DE69329481T2

DE69329481T2 - Laserapparat

Info

Publication number: DE69329481T2
Application number: DE69329481T
Authority: DE
Inventors: Martin R. Hamar
Original assignee: Hamar Laser Instruments Inc
Current assignee: Hamar Laser Instruments Inc
Priority date: 1992-09-08
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: ATE196692T1; DE69329481D1; ES2151495T3; EP0586804B1; CA2087560C; EP0586804A2; EP0586804A3; US5307368A; CA2087560A1; JPH06207817A; JP3478856B2

Description

Laseremitter und photoempfindliche Targets finden in der Industrie vielfach Anwendung bei der Ausrichtung von Maschinenkomponenten aufeinander. Der herkömmliche Laseremitter projiziert einen im wesentlichen geraden Strahl auf das photoempfindliche Target. Das herkömmliche Target identifiziert genau die Position der Energiemitte des auf ihm auftreffenden Laserstrahls. Durch das herkömmliche photoempfindliche Target erzeugte Signale können zur genauen Identifizierung von Verschiebungsfehlern und Winkelausrichtungsfehlern zwischen dem herkömmlichen Laseremitter und Target verwendet werden.
Die herkömmliche Kombination eines Laseremitters mit einem photoempfindlichen Target kann zum Beispiel zur Ausrichtung einer Werkzeugmaschine auf ein Werkstück dienen. Verschiebungs- und Winkelausrichtungsfehler zwischen der Werkzeugmaschine und dem Werkstück können mit den herkömmlichen Laserausrichtungsgeräten bestimmt werden. Verfügbare Laserausrichtungsgeräte können ausserdem mathematisch die Fehlermesswerte in die erforderlichen Justierungen auf der Werkzeugmaschine oder auf dem Werkstück umsetzen. Die Korrektur solcher Fehler stellt genauer bearbeitete Teile, eine längere Lebensdauer des Werkzeugs und weniger Stillstandszeit für die Werkzeugmaschine sicher. Sehr wirksame Laserausrichtungssysteme für diese Zwecke sind aus dem eigenen U. S.-Patent Nr. 4,566,202 vom 28.1.1986 mit dem Titel "LASER APPARATUS FOR EFFECTIVELY PROJECTING THE AXIS OF ROTATION OF A ROTATING TOOL HOLDER" und der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 427,759, eingereicht am 26.10.1989, mit dem Titel "LASER ALIGNMENT CONTROL SYSTEM" bekannt.
Im Stand der Technik finden sich auch Laseremitter, die so betrieben werden können, dass eine im wesentlichen flache Laserebene überstrichen wird. Ein Gerät dieser Art wird in dem eigenen U.S.-Patent Nr. 4,468,119, erteilt am 28.8.1984, mit dem Titel "PENTA-PRISM MODULE HAVING LASER ALIGNMENT ERROR DETECTION AND CORRECTION CAPABILITY" beschrieben. Der in dem U. S.-Patent Nr. 4,468,119 gezeigte Apparat richtet einen Laserstrahl auf ein Pentaprisma, das einen Eingangslaserstrahl intern reflektiert und einen genau auf 90º zu dem Eingangsstrahl ausgerichteten Ausgangsstrahl erzeugt. Das Pentaprisma des in dem U. S.-Patent Nr. 4,468,119 gezeigten Apparats kann um die Achse des Eingangsstrahls herum gedreht werden. Somit überstreicht der Ausgangslaserstrahl aus dem sich drehenden Pentaprisma effektiv eine zu dem Eingangsstrahl senkrechte Ebene. Diese Ebene kann als Bezug verwendet werden, mit dem die Ausrichtung und/oder Position anderer Objekte verglichen werden kann. Zum Beispiel sind bestimmte Maschinen so ausgelegt, dass sie mehrere gekoppelte Antriebswellen Ende an Ende in einer linearen Beziehung aufweisen, die zum Beispiel die Z-Achse definieren. Der in dem U. S.- Patent Nr. 4,468,119 gezeigte Apparat kann dazu verwendet werden, eine zu der angegebenen Z-Achse der auszurichtenden gekoppelten Wellen parallele Ebene zu überstreichen. Fotozellentargets können gleichzeitig oder nacheinander an mehreren Stellen entlang den auszurichtenden gekoppelten Wellen angebracht werden, und ihre jeweiligen Y-Achsenpositionen in Bezug auf die durch den Apparat des U. S.-Patents Nr. 4,468,119 überstrichene Ebene kann bestimmt werden. Die Drehung des Pentaprismas kann angehalten werden, um den abgelenkten Laserstrahl parallel zu der angegebenen Z- Achse der Wellen zu richten. Die X-Achsenoffsets können dann gemessen werden. Gewählte Wellen können justiert werden, um die erforderliche lineare Ausrichtung zu erzielen.
Einige herkömmlichen Maschinen enthalten Komponenten, die dreidimensional ausgerichtet werden sollten. Zum Beispiel kann wenigstens eine Kopplung in dem obenerwähnten Wellensystem eine vorgegebene Z- Achsenposition aufweisen. Der oben beschriebene
Laserapparat kann an einer Position aufstellt werden, die seitlich von der vorgegebenen Z-Achsenposition versetzt ist. Dann kann man einen Strahl parallel zu der X-Achse projizieren und die Position eines auf der Kopplung montierten Targets bestimmen. Ähnliche Ausrichtungsprobleme treten in Fräsen auf, bei denen mehrere Komponenten drehbar um parallele Achsen angetrieben werden. Für jedes der drehbaren Glieder können in einer sich senkrecht zu jeder der einzelnen Drehachsen erstreckenden gemeinsamen Y-Z-Ebene anzuordnende Antriebskomponenten angegeben werden. Man kann angeben, dass mehrere der drehbaren Glieder in einer gemeinsamen horizontalen oder X-Z-Ebene liegen, und gleichzeitig angeben, dass andere in einer vertikalen oder X-Y-Ebene liegen. Eine komplexe Maschine dieser Art könnte viele Ausrichtungsfehler enthalten, von denen sich jeder auf die Qualität des durch die Maschine erzeugten Endprodukts, die Wirksamkeit der Maschine, die Lebensdauer verschiedener Komponenten in der Maschine und die Häufigkeit der Stillstandszeit für Wartung und Reparaturen auswirken könnte.
Es kann schwierig sein, alle oben beschriebenen Ausrichtungsprüfungen mit den herkömmlichen Laserapparaten durchzuführen. Insbesondere müssen bestimmte Ausrichtungsprüfungen mit den herkömmlichen Apparaten nacheinander ausgeführt werden, und jede nachfolgende Prüfung kann eine Neueinrichtung des Laserausrichtungsapparats erfordern. Es ist wünschenswert, die Anzahl von Einrichtvorgängen und die erforderliche Zeit für Einrichtungen der Laserausrichtungsmaschinen zu minimieren.
