DE4129278A1 - Werkzeugkopf mit automatisch verstellbarer fokussierungsoptik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe ei­ nes Laserstrahls, der eine innerhalb des Werkzeugkopfes angeordnete und von einer Linsenhaltung getragene Fokussierungsoptik durchläuft wel­ che nur durch Verschieben der Linsenhalterung relativ zum Werkzeugkopf in Laserstrahlrichtung positionierbar ist.

Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls bei­ spielsweise beim Schneiden des Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls hoher Leistung, ist die Lage des Brennpunkts der Fokussierungsoptik re­ lativ zur Werkstückoberfläche von großer Bedeutung.

Um bei einem herkömmlichen Laser-Werkzeug den Abstand zwischen dem Werkzeugkopf bzw. dem Brennpunkt der Fokussierungsoptik und dem Werkstück einzustellen bzw. konstant zu halten, ist am Werkzeugkopf ei­ ne Sensorelektrode angebracht, die den Ist-Abstand zwischen ihm und der Werkstückoberfläche zum Beispiel auf kapazitivem Wege mißt. Das von der Sensorelektrode erhaltene Signal wird einer Regeleinrichtung zuge­ führt, die den gemessenen Ist-Abstand mit einem Soll-Abstand vergleicht und eine entsprechende Differenz durch geeignete Ansteuerung eines mit dem Werkzeugkopf verbundenen Antriebsmotors ausgleicht. Damit kann ein gewünschter Abstand zwischen Werkzeugkopf und Werkzeugoberflä­ che unabhängig vom Verlauf der Werkstückoberfläche beibehalten wer­ den. Dies bedeutet auch, daß sich während der Bearbeitung des Werk­ stücks der Abstand zwischen dem Brennpunkt der Fokussierungsoptik und der Werkstückoberfläche nicht mehr ändert.

Der genannte Antriebsmotor muß jedoch den gesamten Werkzeugkopf be­ wegen, der seinerseits an einem Tragarm montiert ist. Das Laser-Werk­ zeug ist daher relativ träge da es aufgrund der hohen Masse des Werk­ zeugkopfs nicht so schnell auf Abstandsänderungen zwischen Werkzeug­ kopf und Werkstückoberfläche reagieren kann. Das Laser-Werkzeug weist somit nur eine geringe Arbeitsgeschwindigkeit auf.

Beim herkömmlichen Werkzeugkopf lassen sich die Fokussierungsoptik und die Linsenhalterung während des Betriebs des Werkzeugkopfes nicht verstellen. Hierzu müßte manuell auf den Werkzeugkopf eingewirkt wer­ den, was während seines Betriebs praktisch nicht möglich ist. Lediglich vor dem Betrieb des Werkzeugkopfes kann die Fokussierungsoptik über die Linsenhalterung in Laserstrahlrichtung verstellt werden, wozu sich an der Außenseite des Werkzeugkopfes ein Einstellring befindet, der bei Dre­ hung die Linsenhalterung entsprechend verschiebt.

Aus der EP 03 06 456 A1 ist ein weiterer Werkzeugkopf bekannt, bei dem die Fokussierungsoptik für den Laserstrahl innerhalb einer Düse ange­ ordnet ist. Fokussierungsoptik und Düse sind aber fest miteinander ver­ bunden. Zur Abstandsregelung zwischen Werkzeugkopf und Werkstück­ oberfläche mit Hilfe einer Sensorelektrode werden daher die Düse, die Fo­ kussierungsoptik sowie ein zylindrischer Spulenträger mit außen aufge­ brachter Spule gegenüber einem Magneten verschoben, so daß auch ein diesen Werkzeugkopf aufweisendes Laser-Werkzeug infolge der großen zu verschiebenen Massen relativ träge ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugkopf der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch während des Betriebs durch alleinige Verstellung der Linsenhalterung eine Positionierung des Brennpunkts der Fokussierungsoptik relativ zur Werkstückoberfläche möglich ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Werkzeugkopf nach der Erfindung zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines Laserstrahls, der eine innerhalb des Werkzeugkopfs ange­ ordnete und von einer Linsenhalterung getragene Fokussierungsoptik durchläuft, welche nur durch Verschieben der Linsenhalterung relativ zum Werkzeugkopf in Laserstrahlrichtung positionierbar ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Linsenhalterung mit Hilfe automatischer Ein­ stellmittel verschiebbar ist.

Die Fokussierungsoptik sowie die Linsenhalterung weisen nur eine sehr geringe Masse auf, die sich ohne nennenswerten Trägheiteffekt schnell und einfach verschieben läßt, so daß ein mit diesem Werkzeugkopf ausge­ stattetes Laser-Werkzeug eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit besitzt. Die Antriebseinrichtung kann aufgrund der geringen zu verschiebenden Mas­ se darüber hinaus relativ leistungsschwach ausgebildet sein, was sich ko­ stengünstig auf den Herstellungspreis des Werkzeugkopfs auswirkt.

Der Werkzeugkopf nach der Erfindung läßt sich für eine Vielzahl spezieller Aufgaben verwenden, beispielsweise zum Einstechen eines Loches in das Werkstück vor Beginn eines Schneidvorgangs. Beim Einstechen muß der ,Brennpunkt der Fokussierungsoptik im allgemeinen in einem größeren Abstand vom Werkstück liegen als beim anschließenden Laserschneiden. Deshalb mußte bisher während des Einstechens der gesamte Werkzeug­ kopf auf einen größeren Abstand gebracht werden. Jetzt genügt lediglich eine entsprechende Verschiebung der Linsenhalterung bzw. Fokussie­ rungsoptik während des Einstechens, was relativ schnell erfolgen kann. Auch beim Bohren des Werkstücks mit Hilfe des Laserstrahls ergibt sich eine Vereinfachung. Insbesondere bei dicken Werkstücken ist während des Bohrens eine kontinuierliche Verschiebung des Brennpunkts in Strahlrichtung vorteilhaft. Hierzu braucht jetzt nicht mehr der gesamte Werkzeugkopf auf das Werkstück zu bewegt zu werden, sondern es genügt, lediglich die Linsenhalterung und mit ihr die Fokussierungsoptik in Laser­ strahlrichtung zu verstellen. Auf Werkstückmaterial- und -dickenwech­ sel, die im allgemeinen eine Anpassung der Lage des Brennpunkts erfor­ dern, kann ebenfalls sehr schnell reagiert werden, da die zur Verschie­ bung des Brennpunkts zu bewegende Masse nur sehr klein ist. Bei der au­ tomatischen Linsenverstellung nach der Erfindung liegt ein Hauptvorteil aber auch in der Möglichkeit, über die Steuerung eine Fokuslage vorzuge­ ben, ohne daß sich der Abstand zwischen Werkzeugkopf und Werkstück ändert.

