gemäß einer Ausführungsform ist der Laserstrahl, welcher den Laserspot 118 erzeugt, ein gepulster Laser so dass eine Bewegung des Laserspots über den Oberflächenabschnitt 110 eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen erzeugt, von denen in 3 einige mit 160 gekennzeichnet sind. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt jeder Laserpuls eine Bearbeitungsstelle 160. Gemäß einer weiteren Ausführungsform überlappen unmittelbar aufeinanderfolgende Laserpulse, so dass auch die durch diese Laserpulse unmittelbar aufeinanderfolgend erzeugten Bearbeitungsstellen 160 überlappen. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung in einer ersten Teiloberfläche 142 des Oberflächenabschnitts 110 zeilenweise entlang einer (ersten) Zeilenlängsrichtung 146, beispielsweise wie in 3 dargestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform überlappen auch benachbarte Laserpulse bzw. die entsprechenden Bearbeitungsstellen 160, die zeitlich nicht unmittelbar aufeinanderfolgend erzeugt wurden. Beispielsweise überlappen auch die Bearbeitungsstellen 160 von zwei benachbarten Zeilen, beispielsweise die Bearbeitungsstellen 160 einer ersten Zeile 162 und die Bearbeitungsstellen 160 einer zweiten Zeile 164, beispielsweise wie in 3 dargestellt.To illustrate features of a method according to subjects disclosed herein, in 3 also a laser spot 118 shown. According to one embodiment, the laser spot has a first extent in a direction of greatest longitudinal extent 156 a second extent on and in a direction perpendicular to the greatest longitudinal extent 158 . According to one embodiment, the laser beam is the laser spot 118 generates a pulsed laser so that a movement of the laser spot over the surface section 110 generated a large number of processing stations, of which in 3 some are marked with 160. According to one embodiment, each laser pulse generates a processing point 160 . According to a further embodiment, directly successive laser pulses overlap, so that the processing points generated by these laser pulses also directly follow one another 160 overlap. According to one embodiment, the processing takes place in a first partial surface 142 of the surface section 110 line by line along a (first) line length direction 146 , for example as in 3 shown. According to a further embodiment, adjacent laser pulses or the corresponding processing points also overlap 160 that were not generated in immediate succession. For example, the processing points also overlap 160 of two adjacent lines, for example the processing points 160 a first line 162 and the processing centers 160 a second line 164 , for example as in 3 shown.

Die Fortsetzungspunkte bei 166 in 3 sollen andeuten, dass die erste Zeile 162 und die zweite Zeile 164 in der Zeilenlängsrichtung 146 bis zu einer zweiten Teiloberfläche 144 fortgesetzt sind (in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt).The continuation points at 166 in 3 are intended to indicate that the first line 162 and the second line 164 in the longitudinal direction 146 up to a second partial surface 144 continued (in 3 not shown for reasons of clarity).

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung in der zweiten Teiloberfläche 144 des Oberflächenabschnitts 110 zeilenweise entlang einer (zweiten) Zeilenlängsrichtung 148, beispielsweise wie in 3 dargestellt. Eine erste Zeile 168 an unmittelbar aufeinanderfolgend erzeugten Bearbeitungsstellen 160 überlappt auch hier mit einer benachbarten zweiten Zeile 170 an unmittelbar aufeinanderfolgend erzeugten Bearbeitungsstellen 160. Gemäß einer Ausführungsform überlappen die Bearbeitungsstellen 160 der ersten Teiloberfläche 142 mit den Bearbeitungsstellen 160 der zweiten Teiloberfläche 144 (in 3 nicht dargestellt), so dass die Zeilenrichtungen 146, 148 in dem Überlappungsbereich möglicherweise nicht mehr eindeutig identifizierbar ist. Dennoch sind typischerweise die Zeilen bzw. die zeilenweise Bearbeitung aus der Umfangskontur 172, 174 der betreffenden Teiloberfläche 142, 144 erkennbar, auch wenn diese Erkennbarkeit möglicherweise nicht über den vollständigen Umfang der Teiloberflächen vorhanden ist, beispielsweise aufgrund der Überlappung der ersten Teiloberfläche 142 und der zweiten Teiloberfläche 144.According to one embodiment, the processing takes place in the second partial surface 144 of the surface section 110 line by line along a (second) line length direction 148 , for example as in 3 shown. A first line 168 at processing points generated in direct succession 160 also overlaps here with an adjacent second line 170 at processing points generated in direct succession 160 . According to one embodiment, the processing points overlap 160 the first part surface 142 with the processing centers 160 the second part surface 144 (in 3 not shown) so that the row directions 146 , 148 may no longer be uniquely identifiable in the overlap area. Nevertheless, the lines or the line-by-line processing are typically out of the circumferential contour 172 , 174 the relevant part surface 142 , 144 recognizable, even if this recognizability may not be present over the entire circumference of the partial surfaces, for example due to the overlapping of the first partial surface 142 and the second part surface 144 .

Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich die erste Teiloberfläche 142 und die zweite Teiloberfläche 144 in einer Orientierung des Strahlprofils (und damit in einer Orientierung der Bearbeitungsstellen 160) relativ zu dem Oberflächenabschnitt 110 (d. h. relativ zu dem Werkstück 206), beispielsweise wie in 3 dargestellt. Es versteht sich, dass anstelle eines elliptischen Strahlprofils des Laserstrahles in seiner Fokusebene (und damit in dem Laserspot 118), wie es beispielhaft in 3 dargestellt ist, gemäß anderen Ausführungsformen jedes andere geeignete/gewünschte Profil verwendet werden kann.According to one embodiment, the first partial surface differ 142 and the second part surface 144 in one orientation of the beam profile (and thus in one orientation of the processing points 160 ) relative to the surface portion 110 (ie relative to the workpiece 206 ), for example as in 3 shown. It goes without saying that instead of an elliptical beam profile of the laser beam in its focal plane (and thus in the laser spot 118 ), as exemplified in 3 is illustrated, any other suitable / desired profile may be used in accordance with other embodiments.

4 zeigt einen Teil einer Laservorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 4th shows part of a laser device 100 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 einen Laserkopf 116 auf, sowie eine Steuervorrichtung 102. Ferner weist gemäß einer Ausführungsform die Laservorrichtung 100 eine Laserquelle 184 auf, beispielsweise eine Laserquelle 184, die extern zu dem Laserkopf 116 angeordnet ist, beispielsweise wie in 4 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Laserquelle über einen Strahlungsweg 186 mit dem Laserkopf 116 gekoppelt, beispielsweise wie in 4 schematisch dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform passiert der Laserstrahl 112 eine Faser 187, wobei der Laserstrahl 112 nach dem Passieren der Faser senkrecht zu einer Strahlrichtung des Laserstrahls 112 in einer Fokusebene ein Strahlprofil aufweist, welches von einer Kreisform abweicht. Beispielsweise kann das Strahlprofil (bzw. die resultierende Form des Laserspots) elliptisch sein, beispielsweise wie in 3 dargestellt, oder beispielsweise rechteckig. Gemäß einer Ausführungsform weist die Aktoranordnung einen Aktor (in 4 nicht dargestellt) auf, mit welchem die Faser rotierbar ist (und damit das Strahlprofil bezüglich des Laserkopfes rotierbar ist).According to one embodiment, the laser device 100 a laser head 116 on, as well as a control device 102 . Furthermore, according to one embodiment, the laser device 100 a laser source 184 on, for example a laser source 184 that are external to the laser head 116 is arranged, for example as in 4th shown. According to one embodiment, the laser source is via a radiation path 186 with the laser head 116 coupled, for example as in 4th shown schematically. According to one embodiment, the laser beam passes 112 one fiber 187 , with the laser beam 112 after passing the fiber perpendicular to a beam direction of the laser beam 112 has a beam profile in a focal plane which deviates from a circular shape. For example, the beam profile (or the resulting shape of the laser spot) can be elliptical, for example as in FIG 3 shown, or for example rectangular. According to one embodiment, the actuator arrangement has an actuator (in 4th not shown), with which the fiber can be rotated (and thus the beam profile can be rotated with respect to the laser head).

