ES2713184T3 - Dispositivo para el procesamiento de material mediante radiación láser - Google Patents

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Abstract

Dispositivo para el procesamiento de material mediante radiación láser con una óptica de enfoque (15) para el enfoque de un rayo láser (14) en una pieza de trabajo (18) y con una óptica de ajuste (20) para el ajuste de la distribución de intensidad con al menos un elemento óptico en forma de placa (10), que presenta una superficie con un patrón circular de facetas en forma de sector, caracterizado porque las facetas en forma de sector están inclinadas en dirección circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa.

Description

DESCRIPCION
Dispositivo para el procesamiento de material mediante radiacion laser
La invencion se refiere a un dispositivo para el procesamiento de material mediante radiacion laser.
En el procesamiento por laser, es decir, en el procesamiento de material mediante radiacion laser, tal como por ejemplo soldadura por laser o corte por laser, el rayo laser que sale de una fuente de luz laser, por ejemplo del extremo de una fibra de conduccion de laser, se enfoca con ayuda de una optica de gma y enfoque de rayos en la pieza de trabajo que va a procesarse. El diametro del foco, es decir, el diametro de la imagen de la fuente de luz laser sobre la pieza de trabajo resulta, por tanto, de los datos opticos de los elementos opticos individuales de la optica de gma y de enfoque. Se usa de acuerdo con el estandar una optica de gma y enfoque de rayos con una optica de colimador y una optica de enfoque que se suministra a la luz laser a traves de una fibra de conduccion de luz, el diametro de foco resulta del producto de diametro de nucleo de fibra y distancia focal de enfoque dividido entre la distancia focal de colimacion.
Para el corte por laser se necesitan - en funcion del espesor de chapa - diferentes diametros de rayo laser en el foco. A este respecto, el diametro de rayo laser debena ser mayor cuanto mayor sea el espesor del material que va a cortarse. Por ejemplo, hasta un espesor de chapa de 5 mm se usa un diametro de foco de aproximadamente 125 pm, mientras que en el corte de chapas de 5 mm a 10 mm de espesor se desea un diametro de foco el doble de grande, es decir, un diametro de foco de aproximadamente 250 pm. A partir de espesores de chapa de 10 mm se usan opticas de gma y de enfoque que proporcionan un diametro de foco de aproximadamente 600 pm o mas. No obstante, una alta calidad de bordes de corte solo puede lograrse mediante una caustica de rayo hecha a medida. De lo contrario, se formaran estnas, rebabas y barbas en el borde de corte.
En el caso de grandes diametros de enfoque es ventajoso configurar un perfil de anillo de la distribucion de intensidad en el enfoque, dado que resulta en este sentido una distribucion de temperatura mas homogenea en la junta de corte. Como resultado, la masa fundida puede expulsarse mas eficazmente por el gas de corte.
Por el documento DE 28 21 883 C2 se conoce ya un dispositivo para el procesamiento de material, tal como taladrado, punzonado y soldadura con la ayuda de rayos laser, en el que entre una optica de colimador para expandir el rayo laser y una optica de enfoque para el enfoque del rayo laser en una pieza de trabajo se consigue un cono (axicon) que se compone de material refractor transparente para la inversion axialmente simetrica de las zonas de corte transversal proximas y lejanas del rayo de procesamiento por laser. La optica de enfoque enfoca entonces el rayo de procesamiento por laser de acuerdo con su caractenstica de rayo modificada en una zona anular sobre la pieza de trabajo. Mediante el uso del axicon esta modificada, por tanto, la distribucion de intensidad en el rayo de procesamiento por laser de tal modo que resulta en la zona de enfoque un perfil de anillo.
En el dispositivo optico conocido por el documento DE 102013 102 442 A1 para el uso en el procesamiento de material por laser estan previstas entre una optica de enfoque y optica de colimador dos opticas refractivas, que pueden desplazarse transversalmente hacia el rayo laser. Las opticas refractivas estan configuradas, a este respecto, como elementos en forma de placa, cuyas superficies dirigidas unas a otras estan conformadas de tal modo que mediante el desplazamiento puede ser simulado un axicon con angulo de cono variable. De este modo puede generarse tanto un perfil de sombrero de copa como un perfil de anillo. El diametro de anillo puede ajustarse, a este respecto, sin pasos.
Por el documento WO 2013/086227 A1 se conoce un dispositivo en el que la caractenstica de laser no se efectua en el enfoque sobre la pieza de trabajo mediante un agarre en optica de gma y enfoque de rayos, sino por que la caractenstica de rayo se efectua en el extremo de salida de la luz laser de una fibra de vidrio que suministra la radiacion laser para la optica de gma y enfoque de rayos. Para ello se acopla el rayo laser con ayuda de un dispositivo de acoplamiento desplazable en distintos angulos en la fibra de proceso para excitar solo algunos de los modos de fibra. De este modo puede generarse tanto un perfil de Gauss/sombrero de copa como un perfil de anillo. Tambien puede ajustarse el diametro de anillo sin pasos. En este caso se aprovecha, por tanto, la propiedad ffsica de una fibra de vidrio, de modo que la apertura numerica en el lado de acoplamiento es igual que la apertura numerica en el lado de salida de la fibra.
Ademas, ya se han propuesto placas de vidrio reflectantes con rampas de fase circunferenciales o acimutales, que forman un perfil de dientes de sierra en direccion circunferencial. A este respecto, el perfil de dientes de sierra esta inclinado mas en el interior que en el exterior. Con elementos de este tipo puede generarse un anillo con diametro fijo.
Por el documento DE 102011 113980 A1 se conoce un sistema de lentes con intensidad de refraccion variable en el que dos lentes plano-convexas estan dispuestas con sus superficies planas unas sobre otras de manera que pueden girarse alrededor del eje optico. Las superficies de lente convexas estan dotadas, a este respecto, respectivamente de un perfil de curvatura similar a una espiral con una intensidad de refraccion que aumenta o disminuye continuamente alrededor del eje de rotacion en funcion del angulo y respectivamente con al menos un paso de intensidad de refraccion acimutal en un angulo cero respectivo. A medida que las lentes rotan una contra otra, se modifica la intensidad de refraccion y con ello la distancia focal del par de lentes. Los pasos acimutales tienen que cubrirse a este respecto.
