EP3768459A1 - Device for laser-processing a workpiece, use and method - Google Patents

Device for laser-processing a workpiece, use and method

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EP3768459A1
EP3768459A1 EP19721524.7A EP19721524A EP3768459A1 EP 3768459 A1 EP3768459 A1 EP 3768459A1 EP 19721524 A EP19721524 A EP 19721524A EP 3768459 A1 EP3768459 A1 EP 3768459A1
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EP
European Patent Office
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laser beam
workpiece
attenuation
laser
weakening
Prior art date
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Application number
EP19721524.7A
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German (de)
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Inventor
Stefan Maier
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Robot Technology GmbH
Original Assignee
Robot Technology GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
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    • B29C2791/004—Shaping under special conditions
    • B29C2791/009—Using laser

Definitions

  • the invention relates to a device for machining a workpiece, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, according to the preamble of claim 1, a use of a device according to the preamble of claim 7 and a method for machining a workpiece according to the preamble of claim 8.
  • a weakening laser By means of a weakening laser, it is known to weaken a perforation in a plastic cover, for example for reliable recognition of the perforation, and the material is greatly weakened. As a result, the material weakening on the outside is visible.
  • the disadvantage is that the residual wall thickness is subject to many restrictions, for example, must be very low in order to achieve reliable detectability. As a result, the line of weakness is visible on the visibility. Measuring only every tenth or hundredth weakening hole results in inaccurate machining.
  • Object of the present device is therefore to provide a simple to manufacture and safely reproducible weakening of a workpiece, while maintaining a high processing speed.
  • a device for machining a workpiece essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, wherein a first attenuation laser beam to achieve an at least partial area weakening in the workpiece, in particular with a predetermined attenuation wavelength and / or a weakening performance , is provided, in particular a laser beam of a laser robot, and a second measuring laser beam
  • the second measuring laser beam has a measuring wavelength which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the area of the workpiece to be weakened than the first attenuation laser beam, wherein the second measuring laser beam substantially Strahlüberord and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam is to be guided, wherein a detection sensor is provided on a laserstrahlab- turned side of the workpiece for detecting a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam after the transmission of the second measuring laser beam through the workpiece, thus indirectly a beam depth of the first attenuation laser beam and / or a residual wall thickness can be determined after weakening by the first attenuation laser beam in the workpiece, using a predetermined measurement laser attenuation laser relative path ratio.
  • the device thus comprises a ratio-controlled measuring laser and attenuating laser arrangement which allows for control of the weakening of the workpiece before the attenuating laser penetrates through the outer surface of the workpiece and causes damage to the surface.
  • This is especially interesting for a patent airbag lasers. It is in addition to the laser for perforation a second laser in particular beam parallel to the attenuation laser used with a different wavelength, with much higher transmission, whereby the measuring laser is detected much earlier on the opposite side by a sensor. In this way, if desired, an earlier shutdown and thus an adjustable, higher residual wall thickness of the workpiece can be achieved.
  • On the opposite side of the workpiece can be a simple and inexpensive sensor that detects the translucent laser power and thus controls the system.
  • the two lasers can be fully automatically aligned with each other during initial adjustment and / or service.
  • an actual invisibility of the weakening line is reached.
  • fixed laser systems and sensors can be implemented in which the component is moved, for example, by a robot, or systems in which the component is stationary and moves the laser beams and the sensor via a robot, for example become.
  • the residual wall thickness can be variably adjusted, depending, for example, on the structure, thickness and other values.
  • the first attenuation laser beam comprises a CC laser beam.
  • the second measuring laser beam comprises a fiber laser, wherein the fiber laser is to be conducted in particular via a fiber.
  • the workpiece comprises plate-like material, in particular with two covering skins and an enclosed foam layer, in particular an adapted trained font and / or rear cover substantially formed from plastic in a vehicle, in particular a dashboard.
  • the second measuring laser beam can be guided to a collimator, in which the second measuring laser beam is to be guided into a coupling module for superimposition with a further, in particular rectangular, introduced first attenuation laser beam, comprising in particular a semipermeable mirror and an upstream of the workpiece Lens means for focusing.
  • first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam can be guided relative to the workpiece and / or the workpiece is to be guided relative to the first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam.
  • the object is also achieved by using a device according to one of claims 1 to 6 on a laser robot hand, wherein a first Schwown laser beam and a substantially parallel directed second measuring laser beam on a workpiece, in particular a plate-like material, in particular with two covering skins and an enclosed foam layer, wherein the first attenuation laser beam after transmission through the workpiece is to be measured by a detection sensor on a laser beam side of the workpiece.