Die Verschiebung der Linsenhalterung bzw. der mit ihr verbundenen Fo­ kussierungsoptik kann beispielsweise in Abhängigkeit eines gespeicher­ ten Programms erfolgen, das sich in einer Steuereinheit des Laser-Werk­ zeugs befindet. Durch diese Steuereinheit kann auch die Brennpunktsla­ ge vorgegeben werden. Um eine absolute Wegmessung zu ermöglichen, ist vorzugsweise mit der Linsenhalterung ein Wegaufnehmer verbunden, der zur Messung der Position der Linsenhalterung bzw. Fokussierungsoptik relativ zum Werkzeugkopf dient. Wird die Lage des Werkzeugkopfs relativ zum Werkstück mit Hilfe einer am Werkzeugkopf befindlichen Sensorein­ richtung gemessen, so läßt sich insgesamt die Lage der Linsenhalterung bzw. der Fokussierungsoptik relativ zum Werkstück bestimmen und damit auch die Lage des Brennpunkts der Fokussierungsoptik relativ zum Werk­ stück. Durch eine entsprechende Regeleinheit kann die momentane Lage des Brennpunkts mit einer gewünschten bzw. Soll-Lage verglichen und entsprechend nachgeregelt werden, falls eine Abweichung vorhanden ist. Hierdurch ist eine kontinuierliche Führung des Brennpunkts der Fokussierungsoptik in vorgegebenem Abstand relativ zum Werkstück möglich.

Es gibt Werkzeugköpfe, durch die ein Prozeßgas hindurchgeleitet wird, das zum Schneiden des Werkstücks erforderlich ist. Dieses Prozeßgas wird andererseits zum Kühlen und Reinigen der Fokussierungsoptik ver­ wendet. Treten Druckschwankungen im Prozeßgas auf, so kann dies unter Umständen aber zu einer Verstellung bzw. Dejustierung der Fokussie­ rungsoptik führen. Beim Werkzeugkopf nach der Erfindung sind derartige Druckschwankungen unproblematisch, da eine hierdurch hervorgerufene Positionsänderung der Fokussierungsoptik sofort wieder ausgeregelt wer­ den kann, wenn der Werkzeugkopf mit einem Wegaufnehmer, wie erwähnt, ausgestattet ist. Druckschwankungen können allerdings auch gewollt herbeigeführt werden, beispielsweise in Abhängigkeit des jeweils durch­ zuführenden Bearbeitungsprozesses. Auch hier läßt sich unabhängig vom jeweiligen Prozeßgasdruck die Fokussierungsoptik in gewünschter Weise positionieren, damit deren Brennpunkt eine vorbestimmte Soll-Lage rela­ tiv zur Werkstückoberfläche einnehmen kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur Verstellung bzw. Verschiebung der Linsenhalterung pneumatische Ein­ stellmittel, hydraulische Einstellmittel und/oder elektrische, elektromo­ torische oder piezoelektrische Einstellmittel. Sie können jeweils allein oder auch in Kombination miteinander verwendet werden. Die Verschie­ bung der Linsenhalterung auf pneumatischem Wege hat den Vorteil, daß ein bereits vorhandenes Prozeßgas für die Bearbeitung des Werkstücks mit für die Verstellung herangezogen werden kann. Derartige Einstellmit­ tel lassen sich daher sehr kostengünstig realisieren. Durch hydraulische und elektrische bzw. elektromotorische Einstellmittel wird der Vorteil ei­ ner sehr genauen Einstellung erreicht, was zu noch genaueren Bearbei­ tungsverfahren führt. Die elektrischen Einstellmittel sind jedoch im allge­ meinen relativ leistungsschwach, so daß Ausgleichsmaßnahmen getroffen werden müssen, falls zwischen Vorder- und Rückseite der Linsenhalte­ rung bzw. Fokussierungsoptik ein zu großer Druckunterschied besteht.

Nach einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Raum durch die Linsenhalterung in zwei in Laserstrahlrichtung vor und hinter ihr liegende Druckkammern unterteilt, wobei die Druckkammern jeweils mit einem Fluid zur Verschiebung der Linsenhalterung füllbar sind. Durch Einstellen unterschiedlicher Fluiddrücke in den jeweiligen Druckkam­ mern läßt sich daher die Linsenhalterung und mit ihr die Fokussierungs­ optik in einfacher Weise und sehr schnell verschieben. Das Fluid kann ei­ ne Flüssigkeit oder ein Gas sein, beispielsweise das bereits erwähnte Pro­ zeßgas (Schneidgas).

Zum Beispiel ist wenigstens in die strahlausgangsseitig liegende Druck­ kammer das für die Bearbeitung des Werkstücks verwendete Prozeßgas einleitbar. Es wirkt so auf die Linsenhalterung, daß sich die Fokussie­ rungsoptik von der Werkstückoberfläche entfernt. In die strahleingangs­ seitig liegende Druckkammer kann dann ein separates Steuergas eingelei­ tet werden, dessen Druck über ein Regelventil so einstellbar ist, daß er grö­ ßer oder kleiner ist als der des Prozeßgases in der strahlausgangsseitig lie­ genden Druckkammer. Durch Ansteuerung des Regelventils läßt sich also die Linsenhalterung bzw. mit ihr die Fokussierungsoptik verschieben, da­ mit der Brennpunkt der Fokussierungsoptik eine gewünschte Lage relativ zum Werkstück einnehmen kann.