El documento US 2007/0139798 A1 se refiere a un irradiador LED con un distribuidor de luz radialprismatico. El distribuidor de luz radialprismatico, que esta dispuesto en direccion de radiacion principal delante del LED, presenta a este respecto sobre el lado apartado del LED una superficie con un patron en forma circular de facetas en forma de sector, que estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa. Ademas, se sabe que los problemas durante la soldadura por laser, como la formacion de salpicaduras y poros, pueden reducirse mediante la desviacion rapida y periodica del rayo laser de trabajo.
Por ejemplo, por el documento WO 2014/038395 A1 se conoce un cabezal de procesamiento por laser en el que esta dispuesta una placa de cuna que rota por motor en la trayectoria de rayo para desviar el rayo laser de trabajo hacia una via circular.
Por el documento DE 102012008940 A1 se conoce un cabezal de procesamiento por laser adicional en el que a la velocidad de avance del rayo laser en direccion y se superpone un segundo movimiento con una componente de movimiento oscilante en direccion x, de modo que el rayo laser para el mecanizado de la pieza de trabajo la atraviesa en una via circular.
En un cabezal de procesamiento por laser conocido por el documento US 8237085 B2, la distribucion de intensidad del rayo laser se promedia en el tiempo mediante la oscilacion de espejos en perpendicular al eje del rayo.
Por el documento DE 44 30220 A1 se conoce un cabezal de procesamiento de espejo oscilante, en el que estan integrados espejo de enfoque, espejo plano y escaner galvanoscopico. Un rayo laser se enfoca mediante el espejo de enfoque y se desvfa a traves del espejo plano, que se controla por el escaner galvanoscopico, hacia una pieza de trabajo. La conformacion de rayo laser se efectua a base de una oscilacion sinusoidal y armonica del rayo como funcion de control por el escaner galvanico para controlar la distribucion de la intensidad sobre la pieza de trabajo. El documento DE 102014 105941 A1 describe un procedimiento para la soldadura por rayo laser en el que el rayo laser realiza un movimiento de oscilacion en el espacio durante la soldadura en paralelo y/o en perpendicular al cordon de soldadura, y en el que la solidificacion del bano de fusion se controla mediante una oscilacion temporal y adicional de la intensidad del rayo laser y/o de la colimacion del rayo laser realizada de forma sincronica a la oscilacion espacial. Las oscilaciones temporales de la energfa del rayo laser se determinan en este caso mediante una variacion de la potencia del laser de la fuente del rayo y/o mediante un ajuste de colimacion en la direccion del rayo axial, es decir, una expansion o enfoque del rayo laser.
El documento US 2005/0098260 se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para calentar plasticos mediante rayos laser y describe mediante la Figura 2 un cabezal de procesamiento 13 con una bola de vidrio 22 como elemento de presion y de grna para el rayo laser (vease pagina 1, parrafo [0013]). En el cabezal de procesamiento esta dispuesta una optica de colimador 3 y una lente de enfoque 8, que enfoca un rayo laser 2 proporcionado a traves de una fibra optica 1 en un plano focal 9 a traves de la bola de vidrio 22. En una trayectoria de rayo paralela entre la optica de colimador 3 y la lente de enfoque 8 esta dispuesta una placa de cuna 4 doble, que divide el rayo laser 2' en dos rayos parciales 2", de modo que en el plano de foco 9 estan presentes dos puntos de laser 10, 11. Como se describe en la pagina 2 en el parrafo [0022], puede formarse un anillo con dos puntos de laser mediante rotacion de la placa de cuna doble. El numero de los rayos y con ello de los puntos de laser puede elevarse mediante el aumento del numero de cunas. En la Figura 3A se muestra una placa de cuna con tres cunas, en la Figura 4B una placa de cuna con 4 cunas y en la Figura 3C una placa de cuna con cinco cunas.
La invencion tiene por objetivo proporcionar un dispositivo y un procedimiento para el procesamiento de material mediante radiacion laser, con cuya ayuda puede cambiarse tanto el diametro de foco como la caractenstica de rayo en particular en la zona de foco, es decir, la distribucion de energfa en la zona de foco sin intercambio de componentes de la optica de grna y de enfoque tambien en funcionamiento continuo. Este objetivo se soluciona de acuerdo con la invencion mediante el dispositivo para el procesamiento de material mediante radiacion laser de acuerdo con la reivindicacion 1 y el procedimiento segun la reivindicacion 20. En las respectivas reivindicaciones dependientes se describen configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invencion.
De acuerdo con la invencion, el dispositivo para el procesamiento de material presenta, por tanto, mediante radiacion laser al menos un elemento optico en forma de placa en la trayectoria de rayo del rayo laser, cuya una superficie esta dotada de un patron circular de facetas en forma de sector, que estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa. Con un elemento optico de este tipo se divide el enfoque de laser en el plano focal en una pluralidad de puntos que estan dispuestos en forma de anillo alrededor del eje optico de la trayectoria de rayo. Si el elemento optico en forma de placa se mueve ahora dentro y fuera de la trayectoria de rayo del rayo laser, puede conmutarse una distribucion de densidad de potencia del rayo laser en el plano focal entre la distribucion de punto (mota o spot) y la distribucion de anillo (ring).
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, el dispositivo presenta para el procesamiento de material mediante radiacion laser al menos dos elementos opticos en forma de placa, que estan dispuestos uno detras de otro en la trayectoria de rayo en direccion circunferencial de manera que pueden girarse uno contra otro. Los elementos opticos en forma de placa presentan respectivamente una superficie con un patron circular de facetas en forma de sector, que estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa. Las facetas estrechas en forma de sector, preferentemente facetas planas, configuran, por tanto, de manera alterna sectores de placa en forma de cuna, que desvfan zonas correspondientes en forma de sector del haz de rayos laser en direcciones opuestas.
Con la optica de ajuste de acuerdo con la invencion puede generarse en funcion de la posicion angular de los dos elementos opticos en forma de placa uno contra otro una distribucion de intensidad en forma de punto o una distribucion de intensidad en forma de anillo en el punto focal o en el plano focal de la optica de enfoque. De acuerdo con la invencion puede cambiarse, por tanto, mediante giro de los elementos opticos en forma de placa uno por otro tambien durante el procesamiento de rayo laser entre perfil de anillo y perfil de Gauss/sombrero de copa, de modo que incluso chapas con diferentes espesores de material pueden procesarse en una sola pasada o inmediatamente una tras otra sin cambiar la optica de grna y enfoque de rayos de un cabezal de procesamiento por laser.
