DE102021113267A1

DE102021113267A1 - Laserbearbeitungskopf und Verfahren zur Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes

Info

Publication number: DE102021113267A1
Application number: DE102021113267.3A
Authority: DE
Inventors: Tom Walde; Thomas Witt
Original assignee: Precitec GmbH and Co KG
Current assignee: Precitec GmbH and Co KG
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-24
Also published as: WO2022243569A1

Abstract

Ein Laserbearbeitungskopf ist angegeben. Der Laserbearbeitungskopf umfasst ein erstes Gehäuseteil, das aus einem Halbzeug besteht und eine erste Öffnung, eine der ersten Öffnung gegenüberliegende zweite Öffnung und einen von einer Innenfläche umgebenen Innenraum aufweist; und mindestens ein optisches Element, das zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Laserbearbeitungskopf. Weiterhin betrifft die Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes sowie eine Verwendung eines Halbzeugs zur Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes.
Hintergrund und Stand der Technik
Laserbearbeitungsköpfe, beispielsweise Laserschweißköpfe oder Laserschneidköpfe, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ein Laserbearbeitungskopf weist in der Regel ein Gehäuse auf, in dem optische Elemente zum Führen und/oder Formen des Laserstrahls, insbesondere eine Kollimationsoptik und eine Fokussieroptik, sowie ggf. einen Strahlteiler, angeordnet sind. Die Kollimationsoptik dient zum Kollimieren eines divergent in den Laserbearbeitungskopf eingebrachten Laserstrahls aus einer Laserquelle. Durch die Fokussieroptik kann der Laserstrahl auf eine Oberfläche eines Werkstücks fokussiert werden, um das Werkstück zu bearbeiten. Die Kollimationsoptik und eine Fokussieroptik können einen Strahlengang im Gehäuse des Laserbearbeitungskopfs definieren. Die Kollimation und die Fokussierung dienen also dazu den Laserstrahl in einer Weise zu formen, dass dieser für einen Laserbearbeitungsprozess, etwa einen Prozess des Laserstrahlschweißens oder Laserstrahlschneidens, geeignet ist. Die Strahlteilung kann dazu dienen, Strahlung aus dem Strahlengang des Laserbearbeitungskopfs bzw. aus dem Gehäuse auszukoppeln, um den Prozess mittels Sensoren, z.B. Photodioden und/oder Kamera, überwachen zu können. Außerdem kann in dem Gehäuse des Laserbearbeitungskopfs in bestimmten Bereichen zumindest ein Schutzglas angeordnet sein, das dem Schutz der übrigen optischen Elemente vor Verschmutzung dient.
Ein Problem solcher Laserbearbeitungsköpfe ist der aufwendige Aufbau, welcher in der Regel aus Elementen zum Halten und Kühlen der einzelnen optischen Elemente besteht. In der Regel wird ein Gehäuse eines Laserbearbeitungskopfes zur Aufnahme der optischen Elemente, insbesondere der Kollimationsoptik und der Fokussieroptik, aus einem Vollmaterial spanabhebend gefertigt. Dabei muss ein großes Volumen aus dem Vollmaterial entfernt werden. Oft werden für die einzelnen optischen Elemente sogar einzelne funktionelle Einheiten bzw. Module hergestellt und zu einem Laserbearbeitungskopf zusammengesetzt. Dabei kann jede der Einheiten ein eigenes Gehäuse besitzen. Eine ausreichende Dichtigkeit eines Innenraums des Laserbearbeitungskopfes ist bei einem solchen Aufbau aus mehreren Einheiten regelmäßig nur mit großem Aufwand erreichbar.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Laserbearbeitungskopf anzugeben, der kostengünstig und einfach herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe liegt darin, einen Laserbearbeitungskopf anzugeben, der eine hohe Dichtigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe liegt darin, ein Verfahren anzugeben, durch das ein Laserbearbeitungskopf kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Eine oder mehrere dieser Aufgaben wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein Laserbearbeitungskopf der vorliegenden Offenbarung umfasst zumindest ein erstes Gehäuseteil, das ein Halbzeug umfasst oder ist bzw. aus einem Halbzeug besteht. Das erste Gehäuseteil weist eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung auf. Von einer Innenfläche ist ein Innenraum des ersten Gehäuseteils umgeben. Mindestens ein optisches Element ist in dem Innenraum des ersten Gehäuseteils angeordnet. Das optische Element ist zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet, d.h. das optische Element kann einen Bereich aufweisen, der von der Innenfläche umgeben ist, und einen Bereich, der aus dem Innenraum herausragt. Eine Gerade durch einen Mittelpunkt der ersten Öffnung und einen Mittelpunkt der zweiten Öffnung kann als Längsachse des ersten Gehäuseteils bezeichnet werden. Eine Richtung entlang bzw. parallel zur Längsachse kann als axiale Richtung bezeichnet werden. Eine Richtung senkrecht zur Längsachse und von der Längsachse ausgehend kann als radiale Richtung bezeichnet werden. Das erste Gehäuse kann eine Gehäusewand aufweisen. Das Halbzeug kann die Gehäusewand des ersten Gehäuses sein oder bilden. Die Innenfläche kann durch die Gehäusewand des ersten Gehäuses definiert sein bzw. eine (Innnen-)Fläche der Gehäusewand sein. Die Innenfläche kann eine in radialer Richtung geschlossene Fläche bzw. eine geschlossene Form aufweisen, die den Innenraum umgibt. Die Innenfläche kann in axialer Richtung offen sein. Das erste Gehäuseteil kann ein Grundkörper für den Laserbearbeitungskopf sein.
Dadurch, dass das erste Gehäuseteil aus einem Halbzeug besteht, kann der Laserbearbeitungskopf kostengünstig und einfach hergestellt werden. Weiterhin kann der Laserbearbeitungskopf aus relativ wenigen Einzelteilen hergestellt werden, wodurch eine Dichtigkeit des Laserbearbeitungskopfes verbessert ist.
Der Laserbearbeitungskopf kann ein Laserstrahlschweißkopf, ein Laserstrahlschneidkopf, ein Laserstrahlgravierkopf oder ein Laserstrahlhärtkopf sein.
Ein Halbzeug ist ein Vormaterial. Ein Halbzeug ist beispielsweise ein vorgefertigtes Rohmaterial, ein Werkstück oder ein Halbfabrikat. In der Regel weist ein Halbzeug eine einfache geometrische Form auf. Insbesondere kann ein Halbzeug eine Form aufweisen, die zumindest im Wesentlichen der Form des fertigen Produkts entspricht.
Mit anderen Worten wird ein Halbzeug zur Herstellung eines Gehäuseteils für einen Laserbearbeitungskopf verwendet, wobei das Halbzeug bereits weitgehend die Form des (fertigen) Gehäuseteils aufweist. Das erste Gehäuseteil kann ein nachbearbeitetes Halbzeug sein. Das heißt, dass das Halbzeug für die Herstellung des ersten Gehäuseteils nachbearbeitet werden kann.
Bevorzugt wird das Halbzeug lediglich geringfügig zur Herstellung des ersten Gehäuseteils nachbearbeitet. Es ist bevorzugt, dass das Halbzeug zur Herstellung des ersten Gehäuseteils so bearbeitet wurde, dass das Gewicht des Halbzeugs durch die Bearbeitung um höchsten 10,0 %, bevorzugt höchstens 7,0 %, bevorzugter höchstens 5,0 %, bevorzugter höchstens 3,0 %, bevorzugter höchstens 2,0 %, bevorzugter höchstens 1,0 %, bevorzugter höchstens 0,5 %, verringert wurde.
Das Halbzeug kann spanabhebend, beispielsweise durch Fräsen, nachbearbeitet sein oder durch Prägen, Rollieren, (Massiv-)Umformen, Tiefziehen, Biegen oder Schneiden nachbearbeitet sein, beispielsweise um eine Aufnahme für das optische Element und/oder für eine Dichtung oder eine Öffnung, insbesondere eine Öffnung durch die Innenfläche bzw. eine Öffnung in der Gehäusewand, auszubilden.
In einer Ausführungsform kann der Innenraum die erste Öffnung und die zweite Öffnung verbinden, insbesondere fluidkommunizierend verbinden. Über die erste Öffnung und die zweite Öffnung kann der Innenraum gegenüber der Umgebung des ersten Gehäuseteils verbunden sein.
Durch die erste Öffnung kann ein Laserstrahl in den Innenraum des ersten Gehäuseteils einbringbar sein. Der Laserstrahl kann durch die zweite Öffnung aus dem Innenraum aus dem ersten Gehäuseteil ausbringbar sein. Mit anderen Worten können die erste und zweite Öffnung entlang einer Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls angeordnet sein.
Ein optischer Pfad des Laserstrahls durch das erste Gehäuseteil kann durch das zumindest eine optische Element (zumindest teilweise) festgelegt sein. Insbesondere umfasst das erste Gehäuseteil zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, optische Elemente zur (zumindest teilweisen) Festlegung des optischen Pfads durch das erste Gehäuseteil.
Der optische Pfad durch das erste Gehäuseteil kann geradlinig sein. Alternativ kann der optische Pfad durch das erste Gehäuseteil abgewinkelt sein. Beispielsweise kann zwischen einem ersten Abschnitt des optischen Pfads und einem zweiten Abschnitt des optischen Pfads ein Winkel gebildet sein, wobei der Winkel ungleich 180 ° ist. Zusätzlich kann zwischen dem zweiten Abschnitt des optischen Pfads und einem dritten Abschnitt des optischen Pfads ein weiterer Winkel gebildet sein, wobei der weitere Winkel ungleich 180 ° ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der Winkel und/oder der weitere Winkel zwischen 10 ° und 170 °, bevorzugt zwischen 30 ° und 150 °, bevorzugter zwischen 80 ° und 100 °.