Prozeßgas und Steuergas müssen sich allerdings nicht in jedem Fall von­ einander unterscheiden. Üblicherweise kann als Steuergas Druckluft ver­ wendet werden. Es ist aber auch möglich das Steuergas aus dem Prozeß­ gas abzuleiten, wobei das der strahlausgangsseitig liegenden Druckkam­ mer zugeführte Prozeßgas einen niedrigeren Druck aufweist als das dem Ventil zugeführte Prozeßgas. In diesem Fall wäre die strahlausgangsseitig liegende Druckkammer mit einem Druckreduzierventil eingangsseitig verbunden.

Wie beschrieben, kann die Linsenhalterung durch Einstellung einer Druckdifferenz zwischen strahleingangsseitig liegender und strahlaus­ gangsseitig liegender Druckkammer verschoben werden. Beide Druck­ kammern können aber auch mit demselben Gasdruck beaufschlagt wer­ den, so daß jetzt eine Verschiebung der Linsenhalterung mit einem elek­ tromotorischen Antrieb möglich ist. Eine derartige Lösung kommt in Be­ tracht, wenn in der strahlausgangsseitigen Druckkammer sowieso schon das Prozeßgas enthalten ist, auf eine Steuerung des Steuergases mit Hilfe des Druckventils jedoch verzichtet werden soll. Da in beiden Druckkam­ mern dann der gleiche Druck herrscht, kann eine Verschiebung der Lin­ senhalterung mit Hilfe des elektromotorischen Antriebs relativ einfach vorgenommen werden, so daß eine hochpräzise Einstellung des Brenn­ punkts möglich ist. Nachteilig ist jedoch, daß durch den Elektromotor und gegebenenfalls ein Getriebe zusätzlich bewegte Massen ins Spiel kommen, so daß sich dadurch das Ansprechverhalten der Verstelleinrichtung wie­ der verzögert.

Selbstverständlich ist es möglich, die druckbeaufschlagten Flächen der Linsenhalterung für die jeweiligen Druckkammern unterschiedlich groß zu wählen, um auf diese Weise vorhandenen Gasdrücken Rechnung zu tra­ gen. Auch kann die Linsenhalterung gegen die Kraft einer strahlausgangs­ seitig angeordneten Feder verschoben werden, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn sich in der strahlausgangsseitigen Druckkammer kein Schneidgasdruck aufbaut. In diesem Fall läßt sich nach wie vor durch Druckeinstellung in der strahleingangsseitig liegenden Druckkammer ei­ ne Positionierung des Brennpunkts vornehmen.

Es ist ohne weiteres möglich, das in der strahlausgangsseitigen Druck­ kammer und das in der strahleingangsseitigen Druckkammer befindliche Gas gegen die jeweilige Seite der Fokussierungsoptik zu führen. Hierdurch läßt sich die Fokussierungsoptik kühlen und gleichzeitig reinigen.

Die Fokussierungsoptik selbst kann zum Beispiel aus einer einzigen Linse oder aus einem Linsensystem bestehen.

Nach einer vorteilhaften anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Linsenhalterung nur mittels eines Elektromotors verstellt werden. Auch eine Verstellung mittels Piezoantrieb ist möglich. Hierbei darf die Druck­ differenz zwischen Vorder- und Rückseite der Fokussierungsoptik bzw. Linsenhalterung jedoch nicht zu groß sein.

Wird nach wie vor das Prozeßgas durch den strahlausgangsseitigen Raum des Werkzeugkopfes geleitet, der sich also an die Strahlausgangsseite der Fokussierungsoptik anschließt, so ist für den Fall einer elektromotori­ schen bzw. piezoelektrischen Antriebsart strahlausgangsseitig und im Ab­ stand zur Fokussierungsoptik ein Schutzglas angeordnet, um den für die Fokussierungsoptik und die Linsenhalterung vorgesehenen Raum gegen­ über dem für das Prozeßgas vorgesehenen Raum abzudichten. Auf diese Weise läßt sich die Druckdifferenz zu beiden Seiten der Fokussierungsop­ tik verringern bzw. aneinander angleichen, so daß die Linsenhalterung mit Hilfe des elektromotorischen oder piezoelektrischen Antriebs ohne weite­ res verstellt werden kann.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind me­ chanisch einstellbare Anschläge für die Linsenhalterung zur Einstellung von Sollpositionen vorgesehen. Die Anschläge können in Laserstrahlrich­ tung in gewünschter Weise verschoben werden, um den Bewegungsbe­ reich der Linsenhalterung in Laserstrahlrichtung beidseitig einzugren­ zen. Die Verschiebung der Anschläge erfolgt manuell. Während der Bear­ beitung des Werkstücks kann die Linsenhalterung also sehr schnell gegen den einen oder anderen dieser Anschläge geführt werden, um somit schnell eine vorbestimmte Sollposition einnehmen zu können. Im Falle der beiden Druckkammern kann zum Beispiel die strahleingangsseitige Druckkammer plötzlich sehr stark druckbeaufschlagt oder belüftet wer­ den, so daß sich wahlweise eine der zwei eingestellten Sollpositionen an­ fahren läßt. Sollen nur diese beiden Sollpositionen eingenommen werden können, so brauchen die elektrische Regeleinheit, der Wegaufnehmer und das Druckregelventil nicht vorhanden zu sein. Natürlich läßt sich gleich­ zeitig durch die mechanisch einstellbaren Anschläge auch die Linsenhal­ terung an sich positionieren, und zwar auf manuellem Weg, falls dies ge­ wünscht wird.