Aunque en principio es concebible que las facetas en forma de sector tengan diferente ancho, es ventajoso que todas las facetas en forma de sector de un elemento optico en forma de placa presenten el mismo ancho acimutal. Las superficies de las facetas en forma de sector de los elementos opticos en forma de placa de la optica de ajuste estan planos o curvados o presentan dos o mas secciones inclinadas de manera diferente.
De manera ventajosa esta previsto que los dos elementos opticos en forma de placa de la optica de ajuste se enfrenten con sus patrones de facetas en forma de sector, pudiendo girarse los dos elementos opticos en forma de placa de la optica de ajuste alrededor de un eje, que es coaxial con un eje central del haz de rayos laser y presentando el patron de facetas en forma de sector de los dos elementos opticos en forma de placa de la optica de ajuste el mismo numero de facetas y estando inclinadas las superficies de faceta en el mismo angulo. Mediante una disposicion de este tipo puede conseguirse que las superficies de los dos elementos opticos, que portan el patron de facetas en forma de sector, se enfrenten a una distancia muy pequena, de modo que las desviaciones del rayo de las dos superficies se complementen o anulen de manera ideal en funcion de la posicion angular de los elementos opticos. De este modo es posible obtener tanto un perfil de puntos lo mejor posible (de Gauss/sombrero de copa) como un perfil de anillo lo mas limpio posible.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invencion esta previsto que la optica de ajuste presente otro elemento optico en forma de placa con un patron de facetas en forma de sector. El otro elemento en forma de placa puede presentar las mismas propiedades que los dos primeros. Para poder variar la distribucion de energfa en el plano focal de la manera mas amplia posible esta previsto en particular que el elemento optico adicional en forma de placa presente un patron de facetas en forma de sector, que sea distinto del patron de facetas en forma de sector de los dos primeros elementos opticos en forma de placa.
A este respecto, las superficies de faceta del elemento optico adicional en forma de placa pueden estar inclinadas en un angulo contra el plano de placa, que es distinto del angulo de inclinacion de los dos primeros elementos opticos en forma de placa, en particular tan grande como la suma de los angulos de inclinacion de los dos primeros elementos opticos en forma de placa, Mediante la combinacion de tres elementos opticos en forma de placa con patrones de facetas en forma de sector en el haz de rayos de un haz de procesamiento por laser pueden combinarse entre sf dos perfiles de anillo distintos, de modo que la caractenstica de rayo, es decir, la distribucion de intensidad en el haz de rayos laser puede variar en un intervalo amplio en funcion de que distribucion de intensidad se desea para un procesamiento de material actual.
Ademas, es posible que las facetas del elemento optico adicional en forma de placa presente un ancho acimutal, que es distinto del ancho acimutal de las facetas de los dos primeros elementos opticos en forma de placa.
De manera ventajosa esta previsto que el angulo de inclinacion de las superficies de faceta contra el plano de placa ascienda a entre /- 0,1° y /-0,6°.
Una distribucion especialmente uniforme de la energfa de laser en un perfil de anillo puede conseguirse cuando esta previsto que el numero entero de las facetas sea de 18 a 72, preferentemente de 24 a 40, en particular 36.
Aunque en principio es posible disponer la optica de ajuste de acuerdo con la invencion tambien en una zona divergente o convergente de un haz de rayos laser, esta previsto de acuerdo con la invencion que este prevista una optica de colimador para expandir el rayo laser, y que la optica en estrella de Siemens este dispuesta entre la optica de colimador y la optica de enfoque.
En una configuracion ventajosa de la invencion esta previsto que al menos a uno de los elementos opticos en forma de placa este asociado un accionamiento de giro, de modo que el elemento optico en forma de placa pueda accionarse durante un proceso de procesamiento por laser para rotar con velocidad constante o variable.
Si la optica de ajuste presenta dos o mas elementos opticos en forma de placa, puede variarse periodicamente de este modo la distribucion de densidad de potencia del rayo laser, por lo que durante el uso de frecuencias de modulacion correspondientemente altas se consigue una expansion de rayo casi continua en el enfoque.
Si solo esta presente un elemento optico en forma de placa, no puede modularse concretamente mediante la rotacion del elemento optico en forma de placa la distribucion de densidad de potencia del rayo laser, aunque de manera ventajosa es posible homogeneizar en el tiempo la distribucion de densidad de potencia en el perfil de anillo en direccion circunferencial, dado que el perfil de anillo rota por sf mismo en un plano en paralelo al plano del elemento optico en forma de placa, dado que por tanto los puntos de luz individuales del perfil de anillo discurren casi alrededor del eje optico. La distribucion temporal de la densidad de potencia en un punto del perfil de anillo se corresponde, a este respecto, con la distribucion espacial en direccion circunferencial. Con ello pueden compensarse no solo diferencias de densidad de potencia debidas a la estructura de puntos, sino tambien las que se basan en tolerancias de fabricacion.
De manera conveniente, a cada uno de los elementos opticos en forma de placa esta asociado un propio accionamiento de giro, pudiendo controlarse los accionamientos de giro independientemente entre sf, de modo que la velocidad de giro y la direccion de giro de cada uno de los elementos opticos en forma de placa puede seleccionarse libremente. Con un dispositivo de este tipo puede variarse la distribucion de densidad de potencia del rayo laser tanto en el tiempo a traves de las velocidades de giro como espacialmente a traves de la estructura geometrica seleccionada de las facetas en forma de sector y la activacion o desactivacion de los accionamientos de giro individuales.
En el mecanizado de material mediante radiacion laser con el uso de un dispositivo de acuerdo con la invencion se gira de manera ventajosa durante el mecanizado laser al menos uno de los elementos opticos en forma de placa con velocidad constante o variable para variar una distribucion de densidad de potencia con una frecuencia de modulacion deseada.
De manera conveniente puede estar previsto a este respecto que ambos de los al menos dos elementos opticos en forma de placa se giren en direcciones opuestas con la misma o diferente velocidad, de modo que la modulacion de la distribucion de densidad de potencia puede adaptarse a los respectivos requisitos de la tarea de mecanizado. Para poder variar no solo la distribucion de densidad de potencia, sino tambien la propia potencia durante el mecanizado laser, se modula la potencia de salida del laser, mientras se giran uno o varios de los elementos opticos en forma de placa, estando acoplada una frecuencia de modulacion del laser a la frecuencia de modulacion de la distribucion de densidad de potencia.