Zumindest eine Eigenschaft des Laserstrahls kann durch das zumindest eine optische Element veränderbar sein. Die zumindest eine Eigenschaft des Laserstrahls kann eine Strahlform, eine Strahlrichtung und/oder eine Fokuslage sein.
Das zumindest eine optische Element kann eine optische Achse aufweisen. Jedes der optischen Elemente kann eine optische Achse aufweisen.
Die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung kann eine Fläche aufweisen. Die Fläche kann an die Umgebung des ersten Gehäuseteils angrenzen. Die Fläche der ersten Öffnung und/oder die Fläche der zweiten Öffnung kann senkrecht zum (angrenzenden) optischen Pfad durch das erste Gehäuseteil orientiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche der ersten Öffnung und/oder die Fläche der zweiten Öffnung senkrecht zur optischen Achse des zumindest einen optischen Elements sein. Die erste bzw. zweite Öffnung kann als offene Fläche senkrecht zur Längsachse des ersten Gehäuseteils und/oder zur optischen Achse des optischen Elements definiert sein.
Die erste Öffnung, insbesondere die Fläche der ersten Öffnung, kann einen Mittelpunkt aufweisen und die zweite Öffnung, insbesondere die Fläche der zweiten Öffnung, kann einen Mittelpunkt aufweisen. Eine (gedachte) Gerade kann den Mittelpunkt der ersten Öffnung und den Mittelpunkt der zweiten Öffnung verbinden. Die Gerade kann (vollständig) in dem Innenraum des ersten Gehäuseteils liegen. Die Gerade kann die Längsachse des ersten Gehäuseteils definieren.
Die Innenfläche des Innenraums des ersten Gehäuseteils kann zumindest abschnittsweise zylindermantelflächenförmig sein. Der Innenraum des ersten Gehäuseteils kann zumindest abschnittsweise zylinderförmig sein.
Das erste Gehäuseteil und/oder das Halbzeug kann zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgebildet sein.
Ein äußerer Querschnitt des ersten Gehäuseteils und/oder des Halbzeugs kann zumindest abschnittsweise rechteckig, insbesondere quadratisch, sein. Der rechteckige, insbesondere quadratische, äußere Querschnitt kann abgerundete Ecken aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Querschnitt des Innenraums zumindest abschnittsweise kreisförmig sein und/oder ein Querschnitt der Innenfläche kann zumindest abschnittsweise kreislinienförmig sein.
Der Querschnitt kann senkrecht zur Längsachse des ersten Gehäuseteils orientiert sein. Alternativ kann der Querschnitt senkrecht zur optischen Achse des zumindest einen optischen Elements orientiert sein.
Besonders bevorzugt ist der äußere Querschnitt des ersten Gehäuseteils zumindest abschnittsweise rechteckig, insbesondere mit abgerundeten Ecken, und der Querschnitt des Innenraums zumindest abschnittsweise kreisförmig. Insbesondere kann, senkrecht zu einer Position entlang der Achse des ersten Gehäuseteils und/oder zu einer Position entlang der optischen Achse des zumindest einen optischen Elements, der äußere Querschnitt des ersten Gehäuseteils rechteckig, insbesondere mit abgerundeten Ecken, und der Querschnitt des Innenraums kreisförmig sein.
Das zumindest eine optische Element kann (lösbar) in oder an dem ersten Gehäuseteil fixiert sein. Das zumindest eine optische Element kann stationär, d.h. im eingebauten Zustand unbeweglich, zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet oder fixiert sein. Das zumindest eine optische Element kann relativ zu dem ersten Gehäuseteil unbeweglich mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sein und/oder relativ zu dem ersten Gehäuseteil unbeweglich zumindest teilweise in dem Innenraum angeordnet sein.
Der Innenraum kann zumindest abschnittsweise einen konstanten Durchmesser aufweisen. Insbesondere kann der Innenraum einen konstanten Durchmesser über eine Länge von zumindest 50 mm, bevorzugt zumindest 100 mm, entlang der Längsachse des ersten Gehäuseteils oder entlang des optischen Pfads durch das erste Gehäuseteil aufweisen.
In der Innenfläche des ersten Gehäuseteils kann zumindest eine Aufnahme ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann in das erste Gehäuseteil eine Aufnahme für das optische Element, z.B. eine Linse, ein Schutzglas oder ein Strahlteiler, direkt integriert sein. Das optische Element kann in der Aufnahme aufgenommen sein. Durch die Aufnahme kann das optische Element relativ zu dem ersten Gehäuseteil gehalten werden. Das optische Element kann in oder an der Aufnahme angeordnet sein. Die Aufnahme kann eine Halterung umfassen oder eine Halterung sein. Durch die Halterung kann das optische Element gehalten werden oder an dem ersten Gehäuseteil fixiert sein.
Die Aufnahme kann eine geschlossene Form aufweisen, die den Innenraum umgibt.
Die Aufnahme kann einen Schlitz, eine Kerbe, eine Nut, ein Auflager, eine Stufe und/oder einen Absatz umfassen.
Die Aufnahme kann an einem Ende des ersten Gehäuseteils in der Innenfläche ausgebildet sein. Die Aufnahme kann angrenzend an die erste oder an die zweite Öffnung in der Innenfläche ausgebildet sein.
Die Aufnahme kann einen Abschnitt umfassen, in dem die Fläche des Querschnitts des Innenraums größer ist als in einem an die Aufnahme angrenzenden Abschnitt des Innenraums, z.B. in einem Abschnitt des Innenraums, der nicht von der Aufnahme umfasst ist.
Die Aufnahme kann also eine erste Stufe mit einem ersten Durchmesser aufweisen. Der erste Durchmesser kann größer sein als der Durchmesser des angrenzenden Innenraums oder der Durchmesser der Innenfläche. Das optische Element kann auf der ersten Stufe aufliegen oder an der ersten Stufe anliegen.
Die Aufnahme kann ferner eine zweite Stufe umfassen. Die zweite Stufe kann einen zweiten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser der ersten Stufe und/oder größer ist als der Durchmesser des an die Aufnahme angrenzenden Innenraums oder größer ist als der Durchmesser der Innenfläche.
Ein Federelement kann das zumindest eine optische Element in oder an der Aufnahme halten. Insbesondere kann das Federelement auf der zweiten Stufe aufliegen oder an der ersten Stufe anliegen.
Das Federelement kann eine Vielzahl von Federabschnitten umfassen, die jeweils mit einem (beispielsweise ringförmigen) Federrand des Federelements verbunden sind. Der Federrand kann an dem ersten Gehäuseteil, insbesondere an bzw. auf einem Abschnitt der Aufnahme, anliegen. Bevorzugt liegen die Federabschnitte nicht an dem ersten Gehäuseteil an.
Die Federabschnitte, auch Federfinger oder Federstege genannt, können sich von dem Federrand radial einwärts, d.h. in Richtung einer Mitte des Federelements, erstrecken. Bevorzugt erstrecken sich die Federabschnitte (zumindest in einem montierten Zustand) über eine von dem Federrand definierten Ebene hinaus.
Das Federelement kann zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten Gehäuseteil und einem weiteren Gehäuseteil angeordnet sein. Zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem weiteren Gehäuseteil kann das Federelement eingespannt sein.
Das Federelement kann das zumindest eine optische Element kontaktieren. Hierdurch kann eine Federkraft auf das zumindest eine optische Element aufgebracht werden und das zumindest optische Element an oder in dem ersten Gehäuseteil fixiert werden. Die Federabschnitte können auf dem optischen Element, insbesondere auf einem Rand desselben, anliegen und eine Federkraft auf das optische Element ausüben, um das optische Element in der Aufnahme zu halten.
Das Federelement kann einen kreisförmigen Querschnitt und/oder einen kreislinienförmigen Außendurchmesser aufweisen.
In der Aufnahme kann ein Dichtelement angeordnet sein. Das Dichtelement kann zwischen dem zumindest einen optischen Element und der Aufnahme angeordnet sein. Das Dichtelement kann das zumindest eine optische Element und das erste Gehäuseteil, insbesondere die Aufnahme, kontaktieren.
Die Aufnahme kann dem Halbzeug in einem Nachbearbeitungsvorgang hinzugefügt sein. Das Halbzeug kann so bearbeitet oder nachbearbeitet sein, dass die Aufnahme in dem Halbzeug ausgebildet ist.
Das erste Gehäuseteil kann zumindest zwei Aufnahmen umfassen. Jede der Aufnahmen kann jede hierin offenbarte Aufnahme sein. Eine erste Aufnahme kann an einem ersten Ende des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein und eine zweite Aufnahme kann an einem zweiten Ende des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Das erste Ende kann dem zweiten Ende gegenüberliegen.
In einer ersten Aufnahme kann ein erstes optisches Element angeordnet sein und in der zweiten Aufnahme kann ein zweites optisches Element angeordnet sein. Das erste optische Element kann eine Kollimationsoptik (auch Kollimieroptik genannt) sein. Das zweite optische Element kann eine Fokussieroptik sein. Das erste optische Element kann jedes hierin offenbarte optische Element sein. Das zweite optische Element kann jedes hierin offenbarte optische Element sein.
