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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks.
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Vorrichtungen zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem hochenergetischen Bearbeitungsstrahl sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden beispielsweise bei Lasermaterialbearbeitungsprozessen Anwendung. Hierbei wird ein hochenergetischer Bearbeitungsstrahl in Form eines Laserbearbeitungsstrahls verwendet, um auf ein oder mehrere Werkstücke oder Werkstückteile einzuwirken, etwa um diese im Bereich eines Überlappstoßes, einer Nahtfuge und/oder Fügekante miteinander zu verschweißen.
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In entsprechenden Bearbeitungssystemen kommt oftmals ein optischer Kohärenztomograph (OCT) zum Einsatz, mittels dessen ein Messstrahl erzeugt werden kann, der in die Bearbeitungsstrahloptik einkoppelbar ist. Hierdurch können die Bearbeitungsprozesse dreidimensional überwacht werden, indem zusätzlich zu einer üblichen zweidimensionalen Überwachung mittels Kameras oder dergleichen der Kohärenztomograph eingesetzt wird, um eine Tiefenmessung während des Bearbeitungsprozesses zu ermöglichen.
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Werden übereinanderliegende Werkstücke wie beispielsweise Bleche verschweißt, kann eine genaue Betrachtung eines OCT-Tiefenprofils zur Prozessüberwachung hilfreich sein, insbesondere um das Vorhandensein eines Spalts zwischen den Werkstücken erkennen zu können, der sich negativ auf das Verschweißen auswirken kann. Im Artikel „Inline monitoring of laser processing: new industrial results with the low coherence interferometry sensor approach“ von Kogel-Hollacher et al.
(doi: 10.1117/12.2208004) wird eine Spalterkennung auf der Grundlage einer Echtzeit-OCT-Messung vorgeschlagen. Während des Schweißprozesses wird dabei eine OCT-Tiefenmessung durchgeführt. Ein vorhandener Spalt soll dann anhand eines Sprungs und eines Plateaus im Zeit-Bearbeitungstiefen-Diagramm erkennbar sein, die auftreten, wenn nach Durchbruch des oberen Werkstücks der Bearbeitungsstrahl zunächst vergleichsweise ungehindert durch den Spalt hindurchtritt und sodann beginnt, die Oberseite des unteren Werkstücks aufzuschmelzen.
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Wie im Artikel „Real time monitoring of laser beam welding keyhole depth by laser interferometry‟ von J. J. Blecher et. al. (doi: 10.1179/1362171814Y.0000000225) beschrieben ist, kann eine OCT-Messung zudem dazu verwendet werden, die Ausbildung eines sogenannten Keyholes in Echtzeit zu beobachten, also eines sich während der Laserbearbeitung ausbildenden Kanals im aufgeschmolzenen Material.
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Aus
DE 10 2013 015 656 A1 ist ein Verfahren bekannt, das unter Verwendung eines optischen Kohärenztomographen ein Messen der Eindringtiefe eines Laserstrahls in ein Werkstück erlaubt. Hierbei wird mittels eines ersten Messstrahls ein Abstand zwischen einem Referenzpunkt und einer Werkstückoberfläche ermittelt, während ein zweiter Messstrahl in das Keyhole (Dampfkapillare) der aktuellen Schweißstelle gelenkt wird. Die Messung mit dem zweiten Messstrahl erlaubt das Bestimmen eines Abstands zwischen dem Referenzpunkt und einem Messpunkt innerhalb des Keyholes. Aus den ermittelten Abständen wird auf die Eindringtiefe des Laserstrahls geschlossen.
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Die Gewinnung von Echtzeit-OCT-Daten setzt voraus, dass für einen bestimmten Messwert bekannt ist, welchem Zeitpunkt im Bearbeitungsprozess dieser zuzuordnen ist. Diese Zuordnung wird üblicherweise dadurch erreicht, dass eine Steuereinheit zu einem bestimmten Zeitpunkt Steuerbefehle sowohl an den optischen Kohärenztomographen als auch an einen Bearbeitungslaser aussendet. Die gewonnenen Messdaten können dann dem Zeitpunkt der Befehlsaussendung zugeordnet werden.
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In der Praxis kann dabei ein zeitlicher Jitter auftreten, also eine Genauigkeitsschwankung im Signal, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Taktraten bei der Befehlsverarbeitung für unterschiedliche Geräte oder aufgrund unterschiedlicher Datenübertragungsraten zu den Geräten. Die zeitliche Zuordnung kann daher einem zeitlichen Fehler unterliegen, der sich auf die Interpretation der Messdaten auswirkt, da die Größenordnung des Jitters der Größenordnung der Zeitdauer nahe kommt, die die Ausbildung eines Keyholes in Anspruch nimmt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und genaue Messung einer Eindringtiefe zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks, insbesondere eines Schweißprozesses zum Verbinden des Werkstücks mit einem weiteren Werkstück, mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Erzeugen eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls;
- Projizieren und/oder Fokussieren des Bearbeitungsstrahls auf das Werkstück, wobei nach Maßgabe eines zeitabhängigen Bearbeitungssteuersignals zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten unterschiedliche Bearbeitungsbereiche des Werkstücks bearbeitet werden;
- Erzeugen eines Messstrahls mittels eines optischen Kohärenztomographen, wobei der Messstrahl in den Bearbeitungsstrahl einkoppelbar ist;
- Bestimmen von Messpunkten während des Bearbeitungsprozesses mittels des optischen Kohärenztomographen unter Verwendung des Messstrahls nach Maßgabe eines zeitabhängigen Messsteuersignals, wobei die Messpunkte jeweils einen Messzeitpunkt und einen Messabstandswert umfassen, wobei der Messabstandswert mit einer Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls in das Werkstück zusammenhängt;
- Gewinnen zumindest eines externen Signals, das auf einer Messgröße beruht und das unabhängig ist von einer Verarbeitung des Bearbeitungssteuersignals und des Messsteuersignals;
- Zuordnen unterschiedlicher Messpunkte zu unterschiedlichen
- Bearbeitungszeitpunkten, wobei das Zuordnen nach Maßgabe des zumindest einen externen Signals erfolgt; und
- Überwachen der Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls auf der Grundlage der Zuordnung der Messpunkte zu den Bearbeitungszeitpunkten.