  • the object is also achieved by a method for processing a workpiece, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, in particular using a device according to one of claims 1 to 6, wherein a minimum attenuation laser beam is generated by a first attenuation laser beam partial weakening in the workpiece is achievable, in particular with a weakening wavelength and / or a weakening power, in particular with a weakening laser beam of a laser robot, wherein a second measuring laser beam substantially Strahlüberexd and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam is used, the second Measuring laser beam has a measuring wavelength, which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the area of the workpiece to be weakened than the first attenuation laser beam, wherein the current L power of the laser radiation of the second Messiaserstrahls, in particular using a detection sensor on a laserstrahlabge- turned side of the workpiece, after the
  • first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam can be guided relative to the workpiece and / or the workpiece becomes relative to the first attenuation laser beam and / or the second measurement laser beam.
  • Fig. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation of
  • FIG. 2 is an enlarged detail of the illustration of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation for the area weakening in a workpiece 2, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening 3, wherein a first attenuation laser beam 4 for achieving an at least partial area weakening 3 in the workpiece 2, in particular with a predetermined laser beam of a laser robot, and a second measuring laser beam 5 is provided, wherein the second measuring laser beam 5 has a measuring wavelength which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the to be weakened region of the workpiece 2 as the first attenuation laser beam 4, wherein the second measuring laser beam 5 is to be guided substantially Strahlüberord and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam 4, w obei a detection sensor 6 is provided on a side facing away from the laser beam 7 of the workpiece 2 for detecting a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam 5 after the transmission of the second measuring laser beam 5 through the workpiece 2,
  • the first attenuation laser is behind in its path behind the second measuring laser, which previously strikes the detection sensor on the side away from the laser beam and thus can be used as a control signal for the laser device, in particular the first attenuation laser beam 4 a C0 2 laser beam 19 and the second measuring laser beam 5 comprises a fiber laser 10, wherein the fiber laser 10 is to be conducted in particular via a fiber 11.
  • the second measuring laser beam 5 can be conducted to a collimator 15, in which the second measuring laser beam 5 is to be guided into a coupling module 16 with a further, in particular rectangular, introduced first attenuation laser beam 4, comprising in particular a semitransparent mirror 17 and a workpiece 2 upstream lens means 18 for focusing.
  • the first attenuation laser beam 4 and / or second measurement laser beam 5 can be guided, for example, relative to the workpiece 2 and / or the workpiece 2 is to be guided relative to the first attenuation laser beam 4 and / or second measurement laser beam 5.
  • the workpiece 2 shows an enlarged detail of the illustration of FIG. 1.
  • the workpiece 2 comprises a plate-like material 12, in particular with two covering skins 13 and an enclosed foam layer 14.
  • the weakened regions 20 are, for example, tooth-like next to one another arranged in a row and lead to a weakening of a linear area, in particular for the release of an airbag.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a device for processing a workpiece, substantially comprising plastic, for an at least partial regional weakening, wherein a first weakening laser beam is provided in order to achieve an at least partial regional weakening in the workpiece, particularly having a predetermined weakening wavelength and/or a weakening power, particularly a laser beam of a laser robot, and a second measuring laser beam is provided, wherein the second measuring laser beam has a measuring wavelength which differs from the weakening wavelength, and has a higher transmission than the first weakening laser beam, based on the region of the workpiece to be weakened, wherein the second measuring laser beam is to be directed substantially covering and/or parallel and/or corresponding to the first weakening laser beam, wherein a detection sensor is provided on a side of the workpiece facing away from the laser beam to detect a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam after transmission of the second measuring laser beam through the workpiece, wherein a beam depth of the first weakening laser beam and/or a residual wall thickness after weakening by the first weakening laser beam can be indirectly determined in the workpiece, using a specified measuring laser-weakening laser relative path ratio.

Description

VORRICHTUNG ZUR LASERBEARBEITUNG EINES WERKSTÜCKS, VERWENDUNG  DEVICE FOR LASER PROCESSING OF A WORKPIECE, USE
UND VERFAHREN  AND METHOD
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, im Wesent- lichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Bereichsschwächung, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , eine Verwendung einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 7 und ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff von Anspruch 8. The invention relates to a device for machining a workpiece, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, according to the preamble of claim 1, a use of a device according to the preamble of claim 7 and a method for machining a workpiece according to the preamble of claim 8.
Bekannt ist es, mittels eines Schwächungslasers eine Perforation in eine Kunststoff- abdeckung beispielsweise für eine sichere Erkennung der Perforation, das Material sehr weit geschwächt werden. Hierdurch kommt es vor das die Materialschwächung auf der Außenseite sichtbar ist. Nachteilig ist es, dass die Restwandstärke vielen Einschränkungen unterliegt, beispielsweise sehr gering sein muss, um eine sichere Detektierbarkeit zu erreichen. Hierdurch ist die Schwächungslinie auf der Sichtweite zu sehen. Eine Messung nur jedes zehnten oder hundertsten Schwächungsloch führt zu einer ungenauen Bearbeitung. By means of a weakening laser, it is known to weaken a perforation in a plastic cover, for example for reliable recognition of the perforation, and the material is greatly weakened. As a result, the material weakening on the outside is visible. The disadvantage is that the residual wall thickness is subject to many restrictions, for example, must be very low in order to achieve reliable detectability. As a result, the line of weakness is visible on the visibility. Measuring only every tenth or hundredth weakening hole results in inaccurate machining.