Bestimmte Arten von Ausrichtungsprüfungen erzeugen, aufgrund von unvermeidlichen Fehlern bei der Targetposition in Bezug auf eine Komponente, die ausgerichtet wird, ungenaue Ergebnisse. Zum Beispiel zeigt Fig. 1 schematisch ein herkömmliches Target T, das auf einer Schiene R montiert ist und mit einem (nicht gezeigten) herkömmlichen Laserapparat verwendet wird, um die X-Achsen- und die Y-Achsenposition einer Welle 5 zu prüfen. Wenn die Schiene R perfekt entlang der Y-Achse ausgerichtet ist, können Positionen der Welle S bestimmt werden. Im allgemeinen kann jedoch keine genaue vertikale Ausrichtung der Schiene R sichergestellt werden, und die Linie R' zeigt eine übertriebene nicht vertikale Ausrichtung. Dieses unumgängliche Offset der Schiene R' führt zu Fehlern bei den X-Achsen- und den Y-Achsenmesswerten des Targets T. Der Y-Achsenfehler wird in Fig. 1 durch die Abmessung "a" angegeben und als Sinusfehler bezeichnet, als der Betrag von "a" als Funktion des Sinus des Winkels zwischen R und R'. Sinusfehler sind im allgemeinen klein genug, um toleriert zu werden. Der X- Achsenfehler wird durch die Abmessung "b" angegeben und ist ein Kosinusfehler. Kosinusfehler können sehr schwerwiegend sein. Der herkömmliche Laserapparat, mit dem Offsets in Bezug auf zwei Achsen geprüft wurden, würde in der Regel einen Messwert ergeben, der einen Kosinusfehler enthält.
Das U. S.-Patent Nr. 5,144,487 zeigt ein Lasernivellierinstrument mit einer Laserquelle, die in einem Gehäuse pendelnd durch eine Kardanaufhängung aufgehängt ist, die als Reaktion auf durch die Schwerkraft ausgeübte Kräfte ein Schwingen der Laserquelle in dem Gehäuse ermöglichen soll. Die Laserquelle wird so betrieben, dass sie einen Laserstrahl erzeugt, der im wesentlichen orthogonal zu der Schwerkraftachse und somit im wesentlichen horizontal ist. Die Laserquelle enthält weiterhin eine Anordnung von Strahlverzweigern, die einen im wesentlichen linearen Durchlass eines Teils, des ankommenden Laserstrahls durch sie ermöglicht. Ein erster Teil des ankommenden Laserstrahls wird jedoch verzweigt und neunzig Grad entlang einer horizontalen Achse abgelenkt. Ein zweiter Teil des Strahls wird auf einen zweiten Strahlverzweiger und -ablenker gerichtet, der Teile des Strahls entlang einer vertikal ausgerichteten Achse ablenkt. Somit definieren die Ausgangsstrahlen drei zueinander senkrechte Achsen, wobei eine Achse im wesentlichen vertikal und die anderen Achsen im wesentlichen horizontal sind.
In Anbetracht der obigen Ausführungen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines vielseitigen Laserausrichtungsapparats, mit dem in vielfältigen komplexen und einfachen industriellen Anwendungen Ausrichtungen vorgenommen werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserausrichtungsapparats, der die Einrichtzeit minimiert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserausrichtungsapparats, der mehrfache Einrichtvorgänge für Ausrichtungen vermeidet.
Noch eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserausrichtungsapparats zum gleichzeitigen Vergleichen eines oder mehrerer auszurichtender Objekte mit mehreren Bezugskoordinatensystemen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Laserausrichtungsapparats, der Kosinusfehler vermeiden kann.
In diesem Sinne entspricht die Erfindung den Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laserapparat zur Erzeugung mehrerer Laserstrahlen. Die Laserstrahlen können aus mehreren separaten Laserquellen oder aus einer einzigen Laserquelle, die optisch aufgeteilt wird, erzeugt werden. Insbesondere kann der Apparat der vorliegenden Erfindung Mittel zur Erzeugung mehrerer zueinander senkrechter Laserstrahlen umfassen. Der Laserapparat kann weiterhin Mittel zur Erzeugung wenigstens einer Laserebene umfassen. Die Mittel zur Erzeugung der Laserebene können ein Pentaprisma umfassen, das den Laserstrahl um genau 90º ablenkt. Das Pentaprisma kann um den Eingangslaserstrahl drehbar sein, so dass der Ausgangslaserstrahl eine zu dem Eingangslaserstrahl senkrechte Ebene überstreicht. Das Pentaprisma oder ein anderer solcher Strahlablenker ist vorzugsweise selektiv in den Strahlengang eines von dem Apparat erzeugten Laserstrahls hinein und aus diesem heraus bewegbar. Somit erzeugt der Apparat abhängig von der gewählten Position des Pentaprismas entweder einen Laserstrahl oder überstreicht eine zu dem erzeugten Laserstrahl orthogonale Laserebene.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt der Apparat mehrere zueinander senkrechte Laserstrahlen, die jeweils ein drehbares Pentaprisma aufweisen, das selektiv in den Strahlengang des erzeugten Laserstrahls hinein und aus diesem heraus bewegbar ist. Somit kann der Apparat folgendes erzeugen: mehrere zueinander senkrechte Laserstrahlen; mehrere zueinander lotrechte Laserebenen; oder wenigstens einen Laserstrahl und wenigstens eine zu diesem parallele Laserebene.
Der Apparat kann maximal drei zueinander senkrechte Laserstrahlen oder drei zueinander lotrechte Laserebenen erzeugen. Diese Ausführungsform des vorliegenden Laserapparats ermöglicht die Erzeugung zweier zueinander lotrechter Laserebenen zusammen mit einem zu beiden parallelen Laserstrahl. Alternativ ermöglicht diese Ausführungsform des vorliegenden Apparats die Erzeugung zweier zueinander senkrechter Laserstrahlen und einer zu beiden parallelen Laserebene. Die gleichzeitige Erzeugung wenigstens eines Laserstrahls und wenigstens einer Laserebene verringert die Anzahl von Geräteeinrichtvorgängen und vermeidet im allgemeinen die oben beschriebenen Kosinusfehler.