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Ferner wird eine Vorrichtung zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks, insbesondere eines Schweißprozesses zum Verbinden des Werkstücks mit einem weiteren Werkstück, mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls bereitgestellt, wobei die Vorrichtung umfasst:
- eine Bearbeitungseinheit mit einer Bearbeitungsstrahlquelle zum Erzeugen des hochenergetischen Bearbeitungsstrahls und mit einer Bearbeitungsstrahloptik zum Projizieren und/oder Fokussieren des Bearbeitungsstrahls auf das Werkstück, wobei nach Maßgabe eines zeitabhängigen Bearbeitungssteuersignals zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten unterschiedliche Bearbeitungsbereiche des Werkstücks bearbeitbar sind;
- einen optischen Kohärenztomographen zur Erzeugung eines Messstrahls, wobei der Messstrahl in den Bearbeitungsstrahl einkoppelbar ist; und
- eine Steuereinheit, die eingerichtet ist zum:
- Bestimmen von Messpunkten während des Bearbeitungsprozesses mittels des optischen Kohärenztomographen unter Verwendung des Messstrahls nach Maßgabe eines zeitabhängigen Messsteuersignals, wobei die Messpunkte jeweils einen Messzeitpunkt und einen Messabstandswert umfassen, wobei der Messabstandswert mit einer Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls in das Werkstück zusammenhängt;
- Gewinnen zumindest eines externen Signals, das auf einer Messgröße beruht und das unabhängig ist von einer Verarbeitung des Bearbeitungssteuersignals und des Messsteuersig nals;
- Zuordnen unterschiedlicher Messpunkte zu unterschiedlichen
- Bearbeitungszeitpunkten, wobei das Zuordnen nach Maßgabe des zumindest einen externen Signals erfolgt; und
- Überwachen der Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls auf der Grundlage der Zuordnung der Messpunkte zu den Bearbeitungszeitpunkten.
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Erfindungsgemäß kann ein hoher Grad an Genauigkeit einer Eindringtiefenmessung erzielt werden. Zudem kann ein hoher Grad an Zuverlässigkeit einer Eindringtiefenmessung erzielt werden. Durch die Verwendung eines auf einer Messgröße beruhenden externen Signals für die zeitliche Zuordnung von Messpunkten kann ein Jitter zwischen Auslösesignalen für ein Erzeugen des Bearbeitungsstrahls und dem Beginn einer Zeitmessung reduziert werden. Pseudofehler bei der Auswertung von zeitabhängigen OCT-Daten können vermieden werden. Die Erfindung gestattet es, Fehler bei der Bestimmung einer Eindringtiefe zu vermeiden, die auf unterschiedliche Taktraten von softwarebasierten Befehlsausführungen oder unterschiedliche Datenübertragungsraten zurückgehen. Zudem kann eine Überwachung eines Bearbeitungsprozesses auf der Grundlage der bestimmten Eindringtiefe erfolgen, die von der genauen und zuverlässig bestimmbaren Eindringtiefe profitiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Insbesondere ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, das Verfahren teilautomatisiert oder automatisiert durchzuführen. Wenn im Folgenden auf Verfahrensschritte Bezug genommen wird, versteht sich, dass die Steuereinheit entsprechend dazu eingerichtet sein kann, die beschriebenen Schritte umzusetzen. Zudem versteht sich, dass das Verfahren mit einem System durchgeführt werden kann, das ggf. weitere Komponenten aufweist, wie sie im Folgenden für einige Varianten der Erfindung beschrieben sind.
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Ferner kann eine Ablenkeinrichtung vorgesehen sein, mittels derer der Messstrahl derart ablenkbar ist, dass dieser innerhalb eines Nahbereichs eines Auftreffpunkts des Bearbeitungsstrahls auf dem Werkstück führbar ist. Der Messstrahl kann hierdurch beispielsweise in ein bei der Bearbeitung entstehendes Keyhole und/oder unmittelbar auf den Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls auf dem Werkstück richtbar sein. Typischerweise wird die Eindringtiefe in dem Keyhole gemessen, indem der Messstrahl in dieses hinein gerichtet wird.
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Das externe Signal kann dahingehend unabhängig von der Verarbeitung des Bearbeitungssteuersignals und des Messsteuersignals sein, dass es nicht numerisch aus diesen Signalen gewonnen wird. Insbesondere ist das externe Signal kein von der Steuereinheit erzeugtes Signal. Das externe Signal kann mit dem Bearbeitungssteuersignal und/oder dem Messsteuersignal korreliert sein und sich insbesondere auf einen oder mehrere bestimmte Bearbeitungspunkte beziehen. Das externe Signal ist jedoch als Messgröße von einem physischen Vorgang abhängig. Das externe Signal ist daher typischerweise nicht lediglich auf Vorgaben eines Steuerprogramms zurückzuführen. Insbesondere kann das externe Signal nicht vollständig deterministisch auf das Bearbeitungssteuersignal und das Messsteuersignal zurückgeführt werden.
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Die Maßgabe, nach der das Zuordnen der unterschiedlichen Messpunkte zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten erfolgt, umfasst in einigen Fällen eine zeitliche Korrektur und/oder Verschiebung. Beispielsweise wird das externe Signal dazu verwendet, einen bestimmten Messpunkt demjenigen Zeitpunkt zuzuordnen oder zumindest anzunähern, zu dem ein Auslösen des Bearbeitungsstrahls erfolgt ist, das für den bestimmten Messpunkt kausal ist.
