WO2010088873A4 - Vorrichtung mit scanner-optik zur materialbearbeitung mittels laser - Google Patents

Vorrichtung mit scanner-optik zur materialbearbeitung mittels laser Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mit einer Scanner-Optik (pre- oder post-objective-scanning) ausgestattete Vorrichtung zur Materialbearbeitung mittels Laser (1), insbesondere zum Laserschweißen. Die Vorrichtung umfasst einen mit der Scanner-Optik (2a, 2b) mitbeweglichen Bildsensor (18), der optisch in einen mit der Bearbeitungsposition (16) auf dem Werkstück (7) beginnenden Teilbereich des Strahlengangs der Scanner-Optik (2a, 2b) eingebunden ist, und mindestens einen mit der Scanner-Optik (2a, 2b) mitbeweglichen Projektor (10), der dazu dient, Messlicht (11) in Form von Messstrukturen auf das zu bearbeitende Werkstück (7) zu projizieren. Der Bildsensor (18) ist sensitiv im Wellenlängenbereich des vom Projektor (10) abgestrahlten Messlichts (11) und auf der dem Strahlengang abgewandten Seite einer Ablenkungseinheit (4a, 4b), die für den Wellenlängenbereich des vom Projektor (10) abgestrahlten Lichts durchlässig ist und Licht des Wellenlängenbereichs des vom Bearbeitungslaser (1) emittierten Lichts reflektiert, angeordnet. Mit der Vorrichtung können in Massenfertigung unkompliziert Geometriemuster mit hoher Auflösung, wie z. B. feine Kehl- und Bördelnähte, geschweißt werden.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 16 August 2010 (16.08.2010)
1. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mittels Laser (1 ) mit einer durch eine Führungsmaschine relativ zum zu bearbeitenden Werkstück (7) beweglichen Scanner-Optik (2a, 2b), die nach dem Prinzip des pre-objektive-scanning oder des post-objective-scanning arbeitet und deren Strahlengang mittels einer oder mehrerer aktiver (4b) und/oder passiver (4a) Ablenkungseinheiten geführt ist, einem mit der Scanner-Optik mitbeweglichen Projektor (10), der dazu dient, Messlicht (11) in Form von Messstrukturen auf das zu bearbeitende Werkstück (7) zu projizieren und einem mit der Scanner-Optik (2a, 2b) mitbeweglichen Bildsensor (18), der sensitiv im Wellenlängenbereich des vom Projektor (10) abgestrahlten Messlichts (11) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor außerhalb des Strahlengangs der Scanner-Optik (2a, 2b) angeordnet ist, und das vom Projektor (10) ausgestrahlte Messlicht (11) aus mindestens einer Linie (12) besteht, die quer zur Längsrichtung (13) der auf dem Werkstück (7) zu erzeugenden Naht verläuft und die einen mittels des Projektors (10) in Nahtlängsrichtung (13) vorgebbaren Vorlauf zur Auftreffposition (8) des Laserstrahls (6) aufweist, wobei der Bildsensor (18) zur optischen Auskopplung aus dem Strahlengang der Scanner-Optik (2a, 2b) auf der dem Strahlengang abgewandten Seite einer für den Wellenlängenbereich des vom Projektor (10) abgestrahlten Lichts durchlässigen und für den Wellenlängenbereich des vom Bearbeitungslaser (1 ) emittierten Lichts reflektierenden Ablenkungseinheit (4a, 4b) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (18) auf der dem Strahlengang abgewandten Seite einer passiven Umlenkeinheit (4a) angeordnet, als Lichtquelle des Projektors (10) ein Laser, der Licht mit einer anderen Wellenlänge als der Bearbeitungslaser (1) abgibt, eingesetzt und die passive Umlenkeinheit (4a) als teildurchlässiger, mit Interferenzschichten versehener Spiegel ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (18) auf der dem Strahlengang abgewandten Seite von der passiven Ablenkungseinheit (4a), die sich, dem Strahlengangs aus Sicht der Bearbei- 15 tungsposition (16) folgend, an die letzte aktive Ablenkungseinheit (4b) anschließt, angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor (18) auf der dem Strahlengang abgewandten Seite von der passiven Ablenkungseinheit (4a) angeordnet ist, die, dem Strahlengang aus Sicht der Bearbeitungsposition (16) folgend, hinter der Fokussiereinheit (5) der Scanner-Optik (2b) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das vom Projektor (10) ausgestrahlte Messlicht über das gesamte Arbeitsfeld (9) der Scanner-Optik (2a, 2b) erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Steuereinheit ausgestattet ist, die mittels Triangulations- und/oder Licht schnittverfahren aus den Daten des Bildsensors (18) die Bearbeitungspositionen (16) auf dem Werkstück (7) berechnet und mittels der Positionsdaten die mindestens eine aktive Ablenkungseinheit (4b) der Scanner-Optik (2a, 2b) ansteuert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Ablenkungseinheiten (4b) der Scanner-Optik (2a, 2b) mit Hilfe der Steuereinheit derart mit der Führungsmaschine synchronisiert sind, dass mittels der Scanner-Optik (2a, 2b) zusätzlich zur Nahtführung die Prozessgeschwindigkeit gegenüber der von der Führungsmaschine vorgegebenen Geschwindigkeit verringert oder erhöht werden kann, indem der Laserstrahl (6) mittels der Scanner-Optik in oder entgegen die von der Führungsmaschine vorgegebene Bewegungsrichtung bewegt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass zur meh- rachsigen Nahtführung entweder mehrere Projektoren (10) eingesetzt sind oder mindestens ein Projektor (10) um den Strahlengang schwenkbar gelagert ist. 16