Die gegenseitige lotrechte Stellung der durch den vorliegenden Laserapparat erzeugten Laserstrahlen und/oder Laserebenen ist wichtig für die genaue Ausrichtung von industriellen Geräten. Infolgedessen umfasst der Laserapparat der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Mittel zur anfänglichen Erzielung einer gegenseitigen lotrechten Stellung und/oder Mittel zur periodischen Justierung des Apparats zur Sicherstellung der gegenseitigen lotrechten Stellung. Die Justiermittel erzielen vorzugsweise eine zueinander lotrechte Stellung mit einer Toleranz von einer Bogensekunde oder weniger.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Laserapparat weiterhin mehrere zueinander senkrechte Unterstützungsflächen, die jeweils eine zu einem der Laserstrahlen, die von dem Apparat erzeugt werden können, senkrechte und/oder zu einer der Laserebenen, die von dem Laserapparat überstrichen werden kann, parallele Ebene definieren. Somit können die Laserstrahlen und/oder die Laserebenen in jeder beliebigen Anordnung in Bezug auf horizontale und vertikale Ebenen und/oder in Bezug auf einen auszurichtenden Apparat orientiert werden.
Der Apparat der vorliegenden Erfindung kann wenigstens ein Photozellentarget, das genaue Koordinaten der Energiemitte eines auf ihm auftreffenden Laserstrahls identifiziert, enthalten oder damit verwendbar sein. Weiterhin kann der Apparat Datenverarbeitungsmittel zur Berechnung von Ausrichtungs- und/oder Justierdaten auf Grundlage der Eingabe von wenigstens einem Photozellentarget enthalten oder damit verwendbar sein.
Des weiteren wird ein Verfahren zur Erzielung der gegenseitigen lotrechten Stellung zwischen mehreren Laserstrahlen beschrieben. Das Verfahren kann folgendes umfassen: Anordnen einer ersten Unterstützungsfläche des Laserapparats auf einer im wesentlichen planaren Oberfläche und Erzeugen eines zu der Unterstützungsfläche im wesentlichen senkrechten ersten Laserstrahls. Das Verfahren umfasst weiterhin das Justieren eines ersten Laserstrahls zur Erzielung einer genauen lotrechten Stellung zu der ersten Unterstützungsfläche. Diese Feinjustierung des ersten Laserstrahls kann mit einer Neigungsplatte oder eines anderen, in den Apparat integrierten Justiermechanismus erzielt werden. Die Drehachse des ersten Pentaprismas wird dann rechtwinklig zu dem ersten Laserstrahl gestellt. Das erste Pentaprismas kann dann gedreht werden, um eine zu der ersten Unterstützungsfläche parallele Laserebene zu überstreichen. Ein zweiter Laserstrahl wird so aus dem Apparat erzeugt, dass er ungefähr senkrecht zu dem ersten Laserstrahl und ungefähr parallel zu der durch den ersten Laserstrahl überstrichenen Ebene liegt. Erste und zweite Targets, die voneinander beabstandet sind und justierbar an einer starren Befestigung montiert sind, dienen dann zur Erzielung der Parallelität zwischen der ersten Laserebene und dem zweiten Laserstrahl. Insbesondere wird die Befestigung in der Nähe des Laserapparats angeordnet, und das erste und zweite Target werden justierbar auf der Befestigung bewegt, um auf der ersten Laserebene bzw. dem zweiten Laserstrahl zentriert zu werden. Die Befestigung und die Targets werden dann in eine größere Entfernung von dem Apparat gebracht (z. B. 20 Fuss). Die Befestigung wird so angeordnet, dass das erste Target auf der ersten Laserebene zentriert wird, und der zweite Laserstrahl wird so eingestellt, dass er auf dem zweiten Lasertarget zentriert wird. Diese letztere Justierung stellt sicher, dass der zweite Laserstrahl parallel zu der ersten Laserebene ist. Die Drehachse des zweiten Pentaprismas wird dann rechtwinklig zu dem zweiten Laserstrahl gestellt. Somit ist die durch das zweite Pentaprisma überstrichene Ebene parallel zu dem ersten Laserstrahl und senkrecht zu der ersten Laserebene. Der Vorgang kann für einen dritten Strahl abgeschlossen werden, um die gegenseitige lotrechte Stellung zwischen allen drei Strahlen und allen drei Laserebenen sicherzustellen.
Der Apparat mit mehreren zueinander senkrechten Laserstrahlen und/oder mehreren zueinander senkrechten Laserebenen ermöglicht eine äusserst wirksame Laserausrichtung für viele industrielle Anwendungen. Mit Bezug auf die oben beschriebene hypothetische Maschine kann der vorliegende Laserapparat mit einem einzigen Einrichtvorgang eine genaue Ausrichtung ermöglichen. Zum Beispiel kann eine von dem Apparat erzeugte erste Laserebene als Bezug verwendet werden, mit dem Y-Achsenpositionen der Wellen verglichen werden können. Eine von dem Apparat erzeugte zweite Ebene kann als Bezug verwendet werden, mit dem X-Achsenpositionen der Wellen verglichen werden können. Eine Z- Achsenposition einer gewählten Stelle auf den Wellen kann weiterhin durch Messen von Offsets von der dritten, zueinander senkrechten Ebene verglichen werden. Ähnlich können sich nicht drehende Laserstrahlen zur Prüfung der Ausrichtung einer oder mehrerer Komponenten in Bezug auf ein Bezugskoordinatensystem verwendet werden. Effektiv erzeugt der Apparat der vorliegenden Erfindung einen imaginären Raum mit zueinander senkrechten Wänden, Decke und Boden und ermöglicht die Entwicklung äusserst genauer Messungen an dem so erzeugten imaginären Raum. Auf diese Weise lassen sich an einer Maschinenkomponente Ausrichtungsprüfungen und -justierungen mit einem einzigen Vorgang der Einrichtung des Laserapparates durchführen. Weiterhin können Messungen ausgeführt werden, um die oben beschriebenen Kosinusfehler zu vermeiden, die im Stand der Technik nur schwer zu vermeiden waren.
Die Erfindung wird nun konkreter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich als Beispiel eine Baugruppe des Stands der Technik und Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Target-Baugruppe des Stands der Technik.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Diodenmontageflächen eines Apparats gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Laserprojektionsflächen des Apparats von Fig. 2 zur Projektion dreier zueinander senkrechter Laserstrahlen.
Fig. 4 ist eine Fig. 3 ähnliche perspektivische Ansicht, wobei die Scanner jedoch drei zueinander lotrechte Laserebenen überstreichen.
Fig. 5 ist eine vordere Seitenansicht des in Fig. 2-4 gezeigten Apparats.
