DE102020112635A1 - Laser scanner system and method for processing a workpiece - Google Patents

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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Abstract

Der hier vorgestellte Ansatz betrifft ein Laserscannersystem (100) zum Bearbeiten eines Werkstücks (105). Das Laserscannersystem (100) weist einen einen Bearbeitungsbereich (110) aufweisenden Laserscanner (115) und einen einen Sensorbereich (120) aufweisenden Sensorscanner (125) auf. Der Laserscanner (115) weist einen Laser (130) und einen mit dem Laser (130) gekoppelten ersten Scanner (135) auf. Der Laser (130) ist dazu ausgebildet, um einen Laserstrahl (140) bereitzustellen. Der erste Scanner (135) ist dazu ausgebildet, um einen Bearbeitungspunkt (145) des Laserstrahls (140) über den Bearbeitungsbereich (110) zu führen, um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs (110) befindliche Werkstück (105) zu bearbeiten. Der Sensorscanner (125) weist einen optischen Sensor (150) und einen zweiten Scanner (155) auf, der dazu ausgebildet ist, um ein Bildfeld (160) des optischen Sensors (150) über den Sensorbereich (120) zu führen, um eine Bearbeitung des Werkstücks (105) zu überwachen. Der Laserscanner (115) und der Sensorscanner (125) sind in einem Winkel (□) zueinander angeordnet und der zweite Scanner (155) ist ausgebildet, um das Bildfeld (160) des optischen Sensors (150) auf den Bearbeitungspunkt (145) zu richten.

Figure DE102020112635A1_0000
The approach presented here relates to a laser scanner system (100) for processing a workpiece (105). The laser scanner system (100) has a laser scanner (115) having a processing area (110) and a sensor scanner (125) having a sensor area (120). The laser scanner (115) has a laser (130) and a first scanner (135) coupled to the laser (130). The laser (130) is designed to provide a laser beam (140). The first scanner (135) is designed to guide a processing point (145) of the laser beam (140) over the processing area (110) in order to process the workpiece (105) located within the processing area (110). The sensor scanner (125) has an optical sensor (150) and a second scanner (155) which is designed to guide an image field (160) of the optical sensor (150) over the sensor area (120) for processing of the workpiece (105) to be monitored. The laser scanner (115) and the sensor scanner (125) are arranged at an angle (□) to one another and the second scanner (155) is designed to direct the image field (160) of the optical sensor (150) onto the processing point (145) .
Figure DE102020112635A1_0000

Description

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Laserscannersystem zum Bearbeiten eines Werkstücks und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks.The present approach relates to a laser scanner system for machining a workpiece and a method for machining a workpiece.

Die DE 10 2015 102 111 A1 beschreibt eine Mehrkopf-Laseranlage mit Sensoreinheit.the DE 10 2015 102 111 A1 describes a multi-head laser system with a sensor unit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem vorliegenden Ansatz ein Laserscannersystem zum Bearbeiten eines Werkstücks und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a laser scanner system for processing a workpiece and a method for processing a workpiece according to the main claims are presented with the present approach. Advantageous refinements result from the respective subclaims and the following description.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass ein Laserscannersystem entsteht, bei dem eine Bearbeitung eines Werkstücks unter Verwendung einfacher Sensorik sehr gut überwacht werden kann.The advantages that can be achieved with the approach presented are that a laser scanner system is created in which the machining of a workpiece can be monitored very well using simple sensors.

Ein Laserscannersystem zum Bearbeiten eines Werkstücks weist einen einen Bearbeitungsbereich aufweisenden Laserscanner und einen einen Sensorbereich aufweisenden Sensorscanner auf. Der Laserscanner weist einen Laser und einen mit dem Laser gekoppelten ersten Scanner auf. Der Laser ist dazu ausgebildet, um einen Laserstrahl bereitzustellen. Der erste Scanner ist dazu ausgebildet, um einen Bearbeitungspunkt des Laserstrahls über den Bearbeitungsbereich zu führen, um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs befindliche Werkstück zu bearbeiten. Der Sensorscanner weist einen optischen Sensor und einen zweiten Scanner auf, der dazu ausgebildet ist, um ein Bildfeld des optischen Sensors über den Sensorbereich zu führen, um eine Bearbeitung des Werkstücks zu überwachen. Der Laserscanner und der Sensorscanner sind in einem Winkel zueinander angeordnet und der zweite Scanner ist ausgebildet, um das Bildfeld des optischen Sensors auf den Bearbeitungspunkt zu richten.A laser scanner system for processing a workpiece has a laser scanner having a processing area and a sensor scanner having a sensor area. The laser scanner has a laser and a first scanner coupled to the laser. The laser is designed to provide a laser beam. The first scanner is designed to guide a processing point of the laser beam over the processing area in order to process the workpiece located within the processing area. The sensor scanner has an optical sensor and a second scanner which is designed to guide an image field of the optical sensor over the sensor area in order to monitor processing of the workpiece. The laser scanner and the sensor scanner are arranged at an angle to one another and the second scanner is designed to direct the image field of the optical sensor onto the processing point.

