EP4548043A1 - Verfahren zur korrektur von optischen weglängenmessfehlern eines mess-scanners an einer laserbearbeitungsoptik - Google Patents

Verfahren zur korrektur von optischen weglängenmessfehlern eines mess-scanners an einer laserbearbeitungsoptik

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EP4548043A1
EP4548043A1 EP23727800.7A EP23727800A EP4548043A1 EP 4548043 A1 EP4548043 A1 EP 4548043A1 EP 23727800 A EP23727800 A EP 23727800A EP 4548043 A1 EP4548043 A1 EP 4548043A1
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EP
European Patent Office
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measuring
optical path
scanner
path length
laser processing
Prior art date
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Pending
Application number
EP23727800.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Patrick Hermani
Martin Stambke
Andreas Trost
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser GmbH
Original Assignee
Trumpf Laser GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01B9/0209—Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence

Definitions

  • measuring scanners and in particular OCT measuring scanners are increasingly being used as distance-measuring sensors on laser processing devices. These sensors can be used to ensure that laser welding or marking takes place at the desired location.
  • the measuring scanner scans the workpiece almost coaxially with the processing laser beam.
  • the measuring beam can be deflected on the workpiece independently of the processing laser beam.
  • the measured values are evaluated by an image processing device, which enables optical control of the processing process.
  • One cause of the change in the optical path length is the geometric change in the path length due to the adjustment of deflection angles of measuring scanner mirrors and/or mirrors of the laser processing optics.
  • Another reason for the change in the optical path length of the measuring beam is different glass passage lengths of the measuring beam when the measuring beam is moved through optical elements, for example an F-theta lens. Both causes overlap and lead to measurement errors. For example, if the measuring beam is moved along a line over a flat surface, this line appears to be curved in the image generated by the measuring scanner, although it is straight.
  • the measuring beam is deflected by deflection mirrors of the laser processing optics in the entire working space of the laser processing device, this is referred to as a global change in the optical path length.
  • the measuring beam is deflected only by the deflection mirror of the measuring scanner in the vicinity of the processing laser beam, the change in the optical path length is referred to as a local change.
  • the local change is in the range of a few 100 ⁇ m. A change in this size range represents a problem for measuring systems that are supposed to have a resolution of ⁇ 50 ⁇ m.
  • the invention is based on the object of determining the influence of a local optical path length change on the measurement result of a measuring scanner on a laser processing optics eliminate.
  • the task is solved by a method for correcting optical path length measurement errors of a measuring scanner on a laser processing optics, whereby the measuring beam of the measuring scanner for distance measurement is coaxially coupled into the processing laser beam and moved laterally in an xy plane over a workpiece , which is characterized in that the distance values measured by the measuring scanner at different scanning points of the workpiece are corrected in the z direction by change values, the change values being obtained from calculated or previously known optical path lengths of the measuring beam at different selection points in the xy plane.
  • the task is solved with an image processing device of a laser processing device according to independent claim 9. This correction of the measured values of the measuring scanner can eliminate distortions in the image of the workpiece generated by the measuring scanner.
  • the distance data of the workpiece is also accurate to a few micrometers in the z direction.
  • the image is corrected directly after the measurement values have been recorded.
  • the selection points correspond to different deflection angles of the measuring beam in the measuring scanner and/or in the laser processing optics. They are therefore directly correlated to the positions of deflection mirrors in the measuring scanner and/or in the laser processing optics.
  • the change values for the selection points can be stored in an image processing device of a laser processing device.
  • the image processing device can contain various, optics-specific correction data sets. If you know the laser processing optics and the measuring scanner used, the corresponding correction data set can be selected and the change values can be taken from it and applied to the measured values.
  • Each correction data set contains change values of the optical path length for a large number of angular positions of the deflection mirrors of the laser processing optics and the measuring scanner, whereby these values can be stored in the form of a table.
  • the change values can be obtained from a simulation of the optical system formed from the laser processing optics and the measuring scanner by calculating the local change in the optical path length of the measuring beam at several selection points and determining a polynomial from this contains the coordinates of the laser processing optics and the measuring scanner and is used to calculate the optical path length of the measuring beam at the measuring points of the measuring scanner.
  • the actual optical path length of the measuring beam at the respective measuring points is calculated during the measurement and the change values for the measured values are determined from this.