Fig. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht von Wirkkomponenten eines in den Apparat der vorliegenden Erfindung integrierten Laseremitters.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Apparats der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einer Target-Baugruppe zur genauen Erzielung der lotrechten Stellung mehrerer Laserstrahlen.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Laserapparats in Kombination mit einem Target zur Erzielung der zueinander lotrechten Stellung von Laserstrahlen.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine einzige Laserquelle und einen Strahlverzweiger zur Erzeugung zueinander senkrechter Laserstrahlen verwendet.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform, die eine einzige Laserquelle und optische Einmoden-Fasern zur Erzeugung mehrerer zueinander senkrechter Laserstrahlen verwendet.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform, die eine einzige Laserquelle und sowohl einen Strahlverzweiger als auch optische Fasern zur Erzeugung mehrerer zueinander senkrechter Laserstrahlen verwendet.
Ein Laserapparat gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 2 und 3 allgemein durch die Zahl 10 identifiziert. Der Apparat 10 enthält ein Gehäuse 12 allgemein in Form eines im wesentlichen hohlen Würfels mit sich gänzlich durch ihn erstreckenden und gegenüberliegende Seiten des Gehäuses 12 verbindenden Aperturen. Insbesondere und mit Bezug auf Fig. 2 enthält das Gehäuse 12 erste, zweite und dritte aneinander angrenzende zueinander lotrechte Montageflächen 14, 16 bzw. 18. Erste, zweite und dritte Laserdiodenbaugruppen 20, 22 und 24 sind in den ersten, zweiten und dritten Montageflächen 14, 16 bzw. 18 so montiert, dass die Diodenbaugruppen 20, 22 und 24 so orientiert sind, dass sie Laserstrahlen durch das im wesentlichen hohle würfelförmige Gehäuse 12 projizieren.
Das Gehäuse 12 ist weiterhin gekennzeichnet durch erste bis dritte Laserprojektionsflächen 26, 28 bzw. 30 (siehe Fig. 3 und 4). Die erste Laserprojektionsfläche 26 befindet sich in gegenüberliegender, im wesentlichen paralleler Beziehung zu der ersten Montagefläche 14 des Gehäuses 12. Ähnlich befindet sich die zweite Laserprojektionsfläche 28 in gegenüberliegender, im wesentlichen paralleler Beziehung zu der zweiten Montagefläche 16, und die dritte Laserprojektionsfläche 30 befindet sich in gegenüberliegender, im wesentlichen paralleler Beziehung zu der dritten Montagefläche 18. Mit dieser Konstruktion wird ein erster Laserstrahl aus der ersten Diodenbaugruppe 20 durch das im wesentlichen hohle Gehäuse 12 hindurch und aus der ersten Laserprojektionsfläche 26 projiziert. Ähnlich wird ein zweiter Laserstrahl aus der zweiten Diodenbaugruppe 22 durch das Gehäuse 12 hindurch und aus der zweiten Laserprojektionsfläche 28 projiziert. Weiterhin wird ein dritter Laserstrahl aus der dritten Diodenbaugruppe 24 durch das Gehäuse 12 hindurch und aus der zweiten Laserprojektionsfläche 30 davon projiziert. Die ersten bis dritten Laserstrahlen jeweils aus den ersten bis dritten Diodenbaugruppen 20-24 sind anfänglich ungefähr zueinander senkrecht. In das Gehäuse 12 integrierte Justiermittel, die später beschrieben werden, ermöglichen jedoch die Erzielung einer sehr genauen zueinander lotrechten Stellung für die aus den ersten bis dritten jeweiligen Laserprojektionsflächen 26-30 des Gehäuses 12 projizierten Laserstrahlen.
Die ersten bis dritten Laserprojektionsflächen 26-30 sind mit ersten bis dritten, schwenkbar montierten Scannern 32, 34 bzw. 36 ausgestattet. In jedem Scanner 32-36 befindet sich ein Pentaprisma, das einen Eingangslaserstrahl empfängt und den Eingangslaserstrahl um einen Winkel von 90º ablenkt. Jeder der Scanner 32-36 kann schwenkbar in Ausrichtung auf den aus der jeweiligen der ersten bis dritten Laserdiodenbaugruppen 20-24 projizierten Laserstrahl gedreht werden (siehe Fig. 4). Als Alternative kann jeder der Scanner 32-36 schwenkbar in eine Ausrichtung gedreht werden, in der sie von dem aus der jeweiligen der ersten bis dritten Laserdiodenbaugruppen 20-24 projizierten Laserstrahl versetzt sind (siehe Fig. 3). Zum Beispiel ist mit Bezug auf Fig. 5 der dritte Scanner 36 als in eine offline-Position gedreht gezeigt, durch die der aus der (nicht gezeigten) dritten Laserdiodenbaugruppe emittierte Laserstrahl B3 senkrecht aus der durch die erste Laserprojektionsfläche 30 definierten Ebene projiziert werden kann. Als Alternative werden die ersten und zweiten Scanner 32, 34 jeweils schwenkbar in die Teile der Laserstrahlen gedreht, die aus den jeweiligen ersten und zweiten Laserdiodenbaugruppen projiziert werden. Somit werden die jeweiligen ersten und zweiten Laserstrahlen B1 bzw. B2 um 90º abgelenkt und erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den Ebenen, die durch die ersten und zweiten Laserprojektionsflächen 26 und 28 des Gehäuses 12 definiert werden.
Jeder der ersten bis dritten Scanner 32-36 ist mit einer magnetischen Verriegelung ausgestattet, die nachfolgend dargestellt und ausführlicher beschrieben wird, um den jeweiligen Scanner 32-36 lösbar in der schwenkbaren Orientierung zum Ablenken des Laserstrahls um 90º zu verriegeln. Es könnten andere Schwenk-, Drehgelenk- oder Neigemittel vorgesehen werden, um den jeweiligen Scanner 32-26 selektiv in den Strahlengang des zugeordneten Laserstrahls oder aus diesem heraus zu bringen. Zusätzlich ist jeder der ersten bis dritten Scanner 32-36 um die Achse des Eingangslasers drehbar (siehe Fig. 4). Durch Drehung der Scanner 32-36 wird es möglich, dass der abgelenkte Laserstrahl B1, B2 und B3 Laserebenen P1, P2 und P3 senkrecht zu den sich den jeweiligen Scannern 32-36 annähernden Laserstrahlen erzeugt.
