DE3134556A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der lageabweichung der optischen achse bei lasereinrichtungen - Google Patents

Vorrichtung zur ueberwachung der lageabweichung der optischen achse bei lasereinrichtungen

Info

Publication number
DE3134556A1
DE3134556A1 DE3134556A DE3134556A DE3134556A1 DE 3134556 A1 DE3134556 A1 DE 3134556A1 DE 3134556 A DE3134556 A DE 3134556A DE 3134556 A DE3134556 A DE 3134556A DE 3134556 A1 DE3134556 A1 DE 3134556A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
image sensors
optical axis
monitoring
measuring element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3134556A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3134556C2 (de
Inventor
Akira 90638 La Miranda Calif. Tsutsumi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amada Co Ltd filed Critical Amada Co Ltd
Publication of DE3134556A1 publication Critical patent/DE3134556A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3134556C2 publication Critical patent/DE3134556C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
    • G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B23K26/043—Automatically aligning the laser beam along the beam path, i.e. alignment of laser beam axis relative to laser beam apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

Q1Q/C ■AT E N TA N WÄLT E
„MN G. BUSCHHOFF 7
,!-ING. HENNICKE °
i-lNG. VOLLBACH
3 ER-WILHELM-RING 24
5000 KÖLN 1
Reg.-Nr.
Aa 266 , I Köln", den 31 »8.1981
bitte angeben
Amaäa.Company, Limited
200, ishida, Isehara~shi. Kanagawa-ken (Japan)
Vorrichtung zur Überwachung der Lageabweichung der optischen Achse bei Lasereinrichtungen
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung Jageabweichung der optischen Achse bei Lasereinrichfn, insbesondere Laser-Schneideinrichtungen u.dgl., iine in Richtung, der T- und X-Achse bewegliehe Werkt-Transportvorrichtung u.dgl0 aufweisen. Insbesondere lie Erfindung auf ein Überwachungsgerät der genannten gerichtet, welches bei Einrichtungen verwendet wird, lenen Bleche oder sonstiges plattenföraiges Gut mit ') von Laserstrahlen auf bestimmte Formate geschnitirird.
(den vorgenannten Laser-Bearbeitungseinrichtungen X der Bearbeitungsvorgang im allgemeinen mit Hilfe er numerischen Steuerung oder eines Computers durch-Mhrt. Hierbei ist es erforderlich, die Relativposi- kn zwischen einer Ausgangs- oder Bezugsposition für Ie vorausgehende Positionierung das zu bearbeitenden iattenförmigen Werkstücks und einer Bearbeitungsposition, an welcher sich die optische Achse der Laserstrahlen befindet, genau einzustellen. Die Ausgangsposition wird in Bezug auf die optische Achse der Laserstrahlen angegeben. Beim Einstellen einer Positionsangabe an dar Steuervorrichtung, z.B. der numerischen Steuerung, wird demgemäß die optische Achse der Laserstrahlen von der Ausgangs-
BAD ORIGINAL
Aa 266 . . . · ·
—2s·
position in die am Eingang der Steuerung eingestellte Position gebracht. Anschließend erfolgt dann die Positionierung der Werkstücke auf der Grundlage der Ursprungsposition als Bezugsgröße in Übereinstimmung mit den die Koordinatenwerte repräsentierenden Signalen, die in die Steuerung eingegeben werden. Wird der Arbeitsvorgang mittels der Lasertechnik, ζ.,Β. der Schneidvorgang, nach der Positionierung des Werkstücks durchgeführt, so ergeben sich keinerlei Schwierigkeiten,, wenn die Relativposition der Ausgangsposition und der optischen Achse der Laserstrahlen stets exakt beibehalten wird. Bei den Laser-Bearbeitungseinrichtungen u.dgl» stellen sich aber nicht selten geringe Abweichungen der Laserstrahlen von ihrer axialen Mittellage ein, und zwar insbesondere aufgrund einer Änderung der im Strahlenweg angeordneten Sammellinse u.dgl. oder aufgrund von Fehlern im optischen System, die im Betrieb die Herstellungsgenauigkeit beeinträchtigen. Da im allgemeinen Kohlendioxyd-Gaslaser mit unsichtbarem Laserlicht verwendet werden, ist es schwierig, Abweichungen der optischen Achse der Laserstrahlen festzustellen.