Das erste Gehäuseteil kann eine Einschuböffnung aufweisen. Das zumindest eine optische Element kann in einem zumindest teilweise durch die Einschuböffnung in den Innenraum eingeführten Einschub angeordnet sein.
Die Einschuböffnung kann dem Halbzeug in einem Nachbearbeitungsvorgang hinzugefügt sein. Das Halbzeug kann so bearbeitet oder nachbearbeitet sein, dass die Einschuböffnung in dem Halbzeug ausgebildet ist.
Die Einschuböffnung kann schlitzförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Die Einschuböffnung kann eine größere Länge als Breite aufweisen, bevorzugt ist die Länge der Einschuböffnung um zumindest den Faktor zwei oder drei größer als die Breite der Einschuböffnung.
Die Einschuböffnung kann in einer Seite des ersten Gehäuseteils gebildet sein. Die Einschuböffnung kann eine Gehäusewand des ersten Gehäuseteils durchdringen. Die Einschuböffnung kann mit dem Innenraum des ersten Gehäuseteils (fluidkommunizierend) verbunden sein. Über die Einschuböffnung kann die Umgebung des ersten Gehäuseteils mit dem Innenraum des ersten Gehäuseteils (fluidkommunizierend) verbunden sein.
Längsseiten der Einschuböffnung können sich parallel zueinander erstrecken. Die Längsseiten der Einschuböffnung können sich senkrecht oder in einem spitzen Winkel zur Längsachse des ersten Gehäuseteils erstrecken. Zwischen der Längserstreckung (in Richtung der Länge) der Einschuböffnung und der Achse des ersten Gehäuseteils oder des optischen Pfads durch den ersten Gehäuseteil kann ein Winkel gebildet sein. Der Winkel kann ungleich 90 ° sein. Bevorzugt liegt der Winkel zwischen 10 ° und 80 °, bevorzugter zwischen 30 ° und 60 °, bevorzugter zwischen 40 ° und 50 °. Alternativ kann der Winkel zwischen einer Seite der Einschuböffnung und der Achse des ersten Gehäuseteils oder des optischen Pfads durch den ersten Gehäuseteil gebildet sein.
Eine Seite der Einschuböffnung kann im Wesentlichen (±10 % oder ±5 %) parallel oder senkrecht zu der Achse des ersten Gehäuseteils oder des optischen Pfads durch den ersten Gehäuseteil ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist zumindest eine erste Seite der Einschuböffnung im Wesentlichen (±10 % oder ±5 %) parallel zu der Achse des ersten Gehäuseteils oder des optischen Pfads durch den ersten Gehäuseteil und eine zweite Seite der Einschuböffnung ist im Wesentlichen (± 10 % oder ±5 %) senkrecht zu der Achse des ersten Gehäuseteils oder des optischen Pfads durch den ersten Gehäuseteil.
Der Einschub kann eine Halterung für das zumindest eine optische Element sein. Insbesondere kann der Einschub eine Optikhalterung oder eine Kassette sein. Beispielsweise kann das zumindest eine optische Element in dem Einschub angeordnet sein. Der Einschub mit dem zumindest einen optischen Element kann durch die Einschuböffnung zumindest teilweise in den Innenraum des ersten Gehäuseteils einführbar sein, bzw. einschiebbar und ausziehbar sein. Das in dem Einschub angeordnete optische Element kann in den Innenraum einführbar sein.
Der Einschub kann mit dem ersten Gehäuseteil, insbesondere mit der Gehäusewand, (lösbar) verbunden sein. Beispielsweise kann ein Abschnitt des Einschubs an dem ersten Gehäuseteil, vorzugsweise an einer Außenseite des Gehäuseteils bzw. der Gehäusewand, befestigt, z.B. verschraubt, werden. Dazu kann das erste Gehäuseteil eine Bohrung mit einem Gewinde, bevorzugt zwei Bohrungen mit jeweils einem Gewinde, umfassen. Der Einschub kann ein Durchgangsloch, bevorzugt zwei Durchgangslöcher umfassen. Die Bohrung und das Durchgangsloch können so aufeinander abgestimmt sein, dass der Einschub mit einer Schraube an dem ersten Gehäuseteil befestigt werden kann und der Einschub durch die Eingangsöffnung zumindest teilweise in dem Innenraum des ersten Gehäuseteils angeordnet ist. Jeder hierin offenbarte Einschub kann so mit dem ersten Gehäuseteil (lösbar) verbunden sein. Eine Verbindung des Einschubs mit dem ersten Gehäuseteil ist ebenso mittels eines Bolzens oder einer Verklebung möglich. Insbesondere kann der Einschub an einer Außenseite des ersten Gehäuseteils befestigt sein.
In der Innenfläche des ersten Gehäuseteils kann eine Führung zum Führen des Einschubs ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Führung zum Stützen des Einschubs in dem Innenraum ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Führung eine Führungsnut. Mit anderen Worten kann der Einschub in dem ersten Gehäuseteil durch die Führung bei einem Einschieben des Einschubs geführt werden und in dem ersten Gehäuseteil (unbeweglich) positioniert bzw. gehalten werden.
Die Führung, insbesondere die Führungsnut, kann an die Einschuböffnung angrenzen. Die Führung, insbesondere die Führungsnut, kann zusammen mit der Einschuböffnung eine geschlossene Form aufweisen, die den Innenraum des ersten Gehäuseteils umgibt.
Die Führung kann gegenüberliegend der Einschuböffnung ausgebildet sein. Bevorzugt ist ein erster Führungsabschnitt angrenzend an die Einschuböffnung ausgebildet und ein zweiter Führungsabschnitt ist gegenüberliegend der Einschuböffnung ausgebildet.
Die Führung, insbesondere die Führungsnut, kann mit einem Abschnitt des Einschubs so zusammenwirken, dass der Einschub bei einem Einschieben in die Einschuböffnung geführt wird.
Die Einschuböffnung und/oder die Führung können so in dem ersten Gehäuseteil ausgebildet sein, dass der Einschub in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse des ersten Gehäuseteils oder zu dem optischen Pfad durch den ersten Gehäuseteil in den ersten Gehäuseteil einbringbar ist.
Das erste Gehäuseteil kann zwei Einschuböffnungen, bevorzugt drei Einschuböffnungen, aufweisen. Jede der Einschuböffnungen kann jede hierin offenbarte Einschuböffnung sein.
Das erste Gehäuseteil kann zwei Führungen, bevorzugt drei Führungen, aufweisen. Jede der Führungen kann jede hierin offenbarte Führung sein.
In einer Ausführungsform kann das erste Gehäuseteil drei Einschuböffnungen aufweisen. Das erste Gehäuseteil kann weiterhin drei Führungen aufweisen. Je eine Einschuböffnung kann je einer Führung zugeordnet sein, sodass je ein Einschub in je eine der Einschuböffnungen einbringbar ist oder eingebracht ist und der jeweilige Einschub von der zugeordneten Führung geführt und/oder gehalten werden kann.
Die drei Einschuböffnungen können auf der gleichen Seite des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Alternativ können zumindest zwei der drei Einschuböffnung auf verschiedenen Seiten des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein.
Die drei Führungen können auf der gleichen Seite des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Alternativ können zumindest zwei der drei Führungen auf verschiedenen Seiten des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein.
Das erste Gehäuseteil kann zumindest eine Anschlussöffnung aufweisen. An die Anschlussöffnung kann ein Prozessüberwachungsmodul und/oder ein Sensormodul und/oder ein optisches-Kohärenz-Tomographie-Modul anschließbar bzw. koppelbar sein.
Die Anschlussöffnung kann in einer Seite des ersten Gehäuseteils bzw. in der Gehäusewand des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Über die Anschlussöffnung kann der Innenraum des ersten Gehäuseteils mit einer Umgebung des ersten Gehäuseteils (fluidkommunizierend) verbunden sein.
Die Anschlussöffnung kann dem Halbzeug durch Nachbearbeitung hinzugefügt werden. Das Halbzeug kann so bearbeitet oder nachbearbeitet sein, dass die Anschlussöffnung in dem Halbzeug ausgebildet ist.
Die Anschlussöffnung kann so ausgebildet sein, dass eine (gedachte) Flächennormale durch den Mittelpunkt der Anschlussöffnung in radialer Richtung verläuft. Die Anschlussöffnung kann so ausgebildet sein, dass zumindest ein Anteil einer Strahlung, beispielsweise Prozessstrahlung, ausdem Innenraum des ersten Gehäuseteils durch die Anschlussöffnung aus dem ersten Gehäuseteil auskoppelbar ist. Die ausgekoppelte Strahlung kann in das Sensormodul oder das optische-Kohärenz-Tomographie-Modul einkoppelbar sein. In dem Sensormodul oder dem optischen-Kohärenz-Tomographie-Modul kann die Strahlung erfasst werden. Das zumindest eine optische Element kann einen Strahlteiler umfassen, der so im Innenraum angeordnet ist, dass eine durch die erste oder durch die zweite Öffnung in das erste Gehäuseteil eintretende Strahlung durch die Anschlussöffnung aus dem ersten Gehäuseteil ausgekoppelt wird, bzw. der so im Innenraum angeordnet ist, dass eine (gedachte) Linie, die durch den Mittelpunkt der Anschlussöffnung in radialer Richtung verläuft, in demselben Winkel und/oder an demselben Punkt auf eine optische Fläche des Strahlteilers trifft wie die Längsachse des ersten Gehäuseteils.