Gemäß einer Ausführungsform weist die Laservorrichtung 100 eine Aktoranordnung auf, welche beispielsweise mindestens einen Aktor 188 eines Laserscanners 190 umfasst, beispielsweise eines Laserscanners 190, welcher in dem Laserkopf 116 angeordnet ist, beispielsweise wie in 4 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist der mindestens eine Aktor 188 mit der Steuervorrichtung 102 steuerungsmäßig gekoppelt, beispielsweise wie schematisch bei 125 in 4 angegeben, insbesondere zur Übertragung von Steuersignalen von der Steuervorrichtung 102 an den betreffenden Aktor 188 der Aktoranordnung. Gemäß einer Ausführungsform weist der Laserscanner 190 mindestens einen Spiegel 191 auf, der von dem betreffenden Aktor 188 gemäß den Steuersignalen von der Steuervorrichtung 102 bewegbar ist. According to one embodiment, the laser device 100 an actuator arrangement which, for example, has at least one actuator 188 a laser scanner 190 includes, for example a laser scanner 190 which in the laser head 116 is arranged, for example as in 4th shown. According to one embodiment, the at least one is an actuator 188 with the control device 102 coupled in terms of control, for example as shown schematically at 125 in 4th specified, in particular for the transmission of control signals from the control device 102 to the relevant actuator 188 the actuator arrangement. According to one embodiment, the laser scanner 190 at least one mirror 191 on that of the relevant actuator 188 according to the control signals from the control device 102 is movable.

Durch die Bewegung des mindestens einen Spiegels 191 des Laserscanners 190 kann ein Abstrahlwinkel 192 des Laserstrahles 112 verändert werden, beispielsweise wie durch die durchgezogene Linie bei 112 und die gestrichelte Linie bei 112 in 4 dargestellt.By moving the at least one mirror 191 of the laser scanner 190 can be a beam angle 192 of the laser beam 112 can be changed, for example as indicated by the solid line at 112 and the dashed line at 112 in FIG 4th shown.

Es sollte angemerkt werden, dass hierin offenbarte Elemente (wie beispielsweise eine Steuervorrichtung, eine Laservorrichtung, eine Aktoranordnung, eine Sensoranordnung, etc. nicht auf die dezidierten Entitäten beschränkt sind, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben sind. Vielmehr können die hierin offenbarten Gegenstände auf verschiedene Weisen implementiert werden, während sie immer noch die offenbarte spezifische Funktionalität liefern.It should be noted that elements disclosed herein (such as a control device, a laser device, an actuator arrangement, a sensor arrangement, etc. are not limited to the dedicated entities as described in some embodiments. Rather, the subjects disclosed herein can be different Ways to be implemented while still providing the specific functionality disclosed.

Es wird darauf hingewiesen, dass jede hierin offenbarte Entität (beispielsweise Vorrichtung, Element, Merkmal und Verfahrensschritt) nicht auf eine dezidierte Entität beschränkt ist, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben ist. Vielmehr können die hierin beschriebenen Gegenstände auf verschiedene Weisen mit verschiedener Granularität auf Vorrichtungs-Niveau, auf Verfahrens-Niveau, oder auf Software-Niveau bereitgestellt sein, während sie immer noch die angegebene Funktionalität liefern. Ferner sollte angemerkt werden, dass gemäß Ausführungsformen eine separate Entität für jede der hierin offenbarten Funktionen bereitgestellt sein kann. Gemäß anderer Ausführungsformen kann eine Entität konfiguriert sein, um zwei oder mehr Funktionen, wie sie hierin beschrieben sind, zu liefern. Gemäß nochmals anderen Ausführungsformen können zwei oder mehr Entitäten konfiguriert sein, um zusammen eine Funktion, wie sie hierin beschrieben ist, zu liefern.It should be noted that each entity disclosed herein (for example device, element, feature and method step) is not limited to a dedicated entity as described in some embodiments. Rather, the subject matter described herein may be provided in various ways with various granularity at the device level, at the method level, or at the software level, while still providing the functionality indicated. It should also be noted that, according to embodiments, a separate entity may be provided for each of the functions disclosed herein. According to other embodiments, an entity can be configured to provide two or more functions as described herein. According to still other embodiments, two or more entities can be configured to together provide a function as described herein.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Implementierungen in den Zeichnungen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der hierin offenbarten Gegenstände darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offenbart anzusehen sind. Ferner sollte erwähnt werden, dass Begriffe wie „ein“ oder „eines“ eine Mehrzahl nicht ausschließen. Begriffe wie „enthaltend“ oder „aufweisend“ schließen weitere Merkmale oder Verfahrensschritte nicht aus. Die Begriffe „aufweisend“ oder „enthaltend“ umfassen jeweils die beiden Bedeutungen „unter anderem aufweisend“ und „bestehend aus“.It is pointed out that the implementations described here in the drawings represent only a limited selection of possible embodiment variants of the subject matter disclosed herein. It is thus possible to combine the features of individual embodiments with one another in a suitable manner, so that for the person skilled in the art with the embodiment variants explicitly shown here, a large number of different embodiments can be viewed as disclosed. It should also be mentioned that terms such as “a” or “an” do not exclude a plurality. Terms such as “containing” or “having” do not exclude further features or process steps. The terms “having” or “containing” each include the two meanings “including” and “consisting of”.