  • distance data in the z direction at measuring points of the measuring beam that do not correspond to selection points can be corrected by change values that are calculated by interpolation from the change values of the nearest selection points. It is therefore not necessary to use these values for the process variant with stored change values to determine a very large number of points or to determine the polynomial in the second method variant to calculate the local change in the optical path length at a large number of selection points in order to achieve sufficient accuracy of the measured value correction.
  • an image of the workpiece generated from the measurement data of the measurement scanner can be corrected by the image processing device using a geometric shear method using the change values in the z direction.
  • the shearing of the image can preferably be carried out column by column by shifting each column in the z direction by the change value of the optical path length.
  • the optical path length calculation is preferably carried out taking into account the geometric structure of the laser processing optics, the optical elements used in the laser processing optics and the measuring scanner and their materials, that is, taking into account all Pa relevant for the optical path length - rameter.
  • 1 a, b schematic representations of a laser processing optics with a measuring scanner to explain a global and local change in the optical path length of a measuring beam
  • 2 is a block diagram of a correction of the local change in the optical path length of measured values
  • Fig. 3 is a schematic representation of the correction of the local change in the optical path length using the example of a line scan.
  • 1 shows schematically a laser processing optics 10 with three deflection mirrors 11, 12 and 13 for a processing laser beam 14 and a measuring scanner 15 with two deflection mirrors 16, 17 for a measuring beam 18.
  • the deflection mirror 11 is fixed, while the deflection mirrors 12, 13 are adjustable.
  • the measuring beam 18 is coupled coaxially into the processing laser beam 14 via the deflection mirror 11.
  • the measuring beam 18 is deflected together with the processing laser beam 14 by the deflection mirror 13 by an angle ⁇ compared to the vertical by adjusting the deflection mirror 13 by an angle ⁇ 1 .
  • the measuring beam 18 is deflected by the deflection mirror 16 in the measuring scanner 15 by an angle ⁇ relative to the vertical by adjusting the deflection mirror 16 by an angle ⁇ 1.
  • This change is considered local Change in the optical path length and is significantly smaller than the global change in the optical path length and is in the range of 100 ⁇ m.
  • the block diagram shows schematically the measuring scanner 15 with a control device 19 for the deflection mirrors 16, 17 for the measuring beam 18 and an image processing device 20.
  • the image processing device Device 20 has a correction data set 21 for the optical path length, a computing unit 22 for calculating the corrected measured values and a memory 23 for the corrected measured values.
  • a correction data set 21 for the optical path length With the help of the known angular positions ⁇ 1 , ⁇ 2 of the deflection mirrors 13 and 12 of the laser processing optics 10 and the angular positions ⁇ 1, ⁇ 2 of the deflection mirrors 16 and 17 of the measuring scanner 15, the change values ⁇ 1, ⁇ , ⁇ 2, ⁇ , ⁇ 3, ⁇ Vietnamese the optical path length is read out and applied in the computing unit to the measured values from a memory of a control device 19 of the measuring scanner 15. The corrected measured values resulting from this calculation are then stored in the memory 23 of the image processing device.
  • FIG. 3 illustrates this using the example of a line scan by the measuring scanner 15 in the y-direction.
  • the image of the line 30 is shown without correction of the measured values of the measuring scanner 15.
  • the actually straight line appears curved in the z direction because the change in the optical path length of the measuring beam 18 is not taken into account.
  • the curvature is greatest at the end points of line 30, since that is where the measuring beam 18 experiences its greatest deflection.
  • 3b illustrates the correction of the measured values recorded by the measuring scanner 15, which in the example shown were determined by the measuring beam 18 at five measuring points M1 to M5 on the line 30.
  • the measuring points M1 to M5 are selection points on line 30. At the measuring point M3, the measuring beam 18 does not experience any deflection. The measured value at measuring point M3 is correct, without changing the optical path length, and is not corrected. At the other measuring points M1, M2, M4 and M5, however, the measured values of line 30 in the z direction are determined by the change values ⁇ 1, ⁇ , ⁇ 2, ⁇ , ⁇ 3, ⁇ , ⁇ 4, ⁇ of the optical Path length of the measuring beam 18 corrected. The result is shown in FIG. 3c: after correcting the measured values of line 30, it obtains a straight course according to a straight line 30', as shown in FIG. 3c. The z coordinates of all measuring points M1 to M5 are identical after the correction.