Die Anschlussöffnung und die Einschuböffnung können auf verschiedenen Seiten des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Anschlussöffnung auf einer Seite des ersten Gehäuseteils ausgebildet, die benachbart oder gegenüberliegend ist zu der Seite des ersten Gehäuseteils, auf der die Einschuböffnung ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Anschlussöffnung und die Einschuböffnung einander gegenüberliegend im ersten Gehäuseteil, bzw. in der Gehäusewand des ersten Gehäuseteils ausgebildet.
Die Anschlussöffnung und die Einschuböffnung können auf einer (gleichen) Höhe entlang der Längsachse des ersten Gehäuseteils oder entlang des optischen Pfads durch das erste Gehäuseteil ausgebildet sein.
Die Anschlussöffnung und die Einschuböffnung können in einer Umfangsrichtung zueinander versetzt oder voneinander beabstandet ausgebildet sein.
Das zumindest eine in dem Innenraum angeordnete optische Element kann einen Strahlteiler umfassen. Der Strahlteiler durch eine Einschuböffnung einführbar bzw. eingebracht sein. Der Strahlteiler kann einen Anteil einer Strahlung in dem Innenraum des ersten Gehäuseteils in Richtung einer Anschlussöffnung reflektieren. Dadurch kann der Anteil der Strahlung aus dem ersten Gehäuseteil ausgekoppelt werden und in ein an die Anschlussöffnung angeschlossenes Sensormodul oder optisches-Kohärenz-Tomographie-Modul eingekoppelt werden. Die Strahlung kann eine Prozessstrahlung sein.
Beispielsweise kann während eines Laserbearbeitungsprozesses unter Verwendung des Laserbearbeitungskopfes ein optischer Messtrahl auf eine Oberfläche eines Werkstücks eingestrahlt werden. Ein Anteil des optischen Messstrahls kann von dem Werkstück in das erste Gehäuseteil reflektiert werden und zumindest teilweise in das optische-Kohärenz-Tomographie-Modul eingekoppelt werden. In dem optischen-Kohärenz-Tomographie-Modul kann auf Grundlage des reflektierten Anteils des Messstrahls ein Abstand zwischen dem Laserbearbeitungskopf und dem Werkstück ermittelt werden.
Das erste Gehäuseteil kann einstückig oder monolithisch ausgebildet sein. Das Halbzeug kann einstückig oder monolithisch ausgebildet sein. Durch den monolithischen Aufbau können Schnittstellen entfallen, welche Undichtigkeiten aufweisen könnten.
Das erste Gehäuseteil kann aus Metall bestehen. Bevorzugt umfasst das erste Gehäuseteil Aluminium oder Eisen. Das erste Gehäuseteil kann aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Das erste Gehäuseteil kann aus einer Eisenlegierung, insbesondere Stahl, bestehen. Das erste Gehäuseteil kann Kunststoff umfassen oder aus Kunststoff bestehen.
Das Halbzeug kann aus Metall bestehen. Bevorzugt umfasst das Halbzeug Aluminium oder Eisen. Das Halbzeug kann aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Das Halbzeug kann aus einer Eisenlegierung, insbesondere Stahl, bestehen. Das Halbzeug kann Kunststoff umfassen oder aus Kunststoff bestehen.
Das Halbzeug kann ein urgeformter Rohling, ein Strangpressprofil, ein Blech oder eine Tafel sein. Bevorzugt ist das Halbzeug ein stranggepresstes Aluminiumprofil.
Der urgeformte Rohling kann ein Guss-Rohling, insbesondere ein Druckguss-Rohling, sein. Der urgeformte Rohling kann durch Gießen, insbesondere Druckgießen, hergestellt sein. Der urgeformte Rohling kann ein Press-Rohling, insbesondere ein Strangpress-Rohling, sein. Der urgeformte Rohling kann durch Pressen, insbesondere durch Strangpressen, hergestellt sein. Der urgeformte Rohling kann ein Sinter-Rohling sein. Der urgeformte Rohling kann durch Sintern hergestellt sein.
Das Halbzeug kann durch ein additives Fertigungsverfahren, beispielsweise Laserstrahlschmelzen oder Lasersintern, hergestellt worden sein.
In dem ersten Gehäuseteil kann zumindest ein Kanal, bevorzugt zumindest zwei Kanäle, für ein Kühlmedium oder ein Prozessgas ausgebildet sein. In dem Halbzeug kann zumindest ein Kanal, bevorzugt zumindest zwei Kanäle, für ein Kühlmedium oder ein Prozessgas ausgebildet sein.
Der zumindest eine Kanal kann sich von einem ersten Ende des ersten Gehäuseteils zu einem zweiten Ende des Gehäuseteils erstrecken. Das erste Ende des ersten Gehäuseteils kann einen Kanaleingang aufweisen und das zweite Ende des ersten Gehäuseteils kann einen Kanalausgang aufweisen.
Der zumindest eine Kanal kann ausgebildet sein, eine Fluidströmung von einem Eingang des Kanals zu einem Ausgang des Kanals zu ermöglichen. Das Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Der zumindest eine Kanal kann ein Fluidkanal sein.
Der zumindest eine Kanal kann so in dem ersten Gehäuseteil ausgebildet sein, dass keine Fluidkommunikation zwischen dem zumindest einen Kanal und dem Innenraum des ersten Gehäuseteils besteht. Der zumindest eine Kanal kann von dem Innenraum des ersten Gehäuseteils getrennt oder separiert ausgebildet sein.
Das Fluid kann Wasser, insbesondere Kühlwasser, Luft, insbesondere Druckluft, oder ein Schneidgas sein.
In dem ersten Gehäuseteil kann zumindest ein Sensor, insbesondere zumindest zwei Sensoren, zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses integriert sein. An dem ersten Gehäuseteil kann zumindest ein Sensor, insbesondere zumindest zwei Sensoren, zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses angeordnet sein.
Der zumindest eine Sensor kann ein Sensor zur Prozessüberwachung, ein Temperatursensor, ein Drucksensor, eine Linien- oder Flächenkamera, ein Miniaturspektrometer, OCT oder eine Photodiode sein bzw. umfassen.
Das zumindest eine optische Element kann zumindest eines der folgenden Elemente umfassen: eine Linse, eine Linsengruppe, eine Kollimationslinse, eine Kollimieroptik, eine Fokussierlinse, eine Fokussieroptik, ein transmissives Element, ein reflektives Element, einen Strahlteiler, ein Schutzglas, einen Spiegel, ein Strahlformungselement und einen optischen Keil.
Bevorzugt ist zumindest teilweise in dem ersten Gehäuseteil eine Kollimieroptik und eine Fokussieroptik angeordnet. Besonders bevorzugt ist zumindest teilweise in dem ersten Gehäuseteil eine Kollimieroptik, ein Strahlteiler und eine Fokussieroptik angeordnet.
Der durch das zumindest eine optische Element festgelegte optische Pfad, insbesondere der durch alle optischen Elemente des ersten Gehäuseteils festgelegte optische Pfad, durch das erste Gehäuseteil kann koaxial mit der Achse des ersten Gehäuseteils sein.
Die optische Achse des zumindest einen optischen Elements kann koaxial mit der Achse des ersten Gehäuseteils sein.
Der erste Gehäuseteil kann benachbart zur zweiten Öffnung eine Düsenaufnahme aufweisen. An die Düsenaufnahme kann eine Düse für ein Austreten des Laserstrahls aus dem Laserbearbeitungskopf koppelbar sein. Der erste Gehäuseteil kann benachbart zur ersten Öffnung eine Schnittstelle zum Einführen des Laserstrahls in den Laserbearbeitungskopf aufweisen.
Der Laserbearbeitungskopf kann ein zweites Gehäuseteil umfassen, das mit dem ersten Gehäuseteil verbunden ist. Das zweite Gehäuseteil kann einen Faserkoppler oder eine Düsenaufnahme umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Laserbearbeitungskopf ein zweites Gehäuseteil und ein drittes Gehäuseteil umfassen. Das zweite Gehäuseteil und das dritte Gehäuseteil können mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sein. Das zweite Gehäuseteil kann einen Faserkoppler umfassen. Das dritte Gehäuseteil kann eine Düsenaufnahme umfassen.
In einer Ausführungsform kann das Gehäuse des Laserbearbeitungskopfs aus dem ersten Gehäuseteil bestehen, wobei in dem ersten Gehäuseteil zumindest eine Kollimationsoptik und eine Fokussieroptik des Laserbearbeitungskopfs aufgenommen sind.
Das erste Gehäuseteil kann eine Dichtungsaufnahme umfassen. In der Dichtungsaufnahme kann ein Dichtungselement aufgenommen sein. Das Dichtungselement kann zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten oder dem dritten Gehäuseteil angeordnet sein. Durch das Dichtungselement kann eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil oder dem dritten Gehäuseteil verbessert werden.
Bevorzugt umfasst das Gehäuseteil zwei Dichtungsaufnahmen. Eine erste Dichtungsaufnahme kann an der ersten Öffnung bzw. in einer ersten Seite oder in einem ersten Ende des ersten Gehäuseteils gebildet sein. Eine zweite Dichtungsaufnahme kann an der zweiten Öffnung bzw. in einer zweiten Seite oder in einem zweiten Ende des ersten Gehäuseteils gebildet sein. In der ersten Dichtungsaufnahme kann ein erstes Dichtungselement angeordnet sein. In der zweiten Dichtungsaufnahme kann ein zweites Dichtungselement angeordnet sein. Das erste Dichtungselement kann zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordnet sein. Das zweite Dichtungselement kann zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem dritten Gehäuseteil angeordnet sein. Durch das erste Dichtungselement kann eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil verbessert werden. Durch das zweite Dichtungselement kann eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem dritten Gehäuseteil verbessert werden.