Ein solches Laserscannersystem ermöglicht das Bearbeiten des Werkstücks durch Laserschweißen. Das beim Laserschweißen gebildete Schmelzbad oder die prozessierte Zone emittiert eine elektromagnetische Strahlung im infraroten Bereich (IR-Bereich), die von dem optischen Sensor erfasst und sowohl räumlich wie auch zeitlich aufgelöst werden kann. Die räumliche Ausdehnung und Intensität der Strahlung gibt eine Aussage über den Energiefluss im Werkstück und über den eingebrachten Energieeintrag. Daraus können Parameter für die Prozessüberwachung abgeleitet werden. Je nach dem welches Material bearbeitet wird, unterscheidet sich der Energieeintrag in das Werkstück. Beispielsweise ist der Energieeintrag bei Kunststoffen geringer als bei Metallen und bei Metallen geringer als bei Keramiken. Die emittierte elektromagnetische Strahlung im IR-Bereich verschiebt sich laut dem Wienschen Strahlungsgesetz mit geringerem Energieeintrag zu langwelligeren Wellenlängen. Bei dem optischen Sensor kann es sich um eine Thermografiekamera wie beispielsweise eine Infrarotkamera handeln, welche zum Erstellen eines Thermografiebilds ihres Bildfelds ausgebildet ist. Eine Überwachung der Bearbeitung des Werkstücks ist dank des winkelig zu dem Laserscanner angeordneten Sensorscanners auch beim Emittieren langwelliger Wellenlängen hinreichend ermöglicht. Eine Ausrichtung des Bearbeitungsbereichs und des Sensorbereichs können hierbei vorteilhafterweise aufeinander abgestimmt sein. So kann vorteilhafterweise ein günstiger optischer Sensor eingesetzt werden, dessen Bildfelds durch den zweiten Scanner je nach Bedarf dank der winkeligen Anordnung des Laserscanners zu dem Sensorscanner besonders einfach und exakt auf den Bearbeitungspunkt gerichtet werden kann.Such a laser scanner system enables the workpiece to be processed by laser welding. The weld pool formed during laser welding or the processed zone emits electromagnetic radiation in the infrared range (IR range), which can be detected by the optical sensor and resolved both spatially and temporally. The spatial extent and intensity of the radiation provide information about the energy flow in the workpiece and the energy input. Parameters for process monitoring can be derived from this. The energy input into the workpiece differs depending on which material is being processed. For example, the energy input in plastics is lower than in metals and less in metals than ceramics. According to Wien's radiation law, the emitted electromagnetic radiation in the IR range shifts to longer-wave wavelengths with lower energy input. The optical sensor can be a thermographic camera, such as an infrared camera, for example, which is designed to create a thermographic image of its field of view. A monitoring of the processing of the workpiece is sufficiently enabled thanks to the sensor scanner arranged at an angle to the laser scanner, even when long-wave wavelengths are emitted. An alignment of the processing area and the sensor area can advantageously be coordinated with one another. In this way, an inexpensive optical sensor can advantageously be used, the image field of which can be directed particularly easily and precisely to the processing point by the second scanner as required, thanks to the angular arrangement of the laser scanner in relation to the sensor scanner.

Der Bearbeitungsbereich kann beispielsweise eine Mittelachse und der Sensorbereich eine weitere Mittelachse aufweisen, wobei sich die Mittelachse und die weitere Mittelachse auf einer Bearbeitungsebene in dem Winkel schneiden. Eine derartige aufeinander abgestimmt Ausrichtung des Bearbeitungsbereichs und Sensorbereich ermöglicht ein Überwachen der Bearbeitung des Werkstücks stets in einem optisch gut sensierbaren Bereich. Der Winkel kann hierbei so gewählt sein, dass er innerhalb des Bearbeitungsbereichs und des Sensorbereichs eine große Anzahl an gemeinsamen Schnittpunkten der Mittelachsen auf der Bearbeitungsebene ermöglicht.The processing area can, for example, have a central axis and the sensor area a further central axis, the central axis and the further central axis intersecting at the angle on a processing plane. Such a coordinated alignment of the processing area and the sensor area enables the processing of the workpiece to be monitored always in an optically easily sensible area. The angle can be selected here so that it enables a large number of common points of intersection of the central axes on the processing plane within the processing area and the sensor area.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Laserscanner und der Sensorscanner in einem Winkel zwischen 5 Grad und 40 Grad zueinander angeordnet. Beispielsweise können der Laserscanner und der Sensorscanner in einem Winkel von 30 Grad oder 29 Grad zueinander angeordnet sein.According to one embodiment, the laser scanner and the sensor scanner are arranged at an angle between 5 degrees and 40 degrees to one another. For example, the laser scanner and the sensor scanner can be arranged at an angle of 30 degrees or 29 degrees to one another.

Das Laserscannersystem kann ferner eine Steuereinheit zum synchronisierten Ansteuern des ersten Scanners und des zweiten Scanners aufweisen. So können der erste Scanner und der zweite Scanner beispielsweise so angesteuert werden, dass ein weiterer Winkel zwischen dem Laserstrahl und einem Beobachtungskanal zwischen dem optischen Sensor und dem Bildfeld immer gleich, also quasi-axial, bleibt. Dies ermöglicht eine synchronisierte, beispielsweise stets zeitgleiche, Überwachung und Bearbeitung des Bearbeitungspunkts.The laser scanner system can furthermore have a control unit for the synchronized control of the first scanner and the second scanner. For example, the first scanner and the second scanner can be controlled in such a way that a further angle between the laser beam and an observation channel between the optical sensor and the image field always remains the same, that is, quasi-axially. This enables synchronized, for example always simultaneous, monitoring and processing of the processing point.

Der Sensorscanner kann zumindest eine Fokussierlinse oder Sammellinse aufweisen, insbesondere die zwischen dem optischen Sensor und dem zweiten Scanner angeordnet sein kann, um eingefallene Beobachtungsstrahlen von dem zweiten Scanner zu dem optischen Sensor zu fokussieren oder zu sammeln. Bei den Beobachtungsstrahlen kann es sich um durch den je nach Ausrichtung des zweiten Scanners erzeugten Beobachtungskanal des optischen Sensors einfallende Infrarotstrahlen handeln. So können von dem optischen Sensor sensierte Beobachtungsstrahlen vorab fokussiert oder gesammelt werden. Es kann so auch beispielsweise ein sehr kleines Bildfeld erzeugt werden.The sensor scanner can have at least one focusing lens or converging lens, in particular which can be arranged between the optical sensor and the second scanner in order to focus or collect incident observation beams from the second scanner to the optical sensor. The observation rays can be infrared rays incident through the observation channel of the optical sensor that is generated depending on the orientation of the second scanner. In this way, observation beams sensed by the optical sensor can be focused or collected in advance. A very small image field can also be generated in this way, for example.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der erste Scanner zumindest einen beweglichen Spiegel zum Ablenken des Laserstrahls und zusätzlich oder alternativ der zweite Scanner zumindest einen weiteren beweglichen Spiegel zum Führen des Bildfelds aufweist. Durch derartige Spiegel können die Strahlen und zusätzlich oder alternativ der Beobachtungskanal schnell und einfach in eine gewünschte Richtung gelenkt werden.It is also advantageous if the first scanner has at least one movable mirror for deflecting the laser beam and, additionally or alternatively, the second scanner has at least one further movable mirror for guiding the image field. By means of such mirrors, the rays and additionally or alternatively the observation channel can be directed quickly and easily in a desired direction.