Aufgabe der vorliegenden Vorrichtung ist es daher, eine einfach herzustellende und sicher reproduzierbare Schwächung eines Werkstücks zu liefern, unter Beibehaltung einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit. Object of the present device is therefore to provide a simple to manufacture and safely reproducible weakening of a workpiece, while maintaining a high processing speed.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, im Wesentlichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Bereichsschwä- chung, wobei ein erster Schwächungslaserstrahl zur Erreichung einer zumindest teilweisen Bereichsschwächung im Werkstück, insbesondere mit einer vorbestimm- ten Schwächungswellenlänge und/oder einer Schwächungsleistung, vorgesehen ist, insbesondere ein Laserstrahl eines Laserroboters, und ein zweiter Messlaserstrahl The object is achieved by a device for machining a workpiece, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, wherein a first attenuation laser beam to achieve an at least partial area weakening in the workpiece, in particular with a predetermined attenuation wavelength and / or a weakening performance , is provided, in particular a laser beam of a laser robot, and a second measuring laser beam
BESTATIGUNGSKOPIE vorgesehen ist, wobei der zweite Messlaserstrahl eine Messwellenlänge aufweist, die sich von der Schwächungswellenlänge unterscheidet, und eine höhere Transmission bezogen auf den zu schwächenden Bereich des Werkstücks aufweist als der erste Schwächungslaserstrahl, wobei der zweite Messlaserstrahl im Wesentlichen strahlüberdeckend und/oder strahlparallel und/oder korrespondierend zum ersten Schwächungslaserstrahl zu leiten ist, wobei ein Detektionssensor auf einer laserstrahlab- gewandten Seite des Werkstücks vorgesehen ist zur Erfassung einer aktuellen Leistung der Laserstrahlung des zweiten Messlaserstrahls nach der Transmission des zweiten Messlaserstrahls durch das Werkstück, womit mittelbar eine Strahltiefe des erster Schwächungslaserstrahls und/oder eine Restwandstärke nach Schwächung durch den erster Schwächungslaserstrahl im Werkstück ermittelbar ist, unter Ver- wendung eines vorgegebenen Messlaser-Schwächungslaser-Relativwegverhältnis- ses. BESTATIGUNGSKOPIE is provided, wherein the second measuring laser beam has a measuring wavelength which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the area of the workpiece to be weakened than the first attenuation laser beam, wherein the second measuring laser beam substantially Strahlüberdeckend and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam is to be guided, wherein a detection sensor is provided on a laserstrahlab- turned side of the workpiece for detecting a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam after the transmission of the second measuring laser beam through the workpiece, thus indirectly a beam depth of the first attenuation laser beam and / or a residual wall thickness can be determined after weakening by the first attenuation laser beam in the workpiece, using a predetermined measurement laser attenuation laser relative path ratio.
Die Vorrichtung umfasst somit ein in seinem Verhältnis geregeltes Messlaser bzw. Signallaser und Schwächungslaseranordnung, die eine Regelung oder Steuerung der Schwächung des Werkstücks ermöglicht, bevor der Schwächungslaser durch die äußere Werkstückoberfläche hindurchdringt und Schäden in der Oberfläche hervorruft. Dies ist insbesondere interessant für ein Patent Airbag Lasern. Es wird neben dem Laser der zur Perforation ein zweiter Laser insbesondere strahlparallel zu dem Schwächungslaser eingesetzt mit einer anderen Wellenlänge, mit wesentlich höherer Transmission, wodurch der Messlaser wesentlich früher auf der Gegenseite durch einen Sensor detektierbar ist. Hierdurch kann, wenn erwünscht, eine frühere Abschaltung und dadurch eine einstellbare, höhere Restwandstärke des Werkstücks erreicht werden. Auf der Gegenseite des Werkstücks kann sich ein einfacher und kostengünstiger Sensor befinden, der die durchscheinende Laserleistung erfasst und so die Anlage regelt. Die beiden Laser können bei der Erstjustage und/oder beim Service vollautomatisch zueinander ausgerichtet werden. Durch die Vorrichtung wird eine tatsächliche Unsichtbarkeit der Schwäch ungslinie erreichbar. Es können beispielhaft Systeme mit feststehenden Laser und Sensor realisiert werden, bei denen das Bauteil z.B. über einen Roboter bewegt wird oder Systeme, bei denen das Bauteil feststeht und die Laserstrahlen sowie der Sensor über z.B. einen Roboter bewegt werden. Die Restwandstärke variabel einstellbar, abhängig beispielsweise von Gefü- ge, Dicke und weiteren Werten. The device thus comprises a ratio-controlled measuring laser and attenuating laser arrangement which allows for control of the weakening of the workpiece before the attenuating laser penetrates through the outer surface of the workpiece and causes damage to the surface. This is especially interesting for a patent airbag lasers. It is in addition to the laser for perforation a second laser in particular beam parallel to the attenuation laser used with a different wavelength, with much higher transmission, whereby the measuring laser is detected much earlier on the opposite side by a sensor. In this way, if desired, an earlier shutdown and thus an adjustable, higher residual wall thickness of the workpiece can be achieved. On the opposite side of the workpiece can be a simple and inexpensive sensor that detects the translucent laser power and thus controls the system. The two lasers can be fully automatically aligned with each other during initial adjustment and / or service. By the device, an actual invisibility of the weakening line is reached. By way of example, fixed laser systems and sensors can be implemented in which the component is moved, for example, by a robot, or systems in which the component is stationary and moves the laser beams and the sensor via a robot, for example become. The residual wall thickness can be variably adjusted, depending, for example, on the structure, thickness and other values.