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Abstract

Ein Verfahren zur Korrektur von optischen Weglängenmessfehlern eines Mess- Scanners (15) an einer Laserbearbeitungsoptik (10), wobei der Messstrahl (18) des Mess-Scanners (15) zur Abstandsmessung in den Bearbeitungslaserstrahl (14) koaxial eingekoppelt und lateral in einer x-y-Ebene über ein Werkstück in der Umgebung des Bearbeitungslaserstrahls (14) bewegt wird und die vom Mess- Scanner (15) an verschiedenen Messpunkten (M1 – M5) des Werkstücks gemessenen Abstandswerte in z-Richtung durch Änderungswerte korrigiert werden, wobei die Änderungswerte aus berechneten oder vorbekannten optischen Weglängen (I) des Messstrahls (18) an verschiedenen Auswahlpunkten in der x-y- Ebene gewonnen werden.

Description

Verfahren zur Korrektur von optischen Weglängenmessfehlern eines Mess-Scanners an einer Laserbearbeitungsoptik Beschreibung: In der Lasermaterialbearbeitung werden zunehmend Mess-Scanner und insbe- sondere OCT-Messscanner als abstandsmessende Sensoren an Laserbearbei- tungsvorrichtungen eingesetzt. Mit Hilfe dieser Sensoren kann sichergestellt wer- den, dass eine Laserschweißung oder -markierung an der gewünschten Stelle er- folgt. Der Mess-Scanner tastet das Werkstück nahezu koaxial zum Bearbeitungs- laserstrahl ab. Dabei kann der Messstrahl unabhängig vom Bearbeitungslaser- strahl auf dem Werkstück abgelenkt werden. Die Messwerte werden von einer Bildverarbeitungseinrichtung ausgewertet, wodurch eine optische Kontrolle des Bearbeitungsprozesses möglich ist. Beim seitlichen Auslenken des Messstrahls gegenüber der Strahlachse des Bear- beitungslaserstrahls ändert sich die optische Weglänge des Messstrahls. Eine Ur- sache für die Änderung der optischen Weglänge ist die geometrische Änderung der Weglänge aufgrund der Verstellung von Ablenkwinkeln von Mess-Scanner- spiegeln und/oder von Spiegeln der Laserbearbeitungsoptik. Eine weitere Ursa- che für die Änderung der optischen Weglänge des Messstrahls besteht in unter- schiedlichen Glasdurchgangslängen des Messstrahls, wenn der Messstrahl durch optische Elemente, beispielsweise ein F-Theta-Objektiv, hindurchbewegt wird. Beide Ursachen überlagern sich und führen zu Messfehlern. Wird der Messstrahl beispielsweise entlang einer Linie über eine ebene Oberfläche bewegt, so er- scheint diese Linie im vom Mess-Scanner erzeugten Bild als gekrümmt, obwohl sie gerade ist. Beim Auslenken der Messstrahls durch Ablenkspiegel der Laserbearbeitungsoptik im gesamten Arbeitsraum der Laserbearbeitungsvorrichtung spricht man von ei- ner globalen Änderung der optischen Weglänge. Sie beträgt in der Regel mehrere Millimeter. Wird dagegen der Messstrahl nur durch Ablenkspiegel des Mess-Scan- ners in der Umgebung des Bearbeitungslaserstrahls ausgelenkt, wird die Ände- rung der optischen Weglänge als lokale Änderung bezeichnet. Die lokale Ände- rung liegt im Bereich weniger 100 ^m. Für Messsysteme, die eine Auflösung von ^50 ^m haben sollen, stellt eine Änderung in diesem Größenbereich ein Problem dar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluss einer lokalen optischen Weglängenänderung auf das Messergebnis eines Mess-Scanners an einer Laser- bearbeitungsoptik zu eliminieren. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Korrektur von optischen Weg- längenmessfehlern eines Mess-Scanners an einer Laserbearbeitungsoptik, wobei der Messstrahl des Mess-Scanners zur Abstandsmessung in den Bearbeitungsla- serstrahl koaxial eingekoppelt und lateral in einer x-y-Ebene über ein Werkstück bewegt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die vom Mess-Scanner an verschiedenen Abtastpunkten des Werkstücks gemessenen Abstandswerte in z- Richtung durch Änderungswerte korrigiert werden, wobei die Änderungswerte aus berechneten oder vorbekannten optischen Weglängen des Messstrahls an verschiedenen Auswahlpunkten in der x-y-Ebene gewonnen werden. Ferner wird die Aufgabe gelöst mit einer