Die Erfindung befaßt sich mit dem vorstehend dargelegten Problem. Ihr liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde9 eine überwachungsvorrichtung zu schaffen, mit der es in einfacher Weise möglich ist, bei Lasereinrichtungen, insbesondere Laser-Bearbeitungseinrichtungen, die einen handelsüblichen Kohlendioxyd-Laser-Resonator verwenden, die Abweichungen der optischen Achse der Laserstrahlen größenordnungsmäßig zu erfassen und zur genauen Ausrichtung der optischen Achse auszunutzen. Ferner ist die Erfindung auf eine mit Laserstrahlen arbeitende Lasereinrichtung, insbesondere eine Laser-Bearbeitungseinrichtung u.dgl., gerichtet, welche mit einer Vorrichtung zur Überwachung der Lageabweichung der optischen Achse der Laserstrahlen aus-
IAD ORIGINAL
Aa 266 y£
gerüstet ist und mit der demgemäß mit Hilfe einer Korrektur der optischen Achse eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielt werden kann·
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Gruppe von Bildsensoren vorgesehen» die in radialer Richtung um einen gemeinsamen Mittelpunkt herum angeordnet sind, wobei die Belichtung bzw. der Lichteinfall an den Bildsensoren berechnet und zur Ausrichtung der optischen Achse bzw. zur Fehlerkorrektur ausgewertet wird, beispielsweise dadurch, daß bei Fluchtungsfehlern eine Anzeige gegeben wird, und zwar aufgrund von mindestens drei Lagepunkten der von dem Laserstrahl bestrahlten Lichtsensoren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweckmäßig lösbar an der Werkstück-Transportvorrichtung angeordnet und weist in bevorzugter Ausführung ein Meßglied od.dgl. auf,. welches an seiner Oberseite mit mehreren um einen Mittelpunkt radial herum gruppierter Bildsensoren versehen ist. Zugleich ist die genannte Auswertevorrichtung vorgesehen, welche die axiale Mittellage der Laserstrahlen nach Maßgabe von zumindest drei Punkten der vom Laserlicht bestrahlten Bildsensoren bestimmt. Vorzugswelse ist das Meßglied plattenförmig ausgebildet. Es ist zweckmäßig als Bezugs- bzw. Vergleiohsplatte ausgebildet oder an einer solchen angeordnet, wobei jeder Bildsensor.einen lichtempfangenen Abschnitt aufweist, auf dem eine Vielzahl kleiner Halbleiter-Lichtempfängerelemente in Linearanordnung vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße überwachungsvorrichtung wird zweckmäßig am Unterbau der Laser-Bearbeitungseinrichtung angeordnet bzw. angeschlossen, während im oberen Bereich, z.B. an einem Kopf träger od. dgl«, Ablenkelemente vorgesehen sind, welche den Laserstrahl des Laser-Resonators vertikal
BAD ORIGIMAL
Aa 266 -. ·'.·.._
nach unten auf das Meßglied ablenken« Dabei ist im -vertikalen Strahlenweg eine justierbare Sammellinse vorgesehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstete Laser-Bearbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung in Seitenansicht!
Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig« 1;
Fig. 3 eine Schemadarstellung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung;
Fig. 4 und 5 die Überwachungseinrichtung in schematischen Darstellungen.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Laser-Bearbeitungseinrichtung 1 weist einen Laser-Resonator 3, z.B. einen Kohlendioxydgas-Laserresonator und eine Bearbeitungseinrichtung 5 mit einem etwa C-förmigen Rahmengestell auf. Der Laser-Resonator 3 ist von handelsüblicher Ausführung, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigen kann.
Die Bearbeitungseinrichtung 5 besteht aus einem Bett oder Unterbau 9 mit einem daran angeordneten Tisch 7 zur Ablage eines plattenförmigen Werkstücks W, ferner einem oberhalb des Unterbaus 9 angeordneten Kopfträger 11 und einer vertikalen Säule 13, welche den Unterbau 9 und den Kopfträger 11 zu dem C-förmigen Rahmengestell verbindet. Der Tisch weist an seiner Oberseite eine Vielzahl reibungsvermindernder Elemente 7a mit drehbaren Stahlkugeln als Träger für das Werkstück ¥ auf. An beiden Seiten des Unterbaus 9, d.h. gemäß Fig. 1 an der Vor-
j' ς.