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Die Erfindung kann ein Überwachen der Eindringtiefe beinhalten, wobei das Überwachen das Bestimmen der Eindringtiefe umfasst. Das Überwachen umfasst vorteilhaft ein kontinuierliches oder intermittierendes Bestimmen mehrerer Eindringtiefen auf der Grundlage mehrerer Messpunkte, beispielsweise im Rahmen einer während der Bearbeitung fortlaufend durchgeführten Überwachungsmessung.
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Gemäß der Erfindung kann eine Bearbeitungsstrahloptik vorgesehen sein, beispielsweise in einem Bearbeitungskopf. Der Bearbeitungsstrahl kann ein Laserbearbeitungsstrahl sein. Der Messstrahl ist insbesondere ein Laserstrahl, der unabhängig von dem Bearbeitungsstrahl erzeugbar ist. Der Messstrahl kann in die Bearbeitungsstrahloptik einkoppelbar sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtungen kann einen bewegbaren Bearbeitungskopf umfassen, der zum Beispiel von einem Industrieroboter getragen und relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück bewegbar sein kann. Die Bearbeitungsstrahloptik kann dabei in dem bewegbaren Bearbeitungskopf angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Werkstück relativ zu dem Bearbeitungskopf bewegbar sein.
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Der Referenzarm kann unveränderlich oder anpassbar ausgestaltet sein. Beispielsweise können optische Eigenschaften des Referenzarms wie dessen optische Weglänge und/oder dessen Gesamtdispersion einstellbar sein, etwa um diese an eine Veränderte Weglänge des Bearbeitungsstrahls und/oder an unterschiedliche Ablenkeinrichtungen für den Messstrahl anzupassen. Zudem kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mehrere parallel, alternativ und/oder in Serie betreibbare Referenzarme vorgesehen sind, die sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden. Somit kann ermöglicht werden, dass beispielsweise beim Wechsel optischer Komponenten der Strahlführung manuell oder automatisch auf einen anderen Referenzarm umgeschaltet wird, um die optische Entsprechung von Referenzarm und Messarm zu bewerkstelligen.
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Üblicherweise wird der optische Kohärenztomograph nicht auf dem Industrieroboter angeordnet. Dieser ist dann ortsfest und über Lichtleiter wie beispielsweise Fasern mit dem Bearbeitungskopf verbunden. Der Bearbeitungskopf ist daher relativ zu dem Kohärenztomographen bewegbar. Erfindungsgemäß kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der optische Kohärenztomograph und insbesondere dessen Sensorik auf dem Industrieroboter, beispielsweise innerhalb und/oder nahe des Bearbeitungskopfes, angeordnet ist. Der Kohärenztomograph kann dann mit dem Bearbeitungskopf und/oder mit bewegten Komponenten des Industrieroboters mitbewegbar sein. Die Erfinder haben erkannt, dass sich hierfür die Verwendung von Swept-Source-Systemen anbietet, da diese über eine wenig empfindliche Freistrahloptik verfügen.
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Der optische Kohärenztomograph kann eine Strahlerzeugungseinheit zur Erzeugung des Messstrahls sowie eines Referenzstrahls umfassen. Ferner kann der optische Kohärenztomograph einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit erstreckenden Messarm, in dem der Messstrahl optisch führbar ist, sodass dieser auf ein Messobjekt projizierbar ist, und einen sich ausgehend von der Strahlerzeugungseinheit erstreckenden Referenzarm aufweisen, in dem der Referenzstrahl optisch führbar ist und der den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge und/oder in seinen sonstigen optischen Eigenschaften nachbildet, sodass der Messstrahl und der Referenzstrahl nach Durchlaufen des Messarms bzw. des Referenzarms zur Erzeugung eines Interferenzsignals überlagert werden können.
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Der Messstrahl weist typischerweise eine Leistung von etwa 5 mW auf und unterliegt daher der Laserschutzklasse 3B. Erfindungsgemäß kann daher ein Interlock vorgesehen sein, mittels dessen ein Interlock-Signal erzeugt wird. Das Interlock-Signal kann ein Abschalten der Strahlerzeugungseinheit bewirken, sodass der Messstrahl abgeschaltet wird, sobald sich ein Benutzer Zugang zur Strahlerzeugungseinheit verschafft. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Leistung in diesem Fall reduziert wird, sodass auf der Grundlage eines sicherheitstechnisch unbedenklichen Messstrahls weiterhin Justagearbeiten vorgenommen werden können, auch wenn am optischen Kohärenztomographen bzw. an dessen Strahlerzeugungseinheit gearbeitet wird.