Bildverarbeitungseinrichtung einer Laserbearbei- tungsvorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch 9. Durch diese Korrektur der Messwerte des Mess-Scanners können Verzerrungen des vom Mess-Scanner generierten Bildes des Werkstücks eliminiert werden. Die Abstandsdaten des Werkstücks sind nach der Korrektur auch in z-Richtung bis auf wenige Mikrometer genau. Die Korrektur des Bildes erfolgt dabei direkt nach der Aufnahme der Messwerte. Die Auswahlpunkte entsprechen verschiedenen Auslenkwinkeln des Messstrahls im Mess-Scanner und/oder in der Laserbearbeitungsoptik. Sie sind damit direkt korreliert zu den Stellungen von Ablenkspiegeln im Mess-Scanner und/oder in der Laserbearbeitungsoptik. Bei einer ersten Verfahrensvariante können die Änderungswerte für die Auswahl- punkte in einer Bildverarbeitungseinrichtung einer Laserbearbeitungsvorrichtung hinterlegt werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung kann dazu verschiedene, op- tikspezifische Korrekturdatensätze beinhalten. Bei Kenntnis der Laserbearbei- tungsoptik und des verwendeten Mess-Scanners kann der entsprechende Korrek- turdatensatz ausgewählt und daraus die Änderungswerte entnommen und auf die Messwerte angewendet werden. Jeder Korrekturdatensatz enthält Änderungs- werte der optischen Weglänge für eine Vielzahl von Winkelpositionen der Ablenk- spiegel der Laserbearbeitungsoptik und des Mess-Scanners, wobei diese Werte in Form einer Tabelle hinterlegt sein können. Bei einer alternativen Verfahrensvariante können die Änderungswerte aus einer Simulation des aus der Laserbearbeitungsoptik und dem Mess-Scanner gebilde- ten optischen Systems gewonnen werden, indem die lokale Änderung der opti- schen Weglänge des Messstrahls an mehreren Auswahlpunkten berechnet und daraus ein Polynom bestimmt wird, das die Koordinaten der Laserbearbeitungs- optik und des Mess-Scanners enthält und mit dem die optische Weglänge des Messstrahls an den Messpunkten des Mess-Scanners berechnet wird. Hier wird die tatsächliche optische Weglänge des Messstrahls an den jeweiligen Messpunk- ten während der Messung berechnet und daraus die Änderungswerte für die Messwerte bestimmt. Bei allen Verfahrensvarianten können Abstandsdaten in z-Richtung an Messpunk- ten des Messstrahls, die nicht mit Auswahlpunkten übereinstimmen, durch Ände- rungswerte korrigiert werden, die durch Interpolation aus den Änderungswerten der nächstliegenden Auswahlpunkte berechnet werden. Es ist daher nicht nötig, bei der Verfahrensvariante mit hinterlegten Änderungswerten diese Werte für eine sehr große Anzahl an Punkten zu bestimmen oder zur Bestimmung des Poly- noms in der zweiten Verfahrensvariante die lokale Änderung der optischen Weg- länge an einer großen Zahl von Auswahlpunkten zu berechnen, um eine ausrei- chende Genauigkeit der Messwertkorrektur zu erreichen. Um ein unverzerrtes Bild des Werkstücks zu erhalten, kann ein aus den Messda- ten des Mess-Scanners generiertes Bild des Werkstücks von der Bildverarbei- tungseinrichtung durch ein geometrisches Scherungsverfahren unter Verwen- dung der Änderungswerte in z-Richtung korrigiert werden. Dabei kann die Sche- rung des Bildes vorzugsweise spaltenweise durchgeführt werden, indem jede Spalte in z-Richtung um den Änderungswert der optischen Weglänge verschoben wird. Zur Erzielung eines möglichst genauen Korrekturergebnisses wird die optische Weglängenberechnung bevorzugt unter Berücksichtigung des geometrischen Auf- baus der Laserbearbeitungsoptik, den in der Laserbearbeitungsoptik und dem Mess-Scanner verwendeten optischen Elementen und deren Materialien durchge- führt, d.h. unter Berücksichtigung aller für die optische Weglänge relevanten Pa- rameter. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 a, b schematische Darstellungen einer Laserbearbeitungsoptik mit einem Mess-Scanner zur Erläuterung einer globalen und lokalen Änderung der optischen Weglänge eines Mess-Strahls; Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Korrektur der lokalen Änderung der opti- schen Weglänge von Messwerten; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Korrektur der lokalen Änderung der optischen Weglänge am Beispiel eines Linienscans. In Fig. 1 sind schematisch eine Laserbearbeitungsoptik 10 mit drei Ablenkspie- geln 11, 12 und 13 für einen Bearbeitungslaserstrahl 14 sowie ein Mess-Scanner 15 mit zwei Ablenkspiegeln 16, 17 für einen Messstrahl 18 gezeigt. Der Ablenk- spiegel 11 ist feststehend, während die Ablenkspiegel 12, 13 verstellbar sind. Der Messstrahl 18 wird über den Ablenkspiegel 11 koaxial in den Bearbeitungslaser- strahl 14 eingekoppelt. In Fig. 1a wird der Messstrahl 18 gemeinsam mit dem Bearbeitungslaserstrahl 14 durch den Ablenkspiegel 13 um einen Winkel ^ gegenüber der Senkrechten ausgelenkt, indem der Ablenkspiegel 13 um einen Winkel ^1 verstellt wird. Dies führt dazu, dass sich die optische Weglänge ^1,0 des Messstrahls 18 auf eine grö- ßere Weglänge ^1,^ ändert. Der Änderungswert beträgt ∆^1,^= ^1,^ - ^1,0 und wird als globale Änderung der optischen Weglänge bezeichnet. Sie beträgt in der Re- gel einige Millimeter. In Fig. 1b wird der Messstrahl 18 dagegen durch den Ablenkspiegel 16 im Mess- Scanner 15 gegenüber der Senkrechten um einen Winkel ^ ausgelenkt, indem der Ablenkspiegel 16 um einen Winkel ^1verstellt wird. Diese Auslenkung führt dazu, dass sich die optische Weglänge ^1,0 des Messstrahls 18 ^1, ^ ändert, wo- bei der Änderungswert ^ = ^ - ^1,0 beträgt. Diese Änderung wird als lokale Änderung der optischen Weglänge bezeichnet und ist deutlich kleiner als die glo- bale Änderung der optischen Weglänge und liegt im Bereich von 100 ^m. Mit dem in Fig. 2 gezeigten Verfahren wird der Einfluss der lokalen Änderung der optischen Weglänge des Messstrahls 18 auf die Messwerte des Mess-Scanners 15 eliminiert. In dem Blockschaltbild sind schematisch der Mess-Scanner 15 mit ei- ner Ansteuereinrichtung 19 für die Ablenkspiegel 16, 17 für den Messstrahl 18 sowie eine Bildverarbeitungseinrichtung 20 gezeigt. Die Bildverarbeitungseinrich- tung 20 weist einen Korrekturdatensatz 21 für die optische Weglänge, eine Re- cheneinheit 22 zur Berechnung der korrigierten Messwerte sowie einen Speicher 23 für die korrigierten Messwerte auf. Mit Hilfe der bekannten Winkelstellungen ^1, ^2 der Ablenkspiegel 13 und 12 der Laserbearbeitungsoptik 10 und der Win- kelstellungen ^1, ^2 der Ablenkspiegel 16 und 17 des Mess-Scanners 15 können aus dem Korrekturdatensatz 21 die Änderungswerte ∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^ ..... der opti- schen Weglänge ausgelesen und in der Recheneinheit auf die Messwerte aus ei- nem Speicher einer Ansteuereinrichtung 19 des Mess-Scanners 15 angewendet werden. Die aus dieser Berechnung resultierenden korrigierten Messwerte wer- den anschließend im Speicher 23 der Bildverarbeitungseinrichtung abgespeichert. Aus den korrigierten Messwerten kann ein unverzerrtes Bild eines vom Bearbei- tungslaserstrahl 14 zu bearbeitenden Werkstücks generiert werden. Fig. 3 illustriert dies am Beispiel eines Linienscans durch den Mess-Scanner 15 in y-Richtung. In Fig. 3a ist das Bild der Linie 30 ohne Korrektur der Messwerte des Mess-Scanners 15 dargestellt. Die eigentlich gerade Linie erscheint in z-Richtung als gekrümmt, da die Änderung der optischen Weglänge des Messstrahls 18 nicht berücksichtigt wird. Die Krümmung ist an den Endpunkten der Linie 30 am größ- ten, da dort der Messstrahl 18 seine größte Auslenkung erfährt. Fig. 3b verdeutlicht die Korrektur der vom Mess-Scanner 15 erfassten Mess- werte, die im dargestellten Beispiel an fünf Messpunkten M1 bis M5 der Linie 30 durch den Messstrahl 18 ermittelt wurden. Die Messpunkte M1 bis M5 sind hier- bei Auswahlpunkte an der Linie 30. Am Messpunkt M3 erfährt der Messstrahl 18 keine Auslenkung. Der Messwert im Messpunkt M3 ist korrekt, ohne Änderung der optischen Weglänge, und wird nicht korrigiert. An den anderen Messpunkten M1, M2, M4 und M5 dagegen werden die Messwerte der Linie 30 in z-Richtung durch die Änderungswerte ∆^1, ^ , ∆^2, ^ , ∆^3, ^ , ∆^4, ^ der optischen Weglänge des Messstrahls 18 korrigiert. Das Ergebnis ist in Fig. 3c gezeigt: nach der Korrektur der Messwerte der Linie 30 erhält diese einen geraden Verlauf gemäß einer Gera- den 30‘, wie in Fig. 3c gezeigt. Die z-Koordinaten aller Messpunkte M1 bis M5 sind nach der Korrektur identisch.