Der zweite Scanner kann ferner auf einer dem optischen Sensor abgewandten Seite eine Scannerfokussierlinse aufweisen. So können in den zweiten Scanner einfallende Beobachtungsstrahlen vorab fokussiert werden und zusätzlich oder alternativ ein sehr kleines Bildfeld erzeugt werden.The second scanner can also have a scanner focusing lens on a side facing away from the optical sensor. In this way, observation beams incident in the second scanner can be focussed in advance and, in addition or as an alternative, a very small image field can be generated.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Laserscannersystem gemäß einer Ausführungsform einen einen weiteren Sensorbereich aufweisenden weiteren Sensorscanner mit einem Spektrometer und einem dritten Scanner zum Richten eines weiteren Bildfelds des Spektrometers auf den Bearbeitungspunkt aufweist, um eine Materialzusammensetzung des Werkstücks zu erkennen. Dies schafft eine Erweiterung des hier vorgestellten Laserscannersystem auf einen weiteren Analysebereich für das Werkstück.It is also advantageous if, according to one embodiment, the laser scanner system has a further sensor scanner having a further sensor area with a spectrometer and a third scanner for directing a further image field of the spectrometer to the processing point in order to detect a material composition of the workpiece. This creates an expansion of the laser scanner system presented here to include a further analysis area for the workpiece.

Der weitere Sensorscanner kann in einem zusätzlichen Winkel zu dem Laserscanner angeordnet sein. Der zusätzliche Winkel kann passend für einen zu erwartenden sensierbaren Spektralbereich des Spektrometers gewählt sein.The further sensor scanner can be arranged at an additional angle to the laser scanner. The additional angle can be selected to be suitable for an expected sensible spectral range of the spectrometer.

Das Laserscannersystem kann weiterhin eine Kalibriereinrichtung zum Kalibrieren des ersten Scanners und des zweiten Scanners aufweisen. Dies ermöglicht eine stets korrekt aufeinander abgestimmte Ausrichtung von Laserstrahl und Beobachtungskanal des optischen Sensors.The laser scanner system can furthermore have a calibration device for calibrating the first scanner and the second scanner. This enables an alignment of the laser beam and the observation channel of the optical sensor that is always correctly matched to one another.

Ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks weist einen Schritt des Bereitstellens, einen Schritt des Aktivierens, einen Schritt des Führens und einen Schritt des Richtens auf. Im Schritt des Bereitstellens werden ein einen Bearbeitungsbereich aufweisenden Laserscanner, der einen Laser zum Bereitstellen eines Laserstrahls und einen mit dem Laser gekoppelten ersten Scanner zum Führen eines Bearbeitungspunkts des Laserstrahls über den Bearbeitungsbereich aufweist, und ein einen Sensorbereich aufweisenden Sensorscanner mit einem optischen Sensor und einem zweiten Scanner zum Führen eines Bildfelds des optischen Sensors über den Sensorbereich bereitgestellt, wobei im Schritt des Bereitstellens der Laserscanner und der Sensorscanner in einem Winkel zueinander angeordnet werden. Im Schritt des Aktivierens wird der Laserstrahl aktiviert, um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs befindliche Werkstück zu bearbeiten. Im Schritt des Führens wird der Bearbeitungspunkt des Laserstrahls über den Bearbeitungsbereich geführt. Im Schritt des Richtens wird das Bildfeld des optischen Sensors auf den Bearbeitungspunkt gerichtet, um eine Bearbeitung des Werkstücks zu überwachen.A method for machining a workpiece has a step of providing, a step of activating, a step of guiding and a step of straightening. In the step of providing, a laser scanner having a processing area, which has a laser for providing a laser beam and a first scanner coupled to the laser for guiding a processing point of the laser beam over the processing area, and a sensor scanner having a sensor area with an optical sensor and a second Scanner provided for guiding an image field of the optical sensor over the sensor area, the laser scanner and the sensor scanner being arranged at an angle to one another in the step of providing. In the activation step, the laser beam is activated in order to machine the workpiece located within the machining area. In the guiding step, the machining point of the laser beam is guided over the machining area. In the straightening step, the image field of the optical sensor is directed onto the processing point in order to monitor processing of the workpiece.

Der Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 bis 4 je eine schematische Darstellung eines Laserscannersystems zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Kalibriereinrichtung eines Laserscannersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The approach is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 until 4th each a schematic representation of a laser scanner system for processing a workpiece according to an exemplary embodiment;
  • 5 a schematic representation of a calibration device of a laser scanner system according to an embodiment; and
  • 6th a flowchart of a method for machining a workpiece according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present approach, identical or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Laserscannersystems 100 zum Bearbeiten eines Werkstücks 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a schematic representation of a laser scanner system 100 for machining a workpiece 105 according to an embodiment.

Das Laserscannersystem 100 weist einen einen Bearbeitungsbereich 110 aufweisenden Laserscanner 115 und einen einen Sensorbereich 120 aufweisenden Sensorscanner 125 auf. Der Laserscanner 115 weist einen Laser 130 und einen mit dem Laser 130 gekoppelten ersten Scanner 135 auf. Der Laser 130 ist dazu ausgebildet, um einen Laserstrahl 140 bereitzustellen. Der erste Scanner 135 ist dazu ausgebildet, um einen Bearbeitungspunkt 145 des Laserstrahls 140 über den Bearbeitungsbereich 110 zu führen, um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs 110 befindliche Werkstück 105 zu bearbeiten. Somit kann der Bearbeitungspunkt 145 jeden Punkt innerhalb des Bearbeitungsbereichs 110 abdecken. Der Sensorscanner 125 weist einen optischen Sensor 150 und einen zweiten Scanner 155 auf, der dazu ausgebildet ist, um ein Bildfeld 160 des optischen Sensors 150 über den Sensorbereich 120 zu führen, um eine Bearbeitung des Werkstücks 105 zu überwachen. Das Bildfeld 160 ist deutlich kleiner als der Sensorbereich 120. Das Bildfeld 160 kann ähnlich zu dem Bearbeitungspunkt 145 über den gesamten Sensorbereich 120 geführt werden, sodass der gesamte Sensorbereich 120 unter Verwendung des Sensorscanners 125 überwacht werden kann. Der zweite Scanner 155 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel so angesteuert, dass das Bildfeld 160 des optischen Sensors 150 fortlaufend auf den Bearbeitungspunkt 145 gerichtet ist. Das Bildfeld 160 kann somit synchronisiert mit einer Bewegung des Bearbeitungspunkts 145 bewegt werden, um das Bildfeld 160 mit dem Bearbeitungspunkts 145 mitzuführen.The laser scanner system 100 has an edit area 110 having laser scanner 115 and a sensor area 120 having sensor scanner 125 on. The laser scanner 115 has a laser 130 and one with the laser 130 paired first scanner 135 on. The laser 130 is designed to use a laser beam 140 provide. The first scanner 135 is designed to be a processing point 145 of the laser beam 140 over the editing area 110 to run around within the editing area 110 located workpiece 105 to to edit. Thus, the edit point 145 any point within the machining area 110 cover. The sensor scanner 125 has an optical sensor 150 and a second scanner 155 on, which is designed to provide an image field 160 of the optical sensor 150 over the sensor range 120 to lead to a machining of the workpiece 105 to monitor. The field of view 160 is significantly smaller than the sensor range 120 . The field of view 160 can be similar to the edit point 145 over the entire sensor range 120 so that the entire sensor area 120 using the sensor scanner 125 can be monitored. The second scanner 155 is controlled according to an embodiment in such a way that the image field 160 of the optical sensor 150 continuously to the processing point 145 is directed. The field of view 160 can thus be synchronized with a movement of the machining point 145 be moved to the field of view 160 with the edit point 145 to carry with you.