Aa 266 '
derseite und an der Rückseite ist jeweils eine Führungsschiene 15 befestigt, die sieh im Richtimg der Y-Achse, nach Fig. 1 also von links nach rechts ©^streckt. An den beiden Führungsstangen 15 ist ©in Paar Schlitten 17 odo dgl« in Richtung der Y-Aehee verstellbar geführt. Die beiden Schlitten 17 sind über ein© Trav©rs@ 19 miteinander verbunden, die sich in Richtung der X-Achse, also in horizontaler Richtung senkreckt zur Längsrichtung der Führungsstangen 15 erstreckt und mit geringem Abstand den Tisch 7 übergreift* Die beiden Sehlitten sind demgemäß gemeinsam in Richtung der Y-AcIiSQ9 gemäß Fig. 1 also von rechts nach links und umgekehrt beweglich am Unterbau 9 gelagert. .
An der Traverse 19 ist -eine Führungsschiene 21 befestigt, die sich senkrecht zur Y-Achse der FühruBgsstangen 15 in Richtung der X-Achse erstreckt und an der ein Schlitten 23 in Richtung der X-Achse verschiebbar geführt ist. An dem Schlitten 23 befinden sieh mehrer® Werkstück-Einspannvorrichtungen, welche das auf dem Tisch 7 ruhende Werkstück W an seinem rückwärtigen Rand einspaman. Kit Hilfe der beiden in senkrechten Richtungen zueinander beweglichen Schlitten 17 und 23 läßt sich daher das Werkstück W auf dem Tisch 7. in Richtung der Y-Achse und in Richtung der X-Achse verschieben.
An dem einen Ende der Verbiadimgstraverse 19, gemäß Fig. an dem oberen Ende ist parallel zm der Y-Achse ein Arm 27 od.dgl. angeordnet. Außerdem ist an dem Arm .27 zu beiden Seiten des Tisches 7 jeweils ein beweglicher Tisch 29a bzw. 29b befestigt. Die Oberflächen des Araos 27» des Tisches und der beweglichen Tische 29a und 29b liegen in einer gemeinsamen Ebene. In Nähe des frelan Endes des Armes 27 ist ein in Richtung der X-Achse wirkender Anschlag 31 vertikal verstellbar so angeordnet, dall er sich von einer Position, in der er bis unter die Oberflächen zurückgezogen ist, in
. BAD ORäGSNAL
Aa 266 f ' '
e-ine Position fcrimgea läBtf im 4©r ©f vertikal di@ .ten Ofeerfläehen ü"b®rragte Da® gi©h mit ssimas" Iaate gegen den angehobenen Assßhlag· 31 leges&e W@Äistf!©k ¥ ist daher in seiner Eesugspositi©n, -d»he im der Ausgangsposition in Richtung der X-Achse positioniert. Dl® Positionierung des Werkstückes V in der Bezugs« bzw* Msgangapösition in Rioh tung der Y-Aehse ®rf@lgt mittels Qiaos (nieht dargestellten) Anschlages $ &&r am S@r ¥©i*3ti!ek=»EinspaaaT©rrichtiang 25 angeordnet ist. DiifqM diesen Mseblag wird das eing©-' spannte Werkstück- in der linken Eni.p©siti@a des Schlittens 17 positioniert.
Die Ausgangsposition (ä9tu die P@@iti@a mit 5t « 0 und . Y β 0), ist demgemäß defiaiert dar©!* d@a Setolttpuakt der sieh in Richtung der 7«Aehs® erst^eekendam, cta^eia die An«=· schlagfläche des Aasö&Lages 51 liiad'afsehg©li@ad@a Geraden und einer sieh in Richtung der X-Acläse erstraekeaden Geraden, die dureh die Asäsehlagfläehe d@s aa ei®? Eisispain*· Vorrichtung 25 angeordneten Aneeiilsgss hiadu^ehgeht^ wenn eioh die Schlittern 17 ia der im den Fige 1 iad 2 gezeigten linken Endlage i3gfimd@ae Di© Eeke des lerkstietei ¥ feefiadet sieh'hierbei ia der Ausgamgsp©siti©s (x *=> O8 y = 0), wenn -sich die beid@a kr@mzead®n lantern in Kontakt mit aen Ansohlagfläeliesi der-25 und des Anschlages 31 feefted@me Das 'Werk-stück ¥ läßt sich in Riehtuag der X- und Y-Achse- genau positionieren, indem es in der Einspajmrorriehtting '25 @img@spannt mad von der Ausgangsposition ia Richtung der X=«A©ta® und der Y-Aehse bewegt wird» Wie erwähnt, werden di@ Sefelitten 17 und 23 in ihren Arfoeitsteewegungen ia Richtraag der Y-Achse urid der X-Achse aait Hilfe einer g@®igÄem StQii@rv©rrichtung, z.B. einer numerischeia St@n©riMg ©des* ®im@® (nicht dargestellten) Coasputers automat! ©efe ge steuert ·
Am Kopfträger 11 des Rakmeng®stalls sind aeMr©r© den Laserstrahl LB ablenkend®
Aa 266 «?