Vorteilhaft ist es, wenn der erste Schwächungslaserstrahl einen CC Laserstrahl umfasst. It is advantageous if the first attenuation laser beam comprises a CC laser beam.
Vorteilhaft ist es, wenn der zweite Messlaserstrahl einen Faserlaser umfasst, wobei der Faserlaser insbesondere über eine Faser zu leiten ist. It is advantageous if the second measuring laser beam comprises a fiber laser, wherein the fiber laser is to be conducted in particular via a fiber.
Vorteilhaft ist es, wenn das Werkstück plattenartiges Material umfasst, insbesondere mit zwei Deckhäuten und einer eingeschlossenen Schaumschicht, insbesondere eine angepasste ausgebildete Font- und/oder Heckabdeckung im Wesentlichen gebildet aus Kunststoff in einem Fahrzeug, insbesondere ein Armaturenbrett. It is advantageous if the workpiece comprises plate-like material, in particular with two covering skins and an enclosed foam layer, in particular an adapted trained font and / or rear cover substantially formed from plastic in a vehicle, in particular a dashboard.
Vorteilhaft ist es, wenn der zweite Messlaserstrahl zu einem Kollimator leitbar ist, in dem der zweite Messlaserstrahl zur Überlagerung mit einem weiterhin, insbesondere rechtwinklig, eingeleiteten ersten Schwächungslaserstrahl in ein Koppelmodul zu lei- ten ist, umfassend insbesondere einen halbdurchlässigen Spiegel und ein dem Werkstück vorgelagertes Linsenmittel zur Fokussierung. It is advantageous if the second measuring laser beam can be guided to a collimator, in which the second measuring laser beam is to be guided into a coupling module for superimposition with a further, in particular rectangular, introduced first attenuation laser beam, comprising in particular a semipermeable mirror and an upstream of the workpiece Lens means for focusing.
Vorteilhaft ist es, wenn der erste Schwächungslaserstrahl und/oder zweite Messla- serstrahl relativ zum Werkstück führbar ist und/oder das Werkstück relativ zu dem ersten Schwächungslaserstrahl und/oder zweiten Messlaserstrahl zu führen ist. It is advantageous if the first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam can be guided relative to the workpiece and / or the workpiece is to be guided relative to the first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einer Laserroboterhand, wobei ein erster Schwä chungslaserstrahl und ein im Wesentlichen parallel gerichteter zweiter Messlaser- strahl auf ein Werkstück, insbesondere ein plattenartiges Material, insbesondere mit zwei Deckhäuten und einer eingeschlossenen Schaumschicht, zu lenken ist, wobei durch einen Detektionssensor auf einer laserstrahlabgewandten Seite des Werkstücks der erste Schwächungslaserstrahl nach der Transmission durch das Werkstück zu messen ist. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werk- stücks, im Wesentlichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Be- reichsschwächung, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei durch einen ersten Schwächungslaserstrahl eine zu- mindest teilweisen Bereichsschwächung im Werkstück erreichbar ist, insbesondere mit einer Schwächungswellenlänge und/oder einer Schwächungsleistung, insbeson- dere mit einem Schwächungslaserstrahl eines Laserroboters, wobei ein zweiter Messlaserstrahl im Wesentlichen strahlüberdeckend und/oder strahlparallel und/oder korrespondierend zum ersten Schwächungslaserstrahl eingesetzt wird, wobei der zweite Messlaserstrahl eine Messwellenlänge aufweist, die sich von der Schwä- chungswellenlänge unterscheidet, und eine höhere Transmission bezogen auf den zu schwächenden Bereich des Werkstücks aufweist als der erste Schwächungslaser- strahl, wobei die aktuelle Leistung der Laserstrahlung des zweiten Messiaserstrahls, insbesondere unter Verwendung eines Detektionssensors auf einer laserstrahlabge- wandten Seite des Werkstücks, nach der Transmission des zweiten Messlaserstrahls durch das Werkstück erfasst wird und dadurch mittelbar eine Strahltiefe des erster Schwächungslaserstrahls und/oder eine Restwandstärke nach Schwächung durch den erster Schwächungslaserstrahl im Werkstück ermittelt wird, unter Verwendung eines vorgegebenen Messlaser-Schwächungslaser-Relativweg-Verhältnisses, wo- raufhin eine Einstellung der Laserleistung und/oder der Laserdauer des ersten Schwächungslasers erfolgt. The object is also achieved by using a device according to one of claims 1 to 6 on a laser robot hand, wherein a first Schwäch laser beam and a substantially parallel directed second measuring laser beam on a workpiece, in particular a plate-like material, in particular with two covering skins and an enclosed foam layer, wherein the first attenuation laser beam after transmission through the workpiece is to be measured by a detection sensor on a laser beam side of the workpiece. The object is also achieved by a method for processing a workpiece, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening, in particular using a device according to one of claims 1 to 6, wherein a minimum attenuation laser beam is generated by a first attenuation laser beam partial weakening in the workpiece is achievable, in particular with a weakening wavelength and / or a weakening power, in particular with a weakening laser beam of a laser robot, wherein a second measuring laser beam substantially Strahlüberdeckend and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam is used, the second Measuring laser beam has a measuring wavelength, which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the area of the workpiece to be weakened than the first attenuation laser beam, wherein the current L power of the laser radiation of the second Messiaserstrahls, in particular using a detection sensor on a laserstrahlabge- turned side of the workpiece, after the transmission of the second measuring laser beam is detected by the workpiece and thereby indirectly a beam depth of the first attenuation laser beam and / or a residual wall thickness after weakening by the first Attenuation laser beam in the workpiece is determined using a predetermined measurement laser attenuation laser relative path ratio, followed by adjustment of the laser power and / or the laser duration of the first attenuation laser.