Die Dichtungsaufnahme oder jede der Dichtungsaufnahmen kann eine Ringnut sein. Das Dichtungselement oder jedes der Dichtungselemente kann eine Ringdichtung, beispielsweise ein O-Ring, sein.
Die Dichtungsaufnahme oder die Dichtungsaufnahmen können dem Halbzeug hinzugefügt sein. Das Halbzeug kann so bearbeitet oder nachbearbeitet sein, dass die Dichtungsaufnahme oder die Dichtungsaufnahmen in dem Halbzeug ausgebildet sind.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes. Insbesondere betrifft der Aspekt der Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines hierin offenbarten Laserbearbeitungskopfes.
Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Halbzeugs oder eines Gehäuseteils aus einem Halbzeug, wobei das Halbzeug oder das erste Gehäuseteil eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und einen von einer Innenfläche umgebenen Innenraum aufweist; und Einbringen von mindestens einem optischen Element zumindest teilweise in den Innenraum.
Das Halbzeug kann so bearbeitet werden, dass sich die Form des Halbzeugs verändert.
Das Halbzeug kann so bearbeitet werden, dass sich das Gewicht des Halbzeugs durch die Bearbeitung verringert. Das Gewicht des Halbzeugs kann durch die Bearbeitung um höchsten 10,0 %, bevorzugt höchstens 7,0 %, bevorzugter höchstens 5,0 %, bevorzugter höchstens 3,0 %, bevorzugter höchstens 2,0 %, bevorzugter höchstens 1,0 %, bevorzugter höchstens 0,5 %, verringert werden. Insbesondere wird das Halbzeug spanabhebend (nach)bearbeitet. Das Halbzeug kann durch Prägen, Rollieren, (Massiv-)Umformen, Tiefziehen oder Biegen (nach)bearbeitet werden.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft eine Verwendung eines Halbzeugs für einen Laserbearbeitungskopf, bevorzugt für eine Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes. Ein noch weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft eine Verwendung eines Halbzeugs für ein Gehäuseteil für einen Laserbearbeitungskopf, bevorzugt für eine Herstellung eines Gehäuseteils eines Laserbearbeitungskopfes. Vorzugsweise kann bei der Verwendung eines Halbzeugs zur Herstellung eines Gehäuseteils für einen Laserbearbeitungskopf in dem Gehäuseteil zumindest eine Kollimationsoptik und eine Fokussieroptik des Laserbearbeitungskopfs aufgenommen sein und/oder das Halbzeug bereits weitgehend die Form des (fertigen) Gehäuseteils aufweisen.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren im Detail beschrieben.

1 zeigt ein Laserbearbeitungssystem 500;
2 zeigt schematisch eine erstes Gehäuseteil 110, wobei der Verlauf eines Schnittes A-A angedeutet ist;
3 zeigt den Schnitt A-A wie in 2 angedeutet;
4 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines ersten Gehäuseteils 110;
5 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines ersten Gehäuseteils 110;
6 zeigt schematisch eine erstes Gehäuseteil 110, wobei der Verlauf eines Schnittes B-B angedeutet ist; und
7 zeigt einen Teil des Schnittes B-B wie in 6 angedeutet.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 gezeigte Laserbearbeitungssystem 500 kann eine Laserquelle 200 und einen Laserbearbeitungskopf 100 umfassen.
Die Laserquelle 200 kann einen Bearbeitungslaserstrahl L (Laserstrahl) erzeugen. Die Laserquelle 200 kann als Single-Mode-Laser, als Festkörperlaser oder als Faserlaser ausgebildet sein.
Weiterhin kann das Laserbearbeitungssystem 500 einen Laserbearbeitungskopf 100 umfassen. Der Laserbearbeitungskopf 100 kann ein erstes Gehäuseteil 110 umfassen. Zusätzlich kann der Laserbearbeitungskopf 100 ein zweites Gehäuseteil 160 und/oder ein drittes Gehäuseteil 170 umfassen. Das zweite Gehäuseteil 160 kann mit dem ersten Gehäuseteil 110 verbunden sein. Das dritte Gehäuseteil 170 kann mit dem ersten Gehäuseteil verbunden sein.
Der von der Laserquelle 200 erzeugte Bearbeitungslaserstrahl L kann über eine Lichtleitfaser von der Laserquelle 200 zu dem Laserbearbeitungskopf 100 übertragen werden. Über einen Faserkoppler 161 kann der Bearbeitungslaserstrahl L in den Laserbearbeitungskopf 100 eingekoppelt werden. Das Einkoppeln des Bearbeitungslaserstrahls L in den Laserbearbeitungskopf 100 kann in das zweite Gehäuseteil 160 erfolgen. Insbesondere kann das zweite Gehäuseteil 160 eine Schnittstelle, beispielsweise den Faserkoppler 161, zum Einkoppeln des Bearbeitungslaserstrahls L in den Laserbearbeitungskopf 100 umfassen.
Der Laserbearbeitungskopf 100 kann eine Kollimationsoptik 121 (Kollimieroptik) umfassen. Die Kollimationsoptik 121 kann in dem Laserbearbeitungskopf 100 so angeordnet und ausgebildet sein, dass der divergent in den Laserbearbeitungskopf 100 eintretende Bearbeitungslaserstrahl L kollimiert wird. Die Kollimationsoptik 121 kann zumindest abschnittsweise in dem ersten Gehäuseteil 110 des Laserbearbeitungskopfes 100 angeordnet sein. Bevorzugt ist die Kollimationsoptik 121 vollständig in dem ersten Gehäuseteil 110 des Laserbearbeitungskopfes 100 angeordnet.
Die Kollimationsoptik 121 kann zumindest eine Linse oder zwei oder mehr Linsen umfassen. Ein Abstand zwischen den zwei oder mehr Linsen kann einstellbar sein, insbesondere durch einen Elektromotor. Die Kollimationsoptik 121 kann eine optische Achse definieren.
Ferner kann der Laserbearbeitungskopf 100 eine Fokussieroptik 131 umfassen. Die Fokussieroptik 131 kann in dem Laserbearbeitungskopf 100 so angeordnet und ausgebildet sein, dass der kollimierte Bearbeitungslaserstrahl L fokussiert wird. Die Fokussieroptik 131 kann zumindest abschnittsweise in dem ersten Gehäuseteil 110 des Laserbearbeitungskopfes 100 angeordnet sein. Insbesondere ist die Fokussieroptik 131 vollständig in dem ersten Gehäuseteil 110 des Laserbearbeitungskopfes 100 angeordnet.
Die Fokussieroptik 131 kann zumindest eine Linse oder zwei oder mehr Linsen umfassen. Ein Abstand zwischen den zwei oder mehr Linsen kann einstellbar sein, insbesondere durch einen Elektromotor. Durch die Fokussieroptik 131 kann eine optische Achse definiert werden. Die Fokussieroptik 131 kann ein F-Theta Objektiv sein. Das F-Theta Objektiv kann telezentrisch angeordnet sein.
Der fokussierte Bearbeitungslaserstrahl L kann aus dem Laserbearbeitungskopf 100 ausgestrahlt werden und auf ein Werkstück W eingestrahlt werden, um das Werkstück W zu bearbeiten. Bevorzugt umfasst oder ist das dritte Gehäuseteil 170 eine Düse 171, aus der der Bearbeitungslaserstrahl L ausgestrahlt wird.
Beispielsweise kann das Werkstück W geschweißt werden. Dabei können zwei Werkstücke W miteinander verschweißt werden oder ein Bauteil kann mit dem Werkstück W verschweißt werden. Ebenso kann das Werkstück W geschnitten, graviert oder gehärtet werden.
Der Laserbearbeitungskopf 100 kann ein Laserstrahlschweißkopf, ein Laserstrahlschneidkopf, ein Laserstrahlgravierkopf oder ein Laserstrahlhärtkopf sein.
Das Laserbearbeitungssystem 500 kann eine Messvorrichtung 300 umfassen. Die Messvorrichtung 300 kann zur Prozessüberwachung eingerichtet sein bzw. eingerichtet sein, einen Parameter zur Beurteilung des Laserbearbeitungsprozesses zu erfassen.
Die Messvorrichtung 300 kann eine Kamera oder eine oder mehrere Photodioden oder eine oder mehrere Sensoren umfassen. Bevorzugt wird eine Prozessstrahlung des Laserbearbeitungsprozesses in die Messvorrichtung 300 eingekoppelt und in der Messvorrichtung erfasst. Die Prozessstrahlung kann von dem Werkstück W reflektierte Strahlung, Plasmastrahlung und/oder Wärmestrahlung umfassen. Die Messvorrichtung 300 kann ein Sensormodul oder ein optisches-Kohärenz-Tomographie-Modul umfassen oder sein.
In einer Ausführungsform kann ein optischer Messstrahl auf das Werkstück W eingestrahlt werden und ein Teil des optischen Messstrahls kann von dem Werkstück W in die Messvorrichtung 300 reflektiert werden. Auf Grundlage des reflektierten Messstrahls kann ein Abstand zwischen dem Laserbearbeitungskopf 100 und dem Werkstück W ermittelt werden.