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Eine besonders zuverlässige Überwachung kann insbesondere dann erzielt werden, wenn das Bestimmen der Eindringtiefe einen Vergleich von zugeordneten Messpunkten mit einer vorgegebenen Hüllkurve umfasst. Die Hüllkurve kann über eine Wolke von OCT-Messpunkten gelegt sein. Das Zuordnen unterschiedlicher Messpunkte zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten umfasst in diesem Fall vorteilhaft ein Verschieben der Hüllkurve entlang einer Zeitachse. Die Hüllkurve kann dazu dienen, die Eindringtiefe und/oder deren Verlauf zu bestimmen, insbesondere indem Messpunkte, die auf Reflexionen des Messstrahls an Punkten oberhalb einer aktuell maximalen Eindringtiefe zurückzuführen sind, bei der Bestimmung der Eindringtiefe außer Betracht bleiben. Insbesondere wird eine Position der Hüllkurve auf der Zeitachse numerisch unabhängig von dem Bearbeitungssteuersignal und dem Messsteuersignal angepasst.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bearbeitungsstrahl mittels eines Bearbeitungslasers erzeugt wird, wobei das zumindest eine externe Signal ein analoges Feedback-Signal des Bearbeitungslasers umfasst. Das externe Signal kann beispielsweise das Ausgangssignal einer integrierten Photodiode des Bearbeitungslasers sein. Das analoge Feedback-Signal ist vorteilhaft unmittelbar abhängig von einem tatsächlichen Beginn eines Aussenden des Bearbeitungsstrahls. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich ein zeitlicher Jitter zwischen dem Messsteuersignal und dem Bearbeitungssteuersignal auf eine Eindringtiefenmessung auswirkt. Zudem kann hierdurch zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Zuordnung von Messpunkten zu Bearbeitungszeitpunkten in einfacher und zuverlässiger Weise auf ein vorhandenes externes Signal zurückgegriffen werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Bearbeitungsstrahl mittels einer Bearbeitungsstrahloptik projiziert und/oder fokussiert wird, wobei das zumindest eine externe Signal ein Ausgangssignal einer Photodiode umfasst, die eine Leistung des Bearbeitungsstrahls in einem Bereich der Bearbeitungsstrahloptik bestimmt. Vorteilhaft wird nach Maßgabe des Ausgangssignals der Photodiode, die einen Leistungswert des Bearbeitungsstrahls bestimmt, ermittelt, ab welchem Zeitpunkt Leistung des Bearbeitungsstrahls anliegt. Hierdurch liegt ein direkter zeitlicher Zusammenhang zwischen dem externen Signal und einem Zeitpunkt eines tatsächlichen Anliegens von Bearbeitungsstrahlleistung vor, sodass die resultierende Zuordnung von Messpunkten zu Bearbeitungszeitpunkten von einem Jitter zwischen dem Messsteuersignal und dem Bearbeitungssteuersignal auf eine Eindringtiefenmessung nicht beeinträchtigt wird. Die Photodiode, die eine Leistung des Bearbeitungsstrahls in einem Bereich der Bearbeitungsstrahloptik bestimmt, kann beispielsweise hinter einem teildurchlässigen Spiegel der Bearbeitungsstrahloptik angeordnet sein. Die Photodiode, die eine Leistung des Bearbeitungsstrahls in einem Bereich der Bearbeitungsstrahloptik bestimmt, kann dazu eingerichtet sein, von der Bearbeitungsstrahlquelle kommendes Licht zu detektieren. Hierbei kann das Ausgangssignal der Photodiode, die eine Leistung des Bearbeitungsstrahls in einem Bereich der Bearbeitungsstrahloptik bestimmt, dazu verwendet werden, einen tatsächlichen Zeitpunkt eines Auftreffens des Bearbeitungsstrahls auf der Bearbeitungsstrahloptik zu ermitteln. Insbesondere ist das externe Signal unmittelbar abhängig von diesem tatsächlichen Zeitpunkt.
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Eine genaue zeitliche Zuordnung bezüglich einer aktuellen Einkopplung von Leistung in das zu bearbeitende Werkstück kann insbesondere dann erzielt werden, wenn das zumindest eine externe Signal ein Ausgangssignal einer Photodiode umfasst, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls bestimmt. Gemäß einer Weiterbildung wird nach Maßgabe des Ausgangssignals der Photodiode, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls bestimmt, ermittelt, ab welchem Zeitpunkt Leistung des Bearbeitungsstrahls in das Werkstück eingekoppelt wird. Die Photodiode, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls bestimmt, kann beispielsweise hinter der Ablenkeinrichtung für den Messstrahl angeordnet sein, wobei diese zweckmäßigerweise teildurchlässig ausgebildet ist, sodass ein Anteil der Reflexion des gemeinsam mit dem reflektierten Messstrahl zur Ablenkeinrichtung laufender reflektierter Anteil des Bearbeitungsstrahls auf besagte Photodiode treffen kann. Hierbei kann das Ausgangssignal der Photodiode, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls bestimmt, dazu verwendet werden, einen tatsächlichen Zeitpunkt eines Auftreffens des Bearbeitungsstrahls auf dem Werkstück zu ermitteln. Insbesondere ist das externe Signal unmittelbar abhängig von diesem tatsächlichen Zeitpunkt.
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Des Weiteren kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Bearbeitungsstrahl mittels einer bewegbaren Bearbeitungsstrahloptik auf das Werkstück projiziertund/oder fokussiert wird, wobei das externe Signal von einer tatsächlichen Bewegung der Bearbeitungsstrahloptik abhängt. Hierdurch kann unabhängig von einem Steuersignal zur Bewegung eines Bearbeitungskopfes, das relativ zu dem Messsteuersignal einem zeitlichen Jitter unterliegen kann, ein Zeitpunkt des Bearbeitungsbeginns präzise bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Bewegungssensor vorgesehen sein, auf dessen Ausgangssignal das externe Signal beruht. Der Bewegungssensor kann beispielsweise einen Kraftsensor und/oder einen optischen Sensor umfassen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein entsprechend trainiertes neuronales Netz zur Verarbeitung des Ausgangssignals der Photodiode, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls bestimmt, und/oder der Photodiode, die einen Leistungswert des Bearbeitungsstrahls bestimmt, verwendet wird, um die unterschiedlichen Messpunkte den unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten zuzuordnen. Das neuronale Netz kann alternativ oder zusätzlich das analoge Feedback-Signal des Bearbeitungslasers bei der Verarbeitung berücksichtigen. Ferner kann das neuronale Netz bei der Verarbeitung alternativ oder zusätzlich eine Abhängigkeit von einer tatsächlichen Bewegung der Bearbeitungsstrahloptik berücksichtigen. Das neuronale Netz ist insbesondere ein künstliches neuronales Netz. Je nach Anwendung können beispielsweise die Zusammenhänge zwischen dem ermittelten Leistungswert des Bearbeitungsstrahls und dem ermittelten Leistungswert des reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls komplex sein, weshalb es vorteilhaft sein kann, ein neuronales Netz einzulernen. Dies kann überwacht oder unüberwacht erfolgen und/oder unter Verwendung eines bestärkenden Lernverfahrens. Das neuronale Netz wird dabei auf einen Sollbereich trainiert, sodass mit dem trainierten Netz ein durch bestimmte Messgrößen charakterisierter Zustand klassifiziert werden kann. Hierdurch kann eine Anpassung an unterschiedliche Systeme, Werkstücke und Komponenten erfolgen, ohne dass Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Messgrößen von vornherein bekannt sein müssen.