Ferner sollte angemerkt werden, dass, während die exemplarischen Verfahren, Laservorrichtungen, Werkstücke und Computerprogrammprodukte in den Zeichnungen eine bestimmte Kombination von mehreren Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände zeigt, jede andere Kombination von Ausführungsformen ebenso möglich und mit dieser Anmeldung als offenbart anzusehen ist.Furthermore, it should be noted that while the exemplary methods, laser devices, workpieces and computer program products in the drawings show a particular combination of several embodiments of the subject matter disclosed herein, any other combination of embodiments is also possible and is to be regarded as disclosed with this application.

Eine vorteilhafte Kombination von Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Offenbart wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl, wobei der Laserstrahl auf dem Werkstück einen Laserspot erzeugt. Der Laserspot wird zur Bearbeitung eines Oberflächenabschnitts des Werkstücks über den Oberflächenabschnitt bewegt. Dabei erfolgt die Bearbeitung des Oberflächenabschnitts in mindestens zwei Teiloberflächen mit unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien.

An advantageous combination of embodiments of the subjects disclosed herein can be summarized as follows:

A method for machining a workpiece with a laser beam is disclosed, the laser beam generating a laser spot on the workpiece. The laser spot is moved over the surface section to process a surface section of the workpiece. The surface section is processed in at least two sub-surfaces with different processing strategies.

Claims

Method for machining a workpiece (106) with a laser beam (112), the laser beam (112) generating a laser spot (118) on the workpiece (106); - wherein the laser spot (118) for processing a surface section (110) of the workpiece (106) is moved over the surface section (110), at least temporarily a radiation angle of the laser beam (112) and / or a focus position is varied in the beam direction of the laser beam (112); and - wherein the machining of the surface section (110) takes place in at least two sub-surfaces (142, 144) with different machining strategies.

Procedure according to Claim 1 , - wherein the workpiece (106) consists of aluminum, in particular die-cast aluminum, or is an aluminum extrusion; and / or - wherein the workpiece (106) consists of cast steel, in particular cast steel with a minimum wall thickness of at least 0.7 mm; and / or - wherein the workpiece (106) is a 3D free-form part, in particular wherein the surface section (110) extends in three spatial directions.

Method according to one of the preceding claims, wherein a position of the surface section is identified - Via its known position on the workpiece (106) and / or - by a sensory detection of a feature of the workpiece and a known relative position of the surface section (110) with respect to the feature.

Method according to one of the preceding claims, wherein the laser beam (112) is emitted by a laser head and the laser beam (112) has a beam profile in a focal plane, and wherein the different processing strategies differ with regard to at least one of the following aspects: - Speed of a relative movement between the laser head and the workpiece (106) during the processing of the surface section (110); - Orientation of the beam profile relative to the surface section (110), in particular wherein the beam profile is a non-circular beam profile.

Method according to one of the preceding claims, wherein the laser beam (112) is a pulsed laser beam (112) and wherein the different machining strategies differ with regard to the type and / or extent of the overlap of adjacent laser pulses on the surface section (110).

Method according to one of the preceding claims, wherein the machining of the surface section (110) takes place at least partially in parallel lines, the lines defining a line longitudinal direction and having a length; and in particular - the longitudinal direction of the rows differs in the at least two sub-surfaces (142, 144); and or - In the case of a pulsed laser, laser pulses which immediately follow one another in the longitudinal direction of the lines define a laser line; and or - The lengthwise direction of the lines of the respective partial surface is chosen so that for at least one of the at least two partial surfaces (142, 144) the number of parallel lines and running in the lengthwise direction of the lines is at most 120% of a minimum number of lines, in particular that the number of lines is minimal becomes; and or - The line longitudinal direction of the relevant partial surface is selected so that for at least one of the at least two partial surfaces (142, 144) the length of the parallel lines and running in the line longitudinal direction is at least 80% of a maximum length, in particular that the length of the lines is a maximum.