Der Laserscanner 115 und der Sensorscanner 125 sind in einem Winkel α zueinander angeordnet.The laser scanner 115 and the sensor scanner 125 are arranged at an angle α to one another.

Der Laser 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zum Laserschweißen ausgebildet. Das beim Laserschweißen gebildete Schmelzbad oder die prozessierte Zone emittiert eine elektromagnetische Strahlung im infraroten Bereich (IR-Bereich), die von dem optischen Sensor 150 erfassbar und sowohl räumlich wie auch zeitlich auflösbar ist. Bei dem optischen Sensor 160 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um eine Thermografiekamera wie beispielsweise eine Infrarotkamera, welche zum Erstellen eines Thermografiebilds ihres Bildfelds 160 ausgebildet ist. Der Bearbeitungsbereich 110 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf einer Bearbeitungsebene 165 des Laserscannersystems 100 oder des Werkstücks 105 von dem Sensorbereich 120 vollständig überlappt. Der Sensorbereich 120 und der Bearbeitungsbereich 110 überlappen sich gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel zumindest teilweise auf der Bearbeitungsebene 165. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensorbereich 120 auf der Bearbeitungsebene 165 gleich groß oder größer als der Bearbeitungsbereich 110.The laser 130 is designed according to this embodiment for laser welding. The weld pool formed during laser welding or the processed zone emits electromagnetic radiation in the infrared range (IR range), which is generated by the optical sensor 150 is detectable and resolvable both spatially and temporally. With the optical sensor 160 According to this exemplary embodiment, it is a thermographic camera such as, for example, an infrared camera, which is used to create a thermographic image of its image field 160 is trained. The editing area 110 is according to this embodiment on a processing level 165 of the laser scanner system 100 or the workpiece 105 from the sensor area 120 completely overlapped. The sensor area 120 and the editing area 110 According to an alternative exemplary embodiment, overlap at least partially on the processing plane 165 . According to this embodiment is the sensor area 120 at the processing level 165 equal to or larger than the machining area 110 .

Der Bearbeitungsbereich 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Mittelachse und der Sensorbereich 120 eine weitere Mittelachse auf, wobei sich die Mittelachse und die weitere Mittelachse auf der Bearbeitungsebene 165 in dem Winkel α schneiden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel verläuft der Laserstrahl 140 entlang der Mittelachse des Bearbeitungsbereichs 110, wenn der Laserstrahl 140 nicht durch den ersten Scanner 135 abgelenkt wird. Entsprechend verläuft das Bildfeld 160 entlang der Mittelachse des Sensorbereich 120, wenn das Bildfeld 160 nicht durch den zweien Scanner 155 abgelenkt wirdThe editing area 110 according to this exemplary embodiment has a central axis and the sensor area 120 another central axis, the central axis and the further central axis on the machining plane 165 cut at the angle α. According to one embodiment, the laser beam runs 140 along the central axis of the machining area 110 when the laser beam 140 not through the first scanner 135 is distracted. The image field runs accordingly 160 along the central axis of the sensor area 120 when the image field 160 not through the second scanner 155 is distracted

Der Winkel α weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Winkelbereich zwischen 5 Grad und 40 Grad auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Laserscanner 115 und der Sensorscanner 125 in einem Winkel α von 30 Grad oder 29 Grad zueinander angeordnet.According to this exemplary embodiment, the angle α has an angle range between 5 degrees and 40 degrees. According to this embodiment, the laser scanner 115 and the sensor scanner 125 arranged at an angle α of 30 degrees or 29 degrees to each other.

Der erste Scanner 135 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest einen beweglichen Spiegel zum Ablenken des Laserstrahls 140 und/oder der zweite Scanner 155 zumindest einen weiteren beweglichen Spiegel zum Ablenken des Bildfelds 160 auf.The first scanner 135 According to this exemplary embodiment, has at least one movable mirror for deflecting the laser beam 140 and / or the second scanner 155 at least one further movable mirror for deflecting the image field 160 on.

Das Laserscannersystem 100 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 170 zum synchronisierten Ansteuern des ersten Scanners 135 und des zweiten Scanners 155 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit 170 den ersten Scanner 135 und den zweiten Scanner 155 derart an, dass ein weiterer Winkel zwischen dem Laserstrahl 140 und einem Beobachtungskanal 175 zwischen dem optischen Sensor 150 und dem Bildfeld 160 immer gleich, also quasi-axial, bleibt. Der weitere Winkel entspricht oder ähnelt gemäß diesem Ausführungsbeispiel dem Winkel □. Somit ist die Steuereinheit 170 ausgebildet, den ersten Scanner 135 und den zweiten Scanner 155 derart anzusteuern, dass sich der Bearbeitungspunkt 145 fortlaufenden innerhalb des Bildfelds 160 befindet.The laser scanner system 100 furthermore, according to this exemplary embodiment, has a control unit 170 for synchronized control of the first scanner 135 and the second scanner 155 on. According to one embodiment, the control unit controls 170 the first scanner 135 and the second scanner 155 such that another angle between the laser beam 140 and an observation channel 175 between the optical sensor 150 and the field of view 160 always the same, i.e. quasi-axially, remains. According to this exemplary embodiment, the further angle corresponds or is similar to the angle □. Thus is the control unit 170 trained the first scanner 135 and the second scanner 155 to be controlled in such a way that the processing point 145 continuous within the image field 160 is located.