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Eine zuverlässige und wenig fehleranfällige automatisierte Bearbeitung kann insbesondere dann ermöglicht werden, wenn ferner ein Regeln der Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls auf der Grundlage der bestimmten Eindringtiefe vorgesehen ist. Das Überwachen des Bearbeitungsprozesses kann das Regeln der Eindringtiefe umfassen. Das Regeln kann auf der Grundlage des externen Signals erfolgen, wobei dieses wie beschrieben von einer oder mehreren unterschiedlichen Messgrößen abhängen kann. Ferner kann das neuronale Netz als Teil eines Reglers verwendet werden, der dazu eingerichtet ist, das Regeln der Eindringtiefe durchzuführen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die im Zusammenhang mit Weiterbildungen der Erfindung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale können vom Fachmann beliebig kombiniert werden, ohne dabei vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen, wie ihn die unabhängigen Ansprüche festlegen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Darstellung;
- 2 ein schematisches Diagramm eines zeitlichen Verlaufs von Messabstandswerten;
- 3 eine schematische Darstellung eines Regelkreises, wie er in der Vorrichtung verwendet werden kann; und
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 38 zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks 10. Bei dem Bearbeitungsprozess handelt es sich im dargestellten Beispiel um einen Schweißprozess zum Verbinden des Werkstücks 10 mit einem weiteren Werkstück 12.
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Die Vorrichtung 38 umfasst eine Bearbeitungseinheit 40 mit einer Bearbeitungsstrahlquelle 42 zum Erzeugen eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls 14. Die Bearbeitungsstrahlquelle 42 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Bearbeitungslaser 28, dessen Laserstrahl den Bearbeitungsstrahl 14 bildet. Die Bearbeitungseinheit 40 umfasst ferner eine Bearbeitungsstrahloptik 30 zum Projizieren und Fokussieren des Bearbeitungsstrahls 14 auf das Werkstück 10 bzw. auf das Werkstück 12.
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Die Bearbeitungsstrahloptik 30 ist gemäß dieser Ausführungsform auf einem nicht dargestellten Industrieroboter angeordnet, mittels dessen die Bearbeitungsstrahloptik 30 bewegbar ist. Zudem umfasst die Bearbeitungsstrahloptik 30 geeignet bewegbare optische Komponenten wie etwa einen schwenkbaren Spiegel, mittels dessen ein Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls 14 auf dem Werkstück 10 bzw. dem Werkstück 12 verändert werden kann.
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Die Werkstücke 10, 12 und die Bearbeitungsstrahloptik 30 sind relativ zueinander bewegbar, sodass die Werkstücke 10, 12 entlang einer bestimmten Trajektorie bearbeitet werden können, im dargestellten Fall entlang einer Schweißnaht 56. Eine Bearbeitung erfolgt somit in eine Bearbeitungsrichtung 60.
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Die Vorrichtung 38 umfasst zudem einen optischen Kohärenztomographen 18 üblichen Aufbaus, der über einen nicht dargestellten Referenzarm und einen Messarm verfügt. Der optische Kohärenztomograph 18 ist zur Erzeugung eines Messstrahls 16 eingerichtet, der über eine Ablenkeinrichtung 64 und ggf. weitere geeignete optische Komponenten in den Bearbeitungsstrahl 14 bzw. in die Bearbeitungsstrahloptik 30 einkoppelbar ist. Der Messarm umfasst dabei einen optischen Weg, der sich von der Bearbeitungsstrahloptik 30 zum Werkstück 10 bzw. zum Werkstück 12 erstreckt. Für die Erzeugung des Messstrahls 16 umfasst der Kohärenztomograph einen nicht dargestellten Laser, d.h. bei dem Messstrahl 16 handelt es sich um einen Laserstrahl.
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Die Ablenkeinrichtung 64 gestattet es, den Messstrahl 16 relativ zu dem Bearbeitungsstrahl 14 auszulenken, sodass Bearbeitungsstrahl 14 und Messstrahl 16 auf einen gemeinsamen Auftreffpunkt oder auf unterschiedliche Auftreffpunkte in einem Bearbeitungsbereich gerichtet werden können. Dies ist in 1 durch die Darstellung zweier möglicher Verläufe des Messstrahls 16 ausgehend von der Bearbeitungsstrahloptik 30 veranschaulicht. Beispielsweise kann der Messstrahl 16 in Bearbeitungsrichtung 60 vor einen aktuellen Bearbeitungsbereich gelenkt werden, um Messungen an einer Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke 10, 12 durchzuführen. Der Messstrahl 16 kann ferner während einer Bearbeitung in ein bei der Bearbeitung entstehendes Keyhole 62 gerichtet werden. In letzterem Fall kann eine Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls 14 gemessen werden.
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Die Vorrichtung 38 weist zudem eine Steuereinheit 44 auf, die mit den unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung 38 verbunden ist. Die Steuereinheit 44 kann auf unterschiedliche Komponenten aufgeteilt und als Zusammenwirken einzelner Steuerungen gebildet sein.