Vorteilhaft ist es, wenn ein Kallibriervorgang vor dem Beginn und/oder während des Schwächungsvorgangs zur Festlegung/Anpassung des relativen Messlaser-Schwä- chungslaser-Relativweg-Verhältnisses vorgenommen wird. It is advantageous if a calibration operation is carried out before the beginning and / or during the weakening process for establishing / adjusting the relative measuring laser-attenuation laser relative-path ratio.
Vorteilhaft ist es, wenn der erste Schwächungslaserstrahl und/oder zweite Messla- serstrahl werden relativ zum Werkstück führbar ist und/oder Werkstück wird relativ zu dem ersten Schwächungslaserstrahl und/oder zweiten Messlaserstrahl. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind. It is advantageous if the first attenuation laser beam and / or second measurement laser beam can be guided relative to the workpiece and / or the workpiece becomes relative to the first attenuation laser beam and / or the second measurement laser beam. Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description in which embodiments of the subject invention in conjunction with the drawings are explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung zur Fig. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation of
Bereichsschwächung und  Area weakening and
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 1. 2 is an enlarged detail of the illustration of FIG. 1.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung zur Bereichsschwächung in einem Werkstücks 2, im Wesentlichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Bereichsschwächung 3, wobei ein erster Schwä- chungslaserstrahl 4 zur Erreichung einer zumindest teilweisen Bereichsschwächung 3 im Werkstück 2, insbesondere mit einer vorbestimmten Schwächungswellenlänge und/oder einer Schwächungsleistung, vorgesehen ist, insbesondere ein Laserstrahl eines Laserroboters, und ein zweiter Messlaserstrahl 5 vorgesehen ist, wobei der zweite Messlaserstrahl 5 eine Messwellenlänge aufweist, die sich von der Schwä- chungswellenlänge unterscheidet, und eine höhere Transmission bezogen auf den zu schwächenden Bereich des Werkstücks 2 aufweist als der erste Schwächungsla- serstrahl 4, wobei der zweite Messlaserstrahl 5 im Wesentlichen strahlüberdeckend und/oder strahlparallel und/oder korrespondierend zum ersten Schwächungslaser- strahl 4 zu leiten ist, wobei ein Detektionssensor 6 auf einer laserstrahlabgewandten Seite 7 des Werkstücks 2 vorgesehen ist zur Erfassung einer aktuellen Leistung der Laserstrahlung des zweiten Messlaserstrahls 5 nach der Transmission des zweiten Messlaserstrahls 5 durch das Werkstück 2, womit mittelbar eine Strahltiefe 8 des ers- ter Schwächungslaserstrahls 4 und/oder eine Restwandstärke 9 nach Schwächung durch den erster Schwächungslaserstrahl 4 im Werkstück 2 ermittelbar ist, unter Verwendung eines vorgegebenen Messlaser-Schwächungslaser-Relativwegverhält- msses. Der erste Schwächungslaser ist hinsichtlich seines Weges hinter dem zweiten Mess- laser zurück, der früher auf den Detektionssensor auf der laserstrahlabgewandten seite trifft und somit als Regelungs- und Steuerungssignal für die Laservorrichtung verwendet werden kann, wobei insbesondere der erste Schwächungslaserstrahl 4 einen C02-Laserstrahl 19 umfasst und der zweite Messlaserstrahl 5 einen Faserlaser 10 umfasst, wobei der Faserlaser 10 insbesondere über eine Faser 11 zu leiten ist. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation for the area weakening in a workpiece 2, essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening 3, wherein a first attenuation laser beam 4 for achieving an at least partial area weakening 3 in the workpiece 2, in particular with a predetermined laser beam of a laser robot, and a second measuring laser beam 5 is provided, wherein the second measuring laser beam 5 has a measuring wavelength which differs from the attenuation wavelength, and a higher transmission with respect to the to be weakened region of the workpiece 2 as the first attenuation laser beam 4, wherein the second measuring laser beam 5 is to be guided substantially Strahlüberdeckend and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam 4, w obei a detection sensor 6 is provided on a side facing away from the laser beam 7 of the workpiece 2 for detecting a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam 5 after the transmission of the second measuring laser beam 5 through the workpiece 2, thus indirectly a beam depth 8 of the first attenuation laser beam 4 and / or a residual wall thickness 9 can be determined after weakening by the first attenuation laser beam 4 in the workpiece 2, using a predetermined measurement laser attenuation laser relative displacement ratio. The first attenuation laser is behind in its path behind the second measuring laser, which previously strikes the detection sensor on the side away from the laser beam and thus can be used as a control signal for the laser device, in particular the first attenuation laser beam 4 a C0 2 laser beam 19 and the second measuring laser beam 5 comprises a fiber laser 10, wherein the fiber laser 10 is to be conducted in particular via a fiber 11.