La invencion se explica en mas detalle a continuacion por ejemplo mediante el dibujo. Muestran:
la Figura 1 una vista en perspectiva de un elemento optico en forma de placa con geometna en estrella de Siemens, en la que el angulo de inclinacion de las superficies de faceta esta representado exageradamente grande,
la Figura 2 una representacion esquematica de una optica de enfoque para el enfoque de un haz de rayos paralelo, estando dispuesto en el haz de rayos un elemento optico en forma de placa individual de una optica de ajuste,
la Figura 3a una vista superior esquematica de un elemento optico en forma de placa simplificado de una optica de ajuste con ocho facetas,
la Figura 3b una vista lateral (desarrollo) de un elemento optico en forma de placa para una optica de ajuste de acuerdo con la invencion,
la Figura 4 representaciones esquematicas de la caractenstica de rayo delante del plano focal, en el plano focal y detras,
la Figura 5 una disposicion de acuerdo con la invencion de dos elementos opticos en forma de placa para la formacion de una optica de ajuste,
la Figura 6 una optica de grna y enfoque de rayos como se usa para el mecanizado laser en un cabezal de mecanizado por laser, en cuya trayectoria de rayo laser esta dispuesta una optica de ajuste con dos elementos opticos en forma de placa y
la Figura 7 una disposicion de acuerdo con la invencion con tres elementos opticos en forma de placa para formar una optica de ajuste, estando estructurada la central en ambos lados.
En las figuras se dotan las partes constructivas que se corresponden entre sf con las mismas referencias.
La Figura 1 muestra un elemento optico 10 en forma de placa, que se compone de un disco transparente, en particular de un vidrio plano de vidrio de cuarzo o de sulfuro de cinc, que presenta en un lado facetas a modo de estrellas de Siemens, que estan inclinadas en direccion acimutal o circunferencial. Las facetas son, por tanto, sectores estrechos o secciones circulares que, de manera similar al patron de prueba circular conocido como estrella de Siemens, que posee de manera alterna sectores blancos y negros, poseen tambien una inclinacion alterna en direccion circunferencial. Dos facetas adyacentes forman, por tanto, una forma de techo o una forma de valle en forma de V, configurando dos facetas, que forman juntas una forma de techo, respectivamente con sus otras facetas adyacentes, respectivamente, una forma en V. El elemento optico en forma de placa con las facetas dispuestas en forma de estrella de Siemens se denomina en adelante optica en estrella de Siemens de acuerdo con las estrellas de Siemens conocidas para probar las calidades de ilustracion.
La superficie de faceta de cada sector forma con la superficie complementaria plana una placa de cuna con desviacion de rayo uniforme del sector circular asociado del rayo colimado. En el dibujo se representan los angulos de inclinacion de las facetas en este caso a tftulo ilustrativo con /- 15° de manera exageradamente grande. Las facetas, es decir, los sectores cubren respectivamente una zona angular de 10° en direccion acimutal o circunferencial. Esto da como resultado en total 36 facetas, es decir, 18 facetas por angulo de inclinacion en el cfrculo completo.
Si una optica en estrella de Siemens 10 - como se muestra en la Figura 2 - esta dispuesta en la trayectoria de rayo 14 paralela expandida de una fuente de rayo laser no representada en mas detalle delante de una optica de enfoque 15, en el plano focal F de la optica de enfoque 15 resulta una imagen de enfoque en forma anular compuesta por puntos de luz individuales (los denominados spots). En los planos I delante del plano focal y II detras del plano focal se representan las motas (spots) individuales, que vuelven a las facetas individuales, mas o menos emborronadas. A continuacion se describe una geometna en estrella de Siemens muy simplificada con ocho facetas en forma de sector circular. De acuerdo con la Figura 3a, la optica en estrella de Siemens 10 presenta ocho facetas 1 a 8, que estan inclinadas de tal modo que respectivamente entre las facetas 1 y 2, 3 y 4, 5 y 6, 7 y 8 se situa una lmea de techo, mientras que entre las facetas 2 y 3, 4 y 5, 6 y 7, 1 y 8 se situa respectivamente una lmea de valle. Los respectivos angulos de inclinacion p1, p2 son a este respecto, por tanto, de manera alterna positivos y negativos, tal como se representa en la Figura 3. La inclinacion se determina, a este respecto, con respecto al plano de placa, es decir, en referencia al plano del lado plano de la optica en estrella de Siemens 10 en forma de placa.
El rayo laser 14 colimado incide en la Figura 2 sobre la optica en estrella de Siemens 10 y se focaliza a continuacion por la lente de enfoque 15 hacia el plano de foco F. Mediante el facetado, que se representa en la Figura 3a, resulta una desviacion de rayo por segmentos en diferentes direcciones. En la Figura 4 se representan los perfiles de rayo delante (plano I), dentro (plano de foco F) y detras (plano II) del plano de foco F. En los perfiles de rayo delante y detras del plano de foco F se perfila debido al desenfoque la forma triangular de las facetas, mientras que el perfil de rayo en el propio foco se compone de puntos individuales o motas.
El angulo de desviacion 0, que se causa por la refraccion del rayo laser 14 preferentemente colimado en una faceta inclinada, se calcula por el angulo de inclinacion p y el mdice de refraccion n del material usado. El angulo de desviacion 0 es, por tanto, 0 = p (n - 1). Esta formula se aplica con la condicion de que la aproximacion de angulo pequeno (sen 9 = tan 9 = 9) se cumple suficientemente, lo que se da hasta un angulo de aproximadamente 5°. A partir del angulo de desviacion 0 y de la distancia focal de enfoque f se calcula el diametro de anillo en el enfoque para:
Anillo-0 = 2 ■ f ■ tan 0. Son algunos ejemplos:
Figure imgf000006_0002
Para representar las ventajas de la conformacion de rayo de acuerdo con la invencion mediante estructuras de faceta en forma de estrella de Siemens se llevaron a cabo simulaciones.