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Die Steuereinheit 44 ist dazu eingerichtet, ein zeitabhängiges Messsteuersignal und ein zeitabhängiges Bearbeitungssteuersignal zu erzeugen. Nach Maßgabe des Bearbeitungssteuersignals sind zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten unterschiedliche Bearbeitungsbereiche des Werkstücks bearbeitbar. Zudem sind nach Maßgabe des Messsteuersignals während des Bearbeitungsprozesses mittels des optischen Kohärenztomographen 18 unterschiedliche Messpunkte bestimmbar. Je nach Art der gewählten Datenaufnahme können diese Messpunkte eine oder mehrere Ortskoordinaten umfassen, die eine Position auf dem Werkstück 10, eine Position auf dem Werkstück 12 und/oder eine Position relativ zu einem Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls und/oder relativ zu einem Bearbeitungsbereich angibt/angeben. Alternativ oder zusätzlich können die Messpunkte eine Zeitkoordinate umfassen. Ferner umfassen die Messpunkte einen Messabstandswert, der in bekannter Weise mittels des optischen Kohärenztomographen bestimmbar ist und von einer Länge des Messarms abhängt.
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Wie in 1 schematisch dargestellt ist, ist eine typische Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verschweißen zweier übereinander liegender Werkstücke 10, 12. In 1 ist in Bearbeitungsrichtung 60 vor dem Keyhole 62 ein Spalt zwischen den Werkstücken 10, 12 dargestellt. Ein solcher Spalt kann in der Praxis aufgrund von geringfügigen Unebenheiten der Werkstücke auftreten. Ferner handelt es sich bei den Werkstücken 10, 12 oftmals um vergleichsweise dünne Bleche, wobei etwa die Unterseite des unteren Werkstücks 12 mit einer Korrosionsschutzschicht oder dergleichen versehen sein kann, beispielsweise mit einer Zinkschicht. In einem solchen Fall soll vermieden werden, dass der Bearbeitungsstrahl 14 das zweite Werkstück 12 vollständig durchdringt, da ansonsten die Korrosionsschutzschicht beschädigt wird. Andererseits setzt eine zuverlässige Verbindung der beiden Werkstücke 10, 12 voraus, dass der Bearbeitungsstrahl 14 so weit in beide Werkstücke 10, 12 eindringt, dass sich die gebildete Schmelze über beide Werkstücke und ggf. über den Spalt erstreckt. Eine Kontrolle der Eindringtiefe kann daher für die Durchführung eines Bearbeitungsprozesses von zentraler Wichtigkeit sein.
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Im Folgenden wird zusätzlich auf 2 Bezug genommen. Die 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines zeitlichen Verlaufs von Messabstandswerten, wobei die Zeit auf der horizontalen Achse und die Eindringtiefe auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Unter Verweis auf obige Ausführungen kann die Eindringtiefe im Keyhole 62 gemessen werden. Die Erfinder haben erkannt, dass sich der Messstrahl 16 besonders einfach am Bearbeitungsstrahl 14 ausrichten lässt, wenn zunächst mittels des Bearbeitungsstrahls 14 ein Loch in ein Stück Aluminiumfolie oder ein anderes Metall geschossen und das Loch anschließend mittels des Messstrahls 16 vermessen wird.
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Zur Aufnahme von Daten, wie sie in 2 gezeigt sind, werden Messpunkte 20 mittels des Kohärenztomographen 18 gewonnen, die jeweils einen Messzeitpunkt 22 und einen Messabstandswert 24 aufweisen. Auf der Grundlage geeigneter Referenzmessungen kann aus dem Messabstandswert 24 die Eindringtiefe bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Referenzmessung an einer Oberfläche des Werkstücks 10 durchgeführt werden, ehe die Bearbeitung beginnt. Alternativ oder zusätzlich kann während der Bearbeitung der Messstrahl 16 vorübergehend aus dem Keyhole 62 ausgelenkt werden, beispielsweise seitlich, um in regelmäßigen Abständen Referenzabstandswerte zu erfassen.
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Der Übersichtlichkeit halber ist in 2 nur ein einziger Messpunkt 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Wie schematisch dargestellt ist, ergibt sich nach dem Einschalten des Bearbeitungsstrahls 14 mit der Zeit eine Punktewolke von Messpunkten. Während die Messpunkte mit den jeweils größten Abstandswerten mit der aktuellen tatsächlichen Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls 14 zusammenhängen, treten auch Messpunkte mit geringeren Messabstandswerten auf, beispielsweise aufgrund von Reflexionen an Seitenflächen des Keyholes 62. Ein Verlauf der Eindringtiefe ist in 2 durch die durchgezogene Linie angedeutet. Um die Eindringtiefe und deren Verlauf zu ermitteln und ggf. eine Abweichung von einem Sollwert zu überwachen, wird eine Hüllkurve 26 über die Punktewolke gelegt. Der Verlauf der Grenzen dieser Hüllkurve 26 kann auch dem Vorhandensein eines Spalts zwischen den Werkstücken 10, 12 Rechnung tragen. Die Hüllkurve 26 gestattet es beispielsweise, bei der Bestimmung der Eindringtiefe Messpunkte außer Acht zu lassen, die von Reflexionen herrühren, die nicht auf die tatsächliche Eindringtiefe zurückgehen. Hierfür ist im vorliegenden Fall ein abschnittsweise vertikaler Verlauf in den Grenzen der Hüllkurve 26 vorgesehen (vgl. linke Hälfte der Hüllkurve 26), innerhalb dessen die Abstandsmesswerte sich sprunghaft verändern, weil die Eindringtiefe mit Erreichen des Spalts ebenfalls sprunghaft ansteigt.