Fig. 6 zeigt schematisch die erste Diodenbaugruppe 20 an der ersten Montagefläche 14 des Gehäuses 12 montiert und den ersten Scanner 32 an der ersten Laserprojektionsfläche 26 des Gehäuses 12 montiert. Ein Teil des Gehäuses 12 zwischen der ersten Montagefläche 14 und der ersten Laserprojektionsfläche 26 wurde zur Vereinfachung dieser schematischen Darstellung weggelassen. Es versteht sich jedoch, dass die zweiten und dritten Diodenmontagebaugruppen 22 und 24 und die zweiten und dritten Scannerbaugruppen 34 und 36 im wesentlichen identisch sind. Ausserdem versteht sich, dass sich alle drei Laserstrahlen in senkrechter Ausrichtung zueinander im wesentlichen in der Mitte des Gehäuses 12 schneiden.
Die erste Diodenbaugruppe 20 enthält eine Grundplatte 38, die an dem Gehäuse 12 montiert ist. Eine Laserdiode 40 ist an der Basisplatte 38 montiert und ist so angeordnet, dass sie einen Laserstrahl B1 auf die Laserprojektionsfläche 26 des Gehäuses 12 richtet. Eine Neigungsplatte 42 ist justierbar durch mit Nylonspitzen versehene Schrauben 44, die eine unabhängige Justierung von Steigung und Gier ermöglichen, an der Grundplatte 38 montiert. Die Neigungsplatte 42 ist ein ringförmiges Glied, durch das der erste Laserstrahl B1 durchgelassen werden kann. Über den ringförmigen Träger der Neigungsplatte 42 erstreckt sich jedoch eine dünne, transparente Mylar- Folie 46. Die Mylar-Folie 46 definiert vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 0,0075 Zoll (0,2 mm), wobei gegenüberliegende Seiten der Mylar-Folie 46 zueinander parallel sind. Die Mylar-Folie 46 dient als jegliches Transparent, durch das ein Lichtstrahl projiziert wird. Insbesondere bricht sich ein in einem Winkel auf ein Transparent auftreffender Strahl beim Eintritt in das Transparent in einer Richtung und beim Austritt aus dem Transparent zurück in der entgegengesetzten Richtung. Somit ist der austretende Strahl parallel zu dem eintretenden Strahl, aber von diesem versetzt. Der Betrag dieses Offset bzw. dieser Verschiebung ist eine Funktion der Dicke des Transparents, des Brechungsindex und des Winkels des Strahls zu der Mylar-Folie 46. Dicke transparente Blätter verursachen eine relativ große Verschiebung zwischen den eintretenden und austretenden Strahlen. Umgekehrt verursachen dünne Blätter wie z. B. die dünne Mylar-Folie 46 relativ geringfügige Verschiebungen. Durch Drehen der Einstellschrauben 44 kann die Neigungsplatte 42 in Bezug auf den ankommenden Laserstrahl B1 geneigt werden. Diese Neigung kann beim Austritt aus der Mylar- Folie 46 eine Verschiebung des ersten Laserstrahls B1 verursachen. Angesichts der sehr geringen Dicke der Mylar-Folie 46 bewirken relativ grobe Justierungen der Winkelausrichtung der Neigungsplatte 42 sehr geringe Verschiebungen des aus der Mylar-Folie 46 austretenden ersten Laserstrahls B1. Somit kann die Verschiebung des ersten Laserstrahls B1 genau gesteuert werden.
Die Laserbaugruppe 20 enthält weiterhin eine Linse 48 zur Fokussierung und Ausrichtung des ersten Laserstrahls B1. Insbesondere tritt der erste Laserstrahl B1 in einem Winkel aus der Linse 48 aus, der sich gemäß der relativen axialen Position des eintretenden Laserstrahls B1 ändert. Wie bereits bemerkt, kann der aus der Mylar-Folie 46 der Neigungsplatte 42 austretende Laserstrahl B1 durch Verändern der Position der Einstellschrauben 44 verschoben werden. Dadurch wird effektiv die axiale Position des in die Linse 48 eintretenden ersten Laserstrahls B1 verschoben und somit der Winkel des aus der Linse 48 austretenden Strahls verändert. Wie hier schon erläutert wurde und noch weiter erläutert werden wird, dient die Kombination der Neigungsplatte 42 mit der Linse 48 zum Ändern der Ausrichtung des ersten Laserstrahls B1 in Bezug auf die Wände des allgemein würfelförmigen Gehäuses und in Bezug auf die zweiten und dritten Laserstrahlen B2 und B3 zur Erzielung der zueinander lotrechten Stellung zwischen ihnen mit einer Toleranz von einer Bogensekunde oder weniger.
Ein Laserstrahl besitzt keine über seinen ganzen Querschnitt gleichförmige Intensität und ist nicht symmetrisch um seine Mittelachse. Stattdessen nimmt die Energie eines Laserstrahls in größerem Abstand von der Strahlmitte wesentlich ab. Ausserdem ist die Änderungsrate nicht über alle Achsen hinweg gleichförmig. Der Diodenlaserstrahl definiert einen elliptischen Energiequerschnitt. Ausserdem verschiebt sich die durch einen Diodenlaser erzeugte Energiemitte periodisch gemäß der Temperatur und je nachdem, wie er gehandhabt wurde. Viele Lasersysteme erfordern Neuzentrierungs- oder Kalibrierungsvorgänge, die vor jeder Benutzung ausgeführt werden müssen. Der Apparat 10 vermeidet diese Probleme, die bei bestimmten Lasern des Stands der Technik auftraten, indem eine hohle Spindel mit einer überfluteten Apertur ausgestattet wird. Genauer gesagt ist eine Spindel 50 drehbar in Lagern 52 montiert. Die Spindel 50 enthält eine sich axial durch sie erstreckende Bohrung 54. Die Bohrung 54 ist durch einen großen Eingang 56 gekennzeichnet, der am Gehäuse 12 nach innen und zur Laserdiode 40 zeigt. Die Bohrung 54 ist weiterhin durch eine Austrittsapertur 58 gekennzeichnet, die von dem Gehäuse 12 nach aussen zeigt. Die Austrittsapertur 58 aus der Bohrung 54 ist verglichen mit dem Eingang 56 in die Bohrung 54 klein. Die Innenfläche der Bohrung 54 ist vorzugsweise mit einem Gewinde versehen, um ein Array interner Furchen zu definieren, die die von den Innenflächen der Bohrung 54 und in Richtung der Apertur 58 reflektierte Laserlichtmenge minimieren. Die Apertur 58 ist konzentrisch zu der Drehachse der Spindel, so dass eine etwaige Bewegung des Eingangsstrahls keine Positionsschwankung des Ausgangsstrahls verursacht. Mit dieser Konstruktion wird die Austrittsapertur 58 aus der Bohrung 54 von dem in die Bohrung 54 eintretenden Laserlicht überflutet. Somit wird nur der mittlerste Teil des ankommenden Laserstrahls B1 völlig von der Spindel 50 durchgelassen. Die weniger intensiven Randgebiete des eintretenden Laserstrahls B1 werden effektiv herausgenommen, um einen Strahl mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und einer darüber im wesentlichen gleichförmigen Intensität zu erzielen. Weiterhin werden durch präzise Herstellung der Spindel 50 geringfügige Verschiebungen der Diode 40 aufgrund der Temperatur, der Handhabung und anderer Faktoren irrelevant. Stattdessen wird ein zentrierter Strahl B1 mit gleichförmiger Intensität und kreisförmigem Querschnitt ohne das häufige Neuzentrieren der Diode, das bei Systemen des Stands der Technik erforderlich war, sichergestellt.