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Korrektur von optischen Weglängenmessfehlern eines Mess- Scanners (15) an einer Laserbearbeitungsoptik (10), wobei der Messstrahl (18) des Mess-Scanners (15) zur Abstandsmessung in den Bearbeitungsla- serstrahl (14) koaxial eingekoppelt und lateral in einer x-y-Ebene über ein Werkstück in der Umgebung des Bearbeitungslaserstrahls (14) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Mess-Scanner (15) an ver- schiedenen Messpunkten (M1 – M5) des Werkstücks gemessenen Ab- standswerte in z-Richtung durch Änderungswerte (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) korrigiert werden, wobei die berechneten oder vorbekannten optischen Weglängen (I) des Messstrahls (18) an ver- schiedenen Auswahlpunkten in der x-y-Ebene gewonnen werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl- punkte verschiedenen Auslenkwinkeln (^1, ^2;; ^1, ^2) des Messstrahls (18) im Mess-Scanner (15) und/oder in der (10) ent- sprechen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Än- derungswerte (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) für die Auswahlpunkte in einer Bildver- arbeitungseinrichtung (20) einer Laserbearbeitungsvorrichtung hinterlegt werden. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Än- derungswerte (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) aus einer Simulation des aus der Laser- bearbeitungsoptik (10) und dem Mess-Scanner (15) gebildeten optischen Systems gewonnen werden, indem die lokale Änderung der optischen Weglänge des Messstrahls (18) an mehreren Auswahlpunkten berechnet und daraus ein Polynom bestimmt wird, das die Koordinaten der Laserbe- arbeitungsoptik (10) und des Mess-Scanners (15) enthält und mit dem die optische Weglänge des Messstrahls (18) an den Messpunkten (M1-M5) des Mess-Scanners (15) berechnet wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass Abstandsdaten in z-Richtung an Messpunkten (M1 – M5) des Messstrahls (18), die nicht mit Auswahlpunkten übereinstimmen, durch Änderungswerte (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) korrigiert werden, die durch Interpolation aus den Änderungswerten (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) der nächstlie- genden Auswahlpunkte berechnet werden. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein aus den Messdaten (19) des Mess-Scanners (15) gene- riertes Bild des Werkstücks von der Bildverarbeitungseinrichtung (20) durch ein Scherungsverfahren unter Verwendung der Änderungswerte (∆^1, ^, ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) in z-Richtung korrigiert wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Scherungs- verfahren des Bildes spaltenweise durchgeführt wird, indem jede Spalte in z-Richtung um den Änderungswert der optischen Weglänge (∆^1, ^ , ∆^2, ^, ∆^3, ^, ∆^4, ^) verschoben wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die optische Weglängenberechnung unter Berücksichtigung des geometrischen Aufbaus der Laserbearbeitungsoptik (10), den in der Laserbearbeitungsoptik (10) und dem Mess-Scanner (15) verwendeten op- tischen Elementen und deren Materialien durchgeführt werden. 9. Bildverarbeitungseinrichtung (20) einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1.
EP23727800.7A 2022-06-29 2023-05-12 Verfahren zur korrektur von optischen weglängenmessfehlern eines mess-scanners an einer laserbearbeitungsoptik Pending EP4548043A1 (de)

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