La estructura basica de la grna de rayo y de la optica de enfoque se representa en la Figura 6 y los datos tecnicos se indican en la siguiente tabla:
Figure imgf000006_0001
Como se muestra en la Figura 6, se conforma un haz de rayos laser divergente 14' que sale de una fibra de conduccion de luz 16 de una optica de colimador 17 en un haz de rayos laser paralelo 14, que se focaliza por la lente de enfoque 15 en una pieza de trabajo 18. De acuerdo con la Figura 6 se usa una optica de ajuste 20, es decir, una optica refractiva para el ajuste de la distribucion de intensidad en el haz de luz laser 14 paralelo. Para la siguiente simulacion se uso una optica en estrella de Siemens individual con estructura de facetas, como se representa en la Figura 2.
Con esta estructura basica se investigaron las siguientes cuatro configuraciones:
Figure imgf000007_0001
Se determino en la simulacion la distribucion de e ne^a o el perfil de rayo 3 mm delante del punto focal, en el punto focal y 3 mm detras del plano focal. En el primer caso se usa la optica de gufa y enfoque de rayos de acuerdo con la Figura 6 sin optica de ajuste. En el segundo ejemplo se coloco una optica en estrella de Siemens de acuerdo con la invencion entre las dos lentes. En una tercera simulacion se dispuso un axicon, es decir, un cono con un angulo de inclinacion de 0,1° en la trayectoria de rayo. Como posibilidad alternativa a la conformacion de rayo mediante fibras se uso una fibra de mdice de pasos con nucleo de anillo, sin proporcionarse, en cambio, elementos de conformacion de rayo adicionales a la trayectoria de rayo. Los resultados de la simulacion se muestran en la siguiente tabla:
Figure imgf000007_0002
Las simulaciones muestran, por tanto, que la estructura de facetas en forma de estrella de Siemens de acuerdo con la invencion de un elemento optico en forma de placa, es decir, la optica en estrella de Siemens es la mas adecuada para generar un perfil de anillo por una zona lo mas amplia posible delante y detras del plano de foco.
Si se introduce ahora una optica en estrella de Siemens 10 individual en la trayectoria de rayo del rayo laser 14, como se representa en la Figura 2, se obtiene la distribucion de densidad de potencia anular de acuerdo con la configuracion anterior #2 (Anillo). Para obtener la distribucion de densidad de potencia en forma de punto de acuerdo con la configuracion anterior #1 (Mota), solo se necesita retirar la optica en estrella de Siemens 10 de la trayectoria de rayo del rayo laser 14. Para cambiar entre los modos Mota y Anillo y volver al modo Mota, la optica en estrella de Siemens 10 solo tiene que introducirse en la trayectoria de rayo del rayo laser 14 y, a continuacion, retirarse de nuevo, como se indica en la Figura 2 por la flecha doble D.
Si la optica en estrella de Siemens 10 individual conectada a la trayectoria de rayo se hace rotar por un accionamiento de giro adecuado, como se explica en mas detalle mas adelante en relacion con un diseno adicional de la invencion. es posible homogeneizar en el tiempo la distribucion de densidad de potencia en el perfil de anillo en particular en el plano focal en direccion circunferencial, dado que el perfil de anillo rota por sf mismo en el plano focal, dado que por tanto los puntos de luz individuales o motas del perfil de anillo discurren casi alrededor del eje optico. La distribucion temporal de la densidad de potencia en un punto del perfil de anillo se corresponde, a este respecto, con la distribucion espacial de la densidad de potencia en direccion circunferencial. Con ello pueden compensarse no solo diferencias de densidad de potencia debidas a la estructura de puntos, sino tambien las que se basan en tolerancias de fabricacion.
Para conseguir una relacion mixta sin pasos entre perfiles en forma de punto o de anillo del enfoque laser se usan de acuerdo con la invencion dos opticas en estrella de Siemens del tipo descrito mediante las Figuras 1 a 4.
La conexion en serie de dos opticas en estrella de Siemens 10 para configurar una optica de ajuste 20 de acuerdo con la invencion para regular la distribucion de intensidad (vease la Figura 5) conduce a una adicion de las desviaciones de rayo de las opticas en estrella de Siemens 10 individuales. Dependiendo de la posicion angular relativa de las dos opticas en estrella de Siemens 10 una con respecto a otra, hay tres casos diferentes. Si las opticas en estrella de Siemens 10 se enfrentan sin torsion o giradas en un multiplo del angulo del penodo de facetas, las facetas inclinadas se enfrentan de manera opuesta, por tanto, de modo que se anaden las desviaciones de rayo de manera constructiva y se genera un perfil de anillo, cuyo diametro es el doble de grande que el durante el uso de una optica en estrella de Siemens 10 individual. Si las opticas en estrella de Siemens estan giradas una contra otra en la mitad del angulo de penodo de facetas, de modo que se enfrentan facetas inclinadas en el mismo sentido cuando por tanto a los techos de la una optica en estrella de Siemens 10 se enfrentan los valles de la otra optica en estrella de Siemens 10 y al reves, las desviaciones de rayo de la primera optica en estrella de Siemens 10 se compensan casi exactamente por la segunda optica en estrella de Siemens 10. Las dos opticas en estrella de Siemens 10 actuan en esta posicion como una placa planoparalela. Como consecuencia se genera en el plano de foco un foco en forma de punto, como si no estuviera presente ninguna optica de ajuste 20. Ademas, son posibles tambien todas las otras posiciones angulares giradas, de modo que a cada faceta se enfrentan facetas inclinadas tanto en el mismo sentido como de manera opuesta. Por tanto, se genera un perfil mixto compuesto por un anillo y un punto. La distribucion de potencia a traves del perfil de rayo depende aqu de las respectivas areas de solapamiento.
Tambien para opticas de ajuste 20 de acuerdo con la invencion de este tipo se llevaron a cabo correspondientes simulaciones. A este respecto se represento la optica de ajuste 20 al igual que en la Figura 6, introducida entre la lente de colimador 17 y la lente de enfoque 15. Como se representa, las simulaciones se llevaron a cabo solo para una disposicion de la optica de ajuste 20 en la zona de rayo colimada. Como se indica de manera discontinua en la Figura 6, podfa funcionar no obstante tambien el principio de desvfo de acuerdo con la invencion en una zona de rayo convergente o tambien en una zona de rayo divergente (no representada).
En el caso de la simulacion con una optica de ajuste 20 con dos elementos, se introdujeron opticas en estrella de Siemens 10 en forma de placa, cuya estructura de faceta en forma de estrella de Siemens presenta facetas respectivamente con una zona angular de 10° y un angulo de inclinacion de las facetas de /- 0,2°. Aunque los elementos pueden disponerse en principio de tal modo que se enfrentan superficies discrecionales, en este caso se dispusieron los elementos opticos de tal modo que se enfrentan a 1 mm de distancia con sus superficies facetadas de manera similar a la Figura 5. Esto tiene la ventaja de que los efectos de desvfo se complementan o anulan entre sf de manera optima, como muestran en la tabla abajo las dos ultimas filas.