Der Messstrahl kann mit dem Bearbeitungslaserstrahl L kombiniert werden. Dazu kann der Laserbearbeitungskopf 100, insbesondere das erste Gehäuseteil 110 des Laserbearbeitungskopfes 100, einen Strahlteiler 141 umfassen. Der Strahlteiler 141 kann ausgebildet sein einen Bearbeitungslaserstrahl L passieren zu lassen und einen Messstrahl zu reflektieren. Alternativ kann der Strahlteiler 141 ausgebildet sein einen Bearbeitungslaserstrahl L zu reflektieren und einen Messstrahl passieren zu lassen. Dadurch können der Bearbeitungslaserstrahl L und der Messstrahl kombiniert werden, insbesondere so kombiniert werden, dass diese zumindest streckenweise parallel und/oder koaxial zueinander verlaufen.
Eine Steuereinheit kann Daten der Messvorrichtung 300 auswerten und den Laserbearbeitungsprozess auf Grundlage der Datenauswertung verändern, insbesondere steuern oder regeln. Die Steuereinheit kann von der Messvorrichtung 300 umfasst sein oder nicht von der Messvorrichtung 300 umfasst sein.
Der Laserbearbeitungskopf 100 kann eine oder mehrere Schutzgläser umfassen. Durch die Schutzgläser kann eine Verschmutzung von relevanten Komponenten reduziert oder verhindert werden.
Weiterhin kann der Laserbearbeitungskopf eine Linse, ein transmissives Element, ein reflektives Element, ein Strahlungsformungselement und/oder einen optischen Keil umfassen.
Eine Kollimationsoptik 121, eine Fokussieroptik 131, ein Strahlteiler 141, ein Schutzglas, eine Linse, ein transmissives Element, ein reflektives Element, ein Strahlungsformungselement und ein optischer Keil können jeweils als ein optisches Element bezeichnet werden.
Durch optische Elemente des Laserbearbeitungskopfes 100 kann ein optischer Pfad für den Bearbeitungslaserstrahl L durch den Laserbearbeitungskopf 100 festgelegt sein.
2 zeigt schematisch ein erstes Gehäuseteil 110. Das erste Gehäuseteil 110 umfasst eine erste Öffnung 111a und eine zweite Öffnung 112a. Die erste Öffnung lila und die zweite Öffnung 112a können gegenüberliegend sein.
Das erste Gehäuseteil 110 umfasst ein erstes Ende 111 und ein zweites Ende 112. In dem ersten Ende 111 kann die erste Öffnung 111a ausgebildet sein. In dem zweiten Ende 112 kann die zweite Öffnung 112a ausgebildet sein.
Das erste Gehäuseteil 110 besteht aus einem Halbzeug.
Ferner kann das erste Gehäuseteil 110 eine Einschuböffnung 119 umfassen. Die Einschuböffnung 119 kann dem Halbzeug hinzugefügt worden sein. Mit anderen Worten, das Halbzeug kann so bearbeitet oder nachbearbeitet worden sein, dass die Einschuböffnung 119 in dem ersten Gehäuseteil 119 gebildet ist.
Die Einschuböffnung 119 kann schlitzförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Zwischen der ersten Öffnung 111 und der zweiten Öffnung 112 kann eine Achse des ersten Gehäuseteils 110 gebildet sein. Insbesondere ist die Achse des ersten Gehäuseteils 110 zwischen einem Mittelpunkt der ersten Öffnung 111 und einem Mittelpunkt der zweiten Öffnung 112 gebildet. Die Achse des ersten Gehäuseteils 110 kann als gedachte Gerade verstanden werden.
Die Einschuböffnung 119 kann in einer Seite des ersten Gehäuseteils 110 ausgebildet sein. Zwischen einer Seite der Einschuböffnung 119 und der Achse des ersten Gehäuseteils 110 kann ein Winkel gebildet sein. Der Winkel kann insbesondere zwischen 40 ° und 50 ° liegen. Mit anderen Worten, die Einschuböffnung 119 kann gegenüber der Längserstreckung des ersten Gehäuseteils 110 (in Richtung der Achse des ersten Gehäuseteils 110) rotiert oder verdreht oder verkippt sein.
Ein Einschub 142 (sh. 4 und 5) kann in die Einschuböffnung 119 eingebracht werden. In dem Einschub 142 kann ein optisches Element, beispielsweise der Strahlteiler 141, angeordnet sein. Das optische Element kann gemeinsam mit dem Einschub 142 in die Einschuböffnung 119 eingebracht werden. Hierbei kann das optische Element zuerst in dem Einschub 142 angeordnet werden und dann der Einschub 142 mit dem optischen Element in die Einschuböffnung 119 eingebracht werden. Alternativ kann der Einschub 142 ohne das optische Element in die Einschuböffnung 119 eingebracht werden.
Der Einschub 142 kann (lösbar) unbeweglich mit dem ersten Gehäuseteil 110 verbunden werden, beispielsweise mittels einer Verschraubung oder eine Bolzen-Verbindung. Dadurch ist das optische Element in dem Einschub 142 unbeweglich oder stationär relativ zu dem ersten Gehäuseteil 110 positioniert.
Da der Strahlteiler 141 vorteilhaft gegenüber einem optischen Pfad durch das erste Gehäuseteil 110 verkippt ist, ermöglicht die Verkippung der Einschuböffnung 119 gegenüber der Achse des ersten Gehäuseteils 110 eine festgelegte Positionierung des Strahlteilers. Ein Strahlteiler 141 als optisches Element in dem Einschub 142 ist beispielhaft und nicht zwingend notwendig zu verstehen. Ein anderes optisches Element in dem Einschub 142 ist möglich.
Weiterhin ist in 2 ein Schnittverlauf A-A angedeutet. Die zugehörige Schnittansicht A-A ist in 3 gezeigt.
Der Außenquerschnitt des ersten Gehäuseteils 110 kann rechteckig, insbesondere quadratisch sein. Die Ecken können abgerundet sein.
In dem ersten Gehäuseteil 110 ist ein Innenraum 113 gebildet. Der Innenraum 113 kann durch die erste Öffnung lila und/oder durch die zweite Öffnung 112a mit der Umgebung des ersten Gehäuseteils 110 verbunden sein, insbesondere fluidkommunizierend verbunden sein. Der Innenraum 113 kann sich durch das gesamte erste Gehäuseteil 110 erstrecken. Der Innenraum 113 kann einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt (senkrecht zur Achse des ersten Gehäuseteils 110) aufweisen.
Der Innenraum 113 ist von einer Innenfläche 114 umgeben. Die Innenfläche 114 kann im Wesentlichen zylindermantelflächenförmig ausgebildet sein. Die Innenfläche 114 kann zumindest abschnittsweise zylindermantelflächenförmig ausgebildet sein. Der erste Gehäuseteil 110 kann eine Gehäusewand (schraffiert in 3) umfassen, der die Innenfläche 114 bzw. den Innenraum 113 definiert.
Die Innenfläche 114 kann eine Führung 119a, 119b zur Führung und/oder Stützung des Einschubs 142 aufweisen. Die Führung 119a, 119b kann einen ersten Führungsabschnitt 119a und einen zweiten Führungsabschnitt 119b umfassen.
Der erste Führungsabschnitt 119a kann an die Einschuböffnung 119 (direkt) angrenzen. Der erste Führungsabschnitt 119a kann eine Führungsnut umfassen. Der zweite Führungsabschnitt 119b kann der Einschuböffnung 119 und/oder dem ersten Führungsabschnitt 119a gegenüberliegen. Der zweite Führungsabschnitt 119b kann eine Führungsnut umfassen.
Der erste Führungsabschnitt 119a und der zweite Führungsabschnitt 119b können so aufeinander abgestimmt sein, dass der Einschub 142 sowohl in dem ersten Führungsabschnitt als auch in dem zweiten Führungsabschnitt 119b angeordnet ist, wenn der Einschub 142 (vollständig) in die Einschuböffnung 119 eingeschoben ist.
Weiterhin kann das erste Gehäuseteil 110 eine Anschlussöffnung 117 aufweisen. Die Anschlussöffnung 117 kann in einer Seite des ersten Gehäuseteils 110 ausgebildet sein, die verschieden ist zu der Seite, in der die Einschuböffnung 119 ausgebildet ist. In umfänglicher Richtung um das erste Gehäuseteil 110 können die Anschlussöffnung 117 und die Einschuböffnung 119 voneinander beabstandet sein.
Eine Messvorrichtung 300 (nicht in 3 gezeigt) kann mit der Anschlussöffnung 117 gekoppelt sein. Beispielsweise kann ein Anteil einer Strahlung aus dem ersten Gehäuseteil in die Messvorrichtung 300 eingekoppelt werden.
In der Innenfläche 114 kann eine Anschlussführung 117a ausgebildet sein. Die Anschlussführung 117a kann (direkt) an die Anschlussöffnung 117 angrenzen. Durch die Anschlussführung 117a kann eine Kopplung der Anschlussöffnung 117 mit der Messvorrichtung 300 verbessert werden.
Das erste Gehäuseteil 110 kann zumindest einen Kanal 115 aufweisen. Bevorzugt umfasst das erste Gehäuseteil 110 zumindest zwei Kanäle 115, bevorzugter mehrere Kanäle 115. Der Kanal 115 kann einen Kanaleingang und einen Kanalausgang aufweisen.
Der zumindest eine Kanal 115 kann sich in vollständig von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite des ersten Gehäuseteils 110 erstrecken. Dabei kann ein Kanaleingang in der ersten Seite und ein Kanalausgang in der zweiten Seite des ersten Gehäuseteils 110 gebildet sein.
Ein Fluid, beispielsweise ein Kühlfluid, kann über den Kanaleingang in den Kanal 115 eingebracht werden und das Fluid kann über den Kanalausgang aus dem Kanal 115 ausgebracht werden.
Insbesondere ist der Kanal 115 von dem Innenraum 113 getrennt ausgebildet. Der Kanal 115 und der Innenraum 113 des ersten Gehäuseteils 110 können nicht fluidkommunizierend verbunden sein.
4 zeigt schematisch ein erstes Gehäuseteil 110. In dem ersten Gehäuseteil 110 des Beispiels der 4 ist eine Kollimationsoptik 121, eine Fokussieroptik 131 und optional ein Strahlteiler 141 angeordnet.
Wenn der Strahlteiler 141 vorgesehen ist, kann der erste Gehäuseteil 110 ferner die Anschlussöffnung 117 aufweisen, um eine Messvorrichtung anzuschließen. Der Strahlteiler 141 kann in dem Einschub 142 angeordnet sein, insbesondere wie mit Blick auf die 2 und 3 beschrieben. Der Strahlteiler 141 und der Einschub 142 können eine optische Baugruppe bzw. optische Einheit 140 bilden. Die optische Einheit 140 kann in die Einschuböffnung 119 in das erste Gehäuseteil 110 eingebracht werden.
Die Kollimationsoptik 121 kann in einem Einschub 122 angeordnet sein. Der Einschub 122 der Kollimationsoptik 121 kann analog zu dem Einschub 142 des Strahlteilers 141 ausgebildet sein.
Die Kollimationsoptik 121 und der Einschub 122 können eine optische Baugruppe bzw. eine optische Einheit 120 bilden. Die optische Einheit 120 kann in eine Einschuböffnung in dem ersten Gehäuseteil 110 eingebracht werden. Die Einschuböffnung kann schlitzförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Eine Seite der Einschuböffnung kann im Wesentlichen (±10 % oder ±5 %) parallel oder senkrecht zu der Achse des ersten Gehäuseteils 110 ausgebildet sein. Eine Seite der Einschuböffnung kann nicht-parallel zu einer Seite der Einschuböffnung 119 für den Strahlteiler 141 sein.
Das erste Gehäuseteil 110 kann eine Führung zum Stützen und/oder Führen des Einschubs 122 der Kollimationsoptik 121 umfassen. Die Führung kann einen ersten Führungsabschnitt und einen zweiten Führungsabschnitt umfassen. Der erste Führungsabschnitt kann an die Einschuböffnung (direkt) angrenzen. Der erste Führungsabschnitt kann eine Führungsnut umfassen. Der zweite Führungsabschnitt kann der Einschuböffnung und/oder dem ersten Führungsabschnitt gegenüberliegen. Der zweite Führungsabschnitt kann eine Führungsnut umfassen. Der erste Führungsabschnitt und der zweite Führungsabschnitt können so aufeinander abgestimmt sein, dass der Einschub 122 sowohl in dem ersten Führungsabschnitt als auch in dem zweiten Führungsabschnitt angeordnet ist, wenn der Einschub 122 (vollständig) in die Einschuböffnung eingeschoben ist.
Die Fokussieroptik 131 kann in einem Einschub 132 angeordnet sein. Der Einschub 132 der Fokussieroptik 131 kann analog zu dem Einschub 142 des Strahlteilers 141 ausgebildet sein.
Die Fokussieroptik 131 und der Einschub 132 können eine optische Baugruppe bzw. optische Einheit 130 bilden. Die optische Einheit 130 kann in eine Einschuböffnung in dem ersten Gehäuseteil 110 eingebracht werden. Die Einschuböffnung kann schlitzförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Eine Seite der Einschuböffnung kann im Wesentlichen (±10 % oder ±5 %) parallel oder senkrecht zu der Achse des ersten Gehäuseteils ausgebildet sein. Eine Seite der Einschuböffnung kann nicht-parallel zu einer Seite der Einschuböffnung 119 für den Strahlteiler 141 sein. Eine Seite der Einschuböffnung kann im Wesentlichen (±10 % oder ±5 %) parallel oder senkrecht zu einer Seite der Einschuböffnung der Kollimationsoptik 121 ausgebildet sein.
Das erste Gehäuseteil 110 kann eine Führung zum Stützen und/oder Führen des Einschubs 132 der Fokussieroptik 131 umfassen. Die Führung kann einen ersten Führungsabschnitt und einen zweiten Führungsabschnitt umfassen. Der erste Führungsabschnitt kann an die Einschuböffnung (direkt) angrenzen. Der erste Führungsabschnitt kann eine Führungsnut umfassen. Der zweite Führungsabschnitt kann der Einschuböffnung und/oder dem ersten Führungsabschnitt gegenüberliegen. Der zweite Führungsabschnitt kann eine Führungsnut umfassen. Der erste Führungsabschnitt und der zweite Führungsabschnitt können so aufeinander abgestimmt sein, dass der Einschub 132 sowohl in dem ersten Führungsabschnitt als auch in dem zweiten Führungsabschnitt angeordnet ist, wenn der Einschub 132 (vollständig) in die Einschuböffnung eingeschoben ist.
Das erste Gehäuseteil 110 kann in dem in 4 gezeigten Beispiel zwei bzw. drei Einschuböffnungen umfassen. In die erste Einschuböffnung kann der Einschub 122 für die Kollimationsoptik 121 eingebracht sein, in die (optionale) zweite Einschuböffnung 119 kann der Einschub 142 für den Strahlteiler 141 eingebracht sein und in die dritte Einschuböffnung kann der Einschub 132 für die Fokussieroptik 131 eingebracht sein.
5 zeigt eine Ausführungsform des ersten Gehäuseteils 110.
Eine Kollimationsoptik 121 kann an einem ersten Ende des ersten Gehäuseteils 110 angeordnet sein. An einem zweiten Ende des ersten Gehäuseteils 110 kann eine Fokussieroptik 131 angeordnet sein.
Die Kollimationsoptik 121 kann zumindest teilweise in dem ersten Gehäuseteil 110 angeordnet sein. Ein Abschnitt der Kollimationsoptik 121 kann außerhalb des ersten Gehäuseteils 110 angeordnet sein oder die Kollimationsoptik 121 kann vollständig in dem ersten Gehäuseteil 110 angeordnet sein.
Die Fokussieroptik 131 kann zumindest teilweise in dem ersten Gehäuseteil 110 angeordnet sein. Ein Abschnitt der Fokussieroptik 131 kann außerhalb des ersten Gehäuseteils 110 angeordnet sein oder die Fokussieroptik 131 kann vollständig in dem ersten Gehäuseteil 110 angeordnet sein.
Ein Einschub 142 mit einem Strahlteiler 141 kann in dem ersten Gehäuseteil 110 angeordnet sein. Der Einschub 142 und der Strahlteiler 141 können eine optische Einheit 140 bilden. Der Einschub 142, der Strahlteiler 141 und/oder die optische Einheit 140 können wie oben beschrieben ausgestaltet sein.
Eine mögliche Ausgestaltung einer Anordnung eines optischen Elements an dem ersten Gehäuseteil 110, beispielsweise der Kollimationsoptik 121 an der ersten Öffnung lila und/oder der Fokussieroptik 131 an der zweiten Öffnung 111b, wird mit Blick auf die 6 und 7 näher beschrieben. Auch wenn im Folgenden die Anordnung mit Bezug auf das erste Ende 111 des Gehäuseteils 110 und der Kollimationsoptik 121 beschrieben wird, kann die Fokussieroptik 131 am zweiten Ende 112 des Gehäuseteils 110 entsprechend angeordnet sein.
6 zeigt ein erstes Gehäuseteil 110 in einer Vorderansicht, wobei ein erstes Ende 111 und eine erste Öffnung 111a des ersten Gehäuseteils 110 sichtbar sind. In 6 ist ein Schnittverlauf B-B angedeutet, wobei die zugehörige Schnittansicht B-B in 7 gezeigt ist.
In der Innenfläche 114 des ersten Gehäuseteils 110 kann eine Aufnahme 116 gebildet sein. In der Aufnahme 116 kann ein optisches Element, beispielsweise eine Kollimationsoptik 121 oder eine Fokussieroptik 131 aufgenommen werden.
Die Aufnahme 116 kann stufenförmig in dem ersten Ende 111 ausgebildet sein. Die Aufnahme 116 kann einen Schlitz, eine Kerbe, eine Nut, ein Auflager, eine Stufe und/oder einen Absatz umfassen, an der ein Abschnitt des optischen Elements anliegen oder aufliegen kann.
Die Aufnahme 116 kann (direkt) an die erste Öffnung lila oder (direkt) an die zweite Öffnung 112a angrenzen.
Die Aufnahme 116 kann einen kreisförmigen Querschnitt (senkrecht zur Achse des ersten Gehäuseteils 110) aufweisen. Die Aufnahme 116 kann eine Änderung der der Fläche des Querschnitts des Innenraums 113 umfassen. Die Änderung kann sprunghaft oder kontinuierlich sein.