Die Anschläge können auch mit Arretiervorrichtungen zum Arretieren der Linsenhalterung versehen sein. Nach Arretieren der Linsenhalterung ist keine automatische Verschiebung mehr möglich.

Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, im Bereich einer Dichtung zwi­ schen relativ zueinander bewegbaren Wänden eine reibungsvermindernde Oberflächenbeschichtung am Dichtelement und/oder am gegenüberlie­ genden Wandbereich vorzusehen, da sich auf diese Weise die Kräfte für die Verschiebung der Linsenhalterung bzw. der optischen Fokussierungsein­ richtung weiter verringern lassen. Kommen beispielsweise als Dichtele­ mente Dichtungsringe zum Einsatz, so kann deren Oberfläche feststoff­ bromiert oder kohlenstoffbeschichtet sein. Auch ist es möglich, an aufein­ anderliegenden Gleitflächen eine PTFE-Beschichtung (Beschichtung aus Polytetrafluorethylen) vorzusehen.

Als Wegaufnehmer kann ein Induktiver, kapazitiver, potentiometrischer oder optischer Wegaufnehmer verwendet werden. Es kann sich vorzugs­ weise aber auch um einen LVTD-Wegaufnehmer handeln, also um einen Linear-Variabel-Differenz-Transformator. Dieser besteht aus einem hoh­ len Metallzylinder mit drei Integrierten Spulen. Die mittlere dient als Pri­ märkreis, während zwei Identische Spulen an den Seiten als Sekundär­ wicklungen fungieren. Diese sind in Serie, jedoch gegenläufig geschaltet. In der Mitte des Aufnehmers bewegt sich ein ferromagnetischer Kern frei und überträgt das in der Primärspule durch eine Wechselspannung er­ zeugte magnetische Feld auf die zwei Sekundärwicklungen. Die Größe und Richtung des in den Sekundärwicklungen induzierten Stroms ist dabei von der Stellung des Kerns abhängig. Wenn sich der Kern in seiner Hub­ mitte befindet, ist die Amplitude der beiden sekundären Sinusschwingun­ gen etwa gleich groß, aber um 180° phasenverschoben. Wird der Kern in die eine oder andere Richtung bewegt, so ergibt sich eine Differenzspan­ nung, die direkt proportional der Kernstellung ist. Dabei springt die Phase des Ausgangssignals beim Nulldurchgang um 180°. Eine nachgeschaltete Elektronik wandelt die Wechselspannungen der beiden Sekundärspulen in eine analoge Ausgangsspannung um. Mit zwei Potentiometern kann die Verstärkung und die Offset-Spannung variiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä­ her beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Werkzeugkopfes mit pneumatischer Einstellmöglichkeit der Linsenhalterung.

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau eines Werkzeugkopfes mit elektromotori­ scher Einstellmöglichkeit der Linsenhalterung,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeug­ kopfes mit pneumatischer Einstellmöglichkeit der Linsenhalterung und

Fig. 4 einen weiteren Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Werkzeugkopfes nach der Erfindung mit pneumatischer Verstellmöglichkeit der Linsenhalterung.

In einem Werkzeugkopfgehäuse 1 befindet sich eine Fokussierungsoptik 2, beispielsweise eine Einzellinse oder ein Linsensystem, die in einem Lin­ senhalter 3 gelagert ist. Der Linsenhalter 3 ist kreisringförmig ausgebildet und schmiegt sich mit seinem äußeren Umfangrand an die Innenwandung des hohlzylindrisch ausgebildeten Werkzeugkopfgehäuses 1 an. Dich­ tungselemente zwischen dem Außenrand des Linsenhalters 3 und der In­ nenwandung des Werkzeugkopfgehäuses 1 sind der Übersicht wegen nicht dargestellt. Mit dem Linsenhalter 3 sind an seiner oberen und unteren Sei­ te Führungszylinder 4 und 5 fest verbunden, die die Fokussierungsoptik 2 konzentrisch umgeben. Die Führungszylinder 4 und 5 liegen mit ihren äu­ ßeren Umfangsflächen passend in jeweils einem Aufnahmezylinder 6, 7. die im Innern des Werkzeugkopfgehäuses 1 konzentrisch zu diesem ange­ ordnet und mit diesem befestigt sind. Insgesamt sind also die Fokussie­ rungsoptik 2 und der Linsenhalter 3 über die Führungszylinder 4 und 5 in den Aufnahmezylindern 6 und 7 gleitend verschiebbar, und zwar in Zylin­ derlängsrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1.

Der ringförmige Raum zwischen den Außenwandungen der Aufnahmezy­ linder 6 und 7 und der Innenwand des zylinderförmig ausgebildeten Werk­ zeugkopfgehäuses 1 wird horizontal durch den Linsenhalter 3 in zwei Druckkammern unterteilt, und war in eine strahleingangsseitig liegende Druckkammer 8 und in eine strahlausgangsseitig liegende Druckkammer 9, die an den jeweiligen Stirnseiten des Werkzeugkopfgehäuses 1 abge­ schlossen sind. Dagegen ist das Werkzeugkopfgehäuse 1 stirnseitig im In­ nern der Aufnahmezylinder 6 und 7 offen, um den Durchtritt eines Laser­ strahls 10 zu ermöglichen. An den strahlausgangsseitigen Aufnahmezy­ linder 7 schließt sich in Laserstrahlrichtung eine Düse 11 an. Der Laser­ strahl 10 trifft auf ein zu bearbeitendes Werkstück 12, das der Spitze der Düse 11 gegenüber liegt.