Der Apparat 10 enthält weiterhin einen Motor zur drehbaren Ansteuerung der Spindel 50 in den Lagern 52 und um die Drehachse des Laserstrahls B1. Der Elektromotor ist schematisch in Fig. 6 darsgestellt und wird allgemein durch die Zahl 60 identifiziert. Ein Schalter 62 ermöglicht einen selektiven Betrieb des Motors 60. Für die anderen beiden Laser des Apparats werden vorzugsweise vergleichbare drehbare Antriebsmittel vorgesehen. Die Spindel 50 enthält weiterhin Justierschrauben, durch die die Drehachse der Spindel mit der Achse des ersten Laserstrahls B1 zusammenfallen kann.
Der erste Scanner 32 ist starr an dem äusseren Ende der Spindel 50 montiert. Somit dreht sich der Scanner 32 selektiv mit der Spindel 50. Der erste Scanner 32 enthält einen Scanner-Grundkörper 64, der den Teil des Scanners 32 definiert, der starr mit der Spindel 50 verbunden ist. Eine Scannerkappe 66 ist schwenkbar mit dem Scanner-Grundkörper 64 verbunden. In der Scannerkappe 66 ist ein Pentaprisma 70 untergebracht, das auf den von der überfluteten Austrittsapertur 58 der Spindel 50 kommenden ersten Laserstrahl B1 ausgerichtet ist. Das Pentaprisma 70 reflektiert intern den Laserstrahl so, dass der austretende Teil des ersten Laserstrahls B1 orthogonal zu seinem ankommenden Teil ausgerichtet ist.
Wenn sich die Scannerkappe 66 in dem in Fig. 6 abgebildeten geschwenkten Zustand befindet, ist der daraus austretende Teil des ersten Laserstrahls B1 orthogonal zu dem in den Scanner 32 eintretenden Teil des ersten Laserstrahls B1. Ausserdem ist mit der Scannerkappe 66 in dem in Fig. 5 abgebildeten geschwenkten Zustand ein Teil des aus dem Scanner 32 austretenden ersten Laserstrahls B1 im wesentlichen parallel zu der ersten Laserprojektionsfläche 26 des Gehäuses 12. Als Alternative kann die Scannerkappe 66 ungefähr 180º um einen (nicht gezeigten) Schwenkstift geschwenkt werden, so dass das Pentaprisma 70 von dem von der überfluteten Austrittsapertur 58 der Spindel 50 kommenden ersten Laserstrahl B1 versetzt wird. Bei dieser Anordnung der Scannerkappe 66 setzt sich der erste Laserstrahl B1 entlang seiner ursprünglichen Achse fort und wird nicht in die in Fig. 6 gezeigte orthogonale Ausrichtung reflektiert.
Die zueinander lotrechte Stellung der Strahlen B1, B2 und B3 und die zueinander lotrechte Stellung der Ebenen P1, P2 und P3 ist wichtig, damit der Apparat 10 sein volles Potential erreichen kann. Die Strahlen B1- B3 und die Ebenen P1-P3 werden im allgemeinen vor dem ersten Verkauf eines Apparats 10 genau ausgerichtet. Die Ausrichtung wird in der Regel von dem Techniker, der mit dem Apparat 10 eine Maschinenausrichtung ausführt, nicht verändert oder justiert. Die Ausrichtung kann jedoch von Zeit zu Zeit auf die hier beschriebene Weise geprüft und justiert werden.
Mit Bezug auf Fig. 3, 4, 7 und 8 ist ein wünschenswerter erster Schritt bei einem Ausrichtungsvorgang die rechtwinklige Einstellung des ersten Laserstrahls B1 auf die erste Montagefläche 14 des Gehäuses 12. Dieser vorbereitende Ausrichtungsschritt kann ausgeführt werden, indem einfach die erste Montagefläche 14 des Gehäuses 12 auf eine ungefähr planare Oberfläche angeordnet und der erste Scanner 32 in seine offline-Position Orientierung geschwenkt wird. Der erste Laserstrahl B1 wird dann ungefähr orthogonal von der Oberfläche projiziert, auf der die erste Montagefläche 14 positioniert ist. Verfügbare Targets werden benutzt und die Einstellschrauben 44 werden so justiert, dass der erste Strahl B1 orthogonal zu der ersten Diodenmontagefläche 14 wird.
Der zweite Schritt bei dem Ausrichtungsvorgang ist die rechtwinklige Einstellung der Drehachse der Spindel 50 zu dem ersten Strahl B1 durch Verwendung der Justierschrauben 44. Dadurch wird sichergestellt, dass die erste Ebene P1 lotrecht zu dem ersten Laserstrahl B1 und parallel zu der ersten Diodenmontagefläche 14 ist.
Der dritte Schritt bei dem Ausrichtungsvorgang besteht darin, den zweiten Laserstrahl B2 im wesentlichen wie im Schritt eins orthogonal zu der zweiten Montagefläche 16 des Gehäuses 12 einzustellen.
Der vierte Schritt bei dem Ausrichtungsvorgang besteht darin, den zweiten Laserstrahl B2 parallel zu der ersten Laserebene P1 auszurichten. Dazu verwendet man einen Targetapparat 80 mit einer Schiene oder einer anderen derartigen Befestigung mit den ersten und zweiten Lasertargets T1 und T2 darauf (siehe Fig. 7). Der Abstand "D" zwischen den Targets T1 und T2 wird so justiert, dass er gleich dem tatsächlichen Abstand zwischen der ersten Laserebene P1 und dem zweiten Laserstrahl B2 wird, wenn sich die Targetbefestigung in der Nähe des Lasers befindet. Der Targetapparat 80 wird bewegt und in einem weiteren Abstand zu dem Apparat 10 montiert. Das erste Target T1 ist auf der ersten Laserebene zentriert, und es werden Messwerte des zweiten Laserstrahls B2 auf dem zweiten Target T2 bestimmt. Diese Messwerte liefern eine genaue Messung des tatsächlichen Abstands zwischen der ersten Laserebene P1 und dem zweiten Laserstrahl B2 für die fernere Position des Targetapparats 80. Wenn die erste Laserebene P1 und der zweite Laserstrahl B2 parallel sind, werden die Abstände zwischen ihnen für die nahen und fernen Positionen des Targetapparats 80 identisch sein. Wenn diese jeweiligen Messwerte nicht identisch sind, wird die Ausrichtung des zweiten Laserstrahls B2 durch Verwendung der Neigungsplatte für den zweiten Laserstrahl B2 wie in Bezug auf Fig. 6 beschrieben justiert.