spiegel) angeordnet, von dan©m das in Nähe des vorderen Endes des Kopfträgers 11 befindlich® Reflektionselement 33c den Laserstrahl LB vertikal nach unten, gegen den Tisch 7 ablenkt. Am vorderen Ende des Kopfträgers 11 ist außerdem eine in Vertikalrichtung justierbare Sammellinse 35 angeordnet, mit der der Laserstrahl gebündelt und in Form eines feinen Lichtpunktes auf die Oberfläche des Werkstücks W geworfen wird. Außerdem ist an der Unterseite des vorderen Endes des Kopfträgers 11 eine (nicht dargestellte) Düse für die Zuführung eines Hilfsgases auf den Arbeitspunkt des Laserstrahls am Werkstück W vorgesehen« Darunter befindet sich am Unterbau 9 ein Staubsammler zum Abführen der bsisa Laserprozess entstehenden Metallteilchen und Gase, Das Werkstück W läßt sich mit Hilfe des vom Laser-Resonator 3 erzeugten Laserstrahls LB, der auf das auf dem Tisch 7 liegende Werkstück W geworfen wird, in die gewünschte Form oder Kontur bringen, wobei das Werkstück mit Hilfe der beschriebenen Werkstück-Transportvorrichtung auf dem Tisch in Richtung der X- und Y-Achsen bewegt wird.
Die Genauigkeit der Bearbeitung wird beeinträchtigt von Fehlern und Abweichungen in der Relativposition zwischen der Arbeitsposition, d.h. der optischen Achse der Laserstrahlen LB, und der Ausgangsposition (x = 0, y = 0), von der aus das Werkstück W in Richtung der X- und Y-Achsen bewegt wird. Zur Vermeidung solcher Bearbeltungsungenauigkeiten ist eine Überwachungsvorrichtung 37 vorgesehen, welche etwaige Abweichungen der optischen Achse der Laserstrahlen LB feststellt und größenordnungsmäßig erfaßt.
Wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, weist die überwachungsvorrichtung 37 eine Positionstastvorrichtung 43 mit mehreren Bildsensoren 41 auf, die an einem Meßglied 39 angeordnet sind, welches als Vergleichsplatte ausgebildet ist, deren Seitenkanten 39a und 39b rechtwinklig zueinander verlau-
BAD ORIGINAL
313 4 5 S δ
Aa 266 -W^^®
fen« Jeder Bildsansös3 41 fee stellt
den Abschnitt oder Feld, welcher tew*, welches ame einer Vielzahl kleiner lichtempfiadliofees3 Eleaeat© la Fern"tob" Halbleitern gebildet ist, die in Limearaaorinraag angeord*» net sind. Ferner weist ^edsr Absclmi-tt 'der Biläs@asor®n 41 eine elektronische Bild« oder Zeilenabtastung, !bestehend aus einem Schieberegister, auf, mit welcher eine elektronische Zeilenabtastung dee vom Laserliefet belichteten lichtempfindlichen Abschnitts durchgeführt wird und die hierbei Atisgangssignale (Fotostrom} nach Maßgabe der Anzahl der jeweils lichtempfang@nd@n lichtempfindlichen Elemente der genannten Abschnitte lieferte Atsf diese Weise läßt sich an jedem lichtempfindlichen Abschnitt der Bildsensoren der vom Laserlicht "bestrahlte Bereich durch Abtastung der Ausgangssignale ermitteln«
Wie Fig. 4 zeigt, sind die Bildsensorea 41 vs& einem Punkt A als Mittelpunkt herum so angeordnet, daS sie sieh in radialer Richtung, d.h« in Riehtrag der X- land Y-Achsen erstrecken. Die innenliegenden Enden der einseinen Bildsensoren 41 weisen ν®Ώ dem Punkt A demselben Abstand auf. Der Punkt A liegt in Richtung der X-A©iis® in d®r Koordinatenposition a und in Riohtung d@r Y«Äcliae in der Koordinatenposition b, wobei der Schnittpunkt dar beiden Seitenkanten 39a und 39b der Vergieiehsplatt® 39 mit dem Ausgangspunkt 0 zusammenfällt« Demgemäß repräsentiert der Punkt A die optische Achs® der Laserstrahlen LB9 die in einem vorgegebenen Punkt (X « a + c, Y ® b + d) liegt tsnd sich durch Verschiebung ua die Strecke e in Rieiattang der X-Achse und um di© Streck® d iss Richtung der Y^Aehs© in den Punkt A überführen läßt. Wird der Punkt A in den . " Punkt 'B gebracht, s© w®rdea di® Bildseasor-ea 41 g@mäB den Fig. 4 und 5 von d@m aus eier Saanellins® 35 austretenden Laserstrahl belichtet. Die Bildsensoren 41 tasten in dieser Position jeweils das einfallende Laserlicfet ab« Es empfiehlt sich, hierbei die Energie der Laserstralilen LB
Aa 266 - p<- /f/f.