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen mit der Scanner-Optik (2a, 2b) mitbeweglichen Prozessjet (21 ) zur Erzeugung einer Luftströmung mit Hilfe von komprimiertem Gas (22), der dem Entfernen von beim Laserschweißen entstehenden Dämpfen und der Verringerung sonstiger beim Laserschweißen entstehender Prozessumwelteinflüsse (23), die das Signal des Bildsensors (18) stören, aus dem Umgebungsbereich des Projektors (10) dient, aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherstellung der Schutzwirkung des mindestens einen Prozessjets (11 ) entweder, wenn mehrere Projektoren (10) eingesetzt sind, auch mehrere Prozessjets (21 ) verwendet werden, oder, wenn ein schwenkbarer Projektor (10) verwendet ist, entweder mehrere Prozessjets (21 ) oder ein Prozessjet (21 ), der ebenfalls schwenkbar gelagert ist, eingesetzt ist.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010060162B3 (de) * 2010-08-12 2011-12-08 Scansonic Mi Gmbh Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit der Führung des Bearbeitungslasers von Fügevorrichtungen
DE102011016519B4 (de) 2011-04-08 2019-03-28 Lessmüller Lasertechnik GmbH Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls
DE102011119478B4 (de) 2011-11-25 2016-01-07 Lessmüller Lasertechnik GmbH Vorrichtung zur fremdbeleuchteten Visualisierung eines mittels eines hochenergetischen Bearbeitungsstrahls erfolgenden Bearbeitungsprozesses sowie Umlenkelement
DE102012017130B4 (de) 2012-09-01 2016-06-16 Man Diesel & Turbo Se Laser-Rohreinschweißen
US20140175068A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 GM Global Technology Operations LLC Remote laser welding
DE102013107229B4 (de) * 2013-03-27 2016-06-16 Scansonic Mi Gmbh Fügevorrichtung zum stirnseitigen Fügen eines Überlappstoßes
DE102013105960B3 (de) 2013-06-07 2014-08-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung und Vorrichtung
DE102013017795C5 (de) * 2013-10-25 2018-01-04 Lessmüller Lasertechnik GmbH Prozessüberwachungsverfahren und -vorrichtung
WO2015161315A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Revolaze, LLC Systems and methods for patterning using a laser
DE102014008265C5 (de) 2014-06-06 2017-11-16 Lessmüller Lasertechnik GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Durchführen eines Bearbeitungsprozesses entlang eines Hauptbearbeitungspfades auf einem Werkstück mittels eines Bearbeitungsstrahls
DE102014015094A1 (de) * 2014-10-10 2016-04-14 Audi Ag Verfahren zum Laserstrahlschweißen
DE102015115803A1 (de) 2015-09-18 2017-03-23 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Führen eines Bearbeitungskopfes entlang einer zu bearbeitenden Spur
CN109031858A (zh) * 2016-08-26 2018-12-18 常州爱上学教育科技有限公司 摄像镜头及其工作方法
US10481577B2 (en) * 2017-02-23 2019-11-19 GM Global Technology Operations LLC System and method for object distance detection and positioning
JP6626036B2 (ja) * 2017-04-18 2019-12-25 ファナック株式会社 測定機能を有するレーザ加工システム
DE102017210098B4 (de) * 2017-06-16 2024-03-21 Jenoptik Optical Systems Gmbh Scanvorrichtung mit einer Scankopfvorrichtung zum Reflektieren oder Transmittieren von Strahlen für einen Scanner sowie Verfahren zum Reflektieren oder Transmittieren von Strahlen für einen Scanner
DE102017126867A1 (de) 2017-11-15 2019-05-16 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserbearbeitungssystem und Verfahren zur Laserbearbeitung
DE102018124208B4 (de) * 2018-10-01 2021-08-12 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Laserbearbeitungsprozesses an einem Werkstück sowie dazugehöriges Laserbearbeitungssystem
CN111347571A (zh) * 2020-03-17 2020-06-30 华中科技大学 用于光学硬脆材料的激光辅助低损伤切削加工系统及方法
CN117161413B (zh) * 2023-11-02 2024-03-15 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种实时修复3d打印缺陷的装置及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4106007A1 (de) * 1991-02-26 1992-09-03 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung
JP3123146B2 (ja) * 1991-09-11 2001-01-09 トヨタ自動車株式会社 溶接ビードの品質検査装置
TW314666B (de) * 1994-05-31 1997-09-01 Ibm
DE10005592C1 (de) * 2000-02-09 2001-10-04 Horst Exner Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken
US7577285B2 (en) * 2001-11-15 2009-08-18 Precitec Vision Gmbh & Co. Kg Method and device for evaluation of jointing regions on workpieces
GB0209380D0 (en) * 2002-04-24 2002-06-05 Boc Group Plc Metal working
US20060011592A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Pei-Chung Wang Laser welding control
US20060060573A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-23 Wolfgang Becker Process for preparing a workpiece to be worked with a laser beam, and device for carrying out the process
DE102005032778B4 (de) * 2005-07-06 2008-08-28 Carl Baasel Lasertechnik Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus Kunststoff mit einem Laserstrahl
DE102006004919A1 (de) * 2006-02-01 2007-08-16 Thyssenkrupp Steel Ag Laserstrahlschweißkopf
DE202006005916U1 (de) * 2006-04-10 2007-08-16 Kuka Schweissanlagen Gmbh Überwachungseinrichtung
DE102007027377B4 (de) * 2006-06-28 2010-08-12 Scansonic Mi Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls
DE102006030061A1 (de) * 2006-06-29 2008-01-03 Volkswagen Ag Laserstrahlschweißverfahren und Laserschweißvorrichtung

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