Para determinar la idoneidad para el uso en el procesamiento por laser con la mayor precision posible, en la simulacion tambien se tuvieron en cuenta las tolerancias de fabricacion. Para ello, los picos que discurren radialmente de los tejados y las depresiones de los valles se aplanaron con una anchura acimutal de 10 pm. En este sentido resulta una proporcion de rayo que no esta sujeta a la conformacion de rayo y, por tanto, siempre se visualiza como punto en el centro del enfoque. Esta proporcion asciende de acuerdo con la simulacion a como maximo el 2 %, lo que es bastante insignificante cuando se utiliza en el procesamiento de materiales.
En la simulacion se ha demostrado que incluso a una distancia axial pequena del plano de foco (0,35 pm), la imagen individual de las facetas ya no puede reconocerse, lo que resulta por tanto en un perfil de anillo casi homogeneo. A tftulo ilustrativo, en la siguiente tabla se calcularon los perfiles de rayo en dos planos. La siguiente tabla muestra los correspondientes resultados para distintas posiciones angulares relativas entre los dos elementos.
Figure imgf000008_0001
(continuacion)
Figure imgf000009_0001
La optica de ajuste 20 de acuerdo con la invencion puede estructurarse, no obstante, tambien con mas de dos elementos, como se representa esto, por ejemplo, en la Figura 7. Para obtener a su vez una compensacion completa de las desviaciones de rayo de los elementos individuals y poder combinar de manera optima los distintos perfiles de rayo, es conveniente que en el caso de tres elementos opticos el angulo de inclinacion de las facetas de un elemento sea el doble de grande que el angulo de inclinacion de las facetas de los otros dos elementos opticos, en los que el angulo de inclinacion es igual. Si se debiera estructurar una optica de ajuste con cuatro elementos, el angulo de inclinacion de las facetas del cuarto elemento tiene que ser tan grande como la suma de los angulos de inclinacion de las facetas de los otros tres elementos. Si, por tanto, por ejemplo el angulo de inclinacion asciende en los primeros dos elementos a /- 0,1° y el angulo en el tercer elemento a /- 0,2°, debena elegirse el angulo de inclinacion de las facetas en el cuarto elemento con /- 0,4°.
En una simulacion se uso una optica de ajuste con tres elementos opticos con facetas en forma de estrella de Siemens, es decir, con tres opticas en estrella de Siemens 10, estando las facetas de uno de los elementos inclinadas con el doble de intensidad (+/- 0,2°) de las facetas de los otros dos elementos, que solo estaban inclinados en /- 0,1°. Estos dos eran giratorios por sf mismos. En este sentido pueden generarse tanto un enfoque en forma de punto como dos anillos con distintos diametros (600 pm y 300 pm) asf como formas mixtas discrecionales. En este caso, como se describio anteriormente, se ha tenido en cuenta una posible tolerancia de fabricacion mediante el aplanamiento de las puntas y depresiones.
La siguiente tabla muestra los resultados de la simulacion:
Figure imgf000009_0002
(continuacion)
Figure imgf000010_0001
En la tabla anterior, la primera fila muestra el ajuste de los elementos entre sf al que se anaden de manera optima las desviaciones de rayo, lo que conduce al mayor diametro alcanzable con el dispositivo. Las filas 2 y 3 muestran los resultados en posiciones angulares en las que se elevan de manera optima los efectos de los dos elementos con los mismos angulos de inclinacion, de modo que el diametro de anillo solo se determina por el angulo de inclinacion de las facetas del elemento con angulo de inclinacion grande. En la cuarta fila se muestra como esta la distribucion de intensidad en el foco cuando los elementos se giran uno contra otro de tal modo que se anulan de manera optima sus desviaciones de acero. Este resultado se corresponde con el ejemplo comparativo mostrado en la ultima fila de la tabla sin optica de ajuste.
En las demas filas de la tabla se representan formas mixtas discrecionales.
Si se usa una optica de ajuste de acuerdo con la invencion por ejemplo en un cabezal de corte por laser con una lente de colimador y una lente de enfoque con respectivamente 100 mm de distancia focal, que se suministra a traves de una fibra de 100 pm con una apertura numerica de 0,12 con radiacion laser, puede conmutarse con la optica de ajuste de acuerdo con la invencion con 2 elementos rapidamente entre los estados Anillo y Mota (Punto). Con ello, es posible conmutar entre los tipos de funcionamiento "chapa gruesa", para el que se requiere un foco con diametro grande, y "chapa delgada", para el que se requiere solo un foco de laser en forma de punto. Como se ha demostrado mediante las simulaciones, es ademas tambien posible girando en menos de una faceta, es decir, en un angulo que es menor que el de una faceta, para producir estados mixtos de caractensticas de rayo en forma de rayo y en forma de punto, de modo que puede seleccionarse en funcion del uso en el corte por laser la distribucion de energfa optima en el perfil de rayo.
Si en un diseno practico de la invencion se usa una optica de ajuste, cuyos elementos opticos en forma de placa (opticas en estrella de Siemens) presentan un diametro de 30 mm y 18 facetas dobles, es decir, 36 facetas con un angulo de sector de 10°, cuando las dos opticas en estrella de Siemens giran una faceta el borde se desplaza 2,6 mm. Un desplazamiento de este tipo puede realizarse con una alta velocidad, cuando por ejemplo la optica movil se capta de una manera no representada en mas detalle en un eje hueco, que se acciona por un motor paso a paso, que puede mover el borde de la optica en estrella de Siemens giratoria con una velocidad de v = 250 mm/s. Resulta, por tanto, un tiempo de conmutacion de aproximadamente 10 ms, de modo que puede conmutarse practicamente sin interrupcion de anillo a mota o al reves.