vermindern, was sich mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, z.B. eines im Strahlungsweg der Laserstrahlen LB vor den Bildsensoren 41 angeordneten Halbspiegels od.dgl. bewerkstelligen last· Wenn die Punkte A und B zusammenfallen, so werden die Bildsensoren 41 gleichmäßig, d.h. auf gleichen Teillängen bis zu den Grenapunkten P1, P2, P3 und P4 bestrahlt. Diese Grenzpunkte P1 bis P4 bezeichnen den Übergang der Teillängen der zellenförmigen Bildsenseren 41, die von dem Laserlicht bestrahlt werden, zu den außenliegenden Teillängen, die nicht von dem Laserlicht bestrahlt werden. Falls die optische Achse der Laserstrahlen LB sich verschiebt, so verschieben sich entsprechend die Grenzpunkte P1 bis P4, wobei die Abstände dieser Grenzpunkte von dem Punkt A und demgemäß die von den Laserlicht bestrahlten Teillängen der einzelnen Bildsensoren unterschiedlich groß sind· Bei einer Abweichung der optischen Achse der Laserstrahlen LB um das Versetzungsmas Q läßt sich diese Abweichung durch Abtasten von drei Grenzpunkten, ζ,Ββ den Grenzpunkten P1, P2, P3 feststellen und größenmäßig Über die Komponenten dieser Abweichung in Richtung der X-Achse und der Y-Achse exakt
erfassen. Dabei wird über die Komponente in Richtung der Y-Achse der Schnittpunkt B' mit der X-Achse, d.h. das Abweiohungsmaß in Richtung der Y-Achse und entsprechend das Abweichungsmaß in Richtung der X-Achse ermittelt« Durch über den Lichteinfall an den verschiedenen Bildsensoren 41 ist damit jede Abweichung der optischen Achse von der Sollage A bestimmbar und korrigierbar, so daß sich der Laserprozeß selbst/sich einstellenden Verschiebungen der optischen Achse mit hoher Genauigkeit durchführen läßt.
Die Einstellung der Vergleichsplatte 39 in der vorgenannten Welse in den Punkt B wird so vorgenommen, daß die Schlitten 17 gemäß den Fig. 1 und 2 in die linke Endlage gefahren werden, worauf die Vergleichsplatte 39 in derselben Weise wie das Werkstück W in Richtung der X- und
P&O QRIGSNAL
Aa 266 - Χ
Y-Achsen ausgerichtet und dann» in der Werkstück-Einspannvorrichtung 25 eingespannt in Richtung der X- und Y-Achsen bewegt wird.
An der die Versetzung der optischen Achse abtastenden überwachungsvorrichtung 37 ist eine Auswerte- bzw· Anzeigevorrichtung 43 gelagert, die mit den einzelnen Bildsensoren elektrisch verbunden ist und die Rechenoperationen zur Bestimmung der Position des Punktes B1 aufgrund der ihr von den einzelnen Bildsensoren 41 zugeführten Eingangssignale nach Maßgabe der Lage der Grenzpunkte P1 bis P4 durchfahrt und hieraus die Richtung und Größe der Versetzung Q bereohnet. Durch Ablesen der Anzeige an der Auswertevorrichtung 43 ist daher das MaB der Abweichung der Laserstrahlen LB von der axialen Mittellage an der Auswertevorrichtung 43 ablesbar, so daß sich die Korrektur der Lage der optischen Achse leicht durchführen läßt. Damit ist sichergestellt, daß der Laserprozeß mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann« Selbst wenn die optische Achse des. Laserstrahls z.B. aufgrund eines Austausche der Sammellinsen oder sonstiger Fehler im Strahlengang der Laserstrahlen aus der Sollage abweicht, 1st über die Fehlerkorrektur eine hohe Arbeitsgenauigkeit mühelos erreichbar.