Die beiden Druckkammern 8 und 9 sich an sich hermetisch abgeriegelt, zum Beispiel durch geeignete und nicht dargestellte Dichtungen, und wei­ sen jeweils einen Eingang 13, 14 auf. Über den Eingang 14 wird die strahl­ ausgangsseitig liegende Druckkammer 9 mit einem Prozeßgas versorgt, das beispielsweise bei der Bearbeitung des Werkstücks 12 verwendet wird. Dieses Prozeßgas kann, wie später noch beschrieben wird, ins Innere des Führungszylinders 5 und gegen die Fokussierungsoptik 2 geleitet werden, um letztere zu reinigen und zu kühlen, bevor es aus dem Spitzenbereich der Düse 11 austritt und das Werkstück 12 beaufschlagt. Die entspre­ chenden Öffnungen sind im Führungszylinder 5 von Fig. 1 der Übersicht wegen nicht dargestellt. Dagegen ist der Eingang 13 der strahleingangs­ seitigen Druckkammer 8 über eine Druckleitung 15 mit dem Ausgang ei­ nes Proportional-Druck-Ventils 16 verbunden. Das Proportional-Druck­ Ventil 16 empfängt ein Steuergas über eine Druckeingangsleitung 17 und ein elektrisches Stellsignal über eine elektrische Steuerleitung 18. Das Proportional-Druck-Ventil 16 hat die Aufgabe, das elektrische Stellsignal in ein entsprechendes proportionales Drucksignal zu verwandeln.

Mit der Linsenhalterung 3 ist ferner ein Wegaufnehmer 19 verbunden, der zur Erfassung des Ist-Werts der Position des Brennpunkts der Fokussie­ rungsoptik 2 relativ zum Werkzeugkopfgehäuse 1 dient. Der Wegaufneh­ mer 19 kann zum Beispiel ein LVDT-Aufnehmer sein (Linear-Variable-Dif­ ferenz Transformator), der eine hohe Auflösung und eine gute Reprodu­ zierbarkelt aufweist. Ein vom Wegaufnehmer 19 erzeugtes elektrisches Ausgangssignal wird über eine Leitung 20 zu einer Regeleinheit 21 über­ tragen. Diese Regeleinheit 21 erhält über eine elektrische Leitung 22 eine Sollwertvorgabe bezüglich der Position des Brennpunkts der Fokussie­ rungsoptik 2 relativ zum Werkzeugkopfgehäuse 1 und steuert demzufolge das Proportional-Druck-Ventil 16 so an, daß die Linsenhalterung 3 ent­ sprechend verschoben wird, um den Istwert an den Sollwert anzupassen. Die genannte Sollwertvorgabe berücksichtigt dabei bereits den Abstand des Werkzeugkopfgehäuses 1 vom Werkstück 12, dazu vorher mit Hilfe ei­ nes nicht dargestellten Sensors zum Beispiel auf kapazitivem Wege gemes­ sen worden ist, welcher sich an der Spitze der Düse 11 befindet.

Im vorliegenden Fall werden die Fokussierungsoptik 2 bzw. der Linsenhal­ ter 3 auf pneumatischem Weg verschoben, um den Brennpunkt in die Soll­ Lage zu bringen. Die pneumatische Verstellung hat den Vorteil, daß der Gasdruck des Prozeßgases mit zur Verstellung der Fokussierungsoptik herangezogen werden kann. In der unteren Druckkammer 9 herrscht, wie bereits erwähnt, der vom Arbeitsprozeß abhängige Prozeßgasdruck P1. In der oberen Kammer wirkt dagegen ein mit Hilfe des Proportional-Druck- Ventils 16 einstellbarer Gegendruck P2 des Steuergases. Dieser Gegen­ druck P2 kann unter gewissen Einschränkungen vom Prozeßgasdruck P1 abgeleitet sein oder von einem getrennten Druckerzeuger über die Druck­ eingangsleitung 17 zugeführt werden.

Wird nun eine Änderung der Lage des Brennpunkts der Fokussierungsop­ tik 2 bedingt durch die Sollwertvorgabe zur Regeleinheit 21 erforderlich, so kann dies durch Änderung des Drucks P2 erreicht werden. Ist der Druck P2 kleiner als der Druck P1, so wird die Fokussierungsoptik 2 in Fig. 1 nach oben bewegt, also entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung des La­ serstrahls 10, und zwar solange, bis die Sollposition erreicht ist. In diesem Fall ist dann P2 = P1. Dabei bestimmt der Druckunterschied die Bewe­ gungsgeschwindigkeit der Fokussierungsoptik 2. Ist dagegen P2 < P1, so wird die Fokussierungsoptik 2 nach unten bewegt, bis die entsprechende Sollposition des Brennpunkts eingenommen ist. Die Einstellung des Ge­ gendrucks P2 erfolgt, wie bereits erwähnt, mit Hilfe der Regeleinheit 21 über das Proportional-Druck-Ventil 16.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeugkopfes nach der Erfin­ dung ist in Fig. 2 gezeigt. Gleiche Elemente wie in Fig. 1 sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrie­ ben.

Entsprechend der Fig. 2 ist der in Fig. 1 gezeigte Führungszylinder 5 an der strahlausgangsseitig liegenden Fläche des Linsenhalters 3 nicht vorhan­ den. Der Linsenhalter 3 wird also nur über den Führungszylinder 4 inner­ halb des Aufnahmezylinders 6 geführt. Dagegen ist der Linsenhalter 3 au­ ßer mit dem Wegaufnehmer 19 mit einem Verstellmotor 23 verbunden, der von der Regeleinheit 21 über die elektrische Steuerleitung 18 das elektri­ sche Stellsignal empfängt.