Das Laserscannersystem 100 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft einen weiteren Sensorscanner 180 auf, der einen weiteren Sensorbereich aufweist, wobei der weitere Sensorscanner 180 ein Spektrometer und einen dritten Scanner zum Richten eines weiteren Bildfelds des Spektrometers auf den Bearbeitungspunkt 145 aufweist, um eine Materialzusammensetzung des Werkstücks 105 zu erkennen. Der weitere Sensorscanner 180 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem zusätzlichen Winkel zu dem Laserscanner 115 angeordnet. Der zusätzliche Winkel entspricht oder ähnelt gemäß einem Ausführungsbeispiel betragsmäßig dem Winkel α.The laser scanner system 100 has, according to an exemplary embodiment, a further sensor scanner merely by way of example 180 which has a further sensor area, wherein the further sensor scanner 180 a spectrometer and a third scanner for directing a further image field of the spectrometer onto the processing point 145 has to a material composition of the workpiece 105 to recognize. The further sensor scanner 180 is according to an embodiment at an additional angle to the laser scanner 115 arranged. According to one exemplary embodiment, the additional angle corresponds to or is similar in terms of amount to the angle α.

Ein Arbeitsabstand 185 zwischen der Bearbeitungsebene 165 und dem Laserscanner 115 entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen einem Arbeitsabstand 185 zwischen der Bearbeitungsebene 165 und dem Sensorscanner 125 und/oder dem weiteren Sensorscanner 180.A working distance 185 between the working plane 165 and the laser scanner 115 According to this exemplary embodiment, corresponds essentially to a working distance 185 between the working plane 165 and the sensor scanner 125 and / or the further sensor scanner 180 .

Bei dem hier vorgestellten Laserscannersystem 100 sind der Laserscanner 115 und der Sensorscanner 125 nicht koaxial geführt, sodass auch bei niedrigen Energieeinträgen oder Temperaturen bei beispielsweise einer Lasermaterialbearbeitung von Kunstoffen, diese sehr gut überwacht werden kann. Eine Prozesskontrolle bei der scannerbasierten Lasermaterialbearbeitung mit dem Sensorscanner 125 ist hierbei sehr genau, da gemäß einem Ausführungsbeispiel lediglich ein sehr kleines Bildfeld 160 aufgenommen wird. Wegen des großen Wellenlängenbereiches ⌷ von beispielsweise zwei bis 14 µm der Infrarotkamera ist eine koaxiale Führung mit dem Laser 130 nicht möglich.With the laser scanner system presented here 100 are the laser scanner 115 and the sensor scanner 125 not guided coaxially, so even with low energy inputs or temperatures at for example laser material processing of plastics, this can be monitored very well. A process control in scanner-based laser material processing with the sensor scanner 125 is very precise here, since according to an exemplary embodiment only a very small image field 160 is recorded. Because of the large wavelength range ⌷ of, for example, two to 14 µm of the infrared camera, a coaxial guide with the laser is necessary 130 not possible.

Das hier vorgestellte Laserscannersystem 100 ermöglicht daher eine sehr hohe Auflösung und quasi-axiale Sensorführung für scannende Systeme.The laser scanner system presented here 100 therefore enables a very high resolution and quasi-axial sensor guidance for scanning systems.

In einem Anwendungsbeispiel des Laserscannersystems 100 erfolgt eine Mitführung des optischen Sensors 150 in Form der IR-Kamera über den zweiten Scanner 155. Eine solche Mitführung kann unter Verwendung der Steuereinheit 170 gesteuert werden. Der zweite Scanner 155 befindet sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel über der Bearbeitungsebene 165, die auch als „Arbeitsebene“ bezeichnet werden kann. Im Idealfall ist der zweite Scanner 155, wie hier gezeigt, auf gleicher Höhe und dicht neben dem ersten Scanner 135 angebracht. Ferner ist der zweite Scanner 155 gemäß diesem Ausführungsbeispiel um den definierten Winkel α zur optischen Achse des ersten Scanners 135 gekippt. Das Bildfeld 160 der IR-Kamera wird mit Hilfe des zweiten Scanners 155, welcher nicht für die Laserprozessierung dient, über das Werkstück 105 geführt. Der/die Spiegel des zweiten Scanners 155 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel ideal für die IR-Kamera verspiegelt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Beobachtungskanal 175 in Form eines IR-Kamerakanals simultan mit dem Laser 130, der auch „Prozesslaser“ genannt werden kann, mitgeführt. Dafür werden/wurden gemäß diesem Ausführungsbeispiel beide Scanner 135, 155 mit einem Korrekturfile aufeinander abgestimmt, dieser Vorgang wird in 5 näher beschrieben. Eine hochaufgelöste Echtzeitprozessüberwachung einer Prozesszone ist damit realisiert. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird über ein Abrastern und Stichen des Arbeitsbereiches ein hochaufgelöstes Thermografie-Bild erzeugt.In an application example of the laser scanner system 100 the optical sensor is carried along 150 in the form of the IR camera via the second scanner 155 . Such entrainment can be carried out using the control unit 170 being controlled. The second scanner 155 is located according to this embodiment above the processing plane 165 , which can also be referred to as the "working level". Ideally, the second scanner is 155 as shown here, at the same height and close to the first scanner 135 appropriate. Furthermore is the second scanner 155 according to this embodiment by the defined angle α to the optical axis of the first scanner 135 tilted. The field of view 160 the IR camera is using the second scanner 155 , which is not used for laser processing, over the workpiece 105 guided. The mirror (s) of the second scanner 155 are mirrored according to this embodiment, ideal for the IR camera. According to this exemplary embodiment, the observation channel 175 in the form of an IR camera channel simultaneously with the laser 130 , which can also be called "process laser". For this purpose, according to this exemplary embodiment, both scanners are / were 135 , 155 coordinated with a correction file, this process is carried out in 5 described in more detail. A high-resolution real-time process monitoring of a process zone is thus realized. According to an alternative embodiment, a high-resolution thermographic image is generated by scanning and stitching the work area.