Con una optica de ajuste 20, que esta estructurada a partir de dos o mas opticas en estrella de Siemens 10, no puede conmutarse, no obstante, de anillo a mota o al reves, sino que tambien es posible modular a alta frecuencia la distribucion de intensidad espacial de un rayo laser enfocado en una pieza de trabajo para aumentar la calidad en el corte por laser y de la soldadura por laser. Para ello se necesita una optica de ajuste 20 con dos o mas opticas en estrella de Siemens 10 situadas una detras de otra, de las que al menos una esta montada de manera que puede girar alrededor del eje optico y puede hacerse rotar. Como se dijo antes, la optica de ajuste 20 puede estar dispuesta en una parte colimada, divergente o convergente de la trayectoria de rayo.
Para conmutar la distribucion de intensidad generada en el plano de foco de mota a anillo, es suficiente un giro relativo de las opticas en estrella de Siemens 10 con N segmentos dobles (facetas dobles) de 360°/2N. Con un giro relativo de 360°/N se efectua un cambio de mota a anillo y de nuevo a mota; esto se corresponde, por tanto, con un penodo de oscilacion.
De esto se deduce que la frecuencia de modulacion de la distribucion de intensidad corresponde a N veces la frecuencia de giro relativa de las opticas en estrella de Siemens 10. Por tanto, un par de opticas en estrella de Siemens 10 representa un engranaje optico, que incluso a bajas frecuencias de giro de una o todas las opticas en estrella de Siemens 10 proporciona una alta frecuencia de modulacion para la distribucion de intensidad del rayo laser 14 en el plano de foco.
Si se usa, por ejemplo, una optica de ajuste 20 con dos opticas en estrella de Siemens 10, cuyas superficies en estrella de Siemens presentan respectivamente N=20 facetas o segmentos dobles, y un accionamiento para al menos una de las opticas en estrella de Siemens 10 con una frecuencia de giro de 100 Hz, se modula la distribucion de intensidad entre los modos Mota y Anillo con una frecuencia de 2 kHz.
En particular son concebibles los siguientes modos de funcionamiento:
- Solo una de las opticas en estrella de Siemens 10 se gira con la frecuencia f. La frecuencia de modulacion se corresponde entonces con N*f.
- Ambas opticas en estrella de Siemens 10 se giran una con respecto a otra de manera opuesta con las frecuencias de giro f1 y f2. La frecuencia de modulacion se corresponde con N*(f1+f2).
Si se usan mas de dos opticas en estrella de Siemens, entonces
- pueden generarse distribuciones de intensidad en forma de anillo con distintos diametros, como se explico ya anteriormente; ademas
- puede aumentarse mas la frecuencia de modulacion.
Para ello, cada optica en estrella de Siemens debe girar siempre de manera opuesta a la optica en estrella de Siemens adyacente. La frecuencia de modulacion resulta en M estrellas de Siemens con las frecuencias de giro f para N*(!m fi). Si se usan por ejemplo tres opticas en estrella de Siemens con N=20 facetas dobles y una frecuencia de giro cada una de 1o0Hz, se modula la distribucion de intensidad entre los modos Mota y Anillo con una frecuencia de 6 kHz.
Como ejemplo debe servir una configuracion como se representa en la Figura 7. Como se muestra en la Figura 7, una optica de ajuste 30 presenta tres opticas en estrella de Siemens 10.1, 10'.2 y 10.3, estando estructurada en ambos lados la optica en estrella de Siemens 10'.2 media. En total estan previstas, por tanto, cuatro superficies en estrella de Siemens O1, O2a, O2b, O3 cada una con N facetas dobles. Las dos superficies en estrella de Siemens O1 y O2a que se enfrentan la una a la otra tienen la misma pendiente de faceta o angulo de inclinacion p1. Tambien las otras dos superficies en estrella de Siemens O2b y O3 enfrentadas la una a la otra tienen la misma pendiente de faceta o angulo de inclinacion p2, siendo de manera no representada en mas detalle el angulo de inclinacion pi distinto del angulo de inclinacion p2. Mediante el giro de la optica en estrella de Siemens 10.1 con respecto a la optica en estrella de Siemens 10'.2 puede conmutarse la forma de anillo conjunta de las superficies en estrella de Siemens O1 y O2a. Lo mismo se aplica para las opticas en estrella de Siemens 10'.2 y 10.3 y las superficies en estrella de Siemens O2b y O3.
Como se indica en la Figura 7, a cada una de las tres opticas en estrella de Siemens 10.1, 10'.2 y 10.3 esta asociado un accionamiento de giro 31, 32 o 33, de modo que todas las tres opticas en estrella de Siemens 10.1, 10'.2 y 10.3 pueden girarse con la frecuencia f. La direccion de giro de la optica en estrella de Siemens 10'.2 media esta, a este respecto, opuesta a la direccion de giro de las otras dos, como se indica mediante la flecha de direccion de giro P. Si se permiten diferentes frecuencias de giro de las tres opticas en estrella de Siemens 10.1, 10'.2 y 10.3, se eleva en particular el numero de las distribuciones de intensidad, que se generan durante un periodo.
Una seleccion de los distintos modos de funcionamiento de la disposicion descrita mediante la Figura 7 se reproduce mediante la siguiente tabla:
Figure imgf000012_0001
Aqrn significa PV = desplazamiento de fase, Sp = distribucion de intensidad en forma de mota y □ 0 i = diametro de la distribucion de intensidad anular
Debido a la holgura de la rotacion continua de las opticas en estrella de Siemens 10; 10.1, 10'.2, 10.3 con el efecto de engranaje optico de uno o varios pares de estrellas de Siemens, la distribucion de intensidad generada en el enfoque se modula con N veces la frecuencia de giro o con N veces la suma de las frecuencias de giro, siendo N el numero de las facetas dobles por cada optica en estrella de Siemens 10; 10.1, 10'.2, 10.3.
Debido al efecto de engranaje optico, las exigencias de velocidad de rotacion son bajas. Para hacer rotar una o varias opticas en estrella de Siemens con frecuencia de giro de dos o tres dfgitos, pueden usarse como accionamientos de giro accionamientos electricos con diferentes mecanismos de accionamiento, que estan disponibles en el mercado.
Como alternativa a un accionamiento electrico tambien es concebible realizar un accionamiento de giro mediante aire a presion. El suministro de gas se proporciona por regla general, dado que el aire a presion (y/o gas de corte) esta disponible por regla general en la zona del cabezal de procesamiento por laser.