Die Drehachse der zweiten Spindel mit dem zweiten Laserstrahl B2 wird so ausgerichtet, dass sie mit dem zweiten Laserstrahl B2 zusammenfällt, so wie es oben in Bezug auf den zweiten Schritt erläutert wurde. An diesem Punkt im Verlauf der Ausrichtungsprozedur wurde der zweite Laserstrahl B2 parallel zu der ersten Laserebene P1 und daher senkrecht zu dem ersten Laserstrahl B1 eingestellt. Ausserdem stellt die Ausrichtung der zweiten Spindel auf den zweiten Laserstrahl B2 sicher, dass die zweite Laserebene P2 lotrecht zu dem zweiten Laserstrahl B1 und lotrecht zu der ersten Laserebene P1 ist. Es folgt, dass die zweite Laserebene P2 parallel zu dem ersten Laserstrahl B1 ist, und die Ausrichtung kann wie im obigen Schritt vier erläutert geprüft werden.
Die Ausrichtungsprozedur wird fortgesetzt, indem der dritte Laserstrahl B3 parallel sowohl zu den ersten als auch den zweiten Laserebenen P1 und P2 eingestellt wird. Dazu kann man Schritt vier zweimal ausführen, nämlich einmal für die erste Laserebene P1 und nochmals für die zweite Laserebene P2. Als Alternative kann diese Phase der Ausrichtungsprozedur einen im allgemeinen L-förmigen Targetapparat 82 verwenden, auf dem sich drei photoempfindliche Targets T3, T4 und T5 befinden (siehe Fig. 8). Das Target T3 befindet sich an den Schnittpunkten der Beine des L- förmigen Targetapparats 82. Die Targets T4 und T5 befinden sich auf den jeweiligen Beinen und in einem Abstand D von dem Target T3. Der Targetapparat 82 wird in einem gewählten Abstand von dem Apparat 10 gebracht, so dass der dritte Laserstrahl B3 auf dem Target T3 auftrifft und so dass die ersten und zweiten Laserebenen P1 und P2 auf den Targets T4 und T5 auftreffen. Der Targetapparat wird so befestigt, dass die drei Targets im wesentlichen auf dem dritten Laserstrahl B3 bzw. den ersten und zweiten Laserebenen P1 und P2 nullgestellt werden. Danach wird der Targetapparat 82 weiter von dem Laserapparat 10 entfernt und es werden weitere Messwerte bestimmt. Wenn der dritte Laserstrahl B3 perfekt parallel zu den ersten und zweiten Laserebenen P1 und P2 ist, werden die Messwerte in den ersten und zweiten Abständen von dem Laserapparat 10 im wesentlichen identisch. Wenn die Messwerte jedoch nicht identisch sind, Justierungen der Ausrichtung des dritten Laserstrahls B3, damit der dritte Laserstrahl parallel zu den ersten und zweiten Laserebenen P1 und P2 eingestellt wird.
Als ein letzter Schritt wird die dritte Spindel wie oben beschrieben auf den dritten Laserstrahl B3 zentriert. Somit wird die dritte Laserebene P3 lotrecht zu dem dritten Laserstrahl B3 und daher auch lotrecht zu den ersten und zweiten Laserebenen P1 und P2.
Die oben beschriebene Ausführungsform zeigt eine separate Laserquelle zur Erzeugung jedes der zueinander senkrechten Laserstrahlen. Der Apparat kann jedoch auch nur eine einzige Laserquelle und entsprechende optische Mittel zum Erzeugen mehrerer zueinander senkrechter Ausgangslaserstrahlen verwenden, Insbesondere wird mit Bezug auf Fig. 9 eine einzige Laserdiode 140 zum Emittieren eines Eingangslaserstrahls 142 vorgesehen. Der Eingangslaserstrahl 142 wird aus der Laserdiode 140 auf eine Strahlverzweigerbaugruppe 144 gerichtet. Die Strahlverzweigerbaugruppe enthält einen ersten Strahlverzweiger 146, der ungefähr 70% des Eingangsstrahls 142 im wesentlichen entlang der Achse des Eingangsstrahls 142 durchlässt. Die übrigen 30% des Eingangsstrahls 142 werden im wesentlichen um genau 90º reflektiert, um einen Ausgangslaserstrahl B1 zu definieren. Die Strahlverzweigerbaugruppe 144 enthält ferner einen zweiten Strahlverzweiger 148, der ungefähr die Hälfte des auf ihm auftreffenden Laserstrahls im wesentlichen entlang derselben Achse wie der Eingangsstrahl 142 durchlässt. Der axial durch den zweiten Strahlverzweiger 148 durchgelassene Teil des Laserstrahls definiert den Ausgangsstrahl B2 (siehe Fig. 9). Der übrige Teil des auf dem zweiten Strahlverzweiger 148 auftreffenden Laserstrahls wird um 90º reflektiert und definiert den dritten Ausgangslaserstrahl B3. Der Apparat, der die in Fig. 9 abgebildete Laserbaugruppe verwendet, enthält ferner eine Linse, eine Neigungsplatte und eine Scannerbaugruppe für jeden der Ausgangsstrahlen B1, B2 und B3.
Fig. 10 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform zur Erzeugung dreier zueinander senkrechter Laserstrahlen aus einer gemeinsamen Quelle. Insbesondere wird eine Laserdiodenquelle in Fig. 10 allgemein durch die Zahl 240 identifiziert und erzeugt einen Laserstrahl 242 in Richtung einer Fokussierlinse 244. Die Fokussierlinse richtet den Laserstrahl 242 auf Enden dreier optischer Einmoden-Fasern 246, 248 und 250. Die optischen Fasern 246-250 erstrecken sich entlang einem zweckmässigen und effizienten Strahlengang in dem Laserausrichtungsapparat und werden auf Linsen, Neigungsplatten und Scannerbaugruppen wie oben beschrieben gerichtet. Es versteht sich, dass sich bei dieser Ausführungsform die Laserquelle 240, die Fokussierlinse 244 und Teile der optischen Fasern 246- 250 an einem von anderen Teilen des Apparats, darunter die Neigungsplatten und Scanner, entfernten Ort befinden können.
Fig. 11 zeigt eine vierte Ausführungsform, die Elemente aller drei vorherigen Ausführungsformen verwendet. Insbesondere zeigt Fig. 11 eine Laserquelle 340 zur Erzeugung eines Laserstrahls 342. Eine Strahlverzweigerbaugruppe 344 enthält einen ersten Strahlverzweiger 346 zur Erzeugung eines ersten Ausgangsstrahls B1. Ein zweiter Strahlverzweiger 348 erzeugt zweite und dritte Ausgangsstrahlen B2 bzw. B3. Die ersten bis dritten Ausgangsstrahlen B1-B3 werden jeweils auf erste bis dritte optische Einmoden-Fasern 350, 352 und 354 gerichtet. Die optischen Fasern 350- 354 können sich dann zu Fokussierlinsen, Neigungsplatten und Scannerbaugruppen wie in den vorherigen Ausführungsformen beschrieben erstrecken.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzbereich abzuweichen.