Vorteile des Laserscannersystems 100 sind eine höhere Auflösung und eine quasi-axiale Sensorführung. Ferner können kleinere/günstigere Scanner 155 als IR-Scanner und IR-Kameras mit kleinerem Chip verwendet werden. Dies ermöglicht eine preiswerte Lösung. Spektrale Eigenschaften des Parallel-Scanners und der Optik sind vorteilhafterweise unabhängig zum Laserkanal des Lasers 130 und damit optimal auf eine Anwendung einstellbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ferner eine Erweiterung auf einen dritten Scanner, hier der weitere Sensorscanner 180, realisiert, um parallel eine laserinduzierte Plasmaspektroskopie, kurz „LIBS“, unabhängig vom Laser 130 aber zum gleichen Zeitpunkt/Ort einzustellen - damit ist eine Prozessregelung ermöglicht. Eine Erweiterung auf weitere Scanner benötigt eine besondere nicht Standard Scannerkarte - stellt aber kein prinzipielles Problem dar.Advantages of the laser scanner system 100 are a higher resolution and a quasi-axial sensor guidance. Smaller / cheaper scanners can also be used 155 be used as IR scanners and IR cameras with a smaller chip. This enables an inexpensive solution. Spectral properties of the parallel scanner and the optics are advantageously independent of the laser channel of the laser 130 and thus optimally adjustable to an application. According to this exemplary embodiment, there is also an expansion to a third scanner, here the further sensor scanner 180 , realized to parallel a laser-induced plasma spectroscopy, abbreviated “LIBS”, independent of the laser 130 but to be set at the same time / place - this enables process control. An extension to other scanners requires a special, non-standard scanner card - but does not pose a problem in principle.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Laserscannersystems 100 zum Bearbeiten eines Werkstücks 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 1 beschriebene Laserscannersystem 100 handeln, mit dem Unterschied, dass der Sensorscanner 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine Fokussierlinse 200 oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel eine Sammellinse aufweist. Die Fokussierlinse 200 oder Sammellinse ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem optischen Sensor 150 und dem zweiten Scanner 155 angeordnet, um eingefallene Beobachtungsstrahlen 205 von dem zweiten Scanner 155 zu dem optischen Sensor 150 zu fokussieren oder zu sammeln. Bei den Beobachtungsstrahlen 205 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um durch den Beobachtungskanal 175 des optischen Sensors 150 einfallende Infrarotstrahlen. Eine Optik der IR-Kamera ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass ein kleineres Bildfeld 160 auf dem Chip der Kamera abgebildet wird. So ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein sogenanntes „Post Objective Scanning“, also ein Scannen mit Anpassungsobjektiv, durchführbar. 2 shows a schematic representation of a laser scanner system 100 for machining a workpiece 105 according to an embodiment. This can be the in 1 described laser scanner system 100 act, with the difference that the sensor scanner 125 according to this embodiment, at least one focusing lens 200 or, according to an alternative embodiment, has a converging lens. The focusing lens 200 or, according to this exemplary embodiment, the converging lens is between the optical sensor 150 and the second scanner 155 arranged to incident observation rays 205 from the second scanner 155 to the optical sensor 150 to focus or collect. With the observation beams 205 According to this exemplary embodiment, it is through the observation channel 175 of the optical sensor 150 incident infrared rays. According to this exemplary embodiment, the optics of the IR camera are selected in such a way that a smaller image field 160 is shown on the chip of the camera. According to this exemplary embodiment, so-called “post objective scanning”, that is to say scanning with an adaptation lens, can be carried out.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Laserscannersystems 100 zum Bearbeiten eines Werkstücks 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das in 1 beschriebene Laserscannersystem 100 handeln, mit dem Unterschied, dass der Sensorscanner 125 gemäß diesem Ausführungsbeispiel anstelle der Fokussierlinse die Sammellinse 300, auch Kollimationslinse genannt, aufweist. Ferner weist der zweite Scanner 155 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf einer dem optischen Sensor 150 abgewandten Seite eine Scannerfokussierlinse 305 auf. 3 shows a schematic representation of a laser scanner system 100 for machining a workpiece 105 according to an embodiment. This can be the in 1 described laser scanner system 100 act, with the difference that the sensor scanner 125 according to this embodiment, the converging lens instead of the focusing lens 300 , also called a collimation lens. Furthermore, the second scanner 155 according to this embodiment on one of the optical sensor 150 remote side a scanner focusing lens 305 on.

In anderen Worten ausgedrückt ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen einem IR-Kamerachip und dem zweiten Scanner 155 eine Kollimationsoptik in Form der Sammellinse 300 angebracht. An den zweiten Scanner 155 ist zusätzlich oder alternativ eine zusätzliche Fokussieroptik angebracht, welche eine Abbildung des Arbeitsfeldes auf dem Kamerachip ähnlich eines F-Thetas im sogenannten „Pre Objective Scanning“ ermöglicht. Somit ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Scannen mit einem vor dem Objektiv angeordneten Abtastsystem durchführbar.In other words, according to this exemplary embodiment, there is between an IR camera chip and the second scanner 155 a collimation optics in the form of the converging lens 300 appropriate. To the second scanner 155 In addition or as an alternative, additional focusing optics are attached, which enable the working field to be mapped onto the camera chip in a similar way to an F-Theta using the so-called “Pre Objective Scanning”. Thus, according to this exemplary embodiment, scanning can be carried out with a scanning system arranged in front of the objective.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Laserscannersystems 100 zum Bearbeiten eines Werkstücks 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eines der in einer der 1 bis 3 beschriebenen Laserscannersysteme 100 handeln, mit dem Unterschied, dass der Laserstrahl 140 und der Beobachtungskanal 175 in einem Verstellwinkel von beispielsweise 29 oder 30 Grad zu einer Richtung verstellt wurden. Der Laserstrahl 140 und der Beobachtungskanal 175 schneiden sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der Bearbeitungsebene 165 weiterhin in dem Winkel α. 4th shows a schematic representation of a laser scanner system 100 for machining a workpiece 105 according to an embodiment. This can be one of the in one of the 1 until 3 described laser scanner systems 100 act, with the difference that the laser beam 140 and the observation channel 175 were adjusted in an adjustment angle of, for example, 29 or 30 degrees to one direction. The laser beam 140 and the observation channel 175 intersect according to this exemplary embodiment on the processing plane 165 continue at the angle α.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Kalibriereinrichtung 500 eines Laserscannersystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eines der in einer der 1 bis 4 beschriebenen Laserscannersysteme 100 handeln, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner die Kalibriereinrichtung 500 zum Kalibrieren des ersten Scanners und des zweiten Scanners aufweist. 5 shows a schematic representation of a calibration device 500 a laser scanner system 100 according to an embodiment. This can be one of the in one of the 1 until 4th described laser scanner systems 100 act, according to this embodiment, the calibration device 500 for calibrating the first scanner and the second scanner.