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Oben wurde beschrieben, dass die Messpunkte 20 nach Maßgabe eines zeitabhängigen Messsteuersignals ermittelt werden, wohingegen die Bearbeitung nach Maßgabe eines zeitabhängigen Bearbeitungssteuersignals erfolgt. Beide Steuersignale werden von der Steuereinheit 44 erzeugt, wobei es in der Folge systembedingt zu dem weiter oben erwähnten zeitlichen Jitter kommen kann. Die Messpunkte 20 sind daher auf der Grundlage der Steuersignale maximal mit einer zeitlichen Genauigkeit zuzuordnen, die dem Jitter entspricht. Diese Genauigkeit liegt im Bereich von Millisekunden. Die Zeitdauer vom Einschalten des Bearbeitungsstrahls 14 bis zum Erreichen der maximal gewünschten Eindringtiefe beträgt ebenfalls einige Millisekunden und ist bestenfalls je nach Material, Leistung, Prozessbedingungen etc. etwas länger. Da die Hüllkurve 26 auf der Grundlage des Bearbeitungssteuersignals platziert wird, um den Beginn der Bearbeitung zu berücksichtigen, kann es aufgrund dieses zeitlichen Jitters vorkommen, dass die Hüllkurve 26 und die Messpunkte 20 einander zeitlich nicht korrekt zugeordnet sind. Wird ein Sollbereich für den Verlauf der Eindringtiefe nach Maßgabe der Hüllkurve 26 verwendet, können daher unter Umständen Fehler nicht erkannt und/oder eigentlich fehlerfreie Zustände als fehlerhaft beurteilt werden.
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Die Steuereinheit 44 ist daher erfindungsgemäß dazu eingerichtet, ein externes Signal zu gewinnen, das auf einer Messgröße beruht und das unabhängig ist von einer Verarbeitung des Bearbeitungssteuersignals und des Messsteuersignals. Anhand des externen Signals können tatsächliche Bearbeitungszeitpunkte ermittelt werden. Nach Maßgabe dieses externen Signals erfolgt dann eine Zuordnung unterschiedlicher Messpunkte zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten. Auf der Grundlage dieser Zuordnung kann dann die Eindringtiefe bestimmt werden. Hierdurch sind die Messpunkte 20 nicht länger Jitter-behafteten Messzeitpunkten zugeordnet, sondern tatsächlichen Bearbeitungszeitpunkten. Hierdurch kann die Hüllkurve 26 präziser über die Messpunkte 20 gelegt werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann das externe Signal auf unterschiedliche Quellen zurückgehen. Je nach Betriebsmodus können einzelne, einige oder alle dieser Quellen verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass in alternativen Ausführungsformen einzelne oder alle bis auf eine dieser Quellen weggelassen werden können.
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Im Speziellen ist im vorliegenden Fall die Steuereinheit 44 dazu eingerichtet, ein analoges Feedback-Signal des Bearbeitungslaser 28 als externes Signal zu verarbeiten. Dieses gewinnt die Steuereinheit 44 über einen Anschluss 70 des Bearbeitungslasers 28. Das analoge Feedback-Signal geht beispielsweise auf eine interne Photodiode des Bearbeitungslaser 28 zurück, anhand dessen ein Zeitpunkt eines Anschaltens des Bearbeitungsstrahls 14 mit einer Genauigkeit von unter einer Millisekunde bzw. je nach Spezifikation von einigen Mikrosekunden bestimmt werden kann. Darüber hinaus kann eine Leistung des Bearbeitungslasers 28 anhand dieses Feedback-Signals bestimmt werden.
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Ferner umfasst die gezeigte Vorrichtung 38 eine erste Photodiode 32, die einen Leistungswert des Bearbeitungsstrahls bestimmt. Die erste Photodiode 32 ist hinter einem teildurchlässigen optischen Element der Bearbeitungsstrahloptik 30 angeordnet, vorzugsweise hinter einem teildurchlässigen Spiegel am Ausgang der Bearbeitungsstrahlquelle 42. Ein Anteil des Bearbeitungsstrahls 14 fällt somit nach dessen Einschalten unmittelbar auf die erste Photodiode 32, wodurch der Zeitpunkt des Einschaltens anhand des Ausgangssignals der ersten Photodiode 32 bestimmt werden kann. Das externe Signal kann dieses Ausgangssignal umfassen.
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Des Weiteren umfasst die gezeigte Vorrichtung 38 eine zweite Photodiode 34, die einen Leistungswert eines reflektierten Anteils des Bearbeitungsstrahls 14 bestimmt. Die zweite Photodiode 34 ist hinter einem teildurchlässigen optischen Element der Bearbeitungsstrahloptik 30 angeordnet, vorzugsweise hinter einem teildurchlässigen Spiegel am Ausgang der Bearbeitungsstrahloptik 30 wie beispielsweise hinter einem Bearbeitungs-Scanner 72. Ein Anteil des Bearbeitungsstrahls 14 fällt somit nach dessen Reflexion an dem Werkstück 10 beim Zurücklaufen in die Bearbeitungsstrahloptik 30 auf die zweite Photodiode 34, wodurch der Zeitpunkt anhand des Ausgangssignals der zweiten Photodiode 34 bestimmt werden kann, ab dem Leistung in das Werkstück 10 eingekoppelt wird. Das externe Signal kann dieses Ausgangssignal umfassen.