Beispielhaft ist der zweite Messlaserstrahl 5 zu einem Kollimator 15 leitbar, in dem der zweite Messlaserstrahl 5 zur Überlagerung mit einem weiterhin, insbesondere rechtwinklig, eingeleiteten ersten Schwächungslaserstrahl 4 in ein Koppelmodul 16 zu leiten ist, umfassend insbesondere einen halbdurchlässigen Spiegel 17 und ein dem Werkstück 2 vorgelagertes Linsenmittel 18 zur Fokussierung. By way of example, the second measuring laser beam 5 can be conducted to a collimator 15, in which the second measuring laser beam 5 is to be guided into a coupling module 16 with a further, in particular rectangular, introduced first attenuation laser beam 4, comprising in particular a semitransparent mirror 17 and a workpiece 2 upstream lens means 18 for focusing.
Der erste Schwächungslaserstrahl 4 und/oder zweite Messlaserstrahl 5 sind bei- spielhaft relativ zum Werkstück 2 führbar und/oder das Werkstück 2 relativ zu dem ersten Schwächungslaserstrahl 4 und/oder zweiten Messlaserstrahl 5 zu führen ist. The first attenuation laser beam 4 and / or second measurement laser beam 5 can be guided, for example, relative to the workpiece 2 and / or the workpiece 2 is to be guided relative to the first attenuation laser beam 4 and / or second measurement laser beam 5.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 1. Das Werk- stück 2 umfasst ein plattenartiges Material 12 umfasst, insbesondere mit zwei Deck- häuten 13 und einer eingeschlossenen Schaumschicht 14. Die geschwächten Berei- che 20 sind beispielhaft zahnartig nebeneinander in einer Reihe angeordnet und führen zu einer Schwächung eines linienförmigen Bereichs, insbesondere zur Freiset- zung eines Airbags. 2 shows an enlarged detail of the illustration of FIG. 1. The workpiece 2 comprises a plate-like material 12, in particular with two covering skins 13 and an enclosed foam layer 14. The weakened regions 20 are, for example, tooth-like next to one another arranged in a row and lead to a weakening of a linear area, in particular for the release of an airbag.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Vorrichtung zur Bearbeitung 1 device for processing
2 Werkstück  2 workpiece
3 Bereichsschwächung  3 area weakening
4 erster Schwächungslaserstrahl  4 first attenuation laser beam
5 zweiter Messlaserstrahl  5 second measuring laser beam
6 Detektionssensor  6 detection sensor
7 laserstrahlabgewandte Seite  7 Laserstrahlabgewandte page
8 Strahltiefe  8 jet depth
9 Restwandstärke  9 residual wall thickness
10 Faserlaser  10 fiber lasers
11 Faser  11 fiber
12 plattenartiges Material  12 plate-like material
13 Deckhaut  13 covering skin
14 Schaumschicht  14 foam layer
15 Kollimator  15 collimator
16 Koppelmodul  16 coupling module
17 halbdurchlässiger Spiegel  17 semitransparent mirror
18 Linsenmittel  18 lens agents
19 CO2-Laser  19 CO2 lasers
20 geschwächter Bereich  20 weakened area

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1) zur Bearbeitung eines Werkstücks (2), im Wesentlichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Bereichsschwächung (3), wobei ein erster Schwächungslaserstrahl (4) zur Erreichung einer zumindest teilweisen Be- reichsschwächung (3) im Werkstück (2), insbesondere mit einer vorbestimmten Schwächungswellenlänge und/oder einer Schwächungsleistung, vorgesehen ist, ins- besondere ein Laserstrahl eines Laserroboters, und ein zweiter Messlaserstrahl (5) vorgesehen ist, wobei der zweite Messlaserstrahl (5) eine Messwellenlänge aufweist, die sich von der Schwächungswellenlänge unterscheidet, und eine höhere Transmis- sion bezogen auf den zu schwächenden Bereich des Werkstücks (2) aufweist als der erste Schwächungslaserstrahl (4), wobei der zweite Messlaserstrahl (5) im Wesentli- chen strahlüberdeckend und/oder strahlparallel und/oder korrespondierend zum ersten Schwächungslaserstrahl (4) zu leiten ist, wobei ein Detektionssensor (6) auf einer laserstrahlabgewandten Seite (7) des Werkstücks (2) vorgesehen ist zur Erfassung einer aktuellen Leistung der Laserstrahlung des zweiten Messlaserstrahls (5) nach der Transmission des zweiten Messlaserstrahls (5) durch das Werkstück (2), womit mittelbar eine Strahltiefe (8) des erster Schwächungslaserstrahls (4) und/oder eine Restwandstärke (9) nach Schwächung durch den erster Schwächungslaserstrahl (4) im Werkstück (2) ermittelbar ist, unter Verwendung eines vorgegebenen Messlaser- Schwächungslaser-Relativwegverhältnisses. 