Method according to one of the preceding claims, - wherein the surface section (110) is a first surface section (110) and the method comprises the machining of a further surface section (110); and - The further surface section (110) is machined using the machining strategy of the first partial surface or the machining strategy of the second partial surface; and or - the relative position between the laser head and the workpiece (106) not being changed between the machining of one of the partial surfaces (142, 144) of the first surface section (110) and the machining of the at least one further surface section (110); and or - the first surface section (110) and the at least one further surface section (210) are separated from one another by a surface area (180) of the workpiece (106) which is not intended for machining.

Method according to one of the preceding claims, - wherein the laser beam (112) passes a fiber (187) and, after passing the fiber (187) perpendicular to a beam direction of the laser beam (112), has a beam profile in a focal plane which deviates from a circular shape; and - wherein an orientation of the beam profile with respect to the surface section (110) is set by rotating the fiber with respect to the laser head.

Method according to one of the Claims 4 to 6th - wherein the surface section (110) is divided into the at least two sub-surfaces (142, 144) by selecting a type of division from at least two alternative types of division; and / or - wherein an order of processing of at least two of the at least two partial surfaces (142, 144) takes place by selecting an order from at least two alternative orders; and / or - at least one of the different machining strategies is determined by selecting a machining strategy from at least two alternative machining strategies which differ with regard to at least one of the following aspects: i. Type and extent of the overlap of neighboring laser pulses; ii. the longitudinal direction of the rows of at least one of the partial surfaces (142, 144); iii. Orientation of the beam profile in the focal plane relative to the workpiece (106), in particular wherein the beam profile is a non-circular beam profile.

Method according to one of the Claims 1 to 9 The definition of at least one of the machining strategies and / or of at least one of the types of division and / or of at least one of the sequences comprises the application of numerical methods for optimizing the machining strategy, in particular - only a subset of a total number of possible parameter combinations is examined; and / or - in an iterative process based on an initial parameter combination by varying the parameters, at least one further parameter combination is found.

Workpiece (106) with a surface section (110), wherein the surface section (110) has at least two partial surfaces (142, 144) which differ in at least one feature, in particular in one of the following features: - The at least two sub-surfaces (142, 144) each have a plurality of processing points, at least some of the processing points having a contour that differs from a circular shape in a contour section, and wherein the two sub-surfaces (142, 144) differ differentiate the contour sections in an orientation of the contour sections, in particular wherein the plurality of processing points is arranged along a line, the processing points having a contour with a straight edge and a longitudinal direction of the lines extending transversely, in particular perpendicularly, to the edge; - The at least two sub-surfaces (142, 144) are at least partially machined line-by-line, the line longitudinal directions of the at least two sub-surfaces (142, 144) differing from one another; - The at least two sub-surfaces (142, 144) have a multiplicity of processing points which differ in the type and extent of an overlap between adjacent processing points.

Workpiece (106) Claim 11 , further comprising at least one of the following features: the longitudinal direction of the rows of at least one of the sub-surfaces (142, 144) is selected such that the number of parallel lines running in the longitudinal direction of the rows is at most 120% of a minimum number of rows, in particular that the Number of lines is minimal; - The longitudinal direction of the row of at least one of the partial surfaces (142, 144) is selected such that the length of at least one of the parallel lines and running in the longitudinal direction of the row is at least 80% of a maximum length, in particular that the length of the rows is maximum; - The sub-surfaces (142, 144) are separated by a surface area that is not machined, in particular where machining points of the sub-surfaces (142, 144) have the same orientation; - A line longitudinal direction is arranged perpendicular to an edge of one of the processing points.

Laser device for processing a surface section (110) of a workpiece (106) with a laser beam (112), the laser device comprising: - A control device (102) which is configured to machine the surface section (110) to be machined in at least two sub-surfaces (142, 144) with different machining strategies.

Computer program product containing a program element which is set up to, when the program element is executed on a processor device (128), a method according to any one of the Claims 1 to 10 execute.