Strahlausgangsseitig im Abstand unterhalb der Fokussierungsoptik 2 bzw. der Linsenhalterung 3 ist ein Schutzglas 24 angeordnet, das das In­ nere des Werkzeugkopfgehäuses 1 in zwei Hälften unterteilt. Die Verbin­ dung zwischen Schutzglas 24 und Innenwandung des Werkzeugkopfge­ häuses 1 ist gasdicht ausgebildet. Die Position des Schutzglases 24 inner­ halb des Werkzeugkopfgehäuses 1 ist so gewählt, daß Linsenhalter 3 bzw. Fokussierungsoptik 2 den vollen Axialhub zur Anpassung der Ist-Position des Brennpunkts der Fokussierungsoptik 2 an einen vorgegebenen Soll­ wert ausführen kann, und zwar mit Hilfe des Verstellmotors 23. Der unter­ halb des Schutzglases 24 liegende Raum 25 des Werkzeugkopfgehäuses 1 wird mit dem Prozeßgas versorgt, und zwar über den Eingang 14. Dieses Prozeßgas strömt über die Stirnseite des Aufnahmezylinders 7 ins Innere der Düse 11 sowie in Richtung des Werkstücks 12. Der Aufnahmezylinder 7 kann im vorliegenden Fall auch fortgelassen werden. Wichtig ist, daß das Prozeßgas nicht auf die andere Seite des Schutzglases 24 gelangt, wo sich der Linsenhalter 3 und die Fokussierungsoptik 2 befinden. Der Prozeßgas­ druck beeinflußt somit nicht die Verstellung des Linsenhalters 3 mit Hilfe des Verstellmotors 23, so daß also der Verstellmotor 23 bei der Bewegung des Linsenhalters 3 nicht gegen den Prozeßgasdruck arbeiten muß. Der Verstellmotor 23 kann daher relativ leistungsschwach ausgebildet sein.

Statt des Verstellmotors 23 kann auch eine piezoelektrische Einrichtung zum Einsatz kommen. Die Einstellung der Lage des Brennpunkts der Fo­ kussierungsoptik 2 erfolgt ansonsten nach demselben und bereits unter Fig. 1 beschriebenen Regelprinzip.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den tatsächlichen Aufbau eines Werkzeugkopfs mit pneumatischer Verstellmöglichkeit von Linsenhalter und Fokussie­ rungsoptik. Gleiche Elemente wie in den Fig. 1 und 2 sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Entsprechend den Fig. 3 und 4 ist eine Fokussierungsoptik 2 in einem Linsenhalter 3 gelagert. Strahleingangsseitig ist der Linsenhalter 3 ein­ stückig mit einem Führungszylinder 4 verbunden, wobei beide koaxial zu­ einander liegen. Linsenhalter 3 und Führungszylinder 4 sind koaxial im Innern eines Werkzeugkopfgehäuses 1 angeordnet. Mit Hilfe von zwei um 90° in Umfangsrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 zueinander versetzt angeordneten Stellschrauben 26 ist der Linsenhalter 3 in senkrecht zuein­ ander stehenden Radialrichtungen verschiebbar, um die Linsenoptik 2 in einer senkrecht zur Axialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 liegenden Ebene in gewünschter Weise verstellen zu können. Die Stellschrauben 26 sind dabei in einem Tragring 27 drehbar gelagert, wobei sie in einen be­ cherförmigen Träger 28 im Innern des Werkzeugkopfgehäuses 1 hinein­ schraubbar sind. Der becherförmige Träger 28 weist eine konzentrische Durchgangsöffnung 29 auf, durch die der Führungszylinder 4 hindurch­ ragt. Dabei ist die Durchgangsöffnung 29 größer als der Außendurchmes­ ser des Führungszylinders 4. Über einen Ansatz 30 ist der Führungszylin­ der 4 auf der Bodenwand des becherförmigen Trägers 28 gleitend gelagert, wobei die Stellschrauben 26 gegen den Ansatz 30 führbar sind. Der Ansatz 30 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und liegt konzentrisch zum Führungszylinder 4. Jeder Stellschraube 26 liegt ein Druckelement 31 gegen­ über, um den Führungszylinder 4 über den Ansatz 30 in Radialrichtung spielfrei zu halten. Bei Verdrehung einer Stellschraube 26 wird also der Führungszylinder 4 über den ringförmigen Ansatz 30 in Radialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 verschoben, und zwar gegen die Kraft des Druckelements 31, wobei der Ansatz 30 auf der Innenwand des becherförmigen Trägers 28 gleitet. Die Durchgangsöffnung 29 ist so groß gewählt, daß genügend Raum für die Verschiebung des Führungszylinders 4 vor­ handen ist. Auch das Druckelement 31 ist im Tragring 27 befestigt.

Im Werkzeugkopfgehäuse 1 befinden sich an einander gegenüberliegen­ den Seiten jeweils Längsschlitze 32, 33, die zur Aufnahme des Druckele­ ments 31 und der Stellschraube 26 dienen. In diesen Längsschlitzen 32, 33 lassen sich Ansatz 31 und Stellschraube 26 in Axialrichtung des Werk­ zeugkopfgehäuses verschieben. Bei der Verschiebung wird gleichzeitig der Tragring 27 mitbewegt. Wird also der Tragring 27 in Axialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 bewegt, so wird die Fokussierungsoptik 2 ent­ sprechend mitgenommen und zwar über den Linsenhalter 3, den Füh­ rungszylinder 4, den ringförmigen Ansatz 30, und die Stellschraube 26 bzw. das Druckelement 31. Um die Bewegungsmöglichkeit der Fokussie­ rungsoptik bzw. der Stellschraube 26 und des Druckelements 31 in Axial­ richtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 begrenzen zu können, sind zwei ringförmige Anschläge 34, 35 an der äußeren Umfangswand des Werk­ zeugkopfgehäuses 1 vorhanden. Diese ringförmigen Anschläge 34, 35 sind zum Beispiel Schraubringe, die auf ein entsprechendes Außengewinde an der Außenseite des Werkzeugkopfgehäuses 1 aufgeschraubt sind. Durch Verdrehung der ringförmigen Anschläge 34, 35 können diese so zueinan­ der positioniert werden, daß nur noch ein bestimmter Bewegungsraum für die Elemente 26 und 31 in Axialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 zur Verfügung steht. Die ringförmigen Anschläge 34, 35 können also dazu ver­ wendet werden, bestimmte Sollpositionen für den Tragring 27 und damit für die Fokussierungsoptik 2 festzulegen.