1. Device (1) for processing a workpiece (2), essentially comprising plastic, for an at least partial area weakening (3), wherein a first attenuation laser beam (4) to achieve at least partial area weakening (3) in the workpiece (2 ), in particular with a predetermined attenuation wavelength and / or attenuation power, is provided, in particular a laser beam of a laser robot, and a second measurement laser beam (5) is provided, wherein the second measurement laser beam (5) has a measurement wavelength which differs from the attenuation wavelength differs, and a higher transmission with respect to the weakened area of the workpiece (2) than the first attenuation laser beam (4), wherein the second measuring laser beam (5) substantially Strahlüberdeckend and / or beam parallel and / or corresponding to the first Attenuation laser beam (4) is to be guided, wherein a detection sensor (6) on a laserstr Ahlabgewandten side (7) of the workpiece (2) is provided for detecting a current power of the laser radiation of the second measuring laser beam (5) after the transmission of the second measuring laser beam (5) through the workpiece (2), whereby indirectly a jet depth (8) of the first Attenuation laser beam (4) and / or a residual wall thickness (9) after attenuation by the first attenuation laser beam (4) in the workpiece (2) can be determined using a predetermined measurement laser attenuation laser Relativwegverhältnisses.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwächungslaserstrahl (4) einen C02-Laserstrahl umfasst. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first attenuation laser beam (4) comprises a C0 2 laser beam.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zwei- te Messlaserstrahl (5) einen Faserlaser (10) umfasst, wobei der Faserlaser (10) ins- besondere über eine Faser (11) zu leiten ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the second measuring laser beam (5) comprises a fiber laser (10), wherein the fiber laser (10) is to be guided in particular via a fiber (11).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werk- stück (2) plattenartiges Material (12) umfasst, insbesondere mit zwei Deckhäuten (13) und einer eingeschlossenen Schaumschicht (14), insbesondere eine angepasste ausgebildete Font- und/oder Heckabdeckung im Wesentlichen gebildet aus Kunst- stoff in einem Fahrzeug, insbesondere ein Armaturenbrett. 4. The device according to claim 1 to 3, characterized in that the workpiece (2) comprises plate-like material (12), in particular with two covering skins (13) and an enclosed foam layer (14), in particular an adapted trained font and / or rear cover substantially formed from plastic in a vehicle, in particular a dashboard.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messlaserstrahl (5) zu einem Kollimator (15) leitbar ist, in dem der zweite Messlaser- strahl (5) zur Überlagerung mit einem weiterhin, insbesondere rechtwinklig, eingeiei- teten ersten Schwächungslaserstrahl (4) in ein Koppelmodul (16) zu leiten ist, umfas- send insbesondere einen halbdurchlässigen Spiegel (17) und ein dem Werkstück (2) vorgelagertes Linsenmittel (18) zur Fokussierung. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the second measuring laser beam (5) to a collimator (15) can be conducted, in which the second measuring laser beam (5) for superimposition with a further, in particular at right angles eingeiei- ended The first attenuation laser beam (4) is to be guided into a coupling module (16), in particular comprising a semitransparent mirror (17) and a lens means (18) for focusing, which is arranged upstream of the workpiece (2).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwächungslaserstrahl (4) und/oder zweite Messlaserstrahl (5) relativ zum Werk- stück (2) führbar ist und/oder das Werkstück (2) relativ zu dem ersten Schwächungs- laserstrahl (4) und/oder zweiten Messlaserstrahl (5) zu führen ist. 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the first attenuation laser beam (4) and / or second measuring laser beam (5) relative to the workpiece (2) is feasible and / or the workpiece (2) relative to the first weakening - Laser beam (4) and / or second measuring laser beam (5) is to lead.
7. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einer Laserroboterhand, wobei ein erster Schwächungslaserstrahl (4) und ein im Wesentli- chen parallel gerichteter zweiter Messlaserstrahl (5) auf ein Werkstück (2), insbeson- dere ein plattenartiges Material (12), insbesondere mit zwei Deckhäuten (13) und einer eingeschlossenen Schaumschicht (14), zu lenken ist, wobei durch einen Detek- tionssensor (6) auf einer laserstrahlabgewandten Seite (7) des Werkstücks (2) der erste Schwächungslaserstrahl (4) nach der Transmission durch das Werkstück (2) zu messen ist. 7. Use of a device (1) according to one of claims 1 to 6 on a laser robot hand, wherein a first attenuation laser beam (4) and a substantially parallel directed second measuring laser beam (5) on a workpiece (2), in particular a plate-like material (12), in particular with two covering skins (13) and an enclosed foam layer (14), wherein the first attenuation laser beam (FIG. 2) is detected by a detection sensor (6) on a laser beam side (7) of the workpiece (2). 4) after transmission through the workpiece (2) is to be measured.
8. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks (2), im Wesentlichen umfassend Kunststoff, für eine zumindest teilweise Bereichsschwächung (3), insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei durch einen ersten Schwächungslaserstrahl (4) eine zumindest teilweisen Bereichsschwä- chung (3) im Werkstück (2) erreichbar ist, insbesondere mit einer Schwächungswel- io 8. A method for processing a workpiece (2), substantially comprising plastic, for an at least partial area weakening (3), in particular using a device (1) according to one of claims 1 to 6, wherein by a first attenuation laser beam (4) at least partial area weakening (3) in the workpiece (2) can be achieved, in particular with a weakening wel io
lenlänge und/oder einer Schwächungsleistung, insbesondere mit einem Schwä- chungslaserstrahl eines Laserroboters, wobei ein zweiter Messlaserstrahl (5) im We sentlichen strahlüberdeckend und/oder strahlparallel und/oder korrespondierend zum ersten Schwächungslaserstrahl (4) eingesetzt wird, wobei der zweite Messlaserstrahl (4) eine Messwellenlänge aufweist, die sich von der Schwächungswellenlänge unterscheidet, und eine höhere Transmission bezogen auf den zu schwächenden Bereich des Werkstücks (2) aufweist als der erste Schwächungslaserstrahl, wobei die aktuel- le Leistung der Laserstrahlung des zweiten Messlaserstrahls, insbesondere unter Verwendung eines Detektionssensors auf einer laserstrahlabgewandten Seite des Werkstücks, nach der Transmission des zweiten Messlaserstrahls durch das Werk- stück erfasst wird und dadurch mittelbar eine Strahltiefe des erster Schwächungsla- serstrahls und/oder eine Restwandstärke nach Schwächung durch den erster Schwächungslaserstrahl im Werkstück ermittelt wird, unter Verwendung eines vorgegebenen Messlaser-Schwächungslaser-Relativweg-Verhältnisses, woraufhin eine Einstellung der Laserleistung und/oder der Laserdauer des ersten Schwächungslasers (4) erfolgt. lenlänge and / or a weakening performance, in particular with a weak laser beam of a laser robot, a second measuring laser beam (5) in We sentlichen Strahlüberdeckend and / or beam parallel and / or corresponding to the first attenuation laser beam (4) is used, wherein the second measuring laser beam (4 ) has a measuring wavelength which differs from the attenuation wavelength, and has a higher transmission with respect to the region of the workpiece (2) to be weakened than the first attenuation laser beam, the current power of the laser radiation of the second measuring laser beam, in particular using a detection sensor on a laser beam side facing away from the workpiece, after the transmission of the second measuring laser beam is detected by the workpiece and thereby indirectly a jet depth of the first weakening laser beam and / or a residual wall thickness after weakening by the first attenuation laser hl is determined in the workpiece, using a predetermined measuring laser attenuation laser Relativweg ratio, followed by adjustment of the laser power and / or the laser duration of the first attenuation laser (4).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kallibriervor- gang vor dem Beginn und/oder während des Schwächungsvorgangs zur Festlegung/Anpassung des relativen Messlaser-Schwächungslaser-Relativweg-Verhältnis- ses vorgenommen wird. 9. Method according to claim 8, characterized in that a calibration process is carried out prior to the beginning and / or during the weakening process in order to establish / adapt the relative measuring laser-attenuation laser relative-path ratio.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwächungslaserstrahl (4) und/oder zweite Messlaserstrahl (5) relativ zum Werkstück (2) geführt wird und/oder das Werkstück (2) relativ zu dem ersten Schwächungslaserstrahl (4) und/oder zweiten Messlaserstrahl (5) geführt wird. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the first attenuation laser beam (4) and / or second measuring laser beam (5) relative to the workpiece (2) is guided and / or the workpiece (2) relative to the first attenuation laser beam (4 ) and / or second measuring laser beam (5) is guided.
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