Die Erfindung ist auf das in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, sondern schließt auch änderungen ein, die im Rahmen des fachmännischen Könnens liegen·

Claims (6)

  1. Dl PL.'-1 N G: BUSCH HOFF
    DlPL.-ING. HENNICKE
    DlPL.-ING. VOLLBACH
    •KAISER-WILHELM-RING 24
    . 5000 KÖLN 1
    Reg.-Nr. Aktenz.; - I
    ■ ""■· "I Aa 266J ' Köln, den 31.8.1981
    lulle angaben VO/Kr
    Anm.s Amada Company, Limited
    200, Ishida, Isehara°»shi a Kanaga\fa-ken (Japan)
    Titel: Vorrichtung zur Überwachung der Lageabweichung der optischen Achse bei Lasereinriehtungen
    .Patentansprüche
    Vorrichtung zur Überwachung der Lagsabweichung der optischen Achse bei Laser einrichtlangen, insbesondere Laser-Schneideinrichtungen uedgl-., die eine in Richtung der Y- und X-Achse bewegliche W@rkstück-Transportvorrichtung od.dgl. aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbar an der Werkstück-Transportvorrichtung (17, 19? 21, 23p 25) anschließbare Überwachungsvorrichtung (37) ein Meßglied (43) aufweist, welches an seiner Oberseite mit mehreren um einen Mittelpunkt (A). radial herumgruppierter Bildsensoren (41) versehen ist, und daß eine Auswertevorrichtung (45) vorgesehen ist, welche die axial® Mittellage der Laserstrahlen (LB) nach Maßgabe von zumindest drei Punkten (P1, P2, P3* P4) der vom Laserlicht bestrahlten Bildsensoren bestimmt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (43) plattenförmig ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (45) mit einer Anzeige versehen ist«,
    '■■-■::'\: λ. 31 3A556
    Aa 266 - β?-
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bie 3,dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Bildsensoren (41) vorzugsweise vier Bildsensoren, um einen gemeinsamen Mittelpunkt (A) herum angeordnet sind,
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (43) mit den Bildsensoren (41) als Vergleichsplatte (39) ausgebildet
    bzw, an einer solchen angeordnet ist, wobei jeder einen
    Bildsensor (41)/lichtempfangenen Abschnitt aufweist, auf dem eine Gruppe kleiner Halbleiter-Lichtempfängerelemente in Linearanordnung vorgesehen ist«
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Unterbau (9) der Laser-Bearbeitungseinrichtung (1) angeordnet bzw, anschließbar ist, die im oberen Bereich, z.B. an einem Kopfträger (11), mit den Laserstrahl (LB) des Laser-Resonators(3) vertikal nach unten auf das Meßglied ablenkenden Ablenkelementen (33A, 33B, 33C) und mit einer in Richtung des vertikalen Strahlengangs justierbaren Sammellinse (35) versehen ist,
    7» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vergleichsplatte (39) der überwachungsvorrichtung (37) die Auswertevorrichtung (45) mit der Anzeige angeordnet ist.
DE3134556A 1980-09-02 1981-09-01 Vorrichtung zur ueberwachung der lageabweichung der optischen achse bei lasereinrichtungen Granted DE3134556A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1980124058U JPS6121192Y2 (de) 1980-09-02 1980-09-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3134556A1 true DE3134556A1 (de) 1982-06-24
DE3134556C2 DE3134556C2 (de) 1989-06-15

Family

ID=14875919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3134556A Granted DE3134556A1 (de) 1980-09-02 1981-09-01 Vorrichtung zur ueberwachung der lageabweichung der optischen achse bei lasereinrichtungen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4520261A (de)
JP (1) JPS6121192Y2 (de)
AU (1) AU549219B2 (de)
CA (1) CA1165138A (de)
CH (1) CH653587A5 (de)
DE (1) DE3134556A1 (de)
FR (1) FR2491370B1 (de)
GB (1) GB2083217B (de)
IT (1) IT1142729B (de)
SE (1) SE452418B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3339318A1 (de) * 1983-10-29 1985-05-09 Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen Laser-bearbeitungsmaschine
DE3720837A1 (de) * 1987-06-24 1987-10-15 Wilhelm Conrads Tieflochbohrgeraet mit laser-lichtelement gesteuerter, kontinuierlich arbeitender elektro-hydraulischer zentriervorrichtung fuer die arbeitsachse des bohrkopfes gegen auslenkung im elastischen bereich

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2522804B1 (fr) * 1982-03-05 1986-10-10 Thomson Csf Appareil oculometre et son utilisation dans un systeme viseur de tete
JPS5935892A (ja) * 1982-08-20 1984-02-27 Nec Corp レ−ザ加工装置
DE3406677A1 (de) * 1984-02-24 1985-09-05 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Einrichtung zur kompensation der auswanderung eines laserstrahls
US4785161A (en) * 1986-07-21 1988-11-15 Control Data Corporation Laser machining for producing very small parts
US4852106A (en) * 1987-02-19 1989-07-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical system for producing controlled beat frequency
JP2749329B2 (ja) * 1988-08-04 1998-05-13 株式会社アマダ 被補正物の位置補正装置
DE3840278A1 (de) * 1988-11-30 1990-05-31 Diehl Gmbh & Co Einrichtung zur erfassung eines laserstrahls
US5011282A (en) * 1989-11-16 1991-04-30 Amada Company, Limited Laser beam path alignment apparatus for laser processing machines
FR2675574B1 (fr) * 1991-04-22 1994-10-07 Merlin Gerin Dispositif de captage optique apte a fournir une information representative d'un etat de surface.