Der Linsenhalter 3 liegt strahlausgangsseitig in einer winkelförmigen Ringaufnahme 36, über die er auf einem düsenförmigen Körper 37 gleitet. Der düsenförmige Körper 37 wird durch eine Druckfeder 38 in Richtung zum Linsenhalter 3 gedrückt, wobei sich die Druckfeder 38 an einem vor­ deren Gehäuseteil 39 abstützt, das mit der vorderen Stirnseite des Werk­ zeugkopfgehäuses 1 lösbar verbunden ist, also mit der strahlausgangssei­ tig liegenden Stirnfläche des Werkzeugkopfgehäuses 1. Das vordere Ge­ häuseteil 39 weist eine konzentrische Durchgangsöffnung für den Strahl­ austritt auf. Mit einem kranzartigen Ansatz 41 am oberen Ende des Düsen­ körpers 37 umgreift dieser die winkelförmige Ringaufnahme 36, und zwar so, daß sich diese noch in Radialrichtung innerhalb des kranzartigen An­ satzes 41 verschieben kann, wenn die Linsenoptik 2 mit Hilfe der Stell­ schraube 26 in Radialrichtung bewegt wird. Der kranzartige Ansatz 41 schmiegt sich gegen die Innenwand des vorderen Gehäuseteils 39, wobei in diesem Bereich ein Dichtungsring 42 vorhanden ist. Durch den kranzarti­ gen Ansatz 41, den Düsenkörper 37 und das vordere Gehäuseteil 39 wird somit eine strahlausgangsseitige Druckkammer 9 erhalten, in die über ei­ ne Öffnung 43 ein Prozeßgas einleitbar ist. Das Prozeßgas ist über Durch­ gangsöffnungen 44 im Düsenkörper 37 aus der Druckkammer 9 ins Innere des Düsenkörpers 37 leitbar, wobei es anschließend durch die Durch­ gangsöffnung 40 in Richtung zu einen, nicht dargestellten Werkstück aus­ strömt. Die Durchgangsöffnungen 44 im Düsenkörper 37 sind so ausge­ richtet, daß das Prozeßgas zunächst nach Verlassen der Druckkammer 9 in Richtung der Fokussierungsoptik 2 strömt um diese zu kühlen und zu reinigen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die dem Düsenkörper 37 gegenüber­ liegende Innenwand des vorderen Gehäuseteils 39 zylindrisch verläuft, so daß bei Verschiebung der Fokussierungsoptik 2 in Axialrichtung der Dich­ tungsring 42 auf dieser zylindrischen Innenwand entlanggleiten kann.

Wie bereits erwähnt, ist das vordere Gehäuseteil 39 vom Werkzeugkopfge­ häuse 1 abnehmbar, so daß dann die Fokussierungsoptik 2 freiliegt. Sie läßt sich daher leicht austauschen. Dazu braucht sie lediglich aus der Lin­ senhalterung 3 nach vorn bzw. in Strahlrichtung herausgenommen zu werden.

Oberhalb der Fokussierungsoptik 2, also strahleingangsseitig, ist ein Ringelement 45 vorhanden, das mit dem oberen Rand des becherförmigen Trägers 28 zum Beispiel lösbar verbunden ist und an dessen Bewegung teilnimmt. Das Ringelement 45 schmiegt sich an die Innenwand des Werk­ zeugkopfgehäuses 1 an, wobei in diesem Bereich ein Dichtungsring 46 vor­ handen ist. Im Abstand oberhalb des Ringelements 45 liegt ein ringförmi­ ges Deckelelement 47, das sich an die Innenseite des Werkzeugkopfgehäu­ ses 1 anschmiegt und fest mit diesem verbunden ist. Auch zwischen den zuletzt genannten Elementen ist ein Dichtungsring 48 vorhanden. Das ringförmige Deckelelement 47, die Außenwand des Werkzeugkopfgehäu­ ses 1 und das Ringelement 45 bilden gemeinsam eine strahleingangsseiti­ ge Druckkammer 8, wobei sich Wände von Ringelement 45 und ringförmi­ gen Deckelelement 47 zum vollständigen Abdichten der Kammer 8 noch überlappen können. Zwischen diesen Wänden ist dann ein Dichtungsele­ ment 49 vorhanden.

Die Fig. 4 zeigt einen Einlaß 50 für ein Steuergas, das über einen Kanal 51 in die strahleingangsseitige Druckkammer 8 geleitet wird. Ein weiterer Gaskanal 52 (Fig. 3) befindet sich innerhalb des ringförmigen Deckelele­ ments 47 und steht über einen Kanal 53 mit einem Gaseinlaß 54 in Verbin­ dung. Innerhalb des ringförmigen Deckelelements 47 befinden sich Durchgangsöffnungen 55, durch die hindurch Gas aus dem Gaskanal 52 in Richtung zur Strahleingangsseite der Fokussierungsoptik 2 geblasen wird, um diese zu kühlen und zu reinigen.

Der bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 erwähnte Wegauf­ nehmer 19 befindet sich an der Außenseite des Werkzeugkopfgehäuses 1 (Fig. 4) und ist über einen Flansch 56 mit diesem fest verbunden. Ein be­ wegbares Element 57 des Wegaufnehmers 19 ist mit einem zweiten Flansch 58 fest verbunden, zum Beispiel über eine stirnseitige Schraube 59, wobei der zweite Flansch 58 fest mit dem Tragring 27 verbunden ist. Wird der Tragring 27 In Axialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 be­ wegt, so wird das bewegbare Element 57 über den zweiten Flansch 58 ent­ sprechend mitgenommen und bewegt sich ebenfalls in Axialrichtung des Werkzeugkopfgehäuses 1 bzw. des Wegaufnehmers 19. Durch die Relativ­ stellung zwischen Wegaufnehmer 19 und bewegbarem Element 57 läßt sich ein der Stellung der Fokussierungsoptik 2 innerhalb des Werkzeug­ kopfgehäuses 1 entsprechendes Ausgangssignal erzeugen, das über eine elektrische Leitung 20 zu der bereits genannten Regeleinheit 21 geliefert wird.

