DE19817629C2 - Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken sowie Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken - Google Patents
Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken sowie Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von WerkstückenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten
von Werkstücken, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung
tragbar ausgeführt ist und ein Gehäuse umfaßt, an das eine
von einer externen Laserstrahlquelle mit einer Laserstrahlung
beaufschlagbare Lichtleitfaser ankoppelbar ist oder das über
eine interne Laserstrahlquelle wie beispielsweise einen
Diodenlaser verfügt, und das eine Fokussieroptik umfaßt,
mittels der die Laserstrahlung auf das Werkstück fokussierbar
ist, wobei an dem Gehäuse auf der dem Füge- oder
Beschichtungsbereich zugewandten Seite Schutzmittel
angebracht sind, die ein Austreten von Laserstrahlung oder
Streustrahlung aus einem zwischen Gehäuse und Füge- oder
Beschichtungsbereich angeordneten Arbeitsbereich
weitestgehend verhindern können, wobei die Fokussieroptik
mindestens einen Umlenkspiegel umfaßt, mit dem der
Laserstrahl innerhalb des Gehäuses in Richtung auf den Füge-
oder Bearbeitungsbereich umgelenkt werden kann, wobei die
Fokussieroptik weiterhin mindestens eine Fokussierlinse
umfasst, sowie ein Verfahren Verfahren zum Fügen und/oder
Beschichten von Werkstücken mit einer
Laserbeschichtungsvorrichtung.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung der zuvor genannten Art ist
aus der DE 195 19 150 A1 bekannt. Hier wird eine
Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken,
mit einem handgeführten, mit einer Fokussieroptik versehenen
Strahlabgabekopf, der abstandsveränderlich an eine
Laserstrahlung erzeugende Lasereinrichtung lichtzuleitend
angeschlossen ist, offenbart. Um zu erreichen, dass die
Laserbearbeitungsvorrichtung mobil mit hohen mittleren
Leistungen eingesetzt werden kann, wird sie so ausgebildet,
dass der Strahlabgabekopf einen vom Werkstück
beaufschlagbaren Abstandhalter aufweist.
Es lässt sich jedoch aus der DE 195 19 150 A1 bekannten
Laserbearbeitungsvorrichtung die Fokuslage beispielsweise bei
Erstellung einer Schweißnaht nur ungenügend kontrollieren, so
daß keine gleichmäßigen Schweißnähte erstellbar sind. Daher
ist bei einer derartigen Vorrichtung die Reproduzierbarkeit
des Füge- und/oder Beschichtungsvorgangs nicht gegeben.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist
die Schaffung einer Laserbearbeitungsvorrichtung der eingangs
genannten Art, welche die Erstellung einer Schweißnaht besser
kontrollieren lässt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
mindestens eine Fokussierlinse mit dem oder mit mindestens
einem der Umlenkspiegel zusammen längs des innerhalb des
Gehäuses verlaufenden Laserstrahls und parallel zu der
Werkstückoberfläche verschiebbar ist.
Hierdurch wird eine weitaus größere Reproduzierbarkeit und
Gleichmäßigkeit des Schweißergebnisses gewährleistet, da
nicht das gesamte Gehäuse der Laserbearbeitungsvorrichtung
sondern lediglich die zuvor genannten Komponenten verschoben
werden müssen, um eine Schweißnaht abzufahren.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung umfassen die Schutzmittel einen Faltenbalg oder
einen Schirm, die den Arbeitsbereich umgeben und optisch
dicht an der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten
Seite des Gehäuses anliegen und weitgehend optisch dicht auf
der Oberfläche des Werkstücks um den Füge- oder
Beschichtungsbereich herum aufliegen können, wodurch der
Arbeitsbereich vorzugsweise gegenüber der Umgebung
abgekapselt wird. Sowohl der Faltenbalg als auch der Schirm
erlauben eine Bewegung der Laserbearbeitungsvorrichtung über
die Oberfläche des Werkstücks, ohne daß bei der Bewegung der
Laserbearbeitungsvorrichtung Laserstrahlung oder
Streustrahlung aus dem Arbeitsbereich austreten kann.
Vorteilhafterweise umfaßt die Laserbearbeitungsvorrichtung
Shuttermittel zur Unterbrechung des Laserstrahls im Innern
des Gehäuses oder Mittel zur Abschaltung der
Laserstrahlquelle. Um die Unterbrechung des Laserstrahls im
Innern des Gehäuses oder das Abschalten der Laserstrahlquelle
zu veranlassen, können die Schutzmittel optische Sensoren
umfassen, die aus dem Arbeitsbereich austretende
Laserstrahlung oder Streustrahlung registrieren und bei
Registrierung einer zu hohen Intensität der austretenden
Strahlung die Unterbrechung des Füge- oder
Beschichtungsprozesses veranlassen. Zusätzlich oder
alternativ dazu kann die Laserbearbeitungsvorrichtung
mindestens einen Abstandssensor umfassen, der den Abstand
und/oder die Lage der Laserbearbeitungsvorrichtung zum zu
bearbeitenden Werkstück erfassen kann und vorzugsweise die
Shuttermittel oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des
Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen kann. Die
genannten Sensoren erhöhen somit die durch den Faltenbalg
oder den Schirm gegebene Arbeitssicherheit beträchtlich, da
selbst ein unvorhergesehenes Abheben der
Laserbearbeitungsvorrichtung von dem Werkstück nicht zum
Austritt von Laserstrahlung in einem Umfang führen kann, der
für Mensch oder Umwelt gefährlich ist. Dies kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die optischen
oder Abstandssensoren sehr schnell schalten und daher der
Füge- oder Beschichtungsprozeß unterbrochen wird, bevor
größere Mengen von Laserstrahlung austreten konnten.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung Druckmeßmittel zur Messung des
Drucks im Arbeitsbereich umfaßt, wobei diese Druckmeßmittel
vorzugsweise in Abhängigkeit von der Druckmessung die
Shutter- oder Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder
Beschichtungsprozesses veranlassen können. Insbesondere wenn
der Arbeitsbereich gekapselt ist, wird durch die verwendeten
Prozeßgase ein leichter Überdruck erzeugt, wenn
beispielsweise der Faltenbalg auf der Oberfläche des
Werkstücks anliegt. Falls sich an einer Stelle ein
Zwischenraum zwischen Faltenbalg und Oberfläche des
Werkstücks ergibt, registrieren die Druckmeßmittel einen
Abfall des Drucks im Arbeitsbereich und veranlassen die
Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfaßt die Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens
eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Zusatzwerkstoffen zum
Füge- oder Beschichtungsbereich. Der Zusatzwerkstoff kann
stangen-, draht-, pasten- oder pulverförmig ausgeführt sein.
Vorteilhafterweise kann die Zuführeinrichtung den
Zusatzwerkstoff motorisch vorschieben. Bei dem
Zusatzwerkstoff kann es sich um Materialien handeln, die
beispielsweise beim Schweißen entstehende Spalte auffüllen
können. Weiterhin kann es sich bei dem Zusatzwerkstoff um ein
Laserlot handeln. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den
motorischen Vorschub des Zusatzwerkstoffes an den Vorschub
von an der dem Werkstück zugewandten Seite des Gehäuses
angebrachte Rollen zu koppeln, so daß gleichzeitig mit dem
Vorschub des Fokuspunkts auf dem Werkstück eine entsprechende
Menge Zusatzwerkstoff zugeführt wird. Diese Rollen könnten
beispielsweise ebenfalls motorisch antreibbar sein. Es
besteht aber auch die Möglichkeit, die
Laserbearbeitungsvorrichtung von Hand über das Werkstück zu
rollen, wobei dann die Rollen inkrementale Drehgeber umfassen
können, die Informationen über die Drehbewegung der Rollen
zur Verfügung stellen können. Es besteht hier weiterhin die
Möglichkeit, daß die Verschiebegeschwindigkeit des Gehäuses
dem Benutzer angezeigt wird, so daß der Benutzer die
Geschwindigkeit von Hand konstant halten kann. Weiterhin
besteht auch die Möglichkeit, die Laserleistung in
Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Gehäuses
oder des Schlittens zu regeln, um eine konstante
Streckenenergie zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erfolgt die Ankopplung der Lichtleitfaser an das
Gehäuse über eine Kupplung, die starr mit einer
Kollimieroptik zur Umwandlung des divergent aus dem
gehäuseseitigen Ende der Lichtleitfaser austretenden
Laserstrahls in einen weitgehend parallelen Laserstrahl
verbunden ist. Durch die starre Verbindung von Kupplung und
Kollimieroptik kann beispielsweise eine andere alternative
Lichtleitfaser beispielsweise für eine alternative
Laserlichtquelle problemlos an das Gehäuse angekuppelt
werden, ohne daß die Kollimieroptik neu justiert werden
müßte. Alternativ dazu kann eine externe Laserlichtquelle,
beispielsweise ein Diodenlaser, zusammen mit einer geeigneten
Kollimieroptik anstelle der Kupplung angekoppelt werden.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, anstelle einer
externen Laserlichtquelle eine interne beispielsweise als
Diodenlaser ausgeführte Quelle mit entsprechender
Kollimieroptik zu verwenden.
Die Zuführeinrichtung für den Zusatzwerkstoff ist
vorzugsweise zusammen mit der Fokussierlinse und dem
Umlenkspiegel verschiebbar. Alle drei vorgenannten
Gegenstände können beispielsweise zusammen auf einem
Schlitten angebracht sein, der längs des durch das Gehäuse
verlaufenden Laserstrahls verschiebbar ist. Durch
Verschiebung dieses Schlittens kann dann der Fokuspunkt
beispielsweise längs einer Schweißnaht verschoben werden,
wobei gleichzeitig der Zusatzwerkstoff immer exakt in den
Fügebereich nachgeschoben werden kann. Auch hier kann
vorteilhafterweise die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens
mit der motorischen Zuführung des Zusatzwerkstoffs gekoppelt
werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind Mittel zur visuellen
Prozeßbeobachtung vorgesehen, die vorzugsweise eine
Sucherlinse und einen in den Laserstrahlengang schwenkbaren
Spiegel umfassen. Die Sucherlinse kann beispielsweise ein
Fadenkreuz aufweisen, mit der der Fokuspunkt anvisiert werden
kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit, einen He-Ne-Laser zu
verwenden, dessen Strahl als heller Punkt im Fügebereich
auftaucht, so daß eine Prozeßsimulation vor dem eigentlichen
beispielsweise Schweißen durchgeführt werden kann.
Vorteilhafterweise sind weiterhin Mittel zum meßtechnischen
Prozeßbeobachtung vorgesehen, die vorzugsweise ein Pyrometer
umfassen. Es besteht die Möglichkeit, mittels des Pyrometers
die Temperatur beispielsweise der Schweißnaht zu bestimmen.
In Abhängigkeit von der Temperatur kann beispielsweise der
Abstand des Gehäuses vom Fügebereich verändert werden oder
aber die Laserleistung verändert werden, um eine konstante
Energieeinbringung in die Schweißnaht zu erzielen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden deutlich anhand nachfolgender Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Laserbearbeitungsvorrichtung;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Laserbearbeitungsvorrichtung;
Es wird zuerst Bezug genommen auf Fig. 1. Die darin
abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Laserbearbeitungsvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem
Handgriff 2, wobei an das Gehäuse 1 vermittels einer Kupplung
3 eine Versorgungsleitung 4 mit einer Lichtleitfaser 5
anbringbar ist. Über die Versorgungsleitung 4 kann der
Laserbearbeitungsvorrichtung weiterhin Strom und zusätzlich
Gas und Wasser zugeführt werden.
Als Laserlichtquelle können beispielsweise ein
diodengepumpter Nd:YAG-Laser oder ein Diodenlaser Verwendung
finden, deren Laserlicht über die Faser 5 eingekoppelt wird.
Alternativ dazu kann in dem Gehäuse 1 ein Diodenlaser mit
geeigneter Kollimieroptik vorgesehen sein. Mit der Kupplung 3
ist eine Kollimieroptik 6 verbunden, die einen divergent aus
der Faser 5 austretenden Laserstrahl in ein paralleles
Strahlenbündel verwandelt, das sich Fig. 1 nach links in das
Gehäuse 1 hinein bewegt. In dem Gehäuse 1 ist weiterhin ein
Schlitten 7 untergebracht, der längs des Pfeils 8 und damit
längs des parallelen Strahlenbündels des aufgeweiteten
Laserstrahls verschiebbar ist. Auf diesem Schlitten 7 ist
eine Fokussieroptik 9 untergebracht, die eine Linse 10 und
einen Spiegel 11 umfaßt. Die Linse 10 ist wie durch den Pfeil
12 angedeutet, gegenüber dem Spiegel 11 in Richtung des
aufgeweiteten Laserstrahls verschiebbar. Durch Verschieben
der Linse 10 gegenüber dem Umlenkspiegel 11 kann die Lage des
Fokuspunktes 13 auf dem zu bearbeitenden Werkstück 14
verändert werden.
Auf dem Schlitten 7 ist zusätzlich eine Zuführeinrichtung 16
für einen Zusatzwerkstoff 15 angebracht, der in dem
abgebildeten Ausführungsbeispiel stangenförmig ausgeführt
ist. Durch die Zuführeinrichtung 16 kann der Zusatzwerkstoff
15 dem Fokuspunkt 13 oder dem Fokusbereich des Laserstrahls
auf dem Werkstück 14 zugeführt werden.
In dem Gehäuse ist weiterhin ein Tubus 18 mit einer von der
Oberseite des Gehäuses 1 zugänglichen Sucherlinse 19
untergebracht. Mittels dieser Optik aus Tubus 18 und
Sucherlinse 19 kann die dem Fokuspunkt 13 entsprechende
Fügestelle anvisiert werden. Dazu wird ein Spiegel 20, der
längs dem Pfeil 21 verschwenkbar ist, so in den Strahl
geschwenkt, daß es einerseits ermöglicht wird, über die
Sucherlinse 19 und den Tubus 18 die Fügestelle zu beobachten
und andererseits verhindert wird, daß der aus der Faser 5
durch die Kollimieroptik 6 einfallende Laserstrahl aus dem
Tubus 18 und der Sucherlinse 19 austritt. Der schwenkbare
Spiegel 20 dient in diesem Fall also als Shutter für den die
Kollimieroptik verlassenden Strahl. Als zusätzliche
Visierhilfe kann entweder ein Fadenkreuz auf der Sucherlinse
19 im Tubus 18 aufgebracht werden oder aber es kann der
schwache Strahl eines Helium-Neon-Lasers in den Strahlengang
eingebracht werden. Dieser ist dann auf der Fügestelle als
heller Fleck zu erkennen. Mit diesem Aufbau ist eine
Prozeßsimulation realisierbar, daß heißt der Verfahrweg des
Laserstrahls auf dem Werkstück 14 kann vor der Schweißung
beobachtet und kontrolliert werden.
Unterhalb des Schlittens 7 befindet sich ein sogenannter
Cross-Jet 17. Dieser besteht aus einem Luftkanal, durch den
Gas mit hoher Geschwindigkeit strömt. Dies wird in Fig. 1
durch den von dem Bezugszeichen 17 ausgehenden Pfeil
verdeutlicht. Durch dieses Hindurchströmen des Gases werden
beim Schweißen entstehender Schweißrauch und eventuelle
Spritzer von der Fokussieroptik 9 ferngehalten.
An der Unterseite des Gehäuses 1 sind Standfüße 23 und ein
Faltenbalg 22 angebracht, der die Fügestelle umgibt. Dieser
Faltenbalg 22 schirmt die vom Werkstück 14 ausgehende
Streustrahlung von der Umwelt ab. Durch entsprechende
Einstellung des Gasdrucks im Arbeitsraum kann erreicht
werden, daß der Faltenbalg 22 dicht an der Oberfläche des
Werkstücks 14 anliegt.
Der Abstand der Oberfläche des Werkstücks 14 zur
Fokussieroptik 9 muß über die Höhenverstellung der Füße 23 so
eingestellt werden, daß das Gehäuse 1 parallel zur
Fügeoberfläche positioniert ist. Eine Feineinstellung der
Fokuslage kann dann über Verschieben der Linse 10 gegenüber
dem Spiegel 11 erfolgen. Durch Verfahren des gesamten
Schlittens 7 bewegt sich der Fokuspunkt 13 des Laserstrahls
parallel zur Oberfläche des Werkstücks 14. Damit wird es
ermöglicht, eine Schweißnaht begrenzter Länge zu erzeugen,
wobei auf diese Weise Punkt- und Steppnähte realisierbar
sind.
Aus Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 etwas modifizierte
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Laserbearbeitungsvorrichtung ersichtlich. Bei dieser
Ausführungsform ist seitlich an dem Gehäuse zusätzlich ein
Motor 24 angebracht, der Antriebsrollen 25 antreiben kann,
die die festen Füße 23 in diesem Ausführungsbeispiel
ersetzen. Dadurch besteht die Möglichkeit, längere Nähte mit
kontrollierter Vorschubgeschwindigkeit zu realisieren.
Zusätzlich ist es hierbei vorteilhaft eine kontinuierliche
Zuführung des Zusatzwerkstoffes 15 mit adaptierter
Richteinheit vorzusehen. Anstelle eines stangenförmigen
Zusatzwerkstoffes 15 kann auch ein drahtförmiger, ein
pastenförmiger oder ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff
Verwendung finden.
Das Gehäuse 1 umfaßt weiterhin ein Pyrometer, dessen Kopf
von einer Halterung im Austrittsbereich des fokussierten
Laserstrahls aus dem Gehäuse angebracht ist. Mit dem
Pyrometer wird über die Wärmestrahlung die Temperatur an
einer definierten Stelle der Schweißnaht gemessen, wodurch
die Energieeinbringung in die Schweißnaht bestimmt werden
kann. Weiterhin ist am Brennerkopf, der durch den
Austrittsbereich des fokussierten Laserstrahls gebildet wird,
ein Schirm mit Führungsrollen befestigt. In diesen
Führungsrollen sind inkrementale Drehgeber eingebaut, mit
denen die Vorschubgeschwindigkeit der
Laserbearbeitungsvorrichtung bei Drehung der
Führungsrollen erfaßt
werden kann. Aus der Kenntnis der Vorschubgeschwindigkeit
kann der erforderliche Vorschub des Zusatzwerkstoffs 15
gesteuert werden. Weiterhin kann anhand der
Vorschubgeschwindigkeit und/oder anhand der mittels des
Pyrometers gemessenen Temperatur eine Regelung der
Laserleistung erfolgen. Es besteht weiterhin die Möglichkeit,
im Sichtfeld des Bedieners mehrere Kontrolleuchten
anzuordnen, die ein Konstanthalten der
Vorschubgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Toleranzbereich
ermöglicht. Die Kontrolleuchten können anzeigen, ob der von
Hand geführte Vorschub dem Sollwert entspricht oder zu hoch
bzw. zu niedrig ist.
Der Schirm, an dem die Führungsrollen befestigt sind,
ist höhenverstellbar und ermöglicht eine Verstellung des
Abstandes vom Werkstück 14 zum Brennerkopf bzw. zum unteren
Ende des Gehäuses. Darüberhinaus hat der Schirm die
Aufgabe, dem Bediener vor der Streu- und Prozeßstrahlung zu
schützen. Zusätzlich dazu kann eine Fokussierlinse mit
einer möglichst kurzen Brennweite gewählt werden, damit der
Laserstrahl hinter dem Fokuspunkt 13 stark aufgeweitet wird,
so daß auf einer sehr kurzen Strecke ein hoher
Intensitätsabfall erzeugt wird. Zusätzlich dazu können für
die Erfassung der Streustrahlung beispielsweise an den
unteren Enden des Schirms Sensoren angebracht werden, die
bei unzulässig hohen Strahlungsintensitäten den Schweißprozeß
unterbrechen, insbesondere das Austreten des Laserstrahls aus
der Unterseite des Gehäuses unterbinden.
Claims (25)
1. Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder
Beschichten von Werkstücken (14), wobei die
Laserbearbeitungsvorrichtung tragbar ausgeführt ist und
ein Gehäuse (1) umfaßt, an das eine von einer externen
Laserstrahlquelle mit einer Laserstrahlung beaufschlagbare
Lichtleitfaser (5) ankoppelbar ist oder das über eine
interne Laserstrahlquelle wie beispielsweise einen
Diodenlaser verfügt, und das eine Fokussieroptik (9)
umfaßt, mittels der die Laserstrahlung auf das
Werkstück (14) fokussierbar ist, wobei an dem Gehäuse (1)
auf der dem Füge- oder Beschichtungsbereich
zugewandten Seite Schutzmittel (22) angebracht sind,
die ein Austreten von Laserstrahlung oder Streustrahlung
aus einem zwischen Gehäuse (1) und Füge- oder
Beschichtungsbereich angeordneten Arbeitsbereich
weitestgehend verhindern können, wobei die Fokussieroptik
mindestens einen Umlenkspiegel (11) umfaßt, mit
dem der Laserstrahl innerhalb des Gehäuses (1) in
Richtung auf den Füge- oder Bearbeitungsbereich umgelenkt
werden kann, wobei die Fokussieroptik weiterhin mindestens
eine Fokussierlinse (10) umfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens eine Fokussierlinse
(10) mit dem oder mit mindestens einem der Umlenkspiegel
(11) zusammen längs des innerhalb des Gehäuses (1)
verlaufenden Laserstrahls und parallel zu der
Werkstückoberfläche verschiebbar ist.
2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzmittel einen Faltenbalg
(22) oder einen Schirm umfassen, die den
Arbeitsbereich umgeben und optisch dicht an der dem Füge-
oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite des Gehäuses
(1) anliegen und weitgehend optisch dicht an der
Oberfläche des Werkstücks (14) um den Füge- oder
Beschichtungsbereich herum aufliegen können, wodurch der
Arbeitsbereich vorzugsweise gegenüber der Umgebung
abgekapselt wird.
3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung Shuttermittel (20) zur
Unterbrechung des Laserstrahls im Innern des Gehäuses (1)
oder Mittel zu Abschaltung der Laserstrahlquelle
umfaßt.
4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schutzmittel optische Sensoren
umfassen, die aus dem Arbeitsbereich austretende
Laserstrahlung oder Streustrahlung registrieren und bei
Registrieren zu hoher Intensitäten der austretenden
Strahlung die Shuttermittel (20) und/oder die
Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder
Beschichtungsprozesses veranlassen können.
5. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3
oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens einen
Abstandssensor umfaßt, der den Abstand und/oder die Lage
der Laserbearbeitungsvorrichtung zum zu bearbeitenden
Werkstück (14) erfassen kann und vorzugsweise die
Shuttermittel (20) und/oder die Abschaltmittel zur
Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses
veranlassen kann.
6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung Druckmeßmittel zur Messung
des Drucks im Arbeitsbereich umfaßt, die vorzugsweise in
Abhängigkeit von der Druckmessung die Shuttermittel (20)
und/oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge-
oder Beschichtungsprozesses veranlassen können.
7. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens eine
Zuführeinrichtung (16) zum Zuführen von Zusatzwerkstoffen
(15) zum Füge- oder Beschichtungsbereich umfaßt.
8. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (15) stangen-,
draht-, pasten- oder pulverförmig ausgebildet ist.
9. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7
oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung
(16) den Zusatzwerkstoff (15) motorisch vorschieben kann.
10. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der
Lichtleitfaser (5) an das Gehäuse (1) über eine
Kupplung (3) erfolgt, die starr mit einer Kollimieroptik
(6) zur Umwandlung des divergent aus dem gehäuseseitigen
Ende der Lichtleitfaser (5) austretenden Laserstrahls in
einen weitestgehend parallelen Laserstrahl verbunden ist.
11. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung
(16) für den Zusatzwerkstoff (15) zusammen mit der
Fokussierlinse (10) und dem Umlenkspiegel (11)
verschiebbar ist.
12. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (18, 19, 20)
zur visuellen Prozeßbeobachtung vorgesehen sind, die
vorzugsweise eine Sucherlinse (19) und einen in den
Laserstrahlengang schwenkbaren Spiegel (20) umfassen.
13. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur
meßtechnischen Prozeßbeobachtung vorgesehen sind, die
vorzugsweise einen Pyrometer umfassen.
14. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Laserbearbeitungsvorrichtung Gaszuführmittel zum Zuführen
von Gas zum Füge- oder Beschichtungsbereich umfaßt.
15. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an
seiner dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten
Seite Füße (23) aufweist, die vorzugsweise
höhenverstellbar sind.
16. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 26)
an seiner dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten
Seite Rollen (25) aufweist.
17. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollen (25) motorisch antreibbar
sind.
18. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16
oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen
inkrementale Drehgeber umfassen, die Informationen über
die Drehbewegung der Rollen zur Verfügung stellen
können.
19. Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken
(14) mit einer Laserbeschichtungsvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Schweißnaht oder eine Beschichtung durch gleichzeitiges
Verschieben von mindestens einem Umlenkspiegel (11) und
der mindestens einen Fokussierlinse (10) erzeugt wird.
20. Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken
(14) mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Schweißnaht oder eine Beschichtung durch Verschieben des
Gehäuses (1) erzeugt wird, wobei das Gehäuse (1)
vorzugsweise von Hand oder motorgetrieben verschoben
werden kann.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschiebegeschwindigkeit des
Gehäuses (1) und/oder von Umlenkspiegel (11) und
Fokussierlinse (10) angezeigt und geregelt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von
Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Temperatur des Füge-
oder Beschichtungsbereichs die Laserleistung geregelt
wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß eine konstante Lage des Fokuspunktes
(13) auf dem Werkstück (14) durch Abstandshalter oder
einen Regelmechanismus eingehalten wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage des Fokuspunkts (13) auf dem Werkstück (14)
durch Verstellen der Füße (23) oder Verschieben der
Fokussierlinse (10) verändert wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prozeßführung unterbrochen wird,
wenn der Druck in dem abgekapselten Arbeitsbereich
abfällt und/oder wenn Streustrahlung aus diesem austritt.
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