Die Aufnahme 116 kann einen Abschnitt umfassen, in dem die Fläche des Querschnitts des Innenraums 113 größer ist als in einem Abschnitt des Innenraums 113, der nicht von der Aufnahme 116 umfasst ist. Die Querschnittsflächenänderung kann durch eine Stufe oder einen Absatz verursacht sein. Auf der Stufe oder dem Absatz kann das optische Element anliegen oder aufliegen.
Das erste Gehäuseteil 110 kann ein Federelement 150 umfassen oder an dem ersten Gehäuseteil 110 kann ein Federelement 150 angeordnet sein. Durch das Federelement 150 kann das optische Element gegenüber dem ersten Gehäuseteil 110 positioniert und/oder gehalten sein. Die Aufnahme 116 kann eine Hilfsaufnahme 118 aufweisen. Mit anderen Worten kann in der Innenfläche 114 des ersten Gehäuseteils 110 eine Hilfsaufnahme 118 ausgebildet sein. In der Hilfsaufnahme 118 kann das Federelement 150 und/oder ein Dichtelement aufgenommen werden. Die Hilfsaufnahme 118 kann einen Schlitz, eine Kerbe, eine Nut, ein Auflager, eine Stufe und/oder einen Absatz umfassen. Die Hilfsaufnahme 118 kann einen Abschnitt umfassen, in dem die Fläche des Querschnitts des Innenraums 113 größer ist als im Bereich der Aufnahme 116. Die Querschnittsflächenänderung kann durch eine Stufe oder einen Absatz verursacht sein. Auf der Stufe oder dem Absatz kann das Federelement 150 oder das Dichtelement anliegen oder aufliegen.
Das Federelement 150 kann eine Vielzahl von Federabschnitten 151 umfassen, die jeweils mit einem Federrand 152 des Federelements 150 verbunden sind. Der Federrand 152 kann an dem ersten Gehäuseteil 110 anliegen, insbesondere an einem Abschnitt der Aufnahme 116, anliegen. Bevorzugt liegen die Federabschnitte 151 nicht an dem ersten Gehäuseteil 110 an. Das Federelement 150 kann zumindest drei, bevorzugt zumindest fünf, bevorzugter zumindest zehn, Federabschnitte 151 umfassen.
Die Federabschnitte 151, auch Federfinger oder Federstege genannt, können sich von dem Federrand 152 in Richtung einer Mitte des Federelements 150 erstrecken. Bevorzugt erstrecken sich die Federabschnitte 151 über eine von dem Federrand 152 definierten Ebene hinaus, insbesondere in Richtung der Achse des ersten Gehäuseteils 110. Die Federabschnitte 151 können elastisch verformbar sein.
Das Federelement 150 kann zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten Gehäuseteil 110 und einem zweiten Gehäuseteil 160 angeordnet sein. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 110 und dem zweiten Gehäuseteil 160 kann das Federelement 150 eingespannt sein.
Das Federelement 150 kann das zumindest eine optische Element kontaktieren. Hierdurch kann eine Federkraft auf das zumindest eine optische Element aufgebracht werden und das zumindest eine optische Element an oder in dem ersten Gehäuseteil 110 fixiert werden.
Das Federelement 150 kann einen kreisförmigen Querschnitt und/oder einen kreislinienförmigen Außendurchmesser aufweisen.
Das erste Gehäuseteil 110 kann eine erste Aufnahme und eine zweite Aufnahme umfassen. Die erste Aufnahme kann an einem ersten Ende 111 des ersten Gehäuseteils 110 ausgebildet sein und die zweite Aufnahme kann an einem zweiten Ende 112 des ersten Gehäuseteils 110 ausgebildet sein. In oder an der ersten Aufnahme kann ein erstes optisches Element, insbesondere eine Kollimationsoptik 121, angeordnet sein und in oder an der zweiten Aufnahme kann ein zweites optisches Element, insbesondere eine Fokussieroptik 131, angeordnet sein. Die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme können jeweils jede hierin offenbarte Aufnahme sein.
Das erste Gehäuseteil 110 kann ein erstes Federelement und ein zweites Federelement umfassen. Das erste Federelement kann das erste optische Element kontaktieren und das zweite Federelement kann das zweite optische Element kontaktieren. Das erste Federelement und das zweite Federelement können jeweils jedes hierin offenbarte Federelement sein.
Das erste Federelement kann zwischen dem ersten Gehäuseteil 110 und einem zweiten Gehäuseteil 160 eingespannt sein. Das zweite Federelement kann zwischen dem ersten Gehäuseteil 110 und einem dritten Gehäuseteil 170 eingespannt sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Problem der hohen Zerspanungsvolumen bei der Herstellung von Halterungen von optischen Elementen in einem Gehäuse eines Laserbearbeitungskopfs durch den Einsatz von Halbzeugen wie Strangpressprofilen, Blechen, Tafeln oder urgeformten Rohlinge, welche beispielsweise durch Druckguss oder Pressen und Sintern erstellt wurden, gelöst werden. Auch wenn diese Halbzeuge möglicherweise zum Erreichen der notwendigen Maßhaltigkeiten (typischer Wert kleiner 0,1mm) in der Regel noch in bestimmten Bereichen nachbearbeitet werden müssen, entfallen die großen Zerspanungsvolumen der aktuellen Herstellungsweise, da nur noch ein minimaler Materialabtrag zur Erreichung der Maßhaltigkeiten notwendig ist. Außerdem können beispielsweise Halterungen für optische Elemente und/oder Kühlkanäle o.ä. direkt bei der Erstellung des Halbzeugs berücksichtigt werden und müssen nicht nachträglich eingebracht werden, was eine weitere Vereinfachung zur Kostenoptimierung darstellt.

Claims

Laserbearbeitungskopf (100) umfassend: - ein erstes Gehäuseteil (110), das aus einem Halbzeug besteht und eine erste Öffnung (111a), eine der ersten Öffnung (111a) gegenüberliegende zweite Öffnung (112a) und einen von einer Innenfläche (114) umgebenen Innenraum (113) aufweist; und - mindestens ein optisches Element (121, 131, 141), das zumindest teilweise in dem Innenraum (113) angeordnet ist.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 1, wobei in der Innenfläche (114) des ersten Gehäuseteils (110) eine Aufnahme (116) ausgebildet ist und das optische Element (121, 131, 141) in der Aufnahme (116) aufgenommen ist.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 2, wobei die Aufnahme (116) einen Schlitz, eine Kerbe, eine Nut, ein Auflager, eine Stufe und/oder einen Absatz umfasst.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Aufnahme (116) angrenzend an die erste oder zweite Öffnung (111a, 112a) in der Innenfläche (114) ausgebildet ist.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 1, wobei das Gehäuseteil (110) eine Einschuböffnung (119) aufweist und das optische Element (121, 131, 141) in einem zumindest teilweise durch die Einschuböffnung (119) in den Innenraum (113) eingeführten Einschub (122, 132, 142) angeordnet ist.
Laserbearbeitungskopf nach Anspruch 5, wobei in der Innenfläche (114) eine Führung (119a, 119b), insbesondere eine Führungsnut, zum Führen des Einschubs (122, 132, 142) und/oder zum Stützen des Einschubs (122, 132, 142) in dem Innenraum (113) ausgebildet ist.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuseteil (110) eine Anschlussöffnung (117) zum Anschließen eines Sensormoduls oder eines optisches-Kohärenz-Tomographie-Moduls (300) aufweist.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuseteil (110) und/oder das Halbzeug einstückig oder monolithisch ausgebildet ist.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halbzeug ein urgeformter Rohling, ein Strangpressprofil, insbesondere ein stranggepresstes Aluminiumprofil, ein Blech oder eine Tafel ist.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Gehäuseteil (110) und/oder in dem Halbzeug zumindest ein Kanal (115), bevorzugt zumindest zwei Kanäle, für ein Kühlmedium und/oder ein Prozessgas ausgebildet ist.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in oder an dem Gehäuseteil (110) zumindest ein Sensor, insbesondere zumindest zwei Sensoren, zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses angeordnet oder integriert sind.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element (121, 131, 141) zumindest eines der folgenden Elemente umfasst: eine Linse, eine Kollimationslinse, eine Kollimieroptik, eine Fokussierlinse, eine Fokussieroptik, ein transmissives Element, ein reflektives Element, einen Strahlteiler, einen dichroitischen Strahlteiler, eine Fresnel-Linse, einen (Wellenlängen-)Filter, einen optischen Isolator, ein Reflexionsgitter, ein Beugungsgitter, ein Schutzglas, einen Spiegel, ein Strahlformungselement und einen optischen Keil.
Laserbearbeitungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: zumindest ein zweites Gehäuseteil (160, 170), das mit dem ersten Gehäuseteil (110) verbunden ist, und einen Faserkoppler (161) und/oder eine Düsenaufnahme (171) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Laserbearbeitungskopfes (100), insbesondere eines Laserbearbeitungskopfes (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Verfahren mit den Schritten: - Bereitstellen eines Gehäuseteils (110) aus einem Halbzeug, wobei das erste Gehäuseteil (110) eine erste Öffnung (lila), eine der ersten Öffnung (lila) gegenüberliegende zweite Öffnung (112a) und einen von einer Innenfläche (114) umgebenen Innenraum (113) aufweist; und - Einbringen von mindestens einem optischen Element (121, 131, 141) zumindest teilweise in den Innenraum (113).
Verwendung eines Halbzeugs für eine Herstellung eines Gehäuseteils eines Laserbearbeitungskopfes (100).