Es wurde bereits eingangs ausführlich erläutert, daß durch Steuerung des Drucks des Fluids in den Druckkammern 8 und 9 die Fokussierungsoptik 2 innerhalb des Werkzeugkopfgehäuses 1 in dessen Axialrichtung bewegt werden kann, um den Brennpunkt der Fokussierungsoptik 2 in Axialrich­ tung zu verschieben. Da die Brennweite der Fokussierungsoptik 2 im all­ gemeinen bekannt ist, ist auch die Lage ihres Brennpunkts relativ zum Werkzeugkopfgehäuse 1 bekannt, wenn die Stellung der Linsenhalterung 3 mit Hilfe des Wegaufnehmers 19 gemessen wird. Durch die entsprechend eingestellten Drucke in den Druckkammern 8 und 9 wird also ein System verschoben, das von unten nach oben aus folgenden Elementen besteht: aus dem durch die Druckfeder 38 abgestützten Düsenkörper 37, der win­ kelförmigen Ringaufnahme 36, der Linsenhalterung 3, der Fokussie­ rungsoptik 2, dem Führungszylinder 4, dem becherförmigen Träger 28, dem Ansatz 30, der Stellschraube 26, dem Druckelement 31, dem Tragring 27 und dem Ringelement 45.

Claims (23)

1. Werkzeugkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe eines La­ serstrahls, der eine innerhalb des Werkzeugkopfes angeordnete und von ei­ ner Linsenhalterung getragene Fokussierungsoptik durchläuft, welche nur durch Verschieben der Linsenhalterung relativ zum Werkzeugkopf in Laserstrahlrichtung positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenhalterung (3) mit Hilfe automatischer Einstellmittel (8, 9; 23) verschiebbar ist.

2. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatischen Einstellmittel pneumatische Einstellmittel sind.

3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatischen Einstellmittel hydraulische Einstellmittel sind.

4. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatischen Einstellmittel elektrische Einstellmittel sind.

5. Werkzeugkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum durch die Linsenhalterung (3) in zwei in Laserstrahlrichtung vor und hinter ihr liegende Druckkammern (8, 9) unterteilt wird, die je­ weils mit einem Fluid zur Verschiebung der Linsenhalterung (3) füllbar sind.

6. Werkzeugkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid eine Flüssigkeit ist.

7. Werkzeugkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Gas ist.

8. Werkzeugkopf nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens in die strahlausgangsseitig liegende Druckkammer (9) ein für die Bearbeitung des Werkstücks (12) verwendetes Prozeßgas einleitbar ist.

9. Werkzeugkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in beide Kammern (8, 9) das Prozeßgas einleitbar ist.

10. Werkzeugkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die strahleingangsseitig liegende Druckkammer (8) ein separates Steuer­ gas einleitbar ist.

11. Werkzeugkopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die strahleingangsseitige Druckkammer (8) mit einem Druckregelventil (16) verbunden ist.

12. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens das in der strahlausgangsseitigen Druckkam­ mer (9) befindliche Gas gegen die Strahlausgangsseite der Fokussierungs­ optik (2) strömen kann.

13. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das in der strahleingangsseitigen Druckkammer (8) befind­ liche Gas gegen die Strahleingangsseite der Fokussierungsoptik (2) führ­ bar ist.

14. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die druckbeaufschlagten Flächen der Linsenhalterung (3) für die jeweiligen Druckkammern (8, 9) unterschiedlich groß sind.

15. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Linsenhalterung (3) gegen die Kraft einer strahlaus­ gangsseitig angeordneten Feder (38) verschiebbar ist.

16. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich einer Dichtung zwischen relativ zueinander be­ wegbaren Wänden eine reibungsvermindernde Oberflächenbeschichtung am Dichtelement und/oder am gegenüberliegenden Wandbereich vorhan­ den ist.

17. Werkzeugkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenhalterung (3) mittels eines Elektromotors (23) verstellbar ist.

18. Werkzeugkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenhalterung (3) mittels eines Piezoantriebs verstellbar ist.

19. Werkzeugkopf nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich­ net, daß strahlausgangsseitig und im Abstand zur Fokussierungsoptik (2) ein Schutzglas (24) angeordnet ist, um den für die Fokussierungsoptik (2) und die Linsenhalterung (3) vorgesehenen Raum gegenüber einem Raum (25) abzudichten, in welchen sich ein für die Bearbeitung des Werkstücks (12) verwendetes Prozeßgas befindet.

20. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch mechanisch einstellbare Anschläge (34, 35) für die Linsenhalterung (3) zur Einstellung von Sollpositionen.

21. Werkzeugkopf nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Arretier­ einrichtungen zum Arretieren der Linsenhalterung (3) an jeweils einem der Anschläge (34, 35) 22. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus einem zur strahleneingangsseitigen Druckkammer (8) separaten Gaskanal (52) ein Kühlgas gegen die Strahleingangsseite der Fokussierungsoptik (2) führbar ist.

23. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit der Linsenhalterung (3) ein Wegaufnehmer (19) verbun­ den ist, der zur Messung der Position der Linsenhalterung (3) bzw. der Fo­ kussierungsoptik (2) relativ zum Werkzeugkopf dient.

24. Einrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe des Werk­ zeugkopfs nach Anspruch 23, bei der der Abstand zwischen Werkstück (12) und Werkzeugkopf (1) auf elektrischem Wege gemessen wird mit einer Regeleinheit (21) zur Positionierung des Brennpunkts der Fokussierungsoptik (2) relativ zum Werkstück (12) durch Verschiebung der Linsenhalte­ rung (3) in Abhängigkeit von der vom Wegaufnehmer (19) gemessenen Po­ sition sowie des gemessenen Abstands zwischen Werkzeugkopf (1) und Werkstück (12).