Eine Ausrichtung des ersten Scanners und zweiten Scanners zueinander ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Kalibriereinrichtung 500 automatisiert durchführbar. Dafür bewirkt die Kalibriereinrichtung 500 auf beispielsweise einem Probewerkstück ein Lasern eines definierten Rasters von Laserpunkten 505 und ein Aufnehmen eines Bilds 510 von jedem Laserpunkt 505 mit der IR-Kamera über den zweiten Scanner, der auch aus „IR-Scanner“ bezeichnet werden kann. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die IR-Kamera für den Kalibriervorgang gegen eine andere Kamera mit einem anderen Wellenlängenbereich, von beispielsweise weniger als 1100nm, ausgetauscht, wobei der Scanner mit dieser anderen Kamera und einem Laserstrahl des Laserscanners ausgerichtet wird und die andere Kamera am Ende des Kalibriervorgangs zurückgetauscht wird. Dabei besitzen beide Kameras gemäß einem Ausführungsbeispiel eine passgenaue Aufnahme für den Scanner, dass eine Vergleichbarkeit gewährleistet ist. Das Raster ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft matrixförmig mit drei Zeilen und drei Spalten realisiert. Ziel hierbei ist es, dass der Laserpunkt 505 je im Bildmittelpunkt 512 der einzelnen Bilder 510 sein soll. Die Kalibriereinrichtung 500 ist dazu ausgebildet, um einen Vektor 515 aus einem Mismatch der abweichenden Pixel vom Bildmittelpunkt 512 zum Laserpunkt 505 zu bestimmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die erhaltenen Vektoren 515 in einem Korrekturfile umgesetzt, um die Scanner zu kalibrieren. Dieser Prozess ist von der Kalibriereinrichtung 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel iterativ und/oder softwareunterstützt, beispielsweise durch Bildverarbeitung, durchführbar.According to this exemplary embodiment, the first scanner and the second scanner are aligned with one another using the calibration device 500 can be carried out automatically. The calibration device does this 500 For example, a sample workpiece is lasered with a defined grid of laser points 505 and taking a picture 510 from each laser point 505 with the IR camera via the second scanner, which can also be called from "IR scanner". According to an alternative embodiment, the IR camera for the calibration process is exchanged for another camera with a different wavelength range, for example less than 1100 nm, the scanner being aligned with this other camera and a laser beam of the laser scanner and the other camera at the end of the Calibration process is swapped back. According to one exemplary embodiment, both cameras have a precisely fitting receptacle for the scanner so that comparability is guaranteed. According to this exemplary embodiment, the grid is implemented in the form of a matrix with three rows and three columns, as an example. The aim here is that the laser point 505 each in the center of the image 512 of the individual images 510 should be. The calibration device 500 is designed to be a vector 515 from a mismatch of the divergent pixels from the center of the image 512 to the laser point 505 to determine. According to one embodiment, the vectors obtained are 515 implemented in a correction file to calibrate the scanner. This process is from the calibration facility 500 according to an embodiment iteratively and / or software-supported, for example by image processing, can be carried out.

6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 600 handeln, das von dem in einer der 1 bis 5 beschriebenen Laserscannersystem durchführbar oder ansteuerbar ist. 6th shows a flow chart of a method 600 for machining a workpiece according to an exemplary embodiment. This can be a process 600 act that of the one in one of the 1 until 5 described laser scanner system is feasible or controllable.

Das Verfahren 600 weist einen Schritt 605 des Bereitstellens, einen Schritt 610 des Aktivierens, einen Schritt 615 des Führens und einen Schritt 620 des Richtens auf. Im Schritt 605 des Bereitstellens werden ein einen Bearbeitungsbereich aufweisenden Laserscanner, der einen Laser zum Bereitstellen eines Laserstrahls und einen mit dem Laser gekoppelten ersten Scanner zum Führen eines Bearbeitungspunkts des Laserstrahls über den Bearbeitungsbereich aufweist, und ein einen Sensorbereich aufweisenden Sensorscanner mit einem optischen Sensor und einem zweiten Scanner zum Führen eines Bildfelds des optischen Sensors über den Sensorbereich bereitgestellt, wobei im Schritt 605 des Bereitstellens der Laserscanner und der Sensorscanner in einem Winkel zueinander angeordnet werden. Im Schritt 610 des Aktivierens wird der Laserstrahl aktiviert, um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs befindliche Werkstück zu bearbeiten. Im Schritt 615 des Führens wird der Bearbeitungspunkt des Laserstrahls über den Bearbeitungsbereich geführt. Im Schritt 620 des Richtens wird das Bildfeld des optischen Sensors auf den Bearbeitungspunkt gerichtet, um eine Bearbeitung des Werkstücks zu überwachen.The procedure 600 has a step 605 of deploying, one step 610 of activation, one step 615 of leadership and a step 620 of straightening up. In step 605 of providing a laser scanner having a processing area, which has a laser for providing a laser beam and a first scanner coupled to the laser for guiding a processing point of the laser beam over the processing area, and a sensor scanner having a sensor area with an optical sensor and a second scanner for Guiding an image field of the optical sensor over the sensor area provided, wherein in step 605 of providing the laser scanner and the sensor scanner are arranged at an angle to one another. In step 610 After activation, the laser beam is activated in order to process the workpiece located within the processing area. In step 615 When guiding, the processing point of the laser beam is guided over the processing area. In step 620 During the alignment, the image field of the optical sensor is directed onto the processing point in order to monitor processing of the workpiece.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015102111 A1 [0002]DE 102015102111 A1 [0002]

Claims (11)