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Zusätzlich kann gemäß einer Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass das externe Signal von einer tatsächlichen Bewegung der Bearbeitungsstrahloptik 30 und/oder des Bearbeitungsscanners 72 abhängt. Die Vorrichtung 38 kann hierfür über einen nicht dargestellten Bewegungssensor verfügen. Hierdurch kann anhand des externen Signals bestimmt werden, ab wann der Bearbeitungsstrahl 16 auf einen neuen Bearbeitungsbereich gerichtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein externes Signal bezüglich der Bewegung der Bearbeitungsstrahloptik 30 und/oder des Bearbeitungsscanners 72 auf der Grundlage der Ausgangssignale der beiden Photodioden 30, 32 bestimmt werden. Da die Leistung des auf die erste Photodiode 32 fallenden Anteils des Bearbeitungsstrahls 14 vom Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls 14 auf das Werkstück 10 unabhängig ist, die Leistung des auf die zweite Photodiode 34 fallenden Anteils des Bearbeitungsstrahls 14 aber von einer Stellung der Bearbeitungsstrahloptik 30 und einem Auftreffpunkt des Bearbeitungsstrahls 14 auf dem Werkstück 10 abhängt, kann aus einem Vergleich der beiden Ausgangssignale der Photodioden 32, 34 geschlossen werden, ob eine Veränderung der Signale von einem Ein- bzw. Ausschalten des Bearbeitungsstrahls 14 oder von dessen Verlagerung herrührt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung 38 über ein neuronales Netz 36 verfügen, das etwa zur Verarbeitung der Ausgangssignale der Photodioden 32, 34 verwendet wird, um die unterschiedlichen Messpunkte 20 unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten zuzuordnen. Das neuronale Netz 36 wird zunächst trainiert, indem ihm das oben beschriebenen externe Signal, das auf die erwähnten unterschiedlichen Quellen zurückgehen kann, für unterschiedliche Zustände der Vorrichtung 38 zugeführt wird. Hierfür werden beispielsweise die Leistung des Bearbeitungsstrahls 14, die Position des Bearbeitungsstrahls 14 relativ zu einem Testwerkstück, ein Zustand der Bearbeitungsstrahloptik, Materialien unterschiedlicher Testwerkstücke, Oberflächen unterschiedlicher Testwerkstücke und andere Parameter geeignet variiert, um unterschiedliche Zustände zu erzeugen, wobei jeweils eine Eindringtiefe bestimmt wird. Hierdurch werden Informationen bezüglich dieser unterschiedlichen Zustände im neuronalen Netz 36 gespeichert. Das trainierte neuronale Netz 36 kann dann während einer tatsächlichen Bearbeitung auftretende Zustände klassifizieren und die entsprechende Klassifizierung bei der Bestimmung der Eindringtiefe auf der Grundlage des externen Signals berücksichtigen.
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Wie anhand des in 3 dargestellten beispielhaften Regelkreises veranschaulicht ist, kann in einigen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls 14 auf der Grundlage der bestimmten Eindringtiefe geregelt wird. Hierfür wird eine Soll-Eindringtiefe vorgegeben, die mit einer Ist-Eindringtiefe vergleichen wird. Diese Ist-Eindringtiefe wird wie beschrieben anhand des externen Signals gewonnen und beruht daher auf zeitlich neu zugeordneten Messpunkten. Die Stellgröße ist im dargestellten Fall die Leistung der Bearbeitungsstrahlquelle 40. Ein Regler, der beispielsweise in der Steuereinheit 44 vorgesehen sein kann, berücksichtigt im dargestellten Beispiel das analoge Feedback-Signal des Bearbeitungslasers als ersten Leistungswert, das Ausgangssignal der ersten Photodiode als zweiten Leistungswert und das Ausgangssignal der zweiten Photodiode als dritten Leistungswert.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch ein externes Signal berücksichtigt werden, das mit einer Bewegung der Bearbeitungsstrahloptik 30 und/oder des Bearbeitungsscanners 72 zusammenhängt.
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Zudem kann gemäß anderen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass lediglich das analoge Feedback-Signal, lediglich das Ausgangssignal der ersten Photodiode, lediglich das Ausgangssignal der zweiten Photodiode oder beliebige Kombinationen der genannten Signale verwendet werden.
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Ferner ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass der Regler das oben beschriebene neuronale Netz verwendet, um die Eindringtiefe zu bestimmen.
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4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks 10. Das Verfahren wird beispielsweise mit der oben beschriebenen Vorrichtung 38 durchgeführt.
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Ein ersten Schritt S1 umfasst ein Erzeugen eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls 14.
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Ein zweiter Schritt S2 umfasst ein Projizieren und/oder Fokussieren des Bearbeitungsstrahls 14 auf das Werkstück 10, wobei nach Maßgabe eines zeitabhängigen Bearbeitungssteuersignals zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten unterschiedliche Bearbeitungsbereiche des Werkstücks 10 bearbeitet werden.
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Ein dritter Schritt S3 umfasst ein Erzeugen eines Messstrahls 16 mittels eines optischen Kohärenztomographen 18, wobei der Messstrahl 16 in den Bearbeitungsstrahl 14 einkoppelbar ist.
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Ein vierter Schritt S4 umfasst ein Bestimmen von Messpunkten 20 während des Bearbeitungsprozesses mittels des optischen Kohärenztomographen 18 unter Verwendung des Messstrahls 16 nach Maßgabe eines zeitabhängigen Messsteuersignals, wobei die Messpunkte 20 jeweils einen Messzeitpunkt 22 und einen Messabstandswert 24 umfassen, wobei der Messabstandswert 24 mit einer Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls 14 in das Werkstück 10 zusammenhängt.
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Ein fünfter Schritt S5 umfasst ein Gewinnen zumindest eines externen Signals, das auf einer Messgröße beruht und das unabhängig ist von einer Verarbeitung des Bearbeitungssteuersignals und des Messsteuersignals.
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Ein sechster Schritt S6 umfasst ein Zuordnen unterschiedlicher Messpunkte 20 zu unterschiedlichen Bearbeitungszeitpunkten, wobei das Zuordnen nach Maßgabe des zumindest einen externen Signals erfolgt.
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Ein siebter Schritt S7 umfasst ein Bestimmen der Eindringtiefe des Bearbeitungsstrahls 14 auf der Grundlage der Zuordnung der Messpunkte 20 zu den Bea rbeitungszeitpunkten.
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Das Verfahren kann weitere Schritte umfassen, die auf die Umsetzung der oben beschriebenen Funktionalitäten der Vorrichtung 38 und insbesondere der Steuereinheit 44 gerichtet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013015656 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Real time monitoring of laser beam welding keyhole depth by laser interferometry‟ von J. J. Blecher et. al. (doi: 10.1179/1362171814Y.0000000225) [0005]