Claims

1. Laserapparat (10) mit einem Gehäuse (12), in dem Lasererzeugungsmittel (40) zum Erzeugen von zwei oder drei zueinander senkrechten Laserstrahlen (B1, B2, B3) montiert sind, gekennzeichnet durch:

wenigstens zwei Spindeln (50), welche drehbar am Gehäuse zum Drehen um jeweils eine Achse montiert sind, welche im wesentlichen mit je einer Achse der erwähnten Laserstrahlen (B1, B2, B3) zusammenfällt;

wenigstens zwei Strahlablenker (70), von denen jeder starr an je einer der wenigstens zwei Spindeln (50) zwecks Drehung mit derselben montiert ist, wobei jeder Strahlablenker (70) selektiv betrieben werden kann, um den zugeordneten Laserstrahl (B1, B2, B3) um 90º abzulenken, so dass eine Drehung jeder Spindel (50) um ihre Drehachse bewirkt, dass der abgelenkte Laserstrahl (B1, B2, B3) eine Ebene (P1, P2, P3) überstreicht, die im wesentlichen senkrecht zu dem Laserstrahl (B1, B2, B3) orientiert ist, welcher auf diesen Strahlablenker (70) auftrifft und im wesentlichen parallel zu jedem anderen, durch die Lasererzeugungsmittel (40) erzeugten Laserstrahl (B1, B2, B3) ist, derart, dass wenigstens zwei zueinander senkrechte Ebenen (P1, P2, P3) von den vom Apparat (10) ausgehenden abgelenkten Laserstrahlen überstrichen werden; und

Strahljustiermittel (42, 46), welche mit wenigstens einem der erwähnten Laserstrahlen (B1, B2, B3) ausgerichtet angeordnet sind, und zwar zwischen den Lasererzeugungsmitteln (40) und einer Eokussierlinse (48), um den erwähnten wenigstens einen Laserstrahl (B1, B2, B3) zwecKS Erzielung einer genauen lotrechten Stellung zwischen den Laserstrahlen (B1, B2, B3) auszurichten.

2. Apparat(10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahljustiermittel (42, 46) wenigstens zwei Strahljustiermittel (42, 46) aufweisen, welche jedes in jeweils einem Strahlengang eines der erwähnten wenigstens zwei Laserstrahlen (B1, B2, B3) angeordnet sind.

3. Apparat (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahljustiermittel (42, 46) ein planares transparentes Teil (46) aufweisen, das justierbar im Gehäuse (12) für eine ausgewählte nicht-senkrechte Ausrichtung relativ zu dem erwähnten wenigstens einen Laserstrahl (B1, B2, B3) montiert ist.

4. Apparat (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er drei der erwähnten Spindeln (50) aufweist, von denen jede einen der erwähnten, daran starr montierten Strahlablenker (70) aufweist, welcher mit der betreffenden Spindel (50) rotiert, wobei die jeweiligen Strahlablenker (70) so betrieben werden können, dass sie drei zueinander lotrechte Ebenen (P1, P2, P3) überstreichen.

5. Apparat (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der erwähnten Strahlablenker (70) drehbar an der zugeordneten Spindel (50) montiert ist, um in eine vom Laserstrahl (B1, B2, B3) beabstandete Stellung gedreht zu werden.

6. Apparat (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasererzeugungsmittel (40) zur Erzeugung eines Eingangslaserstrahls (142, 242, 342) aus einer einzelnen Laserdiode (140, 240, 340) bestehen und dass der erwähnte Apparat (10) ferner optische Mittel (144; 244, 246, 248, 250; 344) zum Erzeugen der im allgemeinen senkrechten Laserstrahlen (81, B2, B3) aus dem Eingangsstrahl (142, 242, 342) aufweist.

7. Apparat (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten optischen Mittel (246, 248, 250) eine Vielzahl einzelner optischer Einmoden-Fasern (246, 248, 250) aufweisen, deren Enden zum Empfang des Eingangsstrahls (242) von der einzelnen Laserdiode (240) ausgerichtet sind, wobei sich die erwähnten optischen Fasern (246, 248, 250) bis zu Stellen erstrecken, um die zueinander senkrechten Laserstrahlen (B1, B2, B3) zu erzeugen.

8. Laserapparat (10) mit einem Gehäuse (12), mit ersten, zweiten und dritten Laserdioden zum Aussenden erster, zweiter und dritter Laserstrahlen (B1, B2, B3) aus dem Gehäuse (12), wobei jeder Laserstrahl (B1, 82, B3) eine zentrale Achse hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der erwähnten Laserstrahlen (B1, B2, B3) lotrecht zueinander liegen, dass erste, zweite und dritte Fokussierlinsen (48) im Gehäuse (12) montiert sind, um jeweils die ersten, zweiten und dritten Laserstrahlen (B1, B2, B3) zu fokussieren, dass erste, zweite und dritte Strahlverschiebungsmittel (42) im Gehäuse (12) zwischen den ersten, zweiten bzw. dritten Laserdioden (40) sowie den jeweiligen ersten, zweiten und dritten Fokussierlinsen (48) montiert sind, um die zu den ersten, zweiten und dritten Linsen (48) gelangenden Laserstrahlen (B1, B2, B3) zu verschieben und dadurch die Ausrichtung der von den jeweiligen ersten, zweiten und dritten Fokussierlinsen kommenden Laserstrahlen (B1, B2, B3) selektiv zu verändern, um eine genaue lotrechte Stellung der Laserstrahlen (B1, B2, B3) zu gewährleisten, dass erste, zweite und dritte Strahlablenker (70) am Gehäuse 12 zwecks Drehung um mit den Achsen der jeweiligen ersten, zweiten und dritten Laserstrahlen (B1, B2, B3) zusammenfallende Achsen montiert sind, dass die erwähnten ersten, zweiten und dritten Strahlablenker (70) jeweils die ersten, zweiten und dritten Laserstrahlen (B1, B2, B3) um neunzig Grad ablenken, und dass Motormittel (60) am Gehäuse (12) zum selektiven Drehen der ersten, zweiten und dritten Strahlablenker (70) montiert sind, um erste, zweite und dritte im wesentlichen lotrechte Laserebenen (P1, P2, P3) zu überstreichen.

9. Laserapparat (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Targetanordnung (82) mit einem Rahmen und mit an diesem montierten ersten, zweiten und dritten photoempfindlichen Targets (T3, T4, T5) aufweist, von denen jedes betriebsbereit ist, um die Lage eines darauf auftreffenden Laserstrahls (B1, B2, B3; P1, P2, P3) zu erfassen, dass die ersten und zweiten Targets (T4: T5) vom dritten Target (T3) Abstände haben, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem dritten Laserstrahl (B3) sowie den ersten und zweiten Laserebenen (P1, P2) ist, und so in Bezug zueinander angeordnet sind, dass eine die ersten und dritten Targets (T4; T3) verbindende Linie orthogonal zu einer die zweiten und dritten Targets (T5; T3) verbindenden Linie ist, und dass die erwähnte Targetanordnung (82) die Justierung des Laserapparats (10) ermöglicht, um eine zueinander lotrechte Stellung zwischen den ersten, zweiten und dritten Laserstrahlen (B1, B2, B3; P1, P2, P3) zu erreichen.