Laserscannersystem (100) zum Bearbeiten eines Werkstücks (105), wobei das Laserscannersystem (100) die folgenden Merkmale aufweist: einen einen Bearbeitungsbereich (110) aufweisenden Laserscanner (115), der einen Laser (130) zum Bereitstellen eines Laserstrahls (140) und einen mit dem Laser (130) gekoppelten ersten Scanner (135) zum Führen eines Bearbeitungspunkts (145) des Laserstrahls (140) über den Bearbeitungsbereich (110), um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs (110) befindliche Werkstück (105) zu bearbeiten, und einen einen Sensorbereich (120) aufweisenden Sensorscanner (125) mit einem optischen Sensor (150) und einem zweiten Scanner (155) zum Führen eines Bildfelds (160) des optischen Sensors (150) über den Sensorbereich (120), um eine Bearbeitung des Werkstücks (105) zu überwachen, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner (115) und der Sensorscanner (125) in einem Winkel (□) zueinander angeordnet sind und der zweite Scanner (155) ausgebildet ist, um das Bildfeld (160) des optischen Sensors (150) auf den Bearbeitungspunkt (145) zu richten.Laser scanner system (100) for processing a workpiece (105), the laser scanner system (100) having the following features: a laser scanner (115) having a processing area (110), a laser (130) for providing a laser beam (140) and a first scanner (135) coupled to the laser (130) for guiding a processing point (145) of the laser beam (140) over the processing area (110) in order to process the workpiece (105) located within the processing area (110), and a a sensor area (120) having a sensor scanner (125) with an optical sensor (150) and a second scanner (155) for guiding an image field (160) of the optical sensor (150) over the sensor area (120) in order to process the workpiece ( 105), characterized in that the laser scanner (115) and the sensor scanner (125) are arranged at an angle (□) to one another and the second scanner (155) is designed to display the image field ( 160) of the optical sensor (150) to be directed at the processing point (145). Laserscannersystem (100) gemäß Anspruch 1, bei dem der Bearbeitungsbereich (110) eine Mittelachse und der Sensorbereich (120) eine weitere Mittelachse aufweist, wobei sich die Mittelachse und die weitere Mittelachse auf einer Bearbeitungsebene (165) in dem Winkel (□) schneiden.Laser scanner system (100) according to Claim 1 , in which the processing area (110) has a central axis and the sensor area (120) has a further central axis, the central axis and the further central axis intersecting on a processing plane (165) at the angle (□). Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Laserscanner (115) und der Sensorscanner (125) in einem Winkel (□) zwischen 5 Grad und 40 Grad zueinander angeordnet sind.Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, in which the laser scanner (115) and the sensor scanner (125) are arranged at an angle (□) between 5 degrees and 40 degrees to one another. Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Steuereinheit (170) zum synchronisierten Ansteuern des ersten Scanners (135) und des zweiten Scanners (155).Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, with a control unit (170) for the synchronized control of the first scanner (135) and the second scanner (155). Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Sensorscanner (125) zumindest eine Fokussierlinse (200) oder Sammellinse (300) aufweist, insbesondere die zwischen dem optischen Sensor (150) und dem zweiten Scanner (155) angeordnet ist, um eingefallene Beobachtungsstrahlen (205) von dem zweiten Scanner (155) zu dem optischen Sensor (150) zu fokussieren oder zu sammeln.Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, in which the sensor scanner (125) has at least one focusing lens (200) or converging lens (300), in particular which is arranged between the optical sensor (150) and the second scanner (155) in order to focus or collect incident observation beams (205) from the second scanner (155) to the optical sensor (150). Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der erste Scanner (135) zumindest einen beweglichen Spiegel zum Ablenken des Laserstrahls (140) und/oder der zweite Scanner (155) zumindest einen weiteren beweglichen Spiegel zum Führen des Bildfelds (160) aufweist.Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, in which the first scanner (135) has at least one movable mirror for deflecting the laser beam (140) and / or the second scanner (155) has at least one further movable mirror for guiding the image field (160) having. Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der zweite Scanner (155) auf einer dem optischen Sensor (150) abgewandten Seite eine Scannerfokussierlinse (305) aufweist.Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, in which the second scanner (155) has a scanner focusing lens (305) on a side facing away from the optical sensor (150). Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem einen weiteren Sensorbereich aufweisenden weiteren Sensorscanner (180) mit einem Spektrometer und einem dritten Scanner zum Richten eines weiteren Bildfelds des Spektrometers auf den Bearbeitungspunkt (145), um eine Materialzusammensetzung des Werkstücks (105) zu erkennen.Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, with a further sensor scanner (180) having a further sensor area with a spectrometer and a third scanner for directing a further image field of the spectrometer onto the processing point (145) in order to determine a material composition of the workpiece (105) to recognize. Laserscannersystem (100) gemäß Anspruch 8, bei dem der weitere Sensorscanner (180) in einem zusätzlichen Winkel zu dem Laserscanner (115) angeordnet ist.Laser scanner system (100) according to Claim 8 , in which the further sensor scanner (180) is arranged at an additional angle to the laser scanner (115). Laserscannersystem (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Kalibriereinrichtung (500) zum Kalibrieren des ersten Scanners (135) und des zweiten Scanners (155).Laser scanner system (100) according to one of the preceding claims, with a calibration device (500) for calibrating the first scanner (135) and the second scanner (155). Verfahren (600) zum Bearbeiten eines Werkstücks (105), wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen (605) eines einen Bearbeitungsbereich (110) aufweisenden Laserscanners (115), der einen Laser (130) zum Bereitstellen eines Laserstrahls (140) und einen mit dem Laser (130) gekoppelten ersten Scanner (135) zum Führen eines Bearbeitungspunkts (145) des Laserstrahls (140) über den Bearbeitungsbereich (110) aufweist, und eines einen Sensorbereich (120) aufweisenden Sensorscanners (125) mit einem optischen Sensor (150) und einem zweiten Scanner (155) zum Führen eines Bildfelds (160) des optischen Sensors (150) über den Sensorbereich (120), wobei im Schritt (605) des Bereitstellens der Laserscanner (115) und der Sensorscanner (125) in einem Winkel (□) zueinander angeordnet werden; Aktivieren (610) des Laserstrahls (140), um das sich innerhalb des Bearbeitungsbereichs (110) befindliche Werkstück (105) zu bearbeiten; Führen (615) des Bearbeitungspunkts (145) des Laserstrahls (140) über den Bearbeitungsbereich (110); und Richten (620) des Bildfelds (160) des optischen Sensors (150) auf den Bearbeitungspunkt (145), um eine Bearbeitung des Werkstücks (105) zu überwachen.Method (600) for machining a workpiece (105), the method (600) comprising the following steps: Providing (605) a laser scanner (115) having a processing area (110), a laser (130) for providing a laser beam (140) and a first scanner (135) coupled to the laser (130) for guiding a processing point (145) of the laser beam (140) over the processing area (110), and a sensor scanner (125) having a sensor area (120) with an optical sensor (150) and a second scanner (155) for guiding an image field (160) of the optical sensor ( 150) over the sensor area (120), wherein in step (605) of providing the laser scanner (115) and the sensor scanner (125) are arranged at an angle (□) to one another; Activating (610) the laser beam (140) in order to machine the workpiece (105) located within the machining area (110); Guiding (615) the processing point (145) of the laser beam (140) over the processing area (110); and Directing (620) the image field (160) of the optical sensor (150) to the processing point (145) in order to monitor a processing of the workpiece (105).
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