US5400132A (en) * 1993-10-12 1995-03-21 General Scanning Rectification of a laser pointing device
FR2726496B1 (fr) * 1994-11-09 1997-01-17 Aerospatiale Procede de localisation spatiale du point focal d'un faisceau laser d'une machine d'usinage et outillage pour la mise en oeuvre de ce procede
US6000801A (en) * 1997-05-02 1999-12-14 General Scanning, Inc. Multi-color laser projector for optical layup template and the like
US6043454A (en) * 1998-05-27 2000-03-28 Beamworks Ltd. Apparatus and method for in-line soldering
ITVR20010058A1 (it) * 2001-05-10 2002-11-10 Lacchetti Di Gianfranco E Gia Procedimento e mezzi per la lavorazione mediante saldatura da afflusso laser diretto e continuo, utilizzabile in oreficeria
US7241981B2 (en) * 2004-03-05 2007-07-10 Lap Laser Llc Systems and methods for displaying images and processing work pieces
ES2379106B1 (es) * 2009-07-31 2013-02-22 Grupo Antolín-Ingeniería, S.A. Instalación de grabado de motivos decorativos y/o indicativos sobre piezas de vehículos mediante la proyección de un haz de luz láser y proceso para uso en la instalación.
DE102010020732B4 (de) * 2010-05-17 2013-10-10 Rena Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten eines Laserkopfes sowie Multi-Laserblock für eine Produktionsanlage
CN103196675A (zh) * 2013-03-22 2013-07-10 烟台一兴电子科技有限公司 车辆用定位仪
US10989528B2 (en) 2019-08-27 2021-04-27 Raytheon Company High speed beam component-resolved profile and position sensitive detector
CN114199147B (zh) * 2021-12-10 2023-05-30 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种测量装置、炮管内膛内径及同轴度测量方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2624121A1 (de) * 1976-05-28 1977-12-15 Siemens Ag Verfahren zum genauen bearbeiten eines im arbeitsfeld eines bearbeitungslasers angeordneten werkstueckes sowie vorrichtung zur ausuebung des verfahrens
JPS5397796A (en) * 1977-02-08 1978-08-26 Toshiba Corp Laser machining apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551057A (en) * 1965-12-30 1970-12-29 Lockheed Aircraft Corp Laser beam alignment apparatus
US3603691A (en) * 1969-07-25 1971-09-07 Lockheed Aircraft Corp Laser control for automatic alignment of structures
CH532992A (de) * 1971-02-25 1972-07-14 Inst Angewandte Physik Anlage zur automatischen Bearbeitung von Uhrsteinen mittels Laserstrahlen
US3790276A (en) * 1971-04-07 1974-02-05 Us Navy Direct measurement of ship body distortion using a laser beam
US3782823A (en) * 1972-03-23 1974-01-01 American Optical Corp Laser microprobe
CA991277A (en) * 1972-07-03 1976-06-15 David Sciaky Laser beam manipulator and protective system
US3907435A (en) * 1972-09-29 1975-09-23 Laser Alignment Light beam alignment target and method
US4021148A (en) * 1975-07-16 1977-05-03 Seymour Moskowitz Hydraulic fluid devices
FR2399033A1 (fr) * 1977-07-29 1979-02-23 Thomson Csf Dispositif de localisation d'une source rayonnante et systeme de reperage de direction comportant un tel dispositif
JPS54157650A (en) * 1978-06-01 1979-12-12 Toshiba Corp Laser centering device
FR2450463A1 (fr) * 1979-02-27 1980-09-26 Thomson Csf Dispositif optoelectrique de localisation de source rayonnante et systemes comportant de tels dispositifs
DE2933700C2 (de) * 1979-08-21 1984-04-19 C. Behrens Ag, 3220 Alfeld Werkzeugmaschine mit als Laser-Schneideinrichtung ausgebildeter Schmelzschneideinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2624121A1 (de) * 1976-05-28 1977-12-15 Siemens Ag Verfahren zum genauen bearbeiten eines im arbeitsfeld eines bearbeitungslasers angeordneten werkstueckes sowie vorrichtung zur ausuebung des verfahrens