En el mercado hay ademas tambien accionamientos de giro, que pueden rotar una optica, tal como una optica en estrella de Siemens con frecuencias de giro especialmente altas de hasta 6 kHz. Aplicado al ejemplo anterior con dos opticas en estrella de Siemens con N=20 facetas dobles, pueden conseguirse con ello frecuencias de modulacion de hasta 120 kHz
Incluso a partir de una frecuencia de modulacion en un intervalo de 2 dfgitos, la chapa que va a procesarse solo percibe aun la distribucion de intensidad calculada durante un penodo de modulacion, ya que debido a la inercia relativa de la conduccion de calor, la potencia de entrada ya no puede redistribuirse lo suficientemente rapido. Por tanto, la modulacion de la distribucion de intensidad actua al igual que una expansion de rayo duradera y, por tanto, puede sustituir o complementar sistemas de zoom complejos.
En todos los casos y configuraciones es adecuado el cabezal de procesamiento por laser de acuerdo con la invencion de manera ventajosa tambien siempre para la soldadura o el corte de chapa delgada, dado que la conformacion de anillo puede desactivarse mediante una posicion angular fija adecuada de todas las opticas en estrella de Siemens usadas para hacer funcionar el cabezal de procesamiento por laser en el modo Mota.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para el procesamiento de material mediante radiacion laser con una optica de enfoque (15) para el enfoque de un rayo laser (14) en una pieza de trabajo (18) y con una optica de ajuste (20) para el ajuste de la distribucion de intensidad con al menos un elemento optico en forma de placa (10), que presenta una superficie con un patron circular de facetas en forma de sector, caracterizado porque las facetas en forma de sector estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa.
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el elemento optico en forma de placa (10) de la optica de ajuste (20) puede moverse hacia dentro y hacia fuera en la trayectoria de rayo del rayo laser (14).
3. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la optica de ajuste (20) presenta al menos dos elementos opticos en forma de placa (10) cada uno con un patron circular de facetas en forma de sector, que estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa, estando dispuestos los al menos dos elementos opticos en forma de placa (10) uno detras de otro en la trayectoria de rayo del rayo laser (14) y pudiendo girarse uno contra otro en direccion circunferencial.
4. Dispositivo segun las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque todas las facetas en forma de sector de un elemento optico en forma de placa (10) presentan el mismo ancho acimutal, y/o porque las superficies de las facetas en forma de sector de los elementos opticos en forma de placa (10) son planos o curvados o presentan dos o mas secciones inclinadas de manera diferente.
5. Dispositivo segun las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque los dos elementos opticos en forma de placa (10) de la optica de ajuste (20) se enfrentan con sus patrones de facetas en forma de sector.
6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque los dos elementos opticos en forma de placa (10) de la optica de ajuste (20) pueden girarse alrededor de un eje, que es coaxial con un eje central de un haz de rayos laser (14).
7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el patron de facetas en forma de sector de los dos elementos opticos en forma de placa (10) de la optica de ajuste (20) presenta el mismo numero de facetas y porque las superficies de faceta estan inclinadas en el mismo angulo (p).
8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la optica de ajuste (20) presenta un elemento optico en forma de placa (10) adicional con un patron de facetas en forma de sector.
9. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el elemento optico en forma de placa (10) adicional presenta a ambos lados un patron de facetas en forma de sector y esta dispuesto entre los dos primeros elementos opticos en forma de placa (10).
10. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el elemento optico en forma de placa (10) adicional presenta un patron de facetas en forma de sector, que es distinto del patron de facetas en forma de sector de los dos primeros elementos opticos en forma de placa (10), estando inclinadas las superficies de faceta del elemento optico en forma de placa (10) adicional en un angulo (p) contra el plano de placa, que es distinto del angulo de inclinacion de los dos primeros elementos opticos en forma de placa (10), en particular tan grande como la suma de los angulos de inclinacion de los dos primeros elementos opticos en forma de placa (10), y/o presentando las facetas del elemento optico en forma de placa (10) adicional un ancho acimutal, que es distinto del ancho acimutal de las facetas de los dos primeros elementos opticos en forma de placa (10).
11. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el angulo de inclinacion de las superficies de faceta contra el plano de placa asciende a entre /- 0,1° y /-0,6°, y/o porque el numero de las facetas es de 18 a 72, preferentemente de 24 a 40, en particular de 36.
12. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque esta prevista una optica de colimador (17) para expandir el rayo laser (14), y porque la optica de ajuste (20) esta dispuesta entre la optica de colimador (17) y la optica de enfoque (15).
13. Dispositivo segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos a uno de los elementos opticos en forma de placa (10) esta asociado un accionamiento de giro (31, 32, 33), de modo que el elemento optico en forma de placa (10) puede accionarse durante un proceso de procesamiento por laser para rotar con velocidad constante o variable.
14. Dispositivo segun la reivindicacion 13, caracterizado porque a cada uno de los elementos opticos en forma de placa (10; 10.1, 10'.2, 10.3) esta asociado un accionamiento de giro (31, 32, 33), pudiendo controlarse los accionamientos de giro (31, 32, 33) en particular independientemente entre sf, de modo que la velocidad de giro y la direccion de giro de cada uno de los elementos opticos en forma de placa (10; 10.1, 10'.2, 10.3) puede seleccionarse libremente.
15. Procedimiento para el procesamiento de material mediante radiacion laser con el uso de una optica de enfoque (15) para el enfoque de un rayo laser (14) en una pieza de trabajo (18) y una optica de ajuste (20) para el ajuste de la distribucion de intensidad, que presenta al menos dos elementos opticos en forma de placa (10), caracterizado porque los al menos dos elementos opticos en forma de placa presentan cada uno un patron circular de facetas en forma de sector, que estan inclinadas en direccion circunferencial de manera alterna contra el respectivo plano de placa, estando dispuestos los al menos dos elementos opticos en forma de placa (10) uno detras de otro en la trayectoria de rayo del rayo laser (14) y pudiendo girar en direccion circunferencial, en donde durante el procesamiento por laser al menos uno de los elementos opticos en forma de placa (10) se gira con velocidad constante o variable para variar la distribucion de densidad de potencia con una frecuencia de modulacion deseada.
16. Procedimiento segun la reivindicacion 15, caracterizado porque ambos de los al menos dos elementos opticos en forma de placa (10) se giran en direcciones opuestas con la misma o diferente velocidad, y/o porque durante el procesamiento por laser, mientras se giran uno o varios de los elementos opticos en forma de placa (10), se modula la potencia de salida del laser, estando acoplada una frecuencia de modulacion del laser a la frecuencia de modulacion de la distribucion de densidad de potencia.
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