JPS5397796A (en) * 1977-02-08 1978-08-26 Toshiba Corp Laser machining apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3339318A1 (de) * 1983-10-29 1985-05-09 Trumpf GmbH & Co, 7257 Ditzingen Laser-bearbeitungsmaschine
EP0147525A1 (de) * 1983-10-29 1985-07-10 Trumpf GmbH & Co Laser-Bearbeitungsmaschine
DE3339318C2 (de) * 1983-10-29 1995-05-24 Trumpf Gmbh & Co Laser-Bearbeitungsmaschine
DE3720837A1 (de) * 1987-06-24 1987-10-15 Wilhelm Conrads Tieflochbohrgeraet mit laser-lichtelement gesteuerter, kontinuierlich arbeitender elektro-hydraulischer zentriervorrichtung fuer die arbeitsachse des bohrkopfes gegen auslenkung im elastischen bereich

Also Published As

Publication number Publication date
FR2491370B1 (fr) 1986-06-27
SE452418B (sv) 1987-11-30
SE8105215L (sv) 1982-03-03
CH653587A5 (de) 1986-01-15
CA1165138A (en) 1984-04-10
AU549219B2 (en) 1986-01-23
IT8149210A0 (it) 1981-09-01
US4520261A (en) 1985-05-28
FR2491370A1 (fr) 1982-04-09
IT1142729B (it) 1986-10-15
AU7480681A (en) 1982-03-11
GB2083217B (en) 1984-11-28
GB2083217A (en) 1982-03-17
JPS5749089U (de) 1982-03-19
JPS6121192Y2 (de) 1986-06-25
DE3134556C2 (de) 1989-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3134556A1 (de) Vorrichtung zur ueberwachung der lageabweichung der optischen achse bei lasereinrichtungen
DE3318980C2 (de) Vorrichtung zum Justieren beim Projektionskopieren von Masken
DE68911330T2 (de) Vorrichtung mit einem Ausrichtungsgestell.
DE3212589C2 (de)
EP1133377B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum abtasten einer objektfläche mit einem laserstrahl
DE102012106156B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Werkzeuges
EP1092944A2 (de) Vorrichtung zur Feinpositionierung eines Bauteils und Koordinaten-Messmaschine mit einer Vorrichtung zur Feinpositionierung eines Bauteils
DE2942388A1 (de) Halbleiterplaettchen-positioniervorrichtung
DE19859360A1 (de) Werkzeugmaschine mit piezoelektrischer Positionskorrektureinrichtung
EP0108165A2 (de) Spitzenbock
DE4411263C2 (de) Verfahren zur Überprüfung der Führungsgenauigkeit einer Brennschneidmaschine und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE102005002670B4 (de) Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlung
DE10250326A1 (de) Werkzeugmaschine und Verfahren zur Justage der Spindelposition dieser Werkzeugmaschine
DE19538560C2 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten von langen Werkstücken
DE212013000044U1 (de) Transferzentrum zur spanenden Bearbeitung
WO2018145972A1 (de) Bearbeitungsanlage
EP3302839B1 (de) Verfahren zum schwenkbiegen
EP3650163B1 (de) Maschine zum trennenden bearbeiten eines plattenförmigen werkstücks und verfahren zum bewegen mindestens eines unterstützungsschlittens an dieser maschine
EP2032948B1 (de) Vorrichtung zur bestimmung der position eines entlang mindestens einer verschieberichtung bewegbaren objektes
EP2056990B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung von werkstücken unter verwendung eines laserstrahls
DE2905930C2 (de)
DE202010009009U1 (de) Vorrichtung zur Lasermaterialbearbeitung mit einem Polygonspiegel
EP0289528B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum tiefschleifen
DE102009031233A1 (de) Vorrichtung zur Strukturierung von Dünnschichtsolarzellenmodulen mittels Laser
EP1136146B1 (de) Verfahren zum Erstellen von Werkstückwinkeln, insbesondere von Blechwinkeln sowie Maschine zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee